JP4487700B2

JP4487700B2 - 近接露光装置

Info

Publication number: JP4487700B2
Application number: JP2004266992A
Authority: JP
Inventors: 雅裕斉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: JP2006084548A

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マスクに向けて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、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マスクを基板に近接して対向配置した状態で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、所謂ステップ式の近接露光方式が多く用いられている。

具体的には、例えば２ステップ露光の場合は、まず、一枚目の基板を基板ステージ上に搬送して露光位置に保持し、次に、基板上方に対向配置されたマスクの下面と基板の上面とのすき間量をギャップセンサで計測して該計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた目標値となるように基板ステージを上下微動させ、次に、前記すき間量が目標値になった状態で照射手段から１ショット目の露光用の光をマスクに向けて照射して該マスクのパターンを基板に露光転写する。

なお、二層目以降の露光においては、前記すき間量が目標値になった状態でマスク側のアライメントマークと基板に露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段から１ショット目の露光用の光をマスクに向けて照射して該マスクのパターンを基板に露光転写する。
露光後、基板ステージを下方に微動させてマスクの下面と基板の上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板ステージをマスクに対して１ステップ量だけ送り、マスクの下面と基板の上面とのすき間量をギャップセンサで計測して該計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた目標値となるように基板ステージを上下微動させ、次に、前記すき間量が目標値になった状態で照射手段から２ショット目の露光用の光をマスクに向けて照射して該マスクのパターンを基板に露光転写する。

なお、二層目以降の露光においては、前記すき間量が目標値になった状態でマスク側のアライメントマークと基板に露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段から２ショット目の露光用の光をマスクに向けて照射して該マスクのパターンを基板に露光転写する。
露光後、基板ステージを下方に微動させてマスクの下面と基板の上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板を装置外に搬送して一枚目の基板の露光を終了する。
一枚目の基板の露光が終了した後、二枚目の基板を基板ステージ上に搬送して露光位置に保持し、上記同様の工程でステップ露光を行う。

しかしながら、上記従来の近接露光装置においては、マスクの下面と基板の上面とのすき間量をギャップセンサで計測して該計測値に基づいて前記すき間量が目標値となるように基板ステージを上下微動させる際に、最初は安全のため十分なすき間量をとり、センサによる計測が可能な位置になったかを判断する工程が必要であり、また、その後のすき間量調整の工程も計測、駆動の繰り返しで時間を要し、実際に前記すき間量が目標値に落ち着くまでには時間がかかる。このため、多数枚の大型基板上にマスクのパターンをステップ露光する場合にスループットが低下するという問題がある。
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、スループットの向上を図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を前記基板に対向させた状態で保持するマスクステージと、前記マスクと前記基板とのすき間量を計測するギャップセンサと、前記すき間量を調整すべく前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させるすき間量調整手段と、前記すき間量が所定の目標値に調整された状態で前記マスクのパターンを前記基板に露光転写すべく露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段と備えた近接露光装置において、前記すき間量調整手段は、前記マスクのパターンを前記基板に対して露光転写を開始する際には、前記ギャップセンサの計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させると共に、該すき間量が前記第１の目標値に設定されたときの前記マスクステージ及び前記基板ステージのうちの移動側の高さ位置を検出してこれを第２の目標値として記憶し、第２の目標値が記憶された後に前記マスクのパターンを前記基板に露光転写する際には、前記マスク及び前記基板ステージのうちの移動側の高さ位置が前記第２の目標値となるように前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させ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、前記第２の目標値を記憶したときの前記基板の厚みと、前記第２の目標値に基づいて位置制御する前記基板の厚みとの板厚差を算出する板厚差算出手段を備え、該板厚差算出手段による板厚差の値を前記第２の目標値に付加することを特徴とする。

請求項１の発明では、ギャップセンサの計測値と第１の目標値との差を計算してその差が０となるようにマスクと基板ステージとを相対的に上下微動させるフィードバック制御を行ったときのマスクステージ及び基板ステージのうちの移動側の高さ位置を第２の目標値として記憶した後に基板Ｗの露光を行う際には、前記フィードバック制御を行う必要がなく、マスクステージ及び基板ステージのうちの移動側の高さ位置が第２の目標値となるように制御を行うだけでよいため、スループットの向上を図ることができる。
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、第２の目標値を記憶したときの基板の厚さと第２の目標値に基づいて位置決めを行う基板の厚さとが相違する場合にも容易に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態の一例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近接露光装置を説明するための一部を破断した説明図、図２はギャップセンサの測定原理を説明するための説明図、図３は図１の矢印Ａ方向から見た図、図４は板厚測定器の配置を説明するための図である。
本発明の実施の形態一例である近接露光装置は、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のマスク保持枠２５で保持すると共に、基板Ｗを基板ステージ２で保持し、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軸方向の二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクＭと基板Ｗとを近接して対向配置した状態で、照射手段３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することにより、マスクＭ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上には基板ステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるためのＸ軸ステージ送り機構５が設置され、Ｘ軸ステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａ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ためのＹ軸ステージ送り機構６が設置され、該Ｙ軸ステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａ上に基板ステージ２が設置されている。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るようになっている。

Ｙ軸ステージ送り機構６と基板ステージ２の間には、基板ステージ２の単純な上下動作を行う比較的粗い位置決め分解能であるが移動ストローク及び移動速度が大きな上下粗動装置７と、上下粗動装置７と比べて高分解能で位置決め可能で基板ステージ２を上下に微動させてマスク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８が設置されている。

上下粗動装置７は後述の微動ステージ６ｂに設けられた適宜の駆動機構により基板ステージ２を微動ステージ６ｂに対して上下動させる。符号１４ａは基板ステージ２の底面の４箇所に固定されたステージ粗動軸で、微動ステージ６ｂに固定された直動ベアリング１４に係合し、微動ステージ６ｂに対し上下方向に案内される。なお、上下粗動装置７は分解能は低くても繰り返し位置決め精度が高いことが望ましい。

上下微動装置８は、Ｙ軸送り台６ａに固定された固定台９と、該固定台９にその内端側を斜め下方に傾斜させた状態で取り付けられたリニアガイドの案内レール１０とを備えており、該案内レール１０に跨架されたスライダ１１を介して案内レール１０に沿って往復移動するスライド体１２にはボールねじのナット（図示せず）が連結されると共に、該スライド体１２の上端面は微動ステージ６ｂに固定されたフランジ１２ａに対して水平方向に摺動自在に接している。

また、フランジ１２ａと固定台９とは図３に示すような板ばね１５によって連結されている。この板ばね１５は三枚の舌片１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有しており、中央の舌片１６ｂがフランジ１２ａに固定され、両側の舌片１６ａ，１６ｃが固定台９に固定されている。
従って、フランジ１２ａには水平面内（ＸＹ平面内）の移動は規制され、上下方向の微動及び微小な傾きの変化のみ許容される。なお、中央の舌片１６ｂを固定台９に、両側の舌片１６ａ，１６ｃをフランジ１２ａに固定するようにしてもよい。

そして、固定台９に取り付けられたモータ１７によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、ナット、スライダ１１及びスライド体１２が一体となって案内レール１０に沿って斜め方向に移動し、これにより、フランジ１２ａが上下微動する。このとき、フランジ１２ａの水平方向の変位は板ばね１５の働きにより規制される。
この上下微動装置８は、Ｚ軸送り台６ａのＹ軸方向の一端側（図１の左端側）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８は、後述するギャップセンサ３１による複数箇所でのマスクＭと基板Ｗとのすき間量の計測結果に基づき、３箇所のフランジ１２ａの高さを独立に微調整して基板ステージ２の高さ及び傾きを微調整できるので、マスクＭと基板Ｗとのすき間を平行度良好に目標値とすることができる。

また、Ｙ軸送り台６ａ上には、基板ステージ２のＹ方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９と、基板ステージ２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸レーザ干渉計に対向するバーミラー（共に図示せず）とが設置されている。
Ｙ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９はＹ軸送り台６ａの一側でＸ軸方向に沿って延びており、Ｘ軸レーザ干渉計に対向するバーミラーはＹ軸送り台６ａの一端側でＹ軸方向に沿って延びている。

Ｙ軸レーザ干渉計及びＸ軸レーザ干渉計はそれぞれ常に対応するバーミラーに対向するように配置されて装置ベース４に支持されている。なお、Ｙ軸レーザ干渉計１８は、Ｘ軸方向に離間して２台設置されている。
２台のＹ軸レーザ干渉計１８によりバーミラー１９を介してＹ軸送り台６ａひいては基板ステージ２のＹ軸方向の位置及びヨーイング誤差を検出する。

Ｘ軸レーザ干渉計により、対向するバーミラーを介してＸ軸送り台５ａひいては基板ステージ２のＸ軸方向の位置を検出する。
ステップ送り時に得られる２つのＹ軸方向位置データ及びＸ軸方向位置データの検出信号を制御装置に出力し、制御装置がこの検出信号（実際の位置データ）と指令された位置データ（位置決めすべき位置のデータ）との差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８）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軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ及びヨーイング誤差が補正され、マスクＭが基板Ｗの露光すべき位置に正しく対向するようにアライメントされる。なお、前記制御装置は、後述するすき間調整等にも使用される。

なお、Ｘ軸レーザ干渉計、Ｙ軸レーザ干渉計等は、主として、まだ全くパターンが形成されていない基板Ｗに対する露光（１層目の露光）の際に使用されるもので、１層目の露光が済んだ基板Ｗへの２層目以降の露光のための露光装置の場合は、これらを省略してもよいし、アライメントカメラと共に使用してもよい。
マスクステージ１は、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム２４と、該マスクフレーム２４の中央部開口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２５とを備えており、マスクフレーム２４は装置ベース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２５の中央部開口の下面には内方に張り出すフランジ２６が開口の全周に沿って設けられている。このフランジ２６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（図示せず）等を介して着脱自在に保持されるようになっている。
また、フランジ２６の上方には、マスクＭの下面と基板Ｗの上面との対向面間のすき間量を測定する手段としてのギャップセンサ３１、及びマスクＭの露光領域Ｒに設けられたアライメントマーク（図示せず）と、基板Ｗ側に一層目の露光で設けられたアライメントマーク（図示せず：二層目以降のアライメントに使用）又は基板ステージ２に設けられたアライメントマーク（図示せず）とを撮像する手段としてのアライメントカメラ３０がそれぞれ移動可能に配置されている。

ギャップセンサ３１は、図２に示すように、投光部３１ａからマスクＭの下面と基板Ｗの上面にレーザー光を当て、各面での反射光を受光部（ラインセンサ）３１ｂで受けてマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量を検出するものであり、フランジ２６のＹ軸方向に沿う二辺の内側上方にＹ軸方向に互いに離間して２カ所ずつ、合計４箇所配置されている。

これらの４個のギャップセンサ３１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互いに独立に駆動可能な３台の上下微動装置８によりマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間が所定の値となるようになっている。

ここで、この実施の形態では、上下微動装置８及び制御装置により本発明のすき間量調整手段を構成しており、このすき間量調整手段は、マスクＭのパターンを一枚目の基板Ｗに露光転写する際には、ギャップセンサ３１の計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように制御装置が上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させると共に、該すき間量が第１の目標値に設定されたときの基板ステージ２の高さを検出（上下微動装置８のモータ１７の回転数等から例えばエンコーダ等により検出）してこれを第２の目標値として所定の記憶領域に記憶し、マスクＭのパターンを二枚目以降の基板Ｗに露光転写する際には、基板ステージ２の高さが前記第２の目標値となるように制御装置が上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させる。

アライメントカメラ３０はフランジ２６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３０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２５をＸ，Ｙ，θ方向に移動させて該マスク保持枠２５に保持されたマスクＭの基板Ｗに対する向きを調整するようになっている。

マスク位置調整手段は、マスクフレーム２４のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられたＹ軸方向駆動装置（図示せず）と、マスク保持枠２５のＹ軸方向に沿う一辺に互いにＹ軸方向に離間して取り付けられた二台のＸ軸方向駆動装置（図示せず）とを備えており、Ｙ軸方向駆動装置によりマスク保持枠２５のＹ軸方向の調整を、二台のＸ軸方向駆動装置によりマスク保持枠２５のＸ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１において符号２８は、マスク保持枠２５に保持されたマスクＭ上の任意の範囲の露光光を必要に応じて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である。
上記構成の近接露光装置を用いてステップ露光を行うには、まず、アライメントカメラ３０で撮像された基板ステージ２側のアライメントマークとマスク保持枠２５に保持されたマスクＭの露光領域に設けられたアライメントマークとのずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠２５を所定方向に移動させることでマスクＭの向きを調整して基板ステージ２に対するマスクＭの初期位置を合わせ、そのときのマスクＭの姿勢（位置）を図示しない制御装置の記憶領域等に記憶しておく。

次に、一枚目の基板Ｗを基板ステージ２上に搬送して露光位置に保持し、この状態で基板Ｗの上方に対向配置されたマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量をギャップセンサ３１で計測して該計測値に基づいて制御装置が前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させると共に該すき間量が第１の目標値に設定されたときの基板ステージ２の高さを検出してこれを１ショット目の第２の目標値として所定の記憶領域に記憶し、次に、前記すき間量が第１の目標値となった状態で照射手段３から１ショット目（一カ所目）の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。

なお、二層目以降の露光においては、前記すき間量が第１の目標値になった状態でマスクＭ側のアライメントマークと基板Ｗに露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段３から１ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。

露光後、制御装置が上下微動装置８（但し、高速化を図りたい場合や余裕を持ってすき間量を取りたい場合は、上下微動装置８の代わりに上下粗動装置７を用いるようにしてもよい。これは以降に述べる全ての基板ステージ２の下降工程とも同様である。）により基板ステージ２を下降させてマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態でＸ軸ステージ送り機構５又はＹ軸ステージ送り機構６で基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向又はＹ軸方向に所定のステップ量だけ送り、２ショット目（２カ所目）の露光位置に位置決めする。

このとき、Ｘ軸レーザ干渉計及び２台のＹ軸レーザ干渉計１８による基板ステージ２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置データに基づき、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置決め誤差及びヨーイング誤差（ステップ送り誤差）を取得し、該ステップ送り誤差と上記記憶領域に記憶されたマスクＭの初期姿勢情報とに基づいて制御装置がステップ送り誤差に応じたマスクＭの向きの補正量を算出し、この算出結果をマスク位置調整手段（及び必要に応じて上下微動装置８）の駆動回路に出力することで、補正量に応じてマスク位置調整手段等が制御されてマスク保持枠２５を介してマスクＭの向きが調整される。

次に、マスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量をギャップセンサ３１で計測して該計測値に基づいて制御装置が前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させると共に該すき間量が第１の目標値に設定されたときの基板ステージ２の高さを検出してこれを２ショット目の位置の第２の目標値として所定の記憶領域に記憶し、次に、前記すき間量が第１の目標値となった状態で照射手段３から２ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。なお、上記の基板ステージ２の下降時に、上下粗動装置７を使用した場合は、上下微動装置８によるすき間量調整に先立ち、上下粗動装置７により所定量だけ基板ステージ２をマスクＭに近づけるようにしてもよい。以降述べる全てのすき間量の調整の場合も同様である。

なお、二層目以降の露光においては、前記すき間量が第１の目標値になった状態でマスクＭ側のアライメントマークと基板Ｗに露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段３から２ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。以降同様に、所定のステップ露光を繰り返す。
全ての領域の露光終了後、制御装置が上下粗動装置７により基板ステージ２を下降させてマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板Ｗを装置外に搬送して一枚目の基板Ｗのステップ露光を終了する。

一枚目の基板Ｗのステップ露光が終了した後、一枚目と同様の手順でマスクＭの初期位置合わせを終了後、二枚目の基板Ｗを基板ステージ２上に搬送して露光位置に保持し、この状態で制御装置が基板ステージ２の高さが前記一枚目の基板Ｗの１ショット目の前記第２の目標値となるように上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させ、次に、前記基板ステージ２の高さが記憶領域に記憶された前記１ショット目の第２の目標値となった状態で照射手段３から１ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。

なお、二層目以降の露光においては、前記基板ステージ２の高さが１ショット目の第２の目標値となった状態でマスクＭ側のアライメントマークと基板Ｗに露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段３から１ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。
露光後、制御装置が上下微動装置８により基板ステージ２を下降させてマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態でＸ軸ステージ送り機構５又はＹ軸ステージ送り機構６で基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向又はＹ軸方向に所定のステップ量だけ送る。

次に、制御装置が基板ステージ２の高さが前記一枚目の基板Ｗの記憶領域に記憶された２ショット目の前記第２の目標値となるように上下微動装置８を制御して基板ステージ２を上下微動させ、次に、前記基板ステージ２の高さが２ショット目の位置の第２の目標値となった状態で照射手段３から２ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。

なお、二層目以降の露光においては、前記基板ステージ２の高さが第２の目標値となった状態でマスクＭ側のアライメントマークと基板Ｗに露光転写されたアライメントマークとの位置合わせ（アライメント）を行い、該アライメント終了後に照射手段３から２ショット目の露光用の光をマスクＭに向けて照射して該マスクＭのパターンを基板Ｗに露光転写する。以降同様に、所定のステップ露光を繰り返す。

全ての領域の露光終了後、制御装置が上下微動装置８により基板ステージ２を下降させてマスクＭの下面と基板Ｗの上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板Ｗを装置外に搬送して二枚目の基板Ｗのステップ露光を終了する。
このようにこの実施の形態では、二枚目以降の基板Ｗの露光を行う際には、ギャップセンサ３１の計測値と第１の目標値との差を計算してその差が０となるように基板ステージ２を上下微動装置８で上下微動させるフィードバック制御を行う必要がなく、基板ステージ２の高さが第２の目標値となるように上下微動装置８を制御するだけでよいため、スループットの向上を図ることができる。

また、基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二軸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。

なお、本発明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、一枚目の基板Ｗの厚さと二枚目以降の基板Ｗの厚さとが同一の場合を想定して説明したが、一枚目の基板Ｗの厚さと二枚目以降の基板Ｗの厚さとが相違する場合の対処方法としては、例えば、一枚目の基板Ｗ及び二枚目以降の基板Ｗをそれぞれ基板ステージ２上に搬送する前に、例えば図４に示すように、装置外に設置された基板Ｗのプリアライメントのための基板プリアライメント装置５０に基板Ｗの載置部の上方に位置するように一個以上（図では３個）の板厚測定器４０を設け、該板厚測定器４０によって基板Ｗの厚み（又は基板Ｗ上面の一定基準面からの高さ）を測定しておき、二枚目以降の基板Ｗの露光の際には、一枚目の基板Ｗの厚み（又は基板Ｗ上面の一定基準面からの高さ）の測定値と二枚目以降の基板Ｗの厚み（又は基板Ｗ上面の一定基準面からの高さ）の測定値との相対差を制御装置で算出してこの板厚の相対差の値を各ショット位置毎の前記第２の目標値に付加することで、一枚目の基板Ｗの厚さと二枚目以降の基板Ｗの厚さとが相違する場合にも容易に対応することができる。

板厚測定器４０としては、光学式等の非接触式のものや、電気マイクロメータのような接触子を有するもの等、各種のものを用いることができる。ここで、この例では、板厚測定器４０及び制御装置によって本発明の板厚差検出手段を構成している。
また、上記実施の形態では、各ステージ送り機構の送り手段として、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、送り手段として、リニアモータ等を用いてもよい。

更に、上記実施の形態では、基板ステージ２をＺ軸方向（上下方向）に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Ｚ軸方向に移動可能な構成としても良い。この場合、すき間量調整手段は、マスクＭのパターンを一枚目の基板Ｗに露光転写する際には、ギャップセンサ３１の計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように制御装置が上下微動装置８を制御してマスクステージ１を上下微動させると共に、該すき間量が第１の目標値に設定されたときのマスクステージ１の高さを検出してこれを第２の目標値として所定の記憶領域に記憶し、マスクＭのパターンを二枚目以降の基板Ｗに露光転写する際には、マスクステージ１の高さが前記第２の目標値となるように制御装置がマスクステージ１を上下微動させる装置を制御する。

更に、上記実施の形態では、基板ステージ２をマスクＭに対して二軸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場合を例に採ったが、これに限定されず、基板ステージ２をマスクＭに対して一軸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場合、或いはステップ動作を伴わない一括露光方式の場合にも本発明を適用することができるのはいうまでもない。

本発明の実施の形態の一例である近接露光装置を説明するための一部を破断した説明図である。ギャップセンサの測定原理を説明するための説明図である。図１の矢印Ａ方向から見た図である。板厚測定器の配置を説明するための図である。

符号の説明

１マスクステージ
２基板ステージ
３照射手段
８上下微動装置（すき間量調整手段）
Ｗ基板
Ｍマスク
２５マスク保持枠
３１ギャップセンサ
４０板厚測定器（板厚差算出手段）

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を前記基板に対向させた状態で保持するマスクステージと、前記マスクと前記基板とのすき間量を計測するギャップセンサと、前記すき間量を調整すべく前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させるすき間量調整手段と、前記すき間量が所定の目標値に調整された状態で前記マスクのパターンを前記基板に露光転写すべく露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段と備えた近接露光装置において、
前記すき間量調整手段は、前記マスクのパターンを前記基板に対して露光転写を開始する際には、前記ギャップセンサの計測値に基づいて前記すき間量が予め定められた第１の目標値となるように前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させると共に、該すき間量が前記第１の目標値に設定されたときの前記マスクステージ及び前記基板ステージのうちの移動側の高さ位置を検出してこれを第２の目標値として記憶し、第２の目標値が記憶された後に前記マスクのパターンを前記基板に露光転写する際には、前記マスクステージ及び前記基板ステージのうちの移動側の高さ位置が前記第２の目標値となるように前記マスクステージと前記基板ステージとを相対移動させることを特徴とする近接露光装置。
前記第２の目標値を記憶したときの前記基板の厚みと、前記第２の目標値に基づいて位置制御する前記基板の厚みとの板厚差を算出する板厚差算出手段を備え、該板厚差算出手段による板厚差の値を前記第２の目標値に付加することを特徴とする請求項１に記載した近接露光装置。