JP2588725B2 - 投影露光装置の絞り機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、いわゆるステッパ等の半導体製造用の投影
露光装置の絞り機構に関する。

従来の技術 半導体素子、たとえばVSLIの回路パターンは微細化
と、高集積化が進んでいる。このような回路パターンを
形成するには、高性能な投影露光装置が必要である。投
影露光装置は、微細なパターンを焼付けるための焼付性
と、パターンを正確に短時間にアライメントするための
アライメント性が優れているものでなければならない。

そこで、ステッパといわれる投影露光装置が開発され
ている。このステッパは１〜それ以上のマスクパターン
を有するレチクルをある縮小率でウエハ上に投影し、そ
れをくり返して露光して全ウエハ上にパターンを配列し
て焼付けるようになっている。

第７図では従来の投影露光装置の例が示されている。

第７図の投影露光装置においては、レチクル絞りの絞
り機構308が遮光する面Ａがレチクル313のパターン面Ｂ
と共役な関係になるように配置されている。

この絞り機構308は、第８図に示すように４つのモー
タ21、モータ21により回転可能な４つの送りねじ部22、
送りねじ部22の回転により移動可能な４つの送りナット
部23、及び向い合う送りナット部23上に固定され、かつ
鋭利な淵縁部（エッジ）24aを有する４つの遮光板24を
基板20上に備える。４個の淵縁部24aにより矩形の開口
部25を構成する。この開口部25の面は、第７図の絞り機
構308の遮光面Ａと同一面上にある。

レチクルアライメント時には、第７図のレチクル313
の回路パターン外に位置するレチクルアライメントマー
クのところまで露光光が照明されるようにし、レチクル
アライメントマークのある外方向に遮光板24を動かすの
である。

発明が解決しようとする問題点 上述の従来例では、先ず、４つの遮光板24を、それぞ
れの４つのモータ21を駆動させることによって、回路パ
ターン面の大きさに応じた、遮光板24の位置決めを行な
う。そして、レチクルアライメントを行なう際には、回
路パターン外に位置するアライメントマークの部分が照
明されるように前記モータ21を駆動させて各遮光板24を
外方向に移して、遮光板の位置決めを行なうことにな
る。

また、レチクルアライメント用のマークまで、遮光板
24をモータで駆動することによって移動させなければな
らず、遮光板24の移動と位置決めに時間がかなりかかっ
てしまう。

発明の目的 この発明は上記欠点を解消し、比較的簡単な構造であ
りながら瞬時にレチクルアライメント用のマークを照明
したり遮光したりすることができる投影露光装置の絞り
機構を提供することを目的とする。

発明の要旨 この発明は特許請求の範囲第１項を要旨としている。

問題点を解決するための手段 第３図の実施例１を参照する。

遮光手段である遮光板61〜64を送りねじ部43,44で移
動するのであるが、この送りねじ部とは別の直線動作形
の操作手段（実施例ではシリンダ72,75,78,79）を設け
る。この送りねじ部により位置決めされた前記遮光手段
の少くとも一部（実施例１では遮光板61,62,63,64の全
体部）を操作手段により位置決めされた位置からレチク
ルアライメント用のマーク360（第２図参照）に露光で
きる位置まで移動可能および位置決めされた位置に復帰
可能な構成である。

作 用 操作手段により瞬時に遮光手段を動かしてマークを照
明したり（第５図参照）遮光する（第４図参照）ことが
できる。

実施例 １ 〔投影露光装置〕 第１図はこの発明の絞り機構308が設けられた投影露
光装置を示している。

超高圧水銀灯などの光源301の近傍には、光源301から
放射された光束を有効に集光するための楕円鏡302が配
置されている。次いで順次に光路に沿って、可視、長波
長光の大部分を透過し短波長光を反射するためのコール
ドミラー303,光束の配光特性を均一にするためのインテ
グレータ304が配置されている。

さらにレンズ305、反射鏡306、コンデンサレンズ30
7、絞り機構308、リレーレンズ309、反射鏡310、反射鏡
311、コンデンサレンズ312、レチクル313が順次に光路
に沿って配置された光学系になっている。

レチクルステージ313a上のレチクル313の下には投影
レンズ340とウェーハ341が配置されている。

［レチクル］ 第１図と第２図を参照する。

レチクル313の下面Ｂには回路パターン部350が形成さ
れている。そして回路パターン部350のまわりにはレチ
クルアライメント用の透光形のマーク360が４つ配置さ
れている。

［絞り機構］ 第３図を参照する。

基板40の上には２つのモータ41,42および２つの送り
ねじ43,44が配置されている。これらの送りねじ43,44は
モータ41,42によりそれぞれ回転可能である。

送りねじ43,44にはねじ部43a,43b,44a,44bがそれぞれ
形成されている。ねじ部43a,43bは逆ねじである。ねじ
部44a,44bも逆ねじである。

ねじ部43a,43bには送りナット部45,46がかみ合ってい
る。同様にねじ部44a,44bには送りナット部48,47がかみ
合っている。

ガイド部49,50が送りねじ43と平行になっている。ガ
イド部51,52が送りねじ44と平行になっている。ガイド
部49は移動台部53,54に通っている。またガイド部50は
移動台部55,56に通っている。ガイド部51は移動台部57,
58に通っている。さらにガイド部52は移動台部59,60に
通っている。ガイド部49,51は送りねじ43,44の真上にあ
る。

移動台部53,55には遮光板61が取付けられている。移
動台部54,56には遮光板62が取付けられている。移動台
部57,59には遮光板63が取付けられている。さらに移動
台部58,60には遮光板64が取付けられている。これらの
遮光板61〜64は、内側に鋭利な淵縁部（エッジ）を有し
ている。遮光板61〜64の淵縁部で囲まれることにより開
口部25が形成されている。

［操作手段］ ２組の操作手段70,71は、モータ41,42の回転とは無関
係に前記遮光板61〜64を瞬時に移動して開口部25の大き
さを拡大できるものである。

まず操作手段70は、シリンダ72,75,スプリング73,74
から成る。シリンダ72,75は送りナット部46,45に固定さ
れており、ロッド72a,75aが移動台部53,54側に当ってい
る。スプリング73,74は遮光板61,62の間に取付けられて
おり、遮光板61,62を引張っている。つまり、シリンダ7
2,75のロッド72a,75aをスプリング73,74の力に抗して伸
長することにより、移動台部53,54は送りナット部45,46
から独立してガイド部49に沿って移動できる。同様に移
動台部55,56もガイド部50に沿って移動できる。これに
より遮光板61,62の間隔がさらに開く。

一方、操作手段71は、シリンダ78,79、スプリング80,
81から成る。シリンダ78,79は送りナット部48,47に固定
されており、ロッド78a,79aが移動台部57,58側に当って
いる。スプリング80,81は遮光板63,64の間に取付けられ
ており、遮光板63,64を引張っている。つまり、シリン
ダ78,79のロッド78a,79aをスプリング78,79の力に抗し
て伸長することにより、移動台部57,58は送りナット部4
8,47から独立してガイド部51に沿って移動できる。同様
に移動台部59,60もガイド部52に沿って移動できる。こ
れにより遮光板63,64の間隔がさらに開く。各シリンダ7
2,75,78,79のロッドが収縮すると、スプリング73,74,8
0,81の力により遮光板61〜64がもとの位置に復帰でき
る。

各送りナット部45,46,47,48にはそれぞれストッパ部4
5a,46a,47a,48aが設けられている。遮光板61〜64がもと
の位置に復帰したときは、これらのストッパ部により各
遮光板の復帰時の位置決めがされるのである。

［絞り操作とレチクルアライメント操作］ 第３図を参照する。

まずモータ41,42を駆動して送りねじ部43,44を回し、
送りナット部45,46,47,48を所定位置に位置決めする。

第１図に示すように光源301の光束は楕円鏡302,コー
ルドミラー303,インテグレータ304,レンズ305,反射鏡30
6,コンデンサレンズ307の順に反射、屈折をして絞り装
置308の面Ａに照明する。次いで、上述のようにしてレ
チクル313の回路パターン部350の大きさに応じた開口部
25（第３図参照）が定められると、破線で示すように開
口部25を通った光束は面Ｂ上で回路パターン部350に応
じた領域のみ照明する。すなわち、このときに形成され
る開口部25は第４図の説明図に示すように、実質的に４
つのマーク360を遮光して回路パターン部350のみに照光
する。

次に第３図を参照すると、マーク360の位置と対応し
たシリンダ72,75,78,79の任意のものにあるいは同時に
空気を送りこんで各ロッドを伸長する。これによりスプ
リング73,74,80,81の復元力に打勝って、ガイド部49,5
0,51,52にそって遮光板61,62,63,64をスプリング73,74,
80,81の引張り方向と逆方向に１秒以下の時間で瞬時に
移動する。

これにより第５図の説明図に示すように回路パターン
部350の外にあるマーク360に光に当てることができる。

なお、シリンダ72,75,78,79のロッドのストローク
は、開口部25の最小の大きさによって決定される４つの
遮光板の位置からマーク360を完全に照明できる４つの
遮光板の位置までの距離以上でなくてはならない。

レチクルアライメント終了したら、シリンダの空気を
リークさせれば各遮光板は元の定めた位置にもどり、元
の大きさの開口部25を形成した状態に瞬時にもどる。こ
の状態においてウェーハ341（第１図）への転写露光が
可能になる。

実施例 ２ 第６図の実施例２の絞り機構408は、第２図のレチク
ルアライメント用のマーク360が４つから２つになった
場合に対応できるものである。

実施例２では４つの遮光板461〜464全体がマーク360
を照明するとき動くのでなく、２つの遮光板463,464に
それぞれ設けられた補助遮光体500,501のみが動くので
ある。

基板540にはモータ541,542と送りねじ543,544を有し
ている。送りねじ部543,544には逆ねじが切ってあるの
は実施例１と同じである。

遮光板461は移動台部560,561に取付けられており、遮
光板462は移動台部562,563に取付けられている。モータ
541を回すことにより遮光板461,462を移動できる。

一方、遮光板463は移動台部564,565に取付けられてお
り、遮光板464は移動台部566,567に取付けられている。
モータ542を回すことにより遮光板463,464を移動でき
る。

補助遮光体500はピン500aを介して回転自在となって
おり、補助遮光体500の先端部500bは遮光板463の切欠開
口部463aをおおうような形となっている。補助遮光体50
1はピン501aを介して回転自在となっており、補助遮光
体501の先端部501bは遮光板464の切欠開口部464aをおお
うような形となっている。これらの切切開口部は２つマ
ークにそれぞれ対応している。

移動台部564,547には操作手段としてのシリンダ600,6
01が取付けてある。シリンダ600,601のロッド遮光体50
0,501をそれぞれ押して瞬時に切欠部463a,464aを閉じた
り開けたりすることができる。各切欠開口部の大きさ
は、回路パターン部の大きさによって開口部25が変化し
てもカバーできるように光軸からはなれるX,Y方向に伸
びている。この切欠開口部はウェーハ転写時には閉じ、
レチクルアライメント時には開いてマークを照光できる
のである。

ところでこの発明は上述の実施例に限定されるもので
はない。たとえば実施例1,2においてシリンダの代わり
にソレノイドを使ってもよい。また実施例２において４
つの遮光板にぞれぞれ切欠開口を設けて、切欠開口部を
遮光体で開閉できるようにしてもよい。このようにする
と４つのマークに対応できる。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば比較的簡単な
構造でありながら、瞬時にレチクルアライメントマーク
を照明したり遮光したりすることができ、アライメント
および露光操作性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１の絞り機構を備えた投影露
光装置の図、第２図はレチクルを示す平面図、第３図は
実施例１を示す斜視図、第４図と第５図は回路パターン
部の露光時とアライメント時を示す説明図、第６図は実
施例２を示す斜視図、第７図と第８図は従来例を示す図
である。 43,44……送りねじ部 61〜64……遮光板 70,71……操作手段 313……レチクル 350……回路パターン部 360……マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東木 達彦 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−131439（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レチクルの回路パターン面に投影露光する
   装置に設けられて、送りねじを回して遮光手段を移動し
   て位置決めすることにより、レチクルの照明範囲を調整
   し、回路パターン外に位置するレチクルアライメント用
   のマークをおおうことが可能な投影露光装置の絞り機構
   において、送りねじとは別の直線動作形の操作手段を設
   け、送りねじにより位置決めされた遮光手段の少くとも
   一部を、操作手段により上述の位置決めされた位置から
   マークを照明できる位置まで移動可能およびもとの位置
   決めされた位置に復帰可能な構成となることを特徴とす
   る投影露光装置の絞り機構。
2. 【請求項２】操作手段は流体圧シリンダとスプリングに
   より構成されている特許請求の範囲第１項に記載の投影
   露光装置の絞り機構。
3. 【請求項３】遮光手段の全体部が位置決めされた位置か
   らマークを照明できる位置まで移動可能及びもとの位置
   決めされた位置に復帰可能である特許請求の範囲第１項
   に記載の投影露光装置の絞り機構。
4. 【請求項４】遮光手段は、送りねじにより位置決めされ
   る遮光板と、この遮光板に設けられて遮光板の開口部分
   をおおい、操作手段により位置決めされた位置からマー
   クを照明できる位置まで移動可能及び位置決めされた位
   置に復帰可能な補助遮光部材を備えている特許請求の範
   囲第１項に記載の投影露光装置用の絞り機構。