JP3996794B2 - 露光方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光用マスク(以下「マスク」という。)のパターンを感光材に露光する露光方法及び装置に関し、特に、半導体集積回路、液晶表示装置、フレキシブルプリント回路基板等の製造においてフォトリソグラフィ工程で用いる露光技術や、印刷製版用スキャナ装置や電子複写装置等に用いる露光技術として好適な露光方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体集積回路、液晶表示装置等の製造工程の1つであるフォトリソグラフィ工程において用いられる露光装置として、マスクのパターンを結像光学系を用いて感光材に露光する投影露光装置がある。このような露光装置に、マスクを支持するホルダと感光材を支持するステージとの間に結像光学系を配置しているものがある。
【0003】
この投影露光装置では、結像光学系として大きな寸法を有する結像装置を用いると、ホルダとステージとが大きく離されて配置されるので、ホルダとステージとを平行に保持する機構、ステージのホルダに対する位置調整機構、ホルダ又はステージを移動させる機構等に要する寸法、種々の精度及び製造費用が増大する。
【0004】
また、この投影露光装置では、光学系の空間内の上方にホルダ及び下方にステージを配置するので、光学系、ホルダ及びステージの互いの配置関係を常に考慮して装置を設計しなければならない、という不都合があった。
【0005】
上記のような不都合を解消するために、例えばマスクと感光材とをそれぞれの光入射面がほぼ同一平面になるように同一のステージに支持し、露光用光源からの光をマスクに入射させ、マスクからの透過光を結像光学系によって感光材に結像させるようにした投影露光装置がある(例えば米国特許第5,652,645号明細書)。
【0006】
後者の投影露光装置においては、例えばマスクと感光材とを結像光学系を挟んで鉛直方向に配列する場合に必要な平行度の保持、位置調整及び移動のための機構が不要になるか又は相対的に簡単になる利点や露光装置の鉛直方向に必要な空間が減少する利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、後者の投影露光装置では、例えば大きな液晶パネルを作製すべく大きなガラス基板に感光材を膜状に形成して露光する場合に、用いるマスク及び感光材に応じた寸法を有するステージが必要になり、必要な空間が増大するという問題があった。また、大きな寸法を有するステージを高速に移動させることは、ステージの重量や慣性等に依存して困難であるという不都合もあった。
【0008】
また、高い露光精度例えば深い焦点深度を得るために大きな寸法を有する結像光学系を用いる場合には、マスクと感光材とは大きく離されてステージに配置されなければならない。これを回避するために、例えば結像光学系を該結像光学系内を光が鉛直方向に進行するように露光装置内に配置すると、鉛直方向に必要な空間が増大する、マスクから感光材に至る光路長が増大する等の問題が生じる。
【0009】
本発明の目的は、マスク及び感光材を支持するために必要な空間をより小さくすることにある。
【0010】
【課題を解決する解決手段、作用及び効果】
本発明に係る露光方法は、露光用マスクのパターンを感光材に露光する方法であって、前記光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含む。
【0011】
本発明に係る露光装置は、露光用マスクのパターンを感光材に露光する装置であって、前記マスクを露光用光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、前記感光材を前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含む。
【0012】
本発明によれば、マスクからの反射光は、感光材に、マスクへの光入射方向とは異なる方向から入射するように導かれて結像される。すなわち、マスクへの光入射方向とマスクからの反射光の感光材への入射方向とは異なる。
【0013】
また、従来のように、マスクと感光材とをそれぞれの光入射面がほぼ同一平面になるように同一のステージに支持することがない。したがって、マスクからの反射光の感光材への入射方向をマスクへの光入射方向とは異なるように適宜に選択すること、例えば、マスクへの光入射方向とマスクからの反射光の感光材への入射方向とを逆にすることにより、マスク及び感光材を支持するために必要な空間が小さくなる。
【0014】
露光方法は、さらに、前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次元的に移動させる移動ステップを含むことができる。これにより、露光に係る光とマスク及び感光材とを相対的に2次元的に移動させて露光することができ、露光用の照射領域として小面積の照射領域を用いることができるので、光源装置や結像光学系が小型になる。
【0015】
前記結像ステップは、前記マスクからの反射光を前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含むことができる。これにより、露光用光源からの光の少なくとも一部をマスクに入射させると共にマスクからの反射光の進行方向を変えることができる。また、マスクへの光入射方向とハーフミラーからの反射光の感光材への入射方向とを容易に逆にすることができ、マスク及び感光材を支持するために必要な空間が小さくなる。
【0016】
前記結像ステップは、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有するプリズムによって、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えることを含んでいてもよい。これにより、小さな寸法を有する結像光学系とすることができ、露光装置全体の大きさの寸法が小さくなる。
【0017】
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含んでいてもよい。これにより、1回の露光において2つの感光材を露光することができる。
【0018】
前記結像光学装置は、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置された複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズを備えることができる。これにより、マスクへの光入射方向とハーフミラーからの反射光の感光材への入射方向とを容易に逆にすることができ、マスク及び感光材を支持するために必要な空間が小さくなる。
【0019】
前記結像光学装置は、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有し、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えるプリズムを備えていてもよい。これにより、小さな寸法を有する結像光学系とすることができ、露光装置全体の大きさの寸法が小さくなる。
【0020】
前記第1の支持部は、第2の感光材を前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように支持するようにしてもよい。これにより、1回の露光において2つの感光材を露光することができる。
【0021】
本発明に係る露光方法は、表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に前記マスクからの反射光が結像される被露光物を支持して、前記マスクと前記被露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、前記支持装置に支持された前記マスク及び前記被露光物の表面を露光用入射光が走査するように前記支持装置を移動させて露光をする露光ステップとを含む。
【0022】
また、本発明に係る露光方法は、表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に被露光物を支持して、前記マスクと前記披露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、前記支持装置に支持された前記マスクからの反射光を 、この反射光が前記披露光物に入射すべき光の光軸とがほぼ同一線上になるようにして、前記被露光物に入射させて露光をする露光ステップとを含む。
【0023】
また、本発明に係る露光方法は、表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクとこのマスクの透過光路に置かれた第1の被露光物とを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に第2の被露光物を支持して、前記マスクと前記披露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、前記支持装置に支持された前記マスクからの反射光を光軸をほぼ同一線上にして前記第2の被露光物に入射させ、同時に前記マスクの透過光を前記第1の被露光物に入射させて露光をする露光ステップとを含む。
【0024】
また、本発明に係る露光装置は、表裏面を有する支持装置と、この支持装置の前記表裏面の一方の面上に設けられ、露光用マスクを支持するためのマスク支持部と、 前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に設けられ、被露光物を支持するための被露光物支持部と、前記露光用マスクに露光用入射光を入射させる入射光学系と、光軸をほぼ同一線上にして前記マスクからの反射光を前記被露光物に結像させる結像光学系とを含む。
【0025】
前記支持装置のマスク支持部には、前記マスクの透過光路に置かれた被露光物支持部が設けられているものとすることができる。また、前記支持装置のマスク支持部及び被露光物支持部の少なくとも一方には、前記マスク及び前記被露光物の位置を調整するための位置調整装置が設けられているものとすることができる。さらに、前記マスク支持部及び前記被露光物支持部のマスク及び被露光物の支持手段が吸着手段からなるものとすることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1を参照するに、露光装置10は、マスク12と被露光物14とを支持するための支持装置16と、光源装置18とマスク12との間の光路に配置されたハーフミラー20と、ハーフミラー20と共同してほぼ長方形を形成するように該長方形の3つの内角の部分に配置された3つの反射鏡22、24、26と、反射鏡22と反射鏡24との間の光路に配置された結像レンズ28とを含む。
【0027】
以下の説明では、図1において、上下方向を「上下方向」といい、左右方向を「左右方向」といい、紙面に垂直な方向を「前後方向」といい、紙面の表から裏への方向を「前方」といい、紙面の裏から表への方向を「後方」という。
【0028】
光源装置18は、光源30と凹面鏡32とを有し、支持装置16のマスク12が支持される位置のほぼ上方に配置されている。光源30からの光の少なくとも一部は平行な光束Aとして形成される。光源30として、例えば、超高圧水銀灯を用いることができる。
【0029】
マスク12として、例えば、光透過性のガラス基材と該基材の少なくとも一方の面に所定のパターンに形成された光反射性の金属膜とを有するマスクを用いることができる。
【0030】
被露光物14として、例えば、基材と該基材に形成された感光層とを有する被露光物を用いることができる。図1においては、被露光物14はマスク12とほぼ同じ大きさの寸法を有する。
【0031】
支持装置16は、マスク12を、その金属膜側が上方を向くように上側支持部34に受け、上側支持部34に図示しない上側取り付け装置で取り外し可能に取り付けている。
【0032】
支持装置16は、また、被露光物14を、その感光層側が下方を向くように下側支持部36に受け、マスク12のほぼ下方に位置するように下側支持部36に図示しない下側取り付け装置で取り外し可能に取り付けている。
【0033】
上記のように、被露光物14をマスク12のほぼ下方に位置させるならば、例えば、支持装置16は、マスク12及び被露光物14のいずれをも支持装置16の上方側に取り付ける場合と比較して、左右方向の寸法が小さい。
【0034】
ハーフミラー20は、半透明鏡とも呼ばれ、典型的には平板状のガラス基材と該基材に蒸着で形成された金属又は誘電体の薄膜とを含み、入射光の入射方向や入射角度に応じて入射光の少なくとも一部を透過し、残りの少なくとも一部を反射する。ハーフミラー20は、マスク12にほぼ直角に入射する光束Aに対してほぼ45度をなすように、光源装置18とマスク12との間の光路に配置されている。
【0035】
ハーフミラー20は、光源30からの光の少なくとも一部を透過させてマスク12に導き、マスク12からの反射光をその進行方向が矢印Cの方向から矢印Dの方向すなわち矢印Cの方向に対してほぼ直角に変わるように反射する。
【0036】
反射鏡22、24、26は、ハーフミラー20からの反射光を、その進行方向を順次ほぼ直角に変更して、被露光物14に光束Eとして導く。
【0037】
結像レンズ28は、反射鏡22からの反射光を、マスク12のパターンが被露光物14の感光層に等倍率で転写されるように、被露光物14の感光層に結像させる(結像光の概念的な光路を点線F、G、H、I、J及びKで示す)。
【0038】
次に、露光装置10によりマスク12のパターン全面を1回で露光するいわゆる一括露光をする露光方法をについて説明する。露光に先だって、マスク12と被露光物14とを支持装置16に取り付ける。
【0039】
露光装置10の図示しない制御パネルが操作されることにより、始動信号が図示しない制御装置に出力される。始動信号を受けた制御装置は、光源装置18に発光開始信号を送る。発光開始信号を受けた光源装置18は、光源30を所定時間発光させ、発光された光を凹面鏡32で反射させて、光束Aを発生する。
【0040】
ハーフミラー20は、光束Aの少なくとも一部を透過させる。透過光は、矢印Bの方向に進み、マスク12に入射する。マスク12への入射光の少なくとも一部は、マスク12の金属膜で反射され、ほぼ矢印Cの方向に進む。ハーフミラー20は、マスク12からの反射光を、矢印Dの方向すなわち矢印Cの方向に対してほぼ直角に変えて反射鏡22に導く。
【0041】
反射鏡22は、ハーフミラー20からの反射光を、その進行方向をほぼ直角に変えて結像レンズ28に導く。結像レンズ28は、反射鏡22からの反射光を被露光物14の感光層に結像させるように反射鏡24に導く。反射鏡24は、結像レンズ28からの光を、その進行方向をほぼ直角に変えて反射鏡26に導く。反射鏡26は、反射鏡24からの反射光を被露光物14の感光層に光束Eとして導く。
【0042】
被露光物14の感光層に導かれた光は該感光層に結像され、これにより、マスク12のパターンが被露光物14の感光層に転写される。露光終了後、被露光物14は支持装置16から取り外される。その後、被露光物14の感光層の現像処理が行われる。
【0043】
マスク12に入射する光束Aと被露光物14の感光層に入射する光束Eとは、光軸がほぼ同一線上にあり、光束断面積がほぼ等しく、光入射方向が逆であるから、マスク12は該マスクに光束Aが入射するように配置され、被露光物14は該被露光物に光束Eが入射するように配置されればよい。
【0044】
上記のように、マスク12と被露光物14とを支持装置16に背中合せの様に取り付けるならば、従来の露光技術、例えばマスク及び被露光物のいずれをも支持装置の上方側に支持する露光技術の場合に生じる、マスクと被露光物との間の距離が結像レンズの大きさに依存するという問題がなく、マスク及び被露光物を支持するために必要な面積が最小限で済む。
【0045】
露光装置10による露光においては、マスク12のパターン像は、被露光物14の感光層に、左右方向に関して反転したパターン像として転写される。したがって、マスク12はこの左右反転関係を考慮して設計されなければならない。すなわち、マスク12は本来意図するパターンに対し、あえて左右反転したパターンとして作製しておく必要がある。
【0046】
露光装置10は、前記した構成に限定されるものではなく、以下のように変更することができる。
【0047】
被露光物14の下側支持部36への取り付けに関して、例えば、下側支持部36に被露光物14を吸引するための複数の吸着孔又は溝を有する吸着用支持板を用い、図示しない吸引装置で被露光物14を吸着固定するようにしてもよい。
【0048】
被露光物14のマスク12に対する位置合わせを高精度に行うために、例えばXYθテーブルのような位置調整装置を下側支持部36に取り付け、その位置調整装置に被露光物14を取り付けるようにしてもよい。
【0049】
結像レンズ28を単一のレンズとして説明したが、例えば解像度に応じて複数のレンズを用いることができる。複数のレンズとして、例えば、像の拡大倍率が1対1のテレセントリック光学系を用いることができる。
【0050】
結像レンズ28は、マスク12の反射光が被露光物14の感光層に結像するように配置されていればよい。結像レンズ28のレンズ構成を適宜に設計変更して、ハーフミラー20と被露光物14との間の光路のいずれかの位置に配置するようにしてもよい。
【0051】
結像レンズ28は、マスク12のパターンが被露光物14の感光層に拡大倍率又は縮小倍率で転写されるように、結像レンズ28の配置やレンズ構成を変更してもよい。
【0052】
光源装置18は、光束Aがマスク12にほぼ垂直に入射するように配置されていればよい。また、光源装置18を支持装置16の斜め上方や側方に配置して、光源30からの光を反射鏡や照明光学系等の導光系でマスク12にほぼ垂直に入射するように導いてもよい。
【0053】
マスク12の光透過部分(金属膜が形成されていない部分)への入射光の例えば戻り光による露光不良を防止するために、例えば光吸収部材をマスク12の光入射側とは反対の側と、上側支持部との間に置くことができる。
【0054】
マスク12として、不要な光による露光不良を防止するために例えば光吸収層が形成されたマスクを用いることができる。
【0055】
被露光物14として、導電層を有する可撓性のフィルム基板と該基板に形成された感光層とを有する被露光物を用いることもできる。フィルム基板が例えば帯状フィルムである場合には、帯状フィルムを移動する手段を用いて、帯状フィルムのマスク12のパターンが露光される位置を変更することができる。
【0056】
図2においては、図1に示す露光装置10と共通の部分については同じ符号を用いていると共に、共通部分の一部を省略している。また、図2における上下方向、左右方向、前後方向、前方及び後方も、図1における場合と同じである。
【0057】
図2を参照するに、露光装置38は、光とマスク12及び被露光物14とを相対的に2次元的に移動させて露光するいわゆる走査露光を行う装置である。
【0058】
光源装置40は、比較的小さな領域(例えば約20mmの径寸法を有する円形領域)を照射するように光束断面が形成された光源光を発生する装置である。このような光源光の照射領域として、円形状や六角形状を有する照射領域を用いることができる。
【0059】
支持装置16は、マスク12及び被露光物14を、図1に示す露光装置10と同様に支持する。支持装置16は、図示しないXY駆動装置に、該XY駆動装置と一体的に移動するように取り付けられている。支持装置16は、XY駆動装置によって、前後方向及び左右方向に移動される。
【0060】
露光装置38においては、結像レンズ42がハーフミラー20と反射鏡22との間の光路に配置され、結像レンズ44が反射鏡24と反射鏡26との間の光路に配置されている。結像レンズ42は、ハーフミラー20からの反射光を反射鏡22と反射鏡24との間の光路中の位置Pに結像させ、結像レンズ44は、反射鏡24からの反射光を、マスク12のパターンが被露光物14の感光層に等倍率で転写されるように、被露光物14の感光層に結像させる(結像光の概念的な光路を点線で示す)。
【0061】
マスク12からの反射光は、位置Pに結像された後、さらに、被露光物14の感光層に結像される。位置Pに結像された光による像は、位置Pに例えばスクリーン材を置けば、該スクリーン材に実像として映される。
【0062】
露光装置38においても、マスク12への入射光と被露光物14への入射光とは、その光軸がほぼ同一線上にあり、光入射方向が逆である。また、露光装置38を用いた露光においても、マスク12のパターン像は、被露光物14の感光層に、左右方向に関して反転したパターン像として転写される。したがって、マスク12はこの左右反転関係を考慮して設計されなければならない。すなわち、マスク12は本来意図するパターンに対し、あえて左右反転したパターンとして作製しておく必要がある。
【0063】
次に、図2及び図3を参照して、露光装置38により、光とマスク12及び被露光物14とを相対的に2次元的に移動させて露光するいわゆる走査露光をする露光方法について説明する。
【0064】
露光に先だって、マスク12と被露光物14とが支持装置16に取り付けられる。また、図3に示すように、光源光の照射領域Qが、マスク12を受ける支持装置16の上側支持部34の開始位置Sに位置するように、予め支持装置16がXY駆動装置により移動されている。
【0065】
露光においては、光源光をマスク12に照射してマスク12からの反射光を光学系によって被露光物14に導いて露光する工程と、支持装置16をXY駆動装置によってXY平面にほぼ平行に移動させる工程とが同時に行われることによって、走査露光がされる。以下に、詳しく説明する。
【0066】
露光開始信号により光源装置40は光源光を発生する。図1に示す露光装置10における露光と同様に、光源光はハーフミラー20を通ってマスク12に照射され、マスク12からの反射光は、ハーフミラー20及び反射鏡22、24、26によって被露光物14の感光層に導かれる。
【0067】
露光装置38を用いる露光においては、マスク12からの反射光は、結像レンズ42、44によって被露光物14の感光層に結像される。
【0068】
一方、XY駆動装置は、開始位置Sに位置している光源光の照射領域Qがマスク12に対して相対的に図3の矢印L1の方向に距離M1だけ移動するように、支持装置16を所定の速度で後方に距離M1だけ移動させる。
【0069】
この距離M1は、マスク12の前後方向の長さより例えば円形の照射領域Qの直径寸法の少なくとも2倍だけ長く設定されている。この支持装置16の後方への移動によって照射領域がマスク12を走査しながら達する。
【0070】
照射領域Qがマスク12を超えて上側支持部34上となる位置S1に至ると、XY駆動装置は、照射領域Qがマスク12に対して相対的に図3の矢印L2の方向にM2だけ移動するように、支持装置16を所定の速度で左方に距離M2だけ移動させる。この距離M2は、照射領域Qの大きさの寸法に応じて予め設定されている。
【0071】
さらに、XY駆動装置は、支持装置16を前方に距離M1だけ移動させ、支持装置16を左方に距離M2だけ移動させる。このとき、照射領域Qは位置S2に位置している。
【0072】
XY駆動装置は、照射領域Qが終了位置Tに至るまで、すなわち、マスク12の全面に光源光による照射が終了するまで、前記した駆動を繰り返して支持装置16を移動させる。これによって、マスク12のパターン全面が被露光物14の感光層に露光される。
【0073】
露光装置38による走査露光においては支持装置16を移動させることによって走査露光を行ったが、支持装置16を移動させる代わりに、光学系側すなわち光源装置40、ハーフミラー20、反射鏡22、24、26及び結像レンズ42、44を一体的なものとして支持装置16に対して相対的に2次元的に移動させて走査露光を行うようにしてもよい。
【0074】
図4においては、図1及び図2に示す露光装置10及び38と共通の部分については同じ符号を用いていると共に、共通部分の一部を省略している。また、図4における上下方向、左右方向、前後方向、前方及び後方も、図1及び図2における場合と同である。
【0075】
図4を参照するに、露光装置46においても、支持装置16は、マスク12及び被露光物14を、図1に示す露光装置10と同様に支持する。支持装置16は、図示しないXY駆動装置によって、前後方向及び左右方向に移動される。
【0076】
ハーフミラー20からの反射光は、反射鏡48、50により進行方向を変えられて結像レンズ52に導かれる。ハーフミラー20からの反射光は、反射鏡48及び50を通ることによって、その進行方向をほぼ直角に変えられて、結像レンズ52に至る。
【0077】
結像レンズ52は、反射鏡50からの反射光を、マスク12のパターンが被露光物14の感光層に等倍率で転写されるように、被露光物14の感光層に結像させる。
【0078】
露光装置46においては、ダハプリズム54が、結像レンズ52からの光を受け、その光を反射鏡26に導くように、結像レンズ52と反射鏡26との間の光路に配置されている。
【0079】
ダハプリズム54は、屋根形プリズムやアミシプリズム等とも呼ばれるプリズムである。ダハプリズムに関する原理や構造等は、例えば、鶴田匡夫著、「第5・光の鉛筆」(2000年3月9日発行)、株式会社新技術コミュニケーションズ発行、第474頁〜第476頁、小柳修爾著、「オプトロニクス 光技術用語辞典」(1994年1月18日第1版第1刷)、株式会社オプトロニクス社発行、第5頁左欄、辻内順平著、理工学基礎講座11「光学概論I −基礎と幾何光学−」(1989年7月10日初版第7刷)、株式会社朝倉書店発行、第60頁〜第62頁等に記載されている。
【0080】
一般に、ダハプリズムは、例えば望遠鏡において正立系として倒立像を正立像に変えるような光進路変換をし、ダハプリズムを経ない場合に形成される像の上下(又は天地)及び左右を反転させるべく、ダハプリズムへの入射光をその少なくとも一部の進路を変えて導くプリズムである。
【0081】
ダハプリズム54に代えて、例えば複数の直角プリズムからなる1つのポロプリズムを用いて、ダハプリズム54と同様の光進路変換作用を有するようにしてもよい。
【0082】
ダハプリズム54からの光は、反射鏡26により被露光物14の感光層に導かれる。
【0083】
次に、図4を参照して、露光装置46による走査露光をする露光方法について説明する。露光装置46による露光方法においても、図2に示す露光装置38よる露光方法と同様に、マスク12からの反射光を被露光物14に導いて露光する工程と、支持装置16をXY駆動装置によって移動させる工程とが同時に行われて、マスク12のパターン全面が被露光物14の感光層に露光される。
【0084】
露光装置46においては結像レンズを1つとすることができるので、露光装置46は、図2に示す露光装置38と比較して小型になる。また、露光装置46は、これに用いられる結像系が簡単になるので、結像に関する解像度や寸法精度等の光学性能を得るための光学設計が容易になる。
【0085】
図5においては、図1に示す露光装置10と共通の部分については同じ符号を用いていると共に、共通部分の一部を省略し、光束を光線で代表させて示している。また、図5における上下方向、左右方向、前後方向、前方及び後方も、図1における場合と同じである。
【0086】
図5を参照するに、露光装置56は、図1に示す露光装置10の支持装置16に代えて、1回の露光において被露光物14と共に第2の被露光物58をも露光することできるように、被露光物58を支持する支持装置60を有する。
【0087】
マスク12は、例えば、ガラス基材と該基材に所定のパターンに形成された光反射性の金属膜とを有するマスクのような透過型のマスクである。マスク12は、金属膜が形成された光反射部分(光遮蔽部分)と金属膜が形成されていない光透過部分とを含む。
【0088】
被露光物58として、例えば、基材と該基材に形成された感光層とを有する被露光物を用いることができる。図5においては、被露光物14はマスク12とほぼ同じ大きさの寸法を有する。
【0089】
支持装置60は、被露光物58を感光層側が上方を向くように上側支持部62に受け、さらに、その上方にマスク12を金属膜側が上方又は下方を向くように受け、上側支持部62に図示しない上側取り付け装置で取り外し可能に取り付けている。
【0090】
上側取り付け装置は、被露光物58への露光が密着露光いわゆるコンタクト露光である場合にはマスク12が被露光物58に置かれるように取り付ける構造、又は被露光物58への露光が近接露光いわゆるプロキシティ露光である場合にはマスク12と被露光物58とを互いに図5の上下方向に距離を有して取り付ける構造とすることができる。
【0091】
被露光物58のマスク12に対する位置合わせを高精度に行うために、上側取り付け装置にはマスク12のみを取り付けるようにし、例えばXYθテーブルのような位置調整装置を上側支持部62に取り付け、この位置調整装置に被露光物58を取り付けるようにしてもよい。
【0092】
支持装置60は、被露光物14を、図1に示す露光装置10の支持装置16と同様に支持している。
【0093】
次に、図5を参照して、露光装置56による一括露光をする露光方法について説明する。
【0094】
被露光物58の感光層は、ハーフミラー20を透過した光源光がマスク12の光透過部分を経て被露光物58の感光層に入射することによって、露光される。被露光物14の感光層は、マスク12の光反射部分からの反射光が被露光物14の感光層に導かれることによって、露光される。
【0095】
被露光物14及び58の各感光層として用いる例えばレジストに関して説明する。被露光物14の感光層への露光にはマスク12からの反射光を用い、被露光物58の感光層への露光にはマスク12の透過光を用いる。
【0096】
露光により被露光物14の感光層に転写されるパターン像と被露光物58の感光層に転写されるパターン像とは、左右方向に関して反転したパターン像になる。しかし、露光後のレジスト現像によりレジストの除去部分と非除去部分とで形成される凹凸パターンに係る反転は、例えば、被露光物14の感光層をポジ型レジスト、被露光物58の感光層をネガ型レジストとすれば、生じない。
【0097】
露光装置56は、図1に示す露光装置10と比較して、1回の露光で2つの被露光物の感光層を露光することができる利点がある。
【0098】
図5に示す支持装置60を、図2、図4に示す支持装置16に代えて用いることができる。
【0099】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る露光装置の第1の実施例を示す側面図。
【図2】 本発明に係る露光装置の第2の実施例を示す側面図。
【図3】 図2の露光装置を用いて走査露光するときの支持装置の移動を示す図。
【図4】 本発明に係る露光装置の第3の実施例を示す側面図。
【図5】 本発明に係る露光装置の第4の実施例を示す側面図。
【符号の説明】
10、38、46、56 露光装置
12 マスク
14、58 被露光物
16、60 支持装置
18、40 光源装置
20 ハーフミラー
22、24、26、48、50 反射鏡
28、42、44、52 結像レンズ
30 光源
32 凹面鏡
34、62 上側支持部
36、64 下側支持部
54 ダハプリズム
Claims (22)
- 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップと、
前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次元的に移動させる移動ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記結像ステップは、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有するプリズムによって、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップと、
前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次元的に移動させる移動ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記結像ステップは、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有するプリズムによって、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップと、
前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次元的に移動させる移動ステップとを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1 つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップと、
前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次元的に移動させる移動ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記結像ステップは、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有するプリズムによって、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えることを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光方法であって、
光源からの光の少なくとも一部を、支持装置に支持された前記マスクに入射させる入射ステップと、
前記マスクからの反射光を、該反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように、前記支持装置に支持された前記感光材に結像させるべく導く結像ステップと、
前記マスクへの入射光及び前記感光材への入射光と、前記支持装置とを、相対的に2次 元的に移動させる移動ステップとを含み、
前記結像ステップは、
前記マスクからの反射光を、前記光源と前記マスクとの間の光路に配置されたハーフミラーに通して、前記反射光の進行方向を変える方向変更ステップと、
前記方向変更ステップで進行方向を変えられた変更光を複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズに通して、その変更光の進行方向を変更すると共に前記感光材に結像させるステップとを含み、
前記結像ステップは、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有するプリズムによって、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えることを含み、
前記入射ステップは、さらに、前記マスクへの入射光の少なくとも一部を、前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように前記支持装置に支持された第2の感光材に入射させることを含む、露光方法。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光装置であって、
前記マスクを、光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、
前記感光材を、前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、
前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含み、
前記結像光学装置は、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置された複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズを備える、露光装置。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光装置であって、
前記マスクを、光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、
前記感光材を、前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、
前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含み、
前記結像光学装置は、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置された複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズを備え、
前記結像光学装置は、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有し、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えるプリズムを備える、露光装置。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光装置であって、
前記マスクを、光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、
前記感光材を、前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、
前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含み、
前記第1の支持部は、第2の感光材を前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように支持する、露光装置。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光装置であって、
前記マスクを、光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、
前記感光材を、前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、
前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含み、
前記結像光学装置は、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置された複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズを備え、
前記第1の支持部は、第2の感光材を前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように支持する、露光装置。 - 露光用マスクのパターンを感光材に露光するための露光装置であって、
前記マスクを、光源からの光の少なくとも一部を受けるように支持する第1の支持部と、
前記感光材を、前記マスクからの反射光を前記マスクへの光入射方向とは異なる方向から受けるように支持する第2の支持部とを備える支持装置と、
前記光源と前記マスクとの間の光路に配置され、前記光源からの光の少なくとも一部を通過させると共に前記マスクからの反射光の進行方向を変えるハーフミラーと、
前記ハーフミラーからの反射光を前記感光材に結像させるべく導く結像光学装置とを含み、
前記結像光学装置は、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置された複数の反射鏡及び少なくとも1つの結像レンズを備え、
前記結像光学装置は、さらに、前記ハーフミラーと前記感光材との間の光路に配置されたプリズムであって、光が入射する光入射面及び入射した光が出る光出射面を有し、前記光入射面に入射した光の少なくとも一部の進路を変えるプリズムを備え、
前記第1の支持部は、第2の感光材を前記マスクに対し該マスクへの光入射側とは反対の側に位置するように支持する、露光装置。 - 表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に前記マスクからの反射光が結像される被露光物を支持して、前記マスクと前記被露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、
前記支持装置に支持された前記マスク及び前記被露光物の表面を露光用入射光が走査するように前記支持装置を移動させて露光をする露光ステップとを含む、露光方法。 - 表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に被露光物を支持して、前記マスクと前記披露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、
前記支持装置に支持された前記マスクからの反射光を、この反射光が前記披露光物に入射すべき光の光軸とがほぼ同一線上になるようにして、前記被露光物に入射させて露光をする露光ステップとを含む、露光方法。 - 表裏面を有する支持装置の前記表裏面の一方の面上にマスクとこのマスクの透過光路に 置かれた第1の被露光物とを支持し、前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に第2の被露光物を支持して、前記マスクと前記披露光物とをそれぞれに入射する光の光軸がほぼ同一線上になるように位置合わせをする位置合わせステップと、
前記支持装置に支持された前記マスクからの反射光を光軸をほぼ同一線上にして前記第2の被露光物に入射させ、同時に前記マスクの透過光を前記第1の被露光物に入射させて露光をする露光ステップとを含む、露光方法。 - 表裏面を有する支持装置と、
この支持装置の前記表裏面の一方の面上に設けられ、露光用マスクを支持するためのマスク支持部と、
前記支持装置の前記表裏面の他方の面上に設けられ、被露光物を支持するための被露光物支持部と、
前記露光用マスクに露光用入射光を入射させる入射光学系と、
光軸をほぼ同一線上にして前記マスクからの反射光を前記被露光物に結像させる結像光学系とを含む、露光装置。 - 前記支持装置のマスク支持部には、前記マスクの透過光路に置かれた被露光物支持部が設けられている、請求項19に記載の露光装置。
- 前記支持装置のマスク支持部及び被露光物支持部の少なくとも一方には、前記マスク及び前記被露光物の位置を調整するための位置調整装置が設けられている、請求項19に記載の露光装置。
- 前記マスク支持部及び前記被露光物支持部のマスク及び被露光物の支持手段は吸着手段である、請求項19に記載の露光装置。
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