JP2005215686A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキャンタイプの露光装置に、低コストのフィルムマスクを使用することにより、価格競争力に優れた露光装置を提供する。
【解決手段】ステージ上に置かれたガラス２０１の前端部分Ａとマスク２１０の前端部分Ａとを整列させた後、ガラス２０１、第１のロール２１１及び第２のロール２１２を駆動手段によって、同方向及び同速度で移動する。第１のロール２１１に巻かれたマスク２１０が解けながら、第２のロール２１２に巻取され、マスク２１０の露光領域がガラス２０１の上部を通過する。露光機２２０の光源２２１から発散される紫外線光は、第１の反射ミラー２２３、スリット２２４、第２の反射ミラー２２５を介して、垂直下方に出射され、マスク２１０に形成されたパターンが、移動するガラス２０１の全面積に所望のパターンを転写される。
【選択図】図２

Description

本発明は露光装置に関し、特に、マスクの大きさに制限されず、かつ低コストのスキャンタイプの露光装置に関する。

一般に、露光装置は、フォトリソグラフィ(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｈｐｙ)における露光工程を行う半導体装備であり、露光は、紫外線を用いてマスクのパターンをガラス上に転写させる工程であって、ＰＤＰ、ＬＣＤ半導体などにおいて核心となる工程である。

フォトリソグラフィは、フォト工程の前にウェハ表面に付いた異物を除去するウェハ洗浄工程、感光膜がウェハによく接着されるようにウェハの表面を処理する表面処理工程、感光膜をウェハに所望の厚さで均一に塗布する感光膜塗布工程、マスクを感光膜の塗布されたウェハ上に位置させ、マスク上で光を露光させることにより、マスクに描かれた回路をウェハ上に形成させる整列/露光工程、及び露光により変形された感光膜を洗浄液で除去する現像工程からなる。

このような露光装置は、マスクに光を供給する光源系、光源からの出射光を均一な面光源に拡散させると共に、一定の大きさで集束させる照明系、ウェハ上に所望の回路パターンが設計されたマスク(或いはレチクル)、マスクとウェハを所望の位置に整列させる位置整列系、及びマスクを通過した光をウェハの所望の位置に形成させるレンズ系から構成される。

一方、現在、表示装置として陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが使用されている。特に、ＬＣＤは、低電圧の駆動とフルカラーが可能であり、同画面の大きさの、他の表示装置に比べて軽薄短小などの特徴を持つため、モニタ、ノートブックコンピュータ、個人携帯端末機に使用されている。最近は、その用途がＴＶや航空用モニタなどに拡大されつつある。

液晶表示装置は平板表示装置であり、その材料として平板ガラスを使用する。そして、半導体の製造工程と類似な工程を経た薄膜トランジスタを採用した液晶表示装置が大部分の需要を占めている。ここで、薄膜トランジスタの製造工程は、いくつかのマスクと同回数の露光工程を経ることになる。

通常、露光装備は、最初設計されたガラス基板の大きさに合せて設計され、その露光領域を変更できない。そして、露光方式としては、一括露光方式、分割露光方式及びスキャン露光方式などがあり、マスクとウェハの間隔特性によって、接触型(contact type)、近接型(proximity type)及び投影型(projection type)などに区分される。

一括露光方式は、パターンを備えるマスクとガラスを整列した後、ガラスに対応する面積の平行な紫外線を用いて、全面積を一度に露光する方式である。一括露光方式には、ガラスの大きさの超大形化に伴い、ガラスに対応する面積の平行な紫外線を作るミラーの製作が困難になるという短所がある。そして、上記ガラスの製作に使用される機械の大きさが非常に大きくなり、光学部品の費用も増加する。さらに、ガラスの大きさに対応するマスクを作るのに限界があり、マスクのサイズが大きくなるにつれ、その費用も高くなる。よって、ある程度以上のガラスでは一括露光方式は困難がある

前記問題を解決するために、分割露光方式及びスキャン露光方式が提案された。
分割露光方式は、大型のガラスを多数個に分割し、小さなマスクを用いて一枚のガラスを露光するために、何度もマスクの位置を移動して露光する方式である。この場合、マスクは小さくなるが、露光回数が多くなるので、ガラスとマスクの位置整列が非常に難しくなる。そして、そのシステムも非常に複雑になり、設備自体が高価になる。

図１は従来のスキャンタイプの露光装置を示す構成図である。同図を参照すれば、この様なスキャン方式は、狭領域の紫外線光を用いてガラス１０１の上にマスク１０２を位置させる。そして、ガラス１０１とマスク１０２の前端を一直線に整列し、マスク１０２とガラス１０１を同時に移動(スキャン)しながら全体領域を露光させる。

しかし、この様なスキャン方式も、一括露光方式と同様に、ガラスと同一の大きさのマスクを必要とするという問題がある。
この様なスキャンタイプの露光機１１０を使用する場合、マスクのサイズが大きくなるにつれ、露光できるガラスの大きさに制限を受ける。そして、マスクの大きさが大きくなるにつれ、マスクの費用も高くなる。また、マスクが大型サイズになるにつれ、作業者がマスクを扱うのに危険性があるという短所がある。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、スキャンタイプの露光装置に低コストのマスクを使用することにより、価格競争力に優れた露光装置を提供することにある。

また、他の目的は、ガラスに転写するパターンを備えたフィルムマスクを使用するスキャンタイプの露光装置を提供することであり、フィルムマスクはロール型に巻かれ、フィルムマスクとガラスを整列した後、移動しながら全体領域をスキャンするものである。

前記目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、ステージ上で一定方向に移動するガラスと、前記ガラスの上側に位置し、転写パターンが形成されるロール状のフィルムマスクと、前記フィルムマスクの上部に紫外線を照射して、前記フィルムマスクに形成された転写パターンを前記ガラスに転写させる露光機とを含む。

他の側面において、本発明に係る露光装置は、一定方向に移動するガラスと、前記ガラスの上部に形成され、転写パターンが形成されるフィルムマスクと、前記フィルムマスクの一端を巻取る第１のロールと、前記フィルムマスクの他端を巻取る第２のロールと、前記フィルムマスクに紫外線を照射して、前記第１のロールと前記第の２ロールとの間のフィルムマスク領域をスキャンする露光機とを含む。

前記のような構成により、従来のガラスまたは石英で製作された高価のフォトマスクの代わりに、低コストのフィルムマスクを使用できるので、価格競争力に優れる。

また、ガラスに転写されるパターンを備えるマスクがロール状で使用されるので、従来のマスクの大きさの制限によるガラスの大きさの制限がなくなる。

また、本発明に係る露光装置を使用することによって、作業者は、マスクのロールの取扱いだけで済むので、大型ガラスの場合にも作業が容易になる。

また、従来のフィルムマスクの使用時、フィルムの張力調節が難しかった問題点が、本発明に係る露光装置により紫外線ビームが狭領域だけで使用されるようにすることにより、フィルムの張力調節が容易になり、フィルム垂れの現状が除去される。

以下では、本発明の具体的な実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものでなく、他の構成要素の追加や変更や削除等により、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することがきる。

図２は本発明の実施形態による、フィルムマスクを用いたスキャンタイプの露光装置を示す構成図である。
同図を参照すれば、本発明に係るスキャンタイプの露光装置は、ステージ上で一定方向に移動しながら、設定されたパターンが転写されるガラス２０１と、ガラス２０１に転写される転写パターンを備えたロール状のマスク２１０と、マスク２１０が巻かれる第１のロール２１１と、第１のロール２１１から一定の距離をおいて離隔形成され、第１のロール２１１の回転によって解けるマスク２１０を巻取る第２のロール２１２と、光をマスク２１０の上部面に垂直方向に照射する露光機２２０とを含む。そして、マスク２１０とガラス２０１を同速度で移動させるために、第１のロール２１１、第２のロール２１２及びガラス２０１を駆動させる駆動手段(図示せず)をさらに含む。

露光機２２０は、紫外線が発散する光源２２１と、光源２２１から発散する紫外線を一方向に反射させる反射板２２２と、反射板２２２によって反射される紫外線を所定方向に再反射させる第１の反射ミラー２２３と、第１の反射ミラー２２３によって反射される紫外線を通過させるスリット２２４と、スリット２２４を通過した紫外線を所定方向に再反射させてマスク２１０の上部面に照射する第２の反射ミラー２２５とを含む。

上記のように構成される本発明の実施形態によるフィルムマスクを用いたスキャンタイプの露光装置の作動について、添付図面を参照して説明する。
まず、一定の大きさのガラス２０１はステージ(図示せず)上に置かれ、マスク２１０は低コストのフィルムからなるフィルムマスクを用い、露光方式はスキャン露光方式を用いる。

ガラス２０１の上部には第１のロール２１１に巻取ったマスク２１０を整列する。同時に、ガラス２０１の前端は、マスク２１０の前端と整列させる。そして、マスク２１０にはガラス２０１に転写されるパターンが形成され、マスク２１０は第１のロール２１１に巻取られる。そして、第１のロール２１１の回転によってマスク２１０が解け、解けたマスク２１０は第２のロール２１２に巻取られる。ここで、第１のロール２１１及び第２のロール２１２は、マスク２１０が一定の大きさの張力で張設されるように適正速度で回転する。

このようなマスクとしてフィルムを使用する場合、マスク２１０の幅が広くなれば、フィルムが垂れたりし、フィルムを張った状態とするのに困難である。よって、前記のような問題を除去するために、露光機２２０から照射される紫外線ビームを狭領域(Ｗ)を使用されるが、実際のマスクの領域は狭い。その結果、フィルムマスクの張力が容易に調節できる。

また、マスク２１０が第１のロール２１１及び第２のロール２１２に巻取されるフィルムロール状からなることにより、マスクの大きさによってガラスの大きさが制限されるという従来の問題点が除去される。

一方、マスク２１０とガラス２０１の移動方向及び移動速度が同一になるように同期させている。第１のロール２１１はフィルムマスクを解き、第２のロール２１２は解けたフィルムマスクを巻取るように、第１のロール２１１と同方向に回転する。

また、露光機２２０はフィルムマスク２１０の上部に位置し、光源２２１から紫外線が発散されれば、光源２２１を囲む反射板２２２によって紫外線が前方に集光されるように反射させる。そして、第１の反射ミラー２２３は入射された光をスリット２２４側に反射させ、反射された光はスリット２２４を介して選択的に通過する。そして、スリット２２４により選択的に通過した紫外線は、第２の反射ミラー２２５により反射され、フィルムマスク領域(Ｗ)を形成するマスク２１０を透過するように、垂直下方に照射される。

ステージ上に置かれたガラス２０１の前端部分Ａとマスク２１０の前端部分Ａとを整列させた後、ガラス２０１、第１のロール２１１及び第２のロール２１２を駆動手段によって駆動させる。このとき、ガラス２０１と、ロール２１１、２１２に巻取されたマスク２１０は、同方向及び同速度で移動する。

これにより、第１のロール２１１に巻取されたマスク２１０が解けながら、第２のロール２１２に巻取され、マスク２１０の露光領域がガラス２０１の上部を通過する。

このとき、スキャンタイプの露光機２２０の光源２２１から発散される光は、光路に該当する第１の反射ミラー２２３、スリット２２４、第２の反射ミラー２２５を介して、垂直下方に出射されることは、上述と同様である。そして、出射される紫外線の露光により、マスク２１０に形成されたパターンがガラス２０１に転写される。このような方式により、マスク２１０は、第１のロール２１１から解け、第２のロール２１２は巻取られ、移動するガラス２０１の全面積に所望のパターンを転写される。

また、作業者は、従来、大型マスクの取扱いが困難であったのに対して、本発明の露光機によれば、フィルムマスク２１０のロール２１１、２１２の取扱いだけで済むので、作業が非常に容易になる。

本発明の思想及びそれによる利点は、以下の添付図面によって明確になろう。しかし、本発明の思想は添付図面に制限されないものではない。

従来のスキャンタイプの露光装置を示す構成図である。 本発明の実施形態によるフィルムマスクを用いたスキャンタイプの露光装置を示す構成図である。

符号の説明

２０１ ガラス
２１０ マスク
２１１ 第１のロール
２１２ 第２のロール
２２０ 露光機
２２１ 光源
２２２ 反射板
２２３ 第１の反射ミラー
２２４ スリット
２２５ 第２の反射ミラー

Claims (11)

1. ステージ上で一定方向に移動するガラスと、
   前記ガラスの上側に位置し、転写パターンが形成されているロール状のフィルムマスクと、
   前記フィルムマスクの上部に紫外線を照射し、前記フィルムマスクに形成された転写パターンを前記ガラスに転写させる露光機と、
   を含むことを特徴とする露光装置。
2. 前記フィルムマスクは、一端を巻取る第１のロールと、前記第１のロールから解けるマスクを巻取る第２のロールとによって支持されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記ガラスと前記フィルムマスクとを、同速度で移動させる駆動手段を、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記フィルムマスクが、前記第１のロールと前記第２のロールとの間で、所定の張力を維持するようにする駆動手段をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
5. 前記露光機は、垂直方向に出射される光源によって前記フィルムマスク領域をスキャンするスキャンタイプであることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
6. 一定方向に移動するガラスと、
   前記ガラスの上部に形成され、転写パターンが形成されているフィルムマスクと、
   前記フィルムマスクの一端を巻取る第１のロールと、
   前記フィルムマスクの他端を巻取る第２のロールと、
   前記フィルムマスクに紫外線を照射して、前記第１のロールと前記第の２ロールとの間のフィルムマスク領域をスキャンする露光機と、
   を含むことを特徴とする露光装置。
7. 前記露光機は、
   紫外線を発生する光源と、
   前記光源から発散される紫外線を一方向に集光する反射板と、
   前記反射板によって集光される紫外線を反射させて前記フィルムマスクに出射する反射ミラーと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記反射ミラーは、
   前記反射板によって集光される紫外線を所定方向に反射させる第１の反射ミラーと、
   前記第１の反射ミラーによって反射される紫外線が前記フィルムマスクに出射されるように再反射させる第２の反射ミラーと、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 前記第１の反射ミラーと前記第２の反射ミラーとの間に具備され、前記第１の反射ミラーによって反射される光を選択的に透過させるスリットをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 前記フィルムマスクが所定の張力で張設されるように、前記第１のロールと前記第２のロールとの回転速度を調節することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
11. 前記第１のロール及び前記第２のロール間のフィルムマスクと前記ガラスとを、同速度で移動するようにする駆動手段をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。