JPS61190337A - マスクアライメント装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はフォトリソ技術により、ホトマスクのパターン
を基板上のホトレジスト膜に露光して焼き付けるマスク
アライメント装置に関するものである。

従来の技術 従来、フォトリソ技術に用いるマスクアライメント装置
として広く一般的に用いられているものは、第６図に示
すような構成のマスクアライメント装置であり、露光用
光源１、マスクホルダー２、アライナ−３０３点が主要
な構成要素であった。

すなわちマスクホルダー２にホトマスク４を真空吸着に
より固定し、アライナ−３の半球面を有する基板ホルダ
ー６上に７オトレジスト膜（図示せず）を塗布した基板
６を真空吸着により固定する。次にアライナ−３を調整
してホトマスク４のパターン（図示せず）と基板６．Ｓ
るいは基板ｅ上のパターン（図示せず）との位置調整を
行い、基板６とホトマスク４とを密着あるいは、一定の
透き間を設けて平行状態にした後、露光用光源１内の水
銀ランプ７で発生した紫外光（図示せず）をレンズ８．
ミラー９．レンズ１０を通過させることにより、光量の
均一化された紫外光１１を形成し、光路上に設けた光の
通路を開閉するンヤッタ１２を一定時間だけ開くことに
より、露光面１３に紫外光１１を照射（以下では露光と
呼ぶ）し、ホトマスク４のパターンを基板６上のフォト
レジスト膜に焼き付けを行うものである。（例えば、楢
岡清威・二瓶公志「フォトエツチングと微細加工」（昭
和５２．５．１０）、工学図書、Ｐ２９〜３２）発明が
解決しようとする問題点 しかし、このような従来の構成では、一定時間露光した
時の露光面１３の積算光量（一定時間露光した時の合計
の光量）の分布は、レンズ８，１゜の仕上シ精度及び水
銀ランプ７の取付位置にょシ決まり、積算光量の分布の
均一化に限界があった。

特にホトマスク４と基板６との間に透き間を設けて露光
を行うプロキシミティ法等においては、顕著でありホト
マスク４のパターンに対スるフォトレジスト膜のパター
ンが、積算光量の分布バラツキにより大きな差を生じパ
ターン焼き付は上の大きな問題点となっていた。これは
下記の理由による。

つまり、プロキシミティ法等においては、第６図に示す
ように、ホトマスク４と基板６との間に透き間を設けて
一定時間露光を行うが、フォトレジスト膜としてポジレ
ジスト膜１４を使用した場合、露光及び現像後のポジレ
ジスト膜１４のパターンとしては、紫外光１１の積算光
量が大きい場合は第６図ム、小さい場合は第６図Ｂのよ
うな、ポジレジスト膜１４のパターン（ム：　ｗ２（Ｂ
　：　ｗ２　）が形成される。このような積算光量の違
いが、同一の露光面内で発生した場合、ホトマスク４の
パターン幅ｗ１とポジレジスト膜１４のパターン幅Ｗ２
に差が生じ、同一の露光面内のパターン＠Ｗ２にバラツ
キを生じる原因となっていた。

なお、このことは大面積の露光面を必要とするサーマル
ヘッドやイメージセンサ−（ファクシミリ等の記録部及
び読み取り部に使用する部品）を製作する上での大きな
問題となっている。

サーマルヘッドは第７図に示すように、ガラスグレーズ
層１５を施した基板１６上に複数の発熱体列１７（たと
えば、ム４サイズ、発熱体密度８本／ｍＨサーマルヘッ
ドの場合、２１６１１１１幅で１６６４個の発熱体が形
成されている。）をフォトエツチングにより形成してい
る。なお、発熱体の抵抗値の）は、発熱体材料の表面抵
抗（ｐｓ＞　と発熱体寸法比Ｃ１／ｗ、ｌは発熱体長さ
、Ｗは発熱体幅）の積（Ｒ＝ｐｓｘｌ／ｗ）で決まシ、
発熱体寸法比（発熱体寸法比は、フォトエツチング時の
７オトレジストパタ一ン寸法で決まる。）が、発熱体列
１７の中でバラツキを生じると、抵抗値バラツキを生じ
、サーマルヘッドの印字品質を低下させる原因となっテ
ィア’ｃ。マタ、前述したようにサーマルヘッドヤイメ
ーシセンサーは大面積でファインパターンを形成するた
め、露光用光源１内のレンズ１０は直径３００■以上で
高精度のレンズが要求されるため、積算光量の分布が均
一なマスクアライメント装置は非常に高価であった。さ
らにこのような高価なマスクアライメント装置を用いて
も次の理由により抵抗値分布の均一なサーマルヘッドを
製作することができなかった。発熱体材料は、蒸着・ス
パッタリング等により形成されるため、製作ロフトによ
シ基板間・基板内での表面抵抗の分布は異なるが、発熱
体寸法比は、マスクアライメント装置の積算光量の分布
で決まるマスクアライメント装置固有の分布であシ、発
熱体材料の表面抵抗の分布が異なるために積算光量を一
定にして発熱体寸法比を一定にしても一定した抵抗値分
布のサーマルヘッドを製作することができなかった。

なお、イメージセンサ−の場合も同様である。

（イメージセンサ−の場合は、サーマルヘッドの発熱体
列が受光面に相当し、受光面積が異なることにより出力
にバラツキを生じる。） 本発明は、このような問題点を解決するもので、露光面
の積算光量の分布を均一化と、任意の積算光量の分布に
補正することにより、ホトレジスト膜のパターン寸法の
均一化と、パターン寸法を任意に補正することを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するだめの本発明は、露光面の積算光
量の分布を調整する光量調整用シャッターを、前記露光
面と露光用光源間に設けたものである。

作用 この構成により、露光面の積算光量の分布を均一化する
と共に、任意の積算光量の分布に補正することが可能と
なり、ホトレジスト膜のパターン寸法の均一化および、
任意のパターン寸法への補正を可能とするものである。

実施例 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例によるマスクアライメント装
置の概略図であり、第２図は光量調整用シャッターと露
光面の関係を示す概略図をそれぞれ示す。

マスクアライメント装置は第１図に示すように、露光用
光源１、光量調整用シャッター２１、マスクホルダー２
、アライナ−３の４点が主要な構成要素である。なお第
１図において第６図の従来例と同番号を付した構成の作
用は従来例の内容と同じであシ説明は省略する。

第１図において従来例と異なる点は、露光用光源１と露
光面１３の間に光量調整用シャッター２１を設けたこと
である。この光量調整用シャッター２１は第２図に示す
ように、複数に分割された各々シャッター板２２の集ま
シであり、第１図に示す露光用光源１に内蔵したシャッ
ター１２に連動あるいは単独で各々のシャッター板２２
の開閉時間を調整して、紫外光１１の露光面１３への露
光時間を調整することができる構成となっている。

次に光量調整用シャッター２１を形成する複数のシャッ
ター板２２と露光面１３の関係を第２図を用いて説明す
る。第２図において、２２は複数のシャッター板であり
紫外光１１の露光面１３への光路を開閉する。４はホト
マスク、６はフォトレジスト膜（図示せず）を塗布した
基板であり、第２図ムは全部のシャッター板２２が開い
た状態を示し、第２図Ｂは部分的にシャッター板２２が
開いた状態を示し、第２図Ｇは全部のシャッター板２２
が閉じた状態を示す。

第２図ム〜Ｃに示すように複数に分割され各々任意に開
閉するシャッター板２２を設けることにより、露光面１
３の積算光量の分布は各々のシャッター板２２の開閉時
間を初期（シャッター板２２がすべて開状態で一定時間
露光した時）の積算光量の分布に応じて、第２図Ｂに示
すように任意に調整することによシ露光時間を調整し、
均一化された積算光量で露光面１３を露光するものであ
る。

次に、この一実施例の構成における作用を第３図を用い
て説明する。第３図は光量調整用シャッターを使用した
場合と使用しない場合の露光面の積算光量の分布を示す
。

第３図において、２３は第６図に示す従来例の場合の積
算光量の分布を示し、２４は本実施例の光量調整用シャ
ッター２１を使用した場合であり、積算光量の分布が均
一になるように露光時間を第２図に示す各々のシャッタ
ー板２２の開閉時間により調整した積算光量の分布を示
す。

第３図から判るように、光量調整用シャッター２１を使
用しない場合の積算光量の分布は、露光面の中心部で小
さく両端で大きいが、光量調整用シャッター２１を使用
した場合は、露光面全体でほぼ均一な分布であシ、第６
図に示す積算光量とレジストパターンの関係より、露光
面の積算光量の分布を均一化すると、レジストパターン
寸法も均一化することができる。

次に、この一実施例の構成における他の作用を第４図を
用いて第７図で説明したサーマルヘッドの基板内の表面
抵抗の異なる場合の補正について説明する。

第４図において、２６は発熱体材料の基板内の表面抵抗
（ｐｇ）の分布バラツキについて基板中心を零として示
し、２６は光量調整用シャッター２１を用いて発熱体寸
法比（ｌ！／ｗ　）の分布バラツキが、表面抵抗の分布
２６に対して相反する分布バラツキになるように積算光
量の分布を補正した時の発熱体寸法比（７７ｗ　’）の
分布バラツキを示す。２７は表面抵抗（ｐｇ）の分布２
６と発熱体寸法比の分布２６より形成される第７図の発
熱体列１７の抵抗値ＣＲ＝ｐｓｘｌ／Ｗ）の分布を示す
。

第４図から判るように、光量調整用シャッター２１を用
いて、積算光量の分布を補正することにより、発熱体寸
法比（／／Ｗ　）の分布バラツキ２６を表面抵抗の分布
バラツキ２６に対して相反する分布バラツキにすること
は、積算光量の分布を調整して補正を行い、第６図に示
す積算光量とレジストパターンの関係より可能である。

このことは表面抵抗の分布バラツキ２６と発熱体寸法比
の分布バラツキ２６を互いに相殺することにより均一な
発熱体列１７の抵抗値分布２７を有するサーマルヘッド
を実現することができるものである。

以上本実施例では、第１図に示す光量調整用シャッター
２１を設けることにょシ、露光面の積算光量の分布を均
一化すると共に、任意の積算光量の分布に補正すること
が可能となり、ホトレジスト膜のパターン寸法の均一化
および任意のパターン寸法への補正を可能とするもので
あり、大面積の露光面を必要とするサーマルヘッドやイ
メージセンサ−等の抵抗値分布や、受光面積の均一化を
図ることができる。

また第２図のシャッター板２２をさらに多数のシャッタ
ー板に分割することにょシ、さらに均一な補正を行なう
ことができると共に、シャッター板２２の形状は露光面
の形状および露光分布や目的とするパターン形状に応じ
て任意に設定することもできる。

さらに、光量調整用シャッター２１としてフィルム・ガ
ラス等の透明板上に、透過率の異なる遮光膜を積算光量
の分布に応じて形成しても同様の効果を得ることができ
る。

なお露光用光源として水銀ランプを用いたが、他の露光
用光源を用いても同様の効果を有することはいうまでも
ない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、マスクアライメント装置
において、露光面の積算光量の分布を調整する光量調整
用シャッターを、前記露光面と露光用光源間に設けるこ
とによシ、露光面の積算光量の分布を調整することがで
きる。

すなわち前記光量調整用シャッターによシ露光面の積算
光量の分布を調整して、露光面の積算光量の分布を均一
化すると共に、任意の積算光量の分布に補正することが
可能となり、ホトレジスト膜のパターン寸法の均一化お
よび、任意のパターン寸法への補正を可能とする効果を
有するものである。

また大面積の露光面を必要とするサーマルヘッドやイメ
ージセンサ−等の抵抗値分布や、受光面積を均一化する
ことができる等の効果を有すると共に、積算光量の分布
が均一で安価なマスクアライメント装置を提供するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるマスクアライメント
装置の概略図、第２図五〜Ｇは光量調整用シャッターと
露光面の関係を示す概略図、第３図は従来例と実施例に
おける露光面の積算光量の分布を示す図、第４図はサー
マルヘッドの均一な抵抗値分布を得る補正方法を示した
図、第６図は従−来のマスクアライメント装置の概略図
、第６図は積算光量とレジストパターンの関係を示す断
面図、第７図はサーマルヘッドの構成を示す斜視図であ
る。 １・・・・・・露光用光源、２・・・・・・マスクホル
ダー、３・・・・・・アライナ−１４・・・・・・ホト
マスク、６・・・・・・基板、７・・・・・・水銀ラン
プ、１１・・・・・・紫外光、１３・・・・・・露光面
、２１・・・・・・光量調整用シャッター、２２・・・
・・・シャッター板。 第３図 左　　　　　　　　　中心　　　　　　　　　石露光面 第４図 、露光面 第５図 第６図 （Ａ） （Ｂ） 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光面の積算光量の分布を調整する光量調整用シ
   ャッターを、前記露光面と露光用光源間に設けたマスク
   アライメント装置。
2. （２）光量調整用シャッターを複数のシャッター板で構
   成した特許請求の範囲第１項記載のマスクアライメント
   装置。