JPH04165354A - たわみ補正可能なマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、たわみ補正可能なマスクに関する。

［従来の技術］ たとえば、縮小投影露光装置（ステッパー）では倍率補
正を行なうためレンズ同志の間隔を圧力制御している。

一方、プロキシミティー露光装置では、光来使用してい
るマスクが小さいために、マスクの自重によるたわみは
問題となるレベルではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、たとえば液晶表示装置を構成する被露光部材
が大型化している。このためマスクが大きくなり、マス
クの自重によるたわみ量が露光性能に影響を及ぼすほど
になった場合に、何らかの補正を行わなければ従来と同
等の露光性能が得られない。つまり、プロキシミティー
露光では、マスクと被露光部材の間隔が小さいほど正確
なパターンが被露光部材に形成できる。しかしマスクが
たわむと、少なくともたわんだ分マスクから被露光部材
を離して配置しなければならず、結果的に露光性能が下
がる。

プロキシミティー露光においては、マスクと露光部材と
の間隔をできるだけ小さくすることにより解像度の向上
につながり、また間隔をマスク全面にわたり均一に保つ
ことにより線幅のムラのないパターンを形成することが
できるので、重要である。

［発明の目的］ この発明は上述の課題を解決し、たわみを除去して優れ
た解像度でムラのないパターンを形成でき、しかも交換
のかんたんなたわみ補正可能なマスクを提供することを
目的とする。

［発明の要旨］ この発明は特許請求の範囲に記載されたたわみ補正可能
なマスクを要旨としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図を参照する。

マスクパターン部４には露光パターンが形成されている
。

被露光部材８はマスクパターン部４に対面して配置され
る。マスクパターン部４と被露光部材８との間でいわゆ
るプロキシミティー露光をするようになっている。

空隙設定部材を構成するガラス板６とスペーサ７は、マ
スクパターン部４の被露光部材８に対面しない側にマス
クパターン部４の露光対象部分の上方に密閉状態で所定
の空隙９をあけて配置される。

このマスクパターン部４または空隙設定部材には、圧力
調整手段である圧力調整部１０と差圧センサ２５を接続
するために、接続部７０．７１．７２を備える。第１図
では空隙設定部材のガラス板６に接続部７０．７１．７
２が設定されている。

［作用］ 第１図においては、圧力調整部１０の作動をしてマスク
パターン部４の中央部のたわみ量をできるだけなくシ、
マスクパターン部４と被露光部材８をより近ずけること
ができる。

マスク５５を交換するときは接続部７０．７１．７２に
おいてチューブ２２．１５．３２をはずす。

［実施例１］ 第１図はプロキシミティー露光用のたわみ補正可能なマ
スクを備えた実施例１を示している。

支持ベース１は固定部２に固定されている。

支持ベース１の上にはマスクホルダ３が保持されている
。マスクホルダ３の上にはマスク５５が支持されている
。このマスク５５はマスクパターン部４と空隙設定部材
を有する。

マスクパターン部４のたわみを補正するた□　めに用い
る空隙設定部材は、たわみ補正用のガラス板６とスペー
サ７から成る。これによりマスクパターン部４と、たわ
み補正用ガラス板６およびスペーサ７とは、密閉状態で
あり所定の空隙９が形成されている。なお、これら３者
をより良好に密閉するために好ましくは真空チャック（
図示せず）を用いる。

マスクパターン部４は必要なパターンが形成されたガラ
ス板である。スペーサ７もガラス製である。マスクパタ
ーン部４の下には、たとえば大型液晶表示装置に用いる
被露光部材８が近接して配置されている。この被露光部
材８は取付基準板８ａの上に配置されている。このため
被露光部材８は反らない。

圧力調整部１０は、マスクパターン部４の下面１１、す
なわち被露光部材８に対面している面が平面になるよう
にするための装置である。圧力調整部１０は、次のよう
になっている。

コンプレッサ１２は、チューブ１４を介してレギュレー
タ１３に接続され、レギュレータ１３はチューブ１５と
、接続部７１と、ガラス板６の加圧ポート１６を介して
空隙９に通じている。つまりチューブ１５は接続部７１
に着脱自在に接続されている。接続部７１は加圧ボート
１６に挿入されている。コンプレッサ１２から正圧はレ
ギュレータ１３で調整され、空隙９に与えることができ
る。

チューブ１４はエジェクタ式の真空発生器１７にチュー
ブ１８を介して接続されている。

比例弁２０と真空発生器１７はチューブ２１を介して接
続されている。比例弁２０のチューブ２２は接続部７０
と減圧（または負圧）ポート２３を介して空隙９に通じ
ている。接続部７０はポート２３に挿入されている。チ
ューブ２２は接続部７０に着脱自在に接続されている。

差圧センサ２５は、大気と空隙９との圧力差を検出する
。差圧センサ２５のチューブ３２は、接続部７２とガラ
ス板６のボート３３を介して空隙９に通じている。接続
部７２はボート３３に挿入されている。チューブ３２は
接続部７２に着脱自在に接続されている。

接続部７０．７１．７２においてはチューブ２２．１５
．３２は途中からはずすことができる。

電気マイクロメータ２６は、プローブ２６ａを用いてマ
スクパターン部４の下面１１の特に中央に生じているた
わみを検出する。

記憶部を兼ねるコントローラ３０は、露光前にて電気マ
イクロメータ２６の出力をオペレータが見て、圧力調整
部１０を動作してマスクを適正な位置に調整したときに
大気と空隙９との圧力差を記憶する。このコントローラ
３０は、差圧センサ２５、レギュレータ１３および比例
弁２０およびコンプレッサ１２をもコントロールする。

また、コントローラ３５は比例弁２０、レギュレータ１
３、差圧センサ２５から成る。

［実施例１の動作］ 第１図と第２図を参照する。

（１）準備段階 まず取付基準板８ａをマスクパターン部４の下から退出
しておく。電気マイクロメータ２６をマスクパターン部
４の下面１１の中央部に配置して中央部のたわみ量を検
出する。

たわみ量をオペレータがみて所定値より第１図に示す「
＋」の場合には、コンプレッサ１２のレギュレータ１３
を操作して正圧を空隙９に与える。

そうでなくて、たわみ量が所定値より「−」の場合には
、真空発生器１７の比例弁２０を操作して負圧を空隙９
に与える。

マスクパターン部４のたわみ量が所定値になったところ
で、大気圧と空隙９内の圧力との圧力差を差圧センサ２
５で検知して記憶部兼コントローラ３０で記憶しておく
。

そして電気マイクロメータ２６を除去し、マスクパター
ン部４の下に取付基準板８ａの被露光部材８を配置する
。

露光段階 露光作業は、露光りを照射することで行う。

この露光作業の際に、差圧センサ２５の検出する圧力差
が、記憶部兼コントローラ３０がすでに記憶している圧
力差より大きいときには、コンプレッサ１２のレギュレ
ータ１３を操作して正圧を空隙９に与える。一方、差圧
センサ２５が検出する圧力差が、すでに記憶している圧
力差より小さいときには、真空発生器１７の比例弁２０
を操作して負圧を空隙９に与える。そして露光を終了す
る。

たとえば、たてＸよこＸ厚みが５０８（ｍｍ）ｘ６１０
　（ｍｍ）　ｘ５　（＋ｎｍ）であるマスクパターン部
４を使用したときには、マスクパターン部４の中央部で
は自重により計算上１０数μｍのたわみを生じる。この
ためマスクパターン部４と被露光部材８の間隔（プロキ
シミティギャップ）は、中央部と周辺部とでは１０数μ
ｍ異なる。

被露光部材８に対して通常１０〜２０μｍ程度のパター
ニングを行う場合、プロキシミティギャップは約５０μ
ｍ以下が要求される。

もし周辺部を５０μｍに設定すると、中央部は約３０μ
ｍになってしまう。このためマスクパターン部４の中央
部は被露光部材８と接触の危険性が高まる。

本発明ではこの点に対し、中央部、周辺部のいずれにお
いても同じ量のプロキシミテイギャップが設定できるの
でパターニングの品質向上及び接触によるマスクの汚れ
などの危険性が大幅に軽減できる。

なお、第１図におけるエジェクタ式の真空発生器１７は
、圧縮空気から負圧を発生させているだけであり、真空
ポンプに代えて差つかえない。また電気マイクロメータ
２６の検出値は記憶部兼コントローラ３０にフィードバ
ックしてもよい。マイクロメータは電気式のものに限ら
ない。

第５図を参照する。第５図では、マスク、（ターン部４
がガラス板６とスペーサ７に対して真空チャックにより
固定されている場合（チャックＯＮ）と固定されていな
い場合（チャック０ＦＦ）において、マスクパターン部
４のたわみ量と差圧（圧力差）の関係を示している。

このグラフによれば、マスクパターン部のたわみ量と差
圧は直線的な関係になっている。

従って差圧を設定することにより、マスクパターン部４
の下面１１の位置を所望するたわみ量に設定することが
可能である。なお、マスクパターン部４の厚みはたわみ
補正用ガラス板６の厚みより薄くすることで、マスクパ
ターン部４のみ変位する様応答性を高めている。

［実施例２］ 第３図は実施例２を示している。

支持部１０１の上には、マスク１５５が載っている。マ
スク１５５はガラス板１０６と空隙設定部材を有する。

ガラス板１０６にはスペーサ１０７を介してマスクパタ
ーン部１０４が載っている。ガラス板１０６とスペーサ
１０７は空隙設定部材を構成するのである。

これらマスクパターン部１０４、スペーサ１０７および
ガラス板１０６の間には空隙１０９が形成されている。

ガラス板１０６の正圧ボート１１６には接続部１７１を
介してチューブ１１５が接続されている。負圧ボート１
２３には接続部１７２を介してチューブ１２２が接続さ
れている。

チューブ１１５には正圧源２００が、チューブ１２２に
は負圧源２１０が接続されている。

コントローラ２５０は正圧源２００と負圧源２１０をコ
ントロールする。これら接続部１７１．１７２において
もチューブ１１５．１２２をはずすことができる。

光位置検出器３４０は、光源３００、スリットＳ１　レ
ンズ３１０．３２０、す・ニアセンサ３３０を有する。

光源３００がマスクパターン部１０４より下方に配置さ
れている。光源３００の光ＰはスリットＳとレンズ３］
−〇を通りマスクパターン部１０４の中央の上面で反射
し、かつ被露光部材８の下面でそれぞれ反射して、反射
光Ｐ１、Ｐ２となりレンズ３２０を通りリニアセンサ３
３０に入射する。

この光位置検出器３４０の光Ｐ１は、マスクパターン部
１０４のパターンが形成されていない中央部において反
射される。

リニアセンサ３３０の信号はコントローラ２５０に入る
。なお被露光部材８はマスクパター、７部１０４の上方
に近接して配置される。

反射光ＰＬ、Ｉ）２の１１ニアセンサ３３０における間
隔から被露光部材８とマスクパターン部１０４の間隔り
を求めることができる。もともと、被露光部材８は取付
基準板８ａにたわみのないように取付けられている。こ
のため、マスクパターン部１０４が「＋」または「−」
方向にたわめば、たわみ量はこのリニアセンサ３３０で
得られた間隔りから判かる。

「実施例２の動作」 第３図と第４図を参照する。露光りをドから照射する。

光位置検出器３４０（いわゆる光てこ）でマスクパター
ン部１０４のたわみを検出する。

たわみ量か所定値より「＋」のときは、コントローラ２
５０が正圧源２θＯを操作し、て空隙１０９に正圧を与
える。一方、たわみ量が所定値よりｒ−、ｊのときは、
コントローラ２５０が負圧源２１０を操作して空隙１０
９に負圧を与える。そして露光を終了する。

ところでこの発明は上述の実施例に限定されない。

実施例１．２ではガラス板６または１０６側に接続部７
０．７１．７２を介して圧力調整手段を接続しているが
、マスクパターン部４または１０４側に接続部を設けて
圧力調整手段を接続するようにしてもよい。

第１図で示したようにガラス板６がマスクパターン部４
より上に設定される場合に、第３図の光位置検出器３４
０を適用してマスクパターン部４の中央部のたわみを検
出することもできる。

また、第３図に示したようにガラス板１０６がマスクパ
ターン部１０４より下に設定される場合に、第１図の電
気マイクロメータ２６のプローブ２６ａを用いてマスク
パターン部１０４の中央部のたわみを検出してもよい。

そ１−で、第１図に示した大気と空隙との圧力差を検出
する圧力検出部としての差圧センサ２５と、露光前に電
気マイクロメータ２６の出力に従って圧力調整部１０を
動作してマスクパターン部１０４を適正な位置に調整し
たときに大気と空隙との圧力差を記憶する記憶部兼コン
トローラ３０を備え、露光時には大気と空隙内の圧力の
差が記憶部兼コントローラ３０に記憶された圧力差にな
るようにしてもよい。

なお、大型マスクの自重によるたわみが問題となるのは
、横においた場合であり、縦におけばこの問題は解消さ
れる。しかしこの場合、露光装置などの他の装置の構造
が複雑になる。ガラス製のマスクの厚みは５〜６　ｍｍ
が限界である。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明のマスクによれば、たわみ
をできるだけおさえて、マスクパターン部と半導体ウェ
ハのような被露光部材との間隔をできるだけ小さくする
ことにより、露光の解像度を上げることができる。

また、接続部において圧力調整手段とパターン部または
空隙設定部材に対して接続したりはずしたりすることが
できる。このためマスク交換がかんたんにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のたわみ補正可能なマスクを備える実
施例１を示す図、第２図は実施例１の動作図、第３図は
実施例２を示す図、第４図は実施例２の動作図、第５図
はマスクのたわみ量と差圧センサの読みにおける直線性
を示す図である。 ４・・・・・・・・・マスクパターン部６・・・・・・
・・・ガラス板 ７・・・・・・・・・スペーサ ８・・・・・・・・・被露光部材 ８ａ・・・・・・取付基準板 １０・・・・・・圧力調整部 １２・・・・・・コンプレッサ １７・・・・・・真空発生器 ３０・・・・・・記憶部兼コントローラ５５・・・・・
・マスク Ｌ・・・・・・・・・露光 ３４０・・・光位置検出器 αコ ＋　　１　　　、＠ 図面の浄書 Ｆｉｇ、４ １３．８ｍｍＨ２Ｏ 手続補正書働創 平成３年２月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 露光パターンが形成され、被露光部材（８）に対面して
   配置されるパターン部（４）と、上記パターン部（４）
   の被露光部材（８）に対面しない側に、所定の空隙部（
   ９）を形成する空隙設定部材（６、７）と、 上記パターン部（４）又は空隙設定部材（６、７）にそ
   の空隙部（９）の圧力を調整するために圧力調整手段（
   １０、２５）と接続する接続部（４）と、を有するたわ
   み補正可能なマスク。