JP3362653B2 - Hard contact exposure equipment - Google Patents
Hard contact exposure equipmentInfo
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- JP3362653B2 JP3362653B2 JP34940197A JP34940197A JP3362653B2 JP 3362653 B2 JP3362653 B2 JP 3362653B2 JP 34940197 A JP34940197 A JP 34940197A JP 34940197 A JP34940197 A JP 34940197A JP 3362653 B2 JP3362653 B2 JP 3362653B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置やマル
チチップモジュール等のミクロサイズの加工が必要な様
々な電気部品等の製造に使用される露光装置に関し、特
に本発明は、フォトマスクとワークを密着させて露光を
行うハードコンタクト露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置等の製造に
際しては、ワークの表面にフォトレジストを塗布し、フ
ォトマスク（以下マスクという）の上面から露光光を含
む光を照射してマスクパターンをワーク上に転写する露
光工程が行われる。上記露光工程においては、投影レン
ズを介してマスクパターンをワーク上に投影する投影露
光、マスクとワークを接近させてマスクパターンをワー
クに転写するプロキシミティ露光、あるいはマスクとワ
ークを密着させてマスクパターンをワーク上に転写する
コンタクト露光が行われる。
【０００３】図３はコンタクト露光装置の構成を示す図
であり、同図は、減圧によりフォトマスク（以下マスク
Ｍという）とワークＷ間に互いに押しつけ合うような力
をかけてマスクとワークを密着させて露光を行うハード
コンタクト露光装置の構成を示しており、同図（ａ）は
上面から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。同図において、マスクステージＭＳには位置決め部
材１が設けられており、また、マスクステージＭＳに
は、図示しない光照射部からの露光光がマスクＭを介し
てワークＷに照射されるように開口部２が設けられてい
る。
【０００４】マスクパターンが形成されたマスクＭは、
上記位置決め部材１に当接させてマスクステージＭＳに
設けられた開口部２の上に載置される。マスクステージ
ＭＳの円形の開口部２の周囲には真空吸着溝３が設けら
れており、マスクＭは、図示しない真空源から真空吸着
溝３に供給される真空により、マスクステージＭＳ上に
固定・保持される。また、マスクステージＭＳには、フ
ォトマスクＭとマスクステージＭＳとワークＷとワーク
ステージＷＳと真空シール部６により形成される空間を
減圧するための管路４が設けられている。なお、マスク
Ｍは、マスクステージＭＳに載置する際に、その位置決
めが容易になるように通常四角形である。また、マスク
ステージＭＳに設けられる開口部２の形状はワークＷの
形状に合わせて作られ、ワークがウエハのように円形の
場合は同図に示すように円形となり、ワークが液晶基板
のように角形の場合は開口部２も角形となる。
【０００５】ワークステージＷＳには、ワークＷを固定
するためのワーク真空吸着用の穴５又は溝が設けられて
おり、ワークステージＷＳ上に載置されるワークＷは図
示しない真空源から真空吸着用の穴５に供給される真空
により、ワークステージＷＳ上に固定・保持される。ワ
ークステージＷＳの周囲には、例えばゴム等で形成され
たシール部材からなる真空シール部６が設けられ、マス
クＭとワークＷを密着させるために真空状態を作るのに
利用される。
【０００６】また、ワークステージＷＳは、間隙設定機
構７を介してワークステージ駆動機構８に取り付けられ
ており、ワークステージ駆動機構８はワークステージＷ
ＳをＸ方向（例えば同図の左右方向）、Ｙ方向（例えば
同図において紙面に対して垂直方向）、Ｚ方向（同図の
上下方向）を移動させるとともに、ワークステージＷＳ
をワークＷ面に垂直な軸を中心として回転（この回転を
θ方向移動という）させる。なお、ワークステージＷＳ
の形状は通常ワークＷの形状に合わせて作られ、ワーク
が円形の場合は円形となり、ワークが角形の場合は開口
部２も角形となる。
【０００７】次に図３に示すハードコンタクト露光装置
によるワークＷの露光方法について説明する。
（１）マスクＭを位置決め部材１に当接させ、マスクス
テージＭＳに載置する。ついで、真空吸着溝３に真空を
供給し、マスクＭをマスクステージＭＳに固定保持す
る。
（２）ワークステージＷＳ上にワークＷを載置し、真空
源から真空吸着用の穴５に真空を供給し、ワークＷをワ
ークステージＷＳ上に固定・保持する。
（３）ワークステージ駆動機構８によりワークステージ
ＷＳを上昇させ、ワークＷをマスクＭに接触させ、間隙
設定機構７によりマスクＭとワークＷの平行出しを行う
（マスクＭとワークＷの平行出しについては例えば特開
平７−７４０９６号公報参照）。
【０００８】（４）マスクＭとワークＷの平行出しを行
ったのちに、ワークステージＷＳを少し下降させ、マス
クＭとワークＷの間隙をアライメント間隙に設定し、図
示しないアライメント顕微鏡によりマスクＭとワークＷ
に記されたアライメントマークを検出し、両者のアライ
メントマークが一致するようにワークステージ駆動機構
８によりワークステージＷＳをＸＹθ方向に移動させ、
マスクＭとワークＷの位置合わせ（アライメント）を行
う。
【０００９】（５）アライメント終了後、ワークステー
ジＷＳを上昇させマスクＭとワークＷを接触させる。こ
こで、マスクＭとワークＷを単に接触させただけでは、
マスクＭやワークＷに反りや微小な凹凸等がある場合、
マスクＭとワークＷを全面に渡って密着させることがで
きない。このため、図４に示すように、場所によってマ
スクＭとワークＷとの間に間隙の違いが生ずる（図４で
は誇張して示されている）。このような状態で露光を行
うと、露光処理後の露光性能（現像後のパターン形状）
が、露光領域の場所によって異なることとなる。そこ
で、マスクＭとワークＷを全面に渡って密着させるた
め、以下に説明するようにマスクＭとワークＷの間に互
いに押しつけ合う様な力を加える（このようにして露光
を行うことをハードコンタクト露光という）。
【００１０】（６）ワークステージＷＳを上昇させ、マ
スクＭとワークＷを接触させると、ワークステージＷＳ
の周囲に設けられた真空シール部６がマスクステージＭ
Ｓの下面に接触し、マスクＭ、マスクステージＭＳ、ワ
ークＷ、ワークステージＷＳ、真空シール部６によりシ
ール空間が生成される。この状態でマスクステージＭＳ
に設けられた管路４に真空を供給し上記シール空間を減
圧する。
（７）シール空間が減圧されると、ワークＷはマスクＭ
に押しつけられ、図５に示すようにマスクＭとワークＷ
は全面に渡って密着する。さらに、密着度を上げるた
め、同図に示すようにワークステージＷＳのワーク真空
吸着用穴５からエアーを供給して、ワークＷを押し上げ
るような力を作用させてもよい。
（８）上記のようにマスクＭとワークＷが密着した状態
で、図示しない光照射部から露光光を含む光をマスクＭ
を介してワークＷに照射し、露光を行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体装置等の
高密度化に伴い、より高い解像度が要求されるようにな
ってきており、マスクＭとワークＷの密着度をより大き
くすることが要望されている。このためには、前記した
シール空間減圧用の圧力を低くし、マスクＭとワークＷ
とを密着させるように働く力を大きくすればよい。すな
わち、ワークステージＷＳの真空シール部６によって形
成されるシール空間の圧力を低くすればする程、ハード
コンタクト圧力（マスクＭとワークＷを互いに押しつけ
合う力）が大きくなる。通常、マスクステージＭＳの真
空吸着溝３に供給されるマスク吸着用の圧力は、マスク
ＭをマスクステージＭＳに強固に固定するため最も低い
圧力に設定されており、ハードコンタクト圧力を大きく
するには、シール空間減圧用の圧力を低くして、シール
空間減圧用の圧力をマスクステージＭＳのマスク吸着用
圧力に近づけていけばよい。
【００１２】ところで、従来の装置において、ハードコ
ンタクト圧力を大きくするため、シール空間減圧用の圧
力をマスク吸着用圧力に近づけていったところ、ついに
は、図６に示すように、ワークステージＷＳがマスクＭ
を押し上げ、マスクＭがマスクステージＭＳから浮き上
がったり外れるという問題が生じた。マスクＭが浮き上
がると、マスクとマスクステージの間にできたわずかな
隙間から大気が流入するようになり、ハードコンタクト
圧力を充分に大きくできない。なお、マスクＭがマスク
ステージＭＳから浮き上がったり、外れたりしないよう
に保持具等でマスクＭを固定することも考えられるが、
この方法は、マスクＭに強い上向きの力が加わった場合
にマスクＭが破損する可能性もあり実用的でない。
【００１３】本発明は上記した事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、マスクとワークの
密着力を大きくしても、マスクがマスクステージから浮
き上がったり外れたりすることがなく、充分なハードコ
ンタクト力を確保することができるハードコンタクト露
光装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記マスクＭがマスクス
テージＭＳから浮き上がったり外れたりする現象が起こ
る理由を種々検討した結果、本発明者らは次の知見を得
た。すなわち、上記現象が起こるのは、図５において、
マスクステージＭＳのマスクＭを保持する面Ａにおい
て、マスクＭにかかる「下向きの力」（〔マスクＭをマ
スクステージＭＳに吸着する圧力〕＋〔シール空間を減
圧することによりマスクＭに加わる下向きの力〕）より
も、「上向きの力」（シール空間を減圧することにより
マスクＭに加わる上向きの力）が大きくなるためであ
り、このような現象が起こらないようにするには、マス
クＭの面積より、上記真空シール部６によって囲まれる
面積を小さくすればよいという認識を得た。
【００１５】これは次の理由によるものと考えられる。
ハードコンタクト時に、露光装置のマスク吸着面（図５
のＡ面）に働く力は、次のように考えることができる。
図１に示すようにマスクＭの面積＝ＳＭとし、マスクス
テージＭＳの開口面積＝ＳＡとし、真空シール部６によ
って囲まれる面積＝ＳＷとする。また、マスクステージ
ＭＳのマスク吸着用真空系の圧力＝ＶＰとし、ハードコ
ンタクト圧力（シール空間減圧用真空系の圧力）＝ＶＨ
とし、これらの圧力によってマスクＭにかかる「下向き
の力」＝ＤＦとし、これらの圧力によってマスクＭにか
かる「上向きの力」＝ＵＦとする。
【００１６】これらの圧力によって、図２のようにマス
クＭがマスクステージＭＳから、ごくほんのわずか浮き
上がった状態での、マスクに働く上向きおよび下向きの
力は（１）（２）式で表される。この状態は、マスク真
空吸着系の圧力ＶＰがマスクＭとマスクステージＭＳの
接触部分の全体に及んでいるが、まだ、マスクＭとマス
クステージＭＳの接触部分とシール空間とが連通してお
らず、ＶＰ≠ＶＨである。
・下向きに働く力：
ＤＦ＝（ＳＭ−ＳＡ）・ＶＰ＋ＳＡ・ＶＨ…（１）
・上向きに働く力：
ＵＦ＝ＳＷ・ＶＨ …（２）
ここで、（ＳＭ−ＳＡ）・ＶＰはマスクＭをマスクステ
ージＭＳに吸着する力、ＳＡ・ＶＨはシール空間減圧に
よってマスクＭにかかる下向きの力、ＳＷ・ＶＨはシー
ル空間減圧によってワークステージＷＳを上昇させよう
とする力である。
【００１７】マスクＭが、更にほんのわずか浮き上がる
と、マスクＭとマスクステージＭＳの接触部分がシール
空間と更に連通し、マスクＭとマスクステージＭＳの接
触部分の圧力とシール空間圧力がほぼ同圧Ｐになると考
えられる。このときはまだ図２のような状態であって、
図６のようにマスクＭがマスクステージＭＳから浮き上
がり外れるに至っていない時である。このときは、次の
（３）（４）が成り立つ。すなわち、上記（１）（２）
式にＰを代入すると次のようになる。
・下向きに働く力：
ＤＦ＝（ＳＭ−ＳＡ）・Ｐ＋ＳＡ・Ｐ…（３）
・上向きに働く力：
ＵＦ＝ＳＷ・Ｐ …（４）
マスクＭがマスクステージＭＳから浮き上がって外れな
い状態にするためには、上記（３）式のＤＦが（４）式
のＵＦより大きければよい。すなわち、ＤＦ−ＵＦ＞０
から次の（５）式が得られる。
ＤＦ−ＵＦ＝（ＳＭ−ＳＡ）・Ｐ＋ＳＡ・Ｐ−ＳＷ・Ｐ
＝（ＳＭ−ＳＡ＋ＳＡ−ＳＷ）・Ｐ
＝（ＳＭ−ＳＷ）・Ｐ＞０ …（５）
【００１８】したがって、マスクＭの面積ＳＭよりも、
真空シール部によって囲まれる面積ＳＷが小さくなるよ
うに構成すれば、ハードコンタクトの圧力を上げても、
すなわちシール空間の圧力をマスク吸着圧力と等しくし
ても、マスクＭはマスクステージＭＳから浮き上がった
り、外れたりすることがなく、充分なハードコンタクト
圧力を確保できるものと考えられる。
【００１９】以上の点に着目し、本発明においては、フ
ォトマスクを真空吸着により保持するマスクステージ
と、マスクステージの下面に当接しゴムで形成された真
空シール部を、周辺に備えたワークステージと、から構
成され、真空シール部により形成される空間を減圧した
状態でフォトマスクを介して露光光を含む光をワークに
照射するハードコンタクト露光装置において、フォトマ
スクの面積より上記真空シール部によって囲まれる面積
を小さくした。このような構成とすることにより、マス
クとワークの密着力を大きくしても、マスクがマスクス
テージから浮き上がったり外れたりすることがなく、充
分なハードコンタクト力を確保することが可能となっ
た。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２に示した構成の
ハードコンタクト露光装置において、ワークＷがφ１０
０ｍｍのウエハであり、マスクとして１２７ｍｍ角のマ
スクを用い、ワークステージＷＳはウエハ形状に合わせ
て円形にワーク真空用吸着用穴５が設けられている場合
について本発明の実施例を説明する。上記の場合、マス
クＭの面積ＳＭは次の大きさとなる。
ＳＭ＝１２７ｍｍ×１２７ｍｍ＝１６１２９ｍｍ2
この場合ワークＷがウエハであり、円形であるので、真
空シール部６は円形に設けられる。
【００２１】そこで、前記（５）式が成り立つように、
真空シール部６によって囲まれる面積をマスクＭの面積
１６１２９ｍｍ2 以下になるように構成した。すなわ
ち、真空シール部によって囲まれる部分の直径をＤとす
ると、Ｄは次の関係を満たせばよい。
π×（Ｄ／２）2 ＜１６１２９ｍｍ2
したがって、Ｄ＜１４３ｍｍとすれば、真空シール部６
によって囲まれる面積をマスクＭの面積より小さくする
ことができる。
【００２２】なお、ワークステージＷＳはφ１００ｍｍ
のウエハを載置する必要があるので、真空シール部の直
径は１００ｍｍより大きい必要があり、この場合には、
真空シール部の直径Ｄは、１００ｍｍ＜Ｄ＜１４３ｍｍ
とする必要がある。真空シール部によって囲まれる部分
の直径を上記のように選定して、ハードコンタクト露光
装置を構成したところ、シール空間の圧力をマスク吸着
圧力と同じにしても、マスクＭがマスクステージＭＳか
ら浮き上がったり、外れたりすることがなく、充分なハ
ードコンタクト圧力を確保することができた。
【００２３】また、ハードコンタクト時、前記図３で説
明したように、ワークステージＷＳのワーク真空吸着用
穴５からエアーを供給して、ワークＷを押し上げるよう
な力を作用させ、マスクＭとワークＷの密着度を高める
方法も用いられている。上記のようにワークＷをバック
ブローすることにより、マスクＭとワークＷの密着度を
高める場合には、マスクＭに働く「上向きの力」ＵＦ
は、その分大きくなる。実際にバックブローを行ってマ
スクＭとワークＷの密着度を高めた例では、真空シール
部によって囲まれる部分の直径Ｄを１３１ｍｍに選定
し、ハードコンタクト露光装置を構成した。この場合で
も、マスクＭがマスクステージＭＳから浮き上がること
がなく、充分なハードコンタクト圧力を確保することが
できた。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、フォトマスクを真空吸着により保持するマスクステ
ージと、マスクステージの下面に当接しゴムで形成され
た真空シール部を、周辺に備えたワークステージと、か
ら構成され、真空シール部により形成される空間を減圧
した状態でフォトマスクを介して露光光を含む光をワー
クに照射するハードコンタクト露光装置において、フォ
トマスクの面積より上記真空シール部によって囲まれる
面積を小さくしたので、マスクとワークの密着力を大き
くしても、マスクがマスクステージから浮き上がったり
外れたりすることがなく、充分なハードコンタクト力を
確保することが可能となる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing various electric components that require micro-size processing such as semiconductor devices and multi-chip modules. In particular, the present invention relates to a hard contact exposure apparatus that performs exposure by bringing a photomask and a work into close contact. 2. Description of the Related Art When manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, a photoresist is applied to the surface of a work, and light including exposure light is irradiated from the upper surface of a photomask (hereinafter referred to as a mask). An exposure step of transferring a mask pattern onto a work is performed. In the above-mentioned exposure step, projection exposure in which a mask pattern is projected onto a work through a projection lens, proximity exposure in which the mask and the work are brought close to each other to transfer the mask pattern to the work, or a mask pattern in which the mask and the work are brought into close contact Is transferred to the work. FIG. 3 is a view showing the configuration of a contact exposure apparatus. In FIG. 3, a pressure is applied between a photomask (hereinafter, referred to as a mask M) and a work W by depressurization to bring the mask and the work into close contact. FIGS. 2A and 2B show a configuration of a hard contact exposure apparatus for performing exposure by exposure to light, wherein FIG. 1A is a view seen from above, and FIG. In the figure, a positioning member 1 is provided on a mask stage MS, and an opening is provided on the mask stage MS so that exposure light from a light irradiation unit (not shown) is irradiated onto a work W via a mask M. A part 2 is provided. The mask M on which the mask pattern is formed is
The mask stage MS is placed on the opening 2 provided in the mask stage MS in contact with the positioning member 1. A vacuum suction groove 3 is provided around the circular opening 2 of the mask stage MS. The mask M is fixed on the mask stage MS by a vacuum supplied to the vacuum suction groove 3 from a vacuum source (not shown). Will be retained. Further, the mask stage MS is provided with a conduit 4 for reducing the pressure formed in the space formed by the photomask M, the mask stage MS, the work W, the work stage WS, and the vacuum seal portion 6. Note that the mask M is usually rectangular so as to facilitate positioning when the mask M is mounted on the mask stage MS. Further, the shape of the opening 2 provided in the mask stage MS is made according to the shape of the work W. When the work is circular like a wafer, it becomes circular as shown in FIG. In the case of a square shape, the opening 2 also has a square shape. The work stage WS is provided with a hole 5 or a groove for vacuum suction of the work for fixing the work W, and the work W mounted on the work stage WS is vacuum-adsorbed from a vacuum source (not shown). Is fixed and held on the work stage WS by the vacuum supplied to the work hole 5. A vacuum seal section 6 made of a sealing member made of, for example, rubber is provided around the work stage WS, and is used to create a vacuum state in order to bring the mask M and the work W into close contact. The work stage WS is attached to a work stage driving mechanism 8 via a gap setting mechanism 7, and the work stage driving mechanism 8
S is moved in the X direction (for example, the horizontal direction in the figure), the Y direction (for example, the direction perpendicular to the paper surface in the figure), and the Z direction (the vertical direction in the figure).
Is rotated about an axis perpendicular to the surface of the workpiece W (this rotation is referred to as θ-direction movement). The work stage WS
Is usually made according to the shape of the work W. When the work is circular, the shape is circular, and when the work is rectangular, the opening 2 is also rectangular. Next, a method of exposing the work W by the hard contact exposure apparatus shown in FIG. 3 will be described. (1) The mask M is brought into contact with the positioning member 1 and mounted on the mask stage MS. Then, a vacuum is supplied to the vacuum suction groove 3 to fix and hold the mask M on the mask stage MS. (2) The work W is placed on the work stage WS, a vacuum is supplied from the vacuum source to the vacuum suction hole 5, and the work W is fixed and held on the work stage WS. (3) The work stage WS is raised by the work stage drive mechanism 8, the work W is brought into contact with the mask M, and the mask M and the work W are parallelized by the gap setting mechanism 7 (about the parallelization of the mask M and the work W). For example, see JP-A-7-74096). (4) After parallelizing the mask M and the work W, the work stage WS is slightly lowered to set a gap between the mask M and the work W to an alignment gap. Work W
Is detected, and the work stage WS is moved in the XYθ direction by the work stage driving mechanism 8 so that the two alignment marks coincide with each other.
The mask M and the work W are aligned (aligned). (5) After the completion of the alignment, the work stage WS is raised to bring the mask M into contact with the work W. Here, simply contacting the mask M and the work W,
When the mask M or the work W has warpage or minute irregularities,
The mask M and the work W cannot be brought into close contact over the entire surface. For this reason, as shown in FIG. 4, the gap between the mask M and the work W differs depending on the location (in FIG. 4, it is exaggerated). When exposure is performed in such a state, the exposure performance after exposure processing (pattern shape after development)
Will vary depending on the location of the exposure area. Therefore, in order to bring the mask M and the work W into close contact with each other over the entire surface, a force is applied between the mask M and the work W so as to be pressed against each other as described below. Exposure). (6) When the work stage WS is raised and the mask M is brought into contact with the work W, the work stage WS
The vacuum seal portion 6 provided around the mask stage M
A seal space is generated by the mask M, the mask stage MS, the work W, the work stage WS, and the vacuum seal unit 6 in contact with the lower surface of S. In this state, the mask stage MS
A vacuum is supplied to the pipe line 4 provided in the above to reduce the pressure in the seal space. (7) When the pressure in the seal space is reduced, the work W becomes the mask M
And the mask M and the work W are pressed as shown in FIG.
Adheres over the entire surface. Further, in order to increase the degree of adhesion, air may be supplied from the work vacuum suction hole 5 of the work stage WS to exert a force to push up the work W as shown in FIG. (8) With the mask M and the work W in close contact with each other as described above, light including exposure light is
And irradiates the work W through the substrate to perform exposure. [0011] With the recent increase in the density of semiconductor devices and the like, higher resolution is required, and the degree of adhesion between the mask M and the work W is further increased. It is desired. For this purpose, the pressure for depressurizing the seal space is reduced, and the mask M and the work W
What is necessary is just to increase the force which works so that it may adhere. That is, the lower the pressure in the seal space formed by the vacuum seal portion 6 of the work stage WS, the higher the hard contact pressure (the force pressing the mask M and the work W together). Normally, the mask suction pressure supplied to the vacuum suction groove 3 of the mask stage MS is set to the lowest pressure for firmly fixing the mask M to the mask stage MS. To increase the hard contact pressure, Then, the pressure for depressurizing the seal space may be reduced so as to approach the pressure for depressing the seal space to the pressure for adsorbing the mask of the mask stage MS. By the way, in the conventional apparatus, in order to increase the hard contact pressure, the pressure for depressurizing the seal space is brought close to the pressure for adsorbing the mask, and finally, as shown in FIG. Mask M
And the mask M rises or comes off the mask stage MS. When the mask M rises, the atmosphere flows through a slight gap formed between the mask and the mask stage, and the hard contact pressure cannot be sufficiently increased. Note that it is conceivable to fix the mask M with a holder or the like so that the mask M does not rise or come off the mask stage MS,
This method is not practical because the mask M may be damaged when a strong upward force is applied to the mask M. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent a mask from floating or coming off a mask stage even when the adhesion between a mask and a work is increased. Another object of the present invention is to provide a hard contact exposure apparatus capable of securing a sufficient hard contact force. As a result of various studies on the reason why the phenomenon that the mask M rises or comes off from the mask stage MS occurs, the present inventors have obtained the following knowledge. That is, the above phenomenon occurs in FIG.
On the surface A of the mask stage MS that holds the mask M, the “downward force” applied to the mask M ([pressure at which the mask M is attracted to the mask stage MS] + [downward force applied to the mask M by reducing the pressure in the seal space) This is because the “upward force” (upward force applied to the mask M by reducing the pressure in the seal space) is larger than the force]). It was recognized that the area enclosed by the vacuum seal portion 6 should be smaller than the area. This is considered to be due to the following reasons.
At the time of hard contact, the mask suction surface of the exposure apparatus (FIG. 5)
Can be considered as follows.
As shown in FIG. 1, the area of the mask M = SM, the opening area of the mask stage MS = SA, and the area surrounded by the vacuum seal 6 = SW. Further, the pressure of the mask suction vacuum system of the mask stage MS is set to VP, and the hard contact pressure (the pressure of the seal space depressurization vacuum system) is VH
It is assumed that “downward force” applied to the mask M by these pressures = DF, and “upward force” applied to the mask M by these pressures = UF. By these pressures, the upward and downward forces acting on the mask M when the mask M is slightly lifted from the mask stage MS as shown in FIG. 2 are expressed by the following equations (1) and (2). . In this state, although the pressure VP of the mask vacuum suction system extends over the entire contact portion between the mask M and the mask stage MS, the contact portion between the mask M and the mask stage MS and the seal space are not yet communicated. , VP ≠ VH. -Force acting downward: DF = (SM-SA)-VP + SA-VH (1)-Force acting upward: UF = SW-VH (2) where (SM-SA)-VP is the mask M The force adsorbed on the mask stage MS, SA · VH is a downward force applied to the mask M by depressurizing the seal space, and SW · VH is a force for raising the work stage WS by depressurizing the seal space. When the mask M rises a little more, the contact portion between the mask M and the mask stage MS further communicates with the seal space, and the pressure at the contact portion between the mask M and the mask stage MS and the seal space pressure are substantially the same. It is considered to be P. At this time, it is still in the state as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the mask M is not lifted off the mask stage MS. In this case, the following (3) and (4) hold. That is, the above (1) and (2)
Substituting P into the equation gives: -Force acting downward: DF = (SM-SA) -P + SA-P (3)-Force acting upward: UF = SW-P (4) The mask M is lifted from the mask stage MS so as not to come off. For this purpose, it is sufficient that the DF in the above equation (3) is larger than the UF in the equation (4). That is, DF-UF> 0
Gives the following equation (5). DF−UF = (SM−SA) · P + SA · P−SW · P = (SM−SA + SA−SW) · P = (SM−SW) · P> 0 (5) Therefore, the area of the mask M Than SM
If the area SW surrounded by the vacuum seal portion is configured to be small, even if the pressure of the hard contact is increased,
That is, even if the pressure in the seal space is equal to the mask suction pressure, it is considered that the mask M does not rise or fall off the mask stage MS, and a sufficient hard contact pressure can be secured. Focusing on the above points, in the present invention, a mask stage for holding a photomask by vacuum suction and a vacuum seal portion which is in contact with the lower surface of the mask stage and is formed of rubber are arranged around the mask stage. A hard contact exposure apparatus configured to irradiate the work with light including exposure light via a photomask in a state where the space formed by the vacuum seal portion is reduced in pressure. The area surrounded by the vacuum seal portion was reduced. With such a configuration, even when the adhesion between the mask and the work is increased, the mask does not rise or fall off the mask stage, and a sufficient hard contact force can be secured. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the hard contact exposure apparatus having the structure shown in FIGS.
An example of the present invention will be described in the case where a 0 mm wafer is used, a 127 mm square mask is used as a mask, and a work stage WS has a work vacuum suction hole 5 provided in a circular shape in accordance with the shape of the wafer. In the above case, the area SM of the mask M is as follows. SM = 127 mm × 127 mm = 16129 mm 2 In this case, since the work W is a wafer and has a circular shape, the vacuum seal portion 6 is provided in a circular shape. Then, so that the above equation (5) holds,
The area surrounded by the vacuum seal 6 was set to be 16129 mm 2 or less of the area of the mask M. That is, assuming that the diameter of the portion surrounded by the vacuum seal portion is D, D may satisfy the following relationship. π × (D / 2) 2 <16129 mm 2 Therefore, if D <143 mm, the vacuum seal portion 6
Can be smaller than the area of the mask M. The work stage WS has a diameter of 100 mm.
, The diameter of the vacuum seal portion needs to be larger than 100 mm. In this case,
The diameter D of the vacuum seal is 100 mm <D <143 mm
It is necessary to When the diameter of the portion surrounded by the vacuum seal portion was selected as described above and the hard contact exposure apparatus was configured, even if the pressure in the seal space was the same as the mask suction pressure, the mask M might float up from the mask stage MS. Thus, a sufficient hard contact pressure could be ensured without coming off. Further, at the time of hard contact, as described with reference to FIG. 3, air is supplied from the work vacuum suction hole 5 of the work stage WS to apply a force to push up the work W, thereby causing the mask M and the work M to work. A method of increasing the degree of adhesion of W is also used. When the degree of adhesion between the mask M and the work W is increased by back-blowing the work W as described above, the “upward force” UF acting on the mask M
Is larger by that amount. In an example in which the degree of adhesion between the mask M and the work W was increased by actually performing back blow, the diameter D of the portion surrounded by the vacuum seal portion was selected to be 131 mm, and a hard contact exposure apparatus was configured. Also in this case, the mask M was not lifted from the mask stage MS, and a sufficient hard contact pressure could be secured. As described above, in the present invention, a mask stage for holding a photomask by vacuum suction and a rubber contacting the lower surface of the mask stage are provided.
A hard contact exposure apparatus, comprising: a work stage provided with a vacuum seal portion around the work portion; and irradiating the work with light including exposure light via a photomask in a state where the space formed by the vacuum seal portion is decompressed. In the above, the area surrounded by the vacuum seal portion is made smaller than the area of the photomask, so that even if the adhesion between the mask and the work is increased, the mask does not rise or fall off the mask stage, and sufficient hard contact is achieved. It is possible to secure power.
【図面の簡単な説明】
【図１】ハードコンタクト時に働く力を説明する図であ
る。
【図２】マスクがほんのわずか浮き上がったときに働く
力を説明する図である。
【図３】ハードコンタクト露光装置の構成を示す図であ
る。
【図４】マスクとワークが密着していない状態を示す図
である。
【図５】真空シール部により形成される空間を減圧し、
マスクとワークを密着させた状態を示す図である。
【図６】マスクが浮き上がった状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 位置決め部材
２ 開口部
３ 真空吸着溝
４ 管路
５ ワーク真空吸着穴
６ 真空シール部
７ 間隙設定機構
８ ワークステージ駆動機構
Ｍ マスク
ＭＳ マスクステージ
Ｗ ワーク
ＷＳ ワークステージBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a force acting at the time of hard contact. FIG. 2 is a view for explaining a force acting when a mask is slightly lifted. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a hard contact exposure apparatus. FIG. 4 is a diagram showing a state where the mask and the work are not in close contact with each other. FIG. 5 decompresses a space formed by the vacuum seal portion,
It is a figure showing the state where a mask and a work were stuck together. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the mask is lifted. [Description of Signs] 1 Positioning member 2 Opening 3 Vacuum suction groove 4 Pipe line 5 Work vacuum suction hole 6 Vacuum seal 7 Gap setting mechanism 8 Work stage drive mechanism M Mask MS Mask stage W Work WS Work stage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (1)
手段が設けられ、フォトマスクを真空吸着により保持す
るマスクステージと、 マスクステージの下面に当接しゴムで形成された真空シ
ール部を、周辺に備えたワークステージと、から構成さ
れ、 ワークステージにワークを載置してフォトマスクとマス
クステージとワークとワークステージと、真空シール部
により形成される空間を減圧した状態でフォトマスクを
介して露光光を含む光をワークに照射するハードコンタ
クト露光装置であって、 フォトマスクの面積より、上記真空シール部によって囲
まれる面積を小さくしたことを特徴とするハードコンタ
クト露光装置。(57) [Claims 1] A photomask, a mask stage provided with vacuum suction means on its upper surface side, and holding the photomask by vacuum suction, and a rubber contacting the lower surface of the mask stage with rubber. A work stage provided around the formed vacuum seal portion, and the work is placed on the work stage, and the space formed by the photomask, the mask stage, the work, the work stage, and the vacuum seal portion is formed. A hard contact exposure apparatus for irradiating a workpiece with light including exposure light through a photomask in a reduced pressure, wherein an area surrounded by the vacuum seal portion is smaller than an area of the photomask. Contact exposure equipment.
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| JPH11186124A JPH11186124A (en) | 1999-07-09 |
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ID=18403508
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| JP (1) | JP3362653B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9158210B2 (en) | 2007-02-26 | 2015-10-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Work stage of exposing apparatus, exposing method and method of manufacturing a structure |
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