JP5145524B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、被露光体を載置して搬送し、フォトマスクを介して露光する露光装置に関し、詳しくは、前記露光装置を構成する搬送手段の前記被露光体の載置面からの発塵を抑制した前記露光装置に関するものである。

近年、液晶表示装置のカラーフィルター等の基板の露光には、被露光体であるカラーフィルター等の基板より小さなフォトマスクを用いた、連続に露光を行う、近接露光装置が用いられており、この露光装置では、基板を載置するワークステージの上面と、前記基板の下面の間に気体層を生成し該基板を浮上させた状態で、該基板を保持して、所定方向に一定の速度で、該ワークステージ上を非接触で連続的に搬送する搬送装置が用いられている（例えば、特許文献１）。
このワークステージは、ワークステージ上面に複数の空気孔を設け、該空気孔から流量制御された空気を噴出させて、基板を前記基板載置面上に浮上させるものであるが、複数の空気孔をステージ上に直接設けるもの（例えば、特許文献２）と、上面が平坦な多孔質部材を該ステージの一部に用いるもの（例えば、特許文献３）とがあるが、ステージの製作が容易にできることと、ステージの自重による撓みを軽減するために、カーボンを用いた多孔質板が用いられる。
特開２００７−７２２６７号公報 特開平０５−２８９３５０号公報 特開２００７−２７４９５号公報

しかし、このカーボン粒子を結合させた多孔質板は、カーボン粒子を結合させた後、ステージ面を構成する面を研磨等によって平面度を高めるため、研磨時にカーボン粒子の一部に亀裂やバリ状の部分が生じ、その部分のカーボン粒子の一部脱落や剥離が生じやすい。
また、ステージ上面の清掃時における、上記バリ状の部分への清掃布等に素材の付着等による発塵が生じやすい。
上記問題点の解消のため、多孔質板へ樹脂コーティングをする方法もあるが、樹脂コーティングは、多孔質板の表面に樹脂を塗布することによって行われるため、樹脂コーティング材の膜厚の制御が困難であり、多孔質板を構成するカーボン粒子間の隙間を埋めてしまうことによる、空隙率が低下する問題がある。
また、露光装置では、紫外光が露光光として用いられるため、この紫外光によってコーティングされた樹脂が劣化し、剥離、脱落することによる新たな発塵を生ずる問題がある。

そこで、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、露光光による劣化、発塵を抑えた、非接触でワークを保持搬送できるワークステージを備えた近接露光装置を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
即ち、請求項１に係る露光装置は、感光性物質を塗布した平板状の被露光体の一端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の前記被露光体の搬送経路に沿って配設され、上面が平坦に形成された、多孔質板で形成され、前記上面と前記搬送手段によって搬送された前記被露光体との間に気体を供給排出可能にされたワークステージと、前記ワークステージの上方に配設され、該ワークステージ上を搬送される前記被露光体に対して、露光パターンが設けられたフォトマスクを介して、露光光を照射して所定の露光パターンを形成する露光光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置であって、前記多孔質板が、多孔質部分全体に電解メッキを施した後、前記ワークステージの上面を構成する面のメッキを除去したものであることを特徴としている。

本発明は以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、平板状の被露光体の両端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の前記被露光体の搬送経路に沿って配設され、上面が平坦に形成され、該上面の少なくとも一部が、電解メッキを施された多孔質部分で形成されているため、多孔質部分を構成する粒子間の間隙があまり減少せず、該多孔質部分を通して、前記上面と前記搬送手段によって搬送された前記被露光体との間に気体の供給排出が容易に行える。
また、前記粒子間の通気孔表面が厚さ数μｍの電解メッキ層で覆われることによって、各粒子間の接合が強化され各粒子の剥離、離脱が防止できる。
更に、露光光が、被露光体を透過して、前記多孔質部分に照射されても、電解メッキが施された部分の劣化がなく、前記各粒子の剥離、離脱による粉塵を原因とする露光光の照射ムラが防止できる他、電解メッキが多孔質部分の孔の表面であるため、この多孔質部分から露光光の反射が極めて少なく、露光ミスが防止される。
また、請求項２に係る発明によれば、前記各粒子の剥離、離脱が防止できる他、前記多孔質板の通気孔のみに電解メッキ層を有する構成となっているため、露光光が、被露光体を透過して、前記多孔質部分に照射されても、この多孔質板から露光光の反射が極めて少なく、露光光の反射による、露光ミスが防止される。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置１の実施形態を示す正面図である。
この露光装置１は、感光性物質（以下、「レジスト」という）を塗布したガラス基板（以下「ワーク」という）Ｗに対してフォトマスクを介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成するもので、露光光学系２と、搬送手段３と、ワークステージ４とからなる。

露光光学系２は、ワークステージ４の上方に配設されており、ワークステージ上面４ａ上を搬送されるワーク４に対してフォトマスク２３を介して露光光を照射して所定の露光パターンを形成するものであり、光源２０と、レンズ系２１と、マスクステージ２２とを有して構成されている。

光源２０は、紫外線を含む露光光を放射するものであり、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ又は紫外線レーザ発振器等である。
また、マスクステージ２２は、ステージ上面４ａに対して近接して配設されている。このマスクステージ２２は、短冊状のフォトマスク２３をステージ上面４ａに平行な面内にて、その長手方向が搬送方向（矢印Ａ方向）と直交するように保持するものである。なお、フォトマスク２３には、その長手方向に沿って複数のマスクパターン２４が並べて形成されている。さらに、光源２０とマスクステージ２２との間には、レンズ系２１が配設されている。レンズ系２１は、例えば、複数のレンズによって構成されるテレセントリックレンズであって、マスクステージ２２に保持されたフォトマスク２３に対して光源２０から放射された露光光を垂直に照射させるためのものである。
尚、フォトマスク２３は、図６に示すように、透明基板２３ａと、マスクパターン２４（紫外線透過部）を有する遮光膜２３ｂとを有する構成である。

搬送手段３は、ワークＷの搬送方向（図１の矢印Ａの方向）に平行な一端部を、図示しない把持手段によって把持し、ワークステージ４上を図１の矢印Ａの方向に一定の速度で、搬送するものであり、ワークステージ４の搬送方向（矢印Ａ方向）と平行な一方の側方に設けられている。
そして、ワークＷの搬送時に、ワークＷとワークステージ上面４ａとは非接触状態に保持されるようになっている。

ワークステージ４は、図２に示すように、複数の単位ワークステージ６で構成されており、各単位ワークステージ６は、ワークステージ上面４ａ（複数の単位ワークステージ６の上面６ａによって構成されている。）が平坦になるように配設されている。
更に、ワークステージ４は、マスクステージ２２を通じてワークＷに露光光が照射される領域に対応した部分に、上下方向に貫通する貫通溝５を有し、ワークＷを透過した露光光が貫通溝５を介して下方に抜けるようなっている。

具体的には、ワークＷの搬送方向（矢印Ａ）に直角な方向に、所定の幅を隔てて、複数の単位ワークステージ６を搬送方向（矢印Ａ）及びその直角方向に平面状に複数配設し、貫通溝５を形成している。
そして、単位ワークステージ６は、図３に示すように、基板支持体６０と、供給管６３と、排気管６４と、バルブ６５と、圧力調整ユニット６６とを有して構成されている。
尚、前記所定の幅Ｌとは、ワークＷの搬送方向の露光光の照射幅Ｌ０より広い幅であって、ワークＷの上下方向のたわみが露光の精度に影響を与えない幅であって、ワークＷの大きさや剛性及び後述の露光パターン２４の開口部（露光光透過部分）のワーク４の搬送方向長さＬ１によって最適な幅が異なるものである。

基板支持体６０は、上部を開放した直方体状の箱体６２の内部に、上下方向に連続した多数の微細な通気孔６１ａを有する直方体状の多孔質板６１を箱体６２の内部に中空部６２ａが形成されるように箱体６２の上部を塞いで設けたものであり、通気孔６１ａを含む多孔質板６１全体には電解メッキによるメッキ層６１ｃが施されている。
更に、多孔質板６１には、通気孔６１ａより大きな径の孔（以下、「吸引孔」という。）６１ｂが多数（例えば、３ケ）、多孔質板６１の長手方向に沿って形成されており、通気孔６１ａは圧縮気体を上方に吹き出すための孔であり、吸引孔６１ｂは外部から気体を吸引するためのものである。

供給管６３は箱体６２の底部６２ｂに、少なくとも一本が設けられて、多数の通気孔６１ａに圧縮気体、例えばクリーンエアを供給するものであり、一端部が上記箱体６２の中空部６２ａに接続され、他端部が図示しない送気手段（演算部６６ａに接続されている）に接続されている。そして、箱体６２近傍の供給管６３内には圧縮気体の圧力を検出するための圧力センサー６９が設けられており、圧力センサー６９は圧力調整ユニット６６の演算部６６ａに接続されている。
演算部６６ａは、圧力センサー６９からの圧力信号と、図示しない外気の圧力センサー（演算部６６ａに接続されている）からの圧力信号との差圧を演算し、前記差圧が一定範囲内（ワークＷの大きさ、重量、浮上量等によって最適範囲は異なる）になるように、前記送気手段の運転条件を制御するようになっている。
排気管６４は吸引孔６１ｂに接続されて、多数の吸引孔６１ｂを通して吸引された気体を排気するものであり、一端部側が吸引孔６１ｂの数に合わせて枝管６４ａとして枝分かれし、それぞれその末端部が吸引孔６１ｂ内側に接続されており、他端部が図示しない吸気手段に接続されている。

そして、供給管６３を経て箱体６２に供給された圧縮気体が、通気孔６１ａから単位ワークステージ６の上面６ａとワークＷの下面Ｗａとの間に吹き出されるとともに、排気管６４を経て、バルブ６５と、圧力調整ユニット６６に接続された吸引孔６１ｂから、単位ワークステージ６の上面６ａとワークＷの下面Ｗａとの間の気体が吸引されることによって、上記搬送手段３によって搬送されたワークＷとの間に所定の厚みの気体層７を生成してワークＷを浮上させるようになっている。

排気管６４の途中には、バルブ６５が設けられている。このバルブ６５は、排気流量を調整すると共に外気を導入可能とするものであり、例えば電気信号に応じて開閉する電磁バルブである。
バルブ１５には、圧力調整ユニット６６が接続されている。この圧力調整ユニット６６は、バルブ６５を制御して外気の導入量を調整し、吸引孔６１ｂの内部の圧力を所定の圧力に維持するものであり、圧力センサー６８、６９と、メモリ６６ｂと、演算部６６ａと、駆動部６７とからなる。

圧力センサー６８は、排気管６４の枝管６４ａが合流した部分の内部に設けられており、その内部の圧力を検出するものである。また、メモリ６６ｂは、事前に測定して見つけられた所定の圧力条件（外気圧力と吸引圧力との差圧）の記憶手段である。
そして、演算部６６ａは、圧力センサー６８出力値と、図示しない外気の圧力を検出する圧力センサーの出力値とを比較してその差圧を求め、該差圧とメモリ６６ｂから読み出した前記所定の圧力条件とのずれ量を演算するものである。そして、駆動部６７は、演算部６６ｂの演算結果に基づいて前記所定の圧力条件の値からのずれ量が所定の範囲内となるようにバルブ６５を開閉駆動するものである。なお、所定の範囲内とは、ワークＷのたわみ量が許容値内に納まるような目標値からのずれの許容範囲のことであり、これは、ワークＷの大きさや剛性によって決められるものである。

次に、このように構成された露光装置１の動作について説明する。
先ず、搬送手段３が起動され、ワークＷが搬送手段３によって両端部を保持されて図１に示す矢印Ａ方向に搬送される。このとき、図２に示すワークステージ４の複数の単位ステージ６の通気孔６１ａからは供給管６３を介して供給される圧縮気体（例えばクリーンエア）がステージ上面４ａ（６ａ）上に吹き出しており、吸引孔６１ｂからは、通気孔６１ａからステージ上面４ａ（６ａ）上に吹き出した気体が吸引されている。

搬送手段３によって搬送されたワークＷがワークステージ４のステージ上面４ａ上に達すると、通気孔６１ａから吹き出す圧縮気体がワークＷの下面Ｗａに吹き付けられてワークＷはワークステージ４のステージ上面４ａ上に浮上する。一方、吸引孔６１ｂからは、上記吹き出された気体が吸引されているので浮上したワークＷはワークステージ４のステージ上面４ａ側に引き付けられる。
このとき、通気孔６１ａからの気体の吹出量と吸引孔６１ｂによる気体の吸引量を調整することによって、ワークＷの下面Ｗａとワークステージ４のステージ上面４ａとの間に薄い気体層７が生成されてワークＷは浮上し、非接触でワークステージ４上を搬送されることになる。

この場合、ワークＷの移動に伴ってワークＷの縁部Ｗｂがワークステージ４のステージ上面４ａ上の吸引孔６１ｂを次第に覆っていくため、図３に矢印Ｂで示す吸引孔６１ｂ内に吸引される外気が減り、吸引孔６１ｂ内部の圧力が低下する。

このとき、図４に示すように、吸引孔６１ｂ内部の圧力の低下を圧力調整ユニット６６の圧力センサー６８で検知し、その出力が演算部６６に送られる。演算部６６では、圧力センサー６８圧力の信号と前記外気圧を検知する圧力センサーの値とを比較して差圧を求め、予め測定されメモリ６６ｂに保存された前記所定の圧力条件の値を読み出して両者を比較する。
そして、前記所定の圧力条件の値からのずれ量が所定の範囲内となるように駆動部６７を駆動してバルブ６５の開度を変更して、同図に矢印Ｃで示すように外気を排気管６４内に導入して排気流量が一定にされる。これにより、排気管６４の枝管６４ａの合流部内部、即ち吸引孔６１ｂ内部の圧力が一定となり、吸引孔６１ｂ内部と外気との差圧が一定に保たれ、ワークＷの縁部Ｗｂが吸引孔６１ｂ内側に引っ張られて歪む量が許容される範囲になる。したがって、ワークＷ表面は均一又は略均一に保たれることになる。

次に、光源２０から露光光が放射され、この露光光はレンズ系２１で平行光とされてマスクステージ２２に保持されたフォトマスク２３を垂直に照射する。さらに、フォトマスク２３を通り抜けた露光光は、ワークステージ４のステージ上面４ａ上を図１に示す矢印Ａ方向に搬送されるワークＷの上面を垂直に照射する。これにより、フォトマスク２３に形成されたマスクパターン２４がワークＷに転写されることになる。この場合、ワークＷを透過した露光光は、ワークステージ４に上下方向に設けられた貫通溝５を下方に向けて抜けて行く。したがって、ワークＷを透過した露光光はワークステージ４のステージ上面４ａを構成する、電解メッキが施された多孔質板６１の上面６１ａで乱反射されることがなく、乱反射光によるワークＷの、所定の領域と異なる部分を露光するということがない。
また、貫通溝５の下部に光吸収器を設ければ、ワークＷを透過して、貫通溝５に入射した露光光を吸収して除去することができ、更によく、反射光を防止できる。

以上の説明においては、ワークステージ４に所定の幅Ｌを有する貫通溝５を設けた場合について説明したが、これに限られず、多孔質板６１全体に一旦電解メッキを施した後、ワークステージ４のステージ上面４ａの一部を構成する面を研磨して、多孔質板６１の上面のメッキを除去し、通気孔のみに電解メッキ層６１ｃを残存させた多孔質板６１を用いることによって、貫通溝５の幅をゼロにしてもよい。
即ち、通気孔６１ａのみに電解メッキ層を残存させた多孔質板６１を用いることによって、ワークＷを透過した露光光が多孔質板６１の上面で反射されることを防止できるため、ワークステージ４の前記露光領域に貫通溝５を設ける必要がない。
また、搬送手段３は、搬送ローラを並べたものに限られず、基板の両端部を保持して搬送できるようにしたものであるならば如何なるものであってもよい。さらに、上記ワークステージ４は、露光装置に使用されるものに限られない。

本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。 上記露光装置のワークステージを示す概念図である。 単位ワークステージの説明図である。 単位ワークステージの基板支持体の説明図である。 多孔質板の断面概念図である。 フォトマスクの説明図である。

符号の説明

１ 露光装置
２…露光光学系
３…搬送手段
４…ワークステージ
５…貫通溝
６…単位ワークステージ
７…気体層
２０…光源
２１…レンズ系
２２…マスクステージ
２３…フォトマスク
２４…マスクパターン
６０…単位支持体
６１…多孔質板
６２…箱体
６３…供給管
６４…排気管
６５…調整バルブ
６６…圧力調整ユニット
６７…バルブ
６８…圧力センサー

Claims (1)

1. 感光性物質を塗布した平板状の被露光体の一端部を保持して所定方向に一定の速度で搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の前記被露光体の搬送経路に沿って配設され、上面が平坦に形成された、多孔質板で形成され、前記上面と前記搬送手段によって搬送された前記被露光体との間に気体を供給排出可能にされたワークステージと、
   前記ワークステージの上方に配設され、該ワークステージ上を搬送される前記被露光体に対して、露光パターンが設けられたフォトマスクを介して、露光光を照射して所定の露光パターンを形成する露光光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置であって、
   前記多孔質板が、多孔質部分全体に電解メッキを施した後、前記ワークステージの上面を構成する面のメッキを除去したものであることを特徴とする露光装置。