JP6142450B2 - 密着露光装置及び密着露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクとワークを密着させて露光を行う密着露光装置及び密着露光方法に関する。

従来、液晶ディスプレイパネルや半導体素子を露光する方法として、マスクとワークとを密着させた状態で、露光を行う密着露光方式が知られている。この露光方式では、通常、マスクとワークとを近接対向して露光を行う近接露光方式に比べ、解像度を向上することができる。

従来の密着露光装置としては、マスクの面積より真空シール部によって囲まれる面積を小さくしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。これにより、シール空間の圧力をマスク吸着用圧力に近づけてマスクとワークの密着力を大きくしても、マスクがマスクステージから浮き上がったり外れたりすることがなく、充分なコンタクト力を確保できるようにしている。

また、マスクと基板との位置合わせマーク間の位置ずれ量を演算し、演算結果に従ってマスクおよび基板を凹状または凸状に変形させる変形量を圧力に変換し、減圧して基板支持部材を制御して、マスクのパターンがワークとずれないようにした露光方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、密着露光方式において、マスクにワークを吸着させる方法としては、ワーク固定部に少なくとも２系統の管路を設け、一方の系統の管路端をワークの端部に配置し、上記管路を排気してワークをワーク固定部に固定し、他系統の管路からの排気を停止して気体を放出することにより、ワークとマスクとを密着（ソフトコンタクト）させることが知られている（例えば、特許文献３参照。）。

また、特許文献４に記載の密着露光方式では、ワークとマスクの間にシール部材を介在させ、ワーク支持台、ワーク、シール部材、マスクで囲まれた空間と、シール部材の内部の圧力を調整し、シール外径を変えることで、マスクをワークの表面全体に亘って均一に密着させるようにしている。

また、特許文献５に記載の密着露光方式では、マスクの一面を凸面とした凸マスクを使用し、かかる凸面とウェハを密着させた上で、マスクの周辺部位においてマスクとウェハを密着させるように圧力を加えることで、ウェハを変形させ、マスク凸面の全面に亘り良好な密着が得られるようにしている。また、マスクとウェハを密着させる圧力は、ねじの締め付けトルクやねじの締め込みピッチ数などにより調整している。

特開平１１‐１８６１２４号公報 特許第３９８３２７８号公報 特開平８−８３７４９号公報 特開２００４−５４２５５号公報 特開２００５−１５６５９０号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、ワークをマスクに密着させる際、ワークに発生するせん断ひずみは考慮されておらず、このせん断ひずみにより基板が破断する虞があり、マスクに備えられたパターンとワークがずれて、良好な露光精度が得られない可能性がある。

また、特許文献３に記載の密着露光方法では、バルブと弁の開閉のみで圧力を調整して、ワークをマスクに密着させているため、局所的にワークとマスクの密着にばらつきが生じ、露光精度がよくないという課題がある。また、特許文献３では、突起状にワークをワークステージに配設しているため、ワークへエアを噴出すると、配管から排出されるエアの圧力等のばらつきによって、ワークの重心位置がずれ、ワークとワークステージが局所的に接触した際に、ワークが傷つく虞もある。

また、特許文献４の密着露光方式では、シールの外径にばらつきがあるため、このばらつきが露光精度に影響し、露光精度がよくないという課題がある。

さらに、特許文献５の密着露光方式では、ねじの締め付けによってマスクとウェハを密着させる圧力を管理しているため、マスクとウェハの密着状態は正確に把握できず、露光精度がよくないという課題がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板とマスクの密着性能を向上することができる密着露光装置及び密着露光方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光装置であって、
前記保持面には、前記基板の裏面に向けて開口し、エアが流通する複数のエア流通孔が形成され、
前記複数のエア流通孔は、複数の第１エア流通孔と、該複数の第１エア流通孔よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔と、を備え、
前記保持面には、前記複数の第２エア流通孔が開口する領域の内周側及び外周側に、前記基板の裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材及び外周側弾性部材がそれぞれ配置され、
前記マスクと基板を密着させるように、前記各エア流通孔を流通するエアの圧力又は流量を制御する制御手段が設けられ、
前記マスク保持部と前記基板保持部との間には、前記マスク及び前記基板を囲む、弾性の密封部材が設けられ、
前記マスク、前記マスク保持部、前記基板保持部、及び前記密封部材によって囲まれた密封空間は、該密封空間内のエアを吸引することで減圧されることを特徴とする密着露光装置。
（２） 前記複数の第２エア流通孔が開口する領域は、前記基板の裏面の周縁部に対応しており、
前記複数の第２エア流通孔を吸引することで、前記基板の周縁部は前記基板保持部に拘束されることを特徴とする（１）に記載の密着露光装置。
（３） 前記制御手段は、前記複数の第１エア流通孔を大気開放し、前記複数の第２エア流通孔からエアを吸引し、且つ、前記密封空間内のエアを吸引して、前記密封空間内を負圧にし、
前記密封空間内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、前記複数の第２エア流通孔を大気開放することを特徴とする（１）に記載の密着露光装置。
（４） 前記基板は、前記内周側弾性部材と前記外周側弾性部材に密着されることで、前記基板保持部に拘束されることを特徴とする（１）に記載の密着露光装置。
（５） 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、
前記保持面には、前記基板の裏面に開口し、エアが流通する複数のエア流通孔が形成され、
前記複数のエア流通孔は、複数の第１エア流通孔と、該複数の第１エア流通孔よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔と、を備え、
前記保持面には、前記複数の第２エア流通孔が開口する領域の内周側及び外周側に、前記基板の裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材及び外周側弾性部材がそれぞれ配置され、
前記マスク保持部と前記基板保持部との間には、前記マスク及び前記基板を囲む、弾性の密封部材が設けられ、
前記マスク、前記マスク保持部、前記基板保持部、及び前記密封部材によって密封空間を形成する、密着露光装置を用いて前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光方法であって、
前記複数の第１エア流通孔を大気開放し、前記複数の第２エア流通孔からエアを吸引することで、前記基板の周縁部を前記基板保持部に拘束し、前記密封空間内のエアを吸引して、前記密封空間内を負圧にし、
前記密封空間内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、前記複数の第２エア流通孔を大気開放することを特徴とする密着露光方法。
（６） 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光装置であって、
前記保持面には、前記基板の裏面に当接可能な複数の突起と、前記複数の突起よりも低い位置で、前記基板の裏面に向けて開口し、エアが流通する複数のエア流通孔と、前記複数の突起及び少なくとも一つの前記エア流通孔をそれぞれ囲う複数の領域を画成する、前記基板の裏面に当接可能な仕切り壁と、が形成され、
前記マスクと基板とを密着させるように、前記各エア流通孔から前記基板に向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御する制御手段が設けられ、
前記制御手段は、前記マスクの中央付近と対向するワークの部分が最も高くなるようにエアの圧力又は流量を制御し、前記マスクの中央付近と前記ワークの部分を密着させた後、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を、前記マスクの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御することを特徴とする密着露光装置。
（７） 前記保持面を上下方向に移動するように、前記基板保持部を駆動する基板駆動部をさらに備え、
前記基板を露光する際、前記基板駆動部は、前記エア流通孔から噴出されるエアによって前記基板が前記保持面から離れないように前記保持面を移動させることを特徴とする（６）に記載の密着露光装置。
（８） 前記基板とマスクとの間の隙間を検出するセンサをさらに備え、
前記制御手段は、前記センサによって検出された隙間に応じて、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を制御することを特徴とする（６）又は（７）に記載の密着露光装置。
（９） 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光方法であって、
前記保持面には、前記基板の裏面に当接可能な複数の突起と、前記複数の突起よりも低い位置で、前記基板の裏面に開口し、エアが流通する複数のエア流通孔と、前記複数の突起及び少なくとも一つの前記エア流通孔をそれぞれ囲う複数の領域を画成する、前記基板の裏面に当接可能な仕切り壁と、が形成され、
前記各エア流通孔から前記基板に向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御することで、前記マスクと基板とを密着させ、
前記マスクと基板とを密着させる際、前記マスクの中央付近と対向するワークの部分が最も高くなるようにエアの圧力又は流量を制御し、前記マスクの中央付近と前記ワークの部分を密着させた後、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を、前記マスクの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御することを特徴とする密着露光方法。
（１０） 前記保持面を上下方向に移動するように、前記基板保持部を駆動する基板駆動部をさらに備え、
前記基板を露光する際、前記基板駆動部は、前記エア流通孔から噴出されるエアによって前記基板が前記保持面から離れないように前記保持面を移動させることを特徴とする（９）に記載の密着露光方法。
（１１） 前記基板とマスクとの間の隙間を検出するセンサをさらに備え、
前記マスクと基板とを密着させる際、前記センサによって検出された隙間に応じて、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を制御することを特徴とする（９）又は（１０）に記載の密着露光方法。

ここで、「各エア流通孔を流通するエアの圧力又は流量を制御する」とは、エア流通孔を大気開放する場合も含まれる。

本発明の密着露光装置及び密着露光方法によれば、保持面には、エアが流通する複数の第１エア流通孔、及び複数の第１エア流通孔よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔、が基板の裏面に向けて開口し、複数の第２エア流通孔が開口する領域の内周側及び外周側には、基板の裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材及び外周側弾性部材がそれぞれ配置され、各エア流通孔を流通するエアの圧力又は流量を制御することで、マスクと基板とを密着させるようにした。また、マスク保持部と基板保持部との間には、マスク及び基板を囲む、弾性の密封部材が設けられ、マスク、マスク保持部、基板保持部、及び密封部材によって囲まれた密封空間は、該密封空間内のエアを吸引することで減圧され、基板をマスクに密着する。従って、基板とマスクとのずれを防止し、且つ密着性能を向上することができ、露光精度を向上することができる。

また、本発明の密着露光装置及び密着露光方法によれば、保持面には、基板の裏面に当接可能な複数の突起と、複数の突起よりも低い位置で、基板の裏面に向けて開口し、エアが流通する複数のエア流通孔と、複数の突起及び少なくとも一つのエア流通孔をそれぞれ囲う複数の領域を画成する、基板の裏面に当接可能な仕切り壁と、が形成され、各エア流通孔から基板に向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御することで、マスクと基板とを密着させるようにした。特に、マスクの中央付近と対向するワークの部分が最も高くなるようにエアの圧力又は流量を制御し、マスクの中央付近とワークの部分を密着させた後、各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を、マスクの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御する。従って、基板とマスクの密着性能を向上することができ、露光精度を向上することができる。また、保持面に設けた突起によって、基板と保持面との間で摩擦によって生じる基板の損傷を防止することができる。

本発明に係る第１実施形態の密着露光装置の側面断面図である。 図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大した図である。 図１に示す基板保持部の保持面の上面図である。 第２エア流通孔からエアを吸引して基板の周縁部を保持面に拘束する状態を示す、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 第１エア流通孔を大気開放し、密封空間を負圧にすることで、周縁部が保持面に拘束された基板の中央部が上方に弾性変形する状態を示す、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 基板が弾性変形して基板の中央部からマスクに密着する状態を示す、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 第２エア流通孔が大気開放されて周縁部の拘束が開放された基板がマスクに密着する状態を示す、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 第２実施形態の基板保持部の保持面の上面図である。 （ａ）、（ｂ）は、マスクと基板を密着させる過程を示す、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 第２実施形態の第１変形例に係るマスクと基板を密着させた状態を示す、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 第２実施形態の第２変形例に係る基板保持部の保持面の上面図である。 マスクと基板を密着させる過程を示す、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な各実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる密着露光装置の側面断面図である。図２は、図１の構成の矢印IIで示す部位を拡大した図である。尚、図１，２において、露光光の一部を遮蔽するアパーチャ機構は省略している。

本実施形態の密着露光装置ＣＥは、図１において、ベース１は定盤Ｇ上に載置されている。ベース１上には、フレーム３が設置されている。フレーム３は、下端がベース１の縁に固定された脚部３ａと、脚部３ａの上端に取り付けられた矩形枠状の天板３ｂとからなる。天板３ｂの中央には矩形開口が形成され、その周囲にマスクＭの周囲を吸着保持したマスク保持部４が取り付けられている。又、天板３ｂには、被露光材としてのワーク（基板）ＷとマスクＭとの隙間を検出するセンサ２０が取り付けられている。マスクＭには、ワークＷに露光すべきパターンが描画されている。

ベース１の上面には、４本のガイドレール５が平行に且つ図１で左右方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置されている。各ガイドレール５に沿って、スライダ６が移動自在に設けられている。スライダ６は、Ｘ軸ステージ７の下面に取り付けられている。ベース１とＸ軸ステージ７との間には、Ｘ軸リニアモータ（不図示）が設けられ、ベース１に対してＸ軸ステージ７をＸ軸方向に駆動可能となっている。

Ｘ軸ステージ７の上面には、４本のガイドレール９が平行に且つ図１で紙面垂直方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置されている。各ガイドレール９に沿って、スライダ１０が移動自在に設けられている。スライダ１０は、Ｙ軸ステージ１３の下面に取り付けられている。Ｘ軸ステージ７とＹ軸ステージ１３との間には、Ｙ軸リニアモータ１２が設けられ、Ｘ軸ステージ７に対してＹ軸ステージ１３をＹ軸方向に駆動可能となっている。Ｙ軸ステージ１３とその上方に設けられた基板保持部１１との間には、保持面１１ａを図１で上下方向（Ｚ軸方向）及び傾き方向に移動するように、基板保持部１１を駆動するＺ軸駆動部（基板駆動部）１４が設けられる。基板保持部１１は、ワークＷを保持する保持面１１ａを構成する。

図２において、センサ２０は、天板３ｂの上面に取り付けられたガイドレール３ｃに対してスライダ２１を介して移動可能に支持された支持部２２と、支持部２２の先端に取り付けられた測定部２３とから構成されている。測定部２３は、発光部２３ａと受光部２３ｂとを含む。尚、支持部２２は、不図示のリニアモータによって、ガイドレール３ｃに沿って任意の位置に駆動されるようになっている。センサ２０は、複数（例えば４つ）設けると好ましい。なお、センサ２０としては、光学式透過型、渦電流式、超音波型のものであってもよい。

また、マスク保持部４の上方には、保持面１１ａに保持されたワークＷに、露光用光をマスクＭを介して照射する不図示の照明光学系が配置されている。

図３及び図４に示すように、基板保持部１１の保持面１１ａには、ワークＷの裏面に向けて開口し、エアが流通する複数の第１エア流通孔３１と、該複数の第１エア流通孔３１よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔３２と、不図示のワークローダによってワークＷを保持面１１ａに搬送する際に保持面１１ａから進出する複数のピン（図示せず）が進退可能な複数のピン孔（図示せず）と、が形成されている。複数の第２エア流通孔３２は、ワークＷの裏面の周縁部１５に対応して略矩形枠状の領域Ｅ内に開口している。また、保持面１１ａには、領域Ｅの内周側及び外周側に、ワークＷの裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材３３及び外周側弾性部材３４が、それぞれ配置されている。

外周側弾性部材３４より更に外周側の保持面１１ａには、マスクＭ及びワークＷを囲うように環状に形成され、マスク保持部４の裏面４ａに当接してマスク保持部４と基板保持部１１との間を封止可能な弾性の密封部材３５が設けられている。これにより、図２及び図４に示すように、マスクＭ、マスク保持部４、基板保持部１１、及び密封部材３５によって囲まれた密封空間Ｓが画成される。また、マスク保持部４には、密封空間Ｓに連通する吸引孔３６が設けられている。

複数の第２エア流通孔３２及び吸引孔３６は、いずれも不図示の配管を介して、真空ポンプなどの負圧発生装置に接続されている。配管の途中に設けられたレギュレータやバルブなどは、制御手段３０（図１参照）により制御され、負圧発生装置を作動して、吸引孔３６からエアを吸引することで密封空間Ｓ内を負圧にし、また、複数の第２エア流通孔３２からエアを吸引し、或いは大気開放する。

このように構成された密着露光装置ＣＥでは、図４に示すように、マスク保持部４にマスクＭを吸着保持し、基板保持部１１の保持面１１ａ上にワークＷを載置し、密封部材３５でマスク保持部４と基板保持部１１との間を封止してマスクＭ、マスク保持部４、基板保持部１１、及び密封部材３５によって密封空間Ｓを画成する。

制御手段３０は、吸引孔３６から密封空間Ｓ内のエアを吸引して該密封空間Ｓを減圧する。また、減圧直後、複数の第２エア流通孔３２からエアを吸引することで、内周側弾性部材３３及び外周側弾性部材３４で囲まれた領域Ｅ内を減圧してワークＷの裏面の周縁部１５を保持面１１ａに拘束する。

これにより、図５に示すように、周縁部１５が保持面１１ａに拘束されたワークＷは、複数の第１エア流通孔３１が大気開放されているので、表面側（密封空間Ｓ）の負圧により、中央部分が上方に膨らみだし、やがてマスクＭに密着する。このとき、ワークＷには、弾性変形によるせん断ひずみが生じる。しかし、このせん断ひずみは、弾性体である内周側弾性部材３３及び外周側弾性部材３４によって緩和されるのでワークＷが破断する虞はない。また、ワークＷがマスクＭに接触したときには、マスクＭから受ける力により、ワークＷの周縁部１５は、複数の第２エア流通孔３２からエアを吸引をしなくても内周側弾性部材３３と外周側弾性部材３４によって密着され、基板保持部１１に拘束することができる。従って、この場合には、その後は複数の第２エア流通孔３２からの吸引を行なわない。

図６に示すように、更に密封空間Ｓが減圧されると、マスクＭとワークＷと接触領域が中央部から徐々に外側に広がり、やがて密封空間Ｓ内の圧力が所定の基準負圧に達する。そして、図７に示すように、密封空間Ｓ内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、制御手段３０は、複数の第２エア流通孔３２を大気開放する。これにより、周縁部１５が保持面１１ａに拘束されて弾性変形していたワークＷは、この拘束力が開放されることで周縁部１５が保持面１１ａから離れ、位置ずれが生じることなくマスクＭの平坦度に倣ってマスクＭに密着する。

以上説明したように、本実施形態の密着露光装置ＣＥ及び密着露光方法によれば、保持面１１ａには、ワークＷの裏面に向けて開口する複数の第１エア流通孔３１、及び複数の第１エア流通孔３１よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔３２が形成され、複数の第２エア流通孔３２が開口する領域Ｅの内周側及び外周側に、ワークＷの裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材３３及び外周側弾性部材３４がそれぞれ配置され、制御手段３０により各エア流通孔３１、３２を流通するエアの圧力又は流量を制御することで、マスクＭとワークＷとを密着させるようにした。従って、内周側弾性部材３３及び外周側弾性部材３４により、ワークＷに発生するせん断ひずみを軽減させてワークＷの破断を防止し、ワークＷとマスクＭとの密着性能を向上させて露光精度を向上させることができる。また、ワークＷは、中央部分からマスクＭに接触し、接触領域を徐々に外周側に広げて最終的に全面が接触するので、マスクＭとワークＷの位置がずれることなく、密着する。

また、ワークＷの裏面の周縁部１５に対応する領域Ｅに開口する複数の第２エア流通孔３２を吸引することで、ワークＷの周縁部１５を基板保持部１１に拘束するので、確実にワークＷの周縁部１５を基板保持部１１に拘束することができる。

更に、マスク保持部４と基板保持部１１との間には、マスクＭ及びワークＷを囲む、弾性の密封部材３５が設けられ、マスクＭ、マスク保持部４、基板保持部１１、及び密封部材３５によって囲まれた密封空間Ｓ内のエアを吸引して減圧するので、ワークＷがマスクＭに密着する。

また、制御手段３０は、複数の第１エア流通孔３１を大気開放し、複数の第２エア流通孔３２からエアを吸引し、且つ、密封空間Ｓ内のエアを吸引して密封空間Ｓ内を負圧にし、密封空間Ｓ内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、複数の第２エア流通孔３２を大気開放するので、ワークＷを弾性変形させて中央部分から徐々にマスクＭに接触させた後、保持面１１ａ（領域Ｅ）による周縁部１５の拘束を開放して、ワークＷをマスクＭの平坦度に倣って位置ずれすることなく密着させることができる。

なお、上記実施形態では、第２エア流通孔３２からエアを吸引することで、ワークＷの周縁部１５を基板保持部１１に拘束しているが、第２エア流通孔３２からエアを吸引しなくても、ワークＷの周縁部１５を内周側弾性部材３３と外周側弾性部材３４とに密着させて、ワークＷの周縁部１５を基板保持部１１に拘束させるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る密着露光装置ＣＥ及び密着露光方法について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。

図８に示すように、基板保持部１１の保持面１１ａには、ワークＷの裏面に当接可能な複数の突起１１ｂと、ワークＷの裏面に向けてエアが噴出される複数のエア流通孔１１ｃと、不図示のワークローダによってワークＷを保持面１１ａに搬送する際に保持面１１ａから進出する複数のピン（図示せず）が進退可能な複数のピン孔（図示せず）と、が形成されている。突起１１ｂの役割としては、ワークＷと保持面１１ａとの間で、摩擦によって生じるワークＷの損傷を小さくするためである。突起１１ｂが設けられていない場合、ワークＷにエアを噴出する際に、エアの流量又は圧力の不均一が生じ、ワークが傾いて保持面１１ａに接触した部分が損傷する虞がある。

複数のエア流通孔１１ｃには、図示しないファン、ブロワから配管を通過するエアが供給され、エアの圧力又は流量は、制御手段３０（図１参照。）が配管の途中に設けられたレギュレータやバルブなどを駆動することで制御され、ワークＷに噴出するエアの量が制御される。なお、複数のエア流通孔１１ｃは、任意に配列可能であり、また、エアの噴出は、配管やエア流通孔１１ｃの配列に応じて、選択的に、また、独立して行うことができる。

このように構成された密着露光装置ＣＥでは、マスク保持部４に保持されたマスクＭと基板保持部１１の保持面１１ａに保持されたワークＷとを密着させるように、保持面１１ａに設けられた複数のエア流通孔１１ｃからワークＷに向けてエアを噴出させる。例えば、図９（ａ）に示すように、マスクＭの中央付近と対向するワークＷの部分が最も高い、ワークＷが上に凸のアーチ形状になるように、各エア流通孔１１ｃから噴出されるエアの圧力又は流量を制御する。なお、図９（ａ）、（ｂ）において、エア流通孔１１ｃ内の矢印の長さは、エアの流量の大きさを示している。

また、マスクＭは、通常中央付近が撓むので、制御手段３０は、各エア流通孔１１ｃから噴出するエアの圧力又は流量を、マスクＭの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御する。これにより、マスクＭとワークＷとの間の中央付近に溜まっている空気を周囲に向かって逃がすことができる。

その後、図９（ｂ）に示すように、マスクＭの平坦度に倣わせるように、各エア流通孔１１ｃから噴出されるエアの圧力又は流量を制御する。そして、制御手段３０は、センサ２０を走査させ、センサ２０によってマスクＭとワークＷとの間に隙間が確認された場合には、各エア流通孔１１ｃから噴出するエアの圧力又は流量を高め、マスクＭとワークＷとを密着させる。

なお、ワークＷを露光する際には、マスクＭとワークＷとが密着しつつ、エア流通孔１１ｃから噴出されるエアによってワークＷが保持面１１ａから離れないことが好ましい。このため、Ｚ軸駆動部１４は、ワークＷが保持面１１ａから離れないように保持面１１ａを移動させる。
ただし、図１０に示す変形例のように、ワークＷをエアによって浮上させたまま露光してもよく、この場合、保持面１１ａの突起１１ｂ、エア流通孔１１ｃなどによる転写パターンへの影響を確実に防止することができる。

また、マスクＭとワークＷとを密着させるため、ワークＷの割れを考慮すると、ワークＷの厚さは、２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、マスクＭの平坦度に沿ってマスクとワークＷとを密着させるためには、ワークＷの厚さは、３ｍｍ以下であることが好ましい。従って、ワークＷの厚さは、２〜３ｍｍ±０．２ｍｍであることが好ましく、露光精度を考慮すると、２．５ｍｍ±０．２であることがより好ましい。

以上説明したように、本実施形態の密着露光装置ＣＥ及び密着露光方法によれば、保持面１１ａには、ワークＷの裏面に当接可能な複数の突起１１ｂと、ワークＷの裏面に向けてエアが噴出される複数のエア流通孔１１ｃと、が形成され、各エア流通孔１１ｃからワークＷに向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御することで、マスクＭとワークＷとを密着させるようにした。従って、ワークＷとマスクＭの密着性能を向上することができ、露光精度を向上することができる。また、保持面１１ａに設けた突起１１ｂによって、ワークＷと保持面１１ａとの間で摩擦によって生じるワークＷの損傷を防止することができる。

なお、本実施形態の変形例として、図１１及び図１２に示すように、保持面１１ａには、少なくとも一つのエア流通孔１１ｃを囲うように領域８０ａ〜８０ｅを画成する、ワークＷの裏面に当接可能な仕切り壁１１ｄが形成されてもよい。なお、仕切り壁１１ｄは、突起１１ｂと等しい高さを有する。

このように、仕切り壁１１ｄを設けることで、領域毎にエアの圧力又は流量を制御するようにしてもよい。また、例えば、上記実施の形態と同様、最初に、中央の領域８０ａ内から噴出するエアの流量を大きくしておき、その後、マスクＭの平坦度に倣わせるようにその外側の環状の領域８０ｂや、その周囲の長尺の領域８０ｃ，８０ｄ、８０ｅ内から噴出するエアの流量を大きくするようにしてもよい。

なお、本発明は前述した各実施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、本発明では、保持面１１ａは、少なくとも複数の突起１１ｂを有する構成としたが、複数の突起１１ｂを設ける代わりに、仕切り壁１１ｄを有する構成であってもよい。

４ マスク保持部
１１ 基板保持部
１１ａ 保持面
１１ｂ 突起
１１ｃ エア流通孔
１１ｄ 仕切り壁
１４ Ｚ軸駆動部（基板駆動部）
１５ 周縁部
２０ センサ
３０ 制御手段
３１ 第１エア流通孔
３２ 第２エア流通孔
３３ 内周側弾性部材
３４ 外周側弾性部材
３５ 密封部材
８０ａ〜８０ｅ 吸着領域
ＣＥ 密着露光装置
Ｅ 第２エア流通孔が開口する領域
Ｍ マスク
Ｓ 密封空間
Ｗ ワーク（基板）

Claims (11)

1. 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
   被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
   前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光装置であって、
   前記保持面には、前記基板の裏面に向けて開口し、エアが流通する複数のエア流通孔が形成され、
   前記複数のエア流通孔は、複数の第１エア流通孔と、該複数の第１エア流通孔よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔と、を備え、
   前記保持面には、前記複数の第２エア流通孔が開口する領域の内周側及び外周側に、前記基板の裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材及び外周側弾性部材がそれぞれ配置され、
   前記マスクと基板を密着させるように、前記各エア流通孔を流通するエアの圧力又は流量を制御する制御手段が設けられ、
   前記マスク保持部と前記基板保持部との間には、前記マスク及び前記基板を囲む、弾性の密封部材が設けられ、
   前記マスク、前記マスク保持部、前記基板保持部、及び前記密封部材によって囲まれた密封空間は、該密封空間内のエアを吸引することで減圧されることを特徴とする密着露光装置。
2. 前記複数の第２エア流通孔が開口する領域は、前記基板の裏面の周縁部に対応しており、
   前記複数の第２エア流通孔を吸引することで、前記基板の周縁部は前記基板保持部に拘束されることを特徴とする請求項１に記載の密着露光装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の第１エア流通孔を大気開放し、前記複数の第２エア流通孔からエアを吸引し、且つ、前記密封空間内のエアを吸引して、前記密封空間内を負圧にし、
   前記密封空間内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、前記複数の第２エア流通孔を大気開放することを特徴とする請求項１に記載の密着露光装置。
4. 前記基板は、前記内周側弾性部材と前記外周側弾性部材に密着されることで、前記基板保持部に拘束されることを特徴とする請求項１に記載の密着露光装置。
5. 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
   被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
   前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、
   前記保持面には、前記基板の裏面に開口し、エアが流通する複数のエア流通孔が形成され、
   前記複数のエア流通孔は、複数の第１エア流通孔と、該複数の第１エア流通孔よりも外側に設けられた複数の第２エア流通孔と、を備え、
   前記保持面には、前記複数の第２エア流通孔が開口する領域の内周側及び外周側に、前記基板の裏面と接触可能な環状の内周側弾性部材及び外周側弾性部材がそれぞれ配置され、
   前記マスク保持部と前記基板保持部との間には、前記マスク及び前記基板を囲む、弾性の密封部材が設けられ、
   前記マスク、前記マスク保持部、前記基板保持部、及び前記密封部材によって密封空間を形成する、密着露光装置を用いて前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光方法であって、
   前記複数の第１エア流通孔を大気開放し、前記複数の第２エア流通孔からエアを吸引することで、前記基板の周縁部を前記基板保持部に拘束し、前記密封空間内のエアを吸引して、前記密封空間内を負圧にし、
   前記密封空間内の圧力が所定の基準負圧に達したとき、前記複数の第２エア流通孔を大気開放することを特徴とする密着露光方法。
6. 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
   被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
   前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光装置であって、
   前記保持面には、前記基板の裏面に当接可能な複数の突起と、前記複数の突起よりも低い位置で、前記基板の裏面に向けて開口し、エアが流通する複数のエア流通孔と、前記複数の突起及び少なくとも一つの前記エア流通孔をそれぞれ囲う複数の領域を画成する、前記基板の裏面に当接可能な仕切り壁と、が形成され、
   前記マスクと基板とを密着させるように、前記各エア流通孔から前記基板に向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御する制御手段が設けられ、
   前記制御手段は、前記マスクの中央付近と対向するワークの部分が最も高くなるようにエアの圧力又は流量を制御し、前記マスクの中央付近と前記ワークの部分を密着させた後、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を、前記マスクの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御することを特徴とする密着露光装置。
7. 前記保持面を上下方向に移動するように、前記基板保持部を駆動する基板駆動部をさらに備え、
   前記基板を露光する際、前記基板駆動部は、前記エア流通孔から噴出されるエアによって前記基板が前記保持面から離れないように前記保持面を移動させることを特徴とする請求項６に記載の密着露光装置。
8. 前記基板とマスクとの間の隙間を検出するセンサをさらに備え、
   前記制御手段は、前記センサによって検出された隙間に応じて、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の密着露光装置。
9. 露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
   被露光材としての基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
   前記保持面に保持された基板に、露光用光を前記マスクを介して照射する照明光学系と、を備え、前記マスクと基板とを密着させた状態で露光する密着露光方法であって、
   前記保持面には、前記基板の裏面に当接可能な複数の突起と、前記複数の突起よりも低い位置で、前記基板の裏面に開口し、エアが流通する複数のエア流通孔と、前記複数の突起及び少なくとも一つの前記エア流通孔をそれぞれ囲う複数の領域を画成する、前記基板の裏面に当接可能な仕切り壁と、が形成され、
   前記各エア流通孔から前記基板に向けて噴出するエアの圧力又は流量を制御することで、前記マスクと基板とを密着させ、
   前記マスクと基板とを密着させる際、前記マスクの中央付近と対向するワークの部分が最も高くなるようにエアの圧力又は流量を制御し、前記マスクの中央付近と前記ワークの部分を密着させた後、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を、前記マスクの中央部分から周囲に向かうにつれて増加するように制御することを特徴とする密着露光方法。
10. 前記保持面を上下方向に移動するように、前記基板保持部を駆動する基板駆動部をさらに備え、
    前記基板を露光する際、前記基板駆動部は、前記エア流通孔から噴出されるエアによって前記基板が前記保持面から離れないように前記保持面を移動させることを特徴とする請求項９に記載の密着露光方法。
11. 前記基板とマスクとの間の隙間を検出するセンサをさらに備え、
    前記マスクと基板とを密着させる際、前記センサによって検出された隙間に応じて、前記各エア流通孔から噴出するエアの圧力又は流量を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の密着露光方法。

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