(57)【要約】      （修正有）【課題】露光する際にチップの位置とマスクのパターンの位置にずれが生じた場合であって、良好な露光精度が得られる近接露光装置及び近接露光方法を提供する。【解決手段】近接露光装置１０は、マスクＭのパターンの開口部と被露光材の位置ずれを複数箇所で計測するアライメントカメラと、平面ミラー３８の周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数のモータ７５と、を有し、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させる反射ミラー調整機構と、を備え、複数箇所での位置ずれに基づいて、複数のモータ７５をそれぞれ駆動することで、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように露光光の光軸を調整する。【選択図】図１
2015026644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチップが配列される、被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクに対して前記基板と反対側に配設され、光源及び該光源からの露光光を反射する反射ミラーを備えた照明光学系と、
を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記マスクのパターンを前記基板に転写する近接露光装置であって、
前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれの量を複数箇所で計測するアライメントカメラと、
前記反射ミラーの周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段と、を備え、前記反射ミラーを部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構と、を備え、
前記複数箇所での位置ずれ量に基づいて、前記複数の駆動手段をそれぞれ駆動することで、前記反射ミラーを部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように前記露光光の光軸を調整することを特徴とする近接露光装置。
【請求項２】
前記複数箇所で計測された前記位置ずれ量に対して最小二乗法を用いて、前記マスクと前記基板の少なくとも一方を相対移動し、前記マスクと前記基板をアライメントすることを特徴とする請求項１に記載の近接露光装置。
【請求項３】
複数のチップが配列される、被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクに対して前記基板と反対側に配設され、光源及び該光源からの露光光を反射する反射ミラーを備えた照明光学系と、
前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれの量を複数箇所で計測するアライメントカメラと、
前記反射ミラーの周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段と、を備え、前記反射ミラーを部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構と、
を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記マスクのパターンを前記基板に転写する近接露光方法であって、
前記アライメントカメラによって前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれの量を複数箇所で計測する工程と、
前記複数箇所での位置ずれ量に基づいて、前記複数の駆動手段をそれぞれ駆動することで、前記反射ミラーを部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように前記露光光の光軸を調整する工程と、
を備えることを特徴とする近接露光方法。
【請求項４】
前記複数箇所で計測された前記位置ずれ量に対して最小二乗法を用いて、前記マスクと前記基板の少なくとも一方を相対移動し、前記マスクと前記基板をアライメントする工程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の近接露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接露光装置及び近接露光方法に関し、より詳細には、集積回路や集積回路間をつなぐ電気配線などが搭載される半導体チップの製造に好適な近接露光装置及び近接露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器などの小型化要求に対応するため、半導体における実装技術においては、ウェハーレベルパッケージングにより、集積回路を高密度化すると共に、集積回路を搭載したチップを３次元的に積層化し、更に、積層化したチップをダイシング（Die  cutting）して個片化することが行われている。このようなチップを製造する際には、図５に示すように、ウェハー１０１上に集積回路や電気配線を含むチップ１０２を配列して搭載し、搭載したチップ１０２を樹脂１０３（ポリアミドイミド等）などによって覆った状態での露光が行われる。
【０００３】
また、プロジェクターに投影する画像を修正するミラー装置として、ミラーの弾性力を利用して凹面又は凸面に変形させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。即ち、図６に示すように、ミラー１１１が複数の支持部材１２２に固定され、各支持部材１２２に固定されたボルト１１３は、バネ１１５及びミラー載置板１１６を介して、ナット１１４で締め付けられている。そして、各ナット１１４を締め付けることで、ミラー１１１を変形させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４２２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウェハーの露光に際しては、図５に示すように、チップ１０２をウェハー１０１に配列するときのずれや、チップ１０２をウェハー１０１に固定するために樹脂１０３を硬化する際のウェハーに反り（撓み）１０１ａなどが生じる場合がある。このため、露光する際にチップ１０２の位置とマスクＭのパターンＰの開口部の位置にずれが生じ、チップを精度良く露光することができない可能性がある。なお、硬化には、光、紫外線、水分などによるものがある。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光する際にチップの位置とマスクのパターンの位置にずれが生じた場合であっても、良好な露光精度が得られる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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  複数のチップが配列される、被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクに対して前記基板と反対側に配設され、光源及び該光源からの露光光を反射する反射ミラーを備えた照明光学系と、
を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記マスクのパターンを前記基板に転写する近接露光装置であって、
前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれの量を複数箇所で計測するアライメントカメラと、
前記反射ミラーの周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段と、を有し、前記反射ミラーを部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構と、を備え、
前記複数箇所での位置ずれ量に基づいて、前記複数の駆動手段をそれぞれ駆動することで、前記反射ミラーを部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように前記露光光の光軸を調整することを特徴とする近接露光装置。
（２）  前記複数箇所で計測された前記位置ずれ量に対して最小二乗法を用いて、前記マスクと前記基板の少なくとも一方を相対移動し、前記マスクと前記基板をアライメントすることを特徴とする（１）に記載の近接露光装置。
（３）  複数のチップが配列される、被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
露光すべきパターンを有するマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクに対して前記基板と反対側に配設され、光源及び該光源からの露光光を反射する反射ミラーを備えた照明光学系と、
前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれを複数箇所で計測するアライメントカメラと、
前記反射ミラーの周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段と、を有し、前記反射ミラーを部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構と、
を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記基板に照射し、前記マスクのパターンを前記基板に転写する近接露光方法であって、
前記アライメントカメラによって前記マスクのパターンの開口部と前記チップの位置ずれの量を複数箇所で計測する工程と、
前記複数箇所での位置ずれ量に基づいて、前記複数の駆動手段をそれぞれ駆動することで、前記反射ミラーを部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように前記露光光の光軸を調整する工程と、
を備えることを特徴とする近接露光方法。
（４）  前記複数箇所で計測された前記位置ずれ量に対して最小二乗法を用いて、前記マスクと前記基板の少なくとも一方を相対移動し、前記マスクと前記基板をアライメントする工程をさらに備えることを特徴とする（３）に記載の近接露光方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、マスクのパターンの開口部とチップの位置ずれの量を複数箇所で計測するアライメントカメラと、反射ミラーの周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構と、該複数の支持機構をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段と、を有し、反射ミラーを部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構と、を備え、複数箇所での位置ずれ量に基づいて、複数の駆動手段をそれぞれ駆動することで、反射ミラーを部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように露光光の光軸を調整する。これにより、チップの位置とマスクのパターンの開口部の位置にずれが生じている場合であっても、チップを精度良く露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る近接露光装置を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、支持機構が取り付けられた平面ミラーの裏面を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】アライメントカメラを用いてマスクとチップの位置ずれを計測する状態を示す断面図である。
【図４】反射ミラー調整機構によって露光光の光軸が調整された状態を示す断面図である。
【図５】複数のチップを備えたウェハを示す断面図である。
【図６】従来のミラー調整機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る近接露光装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態の近接露光装置１０は、被露光材としての基板Ｗを保持する基板保持部１１と、マスクＭを保持するマスク保持部２０と、マスクに対して前記基板と反対側に配設される照明光学系３０と、を備える。
【００１２】
図３に示すように、基板Ｗは、略円板形状に形成され、ウェハー４２上にＣＰＵやメモリ等の集積回路や電気配線が形成された複数のチップ４１が配列され、該チップ４１の表面が、ポリアミドイミド等の樹脂４３によって覆われている。なお、ウェハー４２の材料としては、シリコン、ＳＵＳ材などが用いられる。
【００１３】
マスクＭは、熱膨張係数が小さく、熱による反りが少ない、厚さ０．３〜０．７ｍｍ程度の無アルカリガラス板や石英ガラス板などで製作され、下面（基板Ｗ側）には露光すべきパターンＰが形成されている。
【００１４】
基板保持部１１及びマスク保持部２０は、公知の構成が適用可能であり、基板保持部１１は、上面に不図示の吸着孔が設けられており、基板Ｗを吸着し、マスク保持部２０は、枠形状に形成され、下面にてマスクＭを吸着保持する。また、基板保持部１１及びマスク保持部２０には、それぞれ不図示の駆動機構が設けられており、基板保持部１１及びマスク保持部２０を水平面内で直交するＸ，Ｙ方向に移動且つ水平面に対して鉛直方向に延びる法線周りに回転移動可能とし、且つ、基板ＷとマスクＭとの隙間を調整可能とする。
【００１５】
照明光学系３０は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ３１と、この高圧水銀ランプ３１から照射された光を集光するリフレクタ３２と、、光路ＥＬの向きを変えるための平面ミラー３３と、照射光路を開閉制御する露光制御用シャッターユニット３４と、露光制御用シャッターユニット３４の下流側に配置され、リフレクタ３２で集光された光を照射領域においてできるだけ均一な照度分布となるようにして出射するオプティカルインテグレータ３５と、インテグレータ３５から出射された光路ＥＬの向きを変えるための平面ミラー３６と、高圧水銀ランプ３１からの光を平行光として照射するコリメーションミラー３７と、該平行光をマスクＭに向けて照射する、本発明の反射ミラーとしての平面ミラー３８と、を備える。なお、オプティカルインテグレータ３５と露光面との間には、ＤＵＶカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタが配置されてもよい。また、光源は、高圧水銀ランプの代わりに、ＬＥＤによって構成されてもよい。
【００１６】
そして、露光時にその露光制御用シャッターユニット３４が開制御されると、高圧水銀ランプ３１から照射された光が、平面ミラー３３、オプティカルインテグレータ３５、平面ミラー３６、コリメーションミラー３７、平面ミラー３８を介して、マスク保持部２０に保持されるマスクＭ、ひいては基板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のパターンＰが基板Ｗ上に露光転写される。
【００１７】
ここで、図２に示すように、平面ミラー３８は、正面視略矩形状に形成されたガラス素材からなる。平面ミラー３８の裏面には、平面ミラー３８を部分的に弾性変形可能な反射ミラー調整機構７６が設けられている。反射ミラー調整機構７６は、平面ミラー３８の裏面の中央付近９箇所、及び周縁部１６箇所で、支持機構保持枠７０に固定され、平面ミラー３８を支持する複数の支持機構７１と、複数の支持機構７１をそれぞれ移動可能な複数の駆動手段としてのモータ７５と、を備える。各支持機構７１では、その支持部７２が平面ミラー３８の裏面に接着剤で固定されている。また、モータ７５は、支持機構保持枠７０に対して反支持部側の端部に取り付けられている。
なお、平面ミラー３８の周縁部を支持する支持機構７１は、裏面に固定される構成のほか、表裏面を挟みこむような構成であってもよい。
【００１８】
さらに、支持機構保持枠７０には、平面ミラー３８の各位置の裏面に当接するように、複数の接触式センサ８１が所定の間隔で取り付けられている。
【００１９】
これにより、平面ミラー３８は、接触式センサ８１によって平面ミラー３８の変位量をセンシングしながら、支持機構保持枠７０に設けられた各支持機構７１のモータ７５を駆動することにより、各支持機構７１がその長さを変えて支持部７２を直線的に移動させる。そして、各支持機構７１の長さの違いによって、平面ミラー３８は、その曲率を局部的に補正し、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させ、図４に示すように、該位置ずれを矯正するように露光光の光軸ＥＬ´を調整する。これにより、チップ４１の位置とマスクＭのパターンＰの開口部の位置にずれが生じている場合であっても、チップ４１を精度良く露光することができる。
【００２０】
また、図２に示すように、各支持機構７１は、ボールジョイント７４が設けられているので、支持部側の部分を三次元的に回動可能とすることができ、各支持部７２を平面ミラー３８の表面に沿って傾斜させることができる。このため、移動量の異なる各支持部７２間の平面ミラー３８の各支持部７２近傍位置での応力が大きくなることが抑えられる。従って、平均破壊応力値が小さいガラス素材からなる場合であっても、平面ミラー３８の曲率を局部的に補正する際、ガラスに発生させる応力を従来よりも小さくすることができ、平面ミラー３８を破損することなく、１０ｍｍオーダーで平面ミラー３８を曲げることができる。
【００２１】
なお、図２に示すように、各支持機構７１は複数（図２では、２つ）のボールジョイント７４を有するものであってもよく、この場合、平面ミラー３８の曲げ量は、各ボールジョイント７４による回動量の合計とすることができ、平面ミラー３８をより大きく曲げることができる。
【００２２】
また、図３に示すように、マスク保持部２０の上方には、マスクＭのパターンＰの開口部とチップ４１の位置ずれの量を複数箇所で計測する複数のアライメントカメラ５０が設けられている。本実施形態では、複数のアライメントカメラ５０はそれぞれ水平方向に移動可能に構成されており、計測する際にチップ４１に対応するマスクＭのパターンＰの開口部の上方へ移動して、該開口部とチップ４１との位置ずれを検出する。なお、アライメントカメラ５０の個数は、任意であり、処理速度に応じて適宜設定される。
【００２３】
そして、露光に先だって、複数箇所で計測した各計測値での位置ずれ量（誤差）を２乗平均し、最小２乗法を用いて、全体として最小ずれとなるように、マスク保持部２０（又は、基板保持部１１）を駆動して、マスクＭと基板Ｗとの相対位置を修正してアライメントを行う。
【００２４】
これによって、マスクＭのパターンＰの開口部とチップ４１の位置ずれ量は小さくなるが、依然として、各計測位置での位置ずれが残っている。このため、アライメント後に再度アライメントカメラ５０によって、マスクＭのパターンＰの開口部とチップ４１の位置ずれの量を複数箇所で計測する。そして、各計測位置での位置ずれ量に基づいて、反射ミラー調整機構７６の複数のモータ７５をそれぞれ駆動することで、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように露光光の光軸ＥＬ´を調整する。その後、露光制御用シャッターユニット３４が開制御され、露光が行われる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態の近接露光装置１０及び近接露光方法によれば、マスクＭのパターンＰの開口部とチップ４１の位置ずれの量を複数箇所で計測するアライメントカメラ５０と、平面ミラー３８の周縁部又は裏面をそれぞれ支持する複数の支持機構７１と、該複数の支持機構７１をそれぞれ移動可能な複数のモータ７５と、を有し、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させる反射ミラー調整機構７６と、を備え、複数箇所での位置ずれ量に基づいて、複数のモータ７５をそれぞれ駆動することで、平面ミラー３８を部分的に弾性変形させ、該位置ずれを矯正するように露光光の光軸ＥＬ´を調整する。これにより、チップ４１の位置とマスクＭのパターンＰの開口部の位置にずれが生じている場合であっても、チップ４１を精度良く露光することができる。
【００２６】
また、複数箇所で計測された位置ずれ量に対して最小二乗法を用いて、マスクＭと基板Ｗの少なくとも一方を相対移動し、マスクＭと基板Ｗをアライメントするので、チップ４１の位置とマスクＭのパターンＰの開口部の位置にずれを全体的に小さくし、且つ、小さくした状態で、反射ミラー調整機構７６によって露光光の光軸ＥＬ´を調整することで、チップ４１をより精度良く露光することができる。
【００２７】
尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、反射ミラー調整機構７６によって位置ずれを部分的に矯正したほうが、多数のチップ４１においてチップ４１を精度良く露光することができる場合には、最小二乗法によるアライメントを行わなくてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  近接露光装置
１１  基板保持部
２０  マスク保持部
３０  照明光学系
３８  平面ミラー（反射ミラー）
４１  チップ
４２  ウェハー
５０  アライメントカメラ
７１  支持機構
７５  モータ（駆動手段）
７６  反射ミラー調整機構
Ｍ  マスク
Ｗ  基板（被露光材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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