JPH0473766A

JPH0473766A - プロキシミティ露光装置

Info

Publication number: JPH0473766A
Application number: JP2185373A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kamiya; 神谷　聖志
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-03-09
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPH07101667B2

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）本発明はマスクと被転写体とを触れない程度の間隔をお
いて配置したプロキシミティ露光装置に関する。

（従来の技術）露光技術には、例えば薄型液晶デイスプレィ（ＴＦＴ−
ＬＣＤ）やＴＦＤ、サーマルプリンタヘッドのような広
い面積を有する固体デバイスの製造プロセスに適用され
るものがある。かかる露光技術にはレンズ投影方式、プ
ロキシミティ方式及び反射ミラープロジェクション方式
がある。

第９図はレンズ投影方式を適用した露光装置の構成図で
ある。楕円鏡１の内側には超高圧水銀ランプ２か配置さ
れ、このランプ２から放射された光がミラー３て反射し
、レンズ４、フィルタ５、フライアイレンズ６を通って
ミラー７に送られる。

このミラー７はＸＹステージ８の上方に配置され、この
ミラー７で反射して光はコンデンサレンズ９からマスク
１０を通り、さらに投影レンズ１１を通ってＸＹステー
ジ８上のプレート１２に照射される。かくして、マスク
］０に形成されたパターンがプレート１２に転写される
。

次に第１０図はプロキシミティ方式を適用した露光装置
の構成図である。この方式はマスク２０とプレート２１
とを触れない程度の間隔をおいて配置したものである。

楕円鏡２２の内側には超高圧水銀ランプ２３か配置され
、このランプ２３から放射された光がミラー２４で反射
し、さらにレンズ２５、フィルタ２６、フライアイレン
ズ２７を通って凹面鏡２８に送られる。この凹面鏡２８
はマスク２０、プレート２１の上方に配置されているの
で、凹面鏡２８で反射した光はマスク２０を通ってプレ
ート２１に照射される。かくして、マスク２０に形成さ
れたパターンがプレート２１に転写される。

第１１図は反射ミラープロジェクション方式を適用した
露光装置の構成図である。この方式は露光用光をマスク
３０、次に光学系３１、レンズ３２を通して凹面鏡３３
に送り、さらにこの凹面ｆｆｔ、３３からの反射光を光
学系３１によりプレート３４に導くようにしている。こ
れにより、マスク３０に形成されたパターンがプレート
３４に転写される。

以上３方式について説明したが、これら方式では各プレ
ート１２，２１．３４に各種プロセス、例えば半導体プ
ロセスの影響を受けて伸び、縮み、歪、曲りが生じる。

このため、各プレート１２゜２１．３４にそれぞれ各マ
スク１０，２０．３０のパターンは何らかの補正をしな
ければ正確に転写されなくなる。例えば、プレートを液
晶デイスプレィに使用するガラスとすれば、このガラス
への転写では３〜８回の重ね焼きが行われる。従って、
プレートに上記伸び、縮みなどが生じると、正確に重ね
焼きができない。特に液晶デイスプレィは大型なので、
伸び、縮みなどの影響を受けないことが要求される。

（発明が解決しようとする課題）以上のようにプレートに伸び、縮み、歪、曲りか生じる
と、マスクのパターンが正確に転写されなくなる。

そこで本発明は、プレートに伸び、縮み、歪、曲りなど
の変形が生じてもマスクのパターンを正確に転写できる
プロキシミティ露光装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明は、マスクと被転写体とを触れない程度の間隔を
おいて配置し、露光用光をマスク全面に走査しこのマス
クのパターンを被転写体に転写するプロキシミティ露光
装置において、マスクを支持すると共に伸縮させる伸縮
体を備えて上記目的を達成しようとするプロキシミティ
露光装置である。

又、本発明は、マスクと被転写体とを触れない程度の間
隔をおいて配置し、露光用光をマスク全面に走査しこの
マスクのパターンを被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、被転写体を載置するＸＹ子テーブル
、被転写体の変形量を検出する変形量検出手段と、露光
用光をマスク全面に走査中に変形量検出手段により検出
された変形量に基づいてＸＹ子テーブル移動して被転写
体の変形に対する補正を行う補正手段とを備えて上記目
的を達成しようとするプロキシミティ露光装置である。

又、本発明は、マスクと被転写体とを触れない程度の間
隔をおいて配置し、露光用光をマスク全面に走査しこの
マスクのパターンを被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、マスクを支持すると共に伸縮させる
伸縮体と、被転写体の変形量を検出する変形量検出手段
と、露光用光をマスク全面に対して走査中に変形量検出
手段により検出された変形量に基づいて伸縮体を伸縮し
て被転写体の変形に対する補正を行う補正手段とを備え
て上記目的を達成しようとするプロキシミティ露光装置
である。

さらに本発明は、マスクと被転写体とを触れない程度の
間隔をおいて配置し、露光用光をマスク全面に走査しこ
のマスクのパターンを被転写体に転写するプロキシミテ
ィ露光装置において、マスクの上方に配置されて露光用
光をしゃ光するシャッタ機構と、被転写体の変形量を検
出する変形量検出手段と、露光用光をマスク全面に走査
中に変形量検出手段により検出された変形量に基づいて
前記シャッタ機構の開閉を調整して被転写体の変形に対
する補正を行う補正手段とを備えて上記目的を達成しよ
うとするプロキシミティ露光装置である。

（作用）このような手段を備えたことにより、マスクと被転写体
とを触れない程度の間隔をおいて配置し、露光用光をマ
スク全面に走査しこのマスクを通して被転写体に照射し
、このときマスクは伸縮体により支持すると共に変形量
に応じて伸縮される。

又、上記手段を備えたことにより、露光用光をマスク全
面に走査して被転写体に転写する際に、被転写体の変形
量が変形量検出手段により検出され、この変形量に基づ
いて補正手段により被転写体を載置するＸＹ子テーブル
移動されて被転写体の変形が補正される。

又、上記手段を備えたことにより、露光用光をマスク全
面に走査して被転写体に転写する際に、被転写体の変形
量が変形量検出手段により検出され、この変形量に基づ
いて補正手段により変形量に基づいて伸縮体が伸縮され
て被転写体の変形が補正される。

さらに上記手段を備えたことにより、露光用光をマスク
全面に走査して被転写体に転写する際に、被転写体の変
形量が変形量検出手段により検出され、この変形量に基
づいて補正手段により変形量に基づいてシャッタ機構の
開閉が調整されて被転写体の変形が補正さける。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はプロキシミティ露光装置の構成図である。Ｙテ
ーブル４０上にはＸテーブル４１が設けられ、このＸテ
ーブル４１上にＺφチルト・θ・上下・傾斜及び回転テ
ーブル（以下、テーブルと省略する）４２が設けられて
いる。そして、プレート４３がテーブル４２上に載置さ
れている。この場合、プレート４３はテーブル４２に設
けられた真空又は静電チャックにより吸着されている。

又、テーブル４２の上方には架台系４４が設けられてい
る。この架台系４４はマスク４５を保持すると共に集光
レンズ４６を配置している。

このマスク４５は第２図に示すように吸着パッド４’５
ａにより吸着されて支持されている。又、マスク４５の
周囲には伸縮バッド４５ｂが設けられている。この伸縮
バッド４５ｂは圧電素子から形成され、マスク４５を伸
縮させるものとなっている。なお、伸縮バッド４５ｂは
電歪素子、磁歪素子であれば適用できる。又、マスク４
５とプレート４Ｂとの間隔は１０〜５０μｍに配置され
ている。

なお、マスク４５とプレート４３の隙間やマスク４５の
曲り等を検出するためにレーザ発振器４５ｃ及びその受
光器４５ｄが備えられている。

これらレーザ発振器４５ｃ及び受光器４５はマスク４５
及びプレート４３に対して所定角度でレーザビームが入
射、反射するように配置されている。

又、架台系４４の上部にはシャッタ機構４７が設けられ
ている。このシャッタ機構４７は具体的には第３図（ａ
）（ｂ）に示す構成となっている。同図（ａ）は上方か
ら見た図、同図（ｂ）は横から見た図である。各スライ
ド支持体４８．４９が設けられ、これらスライド支持体
４８．４９上にそれぞれシャッタ体５０．５１が矢印（
イ）方向、つまりＸ方向に平行にスライド可能に設けら
れている。

各シャツタ体５０．５１は先端部の厚みか薄く形成され
重なるように配置され、かつスライド移動する。そして
、各シャツタ体５０．５１が重なった場合、同図（ａ）
に示すようにスリット状の孔５２が形成される。

ところで、プレート４３及びマスク４５には１例として
それぞれアライメントマーク５３゜５４が形成されてい
る。プレート４３にはアライメントマーク５３がＸ方向
に形成され、マスク４５にはアライメントマーク５４が
Ｘ方向に所定間隔をおいて不連続にかつ２列にそれぞれ
形成されている。第４図はマるり４５、プレート４３の
上から見たときに各アライメントマーク５３゜５４が重
ね合わされた状態を示す図である。なお、これらアライ
メントマーク５３．５４は図面上片側だけ示しであるが
、実際にはマスク４５、プレート４３のＸ方向の両端側
にそれぞれ形成されている。

又、アライメント検出系５５が設けられている。

このアライメント検出系５５は各アライメントマーク５
３．５４の位置を検出してマスク４５とプレート４３と
のアライメント状態を検出するものである。具体的な構
成は、アライメント光源５６が設けられ、このアライメ
ント光源５６から放射された光がミラー５７．５８で反
射し、さらにハーフミラ−５９を通ってプレート４３に
照射し、このプレート４３からの反射光をハーフミラ−
５９で反射して受光素子６０に導く構成となっている。

そして、受光素子６０の前方にはスリット６０ａが配置
され、所定周期で振動している。つまり、振動スリット
方式によりアライメント信号を検出する構成となってい
る。

一方、例えばレーザ発振器６１が設けられている。この
レーザ発振器６１のレーザ出力方向には位相板６２、複
眼レンズ６３及びコリメータ６４が配置されている。さ
らにコリメータ６４の平行光の出力方向に４よポリゴン
レンズ６５が配置されている。このポリゴンレンズ６５
は集光レンズ４６の上方に配置され、矢印（ロ）方向に
所定の回転速度で回転することによりレーザ光をＸ方向
に走査して集光レンズ４６を通してマスク４５、プレー
ト４３に照射するものである。

テーブル位置計測系６６が設けられている。このマスク
とプレートの相対位置は第５図に示すようにレーザ光を
走査してその反射光の受光ｆｆ１ｓから各アライメント
マーク５３．５４の位置関係を検出する機能を有してい
る。この場合、一方側のアライメントマークを合わせた
状態に他方側のアライメントマークのずれをテーブル位
置計測系６６で検出すれば、このずれがプレート４３の
変形量となる。そして、この変形量はコントローラ６７
に送られている。

このコントローラ６７はプレート４３の変形量を受け、
この変形量に基づいてＸテーブル４１を移動してプレー
ト４３の変形を補正する第］補正機能、変形量に基づい
て伸縮バッド４５ｂを伸縮してプレート４３の変形に対
する補正を行う第２補正機能及び変形量に基づいてシャ
ッタ機構４７の開閉を調整してプレート４３の変形に対
する補正を行う第３補正機能を有している。このコント
ローラ６７は上記各補正機能のうちいずれか１つの補正
機能を実行するものとなっている。このコントローラ６
７の補正機能により求められた補正駆動信号はドライバ
６８に送られる。

このドライバ６８はＹテーブル４０の移動とポリゴンミ
ラー補正駆動信号を受けてＸテーブル４１を動作させる、又
は伸縮バッド４５ｂを伸縮動作させる、又ハシャッタ機
構４７の開閉動作させるものである。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

先ず、プレート４３に伸び、縮み、歪、曲りなどの変形
が生じていない場合について説明する。

アライメント検出系５５のアライメント光源５６が点灯
されると、この光源５から放射された光は反射ミラー５
７．５８で反射し、ハーフミラ−５９を透過してマスク
４５及びプレート４３に照射される。このプレート４３
に照射された光は反射して再びハーフミラ−５９に戻り
、このハーフミラ−５つで反射し、スリット６０ａを通
って受光素子６０に到達する。このときスリ・ノド６０
ａは振動しているので、プレート４３のアライメントマ
ーク５３かマスク４５の各アライメン）・マーク５４の
ずれ量を１ｌＡｌｌｌすることができるので、その量を
補正できる。かくして、マスク４５とプレート４３との
アライメントがなされる。

アライメントが終了すると、コントローラ６７はポリゴ
ンミラー６５を所定の回転速度で回転させる駆動制御信
号をドライバ６８に送り、これによりポリゴンミラー６
５は回転する。これとともにレーザ発振器６１はレーザ
を出力する。このレーザは図示しない光学系により平行
光に成形され、次の位相板６２により位相がランダムに
される。つまりレーザはプレート４３に照射されたとき
に干渉か発生しないように整形される。位相板６２を通
過したレーザは複眼レンズ６３を透過することにより均
一な光強度を有するものとなり、次のコリメータ６４を
透過することにより平行ビームに成形される。この平行
ビームはポリゴンミラー６５に送られ、このポリゴンミ
ラー６５によってＸ方向に走査される。この走査された
平行ビームは集光レンズ４６によりマスク４５上でＸ方
向に走査される。平行ビームの１走査が終了すると、コ
ントローラ５７はＹテーブル４０に対して１走査幅だけ
Ｙ方向に移動させる駆動制御信号を送出する。これによ
り、Ｙテーブル４０は１走査幅だけＹ方向に移動する。

再び平行ビームはマスク４５上のＸ方向に走査される。

以上の動作が繰り返されてマスク４５全面に平行ビーム
が走査され、この結果マスク４５のパターンがプレート
４３に転写される。

次にプレート４３に第６図に示すように伸び、縮み、歪
、曲りなどの変形が生じた場合について説明する。

マスク４５及びプレート４３にはＸ方向の両端側にそれ
ぞれアライメントマーク５４．５Ｂが形成されているが
、このうち片側のアライメントマーク５４．５３、例え
ば図面上左側に示す各アライメントマーク５４．５３に
よりアライメントか行われる。テーブル位置計測系６６
は例えばレーザ干渉計を用い、Ｘテーブル上の基準ミラ
ー８０によってレーザ旧制でき、コントローラ６７で位
置決めてきる。このコントローラ６７はアライメント計
ｉｍによって算出されたすれ量に応した駆動制御信号を
Ｘ及びＹテーブル４１．４０に送る。これにより、アラ
ンメストマーク５３がアランメストマーク５４の中間に
配置されて、マスク４５とプレート４３とが片側におい
て位置合わせされる。

次にテーブル位置計１４１１系６６はマスク４６とプレ
ート４３とにおける他方の片面において各アライメスト
マ〜り５４．５３の位置関係を求める。

各アライメントマーク５４．５３の位置は第６図に示す
ようにプレート４３が変形しているためにＸ方向にずれ
が生じている。テーブル位置計測系６６てこのずれ、つ
まり変形量は計測される。なお、変形量はＹ方向に沿っ
て検出される。

この状態に上記と同様にポリゴンミラー６５が回転する
と共にレーザ６１がらレーザが出力される。従って、ポ
リゴンミラー６５により平行ビームが走査され、この平
行ビームがマスク４５を通ってプレート４３に照射され
る。そして、１走査されるごとにＹテーブル４０かＹ方
向に１走査幅だけ移動される。

ところで、コントローラ６７はプレート４３の変形量を
記憶しているので、１走査されるごとにＸテーブル４０
を変形量に応じた量だけＸ方向に補正移動する。この補
正移動は平行ビームの１走査と同期して行われる。例え
ば、プレート４３が伸びていれば、この伸びの長さ分だ
けＸテーブル４０が移動する。これは通常のスキャン長
よりも長くスキャンされる。このように１走査ごとにＸ
方向の補正が行われ、マスク４３全面への走査が終了す
ると、マスク４５のパターンがプレート４３に転写され
る。

次に別の補正技術について説明する。

上記の如くテーブル位置計測系６６によりプレート４３
の変形量が求められ、この変形量がコントローラ６７に
送られる。この状態に上記と同様にポリゴンミラー６５
が回転すると共にレーザ６〕からレーザが出力され、こ
のレーザがポリゴンミラー６５により平行ビームとして
走査され、この平行ビームがマスク４５を通ってプレー
ト４３に照射される。そして、１走査されるごとにＹテ
ーブル４０がＹ方向に１走査幅だけ移動される。

ところで、コントローラ６７はプレート４３の変形量を
記憶しているので、１走査されるごとに伸縮バラＩ”４
５ｂを変形量に応じた距離だけ極微動させる。この極微
動は平行ビームの１走査と同期して行われる。このよう
に１走査ごとにＸ方向の補正が行われ、マスク４３全面
への走査が終了すると、マスク４５のパターンがプレー
ト４３に転写される。

さらに別の補正技術について説明する。

上記の如くテーブル位置計測系６６によりブＬ、−ト４
Ｂの変形量が求められ、この変形量がコントローラ６７
に送られる。この状態に上記と同様にポリゴンミラー６
５が回転すると共にレーザ６１からレーザか出力され、
このレーザがポリゴンミラー６５により平行ビームとし
て走査され、この平行ビームがマスク４５を通ってプレ
ート４３に照射される。そして、１走査されるごとにＹ
テーブル４０がＹ方向に１走査幅だけ移動される。

ところで、コントローラ６７はプレート４３の変形ｍを
記憶しているので、］走査されるごとにシャッタ機構４
７の各シャツタ体５０．５１が１走査に同期して孔５２
の開度が変形量に応じて調整される。このように１走査
ごとにシャッタ機構４７の開度が調整されて、マスク４
５のパターンがプレート４３に転写される。

このように上記一実施例においては、マスク４５を伸縮
パッド４５ｂにより変形量に応じて伸縮するようにした
ので、マスク４５が湾曲してもこの湾曲を直して平面上
のマスク４５にできる。

又、プレート４３の変形量を検出し、この変形量に基づ
いてプレート４３を載置するＸテーブル４１を移動して
プレート４３の変形をか補正するようにしたり、又変形
量に基づいて伸縮ツク・ソド４５ｂによりプレート４３
の変形を補正したり、さらに変形量に基づいてシャッタ
機構４７の開閉を調整してプレート４３の変形を補正し
たりするので、プレート４３に伸び、縮み、歪、曲りな
どの変形が生じてもマスク４５のパターンを正確に転写
できる。例えば、転写パターンの解像度はマスク４５と
プレート４３との間隔を２０〜５０μｍとすれば５μｍ
程度にてきる。又、アランメストは０．５μｍの分解能
が可能となる。一方、露光時間はプレート４３の面積と
レジスト感度力によるが従来のプロキシミティ方式とほ
ぼ同一となる。又、シャッタ機構４７の孔５２の長手方
向の長さを可変すれば、プレート４３の大きさに応じた
転写ができる。従って、プロキシミティ方式の特徴であ
る高スループツト、低価格な光学系を生かし、１０μｍ
以下の高解像度で１０μｍ程度のプレート歪みを補正で
きる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、レ
ーザ光の走査はポリゴンミラーに限らず、音響効果素子
やガルバノミラ−等に変更しても良い。又、第７図に示
すように凹面鏡７０をマスク４５及びプレート４３の上
方に配置するとともに、凹面鏡７０とマスク４５との間
にシャッタ機構４７を配置する。露光用光は凹面鏡７０
を介してマスク４５の全面に照射するように投入し、こ
の状態でシャッタ機構４７を移動させながらシャッタ機
構４７の孔５２の長手方向の長さをプレート４３の変形
量に応じて調整する。第８図はシャッタ機構４７の移動
及びその孔５２の長手方向の長さを示している。一方、
レーザ発振器６１に限らず、又アライメント検出系５５
の構成なども限定されるものでない。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、プレートに伸び、
縮み、歪、曲りなどの変形が生じてもマスクのバター、
ンを正確に転写できるプロキシミティ露光装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明に係わるプロキシミティ露光
装置の一実施例を説明するための図であって、第１図は
構成図、第２図はマスクの周辺部材を示す図、第３図は
シャッタ機構の構成図、第４図はアライメントマークを
示す図、第５図はアライメントマークに対する走査を示
す図、第６図はプレートの伸縮を示す図、第７図及び第
８図は変形例を示す図、第９図乃至第１］図は従来技術
の構成図である。４０−　Ｙテーブル、４１・・・Ｘテーブル、４２・・
・Ｚθ傾斜テーブル、４３・・・プレート、４４・・・
架台系、４５・・・マスク、４５ａ・・・吸着パッド、
４５ｂ・・伸縮バット、か４６・・・集光レンズ、４７
・・ンヤッタ機構、５３．５４・・・アライメントマー
ク、５５・・アライメント検出系、６１・・・レーザ発
振器、６２・・・位相板、６３・・複眼レンズ、６４・
・・コリメータ、６５・・ポリゴンミラー　６６・・・
テーブル位置計ＡＰＩ系、６７・・コントローラ、６８
・・・ドライ第図（ａ）（ｂ）第図第図第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マスクと被転写体とを触れない程度の間隔をおい
て配置し、露光用光を前記マスク全面に走査しこのマス
クのパターンを前記被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、前記マスクを支持すると共に伸縮さ
せる伸縮体を具備したことを特徴とするプロキシミティ
露光装置。
（２）伸縮体は電歪素子又は磁歪素子のいずれか一方で
ある請求項（１）記載のプロキシミティ露光装置。
（３）マスクと被転写体とを触れない程度の間隔をおい
て配置し、露光用光を前記マスク全面に走査しこのマス
クのパターンを前記被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、前記被転写体を載置するＸＹテーブ
ルと、前記被転写体の変形量を検出する変形量検出手段
と、前記露光用光を前記マスク全面に走査中に前記変形
量検出手段により検出された変形量に基づいて前記ＸＹ
テーブルを移動して前記被転写体の変形に対する補正を
行う補正手段とを具備したことを特徴とするプロキシミ
ティ露光装置。
（４）マスクと被転写体とを触れない程度の間隔をおい
て配置し、露光用光を前記マスク全面に走査しこのマス
クのパターンを前記被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、前記マスクを支持すると共に伸縮さ
せる伸縮体と、前記被転写体の変形量を検出する変形量
検出手段と、前記露光用光を前記マスク全面に対して走
査中に前記変形量検出手段により検出された変形量に基
づいて前記伸縮体を伸縮して前記被転写体の変形に対す
る補正を行う補正手段とを具備したことを特徴とするプ
ロキシミティ露光装置。
（５）伸縮体は電歪素子又は磁歪素子のいずれか一方で
ある請求項（４）記載のプロキシミティ露光装置。
（６）マスクと被転写体とを触れない程度の間隔をおい
て配置し、露光用光を前記マスク全面に走査しこのマス
クのパターンを前記被転写体に転写するプロキシミティ
露光装置において、前記マスクの上方に配置されて前記
露光用光をしゃ光するシャッタ機構と、前記被転写体の
変形量を検出する変形量検出手段と、前記露光用光を前
記マスク全面に走査中に前記変形量検出手段により検出
された変形量に基づいて前記シャッタ機構の開閉を調整
して前記被転写体の変形に対する補正を行う補正手段と
を具備したことを特徴とするプロキシミティ露光装置。