JP2670984B2 - デバイス製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、被露光体に原板上のパ
ターン像、例えば半導体回路を焼付けるデバイス製造方
法に関し、特に大画面を分割焼きする分割走査（ステッ
プアンドスキャン）形として好適な投影露光装置を用い
て実施することができるデバイス製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、スキャン方式の半導体焼付装置を
用いたデバイス製造方法においては、マスクと基板（ま
たはウエハ）をキャリッジ上に乗せ、これを露光面上に
スキャン移動させることにより画面全体を露光してい
る。 【０００３】しかし、最近の傾向として、チップコスト
の低減を目的としたウエハの大口径化や液晶ＴＶ用等の
大型の液晶表示板の製造のため、画面が大型化してくる
と、露光範囲を大きくし、かつスキャン長を伸ばさなけ
ればならないことにより装置が大型化してくるという問
題があった。 【０００４】この対策として、画面を分割してスキャン
焼きを複数回に分けて行うステップアンドスキャン焼方
式が考えられている。 【０００５】第２図は、このようなステップアンドスキ
ャン形の露光装置として本発明者等が先に提案したもの
の構成を示す。同図において、１は焼付パターンが形成
されているフォトマスク、２はマスク１を搭載してＸ，
Ｙ，θ方向に移動可能なマスクステージである。３は液
晶表示板を製造するためにその表面に多数の画素とこれ
らの画素のオン・オフを制御するためのスイッチングト
ランジスタが通常のフォトリソグラフィの手順で形成さ
れるガラス基板で、対角線の長さが１４インチ程度の方
形である。４は基板３を保持してＸ，Ｙ，θ方向に移動
可能な基板ステージである。５は凹画鏡と凸画鏡の組み
合せからなる周知のミラー投影系で、マスクステージ２
によって所定位置にアライメントされたマスク１のパタ
ーン像を基板３上へ等倍投影する。６は不図示の光源か
らの特定の波長の光で露光位置にあるマスク１を照明す
る照明光学系で、マスク上のパターンを介して基板３上
の感光層を露光することにより、マスク上のパターンを
基板３に転写可能とするためのものである。なお、投影
系５の光軸は照明系６の光軸と一致させてある。 【０００６】７はＹ方向（紙面に垂直な方向）に設けら
れた２つのガイドレール８に沿って移動可能なＬＡＢ
（リニアエアベアリング）で、一方はＸ方向（紙面の左
右方向）、Ｚ方向（紙面の上下方向）拘束タイプ、他方
はＺ方向拘束タイプである。９はマスクステージ２と基
板ステージ４を一定の関係で保持するホルダ（キャリッ
ジ）で、ＬＡＢ７に支持されることによりマスクステー
ジ２上のマスク１と基板ステージ４上の基板３とを一体
的に移送可能としている。 【０００７】１１はマスク搬送装置で、複数のマスク１
がセットされており、所望のマスクをホルダ９の移送に
よって基板３が分割露光されるごとにマスクステージ２
に搬送する。１２は投影系５のピント面と基板３の表面
との間隔を検出するためのギャップセンサで、例えばエ
アマイクロセンサや、基板３からの反射光で間隔を検出
する光電タイプのセンサである。１３は投影系５、照明
系６およびガイドレール８を一定の関係で取付けるため
の基台である。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、同図の装置
は、基板３をステップ移動させるための基板ステージ４
や、基板３上の各焼付対象部分に対応してマスク１を交
換するためのマスク搬送装置１１およびマスクステージ
２等をキャリッジ９に搭載しているが、この場合、基板
ステージ４だけでも例えば４０ｋｇ程度と比較的重く、
キャリッジ９をエアで浮上させているＬＡＢ７への負荷
が大きくなり、平滑な走査が困難になる。さらに、キャ
リッジは軽量化の要請から柔構造となり勝ちであり、キ
ャリッジ９が基板ステージ４等の重量によって変形し、
マスク１および基板３とミラー投影系５との距離が変化
してデフォーカスしたり、基板３をステップ送りするた
めに基板ステージ４を移動するとマスク１の位置決め基
準と基板３の位置決め基準との相対ずれが発生して分割
焼きした各パターン間に段差や重なり、あるいは逆に隙
間が生じるという不都合があった。 【０００９】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、ステップアンドスキャン露光により高精度
なデバイスの製造を可能にするデバイス製造方法を提供
することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、スキャン露光を用いたデバイス製造方法に
おいて、スキャン露光時に原板を保持する原板ステージ
を第１駆動源で移動し、基板を保持する基板ステージを
前記第１駆動源とは別個に設けられた第２駆動源で移動
し、スキャン露光のために前記原板ステージを前記第１
駆動源で移動すると共に前記基板ステージを前記第２駆
動源で移動している際に前記原板ステージと前記基板ス
テージの位置情報をレーザ干渉計を介して計測し、前記
レーザ干渉計を介して計測された前記原板ステージと前
記基板ステージの位置情報に基づいて前記第１及び第２
駆動源に供給される駆動信号の少なくとも一方を制御す
ることにより前記原板ステージと前記基板ステージを同
期を取りながら移動してスキャン露光することを特徴と
する。スキャン露光後に前記基板ステージにより前記原
板に対して前記基板をステップ移動することにより前記
基板上の複数領域を順にステップアンドスキャン露光す
ることができる。 【００１１】前記原板ステージと前記基板ステージの移
動の際の同期は、例えば、前記原板ステージと前記基板
ステージの駆動を、それぞれの位置情報をレーザ干渉計
を介して計測し、制御することにより取ることができ
る。 【００１２】 【作用】これによれば、原板ステージと基板ステージを
同期を取りながら別個の駆動源でそれぞれ移動するよう
にしたため、原板および基板ステージを保持するための
ホルダ（キャリッジ）を走行させる必要がなくなり、キ
ャリッジを浮上させるためのＬＡＢが不要になる。した
がって、ＬＡＢのエアパッドの剛性の不足による走行の
不安定性の問題が解消されるとともに、上記ホルダは基
台に固定され、より堅固な装置によりスキャン動作等が
行われることになる。これにより、ホルダの変形に伴う
原板と基板の相対位置精度およびデフォーカスが軽減な
いし防止される。したがってスキャン動作等が高精度で
行われ、高精度なデバイスの製造が行われる。 【００１３】また、原板および基板を走行させるための
ステージやモータならびに制御回路、さらに原板および
基板の位置を検出するための測長器等は、本来原板およ
び基板の位置合せ等のために必要なものをそのまま、ま
たは多少変形して用いることにより、簡略化された装置
構成によりデバイス製造が行われる。そして特に、スキ
ャン動作時に基板を移動させるのと同じ基板ステージに
より基板のステップ移動を行うようにしたため、さらに
簡便・軽量な装置構成により高精度なデバイス製造が行
われる。 【００１４】さらに、原板と基板との走行速度比を任意
に設定することにより、従来のステップアンドスキャン
形露光装置にはなかった拡大・縮小機能が実現される。 【００１５】 【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお、従来例と共通または対応する部分については
同一の符号で表わす。図１は、本発明の一実施例に係る
デバイス製造方法を実施するためのミラープロジエクシ
ョン露光装置の構成を示す。同図は、図２が装置のＸＺ
平面による断面を示すのに対し、ＹＺ平面による断面を
示したものである。但し、Ｙ方向を焼付け時の走査方
向、Ｚ方向を鉛直方向とする。 【００１６】図１の装置は、図２のものに対し、ホルダ
９を基台１３に固定し、かつマスクステージ２および基
板ステージ４のＹ方向のストロークを、マスク１および
基板３を投影光学系５に対して走査し得る程度に延長す
るとともに、走査時、これらのマスクステージ２および
基板ステージ４のＹ方向への移動量を同期制御する制御
回路１５を付加したものである。第１図において、１６
および１７はそれぞれマスクステージ２および基板ステ
ージ４をＹ方向に移動させるためのパルスモータ、１８
および１９はそれぞれ各ステージ２、４すなわちマスク
１および基板３の位置をモニタするための測長器例えば
レーザ干渉計である。また、５１、５２、５３は、それ
ぞれ、投影光学系５を構成する台形ミラー、凸面ミラー
および凹面ミラーである。 【００１７】上述構成において、制御回路１５は、走査
露光時、レーザ干渉計１８および１９からのステージ位
置情報を基にパルスモータ１６および１７への駆動パル
ス（信号）のパルス数および周期を制御することによ
り、ステージ２および４を互いに同期して移動させる。
この制御の方法としては、例えばモータ１６を一定周期
のパルスで駆動してマスクステージ２を定速走行させ、
レーザ干渉計１８および１９で計測されるステージ２お
よび４の位置に応じた駆動パルス（信号）をモータ１７
に供給して基板ステージ４を移動すればよい。 【００１８】この場合、各ステージ２および４の移動速
度は、必ずしも同一である必要はなく、適当な速度比を
持たせてもよい。例えばレーザ干渉計１８および１９の
出力波長を異ならせるだけでも上記ステージ２、４を異
なる速度（速度比≠１）で走査することができる。ま
た、より積極的に上記制御回路１５に上記速度比の可変
手段を設け、上記ステージ２、４を図示しないコンソー
ルキーボード等からの指令に基づく速度比で駆動するよ
うにしてもよい。 【００１９】このようにマスク１と基板３の走査速度を
異ならせた場合、基板３の速度をマスク１の速度より遅
くすると基板３上にはマスク像が走行方向（Ｙ方向）に
縮小されて転写される。また、基板３の速度の方を速く
すると基板３上にはマスク像がＹ方向に拡大されて転写
される。すなわち、走査形の露光装置に１軸（Ｙ）方向
のみではあるが、拡大・縮小機能を持たせることができ
る。そしてこの機能、特に拡大機能を活用すれば、例え
ば、現在、マスクサイズの点から縦（Ｙ）・横（Ｘ）に
４分割してステップアンドスキャンしていたものが、縦
方向を２倍に拡大（基板速度／マスク速度＝２）するこ
とにより同一サイズのマスクで縦方向の２分割のみで足
りることとなり、基板のステップ移動およびマスク交換
の回数を減少して装置のスループットを向上させること
ができる他、マスク制作の手間も４枚を２枚分に減らす
ことができる。 【００２０】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
板ステージと基板ステージを同期を取りながら別個の駆
動源でそれぞれ移動するようにしたため、製造に使用す
る装置を簡便で軽量かつ堅固のものとすることができ、
したがってスキャン動作等を高精度で行い、高精度なデ
バイスの製造を行うことができる。また、駆動源やレー
ザ測長器として、本来原板および基板の位置合せ等のた
めに必要なものをそのまま、または多少変形して用いる
ことにより、簡略化された装置構成によりデバイス製造
を行うことができる。特に、スキャン動作時に基板を移
動させるのと同じ基板ステージにより基板のステップ移
動を行うようにしたため、さらに簡便・軽量な装置構成
により高精度なデバイス製造を行うことができる。さら
に、原板と基板との走行速度比を任意に設定することに
より、従来のステップアンドスキャン形露光装置にはな
かった拡大・縮小機能を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一実施例に係る半導体焼付装置の概
略構成図である。 【図２】 本発明者等の先願に係る半導体焼付装置の概
略構成図である。 【符号の説明】 １：フォトマスク、２：マスクステージ、３：基板、
４：基板ステージ、５：ミラー投影系、９：ホルダ（キ
ャリッジ）、１３：基台、１５：制御回路、１６，１
７：パルスモータ、１８，１９：レーザ干渉計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 真 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地キ ヤノン株式会社小杉事業所内 (72)発明者 小沢 邦貴 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 吉成 秀樹 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地キ ヤノン株式会社小杉事業所内

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．スキャン露光を用いたデバイス製造方法において、
   スキャン露光時に原板を保持する原板ステージを第１駆
   動源で移動し、基板を保持する基板ステージを前記第１
   駆動源とは別個に設けられた第２駆動源で移動し、スキ
   ャン露光のために前記原板ステージを前記第１駆動源で
   移動すると共に前記基板ステージを前記第２駆動源で移
   動している際に前記原板ステージと前記基板ステージの
   位置情報をレーザ干渉計を介して計測し、前記レーザ干
   渉計を介して計測された前記原板ステージと前記基板ス
   テージの位置情報に基づいて前記第１及び第２駆動源に
   供給される駆動信号の少なくとも一方を制御することに
   より前記原板ステージと前記基板ステージを同期を取り
   ながら移動してスキャン露光することを特徴とするデバ
   イス製造方法。 ２．スキャン露光後に前記基板ステージにより前記原板
   に対して前記基板をステップ移動することにより前記基
   板上の複数領域を順にステップアンドスキャン露光する
   ことを特徴とする請求項１のデバイス製造方法。