JP3378076B2 - 露光装置と露光方法 - Google Patents
露光装置と露光方法Info
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- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置や液晶表示
装置の製造において用いられる露光装置及び露光方法に
関するものである。
装置の製造において用いられる露光装置及び露光方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プロキシミティ露光方法（近接露光方
法）というのは、感光剤を塗布したガラス基板またはウ
エハ（以後単に基板と呼ぶ）とマスクを近接させた状態
で支持し、マスク上方より照明光を照射してマスクパタ
ーンを感光剤に転写する露光方法である。この露光方法
は投影露光方法と比べると、複雑なレンズ系や高精度な
ステージを必要としないので低コスト化しやすく、また
コンタクト露光方法と比べると、マスクと基板が直接接
触しないので感光剤の剥がれによる不良が発生しにくい
という優れた特徴を持っている。しかしプロキシミティ
露光による転写像の解像度はマスクと基板の間隔によっ
て大きく左右され、転写像の最小線幅ｄｓは光源の波長
をλ、マスクと基板の間隔をｇとするとｄｓ＝√（２λ
ｇ）で表され、例えば光源に水銀ランプを使用し、５μ
ｍ程度の線幅を解像しようとすると、マスクと基板を約
３０μｍまで近接しなくてはならず、一方基板のうねり
は一般的なもので１０〜２０μｍ程度なので、マスクと
基板の間隔を非常に精密に調整しなくてはならない。従
来この方法としてマスクのパターン以外の部分の複数箇
所でマスクと基板の間隔を測定し、その測定結果で求め
られる近似平面に基板面を合わせ込む方法や露光用照明
として走査形の局所照明を用い、その照明光照射部分の
マスクと基板の間隔をレーザー反射形のギャップセンサ
ーで測定し所定の値に調整する方法などが考えられてき
た。
法）というのは、感光剤を塗布したガラス基板またはウ
エハ（以後単に基板と呼ぶ）とマスクを近接させた状態
で支持し、マスク上方より照明光を照射してマスクパタ
ーンを感光剤に転写する露光方法である。この露光方法
は投影露光方法と比べると、複雑なレンズ系や高精度な
ステージを必要としないので低コスト化しやすく、また
コンタクト露光方法と比べると、マスクと基板が直接接
触しないので感光剤の剥がれによる不良が発生しにくい
という優れた特徴を持っている。しかしプロキシミティ
露光による転写像の解像度はマスクと基板の間隔によっ
て大きく左右され、転写像の最小線幅ｄｓは光源の波長
をλ、マスクと基板の間隔をｇとするとｄｓ＝√（２λ
ｇ）で表され、例えば光源に水銀ランプを使用し、５μ
ｍ程度の線幅を解像しようとすると、マスクと基板を約
３０μｍまで近接しなくてはならず、一方基板のうねり
は一般的なもので１０〜２０μｍ程度なので、マスクと
基板の間隔を非常に精密に調整しなくてはならない。従
来この方法としてマスクのパターン以外の部分の複数箇
所でマスクと基板の間隔を測定し、その測定結果で求め
られる近似平面に基板面を合わせ込む方法や露光用照明
として走査形の局所照明を用い、その照明光照射部分の
マスクと基板の間隔をレーザー反射形のギャップセンサ
ーで測定し所定の値に調整する方法などが考えられてき
た。
【０００３】以下、従来のプロキシミティ露光装置につ
いて図面を参照し説明する。図４はプロキシミティ露光
装置の第１の従来例である。図４において１は架台、２
は架台１に固定されたＹ軸ガイド、４はＹ軸ガイド２に
Ｙ方向摺動自在に取り付けられたＹステージ、３はＹス
テージ４に固定されたＸ軸ガイド、５はＸ軸ガイド３に
Ｘ方向摺動自在に取り付けられたＸステージ、６はＸス
テージ５に固定された局所照明部、８は一端を局所照明
部６に連結された光ファイバー、１１は水銀ランプ、１
２は水銀ランプ１１の光を集める反射鏡、７は局所照明
部６の中に固定されたレンズ、２５はＸ軸ガイド３にＸ
方向摺動自在に取り付けられＸステージ５と同期して移
動するセンサ用Ｘステージ、４０はセンサ用Ｘステージ
２５に固定された投光レーザー素子４０ａと受光素子４
０ｂとからなるギャップ計測手段、１３は架台１上にＸ
Ｙ平面で摺動自在に取り付けられたＸＹθステージ、１
５はＸＹθステージ１３に連結されたピエゾアクチュエ
ータ、１４はピエゾアクチュエータ１５の上に取り付け
られるＺ方向に移動するＺステージ、３１はピエゾアク
チュエータ１５とＺステージ１４で構成される間隔調整
手段、２６はＺステージ１４上に固定された石英チャッ
ク、２０は石英チャック２６に吸着保持された基板、１
６は一端を架台１に固定され他端をマスクチャック１８
に連結されたマスク架台、２１はマスクチャック１８に
吸着保持されたマスク、２３はマスク２１上に形成され
たマスクパターン、１７は一端がマスク架台１６に連結
され他端がＸ方向摺動自在にアライメントスコープ１９
に取り付けられたブラケット、３７はギャップ設定器３
２とコントローラ３３とピエゾドライバー３４で構成さ
れ一端がギャップ計測手段４０に他端がピエゾアクチュ
エータ１５に電気的に接続された制御手段である。以上
のように構成された従来の露光装置について以下その動
作を説明する。
いて図面を参照し説明する。図４はプロキシミティ露光
装置の第１の従来例である。図４において１は架台、２
は架台１に固定されたＹ軸ガイド、４はＹ軸ガイド２に
Ｙ方向摺動自在に取り付けられたＹステージ、３はＹス
テージ４に固定されたＸ軸ガイド、５はＸ軸ガイド３に
Ｘ方向摺動自在に取り付けられたＸステージ、６はＸス
テージ５に固定された局所照明部、８は一端を局所照明
部６に連結された光ファイバー、１１は水銀ランプ、１
２は水銀ランプ１１の光を集める反射鏡、７は局所照明
部６の中に固定されたレンズ、２５はＸ軸ガイド３にＸ
方向摺動自在に取り付けられＸステージ５と同期して移
動するセンサ用Ｘステージ、４０はセンサ用Ｘステージ
２５に固定された投光レーザー素子４０ａと受光素子４
０ｂとからなるギャップ計測手段、１３は架台１上にＸ
Ｙ平面で摺動自在に取り付けられたＸＹθステージ、１
５はＸＹθステージ１３に連結されたピエゾアクチュエ
ータ、１４はピエゾアクチュエータ１５の上に取り付け
られるＺ方向に移動するＺステージ、３１はピエゾアク
チュエータ１５とＺステージ１４で構成される間隔調整
手段、２６はＺステージ１４上に固定された石英チャッ
ク、２０は石英チャック２６に吸着保持された基板、１
６は一端を架台１に固定され他端をマスクチャック１８
に連結されたマスク架台、２１はマスクチャック１８に
吸着保持されたマスク、２３はマスク２１上に形成され
たマスクパターン、１７は一端がマスク架台１６に連結
され他端がＸ方向摺動自在にアライメントスコープ１９
に取り付けられたブラケット、３７はギャップ設定器３
２とコントローラ３３とピエゾドライバー３４で構成さ
れ一端がギャップ計測手段４０に他端がピエゾアクチュ
エータ１５に電気的に接続された制御手段である。以上
のように構成された従来の露光装置について以下その動
作を説明する。
【０００４】本従来例の照明は、水銀ランプ１１から発
した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８の一端へ導
き他端から出射した光束を局所照明部６の中のレンズ７
で平行光線に調整して照射するものであり、局所照明部
６は基板２０上に近接保持されアライメントスコープ１
９で位置合わせされたマスク２１の上方をＸステージ５
とＹステージ４およびそれらの不図示の駆動手段により
ＸＹ面内で自在に移動できる。そしてレーザー反射形の
ギャップ計測手段４０によって照明光照射部分のマスク
２１と基板２０の間隔を計測し、その出力信号はコント
ローラ３３内でギャップ設定器３２の設定値と比較され
偏差信号がピエゾドライバー３４に入力される。ピエゾ
ドライバー３４は偏差信号に応じてピエゾアクチュエー
タ１５へ制御信号を送りＺステージ１４を駆動し基板２
０とマスク２１を設定した所定の間隔に近接させること
ができ、局所照明部６をマスク２１の全領域で走査し露
光することで露光領域全面で高解像度の転写像を得るこ
とができる。
した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８の一端へ導
き他端から出射した光束を局所照明部６の中のレンズ７
で平行光線に調整して照射するものであり、局所照明部
６は基板２０上に近接保持されアライメントスコープ１
９で位置合わせされたマスク２１の上方をＸステージ５
とＹステージ４およびそれらの不図示の駆動手段により
ＸＹ面内で自在に移動できる。そしてレーザー反射形の
ギャップ計測手段４０によって照明光照射部分のマスク
２１と基板２０の間隔を計測し、その出力信号はコント
ローラ３３内でギャップ設定器３２の設定値と比較され
偏差信号がピエゾドライバー３４に入力される。ピエゾ
ドライバー３４は偏差信号に応じてピエゾアクチュエー
タ１５へ制御信号を送りＺステージ１４を駆動し基板２
０とマスク２１を設定した所定の間隔に近接させること
ができ、局所照明部６をマスク２１の全領域で走査し露
光することで露光領域全面で高解像度の転写像を得るこ
とができる。
【０００５】次に第２の従来例を図面を参照して説明す
る。図５はプロキシミティ露光装置の第２の従来例であ
る。図５において、１は架台、５２は架台１に取り付け
られ水銀ランプ１１と反射鏡１２とフライアイレンズ５
３と集光レンズ５４とを支持する照明系支持部材、１３
は架台１上に摺動自在に取り付けられたＸＹθステー
ジ、１５はＸＹ面内で同一直線上にないように配置され
一端がＸＹθステージ１３に取り付けられ他端がＺαβ
ステージ５１に取り付けられた３個のピエゾアクチュエ
ータ、５１はピエゾアクチュエータ１５によってＺ方向
及びＸ軸回りの回転α方向およびＹ軸回りの回転β方向
に移動できるＺαβステージ、５８はピエゾアクチュエ
ータ１５とＺαβステージ５１で構成される間隔調整手
段、５５はＺαβステージ５１上に取り付けられた基板
チャック、２０は基板チャック５５上に吸着保持された
基板、２２は基板２０上に形成された不透明薄膜、１６
は架台１に取り付けられたマスク架台、５６はマスク架
台１６にＹ方向摺動自在に取り付けられたセンサー支持
部、５０はＸＹ面内で同一直線上にないように配置され
センサー支持部５６に取り付けられたギャップセンサ
ー、１７はマスク架台１６に取り付けられたブラケッ
ト、１９はブラケット１７にＸ方向摺動自在に取り付け
られたアライメントスコープ、１８はマスク架台１６に
取り付けられたマスクチャック、２１はマスクチャック
１８に吸着保持されたマスク、２３はマスク２１上に形
成されたマスクパターン、５７はマスク２１上に設けら
れたギャップ計測窓、３７はギャップ設定器３２とコン
トローラ３３とピエゾドライバー３４で構成され一端が
ギャップセンサー５０に他端がピエゾアクチュエータ１
５に電気的に接続された制御手段である。
る。図５はプロキシミティ露光装置の第２の従来例であ
る。図５において、１は架台、５２は架台１に取り付け
られ水銀ランプ１１と反射鏡１２とフライアイレンズ５
３と集光レンズ５４とを支持する照明系支持部材、１３
は架台１上に摺動自在に取り付けられたＸＹθステー
ジ、１５はＸＹ面内で同一直線上にないように配置され
一端がＸＹθステージ１３に取り付けられ他端がＺαβ
ステージ５１に取り付けられた３個のピエゾアクチュエ
ータ、５１はピエゾアクチュエータ１５によってＺ方向
及びＸ軸回りの回転α方向およびＹ軸回りの回転β方向
に移動できるＺαβステージ、５８はピエゾアクチュエ
ータ１５とＺαβステージ５１で構成される間隔調整手
段、５５はＺαβステージ５１上に取り付けられた基板
チャック、２０は基板チャック５５上に吸着保持された
基板、２２は基板２０上に形成された不透明薄膜、１６
は架台１に取り付けられたマスク架台、５６はマスク架
台１６にＹ方向摺動自在に取り付けられたセンサー支持
部、５０はＸＹ面内で同一直線上にないように配置され
センサー支持部５６に取り付けられたギャップセンサ
ー、１７はマスク架台１６に取り付けられたブラケッ
ト、１９はブラケット１７にＸ方向摺動自在に取り付け
られたアライメントスコープ、１８はマスク架台１６に
取り付けられたマスクチャック、２１はマスクチャック
１８に吸着保持されたマスク、２３はマスク２１上に形
成されたマスクパターン、５７はマスク２１上に設けら
れたギャップ計測窓、３７はギャップ設定器３２とコン
トローラ３３とピエゾドライバー３４で構成され一端が
ギャップセンサー５０に他端がピエゾアクチュエータ１
５に電気的に接続された制御手段である。
【０００６】以上のように構成された従来の露光装置に
ついて以下その動作を説明する。水銀ランプ１１から発
した光線は反射鏡１２でフライアイレンズ５３に集光さ
れ、フライアイレンズ５３で均一化された後集光レンズ
５４で平行光線に調整される。一方基板チャック５５で
吸着保持された基板２０はギャップ計測窓５７の上方に
３箇所設けられたギャップセンサー５０によりマスク２
１との間隔を計測される。そしてその計測値はギャップ
設定器３２の設定値とともにコントローラ３３へ入力さ
れコントローラ３３はこれらを演算処理して指令信号を
ピエゾドライバー３４に出力し、ピエゾドライバー３４
は指令信号に応じた制御信号をピエゾアクチュエータ１
５に送りＺαβステージ５１を駆動して基板２０とマス
ク２１の間隔調整を行う。その後アライメントスコープ
１９とＸＹθステージ１３を用いて基板２０とマスク２
１の位置合わせを行い、アライメントスコープ１９をＸ
方向へ退避させ、またセンサー支持部材５６をＹ方向に
駆動してギャップセンサー５０をマスク２１上方から退
避させ、マスク２１上方より照明光を照射して露光す
る。
ついて以下その動作を説明する。水銀ランプ１１から発
した光線は反射鏡１２でフライアイレンズ５３に集光さ
れ、フライアイレンズ５３で均一化された後集光レンズ
５４で平行光線に調整される。一方基板チャック５５で
吸着保持された基板２０はギャップ計測窓５７の上方に
３箇所設けられたギャップセンサー５０によりマスク２
１との間隔を計測される。そしてその計測値はギャップ
設定器３２の設定値とともにコントローラ３３へ入力さ
れコントローラ３３はこれらを演算処理して指令信号を
ピエゾドライバー３４に出力し、ピエゾドライバー３４
は指令信号に応じた制御信号をピエゾアクチュエータ１
５に送りＺαβステージ５１を駆動して基板２０とマス
ク２１の間隔調整を行う。その後アライメントスコープ
１９とＸＹθステージ１３を用いて基板２０とマスク２
１の位置合わせを行い、アライメントスコープ１９をＸ
方向へ退避させ、またセンサー支持部材５６をＹ方向に
駆動してギャップセンサー５０をマスク２１上方から退
避させ、マスク２１上方より照明光を照射して露光す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例によると、基板２０上にレーザー光線に対して不
透光性のある薄膜（ガラス基板上に金属薄膜を形成する
場合が多い。）が形成されている場合には、ギャップ計
測手段４０によるマスク２１と基板２０との間隔の計測
が不可能になる。又ギャップ計測手段４０が上方に配さ
れる場合には、マスク２１上にレーザー光線に対して不
透光性のある薄膜（マスク上に金属薄膜を形成する場合
が多い。）が形成されている場合には、ギャップ計測手
段４０による前記間隔の計測が不可能になる。更に基板
２０及びマスク２１の両者に不透光性のある薄膜が形成
されている場合には、ギャップ計測手段４０をいずれの
位置に配しても前記間隔の計測が不可能になるという問
題があった。
従来例によると、基板２０上にレーザー光線に対して不
透光性のある薄膜（ガラス基板上に金属薄膜を形成する
場合が多い。）が形成されている場合には、ギャップ計
測手段４０によるマスク２１と基板２０との間隔の計測
が不可能になる。又ギャップ計測手段４０が上方に配さ
れる場合には、マスク２１上にレーザー光線に対して不
透光性のある薄膜（マスク上に金属薄膜を形成する場合
が多い。）が形成されている場合には、ギャップ計測手
段４０による前記間隔の計測が不可能になる。更に基板
２０及びマスク２１の両者に不透光性のある薄膜が形成
されている場合には、ギャップ計測手段４０をいずれの
位置に配しても前記間隔の計測が不可能になるという問
題があった。
【０００８】他方、第２の従来例によると、ギャップセ
ンサー５０による測定点以外におけるマスク２１と基板
２０との間隔は不正確であり、露光領域全面で高解像度
を得るのが困難であるという問題点を有していた。
ンサー５０による測定点以外におけるマスク２１と基板
２０との間隔は不正確であり、露光領域全面で高解像度
を得るのが困難であるという問題点を有していた。
【０００９】そこで本発明は、これらの問題点を解消
し、基板上、マスク上の一方又は両者にレーザー光線等
に対して不透光性の薄膜が形成されている場合において
も露光領域全体で高解像度の露光ができる露光装置及び
露光方法を提供することを目的とするものである。
し、基板上、マスク上の一方又は両者にレーザー光線等
に対して不透光性の薄膜が形成されている場合において
も露光領域全体で高解像度の露光ができる露光装置及び
露光方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、基板とマスクを対向させて支持し、マスクに
照明光を照射してマスクパターンを基板上の感光層に露
光転写するプロキシミティ露光装置において、走査形の
局所照明手段と、局所照明手段と同期して走査し、局所
照明手段の照射部分におけるマスクの基準面高さを検出
するマスク側に配されたマスク面計測手段と、局所照明
手段と同期して走査し、前記照射部分における基板の基
準面高さを検出する基板側に配された基準面計測手段
と、所定箇所の計測可能位置において、前記照明部分に
おけるマスクと基板との間隔を計測するギャップ計測手
段と、マスクと基板との間隔を調整する間隔調整手段
と、マスク面計測手段によるマスク面計測値と、基板面
計測手段による基板面計測値との差を、ギャップ計測手
段によるギャップ計測値でキャリブレーションすること
により、前記マスク面計測値と前記基板面計測値に基
き、マスクと基板との間隔を間接的に求め、この間接的
に求めた値と設定値とに基いて間隔調整手段をコントロ
ールする制御手段とを、備えたことを特徴とする。
するため、基板とマスクを対向させて支持し、マスクに
照明光を照射してマスクパターンを基板上の感光層に露
光転写するプロキシミティ露光装置において、走査形の
局所照明手段と、局所照明手段と同期して走査し、局所
照明手段の照射部分におけるマスクの基準面高さを検出
するマスク側に配されたマスク面計測手段と、局所照明
手段と同期して走査し、前記照射部分における基板の基
準面高さを検出する基板側に配された基準面計測手段
と、所定箇所の計測可能位置において、前記照明部分に
おけるマスクと基板との間隔を計測するギャップ計測手
段と、マスクと基板との間隔を調整する間隔調整手段
と、マスク面計測手段によるマスク面計測値と、基板面
計測手段による基板面計測値との差を、ギャップ計測手
段によるギャップ計測値でキャリブレーションすること
により、前記マスク面計測値と前記基板面計測値に基
き、マスクと基板との間隔を間接的に求め、この間接的
に求めた値と設定値とに基いて間隔調整手段をコントロ
ールする制御手段とを、備えたことを特徴とする。
【００１１】上記露光装置において、マスク面計測手段
と基板面計測手段とが対となってギャップ計測手段を構
成していることが、構造の簡素化の観点から好ましく、
更にこれらがレーザー反射計測器で構成されていると、
測定精度を向上する観点から好ましい。
と基板面計測手段とが対となってギャップ計測手段を構
成していることが、構造の簡素化の観点から好ましく、
更にこれらがレーザー反射計測器で構成されていると、
測定精度を向上する観点から好ましい。
【００１２】又本発明は上記目的を達成するため、上記
構成の露光装置を用いて、マスクに照明光を照射してマ
スクパターンを基板上の感光層に露光転写するプロキシ
ミティ露光方法において、マスクまたは基板に透光性の
あるギャップ計測用窓を設け、このギャップ計測用窓を
利用してギャップ計測手段でマスクと基板との間隔を計
測する、ことを特徴とする。
構成の露光装置を用いて、マスクに照明光を照射してマ
スクパターンを基板上の感光層に露光転写するプロキシ
ミティ露光方法において、マスクまたは基板に透光性の
あるギャップ計測用窓を設け、このギャップ計測用窓を
利用してギャップ計測手段でマスクと基板との間隔を計
測する、ことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明によれば、マスク面計測手段の計測値と
基板面計測手段の計測値をギャップ計測手段の計測値で
前もって校正しておく（キャリブレーションしておく）
ことにより、基板上およびマスク上の一方又は両方に不
透明な薄膜が形成されている場合でも、マスクと基板の
間隔をマスク面計測手段および基板面計測手段によって
間接的に測定でき、正確な間隔調整が可能となる。そし
て露光領域の各走査位置で正確な間隔調整が可能になる
ので露光領域全面で高解像度の露光ができる。
基板面計測手段の計測値をギャップ計測手段の計測値で
前もって校正しておく（キャリブレーションしておく）
ことにより、基板上およびマスク上の一方又は両方に不
透明な薄膜が形成されている場合でも、マスクと基板の
間隔をマスク面計測手段および基板面計測手段によって
間接的に測定でき、正確な間隔調整が可能となる。そし
て露光領域の各走査位置で正確な間隔調整が可能になる
ので露光領域全面で高解像度の露光ができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明による露光装置の一実
施例を示す図、図２は本実施例のキャリブレーション機
能を説明するための部分拡大図、図３は本実施例のマス
クをパターン側から見た斜視図である。
しながら説明する。図１は本発明による露光装置の一実
施例を示す図、図２は本実施例のキャリブレーション機
能を説明するための部分拡大図、図３は本実施例のマス
クをパターン側から見た斜視図である。
【００１５】図１において、１は架台、２は架台１に固
定されたＹ軸ガイド、４はＹ軸ガイド２にＹ方向摺動自
在に取り付けられたＹステージ、３はＹステージ４に固
定されたＸ軸ガイド、５はＸ軸ガイド３にＸ方向摺動自
在に取り付けられたＸステージ、６はＸステージ５に固
定された局所照明部、９はＸステージ５に固定された投
光レーザー素子９ａと受光素子９ｂとからなるレーザー
反射形のマスク面計測手段、８は一端を局所照明部６に
連結された光ファイバー、１１は水銀ランプ、１２は水
銀ランプ１１の光を集める反射鏡、７は局所照明部６の
中に固定されたレンズ、２５はＸ軸ガイド３にＸ方向摺
動自在に取り付けられＸステージ５と同期して移動する
センサ用Ｘステージ、１０はセンサ用Ｘステージ２５に
固定されたレーザー反射形の基板面計測手段で投光レー
ザー素子１０ａと受光素子１０ｂとを有するものであ
り、１３は架台１上にＸＹ平面で摺動自在に取り付けら
れたＸＹθステージ、１５はＸＹθステージ１３に連結
された３個以上のピエゾアクチュエータ、１４はピエゾ
アクチュエータ１５の上に取り付けられたＺ方向に移動
するＺステージ、３１はピエゾアクチュエータ１５とＺ
ステージ１４で構成される間隔調整手段、２６はＺステ
ージ１４上に固定された石英チャック、２０は石英チャ
ック２６に吸着保持された基板、２２は基板２０上に形
成されたクロム全面薄膜等の不透光性の薄膜、１６は一
端を架台１に固定され他端をマスクチャック１８に連結
されたマスク架台、２１はマスクチャック１８に吸着保
持されたマスク、２３はマスク２１上に形成されたマス
クパターン、２４はマスクパターン２３の一部に開けら
れた透光性のあるギャップ計測用窓、１７は一端がマス
ク架台１６に連結された他端がＸ方向摺動自在にアライ
メントスコープ１９に取り付けられたブラケット、３７
はギャップ設定器３２とコントローラ３３とピエゾドラ
イバー３４で構成され、一端がマスク面計測手段９と基
板面計測手段１０に電気的に接続され、他端がピエゾア
クチュエータ１５に電気的に接続された制御手段であ
る。そして本実施例ではマスク面計測手段９と基板面計
測手段１０とが対となって、マスク２１と基板２０との
間隔を計測するギャップ計測手段を構成している。以上
のように構成された露光装置を用いた露光方法を以下説
明する。
定されたＹ軸ガイド、４はＹ軸ガイド２にＹ方向摺動自
在に取り付けられたＹステージ、３はＹステージ４に固
定されたＸ軸ガイド、５はＸ軸ガイド３にＸ方向摺動自
在に取り付けられたＸステージ、６はＸステージ５に固
定された局所照明部、９はＸステージ５に固定された投
光レーザー素子９ａと受光素子９ｂとからなるレーザー
反射形のマスク面計測手段、８は一端を局所照明部６に
連結された光ファイバー、１１は水銀ランプ、１２は水
銀ランプ１１の光を集める反射鏡、７は局所照明部６の
中に固定されたレンズ、２５はＸ軸ガイド３にＸ方向摺
動自在に取り付けられＸステージ５と同期して移動する
センサ用Ｘステージ、１０はセンサ用Ｘステージ２５に
固定されたレーザー反射形の基板面計測手段で投光レー
ザー素子１０ａと受光素子１０ｂとを有するものであ
り、１３は架台１上にＸＹ平面で摺動自在に取り付けら
れたＸＹθステージ、１５はＸＹθステージ１３に連結
された３個以上のピエゾアクチュエータ、１４はピエゾ
アクチュエータ１５の上に取り付けられたＺ方向に移動
するＺステージ、３１はピエゾアクチュエータ１５とＺ
ステージ１４で構成される間隔調整手段、２６はＺステ
ージ１４上に固定された石英チャック、２０は石英チャ
ック２６に吸着保持された基板、２２は基板２０上に形
成されたクロム全面薄膜等の不透光性の薄膜、１６は一
端を架台１に固定され他端をマスクチャック１８に連結
されたマスク架台、２１はマスクチャック１８に吸着保
持されたマスク、２３はマスク２１上に形成されたマス
クパターン、２４はマスクパターン２３の一部に開けら
れた透光性のあるギャップ計測用窓、１７は一端がマス
ク架台１６に連結された他端がＸ方向摺動自在にアライ
メントスコープ１９に取り付けられたブラケット、３７
はギャップ設定器３２とコントローラ３３とピエゾドラ
イバー３４で構成され、一端がマスク面計測手段９と基
板面計測手段１０に電気的に接続され、他端がピエゾア
クチュエータ１５に電気的に接続された制御手段であ
る。そして本実施例ではマスク面計測手段９と基板面計
測手段１０とが対となって、マスク２１と基板２０との
間隔を計測するギャップ計測手段を構成している。以上
のように構成された露光装置を用いた露光方法を以下説
明する。
【００１６】本実施例の照明は、水銀ランプ１１から発
した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８の一端へ導
き他端から出射した光束を局所照明部６の中のレンズ７
で平行光線に調整して照射するものであり、局所照射部
６は基板２０上に近接保持されアライメントスコープ１
９で位置合わせされたマスク２１の上方をＸステージ５
とＹステージ４およびそれらの不図示の駆動手段により
ＸＹ面内で自在に移動できる。
した光を反射鏡１２で集光し光ファイバー８の一端へ導
き他端から出射した光束を局所照明部６の中のレンズ７
で平行光線に調整して照射するものであり、局所照射部
６は基板２０上に近接保持されアライメントスコープ１
９で位置合わせされたマスク２１の上方をＸステージ５
とＹステージ４およびそれらの不図示の駆動手段により
ＸＹ面内で自在に移動できる。
【００１７】基板２０とマスク２１の間隔調整について
は、まず図２のようにＸステージ５とＹステージ４をギ
ャップ計測用窓２４の上方へ移動し、マスク面計測手段
９により基板薄膜２２の上面Ｐを計測し（計測値Ｂ）、
またレーザ反射形の基板面計測手段１０により基板薄膜
２２の下面Ｑを計測して（計測値Ｃ）、両者の差Ｂ−Ｃ
をオフセット値Ｆとしてコントローラ３３内に記憶す
る。すなわちマスク面計測手段９と基板面計測手段１０
との対からなるギャップ計測手段によって、前記オフセ
ット値Ｆを測定して、これをコントローラ３３内に記憶
する。そして図１のようにＸステージ５をキャリブレー
ション窓２４以外の部分に移動してマスク面計測手段９
によりマスク２１の下面Ｒを計測し（計測値Ａ）、基板
面計測手段１０による計測値Ｃとともにコントローラ３
３に入力してＡ−Ｃ−Ｆによりマスク２１と基板２０の
間隔を求め、この値とギャップ設定器３２の設定値Ｄを
比較し、その偏差信号をピエゾドライバー３４に送り、
ピエゾドライバー３４は偏差信号に応じた制御信号をピ
エゾアクチュエータ１５へ送ってＺステージ１４を駆動
し基板２０とマスク２１を設定した所定間隔に近接させ
ることができ、この状態で露光することによって高解像
度の露光ができる。このような間隔調整を各走査箇所に
おいて行ない、マスク２１と基板２０との間隔調整を全
面にわたって行う。
は、まず図２のようにＸステージ５とＹステージ４をギ
ャップ計測用窓２４の上方へ移動し、マスク面計測手段
９により基板薄膜２２の上面Ｐを計測し（計測値Ｂ）、
またレーザ反射形の基板面計測手段１０により基板薄膜
２２の下面Ｑを計測して（計測値Ｃ）、両者の差Ｂ−Ｃ
をオフセット値Ｆとしてコントローラ３３内に記憶す
る。すなわちマスク面計測手段９と基板面計測手段１０
との対からなるギャップ計測手段によって、前記オフセ
ット値Ｆを測定して、これをコントローラ３３内に記憶
する。そして図１のようにＸステージ５をキャリブレー
ション窓２４以外の部分に移動してマスク面計測手段９
によりマスク２１の下面Ｒを計測し（計測値Ａ）、基板
面計測手段１０による計測値Ｃとともにコントローラ３
３に入力してＡ−Ｃ−Ｆによりマスク２１と基板２０の
間隔を求め、この値とギャップ設定器３２の設定値Ｄを
比較し、その偏差信号をピエゾドライバー３４に送り、
ピエゾドライバー３４は偏差信号に応じた制御信号をピ
エゾアクチュエータ１５へ送ってＺステージ１４を駆動
し基板２０とマスク２１を設定した所定間隔に近接させ
ることができ、この状態で露光することによって高解像
度の露光ができる。このような間隔調整を各走査箇所に
おいて行ない、マスク２１と基板２０との間隔調整を全
面にわたって行う。
【００１８】なお、本実施例においてマスク２１と基板
２０の間隔測定はマスク２１側に設けたギャップ計測用
窓２４を利用して行なったが、基板２０側に設けたギャ
ップ計測用窓を利用して行うことができ、更にギャップ
計測手段をマスク面計測手段９及び基板面計測手段１０
とから独立して設けてもよい。
２０の間隔測定はマスク２１側に設けたギャップ計測用
窓２４を利用して行なったが、基板２０側に設けたギャ
ップ計測用窓を利用して行うことができ、更にギャップ
計測手段をマスク面計測手段９及び基板面計測手段１０
とから独立して設けてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、基板上およびマスクの
一方または両方に不透明な薄膜が形成されている場合に
おいても、露光領域の各走査位置で正確な間隔が可能に
なるので、露光領域全面で高解像度の露光ができる。
一方または両方に不透明な薄膜が形成されている場合に
おいても、露光領域の各走査位置で正確な間隔が可能に
なるので、露光領域全面で高解像度の露光ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】キャリブレーション機能を説明するための部分
拡大図。
拡大図。
【図３】マスクの斜視図。
【図４】プロキシミティ露光装置の第１の従来例を示す
断面図。
断面図。
【図５】プロキシミティ露光装置の第２の従来例を示す
断面図。
断面図。
６ 局所照明手段
９ マスク面計測手段
９、１０ ギャップ計測手段
１０ 基板面計測手段
２０ 基板
２１ マスク
２４ ギャップ計測用窓
３１ 間隔調整手段
３７ 制御手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−326369（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−201710（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−5486（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−59998（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−38025（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20
Claims (4)
- 【請求項１】 基板とマスクを対向させて支持し、マス
クに照明光を照射してマスクパターンを基板上の感光層
に露光転写するプロキシミティ露光装置において、 走査形の局所照明手段と、 局所照明手段と同期して走査し、局所照明手段の照射部
分におけるマスクの基準面高さを検出するマスク側に配
されたマスク面計測手段と、 局所照明手段と同期して走査し、前記照射部分における
基板の基準面高さを検出する基板側に配された基準面計
測手段と、 所定箇所の計測可能位置において、前記照明部分におけ
るマスクと基板との間隔を計測するギャップ計測手段
と、 マスクと基板との間隔を調整する間隔調整手段と、 マスク面計測手段によるマスク面計測値と、基板面計測
手段による基板面計測値との差を、ギャップ計測手段に
よるギャップ計測値でキャリブレーションすることによ
り、前記マスク面計測値と前記基板面計測値に基き、マ
スクと基板との間隔を間接的に求め、この間接的に求め
た値と設定値とに基いて間隔調整手段をコントロールす
る制御手段とを、 備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 マスク面計測手段と基板面計測手段とが
対となってギャップ計測手段を構成している請求項１記
載の露光装置。 - 【請求項３】 マスク面計測手段及び基板面計測手段が
レーザー反射形計測器によって構成されている請求項２
記載の露光装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の露光装置を用いて、マス
クに照明光を照射してマスクパターンを基板上の感光層
に露光転写するプロキシミティ露光方法において、 マスクまたは基板に透光性のあるギャップ計測用窓を設
け、このギャップ計測用窓を利用してギャップ計測手段
でマスクと基板との間隔を計測する、 ことを特徴とする露光方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04405094A JP3378076B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光装置と露光方法 |
| US08/404,768 US5573877A (en) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | Exposure method and exposure apparatus |
| CN95103125A CN1120683A (zh) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | 曝光方法及其装置 |
| KR1019950005288A KR0157279B1 (ko) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | 노광방법 |
| US08/699,787 US5737064A (en) | 1994-03-15 | 1996-08-20 | Exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04405094A JP3378076B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光装置と露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254547A JPH07254547A (ja) | 1995-10-03 |
| JP3378076B2 true JP3378076B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=12680792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04405094A Expired - Fee Related JP3378076B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 露光装置と露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378076B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5526714B2 (ja) * | 2009-11-10 | 2014-06-18 | 凸版印刷株式会社 | 基板露光装置 |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP04405094A patent/JP3378076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07254547A (ja) | 1995-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |