JPH0349213A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、マスク上に形成されたパターンを凹面鏡や凸
面鏡等の光学系部材を用いて基板に転写する露光装置に
係わり、特に、露光面積の拡大。

高解像度、高スルーブツトを得ることのできる露光装置
に関する。

（従来の技術） 凹面鏡、凸面鏡等の反射光学系を用いて、マスク上の所
定のパターンを基板に転写する露光装置は、例えば第５
図のように構成されている。すなわち、水銀ランプ（＾
）から出力される光を多数の平面鏡や凹面鏡等の光学系
（Ｂ）を用いて円弧状断面を有する光に変換する。そし
て、この円弧状断面を有した光をキャリア（Ｃ）上に取
付けられたマスク（Ｄ）に照射して、このマスク（Ｄ）
を透過した光を台形ミラー（Ｅ）で反射させ、その反射
光を凹面鏡（Ｐ）及び凸面鏡（Ｇ）で再反射させる。四
面ｊｌ！！　（Ｐ）で再反射された光を台形ミラー（Ｅ
）で再度下方向に反射させ、この反射光の光路にキャリ
ア（ＩＩ）に載置された基板（１）を介在させる。なお
、キャリア（Ｃ）　、　（Ｈ）は、図示しない機構にて
一体構成され、光軸に直交する面内に図示しない移動機
構にて移動自在に支持されている。なお、マスク（Ｄ）
の手前には、対物レンズ（」）が挿入退出自在に設けら
れ、マスク（Ｄ）に描かれたパターンを複数の反射ｍ（
Ｋ）、（Ｌ）を介して接眼レンズ（Ｍ）にて操作員が必
要に応じて確認できる構造となっている。

このような構造の露光装置においては、マスク（Ｄ）に
形成されたパターン（Ｎ）には円弧状断面を有する光が
照射され、その光が基板（１）に照射されるので、基！
＆（１）には円弧状のパターンが投影される。したがっ
て、キャ゛リア（Ｃ）　、　（ＩＩ）を水平にかつ一方
向に直線的に移動させると、マスク（Ｄ）に描かれた２
次元パターン（０）が基板（１）上に順次転写されてい
く。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来の露光装置は、下記のような欠
点を有している。すなわち、■水銀ランプ（Ａ）から拡
がる光束を円弧状に成形するための多数の光学系（Ｂ）
が必要となるため、装置が複雑化・大型化する。■照明
光学系で使用される円弧スリットが、照明光束の一部を
カットするため露光パワーが低下し、スループットの低
下を招く。

■解像度を上げるためには、円弧スリット幅を小さくす
る必要があるが、これは■の理由でますますスルーブツ
トの低下を助長する。■露光面積が拡大した場合、照明
光学系が複雑なため、大型化が困難である。また、水銀
ランプ（＾）の出力は限られているため、露光量不足を
まねき、スループブトが低下する。

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、比較的
簡易な構成で、露光面積の拡大、高解像度。

高スルーブツト等を賞現することができる露光装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） マスクパターンの投影露光装置において、露光用の光束
としてレーザ光束を用い、このレーザ光束をポリゴンミ
ラー、ガルバノメータ等の走査光学系を用いてマスク上
に走査するようにして、大露光面積高解像度及び高スル
ーブツトを達成するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例の露光装置を示してい
る。この露光装置は、露光光束（Ｌ）を発生させかつ矢
印（２）方向（Ｚ方向）に照射する露ｆ３ン 光光束照射部（３）と、この露光光束照射■からの光束
（１）を受光する位置に設けられ且つパターンが形成さ
れたマスク（４）及び二のマスク（４）のパターンが転
写される単結晶シリコン製、の基板（５）を矢印十Ｙ、
−Ｙ方向に移動自在に保持する位置決め保持部（６）と
、この位置決め保持部（６）に保持されたマスク（４）
を通過・回折した光束（７）を集光して基板（５）上に
集束させる転写光学系（８）とからなっている。しかし
て、露光光束照射部（３）は、露光光源となる例えばＨ
ｅ−Ｎｅレーザなどのレーザ発振器（９）と、このレー
ザ発振器（９）の出光源に設けられレーザ発振器（９）
からＺ方向に発振されたレーザ光（ｌＯ）を均一化しレ
ーザ（１１）に成形するとともに１点に集光させるビー
ム成形光学系（１２）と、このビーム成形光学系（１２
）からのレーザ光束（１１）の集光位置に設けられレー
ザ光束（１１）を入射して一定の角度θの範囲内で繰返
し走査するポリゴンミラー（１３）と、このポリゴンミ
ラー（１３）からの走査レーザ光束（１４）を入射して
平行光である光束（１）に変換し位置決め保持部（６）
に保持されているマスク（４）の板面（Ｘ−Ｙ面上に設
けられている。）に対して垂直となるＺ方向に照射する
とともにポリゴンミラー（１３）の矢印（１５）方向の
回転に従って矢印（１Ｂ）方向に走査させる回転放物面
ｔＪ（１７）とからなっている。そして、レーザ光束（
１４）のマスク（４）板面上の軌跡は円弧（１４ａ）を
なしている。そして、上記ポリゴンミラー（１３）は、
多角錐台状をなし、その回転軸線（１８）は、Ｚ方向と
なっている。また、このポリゴンミラー（１３）は、図
示せぬ、駆動機構により等速で回転するようになってい
る。一方、回転放物面ｍ　（１７）は、レーザ光束（１
１）のポリゴンミラー（１３）への集光位置に、Ｘ−Ｚ
平面上での焦点が位置するように設定されている。そう
して、ポリゴンミラー（１３）と回転放物面ｆｆ１（１
７）は、走査光学系（３ａ）をなしている。さらに、位
置決め保持部（６）は、マスク（４）が取付けられるマ
スク取付窓（１９）が設けられた第１可動体（２０）と
、基板（５）が取付けられる基板取付窓（２１）が取付
けられる第２可動体（２２）と、これら第１及び第２可
動体（２０）、　（２２）を互に逆方向となる矢印Ｙ方
向に前記ポリゴンミラー（１３）の回転速度に同期して
等速で移動させる可動体移動制御部（２３）とからなっ
ている。さらに、転写光学系り８）は、マスク取付窓（
１９）に取付けられているマスク（４）を通過した光束
（７）を−刃側の周辺部へ入射する位置に設けられた凹
面鏡（２４）と、この四面ｍ　（２４）の焦点位置に反
射面を凹面鏡（２４）の反射面に対向させて設けられ凹
面鏡（２４）にて反射した光束（７）を入射して再び凹
面ｉｔ　（２４）の他方側の周辺部に反射する凸面ｔＡ
　（２５＞とからなっている。そうして、凹面鏡（２４
）と凸面ｆｆｌ　（２５）とは、光軸（２６）を共有し
ている。この先軸（２Ｂ）は、Ｚ方向に設定されており
、かつ、前記第１及び第２可動体（２０）、　（２２）
の対称軸となっている。さらに、凹面ｆｉ　（２４）の
曲率半径と円弧（１４ａ）の曲率半径とは、互に等しく
なるように設定されている。したがって、凹面鏡（２４
＞、凸面Ｍ　（２５）再び凹面鏡（２４）を経由して基
板（５）に入射した光束（７）の軌跡は、マスク（４）
上における円弧（１４ａ）と同一なものとなる。

つぎに、上記構成の露光装置の作動について述べる。

まず、レーザ発振器（９）からレーザ光（１０）を発振
させると、このレーザ光（１０）は、ビーム成形光学系
（１２）により均一化されレーザ光束（１１）として矢
’Ｃ１１（１５）方向に回転しているポリゴンミラー（
１３）に集光する。すると、このレーザ光束（１１）は
、ポリゴンミラー〈１３）により偏向し、走査レーザ光
束（１４）が回転放物面ｔＲ，（１７）に入射する。そ
して、この走査レーザ光束（１４）は、回転放物面ｆｆ
ｌ　（１７）上を角度θの範囲で繰返し走査される（第
３図参照）。

その結果、走査レーザ光束（１４）は、平行光束である
光束（１）に変換され、この光束（１）が、第１可動体
く２０）のマスク取付窓（１９）に取付けられているマ
スク（４）上に投射され、かつ、矢印（１６）方向に繰
返し円弧（１４ａ）に沿って、走査される（第４図参照
）。ついで、マスク（４）に投射された光束（１）は、
あらかじめ形成されているパターンに従って、マスク（
４）を透過し、光束（７）として凹面鏡（２４）に入射
する。このときの凹面ｆｌ！　（２４）の反射面上にお
ける光束（７）の軌跡は円弧をなし、その曲率半径と、
凹面鏡（２４）の反射面の曲率半径とは等しくなってい
る。しかして、凹面ｍ　（２４）に入射した光束（１）
は、凸面鏡（２５）に入射した後、再び凹面鏡（２４）
に入射した後、第２可動体（２２）の基板取付窓（２１
）に取付けられている基板（５）に収束・結像する。こ
のとき、基板（５）上における光束（７）の軌跡は、円
弧をなし、その曲率半径は、前記円弧（１４ａ）と等し
くなっている。したがって、マスク（４）と同一のパタ
ーンが基板（５）に転写されることになる。なお、第１
及び第２可動体（２０）、　（２２）は、可動体移動制
御部（２３）により、光軸（２６）に対して点対称とな
るように互に逆方向となるようにＹ方向に移動する。た
だ、このときの移動は、光束（７）の基板（５）上にお
ける１回の走査終了ごとに行う。

かくして、この実施例の露光装置は、露光光束（１）を
レーザ発振器（９）からのレーザ光（１０）のポリゴン
ミラー（１３）による走査により得ているので、下記の
ような格別の効果を奏する。すなわち、■露光源として
水銀ランプを用いるときのように多数の光学系を必要と
せず、装置が簡略化する。■スリットにより露光光束（
１）を減殺することがなく、しかも、露光光源は容易に
高出力化が可能であるので、高スルーブツトを得ること
ができる。

■レーザ光（１０）は、容易にビームを絞ることが可能
なため、スリットの場合と異なり、解像度を上げること
によるスルーブツトの低下はない。■レーザ光束（１１
）の走査範囲は、回転放物面鏡（１７）によって決定す
るので、回転放物面鏡以外の構成は変えることなく、容
易に露光面積の拡大が可能であり、大型基板の露光に適
している。

なお、上記実施例におけるポリゴンミラー（１３）の代
わりに、ガルバノミラ−を用いてもよい。

〔発明の効果］ 本発明の露光装置は、下記のような顕著な効果を奏する
。すなわち、■多数の光学系を必要とせず、装置が小型
化、簡略化し、保守が容易となる。

■高スルーブツトを得ることができる。■露光面積の拡
大が容易であり、大型基板の露光に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の露光装置の構成図。 第２図及び第３図は同じく要部斜視図、第４図はマスク
上の走査を示す図、第５図は従来技術の説明図である。 （１）：露光光束、　　（３）　　：露光光束照射部。 （４）：マスク、　（５）　　：基板。 （６）：位置決め保持部、　　（８）　　：転写光学系
。 （９）：レーザ発振器、（ｆ３）：ポリゴンミラ（１７
）　：回転放物面鏡。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光光束を出射する露光光束照射部と、この露光
   光束照射部から出射された露光光束を受光する位置にて
   パターンが設けられたマスクを移動自在に保持するとと
   もに上記マスクのパターンが転写される基板を上記マス
   クに対して点対称的に移動自在に保持する位置決め保持
   部と、上記マスクを通過した上記露光光束を上記位置決
   め保持部に保持された基板に集光し上記マスクのパター
   ンを転写する転写光学系とを具備し、上記露光光束照射
   部は、上記露光光束となるレーザ光束を発振するレーザ
   光源と、このレーザ光源から発振された露光光束を上記
   マスク上にて走査させる走査光学系とを有することを特
   徴とする露光装置。
2. （２）走査光学系はポリゴンミラーを有することを特徴
   とする請求項（１）記載の露光装置。
3. （３）走査光学系はガルバノメータを有することを特徴
   とする請求項（１）記載の露光装置。
4. （４）走査光学系は、ポリゴンミラー又はガルバノメー
   タのレーザ光束反射位置に焦点を有し上記ポリゴンミラ
   ー又は上記ガルバノメータにて反射したレーザ光束を入
   射して平行なレーザ光束に変換する回転放物面鏡を有す
   ることを特徴とする請求項（２）又は請求項（３）記載
   の露光装置。