KR20110039187A - 노광장치 및 노광방법 - Google Patents

노광장치 및 노광방법 Download PDF

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KR20110039187A
KR20110039187A KR1020100095419A KR20100095419A KR20110039187A KR 20110039187 A KR20110039187 A KR 20110039187A KR 1020100095419 A KR1020100095419 A KR 1020100095419A KR 20100095419 A KR20100095419 A KR 20100095419A KR 20110039187 A KR20110039187 A KR 20110039187A
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exposure
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optical system
projection optical
plane
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KR1020100095419A
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켄 미야케
토시히로 타카기
Original Assignee
상에이 기켄 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 오토포커스 기능을 이용하지 않고, 평면 평탄성이 나쁜 기판의 노광면에 소망하는 상(像)을 양호한 정밀도로 결상시킨다.
기판(1)은 기판 지지부재(2) 위에 지지된다. 투영 광학계(3)와 기판(1)과의 사이에는, 강성의 광투과성 부재(4)가 배치된다. 광투과성 부재(4)는, 기판(1)의 노광면(1a)에 대향하는 평면(4a)을 가진다. 평면(4a)은 투영 광학계(3)의 결상면과 일치하도록 위치결정된다. 광투과성 부재(4)의 평면(4a)에 대하여 노광면(1a)을 밀착 및 이반시키도록, 기판 지지부재(2)를 이동시키기 위한 구동기구(5)가 설치되어 있다.

Description

노광장치 및 노광방법{EXPOSURE DEVICE AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은, 감광층을 갖는 기판의 노광면에 광을 조사하여 노광면에 패턴을 형성하기 위한, 투영 노광방식의 노광장치 및 노광방법에 관한 것이다.
패턴이 묘화(描畵)된 포토마스크를 이용하는 노광방식에는, 포토마스크와 기판을 밀착시켜 노광을 행하는 진공밀착 노광방식과, 밀착시키지 않는 투영 노광방식이 있다.
투영 노광방식은, 진공밀착 노광방식과 비교하여 다음과 같은 메리트가 있다.
(1) 포토마스크와 기판이 접촉하지 않으므로, 포토마스크에 대한 데미지가 없다. 따라서, 포토마스크를 반영구적으로 사용할 수 있다.
(2) 포토마스크와 기판을 서로 위치맞춤한 후에, 양자를 서로 밀착시키는 것에 기인하는 위치어긋남이 생기지 않는다. 따라서, 위치맞춤 정밀도가 우수하다.
한편, 투영 노광방식에는 다음과 같은 결점도 있다.
(3) 표면 평탄성이 나쁜 기판의 노광면의 전체 영역에 걸쳐 양호한 정밀도로 결상(結像)시키는 것이 어렵다. 따라서, 오토포커스(autofocus) 기능을 구비한 광학계를 이용한 작업이 필요하게 된다. 이에 따라서, 장치가 고가가 되는 동시에, 생산성이 저하한다.
본 발명의 과제는, 상기 결점을 없애고, 저렴하며 생산성이 좋은 투영 노광방식을 확립하는 것에 있다.
본 발명의 노광장치 및 노광방법은, 포토마스크를 이용하지 않는 직접묘화 노광에도 적용할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면,
노광층을 갖는 기판의 노광면에 광을 조사하여 상기 노광면에 패턴을 형성하기 위한 노광장치로서,
상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지부재와,
광원과,
상기 광원으로부터의 광을 상기 노광면에 조사하기 위한 투영 광학계와,
강성(剛性)의 광투과성 부재로서, 상기 노광면에 대향하는 평면을 가지고, 상기 평면이 상기 투영 광학계의 결상면과 일치하도록 하여 배치된 광투과성 부재와,
상기 광투과성 부재의 상기 평면에 대하여 상기 노광면을 밀착 및 이반(離反)시키도록, 상기 기판 지지부재를 이동시키기 위한 구동기구
를 구비하는 노광장치가 제공된다.
상기 구동기구는, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 기판의 상기 노광면간의 사이에 형성되는 공간을 주변 공간보다도 감압(減壓)된 상태로 하기 위한 감압기구를 구비하는 것이 가능하다.
상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 상기 광원으로부터의 광을 선택적으로 상기 투영 광학계로 인도하기 위한 복수의 광학 변조소자를 규칙적으로 배열하고, 상기 광학 변조소자 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광학 변조소자를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 다각형 미러를 배치하고, 상기 다각형 미러 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광원의 온·오프를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 하여도 좋다.
상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 상기 노광면에 형성할 패턴이 묘화된 포토마스크를 배치하고, 상기 포토마스크를 통하여 상기 노광면을 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 노광면에 전사하도록 하여도 좋다.
상기 노광면을 복수의 분할영역마다 노광하기 위하여, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하면서, 상기 기판, 상기 기판 지지부재 및 상기 광투과성 부재를 일체로 하여 이동시키기 위한 슬라이드 기구를 구비하는 것도 가능하다.
상기 포토마스크와 상기 기판간의 서로 대응하는 위치에 각각 설치된 위치맞춤용 마크끼리를 위치맞춤시키기 위하여, 상기 위치맞춤용 마크를 마크검출수단에 의해 검출하고, 검출된 데이터에 기초하여, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하고 또한 상기 기판, 상기 기판 지지부재 및 상기 광투과성 부재를 일체로 한 상태에서 상기 포토마스크 및 상기 기판의 일방을 타방에 대하여, X, Y, θ 방향으로 상대 이동시키는 위치맞춤기구를 더 구비하는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면 또한,
광원으로부터 방사되어 투영 광학계를 경유한 광을, 감광층을 갖는 기판의 노광면에 조사하여, 상기 노광면에 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
상기 노광면에 대향하는 평면을 갖는 강성의 광투과성 부재를, 상기 평면이 상기 투영 광학계의 결상면과 일치하도록 배치하고,
상기 노광면이 상기 평면에 밀착하도록 상기 기판을 이동시키며,
상기 기판을 상기 광투과성 부재에 눌러 붙인 상태로 노광을 행하는,
노광방법도 제공된다.
상기 노광면을 상기 평면에 밀착시킬 때에, 상기 평면과 상기 노광면과의 사이에 형성되는 공간을 주변공간보다도 감압하도록 하여도 좋다.
상기 광원으로부터의 광을, 상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 있어서 규칙적으로 배열한 복수의 광학 변조소자를 통하여, 상기 투영 광학계로 선택적으로 인도하여, 상기 광학 변조소자 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광학 변조소자를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 광원으로부터의 광을, 상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 있어서 배치한 다각형 미러를 통하여, 상기 투영 광학계로 인도하고, 상기 다각형 미러 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광원의 온·오프를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 하여도 좋다.
상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 배치한 포토마스크로서 상기 노광면에 형성할 패턴이 묘화된 포토마스크를 통하여 상기 노광면을 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 노광면에 전사하는 방법을 취하는 것도 가능하다.
상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하면서, 상기 기판 및 상기 광투과성 부재를 일체로 하여 슬라이드이동시킴으로써, 상기 노광면을 복수의 분할영역마다 노광하도록 하여도 좋다.
노광 전에, 상기 포토마스크와 상기 기판과의 서로 대응하는 위치에 각각 설치된 위치맞춤용 마크끼리를, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하고 또한 상기 기판 및 상기 광투과성 부재를 일체로 한 상태로 위치맞춤시킬 수도 있다.
본 발명의 노광장치 및 노광방법에 따르면, 투영 광학계의 결상면과 일치하는 평면을 갖는 광투과성 부재의 상기 평면에, 평탄성이 나쁜 기판의 노광면을 밀착시킴으로써, 상기 노광면을 평탄하게 교정(矯正)하고 또한 그 평탄성을 유지할 수 있다. 게다가, 평탄하게 된 노광면은, 투영 광학계의 결상면과의 일치성도 유지된다. 따라서, 그 후는, 포커스를 맞추는 작업을 하지 않고, 노광면 전체에 걸쳐 높은 해상도로 노광을 행하는 것이 가능하다.
본 발명의 노광장치 및 노광방법에 따르면, 오토포커스 기능을 갖는 설비를 필요로 하지 않으므로, 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.
또, 포커스를 맞추는 작업이 불필요하게 되므로, 작업효율 및 생산효율이 향상한다.
기판과 포토마스크를 밀착시키지 않으므로, 투영 노광방식의 메리트는 유지된다.
도 1은, 본 발명에 의한 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 도면으로, (A)는 측면도, (B)는 (A)에서의 A-A 화살선도이다.
도 2는, 기판을 광투과성 부재에 밀착시키는 공정을 순서대로 설명하는 도면이다.
도 3은, 노광면을 분할노광할 때의 각 부의 작동을 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명을 포토마스크를 이용하지 않는 직접묘화 노광장치에 적용한 경우의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 5는, 도 4의 노광장치의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 6은, 다른 형태의 직접묘화 노광장치의 광학계를 나타내는 도면이다.
도 1(A)는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 노광장치의 개략 측면도, 도 1(B)는 동일하게 상면도이다. 노광장치는, 기판(1)을 지지하는 기판 지지부재(2)와, 투영렌즈(3)의 형태를 한 투영 광학계와, 강성의 광투과성 부재를 구성하는 유리판(4)과, 기판 지지부재(2)를 이동시키기 위한 구동기구(5)를 구비한다. 기판(1)을 올려놓는 강성의 기판 지지부재(2)의 상면은, 평탄하게 되어 있다. 노광장치는 또한 광원을 구비하지만, 광원은 도 1에 있어서 도시 생략되어 있다.
도 1의 실시형태에 있어서는, 노광장치는 또한 포토마스크(6)와, 기판(1)과 포토마스크(6)와의 위치맞춤을 행하기 위한 위치맞춤기구(7)를 구비한다. 포토마스크(6)는, 광원과 투영렌즈(3)와의 사이에 위치결정되어 있다. 위치맞춤기구(7)는, 유리판 지지부재(7a)와 이동기구(7b)로 구성되어 있다. 유리판 지지부재(7a)는 유리판(4)의 주변 가장자리를 파지(把持)하는 프레임 형상의 부재이다. 이동기구(7b)는 유리판(4)을 둘러싸도록 복수 배치되어 있다. 각 이동기구(7b)는, 유리판 지지부재(7a)와 베이스부재(8) 사이를 연결하고 있다. 각각의 이동기구(7b)는 서로 협동하여 유리판(4)을 X, Y, θ 방향으로 이동시킨다.
기판(1)의 노광면(1a)(도 1(A)에 있어서 상면)에는 감광층이 형성되어 있다. 포토마스크(6)에는, 기판(1)의 노광면(1a)에 형성할 패턴이 묘화되어 있다. 도 1(A)에서 포토마스크(6)의 상방에 위치하는 광원으로부터, 포토마스크(6), 투영렌즈(3) 및 유리판(4)을 통하여 기판(1)의 노광면(1a)으로 광을 조사함으로써, 노광면(1a)에 패턴을 전사할 수 있다. 예컨대, 패턴으로서 전기회로를 포토마스크(6)에 묘화할 수 있다.
유리판(4)은, 기판(1)의 노광면(1a)에 대향하는 평면(4a)(도 1(A)에 있어서 하면)을 가지고 있다. 유리판(4)은, 평면(4a)이 투영렌즈(3)의 결상면과 일치하도록 하여 배치되어 있다. 유리판(4)은, 상술한 바와 같이 위치맞춤기구(7)에 의해 평면 내에서 이동되는 경우가 있지만, 유리판(4)의 평면(4a)과 투영렌즈(3)의 결상면과의 일치성은, 항상 유지된다.
구동기구(5)는, 유리판(4)의 평면(4a)에 대하여 기판(1)의 노광면(1a)을 밀착시키도록, 또한 이반시키도록 기판 지지부재(2)를 이동시킨다. 구동기구(5)는, 기판 지지부재(2)에 접촉하여 상기 기판 지지부재(2)를 이동시키는 실린더기구(9)와, 기판 지지부재(2)를 접촉시키지 않고 상기 기판 지지부재(2)를 이동시키는 감압기구로 이루어진다.
실린더기구(9)는, 베이스부재(8)의 중앙에 부착되며, 기판 지지부재(2)에 지지된 기판(1)을 유리판(4)에 근접하도록 기판 지지부재(2)의 하면을 가압할 수 있다. 기판 지지부재(2)의 상면 주위에는 환상(環狀)의 탄성 시일(seal)부재(11)가 부착되어 있다. 시일부재(11)의 높이는, 시일부재(11)의 정상부(頂部)가 기판(1)의 노광면(1a)보다도 높은 위치가 되도록 설계되어 있다. 실린더기구(9)에 의해 기판(1) 및 기판 지지부재(2)가 들어 올려져, 시일부재(11)의 정상부가 유리판(4)의 하면에 접하면, 유리판(4)과 기판(1) 및 기판 지지부재(2)와 시일부재(11)에 의해 밀폐공간(S)이 형성된다.
감압기구는, 외부의 진공원(眞空源)(미도시됨)과, 상기 진공원과 밀폐공간(S)을 연통하는 도관(미도시됨)을 구비하고 있다. 도관의 일단은 진공원에 접속되고, 타단은, 예컨대 유리판(4)에 형성된 구멍(공간(S)에 연통되어 있다)에 접속되어도 좋다. 감압기구는, 밀폐공간(S) 내부를 감압함으로써, 기판(1) 및 기판 지지부재(2)를 유리판(4)의 하면을 향하여 이동시킬 수 있다.
변형되어 있을지도 모르는 기판(1)의 노광면(1a)을, 구동기구(5)에 의해 유리판(4)의 평면(4a)에 밀착시켜 평탄하게 하는 공정을, 도 2를 참조하면서 설명한다. 노광 전의 기판(1)을 올려놓은 기판 지지부재(2)는, 반송기구(10)에 의해 유리판(4)과 실린더기구(9)와의 사이에 반입된다(도 2(A)). 반송기구(10)는, 기판 지지부재(2)의 서로 대향하는 2개의 가장자리부를 하면으로부터 지지한 채 지면에 대하여 전진 및 후퇴가능한 2개의 바(bar)로서 도시되어 있다.
실린더기구(9)를 신장시키면, 유리판(4)의 하방으로 반송되어 온 기판 지지부재(2)에 실린더기구(9)의 상면이 접촉한다. 실린더기구(9)를 더 신장시키면, 기판 지지부재(2)는 반송기구(바)(10)로부터 들어 올려져, 유리판(4)을 향하여 이동한다. 반송기구(10)는, 유리판(4)의 하방으로부터 퇴피한다. 시일부재(11)의 정상부가 유리판(4)의 평면(하면)(4a)에 접촉한 시점에서, 실린더기구(9)의 신장은 정지된다(도 2(B)). 유리판(4)과 기판(1)과 기판 지지부재(2)와 시일부재(11)에 의해, 밀폐공간(S)이 형성된다. 다음으로, 밀폐공간(S)을 상기 외부의 진공원(미도시됨)에 접속하여, 공간(S) 내부를 감압한다. 주변의 대기압과, 공간(S) 내부의 감소된 압력 간의 차압(差壓)의 힘에 의해, 기판(1)을 올려놓은 기판 지지부재(2)는, 실린더기구(9)의 상면으로부터 떨어져 유리판(4)의 평면(4a)에 근접한다. 이때 탄성 시일부재(11)는, 찌부러지도록 변형하여 밀봉작용을 유지하면서, 기판 지지부재(2)의 상방 이동을 허용한다.
이와 같이 하여, 기판(1)의 노광면(1a)은 강성의 유리판(4)의 평면(4a)에 밀착된다(도 2(C)). 기판(1)의 노광면(1a)이 물결치도록 변형하고 있었다고 해도, 기판(1)의 노광면(1a)이 유리판(4)의 평면(4a)에 밀착됨으로써, 노광면(1a)의 변형은 교정되어 평탄하게 된다. 이 평탄성은, 노광면(1a)이 평면(4a)에 밀착하고 있는 한, 유지된다. 여기서, 유리판(4)은 평면(4a)이 투영렌즈(3)의 결상면과 일치하도록 배치되어 있음에 주목해야 한다. 노광면(1a)이 평면(4a)과의 밀착상태가 유지되어 있는 동안에 노광을 행함으로써, 평탄화된 노광면(1a)에는 포토마스크(6)에 묘화된 패턴이 높은 해상도로 전사된다. 높은 해상도는, 오토포커스 기술을 이용하지 않고, 노광면(1a)의 영역 전체에 걸쳐 얻을 수 있다.
노광작업 전에는, 기판(1)과 포토마스크(6)와의 사이의 위치맞춤작업이 행해진다. 기판(1)과 포토마스크(6)의 각각에는, 서로 대응하는 위치에 위치맞춤용 마크(미도시됨)가 설치되어 있다. 이들 위치맞춤용 마크를, CCD카메라와 같은 마크검출수단에 의해 검출한다. 검출한 데이터에 기초하여, 포토마스크(6) 및 기판(1) 중 일방을 타방에 대하여 X, Y, θ 방향으로 상대이동시켜 위치맞춤을 행한다. 도 1 및 도 2에 나타낸 실시형태에 있어서는, 기판(1) 측을 포토마스크(6)에 대하여 이동시키고 있다. 포토마스크(6) 측을 기판(1)에 대하여 이동시켜도 좋다. 어쨌건 간에, 이들 위치맞춤작업은, 유리판(4)의 평면(4a)과 투영렌즈(3)의 결상면과의 일치성을 유지한 상태로 행해지므로, 이후의 노광에서의 해상도에 악영향을 미치지는 않는다.
도 1 및 도 2에 나타낸 실시형태에서의 위치맞춤에 대하여, 조금 더 상세하게 설명한다. 도 2(C)에 나타내는 바와 같이, 노광면(1a)과 평면(4a)이 밀착을 유지하고 있음으로써, 기판(1)과 유리판(4)과 기판 지지부재(2)는 일체로서 이동시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 위치맞춤기구(7)를 구성하는 유리판 지지부재(7a)는, 유리판(4)의 가장자리부를 파지하고 있다. 유리판 지지부재(7a)와 베이스부재(8)와의 사이를 연결하는 각각의 이동기구(7b)가 서로 협동하여 유리판(4)을 X, Y, θ 방향으로 이동시킴으로써, 유리판(4)에 밀착된 기판(1)도 기판 지지부재(2)와 함께 동일하게 이동한다. 이에 따라, 포토마스크(6)에 설치된 위치맞춤용 마크와 기판(1)에 설치된 위치맞춤용 마크를 위치맞춤시킬 수 있다.
위치맞춤작업에 이어지는 노광작업은, 기판(1)이 유리판(4)에 눌러 붙여진 상태로 행해진다. 광원으로부터의 광이, 포토마스크(6)와 투영렌즈(3)와 유리판(4)을 통하여, 기판(1)의 평탄한 노광면(1a)으로 조사된다. 포토마스크(6)에 묘화된 패턴은, 노광면(1a)에 전사된다.
기판(1)을 노광하는 경우, 노광면(1a)의 전체 영역을 일회에 노광하지 않고, 분할하여 노광할 수도 있다. 이와 같은 분할 노광을 위해 이용되는 것이, 슬라이드기구(12)이다. 슬라이드기구(12)는, 하방 베이스판(13)의 상면에 부착된 한 쌍의 평행한 하방 가이드레일(14)로서, 도 1(A)의 지면에 대하여 앞뒤 똑바로 연장되어 있는 하방 가이드레일(14)과, 중간 베이스판(15)의 하면에 부착되며, 하방 가이드레일(14)을 슬라이드 가능하게 받아들이는 하방 가이드레일 받이부재(16)와, 중간 베이스판(15)의 상면에 부착된 한 쌍의 평행한 상방 가이드레일(17)로서, 도 1(A)의 지면에 대하여 평행하게 연장되어 있는 상방 가이드레일(17)과, 베이스부재(8)의 하면에 부착되며, 상방 가이드레일(17)을 슬라이드 가능하게 받아들이는 상방 가이드레일 받이부재(18)를 구비하고 있다. 하방 가이드레일(14)과 상방 가이드레일(17)은, 서로 직교하도록 연장되어 있다. 슬라이드기구(12)에는 또한, 중간 베이스판(15) 및 베이스부재(8)를 각각 하방 베이스판(13) 및 중간 베이스판(15)에 대하여 이동시키기 위한 구동기구(미도시됨)가 포함된다.
도 3(A) 내지 도 3(D)에 나타내는 바와 같이, 기판(1)의 노광면(1a)을 4개의 분할 노광면(1a-1, 1a-2, 1a-3 및 1a-4)으로 구분할 수 있다. 기판(1)의 노광면(1a)과 유리판(4)의 평면(4a)이 밀착상태를 유지한 채, 슬라이드기구(12)를 적절하게 작동시킴으로써, 기판(1)과 기판 지지부재(2)와 유리판(4)은 일체로서 슬라이드 이동하고, 이들 분할 노광면의 각각을 순번대로 투영렌즈(3)의 하방 위치로 이동시킬 수 있다. 도 1은, 4개의 분할 노광면(1a-1 내지 1a-4) 중 하나가 투영렌즈(3)의 하방에 위치결정된 상태를 나타내고 있다. 슬라이드기구(12)의 작동은, 유리판(4)의 평면(4a)과 투영렌즈(3)의 결상면과의 일치성을 유지한 상태로 행해진다. 따라서, 분할노광이 노광에서의 해상도에 악영향을 미치지는 않는다.
본 발명의 노광장치 및 노광방법은, 포토마스크를 이용하지 않는 직접묘화 노광에도 적용하는 것이 가능하다. 도 4에 직접묘화 노광장치의 일예를 나타낸다. 도 4의 노광장치는, 광원(19)과, 렌즈(예컨대, 편광렌즈)(20)와, 미러를 갖는 광학 변조소자(21)와, 투영렌즈(22)를 구비하고 있다. 또한 노광장치는, 도 1 내지 도 4에 나타낸 노광장치와 마찬가지로, 기판(1)을 지지하는 기판 지지부재(2)와, 광투과성 부재로서의 유리판(도시생략)과, 유리판의 평면에 대하여 기판(1)의 노광면(1a)을 밀착 및 이반시키도록 기판 지지부재(2)를 이동시키기 위한 구동기구(도시생략)와, 위치맞춤기구(7)를 구비하고 있다. 광원(19), 렌즈(20), 광학 변조소자(21) 및 투영렌즈(22)는, 각각 복수 설치되어 있으며, 각각이 서로 대응하고 있다. 투영렌즈(22)는, 투영 광학계로서 작용한다. 복수의 광학 변조소자(21)는, 광원(19)과 투영렌즈(22)와의 사이에 있어서 규칙적으로 배열되어 있다. 광학 변조소자(21)는 온·오프 기능을 가지고 있으며, 광원(19)으로부터의 광을 선택적으로 투영렌즈(22)로 인도한다.
도 4의 노광장치에 있어서는, 광학 변조소자(21) 및 투영렌즈(22)는, 광원(19) 및 렌즈(20)와 함께, 기판(1)과의 사이에서 상대이동이 가능하게 되어 있다. 도 1 내지 도 3의 노광장치에서의 경우와 마찬가지로, 이 상대이동은, 유리판의 평면과 투영렌즈(22)의 결상면과의 일치성을 유지하면서 행해진다. 이 상대이동 시에 광학 변조소자(21)의 온·오프를 제어함으로써, 기판(1)의 노광면(1a)에 소정의 패턴을 묘화하여 노광할 수 있다.
도 4의 노광장치에 있어서는, 광원(19), 렌즈(20), 광학 변조소자(21) 및 투영렌즈(22)는 고정되어 있으며, 기판(1) 측이 이동하도록 되어 있다. 기판(1)의 이동은, 도 1 내지 도 4의 노광장치에 관하여 설명한 슬라이드기구(12)와 동등한 슬라이드기구(23)를 이용하여 행해진다. 기판(1) 측을 고정하고, 광원(19), 렌즈(20), 광학 변조소자(21) 및 투영렌즈(22)측을 이동시키도록 해도 좋다.
도 5는, 도 4의 노광장치의 변형예를 나타낸다. 도 4의 노광장치와 다른 점은, 광원(미도시됨) 및 렌즈(20)가 각각 단일하다고 하는 것이다. 그외의 점은, 도 4의 노광장치와 동일하다.
도 6은, 다른 형태의 직접묘화 노광장치의 광학계를 나타낸다. (A)는 측면도, (B)는 상면도이다. 바람직하게는 반도체 레이저로 되는 광원(미도시됨)으로부터의 광은, 평행광 렌즈유닛(24), 원통형 렌즈(cylindrical lens, 26) 및 반사 미러(27)를 경유하여 다각형 미러(polygon mirror, 28)로 보내져, 그곳으로부터 Fθ 렌즈유닛(29)으로 입사한다. 광은 Fθ 렌즈유닛(29)으로부터 반사 미러(30)를 거쳐 원통형 렌즈(31)로 입사된다. 반사 미러(30) 및 원통형 렌즈(31)는 본 발명에 있어서의 투영 광학계를 구성한다. 원통형 렌즈(31)를 나온 광은, 기판으로 향한다. 광학계 이외의 구성에 대해서는, 도 4 및 도 5의 노광장치와 도 6의 노광장치는 동일하다.
1 기판
1a 노광면
1a-1, 1a-2, 1a-3, 1a-4 분할 노광면
2 기판 지지부재
3 투영렌즈(투영 광학계)
4 유리판(광투과성 부재)
4a 유리판의 평면
5 구동기구
6 포토마스크
7 위치맞춤기구
7a 유리판 지지부재
7b 이동기구
8 베이스부재
9 실린더기구
10 반송기구
11 시일부재
12 슬라이드기구
13 하방 베이스판
14 하방 가이드레일
15 중간 베이스판
16 하방 가이드레일 받이부재
17 상방 가이드레일
18 상방 가이드레일 받이부재
19 광원
20 렌즈
21 광학 변조소자
22 투영렌즈
23 슬라이드가구
24 평행광 렌즈유닛
26 원통형 렌즈
27 반사 미러
28 다각형 미러
29 Fθ 렌즈유닛
30 반사 미러
31 원통형 렌즈
S 밀폐공간

Claims (14)

  1. 노광층을 갖는 기판의 노광면에 광을 조사하여 상기 노광면에 패턴을 형성하기 위한 노광장치로서,
    상기 기판을 지지하기 위한 기판 지지부재와,
    광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 상기 노광면에 조사하기 위한 투영 광학계와,
    강성(剛性)의 광투과성 부재로서, 상기 노광면에 대향하는 평면을 가지고, 상기 평면이 상기 투영 광학계의 결상면과 일치하도록 하여 배치된 광투과성 부재와,
    상기 광투과성 부재의 상기 평면에 대하여 상기 노광면을 밀착 및 이반(離反)시키도록, 상기 기판 지지부재를 이동시키기 위한 구동기구
    를 구비하는 노광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동기구는, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 기판의 상기 노광면과의 사이에 형성되는 공간을 주변 공간보다도 감압된 상태로 하기 위한 감압기구를 구비하는, 노광장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 상기 광원으로부터의 광을 선택적으로 상기 투영 광학계로 인도하기 위한 복수의 광학 변조소자가 규칙적으로 배열되어 있고, 상기 광학 변조소자 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광학 변조소자를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 되어 있는, 노광장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 다각형 미러가 배치되어 있고, 상기 다각형 미러 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광원의 온·오프를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하도록 되어 있는, 노광장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에, 상기 노광면에 형성할 패턴이 묘화된 포토마스크가 배치되어 있고, 상기 포토마스크를 통하여 상기 노광면을 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 노광면에 전사하도록 되어 있는, 노광장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노광면을 복수의 분할영역마다 노광하기 위하여, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하면서, 상기 기판, 상기 기판 지지부재 및 상기 광투과성 부재를 일체로 하여 이동시키기 위한 슬라이드 기구를 구비하는, 노광장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 포토마스크와 상기 기판간의 서로 대응하는 위치에 각각 설치된 위치맞춤용 마크끼리를 위치맞춤시키기 위하여, 상기 위치맞춤용 마크를 마크검출수단에 의해 검출하고, 검출한 데이터에 기초하여, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하고 또한 상기 기판, 상기 기판 지지부재 및 상기 광투과성 부재를 일체로 한 상태에서 상기 포토마스크 및 상기 기판의 일방을 타방에 대하여, X, Y, θ 방향으로 상대 이동시키는 위치맞춤기구를 더 구비하는, 노광장치.
  8. 광원으로부터 방사되어 투영 광학계를 경유한 광을, 감광층을 갖는 기판의 노광면에 조사하여, 상기 노광면에 패턴을 형성하는 노광방법으로서,
    상기 노광면에 대향하는 평면을 갖는 강성의 광투과성 부재를, 상기 평면이 상기 투영 광학계의 결상면과 일치하도록 배치하고,
    상기 노광면이 상기 평면에 밀착하도록 상기 기판을 이동시키며,
    상기 기판을 상기 광투과성 부재에 눌러 붙인 상태로 노광을 행하는,
    노광방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노광면을 상기 평면에 밀착시킬 때에, 상기 평면과 상기 노광면과의 사이에 형성되는 공간을 주변공간보다도 감압하는, 노광방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 광원으로부터의 광을, 상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 있어서 규칙적으로 배열한 복수의 광학 변조소자를 통하여, 상기 투영 광학계로 선택적으로 인도하여, 상기 광학 변조소자 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광학 변조소자를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하는, 노광방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 광원으로부터의 광을, 상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 있어서 배치한 다각형 미러를 통하여, 상기 투영 광학계로 인도하고, 상기 다각형 미러 및 상기 투영 광학계와 상기 기판을, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하며 상대적으로 이동시키면서, 상기 광원의 온·오프를 제어함으로써, 상기 노광면에 소정의 패턴을 노광하는, 노광방법.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 광원과 상기 투영 광학계와의 사이에 배치한 포토마스크로서 상기 노광면에 형성할 패턴이 묘화된 포토마스크를 통하여 상기 노광면을 노광함으로써, 상기 패턴을 상기 노광면에 전사하는, 노광방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하면서, 상기 기판 및 상기 광투과성 부재를 일체로 하여 슬라이드이동시킴으로써, 상기 노광면을 복수의 분할영역마다 노광하는, 노광방법.
  14. 제12항에 있어서,
    노광면에 상기 포토마스크와 상기 기판과의 서로 대응하는 위치에 각각 설치된 위치맞춤용 마크끼리를, 상기 광투과성 부재의 상기 평면과 상기 투영 광학계의 상기 결상면과의 일치성을 유지하고 또한 상기 기판 및 상기 광투과성 부재를 일체로 한 상태로 위치맞춤하는, 노광방법.
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