JP2859809B2 - 露光方法およびその装置 - Google Patents
露光方法およびその装置Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置や液晶表示
装置の製造において用いられる露光装置に関するもので
ある。
装置の製造において用いられる露光装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】プロキシミティ露光方法（近接露光法）
というのは、感光剤を塗布したガラス基板またはウエハ
（以後単に基板と呼ぶ）とマスクを近接させた状態で支
持し、マスク上方より照明光を照射してマスクパターン
を感光剤に転写する露光方法である。この露光方法は投
影露光方法と比べると、複雑なレンズ系や高精度なステ
ージを必要としないので低コスト化しやすく、またコン
タクト露光法と比べると、マスクと基板が直接接触しな
いので感光剤の剥がれによる不良が発生しにくいという
優れた特徴を持っている。
というのは、感光剤を塗布したガラス基板またはウエハ
（以後単に基板と呼ぶ）とマスクを近接させた状態で支
持し、マスク上方より照明光を照射してマスクパターン
を感光剤に転写する露光方法である。この露光方法は投
影露光方法と比べると、複雑なレンズ系や高精度なステ
ージを必要としないので低コスト化しやすく、またコン
タクト露光法と比べると、マスクと基板が直接接触しな
いので感光剤の剥がれによる不良が発生しにくいという
優れた特徴を持っている。
【０００３】しかし解像できる最小線幅ｄｓは光源の波
長をλ、マスクと基板の間隔をｇとするとｄｓ＝√（２
λｇ）で表され、例えば光源に水銀ランプを使用し、液
晶表示装置の製造などに必要とされる３μｍ程度の線幅
を解像しようとすると、マスクと基板を約１０μｍまで
近接しなくてはならず、一方基板のうねりは一般的なも
ので１０〜２０μｍ程度なので、マスクと基板を単純に
対向させて近接させることはできず、複雑な構造が必要
となる。従来この方法として、基板を変形させて基板上
面を平坦に保つ基板平坦化チャックを用いる方法が考え
られてきた（たとえば特開昭５９−１７２４７号公
報）。
長をλ、マスクと基板の間隔をｇとするとｄｓ＝√（２
λｇ）で表され、例えば光源に水銀ランプを使用し、液
晶表示装置の製造などに必要とされる３μｍ程度の線幅
を解像しようとすると、マスクと基板を約１０μｍまで
近接しなくてはならず、一方基板のうねりは一般的なも
ので１０〜２０μｍ程度なので、マスクと基板を単純に
対向させて近接させることはできず、複雑な構造が必要
となる。従来この方法として、基板を変形させて基板上
面を平坦に保つ基板平坦化チャックを用いる方法が考え
られてきた（たとえば特開昭５９−１７２４７号公
報）。
【０００４】以下、従来のプロキシミティ露光方法およ
びその装置について図面を参照して説明する。図７は従
来のプロキシミティ露光装置を示す図である。
びその装置について図面を参照して説明する。図７は従
来のプロキシミティ露光装置を示す図である。
【０００５】図７の露光装置は、露光ステーション１１
５と高さ測定ステーション１１６より成りたっている。
図７において１１２は装置のベースとなるガイドレー
ル、１１４はガイドレール１１２上をＸ方向摺動自在に
取り付けられたマスク高さ測定器、１１１はガイドレー
ル１１２上をＸ方向摺動自在に取り付けられたＸステー
ジ、１１０はＸステージ１１１上に連結されたＺステー
ジ、１０９はＺステージ１１０上に取り付けられた平坦
化チャック、１１８は平坦化チャック１０９内に備えら
れた多数個の上下動素子、２０は平坦化チャック１０９
により吸着保持された基板、２１は基板２０に対向して
保持されたマスク、１８はマスク２０を吸着保持するマ
スクチャック、１９はマスク２１の上方に固定されたア
ライメントスコープ、１１３は基板２０に対向する位置
に設置された基板高さ測定器、１１は水銀ランプ、１２
は反射鏡、１０３はフライアイレンズ、１０４は集光レ
ンズであり、１１７は平坦化チャック１０９とＺステー
ジ１１０とＸステージ１１１により構成される基板ステ
ージである。
５と高さ測定ステーション１１６より成りたっている。
図７において１１２は装置のベースとなるガイドレー
ル、１１４はガイドレール１１２上をＸ方向摺動自在に
取り付けられたマスク高さ測定器、１１１はガイドレー
ル１１２上をＸ方向摺動自在に取り付けられたＸステー
ジ、１１０はＸステージ１１１上に連結されたＺステー
ジ、１０９はＺステージ１１０上に取り付けられた平坦
化チャック、１１８は平坦化チャック１０９内に備えら
れた多数個の上下動素子、２０は平坦化チャック１０９
により吸着保持された基板、２１は基板２０に対向して
保持されたマスク、１８はマスク２０を吸着保持するマ
スクチャック、１９はマスク２１の上方に固定されたア
ライメントスコープ、１１３は基板２０に対向する位置
に設置された基板高さ測定器、１１は水銀ランプ、１２
は反射鏡、１０３はフライアイレンズ、１０４は集光レ
ンズであり、１１７は平坦化チャック１０９とＺステー
ジ１１０とＸステージ１１１により構成される基板ステ
ージである。
【０００６】以上のように構成された従来の露光装置に
ついて以下その動作を説明する。基板２０を載置した基
板ステージ１１７はガイドレール１１２上を高さ測定ス
テーション１１６へ移動し、基板２０の上方に設置され
た基板高さ測定器１１３で基板上面の高さを計測する。
一方、マスク高さ測定器１１４はガイドレール１１２上
を露光ステーション１１５へ移動し、マスク２１の下面
の高さを計測する。そしてこの計測結果を基にしてマス
ク２１と基板２０の間隔が均一に所望の値になるように
平坦化チャック１０９内に設けられた上下動素子１１８
およびＺステージ１１０を調整する。その後基板ステー
ジ１１７を露光ステーション１１５へ移動し、アライメ
ントスコープ１９で基板２０とマスク２１の位置合わせ
を行い、光源１１から発した光を反射鏡１２で反射して
フライアイレンズ１０３へ導き、フライアイレンズ１０
３を通して均一化した後、集光レンズ１０４で平行光に
し、マスクホルダー１８で支持されたマスク２１を通し
て基板２０上の感光剤を露光するようになっている。
ついて以下その動作を説明する。基板２０を載置した基
板ステージ１１７はガイドレール１１２上を高さ測定ス
テーション１１６へ移動し、基板２０の上方に設置され
た基板高さ測定器１１３で基板上面の高さを計測する。
一方、マスク高さ測定器１１４はガイドレール１１２上
を露光ステーション１１５へ移動し、マスク２１の下面
の高さを計測する。そしてこの計測結果を基にしてマス
ク２１と基板２０の間隔が均一に所望の値になるように
平坦化チャック１０９内に設けられた上下動素子１１８
およびＺステージ１１０を調整する。その後基板ステー
ジ１１７を露光ステーション１１５へ移動し、アライメ
ントスコープ１９で基板２０とマスク２１の位置合わせ
を行い、光源１１から発した光を反射鏡１２で反射して
フライアイレンズ１０３へ導き、フライアイレンズ１０
３を通して均一化した後、集光レンズ１０４で平行光に
し、マスクホルダー１８で支持されたマスク２１を通し
て基板２０上の感光剤を露光するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成によるプロキシミティ露光装置は一括露光装置である
ので、倍率補正が困難である他、露光ステーション１１
５とは別に高さ測定ステーション１１６を設けなくては
ならず、装置が大形化し、また基板２０が大きくなると
大口径の集光レンズ１０４が必要となり、装置コストが
高くなる。さらに基板２０とマスク２１の間隔を測定す
る際に、ガイドレール１１２の機械精度が大きく影響す
るなどの問題点を有していた。
成によるプロキシミティ露光装置は一括露光装置である
ので、倍率補正が困難である他、露光ステーション１１
５とは別に高さ測定ステーション１１６を設けなくては
ならず、装置が大形化し、また基板２０が大きくなると
大口径の集光レンズ１０４が必要となり、装置コストが
高くなる。さらに基板２０とマスク２１の間隔を測定す
る際に、ガイドレール１１２の機械精度が大きく影響す
るなどの問題点を有していた。
【０００８】そこで本発明は、これらの問題点を解決す
るために倍率補正が容易で、小形、低コストで高解像度
の露光方法およびその装置を提供するものである。
るために倍率補正が容易で、小形、低コストで高解像度
の露光方法およびその装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願の第１発明は、上記
課題を解決するため、基板とマスクを対向させて支持
し、マスク上方より照明光を照射してマスクパターンを
基板上に塗布した感光剤に転写するプロキシミティ露光
方法において、照明を走査形の局所照明として照明光照
射部分のマスクと基板の間隔をギャップ計測手段で計測
し、計測値と設定値を比較してその差の量を、マスクお
よび基板の一方または両方を局所的に変形させることに
より前記間隔を局所的に所定の値に近接させて露光する
ことを特徴とする。
課題を解決するため、基板とマスクを対向させて支持
し、マスク上方より照明光を照射してマスクパターンを
基板上に塗布した感光剤に転写するプロキシミティ露光
方法において、照明を走査形の局所照明として照明光照
射部分のマスクと基板の間隔をギャップ計測手段で計測
し、計測値と設定値を比較してその差の量を、マスクお
よび基板の一方または両方を局所的に変形させることに
より前記間隔を局所的に所定の値に近接させて露光する
ことを特徴とする。
【００１０】本願の第２発明は、第１発明の構成に加
え、局所照明部の走査に同期してマスクと基板との相対
位置を微小に移動させながら露光することを特徴とする
露光方法を提供する。
え、局所照明部の走査に同期してマスクと基板との相対
位置を微小に移動させながら露光することを特徴とする
露光方法を提供する。
【００１１】本願の第３発明は、第１発明又は第２発明
の構成に加え、局所照明部より照射されるビームの断面
形状が走査方向に対して対称の台形であり、隣合う走査
経路の境目において照射領域の一部を重ね合わせて露光
することを特徴とする露光方法を提供する。
の構成に加え、局所照明部より照射されるビームの断面
形状が走査方向に対して対称の台形であり、隣合う走査
経路の境目において照射領域の一部を重ね合わせて露光
することを特徴とする露光方法を提供する。
【００１２】本願の第４発明は、第１発明又は第２発明
の構成に加え、局所照明部より照射される光ビームの走
査方向と垂直な方向の照度分布がビームの両端で滑らか
に減少しており、隣合う走査経路の境目において照射領
域の一部を重ね合わせて露光することを特徴とする露光
方法を提供する。
の構成に加え、局所照明部より照射される光ビームの走
査方向と垂直な方向の照度分布がビームの両端で滑らか
に減少しており、隣合う走査経路の境目において照射領
域の一部を重ね合わせて露光することを特徴とする露光
方法を提供する。
【００１３】本願の第５発明は、基板とマスクを対向さ
せて支持し、マスク上方から照明光を照射してマスクパ
ターンを基板上に露光焼き付けする露光装置において、
マスクの上方を走査し、静圧による前記マスクを局所的
に撓ませて基板に近接させるマスク変形手段を備えた局
所照明部と、局所照明部による照明光照射部分のマスク
と基板との間隔を測定するギャップ計測手段と、ギャッ
プ計測手段の計測値と設定値とに基いてマスク変形手段
をコントロールする制御手段と、を備えたことを特徴と
する。
せて支持し、マスク上方から照明光を照射してマスクパ
ターンを基板上に露光焼き付けする露光装置において、
マスクの上方を走査し、静圧による前記マスクを局所的
に撓ませて基板に近接させるマスク変形手段を備えた局
所照明部と、局所照明部による照明光照射部分のマスク
と基板との間隔を測定するギャップ計測手段と、ギャッ
プ計測手段の計測値と設定値とに基いてマスク変形手段
をコントロールする制御手段と、を備えたことを特徴と
する。
【００１４】本願の第６発明は、第５発明の構成に加
え、マスク変形手段の周囲に、負圧によりマスクを局所
的に上方へ吸い上げる吸引手段を備えたことを特徴とす
る露光装置を提供する。
え、マスク変形手段の周囲に、負圧によりマスクを局所
的に上方へ吸い上げる吸引手段を備えたことを特徴とす
る露光装置を提供する。
【００１５】本願の第７発明は、基板とマスクを対向さ
せて支持し、マスク上方から照射光を照射してマスクパ
ターンを基板上に露光焼き付けする露光装置において、
マスクの上方を走査する局所照明部と、局所照明部によ
る照明光照射部分のマスクと基板との間隔を測定するギ
ャップ計測手段と、基板を吸着保持し基板の照明光照射
部分を上下に微動させる微動手段を備えたチャックと、
ギャップ計測手段の計測値と設定値とに基いて微動手段
をコントロールする制御手段と、を備えたことを特徴と
する。
せて支持し、マスク上方から照射光を照射してマスクパ
ターンを基板上に露光焼き付けする露光装置において、
マスクの上方を走査する局所照明部と、局所照明部によ
る照明光照射部分のマスクと基板との間隔を測定するギ
ャップ計測手段と、基板を吸着保持し基板の照明光照射
部分を上下に微動させる微動手段を備えたチャックと、
ギャップ計測手段の計測値と設定値とに基いて微動手段
をコントロールする制御手段と、を備えたことを特徴と
する。
【００１６】
【作用】本願の第１発明によると、照明として局所照明
を用いるため大口径の集光レンズが不要となり、また各
走査位置においてギャップ計測手段の計測値に基いて、
マスクと基板との間隔が設定値に合致するように、マス
クおよび基板の一方または両方を局所的に変形させるの
で、全領域における前記間隔も高精度のものとすること
ができ、高解像度の露光ができる。
を用いるため大口径の集光レンズが不要となり、また各
走査位置においてギャップ計測手段の計測値に基いて、
マスクと基板との間隔が設定値に合致するように、マス
クおよび基板の一方または両方を局所的に変形させるの
で、全領域における前記間隔も高精度のものとすること
ができ、高解像度の露光ができる。
【００１７】本願の第５、第６、第７発明は、上記のよ
うに構造が簡単で高解像度の露光ができる露光装置を提
供することができる。
うに構造が簡単で高解像度の露光ができる露光装置を提
供することができる。
【００１８】本願の第２発明によると、局所照明部の走
査に同期してマスクと基板との相対位置を微小に移動さ
せながら露光することができ、マスクパターンの基板に
対する照映倍率が適切でない場合でも、その誤差を分配
することにより、マスクパターンの倍率補正を行うこと
ができる。
査に同期してマスクと基板との相対位置を微小に移動さ
せながら露光することができ、マスクパターンの基板に
対する照映倍率が適切でない場合でも、その誤差を分配
することにより、マスクパターンの倍率補正を行うこと
ができる。
【００１９】本願の第３、第４発明によると、走査形の
局所照明を用いていながら、隣合う走査経路の境目にお
いて照射エネルギーが他の部分と同じになるように照射
領域の一部を重ね合わせて露光しているので、全露光領
域で継ぎ目のない均一な露光を行うことができる。
局所照明を用いていながら、隣合う走査経路の境目にお
いて照射エネルギーが他の部分と同じになるように照射
領域の一部を重ね合わせて露光しているので、全露光領
域で継ぎ目のない均一な露光を行うことができる。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す。図２は本
実施例における局所照明のビーム形状と走査経路を示す
図である。図１において、１は架台、２は架台１に固定
されたＹ軸ガイド、３８はＹ軸ガイド２にＹ方向摺動自
在に取り付けられたＹステージ、３はＹステージ３８に
固定されたＸ軸ガイド、４はＸ軸ガイド３にＸ方向摺動
自在に取り付けられたＸステージ、５はＸステージ４に
Ｚ方向摺動自在に取り付けられた照明Ｚステージ、３０
はＸステージに固定されたサーボモータ、２９は一端が
照明Ｚステージ５に連結された他端がサーボモータ３０
に連結されたボールネジ、６は照明Ｚステージ５に固定
された局所照明部、７は一端を局所照明部６に連結され
他端を空圧源３６に連結された空圧配管、８は一端を局
所照明部６に連結された光ファイバー、１１は水銀ラン
プ、１２は水銀ランプ１１の光を集める反射鏡、２２は
局所照明部６の中に固定されたレンズ、１０はＸ軸ガイ
ド３にＸ方向摺動自在に取り付けられたセンサ用Ｘステ
ージ、９はセンサ用ステージ１０に固定されたギャップ
計測手段、１３は架台１上にＸＹ平面で摺動自在に取り
付けられたＸＹθステージ、１４はＸＹθステージ１３
上に取り付けられＺ方向に動作できるＺステージ、１５
はＺステージ１４上に固定されたチャック、２０はチャ
ック１５に吸着保持された基板、１６は一端を架台１に
固定され他端をマスクチャック１８に連結されたマスク
架台、２１はマスクチャック１８に吸着保持されたマス
ク、１７は一端がマスク架台１６に連結され他端がＸ方
向摺動自在にアライメントスコープ１９に取り付けられ
たブラケット、３７は設定器３１、コントローラ３２、
及びサーボモータドライバー３３で構成され、一端がギ
ャップ計測手段９に他端がサーボモータ３０に電気的に
接続された制御手段である。
実施例における局所照明のビーム形状と走査経路を示す
図である。図１において、１は架台、２は架台１に固定
されたＹ軸ガイド、３８はＹ軸ガイド２にＹ方向摺動自
在に取り付けられたＹステージ、３はＹステージ３８に
固定されたＸ軸ガイド、４はＸ軸ガイド３にＸ方向摺動
自在に取り付けられたＸステージ、５はＸステージ４に
Ｚ方向摺動自在に取り付けられた照明Ｚステージ、３０
はＸステージに固定されたサーボモータ、２９は一端が
照明Ｚステージ５に連結された他端がサーボモータ３０
に連結されたボールネジ、６は照明Ｚステージ５に固定
された局所照明部、７は一端を局所照明部６に連結され
他端を空圧源３６に連結された空圧配管、８は一端を局
所照明部６に連結された光ファイバー、１１は水銀ラン
プ、１２は水銀ランプ１１の光を集める反射鏡、２２は
局所照明部６の中に固定されたレンズ、１０はＸ軸ガイ
ド３にＸ方向摺動自在に取り付けられたセンサ用Ｘステ
ージ、９はセンサ用ステージ１０に固定されたギャップ
計測手段、１３は架台１上にＸＹ平面で摺動自在に取り
付けられたＸＹθステージ、１４はＸＹθステージ１３
上に取り付けられＺ方向に動作できるＺステージ、１５
はＺステージ１４上に固定されたチャック、２０はチャ
ック１５に吸着保持された基板、１６は一端を架台１に
固定され他端をマスクチャック１８に連結されたマスク
架台、２１はマスクチャック１８に吸着保持されたマス
ク、１７は一端がマスク架台１６に連結され他端がＸ方
向摺動自在にアライメントスコープ１９に取り付けられ
たブラケット、３７は設定器３１、コントローラ３２、
及びサーボモータドライバー３３で構成され、一端がギ
ャップ計測手段９に他端がサーボモータ３０に電気的に
接続された制御手段である。
【００２１】図２において、５２は局所照明走査経路、
６２はビーム形状、６１は照射ビーム境界部、５３、５
５、５７、５９はそれぞれ１行目、２行目、３行目、４
行目の始点、５４、５６、５８、６０はそれぞれ１行
目、２行目、３行目、４行目の終点である。
６２はビーム形状、６１は照射ビーム境界部、５３、５
５、５７、５９はそれぞれ１行目、２行目、３行目、４
行目の始点、５４、５６、５８、６０はそれぞれ１行
目、２行目、３行目、４行目の終点である。
【００２２】以上のように構成された露光装置について
以下その動作について説明する。まず局所照明による走
査露光について説明する。本発明の照明は、水銀ランプ
１１から発した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８
の一端へ導き他端から出射した光束を局所照明部６の中
のレンズ２２で平行光線に調整して照射するものであ
り、局所照明部６は基板２０の上に近接保持されアライ
メントスコープ１９で位置合わせされたマスク２１の上
方をＸステージ４とＹステージ３８およびそれらの不図
示の駆動手段によりＸＹ面内で自在に移動できる。そし
てこの局所照明部６から照射されるビームの断面形状６
２を図２に示すように左右対称で上辺がａ、下辺がｂの
台形としその対称軸方向（Ｘ方向）に走査して、１行目
の露光を行い、次に対称軸と直交する方向（Ｙ方向）へ
（ａ＋ｂ）／２ステップ移動させて対称軸上を先程と反
対方向へ走査して２行目の露光を行う。この時Ｙ方向へ
のステップ移動量が目標値よりΔＹずれたとすると、そ
れによって生じる照射ビーム境界部６１の照射むらは２
ΔＹ／（ｂ−ａ）と表され、台形の勾配を小さくすると
Ｙステージ３８の移動誤差による照射むらを減少でき、
継ぎ目のない均一な露光ができる。そして局所照明部６
の走査に同期してＸＹθステージ１３を走査方向と同方
向に微小に移動させながら露光することによって誤差分
配を図り、マスクパターンを倍率補正して基板２０へ転
写できる。
以下その動作について説明する。まず局所照明による走
査露光について説明する。本発明の照明は、水銀ランプ
１１から発した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８
の一端へ導き他端から出射した光束を局所照明部６の中
のレンズ２２で平行光線に調整して照射するものであ
り、局所照明部６は基板２０の上に近接保持されアライ
メントスコープ１９で位置合わせされたマスク２１の上
方をＸステージ４とＹステージ３８およびそれらの不図
示の駆動手段によりＸＹ面内で自在に移動できる。そし
てこの局所照明部６から照射されるビームの断面形状６
２を図２に示すように左右対称で上辺がａ、下辺がｂの
台形としその対称軸方向（Ｘ方向）に走査して、１行目
の露光を行い、次に対称軸と直交する方向（Ｙ方向）へ
（ａ＋ｂ）／２ステップ移動させて対称軸上を先程と反
対方向へ走査して２行目の露光を行う。この時Ｙ方向へ
のステップ移動量が目標値よりΔＹずれたとすると、そ
れによって生じる照射ビーム境界部６１の照射むらは２
ΔＹ／（ｂ−ａ）と表され、台形の勾配を小さくすると
Ｙステージ３８の移動誤差による照射むらを減少でき、
継ぎ目のない均一な露光ができる。そして局所照明部６
の走査に同期してＸＹθステージ１３を走査方向と同方
向に微小に移動させながら露光することによって誤差分
配を図り、マスクパターンを倍率補正して基板２０へ転
写できる。
【００２３】次に、マスク２１と基板２０を局所的に近
接させる方法について説明する。Ｚステージ１４を調整
して予め数十ミクロン近接させた基板２０とマスク２１
の上方へ局所照明部６をもってくると、局所照明部６の
照射ビームの出口がノズルになっており、空気配管７を
介して空圧源３６から供給される圧縮空気を噴出するの
で、マスク２１は局所的に変形させられる。ノズル出口
の圧力をＰ、ノズルの断面積をＳとするとマスク２１に
加えられる力はＰＳとなる。具体的に大きさが３６０ｍ
ｍ×４６５ｍｍで厚さが４ｍｍのマスク、断面積４ｃｍ
2 のノズルを用いると、マスク２１を数十μｍ撓ませる
のに圧力Ｐは数百ｇ／ｃｍ2 必要となる。そしてノズル
出口の圧力Ｐは、ノズル先端とマスク２１上面との距離
に依存し照明Ｚステージ５を下降させると大きくなりマ
スク２１の変形量も大きくなる。
接させる方法について説明する。Ｚステージ１４を調整
して予め数十ミクロン近接させた基板２０とマスク２１
の上方へ局所照明部６をもってくると、局所照明部６の
照射ビームの出口がノズルになっており、空気配管７を
介して空圧源３６から供給される圧縮空気を噴出するの
で、マスク２１は局所的に変形させられる。ノズル出口
の圧力をＰ、ノズルの断面積をＳとするとマスク２１に
加えられる力はＰＳとなる。具体的に大きさが３６０ｍ
ｍ×４６５ｍｍで厚さが４ｍｍのマスク、断面積４ｃｍ
2 のノズルを用いると、マスク２１を数十μｍ撓ませる
のに圧力Ｐは数百ｇ／ｃｍ2 必要となる。そしてノズル
出口の圧力Ｐは、ノズル先端とマスク２１上面との距離
に依存し照明Ｚステージ５を下降させると大きくなりマ
スク２１の変形量も大きくなる。
【００２４】一方基板２０とマスク２１の間隔はレーザ
ー反射型のギャップ計測手段９で計測し、その出力信号
はコントローラ３２内で設定器３１からの信号と比較さ
れ偏差信号がサーボドライバー３３に入力される。サー
ボドライバー３３は偏差信号に応じてサーボモータ３０
へ制御信号を送り、ボールネジ２９を介して照明Ｚステ
ージ５を駆動してマスク２１の変形量を調整し、基板２
０とマスク２１を局所的に設定した間隔に近接させるこ
とができ、この状態で露光することによって高解像度の
露光ができる。
ー反射型のギャップ計測手段９で計測し、その出力信号
はコントローラ３２内で設定器３１からの信号と比較さ
れ偏差信号がサーボドライバー３３に入力される。サー
ボドライバー３３は偏差信号に応じてサーボモータ３０
へ制御信号を送り、ボールネジ２９を介して照明Ｚステ
ージ５を駆動してマスク２１の変形量を調整し、基板２
０とマスク２１を局所的に設定した間隔に近接させるこ
とができ、この状態で露光することによって高解像度の
露光ができる。
【００２５】以上のように本実施例によれば、照射ビー
ムの断面形状６２が台形で、静圧によりマスクを撓ませ
るマスク変形手段３６、７を備えた走査型の局所照明部
６と局所照明部６による照明光照射部分のマスク２１と
基板２０の間隔を測定するギャップ計測手段９と、ギャ
ップ計測手段９の計測値と設定値を基にマスク変形手段
３６、７をコントロールする制御手段３７と、局所照明
部６の走査に同期してマスク２１と基板２０の相対位置
を移動させる微動機構１３を設け、隣合う走査経路の境
目において照射領域の一部を重ね合わせて露光すること
により、倍率補正が容易に行え、高解像度で均一な露光
ができる。
ムの断面形状６２が台形で、静圧によりマスクを撓ませ
るマスク変形手段３６、７を備えた走査型の局所照明部
６と局所照明部６による照明光照射部分のマスク２１と
基板２０の間隔を測定するギャップ計測手段９と、ギャ
ップ計測手段９の計測値と設定値を基にマスク変形手段
３６、７をコントロールする制御手段３７と、局所照明
部６の走査に同期してマスク２１と基板２０の相対位置
を移動させる微動機構１３を設け、隣合う走査経路の境
目において照射領域の一部を重ね合わせて露光すること
により、倍率補正が容易に行え、高解像度で均一な露光
ができる。
【００２６】図３は本発明の第２実施例の部分拡大図で
ある。第２実施例において第１実施例と相違する点は、
局所照明部６のノズルの周囲にポートを形成し、真空配
管２５を介して真空源３５を連結することにより吸引ポ
ートを構成していることである。そしてこの吸引ポート
でマスク２１の照明照射部分の周辺を負圧で引き上げる
ことができ、マスク２１をより局所的に変形させてマス
ク２１と基板２０をより近接させられる構成としてい
る。以上のように本実施例によれば、吸引ポートを設け
ることにより、より高解像度の露光ができる。なお第２
実施例のその他の構成は第１実施例と同一である。
ある。第２実施例において第１実施例と相違する点は、
局所照明部６のノズルの周囲にポートを形成し、真空配
管２５を介して真空源３５を連結することにより吸引ポ
ートを構成していることである。そしてこの吸引ポート
でマスク２１の照明照射部分の周辺を負圧で引き上げる
ことができ、マスク２１をより局所的に変形させてマス
ク２１と基板２０をより近接させられる構成としてい
る。以上のように本実施例によれば、吸引ポートを設け
ることにより、より高解像度の露光ができる。なお第２
実施例のその他の構成は第１実施例と同一である。
【００２７】図４は本発明の第３実施例を示している。
図５は、本実施例における局所照明部の照射ビームの断
面形状と照度分布を示す図である。第３実施例において
第１実施例と相違する点は、基板２０とマスク２１を局
所的に近接させる方法として、マスク２１を変形させる
のでなく、基板２０を変形させることにある。第１実施
例のチャック１５の代りにアルミ板やステンレス板で作
った弾性体チャック２６を用い、第１実施例のサーボモ
ータドライバー３３のかわりにピエゾドライバー３４を
用い、第１実施例のセンサ用Ｘステージ１９のかわりに
ピエゾ用Ｘステージ４０を取り付け、ピエゾアクチュエ
ータ２８の一端をローラー２７に連結し、他端をピエゾ
用Ｘステージ４０に連結し、ギャップ計測手段９および
局所照明部６をＸステージ４に固定した構成となってお
り、局所照明部６の照射ビームの断面形状７７は図５に
示すように長方形であり、照度分布は図５に７１〜７４
で示すように台形になっている。この構成により、ギャ
ップ計測手段９の出力信号を制御手段３７を介してピエ
ゾアクチュエータ２８にフィードバックすることで基板
２０とマスク２１を局所的に設定した間隔に近接させる
ことができ、この状態で露光することによって高解像度
の露光ができ、また照射ビームの照度分布を図５に７１
〜７４に示す台形にすることで、照射ビームの断面形状
を台形にするのと同様の効果が得られ、均一な露光がで
きる。
図５は、本実施例における局所照明部の照射ビームの断
面形状と照度分布を示す図である。第３実施例において
第１実施例と相違する点は、基板２０とマスク２１を局
所的に近接させる方法として、マスク２１を変形させる
のでなく、基板２０を変形させることにある。第１実施
例のチャック１５の代りにアルミ板やステンレス板で作
った弾性体チャック２６を用い、第１実施例のサーボモ
ータドライバー３３のかわりにピエゾドライバー３４を
用い、第１実施例のセンサ用Ｘステージ１９のかわりに
ピエゾ用Ｘステージ４０を取り付け、ピエゾアクチュエ
ータ２８の一端をローラー２７に連結し、他端をピエゾ
用Ｘステージ４０に連結し、ギャップ計測手段９および
局所照明部６をＸステージ４に固定した構成となってお
り、局所照明部６の照射ビームの断面形状７７は図５に
示すように長方形であり、照度分布は図５に７１〜７４
で示すように台形になっている。この構成により、ギャ
ップ計測手段９の出力信号を制御手段３７を介してピエ
ゾアクチュエータ２８にフィードバックすることで基板
２０とマスク２１を局所的に設定した間隔に近接させる
ことができ、この状態で露光することによって高解像度
の露光ができ、また照射ビームの照度分布を図５に７１
〜７４に示す台形にすることで、照射ビームの断面形状
を台形にするのと同様の効果が得られ、均一な露光がで
きる。
【００２８】以上のように本実施例によれば、走査型で
照射ビームの照度分布が台形の局所照明部６と、局所照
明部６による照明光照射部分のマスク２１と基板２０の
間隔を測定するギャップ計測手段９と、マスク２１と基
板２０の局所近接手段として基板２０を吸着保持し照明
光照射部分を上下に移動させる微動手段２８を備えたチ
ャック２６と、ギヤップ計測手段９の計測値と設定値を
基に微動手段２８をコントロールする制御手段３７と、
局所照明部６の走査に同期してマスク２１と基板２０の
相対位置を移動させる微動機構１３を設け、隣合う走査
経路の境目において照射領域の一部を重ね合わせて露光
することにより、倍率補正が容易に行え、高解像度で均
一な露光ができる。
照射ビームの照度分布が台形の局所照明部６と、局所照
明部６による照明光照射部分のマスク２１と基板２０の
間隔を測定するギャップ計測手段９と、マスク２１と基
板２０の局所近接手段として基板２０を吸着保持し照明
光照射部分を上下に移動させる微動手段２８を備えたチ
ャック２６と、ギヤップ計測手段９の計測値と設定値を
基に微動手段２８をコントロールする制御手段３７と、
局所照明部６の走査に同期してマスク２１と基板２０の
相対位置を移動させる微動機構１３を設け、隣合う走査
経路の境目において照射領域の一部を重ね合わせて露光
することにより、倍率補正が容易に行え、高解像度で均
一な露光ができる。
【００２９】なお、第１実施例において、照射ビームの
断面形状６２を、台形としたが、これを平行四辺形や六
角形でもかまわないことは言うまでもない。また第１実
施例において、ギャップ計測手段９をセンサ用Ｘステー
ジ１０に取り付けたが、図６に示すようにＸステージ４
に取り付けてもかまわない。また基板２０とマスク２１
の相対位置の移動手段としてＸＹθステージ１３を用い
たが、マスク２１側に移動手段を設けてもかまわない。
さらに第１実施例、第２実施例において、静圧Ｐを調整
する手段としてボールネジ２９を介してサーボモータ３
０で駆動される照明Ｚステージ５を設けたが、これらの
かわりに空圧源３６から供給される圧縮空気の圧力をコ
ントロールする圧力調整手段を設けても同じ効果が得ら
れることは言うまでもない。
断面形状６２を、台形としたが、これを平行四辺形や六
角形でもかまわないことは言うまでもない。また第１実
施例において、ギャップ計測手段９をセンサ用Ｘステー
ジ１０に取り付けたが、図６に示すようにＸステージ４
に取り付けてもかまわない。また基板２０とマスク２１
の相対位置の移動手段としてＸＹθステージ１３を用い
たが、マスク２１側に移動手段を設けてもかまわない。
さらに第１実施例、第２実施例において、静圧Ｐを調整
する手段としてボールネジ２９を介してサーボモータ３
０で駆動される照明Ｚステージ５を設けたが、これらの
かわりに空圧源３６から供給される圧縮空気の圧力をコ
ントロールする圧力調整手段を設けても同じ効果が得ら
れることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】本願の第１、第５、第６、第７発明によ
れば、照明として局所照明を用いるため大口径の集光レ
ンズが不要となり、またマスクと基板を近接させた状態
でギャップ計測するので露光装置の小形、低コスト化が
可能となり、しかも露光する部分のマスクと基板を局所
的に近接させ、これを順次繰返して全露光領域に及ぼさ
せるため高解像度の露光ができる。
れば、照明として局所照明を用いるため大口径の集光レ
ンズが不要となり、またマスクと基板を近接させた状態
でギャップ計測するので露光装置の小形、低コスト化が
可能となり、しかも露光する部分のマスクと基板を局所
的に近接させ、これを順次繰返して全露光領域に及ぼさ
せるため高解像度の露光ができる。
【００３１】本願の第２発明によれば、局所照明部の走
査に同期してマスクと基板の相対位置を移動させながら
露光することによって、プロキシミティ露光方法であり
ながらマスクパターンの倍率補正が可能となる。
査に同期してマスクと基板の相対位置を移動させながら
露光することによって、プロキシミティ露光方法であり
ながらマスクパターンの倍率補正が可能となる。
【００３２】本願の第３、第４発明によれば、走査形の
局所照明を用い、隣合う走査経路の境目において照射エ
ネルギーが他の部分と同じになるように局所照明光照射
領域の一部を重ね合わせて露光することにより、全露光
領域で継ぎ目の無い均一な露光ができることとなる。
局所照明を用い、隣合う走査経路の境目において照射エ
ネルギーが他の部分と同じになるように局所照明光照射
領域の一部を重ね合わせて露光することにより、全露光
領域で継ぎ目の無い均一な露光ができることとなる。
【図１】本発明の第１実施例における露光装置の断面
図。
図。
【図２】本発明の第１実施例における照射ビームの断面
形状と走査経路を示す図。
形状と走査経路を示す図。
【図３】本発明の第２実施例における露光装置の部分拡
大断面図。
大断面図。
【図４】本発明の第３実施例における露光装置の断面
図。
図。
【図５】本発明の第３実施例における照射ビームの断面
形状と照度分布を示す図。
形状と照度分布を示す図。
【図６】本発明の第１実施例におけるギャップ計測手段
の位置を変更した場合の変形例の部分拡大断面図。
の位置を変更した場合の変形例の部分拡大断面図。
【図７】従来のプロキシミティ露光装置の概略図。
６ 局所照明部 ７ 空気配管 ９ ギャップ計測手段 １３ ＸＹθステージ １４ Ｚステージ １５ チャック １８ マスクチャック ２０ 基板 ２１ マスク ２５ 真空配管 ２６ 弾性体チャック ２７ ローラー ３５ 真空源 ３６ 空圧源 ３７ 制御手段 ３８ Ｙステージ ５２ 局所照明走査経路 ６２、７７ 照射ビームの断面形状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−204547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−219735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−17247（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1905（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140186（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 G03F 9/00
Claims (7)
- 【請求項１】 基板とマスクを対向させて支持し、マス
ク上方より照明光を照射してマスクパターンを基板上に
塗布した感光剤に転写するプロキシミティ露光方法にお
いて、照明を走査形の局所照明として照明光照射部分の
マスクと基板の間隔をギャップ計測手段で計測し、計測
値と設定値を比較してその差の量を、マスクおよび基板
の一方または両方を局所的に変形させることにより前記
間隔を局所的に所定の値に近接させて露光することを特
徴とする露光方法。 - 【請求項２】 局所照明部の走査に同期してマスクと基
板との相対位置を微小に移動させながら露光することを
特徴とする請求項１記載の露光方法。 - 【請求項３】 局所照明部より照射されるビームの断面
形状が走査方向に対して対称の台形であり、隣合う走査
経路の境目において照射領域の一部を重ね合わせて露光
することを特徴とする請求項１または２記載の露光方
法。 - 【請求項４】 局所照明部より照射される光ビームの走
査方向と垂直な方向の照度分布がビームの両端で滑らか
に減少しており、隣合う走査経路の境目において照射領
域の一部を重ね合わせて露光することを特徴とする請求
項１また２記載の露光方法。 - 【請求項５】 基板とマスクを対向させて支持し、マス
ク上方から照明光を照射してマスクパターンを基板上に
露光焼き付けする露光装置において、マスクの上方を走
査し、静圧による前記マスクを局所的に撓ませて基板に
近接させるマスク変形手段を備えた局所照明部と、局所
照明部による照明光照射部分のマスクと基板との間隔を
測定するギャップ計測手段と、ギャップ計測手段の計測
値と設定値とに基いてマスク変形手段をコントロールす
る制御手段と、を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の露光装置において、マス
ク変形手段の周囲に、負圧によりマスクを局所的に上方
へ吸い上げる吸引手段を備えたことを特徴とする露光装
置。 - 【請求項７】 基板とマスクを対向させて支持し、マス
ク上方から照射光を照射してマスクパターンを基板上に
露光焼き付けする露光装置において、マスクの上方を走
査する局所照明部と、局所照明部による照明光照射部分
のマスクと基板との間隔を測定するギャップ計測手段
と、基板を吸着保持し基板の照明光照射部分を上下に微
動させる微動手段を備えたチャックと、ギャップ計測手
段の計測値と設定値とに基いて微動手段をコントロール
する制御手段と、を備えたことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6044051A JP2859809B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光方法およびその装置 |
| KR1019950005288A KR0157279B1 (ko) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | 노광방법 |
| US08/404,768 US5573877A (en) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | Exposure method and exposure apparatus |
| CN95103125A CN1120683A (zh) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | 曝光方法及其装置 |
| US08/699,787 US5737064A (en) | 1994-03-15 | 1996-08-20 | Exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6044051A JP2859809B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253675A JPH07253675A (ja) | 1995-10-03 |
| JP2859809B2 true JP2859809B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=12680821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6044051A Expired - Fee Related JP2859809B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859809B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101583436B (zh) * | 2007-01-16 | 2014-05-07 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于挠性板件和基板接触的方法和系统 |
| JP5526714B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2014-06-18 | 凸版印刷株式会社 | 基板露光装置 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP6044051A patent/JP2859809B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07253675A (ja) | 1995-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |