JP4475631B2 - プロキシミティ露光装置及びこのプロキシミティ露光装置を用いた露光方法 - Google Patents
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Description
また、水銀灯からの出力には、長波長側の出力が存在するため、照射光の照度を上げるために水銀灯を大型化すると、長波長側の出力も増加して熱の発生量も増加し、装置の温度が上昇するといった問題点があった。
YAGレーザの光源は、基本波波長1064nmの固体レーザの第3高調波であることが好ましい。
露光部材が基板へ出射させるレーザのコリメーション半角が0.5°以下であることを特徴とする。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態に係るプロキシミティ露光装置の構成図である。
このプロキシミティ露光装置は、光源に、紫外線パルスレーザを出射するエキシマレーザ1を使用し、凸レンズとシリンドリカルレンズを組み合わせることによって構成されたビーム整形レンズ2、多数のレンズ素子の集合体で構成されるフライアイレンズ3、湾曲した形状のコリメーションミラー4、及び被露光材を載置するためのXY駆動ステージ5から構成される。ここで、エキシマレーザ1は紫外線パルスレーザ発振器を、ビーム整形レンズ2及びフライアイレンズ3はレーザ均一化部材を、コリメーションミラー4は露光部材を構成する。
エキシマレーザ1から出射されるレーザの仕様は、表1に記載された条件が適用され、使用される感光材料の種類によって、適宜選択することができる。
エキシマレーザ1から出射されたパルス状のレーザは、ビーム整形レンズ2に入射し、平行なレーザに変換される。その平行なレーザは、フライアイレンズ3に入射し、均一化されたレーザとして出射さる。その均一化されたレーザは、コリメーションミラー4で反射されて平行光となり、垂直にマスク7及びXY駆動ステージ5上に露光される。
また、フライアイレンズ3の径を、水銀灯使用時と比べ、約1/10程度にコンパクト化することができる。それにより、コリメーション半角が、水銀灯使用時の2〜2.5°から0.5°以下にすることができ、解像度を高めることができる。
さらに、水銀灯使用時には、露光のON/OFFを、フライアイレンズ3に設けられたシャッターを開閉することによって行っていた。この場合、シャッターの開閉時間による影響が存在した。しかしながら、光源に、エキシマレーザ1を使用すると、レーザの発振をON/OFFすることにより、露光のON/OFFが可能となり、シャッター開閉時間による影響をなくすことができる。
この発明の実施の形態2に係るプロキシミティ露光装置を、図2に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図1の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
このプロキシミティ露光装置は、実施の形態1に係る装置において、光源に、複数のYAGレーザ10を用いたものである。8個のYAGレーザ10を並列に並べ、それぞれに光ファイバー11の一端が接続されている。光ファイバー11の他端は束ねられ、ビーム整形レンズ2にレーザを入射できるように配置されている。
YAGレーザ10は、基本波波長1064nmの固体レーザであり、第3高調波(355nm)を10Wの出力でパルスレーザを出射する。それぞれのYAGレーザ10から出射されたレーザは、光ファイバー11を介して集光され、ビーム整形レンズ2に入射される。ビーム整形レンズ2から出射された平行なレーザは、実施の形態1と同様に、フライアイレンズ3及びコリメーションミラー4を介して、XY駆動ステージ5上の基板に露光される。
前者の場合、1つ1つのパルス強度は変わらないため、露光装置内部の光学系の光損傷を防ぐことができる。一方、後者の場合は、瞬間的に高強度のパルスレーザが出射されるため、露光効果を高めることができるものの、強度が高すぎると、露光装置内部の光学系の光損傷を引き起こしてしまう可能性がある。このような場合には、露光効果を最大限に引き出すために、全てのパルスレーザの位相を一致させるのではなく、いくつかのパルスのグループをつくり、そのグループの中でパルスの位相を一致させるようにするとよい。
次に、この発明の実施の形態3に係るプロキシミティ露光装置を図3に基づいて説明する。
このプロキシミティ露光装置は、光源に、複数のYAGレーザ10と共に、水銀灯20を併用し、ビーム整形レンズ2、貫通する穴22を有する平面ミラー21、フライアイレンズ3、コリメーションミラー4、平面ミラー24、及びXY駆動ステージ5から構成される。この実施の形態では、YAGレーザ10を3個使用しているが、3個に限定されるものではなく、適宜設計が可能である。
実施の形態2と同様に、それぞれのYAGレーザ10から出射されたパルスレーザは、光ファイバー11を介して集光され、ビーム整形レンズ2に入射される。ビーム整形レンズ2から出射されたレーザは、平面ミラー21に空けられた穴22を通り、フライアイレンズ3に入射する。一方、水銀灯20には楕円ミラー23が設けられ、水銀灯20から出射された光は楕円ミラー23によって反射され、さらに平面ミラー21によって反射されてフライアイレンズ3に入射する。
フライアイレンズ3からは、均一化されたレーザが出射され、コリメーションミラー4に反射され、さらに平面ミラー24に反射されて、XY駆動ステージ5に露光される。
Claims (4)
- マスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置であって、
複数のYAGレーザと、
該複数のYAGレーザそれぞれから出射されるレーザを光ファイバーが伝送し、該光ファイバーの出力端を束ねることによって集光して出射されたレーザを平行なレーザに変換するビーム整形レンズと、
前記平行なレーザが通る穴が設けられた平面ミラーと、
水銀灯と、
前記穴を通った前記平行なレーザと、前記水銀灯から出射して前記平面ミラーに反射された光とが重畳して入射し、前記平行なレーザ及び前記光を均一化するフライアイレンズと、
前記フライアイレンズから出射されたレーザを、前記基板へ平行かつ垂直に入射させる露光部材と
から構成され、
前記複数のYAGレーザから出射される前記レーザのそれぞれの位相は互いに一致しないプロキシミティ露光装置。 - 前記YAGレーザの光源が、基本波波長1064nmの固体レーザの第3高調波であることを特徴とする請求項1に記載のプロキシミティ露光装置。
- 前記露光部材が前記基板へ出射させるレーザのコリメーション半角が0.5°以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のプロキシミティ露光装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置を用いて、マスクのパターンを基板に転写する露光方法。
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