JP2008281929A - 露光装置用基板アダプタ及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の搬送時、及び露光時におけるガラス基板の保持において、ガラス基板を安全に保持することが可能な露光装置用基板アダプタ及び露光装置を提供する。
【解決手段】マスクアダプタ８０は、マスクＭの周縁部を囲う開口８１ａを形成するフレーム部８１と、開口８１ａの周縁に設けられ、マスクの周縁部と当接してマスクＭを保持する保持部８２と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、露光装置用基板アダプタ及び露光装置に関し、特に、フラットパネルディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板やＴＦＴ基板製造時に、マスクの保持及び搬送に使用される露光装置用基板アダプタ、及び該アダプタを用いた露光装置に関する。

従来、液晶ディスプレイ用の露光装置では、マスクは露光時にはマスク保持部に直接吸着保持され、また、搬送時には直接ローダによって吸着保持して搬送されている。また、マスク保持部によるマスクの真空吸着が電源トラブル等により万一解除された場合に、マスクが落下して破損するのを防止するため、マスクの周縁部に面取り部を設け、この面取り部をテーパ状の押さえ板で保持することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１１７２３８号公報

ところで、近年、液晶ディスプレイの大型化に伴い、マスクも大型化され、重量も増加している。このため、上記したように、マスクをローダで直接吸着保持して搬送する場合、露光パターンが描画されていない部分での吸着保持となり、その保持状態が不安定となり、マスクがローダから落下したり、ズレにより損傷が発生する可能性がある。

また、特許文献１に記載の露光装置では、押さえ板によりマスク落下時のマスク破損を防止しているが、押さえ板によるマスクの変形を防止するため、押し付け力を低く設定しており、マスクとの当接部分も限られている。このため、マスクの大型化に伴って、より安全なマスクの保持が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ガラス基板の搬送時、及び露光時におけるガラス基板の保持において、ガラス基板を安全に保持することが可能な露光装置用基板アダプタ及び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） ガラス基板の周縁部を囲う開口を形成するフレーム部と、
該開口の周縁に設けられ、前記ガラス基板の周縁部と当接して前記ガラス基板を保持する保持部と、
を有することを特徴とする露光装置用基板アダプタ。
（２） 前記保持部は、前記ガラス基板の周縁部に形成された面取り部と略等しい傾斜角を有するテーパ面を有し、前記フレーム部の板厚方向における前記テーパ面の幅は、該板厚方向における前記面取り部の幅より小さいことを特徴とする（１）に記載の露光装置用基板アダプタ。
（３） 前記フレーム部の外周部には、露光装置のマスク保持部に設けられたクランプ機構と係合可能な係合部が形成されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の露光装置用基板アダプタ。
（４） 被露光材としてのワークを保持するワーク保持部と、露光パターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、を備え、前記マスクの露光パターンを前記照射手段によって前記基板に露光転写する露光装置であって、
前記マスク保持部は、（１）〜（３）のいずれかに記載の前記アダプタを用いて前記マスクを保持することを特徴とする露光装置。

本発明の露光装置用基板アダプタ及び露光装置によれば、該アダプタは、ガラス基板の周縁部を囲う開口を形成するフレーム部と、開口の周縁に設けられ、ガラス基板の周縁部と当接してガラス基板を保持する保持部と、を備えるので、ガラス基板の搬送時、及び露光時におけるガラス基板の保持において、ガラス基板を安全に保持することができる。

以下、本発明に係る露光装置用基板アダプタ及び露光装置について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、大型の基板上にマスクの露光パターンを分割して近接露光するステップ式近接露光装置ＰＥを示すものであり、露光パターンを有するマスクＭをｘ、ｙ、θ方向に移動可能に保持するマスクステージ１０と、被露光材としてのワークＷをｘ、ｙ、ｚ方向に移動可能に保持するワークステージ２０と、パターン露光用の光をマスクＭを介してワークＷに照射する照射手段である照明光学系４０と、から主に構成されている。

なお、ガラス基板からなるワークＷは、マスクＭに対向配置されており、このマスクＭに描かれた露光パターンを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。

説明の便宜上、照明光学系４０から説明すると、照明光学系４０は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ４１と、この高圧水銀ランプ４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２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４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５，４６及び球面ミラー４７と、この平面ミラー４５とオプチカルインテグレータ４３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４４と、を備える。

そして、露光時にその露光制御用シャッター４４が開制御されると、ランプ４１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１０に保持されるマスクＭ、ひいてはワークステージ２０に保持されるワークＷの表面にパターン露光用の光として照射され、マスクＭの露光パターンがワークＷ上に露光転写される。

マスクステージ１０は、中央部に矩形形状の開口１１ａが形成されるマスクベース１１と、マスクステージベース１１の開口１１ａにｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動可能に装着され、マスクＭを保持するマスク保持部であるマスク保持枠１２と、マスクステージベース１１の上面に設けられ、マスク保持枠１２をｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動させるマスク移動機構であるマスク位置調整機構１３とを備える。

マスクステージベース１１は、ワークステージ側の装置ベース５０上に立設される複数の支柱５１に支持されており、マスクステージベース１１と支柱５１との間に設けられたｚ軸粗動機構５２（図２参照）によりマスクステージベース１１は装置ベース５０に対して昇降可能である。

図２及び図３に示すように、マスク保持枠１２の下方には、マスク吸着部７０が一体に取り付けられており、このマスク吸着部７０には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル７１が下面に開設されており、図示しない真空吸着機構によってマスクＭを着脱自在に保持する。同時に、マスクＭは、後述するマスクアダプタ（露光装置用基板アダプタ）８０に収容され、このマスクアダプタ８０をクランプ機構７２で固定することでも、マスク吸着部７０に保持される。

マスク位置調整機構１３は、マスク保持枠１２を駆動する各種シリンダ１３ｘ、１３ｘ、１３ｙ等のアクチュエータと、マスクステージベース１１とマスク保持枠１２との間に設けられた図示しないガイド機構等により、マスク保持枠１２をｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動させる。

また、マスクステージ１０は、マスクＭとワークＷとの対向面間のギャップを測定する複数のギャップセンサ１７（本実施形態では、８個）と、マスクＭとワークＷとの平面ずれ量を検出する複数のアライメントカメラ１８（本実施形態では、４個）と、マスクＭを必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ１９と、をさらに備える。なお、ギャップセンサ１７とアライメントカメラ１８は、マスク保持枠１２の辺部に沿って駆動可能に配置されてもよい。また、図では、マスキングアパーチャ１９は、開口部１１ａのｘ方向の両端部のみ示されているが、ｙ方向の両端部にも設けられている。

ワークステージ２０は、ワークＷを保持するワーク保持部２１と、ワーク保持部２１を装置ベース５０に対してｘ、ｙ、ｚ方向に移動するワーク移動機構２２と、を備える。

ワーク保持部２１は、上面にワークＷを吸引するための図示しない複数の吸引ノズルが開設されており、図示しない真空吸着機構によってワークＷを着脱自在に保持する。

ワーク移動機構２２は、ワーク保持部２１の下方に、ｙ軸テーブル２３、ｙ軸送り機構２４、ｘ軸テーブル２５、ｘ軸送り機構２６、及びｚ−チルト調整機構２７を備える。

ｙ軸送り機構２４は、図２に示すように、リニアガイド２８と送り駆動機構２９とを備えて構成され、ｙ軸テーブル２３の裏面に取り付けられたスライダ３０が、転動体（図示せず）を介して装置ベース５０上に延びる２本の案内レール３１に跨架されると共に、モータ３２とボールねじ装置３３とによってｙ軸テーブル２３を案内レール３１に沿って駆動する。

なお、ｘ軸送り機構２６もｙ軸送り機構２４と同様の構成を有し、ｘ軸テーブル２５をｙ軸テーブル２３に対してｘ方向に駆動する。また、ｚ−チルト調整機構２７は、くさび状の移動体３４，３５と送り駆動機構３６とを組み合わせてなる可動くさび機構をｘ方向の一端側に１台、他端側に２台配置することで構成される。なお、送り駆動機構２９，３６は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよく、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、ｚ-チルト調整機構２７の設置数は任意である。

これにより、ワーク移動機構２２は、ワーク保持部２１をｘ方向及びｙ方向に送り駆動するとともに、マスクＭとワークＷとの間のギャップを微調整するように、ワーク保持部２１をｚ軸方向に微動且つチルト調整する。

ワーク保持部２１のｘ方向側部とｙ方向側部にはそれぞれバーミラー６１，６２が取り付けられ、また、装置ベース５０のｙ方向端部とｘ方向端部には、計３台のレーザー干渉計６３，６４，６５が設けられている。これにより、レーザー干渉計６３，６４，６５からレーザー光をバーミラー６１，６２に照射し、バーミラー６２により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー６１，６２により反射されたレーザー光との干渉を測定し、ワークステージの位置を検出する。

このように構成された露光装置では、アライメントカメラ１８及びレーザー干渉計６３，６４，６５の検出信号に基づき、マスク位置調整機構１３を駆動制御してワーク保持部２１に対するマスクＭのアライメント調整を行うとともに、ギャップセンサ１７の検出信号に基づきながら、ｚ−チルト調整機構２７を駆動制御してマスクＭとワークＷ間のギャップを調整する。そして、これら調整後に、照射光学系４０の光源から光が照射されている状態で、露光制御用シャッター３４を所定の露光時間の開くことで、マスクＭの露光パターンが照射光学系４０によってワークＷに露光転写される。その後、ワーク保持部２１をワーク移動機構２２によってｘ方向及びｙ方向にステップ移動し、上記と同様の動作を繰り返すことで、ステップ露光が行われる。

ここで、図４に示すように、マスクアダプタ８０は、金属製からなり、マスクＭの周縁部を囲う開口８１ａを形成するフレーム部８１と、開口８１ａの周縁に設けられ、マスクＭの周縁部と当接してマスクＭを保持する保持部８２と、フレーム部８１の外周部に設けられ、マスク吸着部７０に設けられたクランプ機構７２と係合可能な係合部である段差部８３を有する。

図３及び図４に示すように、保持部８２は、フレーム部８１の板厚方向の一端側（下端側）で、開口８１ａの周縁に内向きに突出する。また、保持部８２は、マスクの周縁部に形成された面取り部Ｍａと略等しい傾斜角を有するテーパ面８２ａを有し、フレーム部８１の板厚方向におけるテーパ面８２ａの幅Ｈ２は、板厚方向における面取り部Ｍａの幅Ｈ１より小さい

また、クランプ機構７２は、クランプ部材７３と、駆動機構７４とからなり、マスクホルダ８０の対向する２辺に複数（本実施形態では、各２つ）設けられている。クランプ部材７３は、マスクアダプタ８０の周縁部に設けられた係合部である段差部８３と係合する受け部である段差部７５を先端に有し、駆動機構７４の回転軸７６がその中心に挿通固定されている。また、クランプ部材７３は、マスクＭの最下面より下方に位置しないようにマスク吸着部７０の下面に配置され、先端の段差部７５がマスクアダプタ８０の段差部８３に接離し得るように回転駆動される。駆動機構７４は、駆動モータ７７からなり、その回転軸７６はマスク吸着部７０内、クランプ部材７３の中心を挿通してクランプ部材７３に固定される。そして、駆動モータ７６の回転動作に伴って、これと一体にクランプ部材７３が回転し、クランプ部材７３の段差部７５とマスクアダプタ８０の段差部８３とを係脱させる。

このため、マスクＭをマスク保持部のマスク吸着部７０に装着する場合には、まず、図５（ａ）に示すように、マスクＭが、そのテーパ面Ｍａをマスクホルダ８０の保持部８２に当接させた状態でマスクＭに保持されて、マスク吸着部７０の下方に搬送される。そして、図５（ｂ）に示すように、マスクＭが保持されたマスクホルダ８０をマスク吸着部７０の下面と接触或いは近接する位置まで移動させ（図５（ｂ）参照。）、その後、クランプ機構７２の駆動機構７４を駆動してクランプ部材７３を回転させ、クランプ部材７３の段差部７５をマスクアダプタ８０の段差部８３と係合させる（図５（ｃ）参照。）。その後、真空吸着機構を駆動して吸着ノズル７１によってマスクＭを吸着することで、図３（ｂ）に示すように、マスクＭがマスク保持部に保持されることになる。

一方、真空吸着機構の不具合によりマスクＭの吸着が外れた場合であっても、図６に示すように、マスクアダプタ８０のテーパ面８２ａによってマスクＭが支えられ、装置下構造物への落下を防ぎ、破損事故を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態のマスクアダプタ８０によれば、マスクＭの周縁部を囲う開口８１ａを形成するフレーム部８１と、開口８１ａの周縁に設けられ、マスクの周縁部と当接してマスクＭを保持する保持部８２と、を有するので、露光時におけるマスクＭの保持において、マスクＭは、マスクアダプタ８０によってその周縁部全域で保持されるため、マスクＭを安全に保持することができる。勿論、マスクＭの搬送時におけるマスクＭの保持においても、マスクＭは、マスクアダプタ８０によってその周縁部全域で保持されながら、安全に搬送される。

また、保持部８２は、マスクＭの周縁部に形成された面取り部Ｍａと略等しい傾斜角を有するテーパ面８２ａを有するので、マスクＭの搬送時、及び露光時におけるマスクＭの保持において、真空吸着機構の不具合によりマスクＭの吸着が外れた場合であっても、テーパ面８２ａによってマスクＭが支えられ、装置下構造物への落下を防ぎ、破損事故を防止することができる。さらに、フレーム部８１の板厚方向におけるテーパ面８２ａの幅Ｈ２は、板厚方向における面取り部Ｍａの幅Ｈ１より小さいので、マスク吸着露光時におけるマスクＭの保持において、マスクアダプタ８０とワークＷとの接触が防止される。特に、マスクＭとワークＷとのギャップを制御することで、マスクアダプタ８０とワークＷとの接触は確実に防止することができる。

また、フレーム部８１の外周部には、露光装置ＰＥのマスク保持部を構成するマスク吸着部７０に設けられたクランプ機構７２と係合可能な段差部８３が形成されるので、マスクアダプタ８０は、露光装置ＰＥのマスク保持部に固定され、マスクＭをマスクアダプタ８０に取り付けた状態のまま露光作業を可能とすることができる。

また、本実施形態の露光装置ＰＥは、被露光材としてのワークＷを保持するワーク保持部２１と、露光パターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光をマスクＭを介してワークＷに照射する照明光学系４０と、を備え、マスク保持部は、上記マスクアダプタ８０を用いてマスクＭを保持するので、マスクＭを安全に保持することができる装置を構成することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における露光装置用基板アダプタ及び露光装置について、図７及び図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。

本実施形態は、マスク保持枠１２のマスク吸着部に取り付けられるクランプ機構の構成において、第１実施形態のものと異なる。図７に示すように、クランプ機構９０は、クランプ部材９１と、駆動機構９２とからなる。クランプ部材９１は、マスクアダプタ８０の周縁部に設けられた係合部である段差部８３と係合する受け部である段差部９３を先端に有し、マスクＭの最下面より下方に位置しないように配置される。クランプ部材９１は、マスク吸着部７０の下面に設けられた凹部７０ａ内に位置してガイド部材９４によりガイドされて、先端の段差部９３がマスクアダプタ８０の段差部８３に接離し得るように所定範囲移動可能に装着されている。駆動機構９２は、エアシリンダ機構からなり、マスク吸着部７０の下面に設けられた凹部７０ａ内に位置してシリンダ９５の下面がマスクＭの最下面より下方に位置しないように配置されている。駆動機構９２のピストンロッド９６の先端部にクランプ部材９１の後端部が固定されている。そして、ピストンロッド９６の進退動作にと伴って、これと一体にクランプ部材９１が移動し、クランプ部材９１の段差部９３とマスクアダプタ８０の段差部８３とを係脱させる。

なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
また、駆動機構９２は、エアシリンダ機構に限られるものではなく、油圧シリンダ機構、電動シリンダ機構等、クランプ部材９１がマスクアダプタ８０の外周縁部の段差部８３に接離し得るように駆動するものであれば、どのような構成でも適用可能である。

また、本実施形態の変形例として、図８に示されるように、マスクアダプタ８０の周縁部に設けられる係合部として凹部８３ａが形成される場合には、クランプ部材９１の先端に設けられた受け部である段差部９３ａをこの凹部８３ａと係脱可能な形状に形成する。

なお、本発明は本実施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。

本発明の露光装置は、ステップ式近接露光装置に限定されるものでなく、ワーク保持部、マスク保持部、及び照射手段を備え、マスクの露光パターンを照射手段によって基板に露光転写する、任意の装置に適用可能である。

クランプ機構７２は、本実施形態では、マスクホルダ８０の対向する２辺に設けられているが、各辺に設けられてもよく、保持力に応じて必要な数設けられればよい。
また、クランプ部材の受け部の形状は、マスクアダプタ８０の係合部の形状に応じて、任意に設定可能であり、例えば、係合部がテーパ形状である場合には、受け部も傾斜部としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。 図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。 本発明に係る近接露光装置のマスク保持部に、マスクが装着された基板アダプタを固定した状態を示し、（ａ）はその下面図であり、（ｂ）はその断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＩＩＩ部拡大図である。 本発明のマスクが装着された基板アダプタを示し、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその断面図である。 本発明に係る近接露光装置のマスク保持部に、基板アダプタを固定する過程を示す図である。 図３のマスク保持部に基板アダプタが固定された状態で、マスクが落下した状態を示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩ部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るマスク保持部に基板アダプタが固定される状態を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係るマスク保持部に基板アダプタが固定される状態を示す要部断面図である。

符号の説明

ＰＥ 分割逐次近接露光装置（露光装置）
Ｗ ガラス基板（被露光材）
Ｍ マスク
Ｍａ テーパ面
１０ マスクステージ
１１ マスクステージベース
１２ マスク保持枠（マスク保持部）
１３ マスク位置調整機構（マスク移動機構）
１７ ギャップセンサ
１８ アライメントカメラ（検出手段）
２０ ワークステージ
２１ ワーク保持部
２２ ワーク移動機構
２４ ｙ軸送り機構
２６ ｘ軸送り機構
２７ ｚ−チルト調整機構
３０ 照明光学系
５０ 装置ベース
５２ ｚ軸移動機構
７０ マスク吸着部
７２ クランプ機構
８０ マスクアダプタ
８１ フレーム部
８１ａ 開口
８２ 保持部
８２ａ テーパ面
８３ 段差部（係合部）

Claims (4)

1. ガラス基板の周縁部を囲う開口を形成するフレーム部と、
   該開口の周縁に設けられ、前記ガラス基板の周縁部と当接して前記ガラス基板を保持する保持部と、
   を有することを特徴とする露光装置用基板アダプタ。
2. 前記保持部は、前記ガラス基板の周縁部に形成された面取り部と略等しい傾斜角を有するテーパ面を有し、前記フレーム部の板厚方向における前記テーパ面の幅は、該板厚方向における前記面取り部の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置用基板アダプタ。
3. 前記フレーム部の外周部には、露光装置のマスク保持部に設けられたクランプ機構と係合可能な係合部が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置用基板アダプタ。
4. 被露光材としてのワークを保持するワーク保持部と、露光パターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、を備え、前記マスクの露光パターンを前記照射手段によって前記基板に露光転写する露光装置であって、
   前記マスク保持部は、請求項１〜３のいずれかに記載の前記アダプタを用いて前記マスクを保持することを特徴とする露光装置。
   

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