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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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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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 |