(57)【要約】      （修正有）【課題】基板を見ながら所望のパターンを選択的に形成させること。【解決手段】本発明に係るリソグラフィ装置は、試料が載置されるステージ１９と、ステージ上の試料を観察する光を提供する第１光源部１５と、ステージ上の試料を観察できる接眼レンズを備えた光学システム１１と、光学システムを介して観察される試料の画像を獲得する画像獲得手段２１と、画像獲得手段で獲得された画像を編集する画像編集手段２３と、光学システムに結合され、画像編集手段で編集された画像の映像信号からその画像を表示してフォトーマスク機能を行う液晶パネル５と、液晶パネルに表示された画像をフォトーマスクとして、試料に露光を行うための光を提供する第２光源部１とを含む。【選択図】図１
2005346062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が載置されるステージと、
前記ステージ上の試料を観察するための光を提供する第１光源部と、
前記ステージ上の試料を観察する接眼レンズを備えた光学システムと、
前記光学システムを介して観察される試料の画像を獲得する画像獲得手段と、
前記画像獲得手段で獲得された画像の提供を受け、その提供された画像を編集する画像編集手段と、
前記光学システムに結合され、前記画像編集手段で編集した画像の画像信号を入力として、入力された画像を表示してフォトマスク機能を行う液晶パネルと、
前記液晶パネルに表示された画像をフォトマスクとして、前記試料に露光を行う光を提供する第２光源部とを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記光学システムは、前記画像獲得手段が連結される第１連結ポートと、前記液晶パネルが連結される第２連結ポートを更に備えることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記光学システムと前記ステージとの間に、前記液晶パネルを介して入射される光を前記試料に縮小して照射するための縮小レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記第１光源部は黄色波長帯域の光を提供する黄色ランプであることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記第１光源部は前記光学システムと前記ステージとの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記第２光源部は紫外線波長帯域の光を提供するＵＶランプであることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記第２光源部は水銀ランプであることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記液晶パネルと前記第２光源部との間に集光レンズを備えることを特徴とする請求項１に記載にリソグラフィ装置。
【請求項９】
接眼レンズを備えた光学システムと、前記光学システムを介して試料を観察する光を提供する第１光源部と、前記光学システムに結合され表示される画像でフォトーマスク機能を行う液晶パネルと、前記液晶パネルに露光用の光を提供する第２光源部とを含むリソグラフィ装置で、
前記光学システムを介して感光膜がコーティングされた試料を観察して、前記試料上にパターンを形成する領域を選定する段階と、
前記液晶パネルに所定の画像を出力して表示し、その表示された画像をフォトーマスクとして前記第２光源部から提供される光を照射させて前記試料の感光膜に露光を行う段階と、
前記露光された感光膜に対する現像を行い、前記試料にパターニングされた感光膜を形成する段階と、
前記パターニングされた感光膜上に金属を蒸着する段階と、
前記パターニングされた感光膜及びその上に蒸着された金属膜をリフトオフ技法で除去し、前記試料上にパターニングされた金属膜を形成する段階とを含むことを特徴とするリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１０】
前記リソグラフィ装置は前記液晶パネルを介して入射される光を前記試料に縮小して照射する縮小レンズを前記光学システムと試料との間に備えることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１１】
前記第１光源部は黄色波長帯域の光を提供する黄色ランプであることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１２】
前記第１光源部は前記光学システムと前記試料を支持するステージとの間に設けられることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１３】
前記液晶パネルに表示される画像は、画像編集手段から編集された画像信号を入力され、その入力された画像信号の出力によって表示されることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１４】
前記画像編集手段は画像獲得手段で獲得された画像を提供されることを特徴とする請求項１３に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１５】
前記第２光源部は紫外線波長帯域の光を提供するＵＶランプであることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１６】
前記第２光源部は水銀ランプであることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１７】
前記液晶パネルと前記第２光源部との間には集光レンズを備えることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１８】
前記感光膜は透明物質であることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項１９】
前記感光膜はＡＺ１５００系列の物質であることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項２０】
前記液晶パネルに表示された画像をフォトマスクとして使用して前記試料の感光膜に露光を行ってから、
前記光学システムを介して、前記試料上に所定形状のパターンを形成する領域をさらに選択し、選択された該当領域に形成させる所定形状の画像パターンを編集して編集された画像パターンを前記液晶パネルに表示させ、前記選択された領域に露光を行う段階を繰り返して行い、前記試料にパターンを形成するための露光工程を全て行ってから、
一括して前記試料の感光膜に対する現像工程を行うことを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法。
【請求項２１】
接眼レンズを備えた光学システムと、前記光学システムを介して試料を観察する光を提供する第１光源部と、前記光学システムに結合され表示された画像でフォトマスク機能を行う液晶パネルと、前記液晶パネルに露光用光を提供する第２光源部と、前記光学システムを介して観察される試料の画像を獲得する画像獲得手段と、前記画像獲得手段で獲得した画像を編集する画像編集手段とを含むリソグラフィ装置で、
前記光学システムを介して、パターニングされた金属膜上に感光膜がコーティングされた試料を観察して、前記金属膜のパターンが損傷した領域を選定する段階と、
前記画像獲得手段を介して、前記パターンが損傷した金属膜の画像を獲得する段階と、
前記画像編集手段を介して、前記画像獲得手段で獲得された画像に対して損傷したパターンに対応する修正用画像パターンを編集する段階と、
前記修正用画像パターンを液晶パネルに表示させ、表示された画像をフォトーマスクとして前記第２光源部から提供される光を照射して前記試料の損傷したパターン領域の感光膜に露光を行う段階と、
前記露光された感光膜に対する現像を行い、前記試料にパターニングされた感光膜を形成する段階と、
前記パターニングされた感光膜上に金属を蒸着する段階と、
前記パターニングされた感光膜及びその上に蒸着された金属膜をリフトオフ技法で除去し、前記試料上にパターニングされた金属膜を形成して損傷したパターンを修正する段階とを含むことを特徴とするリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２２】
前記リソグラフィ装置は前記液晶パネルを介して入射される光を前記試料に縮小して照射するための縮小レンズを前記光学システムと試料との間に備えることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２３】
前記第１光源部は黄色波長帯域の光を提供する黄色ランプであることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２４】
前記第１光源部は前記光学システムと前記試料を支持するステージとの間に設けられることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２５】
前記第２光源部は紫外線波長帯域の光を提供するＵＶランプであることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２６】
前記第２光源部は水銀ランプであることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２７】
前記液晶パネルと前記第２光源部との間には集光レンズを備えることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２８】
前記感光膜は透明物質であることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項２９】
前記感光膜はＡＺ１５００系列の物質であることを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【請求項３０】
前記編集された修正用画像パターンを用いて前記試料の損傷したパターン領域の感光膜に露光を行ってから、
前記光学システムを介して、金属膜のパターンが損傷した他の領域を見付けて該当領域に適合する修正用画像パターンを編集し、編集された修正用画像パターンを前記液晶パネルに表示させて前記他の損傷したパターンを修正するための露光を行う段階を繰り返して行い、前記試料の損傷した全てのパターンを修正するための露光工程を全部行ってから、
一括して前記試料の感光膜に対する現像工程を行うことを特徴とする請求項２１に記載のリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置及びこれを用いるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の１０年で半導体技術は目覚しい発展をしてきた。半導体の性能はいわゆるムーアの法則の通り１８ヶ月ごと２倍に増加し、まるで夢のようなことを実現している。このような急激な発展はフォトリソグラフィ技術によるものである。フォトリソグラフィ技術は光に感応するフォトレジストを塗ったウエハの上に所望のパターンを形成させたマスクを配置させ、光源から光その他の放射線をマスクを通して照射し、マスクの模様をウエハに形成させる、半導体製造の核心技術である。これは半導体製造工程の約７０％を占める核心要素であり、線幅が狭くなる最近の工程においても最も重要な工程の一つとして残っている。
【０００３】
このようなフォトリソグラフィ技術は、超小型電子技術、超小型電子機械システム(micro electromechanical system：ＭＥＭＳ)、生命工学応用分野で、所望のパターンを得るための技術として応用されている。
【０００４】
フォトリソグラフィの過程を概略的に説明する。レジストというエネルギー感応材料を半導体ウエハ(例えば、Ｓｉ)基板上にコーティングする。半導体工程中に使用されるフォトマスクはマスクまたはレティクルにパターニングするイメージと他のレティクルのイメージとの位置を整列させるためのマークが刻まれている。レーザービーム(一般に水銀アークランプ紫外線)光源をパターニングされたマスクを通して照射すると、マスクパターンのイメージがレジストに生成される。その後、溶液ベースの現像剤またはプラズマエッチングのような手段を利用してレジストの露出部分または非露出部分を除去して、パターニングされたレジストを生成する。この段階までがフォトリソグラフィ技術である。その後、現像されたパターンをその後の工程でエッチングするためのマスクとして利用し、その後レジストを除去する。多くのディバイスは、多数の層で形成され、同様の工程が繰り返されてディバイス内にパターンが形成されてゆく。集積回路デバイスを作るためには２０〜２５またはその以上のマスクを用いてフォトリソグラフィを繰り返す。
【０００５】
ディバイスの製造工程においてリソグラフィ技術が直面している問題は次の通りである。線幅が微細化すればするほどデバイスの高速動作と低電力駆動が可能となるので、半導体工程はより微細線幅を実現する方向に向かっている。しかし光を光源として使用する露光システムで最も問題となるのは線幅が微細化するほど光の回折現象が深刻になることである。これは工程上に誤差が発生する原因となり、デバイスの性能低下を誘発する。
【０００６】
前記の問題を解決するための最も根本的な方法は光の波長がパターンサイズより小さい光源を使うことである。他の方法としては短い波長の光源を用いて、マスクと基板の間に縮小レンズを使用する投影露光装置がある。縮小レンズの使用で短い波長帯の光源でも精巧なパターンが得られ、マスクの光源による回折現状を防止できる。
【０００７】
一方、リソグラフィ技術において光源以上に重要な変数の一つはパターンの原版の役割をするフォトマスクであり、結果として得られるパターンの正確性のためには設計数値との誤差を最小にして完成する必要がある。従ってマスク製作時には回折による工程誤差のない電子ビームリソグラフィ装備(E-beam Lithography apparatus)を使用する。工程順序は一般のリソグラフィ工程の順序と同一であるが、基板としては光透過性のあるガラス基板や石英基板を使用し、感光剤としては電子ビーム専用のＰＭＭＡ(positive)を使用する。ＰＭＭＡのパターンが刻まれた面にクロム(Ｃｒ)を充填し、最終的に感光剤を除去する。こうして作られたマスクを硬質マスクと呼ぶが、一般に価格が高く、２００回以上の露光が可能で、繰り返して使用するときに洗浄及び検査を必要とする。他にエマルジョンマスクやフィルムマスクなどがあるが、費用は安いが、微細パターンには使用が難しいという短所がある。
【０００８】
このようなフォトマスクは製作に長い時間が必要である。また、パターンの模様が固定的なのでそれぞれの段階で必要とする模様のマスクがそれぞれ必要となる。これによって、マスクの製造に多額の費用負担が発生する。このような欠点を克服するためにはマスクの模様を自由に変えることができることが望まれる。
【０００９】
このような要求に応じる新たなマスクとして液晶パネルが注目を浴びている。コンピュータの様々なイメージプログラムを活用して、自由にマスクパターンのイメージを変形させて、リアルタイムで液晶パネルに伝送できるのでマスク製作の時間と費用の面で有利な特徴を有している。
【００１０】
液晶パネルはピクセルが基本単位で、個々のピクセルに入っている液晶が電界に反応してオン／オフされることで白黒明暗を表現する。液晶パネルを形成するピクセルの行と列には電界を印加するための電極配線が通り、この部分は電界の影響を受けず常に透明な状態を維持する。従って液晶パネルをマスクとして使用するときの一番の問題は現像されたパターンが電極配線部分の形状のピクセル単位で切れるということである。
【００１１】
従って、このような問題を克服するための様々な研究が進んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、基板を観察して、特定領域に任意の形状で所望のパターンを選択的に形成することができるリソグラフィ装置及びこれを用いるパターン形成方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、パターンが形成された基板を観察して、損傷したパターンが観測されると、損傷したパターンを修正して復元できるリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために本発明に係るリソグラフィ装置は、試料が載置されるステージと、前記ステージ上の試料を観察する光を提供する第１光源部と、前記ステージ上の試料を観察する接眼レンズを備えた光学システムと、前記光学システムを介して観察される試料の画像を獲得する画像獲得手段と、前記画像獲得手段で獲得された画像を提供され、その提供された画像を編集する画像編集手段と、前記光学システムに結合され、前記画像編集手段で編集された画像の画像信号を入力とし、その入力された画像を表示してフォトーマスク機能を行う液晶パネルと、前記液晶パネルに表示された画像をフォトマスクとして、前記試料を露光するための光を提供する第２光源部とを含むことを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するために本発明に係るリソグラフィ装置を用いるパターン形成方法は、接眼レンズを備えた光学システムと、前記光学システムを介して試料を観察する光を提供する第１光源部と、前記光学システムに結合され、表示される画像でフォトマスク機能を行う液晶パネルと、前記液晶パネルに露光用光を提供する第２光源部とを含むリソグラフィ装置で、
前記光学システムを介して感光膜がコーティングされた試料を観察して、前記試料上にパターンを形成する領域を選定する段階と、前記液晶パネルに所定の画像を出力して表示させ、その表示された画像をフォトーマスクとして前記第２光源部から提供される光を照射して前記試料の感光膜に露光を行う段階と、前記露光された感光膜に対する現像を行い、前記試料にパターニングされた感光膜を形成する段階と、前記パターニングされた感光膜上に金属蒸着を行う段階と、前記パターニングされた感光膜及びその上に蒸着された金属膜をリフトオフ技法で除去し、前記試料上にパターニングされた金属膜を形成する段階とを含むことが特徴である。
【００１６】
他の目的を達成するために本発明に係るリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法は、接眼レンズを備えた光学システムと、前記光学システムを介して試料を観察するための光を提供する第１光源部と、前記光学システムに結合され、表示される画像でフォトーマスク機能を行う液晶パネルと、前記液晶パネルに露光用光を提供する第２光源部と、前記光学システムを介して観察される試料の画像を獲得する画像獲得手段と、前記画像獲得手段で獲得した画像を編集する画像編集手段とを含むリソグラフィ装置で、
前記光学システムを介して、パターニングされた金属膜上に感光膜がコーティングされた試料を観察して、前記金属膜のパターンが損傷した領域を選定する段階と、前記画像獲得手段を介して、前記パターンが損傷した金属膜の画像を獲得する段階と、前記画像編集手段を介して、前記画像獲得手段で獲得された画像に対して損傷したパターンに対応する修正用画像パターンを編集する段階と、前記修正用画像パターンを液晶パネルに表示し、その表示された画像をフォトーマスクとして前記第２光源部から提供される光を照射して前記試料の損傷したパターン領域の感光膜に露光を行う段階と、前記露光された感光膜に対する現像を行い、前記試料にパターニングされた感光膜を形成する段階と、前記パターニングされた感光膜上に金属蒸着を行う段階と、前記パターニングされた感光膜及びその上に蒸着された金属膜をリフトオフ技法で除去し、前記試料上にパターニングされた金属膜を形成して損傷したパターンを修正する段階とを含むことが特徴である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るリソグラフィ装置及びこれを用いるパターン形成方法によれば、基板を観察しながら特定領域に任意の形状で所望のパターンを選択的に形成することができる長所がある。
【００１８】
また、本発明に係るリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法によれば、パターンが形成された基板を観察して損傷したパターンが観測されると、損傷したパターンを修正して復元することができる長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。
図１は本発明に係るリソグラフィ装置の構成を概略的に示す図面である。
【００２０】
本発明実施形態に係るリソグラフィ装置１００は、図１に示したように、試料１７が載置されるステージ１９、ステージ１９上の試料１７を観察するための光を提供する第１光源部１５、ステージ１９上の試料１７を観察する接眼レンズ７と光学顕微鏡９とを備えた光学システム１１を含んでいる。第１光源部１５は黄色波長帯域の光を提供する黄色ランプで構成されており、かつ光学システム１１とステージ１９の間に設けられている。
【００２１】
本発明実施形態に係るリソグラフィ装置１００は、光学システム１１を介して観察される試料１７の画像を獲得する画像獲得手段２１と、画像獲得手段２１で獲得された画像を提供され、提供された画像を編集する画像編集手段２３を更に含んでいる。画像獲得手段２１は一つの例としてはＣＣＤカメラである。また、画像編集手段２３は一つの例としてはパーソナルコンピューター（ＰＣ）でよい。。
【００２２】
さらに、本発明に係るリソグラフィ装置１００は、光学システム１１に結合され、画像編集手段２３で編集された画像信号を入力され、入力された画像を表示してフォトーマスク機能を行う液晶パネル５と、液晶パネル５に表示された画像をフォトーマスクとして、試料１７に露光を行うための光を提供する第２光源部１をも含んでいる。本実施形態の液晶パネル５は透過型液晶パネルを用いている。画像獲得手段２１と画像編集手段２３の間や、画像編集手段２３と液晶パネル５の間はＵＳＢ通信ケーブルなどで連結され、データを伝送できるようになっている。
【００２３】
光学システム１１とステージ１９間には、液晶パネル５を介して入射される光を試料１７に縮小して照射するための縮小レンズ１３が更に設けられている。また、液晶パネル５と第２光源部１の間に集光レンズ３を設けてもよい。
【００２４】
本実施形態の第２光源部１は紫外線波長帯域の光を提供するＵＶランプであるが、水銀ランプを使用することもできる。また、第２光源部１を、ＵＶランプと水銀ランプの両方で構成させ、必要によって選択的に使用するようにすることもできる。
【００２５】
光学システム１１には複数の接眼レンズを設けても良く、さらに、外部機器を連結するための複数の連結ポートを形成させることもできる。図１には、一つの接眼レンズ７に画像獲得手段２１が連結され、一つの連結ポートに液晶パネル５が連結された例を示している。画像獲得手段が接眼レンズ７に連結されているが、連結ポートに連結することもできる。使用者の必要によって選択することができる。
【００２６】
以下、図１と図２ａ〜ｄを参照して、本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明する。図２ａ〜ｄは本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明するための図である。
【００２７】
まず、図２ａに示したように、基板２０１上に感光膜２０５を形成する。このとき、感光膜２０５を形成する前に、基板２０１上にＨＭＤＳ(Hexamethyldisilazane)２０３を形成してもよい。このＨＭＤＳは、水やアルコールと接触したときアンモニアガスを発生する性質を有する、シリコンを含む化学物質であり、感光膜２０５の接着度を増進するために使用される。
【００２８】
図１に示したようなリソグラフィ装置１００の光学システム１１を介して感光膜２０５がコーティングされた基板２０１を観察して、基板２０１上にパターンを形成する領域を選定する。
【００２９】
本発明実施形態によれば基板２０１上にパターンを形成するための露光用フォトマスクとして液晶パネル５に表示される画像を使用する。液晶パネル５に表示される画像は、コンピューターのような画像編集手段２３により編集された画像である。また、液晶パネル５に表示される画像はＣＣＤカメラのような画像獲得手段２１により獲得された画像をパターンとして表示したものでもよい。
【００３０】
このように本実施形態では、図２ｂに示したように、液晶パネル５に所定の画像を出力して表示させ、その表示された画像をフォトーマスクとして露光用光源である第２光源部１から光を照射させて基板２０１の感光膜２０５に露光を行う。感光膜２０５は透明材質を利用し、ＡＺ１５００系列の感光物質である。
【００３１】
本実施形態リソグラフィ装置１００の光経路上には集光レンズ３と縮小レンズ１３が設けられているので、感光膜２０５に対する露光をより効率よく行うことができる。第２光源部１はＵＶランプまたは水銀ランプでよい。
【００３２】
その後、露光された感光膜２０５に対する現像を行って、図２ｃに示したように、基板２０１上にパターニングされた感光膜２０５が形成される。参考として、図３はこのような工程を通してパターニングされた感光膜の一例を示す図である。
【００３３】
パターニングされた感光膜２０５上に金属蒸着工程を行う。次いで、パターニングされた感光膜２０５とその上に蒸着された金属膜を部分的にリフトオフ技法で除去し、図２ｄに示したように、基板２０１上にパターニングされた金属膜２０７を形成する。参考として、図４はこのようなリフト工程によるパターン形成の結果の一例を示す図面である。
【００３４】
このような一連の工程を通して、試料を観察しながら所定の領域を選択し、選択された領域に必要なパターンを選択的に形成することができる。
【００３５】
このようなパターン形成工程は一つの領域だけで行われるわけではない。多くの領域で行うこともできる。各領域に形成されるパターンは同一形状でもよいが、各領域に形成されるパターンの形状が全て異なっていてもよい。本発明では液晶パネル５に表示される画像をフォトーマスクとして用いるので、各領域に形成するパターンを任意に形成して対応させることができる。
【００３６】
このように基板２０１上にパターンを形成する領域が多数ある場合には、露光工程を各領域ごとに行い、全ての露光工程が行われてから現像工程を一括して行うことで、効率のいいパターン形成が可能となる。
【００３７】
即ち、本発明では、液晶パネル５に表示された画像をフォトーマスクとして使用して基板２０１の感光膜２０５に露光を行ってから、光学システム１１を介して、基板２０１上に所定形状のパターンを形成する領域を選択する過程を再び行う。そして、選択された該当領域に形成するための所定形状の画像パターンを編集して、編集された画像パターンを液晶パネル５に表示させ、表示されたパターンを用いて選択された領域に露光を行う段階を繰り返して行う。このような繰り返し工程を通して基板２０１にパターンを形成するための露光工程を全部行う。そして、一括して基板２０１の感光膜２０５に対する現像工程を行うことで、効率よくパターンを形成することができる。
【００３８】
ところで、前記のようなパターン形成工程または他のパターン形成工程により基板上に所望のパターンを形成する際に、実際に基板上に形成されたパターンの模様が所望の形状とは異なる形状となる場合が発生することもある。図５は一般の蒸着工程によりパターンが形成された試料における、損傷したパターンの形状の一例を示す図である。
【００３９】
このような場合に損傷したパターンを修正できる適切な方法がない場合には、その基板は使用できないことになる。しかし、本発明に係るリソグラフィ装置を用いれば損傷したパターンを見付けて、その損傷したパターンを修正して復元できる技法を提供する。以下、本発明に係るリソグラフィ装置を用いるパターン修正方法に対して簡略に説明する。
【００４０】
本発明に係るリソグラフィ装置を用いて、パターニングされた金属膜に感光膜がコーティングされた試料を観察し、前記のような金属膜のパターンが損傷した領域を選定する。
【００４１】
そして、リソグラフィ装置に備えられ画像獲得手段(例えば、ＣＣＤカメラ)を介して、パターンが損傷した金属膜の画像を獲得する。その後、リソグラフィ装置に備えられた画像編集手段(例えばＰＣ)を介して、画像獲得手段で獲得された画像に対する、損傷したパターンに対応する修正用画像パターンを編集する。
【００４２】
次いで、修正用画像パターンを液晶パネルに表示させ、表示された画像フォトーマスクとして露光用光源である第２光源部(例えば、ＵＶランプまたは水銀ランプ)からの光で照射して基板の損傷したパターン領域の感光膜に露光を行う。
【００４３】
そして、露光された感光膜を現像してパターニングされた感光膜とし、そのパターニングされた感光膜上に金属蒸着工程を行う。
【００４４】
その後、パターニングされた感光膜とその上に蒸着された金属膜をリフトオフ技法で除去し、基板上にパターニングされた金属膜を形成して損傷したパターンを修正する。
【００４５】
このような一連の工程を通して、損傷したパターンを観測する過程と損傷したパターンを修正する過程を連続してリアルタイムで行うことができる。このような損傷したパターンの修正結果を図６に示している。図６は図５の損傷したパターンを、本発明に係るリソグラフィ装置を用いて修正した結果を示す図である。
【００４６】
基板上に損傷したパターンが多数ある場合には、次のように露光工程を各領域ごとに行い、全ての露光工程が行われてから現像工程を一括して行うことで効率のいいパターン修正が可能となる。
【００４７】
即ち、本実施形態では、編集された修正用画像パターンを用いて基板の損傷したパターン領域の感光膜に露光を行ったあと、本発明に係るリソグラフィ装置の光学システムを介して、金属膜のパターンが損傷した他の領域をさらに探す。そして、損傷したパターンに適合する修正用画像パターンをさらに編集し、編集された修正用画像パターンを液晶パネルに表示させる。次いで、他の損傷したパターンを修正するための露光を行う段階を繰り返して行う。基板の損傷した全てのパターンを修正するための露光工程を全て行う。そして、一括して基板の感光膜に対する現像工程を行うことで、損傷したパターンを効率よく修正することができる。
【００４８】
液晶パネルに使用するための適切な光源と感光膜を選択するために光吸収実験を行った。その結果、図７に示したグラフが得られた。図７は一般の液晶パネルの光吸収特性を示す図である。これは液晶パネルのピクセルがオンのときとオフのときをそれぞれ実験したもので、いずれの場合も４００ｎｍ以下の波長では光を通過させることができない。
【００４９】
本発明ではこのような液晶パネルの光特性を用いて露光用光源と感光膜材質を選択し、それによる適切な工程条件を獲得することができた。即ち、従来の液晶パネルを用いたリソグラフィ装置では各ピクセル間の境界によるパターンが反映されるので、図８のようにピクセル間に切れたパターンが得られることもある。図８は本発明に係るリソグラフィ装置において、露光条件が適切でない場合に現れるピクセル間の切れたパターンの例を示す図である。
【００５０】
しかし、本発明では適切な露光条件と現像時間により前述したようにピクセル間に切れたパターンがなく、基板上に所定の映像のパターンを得ることができる。本発明では液晶パネルのピクセル単位で切れて現像される短所を、水銀ランプとＡＺ１５００系列の感光膜を使用することで適切な露光条件として問題を解決した。
【００５１】
リアルタイムで観測された部分に所定のパターンを形成するためには選択的な露光を必要とする。本発明は、そのためにＣＣＤカメラを装着して、コンピューターと連結して液晶パネルと１：１のイメージ変換を実施した。これによって、本発明リソグラフィ装置は、通常は観測と同時に撮影する光学顕微鏡として使い、必要に応じて、液晶パネルをフォトーマスクとして使用して選択的に露光することができる。これは光学顕微鏡が企業や大学研究室でよく見られる基本装備であるということを勘案するとき、液晶パネルとＣＣＤカメラの設置だけでフォトーリソグラフィ機能が簡単にできるので、その波及効果は大きい。
【００５２】
尚、液晶パネルと光学システムのレンズの仕様を高度化すれば微細パターンの欠陥を発見してリアルタイムで修正することができる効果も期待できる。
【００５３】
また、本発明は露光する光源の種類を変えることで、光学顕微鏡で観察中の適当な生物体細胞に選択的に紫外線(ＵＶ)を露光する生物学分野にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るリソグラフィ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２ａ】本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明するための図である。
【図２ｂ】本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明するための図である。
【図２ｃ】本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明するための図である。
【図２ｄ】本発明に係るリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する過程を説明するための図である。
【図３】図２ｃでパターニングされた感光膜の一例を示す図である。
【図４】図２ｄのリフト工程によるパターン形成結果の一例を示す図である。
【図５】一般の蒸着工程によりパターンが形成された試料において、損傷したパターン形状の一例を示す図である。
【図６】図５の損傷したパターンに対して、本発明に係るリソグラフィ装置を用いて損傷したパターンを修正した結果を示す図である。
【図７】一般の液晶パネルの光吸収特性を示す図である。
【図８】本発明に係るリソグラフィ装置において、露光条件が適切でない場合現れるピクセル間の切れたパターンの例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００：リソグラフィ装置
１：第２光源部  ３：接続レンズ
５：液晶パネル  ７：接眼レンズ
９：光学顕微鏡  １１：光学システム
１３：縮小レンズ  １５：第１光源部
１７：試料   １９：ステージ
２１：映像獲得手段  ２３：映像編集手段
２０１：基板        ２０３：ＨＭＤＳ
２０５：感光膜  ２０７：金属膜
【図１】
2005346062.tif 000003
【図２ａ】
2005346062.tif 000004
【図２ｂ】
2005346062.tif 000005
【図２ｃ】
2005346062.tif 000006
【図２ｄ】
2005346062.tif 000007
【図３】
2005346062.tif 000008
【図４】
2005346062.tif 000009
【図５】
2005346062.tif 000010
【図６】
2005346062.tif 000011
【図７】
2005346062.tif 000012
【図８】
2005346062.tif 000013