WO2007145038A1

WO2007145038A1 - 近接露光装置及び近接露光方法

Info

Publication number: WO2007145038A1
Application number: PCT/JP2007/059472
Authority: WO
Inventors: Satoru Yuguchi
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2007-12-21
Also published as: TW200813648A; JPWO2007145038A1; JP5311341B2

Abstract

　近接露光装置ＰＥは、被露光材としての基板Ｗを保持する基板保持部２１と、露光パターンを有するマスクＭを保持するマスク保持部１２と、パターン露光用の光をマスクＭを介して前記基板Ｗに照射する照明光学系４０と、を有し、マスクＭと基板Ｗとを所定のギャップｇを持って互いに近接配置した状態で、マスクＭのマスクパターンを照明光学系４０によって基板Ｗに露光転写する。照明光学系４０は、コリメーションミラー４７と、コリメーションミラー４７を変形または移動させることにより、コリメーションミラー４７によって反射されるパターン露光用の光の照射角度θｄを変更する照射角度変更機構７１と、を有する。

Description

明細書

近接露光装置及び近接露光方法

技術分野

[0001] 本発明は、特に、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクのマスクパターンを分割逐次近接露光 (プロキシミティ露光)する近接露光装置及び近接露光方法に関する。

背景技術

[0002] 近接露光では、表面に感光剤を塗布した透光性の基板 (被露光材)を基板ステージ上に保持すると共に、基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させ、両者を所定のギャップ、例えば、数 10 m〜数 100 mに配置した状態で両者を静止させる。次いで、マスクの基板カゝら離間する側から照射手段によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより、基板上にマスクに描かれたマスクパターンが転写される（例えば、特許文献 1〜3及び非特許文献 1参照)。

[0003] ところで、近接露光では、基板やマスクが大型になると、これらは処理液や熱、或はチャック等により伸縮しやすぐこの伸縮を無視して露光を行なうと基板に転写されるべきパターンにずれが生じてしまう可能性がある。

[0004] 特許文献 1〜3に記載の露光装置では、このような基板やマスクの伸縮に起因する露光のずれを防止するため、インテグレータゃレンズを光軸方向に移動させて照射角を変更し、基板に投影されるマスクパターンの露光倍率を調整して、る。

[0005] また、非特許文献 1では、リソグラフィ技術における高解像度化を図るため、二重露光を行なうことが知られて、る。

特許文献 1：特開 2003— 224058号公報

特許文献 2：特開 2006 - 98649号公報

特許文献 3：特開 2006 - 98650号公報

非特許文献 1 :「日経マイクロデバイス」、日本、日経 BPマーケティング、 2006年 4月、 96〜103頁

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、特許文献 1〜3に記載の照射手段によって露光のずれを調整する方法では、照射面の照度値にムラやバラツキが発生する可能性があり、また、照射面へのひずみや、露光精度 (例えば BMの四角形)の補正が難しいという課題があった。このため、照射面の照度値のムラやバラツキを小さくしてより均一な倍率補正ができ、露光精度補正が可能な近接露光装置及び近接露光方法が望まれていた。

[0007] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第 1の目的は、より均一な倍率補正ができ、且つ、露光精度も同時に補正可能で、高解像度、高密度、且つ高精度な基板を製造可能な近接露光装置及び近接露光方法を提供することにある。また、本発明の第 2の目的は、照射手段を複雑な構成に変更することなぐ基板やマスクの伸縮に起因する露光のずれを防止して、高精度且つ低コストな基板を製造可能な近接露光装置及び近接露光方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の上記第 1の目的は、下記の構成により達成される。

(1) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光をマスクを介して前記基板に照射する照射手段と、を有し、マスクと基板とを所定のギャップを持って互いに近接配置した状態で、マスクのマスクパターンを照射手段によって基板に露光転写する近接露光装置であって、

照射手段は、コリメーシヨンミラーと、コリメーシヨンミラーの変形と移動の少なくとも一方を行い、コリメーシヨンミラーによって反射されるパターン露光用の光の照射角度を変更する照射角度変更機構と、を有することを特徴とする近接露光装置。

(2) マスクと基板との平面ずれ量を検出するずれ量検出手段を、さらに備え、マスクと基板との間の所定のギャップ及びコリメーシヨンミラーによって反射されるパターン露光用の光の照射角度は、ずれ量検出手段によって検出された平面ずれ量に応じて設定されることを特徴とする（1)に記載の近接露光装置。

[0009] (3) (1)または（2)に記載の近接露光装置を備えた近接露光方法であって、

照射角度変更機構によってコリメ一シヨンミラーの変形と移動の少なくとも一方を行い、コリメーシヨンミラーによって反射されるパターン露光用の光の照射角度を変更する工程と、

照射手段によって照射されるパターン露光用の光によりマスクの露光パターンを基板に露光転写する工程と、

を備えることを特徴とする近接露光方法。

(4) ずれ量検出手段によりマスクと基板との平面ずれ量を検出する工程と、マスクと基板との間を所定のギャップに調整する工程と、

をさらに備え、

マスクと基板との間の所定のギャップ及びコリメーシヨンミラーによって反射されるパターン露光用の光の照射角度は、ずれ量検出手段によって検出された平面ずれ量に応じて設定されることを特徴とする（3)に記載の近接露光方法。

本発明の上記第 2の目的は、下記の構成により達成される。

(5) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、所定の照射角を有するパターン露光用の光をマスクを介して基板に照射する照射手段と、マスクと基板との平面ずれ量を検出するずれ量検出手段と、を備え、マスクと基板とを所定のギャップを持って互いに近接配置した状態で、所定の露光時間の間、マスクのマスクパターンを照射手段によって基板に露光転写する近接露光装置であって、

ずれ量検出手段によって検出された平面ずれ量に応じた所定のギャップとなるように基板保持部とマスク保持部のいずれか一方を上下方向に移動させると共に、所定の露光時間の途中に露光転写を停止した状態で、所定のギャップに応じて基板保持部とマスク保持部のいずれか一方を所定量水平方向に移動させることを特徴とする近接露光装置。

(6) 露光転写の際の所定のギャップが基板の各位置での平面ずれ量に応じて異なるように、基板保持部とマスク保持部の、ずれか一方を水平方向に対して傾斜させることを特徴とする（5)に記載の近接露光装置。

(7) 基板とマスクとの間の所定のギャップとなるように、基板保持部を少なくとも上下方向に移動する基板移動機構と、マスクを基板に対して水平方向に移動するように、マスク保持部を少なくとも水平方向に移動するマスク移動機構と、をさらに備えることを特徴とする（5)又は（6)に記載の近接露光装置。

(8) 水平方向移動前の第 1の露光時間と、水平方向移動後に所定の露光時間から第 1の露光時間を差し引いた第 2の露光時間とで行なわれる各露光転写における照射手段から照射される光量は、互いに等、ことを特徴とする（5)〜（7)の、ずれかに記載の近接露光装置。

(9) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、所定の照射角を有するパターン露光用の光をマスクを介して基板に照射する照射手段と、マスクと基板との平面ずれ量を検出するずれ量検出手段と、を備え、マスクと基板とを所定のギャップを持って互いに近接配置した状態で、所定の露光時間の間、マスクのマスクパターンを照射手段によって基板に露光転写する近接露光方法であって、

ずれ量検出手段によって検出された平面ずれ量に応じた所定のギャップとなるように基板保持部とマスク保持部のいずれか一方を上下方向に移動させる工程と、第 1の露光時間の間、マスクのマスクパターンを照射手段によって基板に露光転写する第 1の露光工程と、

第 1の露光工程後、所定のギャップに応じて基板保持部とマスク保持部のいずれか一方を所定量水平方向に移動させる工程と、

水平方向移動後に所定の露光時間から第 1の露光時間を差し引いた第 2の露光時間の間、マスクのマスクパターンを照射手段によって基板に露光転写する第 2の露光工程と、

を備えることを特徴とする近接露光方法。

(10) 露光転写の際の所定のギャップが基板の各位置での平面ずれ量に応じて異なるように、基板保持部とマスク保持部のヽずれか一方を水平方向に対して傾斜させる工程を、さらに備えることを特徴とする（9)に記載の近接露光方法。

(11) 照射手段から照射される光量は、第 1の露光工程と、第 2の露光工程において互いに等、ことを特徴とする（9)又は（10)に記載の近接露光方法。

発明の効果 [0012] 本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、照射手段は、コリメーシヨンミラーと、コリメーシヨンミラーの変形と移動の少なくとも一方を行い、コリメーシヨンミラーによって反射されるパターン露光用の光の照射角度を変更する照射角度変更機構と、を有するので、コリメーシヨンミラーによって反射される光の照射角度を変更するだけで、任意な倍率の転写パターンを得ることができ、高解像度、高密度、且つ高精度な基板を製造することができる。また、従来の倍率補正と比べて、より均一で、且つ、露光精度も同時に補正可能である。

[0013] また、本発明の他の近接露光装置及び近接露光方法によれば、検出手段によって検出された平面ずれ量に応じた所定のギャップとなるように基板保持部とマスク保持部の、ずれか一方を上下方向に移動させると共に、所定の露光時間の途中に露光転写を停止した状態で、所定のギャップに応じて基板保持部とマスク保持部のヽずれか一方を所定量水平方向に移動させるようにしたので、照射手段を複雑な構成に変更することなぐ基板やマスクの伸縮に起因する露光のずれを防止して、高精度且つ低コストな基板を製造することができる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は本発明の第 1実施形態に係る分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。

[図 2]図 2は図 1に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。

[図 3]図 3は本発明の第 1実施形態に係る近接露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。

[図 4]図 4は本発明の第 1実施形態に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

[図 5]図 5は本発明の第 1実施形態に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

[図 6]図 6は本発明の第 2実施形態に係る分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。

[図 7]図 7は本発明の第 2実施形態に係る近接露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。圆 8]図 8は本発明の第 2実施形態に係る近接露光方法のフローチャートである。

[図 9]図 9 (a)乃至図 9 (c)は本発明の第 2実施形態に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

圆 10]図 10 (a)乃至図 10 (c)は本発明の第 2実施形態に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

[図 11]図 11 (a)乃至図 11 (d)は本発明の第 2実施形態に係る近接露光方法の変形例を説明するための図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 3実施形態に係る近接露光方法を説明するための要部斜視図である。

圆 13]図 13 (a)乃至図 13 (c)は本発明の変形例に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

圆 14]図 14は本発明の変形例に係る近接露光方法の作用を説明するための図である。

圆 15]図 15は本発明の変形例に係る近接露光方法を説明するための図である。符号の説明

12 マスク保持枠 (マスク保持部）

13 マスク位置調整機構 (マスク移動機構)

17 ギャップセンサ

18 ァライメントカメラ (ずれ量検出手段）

21 基板保持部

40 照明光学系（照射手段）

47 コリメーシヨンミラー

70 制御装置

71 照射角度変更機構

e 平面ずれ量

g ギャップ

M マスク

PE ステップ式近接露光装置 w ガラス基板 (被露光材）

θ ά デクリネーシヨン角（照射角度）

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、本発明の各実施形態に係る近接露光装置及び近接露光方法について、図面を参照して詳細に説明する。

[0017] (第 1実施形態）

図 1は、第 1実施形態の大型の基板上にマスクのマスクパターンを分割して近接露光するステップ式近接露光装置 ΡΕを示すものであり、マスクパターンを有するマスク Μを x、 y、 Θ方向に移動可能に保持するマスクステージ 10と、被露光材としてのガラス基板 Wを x、 y、 z方向に移動可能に保持する基板ステージ 20と、所定の照射角、即ち、マスク Mに照射される有効な露光光が光軸となす最大角度であるデクリネーシヨン角 Θ d (図 5参照）を有するパターン露光用の光をマスク Mを介して基板 Wに照射する照射手段である照明光学系 40と、制御装置 70とから主に構成されている。

[0018] なお、ガラス基板 W (以下、単に「基板 W」と称する。）は、マスク Mに対向配置されており、このマスク Mに描かれたマスクパターンを露光転写すべく表面（マスク Mの対向面側）に感光剤が塗布されている。

[0019] マスクステージ 10は、中央部に矩形形状の開口 11aが形成されるマスクステージべース 11と、マスクステージベース 11の開口 11aに X軸， y軸， Θ方向に移動可能に装着され、マスク Mを保持するマスク保持部であるマスク保持枠 12と、マスクステージべース 11の上面に設けられ、マスク保持枠 12を X軸， y軸， Θ方向に移動させるマスク移動機構であるマスク位置調整機構 13とを備える。

[0020] マスクステージベース 11は、基板ステージ側の装置ベース 50上に立設される複数の支柱 51に支持されており、マスクステージベース 11と支柱 51との間に設けられた z 軸粗動機構 52 (図 2参照）によりマスクステージベース 11は装置ベース 50に対して昇降可能である。

[0021] マスク保持枠 12には、マスク Mのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための図示しない複数の吸引ノズルが下面に開設されており、図示しない真空吸着機構によってマスク Mを着脱自在に保持する。 [0022] マスク位置調整機構 13は、マスク保持枠 12を駆動する各種シリンダ 13x、 13x、 13 y等のァクチユエータと、マスクステージベース 11とマスク保持枠 12との間に設けられた図示しないガイド機構等により、マスク保持枠 12を X軸， y軸， Θ方向に移動させる

[0023] また、マスクステージ 10は、マスク Mと基板 Wとの対向面間の所定のギャップを測定するギャップ検出手段である複数のギャップセンサ 17 (本実施形態では、 8個）と、マスク M側の図示しな!ヽァライメントマークと基板 W側の図示しな!ヽァライメントマークとを撮像して、マスク Mと基板 Wとの平面ずれ量を検出するずれ量検出手段である複数のァライメントカメラ 18 (本実施形態では、 4個）と、マスク Mを必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ 19と、をさらに備える。なお、ギャップセンサ 17とァライメントカメラ 18は、マスク保持枠 12の辺部に沿って駆動可能に配置されてもよい。また、図では、マスキングアパーチャ 19は、開口 11aの X方向の両端部のみ示されているが、 y方向の両端部にも設けられている。

[0024] 基板ステージ 20は、基板 Wを保持する基板保持部 21と、基板保持部 21を装置べース 50に対して x、 y、 z方向に移動する基板移動機構 22と、を備える。

[0025] 基板保持部 21は、上面に基板 Wを吸引するための図示しない複数の吸引ノズルが開設されており、図示しない真空吸着機構によって基板 Wを着脱自在に保持する

[0026] 基板移動機構 22は、基板保持部 21の下方に、 y軸テーブル 23、 y軸送り機構 24、 X軸テーブル 25、 X軸送り機構 26、及び z—チルト調整機構 27を備える。

[0027] y軸送り機構 24は、図 2に示すように、リニアガイド 28と送り駆動機構 29とを備えて構成される。 y軸テーブル 23の裏面に取り付けられたスライダ 30は、転動体（図示せず）を介して装置ベース 50上に延びる 2本の案内レール 31に跨架される。また、 y軸テーブル 23は、モータ 32とボールねじ装置 33とによって案内レール 31に沿って駆動される。

[0028] なお、 X軸送り機構 26も y軸送り機構 24と同様の構成を有し、 x軸テーブル軸テーブル 23に対して X方向に駆動する。また、 z—チルト調整機構 27は、くさび状の移動体 34, 35と送り駆動機構 36とを組み合わせてなる可動くさび機構を X方向の一端側に 1台、他端側に 2台配置することで構成される。なお、送り駆動機構 29, 36は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよぐ固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、 Z-チルト調整機構 27の設置数は任意である。

[0029] これにより、基板移動機構 22は、基板保持部 21を X方向及び y方向に送り駆動するとともに、マスク Mと基板 Wとの間のギャップを微調整するように、基板保持部 21を z 軸方向に微動且つチルト調整する。

[0030] 基板保持部 21の X方向側部と y方向側部にはそれぞれバーミラー 61, 62が取り付けられ、また、装置ベース 50の y方向端部と X方向端部には、計 3台のレーザー干渉計 63, 64, 65力設けられている。これにより、レーザー干渉計 63, 64, 65力らレーザ一光をバーミラー 61, 62に照射し、バーミラー 61, 62により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー 61, 62により反射されたレーザー光との干渉を測定し、基板ステージの位置を検出する。

[0031] 照明光学系 40は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ 41と、この高圧水銀ランプ 41から照射された光を集光する凹面鏡 42と、この凹面鏡 42の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のォプチカルインテグレータ 43と、光路の向きを変えるための平面ミラー 45、 46及びコリメーシヨンミラー 47と、この平面ミラー 45とォプチカルインテグレータ 43との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター 44と、を備える。

[0032] そして、露光時にその露光制御用シャッター 44が開制御されると、高圧水銀ランプ 41から照射された光力図 1に示す光路 Lを経てマスクステージ 10に保持されるマスクM、ひいては基板ステージ 20に保持される基板 Wの表面にパターン露光用の光として照射され、マスク Mのマスクパターンが基板 W上に露光転写される。

[0033] コリメーシヨンミラー 47は、高圧水銀ランプ 41から照射された光を反射して略平行光 (より詳細には、所定の照射角度であるデクリネーシヨン角 Θ dを有する光）に変換するミラーであり、凹面状に形成された反射面 47aの裏面 47bには、コリメーシヨンミラ一 47を変形させてデクリネーシヨン角 Θ dを変更する照射角度変更機構 71が取り付けられている。 [0034] 照射角度変更機構 71は、図 4に示すように、例えば、ボールねじ機構や流体圧力を用、てコリメーシヨンミラー 47の裏面 47bを支持する複数の支持部材 73を引つ張り、或いは押圧して、コリメーシヨンミラー 47を変形させることで、デクリネーシヨン角 Θ d を変更する。

[0035] 制御装置 70は、図 3に示すように、ァライメントカメラ 18、ギャップセンサ 17、レーザ一干渉計 63, 64, 65からの検出信号を検出値として読み込むための AZD変換機能を有する入力インターフェース回路 70aと、演算処理装置 70bと、 ROM, RAM等の記憶装置 70cと、演算処理装置 70bで得られた制御信号を、マスク位置調整機構 13、基板移動機構 22、 z軸粗動機構 52、露光制御用シャッター 44、照射角度変更機構 71の各駆動回路に出力する出力インターフェース回路 70dとを備えている。

[0036] 制御装置 70は、照明光学系 40のシャッター開制御、基板移動機構 22の送り制御、ステップ送り誤差量の演算、ァライメント調整時の補正量の演算、ギャップ調整時の z—チルト調整機構 27の駆動制御、照射角度変更機構 71の駆動制御、本装置に組み込まれた殆どのァクチユエータの駆動及び所定の演算処理をマイクロコンピュータやシーケンサ等を用いたシーケンス制御を基本として実行する。

[0037] 上記構成のステップ式近接露光装置 PEでは、マスク保持枠 12にマスク Mが保持され、基板保持部 21に基板 Wが保持された状態で、制御装置 70がァライメントカメラ 1 8、ギャップセンサ 17、レーザー干渉計 63, 64, 65の検出信号に基づき、マスク位置調整機構 13を駆動制御して基板保持部 21に対するマスク Mの初期位置を合わせ、 z軸粗動機構 52、 z—チルト調整機構 27を駆動制御してマスク Mと基板 Wとの対向面間を所定のギャップに調整して、互いに近接配置する。

[0038] また、制御装置 70は、ァライメントカメラ 18がマスク Mに設けられたマークと基板 W に設けられたマークとを確認した際に検出した、マスク Mや基板 Wの伸縮による平面ずれ量 eと、ギャップセンサ 17が検出したマスク Mと基板 Wとの対向面間の所定のギヤップ gとに基づいて、平面ずれを補正するのに必要なコリメーシヨンミラー 47の変形量を演算し、照射角度変更機構 71を作動させてコリメーシヨンミラー 47を変形させる

[0039] なお、コリメーシヨンミラー 47にて反射されるパターン露光用の光は、所定のデクリネーシヨン角 Θ dを有していることから、マスク Mと基板 Wとの間の所定のギャップ gを調整することでもマスクパターンの倍率補正が可能である。このため、ァライメントカメラ 18によって検出された平面ずれ量に基づき、マスク Mと基板 Wとの間の所定のギヤップ g及びコリメーシヨンミラー 47によって反射されるパターン露光用の光のデクリネーシヨン角度 Θ dを任意に調整して平面ずれを補正すればよい。

[0040] そして、露光制御用シャッター 44を所定の時間だけ開くと、ランプ 31からのパターン露光用の光は、コリメーシヨンミラー 47にて所定のデクリネーシヨン角 Θ dを有して反射され、マスク Mを介して基板 Wに照射される。これにより、マスク Mのマスクパターンが基板 Wに露光転写される。

[0041] 従って、コリメーシヨンミラー 47を変形させ、図 4及び図 5に示すように、反射されたパターン露光用の光のデクリネーシヨン角が θ (Γから Θ dに変更されることで、基板 Wには、線幅から線幅 Pに倍率補正されたマスクパターンが転写され、マスク Mや基板 Wの伸縮による平面ずれが補正される。

[0042] 以上説明したように、本実施形態の近接露光装置及び近接露光方法によれば、照明光学系 40は、コリメーシヨンミラー 47と、コリメーシヨンミラー 47を変形させることにより、コリメーシヨンミラー 47によって反射されるパターン露光用の光のデクリネーシヨン角度を変更する照射角度変更機構 71と、を有するので、コリメーシヨンミラー 47によつて反射される光のデクリネーシヨン角度を変更するだけで、任意の倍率で転写バターンを得ることができ、高解像度、高密度、且つ高精度な基板 Wを製造することができる。

[0043] また、コリメーシヨンミラー 47の調整による倍率補正は、光のデクリネーシヨン角だけで行うので、インテグレータを移動させる従来の倍率補正と比べて、照射面の照度のムラ、ノラツキが小さぐより均一な倍率補正ができ、なお且つ、露光精度も同時に補正可能である。

[0044] さらに、倍率補正は、マスクと基板との間のギャップの調整と、コリメーシヨンミラー 4 7によって反射されるパターン露光用の光のデクリネーシヨン角の調整によって行なうことができるので、ギャップの制御が従来と比べて緩和され、タクトタイムの短縮、製品歩留まりの向上が期待できる。また、本実施形態のような倍率補正を適用することで、基板やマスクの伸縮に起因する露光のずれを防止でき、温度管理の条件をある程度緩和して露光転写を行なうことができる。

[0045] 尚、本発明の照射角度変更機構 71は、コリメーシヨンミラー 47の反射面 47aの各位置における変形量を適宜設定することで、倍率補正だけでなぐ形状補正も可能である。

[0046] また、本実施形態では、マスク Mや基板 Wの伸縮による平面ずれを補正するために、照射角度変更機構 71を用いてコリメーシヨンミラー 47によって反射される光のデタリネーシヨン角度を変更している力マスクのマスクパターンを倍率補正、形状補正する場合に適宜使用されればよぐマスクの露光パターンピッチにとらわれない任意の線幅、形状の露光パターンを転写することができる。

[0047] さらに、本実施形態では、コリメーシヨンミラー 47を変形させることによりデクリネーシヨン角 Θ dを変更するようにした力コリメーシヨンミラー 47を移動（水平移動或は、回転移動）することでデクリネーシヨン角 Θ dを変更してもよいし、変形と移動とを組み合わせて行ってもよい。

[0048] カロえて、照明光学系は、少なくともコリメーシヨンミラーと照射角度変更機構を有する構成であればよぐ本実施形態のものに限定されるものでない。

[0049] (第 2実施形態）

次に、本発明の第 2実施形態に係る近接露光装置及び近接露光方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、第 1実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略ィ匕する。

[0050] 本実施形態のステップ式近接露光装置 PEは、照明光学系 40及び制御装置 70において、第 1実施形態のものと異なる。即ち、図 6に示すように、本実施形態の照明光学系 40は、照射角度変更機構 71を有しない点で第 1実施形態のものと異なり、また、図 7に示すように、制御装置 70は、タイマ 72を備える点で第 1実施形態のものと異なる。

[0051] 次に、上記構成のステップ式近接露光装置 PEを使用し、マスク Mに描かれたマスクパターンを基板 Wに露光転写する第 2実施形態の動作にっ、て、図 8のフローチヤートを参照して説明する。 [0052] ここで、上記のステップ式近接露光装置 PEは、複数のステップで近接露光を行なう力各ステップ毎に図 8で示す露光動作を行なうものとする。なお、図 8の露光動作を行なう前には、照射光学系 40の光源力も光が照射されているとともに、露光制御用シャッター 44が閉制御されているものとする。また、所定の露光時間は 10秒とし、タイマ 72は、ゼロクリアされているものとする。

[0053] まず、露光動作を行なう前、制御装置 70がァライメントカメラ 18及びレーザ干渉計 6 3, 64, 65の検出信号に基づき、マスク位置調整機構 13を駆動制御して基板保持部 21に対するマスク Mの初期位置を合わせる。

[0054] ここで、ァライメントカメラ 18でマスク Mに設けられたマークと基板 Wに設けられたマ一クとを確認した際に、基板 Wの伸縮による基板 Wの平面ずれ量を検出する (ステツプ S2)。

[0055] 次に、制御装置 70は、ステップ S2で検出された平面ずれ量に基づき、マスク Mと基板 Wとの対向面間の所定のギャップ gを算出し (ステップ S4)、ギャップセンサ 17の検出信号に基づきながら、 z—チルト調整機構 27を駆動制御してマスク Mと基板 W 間のギャップを微調整する (ステップ S6)。なお、本実施形態では、所定のギャップ g は、 100〜300 /ζ πιとして! /、る。

[0056] そして、露光制御用シャッター 44の開制御が行なわれ (ステップ S8)、タイマ 72のカウントが行なわれる (ステップ S 10)。これにより、マスク Μと基板 Wとを所定のギヤップ gを持って互いに近接配置した状態で、第 1の露光時間 (本実施形態では、露光時間の半分である 5秒）になるまで、マスク Mのマスクパターンが照射光学系 40によつて基板 Wに露光転写される (第 1の露光工程)。ここで、第 1の露光工程において照射光学系 40によって照射される 1ショット当たり光量 αは、基板 Wに塗布された感光剤が完全に感光する光量の閾値 γよりも低く設定されている（図 9, 10参照)。特に、本実施形態では、後述する第 2の露光工程において照射光学系 40によって照射される 1ショット当たりの光量 ι8を第 1の露光工程の光量 (Xと等しくして、るので、閾値 γは 1. 5 αに設定されることが好ましい。

[0057] その後、タイマ 72が 5秒に達しているか否かを判定し (ステップ S12)、タイマ 72が 5 秒に達している場合にはステップ S 14に移行し、タイマが 5秒に達していない場合には、ステップ S10に移行する。ステップ S14では、露光制御用シャッター 44の閉制御が行なわれる。

[0058] そして、露光転写を停止した状態で、ステップ S4で算出された所定のギャップ gに基づいて、マスク位置調整機構 13の駆動によりマスク Mを水平方向に所定量 δ (マスク Μのパターン間隔より狭い)微小移動させる（ステップ S16)。このときの微小移動は、算出されたギャップ gに応じて X方向、 y方向に同時に同量動かすのが好ましいが、これに限定されない。露光により形成するパターンによっては、一方向でよい場合や、むしろその方が好ましい場合もある。

[0059] 次に、露光制御用シャッター 44の開制御が行なわれ (ステップ S18)、タイマ 72のカウントが行なわれる (ステップ S 20)。これにより、マスク Mと基板 Wとを所定のギヤップ gを持って互いに近接配置した状態で、第 2の露光時間 (本実施形態では、所定の露光時間である 10秒力も第 1の露光時間 5秒を差し引いた 5秒間）になるまで、マスク Mの露光パターンが照射光学系 40によって 1ショット当たりの光量 |8 (= α )で基板 Wに露光転写される（第 2の露光工程)。

[0060] その後、タイマ 72が露光時間の 10秒に達しているか否かを判定し (ステップ S22)、タイマが 10秒に達している場合にはステップ S 24に移行し、タイマが 10秒に達していない場合には、ステップ S 20に移行する。ステップ S 24では、露光制御用シャッター 4 4の閉制御を行なう。その後、ステップ S26に移行して、タイマ 72のゼロクリアを行ない、一ステップの露光動作 (多重露光）を終了する。

[0061] 次に、本実施形態の作用効果について、図 9, 10を参照しながら説明する。

基板保持部 21に保持された基板 Wに作用する処理液や熱、或はチャック等により基板 Wが伸縮する。この基板 Wが伸縮したまま露光転写が行なわれると、転写されるべき所定の位置力オフセットした位置にマスク Mの露光パターンが転写されてしま

[0062] このため、本実施形態では、照射光学系 40からのパターン露光用の光が、所定の照射角（デタリネーシヨン角 0 )を持って、マスク Mの露光パターンを介して基板 Wに照射される点を利用し、平面ずれ量に応じた所定のギャップ gとすることで、転写されるべき所定の位置に合せて露光転写を行なって、る。 [0063] 例えば、図 9 (a)に示すように、基板 Wに伸縮がない場合には、所定のギャップ gにて露光転写が行なわれ、図 10 (a)に示すように、基板 Wが伸びた場合には、平面ずれ量に応じて所定のギャップのようにギャップ gより大きくして露光転写が行なわれる。ギャップ g こて基板 Wに転写される転写パターンの線幅 P2は、デクリネーシヨン角 Θによってマスクパターンにおける線幅 P1より大きくなる。

[0064] 一方、ギャップ gを変えて露光転写を行なった場合には、基板 Wに転写される線幅が変化する。このため、本実施形態では、この線幅の変化を補正するために多重露光が行なわれる。

[0065] 即ち、図 9 (b)に示すように、基板 Wに伸縮がない場合の所定のギャップ gでは、水平移動工程における所定量 δを 0とし、第 1の露光工程で露光転写された転写バターンの上に第 2の露光工程での転写パターンが重ねて転写される。これにより、図 9 ( c)に示すように、現像後の基板 Wには、マスク Μのパターン間隔 P1に対応する線幅 Ρ 1のパターン領域が得られる。

[0066] 一方、図 10 (b)に示すように、基板 Wが伸びた場合には、ギャップ gより大きい所定のギャップ g こ応じた所定量 δだけマスク Μを水平移動させて力多重露光を行なうので、第 1の露光工程で露光転写された露光パターンに対して第 2の露光工程でのマスクパターンが所定量 δだけ位置ずれした状態で重ねて転写される。これにより、図 10 (c)に示すように、現像後の基板 Wには、光量が閾値 γを越えた部分に、マスク Μのパターン間隔 Ρ 1に対応する線幅 Ρ 1のパターン領域が所定の位置に得られる

[0067] なお、図 8では、基板 Wが伸びた場合にっ、て説明したが、基板 Wが伸縮した場合には、基板 Wが伸縮しない場合のギャップ gより小さなギャップを設定し、このギヤップに応じた所定量の水平方向移動を露光転写の途中で行なえばよい。

[0068] また、マスク Mの伸縮に対しても、ギャップ gを設定し、このギャップに応じた所定量の水平方向移動を露光転写の途中で行なうことで、マスク Mの伸縮に起因する露光のずれを防止することができる。

[0069] さらに、照射光学系 40の光源 31の光量は制御可能であり、第 1の露光工程と第 2 の露光工程とでの光量 α、 βを異ならせてもよぐ或は、本実施形態のように等しくしてもよい。

[0070] なお、転写パターンの線幅の調整は、露光量の調整を行なわず、一回当たりの露光量をレジストの感度に設定して多重露光を行なうことでも可能である。即ち、第 1の露光工程では、図 1 1 (a)に示すように、透光部分の線幅が P 1で、遮光部分の線幅力 SP3のマスク Mを用いて、感光剤が感光する光量の閾値 γと等しい 1ショット当たりの光量 α ( a = γ )で露光転写が行なわれる。これにより、線幅 P 1の転写パターンが得られる。なお、図示を簡略ィ匕するため、デクリネーシヨン角 Θによって感光される部分の光量については、ゼロとしている。

[0071] 次に、第 2の露光工程では、図 1 1 (b)に示すように、所定量 δだけマスク Wを水平移動させ、同じぐ感光剤が感光する光量の閾値 γと等しい 1ショット当たりの光量 α ( a = γ )で露光転写が行なわれる。これにより、感光剤に照射される光量分布は、第 2の露光工程の転写パターンが第 1の露光工程の転写パターンに対して所定量 δ だけ位置ずれして重ねられたプロファイルとなる。

[0072] これにより、ネガ型の感光剤の場合、図 1 1 (c)に示すように、現像後の基板 Wには、ノターンの線幅 P 1に所定量 δをカ卩えた線幅 P I + δの転写パターンが得られる。一方、ポジ型の感光剤の場合には、図 1 1 (d)に示すように、線幅 P3— δの転写パターンが得られる。

[0073] 以上説明したように、本実施形態の近接露光装置及び近接露光方法によれば、ァライメントカメラ 18によって検出された平面ずれ量に応じた所定のギャップ gとなるように Z—チルト移動機構 27を上下方向に移動させると共に、所定の露光時間の途中に露光転写を停止した状態で、所定のギャップ gに応じてマスク移動機構 13を所定量水平方向に移動させるようにしたので、照射光学系 40を複雑な構成に変更することなぐ基板 Wやマスク Mの伸縮に起因する露光のずれを防止して、高精度且つ低コストな基板を製造することができる。また、基板 Wやマスク Mの伸縮に起因する露光のずれを防止できるので、温度管理の条件をある程度緩和して露光転写を行なうことができる。

[0074] また、本実施形態の近接露光装置及び近接露光方法によれば、多重露光により照射光学系 40による 1ショット当たりの光量を少なくできるので、ランプ寿命を格段に向上させることができる。

[0075] (第 3実施形態）

次に、本発明の第 3実施形態における近接露光装置及び近接露光方法について、図 12を参照して詳細に説明する。なお、第 2実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略ィ匕する。

[0076] 本実施形態は、制御装置 70によって制御されるギャップの算出工程において、第 2実施形態と異なる。第 3実施形態では、図 8のステップ S6にて、マスク Mと基板 Wとが所定の平行度、且つ所定の隙間を介して対向するように z—チルト調整機構 27を調整している力本実施形態では、基板 Wの伸縮による基板 Wの各位置での平面ずれ量が異なる場合、露光転写の際のマスク Mと基板 W間の所定のギャップがこの基板 Wの各位置での平面ずれ量に応じて異なるように、 z—チルト調整機構 27を調整し、基板保持部 21を水平方向、即ち、マスク Mの下面に対して傾斜させる。

[0077] これにより、例えば、基板 Wが図 12に示すような台形形状に伸びたような場合でも、台形の下底側の領域におけるギャップ glを上底側の領域におけるギャップ g2よりも大きくした状態で、第 1実施形態と同様に多重露光が行なわれる。

なお、その他の露光工程は、第 1実施形態のものと同様である。

[0078] 従って、本実施形態の近接露光装置及び近接露光方法によれば、露光転写の際のマスク Mと基板 W間の所定のギャップがこの基板 Wの各位置での平面ずれ量に応じて異なるように、 z—チルト調整機構 27を調整し、基板保持部 21を水平方向に対して傾斜させるようにしたので、基板 Wやマスク Mの伸縮が不均一な場合であっても露光のずれを防止することができ、高精度且つ低コストな基板を製造することができる。

[0079] なお、第 2及び第 3実施形態では、露光転写中、マスク位置調整機構の駆動によりマスク Mを水平方向に微小移動させることでマスク Mの水平方向移動を行なって!/、る力基板ステージ 20の基板移動機構 22を駆動させて基板 Wを水平方向に微小移動させても、同様の効果を奏することができる。

[0080] 即ち、図 13 (a)に示すように、レジスト感度未満の照度 α 1で 1回目の露光を行なつた後、基板移動機構 22の位置制御により所定量 δだけ移動させる。次に、図 13 (b) に示すように、光源の光量制御によりレジストが完全に感光する照度 j8 1で 2回目の露光を行なう。その後、図 13 (c)に示すように、露光された基板 Wを現像することで、マスク Mのマスクパターンの線幅 P1より微細な線幅（P1— δ )のパターンを得ることができる。なお、レジストが完全に感光するまで振幅 δで高速に振動させながら露光しても同様の効果が得られる。また、露光された基板 Wを 2次元で示すと、図 14のようになる。

[0081] また、上記実施形態では、ギャップの制御と線幅の制御を組み合わせて行なっている力ギャップの制御のみを行なっても良い。即ち、図 15に示すように、ギャップ gを任意量に制御することにより、幅 Lのマスクパターンを幅! に倍率制御することができる。この幅! は、光源のデクリネーシヨン角 Θと、ギャップ gとから算出される。

[0082] なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、第 1実施形態と第 2及び第 3実施形態は、実施可能な範囲にぉ、て組み合わせることも可能である。

[0083] また、各実施形態では、 2次元のステップ送りを行なえるステップ式近接露光装置について説明したが、 1次元のステップ送りを行なうステップ式近接露光装置や、ステップ送りを行なわな!/ヽ近接露光装置にも適用可能である。

[0084] また、本実施形態では、フラットパネルディスプレイの露光装置に本発明を適用した場合を例示したが、これに代えて、半導体の露光装置に本発明を適用してもよい。

[0085] 本出願は、 2006年 6月 14日出願の日本特許出願（特願 2006— 164655)及び 2

006年 6月 29日出願の日本特許出願 (特願 2006— 179896)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、マスクパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、パターン露光用の光を前記マスクを介して前記基板に照射する照射手段と、を有し、前記マスクと前記基板とを所定のギャップを持って互いに近接配置した状態で、前記マスクのマスクパターンを前記照射手段によって前記基板に露光転写する近接露光装置であって、

前記照射手段は、コリメーシヨンミラーと、該コリメーシヨンミラーの変形と移動の少なくとも一方を行い、該コリメーシヨンミラーによって反射される前記パターン露光用の光の照射角度を変更する照射角度変更機構と、を有することを特徴とする近接露光装置。

[2] 前記マスクと前記基板との平面ずれ量を検出するずれ量検出手段を、さらに備え、前記マスクと前期基板との間の前記所定のギャップ及び前記コリメーシヨンミラーによって反射される前記パターン露光用の光の照射角度は、前記ずれ量検出手段によつて検出された前記平面ずれ量に応じて設定されることを特徴とする請求項 1に記載の近接露光装置。

[3] 請求項 1または 2に記載の近接露光装置を備えた近接露光方法であって、

前記照射角度変更機構によって前記コリメーシヨンミラーの変形と移動の少なくとも一方を行い、前記コリメーシヨンミラーによって反射される前記パターン露光用の光の照射角度を変更する工程と、

前記照射手段によって照射される前記パターン露光用の光により前記マスクのマスクパターンを前記基板に露光転写する工程と、

を備えることを特徴とする近接露光方法。

[4] 前記ずれ量検出手段により前記マスクと前記基板との平面ずれ量を検出する工程と、

前記マスクと前記基板との間を所定のギャップに調整する工程と、

をさらに備え、

前記マスクと前期基板との間の前記所定のギャップ及び前記コリメーシヨンミラーによって反射される前記パターン露光用の光の照射角度は、前記ずれ量検出手段によの近接露光方法。