JP7100398B1 - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、コリメート手段900の例としてはコリメーション・ミラー910などがある。以下、説明を簡便にするためコリメート手段900のことを単に「コリメーション・ミラー」又は「ミラー」ということがある
特許文献1の図1に記載された露光装置においては(図示は省略)、3つの光源3a,3b,3cが方向Bに沿って並べられ、隣り合う光源から照射された露光光の照射領域の少なくとも一部が重複(オーバーラップ)するように配置されている。そして、フォトマスクにおける透光部の基板搬送方向の長さは、照射領域の重複した部分を踏まえながら、透光部を介して露光される露光対象部分の方向の全幅に渡って露光量が等しくなるように決定されている《特許文献1の図1(a)~図1(e),[0009]~[0014]段落等参照》。
特許文献1に記載された露光装置によれば、照射領域の重複した部分の露光光の照度ムラを手当てしながらも、単一の光源がカバーする照射可能範囲よりも大きな範囲に対して露光光を照射することができる。
この露光装置は、それぞれの照射可能範囲の一部が互いにオーバーラップするような位置関係で配置された複数の光源を備える。第1側壁と該第1側壁と反対側の第2側壁とを有し、隣り合う2つの光源による照射可能範囲が互いにオーバーラップするオーバーラップ領域の内側であって、露光面からみて光源が配置された側に配置された仕切り部材を更に備える。そして、仕切り部材の第1側壁により一方の光源からの照射光が第2側壁の側へ進行するのを遮断し、仕切り部材の第2側壁により他方の光源からの照射光が第1側壁の側へ進行するのを遮断するように構成されている。
1.実施形態1に係る露光装置1の構成
(1)全体構成
図1は、実施形態1に係る露光装置1を説明するために示す図である。図1(a)は露光装置1の断面を正面側から視たときの図であり、図の右側に示した図は破線Eで囲まれた領域を拡大した要部断面図である。図1(b)は、それぞれの光源10a,10bに対応した照射可能範囲が合成されて、全体としての照射可能範囲が拡げられた様子を示す平面図である。図1(c)は、図1(a)に対応した図で、仕切り部材20付近の照射光RLa,RLbの遮断を説明するための図である。
図2は、光源10a,10bのそれぞれによる照射可能範囲RAについて説明するための図である。図2(a)は光源10a,10bからビーム状の光BL(照射光RL)が露光面68に向けて照射されるときの様子を正面から視たときの図である。図2(b)は露光面68に照射された光の照度分布を表すシミュレーション結果の一例を示す図である。なお、照射可能範囲RAについては、光源10aに対応する照射可能範囲を「照射可能範囲RAa」と表記する場合もあり、また、光源10bに対応する照射可能範囲を「照射可能範囲RAb」と表記する場合もある。
どの範囲までを照射可能範囲RAとするかは定義や装置の使い方にも依るが、「照射可能範囲RA」は光源から十分に広い平面に対して光を照射したときに、当該平面上で露光に利用可能な光(光の束)が照射される平面上の範囲をいうものとする。照射可能範囲RAは、光源がもつ能力としてのビーム角によっても変わる。ここでは、図2(b)のJ-J線でいうところの座標x1又は-x1の位置の照度と同じ照度の箇所を連続的に繋げた線(いわば等照度線)の内側の領域を仮に「照射可能範囲RA」として説明を続ける。
隣り合う2つの光源10a,10bを、図2の矢印A及び矢印Bで示すように互いに接近させると、それぞれの光源に対応した照射可能範囲RAの一部同士が互いにオーバーラップすることとなる。
仕切り部材20は、第1側壁21と該第1側壁21と反対側の第2側壁22とを有し、第1側壁21の側と第2側壁22の側との間の照射光RLa、RLbの行き来を遮断できるものからなっている。仕切り部材20はシャッター、遮光部材などと言い換えることもできる。
仕切り部材20の形状は、実施形態1の所期の作用・効果を奏するものであれば如何なる形状であってもよい。つまり、第1側壁21及び第2側壁22は平面であってもよいし、曲面であってもよいし、段差を有していてもよい。ここでは、第1側壁21及び第2側壁22が略平面となっている板状の仕切り部材20(仕切り板29)を取り上げて説明を続ける。
図3は、図1(a)の破線Fで囲まれた領域を拡大した要部断面図であり、仕切り部材20の厚さtと、ビーム状の光の入射角θ,仕切り部材20の端面23と露光面68との間隔Dとの関係を示す図である。
つまり、露光面68に垂直な仮想平面であって隣り合う2つの光源10a,10bの中心をそれぞれ含む仮想平面で仕切り部材20を切断してみたときに、仕切り部材20の厚さtは、仕切り部材20の端面23の頂部23aと光源10a又は10bとの間を結んだ仮想線71が露光面68に垂直な方向に対してなす角θと、仕切り部材20の端面23と露光面68との間隔Dと、に基づいて設定されていることが好ましい。
参考までに、θは、仕切り部材20が平板の場合には第1側壁21又は第2側壁22に対するビーム状の光BLa、BLbの入射角と概略等しくなる。
図4は、図1(a)及び図1(b)に対応した図であり、実施形態1に係る露光装置1の作用・効果について説明するための図である。図5は、図3に対応した図であり、実施形態1に係る露光装置1の作用・効果について説明するための図である。図において光源10a,10bの表示は省略している。図6は、サブ・パターン56が繰り返し配列しているマスクパターン58を用いて露光を行う場合の一例を示す図である。図6(a)はフォトマスク50の平面図、図6(b)はサブ・パターン56が露光面68に転写される様子を示す模式的な断面図、図6(c)はワーク60に露光された露光パターン59の平面図である。
そうすると、例えば、従来、単一の光源では平面視で最大500mm×600mmサイズのワークしか露光できなかったところ、500mm×1200mmサイズの大判ワークに対しても一括的に露光できるようになる。
なお、フォトマスク50が露光面68に相当程度接近しており、かつ、フォトマスク50からみた光源10a,10bまでの距離が、フォトマスク50及び露光面68の間の距離に比べて十分大きい場合には、光源10a,10bが厳密な平行光を照射しなくても(ビーム角の範囲内で放射状に広がるビーム状の光を照射することでも)、露光パターンの歪みを実用上問題ない水準で押さえ込みながら露光することができる。
しかしながら、このような領域Xactは、仕切り部材20の直下の領域に限定されるため、そのような特性をわきまえた露光計画を行えば十分に実用的な露光を実施することができる。すなわち、仕切り部材20の直下の領域のみにしか重畳的な露光の問題は生じないため、その他の大部分の領域Yについては安心して通常の露光を行うことができる。また、重畳的な露光についても、仕切り部材20の直下の領域にのみ対策を打つ又は注意を払えばよい。
すなわち、図2(b)の如く周辺付近では徐々に照度が変化していることを踏まえながら、互いの照射光をオーバーラップ(合成)させたときに合成部付近で照度ムラが起きないように、オーバーラップ領域Xにおける照度が非オーバーラップ領域Yにおける照度と同じになるようシミュレーションでオーバーラップ位置を算出する必要がある。さらにその算出結果に基づいて隣り合う光源を互いに位置合わせ(アライメント)する必要がある。この位置合わせは、マージンのないピンポイントの位置合わせであり殆ど誤差が許されないものであるため、極めて高度なアライメント技術が必要となる。
間隔Dについては、仕切り部材20の端面23がフォトマスク50に接しているときにはフォトマスク50の厚みとほぼ同じになる。間隔Dは、露光にはフォトマスク50が必ず嵌挿されるためフォトマスク50の厚みよりも小さくすることはできない。
入射角θについては、光源10a,10bのビーム角や、光源10a,10bからの距離等によって変動するが、光源のアライメントは比較的繊細かつ高度な作業となるため、一旦装置化すると入射角θは、ある程度固定化されてしまう。
以上の事情を踏まえると、仕切り部材20の厚さtは、諸々のパラメータの中でも比較的変更し易い。こうしたことから、実施形態1に係る露光装置1のように、間隔D及び入射角θに基づいて仕切り部材20の厚さtを適切に設定することで比較的簡易に露光条件の最適化を図ることができる。
また、実質的なオーバーラップ領域Xactの幅wは、仕切り部材20の厚さtと概略同じになることから、仕切り部材20の厚さtの直下のマスクパターン分だけを切り捨てパターンとしておく(マージンを取っておく)ようにフォトマスク50と仕切り部材20との関係を設定すればよく、露光計画が簡便化される。
図7は、実施形態2の仕切り部材20のバリエーションを説明するための図である。各図は各仕切り部材20を正面側から視たときの断面図である。なお、図7においては、仕切り部材20における第2側壁22側の照射光の状態が図示されているが、第1側壁21側についても同様である。
図8は、実施形態3に係る露光装置3を説明するために示す図である。図8(a)は露光装置3の断面を正面側から視たときの図である。図8(b)は仕切り部材20がフォトマスク50に接触していないときの図であり、図8(c)は仕切り部材20が仕切り部材押下手段30でフォトマスク50に向けて押下されているときの図である。
ただし、マスク50と仕切り部材20との位置関係によっては不具合が生じる可能性もある。例えば図8(b)に示すような場合では、露光面68において、マスクMK1の影、OP1の露光、マスクMK2の影、OP2の露光という順で露光パターンが反映されることが期待されるところ、実際には、実質的なオーバーラップ領域Xactにおいて図面左側からの照射光RLa及び図面右側からの照射光RLbが双方から入光するため、露光面68ではマスクMK2の影がかき消されることとなり、意図したパターンでの露光が実現できない。
さらに、露光装置3によれば、空気を排気する場合(排気ステップ)ほど時間を必要としないためサイクルタイムの短縮にも貢献できる。
図9は、実施形態4に係る露光装置4を説明するために示す図である。図9において、上述した各実施形態の説明で用いた各図と同一部分には同一符号が付されている。実施形態4に係る露光装置4は、図9に示すように、仕切り部材20における露光面68の側の端部(仕切り部材20の端面23)と露光面68との間隔Dを調整可能とする間隔調整手段40を更に備えている。
仕切り部材20の形状は、単一の光源による照度分布《例えば図2(b)に示すような照度分布》を踏まえて設計された形状としてもよい。例えば、仕切り部材を入れるべき(照射可能範囲RAを連結する境界とすべき)箇所の照度が高い部分では、端面23がフォトマスク50により接近するようにして伸延し、照度が低い部分では端面23がフォトマスク50からより離れた位置となるような形状で仕切り部材20を構成してもよい。
そのような考え方で仕切り部材20を構成することにより、仕切り部材20は、矩形の平板状ではなく、視る面によって凹状であったり凸状であったりするよう構成することができる。
Claims (2)
- 光源とワークとの間に配置されるフォトマスクで当該ワークの露光面にマスクパターンを露光する露光装置であって、
それぞれの照射可能範囲の一部が互いにオーバーラップするような位置関係で配置された複数の前記光源を備え、
第1側壁と該第1側壁と反対側の第2側壁とを有し、隣り合う2つの前記光源による前記照射可能範囲が互いにオーバーラップするオーバーラップ領域の内側であって、前記露光面からみて前記光源が配置された側に配置された仕切り部材を更に備え、
前記仕切り部材の前記第1側壁により一方の前記光源からの照射光が前記第2側壁の側へ進行するのを遮断し、前記仕切り部材の前記第2側壁により他方の前記光源からの照射光が前記第1側壁の側へ進行するのを遮断するように構成され、
前記仕切り部材における前記露光面の側の端部と前記露光面との間隔を調整可能とする間隔調整手段を更に備えたことを特徴とする露光装置。 - 請求項1に記載の露光装置において、
前記第1側壁及び前記第2側壁は、
吸光性を有する材で形成されている、
又は、散乱性を有する材で形成されている、
又は、前記第1側壁及び前記第2側壁に対し入射した照射光が反射したときに、反射した光が前記露光面から遠ざかる方向に反射するように形成されている、
ことを特徴とする露光装置。
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