JP4582494B2 - コンタクト露光装置 - Google Patents
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フォトリソグラフィには、レジストを露光する露光装置が必要である。露光装置は、原画の像を投影光学系によって拡大又は縮小して対象物(以下、ワーク)に投影しながら露光するタイプと、原画とワークとを接近又は接触させて平行光を照射して等倍露光するタイプとに分類される。後者のうち、原画とワークとを所定の小さい隙間を持って平行に配置するものはプロキシミティタイプと呼ばれ、原画とマスクとを接触させるものはコンタクトタイプと呼ばれる。本願の発明は、コンタクトタイプの露光装置(以下、コンタクト露光装置)に関する。
図9(1)に示すように、コンタクト露光装置ではマスクMを通して平行光LをワークWに照射する。従って、現像後のワークWの断面形状は、図9(1)に示すような、本質的に深さ方向で形状変化のないものにしかならない。図9(1)ではネガ型の場合が示されているが、ポジ型であっても同様である。
このような三次元的な露光は、コンタクト露光装置では難しい。光の回折を利用して三次元的な露光を行うものもあるが、現像後のパターンの傾斜角度は、僅かに数度程度であり、要求に全く応じられない場合が多い。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、三次元的な露光が可能な実用的な露光装置を提供する技術的意義を有する。
重ね合わされたワーク及びマスクとが載置されるステージと、
露光に必要な光を発する光源と、
光源からの光を平行光にしてステージ上のワークにマスクを通して照射する光学系とを備えており、
ステージの載置面を光学系の光軸に対して垂直でなく所定角度傾いた状態とする傾斜手段がステージに設けられており、
前記傾斜手段は、ステージを支える支柱と、支柱に一端が固定され別の一端がステージの下面に連結された連結アームと、静止したステージに対して支柱及び連結アームを一体に回転させる回転駆動源とを備えており、
前記連結アームは、伸縮によりステージの載置面に平行なある方向に沿った軸の周りにステージを傾斜させるとともにステージの傾斜姿勢を変化させる手段であり、
前記回転駆動源が支柱及び連結アームを一体に回転させる際の回転軸は、光軸又は非傾斜時のステージの中心軸に一致した方向に沿って延びるものであり、したがってこの回転軸は傾斜時のステージの載置面に対しては垂直ではなく傾いたものであるという構成を有する。
まず、参考例の構成について説明する。図1は、第一の参考例の露光装置の正面概略図である。図1に示す露光装置は、重ね合わされたワークW及びマスクMとが載置されるステージ1と、露光に必要な光を発する光源2と、光源2からの光を平行光にしてステージ1上のワークWにマスクMを通して照射する光学系3とを備えている。
光学系3は、図1に示すように、光源2の発光部を覆うように設けられた楕円集光鏡31と、光を均一にするインテグレータ31と、光を折り返す平面鏡32と、光源2からの光を平行光にするコリメータ33等から構成されている。コリメータ33は、レンズではなくミラーで構成される場合もあり、フレネルレンズより成るコリメータが備えられることもある。
傾斜手段は、ステージ1の載置面に平行な第一の方向に沿った第一の軸A1の周りにステージ1を傾斜させる手段である。具体的には、傾斜手段は、第一の軸A1に沿って延びる第一駆動棒41と、第一駆動棒41を介してステージ1を所定角度回転させることで傾斜させる第一回転駆動源42とから主に構成されている。
まず、ステージ1上にワークWをセットする。即ち、ワークWにマスクMを所定の位置関係になるよう重ね合わせた上で、ステージ1上に載置する。載置位置は、光軸LAを基準とした所定の位置である。
次に、傾斜手段を再び動作させ、ステージ1を逆向きに回転させて水平に対して−θだけ傾斜させた姿勢とする。この状態で、+θの際と同じ時間だけ露光を行う。この際、図3(2)に示すように、平行光は素直に対して−θだけ斜めの角度から、マスクMの開口MOを通してワークWに入射する。
第二回転駆動源52も、第一回転駆動源42と同様に、第二駆動ギヤ56、駆動ベルト57及び第二被駆動ギヤ55を介して第二駆動棒51を回転させ、これによりステージ1を所定角度傾斜させるようになっている。
さらに、第二駆動連結具582及び第二支持連結具592も、同様に取付板581,591に固定されたそれぞれ一対のピンであり、第二の軸A2の方向に長い。第二移動機構が第二駆動系を進退させることにより第二駆動連結具582による連結とその解除が行われ、第二補助移動機構が第二支持棒53を進退させることにより、第二支持連結具592による連結とその解除が行われる。
まず、連結解除手段が、第一駆動棒41及び第一支持棒43をステージ1に連結させ、第二駆動棒51及び第二支持棒53の連結を解除する。この状態で、第一の参考例と同様に、第一回転駆動源42が動作し、ステージ1を+θだけ回転させた状態で露光を行い、その後、第一の参考例の場合と同様に、−θだけ回転させて状態で露光を行う。
具体的に説明すると、図6に示すように、傾斜手段は、ステージ1を支える支柱71と、支柱71に一端が固定され、別の一端がステージ1の下面に連結された連結アーム72と、静止したステージ1に対して支柱71及び連結アーム72を一体に回転させる回転駆動源73とから主に構成されている。
図7に示すように、伸縮機構77は、連結アーム72を構成する一方のロッド721に固定されたラック771と、連結アーム72を構成する他方のロッド722に固定されたピニオン772と、ピニオン772を回転させる伸縮用回転駆動源773とから主に構成されている。ピニオン772はラック771に噛み合っており、伸縮用回転駆動源773がピニオン772を回転させることで、連結アーム72を構成する一対のロッド721,722の位置関係が変化する。この結果、連結アーム72の全体の長さが伸縮するようになっている。このような伸縮機構77は、例えばオリエンタルモーター株式会社製のラックアンドピニオン(例えばLUSシリーズ)のように、全体がユニット化されて市販されているので、容易に入手できる。
支柱71の先端がステージ1に連結されており、その位置は不変である。従って、ステージ1は中心軸A上では高さは不変である。従って、ステージ1の傾斜軸は、平面で見た連結アーム72の長さ方向に対して垂直で、中心軸Aを通る水平な方向である。
軸用回転駆動源73が動作すると、駆動傘歯ギヤ782及び被駆動傘歯ギヤ781を介して支柱71が中心軸Aの周りに回転し、これに伴い連結アーム72も回転する。この際、連結アーム72の一端は、ガイドレール75に沿って滑動する。一方、ステージ1には不図示のストッパが設けられており、支柱71及び連結アーム72の回転にもかかわらず、静止した状態を保つようになっている。このため、ステージ1に対する連結アーム72の連結箇所も周方向に移動し、ステージ1の傾斜軸も中心軸Aの周りに回転する。
また、上記各参考例及び実施形態では、非傾斜時のステージ1の姿勢は水平であったが、本願発明は、これに限られるものではない。ステージ1は、非傾斜時に、垂直であったり、斜めであったりする場合がある。「傾斜」とは、あくまで光軸LAに対する傾斜、即ち光軸LAに対して垂直でなく斜めになることである。
尚、上記実施形態において、ステージ1の中心軸Aが光軸LAに一致していない場合もある。この場合、傾斜軸の回転は、中心軸Aの周りの回転の場合と、光軸LAの周りの回転の場合とがある。
2 光源
3 光学系
41 第一駆動棒
42 第一回転駆動源
43 第一支持棒
51 第二駆動棒
52 第二回転駆動源
53 第二支持棒
71 支柱
72 連結アーム
73 回転駆動源
Claims (1)
- 露光対象であるワークと、照射する光のパターンが形成されたマスクとを重ね合わせ、マスクを通してワークを露光するコンタクト露光装置であって、
重ね合わされたワーク及びマスクとが載置されるステージと、
露光に必要な光を発する光源と、
光源からの光を平行光にしてステージ上のワークにマスクを通して照射する光学系とを備えており、
ステージの載置面を光学系の光軸に対して垂直でなく所定角度傾いた状態とする傾斜手段がステージに設けられており、
前記傾斜手段は、ステージを支える支柱と、支柱に一端が固定され別の一端がステージの下面に連結された連結アームと、静止したステージに対して支柱及び連結アームを一体に回転させる回転駆動源とを備えており、
前記連結アームは、伸縮によりステージの載置面に平行なある方向に沿った軸の周りにステージを傾斜させるとともにステージの傾斜姿勢を変化させる手段であり、
前記回転駆動源が支柱及び連結アームを一体に回転させる際の回転軸は、光軸又は非傾斜時のステージの中心軸に一致した方向に沿って延びるものであり、したがってこの回転軸は傾斜時のステージの載置面に対しては垂直ではなく傾いたものであることを特徴とするコンタクト露光装置。
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