JP2013179223A - 分割逐次近接露光装置及び分割逐次近接露光方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分割逐次近接露光装置10は、基板搬送ステージ11と、マスクを保持するマスク保持部及び該マスク保持部を駆動するマスク駆動機構を備えるマスクステージと、露光領域Aに位置する基板Wとマスクとのギャップを検出するギャップセンサと、マスク保持部の上方に配置されて基板Wに対してマスクを介して露光用光を照射する照明手段と、を備える。基板搬送ステージ11は、基板Wを保持する基板保持部20と、該基板保持部20をX方向及びY方向に搬送可能な基板搬送機構19と、基板搬送機構19によって搬送される基板Wを支持する基板支持ユニット16と、を備える。
【選択図】図1
Description
(1) 基板を水平面上の互いに直交するX方向及びY方向に搬送する基板搬送ステージと、
マスクを保持するマスク保持部と、該マスク保持部を前記X方向、前記Y方向、前記XY方向に直交するZ軸回りのθ方向に駆動可能、及びチルト駆動可能なマスク駆動機構とを備えるマスクステージと、
前記マスク保持部の上方に配置され、前記基板に対して前記マスクを介して露光用光を照射する照明手段と、
露光領域に位置する前記基板と前記マスクとのギャップを検出するギャップ検出系と、
を備える分割逐次近接露光装置であって、
前記基板搬送ステージは、
前記基板の下面を吸着保持する基板保持部と、
該基板保持部を前記X方向に搬送するためのX方向送り機構と、前記基板保持部を前記Y方向に移動可能なY方向送り機構と、を備える基板搬送機構と、
前記基板搬送機構によって搬送される前記基板を支持する基板支持ユニットと、
を備え、
前記マスク駆動機構により、前記ギャップ検出系によって検出された前記ギャップに基づいて前記マスク保持部をチルト駆動して前記基板とマスクとの相対的な傾きを補正して、前記マスクと前記基板とを所定の露光ギャップで近接して対向配置した状態で、前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写することを特徴とする分割逐次近接露光装置。
(2) 前記基板支持ユニットは、前記マスクの露光領域と同程度以上基板サイズ未満の大きさを有して前記露光領域の直下に配置され、前記基板をエア又は複数のコロで支持する精密基板支持ユニットをさらに備えることを特徴とする(1)に記載の分割逐次近接露光装置。
(3) 前記基板支持ユニットは、前記X方向において、前記露光領域の両側に配置される第1載置領域と第2載置領域に亙って形成され、
前記基板搬送機構は、前記第1載置領域と前記露光領域との間を移動可能な第1基板搬送機構と、前記第2載置領域と前記露光領域との間を移動可能な第2基板搬送機構と、を有することを特徴とする(1)または(2)に記載の分割逐次近接露光装置。
(4) 前記基板保持部は、端面から10〜20mmの前記基板の端部下面を吸着保持することを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の分割逐次近接露光装置。
(5) 前記マスク駆動機構は、
前記マスク保持部を前記X方向及び前記Z方向に駆動可能な第1駆動部と、該マスク保持部を前記Y方向に案内可能な第1の案内部と、を有する一対の第1駆動機構と、
前記マスク保持部を前記Y方向及び前記Z方向に駆動可能な第2駆動部と、該マスク保持部を前記X方向に案内可能な第2の案内部と、を有する第2駆動機構と、
を有し、
前記第1駆動部によって前記マスク保持部を前記X方向又は前記θ方向に駆動した時、前記第2の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第2駆動部によって前記マスク保持部を前記Y方向に駆動した時、前記第1の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第1及び第2駆動部の少なくとも一つによって前記マスク保持部をチルト駆動した時、前記第1及び第2の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第1及び第2駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収することを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の分割逐次露光装置。
(6) マスク保持部は、
前記マスクを下面に真空吸着して保持するマスクホルダと、
前記マスクホルダの上面側に保持されるカバーガラスと、
少なくとも前記マスクホルダ、前記マスク、及び前記カバーガラスによって画成される空間内の空気を吸引して該空間内を減圧させる吸引機構と、
を備えることを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載の分割逐次近接露光装置。
(7) 前記基板搬送機構は、前記基板をエア又は複数のコロで支持する支持構造を備えることを特徴とする(1)から(6)のいずれかに記載の分割逐次近接露光装置。
(8) (1)に記載の分割逐次近接露光装置を用いた分割逐次近接露光方法であって、
前記基板の下面を前記基板保持部で吸着保持し、前記基板を前記基板支持ユニットにより支持した状態で、前記基板搬送機構で前記露光領域に搬送する工程と、
前記ギャップ検出系によって検出された前記ギャップに基づいて、前記マスク駆動機構で前記マスク保持部をチルト駆動して前記基板と前記マスクとの相対的な傾きを補正する工程と、
前記マスクと前記基板とを近接して所定の露光ギャップで対向配置した状態で、前記照明手段からの露光用光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写する工程と、
前記基板支持ユニットにより支持された前記基板を前記基板搬送機構により次の露光位置にステップ移動させ、前記マスク駆動機構により前記マスク保持部を駆動して前記基板と前記マスクとの相対的な傾きを補正した後、前記照明手段からの露光用光により前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写することを繰り返し行う工程と、
を有することを特徴とする分割逐次近接露光方法。
図4〜図8に示すように、マスクステージ12は、分割逐次近接露光装置10の基台(図示せず)から立設する4本の起立フレーム83(図1参照)に固定された略矩形枠状のフレーム84に配設され、基板搬送ステージ11の上方に位置している。マスクステージ12は、マスクMを保持する略矩形状のマスク保持部13と、マスク保持部13を駆動するマスク駆動機構14とを備える。マスク駆動機構14は、一対の第1駆動機構81A、81B及び第2駆動機構82と、を備える。一対の第1駆動機構81A、81Bは、フレーム84のY方向に沿う一辺84aに、Y方向に離間して固定されており、マスク保持部13のY方向に延びる一辺13aを、該一辺13aの中間位置から等間隔離れた位置でそれぞれ支持している。第2駆動機構82は、フレーム84のY方向に沿う他の一辺84bに固定されており、一対の第1駆動機構81A、81Bが支持するマスク保持部13の一辺13aと対向する一辺13bの中間位置を支持している。
マスク保持部13のX方向移動は、一対の第1駆動機構81A、81BのX軸モータ87、87を互いに逆方向に同期回転させることにより行われる。図4及び図5に示すように、2つのX軸モータ87、87を回転させ、ねじ軸99に螺合するナット101を介して第1の案内板102をX軸モータ基台98の一対のリニアガイド103でガイドしながら第1の傾斜方向(矢印A方向)に移動させる。
マスク保持部13のθ方向回転は、一対の第1駆動機構81A、81BのX軸モータ87、87を異なる回転数で回転させることにより行われる。図5及び図6に示すように、例えば、第1駆動機構81AのX軸モータ87の回転数が、第1駆動機構81BのX軸モータ87の回転数より多く回転すると、第1駆動機構81Aの回転台104のX方向移動量(X1)は、第1駆動機構81Bの回転台104のX方向移動量(X2)より大きくなり、マスク保持部13は反時計方向に回動する。また、第1駆動機構81AのX軸モータ87の回転数が、第1駆動機構81BのX軸モータ87の回転数より少ないと、マスク保持部13は時計方向に回動する。
マスク保持部13のY方向移動は、第2駆動機構82のY軸モータ112を回転させることにより行われる。図5及び図6に示すように、Y軸モータ112を回転させて、ねじ軸126に螺合するナット127を介して第2の案内板128をY軸モータ基台125の第4の案内部129でガイドしながら第2の傾斜方向(矢印B方向)に移動させる。
マスク保持部13のZ方向移動は、一対の第1駆動機構81A、81Bの第1のZ軸モータ86、86、及び第2駆動機構82の第2のZ軸モータ111を回転させることにより行われる。図6に示すように、第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111を回転させて、ねじ軸91、91、118に螺合するナット92、92、117を介して第1のZ方向可動台94、94、及び第2のZ方向可動台121をZ方向に移動させる。このZ方向移動は、十字継手95、95、122、第1の案内部としての一対のリニアガイド88、88、及び第2の案内部としての一対のリニアガイド113、回転支持機構106、132を介してマスク保持部13に伝達されてマスク保持部13がZ方向に移動する。
第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111の回転数を多く回転させることによって、マスク保持部13はZ方向に大きく移動し、基板Wに近接した作動位置と、基板Wから離間した退避位置との間で移動が可能となる。このとき、第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111を同期回転させることによって、マスク保持部13を水平状態に維持した状態でZ方向に大きく移動させることができ、マスクMの交換などのメンテナンス作業が容易となる。
マスクMと基板Wのギャップ調整は、第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111を微小回転させることにより行われる。即ち、基板WとマスクMが既に平行状態にあるときには、第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111を同期させながら僅かに回転させることによって、マスク保持部13を水平状態に維持した状態で基板Wに接近、または離間させて所定のギャップとなるようにギャップ調整を行う。尚、マスクMと基板W間のギャップは、後述のギャップセンサ143によって測定され、この測定値に基づいて第1のZ軸モータ86、86、及び第2のZ軸モータ111の回転が制御される。
なお、2層目以降の露光においては、マスク側のアライメントマークと基板側のアライメントマークとのアライメントを行う。また、1層目の露光の場合は、レーザ干渉部58によって基板Wの位置(X方向、Y方向、ヨーイング)を測定し、マスク駆動機構14で基板WとマスクMの相対的な位置決めを行う。
例えば、精密基板支持ユニットは、空気流によって基板を所定の高さに支持するとして説明したが、これに限定されず、精密基板支持ユニットに複数の吸引孔を設けて精密基板支持ユニットの上面に基板を吸着保持するようにしてもよい。
また、基板支持ユニットは、空気流によって基板を非接触で浮上支持するとして説明したが、これに限定されず、基板支持ユニットの上面に多数のころを配置し、該ころにより基板を精密に支持することもできる。
11 基板搬送ステージ
12 マスクステージ
13 マスク保持部
14 マスク駆動機構
15 照明手段
16 基板支持ユニット
18 精密基板支持ユニット
19 基板搬送機構
19A 第1基板搬送機構
19B 第2基板搬送機構
20 基板保持部
23 X方向送り機構
25 Y方向送り機構
81A,81B 第1駆動機構
82 第2駆動機構
133 マスクホルダ
134 カバーガラス
136 空間
142 アライメント検出系
143 ギャップセンサ(ギャップ検出系)
A 露光領域
B1 第1載置領域
B2 第2載置領域
M マスク
W 基板
Claims (8)
- 基板を水平面上の互いに直交するX方向及びY方向に搬送する基板搬送ステージと、
マスクを保持するマスク保持部と、該マスク保持部を前記X方向、前記Y方向、前記XY方向に直交するZ軸回りのθ方向に駆動可能、及びチルト駆動可能なマスク駆動機構とを備えるマスクステージと、
前記マスク保持部の上方に配置され、前記基板に対して前記マスクを介して露光用光を照射する照明手段と、
露光領域に位置する前記基板と前記マスクとのギャップを検出するギャップ検出系と、
を備える分割逐次近接露光装置であって、
前記基板搬送ステージは、
前記基板の下面を吸着保持する基板保持部と、
該基板保持部を前記X方向に搬送するためのX方向送り機構と、前記基板保持部を前記Y方向に移動可能なY方向送り機構と、を備える基板搬送機構と、
前記基板搬送機構によって搬送される前記基板を支持する基板支持ユニットと、
を備え、
前記マスク駆動機構により、前記ギャップ検出系によって検出された前記ギャップに基づいて前記マスク保持部をチルト駆動して前記基板とマスクとの相対的な傾きを補正して、前記マスクと前記基板とを所定の露光ギャップで近接して対向配置した状態で、前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写することを特徴とする分割逐次近接露光装置。 - 前記基板支持ユニットは、前記マスクの露光領域と同程度以上基板サイズ未満の大きさを有して前記露光領域の直下に配置され、前記基板をエア又は複数のコロで支持する精密基板支持ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の分割逐次近接露光装置。
- 前記基板支持ユニットは、前記X方向において、前記露光領域の両側に配置される第1載置領域と第2載置領域に亙って形成され、
前記基板搬送機構は、前記第1載置領域と前記露光領域との間を移動可能な第1基板搬送機構と、前記第2載置領域と前記露光領域との間を移動可能な第2基板搬送機構と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の分割逐次近接露光装置。 - 前記基板保持部は、端面から10〜20mmの前記基板の端部下面を吸着保持することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の分割逐次近接露光装置。
- 前記マスク駆動機構は、
前記マスク保持部を前記X方向及び前記Z方向に駆動可能な第1駆動部と、該マスク保持部を前記Y方向に案内可能な第1の案内部と、を有する一対の第1駆動機構と、
前記マスク保持部を前記Y方向及び前記Z方向に駆動可能な第2駆動部と、該マスク保持部を前記X方向に案内可能な第2の案内部と、を有する第2駆動機構と、
を有し、
前記第1駆動部によって前記マスク保持部を前記X方向又は前記θ方向に駆動した時、前記第2の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第2駆動部によって前記マスク保持部を前記Y方向に駆動した時、前記第1の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第1及び第2駆動部の少なくとも一つによって前記マスク保持部をチルト駆動した時、前記第1及び第2の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第1及び第2駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の分割逐次露光装置。 - マスク保持部は、
前記マスクを下面に真空吸着して保持するマスクホルダと、
前記マスクホルダの上面側に保持されるカバーガラスと、
少なくとも前記マスクホルダ、前記マスク、及び前記カバーガラスによって画成される空間内の空気を吸引して該空間内を減圧させる吸引機構と、
を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の分割逐次近接露光装置。 - 前記基板搬送機構は、前記基板をエア又は複数のコロで支持する支持構造を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の分割逐次近接露光装置。
- 請求項1に記載の分割逐次近接露光装置を用いた分割逐次近接露光方法であって、
前記基板の下面を前記基板保持部で吸着保持し、前記基板を前記基板支持ユニットにより支持した状態で、前記基板搬送機構で前記露光領域に搬送する工程と、
前記ギャップ検出系によって検出された前記ギャップに基づいて、前記マスク駆動機構で前記マスク保持部をチルト駆動して前記基板と前記マスクとの相対的な傾きを補正する工程と、
前記マスクと前記基板とを近接して所定の露光ギャップで対向配置した状態で、前記照明手段からの露光用光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写する工程と、
前記基板支持ユニットにより支持された前記基板を前記基板搬送機構により次の露光位置にステップ移動させ、前記マスク駆動機構により前記マスク保持部を駆動して前記基板と前記マスクとの相対的な傾きを補正した後、前記照明手段からの露光用光により前記基板上に前記マスクのパターンを露光転写することを繰り返し行う工程と、
を有することを特徴とする分割逐次近接露光方法。
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