【０００１】
【発明の属する技術分野】
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用の基板上にマスクのパターンを近接（プロキシミティ）露光転写するのに好適な近接露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）を近接露光装置の基板ステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のすき間を例えば数１０μｍ〜数１００μｍにし、次いで、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光を照射することにより該基板上に該マスクに描かれたパターンを露光転写するようにしたものである。
【０００３】
また、このような近接露光装置においては、マスクステージのマスク保持枠に保持されたマスク上の任意の範囲の露光光を必要に応じて遮光することで露光範囲を制限する遮光ブレードを有するマスキングアパーチャ機構を備えたものが知られている。この遮光ブレードは、露光と遮光との範囲の境界部を鮮明にするために極力マスクに接近させた位置に設置される。
【０００４】
なお、近接露光には、マスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式があるが、このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合にマスクが大型化し、マスクの撓みによるパターン精度への影響やコスト面等で問題が生じる。
このような事情から、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合には、基板より小さいマスクを用い、マスクを基板に近接して対向配置した状態で基板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パターン露光光を照射し、これにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写する、ステップ式の近接露光方式が用いられる場合がある。
【０００５】
また、ステップさせない場合であっても、例えば、１台の近接露光装置で多種類の大きさの基板の露光を行えるようにするため、このようなマスキングアパーチャ機構を用いる場合もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の近接露光装置においては、マスキングアパーチャ機構による遮光範囲を拡大して種々の大きさの基板に対応するためには、遮光ブレードを大型化する必要があるが、極力マスクに接近配置された遮光ブレードの上方には、基板（又は基板ステージ）側のアライメントマークとマスク側のアライメントマークとのずれ等を検出するためのアライメントカメラや、基板とマスクとのすき間寸法を測定するギャップセンサ等の他のユニットがマスクに近接配置されているため、遮光ブレードを大型化すると該遮光ブレードがこれらのユニットの検出領域と干渉（覆う）して機能を阻害することになり、この結果、スペース的制約で遮光ブレードの大きさに限界があり、遮光範囲に限界があった。
【０００７】
この場合、センサ等の台数を増やすか、或いはセンサ等を個々に移動可能にすることで対応することもできるが、このようにすると構造が複雑となってコスト高になるという別の問題が生じてしまう。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、遮光範囲を拡大して種々の大きさの基板に対応することができると共に、簡単な構造で低コスト化を図ることができる近接露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被露光材としての基板を保持する基板ステージと、露光すべきパターンを有するマスクと、該マスクを保持するマスクステージと、前記マスク上の任意の範囲の露光光を遮光することで露光範囲を制限する遮光ブレードを有するマスキングアパーチャ機構とを備え、前記基板と前記マスクとを微少すき間を介した状態で該マスクのパターンを前記基板に露光転写する近接露光装置において、
前記マスキングアパーチャ機構の遮光ブレードは、露光と遮光の境界部を含む第１領域を遮光する主ブレードと、前記マスクの表面からの距離が前記主ブレードより離れて配置され、前記第１領域に連続する第２領域を遮光する副ブレードとを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記主ブレードをアームの下部に固定すると共に、前記副ブレードを前記アームの上部に固定したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の一例であるステップ式の近接露光装置の概略側面図、図２はマスクステージの概略平面図、図３はマスキングアパーチャ機構の一部を破断した平面図、図４は図３のａ方向から見た図、図５は図３のｂ方向から見た図、図６は主ブレード及び副ブレードによる遮光領域を説明するための説明図、図７は本発明の作用効果を説明するための説明図、図８は図７との比較に用いる比較例を説明するための説明図、図９〜図１１はマスキングアパーチャ機構の変形例を示す図である。
【００１１】
本発明の実施の形態一例であるステップ式近接露光装置は、図１に示すように、被露光材としての基板Ｗより小さいマスクＭを用い、該マスクＭをマスクステージ１で保持すると共に、基板Ｗを基板ステージ２で保持して両者を近接して対向配置し、この状態で基板ステージ２をマスクＭに対してＹ軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクＭ側から基板Ｗにパターン露光用の光を照射することにより、マスクＭの複数のパターンを基板Ｗ上に露光転写するようにしたものである。
【００１２】
基板ステージ２は、Ｚ軸ステージ３上にリニアガイド４を介してＹ軸方向に移動可能に支持されている。Ｚ軸ステージ３は、Ｚ軸方向に昇降可能に配置されてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に調整する昇降機能と、水平面に対する傾斜の調整を行うチルト機能を有している。また、基板ステージ２にはＹ軸方向に沿って配置されたボールねじのナット（図示せず）が取り付けられており、該ボールねじのねじ軸５をＺ軸ステージ３上の端部に設置されたモータ５ａで間欠的に回転駆動させることで、基板ステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるようになっている。
【００１３】
マスクステージ１は、図２に示すように、略矩形状の枠体からなるマスクフレーム６と、該マスクフレーム６の中央部開口６ａにすき間を介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスク保持枠７とを備えており、マスクフレーム６は図示しない支持部によって基板ステージ２の上方の定位置に保持されている。
【００１４】
マスク保持枠７は、マスクフレーム６のＸ軸方向に沿う二辺にそれぞれ２個ずつ（合計４個）互いにＸ軸方向に離間配置されたガイド部８を介して前記すき間分だけＸ，Ｙ，θ方向に移動可能に支持されている。また、マスク保持枠７の中央部開口７ａの下面には内方に張り出すフランジ９が開口７ａの全周に沿って設けられている（図５参照）。このフランジ９の下面に露光すべきパターンが描かれているマスクＭが真空式吸着装置１０を介して着脱自在に保持されるようになっている。
【００１５】
フランジ９のＸ軸方向に互いに対向する二辺の内側上方には、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定する手段としてのギャップセンサ１１と、マスクＭ側に設けられたアライメントマーク（図示せず）と基板Ｗ（又は基板ステージ２）側に設けられたアライメントマーク（図示せず）とを撮像する手段としてのアライメントカメラ１２とが配置されている。
【００１６】
ギャップセンサ１１は、フランジ９のＸ軸方向に互いに対向する二辺の内の一方の辺の内側上方にＹ軸方向に互いに離間して２カ所配置されると共に、他方の辺の内側上方でＹ軸方向の略中央部に１カ所配置されている。これらの３個のギャップセンサ１１による測定結果に基づいて図示しない制御装置で演算処理を行うことでマスクＭと基板Ｗとの対向面間の距離（すき間の大きさ）と平行度のずれ量を検出することができ、この検出ずれ量に応じて上述したＺ軸ステージ３の昇降機能とチルト機能が制御されてマスクＭと基板Ｗとの対向面間の距離（すき間）を所定の値に確保されるようになっている。
【００１７】
アライメントカメラ１２はフランジ９のＸ軸方向に互いに対向する二辺の各内側上方でＹ軸方向の略中央部にそれぞれ一カ所ずつ合計２カ所配置されおり、これらの２個のアライメントカメラ１２の画像データに基づいて図示しない制御装置で演算処理を行うことでマスクＭと基板Ｗとの平面ずれ量を検出することができ、この検出平面ずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠７をＸ，Ｙ，θ方向に移動させて該マスク保持枠７に保持されたマスクＭの基板Ｗに対する位置を調整するようになっている。
【００１８】
マスク位置調整手段は、図２に示すように、マスクフレーム６のＹ軸方向に沿う一辺に取り付けられたＸ軸方向駆動装置１４ｘと、マスク保持枠１３のＸ軸方向に沿う一辺にガイド部８の外側に位置して互いに離間して取り付けられた二台のＹ軸方向駆動装置１４ｙとを備えている。
Ｘ軸方向駆動装置１４ｘは、例えばＸ軸方向に伸縮するロッド１４１ｒを有する駆動用アクチュエータ（例えば電動アクチュエータ）等で構成されており、ロッド１４１ｒの先端は、マスク保持枠７のＹ軸方向に沿う辺部に沿って案内レール１４３ｒが固定されたリニアガイド（直動軸受案内）のスライダ１４３ｓにピン等を介して連結されている。
【００１９】
一方、Ｙ軸方向駆動装置１４ｙは、例えばＹ軸方向に伸縮するロッド１４１ｒを有する駆動用アクチュエータ（例えば電動アクチュエータ）等で構成されており、ロッド１４１ｒの先端は、マスク保持枠７のＸ軸方向に沿う辺部に沿って案内レール１４３ｒが固定されたリニアガイド（直動軸受案内）のスライダ１４３ｓにピン等を介して連結されている。
【００２０】
そして、Ｘ軸方向駆動装置１４ｘによりマスク保持枠７のＸ軸方向の調整を、二台のＹ軸方向駆動装置１４ｙによりマスク保持枠７のＹ軸方向及びθ軸方向（Ｚ軸まわりの揺動）の調整を行うようになっている。
なお、図２において符号１４１ｘはＸ軸方向駆動装置１４ｘに対向するマスクフレーム６のＹ軸方向に沿う一辺に取り付けられてマスク保持枠７をＸ軸方向駆動装置１４ｘの押圧方向と逆方向に付勢するための付勢装置で例えばエアシリンダ等で構成されており、また、符号１４１ｙはＹ軸方向駆動装置１４ｙに対向するマスクフレーム６のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられてマスク保持枠７をＹ軸方向駆動装置１４ｙの押圧方向と逆方向に付勢するための付勢装置で例えばエアシリンダ等で構成されている。
【００２１】
なお、Ｘ軸方向駆動装置１４ｘ及びＹ軸方向駆動装置１４ｙの各アクチュエータとマスク保持枠７とをガタなく連結可能であれば、付勢装置１４１ｘ及び１４１ｙは省略してもよい。また、ガイド部８の配置やＸ軸方向駆動装置，Ｙ軸方向駆動装置の配置なども上記に限定されるものではない。
また、マスク保持枠７のＸ軸方向に沿う二辺の各ガイド部８間には、それぞれマスク保持枠７に保持されたマスクＭ上の任意の範囲の露光光を遮光することで露光範囲を制限するマスキングアパーチャ機構１５ａ及び１５ｂが取り付けられている。ここで、この実施の形態では、マスキングアパーチャ機構１５ａ及び１５ｂの内でＹ軸方向駆動装置１４ｙ側の各ガイド部８間に配置されたマスキングアパーチャ機構１５ａについてのみ本発明を適用し、他方のマスキングアパーチャ機構１５ｂについては従前のものを用いるが、マスキングアパーチャ機構１５ａ及び１５ｂ共に本発明を適用してもよいのは勿論である。
【００２２】
マスキングアパーチャ機構１５ａは、図３〜図４に示すように、Ｙ軸方向に沿って設置されたボールねじ１６と、該ボールねじ１６と平行に設置されたリニアガイド１７とを備えている。ボールねじ１６のねじ軸１６ａに螺合されたナット１６ｂとリニアガイド１７の案内レール１７ａに跨架されたスライダ１７ｂとは連結部材１８によって連結されており、また、ボールねじ１６のねじ軸１６ａの両端は軸受１９を介して回転可能に支持されている。
【００２３】
ボールねじ１６のねじ軸１６ａのマスク保持枠７の開口７ａから離間する側の端部はブラケット２０に取り付けられたモータ２１のモータ軸２２にカップリング２３を介して連結されている。モータ２１のモータ軸２２を正逆方向に回転駆動させることにより、ナット１６ｂ、スライダ１７ｂ及び連結部材１８が一体となってＹ軸方向に往復移動するようになっている。
【００２４】
連結部材１８のボールねじ１６から離間する側の端部はリニアガイド１７からＸ軸方向に突出しており、該突出端にはアーム３０がマスク保持枠７の開口７ａの幅方向の略中央に位置して連結されている。
アーム３０は、マスク保持枠７の上方でＹ軸方向に延びる水平部３１と、該水平部３１の先端からＺ軸方向に下方に延びる垂直部３２とを備えており、該垂直部３２の先端（下端）には補強板３３を介して主ブレード（遮光ブレード）４０ａが連結されている。主ブレード４０ａはＸ軸方向にマスク保持枠７の開口７ａの幅より長く延びており、また、ボールねじ１６のナット１６ｂが最もマスク保持枠７の開口７ａから離間する位置に配置されたときに、フランジ９の上面に位置して該フランジ９からマスク保持枠７の開口７ａ側に突出しないようになっている。また、主ブレード４０ａは露光と遮光との範囲の境界部を鮮明にするためにできるだけフランジ９の上面に接近配置されて極力マスクＭに接近させた位置に設置される。
【００２５】
一方、アーム３０の水平部３１の上面には主ブレード４０ａより幅広の副ブレード（遮光ブレード）４０ｂが固定されている。副ブレード４０ｂは、主ブレード４０ａと同様に、Ｘ軸方向にマスク保持枠７の開口７ａの幅より長く延びており、また、マスク保持枠７の開口７ａ側を向く端部の一部が平面視して主ブレード４０ａの一部と重なるように配置されている。なお、主ブレード４０ａ、副ブレード４０ｂ及びアーム３０については例えば黒色として反射しにくい表面にするのが好ましい。また、副ブレード４０ｂと主ブレード４０ａとの間には上述したギャップセンサ１１及びアライメントカメラ１２がアーム３０の両側に位置して配置されている。
【００２６】
そして、モータ２１のモータ軸２２を回転駆動させることにより、ナット１６ｂ、スライダ１７ｂ、連結部材１８、アーム３０、副ブレード４０ｂ及び主ブレード４０ａが一体となってマスク保持枠７の開口７ａ側に向けてＹ軸方向に移動し、この移動量を調整することで主ブレード４０ａ及び副ブレード４０ｂによってマスク保持枠７に保持されたマスクＭ上の任意の範囲の露光光を遮光して露光範囲を制限するようになっている。
【００２７】
ここで、図６に示すように、主ブレード４０ａによって露光と遮光の境界部を含む第１領域Ｓ１ の遮光が行われ、副ブレード４０ｂによって第１領域Ｓ１ に連続する第２領域Ｓ２ の遮光が行われる。
なお、反対側のマスキングアパーチャ機構１５ｂについては、図２を参照して、上述したマスキングアパーチャ機構１５ａに対して、ボールねじ２６及びリニアガイド２７のストロークが短い点、アーム３０ａの水平部３１ａの長さが短い点、副ブレード４０ｂはなく主ブレード４０ａのみで遮光ブレードを構成している点を除いてマスキングアパーチャ機構１５ａと略同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
図７は、２ステップ目の露光において、本発明に係るマスキングアパーチャ機構１５ａの主ブレード４０ａ及び副ブレード４０ｂで露光範囲を制限した状態を示し、図８は、２ステップ目の露光において、遮光範囲が主ブレード４０ａ及び副ブレード４０ｂと同一の一枚の遮光ブレードで露光範囲を制限した状態を示している。
【００２９】
図７及び図８において、Ｅは１ステップ目の露光領域、Ｆは２ステップ目の露光領域、Ｇは２ステップ目の遮光領域（ハッチングで示す）である。また、Ａ１ ，Ｂ１ ，Ｃ１ は１ステップ目の３個のギャップセンサ１１の位置関係、Ａ２ ，Ｂ２ ，Ｃ２ は２ステップ目の３個のギャップセンサ１１の位置関係である。
図８に示すように、一枚の遮光ブレードを大きくして２ステップ目の遮光範囲を拡大した場合は、図７のように、Ａ２ 位置のギャップセンサ１１とＢ２ 位置のギャップセンサ１１の位置関係を変えないままにすると、遮光ブレードがＡ２ とＢ２ 位置のギャップセンサ１１の検出領域と干渉（覆う）して機能を阻害することになるため、Ａ２ とＢ２ 位置のギャップセンサ１１を図８のように移動させるか、センサの台数を増やす必要がある。
【００３０】
これに対し、図７に示すように、本発明に係るマスキングアパーチャ機構１５ａの主ブレード４０ａ及び副ブレード４０ｂで２ステップ目の遮光範囲を拡大した場合は、Ａ２ 位置のギャップセンサ１１とＢ２ 位置のギャップセンサ１１は副ブレード４０ｂの下方に配置されるため、各ギャップセンサ１１の検出領域と干渉（覆う）しないようにすることができる。即ち、３個のギャップセンサ１１の位置関係を１ステップ目と２ステップ目とで同じにすることができ、各ギャップセンサ１１を動かしたり、センサの個数を増やしたりする必要をなくすことができる。
【００３１】
このようにこの実施の形態では、露光と遮光の境界部を含む第１領域Ｓ１ を遮光する主ブレード４０ａと、マスクＭの表面からの距離が主ブレード４０ａより離れて配置されて第１領域Ｓ１ に連続する第２領域Ｓ２ を遮光する副ブレード４０ｂとによって遮光範囲を拡大しているので、遮光ブレードとギャップセンサ１１等の検出領域とが干渉することなく、より広範囲な遮光を可能にすることができ、種々の大きさの基板に対応することができる。
【００３２】
また、ギャップセンサ１１を動かしたり、センサの個数を増やしたりしなくて済むため、簡単な構造になって低コスト化を図ることができる。
更に、ギャップセンサ１１を動かさなくて済むため、狭い範囲の露光の場合でもギャップセンサ１１同士の距離を大きくとることができ、高精度な測定を可能にすることができる。
【００３３】
更に、マスク保持枠７の開口部７ａに設けるべき遮光ブレード（主ブレード４０ａ）の退避部分（図６のＰ参照）を小さくすることができるので、マスク保持枠７ひいてはマスクステージ１の剛性低下を防止することができる。
なお、本発明の近接露光装置は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００３４】
例えば、上記実施の形態では、アーム３０の水平部３１の上面のみに副ブレード４０ｂを固定した場合を例に採ったが、図９に示すように、アーム３０の垂直部３２を副ブレード４０ｂに連続する副ブレード４０ｃで覆うようにして遮光をより確実に行うようにしてもよい。
この場合、副ブレード４０ｃの両側にギャップセンサ１１等の逃げ用の切欠きを設けるか、或いはギャップセンサ１１等を副ブレード４０ｃの外側に退避できるように移動可能に構成するとよい。なお、副ブレード４０ｃと主ブレード４０ａは一体でも別体でもよい。
【００３５】
更に、上記実施の形態では、アーム３０の垂直部３２の下端に主ブレード４０ａを連結することで該主ブレード４０ａをフランジ９の上面に配置して該フランジ９からマスク保持枠７の開口７ａ側に突出しないようしているが、これに代えて、図１０に示すように、副ブレード４０ｂとは別に、アーム３０の垂直部３２の下端に副ブレード４０ｄを介して主ブレード４０ａを連結して該主ブレード４０ａをフランジ９からマスク保持枠７の開口７ａ側に突出させてマスクＭにより接近させることにより、露光と遮光との範囲の境界部がより鮮明になるようにしてもよく、更には、図１１に示すように、図９と図１０を組み合わせた構造と採用してもよい。
【００３６】
更に、上記実施の形態では、各送り手段として、リニアガイドとボールねじを組合せたものを用いているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、各送り手段として、リニアモータを用いたもの、モータ、プーリとベルトとの組合せによるもの、エアシリンダを用いたもの等を用いてもよい。
更に、上記実施の形態では、マスキングアパーチャ機構１５ａ及び１５ｂをマスク保持枠７に取り付けた場合を例に採ったが、マスク保持枠７の枠幅が狭い場合には、マスキングアパーチャ機構１５ａ及び１５ｂをマスクフレーム６側に取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
更に、上記実施の形態では、ステップ式の近接露光装置に本発明を適用した場合を例に採ったが、種々のサイズの基板に対応可能な一括露光式の近接露光装置に本発明を適用してもよいのは勿論である。
更に、上記実施の形態では、基板ステージ２をＹ軸方向にステップ移動可能な構成としたが、これに代えて、マスクステージ１を露光装置と共にＹ軸方向にステップ移動可能な構成を採用してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、露光と遮光の境界部を含む第１領域を遮光する主ブレードと、マスクの表面からの距離が主ブレードより離れて配置されて第１領域に連続する第２領域を遮光する副ブレードとによって遮光範囲を拡大しているので、遮光ブレードとセンサ等の検出領域とが干渉することなく、より広範囲な遮光を可能にすることができ、種々の大きさの基板に対応することができるという効果が得られる。
また、センサ等を動かしたり、センサの個数を増やしたりしなくて済むため、簡単な構造になって低コスト化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるステップ式の近接露光装置の概略側面図である。
【図２】マスクステージの概略平面図である。
【図３】マスキングアパーチャ機構の一部を破断した平面図である。
【図４】図３のａ方向から見た図である。
【図５】図３のｂ方向から見た図である。
【図６】主ブレード及び副ブレードによる遮光領域を説明するための説明図である。
【図７】本発明の作用効果を説明するための説明図である。
【図８】図７との比較に用いる比較例を説明するための説明図である。
【図９】マスキングアパーチャ機構の変形例を示す図である。
【図１０】マスキングアパーチャ機構の変形例を示す図である。
【図１１】マスキングアパーチャ機構の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…マスクステージ
２…基板ステージ
１１…ギャップセンサ
１２…アライメントカメラ
１５ａ…マスキングアパーチャ機構
４０ａ…主ブレード（遮光ブレード）
４０ｂ…副ブレード（遮光ブレード）
３０…アーム
Ｗ…基板（被露光材）
Ｍ…マスク
Ｓ１ …第１領域
Ｓ２ …第２領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a proximity exposure apparatus suitable for performing proximity (proximity) exposure transfer of a mask pattern onto a substrate for a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display.
[0002]
[Prior art]
In proximity exposure, a light-transmissive substrate (material to be exposed) coated with a photosensitive agent on its surface is held on a substrate stage of a proximity exposure apparatus, and the substrate is brought close to a mask held by a mask holding frame of a mask stage. Then, the gap between them is set to several tens μm to several hundreds μm, for example, and then the pattern drawn on the mask is exposed and transferred onto the substrate by irradiating light for exposure from the side of the mask away from the substrate by an irradiation device. It is intended to be.
[0003]
Further, in such a proximity exposure apparatus, a masking aperture having a light-shielding blade for limiting an exposure range by shielding exposure light of an arbitrary range on a mask held by a mask holding frame of a mask stage as necessary. Some are provided with a mechanism. The light-shielding blade is installed at a position as close to the mask as possible to sharpen the boundary between the exposure and the light-shielding.
[0004]
In proximity exposure, there is a method in which the mask is made the same size as the substrate and the exposure is performed at once. In such a method, when the pattern of the mask is exposed and transferred onto a large substrate, the mask becomes large and the mask becomes large. This causes a problem in terms of the influence on the pattern accuracy, cost, etc. due to the bending of the substrate.
Under such circumstances, when exposing and transferring a mask pattern on a large substrate, a mask smaller than the substrate is used, and the substrate stage is step-moved with respect to the mask in a state where the mask is arranged close to and opposed to the substrate. In some cases, a step-type proximity exposure method is used in which pattern exposure light is irradiated for each step, and a plurality of patterns drawn on a mask are exposed and transferred onto a substrate.
[0005]
Even when the step is not performed, such a masking aperture mechanism may be used, for example, in order to allow a single proximity exposure apparatus to expose substrates of various sizes.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional proximity exposure apparatus, in order to enlarge the light shielding range by the masking aperture mechanism and to cope with substrates of various sizes, it is necessary to increase the size of the light shielding blade. Above the light-shielding blade, there are an alignment camera for detecting a shift between the alignment mark on the substrate (or substrate stage) side and the alignment mark on the mask side, and a gap sensor for measuring a gap between the substrate and the mask. Since other units are arranged close to the mask, if the light-shielding blade is enlarged, the light-shielding blade interferes (covers) with the detection area of these units and hinders the function. Thus, the size of the light shielding blade is limited, and the light shielding range is limited.
[0007]
In this case, the number of sensors and the like can be increased, or the sensors and the like can be individually moved to cope with such a problem. However, this causes another problem that the structure becomes complicated and the cost increases. Would.
The present invention has been made in order to solve such inconveniences, and it is possible to expand the light-shielding range to cope with substrates of various sizes, and to achieve cost reduction with a simple structure. It is an object to provide a proximity exposure apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a substrate stage for holding a substrate as a material to be exposed, a mask having a pattern to be exposed, a mask stage for holding the mask, and the mask A masking aperture mechanism having a light-shielding blade that limits the exposure range by blocking exposure light in an arbitrary range above, and the pattern of the mask is formed on the substrate while the substrate and the mask are interposed through a minute gap. In a proximity exposure apparatus that performs exposure transfer to
The light-shielding blade of the masking aperture mechanism includes a main blade that shields a first area including a boundary between exposure and light-shielding, and a distance from the surface of the mask that is larger than the main blade, and is continuous with the first area. And a sub-blade that shields the second region from light.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the main blade is fixed to a lower portion of the arm, and the sub-blade is fixed to an upper portion of the arm.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of a step type proximity exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of a mask stage, and FIG. 3 is a plan view in which a part of a masking aperture mechanism is cut away. 4 is a diagram viewed from the direction a of FIG. 3, FIG. 5 is a diagram viewed from the direction b of FIG. 3, FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a light shielding area by the main blade and the sub-blade, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation and effect, FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a comparative example used for comparison with FIG. 7, and FIGS. 9 to 11 are diagrams showing modified examples of the masking aperture mechanism.
[0011]
As shown in FIG. 1, a step type proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention uses a mask M smaller than a substrate W as a material to be exposed, holds the mask M on a mask stage 1, and W is held by the substrate stage 2 and both are arranged close to and opposed to each other. In this state, the substrate stage 2 is moved stepwise with respect to the mask M in the Y-axis direction, and a pattern is formed on the substrate W from the mask M side at each step. By irradiating light for exposure, a plurality of patterns of the mask M are exposed and transferred onto the substrate W.
[0012]
The substrate stage 2 is supported on a Z-axis stage 3 via a linear guide 4 so as to be movable in the Y-axis direction. The Z-axis stage 3 is arranged so as to be able to move up and down in the Z-axis direction, and has a lifting function for adjusting a gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W to a predetermined amount, and a tilt function for adjusting an inclination with respect to a horizontal plane. ing. Further, a nut (not shown) of a ball screw arranged along the Y-axis direction is attached to the substrate stage 2, and the screw shaft 5 of the ball screw is set at an end on the Z-axis stage 3. The substrate stage 2 is step-moved in the Y-axis direction by intermittently rotating the motor 5a.
[0013]
As shown in FIG. 2, the mask stage 1 is inserted into a central opening 6 a of the mask frame 6 through a gap, and is inserted in a X-, Y-, and θ-direction (X , Y plane), and a mask holding frame 7 movably supported in the Y plane. The mask frame 6 is held at a fixed position above the substrate stage 2 by a support (not shown).
[0014]
The mask holding frame 7 is divided into two (two in total) on two sides along the X-axis direction of the mask frame 6 by guide portions 8 spaced apart from each other in the X-axis direction. It is movably supported in the θ direction. In addition, a flange 9 projecting inward is provided on the lower surface of the central opening 7a of the mask holding frame 7 along the entire circumference of the opening 7a (see FIG. 5). A mask M on which a pattern to be exposed is drawn on the lower surface of the flange 9 is detachably held via a vacuum suction device 10.
[0015]
A gap sensor 11 as a means for measuring a gap between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W, and an alignment mark provided on the mask M side are provided above the inside of two sides of the flange 9 opposed to each other in the X-axis direction. (Not shown) and an alignment camera 12 as means for imaging an alignment mark (not shown) provided on the substrate W (or the substrate stage 2) side.
[0016]
The gap sensors 11 are arranged at two places apart from each other in the Y-axis direction above the inside of one of the two sides of the flange 9 facing each other in the X-axis direction, and Y above the inside of the other side. It is arranged at one location substantially at the center in the axial direction. An arithmetic process is performed by a control device (not shown) based on the measurement results of these three gap sensors 11 to calculate the distance between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W (the size of the gap) and the amount of parallelism deviation. The elevation function and the tilt function of the Z-axis stage 3 described above are controlled in accordance with the detected deviation amount, and the distance (gap) between the opposing surfaces of the mask M and the substrate W is secured to a predetermined value. It is supposed to be.
[0017]
The alignment cameras 12 are arranged at two locations, one each at a substantially central portion in the Y-axis direction above each of two inner sides of the flange 9 facing each other in the X-axis direction. By performing arithmetic processing based on the data by a control device (not shown), the amount of plane deviation between the mask M and the substrate W can be detected. In accordance with the detected amount of plane deviation, the mask position adjusting means moves the mask holding frame 7. By moving the mask M in the X, Y, and θ directions, the position of the mask M held by the mask holding frame 7 with respect to the substrate W is adjusted.
[0018]
As shown in FIG. 2, the mask position adjusting means includes an X-axis direction driving device 14x attached to one side of the mask frame 6 along the Y-axis direction, and a guide portion 8 on one side of the mask holding frame 13 along the X-axis direction. And two Y-axis direction driving devices 14y which are located outside and are spaced apart from each other.
The X-axis direction driving device 14x is configured by, for example, a driving actuator (for example, an electric actuator) having a rod 141r that expands and contracts in the X-axis direction, and the tip of the rod 141r extends along the Y-axis direction of the mask holding frame 7. A guide rail 143r is fixed along a side to a slider 143s of a linear guide (linear motion bearing guide) to which the guide rail 143r is fixed via a pin or the like.
[0019]
On the other hand, the Y-axis direction driving device 14y is composed of, for example, a driving actuator (for example, an electric actuator) having a rod 141r that expands and contracts in the Y-axis direction, and the tip of the rod 141r is in the X-axis direction of the mask holding frame 7. A guide rail 143r is fixed along a side portion along a slider 143s of a linear guide (linear motion bearing guide) via a pin or the like.
[0020]
The adjustment of the mask holding frame 7 in the X-axis direction is performed by the X-axis direction driving device 14x, and the adjustment of the mask holding frame 7 in the Y-axis direction and the θ-axis direction (oscillation about the Z axis) is performed by the two Y-axis direction driving devices 14y. ) Adjustment.
In FIG. 2, reference numeral 141x is attached to one side along the Y-axis direction of the mask frame 6 facing the X-axis direction driving device 14x, and attaches the mask holding frame 7 in a direction opposite to the pressing direction of the X-axis direction driving device 14x. A biasing device for biasing is constituted by, for example, an air cylinder or the like. Reference numeral 141y is attached to one side along the X-axis direction of the mask frame 6 facing the Y-axis direction driving device 14y, and a mask holding frame 7 is provided. Is urged in a direction opposite to the pressing direction of the Y-axis direction driving device 14y, and is constituted by, for example, an air cylinder or the like.
[0021]
The urging devices 141x and 141y may be omitted as long as the actuators of the X-axis direction driving device 14x and the Y-axis direction driving device 14y can be connected to the mask holding frame 7 without play. Further, the arrangement of the guide section 8 and the arrangement of the X-axis direction driving device and the Y-axis direction driving device are not limited to the above.
Further, between the two guide portions 8 on the two sides along the X-axis direction of the mask holding frame 7, an exposure range of an arbitrary range on the mask M held by the mask holding frame 7 is shielded, thereby setting the exposure range. Restricting masking aperture mechanisms 15a and 15b are mounted. Here, in this embodiment, the present invention is applied only to the masking aperture mechanism 15a disposed between the guides 8 on the Y-axis direction driving device 14y side in the masking aperture mechanisms 15a and 15b, and the other masking mechanism is used. The conventional aperture mechanism 15b is used, but the present invention may be applied to both the masking aperture mechanisms 15a and 15b.
[0022]
The masking aperture mechanism 15a includes a ball screw 16 installed along the Y-axis direction and a linear guide 17 installed in parallel with the ball screw 16, as shown in FIGS. The nut 16b screwed to the screw shaft 16a of the ball screw 16 and the slider 17b straddled on the guide rail 17a of the linear guide 17 are connected by a connecting member 18, and the screw shaft 16a of the ball screw 16 Both ends are rotatably supported via bearings 19.
[0023]
An end of the screw shaft 16 a of the ball screw 16 on the side away from the opening 7 a of the mask holding frame 7 is connected to a motor shaft 22 of a motor 21 attached to the bracket 20 via a coupling 23. By rotating the motor shaft 22 of the motor 21 in the forward and reverse directions, the nut 16b, the slider 17b, and the connecting member 18 are integrally reciprocated in the Y-axis direction.
[0024]
An end of the connecting member 18 on the side separated from the ball screw 16 protrudes from the linear guide 17 in the X-axis direction, and an arm 30 is located at the protruding end at substantially the center of the opening 7a of the mask holding frame 7 in the width direction. And are connected.
The arm 30 includes a horizontal portion 31 extending in the Y-axis direction above the mask holding frame 7, and a vertical portion 32 extending downward from the tip of the horizontal portion 31 in the Z-axis direction. A main blade (light shielding blade) 40 a is connected to the (lower end) via a reinforcing plate 33. The main blade 40a extends in the X-axis direction longer than the width of the opening 7a of the mask holding frame 7, and when the nut 16b of the ball screw 16 is arranged at a position farthest from the opening 7a of the mask holding frame 7. , Located on the upper surface of the flange 9 so as not to protrude from the flange 9 toward the opening 7 a of the mask holding frame 7. Further, the main blade 40a is disposed as close to the upper surface of the flange 9 as possible and is installed at a position as close as possible to the mask M in order to make the boundary between the exposure and the light shielding clear.
[0025]
On the other hand, an auxiliary blade (light shielding blade) 40b wider than the main blade 40a is fixed to the upper surface of the horizontal portion 31 of the arm 30. Similar to the main blade 40a, the auxiliary blade 40b extends in the X-axis direction longer than the width of the opening 7a of the mask holding frame 7, and a part of the end of the mask holding frame 7 facing the opening 7a is flat. It is arranged so as to overlap a part of the main blade 40a when viewed. The main blade 40a, the sub-blade 40b, and the arm 30 are preferably black, for example, and have a surface that is hardly reflected. The gap sensor 11 and the alignment camera 12 described above are arranged between the sub blade 40b and the main blade 40a on both sides of the arm 30.
[0026]
By rotating the motor shaft 22 of the motor 21, the nut 16b, the slider 17b, the connecting member 18, the arm 30, the sub-blade 40b, and the main blade 40a are integrated toward the opening 7a of the mask holding frame 7. By adjusting the amount of movement, the main blade 40a and the sub-blade 40b shield an arbitrary range of exposure light on the mask M held by the mask holding frame 7 to limit the exposure range. It is supposed to.
[0027]
Here, as shown in FIG. 6, the main blade 40a shielding the first region S 1 including the boundary portion of the shielding and the exposure is performed by the second region S 2 is continuous with the first region S 1 by secondary blades 40b Is performed.
The masking aperture mechanism 15b on the opposite side is different from the masking aperture mechanism 15a described above with reference to FIG. 2 in that the strokes of the ball screw 26 and the linear guide 27 are shorter and the length of the horizontal portion 31a of the arm 30a is shorter. This is substantially the same as the masking aperture mechanism 15a except that the light-shielding blade is constituted by only the main blade 40a without the sub-blade 40b without the sub-blade 40b.
[0028]
FIG. 7 shows a state where the exposure range is limited by the main blade 40a and the sub-blade 40b of the masking aperture mechanism 15a according to the present invention in the second step exposure, and FIG. Shows a state where the exposure range is limited by the same one light-shielding blade as the main blade 40a and the sub-blade 40b.
[0029]
7 and 8, E is an exposure area in the first step, F is an exposure area in the second step, and G is a light-shielded area (indicated by hatching) in the second step. A 1 , B 1 , and C 1 are the positional relationships of the three gap sensors 11 in the first step, and A 2 , B 2 , and C 2 are the positional relationships of the three gap sensors 11 in the second step.
As shown in FIG. 8, when the enlarged shaded range of the second step by increasing the one of the light shielding blade, as shown in FIG. 7, the gap sensor 11 and the B 2 position of the gap sensor 11 of the A 2 position If you leave without changing the positional relationship, since the light-shielding blade is inhibiting the function interferes with the detection region (covering) of a 2 and B 2 position of the gap sensor 11, the gap a 2 and B 2 position sensor It is necessary to move 11 as shown in FIG. 8 or to increase the number of sensors.
[0030]
In contrast, as shown in FIG. 7, when the enlarged main blade 40a and the second step of the shaded range in secondary blades 40b of the masking aperture mechanism 15a according to the present invention, the gap sensor 11 of the A 2 position and B 2 Since the gap sensor 11 at the position is disposed below the sub-blade 40b, it can be prevented from interfering (covering) with the detection area of each gap sensor 11. That is, the positional relationship between the three gap sensors 11 can be made the same in the first step and the second step, and it is not necessary to move each gap sensor 11 or increase the number of sensors.
[0031]
In this way, this embodiment, the exposure and the main blade 40a to shield the first region S 1 including the boundary portion of the shielding, the first region having a distance from the surface of the mask M is spaced apart from the main blade 40a since expanding the shaded range by the secondary blades 40b for shielding the second region S 2 continuous with S 1, without the detection region, such as the light blocking blades and the gap sensor 11 is interference, enables more extensive shielding And can correspond to substrates of various sizes.
[0032]
Further, since it is not necessary to move the gap sensor 11 or increase the number of sensors, the structure can be simplified and the cost can be reduced.
Furthermore, since the gap sensor 11 does not need to be moved, the distance between the gap sensors 11 can be increased even in the case of exposure in a narrow range, and highly accurate measurement can be performed.
[0033]
Further, the retreating portion (see P in FIG. 6) of the light-shielding blade (main blade 40a) to be provided in the opening 7a of the mask holding frame 7 can be reduced, so that the rigidity of the mask holding frame 7 and the mask stage 1 can be reduced. Can be prevented.
Note that the proximity exposure apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0034]
For example, in the above embodiment, the case where the sub-blade 40b is fixed to only the upper surface of the horizontal portion 31 of the arm 30 is taken as an example. However, as shown in FIG. 9, the vertical portion 32 of the arm 30 is attached to the sub-blade 40b. The light shielding may be performed more reliably by covering with the continuous sub-blade 40c.
In this case, a notch for escape such as the gap sensor 11 may be provided on both sides of the sub-blade 40c, or the gap sensor 11 may be configured to be movable so as to be retractable outside the sub-blade 40c. The sub blade 40c and the main blade 40a may be integrated or separate.
[0035]
Further, in the above embodiment, the main blade 40a is connected to the lower end of the vertical portion 32 of the arm 30 so that the main blade 40a is disposed on the upper surface of the flange 9 and the opening 9a of the mask holding frame 7 from the flange 9 However, instead of this, as shown in FIG. 10, separately from the sub-blade 40b, the main blade 40a is connected to the lower end of the vertical portion 32 of the arm 30 via the sub-blade 40d. By projecting the main blade 40a from the flange 9 to the opening 7a side of the mask holding frame 7 and approaching the mask M, the boundary between the exposure and the light shielding may be more sharply defined. As shown in FIG. 11, a structure combining FIG. 9 and FIG. 10 may be adopted.
[0036]
Further, in the above-described embodiment, a combination of a linear guide and a ball screw is used as each feeding means, but it is not necessarily limited to this, and for example, a linear motor is used as each feeding means. , A motor, a combination of a pulley and a belt, an air cylinder, or the like may be used.
Further, in the above-described embodiment, the case where the masking aperture mechanisms 15a and 15b are attached to the mask holding frame 7 is taken as an example. However, when the width of the mask holding frame 7 is narrow, the masking aperture mechanisms 15a and 15b are You may make it attach to the mask frame 6 side.
[0037]
Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a step-type proximity exposure apparatus is taken as an example. However, the present invention is applied to a batch exposure type proximity exposure apparatus capable of supporting substrates of various sizes. Of course, it may be possible.
Further, in the above-described embodiment, the configuration is such that the substrate stage 2 can be step-moved in the Y-axis direction. Alternatively, the mask stage 1 can be step-moved in the Y-axis direction together with the exposure apparatus. Is also good.
[0038]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the main blade for shielding the first region including the boundary between the exposure and the light shielding, and the first blade arranged at a distance from the surface of the mask to the first blade, Since the light-shielding range is expanded by the sub-blade that shields the second region that is continuous with the region, the light-shielding blade and the detection region of the sensor or the like do not interfere with each other, and it is possible to perform light shielding in a wider range. The effect that it can respond to substrates of various sizes is obtained.
In addition, since it is not necessary to move the sensor or the like or to increase the number of sensors, it is possible to obtain an effect that the structure can be simplified and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a step-type proximity exposure apparatus which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a mask stage.
FIG. 3 is a plan view in which a part of a masking aperture mechanism is broken.
FIG. 4 is a diagram viewed from the direction a in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram viewed from a direction b in FIG. 3;
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a light blocking area by a main blade and a sub blade.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation and effect of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a comparative example used for comparison with FIG. 7;
FIG. 9 is a view showing a modification of the masking aperture mechanism.
FIG. 10 is a view showing a modification of the masking aperture mechanism.
FIG. 11 is a view showing a modification of the masking aperture mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mask stage 2 ... Substrate stage 11 ... Gap sensor 12 ... Alignment camera 15a ... Masking aperture mechanism 40a ... Main blade (light shielding blade)
40b: sub blade (light shielding blade)
30 ... arm W ... substrate (material to be exposed)
M: mask S 1 ... first area S 2 ... second area
