JP2555970Y2 - 投影型露光機における結像モニタ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、半導体ウエハー等、あ
らゆる電子回路等の図形パターンを形成する投影型露光
機に組付けられる結像モニタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のプリント基板にあっては、これを
組み込む製品、装置の精密化に伴い、パターンの微細化
が要求され、また一枚のプリント基板の大型化が要求さ
れている。

【０００３】このパターンの微細化およびプリント基板
の大型化に伴い、フォトマスクが複雑となって製作がし
難くコストが上昇すると云う問題があり、また大型のフ
ォトマスクを使用するために、フォトマスクに反りが生
じてワークであるフォトレジスト面とフォトマスクとの
平行度が不良となり、露光像が歪んだりして不良品発生
の原因となる。

【０００４】このため、最近のプリント基板の製作に際
しては、投影露光方式が採用検討されるようになってい
るが、この投影露光方式では、露光面におけるフォトマ
スクに対する結像のピンボケ、位置ズレ等を補正しなけ
ればならない。

【０００５】この投影露光方式における結像のピンボ
ケ、位置ズレ等を補正する従来技術としては、例えば特
開平１−１９１１５１号公報に示された技術がある。

【０００６】この従来技術は、図３に示すように、光源
７および光学系からなる照明系からの照明光線をマスク
８に照射し、このマスク８を通過した照明光線を投影レ
ンズ１を経て投影光線として露光面に配置されたワーク
のワーク面２に投影する投影型露光機において、投影レ
ンズ１とワーク面２との間の光路中に、半透過性薄膜９
を設け、投影レンズ１からワーク面２に半透過性薄膜９
を透過して照射された投影光線の内、ワーク面２で乱反
射された乱反射光の一部を半透過性薄膜９で反射して露
光面結像モニタ５に入射し、この露光面結像モニタ５に
より露光像を直接モニタするのである。

【０００７】このように、上記した従来技術は、露光面
結像モニタ５により露光像を直接モニタすることができ
るので、モニタの結果、露光像のピントずれ、位置ずれ
があれば、ワークの位置、またはマスクの位置の調整を
行う。この調整は、露光面結像モニタ５により露光像を
直接モニタしながら行うことができるので、精度の高い
ものとなる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、露光像のモニタ時には、投影レンズ
からワーク面に照射される投影光線は、厚みを有する半
透過性薄膜を透過するので、この半透過性薄膜透過時に
必ず屈折する。

【０００９】このように、露光像のモニタ時に、投影レ
ンズからワーク面に照射される投影光線は、半透過性薄
膜を透過する際に必ず屈折するので、この露光像モニタ
時における結像位置は、投影レンズとワーク面との間の
光路中に半透過性薄膜を位置させない本来の結像位置と
は、投影光線の半透過性薄膜通過の際の屈折分だけ必ず
ずれることになる。

【００１０】このため、例え露光面結像モニタにより露
光像を直接モニタして、露光像のピントずれ、位置ずれ
等の修正調整を精度良く達成したとしても、この露光面
結像モニタによりモニタしている露光像そのものが本来
の結像位置からずれているので、正確な焦点合わせを達
成することは不可能であると云う問題がある。

【００１１】また、投影光線の半透過性薄膜透過時にお
ける屈折による結像位置のずれを小さくするために、半
透過性薄膜の膜厚を２μｍ程度と極めて薄くしたとして
も、投影光線の半透過性薄膜透過時の屈折を皆無とする
ことは物理的に不可能であるので、必ず多少の結像位置
のずれが発生し、このため現在要求されている高い精度
での焦点合わせを達成できないと云う問題がある。

【００１２】さらに、２μｍ程度の均一な膜厚の半透過
性薄膜を製作することは技術的に極めて難しいと共に、
このような極めて薄い膜厚の半透過性薄膜を、歪みを生
じさせることなしに均一に張設保持することは機械的に
極めて困難であり、さらに機械的強度が極めて低いの
で、その取扱いに慎重を要して作業性がどうしても悪く
成ると云う問題がある。

【００１３】そこで、本考案は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく考案されたもので、投影レンズ
からワーク面に照射されて露光面結像モニタに導かれる
投影光線を、その途中で屈折を与えられることなく露光
面結像モニタに導くことを技術的課題とし、もってワー
ク面における極めて正確な焦点合わせを確実に達成する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本考案の手段は、投影型露光機の投影レンズとワーク
面との間の光路中に、投影レンズからワーク面への投影
光を通過させる孔を有し、ワーク面側表面を反射面とし
た反射鏡を有すること、ワーク面表面からの投影光の乱
反射光の内、反射鏡で反射された乱反射光を入射する露
光面結像モニタを有すること、にある。

【００１５】反射鏡および露光面結像モニタを、投影レ
ンズとワーク面との間に出入り自在な支持装置に一体的
に取付けるのが良い。

【００１６】また、露光面結像モニタを、光学顕微鏡で
構成するのが良い。

【００１７】

【作用】露光像のモニタ時には、投影レンズとワーク面
との間の光路中、すなわち投影光の光路中に反射鏡が配
置されるが、この投影光の光路中に配置された反射鏡の
位置は、投影レンズからワーク面に照射される投影光
が、反射鏡に成形された孔をそのまま通過する位置とな
っている。

【００１８】このように、投影レンズからワーク面に照
射される投影光は、反射鏡を透過するのではなく、反射
鏡に成形された孔を通過するだけであるので、反射鏡通
過時に屈折や干渉等を受けることは全くなく、反射鏡を
投影光の光路中から退避させた露光動作時と全く同じ状
態でワーク面に照射される。

【００１９】この露光動作時と全く同じ状態でワーク面
に照射された投影光の一部は、このワーク面で乱反射し
て乱反射光となって反射鏡で反射されて露光面結像モニ
タに入射されるので、露光面結像モニタによりモニタさ
れる露光像は、露光動作時にワーク面に結像される露光
像と全く同じとなる。

【００２０】それゆえ、この露光面結像モニタによる露
光像の結像位置調整は、そのまま露光動作時の露光像の
結像位置合わせを調整することとなり、正確な焦点合わ
せを高い精度で正確にかつ確実に達成できることにな
る。

【００２１】露光面結像モニタで見る露光像には、像の
位置ずれが発生していないので、アライメント（パター
ンマークの位置合わせ）にも利用することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本考案の一実施例を、図１および図２
を参照しながら説明する。投影レンズ１とワーク面２と
の間の光路中、すなわち投影光ａの光路中に配置される
反射鏡３は、光学顕微鏡を使用した露光面結像モニタ５
と一体に、この露光面結像モニタ５と一定位置関係に固
定保持された状態で、投影レンズ１とワーク面２との間
の空間から退避自在に移動するメカニカルステージであ
る支持装置６に取付けられている。

【００２３】ワーク面２での結像の焦点合わせを行う場
合には、この支持装置６を作動させて、投影レンズ１か
らの投影光ａの光軸ｏが、反射鏡３に成形された孔４の
中心に位置するように反射鏡３を位置出しする。

【００２４】この状態で、投影レンズ１からの投影光ａ
は、反射鏡３の孔４を通過してワーク面２表面に照射さ
れ、このワーク面２に結像する。ワーク面２に照射され
た投影光ａの一部は、このワーク面２表面で乱反射され
て乱反射光ｂとなって反射鏡３のワーク面２側表面であ
る反射面で反射されて露光面結像モニタ５に入射され
る。

【００２５】このワーク面２表面からの乱反射光ｂを露
光面結像モニタ５に反射する反射鏡３の反射面部分は、
投影光ａを通過させる孔４の周囲に位置するので、当然
のこととして、投影光ａに対して露光面結像モニタ５に
入射される乱反射光ｂの立体角度は大きくなる。それゆ
え、露光面結像モニタ５として使用される顕微鏡は、投
影レンズ１のワーク面側ＮＡに比べてその入射側ＮＡが
大きいものを使用することになる。

【００２６】例えば、投影レンズ１とワーク面２との間
隔が９２．２５mmであり、反射鏡３の反射面側の中心、
すなわち孔４の反射面側の開口部中心とワーク面２との
間隔が３０mmであると、投影レンズ１のワーク面側ＮＡ
が sin２．５６°である場合は、露光面結像モニタ５と
して使用される顕微鏡の入射側ＮＡは sin４．５９°程
度が適当である。

【００２７】

【考案の効果】本考案は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。投影レンズかちワーク面
に照射される投影光を、光透過体を透過させるのではな
く、反射鏡に成形された孔を通過させるので、この投影
光に屈折とか干渉を全く与えることがなく、これにより
露光面結像モニタによりモニタする露光像は、露光動作
時の露光像と全く同じ結像であり、もって露光面結像モ
ニタを利用して正確で確実な焦点合わせを達成すること
ができる。

【００２８】露光面結像モニタで観察される結像には、
像の位置ずれの発生がないので、露光像の焦点合わせの
外に、アライメントにも使用することができる。

【００２９】乱反射光を露光面結像モニタに導く反射鏡
は、通常の一般的な反射鏡を利用することができるの
で、装置の構成を簡単にすることができると共に、その
取扱いが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のモニタ動作時を示す、一部
破断した正面図。

【図２】図１に示した実施例における要部拡大説明図。

【図３】従来技術の主要部の概略を示す説明図。

【符号の説明】

１ ； 投影レンズ ２ ； ワーク面 ３ ； 反射鏡 ４ ； 孔 ５ ； 露光面結像モニタ ６ ； 支持装置 ７ ； 光源 ８ ； マスク ９ ； 半透過性薄膜 ａ ； 投影光 ｂ ； 乱反射光 ｏ ； 光軸

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 投影型露光機の投影レンズ(1) とワーク
   面(2) との間の光路中に、前記投影レンズ(1) からワー
   ク面(2) への投影光(a) を通過させる孔(4)を有し、前
   記ワーク面(2) 側表面を反射面とした反射鏡(3) を設
   け、前記ワーク面(2) 表面からの乱反射光(b) の内、前
   記反射鏡(3) で反射された乱反射光(b)を入射する露光
   面結像モニタ(5) を設けて成る投影型露光機における結
   像モニタ装置。
2. 【請求項２】 反射鏡(3) および露光面結像モニタ(5)
   を、投影レンズ(1)とワーク面(2) との間に出入り自在
   な支持装置(6) に一体的に取付けた請求項１に記載の投
   影型露光機における結像モニタ装置。
3. 【請求項３】 露光面結像モニタ(5) を、光学顕微鏡で
   構成した請求項１または２に記載の投影型露光機におけ
   る結像モニタ装置。