[发明专利]曝光方法及其装置

说明书

本发明涉及半导体装置及液晶显示装置制造时所使用的曝光装置。

所谓贴近(proximity)曝光方法(接近曝光法)，是将涂有感光剂的玻璃基片或晶片(以后仅称基片)与掩模支承成接近状态，从掩模上方照射照明光，将掩模图案转印在感光剂上的一种曝光方法。该曝光方法与投影曝光方法相比的优点是，因为不必需复杂的透镜系统或高精度的载物台，所以容易降低成本，与接触曝光法相比，又因为掩模与基片不直接接触，所以不易发生感光剂剥落导致的不良情况。

但是，采用贴近曝光获得的转印像的析像度受掩模和基片间隙的很大影响，若设光源波长为λ、掩模和基片的间隙为g，则能析像的最小谱线宽度ds可表示为 ds = ( 2 λg ) ]]>，例如当光源使用水银灯，要对液晶显示装置制造等必需的约3μm的谱线宽度进行析像，则必须使掩模和基片接近到约10μm，但另一方面，基片的起伏一般约有10～20μm，所以不能单纯地使掩模和基片对置靠近，而必需复杂的结构。又如同样将水银灯用作光源，要对5μm左右的谱线宽度进行析像，则必须使掩模和基片接近到约30μm，因基片的起伏一般有约10-20μm，所以必须对掩模和基片的间隙作非常精密的调整。要使掩模和基片的相对面间间隙接近到所需间隙，传统的一种方法，是采用基片平坦化夹盘的方法，该基片平坦化夹盘使基片变形以使基片的上侧面保持平坦(例如日本发明专利公开1984年17247号公报)。另外的方法，还有例如在掩模图案以外部分的数个部位处测定掩模和基片的间隙，并使基片面对准由该测定结果所求得的近似平面的方法。

以下参照附图，对传统的贴近曝光方法及其装置进行说明。

图20示出了一种传统的贴近曝光装置。图中的曝光装置包括曝光站115和高度测定站116。图中，112是成为装置基础的导轨，114是在X方向可自由滑动地安装在导轨112上的掩膜高度测定器，111是在X方向可自由滑动地安装在导轨112上的X载物台，110是连接在X载物台111上的Z载物台，109是安装在Z载物台110上的平坦化夹盘，118是设在平坦化夹盘109内的多个上下移动元件，20是由平坦化夹盘109吸附保持的基片，21是与基片20对置保持着的掩模，18是吸附保持掩模20的掩模夹盘，19是固定于掩模21上方的调准用示波器，113是设在与基片20相对位置处的基片高度测定器，11是水银灯，12是反射镜，103是复眼透镜，104是聚光透镜，117是由平坦化夹盘109、Z载物台110及X载物台111构成的基片载物台。

以下对如上结构的传统曝光装置的动作进行说明。载放有基片20的基片载物台117在导轨112上向高度测定站116移动，用设于基片20上方的基片高度测定器113测量基片上侧面的高度。另一方面，掩模高度测定器114在导轨112上向曝光站115移动，测量掩模21的下侧面的高度。再根据该测量结果调整设于平坦化夹盘109内的上下移动元件118和Z载物台110，以使掩模21和基片20的间隙均匀地变成为所需的值。然后使基片载物台117向曝光站115移动，通过调准用示波器19使基片20和掩模21的位置对准，用反射镜12反射从光源11发出的光并将其引向复眼透镜103，穿过复眼透镜变均匀后，用聚光透镜104使其变成平行光，该平行光穿过用掩模夹盘18支承着的掩模21，使基片20上的感光剂曝光。

传统的贴近曝光装置由于其结构如上所述，所以难于对掩模图案的倍率进行修正，并且必需在曝光站115之外另外设高度测定站116，因此装置体积大，而且若使用大的基片20，就必需使用大直径的聚光透镜，使装置成本提高。再有，当测定基片20和掩模21的间隙时，会受到导轨112的机械精度的很大影响。

为了解决上述传统技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种对掩模上的掩模图案的倍率修正容易、小形低成本、能在基片的感光层上形成高析像度的掩模图案的图像的曝光方法及其装置。