JP2670984C - - 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１
９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、１
５：制御回路、１６，１７：パルスモータ、１８，１９：レーザ干渉計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項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。 【請求項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。