JP2011023471A - 半導体露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 フォトレチクルの露光領域外に配置しているパターンが迷光によりウエハ上に焼き付けられる現象が発生する。
【解決手段】 露光装置においてレチクル上の所望のパターンのみを露光するためのマスキングブレードをレチクルステージの上部に第一のマスキングブレードを設置し、さらにレチクルステージの下部に第二のマスキングブレードを設置することにより、迷光によりレチクル上の非露光領域を透過した光を投影レンズ内に入り込む事を防止することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】 露光装置においてレチクル上の所望のパターンのみを露光するためのマスキングブレードをレチクルステージの上部に第一のマスキングブレードを設置し、さらにレチクルステージの下部に第二のマスキングブレードを設置することにより、迷光によりレチクル上の非露光領域を透過した光を投影レンズ内に入り込む事を防止することができる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関する。特にフォトリソグラフィ工程に適用される半導体露光装置に関する。
半導体装置は、半導体素子を含む半導体チップを半導体ウエハ表面に複数形成して製造される。半導体チップのパターン形成には縮小投影露光法が用いられる。縮小投影露光法では、ウエハ表面にフォトレジストを塗布した後に露光・現像を行うことでフォトレジストのパターニングをする。
縮小投影露光法で用いられているフォトレチクルには回路パターンが描画されており、ステップアンドリピート方式により露光を行うことでウエハ表面全体パターニングを行っている。
ここで用いられているフォトレチクルはチップ領域の外側はウエハ表面に露光する際に隣接するチップへの多重露光を防止する為に遮光膜を残すような構成となっており、露光する時には露光装置のマスキングブレードの開口領域を制御する事で、フォトレチクルの回路パターンのみをウエハ表面に焼き付けている。（例えば、特許文献１参照）
フォトレチクルの露光可能エリア外には露光装置とフォトレチクルをアライメントする為のパターンや、フォトレチクルを認識する為のナンバーリングパターン、フォトレチクルを認識する為のバーコード、フォトレチクルの向きを確認するパターンなどが形成されている。
フォトレチクルの露光可能エリア外には露光装置とフォトレチクルをアライメントする為のパターンや、フォトレチクルを認識する為のナンバーリングパターン、フォトレチクルを認識する為のバーコード、フォトレチクルの向きを確認するパターンなどが形成されている。
露光される材料には、近年保護膜などを目的とした感光性ポリイミドや、厚膜のフォトレジストが用いられているが、これらの材料は感度が悪く、パターニングには露光量を上げてあげなければならない。しかしながら露光量を上げると露光装置内の迷光により、露光領域外に配置しているパターンに露光光が照射され、不要なパターンがウエハ上に焼き付けられる現象が発生している。
本発明は、上記問題を解決する為になされたものであり、不要なパターニングを排除し所望のパターンのみをウエハ表面に形成することが可能となる製造方法を提供するものである。
露光装置においてレチクル上の所望のパターンのみを露光するためのマスキングブレードはレチクルの上部に設置されているが、上記目的を達成する為に本発明ではレチクルの上部に第一のマスキングブレードを設置し、さらにレチクルの下部に第二のマスキングブレードを設置する。第一のマスキングブレードによりレチクル内の露光領域にのみ露光光が照射されるようになる。第二のマスキングブレードをレチクル下部に設置する事により、迷光によりレチクル上の非露光領域を透過した光を投影レンズ内に入り込む事を防止することができる。
本発明によれば、レチクルの露光領域外に形成されているパターンをウエハ上に焼き付けることなく、所望のパターンのみをウエハ表面に形成することが可能となる。
以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図２は縮小投影露光で用いられるフォトレチクルについて示すものである。フォトレチクル４には、露光領域１１が形成されており、その外側にはウエハ表面に露光する際に隣接するチップへの多重露光を防止する為に遮光部１０を形成する構成となっている。
フォトレチクル４の露光可能エリア外１６には露光装置とフォトレチクル４をアライメントする為のレチクルアライメントマーク１３や、フォトレチクル４を認識する為の刻印１２、フォトレチクル４を管理する為のバーコード１４、レチクルの向きを確認する為のレチクル向き認識マーク１５などが形成されている。
従来技術では図３に示すとおり、露光装置ではフォトレチクル４の上部に設置された第一のマスキングブレード３を開口することによりフォトレチクル４の露光領域１１の回路パターンを半導体ウエハ７の表面に焼き付けている。露光時には縮小投影レンズ６などの表面からの反射による迷光９が少なからず発生する。特に、近年保護膜などを目的とした感光性ポリイミドや、厚膜のフォトレジストが用いられているが、これらの材料は感度が悪く、パターニングには露光量を上げてあげなければならない。しかしながら露光量を上げると露光装置内の迷光９により、露光領域外に配置している露光装置とフォトレチクル４をアライメントする為のレチクルアライメントマーク１３や、フォトレチクル４を認識する為の刻印１２、フォトレチクル４を管理する為のバーコード１４、レチクルの向きを確認する為のレチクル向き認識マーク１５などのパターンが縮小投影レンズ６の光路に入り込み、半導体ウエハ７の表面に焼き付けられてしまう不良が発生していた。
本発明での露光装置は図1に示すとおり、光源である水銀ランプ１の光学的後方にはシャッター２、第一のマスキングブレード３、フォトレチクル４、レチクルステージ１７、第二のマスキングブレード５、縮小投影レンズ６、半導体ウエハ７、ウエハステージ８が順次配置されている。
従来の露光装置では、フォトレチクルの上部にのみマスキングブレードが配置されていたが、本発明の露光装置では、レチクルステージ１７の上部に設置された可動な第一のマスキングブレード３を開口することによりフォトレチクル４の露光領域１１に露光光を照射するとともに、レチクルステージ１７の下部に可動な第二のマスキングブレード５を配置することで、露光時の縮小投影レンズ６などの表面からの反射による迷光９を遮光する事ができるようになる。なお、露光時の第一のマスキングブレードと第二のマスキングブレードの開口は略同じであることが望ましい。
このことにより、露光量を上げた場合でも露光領域外に配置している露光装置とフォトレチクル４をアライメントする為のレチクルアライメントマーク１３や、フォトレチクル４を認識する為の刻印１２、フォトレチクル４を管理する為のバーコード１４、レチクルの向きを確認する為のレチクル向き認識マーク１５などの半導体ウエハ７への焼付けを防止する事ができ、本来半導体ウエハ７に焼き付けたい、フォトレチクル４の露光領域１１内の回路パターンのみを焼き付けることが可能となる。
第一のマスキングブレード３および第二のマスキングブレード５は金属材料でできているが、その表面に反射防止膜１８を設けることで迷光９による露光領域外に配置している各種マークの焼付けをより効果的に防止することが可能となる。反射防止膜１８は露光光の波長帯を吸収する材料から成り、単層膜あるいは異なる材料を重ね合わせた複合膜で構成される。図示してはいないが、反射防止膜１８に代えて表面に微小な凹凸を有する膜を設けることでも各種マークの焼付けを防止することが可能である。
１ 水銀ランプ
２ シャッター
３ 第一のマスキングブレード
４ フォトレチクル
５ 第二のマスキングブレード
６ 縮小投影レンズ
７ 半導体ウエハ
８ ウエハステージ
９ 迷光
１０ 遮光部
１１ 露光領域
１２ レチクル名刻印
１３ レチクルアライメントマーク
１４ バーコード
１５ レチクル向き認識マーク
１６ 露光可能エリア外
１７ レチクルステージ
１８ 反射防止膜
２ シャッター
３ 第一のマスキングブレード
４ フォトレチクル
５ 第二のマスキングブレード
６ 縮小投影レンズ
７ 半導体ウエハ
８ ウエハステージ
９ 迷光
１０ 遮光部
１１ 露光領域
１２ レチクル名刻印
１３ レチクルアライメントマーク
１４ バーコード
１５ レチクル向き認識マーク
１６ 露光可能エリア外
１７ レチクルステージ
１８ 反射防止膜
Claims (3)
- 光源とマスキングブレードを含む照明系と、露光領域に半導体ウエハ上に転写を行う為の回路パターンと前記露光領域の外側に非回路パターンが形成されたフォトレチクルを載置するレチクルステージを有し、前記フォトレチクルのパターンを半導体ウエハに投影露光する半導体露光装置において、前記フォトレチクル上の露光すべき領域を他の部分から区分する第一のマスキングブレードを前記レチクルステージの上部に有し、前記フォトレチクル上の露光すべき領域を他の部分から区分する第二のマスキングブレードを前記レチクルステージの下部に有することを特徴とする半導体露光装置。
- 前記第一のマスキングブレードおよび前記第二のマスキングブレードの表面には、反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体露光装置。
- 前記第一のマスキングブレードおよび前記第二のマスキングブレードの表面には、微小な凹凸を有する膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体露光装置。
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