JP2007184328A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクや光学部品の汚れを防止して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができると共に、露光時のマスクを平坦な形状で維持して、高精度な露光を実現することができる露光装置を提供する。
【解決手段】マスクＭと基板Ｗとの間の気体を吸引排出する吸引口１６ｂを有し、マスクＭは、気体の吸引排出時に発生するマスクＭの基板Ｗ側と光源側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板Ｗから離れる方向に湾曲してマスク保持枠１２のチャック部１６に保持される。
【選択図】図５

Description

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。

従来、液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置のカラーフィルタを製造する露光装置が種々考案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。特許文献１及び特許文献２に記載の露光装置は、マスクをマスクステージで保持すると共に非露光材としての基板をワークステージで保持して両者を対向配置する。そして、この状態でマスク側から照射手段により基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれたマスクパターンを基板上に露光転写して一枚の基板にディスプレイ等を作成している。

特開平１−１５５３５４号公報 特開２０００−３５６７６号公報

ところで、露光装置では、基板の表面に塗布されたフォトレジストから発生する昇華物を原因とする各部品の汚れが問題となっている。例えば、マスクが昇華物によって汚れると、洗浄のために新たなマスクに交換する必要が生じる。また、照射手段の光学部品などは、昇華物による汚れによって光量が減少すると、拭き取り洗浄や定期的に部品を交換する必要が生じる。このため、生産性が低下して、ディスプレイ等の製造コストを低くする妨げになっている。

このような問題に対して、基板表面に塗布されたフォトレジストの昇華物をマスクと基板との間から吸引排出する手法が考えられるが、このように、マスクと基板との間からフォトレジストの昇華物を吸引排出して、この昇華物を除去しようとすると、基板とマスクとの間が相対的に負圧となり、マスクの基板側と光源側との圧力差によりマスクが基板側へ撓み、また、マスクの自重による撓みも加わって、マスクが基板側に湾曲変形することになる。このため、マスクと基板との間のギャップの不均一となり、露光精度の劣化をもたらすという新たな問題が生じてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、基板の表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクや光学部品の汚れを防止して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができると共に、露光時のマスクを平坦な形状で維持して、高精度な露光を実現することができる露光装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 被露光材としての基板を保持するワークステージと、基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、基板に対してパターン露光用の光をマスクを介して照射する照射手段と、を備えた露光装置であって、
マスクと基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、
マスクは、気体の吸引排出時に発生するマスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板から離れる方向に湾曲してマスクステージに保持されることを特徴とする露光装置。
（２） マスクステージに保持されたマスクの湾曲形状は、マスク自体の形状により形成されることを特徴とする（１）に記載の露光装置。
（３） マスクステージに保持されたマスクの湾曲形状は、マスクの強制変形により形成されることを特徴とする（１）に記載の露光装置。

本発明によれば、マスクと基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、マスクは、気体の吸引排出時に発生するマスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板から離れる方向に湾曲してマスクステージに保持されるため、基板の表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクや光学部品の汚れを防止して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができると共に、露光時のマスクを平坦な形状で維持して、高精度な露光を実現することができる。

以下、本発明に係る露光装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図１１を参照して、本発明に係る露光装置である分割逐次露光装置の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る分割逐次露光装置の第１実施形態を説明するための一部分解斜視図、図２は図１に示すマスクステージの拡大斜視図、図３の（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のマスク位置調整手段の上面図、図４はマスクをチャック部に保持させた状態を説明するための断面図、図５はマスクと基板との間の気体を吸引排出したときのマスクの平坦形状を示す断面図、図６はアライメントカメラと該アライメントカメラのピント調整機構の基本構造を示す側面図、図７はワーク側アライメントマークの照射光学系を説明するための説明図、図８はアライメント画像のフォーカス調整機構を示す構成図、図９は図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図、図１０は図１に示す分割逐次近接露光装置の電気的構成を示すブロック図、図１１はワーク側アライメントマークとマスク側アライメントマークの整合を説明するための説明図である。

図１に示すように、本実施形態の分割逐次露光装置ＰＥは、マスクＭを保持するマスクステージ１と、ガラス基板（被露光材）Ｗを保持するワークステージ２と、パターン露光用の照射手段としての照明光学系３と、マスクステージ１及びワークステージ２を支持する装置ベース４と、を備えている。

なお、ガラス基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」という。）は、マスクＭに対向配置されており、このマスクＭに描かれたマスクパターンＰを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面）にフォトレジスト（感光剤）が塗布されて透光性とされている。

説明の便宜上、照明光学系３から説明すると、照明光学系３は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ３１と、この高圧水銀ランプ３１から照射された光を集光する凹面鏡３２と、この凹面鏡３２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ３３と、平面ミラー３５，３６及び球面ミラー３７と、この平面ミラー３６とオプチカルインテグレータ３３との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター３４と、を備えている。

露光時に露光制御用シャッター３４が開制御されると、高圧水銀ランプ３１から照射された光が、図１に示す光路Ｌを経て、マスクステージ１に保持されるマスクＭひいてはワークステージ２に保持される基板Ｗの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射される。これにより、マスクＭのマスクパクーンＰが基板Ｗ上に露光転写されるようになっている。

次に、マスクステージ１及びワークステージ２の順に説明する。初めに、マスクステージ１はマスクステージベース１０を備えており、このマスクステージベース１０は装置ベース４から突設されたマスクステージ支柱１１に支持されてワークステージ２の上方に配置されている。

マスクステージベース１０は、図２に示すように、略矩形形状とされて中央部に開口１０ａを有しており、この開口１０ａにはマスク保持枠１２がＸ，Ｙ方向に移動可能に装着されている。

マスク保持枠１２は、図３（ａ）に示すように、その上端外周部に設けられたフランジ１２ａをマスクステージベース１０の開口１０ａ近傍の上面に載置し、マスクステージベース１０の開口１０ａの内周との間に所定のすき間を介して挿入されている。これにより、マスク保持枠１２は、このすき間分だけＸ，Ｙ方向に移動可能となる。

このマスク保持枠１２の下面には、チャック部１６が間座２０を介して固定されており、マスク保持枠１２とともにマスクステージベース１０に対してＸ，Ｙ方向に移動可能である。チャック部１６には、マスクパターンＰが描かれているマスクＭの周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル１６ａが開設されている。これにより、マスクＭは吸引ノズル１６ａを介して真空式吸着装置（図示せず。）によりチャック部１６に着脱自在に保持される。

また、チャック部１６には、図３（ａ）及び図４に示すように、このチャック部１６に保持されたマスクＭの外側位置に、マスクＭと基板Ｗとの間の気体を吸引排出するための吸引口（排気手段）１６ｂが開設されている。この吸引口１６ｂは、露光時に図示しない吸引ポンプ等の作動によりマスクＭと基板Ｗとの間の気体を吸引するようになっている。そして、吸引口１６ｂから吸引された気体はチューブ等の配管を介して外部に排出される。

マスクＭは、吸引口１６ｂからの気体の吸引が行われていない状態では、図３（ａ）及び図４に示すように、基板Ｗから離れる方向に湾曲してチャック部１６に保持されており、このマスクＭの湾曲形状はマスクＭ自体の形状により形成されている。そして、図５に示すように、吸引口１６ｂからマスクＭと基板Ｗとの間の気体を吸引すると、基板ＷとマスクＭとの間が相対的に負圧となり、マスクＭの基板Ｗ側と光源側との圧力差によりマスクＭが基板Ｗ側へ撓んでほぼ平坦形状に変形する。

これにより、基板Ｗの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物を吸引口１６ｂから吸引して除去することができるとともに、露光時のマスクＭを平坦な形状で維持して、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップを略均一にすることができる。なお、マスクＭの湾曲形状は、マスクＭをチャック部１６で保持したときのマスクＭの自重による撓み量と、上述したマスクＭの基板Ｗ側と光源側との圧力差によるマスクＭの基板Ｗ側への撓み量とを考慮して決定される。

また、マスクステージベース１０の上面には、図２において、後述のアライメントカメラ１５による検出結果、又は後述するレーザ測長装置６０による測定結果に基づき、マスク保持枠１２をＸＹ平面内で移動させて、このマスク保持枠１２に保持されたマスクＭの位置及び姿勢を調整するマスク位置調整手段１３が設けられている。

マスク位置調整手段１３は、マスク保持枠１２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１３ｘと、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられた二台のＹ軸方向駆動装置１３ｙと、を備えている。

Ｘ軸方向駆動装置１３ｘは、Ｘ軸方向に伸縮するロッド１３１ｒ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）１３１と、マスク保持枠１２のＹ軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド（直動軸受案内）１３３と、を備えている。リニアガイド１３３の案内レール１３３ｒは、Ｙ軸方向に延びてマスク保持枠１２に固定される。また、案内レール１３３ｒに移動可能に取り付けられたスライダ１３３ｓは、マスクステージベース１０に固設されたロッド１３１ｒの先端に、ピン支持機構１３２を介して連結されている。

一方、Ｙ軸方向駆動装置１３ｙも、Ｘ軸方向駆動装置１３ｘと同様の構成であって、Ｙ軸方向に伸縮するロッド１３１ｒ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）１３１と、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド（直動軸受案内）１３３と、を備えている。リニアガイド１３３の案内レール１３３ｒはＸ軸方向に延びてマスク保持枠１２に固定されている。また、案内レール１３３ｒに移動可能に取り付けられたスライダ１３３ｓは、ロッド１３１ｒの先端にピン支持機構１３２を介して連結されている。そして、Ｘ軸方向駆動装置１３ｘによりマスク保持枠１２のＸ軸方向の調整を、二台のＹ軸方向駆動装置１３ｙによりマスク保持枠１２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。

さらに、マスク保持枠１２のＸ軸方向に互いに対向する二辺の内側には、図２に示すように、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を測定する手段としてのギャップセンサ１４と、マスクＭと位置合わせ基準との平面ずれ量を検出する手段としてのアライメントカメラ１５とが配設されている。このギャップセンサ１４及びアライメントカメラ１５は、共に移動機構１９を介してＸ軸方向に移動可能とされている。

移動機構１９は、マスク保持枠１２のＸ軸方向に互いに対向する二辺の上面側にはそれぞれギャップセンサ１４及びアライメントカメラ１５を保持する保持架台１９１がＹ軸方向に延びて配置されており、該保持架台１９１のＹ軸方向駆動装置１３ｙから離間する側の端部はリニアガイド１９２によって支持されている。リニアガイド１９２は、マスクステージベース１０上に設置されてＸ軸方向に沿って延びる案内レール１９２ｒと、案内レール１９２ｒ上を移動するスライダ（図示せず。）と、を備えており、このスライダに保持架台１９１の前記端部が固定されている。

そして、スライダをモータ及びボールねじからなる駆動用アクチュエータ１９３によって駆動することにより、保持架台１９１を介してギャップセンサ１４及びアライメントカメラ１５がＸ軸方向に移動するようになっている。

アライメントカメラ１５は、図６に示すように、マスクステージ１の下面に保持されているマスクＭの表面のマスク側アライメントマーク１０１をマスク裏面側から光学的に検出するものであり、ピント調整機構１５１によりマスクＭに対して接近離間移動してピント調整がなされるようになっている。

ピント調整機構１５１は、リニアガイド１５２，ボールねじ１５３，モータ１５４を備えている。リニアガイド１５２には、案内レール１５２ｒとスライダ１５２ｓを備えており、このうち案内レール１５２ｒはマスクステージ１の移動機構１９の保持架台１９１に上下方向に延びて取り付けられている一方、該リニアガイド１５２のスライダ１５２ｓにはアライメントカメラ１５がテーブル１５２ｔを介して固定されている。そして、ボールねじ１５３のねじ軸に螺合されたナットをテーブル１５２ｔに連結すると共に、そのねじ軸をモータ１５４で回転駆動するようにしている。

また、本実施形態では、図７に示すように、ワークステージ２に設けてあるワークチャック８の下方には、光源７８１及びコンデンサーレンズ７８２を有してワーク側アライメントマーク１００を下から投影する投影光学系７８がアライメントカメラ１５の光軸に合わせてＺ軸微動ステージ２４と一体に配設されている。なお、ワークステージ２、Ｙ軸送り台５２には投影光学系７８の光路に対応する貫通孔が形成されている。

さらに、本実施形態では、図８に示すように、マスクＭのマスク側アライメントマーク１０１を有する面（マスクマーク面Ｍｍ）位置を検出してアライメントカメラ１５のピントずれを防止するアライメント画像のベストフォーカス調整機構１５０を設けている。このベストフォーカス調整機構１５０は、アライメントカメラ１５及びピント調整機構１５１に加えて、ピントずれ検出手段としてギャップセンサ１４を利用している。即ち、このギャップセンサ１４で計測したマスク下面位置の計測値を、制御装置８０で予め設定したピント位置と比較して差を求め、その差から設定ピント位置からの相対ピント位置変化量を計算し、該計算変化量に応じてピント調整機構１５１のモータ１５４を制御してアライメントカメラ１５を移動させ、これによりアライメントカメラ１５のピントを調整するようにしている。

このベストフォーカス調整機構１５０を用いることにより、マスクＭの板厚変化や板厚のばらつきとは無関係に、アライメント画像の高精度のフォーカス調整が可能となる。すなわち、複数種類のマスクＭを交換して使用する場合に、個々のマスクの厚さが異なる場合でも常に適正なピントを得ることができる。なお、ピント調整機構１５１、投影光学系７８、ベストフォーカス調整機構１５０等は、１層目分割パターンのアライメントの高精度化に対応するものであるばかりでなく、２層目以降のアライメントの高精度化にも寄与するものであり、また、マスクＭの厚さがわかっていれば、ベストフォーカス調整機構１５０を省略して厚さに応じてピント調整機構を動かすようにしても良い。

なお、マスクステージベース１０の開口１０ａのＹ軸方向の両端部にはマスクＭの両端部を必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ（遮蔽板）１７がマスクＭより上方に位置して配置されており、このマスキングアパーチャ１７はモータ，ボールねじ及びリニアガイドよりなるマスキングアパーチャ駆動装置１８によりＹ軸方向に移動可能とされてマスクＭの両端部の遮蔽面積を調整できるようになっている。

次に、ワークステージ２は、装置ベース４上に設置されており、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Ｚ軸送り台（ギャップ調整手段）２Ａと、このＺ軸送り台２Ａ上に配設されてワークステージ２をＸＹ軸方向に移動させるワークステージ送り機構２Ｂと、を備えている。

Ｚ軸送り台２Ａは、図９に示すように、装置ベース４上に立設された上下粗動装置２１によってＺ軸方向に粗動可能に支持されたＺ軸粗動ステージ２２と、このＺ軸粗動ステージ２２の上に上下微動装置２３（図１参照。）を介して支持されたＺ軸微動ステージ２４と、を備えている。上下粗動装置２１には、例えばモータ及びボールねじ等からなる電動アクチュエータ、或いは空圧シリングが用いられており、単純な上下動作を行うことにより、Ｚ軸粗動ステージ２２を予め設定した位置まで、マスクＭと基板Ｗとのすき間の計測を行うことなく昇降させる。

一方、図１に示す上下微動装置２３は、モータとボールねじとくさびとを組み合わせてなる可動くさび機構を備えており、本実施形態では、例えばＺ軸粗動ステージ２２の上面に設置したモータ２３１によってボールねじのねじ軸２３２を回転駆動させるようにすると共にボールねじナット２３３をくさび状に形成してそのくさび状ナット２３３の斜面をＺ軸微動ステージ２４の下面に突設したくさび２４１の斜面と係合させ、これにより、可動くさび機構を構成している。

そして、ボールねじのねじ軸２３２を回転駆動させると、くさび状ナット２３３がＹ軸方向に水平微動し、この水平微動運動が両くさび２３３，２４１の斜面作用により高精度の上下微動運動に変換される。

この可動くさび機構からなる上下微動装置２３は、Ｚ軸微動ステージ２４のＹ軸方向の一端側（図１の手前側）に２台、他端側に１台（図示せず）、合計３台設置されており、それぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置２３は、チルト機能も兼ね備えていることになり、３台のギャップセンサ１４によるマスクＭと基板Ｗとのすき間の測定結果に基づき、マスクＭと基板Ｗとが平行かつ所定のすき間を介して対向するように、Ｚ軸微動ステージ２４の高さを微調整するようになっている。なお、上下粗動装置２１及び上下微動装置２３はＹ軸送り台５２の部分に設けるようにしてもよい。

ワークステージ送り機構２Ｂは、図９に示すように、Ｚ軸微動ステージ２４の上面に、Ｙ軸方向に互いに離間配置されてそれぞれＸ軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド４１と、このリニアガイド４１のスライダ４１ａに取り付けられたＸ軸送り台４２と、Ｘ軸送り台４２をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り駆動装置４３とを備えており、Ｘ軸送り駆動装置４３のモータ４３１によって回転駆動されるボールねじ軸４３２に螺合されたボールねじナット４３３にＸ軸送り台４２が連結されている。

また、このＸ軸送り台４２の上面には、Ｘ軸方向に互いに離間配置されてそれぞれＹ軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド５１と、このリニアガイド５１のスライダ５１ａに取り付けられたＹ軸送り台５２と、Ｙ軸送り台５２をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置５３と、を備えており、Ｙ軸送り駆動装置５３のモータ５３１によって回転駆動するボールねじ軸５３２に螺合されたボールねじナット（図示せず）に、Ｙ軸送り台５２が連結されている。このＹ軸送り台５２の上面には、ワークステージ２が取り付けられている。

そして、ワークステージ２のＸ軸，Ｙ軸位置を検出する移動距離測定部としてのレーザ測長装置６０が、装置ベース４に設けられている。上記のように構成されたワークステージ２では、ボールねじやリニアガイド自体の形状等の誤差や、これらの取り付け誤差などに起因し、ワークステージ２の移動に際し、位置決め誤差、ヨーイング、真直度などの発生は不可避である。そこで、これらの誤差の測定を目的とするのがこのレーザ測長装置６０である。このレーザ測長装置６０は、図１に示すように、ワークステージ２のＹ軸方向端部にＸ軸方向に対向して設けられた一対のＹ軸干渉計６２，６３と、ワークステージ２のＸ軸方向端部に設けられた一つのＸ軸干渉計６４と、ワークステージ２のＹ軸干渉計６２，６３と対向する位置に配設されたＹ軸用ミラー６６と、ワークステージ２のＸ軸干渉計６４と対向する位置に配設されたＸ軸用ミラー６８と、で構成されている。

このように、Ｙ軸方向についてＹ軸干渉計を２台設けていることにより、ワークステージ２のＹ軸方向位置の情報のみでなく、Ｙ軸干渉計６２と６３の位置データの差分によりヨーイング誤差を知ることもできる。Ｙ軸方向位置については、両者の平均値に、ワークステージ２のＸ軸方向位置、ヨーイング誤差を加味して適宜、補正を加えることにより算出することができる。

そして、ワークステージ２のＸＹ方向位置やＹ軸送り台５２、ひいては前の分割パターンの露光に続いて次の分割パターンをつなぎ露光する際に、基板Ｗを次のエリアに送る段階で、各干渉計６２〜６４より出力する検出信号を、図１０に示すように、制御装置８０に入力するようにしている。この制御装置８０は、この検出信号に基づいて分割露光のためのＸＹ方向の移動量を調整するためにＸ軸送り駆動装置４３及びＹ軸送り駆動装置５３を制御すると共に、Ｘ軸干渉計６４による検出結果及びＹ軸干渉計６２，６３による検出結果に基づき、つなぎ露光のための位置決め補正量を算出して、その算出結果をマスク位置調整手段１３（及び必要に応じて上下微動装置２３）に出力する。これにより、この補正量に応じてマスク位置調整手段１３等が駆動され、Ｘ軸送り駆動装置４３又はＹ軸送り駆動装置５３による位置決め誤差、真直度誤差、及びヨーイング等の影響が解消される。

また、ワークステージ２の送りに際する誤差が全くないときでも、最初の状態でマスクＭのマスクパターンＰの向きがワークステージ２の送り方向とずれていると、分割逐次露光により基板Ｗ上に形成される各パターンが傾いた状態で形成されてしまったり、つなぎ露光で基板Ｗ上に分割形成されたパターン同士の継ぎ目がずれて整合しない。

また、上述したようにマスクＭは真空式吸引装置を介してチャック部１６の下面に吸着保持させるのであるが、この吸着保持させる際にマスクＭのマスクパターンＰの向きとワークステージ送り機構２Ｂによるワークステージ２の移動方向とを精度よく合わせることは困難である。

例えば、図１１（ａ）に示すように、最初の位置において角度θ分傾いた状態で露光されると、送り誤差が全くない場合でも、次の位置での露光パターンは２点鎖線で示すように同様に傾いた状態で形成される。

そこで、本実施形態では、図１１に示すように、ワークステージ２（実際にはワークステージ２上に設置されているワークチャック８）の上面の少なくとも２か所に、例えば十字形状(レチクル)を有するワーク側アライメントマーク１００をＸ軸方向に互いに離間して形成する。一方、マスクＭの方には、ワーク側アライメントマーク１００に対応させたマスク測アライメントマーク１０１を形成する。基準側である２ケ所のアライメントマーク１００の中心同士を結ぶ線は、最初の状態（基準位置）においてＸ軸方向と一致し、Ｙ軸方向と直交するように予め調整されている。

そして、図１１（ｂ）に示すように、最初の状態（基準位置）において、アライメントカメラ１５により、アライメントマーク１００と１０１との位置ずれ量を検出し、Ｘ軸方向駆動装置１３ｘ及びＹ軸方向駆動装置１３ｙによってマスク保持枠１２の位置を調整することにより、ワーク側アライメントマーク１００とマスク側アライメントマーク１０１との中心同士が実質的にＸＹ平面内で一致して整合するようにしている。

また、ワーク側アライメントマーク１００とマスク側アライメントマーク１０１との整合については、アライメントマーク検出手段であるアライメントカメラ１５によって高精度にかつ容易に行えるように構成している。

なお、本実施形態の制御装置８０は、露光制御シャッター３４の開制御、ワークステージ２の送り制御、レーザ干渉計６２〜６４の検出値に基づく補正量の演算、マスク位置調整手段１３の駆動制御の他に、アライメント調整時の補正量の演算、Ｚ軸送り台（ギャップ調整手段）２Ａの駆動制御、ワーク自動供給装置（図示せず。）の駆動制御等、分割逐次近接露光装置に組み込まれた殆どのアクチュエータの駆動及び所定の演算処理を、マイクロコンピュータやシーケンサ等を用いたシーケンス制御を基本として実行する。

特に、本実施形態の制御装置８０は、マスクＭをチャック部１６で保持したときのマスクＭの自重による撓み量と、気体の吸引排出時のマスクＭの基板Ｗ側と光源側との圧力差によるマスクＭの基板Ｗ側への撓み量と、を演算して、露光時にマスクＭがほぼ平坦形状に変形するように、吸引口１６ｂから気体を吸引するための吸引ポンプの駆動を制御する。

従って、本実施形態の分割逐次露光装置ＰＥによれば、マスクＭと基板Ｗとの間の気体を吸引排出する吸引口１６ｂを有し、マスクＭは、気体の吸引排出時に発生するマスクＭの基板Ｗ側と光源側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、基板Ｗから離れる方向に湾曲してマスク保持枠１２のチャック部１６に保持されるため、基板Ｗの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物を吸引口１６ｂから吸引して除去することができるので、基板Ｗの表面に塗布されたフォトレジストの昇華物によるマスクＭや照射手段３の光学部品の汚れを防止することができる。これにより、メンテナンスの頻度が減少して、生産性を向上することができ、ディスプレイ等の製造コストを低減することができる。また、露光時のマスクＭを平坦な形状に維持できるので、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップを略均一にすることができる。これにより、露光時のマスクＭを平坦な形状で維持することができるので、高精度な露光を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明に係る露光装置である分割逐次露光装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図１２は本発明に係る分割逐次露光装置の第２実施形態のマスクステージの一部切欠断面図、図１３は本発明に係る分割逐次露光装置の第２実施形態の変形例を示すチャック部の拡大断面図である。

本実施形態では、マスクとして、従来のものと同様に、重力が作用しない状態（或いは縦置きの状態）で水平に配置したときにフラットな形状を呈するマスクＭ０が用いられている。また、本実施形態のチャック１６は、図１２に示すように、下面にテーパ面を有する２つの間座２０Ａ、２０Ｂに固定されている。これにより、チャック部１６は、外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜した取り付け面１６ｃを有している。即ち、本実施形態では、外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜した取り付け面１６ｃを有してマスクＭ０を保持するチャック部１６が、露光時のマスクＭ０をフラットな形状に維持するフラット状態形成手段を構成する。なお、取り付け面１６ｃの水平方向に対する傾斜角度は、マスクＭ０をチャック部１６で保持したときのマスクＭ０の自重による撓み量と、気体の吸引排出時のマスクＭ０の基板Ｗ側と光源側との圧力差によるマスクＭ０の基板Ｗ側への撓み量と、を考慮して決定される。

そして、本実施形態のチャック部１６にマスクＭ０を保持させると、マスクＭ０は、取り付け面１６ｃによって、基板Ｗから離れる方向に強制的に湾曲変形させられる（図１２の一点鎖線）が、自重による撓みと、気体の吸引排出時のマスクＭ０の基板Ｗ側と光源側との圧力差による撓みと、が作用することによって、マスクＭ０はフラットな形状に維持される（図１２の実線）。
その他の構成及び作用効果については、上記した第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、テーパ面を有する２つの間座２０Ａ，２０Ｂの代わりに、図１３に示すような２つの間座２０Ｃ，２０Ｄを設けて、上記の上向きに傾斜した取り付け面１６ｃを構成してもよい。この場合、間座２０Ｄは、傾斜面を有する固定部材８１と、送りねじ８３によって可動する傾斜面を有する可動部材８２と、で構成され、可動部材８２を固定部材８１に対して移動させることによって、チャック部１６の取り付け面１６ｃを外端縁部から内側に向かって上向きに傾斜させる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、マスクステージ１を装置ベース４のマスクステージ支柱１１に固定して取り付け、ギャップ調整手段のＺ軸送り台２Ａでワークステージ２のみを昇降させる構造を例示したが、これに限定されず、マスクステージ支柱１１をシリンダで構成して、マスクステージ１の方を昇降させる構造にしてもよい。この場合には、上下粗動装置を有するＺ軸粗動ステージ２２を省略することができる。

本発明に係る分割逐次露光装置の第１実施形態を説明するための一部分解斜視図である。 図１に示すマスクステージの拡大斜視図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のマスク位置調整手段の上面図である。 マスクをチャック部に保持させた状態を説明するための断面図である。 マスクと基板との間の気体を吸引排出したときのマスクの平坦形状を示す断面図である。 アライメントカメラと該アライメントカメラのピント調整機構の基本構造を示す側面図である。 ワーク側アライメントマークの照射光学系を説明するための説明図である。 アライメント画像のフォーカス調整機構を示す構成図である。 図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。 図１に示す分割逐次近接露光装置の電気的構成を示すブロック図である。 ワーク側アライメントマークとマスク側アライメントマークの整合を説明するための説明図である。 本発明に係る分割逐次露光装置の第２実施形態のマスクステージの一部切欠断面図である。 本発明に係る分割逐次露光装置の第２実施形態の変形例を示すチャック部の拡大断面図である。

符号の説明

ＰＥ 分割逐次露光装置（露光装置）
Ｗ ガラス基板（被露光材、基板）
Ｍ マスク
Ｐ マスクパターン
１ マスクステージ
２ ワークステージ
２Ａ Ｚ軸送り台（ギャップ調整手段）
２Ｂ ワークステージ送り機構
３ 照明光学系（照射手段）
４ 装置ベース
８ ワークチャック
１０ マスクステージベース
１２ マスク保持枠
１３ マスク位置調整手段
１３ｘ Ｘ軸方向駆動装置
１３ｙ Ｙ軸方向駆動装置
１４ ギャップセンサ（ピントずれ検出手段）
１５ アライメントカメラ
１６ チャック部
１６ａ 吸引ノズル
１６ｂ 吸引口（排気手段）
１９ 移動機構
２１ 上下粗動装置
２２ Ｚ軸粗動ステージ
２３ 上下微動装置
２４ Ｚ軸微動ステージ
６０ レーザ測長装置
６２，６３ Ｙ軸干渉計（レーザ干渉計）
６４ Ｘ軸干渉計（レーザ干渉計）
６６ Ｙ軸用ミラー
６８ Ｘ軸用ミラー
７８ 投影光学系
８０ 制御装置
１００ ワーク側アライメントマーク
１０１ マスク側アライメントマーク
１５０ ベストフォーカス調整機構
１５１ ピント調整機構

Claims (3)

1. 被露光材としての基板を保持するワークステージと、前記基板に対向配置されてマスクを保持するマスクステージと、前記基板に対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射手段と、を備えた露光装置であって、
   前記マスクと前記基板との間の気体を吸引排出する排気手段を有し、
   前記マスクは、前記気体の吸引排出時に発生する前記マスクの表側と裏側との圧力差によってほぼ平坦形状に変形するように、前記基板から離れる方向に湾曲して前記マスクステージに保持されることを特徴とする露光装置。
2. 前記マスクステージに保持された前記マスクの湾曲形状は、前記マスク自体の形状により形成されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記マスクステージに保持された前記マスクの湾曲形状は、前記マスクの強制変形により形成されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。

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