JP2005502926A - 露光マスク装置及び露光マスクに多数の基板を整列する方法 - Google Patents

Abstract

加工品支持体（８）に保持された多数の基板（３）を、フォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク（５）に整列する方法が次のステップを有している、すなわち、調整薄板（１２）に露光マスク（５）を整列かつ固定し、この場合に、調節薄板（１２）が、貫通案内孔（１３）毎に１つの基板（３）をそれぞれ収容するための適合精度良い複数の貫通案内孔（１３）を有しており、かつ加工品支持体（８）に保持された基板（３）を調節薄板（１２）の貫通案内孔（１３）に押し込むステップを有している。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工品支持体に保持された多数の基板を、フォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスクに整列する方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、加工品支持体に保持された多数の基板のための、露光マスクによるフォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク装置に関する。
【０００３】
個々にプロセス処理されるシリコンウェーハによる半導体製造とは異なり、例えばマイクロマシニング型センサの製造は比較的小さい基板により行われる。この場合、ベース基板は、小さい円筒状の鋼体の形で設けられている。薄膜技術により製造された回路をこのような基板に取り付けるための製造プロセスが経済的になるように、これらの基板は結合された状態でプロセス処理されなければならない。それ故、個々のベース基板は、より大きい個数で１つの加工品支持体に保持され、一緒にプロセス処理される。
【０００４】
この形の基板により、特に自動車技術並びに自動化技術の多くのシステムにおいて使用される高圧センサが製造される。使用分野は、例えば、ガソリン直接噴射、ディーゼル車両のためのコモンレール技術、電子液圧式のブレーキシステム、走行ダイナミックコントロール及びその他多数である。
【０００５】
圧力検出は、センサのダイアフラムの変位を介して行われる。このダイアフラムには、薄膜技術によりホイートストーン測定ブリッジが被着されている。回路の構造化は、フォトリソグラフィの製造プロセスによって行われる。コンタクト部及びパッシベーション部もこのような製造ステップにより構成され得る。高圧センサの質は、圧力ダイアフラムに設けられたホイートストーン測定ブリッジの抵抗器構造体の位置精度に関係している。この場合、抵抗器は圧力ダイアフラムのできるだけ中央に位置していなければならない。この位置精度は、主に測定ブリッジの電気的な特性、例えばセンサから発信される信号の間隔に影響を及ぼす。
【０００６】
それ故、高圧センサを製造する場合には、機能層のフォトリソグラフィによる構造化プロセスが、抵抗器の構成のために重要である。この場合、一般には機能層の表面の予備調整、機能層への感光性のレジストの塗布、露光のためのレジストを調整するためのベーキングステップ、露光マスクによるレジストの露光、複写された構造の現像、現像されたエッチングのためのレジスト構造を調整するためのベーキングステップ、エッチングプロセスによる、機能層へのレジスト像の複写、さらにエッチングが終了した機能構造からの、フォトレジストマスクの引き続く剥離が行われる。
【０００７】
従って、抵抗器の位置は既に露光ステップにおいて規定される。それ故、前もって個別化され加工品支持体に保持された基板が、十分な位置精度（レジストレーション）をもって、露光マスクに対して相対的に露光されることが必要である。、複写される露光マスク、例えば石英マスクに対して一体的に整列され得る、半導体製造時のシリコンウェーハの露光とは異なり、前もって個別化された多数の基板の露光時には、それぞれの基板のために、複写される露光マスクに対する位置精度が生じる。
【０００８】
従来の形式では、基板は固くねじ止めされた加工品支持体で操作され、これらの加工品支持体は、露光マスクに対してそれぞれ個々に整列されなければならない。このような整列の工程は手により行われる。
【０００９】
Nagano Keiki Co. Ltd.社の投影露光の方法では、自動的に位置決め可能な特殊な加工品支持体がそれぞれ設けられている。この加工品支持体は、後続プロセスのためのものと同一ではない。
【００１０】
そこで本発明の課題は、１つの加工品支持体に保持された多数の基板を整列するための改良された方法を提供し、これにより、量産に適した製造が、基板に設けられた構造の十分な位置精度をもって、さらなる加工品支持体に移し換える（ｕｍｈｏｒｄｅｎ）ことなしに可能となるようにすることである。
【００１１】
この形式の方法における上記課題は次のことにより解決される、すなわち、
−露光マスクを調整薄板に対して整列かつ固定し、この場合に、調整薄板が貫通案内孔毎にそれぞれ１つの基板を収容するための適合精度良い複数の貫通案内孔を有しているようにし、
−加工品支持体に保持された基板を調整薄板の前記貫通案内孔に押し込む、
ことにより解決される。
【００１２】
適合精度良い複数の貫通案内孔を備えた調整薄板を使用し、これらの貫通案内孔に基板がそれぞれ押し込まれることにより、調整薄板に対する露光マスクの一回限りの整列と固定のみが必要となる。次いで、連続的な製造プロセスで、保持された基板を備えた加工品支持体は調整薄板の方向に運動せしめられ、これにより、基板は貫通案内孔に押し込まれ、このようにして自動的に調整される。
【００１３】
これにより、１の加工品支持体システムから別の加工品支持体システムへの、基板の手による移換え工程は必要なくなる。この場合、基板を装着された加工品支持体は完全に自動的に処理することができる。この場合、基板を装着されたそれぞれの加工品支持体が露光マスクに対して整列される必要はない。むしろ、露光マスクは調整薄板に対して一回だけ整列されればよい。さらに、露光マスク毎に唯一つの調整薄板のみが必要であり、露光されるそれぞれの加工品支持体に、こうした調整薄板を被せ嵌める必要はない。
【００１４】
有利には、基板の押込みはらせん状の運動により行われ、これにより、貫通案内孔への押込む場合に基板の挿入が簡易化される。調整薄板への露光マスクの整列は、有利には、露光マスクと調整薄板とに設けられた調整マークにより行われる。この場合、これらの調整マークは互いに調整された間隔で露光マスクと調整薄板とに配置されている。これらの調整マークは、露光マスク若しくは調整薄板の製造時に設けてよい。同様にして、小さい挿入部材を調整マークとして調整薄板内に挿入することも可能である。この場合、有利には、調整は調整マークの自動的な光学的検出により得られる。
【００１５】
さらに、前記形式の露光マスク装置の課題は、貫通案内孔毎にそれぞれ１つの基板を収容するための、適合精度良い複数の貫通案内孔を備えた調整薄板、及び露光マスクと調整薄板とを互いに整列かつ固定するための手段により解決される。
【００１６】
調整薄板が、この調整薄板を露光マスク装置に吸着しかつ吸着固定するための真空通路を有している場合、特に有利である。この真空通路は、調整薄板の外縁に沿った縁範囲に延びていることが望ましい。例えば、露光マスク装置に設けられた孔による空気吸込みにより、真空が真空通路に形成され、露光マスク装置と調整薄板とが互いに結合される。
【００１７】
次に本発明を付属の図面につきさらに詳しく説明する。
【００１８】
図１は、薄膜構造を製造するためのフォトリソグラフィのプロセスの概略を示している。
【００１９】
第１のステップａ）では、基板の、構造化したい機能層２への、フォトレジスト層１の塗布が行われる。機能層２は絶縁層４上に位置している。
【００２０】
第２のステップｂ）では、露光マスク５が基板３に整列され、前記フォトレジスト層１に紫外線光が照射される。フォトレジスト層１の露光された範囲６は、望ましい構造を形成する。
【００２１】
第３のステップｃ）では、露光されたフォトレジスト層１が現像され、これにより、露光された範囲６のフォトレジスト層１が除去される。
【００２２】
第４のステップｄ）では、基板３の表面がエッチングされ、これにより、露光された範囲６の機能層２が除去される。
【００２３】
第５のステップｅ）では、フォトレジスト層１が洗浄され、これにより、構造化された機能層２が残留する。
【００２４】
図２は、このようなフォトリソグラフィのプロセスのために用いられる露光マスク装置７の横断面図を示している。加工品支持体８には、多数の基板３が保持されている。この加工品支持体８は、露光マスク装置７の処理用チャック９に組み付けられており、この加工用チャック９はＺ方向（矢印方向）に摺動可能になっている。
【００２５】
加工品支持体８を備えた処理用チャック９に向かい合うように、露光マスク５、特に石英マスクを保持するための保持枠１０が配置されている。本発明によれば、露光マスク５には調整薄板１２が固定されており、この調整薄板１２は、露光マスク１１に対して相対的に整列されている。前記調整薄板１２は、それぞれ１つの基板３を収容するための多数の貫通案内孔１３を有している。この場合、これらの貫通案内孔１３は次のように適合精度良く形成されている、すなわち、基板３が貫通案内孔１３内に押し込まれ、調整薄板１２が露光マスク５に最適に整列されている場合には、前記基板３が露光マスク５に最適に整列されているように、適合精度良く形成されている。
【００２６】
調整薄板１２の外縁に沿った縁範囲には、真空通路１４が設けられており、これにより、調整薄板１２は露光マスク５に吸着され、固定されるようになっている。対応して周囲に延びる真空通路１５が、保持枠１０内に位置している。露光マスク５内に設けられた孔１６は、保持枠１０の真空通路１５から調整薄板１２の真空通路１４内への真空通過のために役立つ。
【００２７】
図３は、図２による露出マスク装置７を示しており、この場合、処理用チャック９はＺ方向に保持枠１０へ向かって運動せしめられている。この場合、基板３は最適に調整され、調整薄板１２の貫通案内孔１３内に適合精度良く位置しており、これにより、露光マスク５に整列されている。この位置で、例えば紫外線照射により露光を行うことができる。
【００２８】
図４は、調整薄板１２の横断面図を示している。貫通案内孔１３が、調整薄板１２の、加工品支持体８に対して位置している側に、面取り部を有しており、この面取り部から基板３が挿入されるようになっていることが判る。このようにして、Ｚ軸線方向の挿入時に基板３の遊びが低減される。基板３の整列は、適合精度良い貫通案内孔１３への挿入時に、有利には、加工品支持体８のらせん状の運動により得られ、これにより、基板３は最適な位置に案内されるようになっている。
【００２９】
図４からさらに判るように、調整薄板１２は、孔の形で構成されていてよい調整マーク１５を有しており、これらの調整マーク１５により、調整薄板１２は露光マスク５に光学的に整列され得るようになっている。この露光マスク５には、同様に調整マークが対応する位置に設けられている（図示しない）。
【００３０】
図５は、調整薄板１２の平面図を示している。多数の貫通案内孔１３が調整薄板１２に設けられていることが判る。これらの貫通案内孔１３は、所属の露光マスク５に対応して配置されている。
【００３１】
調整薄板１２の外縁に沿った縁範囲には、周を取り囲む真空通路１４が延びており、これにより、調整薄板１２は吸着力によって露光マスク５に固定される。真空通路１４には拡張部１７が設けられており、この拡張部１７は、露光マスク５の孔１６のちょうど下方に位置するようになっており、これにより、保持枠１０への真空通過率が保証される。
【００３２】
さらに、２つの調整マーク１８が調整薄板１２に設けられており、これにより、調整薄板１２は露光マスク５に光学的に整列されるようになっている。
【００３３】
図６は、調整薄板１２の部分横断面図を示している。貫通案内孔１３がそれぞれ面取り部を有しており、これにより、基板３が、機械的な損傷なしに適合精度良い貫通案内孔１３に挿入されるようになっていることが特に明らかである。さらに、例えば孔の形で構成された調整マーク１８が示されている。
【００３４】
特に調整薄板１２は、縁範囲と、貫通案内孔１３の範囲との間に段部１９を有している。この段部１９は、露光マスク５の構造化された範囲と、調整薄板１２若しくは基板３との間に、露光マスク５の構造のための保護に不可欠な所定の間隔が存在することを、保証する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】薄膜構造を形成するためのフォトリソグラフィのプロセスを示す概略図である。
【００３６】
【図２】調整薄板とこの調整薄板に向かい合う加工品支持体とこの加工品支持体に保持された基板とを備えた露光マスク装置の横断面図である。
【００３７】
【図３】調整薄板の貫通案内孔に押し込まれた基板を備えた図２による露光マスク装置の概略図である。
【００３８】
【図４】図２及び図３による露光マスク装置のための調整薄板の横断面図である。
【００３９】
【図５】図４による調整薄板の平面図である。
【００４０】
【図６】図４による調整薄板の部分横断面図である。

Claims (10)

1. 加工品支持体（８）に保持された多数の基板（３）を、フォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク（５）に整列する方法において、
   −露光マスク（５）を調整薄板（１２）に整列かつ固定し、該調整薄板（１２）に、貫通案内孔（１３）毎にそれぞれ１つの基板を（３）収容するための適合精度良い複数の貫通案内孔（１３）を設け、
   −加工品支持体（８）に保持された基板（３）を、調整薄板（１２）の前記貫通案内孔（１３）に押し込む、
   ことを特徴とする、加工品支持体（８）に保持された多数の基板（３）を、フォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク（５）に整列する方法。
2. 基板（３）の押込みをらせん状の運動により行う、請求項１記載の方法。
3. 調整薄板（１２）への露光マスク（５）の整列を、該露光マスク（５）と調整薄板（１２）とに設けられた調整マーク（１５）により行う、請求項１又は２記載の方法。
4. 調整マーク（１５）の自動的な光学的検出により整列を行う、請求項３記載の方法。
5. 加工品支持体（８）に保持された多数の基板（３）のためのフォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク装置（７）であって、露光マスク（５）が設けられている形式のものにおいて、貫通案内孔（１３）毎にそれぞれ１つの基板（３）を収容するための、適合精度良い複数の貫通案内孔（１３）を備えた調整薄板（１２）が設けられており、露光マスク（５）と調整薄板（１２）とを互いに整列かつ固定するための手段が設けられていることを特徴とする、多数の基板（３）のためのフォトリソグラフィプロセスを実施するための露光マスク装置（７）。
6. 加工品支持体（８）が、露光マスク装置（７）の方向へ摺動されるようになっており、これにより、加工品支持体（８）に保持された基板（３）が、調整薄板（１２）の貫通案内孔（１３）に押し込まれるようになっている、請求項５記載の露光マスク装置（７）。
7. 露光マスク装置（７）及び加工品支持体（８）が、次のように形成されている、すなわち、基板（３）の押込みが、らせん状の運動により行われるように形成されている、請求項６記載の露光マスク装置（７）。
8. 露光マスク（５）と調整薄板（１２）とが、該露光マスク（５）と調整薄板（１２）とを互いに整列するための調整マーク（１５）を有している、請求項５から７までのいずれか１項記載の露光マスク装置（７）。
9. 調整薄板（１２）が、該調整薄板（１２）を露光マスク装置（７）に吸着し、かつ吸着固定するための真空通路（１４）を有しており、該真空通路（１４）が、調整薄板（１２）の外縁に沿った縁範囲に延びている、請求項８記載の露光マスク装置（７）。
10. 調整薄板（１２）に設けられた貫通案内孔（１３）が、それぞれ基板（３）を挿入するための面取り部を有している、請求項５から９までのいずれか１項記載の露光マスク装置（７）。

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