JP4684774B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
本発明は露光装置に関し、特に半導体基板のリソグラフィ工程に使用される露光装置に関する。
フォトリソグラフィ工程に用いる露光装置として、近年、光のＯＮ／ＯＦＦ制御により露光パターンを表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＤＭＤ（Digital Micro-mirror device）などを使用した露光装置が提案されている（特許文献１）。
ここで、ＬＣＤやＤＭＤなどを使用した露光装置においては、特に露光パターンの曲線部分において、より微細に露光を行うことが求められていた。例えば、ＤＭＤは格子状に敷き詰められた矩形のミラーエレメントによって露光パターンを表示することから、露光パターンの曲線部分の縁部が凸凹になるという問題があり、これをできるだけ滑らかな曲線として露光したいという要請があった。
そこで、倍率の異なるレンズを使用して、表示した露光パターンを縮小投影することにより、露光パターンの曲線部分を微細に露光する露光装置が提案されている。
また、露光パターンの曲線部分の縁部が凸凹とならないように、露光用基板を支持するステージを水平方向に小刻みに移動させながら露光する露光装置が提案されている。
特開２００４−０１２８９９号公報
しかしながら、投影レンズを倍率の異なるレンズとする方法では、複数種類のレンズを準備する必要があり、また、その都度レンズの交換作業が必要になるため、製造コストがかかると共に製造工程が煩雑化するという問題があった。
また、露光用基板を支持するステージを移動させる方法では、露光パターンの曲線部分の縁部が凸凹とならないようにステージを小刻みに移動させる必要があり、高度な制御が必要になるという問題があった。
本発明の課題は、露光パターンを簡易に微細露光することによって曲線部分をより滑らかに露光することを可能とする露光装置を提供することにある。
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、露光装置であって、角度可変なミラーが縦横に並設され該ミラーの各々の角度を独立制御可能なＤＭＤと、前記ミラーの各々の角度を独立に制御して前記ミラーにより露光パターンを表示させる制御手段と、前記ミラーより面積の小さいピンホールが前記ミラーと対応する位置にそれぞれ形成されており、このピンホールにそれぞれの前記ミラーからの投射光の一部を通過させて、その通過光により前記露光パターンを微細に露光させるピンホールアレイと、を備えることを特徴とする。
また、請求項１記載の発明は、露光装置であって、前記ピンホールアレイは前記ＤＭＤと平行な方向に移動可能とされており、前記ピンホールアレイを所望の曲線状に移動させることによって、前記ピンホールの通過光は基板を曲線状に露光することを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、ＤＭＤが備えるミラーからの投射光の一部が、ミラーより面積の小さいピンホールを通過するため、この透過光により微細な露光を行うことが可能となる。これにより、ＤＭＤのミラーからの投射光を等倍で照射して露光する場合と比較して、露光パターンの曲線部分の縁部における凸凹が小さくなり、より滑らかな曲線として露光することが可能となる。
また、請求項１記載の発明によれば、ピンホールアレイを移動させることにより、ＤＭＤに対してピンホールの位置を相対的に移動させることができる。これにより、それぞれのピンホールを通過した投影光によって、ミラーの大きさ寸法の範囲内で所望の連続的な曲線状に露光を行うことが可能となる。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る露光装置１の概略構成図である。
図１は本発明の第１の実施形態に係る露光装置１の概略構成図である。
本実施形態の露光装置１は、光源として半導体レーザ（ＬＤ）２を備えている。また、光源としては発光ダイオード（ＬＥＤ）などを使用することも可能である。
また、半導体レーザ２から出射されるレーザ光の光路には、入射したレーザ光を拡散させるロッドレンズ３及び入射したレーザ光を平行光束として射出させるコリメータレンズ４が設けられている。
更に、本実施形態の露光装置１は、露光パターン表示手段として、半導体レーザ２から出射されるレーザ光をパターン情報に応じて変調して光学像を表示する空間光変調手段であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）５を備えている。
ＤＭＤ５は、半導体素子上に微細なミラーエレメントを格子状に敷き詰めて、１枚のパネルとして形成したものであり、それぞれのミラーが独立して傾斜角度を変えることによって、半導体レーザ２からのレーザ光の投射をＯＮ／ＯＦＦできるようになっている。本実施形態のＤＭＤ５が備えるミラーの形状はほぼ正方形であって、大きさ寸法は１３μｍ×１３μｍとされている。
また、ＤＭＤ５から投射されるレーザ光の光路には、ピンホールアレイ６が設けられている。ピンホールアレイ６はアルミ板などの板状部材によって構成され、図２に示すように、ＤＭＤ５のそれぞれのミラーとほぼ対応する位置に複数のピンホール７が形成されている。ピンホール７の形状はほぼ正方形であって、一辺の長さ寸法はＤＭＤ５が備えるミラーの１／１０程度とされている。すなわち、本実施形態のピンホール７の大きさ寸法は１．３μｍ×１．３μｍとされている。
このような構成により、ミラーで反射したレーザ光の一部は、断面形状の一辺の長さ寸法がミラーの１／１０程度のレーザ光として、それぞれ１つのピンホール７を通過するようになっている。これにより、ＤＭＤ５から投射されたレーザ光を等倍で照射する場合と比較すると、より細かい露光パターンによって露光することが可能となっている。
ピンホールアレイ６を通過したレーザ光の光路には、投影レンズ８が設けられており、ピンホールアレイ６を通過したレーザ光による光像を、露光装置１が備えるステージ９（図３参照）に支持された基板１０に結像するようになっている。
次に、図３に本実施形態の露光装置１の機能的構成を示す。
図３に示すように、本実施形態の露光装置１は制御装置１１を備えている。
制御装置１１は制御部１２を備えており、制御部１２は、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵによってこの処理プログラムを実行することにより、露光装置１の各構成部分を駆動制御するようになっている。
また、制御装置１１はキーボード又はマウスなどから構成される入力部１３を備え、ユーザにより露光パターンに関する指示入力ができるようになっている。また、制御装置１１が備える図示しない記録媒体装填部にディスクなどの記録媒体などを装填して、その記録媒体から露光パターンに関する情報を読み出すようにすることも可能である。
また、制御装置１１は、半導体メモリなどからなる記憶部１４を備えており、記憶部１４は、入力部１３から入力された露光パターンに関する情報を記録する記録領域を有している。また、記憶部１４は、例えばフラッシュメモリなどの内蔵型メモリや着脱可能なメモリカードやメモリスティックであってもよく、また、ハードディスク又はフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気記録媒体などであってもよい。
図３に示すように、制御装置１１には半導体レーザ２とＤＭＤ５とを制御するコントローラ１５及びピンホールアレイ駆動部１６が電気的に接続されている。
コントローラ１５は、半導体レーザ２をＯＮとしてＤＭＤ５にレーザ光を照射すると共に、制御部１２の指示信号に基づきＤＭＤ５のミラーの傾斜角度を制御するようになっている。これにより、所定の露光パターンに対応するミラーの光の投射をＯＮとして、様々な露光パターンを表示することが可能となっている。
ピンホールアレイ駆動部１６は、ピンホールアレイ６を基板１０と平行な方向に移動させることによって、ピンホールアレイ６を通過したレーザ光を、ＤＭＤ５が備えるミラーの大きさ寸法の範囲内でそれぞれ移動させて、所望の曲線となるように露光することができるようになっている。
次に、本実施形態に係る露光装置１の作用について説明する。
制御装置１１の記憶部１４は、ユーザが予め入力部１３で入力した露光パターン又は入力部１３で記録媒体から読み出された露光パターンを記憶する。
また、ユーザは、基板１０を露光装置１のステージ９に支持させる。
露光が開始されると、制御部１２は入力部１３からの指示信号などに基づき、記憶部１４から目的に応じた所定の露光パターンを読み出す。そして、読み出した露光パターンをコントローラ１５に送信する。
続いて、コントローラ１５は、半導体レーザ２からレーザ光を出射させる。半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、ロッドレンズ３により拡散され、コリメータレンズ４により平行光束とされた上で、ＤＭＤ５が備えるミラーに照射される。
ＤＭＤ５のミラーにレーザ光が照射されると、コントローラ１５は所定の露光パターンに従ってＤＭＤ５のミラーの傾斜角度を変える。すなわち、格子状に敷き詰められたミラーのうち、基板１０の露光部分に対応するミラーの光の投射がＯＮとなるように、ミラーの傾斜角度を制御する。こうしてＤＭＤ５において露光パターンが表示されると、ＤＭＤ５のそれぞれのミラーで反射したレーザ光はピンホールアレイ６に入射する。
ピンホールアレイ６に入射したレーザ光の一部は、断面形状の一辺の長さ寸法がミラーの１／１０程度のレーザ光として、それぞれ１つのピンホール７を通過する。これにより、ＤＭＤ５から投射されたレーザ光を等倍で照射する場合と比較すると、より細かい露光パターンによって露光することが可能となる。
この際、ピンホールアレイ駆動部１６は、ピンホールアレイ６を基板１０と平行な方向に移動させることによって、ピンホールアレイ６を通過したレーザ光をＤＭＤ５が備えるミラーの大きさ寸法の範囲内でそれぞれ移動させて、所望の曲線となるように露光する。
そして、ピンホールアレイ６を通過したレーザ光は投影レンズ８に入射し、投影レンズ８は入射したレーザ光をステージ９に支持された基板１０に結像する。
以上のように、本実施形態に係る露光装置１によれば、ＤＭＤ５が備えるミラーで反射したレーザ光の一部が、ミラーより面積の小さいピンホールを通過するため、この通過光によってより微細な露光を行うことが可能となる。これにより、ＤＭＤ５のミラーからの投射光を等倍で照射して露光する場合と比較して、露光パターンの曲線部分の縁部における凸凹が小さくなり、より滑らかな曲線として露光することが可能となる。
また、ピンホールアレイ６を移動させることにより、ＤＭＤ５に対してピンホールの位置を相対的に移動させることができる。これにより、それぞれのピンホールを通過した投影光によって、ミラーの大きさ寸法の範囲内で所望の連続的な曲線状に露光を行うことが可能となる。
以上詳細に説明したように本発明の露光装置によれば、露光パターンを簡易に微細露光することにより、曲線部分をより滑らかに露光することが可能な露光装置を提供することができる。
１ 露光装置
２ 半導体レーザ
３ ロッドレンズ
４ コリメータレンズ
５ ＤＭＤ
６ ピンホールアレイ
７ ピンホール
８ 投影レンズ
９ ステージ
１０ 基板
１１ 制御装置
１２ 制御部
１３ 入力部
１４ 記憶部
１５ コントローラ
１６ ピンホールアレイ駆動部
２ 半導体レーザ
３ ロッドレンズ
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５ ＤＭＤ
６ ピンホールアレイ
７ ピンホール
８ 投影レンズ
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１１ 制御装置
１２ 制御部
１３ 入力部
１４ 記憶部
１５ コントローラ
１６ ピンホールアレイ駆動部
Claims (1)
- 角度可変なミラーが縦横に並設され該ミラーの各々の角度を独立制御可能なＤＭＤと、前記ミラーの各々の角度を独立に制御して前記ミラーにより露光パターンを表示させる制御手段と、前記ミラーより面積の小さいピンホールが前記ミラーと対応する位置にそれぞれ形成されており、このピンホールにそれぞれの前記ミラーからの投射光の一部を通過させて、その通過光により前記露光パターンを微細に露光させるピンホールアレイと、を備える露光装置であって、前記ピンホールアレイは前記ＤＭＤと平行な方向に移動可能とされており、前記ピンホールアレイを所望の曲線状に移動させることによって、前記ピンホールの通過光は基板を曲線状に露光することを特徴とする露光装置。
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