(57)【要約】【課題】基板の反り量が大きい場合等であっても適切な露光を行うことができ、好ましくは基板内のチップ等の損傷を回避することもできる露光装置及び露光方法を提供する。【解決手段】露光装置には、ステージ３上に載置された基板１２に光を照射する光源１と、光源１側から基板１２をステージ３に押圧する押圧部材２と、基板１２の押圧部材２により押圧されている領域の平坦度を測定するセンサ４と、センサ４により測定された平坦度に応じて押圧部材２が基板１２を押圧する力を制御する制御部５と、が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された基板に光を照射する光源と、
前記光源側から前記基板を前記ステージに押圧する押圧手段と、
前記基板の前記押圧手段により押圧されている領域の平坦度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された平坦度に応じて前記押圧手段が前記基板を押圧する力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御手段は、予め設定された基準平坦度と前記平坦度とを比較しながら前記力を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基準平坦度は、前記光の波長、前記基板に転写されるパターンのサイズ、及び開口数から求められることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記押圧手段は、前記基板の表面に平行な方向に可動な棒材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記棒材は、前記基板から離間するほど、前記基板の前記光が照射される領域から離間するように傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
ステージ上に載置された基板を光源側から前記ステージに押圧する工程と、
前記基板の押圧されている領域の平坦度を測定する工程と、
前記平坦度に応じて前記基板を押圧する力を制御する工程と、
前記平坦度が所定の範囲内にある状態で前記基板に光を照射する工程と、
を有することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板、微細配線を含む実装配線基板、ＬＳＩ（大規模集積回路）チップが埋め込まれたチップ内蔵基板等における配線の形成の際には、フォトレジスト膜の露光等が行われている。フォトレジスト膜の露光の際には、基板がステージに真空吸着され、基板が平坦に保持されている。なお、実装配線基板、チップ内蔵基板に新たに上層の配線を形成するプロセスは、再配線プロセスとよばれることがある。
【０００３】
しかし、基板に反りが生じている場合がある。そして、基板が硬い場合、基板の周縁部の反りの量が大きい場合等には、反りが生じた基板を真空吸着できないことがある。この場合、適切な露光を行うことができない。即ち、マスクのパターンを基板に適切に転写することができない。
【０００４】
また、反りが生じた実装配線基板又はチップ内蔵基板を真空吸着により平坦に保持した場合、配線又はチップに大きな応力が作用することがある。この場合、配線又はチップに損傷が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５８１９１号公報
【特許文献２】特開昭５７−１７７５３６号公報
【特許文献３】特開２００１−３１３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、基板の反り量が大きい場合等であっても適切な露光を行うことができ、好ましくは基板内のチップ等の損傷を回避することもできる露光装置及び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】
露光装置の一態様には、ステージ上に載置された基板に光を照射する光源と、前記光源側から前記基板を前記ステージに押圧する押圧手段と、前記基板の前記押圧手段により押圧されている領域の平坦度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された平坦度に応じて前記押圧手段が前記基板を押圧する力を制御する制御手段と、が設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
上記の露光装置等によれば、真空吸着ではなく、光源側からの押圧により基板の平坦度が矯正されるため、適切な露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る露光装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【図６】第４の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【図７】押圧部材の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。
【００１２】
第１の実施形態には、図１に示すように、基板１２が載置されるステージ３、フォトマスク１１を介してステージ３上の基板１２に向けて紫外線等の露光光を照射する光源１、ステージ３上の基板１２をステージ３に押し付ける押圧部材２が設けられている。押圧部材２には、例えば、互いに固定された４本の棒材２ａが含まれている。本実施形態では、押圧部材２は、露光光の進行方向に移動可能であるが、これに直交する方向に関しては光源１に固定されている。つまり、押圧部材２は、露光光の進行方向に直交する方向には移動できない。また、第１の実施形態には、基板１２の、４本の棒材２ａが接触した部分により囲まれた領域の平坦度を測定するセンサ４（例えばフォーカスセンサ）が設けられている。更に、センサ４による測定結果等に応じて、光源１、押圧部材２及びステージ３を制御する制御部５も設けられている。
【００１３】
このような構成の露光装置は、次のように動作する。図２は、第１の実施形態に係る露光装置の動作を示すフローチャートである。
【００１４】
先ず、ステップＳ１において、制御部５が基準平坦度を取得する。露光の際には、基板１２を完全に平坦な状態にしておく必要はなく、焦点深度に応じた平坦度が得られていればよい。ステップＳ１では、制御部５が、このような焦点深度に応じた平坦度を基準平坦度として取得する。基準平坦度は、当該露光を通じて形成しようとする配線等の最小線幅、露光光の波長、投影時の開口数等に基づいて算出することができる。例えば、光源１が水銀ランプであり、最小線幅が５μｍであり、開口数が０．４の場合、焦点深度は２０μｍ程度であるため、基準平坦度は２０μｍとする。基準平坦度は外部から制御部５に入力されてもよく、制御部５が、入力された最小線幅、露光光の波長、開口数等に基づいて算出してもよい。
【００１５】
次いで、ステップＳ２において、基板１２がステージ３上にロードされる。このとき、ステージ３上の枠への突き当て等により、基板１２のステージ３の表面に平行な方向の位置決めも行う。但し、基板１２を真空吸着して平坦にする必要はなく、ステージ３の表面に平行な方向に基板１２が固定されればよい。
【００１６】
その後、ステップＳ３において、制御部５による制御に伴って、押圧部材２が降下し、図１(ｂ)に示すように、基板１２を押圧する。このとき、押圧する部分は、例えば矩形の露光対象領域１３の４頂点であってもよく、図１（ｃ）に示すように、露光対象領域１３の４頂点よりも外側であってもよい。
【００１７】
続いて、ステップＳ４において、これから露光を行う対象である露光対象領域１３の平坦度をセンサ４が測定する。
【００１８】
次いで、ステップＳ５において、制御部５が、センサ４により測定された平坦度が、基準平坦度に達しているか判断する。そして、基準平坦度に達していなければステップＳ６に移行し、達していればステップＳ７に移行する。
【００１９】
ステップＳ６では、制御部５が押圧部材２を更に降下させ、押圧部材２による基板１２の押圧力を増加させる。そして、ステップＳ４に戻る。
【００２０】
ステップＳ７では、制御部５による制御に伴って、光源１が露光光を発する。この結果、フォトマスク１１に形成されているパターンが基板１２に転写される。
【００２１】
ステップＳ７の後、ステップＳ８において、制御部５が、全ての露光対象領域１３の露光が完了しているか判断し、完了していなければステップＳ９に移行する。
【００２２】
ステップＳ９では、制御部５による制御に伴って、ステージ３が移動し、これに伴って基板１２も移動し、露光対象領域１３が他の領域（例えば隣の領域）に変更される。
【００２３】
このようにして、基板１２内の全ての露光対象領域１３の露光が行われる。そして、本実施形態では、基板１２の平坦度が焦点深度に応じた基準平坦度に達した状態で露光が行われるため、適切な露光を行うことができる。更に、真空吸着とは異なり、押圧力により基板１２を平坦にするため、基板１２が硬い場合であっても、基板１２の反りが大きな場合であっても、基板１２を基準平坦度まで平坦にすることが可能である。また、真空吸着の場合には、適切な吸着が行われると基板がほぼ完全に平坦な状態となるが、本実施形態では、基準平坦度程度の平坦度で基板１２の矯正が完了するため、基板１２に配線又はチップ等が含まれる場合であっても、これらに損傷が生じにくい。
【００２４】
なお、図３（ａ）に示すように、押圧部材２が露光光の進行方向に直交する方向にも移動可能となっていてもよい。この場合、例えば、図３（ｂ）に示すように、基板１２の、４本の棒材２ａが接触した部分により囲まれた領域内に複数の露光対象領域１３が含まれていれば、ステージ３を移動させるだけで、押圧部材２による基板１２の押圧を維持したまま複数の露光対象領域１３の露光を順次行うことが可能である。なお、この場合も、図３（ｃ）に示すように、押圧部材２が押圧する部分が露光対象領域１３の境界からずれていてもよい。
【００２５】
また、上記の動作は分割露光に関するものであるが、基板１２に対して一括露光を行ってもよい。この場合には、ステップＳ８及びＳ９を省略すればよい。そして、他の基板についても同一のフォトマスク１１を用いて露光するのであれば、次の基板をロードすればよい（ステップＳ２）。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【００２７】
第２の実施形態では、図４（ａ）に示すように、押圧部材２に含まれる４本の棒材２ａが、個別に、露光光の進行方向及びこれに直交する方向の双方に移動可能となっている。また、図４（ｂ）に示すように、基板１２の矩形の露光対象領域１３の４頂点に目印１４が付されており、これを検出するカメラ１５が露光装置に設けられている。カメラ１５の出力は制御部５に入力される。他の構成は第１の実施形態と同様である。カメラ１５は、検出手段の一例である。
【００２８】
そして、第２の実施形態では、押圧部材２による押圧開始の際（ステップＳ３）に、カメラ１５が目印１４の位置を検出し、この検出結果に応じて制御部５が、各棒材２ａが目印１４に当接するようにその位置を調節する。この結果、図４（ｃ）に示すように、押圧部材２は露光対象領域１３の４頂点を押圧することとなる。
【００２９】
露光対象領域１３内には、配線又はチップが含まれていることがある。このため、押圧部材２が露光対象領域１３内に当接すると、配線又はチップに大きな応力が直上から作用することがある。また、基板１２の表面に欠陥又は疵が発生することもあり得る。一方、第２の実施形態によれば、押圧部材２は露光対象領域１３の４頂点、即ち露光対象領域１３の境界を押圧することになるため、露光対象領域１３内に配線又はチップが含まれていても、これらに大きな応力が直上から作用することを回避することができる。
【００３０】
なお、露光対象領域１３の境界は、例えばスクライブライン又は切り出される素子の外周部に相当する。また、目印１４が付される位置は、必ずしも露光対象領域１３の境界である必要はなく、基板１２の構成に応じて露光対象領域１３内の配線及びチップ等への影響が許容範囲内になる部分に目印１４が付されていてもよい。
【００３１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【００３２】
第３の実施形態では、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、棒材２ａの各々の下端に、ベアリング２ｂが設けられている。他の構成は第１又は第２の実施形態と同様である。
【００３３】
第１の実施形態では、露光対象領域１３の変更（ステップ９）の際には、一旦、押圧部材２を基板１２の上方に退避させる必要がある。これに対し、第３の実施形態では、図５（ｃ）に示すように、任意の露光対象領域１３の露光が終了した後、図５（ｄ）に示すように、押圧部材２を基板１２の上方に退避させずに、次の露光対象領域１３の露光を開始することが可能となる。このため、処理時間を短縮することが可能となる。
【００３４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る露光装置の構成及び動作を示す図である。
【００３５】
第４の実施形態では、図６に示すように、基板１２から離間した部分ほど互いの間隔が大きくなるようにして各棒材２ａが傾斜している。他の構成は第１、第２又は第３の実施形態と同様である。
【００３６】
このような第４の実施形態では、図６に示すように、基板１２の表面に垂直な方向からだけでなく、この方向から傾斜した方向からの露光光の照射が容易になる。つまり、露光光の斜め入射を容易に行うことが可能となる。
【００３７】
なお、これらの実施形態では、押圧部材２に４本の棒材２ａが含まれているが、平面は一直線上にない３点で決定されるため、３本の棒材２ａのみが含まれていてもよい。また、図７（ａ）に示すように、棒材に代えて、少なくとも露光対象領域を取り囲む枠材２ｃが含まれていてもよい。更に、基板１２に直接当接する棒材２ａに代えて、図７（ｂ）に示すように、基板１２の表面にガス２ｅを吹き付けて基板１２を押圧するノズル２ｄが設けられていてもよい。この場合、基板１２が非接触で押圧されることになる。
【００３８】
また、露光光を照射する際の基板の平坦度が基準平坦度と一致している必要はなく、基板が基準平坦度よりも平坦に近ければ、良好な露光が行われる。その一方で、基板の平坦度が高すぎると、基板の構成によっては内部に含まれる配線又はチップ等に過剰な応力が作用することもあり得る。このため、基板の構成に応じて平坦度の上限（平坦に近い側の限界）を設けておき、基板の平坦度が、基準平坦度以上、上限以下の範囲内にある状態で露光を行うことが好ましい。
【符号の説明】
【００３９】
１：光源
２：押圧部材
２ａ：棒材
２ｂ：ベアリング
２ｃ：枠材
２ｄ：ノズル
２ｅ：ガス
３：ステージ
４：センサ
５：制御部
１１：フォトマスク
１２：基板
１３：露光対象領域
１４：目印
１５：カメラ
【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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【図７】
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