JP2011119614A - Substrate exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスク上方から光を照射し、フォトマスクを通過した光にてフォトマスクと対向する被露光基板にパターン露光を行う基板露光装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate exposure apparatus that irradiates light from above a photomask and performs pattern exposure on a substrate to be exposed facing the photomask with the light that has passed through the photomask.
基板露光装置は、感光性樹脂等で構成される感光膜を表面に形成した被露光基板を保持する露光ステージと、被露光基板の上方からパターン露光を行うために所定のパターンを有するフォトマスクを被露光基板と対向させて被露光基板の上面に保持するマスクホルダとを備える。従来においてはパターン露光時にフォトマスクと被露光基板とを密着させて露光を行う露光装置も提案されている。しかし、密着露光の場合、フォトマスクと被露光基板との間に入り込んだ異物などによりフォトマスクや被露光基板に傷が発生しやすい。このため、パターン露光時に、フォトマスクとガラス基板との間に所定の微小間隔(プロキシミティギャップ)をあけて、フォトマスク上方から光を照射して被露光基板にパターン露光を行う近接露光式の基板露光装置が使用されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 A substrate exposure apparatus includes an exposure stage for holding a substrate to be exposed on which a photosensitive film made of a photosensitive resin or the like is formed, and a photomask having a predetermined pattern for performing pattern exposure from above the substrate to be exposed. And a mask holder that is held on the upper surface of the substrate to be exposed to face the substrate to be exposed. Conventionally, an exposure apparatus has also been proposed in which exposure is performed by bringing a photomask and an exposed substrate into close contact during pattern exposure. However, in the case of contact exposure, scratches are likely to occur on the photomask and the exposed substrate due to foreign matter entering between the photomask and the exposed substrate. For this reason, at the time of pattern exposure, a proximity exposure type in which a predetermined minute gap (proximity gap) is provided between the photomask and the glass substrate and light is irradiated from above the photomask to perform pattern exposure on the exposed substrate. A substrate exposure apparatus is used (for example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の基板露光装置は、被露光基板に対してフォトマスクを、光軸方向を回転中心として自由に回転させることを前提としていない装置構成である。 However, the above-described conventional substrate exposure apparatus does not have a premise that the photomask is freely rotated with respect to the substrate to be exposed around the optical axis direction as a rotation center.
そこで、本発明は、被露光基板に対してフォトマスクを介した露光を行った後、フォトマスクを例えば光軸を回転中心として所定角度に亘り回転させ、再度露光を行う、複数段露光を行うことが可能な基板露光装置を提供することにある。 Therefore, in the present invention, after performing exposure through the photomask on the substrate to be exposed, the photomask is rotated over a predetermined angle with the optical axis as the rotation center, for example, and exposure is performed again, thereby performing multistage exposure. It is an object of the present invention to provide a substrate exposure apparatus that can perform the above-described process.
請求項1に係る基板露光装置は、上述した課題を解決するために、感光性樹脂を塗布した被露光基板を保持する基板保持手段と、上記保持された上記被露光基板の表面の高さと略同一となるように、上記基板保持手段の周囲に形成された載置棚と、上記中央に孔部が形成されてなるとともに上記載置棚上に端縁が載置され、パターン露光を行うためのフォトマスクが上面に載置され、被露光基板に対向させつつその上面側に微小間隔をあけて保持するためのスペーサーとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a substrate exposure apparatus according to a first aspect of the present invention includes a substrate holding unit that holds a substrate to be exposed coated with a photosensitive resin, and a height of the surface of the held substrate to be exposed. In order to perform pattern exposure, the mounting shelf formed around the substrate holding means so as to be the same, the hole is formed in the center, and the edge is mounted on the mounting shelf. The photomask is mounted on the upper surface, and is provided with a spacer for holding the photomask on the upper surface side with a small gap while facing the substrate to be exposed.
請求項2記載の基板露光装置は、請求項1記載の発明において、装置内の圧力を減圧する圧力調整手段を更に備え、上記圧力調整手段による減圧に基づいて、上記フォトマスクを上記スペーサーの孔部を介して上記被露光基板側へ曲げ変形させてこれを当該被露光基板表面上に接触させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate exposure apparatus according to the first aspect of the present invention, further comprising pressure adjusting means for reducing the pressure in the apparatus, and based on the pressure reduction by the pressure adjusting means, the photomask is inserted into the spacer holes. It is characterized in that it is bent and deformed toward the substrate to be exposed through a portion and brought into contact with the surface of the substrate to be exposed.
請求項3記載の基板露光方法は、請求項2記載の基板露光装置を用いて被露光基板を露光する基板露光方法において、上記圧力調整手段により減圧させることにより、上記フォトマスクを上記スペーサーの孔部を介して上記被露光基板側へ曲げ変形させてこれを当該被露光基板表面上に近接又は接触させて露光する露光工程を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate exposure method for exposing a substrate to be exposed using the substrate exposure apparatus according to the second aspect. And an exposure process in which exposure is performed by bending and deforming the substrate toward the substrate to be exposed through a portion and bringing the substrate close to or in contact with the surface of the substrate to be exposed.
上述した構成からなる本発明によれば、スペーサーを設けているために、フォトマスクと被露光基板との間で所定間隔を設けて互いに対向させることができ、減圧させることにより、フォトマスクをスペーサーの孔部を介して被露光基板側へ曲げ変形させてこれを被露光基板表面上に近接又は接触させることが可能となる。また、このスペーサーの存在により、被露光基板に対してフォトマスクを介した露光を行った後、フォトマスクを例えば光軸を回転中心として所定角度に亘り回転させることも可能となる。 According to the present invention having the above-described configuration, since the spacer is provided, the photomask and the substrate to be exposed can be opposed to each other with a predetermined interval, and the photomask can be separated by reducing the pressure. It is possible to bend and deform toward the substrate to be exposed through the hole, and to bring it close to or in contact with the surface of the substrate to be exposed. In addition, the presence of the spacer makes it possible to rotate the photomask over a predetermined angle, for example, with the optical axis as the center of rotation after the substrate to be exposed is exposed through the photomask.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明を適用した基板露光装置1の断面構成例を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration example of a substrate exposure apparatus 1 to which the present invention is applied.
基板露光装置1は、感光性樹脂3を塗布した被露光基板2を保持する溝状の基板保持部11と、その基板保持部11の上段に形成された載置棚12と、その載置棚12上段に形成されたホルダ載置台13とを有し、更に、載置棚12上に載置されるスペーサー15と、ホルダ載置台13上に載置される平板状マスクホルダ16と、この平板状マスクホルダ16により保持されるフォトマスク18とを備えている。
The substrate exposure apparatus 1 includes a groove-shaped
図2(a)は、被露光基板2、スペーサー15、フォトマスク18、平板状マスクホルダ16を装着する前の基板露光装置1の平面図を、また図2(b)は、基板保持部11に被露光基板2を保持させた状態における基板露光装置1の平面図である。
FIG. 2A is a plan view of the substrate exposure apparatus 1 before mounting the
基板保持部11は、平面視において、被露光基板2の形状に応じた溝で構成されている。この被露光基板2は一般的に矩形状で構成されていることから、この基板保持部11の形状もこの被露光基板2の形状に応じた矩形で構成されるのが通常である。この基板保持部11のサイズは、被露光基板2を嵌め込むことができるように、その周辺のサイズよりも若干広めにされていることは勿論である。
The
載置棚12は、平面視において基板保持部11の周囲に設けられてなる。この載置棚12の高さは、基板保持部11により保持された被露光基板2の表面の高さと略同一となるように調整されている。但し、この載置棚12の高さは、感光性樹脂3を塗布した状態の被露光基板2の高さよりも上とされていることが望ましい。
The
ホルダ載置台13は、平面視において載置棚12の周囲に設けられてなる。このホルダ載置台13の高さは、少なくとも載置棚12に載置したスペーサー15の上面の高さよりも上とされていることが必須となる。
The holder mounting table 13 is provided around the
スペーサー15は、例えば金属製、樹脂製、無機材料製の材料からなり、載置棚12上に載置される。図3は、このスペーサー15の平面図を示している。スペーサー15は、中央に開口31が形成されてなる。この開口31は、上面から下面へかけて貫通するものである。フォトマスク18に描かれているマスクパターンが全て被露光基板2へ投影できるように開口31のサイズが調整されている。このような開口31が設けられたスペーサー15の端縁を載置棚12上に載置させることにより、これを取り付ける。このスペーサー15の上面にはフォトマスク18が載置される。このスペーサー15により、フォトマスク18を被露光基板2に対向させつつその上面側に微小間隔をあけて保持することが可能となる。
The
フォトマスク18は、スペーサー15上に載置されてなるとともに、その周囲が平板状マスクホルダ16により保持される。フォトマスク18の中央には、マスクパターンが描かれている。このフォトマスク18は、ガラス、樹脂等、いかなる材料で構成されていてもよいが、少なくとも透光性の材料で構成されていることが必要となる。このフォトマスク18の例としては、Siを窒化したSiNと呼ばれる窒化シリコン等を使用してもよく、また変形容易性を確保するためにその厚さは500nm程度としてもよい。
The
平板状マスクホルダ16は、ホルダ載置台13上において載置されてなり、図4(a)に示す平面図に示すように中央に貫通孔33が形成された平板で構成されている。そして、この貫通孔33の形状は、フォトマスク18の形状に応じた溝で構成されている。このフォトマスク18は、一般的に矩形状で構成されていることから、この貫通孔33の形状もこのフォトマスク18の形状に応じた矩形で構成されるのが通常である。貫通孔33のサイズは、フォトマスク18を嵌め込むことができるように、その周辺のサイズよりも若干広めにされていることは勿論である。
The
このようにしてフォトマスク18を貫通孔33に嵌め込んだ状態で光軸方向(図4(a)中紙面奥行き方向)を回転中心として、平板状マスクホルダ16を回転させることにより、図4(b)に示すように、その嵌め込まれたフォトマスク18を被露光基板2に対して自在に回転させることが可能となる。
With the
また上述した構成に加えて、本発明を適用した基板露光装置1は、装置内の圧力を減圧、加圧する圧力調整部5を更に備えている。この圧力調整部5は、例えば吸引ポンプ等で構成されている。 In addition to the above-described configuration, the substrate exposure apparatus 1 to which the present invention is applied further includes a pressure adjusting unit 5 that reduces and increases the pressure in the apparatus. The pressure adjusting unit 5 is constituted by, for example, a suction pump.
次に、上述した構成からなる基板露光装置1を使用して行う基板露光方法について説明をする。この基板露光方法は、露光工程と、マスク回転工程とに大別される。 Next, a substrate exposure method performed using the substrate exposure apparatus 1 having the above-described configuration will be described. This substrate exposure method is roughly divided into an exposure process and a mask rotation process.
露光工程では、圧力調整部5により装置内を減圧させる。この減圧では、フォトマスク18の下面側が、その上面側よりも低圧となるように行う。その結果、図5に示すように、フォトマスク18をスペーサー15の開口を介して被露光基板2側へ曲げ変形させてこれを当該被露光基板2の表面上に接触させることが可能となる。このとき、フォトマスク18を被露光基板2の表面上から完全に接触させることなく僅かに離間させた状態で近接させるようにしてもよい。
In the exposure process, the inside of the apparatus is depressurized by the pressure adjusting unit 5. This pressure reduction is performed so that the lower surface side of the
次に、この露光工程では、フォトマスク18の上から光を照射することにより露光を行う。この照射された光は、フォトマスク18を透過し、スペーサー15の開口31を通過してそのまま被露光基板2へと照射させることになる。この露光終了後、マスク回転工程へと移行する。
Next, in this exposure step, exposure is performed by irradiating light from above the
マスク回転工程では、圧力調整部5により、装置内を加圧することにより、被露光基板2側へ曲げ変形されたフォトマスク18を元の形状に復元させる。そして、平板状マスクホルダ16をホルダ載置台13上において光軸方向を回転中心として回転させることにより、その嵌め込まれたフォトマスク18を被露光基板2に対して回転させる。
In the mask rotation process, the pressure adjusting unit 5 pressurizes the inside of the apparatus to restore the
この露光工程と、マスク回転工程とを交互に実行していく。これにより本発明を適用した基板露光装置1は、被露光基板2に対してフォトマスク18を介した露光を行った後、フォトマスク18を例えば光軸を回転中心として所定角度に亘り回転させ、再度露光を行う、複数段露光を行うことが可能となる。この複数段露光は、例えば図6(a)に示すように、縦線のみのマスクパターンが形成されたフォトマスク18により第1段階目の露光を行い、次に、このフォトマスク18を90°回転させて第2段階目の露光を行うことにより、図6(b)に示すように、被露光基板2上において互いに交差する十字線が形成されたパターニングを行うことが可能となる。
This exposure process and the mask rotation process are performed alternately. Thus, the substrate exposure apparatus 1 to which the present invention is applied performs exposure through the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、マスク回転工程を省略するものであれば、平板状マスクホルダ16の構成を省略するようにしてもよい。また、スペーサー15の構成も同様に省略するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, if the mask rotation step is omitted, the configuration of the
1 基板露光装置
2 被露光基板
3 感光性樹脂
11 基板保持部
12 載置棚
13 ホルダ載置台
15 スペーサー
16 平板状マスクホルダ
18 フォトマスク
33 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記保持された上記被露光基板の表面の高さと略同一となるように、上記基板保持手段の周囲に形成された載置棚と、
上記中央に孔部が形成されてなるとともに上記載置棚上に端縁が載置され、パターン露光を行うためのフォトマスクが上面に載置され、被露光基板に対向させつつその上面側に微小間隔をあけて保持するためのスペーサーとを備えること
を特徴とする基板露光装置。 Substrate holding means for holding an exposed substrate coated with a photosensitive resin;
A mounting shelf formed around the substrate holding means so as to be substantially the same as the height of the surface of the held substrate to be exposed;
A hole is formed in the center and an edge is placed on the placement shelf, and a photomask for performing pattern exposure is placed on the upper surface, facing the substrate to be exposed, on the upper surface side. A substrate exposure apparatus comprising a spacer for holding at a minute interval.
上記圧力調整手段による減圧に基づいて、上記フォトマスクを上記スペーサーの孔部を介して上記被露光基板側へ曲げ変形させてこれを当該被露光基板表面上に接触させること
を特徴とする請求項1記載の基板露光装置。 A pressure adjusting means for reducing the pressure in the apparatus;
The photomask is bent and deformed toward the exposed substrate through the hole of the spacer based on the pressure reduction by the pressure adjusting means, and is brought into contact with the surface of the exposed substrate. 2. The substrate exposure apparatus according to 1.
上記圧力調整手段により減圧させることにより、上記フォトマスクを上記スペーサーの孔部を介して上記被露光基板側へ曲げ変形させてこれを当該被露光基板表面上に近接又は接触させて露光する露光工程を有すること
を特徴とする基板露光方法。 In the substrate exposure method which exposes a to-be-exposed substrate using the substrate exposure apparatus according to claim 2,
An exposure process in which the photomask is bent and deformed toward the substrate to be exposed through the hole of the spacer by reducing the pressure by the pressure adjusting means, and the photomask is exposed to be brought close to or in contact with the surface of the substrate to be exposed. A substrate exposure method characterized by comprising:
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