KR100554698B1

KR100554698B1 - 마스크와 워크의 간격설정수단을 구비한 콘택트 노광장치

Info

Publication number: KR100554698B1
Application number: KR1020000063251A
Authority: KR
Inventors: 오카다쇼이치
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: EP1096320B1; TW477005B; US6459474B1; DE60027665T2; JP3678079B2; KR20010040185A; EP1096320A3; EP1096320A2; DE60027665D1; JP2001125275A

Abstract

본 발명은 두께가 다른 워크를 처리하는 경우에서도 마스크와 워크의 간격설정수단을 교환할 필요가 없는 콘택트 노광장치를 제공하고자 하는 것이다.

마스크와 워크의 간격설정수단(10)은, 워크 스테이지(WS)에 고정된 고정부재(10a)와 가동부재(10b)로 구성되고, 고정부재(10a)와 가동부재(10b)는 나사에 의해 결합되어 있다. 이 때문에, 가동부재(10b)를 회전이동시킴으로써 그 높이를 조절할 수 있다. 상기 간격설정수단(10)에 의해 워크 스테이지(WS)와 마스크 스테이지(도시하지 않음)를 소정거리 이간시켜, 마스크(도시하지 않음)와 워크(W) 사이 공간을 감압한다. 워크 스테이지(WS)와 마스크 스테이지는 상기 간격설정수단(10)에 의해 소정 거리 떨어져 있으므로, 감압해도 마스크와 워크(W)는 접촉하지 않아, 양자의 사이에 갭이 형성된다. 이 상태에서, 공기에 의해 워크(W)를 떠오르게 하여 마스크(M)와 워크(W)를 밀착시켜 노광을 행한다.

Description

마스크와 워크의 간격설정수단을 구비한 콘택트 노광장치{Contact exposure apparatus having means for defining gap between mask and work}

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 간격설정수단의 구성을 도시한 도면,

도 2는 제1 실시예의 간격설정수단의 단면구성을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에서의 마스크와 워크의 위치관계를 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에서 백 블로우에 의해 마스크와 워크를 밀착시킨 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에서의 백 블로우시의 워크의 상태 및 압력곡선을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 제2 실시예의 간격설정수단의 단면구성을 도시한 도면,

도 7은 콘택트 노광장치의 구성을 도시한 도면,

도 8은 마스크와 워크가 밀착하지 않은 상태를 도시한 도면,

도 9는 진공 시일부에 의해 형성된 공간을 감압하여 마스크와 워크를 밀착시킨 상태를 도시한 도면,

도 10은 워크 스테이지상에 먼지 등이 있는 경우에, 마스크와 워크를 밀착시켰을 때의 워크의 변형을 설명하기 위한 도면,

도 11은 백업 링을 이용한 콘택트 노광장치의 구성을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 위치결정부재 2 : 개구부

3 : 마스크 진공흡착 홈 4 : 관로

5 : 홈 6 : 진공시일부

7 : 간극설정기구 8 : 워크 스테이지 구동기구

10 : 간격설정수단(백업 링) 10a : 고정부재(제1 부재)

10b : 가동부재(제2 부재) 10c : 어깨부

10d : 손잡이 11 : 진공펌프

12 : 컴프레서 20 : 간극설정수단

20a : 고정부재(제1 부재) 20b : 가동부재(제2 부재)

20c : 마이크로 미터 M : 마스크

MS : 마스크 스테이지 W : 워크

WS : 워크 스테이지 V1, V2 : 밸브

반도체 장치, 액정기판, 마이크로 머신 등의 마이크로 사이즈의 가공이 필요한 여러가지 전기부품 등의 제조에서는, 워크상에 각종 전자적 소자 등을 형성하기 때문에, 마스크를 통한 광을 워크상에 조사하여, 워크상에 마스크 패턴을 노광하는 공정이 행해진다. 상기 노광방식 중에, 마스크와 워크를 밀착시켜 마스크 패턴을 워크상에 전사하는 콘택트 노광이 있다.

본 발명은 이러한 콘택트 노광공정에서 사용되는 콘택트 노광장치, 특히 폴리이미드 등을 재질로 하는 프린트 기판(FPC)과 같은 두께가 얇아 부서지기 쉬운 워크상에 마스크 패턴을 노광하기 위한 콘택트 노광장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 마스크와 워크의 공간을 감압했을 때, 마스크와 워크를 접촉시키지 않고 미리 설정시킨 간격으로 격리 대면시키기 위한 간격설정수단을 구비한 콘택트 노광장치에 관한 것이다.

도 7은 콘택트 노광장치의 구성을 도시한 도면으로, 동 도는 감압에 의해 포토 마스크(이하, 마스크(M)라 한다)와 워크(W) 사이에 서로 밀착시켜 합쳐지도록 힘을 가해 마스크와 워크를 밀착시켜 노광을 행하는 콘택트 노광장치의 구성을 도시하고 있고, 동 도(a)는 윗면에서 본 도면, (b)는 (a)의 A-A선 단면도이다.

동 도에서, 마스크 스테이지(MS)에는 마스크(M)의 위치결정부재(1)가 설치되어 있고, 또, 마스크 스테이지(MS)에는 도시하지 않은 광조사부로부터의 노광광이 마스크(M)를 통해 워크(W)에 조사되도록 개구부(2)가 설치되어 있다.

마스크 패턴이 형성된 마스크(M)는, 상기 위치결정부재(1)에 당접시켜 마스크 스테이지(MS)에 설치된 개구부(2)의 위에 놓여진다. 마스크 스테이지(MS)의 원형의 개구부(2)의 주위에는 진공흡착 홈(3)이 설치되어 있고, 마스크(M)는 도시하지 않은 진공원으로부터 진공흡착 홈(3)에 공급되는 진공에 의해, 마스크 스테이지(MS)상에 고정·유지된다. 또, 마스크 스테이지(MS)에는 포토 마스크(M)와 마스크 스테이지(MS)와 워크(W)와 워크 스테이지(WS)와 진공 시일부(6)에 의해 형성되는 공간을 감압하기 위한 관로(4)가 설치되어 있다.

워크 스테이지(WS)에는, 워크(W)를 고정하기 위한 워크 진공흡착용의 홈(5)이 설치되어 있고, 워크 스테이지(WS)상에 놓여진 워크(W)는 도시하지 않은 진공원으로부터 진공흡착용의 홈(5)에 공급되는 진공에 의해, 워크 스테이지(WS)상에 고정·유지된다.

워크 스테이지(WS)의 주위에는, 예컨대 고무 등으로 형성된 시일부재로 이루어진 진공 시일부(6)가 설치되어, 마스크(M)와 워크(W)를 밀착시키기 위해 진공상태를 만드는 데에 이용된다.

또, 워크 스테이지(WS)는 간극설정기구(7)를 통해 워크 스테이지 구동기구(8)에 부착되어 있고, 워크 스테이지 구동기구(8)는 워크 스테이지(WS)를 X방향(예컨대, 동 도의 좌우방향), Y방향(예컨대, 동 도에서 지면에 대해 수직방향), Z방향(동 도의 상하방향)을 이동시키는 동시에, 워크 스테이지(WS)를 워크(W)면에 수직인 축을 중심으로 하여 회전(이 회전을 θ방향 이동이라 한다)시킨다. 또, 워크 스테이지(WS)의 형상은 통상 워크(W)의 형상에 맞추어 만들어져, 워크가 원형인 경우는 원형이 되고, 워크가 각형인 경우는 개구부(2)도 각형이 된다.

다음에 도 7에 도시한 콘택트 노광장치에 의한 워크(W)의 노광에 대해서 설명한다.

(1) 마스크(M)를 위치결정부재(1)에 당접시켜, 마스크 스테이지(MS)에 올려놓는다. 이어서, 진공흡착 홈(3)에 진공을 공급하여, 마스크(M)를 마스크 스테이지(MS)에 고정 유지한다.

(2) 워크 스테이지(WS)상에 워크(W)를 올려놓고, 진공원으로부터 홈(5)에 진공을 공급하여, 워크(W)를 워크 스테이지(WS)상에 고정·유지한다.

(3) 워크 스테이지 구동기구(8)에 의해 워크 스테이지(WS)를 상승시켜, 워크(W)를 마스크(M)에 접촉시키고, 간극설정기구(7)에 의해 마스크(M)와 워크(W)를 평행하게 한다.(마스크(M)와 워크(W)를 평행하게 하는 것에 대해서는 예컨대, 7-74096호 공보 참조).

(4) 마스크(M)와 워크(W)를 평행하게 한 후에, 워크 스테이지(WS)를 조금 하강시키고, 마스크(M)와 워크(W)의 간극을 얼라인먼트 간극으로 설정하여, 도시하지 않은 얼라인먼트 현미경에 의해 마스크(M)와 워크(W)에 기록된 얼라인먼트 마크를 검출하고, 양자의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 워크 스테이지 구동기구(8)에 의해 워크 스테이지(WS)를 XY θ방향으로 이동시켜, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행한다.

(5) 얼라인먼트 종료 후, 워크 스테이지(WS)를 상승시켜 마스크(M)와 워크(W)를 접촉시킨다.

여기에서, 마스크(M)와 워크(W)를 단순히 접촉시키는 것만으로는, 마스크(M)와 워크(W)에 휘어짐이나 미소한 요철 등이 있는 경우, 마스크(M)와 워크(W)를 전면에 걸쳐 밀착시킬 수 없다. 이 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 장소에 따라 마스크(M)와 워크(W) 사이에 간극의 차이가 발생한다(도 8에서는 과장되어 도시되어 있다).

이러한 상태에서 노광을 행하면, 노광처리 후의 노광 정밀도(현상후의 패턴 형상)는 노광영역의 장소에 따라 달라진다. 따라서, 마스크(M)와 워크(W)를 전면에 걸쳐 밀착시키기 위해, 이하에 설명하는 바와 같이 마스크(M)와 워크(W) 사이에 서로 밀착시켜 합치는 힘을 가한다.

(6) 워크 스테이지(WS)를 상승시켜, 마스크(M)와 워크(W)를 접촉시키면, 워크 스테이지(WS)의 주위에 설치된 진공 시일부(6)가 마스크 스테이지(MS)의 하면에 접촉하여, 마스크(M), 마스크 스테이지(MS), 워크(W), 워크 스테이지(WS), 진공 시일부(6)에 의해 시일 공간이 생성된다. 이 상태에서 마스크 스테이지(MS)에 설치된 관로(4)에 진공을 공급하여 상기 시일공간을 감압한다.

(7) 시일 공간이 감압되면, 마스크(M)는 워크(W)에 밀착되고, 도 9에 도시한 바와 같이 마스크(M)와 워크(W)는 전면에 걸쳐 밀착된다.

(8) 상기와 같이 마스크(M)와 워크(W)가 밀착한 상태에서, 도시하지 않은 광조사부로부터 노광광을 포함하는 광을 마스크(M)를 통해 워크(W)에 조사하여, 노광을 행한다.

상기한 바와 같이 종래의 콘택트 노광은, 마스크(M)와 워크(W) 사이의 공간을 감압하여 마스크(M)에 힘을 가해 마스크(M)의 형상을 워크(W)의 형상에 맞추도록 변형시키고, 워크(W)를 마스크(M)와 마스크 스테이지(WS)의 사이에 끼워붙여 밀착시킨 것이다.

그러나, 상기 종래예에서는 워크 스테이지(WS)상에 예컨대 미소한 먼지가 있 었던 경우, 워크(W)가 도 10에 도시한 바와 같이 변형된다. 이 때문에, 마스크(M)와 워크(W)가 밀착했을 때, 마스크(M)의, 워크(W)의 변형부분이 접촉하는 부분에 집중적으로 힘이 가해짐으로써, 고가인 마스크(M)가 손상되는 경우가 있다. 손상된 마스크를 사용하여 노광하면, 그 손상이 그대로 워크(W)에 전사되어 버리므로, 제품불량이 된다.

또, 워크(W)가 변형된 부분에도 집중적으로 힘이 가해지므로, 워크(W)가 파손될 위험이 있다. 특히, 최근 폴리이미드 등을 재질로 하는 프린트 기판(FPC)과 같이, 두께가 100∼50㎛ 정도의 얇은 워크(W)가 사용되어 있고, 한편, 보다 높은 해상도가 요구됨에 따라 마스크(M)와 워크(W)의 콘택트력을 크게 하는 경향이 있어, 워크(W)가 파손할 위험성이 증대하고 있다.

따라서, 본 출원인은 먼저, 마스크와 워크 사이의 공간을 원하는 콘택트력을 얻을 수 있는 압력으로 감압했을 때, 마스크와 워크가 접촉하지 않는 간극이 되도록 양자를 격리 대면시켜, 마스크와 워크 사이의 공간을 감압으로 하여, 양자를 근접시키고, 그 후 워크를 워크 스테이지로부터 공기에 의해 떠오르게 하여 마스크와 워크를 밀착시켜 노광을 행하는 콘택트 노광방법을 제안했다(특원평 10-119032호 참조).

도 11은 상기 콘택트 노광을 행하는 콘택트 노광장치의 구성을 도시한 도면으로, 상기 도 7에 도시한 것과 동일한 것에는 동일한 부호가 붙여진다.

도 11에서, 마스크 스테이지(MS)의 개구부의 주위에는 진공흡착 홈(3)이 설치되어 있고, 마스크(M)는 마스크 스테이지(MS)면에 설치된 진공흡착 홈(3)에 공급 되는 진공에 의해, 마스크 스테이지(MS)상에 고정·유지된다. 또, 마스크 스테이지(MS)에는 마스크(M)와 마스크 스테이지(MS)와 워크(W)와 워크 스테이지(WS)와 진공 시일부(6)에 의해 형성된 공간(A)을 감압하기 위한 관로(4)가 설치되어 있다.

워크 스테이지(WS)에는 워크(W)를 워크 스테이지(WS)에 흡착하여 고정하는 동시에, 워크(W)에 공기 등의 가스를 내뿜어 워크(W)를 떠오르게 하기 위한 홈(5)이 설치되어 있다.

상기 홈(5)은 밸브(V1, V2)를 통해 진공 펌프(11), 컴프레서(12)에 접속되어 있고, 밸브(V2)를 닫고 밸브(V1)를 열어, 진공펌프(11)로부터 상기 홈(5)에 진공을 공급함으로써, 워크(W)는 워크 스테이지(WS)에 고정·유지된다. 또, 밸브(V1)를 닫고 밸브(V2)를 열어, 컴프레서(12)로부터 상기 홈(5)에 공기를 공급함으로써, 워크(W)가 떠오르게 되어, 워크(W)가 마스크(M)측으로 밀착된다(마스크 스테이지(W)에 공기를 공급하여, 워크(W)를 워크 스테이지(WS)로부터 떠오르게 하는 것을, 워크(W)를 백 블로우한다고 말한다).

또, 워크 스테이지(WS)는 상기 도 5와 마찬가지로, 간극설정기구(도시하지 않음)를 통해 워크 스테이지 구동기구(도시하지 않음)에 부착되어 있고, 워크 스테이지 구동기구는 워크 스테이지(WS)를 X방향(예컨대, 동도의 좌우방향), Y방향(예컨대 동도에서 지면에 대해 수직방향), Z방향(동도의 상하방향)을 이동시키는 동시에, 워크 스테이지(WS)를 워크(W)면에 수직인 축을 중심으로 하여 회전(이 회전을 θ방향 이동이라 한다)시킨다.

또, 워크 스테이지(WS)의 주위에는 마스크(M)와 워크(W) 사이의 간격을 설정하는 간극설정수단(10)(이하, 여기에서는 백업 링(10)이라 한다)이 설치되어 있다. 백업 링(10)의 윗면은 정밀도 좋게 가공되어 있어, 워크 스테이지(WS)가 상승했을 때, 백업 링(10)의 윗면이 마스크 스테이지(MS)의 아랫면과 당접한다.

백업 링(10)은 다음과 같이 기능한다.

① 백업 링(10)이 마스크 스테이지의 아랫면과 당접함으로써, 마스크(M) 하면과 워크(W) 윗면을 소정의 간격으로 격리 대면시킨다.

② 시일 공간(A)을 감압시, 대기압으로 누름으로써 워크 스테이지(WS)가 마스크 스테이지(MS)의 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 이에 따라 시일공간(A) 감압시의 마스크(M)와 워크(W)와의 갭량(D)은 상기 격리대면시켰을 때의 거리보다도 짧고, 또 마스크와 워크가 접촉하지 않은 거리로 유지된다.

③ 워크 스테이지(WS)와 마스크 스테이지(MS)와의 평행을 유지한다.

도 11에서, 콘택트 노광은 다음과 같이 행해진다.

마스크 스테이지(MS)의 아랫면과 백업 링(10)의 윗면을 당접시킴으로써, 마스크(M)와 워크(W)를 평행하게 한 후, 마스크(M)와 워크(W)를 얼라인먼트 간극에 설정하여 마스크와 워크의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행한다.

이어서, 워크 스테이지(WS)를 상승시켜 백업 링(10)을 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 당접시킨다. 이 상태에서, 마스크(M)와 워크(W) 사이의 공간을 원하는 콘택트력을 얻을 수 있는 압력으로 감압한다. 마스크(M)와 워크(W) 사이의 공간을 감압했을 때, 마스크(M)는 워크(W) 방향으로 휘어지지만, 마스크 스테이지(MS)와 워크 스테이지(WS) 사이에는 백업 링(10)이 있으므로, 마스크(M)와 워크(W)는 접촉하지 않고, 소정의 간극으로 유지된다.

그 후, 워크(W)를 워크 스테이지(WS)로부터 공기에 의해 떠오르게 하여(워크(W)를 백 블로우하여) 마스크(M)와 워크(W)를 밀착시켜 노광한다.

상기와 같이 하면, 마스크에 손상을 줄 염려가 없고, 또 워크를 파손시키지 않고 마스크와 워크를 밀착시켜 노광을 할 수 있다.

그러나, 워크(W)의 두께가 변하면 마스크(M)와 워크(W)의 갭량(D)이 변한다. 이 때문에, 도 11에 도시한 것에서 두께가 다른 워크(W)를 처리하는 경우에는, 워크(W)의 두께에 따라, 백업 링(10)을 갭량(D)이 소정의 값이 되는 높이의 것으로 교환할 필요가 있다.

그러나, 백업 링(10)은 통상의 워크 스테이지(WS)에 나사고정 등으로 고정되어 있어, 백업 링(10)을 교환하는 데는, 나사고정을 풀어 백업 링(10)을 떼낸 후, 새로운 백업 링을 세트하여 나사고정할 필요가 있어, 교환작업에 시간이 걸리는 문제가 있었다. 또, 이를 위해 다수의 백업 링을 준비할 필요가 있기 때문에, 비용이 들고, 또 그 보관장소를 확보할 필요가 있는 등의 문제도 있었다.

본 발명은 상기한 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 두께가 다른 워크를 처리하는 경우에서도 백업 링을 교환할 필요가 없는 콘택트 노광장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 상기 백업 링에 상당하는 간극설정수단을 워크 스테이지 또는 마스크 스테이지에 고정된 제1 부재와, 제1 부재에 대해 높이방향으로 이동가능한 제2 부재로 구성했다.

이 때문에, 두께가 다른 워크를 처리할 때, 간극설정수단을 교환하지 않고, 마스크와 워크의 간극을 소정의 값으로 조정할 수 있다.

따라서, 종래예와 같이 두께가 다른 워크를 처리할 때, 백업 링을 교환할 필요가 없어, 작업효율을 개선할 수 있다. 또, 교환용 백업 링을 준비해 둘 필요도 없어 비용을 저감화할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 마스크와 워크의 간극설정수단(이하, 본 실시예에서는 백업 링이라 한다)과 워크 스테이지를 도시한 도면이다. 도시한 부분 이외의 구성은 상기 도 11과 같고, 워크 스테이지(WS)에는 도 11에 도시한 바와 같이 워크를 흡착고정하는 동시에, 공기 등의 가스에 의해 워크를 떠오르게 하기 위한 홈(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 홈은 도시하지 않은 밸브를 통해 진공펌프, 컴프레서에 접속되어 있다. 또, 도 11에 도시한 바와 같이, 워크 스테이지(WS)의 주위에는, 예컨대 고무 등으로 형성된 시일부재로 이루어진 진공시일부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

또, 워크 스테이지(WS)는, 도 7에 도시한 것과 마찬가지로, 간극설정기구를 통해 워크 스테이지 구동기구에 부착되어 있고, 워크 스테이지 구동기구는 워크 스테이지(WS)를 X방향(예컨대, 동 도의 좌우방향), Y방향(예컨대, 동 도에서 지면에 대해 수직방향), Z방향(동 도의 상하방향)을 이동시키는 동시에, 워크 스테이지(WS)를 워크(W)면에 수직인 축을 중심으로 하여 회전(이 회전을 θ방향 이동이라 한다)시킨다.

10은 백업 링이고, 백업 링(10)은 워크 스테이지(WS)에 나사 등으로 고정된 고정부재(10a)(제1 부재)와, 가동부재(10b)(제2 부재)로 구성된다. 가동부재(10b)에는 어깨부(10c)가 부착되고, 어깨부(10c)에는 이동용과 고정용을 겸한 손잡이(10d)가 설치된다.

또, 도 1에는 마스크 스테이지를 도시하지 않았지만, 상기 도 11에 도시한 바와 같이, 마스크를 올려놓은 마스크 스테이지가 워크 스테이지(WS)상에 설치된다. 또, 백업 링(10)의 고정부재(10a)는 마스크 스테이지(MS)에 고정되도록 구성해도 좋다.

도 2는 도 1의 A-A 단면도로, 동 도에는 도 1에 더하여, 상기 마스크 스테이지(MS), 마스크(M) 및 워크(W), 진공 시일부(6)가 도시되어 있다.

동 도에 도시한 바와 같이, 백업 링(10)의 고정부재(10a)와 가동부재(10b)는 정밀한 나사에 의해 결합되어 있고, 상기 손잡이(10d)로 가동부재(10b)를 회전이동시킴으로써, 가동부재(10b)는 높이방향으로 이동한다. 또, 손잡이(10d)는 나사에 의해, 상기 어깨부(10c)와 나사결합되어 있고, 가동부재(10b)를 소정 높이로 설정한 후, 손잡이(10d)를 회전시켜 나사의 선단을 워크 스테이지(WS)의 측면에 당접시킴으로써, 가동부재(10b)를 위치 어긋남이 일어나지 않도록 고정할 수 있다. 또, 가동부재(10b)를 모터의 회전축과 연동시키는 등으로 하여, 자동적으로 높이를 조정할 수 있도록 해도 좋다.

다음에, 상기 도 11, 상기 도1, 도 2에 의해 본 실시예의 콘택트 노광장치에 의한 노광공정에 대해서 설명한다.

(1) 도 1에 도시한 손잡이(10d)를 회전이동시켜, 워크(W)의 두께에 따라 가동부재(10b)의 높이를 조정한다. 그리고, 손잡이(10d)에 의해 가동부재(10b)의 위치를 고정한다.

(2) 마스크(M)를 마스크 스테이지(MS)에 올려 놓는다. 마스크 스테이지(MS)의 진공흡착 홈(3)에 진공을 공급하여, 마스크(M)를 마스크 스테이지(MS)에 고정유지한다.

(3) 워크 스테이지(WS)상에 워크(W)를 올려놓고, 밸브(V1)를 열고, 밸브(V2)를 닫아, 진공 펌프(11)로부터 워크 스테이지(WS)의 홈(5)에 진공을 공급하여, 워크(W)를 워크 스테이지(WS)에 고정유지한다.

(4) 도시하지 않은 워크 스테이지 구동기구에 의해 워크 스테이지(WS)를 상승시킨다. 이에 따라 백업 링(10)의 윗면이 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 당접한다. 이어서 도시하지 않은 간극설정기구에 의해 워크 스테이지(WS)와 마스크 스테이지(MS)를 평행하게 한다.

또, 마스크 스테이지(MS)와 워크 스테이지(WS)의 사이에는 백업 링(10)이 설치되어 있어, 마스크(M)와 워크(W)를 직접 접촉시킬 수 없으므로, 상기 평행하게 할 때에는, 마스크 스테이지(WS)를 상승시켜, 백업 링(10)의 윗쪽의 전면이 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 접촉하도록 간극설정기구에 의해 워크 스테이지(WS)의 경사를 조정하여 평행하게 한다.

(5) 워크 스테이지(WS)를 하강시켜, 마스크(M)와 워크(W)의 간극을 얼라인먼트 간극으로 설정하고, 도시하지 않은 얼라인먼트 현미경에 의해, 마스크(M)와 워크(W)에 기록된 얼라인먼트 마크를 검출하여, 양자의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 마크 스테이지 이동기구에 의해 워크 스테이지(WS)를 XY θ방향으로 이동하여, 마스크(M)와 워크(W)의 위치맞춤(얼라인먼트)을 행한다.

(6) 얼라인먼트 종료 후, 워크 스테이지(WS)를 상승시켜, 백업 링(10)의 윗면을 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 당접시킨다. 이에 따라, 마스크(M)의 아랫면과 워크(W)의 윗면은 소정의 간격으로 유지된다. 또, 상기한 바와 같이 백업 링(10)의 높이를 변화시킴으로써, 상기 소정 간격의 크기를 변화시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 마스크(M)와 워크(W)의 간격을 도 3(a)와 같이 설정했다. 즉, 워크(W)의 두께가 약 50㎛인 때, 마크스(M) 아랫면과 워크(W) 윗면과의 갭이 40㎛이 되도록 마스크 스테이지(MS)와 워크 스테이지(WS)의 간격을 설정했다.

(7)백업 링(10)의 윗면을 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 당접시키면, 워크 스테이지(WS)의 주위에 설치된 진공 시일부(6)도 마스크 스테이지(MS)의 아랫면에 접촉하여, 마스크(M), 마스크 스테이지(MS), 워크(W), 워크 스테이지(WS), 진공 시일부(6)에 의해 시일 공간(A)이 형성된다. 이 상태에서, 마스크 스테이지(MS)에 설치된 관로(4)에 진공을 공급하여, 상기 시일 공간(A)을 감압한다. 마스크(M)는 대기압에 눌려 워크 스테이지(WS) 방향으로 휘어진다.

즉, 시일공간(A)을 감압함으로써, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 마스크(M)가 대기압에 눌려, 워크(W)의 방향으로 휘어진다.

워크 스테이지(WS)도 마스크(M)와 마찬가지로 대기압에 눌려, 동 도의 윗쪽의 마스크 스테이지(MS) 방향으로 힘이 가해지는데, 백업 링(10)이 있기 때문에, 워크 스테이지(WS)는 이동하지 않는다. 따라서, 마스크(M)와 워크(W)는 접하지 않고, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 양자의 간격이 마스크의 중심부에서 약 10㎛로 유지된다.

(8) 밸브(V1)를 닫고 밸브(V2)를 열고, 워크 스테이지(WS)의 홈(5)에 공기를 공급하여, 워크(W)를 워크 스테이지(WS)로부터 떠오르게 하여, 마스크(M)에 밀착시킨다(워크(W)를 백 블로우한다). 이에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이 마스크(M)와 워크(W)가 밀착된다. 또, 워크(W)와 마스크(M) 사이의 시일공간(A)을 감압하지 않고, 백 블로우하는 것만으로는, 워크(W)를 마스크(M)에 밀착시킬 수 없다. 이것은 워크(W)를 마스크(M)에 밀착시키려 하면, 워크(W)와 마스크(M) 사이에 공기가 정체될 수 있기 때문이다. 이에 대해, 상기와 같이 시일공간(A)을 감압함으로써, 워크(W)와 마스크(M)가 밀착할 때, 그 사이의 공기가 배기되어, 공기정체가 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 백 블로우에 의해 워크(W)가 마스크(M)에 접한 상태에 대해서 설명한다.

백 블로우함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 워크 스테이지(WS)와 워크(W)에 의해 거의 둘러싸인 공간(B)이 발생하고, 그 공간(B)의 압력은 시일공간(A)의 압력보다 높아진다.

압력관계는, 도 5의 하측에 도시한 바와 같이 된다. 즉, 백 블로우의 에어는 워크(W)의 단부와 워크 스테이지(WS)와의 간극으로부터, 시일공간(A)을 향해 흐르지만(누설되지만), 이 극간의 간격은 마스크(M)가 워크(W)의 방향으로 휘어지므로, 40㎛보다 작아진다.

따라서, 워크(W)의 단부와 워크 스테이지(WS)와의 간극의 컨덕턴스는 높아져, 백 블로우의 공기가 단번에 공간(A)을 향해 누설되지는 않는다. 이 때문에, 워크(W)의 하측의 압력분포는 도 5에 도시한 바와 같이 거의 플랫이 되고, 상기의 워크 스테이지(WS)와 워크(W)에 의해 둘러싸인 공간(B)에서 발생한 백 블로우에 의한 압력은 워크(W)의 거의 전면에 걸쳐 유지되어, 워크(W)는 마스크(M)측으로 밀착된다. 또, 상기 백 블로우에 의해 마스크(M)의 휘어짐은 작아져, 마스크(M)와 워크(W)는 다소 윗쪽으로 이동한다.

공기가 누설된 워크(W) 주변부는, 압력 시일공간(A)의 압력에 가까우므로, 워크(W)를 마스크(M)에 밀착시키는 힘이 약해진다. 따라서, 도 4의 압력곡선에 따라, 마스크(M)와의 밀착성이 나빠지게 되는데, 워크(W) 주변부에는 통상 회로 등의 패턴은 형성되지 않으므로, 워크(W)와 마스크(M)가 밀착하지 않아도 문제는 발생하지 않는다.

(9) 이 상태에서 도시하지 않은 광조사부로부터 노광광을 포함하는 광을, 마스크(M)를 통해 워크(W)에 조사하여, 노광을 행한다.

또, 상기 실시예에서는 마스크(M)와 워크(W)의 간격을 40㎛로 설정하는 경우 에 대해서 설명했지만, 마스크(M)와 워크(W)의 간격은 너무 넓으면 워크(W)를 백 블로우했을 때, 워크(W)가 가로(XY)방향으로 이동하는 경우가 있고, 또 마스크(M)과 워크(W)의 간격이 너무 좁으면, 진공 시일부(6)를 감압했을 때, 마스크(M)가 워크(W)에 접촉하여, 마스크(M)에 손상이 가거나 워크(W)가 파손할 위험이 있다.

따라서, 워크(W)의 크기, 두께, 마스크(M)의 두께 등을 고려하여, 시일 공간(A)의 압력, 백 블로우 압력 등의 조건의 최적값을 구해, 마스크(M)와 워크(W)와의 간격을 설정할 필요가 있다.

일반적으로는, 마스크(M)와 워크(W)의 콘택트력은 상기 시일공간(A)의 압력(진공도)에 의존하므로, 요구되는 콘택트력에 따라 시일공간(A)의 압력(진공도)을 정하고, 시일공간(A)의 압력과 워크(W)의 크기, 두께, 마스크(M)의 두께로부터 마스크(M)의 휨량을 구해, 시일공간(A)을 감압함으로써 마스크(M)가 휘었을 때, 마스크(M)와 워크(W)가 접촉하지 않도록, 마스크(M)와 워크(W)의 간격을 정하면 된다.

본 실시예에서는 재질이 얇은 구리박인

150㎜의 워크를 사용하여, 마스크의 두께가 3.8㎜인 경우에, 진공 시일부 압력을 20kPa(1기압 = 76㎜Hg = 101.3kPa이고, 20kPa은 약 150㎜Hg)로 하고, 백 블로우 압력 2kPA, 마스크 중심부의 아랫면과 워크 윗면과의 갭 40㎛으로 했다. 이 때, 감압시의 마스크(M)와 워크(W)의 갭은 약 10㎛이 되어, 정밀도 좋게 노광처리를 행할 수 있었다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예의 간격설정수단의 구성을 도시한 도면으로, 상기 도 2와 마찬가지로, 워크 스테이지와 간격설정수단의 단면구성을 도시하고 있고, 도시한 부분 이외의 구성은 상기 제1 실시예와 같다.

본 실시예의 간격설정수단(20)은, 동 도에 도시한 바와 같이 워크 스테이지(WS)에 고정된 고정부재(20a)(제1 부재)와, 가동부재(20b)(제2 부재)와, 마이크로 미터(20c)로부터 구성되고, 이들의 부재로 구성된 간격설정수단(20)이 워크 스테이지의 주위에 적어도 3쌍 설치되어 있다.

가동부재(20b)는 축(20d)을 중심으로 하여 회전가능하게 고정부재(20a)에 부착되어 있고, 도 6(a), (b)에 도시한 바와 같이, 가동부재(20b)를 회전시킴으로써, 높이방향을 조정할 수 있다. 높이 방향의 조정은, 마이크로 미터(20c)에 의해, 워크 스테이지(WS)의 주위에 설치된 3쌍의 간격설정수단(20)의 가동부재(20b)의 경사를 조정하여, 마스크(M)와 워크(W)가 평행하고, 또 그 간격이 미리 설정된 값이 되로록 조정한다.

간격설정수단(20)에 의한 마스크(M)와 워크(W)의 간격설정 후의 노광공정은 상기 제1 실시예와 같고, 상기한 바와 같이 (2)∼(9)의 공정에 의해 워크(W)의 노광을 행한다.

이상과 같이, 간격설정수단의 형상은, 제1 실시예에 도시한 바와 같이 반드시 고리형상으로 구성할 필요는 없고, 상기 제2 실시예와 같이 감압시, 각 간격설정수단에 가해지는 하중에 대해 충분한 강도를 가지는 제1 부재와 제2 부재로 구성된 수단을 워크 스테이지의 주위에 3지점 이상 균등하게 배치하면 된다.

그 외, 간격설정수단으로는, 예컨대 전압에 따라 길이가 변화하는 피에조 소자 등을 이용하여 전압을 변화시켜 높이 조정하는 등, 여러 수단을 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 콘택트 노광장치에서 마스크와 워크의 간극을 설정하는 수단을, 워크 스테이지 또는 마스크 스테이지에 고정된 제1 부재와, 높이 방향의 위치조정이 가능한 제2 부재로 구성했기 때문에, 두께가 다른 워크를 처리할 때에, 간격설정수단을 교환하지 않고 마스크와 워크의 간격을 소정 값으로 조정할 수 있다. 이 때문에, 작업효율을 개선할 수 있고, 또 종래예와 같이 교환용의 백업 링을 준비해 둘 필요도 없으므로, 비용을 저감화할 수도 있다.

Claims

워크 스테이지상에 놓인, 표면에 감광막이 피착된 워크와, 마스크 스테이지에 놓인, 마스크 패턴이 형성된 마스크를 밀착시켜, 노광광을 포함하는 광을 마스크를 통해 워크상에 조사하여, 워크상에 마스크 패턴을 노광하는 콘택트 노광장치에서,

상기 콘택트 노광장치는, 마스크와 워크 사이의 공간을 원하는 콘택트력을 얻을 수 있는 압력으로 감압했을 때, 마스크와 워크를 접촉하지 않는 미리 설정된 간격이 되도록 양자를 격리 대면시키는, 워크 스테이지의 주위에 설치된 링 모양의 백업 링을 구비하고,

상기 백업 링은, 마스크 스테이지와 워크 스테이지의 사이에 설치되며, 워크 스테이지 또는 마스크 스테이지에 부착된 제1 부재와, 제1 부재에 대하여 나사에 의해 나사 결합하여 회전함으로써 높이 방향으로 이동가능한 제2 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 마스크와 워크 간격설정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 콘택트 노광장치.