JPH06204116A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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Publication number
JPH06204116A
JPH06204116A JP5227813A JP22781393A JPH06204116A JP H06204116 A JPH06204116 A JP H06204116A JP 5227813 A JP5227813 A JP 5227813A JP 22781393 A JP22781393 A JP 22781393A JP H06204116 A JPH06204116 A JP H06204116A
Authority
JP
Japan
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temperature
mask
substrate
holding stage
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP5227813A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Uchida
直樹 内田
Kenichi Nakano
健一 仲野
Yukio Ishiba
幸生 石葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
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Publication of JPH06204116A publication Critical patent/JPH06204116A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス基板などの被転写物体の温度を制御す
ることにより、たとえば恒温に保ち、パターン転写の倍
率誤差を補正することができる露光装置を提供する。 【構成】 被転写物体用保持ステージに設置された被転
写物体にマスク用保持ステージに設置されたマスクのパ
ターンを転写する露光装置において、マスク、被転写物
体、マスク用保持ステージ及び被転写物体用保持ステー
ジの少なくとも一つの温度を検知する温度検知手段と、
被転写物体用保存ステージに設けられた複数のペルチェ
素子とを備えていて、温度検知手段の検知温度によりペ
ルチェ素子を温度制御する構成にしたことを特徴とする
露光装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、保持ステージに設置
された被転写物体にマスクのパターンを転写する露光装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】フォトリソグラフィーにおいては、被転
写物体たとえばガラス基板に塗布したレジストに対して
マスクを対向させ、このマスクに光を当て、マスクのパ
ターンをレジストに転写する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】倍率誤差の発生原因を
分析すると、大きく2つの要因をあげることができる。
第1は、半導体製造工程中のガラス基板の加熱によって
ガラス基板に残留伸び(ヒステリシス)が生じることで
ある。第2は、露光光によりマスク及びガラス基板の熱
膨張が生じることである。
【0004】一方、投影レンズを用いた光学系における
露光装置においては、パターンの転写倍率の誤差を補正
する際、転写するための光学系によって倍率補正を行っ
ている。
【0005】しかしながら、特にプロキシミティ型式の
露光装置においては、転写するための光学系を倍率補正
に利用しがたく、パターン転写の倍率誤差を補正する技
術は何ら実用化されていないのが現状である。
【0006】マスク自体を空冷することにより、露光に
伴うマスクの熱膨張を抑える方法が知られているが、こ
のようなやり方ではマスクの膨張をあまり効果的に抑え
ることができず、マスクパターンの転写精度に対して能
動的な対処を取ることができなかった。また、吹き付け
による発麈がマスク付近に生じる虞があった。
【0007】図7に概略を示すように、半導体製造工程
においては、第1工程Aでガラス基板にレジストをコー
トし、その後、第2工程Bで150℃位の温度でベーク
(乾かす作業)を行い、その次に第3工程Cで冷却手段
を使って23℃程度に冷却している。そのあと第4工程
Dとして露光を行って、さらに現像(第5工程E)とエ
ッチング(第6工程F)を行う。
【0008】第3工程Cのとき150℃位に加熱されて
膨張していたガラス基板は、第3工程Cにおいて、急激
な温度変化により膨張時の伸びが残留する場合がある。
【0009】第4工程Dのとき、露光装置において、露
光光によりマスク及びガラス基板が熱膨張する。それに
より、転写されるマスクのパターンの大きさが変化し、
基板上には転写するパターンに誤差が生じてしまう。
【0010】実際には、主に上述した2つの要因が複合
して、倍率誤差が発生する。
【0011】そこで、本願発明は、上記問題点を解決
し、ガラス基板などの被転写物体の温度を制御すること
により、パターン転写の倍率誤差を補正することができ
る露光装置を提供することを目的とする。あるいは、本
願発明は、被転写物体の温度を恒温に保ち、パターン転
写の倍率誤差を補正するように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。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明は、被転写物体用保持ステージに設置され
た被転写物体にマスク用保持ステージに設置されたマス
クのパターンを転写する露光装置において、マスク、被
転写物体、マスク用保持ステージ及び被転写物体用保持
ステージの少なくとも一つの温度を検知する温度検知手
段と、複数の領域に分割された被転写物体用保存ステー
ジの夫々の領域の温度を制御する温度制御手段と設け、
温度検知手段と温度制御手段を用いて複数の領域毎に各
々制御するように構成したことを特徴とする露光装置を
要旨とする。
【0013】
【実施例】図1ないし図6は本願発明の第1ないし第4
実施例を示す。
【0014】この発明の露光装置の第1〜第4実施例に
おいては、光源部1と保持手段2を備えている。光源部
1は、マスク3に対して光Lを照射する。保持手段2
は、マスク用保持ステージ6と被転写物体用保持ステー
ジ例えば基板用保持ステージ7を有している。マスク用
保持ステージ6はマスク3の周辺部分を真空吸着によっ
て固定して支持している。基板用保持ステージ7は基板
8を真空吸着によって固定して支持している。基板8の
上面にはレジスト9が塗布されている。
【0015】露光による熱膨張および前工程からの残留
熱膨張があると、基板8にはマスク3のパターンが誤差
をもって転写されることになるが、基板用保持ステージ
7の表面及び/または裏面に取り付けられたペルチェ素
子11(例えば、ビスマス・テルル熱電半導体)を設け
ることにより、基板8の温度を制御して、恒温状態に維
持したり温度を変化させたりして、マスク3のパターン
を基板8に転写する倍率を補正する。
【0016】図1の露光装置においては、温度制御手段
の一例として、基板用保持ステージ7の裏面に複数のペ
ルチェ素子11が取り付けられていて、それに対応して
基板用保持ステージ7の表面と裏面にそれぞれ温度検知
手段14、15(図1には表面と裏面に代表的に1個の
み示してある)が設けられている。マスク用保持ステー
ジ6の表面にも温度検知手段16(代表的に1個のみ図
示してある)が設けられている。ペルチェ温度コントロ
ーラ17は、これらのペルチェ素子11や温度検知手段
14、15、16に電気的に接続されている。
【0017】温度制御は種々の態様を採用できる。たと
えば、温度検知手段14、15、16によってマスク3
のパターン上の温度および基板8上の温度を検知して、
ペルチェ温度コントローラ17で両者の検知温度を比較
し、マスク3よりも基板8のほうが温度が高い場合には
ペルチェ素子11により基板8上の温度を下げるように
制御する。
【0018】また、温度検知手段14、15、16によ
ってマスク3のパターン上の温度および基板8上の温度
を検知して、基板8上の温度を所定の温度に設定するよ
うに、ペルチェ素子11により基板8上の温度を一定に
保つように制御する。
【0019】なお、マスク3と基板8には、例えば+マ
ークと#マークなどのアライメントマークが付けてあ
り、夫々のアライメントマークを観察して、#マークの
中央に+マークがくるように、基板用保持ステージ7の
温度を制御して位置決めを行い、所定の位置における温
度で設定を行うことで、マスク3の温度検出に拘らず、
基板8の露光倍率補正を行うことができる。
【0020】図2〜図6は、図1の実施例の温度制御手
段であるペルチェ素子11の具体的な配置例を示す。
【0021】図2〜3の配置例においては、温度制御手
段として、基板用保持ステージ7の裏面に16個のペル
チェ素子11a〜11pを取り付けている。基板用保持
ステージ7の裏面には各ペルチェ素子11a〜11pに
対応してそれぞれ温度検知手段15a〜15i(図2に
は4個のみ代表的に例示してある)が設けられている。
ペルチェ温度コントローラ17は、これらのペルチェ素
子11a〜11pや温度検知手段15a〜15dに電気
的に接続されており、それぞれに独立した制御系統を有
している。
【0022】このようにペルチェ素子11a〜11pは
並列にペルチェ温度コントロール17に接続されてお
り、図3の配置例では、基板8を9分割した配置に合わ
せて基板用保持ステージ7に9個のグループに複数のペ
ルチェ素子を配置する。さらに、図4のように5分割し
て5個のグループに複数のペルチェ素子を配置する場
合、図5のように3分割して3個のグループに複数のペ
ルチェ素子を配置する場合、図6のように同心円状に3
個のグループに複数のペルチェ素子を配置する場合等が
ある。
【0023】マスク3の温度測定は種々の態様を採用で
きる。たとえば、基板8を搬送せずに、あらかじめ図示
しない熱電対をマスク面の数箇所に取り付け、マスク3
の温度分布を測定しておき、その温度分布を基にして、
マスク用保持ステージ6の表面に設けられた温度検知手
段16とマスク3の中央部分との温度比をペルチェ温度
コントロール17に記憶しておき、記憶された温度比に
より、基板用保持ステージ7を温度制御する。
【0024】また、基板8を搬送させて、所定位置に搬
送させた後、自動的に熱電対をアーム(図示せず)を用
いて温度設定することもできる。この場合も、その温度
分布を基にして、ペルチェ温度コントロール17に記憶
しておき、記憶された温度比により、基板用保持ステー
ジ7を温度制御する。自動的に熱電対をアーム(図示せ
ず)を用いて温度測定するので、マスク用保持ステージ
6の表面に設けられた温度検知手段16を設けなくても
よい。
【0025】基板8を9分割してペルチェ素子を配置し
ている例において、温度検知手段15a〜15iにより
マスク面が中央部分で温度が高く周辺部で低く検知した
場合には、基板用保持ステージ7の中央部分の温度を高
く制御させ、周辺部を低く制御させて、分割された各々
の領域を独立して温度制御させることができる。
【0026】その他、基板8を5分割した配置に合わせ
て複数のペルチェ素子を基板保持用ステージ7に配置す
る図4の場合、3分割して配置する図5の場合、同心円
状に配置する図6の場合も、図2〜3の場合と同様に温
度制御することができる。
【0027】マスク面の温度分布を測定する方法は、上
記熱電対に限定されず、サーモグラフィや赤外線温度セ
ンサを用いたり、マスク面に接触して温度を測定したり
する方法がある。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、パターンの露光精度
が向上し、液晶基板等の設計の自由度が向上するととも
に歩留りが向上する。この点を液晶基板用カラーフィル
タを例にとって述べると、ブラックマトリスの線巾は、
本来、液晶パネルの開口率を向上させるために細かい方
がよいが、カラーパターンの重ね合わせ露光のアライメ
ント誤差(倍率誤差)を吸収するために、必要以上に太
いものになっているが、本発明によれば、そのような制
約がなくなり、設計の自由度が向上するとともに歩留り
が向上する。
【0029】また、ステッパー、ミラープロジェクショ
ン露光装置とライン上に混合して使用する際にも、重ね
合わせ精度が向上するので、プロキシミティ形式の露光
装置を使用できる領域が増える。
【0030】また、マスク交換の直後の倍率精度が問題
となる場合にも倍率補正が行えるので、安定した露光が
実行できる。
【0031】要するに、本発明によれば、パターンの露
光精度が向上し、半導体製造のみならず近年の液晶基板
構造上の歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、複数のペルチェ素子を用いた本発明装
置の一例を示す概略断面図。
【図2】図2は、図1のペルチェ素子の配置の第1実施
例を示す概略側面図。
【図3】図3のペルチェ素子の配置例(第1実施例)を
示す裏面図。
【図4】図4は、別の配置のしかたで16個のペルチェ
素子を用いた本発明の第2実施例を示す裏面図。
【図5】図5は、本発明の第3実施例を示す裏面図。
【図6】図6は、本発明の第4実施例を示す裏面図。
【図7】図7は、一連の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
1 光源部 2 支持手段 3 マスク 6 マスク用保持ステージ 7 基板用保持ステージ 8 基板 9 レジスト 10 溝 11a〜11pペルチェ素子 15a〜15d、16 温度検知手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被転写物体用保持ステージに設置された
    被転写物体にマスク用保持ステージに設置されたマスク
    のパターンを転写する露光装置において、 マスク、被転写物体、マスク用保持ステージ及び被転写
    物体用保持ステージの少なくとも一つの温度を検知する
    温度検知手段と、 複数の領域に分割された被転写物体用保持ステージの夫
    々の領域の温度を制御する温度制御手段とを設け、 温度検知手段と温度制御手段を用いて複数の領域毎に各
    々制御するように構成したことを特徴とする露光装置。
JP5227813A 1993-08-01 1993-08-23 露光装置 Pending JPH06204116A (ja)

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JP5227813A JPH06204116A (ja) 1993-08-01 1993-08-23 露光装置

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JP4358032A Division JPH06196383A (ja) 1992-12-25 1992-12-25 露光装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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