JPH0864503A - 膜質改質方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク上に選択的に紫外線を照射することが
でき、紫外線を無駄なくワークに照射することができる
膜質改質方法および装置を提供すること。 【構成】 ワークステージ１５に薄膜が形成されたワー
クＷを載せ、マスクＭの全面とワークＷが接触するまで
ワークＷを上昇させたのち、ワークステージを所定量下
降させる。この操作により、マスクとワークの平行出し
および間隙設定が行われる。ついで、ワークＷとマスク
のアライメントを行った後、遮光部分にパターンが形成
されたマスクＭを通してワークＷに紫外線を照射する。
マスクＭを通してワーク上に紫外線を照射しているの
で、特性を変えたくない部分に紫外線が照射されること
がない。また、ワークとマスクのＸ，Ｙ方向の相対位置
を変化させてワークＷの分割逐次照射を行うことによ
り、照射を必要としない隙間部分に紫外線が照射される
ことがなく、紫外線を無駄なく照射できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワーク上の導体膜や半導
体膜または絶縁膜等の薄膜に紫外線を照射して薄膜の特
性を改質／改善する薄膜改質方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一枚の基板の上に多種多数の電気素子を
製作して一つのモジュールにするマルチチップモジュー
ルや絶縁基板上に形成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
を製造する技術として、ＣＶＤ（化学蒸着堆積）法やＶ
ＰＥ（気相エピタキシャル）法等様々な薄膜形成方法が
用いられている。

【０００３】これらの方法により形成された薄膜はその
ままでは所望の特性が得られないことがあり、このた
め、形成した薄膜に加熱処理を代表とするようないろい
ろな処理を施して所望の特性に改質することが行われて
いる。この改質処理の一つに紫外線を利用した方法があ
る。紫外線を薄膜に照射し、紫外線の高いエネルギで薄
膜の化学的組成や構造を変化させ、化学的・電気的・光
学的・物理的特性等を所望の特性に改質するものであ
る。

【０００４】また、最近では、半導体素子の保護や素子
内の電極の絶縁に用いる有機高分子から成る薄膜の特性
改質等の目的で紫外線を薄膜に照射する改質技術が用い
られている。上記のような改質処理としては、例えば次
のようなものがある。 (a) 特開昭６１−１６０９３９号公報に開示されている
ように、ドライエッチング後のシリコン表面に紫外線を
照射することにより、ドライエッチングによって発生し
た損傷を除去する。 (b) シリコン窒化膜(Si N)は半導体の保護膜（パッシベ
ーション）として広く使われており、プラズマＣＶＤ法
により形成するのが一般的である。シリコン窒化膜をプ
ラズマＣＶＤ法により形成すると、シリコン窒化膜の下
地となる膜または上に積層される膜（シリコン酸化膜や
リンを添加した石英ガラスであるＰＳＧ膜その他）との
界面に電荷が蓄積するチャージアップ現象が起こること
が知られている。

【０００５】このチャージアップ現象は、例えば、ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴの閾値電圧を変化させる等の特性変化を引き
起こす原因となっている。この不所望な特性変化を解決
する手段として、これらの薄膜に紫外線を照射すること
が行われている。これらの薄膜に紫外線を照射すると、
界面に蓄積した電荷が除去されて、所望の半導体素子特
性が得られる。 (c) 電気絶縁性が高く、耐薬品性が良い樹脂膜は、半導
体素子や磁気ヘッド等の保護膜や素子間の電気絶縁用の
膜として用いられている。この樹脂膜の電気的絶縁性や
耐薬品性、機械的強度を向上させる目的で、樹脂に紫外
線を照射することが行われている。これは樹脂が紫外線
により高分子化することを利用した技術である。

【０００６】上記した、紫外線による改質処理は、従
来、被照射物であるワークの大きさと同等かそれ以上の
長さを持つ管状のランプを使用するか、球状のランプか
らの光をミラーやレンズを使用してワークの面積以上に
光を広げるかして、ワーク全面を一括で露光していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したワ
ーク全面を一括で露光し膜質を改質する方法は次のよう
な問題点を持っていた。通常、ワークはいくつもの工程
を経てから製品が完成する。したがって、製品の製造過
程では同じワーク面に種類の異なる薄膜や構造物が同時
に存在する。

【０００８】このことは即ち、紫外線を照射して改質を
行いたい薄膜と特性を変えたくない（紫外線を照射した
くない）薄膜または構造物が近接して同時に存在するこ
とを意味する。しかしながら、前記したワーク全面を一
括で露光する従来の方法では、特性を変えたくない（紫
外線を照射したくない）薄膜または構造物にも紫外線が
照射されてしまい、不所望の特性変化が起きてしまうと
いう問題があった。

【０００９】最近の電子部品では、ワーク上のそれぞれ
の薄膜や構造物の寸法は小さく、さらに構造物同士の距
離も小さい。その値は数μｍ程度の微細なものである。
特に、絶縁膜上に素子を積み重ねて作成する多層構造の
半導体装置にはにはＴＦＴ素子（薄膜トランジスタ）が
使用されている。このＴＦＴ素子には、プラズマＣＶＤ
等で形成したアモルファスシリコン（a-Si:H) 薄膜やポ
リシリコン薄膜、エピタキシャルシリコン薄膜等が使わ
れている。アモルファスシリコンは紫外線によりその特
性が劣化することが知られている。ところが、ＴＦＴ素
子は前記の紫外線処理を行いたい薄膜の極く近傍に形成
されているため、従来技術のように、単に紫外線を照射
するだけではＴＦＴ素子にまで紫外線が当たってしま
い、ＴＦＴ素子の特性が劣化するという問題がある。

【００１０】さらに、紫外線を照射するときに、単にス
リットやスクリーンを紫外線ランプとワークの間にお
き、特性を変えたくない（紫外線を照射したくない）部
分を隠そうとしても、スリットやスクリーンを紫外線が
通過するときに、光の回折現象で光が隠した部分に回り
込んでしまい、不所望の特性変化が起きてしまうという
問題があった。

【００１１】一方、薄膜の改質の進む速度は、光強度に
比例する。そのため、処理速度を早くするために強い強
度の紫外線を照射する必要がある。即ち、ランプからの
紫外線をいかに無駄なく強い強度でワークに照射するか
が重要である。一枚のワークに複数個の製品を製作する
場合、ワーク上の製品と製品の間に素子の無い隙間がで
きる。この隙間は製品の完成後にワークから製品を切り
出すときの削り代および加工時の保持用のスペース、ま
たは製品の取り付けスペース等に使用される。

【００１２】また、製品の周辺部には単に配線取り出し
用の金属膜のパターン（コンタクトパッド）があるだけ
なので、周辺部への紫外線の照射は必要としない場合が
多い。このようなワークの場合は、前記の照射を必要と
しない隙間の面積がワーク全体の面積に対して占める割
合が大きくなる。

【００１３】すなわち、従来のワーク全面を一括して照
射する方法の場合、前記照射を必要としない隙間の部分
にも光が照射されるため、紫外線照射部から照射された
光が有効に使用されないという問題もある。そこで、従
来の半導体装置の製造工程で使用されているコンタクト
露光方式、プロキシミティ露光方式を薄膜の改質に適用
し、特性を変えたい部分だけ紫外線を通過させるマスク
を用意し、マスクとワークを接触、もしくは一定の間隔
をおいて平行に配置し、該マスクを通過した紫外線をワ
ークに照射して薄膜の特性を改質する方法も考えられ
る。

【００１４】この方法を用いた場合には、ワークに不所
望の特性変化が起きてしまうという問題点は解決できる
ものの、紫外線照射部から照射された光が有効に使用さ
れないという問題点を解決することはできない。特に、
近年、製造効率の向上のために、一枚のワークに複数個
の製品を同時に製作したいという要求からワークが大型
化したため、それに対応してマスクも大型化する必要が
ある。

【００１５】ところが、マスクが大型化すると、マスク
全体に渡って高精度な平面度を得るのが難しくなる。マ
スクの平面度が悪いとマスクとワークの距離が部分的に
大きい部分が生ずる。また、マスクとワークの距離が大
きくなると、ワーク上での回折光の回り込みも大きくな
り、遮光したい部分に紫外線が照射されてしまうという
問題を生ずる。

【００１６】さらに、大型のマスク全体に渡って高精度
のマスクパターンを製作するのは難しく、歩留りも悪く
なる。また、マスクに使用するガラスの厚みも強度を得
るために厚くなる。そのため、マスク自体が非常に高価
になるという問題も生ずる。またさらに、マスクのサイ
ズの大型化に伴い必要な照射面積も大きくなり、紫外線
照射部のコリメータレンズを始めとする光学部品の大き
さも大型化する。マスクと同様に、大型の光学部品を製
作するのは難しく、歩留りも悪くなるため非常に高価に
なるという問題を生ずる。

【００１７】そこで、ワークの面積より小さな面積のマ
スクを使用し、ワークを移動させながらワークを分割逐
次露光する方式も考えられる。ワークを分割して照射処
理する場合、まず最初の照射エリアに対してマスクとワ
ークとの平行出し、間隙の調整、および、アライメント
を行い照射を行う。ついで、ＸＹステージを駆動して次
の照射エリアにワークを逐次移動させて照射を行う。

【００１８】ところが、ワークが大型になるとワークの
反りやたわみが大きくなり、この反りやたわみの影響で
ワークとマスクの平行度や間隙およびアライメントが最
初の照射エリアとそれ以降の照射エリアでずれてしまう
という問題もある。また、一般に、マスクを用いた照射
方式の場合には、次のような問題点もある。 マスクをマスクステージに保持する場合、マスク保
持金具を用いると、マスクの保持金具等がマスクからワ
ーク方向に突出してしまい、保持金具等がワークと干渉
するのを回避するための特別の構造をワークに設ける必
要がある。すなわち、ワークに対して形状の制限ができ
てしまい、ワークが高価になると共にワークの形状を自
由に選択することができないという問題がある。 紫外線による表面改質を行う場合、空気中の酸素を
光化学反応に利用したり、また雰囲気を水素や酸素等の
ガスで満たした状態で表面改質を行う場合がある。

【００１９】このような処理においては、空気やガスが
薄膜とマスク間に十分に存在することが必要であり、こ
のため、ワークとマスクの間隙を５０μｍやそれ以上に
大きく取る必要がある。特に、管状のランプである低圧
水銀灯や高圧水銀灯を紫外線光源として用いると、紫外
線照射部から照射される光は平行光でなく発散光とな
る。

【００２０】ところが、間隙を大きく取った条件でこの
ような発散光を使用すると、マスク面に対して斜めに入
射する光の成分が遮光したい部分に入射してしまうとい
う問題がある。 超高圧水銀灯もしくは超高圧キセノン水銀灯を使用
する場合、放電電極間の距離が離れていると、アークス
ポットの大きさが大きくなる、集光鏡で反射された後に
インテグレータレンズに入射する光の面積が広がる。

【００２１】したがって、この光の広がりに合わせてイ
ンテグレータレンズの大きさを大きくする必要があり、
インテグレータレンズの価格が高くなる。また、インテ
グレータレンズが大きいので視角も大きくなり、良好な
平行光が得られないという問題もある。本発明は上記し
た従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、本発
明の第１の目的は、薄膜が形成されたワーク上の特性を
変えたい部分のみに紫外線を照射することができ、ワー
ク上に形成されたそれぞれの薄膜や構造物の寸法が小さ
い場合であっても、不所望な特性変化を起こすことがな
い膜質改質方法および装置を提供することである。

【００２２】本発明の第２の目的は、ランプからの紫外
線を無駄なく強い強度でワークに照射することができる
膜質改質方法および装置を提供することである。本発明
の第３の目的は、大型のワークに対して、高価な装置を
使用することなく、高精度な照射処理を行うことができ
る膜質改質方法および装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、ワーク上に形成された
薄膜に紫外線を照射して、薄膜の改質／改善を行う膜質
改質方法において、上記ワークとマスクを近接させた状
態で紫外線をマスクを通してワークに照射し、薄膜の改
質／改善を行うようにしたものである。

【００２４】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、マスクの照射に使用する面積をワークの面
積の半分以下とし、上記ワーク上の被照射領域を２つ以
上に分割し、ワークとマスクとの相対位置を水平方向に
逐次移動させて、同一のワーク上に上記マスクを通して
紫外線を複数回照射するようにしたものである。本発明
の請求項３の発明は、請求項２の発明において、ワーク
を分割した一つの面積が、マスクの照射に使用する面積
よりも大きい面積としたものである。

【００２５】本発明の請求項４の発明は、請求項３の発
明において、複数回の照射のそれぞれの照射の最初に、
その都度、それぞれの照射におけるワークの照射範囲に
ついて、マスクとワークとの平行出しおよび間隙の調
整、マスクとワークのアライメントを行うようにしたも
のである。本発明の請求項５の発明は、請求項１，２，
３または請求項４の発明において、ワークにフォトレジ
ストからなる薄膜を形成し、該ワークに紫外線を照射し
て膜質の改質／改善を行うようにしたものである。

【００２６】本発明の請求項６の発明は、紫外線を照射
する紫外線照射部と、マスクと、該マスクを保持するマ
スクステージからなるマスクステージ部と、ワークと、
該ワークを保持するワークステージおよび上記ワークス
テージを回転、水平垂直方向に移動させる移動機構とか
らなるワークステージ部と、上記ワークと前記マスクの
相対位置を所定の位置関係に合わせ込むためのマスク−
ワーク間位置合わせ機構と、上記ワークと上記マスクを
水平かつ一定の間隔で設定する間隙設定機構と、上記各
機構を制御する制御部とから膜質改質装置を構成し、上
記ワークステージに薄膜が形成されたワークを保持さ
せ、マスクを通して紫外線を照射することにより薄膜の
改質／改善を行うようにしたものである。

【００２７】本発明の請求項７の発明は、請求項６の発
明において、マスクの照射に使用する面積が、ワークの
面積の半分以下であって、該ワーク上の被照射領域を２
つ以上に分割して、紫外線照射部から紫外線を照射して
ワークに形成された薄膜の改質／改善を行う膜質改質装
置であって、上記ワークの面に平行なＸ軸、Ｙ軸方向に
おけるワークの分割数をそれぞれｎx ，ｎy 、マスクの
照射に使用する領域の上記各軸の方向の幅をそれぞれＷ
x ，Ｗy 、ワークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向の可動範
囲をそれぞれＬx ，Ｌy としたとき、膜質改質装置のワ
ークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向の可動範囲を、下記の
不等式の片方もしくは両方を成立させるように構成し、 Ｌx ＞ｎx ×Ｗx ，Ｌy ＞ｎy ×Ｗy 制御部が、ワークステージを、上記Ｘ軸、Ｙ軸の片方も
しくは両方の方向に逐次移動させることにより、上記マ
スクとワークの相対的位置を水平方向に逐次移動させ
て、同一のワーク上に該マスクを通して紫外線を複数回
照射するように構成したものである。

【００２８】本発明の請求項８の発明は、請求項７の発
明において、ワークに対向するマスク面の反対の面でマ
スクを真空吸着により保持するマスクステージを設けた
ものである。本発明の請求項９の発明は、請求項６，７
または請求項８の発明において、紫外線照射部を、紫外
線を放射する光源と、集光鏡と、インテグレータレンズ
と、シャッタと、コリメータレンズもしくはコリメータ
ミラーから構成したものである。

【００２９】本発明の請求項１０の発明は、請求項９の
発明において、紫外線を照射する光源を超高圧水銀灯も
しくは超高圧キセノン水銀灯とし、該高圧水銀灯もしく
は超高圧キセノン水銀灯の放電電極間の距離を８ｍｍ以
下としたものである。

【００３０】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、ワークと
マスクを近接させた状態で紫外線をマスクを通してワー
クに照射し、薄膜の改質／改善を行うようにしたので、
回折による光の回り込みを最小限に押さえることがで
き、特性を変えたくない部分に紫外線が当たることがな
く、薄膜が形成されたワーク上の各部に選択的に照射処
理を行うことができる。

【００３１】本発明の請求項２の発明においては、請求
項１の発明において、マスクの照射に使用する面積をワ
ークの面積の半分以下とし、上記ワーク上の被照射領域
を２つ以上に分割し、ワークとマスクとの相対位置を水
平方向に逐次移動させて、同一のワーク上に上記マスク
を通して紫外線を複数回照射するようにしたので、大型
のワークに対しても小型のマスクで照射処理を行うこと
ができる。

【００３２】このため、良好なマスクの平面度が得ら
れ、部分的にマスクとワークの距離が大きくなることが
なく、光の回り込みが著しく改善される。また、マスク
が安価で済み、さらに、光学部品の大きさを小さくする
ことができるので、製作が容易になり、光学部品を安価
にすることができる。本発明の請求項３の発明において
は、請求項２の発明において、ワークを分割した一つの
面積が、マスクの照射に使用する面積よりも大きい面積
としたので、製品周辺部の紫外線の照射を必要としない
隙間の部分に光が照射されないため、紫外線照射部から
照射された光が有効に使用される。

【００３３】すなわち、ランプからの光を無駄なく強い
強度でワークに照射することができ、処理速度を向上さ
せることができる。本発明の請求項４の発明において
は、請求項３の発明において、複数回の照射のそれぞれ
の照射の最初に、その都度、それぞれの照射におけるワ
ークの照射範囲について、マスクとワークとの平行出し
および間隙の調整、マスクとワークのアライメントを行
うようにしたので、反りやたわみの影響でワークとマス
クの平行度や間隙およびアライメントが最初の照射エリ
アとそれ以降の照射エリアでズレることがない。

【００３４】このため、照射したい部分だけに高精度で
選択的に紫外線を照射することができる。本発明の請求
項５の発明においては、請求項１，２，３または請求項
４の発明において、ワークにフォトレジストからなる薄
膜を形成し、該ワークに紫外線を照射し膜質の改質／改
善を行っているので、露光工程用に開発された安価なフ
ォトレジストを使用して改質／改善を行うことができ、
また、塗布する装置を露光用のものと共用することがで
きる。

【００３５】本発明の請求項６の発明においては、紫外
線を照射する紫外線照射部と、マスクと、該マスクを保
持するマスクステージからなるマスクステージ部と、ワ
ークと、該ワークを保持するワークステージおよび上記
ワークステージを回転、水平垂直方向に移動させる移動
機構とからなるワークステージ部と、上記ワークと前記
マスクの相対位置を所定の位置関係に合わせ込むための
マスク−ワーク間位置合わせ機構と、上記ワークと上記
マスクを水平かつ一定の間隔で設定する間隙設定機構
と、上記各機構を制御する制御部とから膜質改質装置を
構成し、上記ワークステージに薄膜が形成されたワーク
を保持させ、マスクを通して紫外線を照射することによ
り膜質の改質／改善を行うようにしたので、請求項１の
発明と同様、回折による光の回り込みを最小限に押さえ
ることができ、また、特性を変えたくない部分に紫外線
が当たることなく、薄膜が形成されたワーク上の各部に
選択的に照射処理を行うことができる。

【００３６】本発明の請求項７の発明においては、請求
項６の発明において、マスクの照射に使用する面積が、
ワークの面積の半分以下であって、該ワーク上の被照射
領域を２つ以上に分割して、紫外線照射部から紫外線を
照射してワークに形成された膜質の改質／改善を行う膜
質改質装置であって、上記ワークの面に平行なＸ軸、Ｙ
軸方向におけるワークの分割数をそれぞれｎx ，ｎy 、
マスクの照射に使用する領域の上記各軸の方向の幅をそ
れぞれＷx ，Ｗy 、ワークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向
の可動範囲をそれぞれＬx ，Ｌy としたとき、膜質改質
装置のワークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向の可動範囲
を、下記の不等式の片方もしくは両方を成立させるよう
に構成し、 Ｌx ＞ｎx ×Ｗx ，Ｌy ＞ｎy ×Ｗy 制御部が、ワークステージを、上記Ｘ軸、Ｙ軸の片方も
しくは両方の方向に逐次移動させることにより、上記マ
スクとワークの相対的位置を水平方向に逐次移動させ
て、同一のワーク上に該マスクを通して紫外線を複数回
照射するように構成したので、請求項２の発明と同様、
大型のワークに対しても小型のマスクで照射処理を行う
ことができる。

【００３７】このため、良好なマスクの平面度が得ら
れ、部分的にマスクとワークの距離が大きくなることが
なく、光の回り込みが著しく改善される。また、マスク
が安価で済み、さらに、光学部品の大きさを小さくする
ことができるので、製作が容易になり、光学部品を安価
にすることができる。本発明の請求項８の発明において
は、請求項７の発明において、ワークに対向するマスク
面の反対の面でマスクを真空吸着により保持するマスク
ステージを設けたので、マスク保持金具等がマスクから
突出することがない。このため、前記したように保持金
具等がワークと干渉するのを回避するための特別の構造
をワークに設ける必要がなく、ワークに対する形状の制
限がなくなる。

【００３８】本発明の請求項９の発明においては、請求
項６，７または請求項８の発明において、紫外線照射部
を、紫外線を放射する光源と、集光鏡と、インテグレー
タレンズと、シャッタと、コリメータレンズもしくはコ
リメータミラーから構成したので、平行度の良い紫外線
を照射することができ、マスクに対して斜めに入射する
光の成分を減少させることができる。このため、遮光し
たい部分に紫外線が照射されるという問題点を解決する
ことができる。

【００３９】本発明の請求項１０の発明においては、請
求項９の発明において、紫外線を照射する光源を超高圧
水銀灯もしくは超高圧キセノン水銀灯とし、該高圧水銀
灯もしくは超高圧キセノン水銀灯の放電電極間の距離を
８ｍｍ以下としたので、アークスポットの大きさを小さ
くできる。このため、紫外線照射部のインテグレータレ
ンズの大きさを小さくすることができ、安価にインテグ
レータレンズを製作することができる。また、インテグ
レータレンズが小さいので視角も小さくなり、良好な平
行光を得ることができる。

【００４０】

【実施例】

（１）全体構成 図１は本発明の１実施例の膜質改質装置の全体構成を示
す図である。同図において、１は超高圧水銀灯、超高圧
キセノン水銀灯などから構成される紫外線ランプ、２は
集光鏡、３はインテグレータレンズ、４はシャッタ、５
はミラー、６はコリメータレンズであり、上記１〜６で
紫外線照射部７を構成している。そして、紫外線ランプ
１から放射される紫外線は集光鏡２で集光され、インテ
グレータレンズ３に入射する。入射した紫外線はインテ
グレータレンズ３で均一な強度分布にされた後、コリメ
ータレンズ６で平行光にされ、マスクＭに入射する。

【００４１】なお、上記紫外線ランプとして、超高圧水
銀灯、超高圧キセノン水銀灯を用いる場合には、アーク
スポットの大きさを小さくするため、放電電極間の距離
が８ｍｍ以下のものを使用するのが望ましい。これによ
り、インテグレータレンズの大きさを小さくすることが
でき、インテグレータレンズを安価にすることができる
とともに、良好な平行光を得ることができる。

【００４２】Ｍはマスクであり、マスクＭは、例えば、
ガラス等の透明基板上にクロム等の金属を蒸着・エッチ
ングしてパターンを形成したものであり、マスクＭを通
して紫外線をワークに照射し、膜質の改質を行う。Ｗは
薄膜が形成されたワークであり、マスクＭはワークＷの
半分より小さく、ワークＷは複数の照射エリアに分割さ
れており、後述するように、ワークＷを移動させなが
ら、ワークＷの各照射エリアを順次露光する。

【００４３】なお、前記したように、半導体素子や磁気
ヘッド等の保護膜や素子間の電気絶縁用の膜として用い
られる樹脂膜の電気的絶縁性や耐薬品性、機械的強度を
向上させる目的で、樹脂に紫外線を照射する場合、樹脂
として、ポリビニル系、環化ゴム系、フェノールノボラ
ック系、ポリイミド系、エポキシ系等を用いることがで
きる。

【００４４】上記樹脂材の内、環化ゴム系、フェノール
ノボラック系については、微細パターンを形成するため
の露光工程用に開発されたフォトレジストが転用される
こともしばしば行われる。これは、フォトレジストは露
光用に大量に生産されるため安価であり、なにより塗布
するための装置が露光用のものと共用できるためであ
る。

【００４５】フェノールノボラック系のフォトレジスト
は、３００ｎｍより長波長の紫外線では高分子化反応は
おこらず、むしろ感光基が分解してアルカリ溶液に溶解
するようになる。一般に行われている露光工程のパター
ン形成はこの特性を利用したものである。一方、３００
ｎｍより短波長の紫外線をフェノールノボラック系のフ
ォトレジストに照射すると高分子化反応が起こり、機械
的強度その他前記したような特性が向上する。したがっ
て、フェノールノボラック系のフォトレジストを使用す
る場合には、上記紫外線照射部が照射する紫外線は３０
０ｎｍより短波長が望ましい。

【００４６】図２は本実施例におけるワークの一例を示
す図であり、同図は、一枚のワークから４枚のマルチチ
ップモジュール製品を製作する場合を示しており、同図
の照射エリアＡ〜Ｄのそれぞれが一つのマルチチップモ
ジュールに相当する。同図に示すように、マルチチップ
モジュール製品を製作する場合、紫外線の照射を必要と
しない部分の面積はワーク全体の約２０％を占める。

【００４７】図１に戻り、１１はマスクステージを支持
するベース、１２はマスクＭを保持するマスクステージ
であり、マスクステージ１２はマスクＭを所定の位置に
セットさせるための位置合わせ機構と、マスクを真空吸
着により保持する真空チャックとを備えている。１３は
間隙設定機構であり、間隙設定機構１３はベース１１と
マスクステージ間の少なくとも３箇所に設けられ、後述
するように、マスクＭとワークＷを平行にかつ間隙を一
定に設定する。

【００４８】１４はマスクステージを所定の位置に移動
させるマスクステージ移動機構、１５はワークステージ
であり、ワークステージ１５はワークステージ移動機構
１６により、ＸＹＺθ（同図の左右、前後、上下方向、
およびステージ面に垂直な軸を中心とした回転）方向に
移動可能に構成されており、マスクステージと同様、ワ
ークＷを所定の位置にセットさせるための位置合わせ機
構と、ワークを真空吸着により保持する真空チャックと
を備えている。

【００４９】１７はマスクＭ上に印されたアライメント
・マークと、ワークＷ上に印されたアライメント・マー
クを一致させるためのアライメント顕微鏡であり、アラ
イメント顕微鏡１７はアライメント光（通常、可視光が
使用される）を放射する光源１７ａと、ＣＣＤセンサ１
７ｂを備えており、光源１７ａからの光をマスク／ワー
ク上に照射して、その反射光をＣＣＤセンサ１７ｂで受
像し、マスクＭとワークＷのアライメント・マークを一
致させる。

【００５０】１８は制御部であり、制御部１８は、プロ
セッサ等から構成され、マスクステージ移動機構１４と
ワークステージ移動機構１６によりマスクＭとワークＷ
の位置を制御するとともに間隙設定機構１３を制御し、
また、紫外線照射部７を制御する。同図において、薄膜
が形成されたワークＷへの改質処理は次のように行われ
る。

【００５１】まず、マスクＭをマスクステージ１２の所
定の位置にセットし、真空吸着により保持させる。次
に、ワークステージ移動機構１６によりワークステージ
１５を下降させ、ワークＷをワークステージ１５に載置
し、真空吸着により保持させる。ついで、ワークステー
ジ１５をＸＹθ方向に移動させて、ワークＷの最初の照
射エリア（例えば、前記図２の場合には、照射エリア
Ａ）をマスクＭの下に位置決めする。

【００５２】次に、制御部１８はワークステージ移動機
構１６によりワークステージ１５を上昇させ、ワークＷ
をマスクＭに接触させたのち、ワークＷをさらに上昇さ
せる。ここで、マスクステージ１２とベース１１間に
は、間隙設定機構１３が設けられており、少なくとも３
箇所に設けられた間隙設定機構１３は、後述するよう
に、圧縮コイルを内蔵しており、それぞれ独立して変位
する。

【００５３】このため、マスクＭに対してワークＷが傾
いており、その間隙が一定でない場合であっても、ワー
クＷをマスクＭに接触させてさらに上昇させたとき、間
隙設定機構１３の圧縮コイルはそれぞれ異なった量変位
して、マスクＭの全面がワークＷと接触し、マスクＭと
ワークＷの傾きは一致する。この時点で、制御装置１８
は各間隙設定機構１３の変位状態を保持させ、ワークス
テージ１５を所定量下降させる。これにより、マスクＭ
とワークＷは平行にかつその間隙が一定に設定される。

【００５４】上記のように間隙設定機構１３を設けるこ
とにより、ワークステージ１５にワークＷを載置したと
きにワークＷがマスクＭと平行状態にない場合であって
も、ワークＷとマスクＭを平行かつその間隙を一定に設
定することができる。ワークＷとマスクＭの間隔が一定
値に設定されると、ワークステージ移動機構１６により
ワークステージ１５をＸＹθ方向に移動させ、マスクＭ
上に印されたアライメント・マークとワークＷ上に印さ
れたアライメント・マークを一致させる。

【００５５】すなわち、アライメント顕微鏡１７の焦点
を調整して、マスクＭとワークＷのアライメント・マー
クをＣＣＤセンサ１７ｂに受像させ、両者のマークが一
致するように、ワークステージ１５の位置を調整する。
この調整は制御部１８により自動的に行うこともできる
が、人がアライメント顕微鏡１７を見ながら手動で調整
することもできる。上記ワークＷとマスクＭのアライメ
ントが終了すると、アライメント顕微鏡１７は同図の矢
印に示すようにマスクＭ上から後退する（なお、アライ
メント顕微鏡１７がマスク上の非照射部分に位置してい
る場合には後退する必要はない）。

【００５６】マスクＭとワークＷのアライメント・マー
クが一致すると、紫外線照射部７のシャッタ４が開き、
コリメータレンズ６より平行光がマスクＭ上に照射さ
れ、ワークＷの最初の照射エリアが照射され、膜質の改
質処理が行われる。以上のようにして、ワークＷの最初
の照射エリアが照射されると、制御部１８はワークステ
ージ移動機構１６によりワークステージ１５を所定量下
降させたのち、ワークＷの次の照射エリア（例えば、図
２においては、照射エリアＢ）をマスクＭの下に位置決
めする。

【００５７】そして、上記と同様に、ワークステージ１
５を上昇させて間隙設定機構１３によりマスクＭとワー
クＷを平行にかつその間隙を一定に設定したのち、マス
クＭのアライメント・マークとワークＷのアライメント
・マークを一致させる。ついで、紫外線照射部７の平行
光をマスクＭ上に照射して、ワークＷの次の照射エリア
を照射する。

【００５８】以下同様の手順によりワークＷ上の全ての
照射エリアに照射し、照射が終了すると、ワークステー
ジ１５を下降させて、ワークステージ１５への真空の供
給を停止し、照射済のワークＷをワークステージから取
り出す。以上のように、本実施例においては、パターン
を形成したマスクＭを用意し、マスクＭとワークＷを近
接して平行に配置し、該マスクＭを通してワークＷの特
性を変えたい部分のみに平行光の紫外線を照射している
ので、不所望な特性変化を起こすことなくワークＷの改
質処理を行うことができる。

【００５９】また、ワークＷの被照射領域を２つ以上に
分割し、ワークＷを水平方向に逐次移動させて、同一の
ワークＷ上に上記マスクＭを通して紫外線を複数回照射
するようにしたので、大型のワークＷに対しても小型の
マスクＭで照射処理を行うことができる。このため、安
価なマスクを使用することができるとともに、紫外線照
射部７を小型化できる。

【００６０】さらに、図２に示すように、ワークを分割
した一つの面積が、マスクの照射に使用する面積よりも
大きい面積とすることにより、照射する必要がない隙間
の部分に紫外線が照射されることがなく、紫外線照射部
７から照射される光を有効に利用することができる。例
えば、図２に示したマルチチップモジュール製品を製作
する場合、前記したように照射を必要としない部分の面
積がワーク全体の約２０％を占めており、従来の一括照
射方式に比べ無駄なく紫外線を照射することができ、処
理速度を向上することができる。

【００６１】またさらに、本実施例においては、ワーク
Ｗを位置決めする毎に、ワークＷとマスクＭの平行出し
および間隙の調整、アライメントを行っているので、ワ
ークが大型化しても、反りやたわみの影響を受けること
がなく、また、アライメントが最初の照射エリアとそれ
以降の照射エリアでずれることもない。なお、上記実施
例においては、マスクとワークの相対位置をＸ、Ｙ方向
に逐次移動させて、同一のワーク上にマスクを通して複
数回紫外線を照射し、改質処理を行う例を示したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、マスクの
照射に使用する面積と同一の被照射領域を持つワークに
紫外線を照射して改質処理を行うこともできる。また、
マスクとワークのアライメント操作はワークＷの各照射
エリアへの位置決め時に行うが、高精度のアライメント
が要求されない場合には、最初の照射エリアを照射する
前にのみ行うこともできる。

【００６２】さらに、上記説明では、ワークステージ１
５をＺ方向に移動させて間隙を設定する場合について説
明したが、ベース１１をＺ方向に移動させる手段を設
け、ベース１１を移動させて間隙を設定することもでき
る。また、間隙設定機構をワークステージ１５とワーク
間に設けることも可能である。またさらに、上記実施例
においては、ワークステージ１５をＸ、Ｙ方向に逐次移
動させて、照射を行う例を示したが、マスクステージを
Ｘ、Ｙ方向に逐次移動させて同一ワーク上に複数回照射
することもできる。

【００６３】次に、図１に示した間隙設定機構１３およ
びワークステージ１５の具体的構成について説明する。 （２）間隙設定機構 図３は図１に示したマスクステージへの間隙設定機構の
取付態様の一例を示す図であり、同図において、１１は
ベース、１２はマスクステージ、Ｍはマスク、１３は間
隙設定機構、Ｗはワークであり、間隙設定機構１３は同
図に示すようにベース１１に垂直に３つ立設されてい
る。なお、マスクステージ１２に位置を確定するには同
図に示すように少なくとも３つの間隙設定機構が必要と
なるが、例えば、マスクＭの形状が矩形の場合には間隙
設定機構を４隅に設けることもできる。また、この場合
には、３隅に間隙設定機構を設け、他の一つはバネ等を
内蔵した伸縮可能な支持体とすることもできる。

【００６４】図４は間隙調整機構の構造の一例を示す分
解斜視図であり、同図により、本実施例の間隙設定機構
の構造、動作を説明する。同図において、１２はマスク
ステージ、２１はＶ字受けであり、Ｖ字受け２１はマス
クステージ１２の上面に埋設され、剛球２２を介してボ
ール受け４１とつながる。このボール受け４１の中央部
には上記剛球２２に対応した円錐状の凹部２４が設けら
れている。このため、マスクステージ１２が下から押し
上げられたとき、マスクステージ１２はＶ字受けの溝の
方向のみに自由に動くことができる。

【００６５】また、マスクステージ１２とボール受け４
１は引っ張りバネ２３により互いに引き合っており、マ
スクステージ１２をベース１１方向に支持している。ボ
ール受け４１の上方にはシャフト４３がつながり、この
シャフト４３はガイド部材であるスプライン４２を介し
てケーシング４６に至り、ケーシング４６を貫通した
後、板状の弾性体である板バネ４５に連結されている。

【００６６】シャフト４３はスプライン４２内を摺動
し、スプライン４２によりシャフト４３の動きを上下方
向にのみ規制する。ケーシング４６の内部のシャフト４
３の周囲には、シャフト４３に力を及ぼす圧縮コイルバ
ネ４４が設けられている。板バネ４５は保持手段である
吸着ブロック４７に挟まれており、その一部に凸部４９
が設けられている。そして、吸着ブロック４７には、こ
の凸部４９の位置を検出するセンサ４８が設けられてい
る。センサ４８は、例えば、発光部と受光部から構成さ
れる光学センサであり、凸部４９による光の遮断を検出
して出力を発生する。

【００６７】また、上記吸着ブロック４７には後述する
ように、板バネ４５を吸着して保持する真空吸着機構が
設けられている。この真空吸着機構は、例えば、ロータ
リー式真空ポンプにより作動させることができる。本実
施例の間隙設定機構は上記構成を備えており、前記した
ように、ワークＷを上昇させてマスクに接触させたの
ち、ワークＷをさらに上昇させ、ワークＷとマスクＭが
実質的にそれ以上相対的に移動できない位置まで来る
と、その駆動力を吸収するように圧縮コイルバネ４４が
圧縮をはじめる。

【００６８】この圧縮により、板バネ４５の吸着ブロッ
ク４７に対する相対位置が変化し、板バネ４５に設けら
れた凸部４９も移動し、センサ４８によりこの移動が検
出される。すなわち、凸部４９とセンサ４８の位置関係
により板バネ４５に連結されたマスクステージ１２の変
位量を設定することができる。上記のように、マスクＭ
が上昇することによりマスクステージ１２に設けられた
各間隙調整機構１３が変位すると、センサ４８が出力を
発生し、この出力は前記した制御部１８に送られる。そ
して、全ての間隙設定機構のセンサ４８が出力を発生す
ると、制御部１８はワークステージ１５のＺ方向の移動
を停止させ、各間隙設定機構１３の吸着ブロックに設け
られた真空吸着機構（後述する）を作動させ、間隙設定
機構１３の圧縮コイル４４の圧縮状態を保持させる。

【００６９】これにより、マスクＭとワークＷは平行状
態にセットされるので、この状態でワークステージ１５
を下降させると、マスクＭとワークＷを平行に、かつ、
その間隙を一定にすることができる。図５〜図７は上記
した間隙設定機構の動作を説明する図であり、同図によ
り、本実施例の間隙設定機構の動作について説明する。

【００７０】図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）は図
４において間隙設定機構をＸ方向から見た断面図、図５
（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）は図４において間隙設
定機構をＹ方向から見た断面図を示しており、各図の
（ａ）と（ｂ）は同一の状態を示しており、間隙設定機
構の状態はこの順に変化する。図５（ａ）（ｂ）はワー
クＷの照射エリアがマスクＭの下に位置決めされた初期
状態を示し、ワークＷとマスクＭはまだ平行状態に設定
されていない。

【００７１】この状態から、ワークステージ１５をＺ方
向に移動させると、マスクＭとワークＷの間隔は短くな
っていき、マスクＭとワークＷは接触する。そして、マ
スクＭとワークＷが接触した状態からさらにワークＷを
Ｚ方向に移動させると、間隙設定機構１３の圧縮コイル
バネ４４の圧縮が始まり、マスクＭの全面が完全にワー
クＷに接触するようになる。このとき、各間隙設定機構
１３における圧縮コイルバネ４４の圧縮量は必ずしも一
致していない。

【００７２】図６（ａ）（ｂ）はマスクＭの全面がワー
クＷと接触した状態において、さらにワークステージ１
５をＺ方向に移動した状態を示しており、この状態にお
いて、圧縮コイルバネ４４は圧縮され、ワークステージ
１５はシャフト４３、ボール受け４１、剛球２２、Ｖ字
受け２１を介して圧縮コイルバネ４４の圧縮力をＺ方向
に受ける。

【００７３】図７（ａ）（ｂ）はワークステージ１５を
さらにＺ方向に移動させることにより、圧縮コイルバネ
４４がさらに圧縮され、板バネ４５の凸部４９がセンサ
４８により検知された状態を示している。センサ４８が
同図に示すように、圧縮コイルバネ４４の所定量の圧縮
を検出すると検出出力を発生し、この信号は前記した制
御部１８に送られる。

【００７４】前記したように間隙設定機構１３は３つ設
けられており、制御部１８は各間隙設定機構からの検出
信号を受信すると、ワークステージ１５のＺ方向の移動
を停止させるととともに、間隙設定機構１３の吸着ブロ
ック４３の吸着機能を働かせ全ての間隙設定機構１３の
圧縮コイルバネ４４の圧縮状態を保持させる。すなわ
ち、同図の真空吸着路から真空を供給して板バネ４５を
真空吸着し、シャフト４３の位置を固定する。

【００７５】この状態から、ワークステージ１５を下方
に移動させ、ワークＷをマスクＭから徐々に遠ざける。
そして、マスクＭとワークＷの間隔が所定の距離（例え
ば２０μｍ）になった状態において、ワークステージ１
５の移動を停止させる。これにより、マスクＭとワーク
Ｗは平行に、かつ、一定の間隙に設定される。なお、上
記実施例においては、間隙設定装置１３の変位量を板バ
ネに取り付けた凸部により検出しているが、変位量を検
出する手段としてはその他の周知な手段を用いることが
できる。

【００７６】また、上記実施例においては、真空吸着に
より板バネ４５の位置を保持しているが、間隙設定機構
の変位量を保持する手段としては、電気的手段を用いる
など、その他の周知な手段を用いることができる。 （３）ワークステージ 図８、図９、図１０は本発明におけるワークステージと
その駆動機構の具体的構成の一例を示す図であり、図８
はワークステージの全体構成を示し（ａ）は上面図、
（ｂ）は側面図である。

【００７７】また、図９はθステージの駆動機構の一例
を示し、図８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１
０（ａ）はＺステージの駆動機構の一例を示し、図１０
（ｂ）はステージを上下動させる偏心カムの構成の一例
を示している。図８において、１５１、１５５は第１、
第２の架台であり、第１の架台１５１にはリニアガイド
１５２が設けられ、リニアガイド１５２上に第２の架台
１５５が移動可能に取り付けられている。また、第２の
架台１５５にはリニアガイド１５６が設けられており、
リニアガイド１５６上にＸＹステージ１５０が移動可能
に取り付けられている。

【００７８】そして、第２の架台１５５が第１の架台１
５１上を移動することにより、ＸＹステージ１５０は同
図のＹ軸方向に移動し、また、ＸＹステージ１５０が第
２の架台１５５上を移動することにより、ＸＹステージ
１５０は同図のＸ軸方向に移動する。第１の架台１５１
には、モータＤ１とエンコーダＥＣ１が取り付けられ、
モータＤ１の軸には、カップリング１５３を介してボー
ルネジ１５４が取り付けられている。また、第２の架台
１５５の裏面には上記ボールネジ１５４と係合するネジ
（図示せず）が取り付けられており、モータＤ１が回転
することにより、第２の架台１５５は同図Ｙ軸方向に移
動し、その移動量はエンコーダＥＣ１により検出され
る。

【００７９】同様に、第２の架台１５５には、モータＤ
２とエンコーダＥＣ２が取り付けられ、モータＤ２の軸
には、カップリング１５７を介してボールネジ１５８が
取り付けられている。また、ＸＹステージ１５０の裏面
には上記ボールネジ１５８と係合するネジ（図示せず）
が取り付けられており、モータＤ２が回転することによ
り、ＸＹステージ１５０は同図Ｘ軸方向に移動し、その
移動量はエンコーダＥＣ２により検出される。

【００８０】また、図９に示すように、ＸＹステージ１
５０上にはベアリング１４１によりθステージ１４０が
回転可能に取り付けられており、θステージ１４０は、
ワイヤ１４３、プーリ１４２を介して、ＸＹステージ１
５０に取り付けられたモータＤ３に結合されてされてい
る。このため、モータＤ３が回転するとθステージは回
転する。また、モータＤ３にはエンコーダＥＣ３が取り
付けられており、モータＤ３の回転量は上記エンコーダ
ＥＣ３により検出される。

【００８１】さらに、θステージ１４０の上には図１０
（ａ）に示すようにＺステージ１３０が設けられてい
る。Ｚステージ１３０はθステージ１４０上に設けられ
たガイド部材１３２によりガイドされるスライド部材１
３１を備えており、スライド部材１３１とガイド部材１
３２間にはベアリング１３３が設けられている。

【００８２】また、Ｄ４はモータ、ＥＣ４はエンコー
ダ、１３４は偏心カムであり、偏心カム１３４は同図
（ｂ）に示すように、モータＤ４の軸１３４ｄが偏心し
て取り付けられた円板１３４ａと、ローラベアリング１
３４ｂとリング１３４ｃから構成されており、モータＤ
４が回転すると円板１３４ａが回転し同図の点線に示す
ように、偏心カム１３４は上下動する。また、モータＤ
４にはエンコーダＥＣ４が取り付けられており、θステ
ージと同様に、モータＤ３の回転量はエンコーダＥＣ４
により検出される。

【００８３】その際、偏心カム１３４の外側に設けられ
たリング１３４ｃはベアリング１３４ｂを介して円板１
３４ａに取り付けられているので回転しない。このた
め、偏心カム１３４が回転したとき、Ｚステージにその
接線方向の力が働くことがなく、円滑にＺステージを上
下動させることができる。図８に戻り、第１の架台１５
１にはＹ軸原点センサＳ１０が取り付けられており、第
２の架台１５５に取り付けられたセンサ板Ｓ１１の通過
を検出する。また、第２の架台１５５にはＸ軸原点セン
サＳ２０が取り付けられており、ＸＹステージ１５０に
取り付けられたセンサ板Ｓ２１の通過を検出する。

【００８４】このため、ＸＹステージ１５０が機構上の
原点位置を通過したことを、Ｙ軸原点センサＳ１０とＸ
軸原点センサＳ２０により検出することができる。図８
においてワークステージは、例えば次のように制御さ
れ、ワークへの照射が行われる。まず、ワークステージ
１５にワークＷを載置する場合には、図示しない操作手
段により図１に示した制御部１８に指示を与える。これ
により、制御部１８はワークステージ１５のモータＤＣ
４により偏心カム１３４を回転させ、Ｚステージ１３０
を下降させる。このとき、エンコーダＥＣ４の出力が制
御部１８に送られ、Ｚステージ１３０が所定位置まで下
降すると、制御部１８はモータＤＣ４の駆動を停止す
る。

【００８５】この状態でワークＷをワークステージ１５
上に載せる。ワークの位置はワークステージ１５上に設
けられた位置決め部材により位置決めされる。ついで、
ワークステージ１５に真空を供給して図示しない真空チ
ャックによりワークＷをワークステージ１５に真空吸着
させる。次に、前記したようにワークステージ１５をＸ
Ｙθ方向に移動させ、ワークＷの最初の照射エリアをマ
スクＭの下に位置決めする。

【００８６】この操作は次のように行われる。まず、制
御部１８はモータＤＣ１，ＤＣ２，を駆動して、ＸＹス
テージ１５０に設けられたＸ軸原点センサＳ２０および
Ｙ軸原点センサＳ１０が出力を発生する原点位置までＸ
Ｙステージ１５０を移動させる。ついで、制御部１８は
エンコーダＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ３の出力の基づきモー
タＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３を所定量駆動して、ＸＹθス
テージ１４０，１５０を上記原点位置からＸＹθ方向に
移動させ、ワークＷの最初の照射エリアをマスクＭの下
に位置決めする。なお、ワークステージを位置決めする
位置は予めプログラミングされ制御部１８に記憶されて
いる。

【００８７】ワークＷの最初の照射エリアがマスクＭの
下に位置決めされると、制御部１８はモータＤＣ４を駆
動して、Ｚステージ１３０を上昇させ、前記したよう
に、ワークＷをマスクＭに接触させたのち、さらにワー
クＷを上昇させ、マスクＭの全面をワークＷに接触させ
る。この操作により前記したように間隙設定機構１３に
よりマスクＭとワークＷは平行にセットされる。

【００８８】次に、制御部１８はモータＤＣ４を駆動し
て所定量、Ｚステージ１３０を下降させる。これによ
り、マスクＭとワークＷの間隔は所定値、例えば２０μ
ｍにセットされる。マスクＭとワークＷの間隔が所定値
にセットされると、制御部１８は前記したようにアライ
メント操作を行う。

【００８９】すなわち、アライメント顕微鏡１７の光源
１７ａよりアライメント光を照射して、ＣＣＤセンサ１
７ｂによりワークＷとマスクＭのアライメント・マーク
を受像して、両者のマークが一致するように、モータＤ
Ｃ１，ＤＣ２，ＤＣ３を駆動して、ＸＹθステージ１４
０、１５０をＸＹθ方向に移動させる。なお、この操作
は前記したように手動で行うこともできる。

【００９０】上記アライメント操作が終了すると、制御
部１８は紫外線照射部７のシャッタ４を開き、ワークＷ
上に照射を行う。ワークＷの最初の照射エリアの照射が
行われると、制御部１８はモータＤＣ４を駆動してＺス
テージ１３０を所定量下降させたのち、モータＤＣ１，
ＤＣ２を駆動してＸＹステージ１５０を移動させ、ワー
クＷの次の照射エリアをマスクＭの下に位置決めする。

【００９１】以下、上記と同様な手順でワークＷを位置
決めしながらワークＷの各照射エリアの照射を行う。そ
して、ワークＷの全照射エリアの照射が終了すると、Ｚ
ステージ１３０を下降させて、ワークステージへの真空
の供給を停止し、ワークＷをワークステージＷから取り
出す。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
次の効果を得ることができる。 ワークとマスクを近接させた状態で紫外線をマスク
を通してワークに照射し、膜質の改質を行うようにした
ので、回折による光の回り込みを最小限に押さえること
ができ、特性を変えたくない部分に紫外線が当たること
がないので、薄膜が形成されたワーク上の各部に選択的
に照射処理を行うことができる。 マスクの照射に使用する面積をワークの面積の半分
以下とし、上記ワーク上の被照射領域を２つ以上に分割
し、ワークとマスクとの相対位置を水平方向に逐次移動
させて、同一のワーク上に上記マスクを通して紫外線を
複数回照射することにより、大型のワークに対しても小
型のマスクで照射処理を行うことができる。

【００９３】このため、良好なマスクの平面度が得ら
れ、部分的にマスクとワークの距離が大きくなることが
なく、光の回り込みが著しく改善される。また、マスク
が安価で済み、さらに、光学部品の大きさを小さくする
ことができるので、製作が容易になり、光学部品を安価
にすることができる。また、ワークを分割した一つの面
積が、マスクの照射に使用する面積よりも大きい面積と
することにより、ランプからの光を無駄なく強い強度で
ワークに照射することができ、処理速度を向上させるこ
とができる。 複数回の照射のそれぞれの照射の最初に、その都
度、それぞれの照射におけるワークの照射範囲につい
て、マスクとワークとの平行出しおよび間隙の調整、マ
スクとワークのアライメントを行うことにより、照射し
たい部分だけに高精度で選択的に紫外線を照射すること
ができる。 ワークにフォトレジストの薄膜を形成し、該ワーク
に紫外線を照射し膜質の改質を行うことにより、露光工
程用に開発された安価なフォトレジストを使用して改質
処理を行うことができ、また、塗布する装置を露光用の
ものと共用することができる。 ワークに対向するマスク面の反対の面でマスクを真
空吸着により保持することにより、保持金具等がワーク
と干渉するのを回避するための特別の構造をワークに設
ける必要がなく、ワークに対する形状の制限がなくな
る。 紫外線照射部を、紫外線を放射する光源と、集光鏡
と、インテグレータレンズと、シャッタと、コリメータ
レンズもしくはコリメータミラーから構成することによ
り、平行度の良い紫外線を照射することができる。 紫外線を照射する光源を超高圧水銀灯もしくは超高
圧キセノン水銀灯とし、該高圧水銀灯もしくは超高圧キ
セノン水銀灯の放電電極間の距離を８ｍｍ以下とするこ
とにより、アークスポットの大きさを小さくでき、安価
にインテグレータレンズを製作することができるととも
に、良好な平行光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の膜質改質装置の全体構成を
示す図である。

【図２】マルチチップモジュール製品を製作する場合の
照射エリアの一例を示す図である。

【図３】本発明の実施例における間隙設定機構の取付態
様の一例を示す図である。

【図４】本発明の実施例の間隙調整機構の構造の一例を
示す分解斜視図である。

【図５】本発明の実施例の間隙設定機構の動作を説明す
る図である。

【図６】本発明の実施例の間隙設定機構の動作を説明す
る図である。

【図７】本発明の実施例の間隙設定機構の動作を説明す
る図である。

【図８】本発明の実施例のワークステージの全体構成を
示す図である。

【図９】本発明の実施例のθステージの駆動機構の一例
を示す図である。

【図１０】本発明の実施例のＺステージの駆動機構の一
例を示す図である。

【符号の説明】

１ 紫外線ランプ ２ 集光鏡 ３ インテグレータレン
ズ ４ シャッタ ５ ミラー ６ コリメータレンズ ７ 紫外線照射部 １１ ベース １２ マスクステージ １３ 間隙設定機構 １４ マスクステージ移動
機構 １５ ワークステージ １６ ワークステージ移動
機構 １７ アライメント顕微鏡 １７ａ 光源 １７ｂ ＣＣＤセンサ １８ 制御部 ２１ Ｖ字受け ２２ 剛球 ２３ 引っ張りバネ ４１ ボール受け ４２ スプライン ４３ シャフト ４４ 圧縮コイルバネ ４５ 板バネ ４６ ケーシング ４７ 吸着ブロック ４８ センサ １３０ Ｚステージ １３１ スライド部材 １３２ ガイド部材 １３３ ベアリング１３３ １３４ 偏心カム １４０ θステージ １４１ ベアリング １４２ プーリ １４３ ワイヤ １５０ ＸＹステージ １５１，１５５ 架台 １５２，１５６ リニアガイド １５３，１５７ カップリング １５４，１５８ ボールネジ Ｍ マスク Ｗ ワーク Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ モータ ＥＣ１，ＥＣ２，ＥＣ３，ＥＣ４ エンコーダ Ｓ１０ Ｙ軸原点センサ Ｓ２０ Ｘ軸原点センサ Ｓ１１，Ｓ２１ センサ板

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク上に形成された薄膜に紫外線を照
   射して、膜質の改質／改善を行う膜質改質方法におい
   て、 上記ワークとマスクを近接させた状態で紫外線をマスク
   を通してワークに照射し、膜質の改質／改善を行うこと
   を特徴とする膜質改質方法。
2. 【請求項２】 マスクの照射に使用する面積はワークの
   面積の半分以下であって、上記ワーク上の被照射領域を
   ２つ以上に分割し、 ワークとマスクとの相対位置を水平方向に逐次移動させ
   て、同一のワーク上に上記マスクを通して紫外線を複数
   回照射することを特徴とする請求項１の膜質改質方法。
3. 【請求項３】 ワークを分割した一つの面積が、マスク
   の照射に使用する面積よりも大きい面積であることを特
   徴とする請求項２の膜質改質方法。
4. 【請求項４】 複数回の照射のそれぞれの照射の最初
   に、その都度、それぞれの照射におけるワークの照射範
   囲について、マスクとワークとの平行出しおよび間隙の
   調整、マスクとワークのアライメントを行うことを特徴
   とする請求項３の膜質改質方法。
5. 【請求項５】 ワークにフォトレジストからなる薄膜を
   形成し、該ワークに紫外線を照射して膜質の改質／改善
   を行うことを特徴とする請求項１，２，３または請求項
   ４の膜質改質方法。
6. 【請求項６】 紫外線を照射する紫外線照射部と、 マスクと、該マスクを保持するマスクステージからなる
   マスクステージ部と、 ワークと、該ワークを保持するワークステージおよび上
   記ワークステージを回転、水平垂直方向に移動させる移
   動機構とからなるワークステージ部と、 上記ワークと前記マスクの相対位置を所定の位置関係に
   合わせ込むためのマスク−ワーク間位置合わせ機構と、 上記ワークと上記マスクを水平かつ一定の間隔で設定す
   る間隙設定機構と、 上記各機構を制御する制御部とからなり、 上記ワークステージに薄膜が形成されたワークを保持さ
   せ、マスクを通して紫外線を照射することにより膜質の
   改質／改善を行うことを特徴とする膜質改質装置。
7. 【請求項７】 マスクの照射に使用する面積が、ワーク
   の面積の半分以下であって、該ワーク上の被照射領域を
   ２つ以上に分割して、紫外線照射部から紫外線を照射し
   てワークに形成された膜質の改質／改善を行う膜質改質
   装置であって、 上記ワークの面に平行なＸ軸、Ｙ軸方向におけるワーク
   の分割数をそれぞれｎx ，ｎy 、マスクの照射に使用す
   る領域の上記各軸の方向の幅をそれぞれＷx ，Ｗy 、ワ
   ークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向の可動範囲をそれぞれ
   Ｌx ，Ｌy としたとき、 膜質改質装置のワークステージ部のＸ軸、Ｙ軸方向の可
   動範囲を、下記の不等式の片方もしくは両方を成立させ
   るように構成し、 Ｌx ＞ｎx ×Ｗx ，Ｌy ＞ｎy ×Ｗy 制御部が、ワークステージを、上記Ｘ軸、Ｙ軸の片方も
   しくは両方の方向に逐次移動させることにより、上記マ
   スクとワークの相対的位置を水平方向に逐次移動させ
   て、同一のワーク上に該マスクを通して紫外線を複数回
   照射することを特徴とする請求項６の膜質改質装置。
8. 【請求項８】 ワークに対向するマスク面の反対の面で
   マスクを真空吸着により保持するマスクステージを備え
   ていることを特徴とする請求項６または請求項７の膜質
   改質装置。
9. 【請求項９】 紫外線照射部が、紫外線を放射する光源
   と、集光鏡と、インテグレータレンズと、シャッタと、
   コリメータレンズもしくはコリメータミラーから構成さ
   れていることを特徴とする請求項６，７または請求項８
   の膜質改質装置。
10. 【請求項１０】 紫外線を照射する光源が超高圧水銀灯
    もしくは超高圧キセノン水銀灯であって、該高圧水銀灯
    もしくは超高圧キセノン水銀灯の放電電極間の距離が８
    ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９の膜質改質装
    置。