JP2007298656A

JP2007298656A - 近接露光装置

Info

Publication number: JP2007298656A
Application number: JP2006125408A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Saida; 雅裕斉田; Tatsuo Yamanaka; 立夫山中; Kazuya Hasegawa; 一也長谷川; Hideaki Koyanagi; 秀昭小柳; Masaharu Bessho; 正治別所; Shinichiro Nagai; 新一郎永井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】より小さなマスクで大きな基板への露光を可能して低コスト化及びパターン精度の高精度化を図り、更に、基板上により多彩なパターンの作成を可能にする。
【解決手段】被露光材としての基板Ｗを保持する基板ステージ２と、露光すべきパターンを有するマスクＭと、該マスクＭを保持するマスクステージ１とを備え、前記基板Ｗと前記マスクＭとを微少すき間を介した状態で該マスクＭのパターンを前記基板Ｗに露光転写する近接露光装置において、前記基板ステージ２を前記マスクＭに対して二次元方向に相対的にステップ移動させるＸ軸ステージ送り機構７０ｘ及びＹ軸ステージ送り機構７０ｙを備え、各ステップ毎に該マスクＭのパターンを前記基板Ｗに露光転写する。
【選択図】図１

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等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。

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。

ところで、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、従来においては、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例えばＹ軸方向に相対的に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多く用いられている。

ところで、図１２にマスクサイズとマスクコストとの関係を示すが、この図から判るように、マスクサイズが大きくなると、コスト増大の割合が高くなる。従って、小型で、且つ適切な大きさのマスクを用いてステップ露光を行うことで、コスト面でも有利になると共に、マスクの撓みによるパターン精度への影響も少なくなる。
しかしながら、上記従来のステップ式の近接露光装置においては、基板ステージをマスクに対してＹ軸方向の一方向のみ、即ち一次元方向のみにステップ移動させて露光を行うようにしているため、マスクの小型化にも限界があり、従って、低コスト化やパターン精度の高精度化にも限界があった。
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、より小さなマスクで大きな基板への露光を可能して低コスト化及びパターン精度の高精度化を図ることができ、更には、基板上により多彩なパターンの作成を可能にす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。

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、前記基板ステージを前記マスクに対して二次元方向に相対的にステップ移動させるステージ送り機構を備え、各ステップ毎に該マスクのパターンを前記基板に露光転写することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、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を備え、前記遮光ブレードは、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具備するとことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記基板ステージ側のアライメントマークと前記マスク側のアライメントマークとを撮像する撮像装置と、該撮像装置を一次元方向に移動可能に支持する移動機構とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明では、基板ステージをマスクＭに対して二次元方向にステップ移動させて各ステップ毎にパターン露光用の光を照射することにより、マスクの複数のパターンを基板上に露光転写するようにしているので、より小さなマスクで大きな基板への露光を可能して低コスト化及びパターン精度の高精度化を図ることができ、更には、基板上により多彩なパターンの作成を可能にすることができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、一枚の遮光ブレードで遮光範囲を拡大する場合に比べて、マスクステージ側での遮光ブレードの退避部分を小さくすることができるので、該マスクステージの剛性低下を防止することができる。
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に加えて、基板ステージ側のアライメントマークと前記マスク側のアライメントマークとを撮像する撮像装置を一次元方向に移動可能に支持しているので、該撮像装置の台数の削減を可能にすることができる。

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一部を破断した概略側面図、図２はステージ送り機構の平面図、図３はマスクステージの概略平面図、図４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５は図４のａ方向から見た図、図６は図４のｂ方向から見た図、図７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８はステップ露光の面取り例を説明するための説明図、図９は基板に１５面のパターンを形成した例を示す平面図、図１０は図９のパターン形成に用いたマスクの平面図、図１１は図１０のマスクを用いて図９の転写パターンを基板に形成するための基板のステップ動作の一例を説明するための説明図である。

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Ｘ軸方向とＹ軸方向の二次元方向にステップ移動させて各ステップ毎に図示しない照射手段から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。

図１及び図２において符号４は装置ベース４であり、この装置ベース４上にはマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整する上下微動装置６３を介してＺ軸微動ステージ６４が設置され、該Ｚ軸微動ステージ６４上には基板ステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるＸ軸ステージ送り機構７０ｘが設置され、Ｘ軸ステージ送り機構７０ｘ上には基板ステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるＹ軸ステージ送り機構７０ｙが設置され、Ｙ軸ステージ送り機構７０ｙ上には上下粗動装置６１を介して基板ステージ２が設置され、該基板ステージ２の上面には基板Ｗがワークチャック等で真空吸引された状態で保持されている。

上下粗動装置６１には例えば空圧シリンダが用いられ、単純な上下動作を行うことによりＺ軸粗動ステージ６２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、上下微動装置６３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、この実施の形態では、例えば装置ベース４の上面に設置したモータ６３１にボールねじのねじ軸（図示せず）を連結する共にボールねじナット（図示せず）をくさび状に形成してそのくさび状ナットの斜面をＺ軸微動ステージ６４の下面に突設したくさびの斜面（図示せず）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、モータ６３１によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、くさび状ナットがＹ軸方向に水平微動し、この水平微動運動が両くさび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６３は、Ｚ軸微動ステージ６４のＹ軸方向の一端側（図１の手前側）に１台、他端側に２台合計３台設置されて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６３は、後述するギャップセンサ１１によってマスクＭと基板Ｗとのすき間を計測しつつ該すき間の目標値までＺ軸微動ステージ６４の高さを微調整する機能に加えて、水平面に対する傾斜の微調整を行うチルト機能をも有するものになっている。
Ｘ軸ステージ送り機構７０ｘは、Ｚ軸微動ステージ６４の上面に案内レール７１ａがＸ軸方向に沿って平行に延設された二組のリニアガイド７１と、該リニアガイド７１のスライダ７１ｂに取り付けられたＸ軸送り台７２ｘと、該Ｘ軸送り台７２ｘをＸ軸方向に移動させるＸ軸送り駆動装置７３ｘとを備えており、このＸ軸送り駆動装置７３ｘのモータ７３１ｘによって回転駆動されるボールねじ軸に螺合されたボールねじナット（共に図示せず）にＸ軸送り台７２ｘが連結されている。

Ｙ軸ステージ送り機構７０ｙは、Ｘ軸送り台７２ｘの上面に案内レール７２ａがＸ軸方向に沿って平行に延設された二組のリニアガイド７２と、該リニアガイド７２のスライダ７２ｂに取り付けられたＹ軸送り台７２ｙと、該Ｙ軸送り台７２ｙをＹ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置７３ｙとを備えており、このＹ軸送り駆動装置７３ｙのモータ７３１ｙによって回転駆動されるボールねじ軸７３２に螺合されたボールねじナット（図示せず）にＹ軸送り台７２ｙが連結され、該Ｙ軸送り台７２ｙに上下粗動装置６１を介して基板ステージ２が設置されている。

そして、Ｘ軸ステージ送り機構７０ｘ側のモータ７３１ｘでボールねじ軸を間欠的に回転駆動させることで、Ｘ軸送り台７２ｘがＹ軸送り台７２ｙ、上下粗動装置６１及び基板ステージ２と一体となってＸ軸方向にステップ移動し、Ｙ軸ステージ送り機構７０ｙ側のモータ７３１ｙでボールねじ軸７３２を間欠的に回転駆動させることで、Ｙ軸送り台７２ｙが上下粗動装置６１及び基板ステージ２と一体となってＹ軸方向にステップ移動するようになっている。

また、Ｙ軸送り台７２ｙ上には、基板ステージ２のＸ軸送り誤差を検出する送り誤差検出手段としてのレーザ干渉計７４３ｘのミラー７４１ｘと、基板ステージ２のＹ軸送り誤差を検出する送り誤差検出手段としてのレーザ干渉計７４３ｙのミラー７４１ｙとが設置されている。
ミラー７４１ｘはＹ軸送り台７２ｙの一側でＹ軸方向に沿って延びており、ミラー７４１ｙはＹ軸送り台７２ｙの一端側でＸ軸方向に沿って延びている。レーザ干渉計７４３ｘ及び７４３ｙはそれぞれミラー７４１ｘ及び７４１ｙに対向配置されて装置ベース４に支持されている。

レーザ干渉計７４３ｘによりＸ軸送り台７２ｘひいては基板ステージ２のＸ軸方向のステップ送り誤差を検出してその検出信号を補正制御手段（図示せず）に出力し、補正制御手段がこの検出信号に基づいて補正量を算出して、その算出結果を後述するマスク位置調整手段（及び必要に応じて上下微動装置６３）の駆動回路に出力することで、該補正量に応じてマスク位置調整手段等が制御されてＸ軸方向の位置ずれが補正され、Ｘ軸方向のステップ位置の位置決めがなされる。レーザ干渉計７４３ｙについても、同様にＹ軸送り台７２ｙひいては基板ステージ２のＹ軸方向のステップ送り誤差を検出してその検出信号を補正制御手段（図示せず）に出力し、補正制御手段がこの検出信号に基づいて補正量を算出して、その算出結果を後述するマスク位置調整手段（及び必要に応じて上下微動装置６３）の駆動回路に出力することで、該補正量に応じてマスク位置調整手段等が制御されてＹ軸方向の位置ずれが補正され、Ｙ軸方向のステップ位置の位置決めがなされる。

マスクステージ１は、図３に示すように、略長方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は装置フレーム４から突設された支柱４ａ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。

マスク保持枠７は、マスクフレーム６の開口６ａのＹ軸方向に沿う二辺にそれぞれ２個ずつ（合計４個）互いにＹ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（図１及び図６参照）が開口７ａの全周に沿って設けられている。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。

また、マスク保持枠７の四辺には、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がそれぞれ一台ずつ、合計四台取り付けられている。
マスキングアパーチャ機構１５ａは、図４〜図６に示すように、マスク保持枠７の枠幅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。

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が一体となってマスク保持枠７の枠幅方向に往復移動するようになっている。
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の上方で該マスク保持枠７の枠幅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の上面側に退避するようになっている。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極力マスクＭに接近させた位置に設置される。

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、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。

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。

ここで、図７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。
フランジ９のＸ軸方向に沿う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が配置され、フランジ９のＹ軸方向に沿う二辺の内側上方には、マスクＭ側に設けられたアライメントマークと基板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とを撮像する手段としてのアライメントカメラ１２が配置されており、ギャップセンサ１１は移動機構１７０ｙを介してＹ軸方向に移動可能とされ，アライメントカメラ１２は移動機構１７０ｘを介してＸ軸方向に移動可能とされている。

ギャップセンサ１１は、フランジ９のＸ軸方向に沿う二辺の内の一方の辺の内側上方にＸ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Ｘ軸方向の略中央部に位置して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上下微動装置６３の上下微動機能とチルト機能が制御されてマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度が確保されるようになっている。

アライメントカメラ１２はフランジ９のＹ軸方向に沿う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。なお、基板ステージ２、Ｘ軸送り台７２ｘ及びＹ軸送り台７２ｙには、全てのステップ位置での全ての露光位置においてアライメントマークの検出が可能なように、Ｚ軸微動ステージ６４に取り付けられたアライメント用照明装置６４ａの照明光の通過のための貫通孔（図示せず）が形成されている。

移動機構１７０ｘ及び１７０ｙについては、詳細な図示は省略するが、上述したマスキングアパーチャ機構１５ａの移動機構と同様に、モータ、ボールねじ、リニアガイド及び連結部材等によって構成されている。
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互いにＸ軸方向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が固定されたリニアガイド（図示せず）のスライダにピン等を介して連結されている。
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のスライダ（図示せず）にピン等を介して連結されている。

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。

次に、図８にＸ軸及びＹ軸方向の二次元方向のステップ露光による面取り例を示す。（ａ）は４面取り、（ｂ）は６面取り、（ｃ）は９面取り、（ｄ）は１２面取り、（ｅ）は１５面取りである。ここで、マスクＭの位置は不動（アライメント調整は除く）で基板ステージ２をＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動させて基板Ｗ上にマスクＭのパターンＭＰを露光転写する。
また、マスクＭのサイズは共通でパターンＭＰを各面取り例に応じて変更しており、これにより、一台の近接露光装置で図８のような多彩なパターン作成が可能となる。マスクＭの選定については、マスクＭの自重によるたわみの最大値δｍａｘが許容値（例えばこの実施の形態では３５μｍ）以内となるようなマスクＭを選定する。

たわみの最大値δｍａｘの計算はマスクステージ１へのマスクＭの保持の仕方によって異なる（４辺拘束、４辺支持あるいはこれらの中間）が、この実施の形態では、マスクＭを４辺拘束で吸着保持しているため、４辺拘束した場合の垂直等分布荷重を受ける長方形板のたわみの最大値δｍａｘの公知の計算例を次式（１）に示す。
δｍａｘ（ｍｍ）＝α₂×Ｐ×ａ⁴／（Ｅ×ｔ³） …（１）
但し、
α₂: 最大たわみ係数（長方形の固定辺の縦横比ｂ／ａできまる値）
ａ：マスク保持エリアの短辺［ｍｍ］
ｂ：マスク保持エリアの長辺［ｍｍ］
Ｐ: 等分布荷重（＝Ｗ／Ｓ［ｋｇ／ｍｍ²］）
Ｓ：保持エリア内面積［ｍｍ²］
Ｗ：保持エリア内マスク重量（＝ρＳｔ／１０⁶［ｋｇ］)
ρ: 材料密度（石英２．２ｇ／ｃｍ³）
ｔ: マスク厚み
Ｅ: 縦弾性係数係数（石英７４１３ｋｇ／ｍｍ²）

更に、図８において符号７５はアライメントカメラ１２によって撮像されるアライメントマークであり、マスクＭ及び基板Ｗ（又は基板ステージ２）の両方に設けられている。因みに、この実施の形態では、上述したように、二台のアライメントカメラ１２がＸ軸方向に移動可能に構成されているので、図８の例では、Ｘ軸方向の左側のカメラ１２は２通りの位置、右側のカメラ１２は３通りの位置でそれぞれアライメントマーク７５の撮像を行い、このとき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。従って、アライメントカメラ１２は二台で済むことになる。

次に、図９にＸ軸及びＹ軸方向の二次元方向のステップ露光によって基板Ｗに１５面の転写パターン（ディスプレイ）ａ〜ｏを形成した例を示す。図１０はａ〜ｏのパターン形成に用いたマスクＭを示しており、マスクＭには４面分のマスクパターンＭＰが設けられている。また、アライメントマーク７５については、基板Ｗ側及びマスクＭ側共に、図８（ｅ）と同様に配置されている。

図１１（ａ）〜図１１（ｆ）に、図１０のマスクＭを用いて図９のａ〜ｏの転写パターンを基板Ｗに形成するための基板Ｗのステップ動作の一例を示す。なお、図１０のマスクＭの３個のアライメントマーク７５は、図１１（ａ），（ｄ），（ｅ）では両側の２つを、図１１（ｂ），（ｃ），（ｆ）では左側の２つを使用する。また、各図の斜線部分（ハッチング）は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による遮光領域である。

図１１（ａ）はマスクＭを用いて図９のａ，ｂ，ｄ，ｅの転写パターンを基板Ｗに露光転写した状態を示しており、図１１（ｂ）では基板ＷをＸ軸方向にステップ移動させると共に、マスキングアパーチャ機構１５ａでｅ，ｂの領域を遮光した状態でマスクＭを用いて図９のｃ，ｆの転写パターンを基板Ｗに露光転写する。
次に、図１１（ｃ）では基板ＷをＹ軸方向にステップ移動させ、マスクＭを用いて図９のｌ，ｊの転写パターンを基板Ｗに露光転写し、図１１（ｄ）では基板ＷをＸ軸方向にステップ移動させると共に、マスキングアパーチャ機構１５ａによるｊ，ｇの領域の遮光を解除した状態でマスクＭを用いて図９のｇ，ｈ，ｊ，ｋの転写パターンを基板Ｗに露光転写する。

次に、図１１（ｅ）では基板ＷをＹ軸方向にステップ移動させると共に、マスキングアパーチャ機構１５ａでｋ，ｊの領域を遮光した状態でマスクＭを用いて図９のｎ，ｍの転写パターンを基板Ｗに露光転写し、図１１（ｆ）では基板ＷをＸ軸方向にステップ移動させると共に、マスキングアパーチャ機構１５ａでｎ，ｋ，ｌの領域を遮光した状態でマスクＭを用いて図９のｏの転写パターンを基板Ｗに露光転写する。

上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二次元方向にステップ移動させて各ステップ毎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ているので、より小さなマスクＭで大きな基板Ｗへの露光を可能して低コスト化及びパターン精度の高精度化を図ることができ、更には、基板Ｗ上により多彩なパターンの作成を可能にすることができる。

また、マスクＭのコストとの兼ね合いで可能な範囲で大きなマスクＭを選定することにより、ステップ回数の極小化を図って高スループット化を達成することもできる。
更に、マスキングアパーチャ機構１５ａが、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するようにしているので、一枚の遮光ブレードで遮光範囲を拡大する場合に比べて、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７のＰ参照）を小さくすることができ、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。
例えば、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、リニアモータ等を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、マスキングアパーチャ機構１５ａ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の幅が狭い場合には、マスキングアパーチャ機構１５ａをマスクフレーム６側に取り付けるようにしてもよい。
更に、上記実施の形態では、Ｚ軸微動ステージ６４、Ｘ軸ステージ送り機構７０ｘ、Ｙ軸ステージ送り機構７０ｙ及び上下粗動装置６１を下から上に順番に積み上げているが、これらの装置の上下の配置は上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよいのは言うまでもない。

更に、上記実施の形態では、基板ステージ２をＸ軸及び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を照射手段と共にＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動可能な構成としても良い。
更に、特開２０００−３５６７６号公報に記載のテーブルマークと同様のものを採用してもよい。この場合、Ｙ軸方向にも必要に応じてアライメントカメラとアライメント用照明装置を追加する。

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一部を破断した概略側面図である。ステージ送り機構の平面図である。マスクステージの概略平面図である。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のａ方向から見た図である。図４のｂ方向から見た図である。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。ステップ露光の面取り例を説明するための説明図であり、（ａ）は４面取り、（ｂ）は６面取り、（ｃ）は９面取り、（ｄ）は１２面取り、（ｅ）は１５面取りである。基板に１５面のパターンを形成した例を示す平面図である。図９のパターン形成に用いたマスクの平面図である。図１０のマスクを用いて図９の転写パターンを基板に形成するための基板のステップ動作の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は図９のａ，ｂ，ｄ，ｅの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作、（ｂ）は図９のｃ，ｆの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作、（ｃ）は図９のｉ，ｌの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作、（ｄ）は図９のｇ，ｈ，ｊ，ｋの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作、（ｅ）は図９のｍ，ｎの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作、（ｆ）は図９のｏの転写パターンを基板に露光転写するための基板のステップ動作である。マスクサイズとマスクコストとの関係を示すグラフ図である。

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（撮像装置）
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）
Ｗ基板（被露光材）
Ｍマスク
Ｓ₁ 第１領域
Ｓ₂ 第２領域
ＭＰパターン
７０ｘＸ軸ステージ送り機構
７０ｙＹ軸ステージ送り機構
１７０ｘ，１７０ｙ移動機構

Claims

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、
前記基板ステージを前記マスクに対して二次元方向に相対的にステップ移動させるステージ送り機構を備え、各ステップ毎に該マスクのパターンを前記基板に露光転写することを特徴とする近接露光装置。
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を備え、前記遮光ブレードは、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具備するとことを特徴とする請求項１記載の近接露光装置。
前記基板ステージ側のアライメントマークと前記マスク側のアライメントマークとを撮像する撮像装置と、該撮像装置を一次元方向に移動可能に支持する移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の近接露光装置。