JP2017198756A - 基板ステージ、露光装置、およびそれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】図６に示すパターンズレ形状を精度良く補正することができ、ガラス基板を局所的に変形させた場合でも、応力解放を行うことで精度良くパターン位置ズレを補正することのできる露光装置を提供すること。【解決手段】ガラス基板７を任意の形状に補正できる吸着ステージ１と、任意の形状に補正後、応力解放を行うシーケンスとを有し、吸着ステージ１は複数に分割されておりX、Y方向（装置水平方向）に各々が個別駆動することで、どのようなパターン形状に対しても、所望の形状にガラス基板７を変形できる。【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置等のガラス基板を吸着するステージ、およびその使用方法に関する。

半導体や液晶パネルなどは、フォトリソグラフィ工程により製造される。フォトリソグラフィ工程では、マスクやレチクルと呼ばれる原版上のパターンを、投影光学系を介してレジストと呼ばれる感光剤が塗布された基板（ガラス基板やウエハ）上にスリット状の露光領域を走査しながら投影する走査型露光装置が使用されている。近年、液晶パネル等のディスプレイは高精細化・大型化が進み、２ｍ角を超えるガラス基板に対して、高精度なパターンの絶対座標位置精度・パターンの重ね合わせ精度を非常に要求されている。

パターンの座標位置ズレの代表図を図５に示す。このようなパターンの座標位置ズレ・重ね合わせ精度の低下はパネル化工程において大きな不良となる。

従来技術として、露光装置側でパターンの位置ズレを計測して、補正を行う技術はよく知られている。前記補正技術は、図５の露光装置において、吸着ステージ１、原版１２を走査させてパターニングするが、パターニング時に図７に示すように前記吸着ステージ１をX、Y、θ方向に部分的、全体的に移動させながら走査させることで補正する技術が知られている。

もう一方の一般的な補正技術として、図８に示す投影光学系内のガラス素子１３をパターニング時に移動、変形させることで補正する技術が知られている。前記ガラス素子１３の移動、変形で補正する技術は、一例として図８のようにガラス素子１３a、１３bをZ方向に動かすことで、X方向のパターン倍率ズレを補正することができる。また、Y方向のパターン倍率ズレは、前記吸着ステージ１のY方向移動と投影光学系内のガラス素子１３c、１３dをZ方向に移動することで補正することができる。しかし、従来の露光装置では、補正することができるパターン形状が少なく、パターン位置ズレを十分に補正することができていない。

また、従来の技術として基板吸着ステージ内の吸着領域を分割して、個別にX,Y方向（装置水平方向）に駆動してガラス基板を任意の形状に変形させて補正する技術（特許文献１）や、樹脂フィルムに対しても同様の方法で補正する技術（特許文献２）がある。

特開平６−２０８９４２号公報 特開２０１２−７８４６５号公報

基板ステージ内の吸着領域を複数に分割し、個別に駆動した場合、ガラス基板に応力を掛けて変形させるため、ガラス基板に局所的な変形が起こりパターン位置ズレの補正精度が十分では無く所望の補正ができない問題がある。また、前記吸着領域の分割数を増やし、連続的に細かく補正すれば局所的な変形の影響が少なくはなるが、前記分割数を増やす分だけ、構成が複雑化しアクチュエータも増えるためコスト増になり現実的ではない。

そこで、本発明は、図６に示すパターン形状を全て精度良く補正することができ、ガラス基板を局所的に変形させた場合でも応力解放を行うことで精度良くパターン位置ズレを補正することのできる露光装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、
ガラス基板を任意の形状に補正できる吸着ステージを、任意の形状に補正後応力解放を行うシーケンスとを有し、前記吸着ステージは複数に分割されておりX,Y方向（装置水平方向）に各々が個別駆動することで、どのようなパターン形状に対しても所望の形状にガラス基板を変形できることを特徴とする。

本発明によれば、どのようなパターン形状に対しても、所望の形状にガラス基板を変形可能な露光装置の提供を実現できる。

本発明の第１実施形態の構成を示した図である。 本発明の第１実施形態の駆動領域を示した図である。 本発明の第１実施形態を示した図である。 本発明の第１実施形態の露光方法のフローチャートである。 投影露光装置の全体構成を示した図である。 パターン位置ズレの代表例を示した図である。 従来技術を示した図である。 従来技術を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図５を用いて、本発明における吸着ステージを適用して、パターンを露光する投影露光装置の説明をする。

まず本実施形態の露光装置は、照明系１０、原版１２と基板７のアライメントマークを検出する計測システム１１、原版１２のパターンを基板Pに投影する投影光学系４を有する。照明系１０は、例えば、光源、第１コンデンサーレンズ、フライアイレンズ、第２コンデンサーレンズ、スリット規定部材、結像光学系、平面鏡を含みうる。光源は、例えば、水銀ランプと、楕円ミラーとを含みうる。結像光学系４は、スリット規定部材によって規定されるスリットを物体面に結像させるように配置されている。投影光学系４は、照明系１によって照明される原版１２上のパターンの像を基板７上に投影する。

原版１２は投影光学系４の物体面に、基板７は投影光学系４の像面の位置に配置される。投影光学系４は、等倍結像光学系、拡大結像光学系及び縮小結像光学系のいずれとしても構成されうるが、本実施形態では等倍の光学系として構成されている。照明系１０によって照明される原版１２上のパターンの像は、投影光学系４内の第１平行平板５ａ、平面鏡６、凹面鏡９、凸面鏡８、再度凹面鏡９、平面鏡７、そして第２平行平板５ｂを経て基板吸着ステージ１上の基板７に結像する。この状態において、基板吸着ステージ１をＹ方向に走査し、原版１２上のすべてのパターンを露光する。

この際に多くの要因でパターンの座標位置ズレ、重ね合わせ精度の低下が発生する。低下要因としては、ステージの走査精度、光学系の位置変化、光学系の歪、ガラス基板の歪、空間や物体の温度ゆらぎ、物体の振動、アライメント誤差、プロセス要因等の多くの要因で発生する。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

〔第1実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態の吸着ステージの図である。

本実施形態の吸着ステージ１は、図１(a)に示すように複数に分割されている。図１(b)に分割された一部の拡大図を示す。図１(b)に示すように分割された吸着ステージ１は各々が吸着領域を有しており、X、Y方向（装置水平方向）に個別駆動する領域２（駆動領域）と、駆動せず固定された領域３（固定領域）を有している。

駆動領域２、固定領域３共に真空吸着エリアになっており、真空吸着穴で吸着あるいは多孔質部材で吸着しても良い。

図２に、駆動領域２の構成を表した一例を示す。

駆動領域は少なくともX、Y方向の２方向に駆動することができ、ガイド１４（a）、１４（b）、アクチュエータ１５（a）、１５（b）によって駆動される。駆動した量は位置検出センサ１６（a）、１６（b）によって検出される。駆動領域２の駆動は非常に微小変位であるため、アクチュエータはピエゾ素子、静電アクチュエータ、高分解能のモータ、シリンダー等が好ましく、入力としては応力、圧力、電圧、静電気、電場等を用いる。

図５に示した計測システム１１でパターンの座標位置ズレ量を測定し、補正量を算出する。その補正量に従って、図１に示す駆動領域２でガラス基板７を吸着させたまま駆動させ、ガラス基板７を任意の形状に変形することで、パターンの座標位置ズレ量を補正する。この時、固定領域３は吸着せずエアーをブロー状態にしておき、駆動領域２が駆動し終わったら吸着する。

しかし、上記の方法で基板ガラス７を変形させた状態では駆動領域２と固定領域３の間で局所的な変形が起こり、パターンの座標位置ズレを十分に補正することができない。局所的な変形の代表例を図３(a)に示す。

そのため、図３(a)に示すような局所的な変形を無くすために、応力解放を行うシーケンスを行うことで精度良くパターンの座標位置ズレを補正することで、図３(b)に示す局所変形の無い滑らかな補正を行う。

以下に、図４に示す応力解放を含む一連の補正方法のシーケンスを説明する。

露光装置上にガラス基板７を搬入し、駆動領域２、固定領域３共に吸着して全面吸着させ、計測システム１１でパターンの座標位置ズレ量を測定し補正量を算出する。その後、固定領域３のエアーをブローさせ、駆動領域２を駆動させてガラス基板７を任意の形状に変形させた後、固定領域３を吸着させる。ここではまだガラス基板７に局所変形があるので、この後に駆動領域２を吸着状態からエアーをブロー状態にし、再度吸着させる。そのシーケンスを行うことで、局所的な変形が解放され、図３(b)に示すようにガラス基板７の変形が滑らかになり、所望の補正ができていれば露光し、できていなければガラス基板７の変形を再度行う。

補正するパターン形状の代表例は図６で示す(a)〜(t)のようなガラス基板７全体でどのような補正することが可能である。また、ガラス基板７全体だけではなく、ガラス基板７の一部分だけを補正することも可能である。

図４に示すシーケンスで、エアーをブローあるいは吸着に切り替える際に、大気解放で圧力を0にしてから切り替えるか、もしくは圧力を徐々に変えて圧力を解放することが望ましい。対象となる基板７の厚さによって応力解放に必要な時間、吸着時に必要な圧力値が変わるため、対象となる基板もしくはフィルムの厚さによって最適となるように、応力解放時間、圧力値を任意に変える必要がある。

前記ガラス基板７を全面吸着する際に、全面を同時に吸着すると前記ガラス基板７に歪が発生し、吸着形状の再現性が低くなる恐れがある。そのため、前記吸着ステージ１の吸着は内側から外側に向かって吸着する方が望ましい。

〔デバイス製造方法〕
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、FPDのデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング等）を含みうる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ 吸着ステージ、２ 駆動領域、３ 固定領域、７ 基板ガラス

Claims (4)

1. 吸着ステージを複数に分割し、X、Y方向（装置水平方向）に各々が個別駆動することができる吸着ステージを有し、個別駆動をしてガラス基板を任意の形状に補正後、応力解放シーケンスを行うことを特徴とする基板ステージ。
2. 前記吸着ステージは個別駆動を行う駆動領域と、駆動しない固定領域を有し、各々の吸着状態を変化させることが可能な吸着ステージを用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の基板ステージ。
3. 請求項１に記載の基板ステージを備え、前記基板ステージ上に保持した基板上に原版のパターンを露光することを特徴とする露光装置。
4. 請求項３に記載の露光装置を使用して基板を露光する工程と、その露光した基板を現像する工程と、を有することを特徴とするデバイス製造方法。