JPH06176408A

JPH06176408A - 回転走査方式の露光装置

Info

Publication number: JPH06176408A
Application number: JP4324020A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hayashi; 豊林
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】円形レチクルの平面度を良好に維持して、円
形ディスク板上の全面で高精度にパターンを露光する。【構成】円形レチクルＲを回転駆動部３の保持部４に
載置し、円形レチクルＲの上に僅かな間隔を隔てて平面
板５を配置して、平面板５の中央部の貫通孔５ｃを介し
て平面板５と円形レチクルＲとの間に所定圧力の気体を
供給する。ベルヌーイの原理により、円形レチクルＲは
平面板５に吸着されて、円形レチクルＲの撓みが矯正さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンパクト・デ
ィスク（ＣＤ）、ビデオ・ディスク（ＶＤ）等のディス
ク状媒体をリソグラフィ工程で製造する際に使用して好
適な回転走査方式の露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、
ビデオ・ディスク（ＶＤ）等のディスク状記録再生媒体
を製造する際には、グルーブやピットとなるパターン情
報をレーザスポットを用いてマスターディスク上に直接
形成し、そのマスターディスクから電鋳スタンパーにレ
プリカを複製していた。そして、その電鋳スタンパーか
らスタンピングにより、ＣＤ及びＶＤの製品レベルのデ
ィスク状媒体が量産されていた。しかしながら、この製
造方法ではグルーブやピットの幅又は間隔が０．５〜
０．３μｍ程度に微細化すると、正確にそのグルーブや
ピットを複製することが困難になる。

【０００３】そこで、本出願人はディスク状媒体により
微細化された同心円状又は螺旋状のパターンを形成する
方法として、特願平３−３４２５７号において、リソグ
ラフィ工程でそのディスク状媒体を製造する方法を提案
した。この本出願人の先願に係る製造方法では、先ず回
転走査方式の露光装置により、ディスク状媒体の原版と
そのディスク状媒体とを同期して回転した状態で、その
原版のパターンが所定の円周角分ずつその感光材が塗布
されたディスク状媒体に露光される。そして、全周に露
光が行われたディスク状媒体に現像等の処理を施すこと
により、そのディスク状媒体上に同心円状又は螺旋状の
パターン（グルーブ又はピット等）が凹凸のパターンと
して形成される。

【０００４】図３はその本出願人の先願に係る回転走査
方式の露光装置の概略構成を示し、この図３において、
照明光学系の一部を構成するコンデンサーレンズ１から
は、ディスク状媒体の原版としての円形レチクルＲの輪
帯状の原画パターン領域ＰＡ上を扇形の照明領域ＩＡで
照明する露光光が射出される。扇形の照明領域ＩＡの原
点は、輪帯パターン領域ＰＡの中心軸、即ち円形レチク
ルＲの回転軸Ｃ１にほぼ一致している。そして、投影光
学系ＰＬにより、原画パターン領域ＰＡ内の扇形の照明
領域ＩＡ上のパターン像が感光材（フォトレジスト等）
が塗布された円形ディスク板Ｄ上に投影される。

【０００５】通常の屈折系による投影光学系ＰＬでは、
物体側のパターンが反転像（鏡像）として投影されるた
め、円形ディスク板Ｄの回転軸Ｃ２は、投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸを挟んで円形レチクルＲの回転軸Ｃ１の反対
側に位置する。この状態で、円形レチクルＲを回転駆動
系ＲＲＣで時計方向φ１に回転させ、円形ディスク板Ｄ
を回転駆動系ＤＲＣによって反時計方向φ２に回転させ
る。このとき、主制御系ＭＣＵによって、円形レチクル
Ｒと円形ディスク板Ｄとが同一角速度で回転するように
制御が行われる。そして、角速度が同一になった状態
で、扇形の照明領域ＩＡ内に照明光学系から露光光が照
射され、その後、円形レチクルＲと円形ディスク板Ｄと
が整数回（１回も含まれる）だけ回転してから露光が中
止される。

【０００６】これによって、円形ディスク板Ｄの表面の
感光材層には、輪帯状の原画パターン領域ＰＡ全体の潜
像が転写され、その後円形ディスク板Ｄを現像し、エッ
チング（又は蒸着等）等の工程を通すことによって、円
形ディスク板Ｄ上にグルーブ又はピット列よりなる周回
トラックを構成する微細な凹凸パターンが刻設される。

【０００７】図４は、図３の露光装置のより詳細な構成
を示し、この図４において、水銀灯又はエキシマレーザ
光源等の光源を含む照明系１０からの露光光は、ミラー
２で反射されてコンデンサーレンズ１に入射する。ま
た、円形レチクルＲの中心部には回転軸Ｃ１を中心とし
た円形開口が形成され、この円形開口にはレチクル回転
支持機構２０の回転軸２１が係合されている。また、レ
チクル回転支持機構２０には、回転軸２１を介して円形
レチクルＲを回転するための回転駆動系ＲＲＣが設けら
れている。その回転軸２１は、円形レチクルＲの中心の
円形開口を上下から挟み込むことでその円形レチクルＲ
を保持し、レチクル回転支持機構２０は全体としてコの
字形になっている。

【０００８】また、レチクル回転支持機構２０は、軸２
０Ａを介してサブコラム２２に回転自在に接続され、円
形レチクルＲの交換時等には、軸２０Ａを中心としてレ
チクル回転支持機構２０を回転することにより、円形レ
チクルＲが投影光露外に搬送される。サブコラム２２
は、モータ、ピエゾ素子等により、投影光学系ＰＬを保
持するメインコラム（図示省略）に対して水平方向に微
動できるように配設され、その微動は主制御系ＭＣＵか
らの指令により行われる。これは照明光学系による扇形
の照明領域ＩＡと円形レチクルＲの輪帯状の原画パター
ン領域ＰＡとを正確に位置合わせするためである。

【０００９】一方、円形ディスク板Ｄには、回転軸Ｃ２
を軸として開口部が形成され、円形ディスク板Ｄは、そ
の開口部に嵌合するピボット状の中心突起を備えた回転
テーブル３０上に真空吸着等により固定される。回転テ
ーブル３０は回転駆動系ＤＲＣによって回転され、その
回転テーブル３０と回転駆動系ＤＲＣとは、水平方向
（図４の紙面の左右方向及び図４の紙面に垂直な方向と
で定まる面内）に移動自在なＸＹステージ４０上に配置
され、そのＸＹステージ４０の移動量がレーザ干渉計４
２によって常時検出されている。このようにレーザ干渉
計４２を設けたのは、円形ディスク板Ｄの交換時に、回
転テーブル３０を投影光学系ＰＬの真下から待避させ
て、未処理の円形ディスク板と露光済みの円形ディスク
板とを交換する必要があるからである。更に、円形ディ
スク板の交換後、再びＸＹステージ４０を元の露光位置
に正確に復帰させる必要もあるからである。そのレーザ
干渉計４２の測定値は主制御系ＭＣＵへ供給され、その
測定値に基づいて主制御系ＭＣＵはＸＹステージ４０の
位置決め用のモータ等の制御を行う。

【００１０】更に、図４において、円形レチクルＲの回
転時の平行度（光軸ＡＸとの垂直度）を検出するための
センサー５０と、レチクルＲの回転時の平行度を調整す
るためのエアベアリング方式等のレベリング機構６０と
が設けられている。同様に、円形ディスク板Ｄについて
も、平行度を検出するためのセンサー７０が設けられ、
それらセンサー５０及び７０のそれぞれからの検出信号
は、フォーカス制御系８０に供給されている。フォーカ
ス制御系８０は、そのレベリング機構６０や、フォーカ
ス合わせのために回転テーブル３０を光軸ＡＸの方向へ
微動させる機構（図示省略）の制御を行う。

【００１１】このように、図３及び図４に示す露光装置
においては、円形レチクルＲと円形ディスク板Ｄとを同
期して回転した状態で、円形レチクルＲの扇形の照明領
域ＩＡ内のパターンを円形ディスク板Ｄの露光面に投影
することにより、円形ディスク板Ｄの全周への周回パタ
ーンの露光が行われていた。また、図４に示すように、
レベリング機構６０が設けられてはいるが、その機能は
主に円形レチクルＲの回転の案内であり、円形レチクル
Ｒの撓みを矯正する作用は弱かった。従って、円形レチ
クルＲは、原則としてレチクル自身の剛性で平面度を維
持しなければならず、レチクルの厚さや材質に制約を受
けていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
に於いては、円形レチクルＲの厚さ、材質又は大きさ等
によっては円形レチクルＲが撓んでしまい、投影光学系
ＰＬの結像性能が悪化してしまう不都合があった。特
に、大面積の円形レチクルの原画パターンを円形ディス
ク上に露光する場合には、その円形レチクルの周縁部で
の撓みが大きくなり、円形レチクルＲの中央部と周縁部
とで投影されるパターン像の結像特性が大きく変化し
て、円形ディスク板Ｄの歩留まりが大きく低下する虞が
あった。

【００１３】本発明は斯かる点に鑑み、円形レチクルの
平面度を良好に維持して、感光基板上の全露光面で高精
度にパターンを露光できる回転走査方式の露光装置を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による回転走査方
式の露光装置は、例えば図１及び図３に示すように、感
光性円板（Ｄ）上に同心円状又は螺旋状のパターンを露
光する装置において、感光性円板（Ｄ）上に形成すべき
同心円状又は螺旋状のパターンに対応した原画パターン
が所定の軸（Ｃ１）の回りに形成されたマスク基板
（Ｒ）を、所定の軸（Ｃ１）を回転中心として回転自在
に保持する第１の回転保持手段（ＲＲＣ）と、この第１
の回転保持手段に保持されたマスク基板（Ｒ）の撓み
を、マスク基板（Ｒ）に接触することなく補正する非接
触の撓み補正手段（５）と、マスク基板（Ｒ）の原画パ
ターンの内の、所定の軸（Ｃ１）を中心として所定の円
周角の範囲内のスリット状又は扇状の照明領域を露光光
で照明する照明手段（１）とを有する。

【００１５】更に、本発明は、その原画パターンのその
スリット状又は扇状の照明領域内の像を、所定の結像面
内に投影する投影光学系（ＰＬ）と、感光性円板（Ｄ）
の露光面をその結像面内に保持すると共に、感光性円板
（Ｄ）の中心点（Ｃ２）を投影光学系（ＰＬ）に関して
マスク基板（Ｒ）の所定の軸（Ｃ１）とほぼ共役な位置
に配置した状態で、感光性円板（Ｄ）を中心点（Ｃ２）
を軸として回転させる第２の回転保持手段（ＤＲＣ）
と、マスク基板（Ｒ）と感光性基板（Ｄ）とがほぼ等し
い角速度で同期して回転するように、それら第１及び第
２の回転保持手段を同期して駆動する駆動制御手段（Ｍ
ＣＵ）とを有し、マスク基板（Ｒ）と感光性円板（Ｄ）
とを同期して回転した状態で、その原画パターンの像を
感光性円板（Ｄ）上に露光するものである。

【００１６】この場合、その非接触の撓み補正手段は、
一例として、基準平面板（５）と、基準平面板（５）と
マスク基板（Ｒ）の一面との間に気体を流通させる気体
供給手段とよりなり、その気体の負圧により基準平面板
（５）側にマスク基板（Ｒ）の一面を倣わせることによ
り、マスク基板（Ｒ）の撓みを補正するものである。ま
た、その非接触の撓み補正手段は、他の例として、例え
ば図２に示すように、マスク基板（Ｒ）の一面に気体を
吹き付ける気体噴出手段（９）よりなり、その気体の圧
力によりマスク基板（Ｒ）の撓みを補正するものであ
る。

【００１７】

【作用】斯かる本発明によれば、マスク基板（Ｒ）の平
面度はその非接触の撓み補正手段により良好に維持され
る。従って、マスク基板（Ｒ）の回転精度が良好に維持
された状態で、マスク基板（Ｒ）の原画パターンの像が
感光性円板（Ｄ）の全露光面に良好な結像特性で転写さ
れる。

【００１８】また、その非接触の撓み補正手段が、基準
平面板（５）と、基準平面板（５）とマスク基板（Ｒ）
の一面との間に気体を流通させる気体供給手段とよりな
る場合には、マスク基板（Ｒ）と基準平面板（５）の間
に高速の気体を流すことによって、ベルヌーイの原理に
よりマスク基板（Ｒ）が基準平面板（５）に吸い寄せら
れる。従って、マスク基板（Ｒ）の平面度が基準平面板
（５）によって矯正され、マスク基板（Ｒ）の平面度が
良好に維持される。

【００１９】また、その非接触の撓み補正手段が、マス
ク基板（Ｒ）の一面に気体を吹き付ける気体噴出手段
（９）よりなる場合には、その気体の圧力によりマスク
基板（Ｒ）の平面度が良好に維持される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明による回転走査方式の露光装置
の一実施例につき図２を参照して説明する。本実施例
は、図３及び図４に示した露光装置の円形レチクルＲの
回転保持部を改良したものであり、その円形レチクルＲ
の回転保持部の構成だけを説明する。

【００２１】図１（ａ）は本実施例の円形レチクルＲの
回転保持部の斜視図、図１（ｂ）はその回転保持部の断
面図であり、これら図１（ａ）及び（ｂ）において、円
形レチクルＲを回転駆動部３に連結された保持部４上に
保持し、その円形レチクルＲの上に僅かな間隔を隔てて
平面板５を配置する。平面板５の一部には扇形の開口部
５ａを設け、この開口部５ａ内に図３の扇形の照明領域
ＩＡが設定されるようにする。

【００２２】また、平面板５の中心部の上部に突起５ｂ
を植設し、突起５ｂ中の貫通孔５ｃを介して外部の図示
省略した気体供給源より、平面板５と円形レチクルＲと
の間に空気等の気体を高速に供給する。この気体は温度
調節されていると共に、集塵フィルターを経ている。平
面板５の円形レチクルＲとの対向面を高精度の平面に仕
上げておく。また、円形レチクルＲの半径方向の端部の
下側に、その円形レチクルＲとの距離を非接触で検出す
る変位センサー６を配置し、この変位センサー６の検出
信号を制御装置７に供給する。制御装置７は、変位セン
サー６により検出される円形レチクルＲとの距離が所定
範囲に維持されるように、その気体供給源から平面板５
に供給される気体の圧力を調整する。

【００２３】本例によれば、平面板５の貫通孔５ｃを介
して平面板５と円形レチクルＲとの間に気体を供給する
ことにより、ベルヌーイの原理で円形レチクルＲが平面
板５に吸着されて、円形レチクルＲの撓みが矯正され
る。また、変位センサー６により円形レチクルＲの撓み
を測定し、その撓み量の変化に応じて制御装置７により
気体の供給圧力を調整することによって、円形レチクル
Ｒの平面度が常に高精度に維持される。特に、回転走査
方式の露光装置で、円形レチクルＲのφ１方向への角速
度を切り換えたような場合には、円形レチクルＲの撓み
量が変化する虞があるため、変位センサー６及び制御装
置７により供給する気体の圧力を調整する機構は有効で
ある。

【００２４】以上のよう本実施例によれば、円形レチク
ルＲの平面度を高精度に維持することができ、図３の円
形ディスク板Ｄの全露光面に円形レチクルＲのパターン
像を高精度に露光することができる。また、温度制御さ
れたクリーンな気体を円形レチクルＲの上面に流すこと
によって、円形レチクルＲへの異物の付着を防止し、更
に照明光学系からの露光光の照射による円形レチクルＲ
の温度上昇を抑えることもできる。また、平面板５を傾
けることによって、円形レチクルＲを回転させたままで
円形レチクルＲに接触することなく円形レチクルＲを傾
けることもでき、投影像を補正することも可能となる。

【００２５】次に、本発明の他の実施例につき図２を参
照して説明する。本実施例も図３及び図４の回転走査方
式の露光装置の、円形レチクルＲの回転保持部に本発明
を適用したものである。図２は本例の円形レチクルＲの
回転保持部の断面図であり、この図２において、円形レ
チクルＲを回転駆動部３に連結された保持部４上に保持
し、その円形レチクルＲの上に僅かな間隔を隔てて平面
板８を配置する。平面板８の一部には扇形の開口部（図
１（ａ）の開口部５ａに対応するもの）を設け、この開
口部内に図３の扇形の照明領域ＩＡが設定されるように
する。その平面板８の周縁部の近傍に多数の貫通孔８
ａ，８ｂ，‥‥を穿ち、それら貫通孔８ａ，８ｂ，‥‥
を介して平面板８と円形レチクルＲとの間に、外部の図
示省略した気体供給源より温度調節され集塵フィルター
を通過した所定圧力の気体を供給する。それら貫通孔８
ａ，８ｂ，‥‥の気体の噴出側には、円形レチクルＲに
対して凹の気体溜り８ｃ，８ｄ，‥‥を形成する。

【００２６】また、円形レチクルＲの下側にも僅かな間
隔を隔てて平面板９を配置する。平面板９の一部にも扇
形の開口部（平面板８の扇形の開口部に対応するもの）
を設け、平面板９の周縁部の近傍に多数の貫通孔９ａ，
９ｂ，‥‥を穿ち、それら貫通孔９ａ，９ｂ，‥‥を介
して平面板９と円形レチクルＲとの間に、外部の図示省
略した気体供給源より温度調節され集塵フィルターを通
過した所定圧力の気体を供給する。この下側の平面板９
から円形レチクルＲに供給される気体の圧力は、上側の
平面板８から円形レチクルＲに供給される気体の圧力よ
りも大きく設定されている。それら貫通孔９ａ，９ｂ，
‥‥の気体の噴出側にも、円形レチクルＲに対して凹の
気体溜り９ｃ，９ｄ，‥‥を形成する。また、下側の平
面板９の中央の開口部９ｅ内に回転駆動部３を収納し、
上側の平面板８の中央の開口部８ｅ内には、必要に応じ
て例えば図４の回転軸２１を収納する。

【００２７】本実施例によれば、平面板８及び平面板９
で円形レチクルＲを挟み、平面板８及び平面板９からそ
れぞれ円形レチクルＲ側に所定圧力の気体を供給するこ
とにより、円形レチクルＲの平面度が平面板８及び平面
板９に倣って、円形レチクルＲの平面度が高精度に維持
される。なお、図２の実施例では、上側の平面板８から
も円形レチクルＲに対して小さな圧力の気体を供給する
ようにしているが、その平面板８の代わりに図１の平面
板５を配置してもよい。この場合には、下側の平面板９
に対して円形レチクルＲが持ち上げられると共に、上側
の平面板に円形レチクルＲが吸着されるので、円形レチ
クルＲの撓みの矯正効果が大きくなる。

【００２８】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、非接触の撓み補正手段
によりマスク基板の平面度を高精度に維持することがで
き、感光性円板の全面に高精度にパターンを露光するこ
とができる利点がある。また、マスク基板の剛性に依ら
ずにマスク基板の平面度が維持されるため、マスク基板
を薄くすることができる。従って、マスク基板のハンド
リングが容易となり、マスク基板のコストを低減でき
る。

【００３０】また、その非接触の撓み補正手段が、気体
の負圧により基準平面板側にそのマスク基板の一面を倣
わせることにより、そのマスク基板の撓みを補正するも
のである場合には、例えば温度制御されたクリーンな気
体をマスク基板面に流すことによって、マスク基板への
異物の付着を防止し、照明光学系からの露光光の照射に
よるマスク基板の温度上昇を抑えることもできる。更
に、その基準平面板を傾けることによって、マスク基板
を回転させたままマスク基板に接触することなくマスク
基板を傾けることもでき、投影像を補正することも可能
となる。

【００３１】また、その非接触の撓み補正手段が、気体
の圧力によりそのマスク基板の撓みを補正するものであ
る場合にも、同様の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による回転走査方式の露光装置
の一実施例の円形レチクルの回転保持部を示す斜視図、
（ｂ）は図１（ａ）の断面図である。

【図２】本発明の他の実施例の円形レチクルの回転保持
部を示す断面図である。

【図３】本出願人の先願に係る回転走査方式の露光装置
の概略構成を示す斜視図である。

【図４】図３の露光装置のより詳細な構造を示す一部断
面図を含む構成図である。

【符号の説明】

１コンデンサーレンズＲ円形レチクル３回転駆動部４保持部５平面板６変位センサー７制御装置８，９平面板１０照明系ＰＬ投影光学系Ｄ円形ディスク板ＲＲＣ，ＤＲＣ回転駆動系ＭＣＵ主制御系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性円板上に同心円状又は螺旋状のパ
ターンを露光する装置において、前記感光性円板上に形成すべき同心円状又は螺旋状のパ
ターンに対応した原画パターンが所定の軸の回りに形成
されたマスク基板を、前記所定の軸を回転中心として回
転自在に保持する第１の回転保持手段と、該第１の回転保持手段に保持された前記マスク基板の撓
みを、該マスク基板に接触することなく補正する非接触
の撓み補正手段と、前記マスク基板の原画パターンの内の、前記所定の軸を
中心として所定の円周角の範囲内のスリット状又は扇状
の照明領域を露光光で照明する照明手段と、前記原画パターンの前記スリット状又は扇状の照明領域
内の像を、所定の結像面内に投影する投影光学系と、前記感光性円板の露光面を前記結像面内に保持すると共
に、前記感光性円板の中心点を前記投影光学系に関して
前記マスク基板の所定の軸とほぼ共役な位置に配置した
状態で、前記感光性円板を前記中心点を軸として回転さ
せる第２の回転保持手段と、前記マスク基板と前記感光性円板とがほぼ等しい角速度
で同期して回転するように、前記第１及び第２の回転保
持手段を同期して駆動する駆動制御手段とを有し、前記マスク基板と前記感光性円板とを同期して回転した
状態で、前記原画パターンの像を前記感光性円板上に露
光する事を特徴とする回転走査方式の露光装置。
【請求項２】前記非接触の撓み補正手段は、基準平面
板と、該基準平面板と前記マスク基板の一面との間に気
体を流通させる気体供給手段とよりなり、前記気体の負
圧により前記基準平面板側に前記マスク基板の一面を倣
わせることにより、前記マスク基板の撓みを補正するも
のである事を特徴とする請求項１記載の回転走査方式の
露光装置。
【請求項３】前記非接触の撓み補正手段は、前記マス
ク基板の一面に気体を吹き付ける気体噴出手段よりな
り、前記気体の圧力により前記マスク基板の撓みを補正
するものである事を特徴とする請求項１記載の回転走査
方式の露光装置。