JPH0883749A

JPH0883749A - 密着露光方法および装置

Info

Publication number: JPH0883749A
Application number: JP6216979A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Okada; 将一岡田
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】裏面ブロー時におけるマスクとワークの位置
ずれを防止でき、機構が簡単でメンテナンスの容易な密
着露光方法および装置を提供すること。【構成】マスク固定部１にマスクＭを載せ、マスク固
定部１に固定する。また、ワーク固定用真空管路５、ワ
ーク固定用サブ真空管路１０より排気してワークＷをワ
ーク固定部２に固定する。次に上下機構３によりワーク
固定部２を上昇させ、ワークＷをマスクＭに接触させ両
者を平行にする。ついで、ワーク固定用真空管路５から
の排気を停止し、裏面ブロー用管路９より気体を放出
し、マスクＭとワークＷを密着させる。その後、裏面ブ
ロー用管路９の流量、圧力を調整しながら、ワーク固定
用サブ真空管路１０からの排気を軽減、停止、もしく
は、管路１０から気体を放出して、マスクＭとワークＷ
の密着力を所望の値まで高めたのち、マスクＭの上から
露光光を照射して、露光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクとワークを密着
させ、マスクを通した光をワークに照射して露光を行う
密着露光方法に関し、さらに詳細には、ワークとマスク
を密着させる際、ワーク裏面からエアをブローすること
によりマスクとワークを密着させる裏面ブロー方法を用
いた密着露光方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶画面、インクジェット
方式のプリンターヘッド、あるいは、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・モジュール等、ミクロンサイズの加工が
必要である様々の電気部品の製作工程に露光工程が用い
られている。

【０００３】この露光工程とは、パターンを形成したマ
スクを通して紫外線をワークに照射し、ワーク上に塗布
されているフォトレジストにマスクパターンを転写する
ものである。露光方式は、マスクの像を投影レンズまた
はミラーでワーク上に結像させる投影露光方式、マスク
とワークを密着させた状態で平行光を照射する密着露光
方式、マスクとワークを接触させ、両者の平行出しを行
ったあと、マスクとワークの間にわずかな間隙を設けた
状態で平行光を照射するプロキシミティ露光方式に大別
される。

【０００４】密着露光方式とプロキシミティ露光方式
は、投影露光方式に比べマスクとワークの接触・密着時
にマスクが損傷する可能性や解像度が悪い反面、高価な
投影レンズを用いないため露光装置が安価であるという
利点を持っており、それぞれの露光方式における解像度
は、概ね、密着露光方式が１μｍ程度、プロキシミティ
露光方式が３μｍ程度である。

【０００５】このため、３μｍ以下の解像度が要求され
る場合にはプロキシミティ露光方式は採用できず、密着
露光方式を採用することとなるが、密着露光方式は、マ
スクとワークを密着させて露光するものであるため、露
光条件、ワークに塗布されているレジストの種類等によ
り、密着露光後、マスクとワークが離れない場合があ
り、無理に剥がすとワークのレジストが剥離しマスクに
付着するという問題がある。

【０００６】また、一般に、密着露光方式の解像度はあ
る程度密着力と正の相関があり、密着力を大きくすれ
ば、解像度も向上する。例えば、２μｍ程度の解像度の
場合には、１μｍの解像度の場合より密着力が低くても
よい。通常、解像度が１μｍ程度（あるいはそれ以下）
の密着露光方式をハードコンタクト露光方式と呼び、解
像度が２μｍ程度の密着露光方式をソフトコンタクト露
光方式と呼んでいる。

【０００７】すなわち、解像度と密着力は相関してお
り、密着力を大きくすれば解像度が向上するが、解像度
を上げるため密着力が大きくすれば、前記したようにワ
ークのレジストが剥離するケースが増加する。したがっ
て、２μｍ程度の解像度が要求される場合には、通常、
マスクとワークの密着力を小さくしたソフトコンタクト
露光方式が採用される。

【０００８】上記した密着力を発生させる方法として
は、通常、マスクとワークを接触されせた後に、マスク
とワークの間を真空排気し、大気圧によりマスクとワー
クを押しつける方法が採られており、そのときの真空度
により密着力が調整される。例えば、６インチウエハの
場合、マスクとワークとの間の空気の圧力が−２００ｔ
ｏｒｒ（ゲージ圧、絶対圧で５６０ｔｏｒｒ）程度のと
きがソフトコンタクトとなり、また、−２００ｔｏｒｒ
程度以下の場合がハードコンタクトとなる。仮に６イン
チウエハがφ１５０ｍｍの円板としたとき、密着力（押
しつけ力）を計算すると、次のようになる。

【０００９】[200(torr) ×133.322] (Pa) ×[ π×(0.
150/2)²](m²)=471.2(N)=471.2 ×0.101972≒48(Kgf) 発明者の実験によれば、密着力が４８ｋｇｆ程度以上の
場合、解像度１μｍ程度のハードコンタクト露光を、４
８ｋｇｆ程度以下の場合、解像度２μｍ程度のソフトコ
ンタクト露光を実現することができた。

【００１０】ソフトコンタクト露光方式は、上記のよう
に大きな密着力が必要とされないため、マスクとワーク
の間を真空排気することにより密着力を得る方法以外
に、ワークの裏面からエアーをブローして（裏面ブロー
という）、マスクに密着するようにワークを変形させ露
光する方法が採用される。図６は、上記した裏面ブロー
することによりマスクとワークの密着力を得て、露光を
行う従来の方法を示す図である。同図において、Ｍはマ
スク、Ｗはワーク、１はマスクＭを固定するマスク固定
部、２はワークＷを固定するワーク固定部、３はワーク
固定部２を上下させる上下機構であり、上下機構３はワ
ーク固定部２を上昇させたとき、マスクＭとワークＷが
平行になるようにワーク固定部２の上面を傾斜させる平
行出し機構を備えている。なお、平行出し機構として
は、球面座等を用いることができる。

【００１１】５はワーク固定用真空管路であり、ワーク
固定部２にワークを載置した後、上記管路から空気を排
気することにより、ワークＷをワーク固定部２に固定さ
せる。また、６はマスク固定用真空管路であり、マスク
固定部１にマスクを載置した後、上記管路から排気する
ことにより、マスクＭをマスク固定部１に固定させる。
９は裏面ブロー用管路であり、ここから裏面ブロー用の
気体を供給し、ワークＷに対して裏面ブローを行う。

【００１２】図６において、露光処理は次のように行わ
れる。ワーク固定部２にワークＷを載置し、ワーク固定用
真空管路５より排気してワークＷをワーク固定部２に固
定する。マスク固定部１にマスクＭを載置し、マスク固定用
真空管路６より排気してマスクＭをマスク固定部１に固
定する。

【００１３】なお、マスクとワークを載置する方法とし
ては、手置きでもよいし、また、ロボットによる機械的
な操作でもよい。また、マスクを載置した後にワークを
載置してもよい。ワークＷがマスクＭに接触するまで、平行出し機構
を備えた上下機構３を上昇させる。ワークＷがマスクＭに接触したら、裏面ブロー用管
路９からワークＷの裏面に気体を供給し（裏面ブロ
ー）、ワークＷがマスクＭと共に変形するまで、ワーク
ＷをマスクＭに押しつけ、両者を密着させる。マスクＭの上から露光光を照射して、露光を行う。

【００１４】ところで、上記方法は、上下機構３を上昇
させ、ワークＷとマスクＭを接触させるだけなので、ワ
ークが裏面ブローによりワーク固定部２から浮き上がっ
たとき、ワークとマスクの位置がずれるという問題があ
った。そこで、上記問題点を解決するため、従来、次の
図７に示す方法が用いられていた。

【００１５】図７において、図６に示したものと同一の
ものには同一の符号が付されており、図７においては、
マスク固定部１とワーク固定部２の間に真空シールゴム
４を付加し、マスクＭ、マスク固定部１、ワーク固定部
２と上記シールゴム４で囲まれた領域でチャンバー８を
形成し、また、チャンバー８から排気する排気用真空管
路７を付加している。なお、真空シームゴム４に換え
て、マスク固定部１とワーク固定部２の間にＯリングを
設けることもできる。

【００１６】図７において、露光処理は次のように行わ
れる。ワーク固定部２にワークＷを載置し、ワーク固定用
真空管路５より排気してワークＷをワーク固定部２に固
定する。マスク固定部１にマスクＭを載置し、マスク固定用
真空管路６より排気してマスクＭをマスク固定部１に固
定する。

【００１７】なお、マスクとワークを載置する方法とし
ては、手置きでもよいし、また、ロボットによる機械的
な操作でもよい。また、マスクを載置した後にワークを
載置してもよい。ワークＷがマスクＭに接触するまで、平行出し機構
を備えた上下機構３を上昇させる。排気用真空管路７より排気し、チャンバー８の圧力
を−２００ｔｏｒｒＨｇ以上とする。これにより、マス
クＭは大気圧に押されてワーク側に変形し、ワークＷは
マスクＭは密着する。裏面ブロー用管路９からワークＷの裏面に気体を供
給し（裏面ブロー）、ワークＷがマスクＭと共に変形す
るまで、ワークＷをマスクＭに押しつけ、両者を密着さ
せる。マスクＭの上から露光光を照射して、露光を行う。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】図７で説明した方法に
おいては、裏面ブローする前に、チャンバー８から排気
しワークＷとマスクＭを密着させているため、裏面ブロ
ーする際にワークとマスクの位置がずれるといった問題
が生ずることはないが、チャンバー８内の気密性を保持
する必要があるため、次のような問題点を持っている。（１）チャンバー８内の気密性を保持させるための真空
シールゴム（またはＯリング）が必要であり、機構が複
雑化する。（２）チャンバー８内の気密性を保持させるための真空
シールゴム等には寿命があり、定期的なメンテナンスが
必要となる。

【００１９】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、本発明の目的は、真空シールゴ
ム等を使用することなく裏面ブロー時におけるマスクと
ワークの位置ずれを防止することができ、機構が簡単で
メンテナンスの容易な密着露光方法および装置を提供す
ることである。

【００２０】

【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、ワーク固定部にワーク
を固定するとともに、マスクを上記ワーク固定部の上方
に位置するマスク固定部に固定し、マスク固定部もしく
はワーク固定部を移動させてマスクとワークを平行状態
にして両者を密着させ、マスク上から露光光を照射して
ワーク上にマスクパターンを露光する密着露光方法にお
いて、ワーク固定部に少なくとも２系統以上の管路を設
け、２系統以上の管路の内の少なくとも１系統の管路端
をワークの端部に配置し、上記管路を排気してワークを
ワーク固定部に固定し、ワークとマスクの密着時に、上
記２系統の管路の内の１系統の排気を停止して気体を放
出することにより、ワークとマスクを密着させるように
したものである。

【００２１】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、２系統の管路の内の１系統の排気を停止し
て気体を放出したのち、他の系統の管路の排気を軽減す
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１の発明において、２系統の管路の内の１系統の
排気を停止して気体を放出したのち、他の系統の管路の
排気を停止もしくは他の系統の管路から気体を放出する
ようにしたものである。

【００２２】本発明の請求項４の発明は、密着露光装置
において、露光光をマスク上に照射する照射部と、ワー
クと、少なくとも２系統以上の管路を具備し、２系統以
上の管路の内の少なくとも１系統の管路端がワークの端
部に配置された上記ワークを固定したワーク固定部と、
マスクと、上記ワーク固定部上に配置され、該マスク固
定したマスク固定部と、マスク固定部もしくはワーク固
定部を上下動させると共にマスクとワークとの平行出し
を行う上下機構と、上記２系統以上の管路を排気すると
ともに該管路に気体を供給する給排気手段と、上記上下
機構と管路への給排気を制御する制御手段とを設け、上
記制御手段が、上記２以上の管路を排気してワーク固定
部にワークを固定し、上下機構によりマスク固定部もし
くはワーク固定部を移動させてワークとマスクを平行に
密着させたのち、上記２系統の管路の内の１系統の排気
を停止して気体を放出するように制御し、ワークとマス
クを密着させるように構成したものである。

【００２３】

【作用】本発明の請求項１および請求項２の発明におい
ては、ワーク固定台に少なくとも２系統の管路を設け、
一方の管路系統でワークを吸着した状態で、他系統の管
路から裏面ブローを行っている。このため、裏面ブロー
を行ったとき、ワークがワーク固定台から浮き上がるこ
とがなく、ワークとマスクの位置ずれを防止することが
できる。

【００２４】また、マスクとワークの密着力が低いと、
裏面ブローによりワークがワーク固定台から押し上げら
れる際、ワークとマスクの位置ずれが起こる。そこで、
ワークをワーク固定台に吸着した状態で裏面ブローを行
い、マスクとワークの密着力を高めておけば、請求項
２，３のように、その後、上記一方の管路系統の排気を
軽減、停止、もしくは、一方の管路系統から気体の放出
しても、マスクとワークが位置ずれを起こすことがな
い。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の実施例のソフトコンタクト露
光装置の構成を示す図であり、同図はワークＷとマスク
Ｍをそれぞれマスク固定部とワーク固定部に固定し、裏
面ブローを行った状態を示している。同図において、Ｍ
はマスク、Ｗはワーク、１はマスク固定部、２はワーク
固定部、３はワーク固定部２を上下させる上下機構であ
り、上下機構３は、図６、図７と同様、平行出し機構を
備えている。

【００２６】５はワーク固定用真空管路、６はマスク固
定用真空管路、９は裏面ブロー用管路、１０はワーク固
定用サブ真空管路であり、後述するように、裏面ブロー
時、ワーク固定用サブ真空管路１０から排気することに
より、ワークＷを固定し、その位置ズレを防止する。ま
た、Ｐは圧力計、Ｒ１，Ｒ２はレギュレータ、Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ３はバルブ、Ｖ０は、ロータリーポンプ等から構
成される真空排気手段側に設けられたバルブ、Ｃは上記
した上下機構３、レギュレータＲ１，Ｒ２、バルブＶ
１，Ｖ２，Ｖ３等を制御する制御装置である。制御装置
Ｃとしては、例えば、上記バルブの開閉等を順次制御す
るシーケンサ等を用いることができる。

【００２７】なお、同図中、点線の矢印は真空排気手段
（図示せず）に接続されていることを示し、実線矢印は
気体供給手段（図示せず）に接続されていることを示し
ている。図２〜図５は本発明の実施例の動作を説明する
図であり、同図を参照しながら本実施例の装置による露
光処理について説明する。 (1) ワーク固定部２にワークＷを載置する。 (2) ワーク固定用真空管路５、ワーク固定用サブ真空管
路１０より排気してワークＷをワーク固定部２に固定す
る。

【００２８】このとき、バルブとレギュレータは、バル
ブＶ０，Ｖ１は開、バルブＶ２，Ｖ３は閉、レギュレー
タＲ１は全開の状態にある。 (3) マスク固定部１にマスクＭを載置し、マスク固定用
真空管路６より排気してマスクＭをマスク固定部１に固
定する（図２参照）。なお、マスクとワークを載置する
方法としては、手置きでもよいし、また、ロボットによ
る機械的な操作でもよい。また、マスクを載置した後に
ワークを載置してもよい。 (4) 上下機構３によりワーク固定部２を上昇させ、ワー
クＷをマスクＭに接触させ、上下機構３の平行出し機構
により両者を平行に位置させる（図３参照）。 (5) バルブＶ１を閉じ、ワーク固定用真空管路５よる吸
着を停止する。このとき、バルブとレギュレータは、バ
ルブＶ０は開、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３は閉、レギュレ
ータＲ１は全開となる。 (6) 裏面ブロー用管路９より気体を放出する。気体の圧
力は圧力計Ｐでモニタされ、レギュレータＲ２により、
流量と圧力が調整される。

【００２９】このとき、バルブとレギュレータは、バル
ブＶ０，Ｖ３は開、バルブＶ１，Ｖ２は閉、レギュレー
タＲ１は全開、レギュレータＲ２は圧力調整状態とな
る。これにより、図４に示すように、ワークＷは変形し
マスクＭと密着する。また、この状態では、ワーク固定
用サブ真空管路１０からの真空排気は継続しておりワー
クＷの端部はワーク固定部２に固定されている。 (7) その後、所望の押しつけ力に応じて裏面ブローの量
を制御して、ワークＷとマスクＭを密着させる。その
際、バルブとレギュレータは、ワークＷの押し付け力に
応じて、次のように設定することができる。 (a) ワーク固定用サブ真空管路１０からの真空排気をそ
のまま維持する。

【００３０】すなわち、バルブＶ０，Ｖ３を開、バルブ
Ｖ１，Ｖ２を閉、レギュレータＲ１を全開、レギュレー
タＲ２を調整状態とし、図４のようにワークＷの端部を
ワーク固定部２に吸着させた状態を維持する。 (b) ワーク固定用サブ真空管路１０からの真空排気を軽
減する。すなわち、バルブＶ０，Ｖ３を開、バルブＶ
１，Ｖ２を閉、レギュレータＲ１，Ｒ２を調整状態と
し、ワークＷの端部の吸着力を小さくする。 (c) ワーク固定用サブ真空管路１０からの真空排気を停
止する。

【００３１】すなわち、バルブＶ３を開、バルブＶ０，
Ｖ１，Ｖ２を閉、レギュレータＲ１を閉、レギュレータ
Ｒ２を調整状態とし、ワークＷの端部の吸着を停止す
る。 (d) ワーク固定用サブ真空管路１０から気体を放出す
る。すなわち、バルブＶ０，Ｖ１を閉、バルブＶ２，Ｖ
３を開、レギュレータＲ１を閉、レギュレータＲ２を調
整状態とし、ワークＷの端部をマスクＭ側に押し付け
る。

【００３２】また、裏面ブロー量に応じて上記(a) 〜
(d) の制御を組み合わせ、(a) →(c)、あるいは、(a)
→(b) →(c) →(d) のように状態を遷移させることもで
きる。 (8) 以上のようにマスクＭとワークＷの密着性を所望の
状態まで高めたのち、マスクＭの上から露光光を照射し
て、露光を行う。本実施例においては、上記のように、
ワークＷの周辺部を吸着したまま裏面ブローを行いマス
クＭとワークＷの密着度を高めているので、その後、
(7) の(b)(c)(d) のように、ワークＷの端部の吸着力を
低下させたり、吸着の停止、あるいは、気体の放出を行
ってもワークＷの位置がずれることがない。

【００３３】ちなみに、上記(6) に示すように、ワーク
Ｗの周辺部を吸着したまま裏面ブローを行ったのち、ワ
ーク固定用サブ真空管路１０から１．０３ｋｇ／ｃｍ²
で気体を放出したところ、位置ずれを起こすことなくマ
スクＭとワークＷを密着させことができ、気体の放出を
行ってもワークＷの位置ずれを防止できることを確認す
ることができた。

【００３４】なお、上記(a) のように設定した場合に
は、図４の状態が維持されワーク固定部２へのワークＷ
の吸着が継続するので、裏面ブロー時におけるワークＷ
の位置ずれを確実に防止することができるが、ワークＷ
の周辺部はワーク固定部２と接触したままなので、マス
クＭ上のマスクパターンの範囲が制限される。また、
(b) 〜(c) のように設定することにより、最終的に図５
に示すようにマスクとワークは全面が密着し、マスクＭ
上のマスクパターンの占める範囲を上記(a) の場合より
広く設定することができる。

【００３５】上記実施例においては、ワーク固定部を上
昇させてマスクとワークを密着させているが、マスク固
定部を下降させてマスクとワークを密着させることもで
きる。また、上記実施例においては、制御装置を設け、
制御装置により上下機構、バルブ、レギュレータ等を制
御しているが、人手によりこれらを制御して露光処理を
行うこともできる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ワーク固定台に少なくとも２系統の管路を設け、一
方の管路系統でワークを吸着した状態で、他系統の管路
から裏面ブローを行ったのち、上記一方の管路系統の排
気を維持、軽減、停止、もしくは、一方の管路系統から
気体を放出しているので、チャンバー内の気密を保持す
ることなく、裏面ブロー時のマスクとワークの位置ずれ
を防ぐことができる。

【００３７】このため、チャンバー内の気密を保持する
ための真空シールゴム等が不要となり、機構を簡単にす
ることができ、また、メンテナンスを容易にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のソフトコンタクト露光装置の
構成を示す図である。

【図２】実施例のソフトコンタクト露光装置の動作を示
す図である。

【図３】実施例のソフトコンタクト露光装置の動作を示
す図である。

【図４】実施例のソフトコンタクト露光装置の動作を示
す図である。

【図５】実施例のソフトコンタクト露光装置の動作を示
す図である。

【図６】第１の従来例を示す図である。

【図７】第２の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１マスク固定部２ワーク固定部３上下機構５ワーク固定用真空管路６マスク固定用真空管路９裏面ブロー用管路１０ワーク固定用サブ真空
管路ＭマスクＷワークＰ圧力計Ｒ１，Ｒ２レギュレータＶ１，Ｖ２，Ｖ３バルブＶ０真空排気手段側に設け
られたバルブＣ制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク固定部にワークを固定するととも
に、マスクを上記ワーク固定部の上方に位置するマスク
固定部に固定し、マスク固定部もしくはワーク固定部を移動させてマスク
とワークを平行状態にして両者を密着させ、マスク上か
ら露光光を照射してワーク上にマスクパターンを露光す
る密着露光方法において、ワーク固定部に少なくとも２系統以上の管路を設け、２
系統以上の管路の内の少なくとも１系統の管路端をワー
クの端部に配置し、上記管路を排気してワークをワーク
固定部に固定し、ワークとマスクの密着時に、上記２系統の管路の内の１
系統の排気を停止して気体を放出することにより、ワー
クとマスクを密着させることを特徴とする密着露光方
法。
【請求項２】２系統の管路の内の１系統の排気を停止
して気体を放出したのち、他の系統の管路の排気を軽減
することを特徴とする請求項１の密着露光方法。
【請求項３】２系統の管路の内の１系統の排気を停止
して気体を放出したのち、他の系統の管路の排気を停止
もしくは他の系統の管路から気体を放出することを特徴
とする請求項１の密着露光方法。
【請求項４】露光光をマスク上に照射する照射部と、ワークと、少なくとも２系統以上の管路を具備し、２系
統以上の管路の内の少なくとも１系統の管路端がワーク
の端部に配置された上記ワークを固定したワーク固定部
と、マスクと、上記ワーク固定部上に配置され、該マスク固
定したマスク固定部と、マスク固定部もしくはワーク固定部を上下動させると共
にマスクとワークとの平行出しを行う上下機構と、上記２系統以上の管路を排気するとともに該管路に気体
を供給する給排気手段と、上記上下機構と管路への給排気を制御する制御手段とを
備え、上記制御手段は、上記２以上の管路を排気してワーク固
定部にワークを固定し、上下機構によりマスク固定部も
しくはワーク固定部を移動させてワークとマスクを平行
に密着させたのち、上記２系統の管路の内の１系統の排
気を停止して気体を放出することにより、ワークとマス
クを密着させることを特徴とする密着露光装置。