JPH10294254A

JPH10294254A - 球状デバイス露光装置及び製造方法

Info

Publication number: JPH10294254A
Application number: JP9100178A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Tanaka; 信義田中; Hideki Ine; 秀樹稲
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】球状デバイス材料の球面の広い領域に対し高
スループットで回路パターンを転写すること。【解決手段】球状デバイス材料の球面に対応した回路
パターンを備え、球状デバイス材料の球面に前記回路パ
ターンを全球面の半分以上の領域に渡って一括露光する
手段を有すること。又、球状デバイス材料の球面に対応
した回路パターンを備える段階と、球状デバイス材料の
球面に前記回路パターンを全球面の半分以上の領域に渡
って一括露光する段階を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は球状デバイス露光装
置及び製造方法に関し、特に球状半導体等のデバイスに
好適な露光装置及び製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウエハーとして平板状の
ものが知られるが、最近１ｍｍ程度のボール（球）状シ
リコンを用いた球状半導体が提案されている。

【０００３】又、この球状シリコンをゴルフティーにゴ
ルフボールを支持する如く、ホルダーティーに支持する
ことが提案されている。

【０００４】このような球状シリコンは、図７に示す様
に複数個バンプＢにより繋ぐことで、色々な使用形態を
変更することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】球状デバイス材料とし
て球状シリコンの球面の広い領域に対し高スループット
で回路パターンを転写することが要求される。本発明
は、この要求を充足する球状デバイス露光装置及び製造
方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の球状デバイス露
光装置は、球状デバイス材料の球面に対応した回路パタ
ーンを備え、球状デバイス材料の球面に前記回路パター
ンを全球面の半分以上の領域に渡って一括露光する手段
を有することを特徴とする。

【０００７】例えば、レチクル上のパターンを球状シリ
コンの表面に転写したい回路パターンを再生するホログ
ラムで形成し、照明光を二つに分け、その一つを球状シ
リコンの中心を照明系の楕円ミラーの一つの焦点となる
ように構成し、照明光をもう一つの楕円ミラーの焦点に
集光した後、楕円ミラーに照射するように構成し、もう
一つは楕円ミラーを使用せずに直接球状シリコンを照明
し、レチクル上のホログラムパターンを、二つの照明条
件に対応したものとすることで達成される。

【０００８】又、本発明の球状デバイス製造方法は、球
状デバイス材料の球面に対応した回路パターンを備える
段階と、球状デバイス材料の球面に前記回路パターンを
全球面の半分以上の領域に渡って一括露光する段階を有
することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図１以降の図を使用して、詳
細な説明を行なう。

【００１０】図１は全球面の半分以上の領域に渡って一
括露光する本発明の球状デバイス露光装置及び製造方法
の実施例を示している。

【００１１】図中、２は回路パターンのホログラムをパ
ターン面２ａに形成したレチクルである。このホログラ
ムの再生パターンが球状シリコン１の表面１ａに、転写
したい回路パターン面を作成する。このレチクル２は、
外形がホログラムパターン面２ａを形成している球面状
のもので、中が空洞で破線で示す面２ｂを持つ。ホログ
ラムパターン面２ａと破線で示す面２ｂは同心で形成す
る。

【００１２】さて、ここで比較例として図８に示すもの
に比べ、この球状シリコン１の表面１ａのほとんど全体
に一回で転写を可能とする為に、即ち全球面の半分以上
の領域に渡って一括露光する為に、全体照明系を２つの
照明系で構成し、レチクル２のホログラムパターン面２
ａもその照明系に対応した二つのホログラムＨＲ１、Ｈ
Ｒ２（図５乃至図６に示す）で構成する。

【００１３】まず、二つの照明系について説明を行な
う。

【００１４】一方の照明系の実施例を図２に、他方の照
明系の実施例を図３に示す。

【００１５】図２に示す照明系を楕円ミラー３を使用す
る第１照明系と呼び、図３に示す照明系を楕円ミラー３
を使用しない第２照明系と呼ぶことにする。

【００１６】まず楕円ミラー３を使用する第１照明系に
ついて説明する。図１で露光光源５であるエキシマレー
ザＥＸから射出した光は集光光学系となる図１、図２に
示す照明光学系ＩＬＭにより、楕円ミラー３の一つの焦
点Ｆ１（第１の焦点）に集光される。適正位置に配置さ
れた球状シリコン１の中心を楕円ミラー３のもう一つの
焦点Ｆ２（第２の焦点）に一致する様に配置することに
より、楕円ミラー３を反射した光は、全て球状シリコン
１の中心（楕円ミラー３の第２の焦点Ｆ２）に向かう。
レチクル２に対し垂直な角度で照明を行ない、そのホロ
グラム再生パターン２ａが球状シリコン１の表面１ａに
形成され、所望の回路パターンが転写される。

【００１７】この様にする事により、露光光源５（エキ
シマレーザＥＸ）から見た時に、レチクル２、球状シリ
コン１の裏側の面も楕円ミラー３により均一に照明さ
れ、ホログラムの再生パターンが球状シリコン１の表面
に、転写したい回路パターンとして形成される事が可能
となる。

【００１８】この照明系の楕円ミラー３、照明光学系Ｉ
ＬＭは実際には有限の照明角度範囲でしか構成できない
ので、レチクル２、球状シリコン１に対し、別途、露光
光源（エキシマレーザＥＸ）に近い側の領域を第１の照
明系と同時に照明できるようにする事が必要となる。

【００１９】この照明系として、図３に示す楕円ミラー
３を使用しない第２照明系を構成する。

【００２０】この照明系により、エキシマレーザＥＸか
ら射出した光は、照明光学系ＩＬＭを介して、例えば平
行光として、レチクル２を照明し、そのホログラム再生
パターンが球状シリコン１の表面に転写される。照明光
学系ＩＬＭは、中央部が第２照明系用の開口部、周辺部
が第１照明系用のレンズ部となっている。

【００２１】この様に二通りの照明を行なうので、レチ
クル２のホログラムも二通り構成する必要がある。

【００２２】そこで図４に、回路パターンのホログラム
をパターン面２ａに形成したレチクル２の拡大図、又照
射方向から観察したものを図５、反対方向から観察した
ものを図６に示す。これらを使用して二通りのホログラ
ムの説明を行なう。

【００２３】図２で説明した、楕円ミラー３を使用する
第１照明系により、図４中のＡ１からＡ３の領域、及び
Ａ２からＡ４の領域を照明する。ここの部分のホログラ
ムは参照光が垂直照明として作成される。一方、楕円ミ
ラー３を使用しない第２照明系により、図４中のＡ１か
らＡ２の領域を照明する。ここの部分のホログラムは、
垂直でない参照光として作成される。

【００２４】図５では、外側が参照光が垂直のホログラ
ムＨＲ１、内側が参照光が垂直でないホログラムＨＲ２
の範囲である。

【００２５】図６では外側が参照光が垂直のホログラム
ＨＲ１、中間の領域は、ホログラムを何も形成しない領
域、一番中央部が球状シリコン１を挿入する入り口の範
囲である。

【００２６】この中空で外側の球面の表面に二種類のホ
ログラムパターンが形成されているレチクル２のホログ
ラムパターンは、通常のリソグラフィー用レチクルを描
画するＥＢ描画機にＺ軸（通常レチクルが平面とすると
本レチクルが球なので厚さ方向であるＺ方向）の駆動を
可能としたＥＢ描画機で作成すれば良い。

【００２７】この時のホログラムパターンは所望の回路
パターンの計算機ホログラムとすれば良い。

【００２８】図１、図２に示す様に楕円ミラー３近傍の
マスクステージＭ／Ｓ上のマスクチャックＭ／Ｃにこの
レチクル２は、吸着され、ティーＴを介した球状シリコ
ン１をレチクル２の中空部に挿入して、レチクル２と球
状シリコン１とが近接した所望の距離（ギャップ）にな
った時に一括露光が行なわれる。

【００２９】今までパターン転写露光方法について説明
を行なってきた。次にアライメントについて本発明で提
案する方法について説明し、実際の露光シーケンスの一
実施例の説明を行なう。

【００３０】先ず図１におけるアライメントの為のハー
ドについての説明を行なう。

【００３１】図１における本発明の一実施例に示すよう
に複数個（図１では４個）の球状シリコン１をホルダー
ＨのティーＴの部分に吸着して支持する。

【００３２】ホルダーＨは、ティーＴによって吸着され
た複数個の球状シリコン１を吸着したまま露光機の外か
ら搬送できる様な構成とする。

【００３３】なおホルダーＨはチャックＣに吸着され
る。チャックＣの下にＺ駆動可能なＺステージＺ／Ｓ、
その下にレーザー干渉計付ＸＹステージＸＹ／Ｓを構成
して、３次元的に球状シリコン１をホルダーＨを動かす
ことで制御可能とする。

【００３４】さて図１に示すように、露光ステーション
近傍に少なくとも二つの三次元検出系３ＡＳを構成する
（図１で面の垂直方向にもう一つ構成している）。

【００３５】三次元検出系３ＡＳの実際の実施例は、図
２１、２２で後述するアライメントステーションＡＳの
三次元検出系と同じもので良い。

【００３６】図９に４つの球状シリコン１を間隔Ｌでテ
ィーアップ吸着したホルダーＨの拡大図、図１０に上部
から見た図をしめす。

【００３７】ホルダーＨの上側表面を示す図１０におい
て、各球状シリコン１の左右に位置合わせマークＲＭを
配置する。この位置合わせマークＲＭ（ＲＭ−Ｘ，ＲＭ
−Ｙ）の拡大図が図１１である。

【００３８】次にアライメントシーケンスについて説明
を行なう。

【００３９】図１２にアライメントシーケンスを示す概
略フローチャートを示す。

【００４０】ここに示すように１）露光機外で複数個の球状シリコン１（図１２の概略
フローチャートではＢＳと略す）をホルダーＨにティー
アップ吸着する。２）各球状シリコン１と、ホルダーＨの上側表面上の左
右の位置合わせマークＲＭとの位置関係を露光機外で計
測しておく（これ以降はホルダーＨを位置合わせの対象
と考える）。３）位置関係計測後、ホルダーＨに複数個の球状シリコ
ン１をティーアップ吸着したまま露光機へ搬送する。４）露光機近傍では、後述する図１４に示す如く左右の
位置合わせマークＲＭのみの３次元位置の計測を行なう
（３次元を制御するので６軸、即ちＸ，Ｙ，Ｚ方向及び
Ｘ，Ｙ，Ｚまわりの回転の計測）。５）次に前述のレチクル２の下に、ホルダーＨに球状シ
リコン１をティーアップ吸着したままレーザー干渉計付
ＸＹステージにより、２）及び４）の計測情報を基に、
補正値を反映して露光機のアライメントスコープ位置か
ら露光位置まで移動して露光を行なう（後述する図１４
乃至図１７参照）。６）上記４）、５）を複数個の球状シリコン１に対して
行なうことで全ての露光を終了する（なお上述した２）
の相対関係情報は事前に一度計測しておけば良く、これ
により、スループットが向上する）。というシーケンス
でアライメントを可能とする。

【００４１】図１３から図２０までに上記３）から６）
即ち２つの３次元位置検出系３ＡＳで、ホルダーＨと露
光機との位置合わせを行なった後に露光することを示す
実施例、図２１、２２に上記１）から２）即ち各球状シ
リコンとホルダーＨとの位置合わせを行なうことを示す
実施例を示す。

【００４２】図１３が、ホルダーと露光機の配置に関
し、アライメントのスタート配置を示す図である。一番
左端の球状シリコン１−１が露光機近傍に位置するアラ
イメントスコープとしての３次元検出系３ＡＳの下部に
移動してきたものである。

【００４３】次に図１４は、図１３からＺ方向（図中で
は上部）に移動して一番左端の球状シリコン１−１近傍
のホルダーＨ部分の位置検出を示す図である。図１４に
おいて３次元位置検出系３ＡＳは紙面の垂直方向にもう
一つ存在していて、ホルダーＨ上の左右の位置合わせマ
ークＲＭ１−１Ｌ，ＲＭ１−１Ｒを同時に検出する。

【００４４】次に図１５に示す様に、図中下側にホルダ
ーＨを駆動させる。そして図１６に示す様に、図中左に
ホルダーＨを駆動し、一番左端の球状シリコン１−１を
露光機の下方に位置させる。

【００４５】次に図１７に示す様に、図中上側にホルダ
ーＨを駆動させ、一番左端の球状シリコン１−１へパタ
ーン露光を行なう。この駆動量は前述のシーケンスの
５）で述べている様に、シーケンス２）及び４）の計測
情報を基に補正値を反映している。

【００４６】又この時３次元位置検出系３ＡＳと露光機
との距離Ｌ（図１４）を、各球状シリコンの距離Ｌ（図
１３）と等しく構成することで、球状シリコン１−１へ
のパターン露光を行なうと同時に隣の球状シリコン１−
２近傍のホルダーＨ部分の左右の位置合わせマークＲＭ
１−２Ｌ，ＲＭ１−２Ｒの３次元位置検出を行なう事が
できる。

【００４７】この３次元位置検出系３ＡＳと露光機との
距離（図１４のＬ）と、各球状シリコンの距離Ｌ（図１
３のＬ）との許容できるずれ誤差は次のように規定され
る。即ち各球状シリコンをティーＴへ吸着する誤差と、
ホルダーＨでのティーＴの距離の作成誤差、ティーのホ
ルダーへの取り付け誤差、図１４のＬの経時変化を含め
た３次元位置検出系３ＡＳと露光機との距離の和より、
３次元位置検出系３ＡＳのＸＹ方向の検出範囲（図１７
参照）が大きければ良い。要は前の球状シリコンを露光
中に次の球状シリコンの位置合わせマークを計測できれ
ば良いのである。

【００４８】露光と３次元位置検出終了後、図１８の様
に一番左端の球状シリコン１−１を露光機の下方に、又
隣の球状シリコン１−２を位置合わせ検出系の下方に位
置させる。次に図１９の様に図中左にホルダーＨを駆動
させ、隣の球状シリコン１−２を露光機の下方に位置さ
せる。そして図２０の様に隣の球状シリコン１−２への
パターン露光と共に更に隣の球状シリコン１−３近傍の
ホルダーＨ部分の左右の位置合わせマークＲＭ１−３
Ｌ，ＲＭ１−３Ｒの３次元位置検出を行なう。

【００４９】なお３次元位置検出方法については、後述
する図２１、２２の説明時に行なうこととする。

【００５０】以上のシーケンスを繰り返す事により複数
個の球状シリコン１のアライメントと露光を可能とす
る。

【００５１】次にホルダーＨと複数の球状シリコン１と
の三次元的な位置関係（ＸＹ方向のみならずＺ方向を含
む）を露光前に求める実施例を説明する。

【００５２】まず、図２３に吸着から露光までの流れを
説明するフローを示す。三つに分かれており、それぞれ
順に、吸着ステーションＣＳ、アライメントステーショ
ンＡＳ、露光ステーションＥＳと呼ぶ事とする。

【００５３】吸着ステーションＣＳは、ホルダーＨのテ
ィーＴの部分に複数の球状シリコン１を吸着する場所で
ある。

【００５４】複数の球状シリコン１は、露光の為にその
表面上に感光剤であるフォトレジスト等が塗布され、ホ
ルダーＨのティーＴの部分に置かれ、その後真空又は静
電吸着して支持される。このホルダーＨは、ティーアッ
プ吸着後は、そのまま、吸着ステーションＣＳからアラ
イメントステーションＡＳへ、アライメントステーショ
ンＡＳから露光ステーションＥＳへと移動可能とする。

【００５５】ホルダーＨのティーＴの部分に複数の球状
シリコン１を吸着する精度としては、３次元（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）軸の回転成分の誤差が充分球状シリコン１のパター
ン形成精度から無視できる小さな値となる様に、即ち
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の誤差だけ生じるようにすることが考え
られる。

【００５６】次にホルダーＨは、ティーアップ吸着した
まま吸着ステーションＣＳからアライメントステーショ
ンＡＳへ移動させる。

【００５７】アライメントステーションＡＳには、ホル
ダーＨを三次元方向に駆動できるＸＹステージＸＹ／Ｓ
と３次元検出系３ＡＳを少なくとも一つ構成する。アラ
イメント光学系としての３次元検出系３ＡＳは、ステー
ジ駆動を利用し球状シリコンの頂上近傍の位置合わせマ
ーク、ホルダーＨの左右の位置合わせマークの合計３つ
の位置合わせマークに共通に１個だけ設けても良いし、
ステージ駆動を利用せず、各位置合わせマークに対応し
て３個設けても良い。

【００５８】図２１、２２が、アライメントステーショ
ンＡＳで、球状シリコン１をホルダーＨのティーＴに、
ティーアップして吸着しているホルダーＨと球状シリコ
ン１との三次元的な相対位置関係の計測を行なう説明図
である。

【００５９】図２１は、アライメントステーションＡＳ
で三次元検出系３ＡＳにより、球状シリコン１−１の頂
上近傍の位置合わせマークを用いて三次元位置検出を行
なっている一実施例を示す図である。

【００６０】図２２は三次元検出系３ＡＳで、球状シリ
コン１−１近傍のホルダーＨ部分の左右の位置合わせマ
ークを用いて三次元位置検出を示す図である。

【００６１】図２１、２２とも三次元検出系３ＡＳによ
って、三次元検出は、以下の様に行なう。

【００６２】ハロゲンランプ１１からの光及び反射鏡１
２を介した光は、波長選択フィルター１３ａ（長波長
側）、１３ｂ（短波長側）を介して波長選択されファイ
バー１４に入射する。ファイバー１４の射出端から出た
光は、コンデンサーレンズ１５、開口絞り１６、視野絞
り１７、ダイクロミラー１８、照明系レンズ１９、プリ
ズム２０、１／４波長板（２１ａと２１ｂで構成）、対
物レンズ１０１を介して図２１では球状シリコン１−１
頂上近傍の位置合わせマーク（不図示だが図１１の位置
合わせマークＲＭと同様形状のもので可）を、図２２で
は、球状シリコン１−１近傍のホルダーＨ部分の位置合
わせマークＲＭ１−１Ｌを照明する。

【００６３】位置合わせマークで反射された光は、対物
レンズ１０１、１／４波長板（２１ａと２１ｂで構成）
を介して偏光状態が変わる事で、プリズム２０の面２０
ａ、２０ｂで反射されてリレーレンズ２２、エレクター
レンズ２３を介してＣＣＤカメラ等の２次元撮像素子２
４に結像される。２次元撮像素子２４では、球状シリコ
ン１−１の頂上近傍の位置合わせマーク（不図示）又
は、球状シリコン１０１近傍のホルダーＨ部分の位置合
わせマークＲＭ１−１Ｌの像位置からＸ方向、Ｙ方向の
位置ずれを検出する。

【００６４】このマークの像を光電変換して処理する、
所謂画像処理のアライメント方式は、例えば特開平３−
６１８２０号公報に記載される方式が用いられる。

【００６５】次に図２１、２２でＺ方向の位置検出を説
明する。

【００６６】Ｚ方向検出ユニット２５から出た光は、ダ
イクロミラー１８で反射され、照明系レンズ１９、プリ
ズム２０、１／４波長板（２１ａと２１ｂで構成）、対
物レンズ１０１を介して図２１では球状シリコン１−１
の頂上近傍の位置合わせマーク（不図示）を、図２２で
は、球状シリコン１−１近傍のホルダーＨ部分の位置合
わせマークＲＭ１−１Ｌを照明する。マークで反射され
た光は、対物レンズ１０２、１／４波長板（２１ａと２
１で構成）を介して、プリズム２０の面２０ａ、２０ｂ
に入射する。このプリズム２０の面２０ａ、２０ｂの特
性を前述のＸＹ方向の位置検出の波長では偏光ビームス
プリッタとして、Ｚ方向の位置検出の波長では透過する
特性としておく。

【００６７】そこでプリズム２０を透過した光は、ダイ
クロミラー１８で反射されＺ方向検出ユニット２５に入
射してセンサ上のビーム位置ずれ検出でＺ方向位置検出
を行なう。

【００６８】アライメントステーションＡＳで３次元検
出系３ＡＳを一つしか構成しない場合には、球状シリコ
ン１−１近傍のホルダーＨ部分の右側の位置合わせマー
クＲＭ１−１Ｒと同様に、ＸＹステージＸＹ／Ｓを紙面
と垂直方向に移動後、左側の位置合わせマークＲＭ１−
１Ｌを用いて同様の計測を行なえば良い。

【００６９】以上により、ホルダーＨと球状シリコン１
−１との三次元的な相対位置関係が判る。これを球状シ
リコン１−２以降に同様に繰り返す事により、ホルダー
Ｈに吸着されている複数個の球状シリコン１とホルダー
Ｈ（の位置合わせマークＲＭ）との三次元的な相対位置
関係が判るので、接続されているコンピュータのメモリ
ーに収められ、複数個の球状シリコン１がティーアップ
吸着したまま、ホルダーＨは、アライメントステーショ
ンＡＳから露光ステーションＥＳへと移動され前述の様
に露光が行なわれる。

【００７０】アライメントステーションＡＳでこのＸＹ
Ｚ方向の位置検出系３ＡＳが図２１、２２中で紙面垂直
方向に同様のものがもう一個設けられる場合には、その
検出系で、球状シリコン１−１近傍のホルダーＨ部分の
左右の位置合わせマークＲＭ１−１Ｌ，ＲをＸＹステー
ジＸＹ／Ｓを紙面と垂直方向に移動せずに計測する事が
可能となる。

【００７１】（その他の実施例）上述したホログラムは
球状デバイス材料の球面に対応して湾曲した形状とした
が、平坦なホログラムであっても良く、要は球状デバイ
ス材料の球面上に湾曲した回路パターン像を形成できる
ものであれば良い。

【００７２】なお上述したホログラムとして、計算機ホ
ログラムの一種として理解されているキノフォームで作
成しても良い。該キノフォームは、「最高効率の位相ホ
ログラムを実現するように工夫された計算機ホログラム
である。」（電子通信学会大越孝敬著「ホログラフィ」
Ｐ２０４参照）。

【００７３】また図２の実施例として、二次元位置検出
方式として画像処理方式を採用しているが、本発明はこ
れに限定されるものでない。

【００７４】その他の方式としては、レーザー光を相対
的に走査する方式でも良いし、ヘテロダイン干渉方式で
も良い。あくまで、位置合わせマークを使用してもしな
くても球状シリコンとホルダー上の位置合わせマークと
の相対関係を二次元的に計測することができる位置検出
方式採用することで、同じように適用でき、本発明の目
的を達成することができる。

【００７５】これは、Ｚ方向の検出方式についても同様
で、図１での本発明の実施例として採用している斜め照
射による、ビーム位置ずれ方式だけに限定するものでは
ない。ビームの形状変化をみる非点収差法でも良いし静
電容量センサー使用方式でも良い。

【００７６】又アライメントステーションＡＳと露光ス
テーションＥＳでの三次元位置検出方式を別の検出方式
で行なっても良い。

【００７７】又、図１の露光ステーションＥＳにおい
て、ホルダー上の各基準マークの三次元位置を計測して
いたが、これもホルダーで少なくとも二箇所の基準マー
クを計測するだけでも良い。その時には、アライメント
ステーションＡＳでの各球状シリコンとホルダー上の位
置合わせマークとの相対関係計測結果により、各球状シ
リコンの露光ステーションＥＳでの６軸位置制御を行な
えば良い。

【００７８】三次元位置検出系としてのアライメントス
コープの個数として、アライメントステーションＡＳで
１個（ステージ駆動を利用し球状シリコンの頂上近傍の
位置合わせマーク、ホルダーＨの左右の位置合わせマー
クの合計３つの位置合わせマークを順次検出して、球状
シリコンとホルダーＨとの相対位置関係を認識する）、
そして露光ステーションＥＳで２個（ステージ駆動を利
用せず、ホルダーＨの左右の位置合わせマークを同時検
出して、ホルダーＨと露光機との相対位置関係を認識す
る）設けることを述べたが、球状シリコンの個数をｍ個
とするときアライメントステーションＡＳでｍ個、露光
ステーションＥＳで２ｍ個としても良い。

【００７９】或いはアライメント光学系の個数として、
アライメントステーションＡＳで３個（ステージ駆動を
利用せず上記３つの位置合わせマークを同時検出して、
球状シリコンとホルダーＨとの相対位置関係を認識す
る）、そして露光ステーションＥＳで２個（ステージ駆
動を利用せずホルダーＨの左右の位置合わせマークを同
時検出して、ホルダーＨと露光機との相対位置関係を認
識する）設けることを述べたが、球状シリコンの個数を
ｍ個とするときアライメントステーションＡＳで３ｍ
個、露光ステーションＥＳで２ｍ個としても良い。

【００８０】

【発明の効果】以上、本発明によれば球状シリコンの球
面の広い領域に対し、高スループットで回路パターンを
転写することができ、球状デバイス露光に好適な露光装
置及び球状デバイス製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図。

【図２】楕円ミラーを使用した照明系の図。

【図３】楕円ミラーを使用しない照明系の図。

【図４】本発明のレチクルの実施例の図で、右側のＡ１
からＡ２までが楕円ミラーを使用しない照明光のホログ
ラムの範囲で、左側Ａ１からＡ３までが楕円ミラーを使
用する照明光のホログラムの範囲を示す図。

【図５】図４のレチクルを、照射方向から見た図で、中
央部が楕円ミラーを使用しない照明光のホログラムの範
囲で、外側が楕円ミラーを使用する照明光のホログラム
の範囲を示す図。

【図６】図４のレチクルを、反対方向から見た図で、中
央部が球状シリコン１を挿入する入り口で、その外がホ
ログラムを形成しない範囲で、最も外側が、楕円ミラー
を使用する照明光のホログラムの範囲を示す図。

【図７】球状シリコンがバンプを介して複数個接続され
た半導体デバイスを示す図。

【図８】球状シリコンの狭い球面領域のみをパターン転
写する比較例を示す図。

【図９】球状シリコンをホルダーのティーに、ティーア
ップして吸着するホルダーの説明図。

【図１０】位置検出マークを備えたホルダーの説明図。

【図１１】ＸＹ方向の位置検出マークの説明図。

【図１２】アライメントシーケンスを示す概略フローチ
ャートを示す図。

【図１３】ホルダーと露光機の配置に関し、スタート配
置を示す図。

【図１４】一番左端の球状シリコン近傍のホルダー部分
の位置検出を示す図。

【図１５】一番左端の球状シリコンを位置合わせ検出系
の下方に位置させた図。

【図１６】一番左端の球状シリコンを露光機の下方に位
置させた図。

【図１７】一番左端の球状シリコンへのパターン露光と
共に隣の球状シリコン近傍のホルダー部分の位置検出を
示す図。

【図１８】一番左端の球状シリコンを露光機の下方に、
隣の球状シリコンを位置合わせ検出系の下方に位置させ
た図。

【図１９】隣の球状シリコンを露光機の下方に位置させ
た図。

【図２０】隣の球状シリコンへのパターン露光と共に更
に隣の球状シリコン近傍のホルダー部分の位置検出を示
す図。

【図２１】三次元位置検出系で、球状シリコンの頂上近
傍の三次元位置検出を示す図。

【図２２】三次元位置検出系で、球状シリコン近傍のホ
ルダー部分の三次元位置検出を示す図。

【図２３】吸着から露光までの流れを説明するフローを
示す図。

【符号の説明】

１球状シリコン２レチクルＢバンプ２ａホログラム面／レチクル２ｂ中空表面／レチクル３楕円ミラー／照明光学系Ｆ楕円ミラーの一つの焦点（集光点）Ｆ２楕円ミラーのもう一つの焦点（球状シリコンの中
心）ＨホルダーＴティー５露光光源（ＥＸエキシマレーザ）ＩＬＭ照明光学系ＨＲ１参照光が垂直入射のホログラムＨＲ２参照光が垂直入射でないホログラムＭ／ＳマスクステージＸＹ／Ｓ干渉計付ＸＹステージＺ／ＳＺステージＣチャック１１ハロゲンランプ１２反射鏡１３ａ波長選択フィルター（長波長側）１３ｂ波長選択フィルター（短波長側）１４ファイバー１５コンデンサーレンズ１６開口絞り１７視野絞り１８ダイクロミラー（ＸＹ検出光には透過、Ｚ検出光
には反射するダイクロ特性）１９照明系レンズ２０プリズム２０ｂプリズム２０の反射面（ＸＹ検出光には偏光ビ
ームスプリッタでＺ検出光には透過するダイクロ特性
面）２１ａ，２１ｂ λ／４板（二つで構成）１０１対物レンズ２２リレーレンズ２３エレクターレンズ２４ＣＣＤカメラ等の２次元撮像素子２５Ｚ方向検出部ユニットＲＭホルダー上の位置合わせマーク３ＡＳ三次元位置検出系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】球状デバイス材料の球面に対応した回路
パターンを備え、球状デバイス材料の球面に前記回路パ
ターンを全球面の半分以上の領域に渡って一括露光する
手段を有することを特徴とする球状デバイス露光装置。
【請求項２】前記回路パターンはホログラムで形成さ
れる請求項１記載の球状デバイス露光装置。
【請求項３】前記回路パターンを照明する照明系は、
照明光路中の第１位置に集光する集光光学系と、前記第
１位置を第１焦点とし適正に配置されたときの前記球状
デバイス材料の中心位置を第２焦点とする楕円ミラーを
備える請求項１記載の球状デバイス露光装置。
【請求項４】前記ホログラムは前記球状デバイス材料
の球面の第１領域、第２領域に対応して各々第１ホログ
ラム、第２ホログラムを備える請求項２記載の球状デバ
イス露光装置。
【請求項５】前記第１ホログラムを照明する第１照明
系は、照明光路中の第１位置に集光する集光光学系と、
前記第１位置を第１焦点とし適正に配置されたときの前
記球状デバイス材料の中心位置を第２焦点とする楕円ミ
ラーを備え、前記第２ホログラムを照明する第２照明系
は、前記楕円ミラーを使用せずに照明する請求項４記載
の球状デバイス露光装置。
【請求項６】前記第２照明系は、前記集光光学系内の
開口部を介した平行光束で前記第２ホログラムを照明す
る請求項５記載の球状デバイス露光装置。
【請求項７】前記球状デバイス材料を支持するティー
を備える請求項１記載の球状デバイス露光装置。
【請求項８】前記球状デバイス材料を前記ティーを複
数個保持するホルダー及び前記球状デバイス材料の頂上
近傍に位置合わせマークを備える請求項７記載の球状デ
バイス露光装置。
【請求項９】前記位置合わせマークを検出する３次元
位置検出系を備える請求項８記載の球状デバイス露光装
置。
【請求項１０】前記ホルダーに設けられる前記位置合
わせマークは一対設けられ、前記３次元位置検出系は該
位置合わせマークに対応して一対設けられる請求項９記
載の球状デバイス露光装置。
【請求項１１】球状デバイス材料の球面に対応した回
路パターンを備える段階と、球状デバイス材料の球面に
前記回路パターンを全球面の半分以上の領域に渡って一
括露光する段階を有することを特徴とする球状デバイス
製造方法。
【請求項１２】前記球状デバイス材料を複数個ホルダ
ーに保持し、前記球状デバイス材料と前記ホルダーの３
次元位置関係を予め計測しておき、次に露光前に露光機
と前期ホルダーの３次元位置関係を計測する請求項１１
記載の球状デバイス製造方法。