JP6646556B2 - コンタクト露光装置 - Google Patents

Description

この出願の発明は、マスクを基板に密着させた状態でマスクを通して光を照射することで基板を露光するコンタクト露光装置に関するものである。

基板の表面に微細構造を形成するフォトリソグラフィには、微細なパターンの光を照射して基板を露光する露光工程が存在し、露光装置が使用される。露光装置には幾つかの方式の異なるものが知られており、マスクの像をレンズで基板の表面に投影して露光する投影露光装置、マスクを基板に密着させた状態でマスクを通して光を照射することで基板を露光するコンタクト露光装置等が広く使用されている。

特開平０６−０２７６７４号公報 特開平１１−３１２６３５号公報

マスクの像を縮小投影して露光する投影露光装置は、ステッパーに代表されるように、ＬＳＩのような特に微細な回路を形成する際に使用される。一方、コンタクト露光装置は、プリント基板のようなそれほど微細ではない回路を形成する際に多く使用されてきた。
それでも、最近では、ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）で１００μｍ以下の微細な回路を形成するための露光をコンタクト露光装置で行いたいという要望が多くなってきている。この理由の一つはコストにある。投影露光装置は、結像レンズを含む投影光学系が必要になるため、非常に高価なシステムになり易い。一方、コンタクト露光装置では、平行光を照射するための光学系は必要になるものの、投影露光装置の光学系ほど高価ではなく、安価な装置コストとなる。このようなことから、より微細な回路形成においてもコンタクト露光装置を使用したいという要望が強くなってきており。例えばＬ／Ｓで１０〜５０μｍ程度の微細回路をコンタクト露光で実現したいという要望がある。

このような以前は投影露光装置で実現してきた微細回路の形成をコンタクト露光で実現しようとする最近の傾向において、基板の表面の凹凸の存在が新たな課題として浮かび上がってきている。製品の高機能化、複雑化に伴って、積層基板や複合基板といった複雑な構造の回路基板を製作する必要がある場合が多くなっている。例えば、基板の上に局所的に別の基板を積層した構造や、リジッドな（固い）基板の上に局所的にフレキシブルな基板を貼り付けた構造等が採用されることが多くなっている。
このように表面に凹凸が存在している基板に対してコンタクト露光をする場合、凹になっている部分ではマスクは基板に密着できない。この場合、ミクロンオーダーの露光であるため、マスクが基板から１００μｍも浮いている箇所では、光の回折や拡散によって像が結ばず、パターンの転写ができないという問題が生じる。

この問題を解決するため、特許文献１では、マスクとしてフレキシブルなシート状のもの（以下、フレキシブルマスクということがある。）を採用し、マスクに対して基板とは反対側から流体による加圧をして密着させる構成が提案されている。この構成では、フレキシブルなマスクに対して基板とは反対側にさらにフレキシブルなシート（以下、加圧シートという。）が設けられる。加圧シートは、風船のように閉じた空間を形成するものである。この加圧シートはマスクに密着した状態とされ、この状態で加圧シート内の空間に気体を充填して加圧シートを膨張させる。膨張した加圧シートによってマスクも膨らんだ状態とし、この状態でマスクを基板に密着させる。以下、この方式をマスク流体加圧方式という。

上記マスク流体加圧方式によれば、凹になっている部分でもマスクは基板に密着するので、パターンの転写が可能となる。しかしながら、マスク流体加圧方式では、マスクを基板に密着させる際にどうしてもマスクの伸縮が生じ、このために基板に転写されるパターンのスケール精度、位置合わせ精度が確保できないという問題が生じてきた。
即ち、加圧シートは気体の封入によって膨張するものであるため、ある程度丸みを帯びた形状で膨張する。したがって、マスクも加圧シートにならって丸みを帯びて膨らむ。一方、表面に微細な凹凸はあるものの基板は全体としては平板状である。丸みを帯びて膨らんだマスク及び加圧シートを平板状の基板に押し当てて密着させようとすると、マスク及び加圧シートには縮む部分とそれほど縮まない部分が形成される。この結果、マスクを通して露光がされる際、マスクのパターンのスケールが場所によって異なる状態で露光がされることになり、転写されるパターンの位置合わせ精度（重ね合わせ精度）が低下してしまう。

この問題は、高い位置合わせ精度が要求されない場合にはそれほど問題にはならなかったが、例えば３０μｍ／５００ｍｍ又はそれ以下の位置合わせ精度が要求される露光においては、深刻な問題となる。
基板に押し当てた際にマスクの伸縮がないようにするには、マスクをリジッドな支持体に貼り付けしたり、リジッドなガラス製のマスクを使用したりことが考えられる。このようなリジッドなマスクは、マスク流体加圧方式が採用できないので、密着させるための方式としては、マスクと基板との間の空間を真空排気する真空密着が採用される。しかしながら、リジッドなマスクを真空密着により基板に密着させても、凹の部分ではマスクは基板に密着せず、光の回折により像が結ばないという問題は解消されない。

また、特許文献２には、基板が載置されるステージにエア噴射用の溝を設け、そこからエアを噴射して基板をテーブルから浮上させてマスクに密着させる技術が開示されている。しかしながら、特許文献２の技術では、寸法及び又は形状の異なる基板に対して適用することが難しい。即ち、基板の寸法及び又は形状が異なる場合、エアを噴射する範囲を変更することが必要で、非常に面倒な作業となる。また、特許文献２では、基板とマスクとの間は真空排気されているが、ステージから噴射するエアが基板とマスクとの間に入り込み易く、このため、真空排気が不安定になり易い。真空排気を安定化させるには、基板の寸法や形状に合わせてエアを噴射する範囲や流量を管理することが必要で、この点でも運用が難しいという問題があり、多種多様な基板への対応を考慮すると、実用的な技術とはいえない。

この出願の発明は、コンタクト方式を採用しつつもより微細なパターン転写を行おうとした場合に顕在化する上記課題を解決するために為されたものであり、表面に凹凸を有する基板であってもマスクのパターンでの露光が可能であり且つパターンの位置合わせ精度低下の問題のない優れた性能の実用的なコンタクト露光装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、マスクと基板とを密着させた状態とし、光源からの光をマスクを介して基板に照射することでマスクのパターンの光を基板に露光するコンタクト露光装置であって、
基板が載置されるテーブルと、
基板に対してテーブルとは反対側においてマスクを保持するマスクホルダーと、
テーブルに載置された基板とマスクホルダーに保持されたマスクとの間を真空排気して両者を密着させるマスク側真空排気系と、
テーブルの側から基板を加圧してマスクに密着させるテーブル側加圧機構と
を備えており、
テーブル側加圧機構は、テーブルの表面を覆う加圧シートと、テーブルの表面に形成された孔を通して気体を供給する加圧用給気系とを備えており、
加圧シートは、周縁がテーブルに対して封止された状態で設けられており、基板が載置された状態で加圧用給気系により気体が供給された際に基板に向けて膨らんで基板を押圧することが可能な柔軟性を有するものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記基板を押圧する際の前記加圧シートを伸張した状態とする伸張手段が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記伸張手段は、前記加圧シートを前記テーブルに真空吸着させるシート側真空排気系を備えた手段であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項３の構成において、前記加圧シートには、前記シート側真空排気系によって吸引されて前記基板が吸着される孔が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記加圧シートは枠体に張られた状態で設けられており、枠体は前記テーブルに対して着脱自在であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記加圧シートの張力を高めるための段差が前記テーブルの加圧シートに覆われた部分に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１乃至６いずれかの構成において、前記マスク側真空排気系及び前記加圧用給気系の動作を制御するコントローラが設けられており、コントローラは、前記マスク側真空排気系を動作させた後に前記加圧用給気系を動作させるものであるという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、基板はマスクと基板との間の真空排気によりマスクに密着するのに加え、背後の加圧シートからの押圧によりマスクに密着する。このため、基板とマスクとの間の密着性がより高くなり、凹凸のある基板に対してもパターンの転写が行える。また、ガラスマスクのようなリジッドなマスクを使用することができるので、転写されるパターンの位置合わせ精度低下を招かないようにすることができる。さらに、テーブルの側からのマスクへの基板の押圧は、加圧シートで形成された空間内への給気により行われるので、寸法及び又は形状の異なる基板に対しても特に構成の変更は不要であり、極めて簡便で実用的である。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、基板を押圧する際の加圧シートを伸張した状態とする伸張手段が設けられているので、加圧シートの弛みによる凹凸が基板に影響してパターンが歪んでしまう問題が防止される。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、伸張手段が加圧シートをテーブルに真空吸着させるシート側真空排気系を備えた手段であるので、機械的な構成に比べて簡略化する。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートにシート側真空排気系によって吸引されて基板が吸着される孔が設けられているので、シート側真空排気系を利用して基板が真空吸着される。このため、基板の位置ずれが生じさせないようにすることができる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートを交換するのが容易となる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、加圧シートの張力が高められるので、弛みで生じる加圧シートの皺が基板に転写される問題をより効果的に防止できる。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク側真空排気系が動作した後に加圧用給気系が動作するので、空気溜まりができてしまってマスク側真空排気系による真空排気が不十分になってしまう問題が生じない。

実施形態のコンタクト露光装置の正面断面概略図である。 図１に示すテーブルの平面概略図である。 コンタクト露光装置の動作について示した主要部の正面断面概略図である。

次に、この出願の発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。図１は、実施形態のコンタクト露光装置の正面概略図である。
図１に示すコンタクト露光装置は、テーブル１と、露光対象である基板Ｓを搬送してテーブル１に載置する搬送系２と、転写すべきパターンが描かれたマスクＭを保持するマスクホルダー３と、マスクＭを介して基板Ｓに光を照射する露光系４とを備えている。
露光系４の詳細は図示を省略するが、光源４１と、光源４１からの光を平行光にしてマスクＭに照射する光学系４２とを含んでいる。光学系４２は、コリメータレンズを含む。

テーブル１は、露光系４により光が照射される所定位置に基板Ｓを保持するための部材である。所定位置とは、例えば光学系４２の焦点面に基板Ｓが位置する位置である。テーブル１には、テーブル駆動機構１１が付設されている。テーブル駆動機構１１は、互いに直交する二つの方向と回転方向（ＸＹθ方向）にテーブル１を移動させて位置調節する機構である。ＸＹ方向は、水平面内で互いに直交する方向であり、θ方向は水平に対して垂直な回転軸の回りに回転する方向である。この他、Ｚ方向（水平に対する垂直方向）に移動して位置調節する機能が追加されることもある。

マスクホルダー３は、枠状の部材である。この実施形態では、マスクＭはリジッドなものであり、青板ガラスのようなガラス製となっている。但し、フレキシブルなシート状のマスクＭが使用される場合もあり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の薄いシートにパターンを形成したものがホルダーに張られた状態とされて使用される場合もある。尚、マスクＭには、マスク駆動機構３１が付設されている。マスク駆動機構３１は、マスクＭをＸＹ方向に移動させて位置調節するとともに、マスクＭをＺ方向に移動させて位置調節する機構である。また、マスクＭがフレキシブルなものである場合、後述するように透明な支持体でマスクＭが支持される。

そして、マスクＭの上方には不図示のカメラが設けられている。マスクＭ及び基板Ｓにはアライメントマークが設けられており、カメラにより各アライメントマークを撮影し、テーブル駆動機構１１でテーブル１を移動させるか、マスク駆動機構３１でマスクＭを移動させるか、又はその両方により基板ＳとマスクＭとの位置合わせがされる。

搬送系２は、種々の構成が採用し得るが、この実施形態では、コンベア２１と移送ハンド２２とを備えた構成とされている。テーブル１に対して搬入側と搬出側にコンベア２１が設けられ、各コンベア２１とテーブル１との間で基板Ｓを移動するものとして移送ハンド２２が設けられている。移送ハンド２２は、下端の吸着パッド２２１で基板Ｓを真空吸着しながら移動させるものである。

このようなコンタクト露光装置は、マスクＭと基板Ｓとを密着させ、且つ表面に凹凸のある基板ＳであってもマスクＭが十分に密着するように、マスク側真空排気系５と、テーブル側加圧機構６とを備えている。テーブル側加圧機構６は、加圧シート６１と、加圧シート６１の背後（マスクＭとは反対側）に給気して圧力を上昇させる加圧用給気系６２等を備えている。以下、これらについて図１及び図２を参照して詳説する。図２は、図１に示すテーブル１の平面概略図である。

まず、図１に示すように、テーブル１には、真空シール７が取り付けられている。真空シール７は、この実施形態では、チューブ状の（即ち中空の）部材となっている。より具体的には、真空シール７は、シリコーンゴム製のチューブであり、テーブル１の表面に接着により固定されている。図２に示すように、真空シール７は、無終端状であり、この例では方形となっている。基板載置領域は、真空シール７の内側に設定されている。
図１に示すように、真空シール７には、内部空間を給排するシール給排系７１が設けられている。シール給排系７１は、真空シール７内に給気して真空シール７を膨らませたり、内部を排気して真空シール７を収縮させたりするためのガス給排系である。

そして、テーブル１には、マスクＭと基板Ｓとの間の空間を真空に排気するための真空排気孔１２が形成されている。真空排気孔１２は、真空シール７の少し内側の位置である。そして、この真空排気孔１２に対してマスク側真空排気系５が接続されている。シール給排系７１により真空シール７が膨らんだ状態でマスクＭがテーブル１に対して接近した所定位置に位置すると、マスクＭが真空シール７を少し押しつぶす。これにより真空シール７の内側の空間が封止された状態となり、この状態でマスク側真空排気系５が動作すると、真空シール７の内側の空間が真空に排気される。この空間においてマスクＭと基板Ｓとは対向するので、マスクＭと基板Ｓとの間が真空に排気されることになる。

一方、テーブル１には、真空排気孔１２とは別に、加圧用給気孔１３が形成されている。図２に示すように、加圧用給気孔１３は、テーブル１の中央に形成されている。図２に示すように、テーブル１の表面には、給気溝１４が形成されている。給気溝１４は、この例では直角格子状になっている。給気溝１４は、加圧用給気孔１３に連通している。
そして、加圧用給気孔１３及び給気溝１４を覆うようにして加圧シート６１がテーブル１に取り付けられている。加圧シート６１はフレキシブルなシートであり、例えばＰＥＴのような樹脂製のシートとなっている。加圧シート６１は、後述するように、基板Ｓに向けて膨らんで基板Ｓを押圧することが可能な柔軟性を有するものである。ＰＥＴ等の樹脂製のシートを加圧シート６１として使用する場合、厚さは１００〜２００μｍ程度で良い。

図２に示すように、加圧シート６１は、全体としては方形である。加圧シート６１は、シート枠体６１１に張られた状態で設けられており、シート枠体６１１がテーブル１に対して固定されている。シート枠体６１１は、ネジ止めのような着脱自在な構造でテーブル１に対して固定されている。したがって、加圧シート６１はテーブル１に対して着脱自在である。
尚、図１及び図２に示すように、シート枠体６１１は、真空シール７よりも小さい寸法である。シート枠体６１１の固定箇所は、真空排気孔１２よりも内側の箇所となっている。

また、図１に示すように、テーブル１は、段差１５を有しており、中央部において厚く、周辺部において薄い断面形状となっている。基板載置領域は、厚い中央部の表面に設定されている。シート枠体６１１は、薄い周辺部において固定されており、したがって加圧シート６１は段差１５の部分も含んでテーブル１の表面を覆った状態となっている。
図１に示すように、加圧用給気孔１３には、加圧用給気系６２が接続されている。加圧用給気系６２は、この実施形態ではドライエアのような圧縮空気を供給する系である。加圧用給気系６２は、給気圧力を調整する不図示の圧力調整バルブを含む。

上記加圧シート６１は、露光の際に基板ＳをマスクＭに向けて押圧して基板ＳとマスクＭとの密着性を向上させるものであるが、実施形態の装置は、この基板Ｓの押圧する際に加圧シート６１を伸張した状態とする伸張手段を備えている。以下、この点について説明する。

実施形態の加圧シート６１は、上述したようにフレキシブルなものであり、伸張していない状態、即ち弛んだ状態では、凹凸ができ易い。凹凸ができた状態で基板Ｓを押すと、基板Ｓがフレキシブルなものである場合、基板Ｓにも凹凸が生じ、その結果、パターンの転写が歪んだものになり易い。また、弛んで凹凸ができた状態の加圧シート６１の上に基板Ｓが載置されると、弾みで基板Ｓがずれ易い。ずれはアライメントの際に補正されるが、ずれ量が多くなるとアライメントで補正可能な範囲を超えてしまうこともあり得る。これらの点を考慮し、実施形態の装置は、伸張手段を設けている。

伸張手段としては、この実施形態では、加圧シート６１をテーブル１に真空吸着する手段が採用されている。具体的には、伸張手段は、加圧用給気孔１３を真空排気孔１２に兼用する系８となっており加圧用給気孔１３を通して真空排気し、これによって加圧シート６１を伸張するものとなっている。以下、この真空排気系８をシート側真空排気系という。

図１に示すように、加圧用給気孔１３に通じる配管１３１には、切替バルブ１３２が設けられている。加圧用給気系６２とシート側真空排気系８とは、切替バルブ１３２に対してパラレルに設けられており、切替バルブ１３２は、加圧用給気孔１３を加圧用給気系６２の配管に連通させるとともにシート側真空排気系８の配管に対して遮断する位置（以下、給気位置）と、加圧用給気孔１３を加圧用給気系６２の配管に対して遮断するとともにシート側真空排気系８の配管に連通させる状態（以下、排気位置）とを取り得るものである。切替バルブ１３２を排気位置とした上でシート側真空排気系８が動作すると、加圧シート６１はテーブル１に真空吸着され、伸張した状態となる。尚、加圧シート６１が給気溝１４内に少しはみ出た状態になる場合があるが、給気溝１４以外のテーブル１の表面では、加圧シート６１は伸張した状態となる。

また、この実施形態では、基板Ｓがテーブル１に載置された際、基板Ｓを真空吸着して位置ずれがないようにする手段も備えている。但し、上記のようにテーブル１の表面は加圧シート６１で覆われており、加圧シート６１の上に基板Ｓを載置するので、通常の真空吸着の構成では対応できず、特別の工夫を要する。
この実施形態では、加圧シート６１を基板Ｓとテーブル１との間に設けつつも、基板Ｓの真空吸着を可能にするため、図１中拡大して示すように加圧シート６１に孔６１０を開けた構成を採用している。加圧シート６１は、給気された際に風船のように膨張して基板Ｓを押圧するものであるので、本来的には孔の無いものであり、孔６１０を開けることは、本来の目的と矛盾する。しかしながら、発明者の着眼では、孔６１０を開けたとしても基板Ｓを押圧する際には基板Ｓが孔６１０を塞ぐので、加圧シート６１の機能が損なわれることはない。発明者は、このような着眼のもと、加圧シート６１に孔（以下、シート孔という。）６１０を開けて基板Ｓの真空吸着を可能にする構造を想到するに至った。

シート孔６１０は、２箇所から４箇所程度設けられている。シート孔６１０の位置は、基板載置領域の中心に対して対称な位置であることが望ましい。図２では、シート孔６１０が２箇所設けられた例が示されている。尚、シート孔６１０が設けられた箇所は、加圧用給気孔１３又は給気溝１４からあまり離れていない位置とすることが望ましい。加圧用給気孔１３及び給気溝１４から遠く離れた位置にシート孔６１０が設けられていると、その間の位置で加圧シート６１がテーブル１に密着した場合、シート孔６１０がシート側真空排気系８に連通しない状態となり、基板Ｓが真空吸着されなくなってしまうからである。したがって、シート孔６１０は、加圧用給気孔１３又は給気溝１４を臨む位置又はその付近の位置に設けられることが望ましい。シート孔６１０の中心が加圧用吸気孔１３又は給気溝１４にあると、より望ましい。

尚、装置は、各部を制御する不図示のコントローラを備えている。コントローラには、シーケンスプログラムが実装されており、各部が所定のシーケンスで動作するようプログラミングされている。

次に、このようなコンタクト露光装置の動作について、図１〜図３を参照して説明する。図３は、コンタクト露光装置の動作について示した部分断面概略図である。
まず、テーブル１は所定の待機位置に位置している。基板Ｓは、搬送系２によって搬送され、図３（１）に示すようにテーブル１に載置される。この際、切替バルブ１３２は排気位置となっており、シート側真空排気系８により加圧シート６１はテーブル１に予め真空吸着されている。したがって、載置された基板Ｓは、シート孔６１０を通した真空排気により真空吸着される。この際、基板Ｓがシート孔６１０を通した真空排気により真空吸着されると、その結果として、シート孔６１０は基板Ｓにより塞がれる。尚、基板Ｓを載置する際には、載置動作を安定化させるため、シート側真空排気系８による真空吸引を一時的に弱めたり停止したりする場合がある。

次に、不図示のカメラにより基板Ｓのマークが撮影され、その結果に基づいて基板Ｓのアライメントが行われる。即ち、テーブル駆動機構１１が動作してテーブル１がＸＹθ方向に移動し、基板Ｓを所定の位置に位置させる。
次に、テーブル駆動機構１１が動作してテーブル１を所定距離上昇させる。この結果、図３（２）に示すように、テーブル１上の真空シール７がマスクＭに接触する。尚、真空シール７は、予めシール給排系７１により給気されて膨らんだ状態となっている。
この状態で、マスク側真空排気系５が動作し、マスクＭと基板Ｓとの間が真空排気される。この結果、マスクＭと基板Ｓとが真空密着する。真空シール７は、真空排気により若干つぶれた状態となる。

次に、切替バルブ１３２が動作し、排気位置から給気位置に切り替えられる。そして、加圧用給気系６２が動作し、加圧用給気孔１３を通して気体が流入する。この結果、加圧シート６１の下側の空間（加圧シート６１とテーブル１の表面の間の空間）の圧力が上昇し、図３（３）に示すように加圧シート６１が膨張する。これにより、加圧シート６１が基板Ｓを押圧し、基板ＳとマスクＭとの密着性がさらに高められる。この際、加圧シート６１のシート孔６１０は密着する基板Ｓによって塞がれているので、加圧シート６１内の高圧気体が漏れ出ることはなく、加圧シート６１とテーブル１との間の空間は十分な正圧となり、基板Ｓを押圧する。
尚、加圧用給気系６２による基板Ｓの押圧は、基板Ｓ及びマスクＭを全体に押し上げるように作用するから、マスクＭが若干上方にシフトし、真空シール７はつぶれた状態から少し膨らむ場合があり得る。

このようにして、基板Ｓは、マスクＭ側では真空排気の負圧により、テーブル１側では膨張する加圧シート６１による押圧によりマスクＭに密着することになり、より高い密着性でマスクＭと密着する。この状態で、必要に応じて不図示のカメラが基板Ｓのマーク及びマスクＭのマークを撮影して再度アライメントが行われる。
そして、基板Ｓ及びマスクＭが所定位置に位置した状態で露光系４が動作し、光源４１からの光がマスクＭを介して基板Ｓに照射されて露光が行われる。所定時間の露光の後、露光系４の動作が停止する。

その後、基板Ｓの搬出動作に移る。まず、マスク側真空排気系５及び加圧用給気系６２の動作を停止させる。そして、シール給排系７１が動作し、真空シール７内を排気して真空にする。これにより、真空シール７は圧縮し、封止が解除される。この結果、マスクＭと基板Ｓとの間が大気開放され、この空間の圧力が大気圧に戻る。
次に、切替バルブ１３２を給気位置から排気位置に変更し、シート側真空排気系８を動作させ、加圧シート６１及び基板Ｓをテーブル１に真空吸着する。この状態で、テーブル駆動機構１１が動作し、テーブル１を所定距離下降させる。この結果、テーブル１は待機位置に戻る。そして、シート側真空排気系８の動作が停止し、不図示のベントバルブが開かれて加圧用給気孔１３に連通する配管は大気圧に戻る。

この状態で搬送系２が動作し、搬出側の移送ハンド２２が基板Ｓをピックアップしてコンベア２１に移送し、コンベア２１は基板Ｓを装置外に搬出する。そして、切替バルブ１３２を排気位置にした状態でシール側真空排気系を動作させ、加圧シート６１をテーブル１に真空吸着する。この状態で次の基板Ｓが搬送系２により搬入され、同様の処理が繰り返される。尚、以上のシーケンスは、コントローラに実装されたシーケンスプログラムにより実現される。
上記動作を繰り返すうちに、加圧シート６１は膨張と収縮を繰り返すので、摩耗することがある。この場合は、シート枠体６１１ごと加圧シート６１を取り外して交換する。

上記構成及び動作に係る実施形態のコンタクト露光装置によれば、基板ＳはマスクＭと基板Ｓとの間の真空排気によりマスクＭに密着するのに加え、背後の加圧シート６１からの押圧によりマスクＭに密着する。このため、基板ＳとマスクＭとの間の密着性がより高くなり、凹凸のある基板Ｓに対してもパターンの転写が行える。
また、ガラスマスクＭのようなリジッドなマスクＭを使用することができるので、マスクＭの像の伸縮の問題はなく、転写されるパターンのスケール精度が低下したり、転写位置の精度が低下したりする問題はない。
さらに、テーブル１の側からのマスクＭへの基板Ｓの押圧は、加圧シート６１で形成された空間内への給気により行われるので、寸法及び又は形状の異なる基板Ｓに対しても特に構成の変更は不要であり、極めて簡便である。即ち、最も大きな寸法の基板Ｓをカバーする大きさの加圧シート６１を設けておくだけで足りる。

上記実施形態のコンタクト露光装置の動作において、基板Ｓの搬入時、最初にマスク側真空排気系５を動作させてマスクＭと基板Ｓとを真空吸着してから加圧用給気系６２を動作させる点には、特別な意味がある。加圧用給気系６２をマスク側真空排気系５と同時に動作させたり、加圧用給気系６２を動作させて後にマスク側真空排気系５を動作させたりすると、基板ＳとマスクＭとの間の真空密着が不十分になる場合がある。即ち、加圧用給気系６２の動作によって加圧シート６１が膨張し、基板Ｓが加圧シート６１に押圧されてマスクＭに接触する際、接触が周状であるとその内側に空気が溜まってしまうことがあり得る。この場合、内側の空気溜まりはマスク側真空排気系５で排気しても十分に排気されず、残留してしまうことがあり得る。これが生じると、マスク側真空排気系５の機能が十分に発揮されなくなり、基板ＳとマスクＭとの密着が不十分になり易い。したがって、マスク側真空排気系５を動作させて基板ＳとマスクＭとが密着した後に加圧用給気系６２を動作させることが望ましい。

尚、加圧用給気系６２を動作させる前は、基板Ｓは加圧シート６１側ではシート孔６１０を通してシート側真空排気系８で吸引され、マスクＭ側ではマスク側真空排気系５により吸引されている。この両者の真空吸引は同程度の力とすることが好ましい。
上記実施形態において、基板ＳはＰＥＴ製のようなフレキシブルなシートであっても良く、エポキシ樹脂（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）製のようなリジッドなものであっても良い。

また、マスクＭはガラスマスクのようなリジッドなものであったが、フレキシブルなマスクであっても実施可能である。マスクＭがフレキシブルなものである場合、露光波長の光に対して透明な支持体が使用される。支持体は、マスクを基板とは反対側において支持し、マスクが基板Ｓに押し付けられた際、マスクが変形しないようにする。

尚、加圧シート６１の伸張手段としてシート側真空排気系８が使用されたが、他の構成もあり得る。例えば、加圧シート６１を機械的に引っ張って伸張させる構成が採用されることがあり得る。具体的には、トルクモータに連結された軸棒に加圧シート６１の端部を固定し、加圧シート６１を巻き取る方向に力を加えて引っ張って弛みを解消させる機構が採用され得る。但し、これに比べると、シート側真空排気系６２による構成の方が構成として簡略化するので、好適である。
また、加圧シート６１を真空吸着により伸張させる構成が採用される場合、加圧用給気系６２とは別系統の排気系が採用されても良い。この場合、加圧用給気孔１３とは別に真空排気系が設けられ、切り替えて動作するようシーケンスプログラムがプログラミングされる。

尚、加圧シート６１を伸張させる際、テーブル１の表面に設けられた段差１５は重要な意義を有している。テーブル１の表面が段差１５がないフラットな表面であったり、なだらかな曲面があるのみの表面であったりしても、本願発明は実施可能である。但し、実施形態のように段差１５が形成されていると、角の部分で加圧シート６１が引っ掛かるため、張力が高められる。即ち、テーブル１の表面に設けられた段差１５は、加圧シート６１を伸張し易くし、弛みで生じる加圧シート６１の皺が基板Ｓに転写される問題をより効果的に防止するという意義を有する。段差１５でなくとも、同様の角部がある形状であれば足り、突起その他の形状によっても同様の効果が得られる。

基板Ｓがシート孔６１０を通して真空吸引されて吸着する構成は、マスクＭと重ね合わされる際の基板Ｓの位置ずれを防止するという意義があるが、必須ではない。例えば、加圧シート６１と基板Ｓとの間の摩擦力が十分にあり、位置合わせのためにテーブル１がテーブル駆動機構１１により移動した際にも基板Ｓが加圧シート６１上でずれないのであれば、真空吸着は不要である。基板Ｓを真空吸着しない場合、シート孔６１０は設けられない。

１ テーブル
１１ テーブル駆動機構
１２ 真空排気孔
１３ 加圧用給気孔
１３２ 切替バルブ
１４ 給気溝
２ 搬送系
２１ コンベア
２１ 移送ハンド
２２１ 吸着パッド
３ マスクホルダー
３１ マスク駆動機構
４ 露光系
４１ 光源
４２ 光学系
５ マスク側真空排気系
６ テーブル側加圧機構
６１ 加圧シート
６１０ シート孔
６１１ シート枠体
６２ 加圧用給気系
７ 真空シール
７１ シール給排系
８ シート側真空排気系

Claims (7)

1. マスクと基板とを密着させた状態とし、光源からの光をマスクを介して基板に照射することでマスクのパターンを基板に露光するコンタクト露光装置であって、
   基板が載置されるテーブルと、
   基板に対してテーブルとは反対側においてマスクを保持するマスクホルダーと、
   テーブルに載置された基板とマスクホルダーに保持されたマスクとの間を真空排気して両者を密着させるマスク側真空排気系と、
   テーブルの側から基板を加圧してマスクに密着させるテーブル側加圧機構と
   を備えており、
   テーブル側加圧機構は、テーブルの表面を覆う加圧シートと、テーブルの表面に形成された孔を通して気体を供給する加圧用給気系とを備えており、
   加圧シートは、周縁がテーブルに対して封止された状態で設けられており、基板が載置された状態で加圧用給気系により気体が供給された際に基板に向けて膨らんで基板を押圧することが可能な柔軟性を有するものであることを特徴とするコンタクト露光装置。
2. 前記基板を押圧する際の前記加圧シートを伸張した状態とする伸張手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコンタクト露光装置。
3. 前記伸張手段は、前記加圧シートを前記テーブルに真空吸着させるシート側真空排気系を備えた手段であることを特徴とする請求項２記載のコンタクト露光装置。
4. 前記加圧シートには、前記シート側真空排気系によって吸引されて前記基板が吸着される孔が設けられていることを特徴とする請求項３記載のコンタクト露光装置。
5. 前記加圧シートは枠体に張られた状態で設けられており、枠体は前記テーブルに対して着脱自在であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のコンタクト露光装置。
6. 前記加圧シートの張力を高めるための段差が前記テーブルの加圧シートに覆われた部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のコンタクト露光装置。
7. 前記マスク側真空排気系及び前記加圧用給気系の動作を制御するコントローラが設けられており、コントローラは、前記マスク側真空排気系を動作させた後に前記加圧用給気系を動作させるものであることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載のコンタクト露光装置。

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