JPH01175730A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は写真食刻に関するものであり、とくに大面積で
高解像力を要する工程から低解像力の工程に最適の処理
能力を提供できる露光装置に関するものである。特に最
近急速に商品化されつつある高密度から低密度の商品展
開、また高密度から低密度の工程を有するアクティブ型
ＬＣｉＤパネルの製造において生産性向上に有効である
。

従来の技術 写真食刻技術は、ある被食刻材を選択的に食刻するとき
にマスク材として作用する感光性樹脂パターンを形成す
る技術で、構成要素は感光性樹脂と感光性樹脂の塗布機
、露光機、フォトマスクおよび感光性樹脂の現像機であ
る。半導体素子に代表されるデバイスなどでは通常数回
もの各種薄膜の食刻工程が行われ、集積化の進む中で高
解像力を有する露光機は高価なため高い処理能力が必要
とされる。

第４図は従来のミラー投影系露光機の概念を示すための
１つの例の説明図であり、２１は水銀灯より放射さｎる
光束を円弧状の照明光束に形成するスリットである。２
２はスリット２１によって形成さｎた円弧状の照明光束
であり、ホトマスクの下面に焦点を結ぶ。２３はホトマ
スクであり、試料に転写されるべき金属あるいは合金に
よってバタンを有しているものである。２４は台形ミラ
ーであり、ホトマスク２３を透過した光束を凹面鏡２６
に反射する鏡面を有したものである。２６は凸面鏡であ
り、凹面鏡２６により反射したホトマスク２３のバタン
の反射像を凹面鏡２５に反射するものである。凹面鏡２
５は凸面鏡２６に反射さ几た像を台形ミラー２４に反射
するものである。

２７は試料であり、ホトマスク２３に照射された光束が
光学系の構成要素２４．２５．２６ｉ介してホトマスク
２３のバタン像がその表面にて像を結ぶ位置にある。

以上の様な構成要素からホトマスク２３のバタン像が試
料表面に円弧スリット状の光束として照射される。試料
全面を照射するため、円弧スリット状照明光束２２及び
光学系要素２４，２５゜２６は固定で、ホトマスク２３
と試料２７が同時に直線走査をする。この時、ホトマス
ク２３のバタンを試料面に転写する像の解像力を決定す
る要素の１つに前記円弧状スリット光束２２の光束幅が
ある。

第５図は円弧状スリット光束２２のスリット幅３６と解
像力を決定する許容焦点はずれ３６を決めるサジタル像
面３４とメリディオナル像面３３の非点収差３７の関係
を示すものである。スリット幅３６が大きくなればメリ
ディオナル像面３３の非点収差３７が大きくなり解像力
は低下し、スリット幅３６が小さくなればメリディオナ
ル像面３３の非点収差３７が小さくなり解像力が高くな
ることを示している。

つまり解像力を決定するのはメリディオナル像面３３と
サジタル像面３４の両者の非点収差３７を少くすること
であり、第６図の関係から解像度を決定する許容焦点け
ずｎ３５はスリット幅３６に依存することを示している
。

第６図は使用スリット幅と解像度の関係を示すものであ
り、使用スリット幅が増大すれば、解像度は低下するこ
とを示している。使用レジストとしてポジ型しジストｔ
−使用すれば１．６Ｍスリット幅で１．５μｍの解像が
可能となり、６ｆｆスリット幅で３μｍの解像となるこ
とを示している。

第７図は使用スリット幅と基板１枚当たりの露光時間を
示すものであり、スリット幅が大きくなればマスクに照
射される照度面積が比例して太きくなり、レジストを感
光させるに必要な同一の光エネルギーを得るためには露
光時間を反比例して小さく設定する必要がある。したが
ってスＩＪ　７　）幅と露光時間は反比例の関係になる
ことを示すものである。

第８図は第６図と第７図より解像度と露光時間の関係を
示す図である。この図より解像度と露光時間は反比例に
近い関係にあり、高解像度を要求する場合、露光時間が
長く必要ということを示している。実際、２μｍ程度の
解像を要する工程から４μｍ程度の解像工程では露光時
間が約１０秒から５秒と半減することが可能である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では円弧状スリット光束
２２を決定するスリット２１のスリ、ト幅が円弧面内の
照度を均一にするための調整範囲の可動しかできないた
め、同一試料の面内の解像力は固定さル、それに伴う露
光時間も一定に決まるという問題点と、別の解像力を必
要とする試料を露光する場合、スリットの交換及び照度
の均一性を所定の範囲に調整する作業が必要となる問題
点を有していた。この様な問題点は従来の半導体集積装
置の製造過程においては各層の写真食刻工程での必要と
される解像力がほぼ同程度であるという事からあまり問
題とはならなかった。しかしながら大きな試料サイズで
しかも各層を形成する工程において必要とされる解像力
が１０μｍ程度から２μｍ程度と幅があったり、微細バ
タンを必要とする品種から、比較的粗いバタン全形成す
る品種まで、同一装置を使用して、製造を行う場合、従
来の露光装置では工程中で一番必要とされる高い解像力
に設定して使用せざる全得ないため、露光時間も一番長
い設定となり、製造過程総合での露光装置の処理能力を
低下させる問題点を有していた。上記の問題点は例えば
１２インチ程度の基板サイズの透明基板を用いて数枚か
ら数十枚の液晶表示装置を形成する駆動用素子を製造す
る場合に顕著になる。

本発明はかかる点に鑑み、製造工程総合での処理能力を
高める事の可能な露光装置を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 本発明は、円弧状スリット光束の幅を可変できるスリッ
トとそれに対応した露光量を決定する直線走査の時間が
可変される機能を備えた露光装置である。

作用 本発明は前記した構成により、スリットが可変さルると
要求される解像力が決定でき、それに対する最適露光時
間が設定できるため、効率的な処理能力の向上が図れる
。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例における露光装置のスリ
ッｌｆ構成する図を示すものである。第１図において１
は光源より放射された光束を示し、２はスリットを設け
られた遮光板ステージ、３は放射された光束の必要部分
のみを透過するス’Ｊ　ブト穴で、放射された光束の形
状に対応している。

ムはスリット３のスリット幅を示している。４は同一の
遮光板ステージ２に設けられた第２のスリットを示し、
そのスリット幅Ｂは、スリット３のスリット幅ムより大
きく、例えばスリット幅人は２ＭＭ〜３ｆｆ程度に設定
され、スリット幅Ｂは６Ｈ〜８ＩＲＩＩに設定する。６
は以上のように２つのスリブ）３，４ｆ、有する遮光板
ステージ２を水平方向に移動することの可能な駆動ユニ
ットを示す。

以上の様に構成されたスリット機構を有する露光装置に
ついてその動作を説明する。

解像力を要する微細バタンを形成する工程において本露
光装置を使用する場合、スリット幅の狭い第１スリツト
３の部分に水銀灯の光束１を照射する様、駆動ユニット
６にて遮光板ステージ２を移動させる。また解像力を必
要以上に要しない粗いパタンを形成する工程においては
、スリット幅の広い第２スリツト４の部分に水銀灯の光
束１を照射する様、駆動ユニット６にて遮光板ステージ
２を移動させる。以上の様に本実施例によればスリット
幅の異なるスリット３．４を２ヶ以上有することにより
、解像力の要求される程度に応じて前述スリット全切換
え、露光時間の総合的短縮を図ることにより、処理能力
の向上を行うことができる。

第２図は本発明の第２の実施例における露光装置のスリ
ットを構成する図を示すものである。第２図において１
１は遮光板ステージで、固定スリット体１２がこの遮光
板ステージ１１に固定されている。１３は可動スリ、ト
体であり、駆動伝達棒１６に連結さｎている。駆動伝達
棒１６は固定金具１４全通して駆動モーター１６１Ｃ連
結している。第３図には第２図のＡ−ム′面の断面図を
示している。第３図において寸法Ｃは固定スリット体２
と可動スリット体３で構成されるスリット幅を示す。

尚、第２図において２個以上の駆動ポイントを有するこ
とによりスリットの各ポイントにおいて水銀灯の照度分
布に対応した照度を調整することも可能である。

前記の様に構成された第２の実施例の露光装置について
、以下その動作全説明する。

水銀灯より照射された光束を遮光板ステージ１に設けら
れた固定スリット体２と可動スリット体３により形成さ
れるスリット幅（第３図Ｃ）を駆動モーター１６によっ
て制御する。また、スリット幅の光束内の均一性は駆動
するポイントラ可動スリブ）　（ＩＩＩに１０個程度設
けることにより補正を行う。以上のように、本実施例に
おいてスリット幅の可変可能なスリット機構けることに
より、解像力の要求される程度に応じて前述スリット幅
を変化させて、そのスリット幅に応じた露光時間を設定
することにより全工程総合での処理能力を向上させるこ
とができ、かつ照度の均一性を調整可能となる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、解像力を要求され
る程度に応じてスリットの幅を変えることにより、露光
装置の露光時間が最適に設定でき、フォト工程により解
像パタンの差が２μｍ〜２０ｐｍ程度と大きい半導体装
置や、集積度の異なる品種を切換え製造する場合におい
て特に有効であり、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の露光装置の複数個の
スリットを持ったスリット幅の切換え可能な遮光板ステ
ージを示す斜視図、第２図は本発明における他の実施例
の露光装置のスリット幅を連続可変可能な遮光板ステー
ジを示す斜視図、第３図は第２図ムーム′面の断面図、
第４図はミラー投影系露光機の構成図、第６図はスリッ
ト幅と解像度を決める許容焦点ずれの関係を示す特性図
、第６図は使用スリット幅とレジストパタンの解像度の
関係を概念的に示す特性図、＠７図は使用スリット幅と
基板１枚当りの露光時間を示す特性図、第８図は解像度
と露光時間の関係を示す特性図である。 １・・・・・・放射光束、２，１１・・・・・・遮光板
ステージ、３・・・・・・第１スリツト、４・・・・・
・第２スリツト、５・・・・・・駆動ユニット、１２・
・・・・・固定スリット体、１３・・・・・・可動スリ
ット体、１６・・・・・・駆動モーター。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名憾　
　　　　　　　　　〜 憾 派 １Ａ〇− ２ノー−−スリッｂ ２２−一一門３ベスリット状ｇ、明光東２３−−−六ト
マヌク ２４−一一白形ミラー ３ノ−−一像高に ３７一−−非戸、収羞 第　５ｒｌ！Ｊ 第６図 イ史　眉　ヌソット唱 第７図 イ丈用　スリット襦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、試料のマスク合わせのための手段と、光
   シャッタと、光源からフォトマスクに照射する光束面積
   を制御できる手段とを有することを特徴とする露光装置
   。
2. （２）フォトマスクに光を照射する光学径路に２つ以上
   の光束面積を決定するスリットが与えられ、これらスリ
   ットのうちいずれかひとつを自動的に選択する事によっ
   て前記フォトマスクに照射される光束面積が制御できる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の露光装置。
3. （３）フォトマスクに光を照射する光学径路にスリット
   が与えられ、前記スリットが複数個の構成要素から構成
   されその一部が可動して自動的に遮光面積を変える事に
   よって前記フォトマスクに照射される光束面積が制御で
   きるようにした事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の露光装置。