JP2001332472A

JP2001332472A - Ｘ線露光装置

Info

Publication number: JP2001332472A
Application number: JP2000148832A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Watanabe; 豊渡辺; Mitsuaki Amamiya; 光陽雨宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-30
Also published as: US20010043666A1; US6453001B2

Abstract

(57)【要約】【課題】制御できるパラメータを増加させ、より適切
なレジストパターンを得て、より微細なパターンを露光
する上でのプロセス裕度を向上させる。【解決手段】プラズマを生成することでＸ線４を発生
させるプラズマＸ線源としてのターゲット１と、該Ｘ線
源から発散するＸ線４を集光しグローバルな発散角を減
少して原版としてのマスク７に照射するコリメータ５と
を有し、コリメータ５の位置または角度を該コリメータ
５の軸に直角の方向に変更させる機構を有し、マスク７
上のパターンを感光剤が塗布されている基板であるウエ
ハ８に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＩＣやＬ
ＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の表示素子、磁気
ヘッド等の検出素子やＣＣＤ等の撮像素子といった各種
デバイスの製造に用いられるＸ線露光装置、およびマス
クなどの原版とそれを用いたデバイス製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度高速化に
伴い、集積回路のパターン線幅が縮小され、半導体製造
方法にも一層の高性能化が要求されてきている。このた
め、半導体製造工程中のリソグラフィ工程のうちレジス
トパターンの形成に用いる露光装置にも、ＫｒＦレーザ
（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザ（波長１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂ レーザ（波長１５７ｎｍ）などの極端紫外線
やＸ線（０．２〜１．５ｎｍ）などの徐々に短い露光波
長を利用したステッパが開発されている。

【０００３】このうち、Ｘ線を用いた露光では、所望の
パターンが形成された原版であるＸ線マスクをレジスト
が塗布された基板であるウエハに近接させ、Ｘ線マスク
の上からＸ線を照射させ、マスクパターンがウエハ上に
転写される。

【０００４】高強度のＸ線を得るために、シンクロトロ
ン放射光を用いて露光する方法が提案され、１００ｎｍ
以下にパターンを転写できることが示されてきた。とこ
ろが、シンクロトロン放射光源は、大掛かりな設備を必
要とするため、半導体装置の量産においては有効である
が、試作等にも使用できる小型で強力なＸ線を発生させ
るＸ線源を使用した露光装置も考案されている。その一
つは、米国特許第４８９６３４１号に係る公報に示され
るようにレーザプラズマ線源と呼ばれるもので、レーザ
からのレーザ光をターゲットに照射してプラズマを発生
させ、プラズマから発生するＸ線を使用しようとするも
のであり、もう一つは、Journal of vacuum science te
chnology 19(4) Nov/Dec 1981,第1190頁に示されるよう
に、ガス中で放電によってピンチプラズマを発生させ、
Ｘ線を発生させようとするものである。

【０００５】いずれの光源を使用するにしても、Ｘ線露
光においては、回折を利用するため、転写パターンの解
像性が低下する。Ｘ線の波長は小さく解像性の低下は小
さい。しかし、転写しようとするパターンが微細になる
に連れて、その解像性の低下が問題になってくる事が分
かってきた。

【０００６】例えば、ウエハ面のＸ線強度分布を図５に
実線で示す。これは、吸収体を０．２５μｍ厚さのＷと
し、Ｘ線マスクとウエハの間隔を１０μｍ、マスク上に
完全に平行なＸ線が照射されたとして、フレネル積分で
計算した結果得られたものである。マスク形状は、開口
９０ｎｍ／吸収体９０ｎｍのラインアンドスペース状の
パターンである。開口の下以外にも、Ｘ線強度のピーク
が現れている。このパターンをネガレジスト上に転写し
現像した場合、一定値以上のＸ線強度の位置のレジスト
が現像後残り、パターンとして解像される。この一定値
は、スライスレベルと考えられ、レジストの種類、現像
時間や現像液の種類、温度によって決定される。また、
化学増幅型レジストの場合、ＰＥＢ（Post Exposure Ba
ke）の条件、即ち、温度、時間によっても決定される。

【０００７】例えば、図５は、十分に広い開口の下のＸ
線強度でウエハ面のＸ線強度分布を規格化したものを示
している。スライスレベル＝１．０とした場合、Ｘ１と
Ｘ２の間のレジストが現像後に残ると考えられる。その
レジストパターン幅は、正確には光学像の大きさＬ１２
（＝Ｘ２−Ｘ１）とは異なるものの、ほぼ一致すること
が分かっており、６６ｎｍとなる。

【０００８】次に、順次、開口の大きさを変えて、Ｘ線
強度分布を計算し、レジストパターン幅を光学像の大き
さから求める。これを図７中の実線として示す。横軸に
開口の幅を、縦軸にレジストパターンサイズをとった。
さらに、これらについて、スライスレベルを０．８、
０．６、０．４と変えてそれぞれ、点線、破線、一点鎖
線として示した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７か
らマスクパターンサイズ即ち開口の大きさが大きくなる
に連れて、レジストパターンの幅が大きくなるとは限ら
ず、逆に小さくなっている開口の領域や変化しない領域
が存在することが分かる。これは、この領域の複数のサ
イズのパターンが混在するマスクを用いて露光すること
は、もはや困難なことを示している。

【００１０】以上のことから、マスクパターンサイズが
大きくなりウエハ面に到達するＸ線量が増大するにも関
わらず、レジストパターンが大きくならない領域が存在
し、マスクパターンを転写することが困難になっている
事が分かった。この原因は、そのマスクパターンサイズ
の領域では、開口を通過したＸ線が、回折ピークに集ま
りＸ線強度が高くなる方に働き、Ｘ線強度のパターンの
幅を広げる方向に働かないことが原因である。例えば、
図６は、開口の大きさが１２０ｎｍのＸ線強度分布を示
すものであるが、開口の大きさが９０ｎｍのＸ線強度分
布（図５）と比べると、ピーク強度が１．５倍程度高く
なっている。開口の大きさの比以上にピーク強度が大き
くなっているため、開口の大きさが増えているにもかか
わらず、逆にピークの幅が小さくなっている。

【００１１】もし、何らかの方法で、回折ピーク強度が
高くなったＸ線量を、回折ピークの幅を大きくする方に
変換できれば、即ち、Ｘ線強度分布を適当な量だけぼか
すことができれば、マスクパターンサイズの増大ととも
にレジストパターン幅を大きくすることができるはずで
ある。

【００１２】この手段として、一つは、マスク吸収体の
形状やＸ線のスペクトルを変えて、ウエハ面のＸ線強度
分布を変化させることも考えられる。しかし、これらの
方法は、装置が複雑になる他、所望のパターンが得られ
ない可能性があり、あまり好ましくない。

【００１３】もう一つは、何らかのボケを利用する方法
である。ボケを利用するということは、ウエハ面上のＸ
線強度分布を畳み込む計算に対応する物理的な操作を行
い、ボケを利用しない場合のウエハ面上のＸ線強度分布
と異なる露光強度分布を得ることである。

【００１４】化学増幅型のレジストの場合、露光により
発生した酸がレジスト中に拡散して行くことにより感度
を向上させるため、本来的にボケを持つ。そのボケは、
ＰＥＢの条件を変更することにより制御可能である。し
かしながら、ＰＥＢの条件を変更すると、同時にレジス
ト感度も変わってしまい、そのための条件出し等の必要
が生じてくるため好ましくない。また、Ｘ線露光装置に
おいては、レジスト中に入射したＸ線が二次電子を発生
させ、その二次電子が拡散していくため、やはり、本来
的にボケを含む。二次電子により発生するボケはレジス
トに入射するＸ線のスペクトルにより決定されるため、
制御するためにはスペクトルを変更する必要が有り困難
である。

【００１５】本発明は、プロセス上重要な因子であるレ
ジスト上のボケを変化させることができ、制御できるパ
ラメータが増加し、より適切なレジストパターンを得る
ことができ、ひいては、より微細なパターンを露光する
上でのプロセス裕度を向上させるＸ線露光装置を提供す
ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ボケを最適化し制御するには、マスクの各点に入射
するＸ線のローカルな発散角を変更することにより行う
ことが好ましい。マスクの各点に入射するＸ線のローカ
ルな発散角を変更することは、プラズマ生成によってＸ
線を発生させるプラズマＸ線源と、該Ｘ線源から発散す
るＸ線を集光しグローバルな発散角を減少して原版に照
射するコリメータとを有し、該原版上のパターンを感光
剤が塗布されている基板に転写するＸ線露光装置におい
て、該コリメータの位置を変更させる機構を有している
ことを特徴とするＸ線露光装置により実現される。ま
た、本発明の目的達成は、コリメータの位置をコリメー
タの軸方向、あるいは、直角の方向に変更させる機構を
有するＸ線露光装置により実現される。また、コリメー
タの位置をコリメータの軸に直角の方向に露光中に変更
させる機構を有するＸ線露光装置により実現される。ま
た、２つ以上のコリメータを有し、その２つ以上のコリ
メータを交換する機能を有するＸ線露光装置により実現
される。

【００１７】

【実施例】（第１の実施例）図１は本発明の第１の実施
例に係るＸ線露光装置の要部を示す構成図である。この
Ｘ線露光装置は、ターゲット１、レーザ光２を集光する
ための光学系３、ターゲット１上に生成したプラズマか
ら発散するＸ線４の発散角を減少させるためのコリメー
タ５などを備えて構成されている。そして、このＸ線露
光装置は、コリメータ５を通って発散するＸ線６を原版
であるマスク７に照射して、該マスク７上のパターンを
基板であるウエハ８に転写するものである。

【００１８】マスク７とウエハ８を狭いギャップ（ｇ）
を隔てて対向させマスク７にＸ線を照射する事により、
マスク７上のパターンをレジストが塗布されているウエ
ハ８に転写するプロキシミティＸ線露光装置において、
マスク７上の一点に入射するＸ線６のローカルな発散角
をαとし、ローカルな発散角αにより生じるウエハ８の
レジスト上のボケをδｘ＝ｇ×α、二次電子によるボケ
をδｅ、化学増幅型のレジストの場合に酸の拡散により
生じるボケをδｒとすると、ボケの総量は、 δ＝√（δｘ² ＋δｅ² ＋δｒ² ）となる。非化学増幅型のレジストでは、δｒは０とな
る。ローカルな発散角により生じるボケδｘ、二次電子
によるボケδｅ、化学増幅型のレジストの場合の酸の拡
散により生じるボケδｒは、いずれもほぼ正規分布に従
うため、ボケ全体もほぼ正規分布に従う。

【００１９】プラズマを発生させることでＸ線を発生さ
せるプラズマＸ線源では、生成したプラズマの分布がほ
ぼ正規分布となる。その標準偏差をσ_plasmaとし、コリ
メータ５の開口の半径をａ_c とし、ターゲット１とコリ
メータ５の入射端までの距離をｄとすると、コリメータ
５の入射端から入射するＸ線の角度δｃ，ｘは δｃ，ｘ＝（√（ａ_c ²/ ３＋σ_plasma ² ））／ｄという広がりを持つ。ａ_c ²/ ３としたのは、コリメータ
５の開口内では、全てコリメータ５の中に伝達される
が、コリメータ５の開口外では１００％阻止されるとい
う矩形関数の伝達効率を仮定したためである。それを同
等の正規分布関数に換算すると、ボケは√（ａ_c ²/ ３）
とみなすことができる。

【００２０】広がりを持って、コリメータ５の入射端に
入射したＸ線４は、コリメータ５の内部を伝達し、コリ
メータ５の出射端から出射する。その時、入射端で入射
するＸ線４が角度の広がりを有している場合、出射端か
ら出射するＸ線６も角度の広がりを持って出射すること
となる。Ｘ線はコリメータ５内を全反射しながら伝達す
るため、コリメータ５内で、コリメータ５の内壁とすれ
すれの角度で反射される。１回反射するとした場合、１
５ｍｒａｄよりも高い斜入射角では反射率が小さいた
め、Ｘ線の強度は大きく減衰する。コリメータ内壁で複
数回反射する場合は、高々数ｍｒａｄ（３〜５ｍｒａ
ｄ）よりも高い斜入射角ですら、Ｘ線の強度は大きく減
衰してしまうこととなる。結局、コリメータ５の出射端
からは、高々数ｍｒａｄの広がりを持ったＸ線６しか出
射してこないこととなる。このことから、コリメータ５
の入射端においてコリメータ５の開口を広くし、コリメ
ータ５の開口内に入射してくるＸ線４の角度の広がりを
数ｍｒａｄよりも大きくしてしまうことは、その入射し
たＸ線４の内の、数ｍｒａｄよりも大きい角度で入射し
たＸ線がコリメータ５内部で吸収され出射してこないこ
ととなり、効率の低下が発生してしまうこととなる。こ
のことは、同時に、光源サイズ（プラズマの大きさ）が
大き過ぎる時も、効率が低下してしまうこととなる。

【００２１】本実施例に係るＸ線露光装置は、図１に示
すように、ターゲット１にレーザ光２を照射し、プラズ
マを生成する。ターゲット１としては、金属のテープ、
固体化した希ガスなどが用いられる。単位面積当たりの
レーザのパワーを大きくするために、光学系３を用いて
レーザ光２を集光しながら、ターゲット１に照射する。
ターゲット１上に生成したプラズマから、グローバルに
発散するＸ線４が発生する。そのＸ線４がコリメータ５
に入射し、コリメータ５内を伝播してグローバルな発散
角が減少したＸ線６となり、パターンを形成してあるマ
スク７に照射される。ギャップｇの間隔を離して、マス
ク７に近接して設置してあり感光剤が塗布されたウエハ
８にマスク７上のパターンが転写される。図１において
は、明確に示すため、グローバルの発散角は０としてあ
る。即ち、マスク７の全面に照射されるＸ線６は平行で
あり、マスク７の全面に照射されるＸ線はお互いに角度
を持っていない。コリメータ５の出射端における各点か
ら出射するＸ線は、図２に示すように発散して出射す
る。その発散するＸ線９の中心は、コリメータ５の出射
端における各点において平行となっている。このこと
を、グローバルの発散角が０であると表してある。即
ち、図１において、平行に出射したＸ線６というのは、
各点から発散して出射しているＸ線の中心のＸ線が平行
に出射しているということである。このことを、コリメ
ータ５の出射端において、グローバルな発散角は０であ
るが、ローカルな発散角は有限であると表現しておく。
ここでは、グローバルな発散角を０としたが、有限な値
にすることも可能であり、コリメータ５全体のサイズ
が、照射すべきマスク７のサイズに比ベて小さい時は、
グローバルの発散角を有限にすることが有効である。い
ずれの場合も、コリメータ５の前後で、Ｘ線のグローバ
ルの発散角は変化し、コリメータ５の後方で、グローバ
ルな発散角を小さくすることが、マスク７に照射するＸ
線６のパワーを大きくするために有効である。

【００２２】図３に示すように、コリメータ５の出射端
から角度の広がりを持って出射したＸ線を、マスク７上
の点から見た場合、コリメータ５の異なる点から出射し
たＸ線１０が入射してくることとなり、マスク７上の各
点に入射するＸ線も角度の広がりを持つこととなる。コ
リメータ５から出射したＸ線の角度の広がりが高々数ｍ
ｒａｄの場合、コリメータ５の全体のサイズが十分大き
い時、マスク７の各点に入射するＸ線の角度の広がりも
高々数ｍｒａｄとなる。これが、マスク７上の一点に入
射するＸ線１０のローカルな発散角αとなる。このロー
カルな発散角αは、コリメータ５をある位置（光源から
ｄの距離の位置）に固定した時、一意的に決まるので、
α₀ としておく。

【００２３】図１に示した矢印Ａのように、即ち、図４
に示した矢印Ｂのようにコリメータ５を動かした場合、
マスク７上の一点に入射するＸ線４の角度の広がり（ロ
ーカルな発散角）は更に広がることとなる。コリメータ
５の角度を２θ振った場合、ローカルな発散角αは α＝（√（θ²/３＋α₀ ²））／ｄとなる。ここでも、θ²/３となるのは、２θの範囲で均
一に振った場合を想定していることによる。２θの範囲
で均一に振った場合以外は上式とは異なるが、ローカル
な発散角αはα₀ から増加することになる。

【００２４】次に、どの程度のボケを利用したらよいか
見るための計算を示す。図５のＸ線強度分布（実線）を
正規分布関数で畳み込んだグラフを点線と破線で示す。
点線と破線は、それぞれ全体のボケ量δを標準偏差
（σ）で表すこととして、σ＝３０ｎｍと５０ｎｍの正
規分布関数で畳み込んだものである。

【００２５】図７と同様に、各サイズの開口のＸ線強度
分布をσ＝３０ｎｍで畳み込み、スライスレベルを１．
０、０．８、０．６、０．４にとり、レジストの線幅を
求めて図８に示す。図８から分かるように、マスクパタ
ーンサイズが大きくなっても、レジストパターンが大き
くならない領域は存在せず、マスクパターンの変化量と
レジストパターンの変化量がかなり近いこと即ちマスク
パターンとレジストパターンの変化量の間に線形性があ
ることを示していることが分かる。これは、マスクパタ
ーンに忠実なレジストパターンが転写できることを意味
している。

【００２６】さらに、標準偏差σ＝５０ｎｍとして、マ
スクパターンとレジストパターンの関係を図９に示す。
スライスレベルやギャップは図８と同じである。図８
（σ＝３０ｎｍ）と比較して、図９（σ＝５０ｎｍ）
は、線形性が更に強くなっていることを示している。即
ち、レジストパターンのマスクパターンに対する忠実性
が増加したことを意味している。しかし、その反面、解
像可能な最小寸法が大きくなっている。例えば、スライ
スレベルを０．６としたときに、標準偏差σ＝３０ｎｍ
の解像限界が５０ｎｍ（マスク寸法）で、σ＝５０ｎｍ
の解像限界が７０ｎｍである。σ＝３０ｎｍがよいか、
σ＝５０ｎｍがよいかは、マスクパターンとレジストパ
ターンの線形性を重視するか、限界解像度を重視するか
によって、プロセス毎または作製デバイスによって決め
ればよい。

【００２７】本実施例においては、コリメータ５は光源
を中心に振ったが、コリメータ５を移動する中心をどこ
に持っていっても、マスク７上の一点に入射するＸ線の
角度の広がりを変化させることができるのは言うまでも
ない。その際、コリメータ５に入射するＸ線の効率を低
下させないためには、同時に、光源を移動させることが
より効果的である。

【００２８】また、本実施例においては、レーザプラズ
マＸ線源を光源とした場合について説明したが、ガス中
で放電によってピンチプラズマを発生させＸ線を発生さ
せる方式のプラズマＸ線源であっても良いことは明らか
である。

【００２９】（第２の実施例）図１０に本発明の第２の
実施例に係るＸ線露光装置の要部の構成を示す。本実施
例においては、コリメータ５は光軸に沿って矢印Ｃの方
向に移動可能にした。コリメータ５を（ａ）に示す位置
から、（ｂ）に示す位置に移動した場合、プラズマが発
生するターゲット１の位置からコリメータ５の入射端ま
での距離は、ｄからｄ’に変化する。第１の実施例中の
δｃ，ｘの計算式に示されるように、コリメータ５に入
射する角度の広がりδｃ，ｘはプラズマが発生するター
ゲット１の位置からコリメータ５の入射端までの距離に
反比例するため、コリメータ５に入射する角度の広がり
が高々数ｍｒａｄ以下の時、その入射した角度の広がり
の変化が、コリメータ５の出射端から出射する角度の広
がりの変化となる。その結果、図１１において、マスク
７の一点に入射するＸ線１０の角度の広がりは（ａ）に
示すα₀ から（ｂ）に示すαへと変化することとなる。

【００３０】（第３の実施例）図１２は本発明の第３の
実施例に係るＸ線露光装置の要部を示す構成図である。
本実施例において、２つのコリメータ５を交換可能にし
た。図１２に示すように、入射端を光源に近づけるよう
に設置したため、第２の実施例と同等にマスク７の一点
に入射するＸ線の角度の広がりが、図１３（ａ）に示す
α₀ から（ｂ）に示すαへと変化することとなる。この
場合、コリメータ５の出射端からマスク面までの距離を
同時に変化させることが可能なため、マスク７のパター
ン領域に、ローカルな発散角に対応した最適な距離を設
定できる。即ち、第２の実施例においては、同一のコリ
メータ５を前後させるため、コリメータ５を光源側に近
づける場合、コリメータ５から出射する角度の広がりが
大きくなり、同時に、コリメータ５の出射端からマスク
面までの距離が広がることにより、周辺部で強度が徐々
に弱くなるいわゆる半影領域が広がり、そのため、強度
がほぼ均一な照射領域が減少することとなる。これを避
けるためには、マスク面をコリメータ５に近づける等の
ことが必要となってくるため好ましくない。本実施例で
は、コリメータ５から出射する角度の広がりが大きくな
った効果を打ち消すように、コリメータ出射端からマス
ク面までの距離を近づけることにより半影領域の増加を
減らすか、あるいは、なくすことができる。

【００３１】（半導体生産システムの実施例）次に、本
発明に係るＸ線露光装置を用いた半導体デバイス（ＩＣ
やＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜
磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産システムの例を
説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置
のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウ
ェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュ
ータネットワークを利用して行うものである。

【００３２】図１４は全体システムをある角度から切り
出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバ
イスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の
事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工
場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例え
ば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッ
チング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装
置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査
装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装
置の保守データベースを提供するホスト管理システム１
０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結
んでイントラネット等を構築するローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム
１０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークで
あるインターネット１０５に接続するためのゲートウェ
イと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能
を備える。

【００３３】一方、１０２〜１０４は、製造装置のユー
ザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工
場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場
であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例え
ば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良
い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装
置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築す
るローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各
製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホ
スト管理システム１０７とが設けられている。各工場１
０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７
は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワーク
であるインターネット１０５に接続するためのゲートウ
ェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からイ
ンターネット１０５を介してベンダ１０１側のホスト管
理システム１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理
システム１０８のセキュリティ機能によって限られたユ
ーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、
インターネット１０５を介して、各製造装置１０６の稼
動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生
した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に通知する
他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに
対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェア
やデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの
保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場
１０２〜１０４とベンダ１０１との間のデータ通信およ
び各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ通信には、インタ
ーネットで一般的に使用されている通信プロトコル（Ｔ
ＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネット
ワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三
者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線
ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもでき
る。また、ホスト管理システムはベンダが提供するもの
に限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワ
ーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベース
へのアクセスを許可するようにしてもよい。

【００３４】さて、図１５は本実施形態の全体システム
を図１４とは別の角度から切り出して表現した概念図で
ある。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユ
ーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外
部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介し
て各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報
をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複
数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装
置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部
ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデー
タ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ
（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場
の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここで
は例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、
成膜処理装置２０４が導入されている。なお図１５では
製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の
工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装
置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成
し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理
がされている。

【００３５】一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処
理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ
（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した
機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１
１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保
守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備
える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管
理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２
１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００で
あるインターネットもしくは専用線ネットワークによっ
て接続されている。このシステムにおいて、製造ライン
の一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、
製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起き
た機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔
保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの
休止を最小限に抑えることができる。

【００３６】半導体製造工場に設置された各製造装置は
それぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェー
スと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用
ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行
するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモ
リやハードディスク、あるいはネットワークファイルサ
ーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフト
ウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例え
ば図１６に一例を示す様な画面のユーザインタフェース
をディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理
するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機
種４０１、シリアルナンバー４０２、トラブルの件名４
０３、発生日４０４、緊急度４０５、症状４０６、対処
法４０７、経過４０８等の情報を画面上の入力項目に入
力する。入力された情報はインターネットを介して保守
データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が
保守データベースから返信されディスプレイ上に提示さ
れる。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェ
ースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能４１０〜
４１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報
にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライ
ブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフト
ウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する
操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができ
る。ここで、保守データベースが提供する保守情報に
は、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前
記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最
新のソフトウェアも提供する。

【００３７】次に上記説明した生産システムを利用した
半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１７は半
導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化す
る工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンデ
ィング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立
て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作
製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テス
ト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後
工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎
に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされ
る。また前工程工場と後工程工場との間でも、インター
ネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装
置保守のための情報がデータ通信される。

【００３８】図１８は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明したＸ線露光装置によ
ってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ス
テップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ス
テップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外
の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では
エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ
上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する
製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守
がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、も
しトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比
べて半導体デバイスの生産性を向上させることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るＸ線露光装
置では、マスク等の原版の各点に入射するＸ線の角度の
広がりを変化させることにより、プロセス上重要な因子
であるレジスト上のボケを変化させることができる。そ
のことにより、制御できるパラメータが増加し、より適
切なレジストパターンを得ることができ、ひいては、よ
り微細なパターンを露光する上でのプロセス裕度が向上
することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るＸ線露光装置の
要部を示す構成図である。

【図２】コリメータの出射端から、発散角を持って出
射するＸ線を説明するための図である。

【図３】ローカルな発散角を持ってマスクの一点に入
射するＸ線とレジスト（ウエハ）上のボケを示す図であ
る。

【図４】コリメータの位置、角度を変化させることに
よりマスクの一点に入射するＸ線のローカルな発散角が
変化することを示す図である。

【図５】マスクパターンにより発生するウエハ面上の
Ｘ線強度分布の例を示す図である。

【図６】マスクパターンにより発生するウエハ面上の
Ｘ線強度分布の別の例を示す図である。

【図７】従来のＸ線露光装置によるマスクパターンの
線幅とレジストパターンの線幅の関係を示す図である。

【図８】本発明の実施例に係るＸ線露光装置を用いた
露光によるマスクパターンの線幅とレジストパターンの
線幅の関係の一例を示す図である。

【図９】本発明の実施例に係るＸ線露光装置を用いた
露光によるマスクパターンの線幅とレジストパターンの
線幅の関係の別の例を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例に係るＸ線露光装置
の要部を示す構成図である。

【図１１】本発明の第２の実施例に係るＸ線露光装置
において、コリメータの位置を変化させることによりマ
スクの一点に入射するＸ線のローカルな発散角が変化す
ることを示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施例に係るＸ線露光装置
の要部を示す構成図である。

【図１３】本発明の第３の実施例により、コリメータ
の位置を変化させることによりマスクの一点に入射する
Ｘ線のローカルな発散角が変化することを示す図であ
る。

【図１４】本発明に係るＸ線露光装置を用いた半導体
デバイスの生産システムをある角度から見た概念図であ
る。

【図１５】本発明に係るＸ線露光装置を用いた半導体
デバイスの生産システムを別の角度から見た概念図であ
る。

【図１６】ユーザインタフェースの具体例である。

【図１７】デバイスの製造プロセスのフローを説明す
る図である。

【図１８】ウエハプロセスを説明する図である。

【符号の説明】

１：ターゲット、２：レーザ、３：光学系、４：光源か
ら出射したＸ線、５：コリメータ、６：コリメータから
出射したＸ線、７：パターンを形成してあるマスク、
８：レジストが塗布されているウエハ、９：コリメータ
出射端から角度の広がりを持って出射したＸ線、１０：
マスクの一点に入射するローカルな発散角を持つＸ線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ生成によってＸ線を発生させる
プラズマＸ線源と、該Ｘ線源から発散するＸ線を集光し
グローバルな発散角を減少して原版に照射するコリメー
タとを有し、該原版上のパターンを感光剤が塗布されて
いる基板に転写するＸ線露光装置において、該コリメー
タの位置を変更させる機構を有していることを特徴とす
るＸ線露光装置。
【請求項２】前記機構はコリメータの位置を該コリメ
ータの軸方向に変更させる機構を有していることを特徴
とする請求項１に記載のＸ線露光装置。
【請求項３】前記機構はコリメータの位置および角度
のうちの少なくともいずれか一方を該コリメータの軸に
直角の方向に変更させる機構を有していることを特徴と
する請求項１に記載のＸ線露光装置。
【請求項４】前記機構はコリメータの位置を該コリメ
ータの軸に直角の方向に露光中に変更させる機構を有し
ていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線露光装
置。
【請求項５】２つ以上のコリメータを有し、その２つ
以上のコリメータを交換する機能を有することを特徴と
する請求項１に記載のＸ線露光装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線露
光装置を含む各種プロセス用の製造装置群を半導体製造
工場に設置する工程と、該製造装置群を用いて複数のプ
ロセスによって半導体デバイスを製造する工程とを有す
ることを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項７】前記製造装置群をローカルエリアネット
ワークで接続する工程と、前記ローカルエリアネットワ
ークと前記半導体製造工場外の外部ネットワークとの間
で、前記製造装置群の少なくとも１台に関する情報をデ
ータ通信する工程とをさらに有することを特徴とする請
求項６に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項８】前記Ｘ線露光装置のベンダもしくはユー
ザが提供するデータベースに前記外部ネットワークを介
してアクセスしてデータ通信によって前記製造装置の保
守情報を得る、もしくは前記半導体製造工場とは別の半
導体製造工場との間で前記外部ネットワークを介してデ
ータ通信して生産管理を行うことを特徴とする請求項７
に記載の半導体デバイス製造方法。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線露
光装置を含む各種プロセス用の製造装置群と、該製造装
置群を接続するローカルエリアネットワークと、該ロー
カルエリアネットワークから工場外の外部ネットワーク
にアクセス可能にするゲートウェイを有し、前記製造装
置群の少なくとも１台に関する情報をデータ通信するこ
とを可能にしたことを特徴とする半導体製造工場。
【請求項１０】半導体製造工場に設置された請求項１
〜５のいずれかに記載のＸ線露光装置の保守方法であっ
て、前記Ｘ線露光装置のベンダもしくはユーザが、半導
体製造工場の外部ネットワークに接続された保守データ
ベースを提供する工程と、前記半導体製造工場内から前
記外部ネットワークを介して前記保守データベースへの
アクセスを許可する工程と、前記保守データベースに蓄
積される保守情報を前記外部ネットワークを介して半導
体製造工場側に送信する工程とを有することを特徴とす
るＸ線露光装置の保守方法。
【請求項１１】請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線
露光装置において、ディスプレイと、ネットワークイン
タフェースと、ネットワーク用ソフトウェアを実行する
コンピュータとをさらに有し、Ｘ線露光装置の保守情報
をコンピュータネットワークを介してデータ通信するこ
とを可能にしたことを特徴とするＸ線露光装置。
【請求項１２】前記ネットワーク用ソフトウェアは、
前記Ｘ線露光装置が設置された工場の外部ネットワーク
に接続され前記Ｘ線露光装置のベンダもしくはユーザが
提供する保守データベースにアクセスするためのユーザ
インタフェースを前記ディスプレイ上に提供し、前記外
部ネットワークを介して該データベースから情報を得る
ことを可能にすることを特徴とする請求項１１に記載の
Ｘ線露光装置。