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本露光装置は、Texas Instruments 社の 0.7XGA DMDを用いたマスクレス露光装置である。通常のアライナとǨǌȔǗǰ༠‫ੇۻ‬૤¥‫ܟ‬ঢॴॻ‫ج‬ȑțǿ
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しての機能のほか、中間調画像をデータとして与えることによりハーフトーン露光が可能であり、MEMS(Micro&/&ȎǳǫǰElectrical Mechanical Systems) の試作をはじめ、高周波用ストリップ線路・プリント基板の試作、露光データを毎回変更する必要があるタイトラーとしての使用など、幅広い応用が可能である。

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図１に本露光機の構造概略を示す。水銀ランプ光源、アライメント照明用フィルタおよびシャッタ、コリメーZ[\ȾǡǮÀǠト光学系、縮小投影光学系、露光面モニタカメラ、フォー
カシング用変位計、露光ステージ、および図には示され

図１

ダイレクト露光装置構成概要ていないがシステム制御用 PC から構成されている。
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本露光機は１ショットの露光サイズが約 4 × 3mm2 で௫ଓſƽƨߣງ
2・露光領域：１ショット約 4 × 3mm（1024× 768 ビッ2ト、１ビットサイズ：４× 4+m ）−仕様変更可能あり、ウエハ全面へ露光する際にはステージを移動しながら複数回露光を行う必要がある。この際同一のパター

・１ショットにつき 255 階調のハーフトーン露光が可ンを露光すればステッパとしての働きを行うことになる

能、また多重露光によって階調数を任意に増加させるこが、ステージの移動と同時に露光データを変更し、露光とも可能

データをつなぎ合わせることによって大きなチップサイ・標準ファイルフォーマット：Windows

bmp ファイ

ズ、極端にはウエハ１枚におよぶサイズのデータも露光

ル（白黒２値：１ビット、中間調 255 値：８ビットデータ）することができる。このような露光形態の汎用性を確・ｘ、ｙステージ：シグマ光機製 SGSP46-300、（最大保するために、本露光装置では露光手順を書き下した下移動量 300mm、位置決め精度 25+m 以下、繰り返し精記のような行を持つ露光設定テキストファイルを読み込

度 6+m 以下）−仕様変更可能

み、このファイルによって露光を制御している。

・露光ステージ：φ 6"、真空吸着

x1 y1 ExpTime1 Filename1 Option1

・露光面を観察しアライメントを行うため、全露光領

x2 y2 ExpTime2 Filename2 Option2

域をカバーするモニタカメラおよび中央部を拡大投影するカメラを備える（スイッチによる切り換え）・・・・・・・
上記テキストファイルは１行につき１ショットの露光に・レーザ変位計によるオートフォーカス機構搭載

対応し、露光するｘ、ｙ座標、露光時間、露光する bmp

・自動フォーカス・露光は 10mm 厚の試料まで対応

ファイル名、オプション（オートフォーカスを行う／行・x,y,z,e 自動ステージを使用しており、制御用 PC によわない、オートフォーカスされた地点からオプションでり基本的オペレーションを行う

記述されるオフセットを与えて露光する、露光せずに変・汎用性の高い制御ソフトウエアを準備

位計で計測された値をログファイルに書き込む、など）

・筐体サイズ：W920 × H1270 × D700（制御用 PCを Tab またはスペース区切りで書き込む必要がある。こ含まず）
・ユーティリティ：AC100V、ウエハチャック用真空れらは標準的なテキストエディタや Excel などで容易に作成することができる。

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図２、制御用 PC の表示画面を参照しながら操作概要を示す。

・ステージ移動量、位置決め精度等についての仕様変更が可能。

制御用 PC 画面は露光画像表示操作、ステージマニュアル移動操作、露光設定ファイル操作、自動／マニュア

・１ドットあたりの露光サイズ（１ショットの露光サイズ）について仕様変更可能。

ル露光操作、フォーカシング操作の各エリアに分かれて・標準レジスト、厚膜レジスト、スプレーレジスト、いる。オペレーション手順（アライメント操作が必要なエポキシ系レジストなど、各種のレジストの露光に関す場合）は、る露光条件データを準備中。

１：ウエハのセット・大きな露光エリアを持つデータを本機で扱えるサイ

２：アライメント用画像を読み込み（露光画像表示操作）、ズ（1024 × 768）に分割するとともに、分割された画

アライメント照明を ON

像を露光面で接続するための露光設定ファイルを自動生

３：ウエハ上２カ所のアライメントマークを交互にモニ成するプログラムを開発中。

タ画面で確認し（自動移動機能付き）、θ回転ボタンおよびｘ、ｙボタン（ステージマニュアル移動操作）でウ
エハ上のマークと露光画像のマークをアライメントする
４：露光設定テキストファイルを読み込む（露光設定ファ以上の仕様・データは暫定的なものであり、予告なし

イル操作）に変更される場合がる。また、本機の機能の一部につい５：露光ボタンを押し自動露光、または露光設定ファイては特許出願中である。

ルの任意行の露光をスタート（自動／マニュアル露光操
本露光機は兵庫県立大学作）
以上で基本的な露光操作は終了である。

大学院工学専攻科

前中助教授との共同研究により開発された装置である。

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図２

制御用 PC 画面ࠧ௘ÃȆǳȍǊȓ༠‫ۻ‬ਲޮ

付録１

露光テストの例

左：露光１ショット、1024 × 768（4 × 3mm2）ビットエリアの露光結果（レジスト：OFPR-800、塗布厚1+m）
bmp ファイルに従って露光するため、曲線、円等のデータの準備・描画は容易。Windows 標準添付のペイントツールや PhotoShop、各種画像フォーマットから bmp への画像変換ツールを用いてデータの作成が可能。

右：上記露光結果の拡大顕微鏡写真
現在１ビットサイズは約４×４+m2 であり、弧状パターンには１ビット分のジャギー（ギザギザのパターン）が見える。

パターン幅：約 +m

左：４インチウエハにテストパターンを露光した状態
ステージはφ６インチに対応

図3 露光テスト結果の一例
露光テスト結果(OFPR-800)

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TEL:07933-5-5111
FAX:07933-5-5212
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図４

露光テストパターン(サークル)

付録２

ファイルの分割・つなぎ合わせ評価

図５

ファイル分割・露光データ作成支援ソフトの例

現状、本機の１ショットの露光エリアは約 4 × 3mm 2 であるため、大きな基板を作製するために、元ファイルの分割および露光設定ファイルの自動生成を行う必要がある。図５に示すプログラムを用い、露光データを簡易に生成することが可能である。
また、分割時露光時のつなぎ合わせやプロジェクションレンズによる収差に対する評価結果を図６に示す。評価テス
トパターンの露光結果、つなぎ合わせ・湾曲収差誤差が共に１ピクセル(4μm)以下であった。数十 μm オーダの露光時には十分な精度ではあるが、更なる精度向上に向けて検討中である。

図６

つなぎ合わせ・湾曲収差の評価

付録３

三次元データ取り込みオプションと露光面での分光特性

図７

三次元測定計測オプション

図７に三次元計測オプションによる形状データの読み出し結果を示す。現存するものをトレースしたグレースケール露光に対する露光設定ファイルの自動生成や MEMS 分野における形状確認の手段として用いることを考慮している。また、数値データを CAD データに変換することによる汎用性についても検討中である。

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図８

露光面の分光特性評価

図８に本 DMD 露光機の露光面における分光特性を示す。本機では、紫外線用の DMD を採用したことにより、i 線から g線まで幅広い波長に対応した設計が可能である。詳細な露光評価については現在実施中である。

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