JP2805220B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ウエハとマスクとを近接あるいは接触せし
め、一枚のウエハ上を分割して露光するいわゆるステッ
プアンドリピート方式の露光装置における、露光画角制
限手段に関するものである。

［従来の技術］ 集積回路や半導体素子の製造は、感光材が塗布された
ウエハ上に、マスクに画かれたパターンを光学的に転写
するという工程を複数回繰り返すことによって行われ
る。特に近年、パターン線巾の微細化に供ない、露光用
の光源としてＸ線を利用した露光装置が用いられてい
る。

Ｘ線露光装置の一つの例として１枚のウエハ上を複数
の領域に分割し、１度に転写する露光領域の寸法を小さ
くしてウエハをマスクに対して順次移動させて露光する
ステップアンドリピート方法が実用化されている。

ステップアンドリピート方式は、高精度のＸ線露光装
置に有効な方法である。この方法では、ウエハ上の隣接
する部分が露光されないように、露光領域を制限するた
めの手段が必要である。

この露光領域制限手段は、マスク上に画かれた回路パ
ターン部の外部をＸ線吸収の大きい部材よりなるアパー
チャで覆うことによってなされる。必要とする露光領域
はマスク上の回路パターンによって定まるため、露光領
域を制限するアパーチャは、マスク上の回路パターンに
対して位置決めされる必要がある。位置決め精度が悪い
場合には、必要以上に露光領域を拡げてしまい、ウエハ
上の隣接する露光領域の間隔が大きくなり従って、一枚
のウエハ上の回路パターンの無い無駄部分が大きくな
り、利用効率が下がる。

従って、露光領域を制限するアパーチャは精度良く位
置決めされる必要がある。また、マスクの回路パターン
周辺には、通常ウエハ上に既に画かれた回路パターン
と、マスクに画かれた回路パターンとのアライメントを
行うためのアライメントマークが配置されており、この
アライメントマークの位置ズレを検知する検知手段が装
置に設けられる。アライメントマークを露光しない為
に、露光領域を制限するアパーチャは、アライメントマ
ークを露光照明光から覆う必要がある。

この際、位置ズレ検出系の光学系の光路をも遮光して
しまうため、位置ズレ検出時には露光領域制限するアパ
ーチャが移動する機能を設ける等の工夫が必要である。

従来の露光装置は例えば特開昭62−262428号公報、同
52−5504号公報、同60−45252号公報等が開示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、特開昭62−262428号には回路パターン
の領域外のＸ線吸収率が大きくなるようなマスクの膜構
造が示されているが、アライメントマーク部の露光防止
については示されていない。

また特開昭52−5504号ではアライメントマーク部を露
光しない為の解決方法が示されているが、光源をＸ線と
した場合には、適用が困難である。これらの問題を解決
する為には、特開昭60−45252号に示されるようにマス
クとは別体の照射領域制限手段を設ければよいが、この
制限手段とマスクのパターン部の縁との相対的な位置を
精度良く位置決めする方法については示されていない。

本発明は前述の従来技術の問題点に鑑みなされたもの
であって、マスク上のアライムントマークを露光するこ
となく高精度にＸ線露光領域を制御可能な露光装置の提
供を的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］ 前記目的を達成するため本発明は、マスクとウエハと
の位置ズレを検出する手段と、マスクとの間に露光領域
を制限する可能な遮光手段を設け、この遮光手段と、マ
スクの回路パターン部との位置関係を、前記検出手段を
用いて検出することにより、遮光手段の位置を精度よく
位置決めするようにしたものである。

［実施例］ 以下、本発明の具体的な実施例について説明する。

第１図は露光装置の一部の断面図であり、本発明が適
用される部分について簡略化して示したものである。

４は露光領域を制限するアパーチャブレードであり、
露光用のＸ線を透過させないために十分な厚さをもつ金
属の板が用いられる。401はアパーチャブレード４を移
動させる為のアパーチャ用ステージである。

このアパーチャ用ステージ401は一軸のステージであ
り、必要な画角に応じてアパーチャブレード４を所定の
位置に設定することができる。画角のそれぞれの辺に対
応し、アパーチャブレード４及びアパーチャ用ステージ
401は４ケ所に設けられている。

アパーチャステージ401の駆動手段は、パルスモータ
駆動、あるいはエンコーダを備えたDCモータ駆動等から
なり、外部信号によって移動量を制御することが可能で
ある。

６はウエハ２上に既に画かれているパターンとマスク
基板上に画かれているパターンとの位置ズレ量を計測す
るための位置ズレ検出手段である。この位置ズレ検出
は、通常、回路パターンの周辺部に画かれたアライメン
トマークの位置ズレを検出することによって行なわれ
る。

この実施例においては、マスク上の回路パターンの周
辺にあるマスク上のアライメントマーク101とウエハ上
のアライメントマーク（図示せず）との位置ズレを検出
するが一つの位置ズレ検出手段によって検出できる位置
ズレの方向が一方向であることを想定して、四つの位置
ズレ検出手段を設けている。それぞれの位置ズレ検出手
段は、回路パターンの四つの辺の周囲に画かれた四つの
アライメントマークのそれぞれに対応している。

601は、位置ズレ検出手段から投光されるレーザービ
ームであり、位置ズレ検出信号を得る為の光源である。
602はレーザービーム601が、マスク基板上のアライメン
トマーク101、およびウエハ上のアライメントマーク
（不図示）と作用し、お互いの位置ズレ信号を含んだ光
として位置ズレ検出手段６の受光部に受光される際の受
光軸中心を示す。

位置ズレ信号を精度良く得る為には、レーザービーム
601がアライメントマーク101上に所定の精度で位置決め
されなけばならない。

回路パターンの寸法は場合により異なることがあり、
また、アライメントマークの配置はマスク毎に異なるこ
とがあるので、位置ズレ検出手段は、２方向移動可能な
ステージ603を備えており、所定の領域内のアライメン
トマークを促えることが可能になっている。

第２図から第６図までは回路パターン周辺部の一部の
断面を示したものである。

また第７図および第８図は、露光用光源側から回路パ
ターン、アライメントマーク、アパーチャブレードを示
した平面図である。

以下、アパーチャブレードの動作を詳説する。

第２図はマスクとウエハとの位置ズレ検出を行なって
いる状態を示しており、レーザービーム601がアライメ
ントマーク101に到達するのを妨げないように、アパー
チャブレード４はアライメントマーク101よりも十分後
退した位置にある。

第３図は、位置ズレ信号によって、ウエハと、マスク
とのアライメント動作が完了した後、アパーチャブレー
ドがレーザービーム601の光路を切った状態を示してい
る。第７図がこのときの平面図である。

この際、位置ズレ検出装置６の受光部の信号処理は、
例えば、受光信号の有無検出を行なう等の、位置ズレ検
出時とは異なるモードに設定しておく。

アパーチャブレード４がレーザービーム601に対し
て、アライメントマーク101を覆う位置になったとき、
アパーチャステージの駆動制御部（第１図参照）は、位
置ズレ検出装置の信号処理部から信号を受け、アパーチ
ャブレード４のアライメントマーク101に対する位置情
報を得る。

第４図は、露光している際のアパーチャブレードの位
置を示しており、この場合は、第３図のアパーチャブレ
ードの位置よりさらに進出している。７はアパーチャブ
レードの先端を通過する露光用照明光を示している。ア
パーチャブレード４は、露光用照明光に対してアライメ
ントマーク101を覆っており、かつ回路パターン部102は
覆っていない。従って回路パターン部は露光されるが、
アライメントマークは露光されない。

第３図の位置から、第４図の位置までの移動距離は、
回路パターン部102の端に対するアライメントマーク101
の配置、位置ズレ検出装置からのレーザービーム601の
投射角度、露光用照明光７の入射角度、およびマスク１
とアパーチャブレード４との距離によって定まる。これ
らの数値は、すべて既知で固定された値であるため、予
め移動距離を算出しておくことが可能である。

第４図に対応する平面図を第８図に示す。

第５図は、アライメントマーク101を露光する場合に
おける、アパーチャブレード４の位置を示したものであ
り、第３図の位置からの移動量は、アライメントマーク
101を露光しない場合と同様のデーターから算出され
る。

第６図は、回路パターン部12の寸法が、第４図の場合
よりも小さい場合を示した図で、露光用照明光が発散角
をもつ光源の場合、回路パターン部の端部での露光用照
明光の入射角度が異なるため、アパーチャブレード４の
位置も異ってくる。

アパーチャブレード４のアライメントマーク101に対
する位置の検出は、マスクを装置に装着する毎に一度だ
け行なえばよく、例えば第４図で示すような、アライメ
ントマーク101を露光しない場合は、ウエハ２とマスク
１との位置ズレ検出の際にアパーチャブレード４は所定
量後退し、露光の際はアパーチャブレード４は所定量進
出することを繰り返せばよい。この際の移動量は、１つ
のマスクに対して常に同一である。

第５図で示すような、アライメントマーク101を露光
する場合は、この位置でアパーチャブレード４はマスク
を交換するまで移動する必要はない。

［発明の効果］ 以上説明したように、露光領域制限手段たるアパーチ
ャブレードの位置が、マスク基板上のアライメントマー
クが基準となって定まるので、アパーチャステージに位
置決め基準となるべき原点を設定する必要はない。

また、マスクをマスクチャックに装着する際の位置ズ
レ等に起因する装置に対する回路パターンの位置ズレ
が、露光領域の設定に対して誤差とならない。

従って精度のよい露光領域の設定が可能となり、露光
領域の配置上、ウエハの利用効率向上に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される露光装置の一部の断面図、 第２図から第６図までは各々アパーチャブレードの各別
の動作位置を示す断面図、 第７図および第８図は、第３図および第４図に対応する
アパーチャブレードの平面図である。 １はマスク、101はアライメントマーク、102は回路パタ
ーン部、４はアパーチャブレード、401はアパーチャス
テージ、６は位置ズレ検出手段、601はレーザービー
ム、602は受光軸中心、603は位置ズレ検出手段用ステー
ジ、３はウエハチャック、５は装置フレーム、７は露光
用照明光、８はマスクチャックである。

フロントページの続き (72)発明者 鵜澤 俊一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 野瀬 哲志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−71123（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクを介してウエハを露光するための光
   源と、該光源からの光を遮断して露光領域を制限するた
   めの移動可能な遮光手段と、前記マスクとウエハとの位
   置ズレを検出するための前記遮光手段よりも前記光源側
   に設けられた位置ズレ検出手段と、該位置ズレ検出手段
   の検出信号に基づき前記遮光手段を移動させて位置制御
   を行うための駆動制御手段とを具備したことを特徴とす
   る露光装置。
2. 【請求項２】前記ウエハを複数の露光領域に分割し、露
   光領域ごとに順次露光を繰り返すステップアンドリピー
   ト方式で露光を行なうことを特徴する特許請求の範囲第
   １項記載の露光装置。
3. 【請求項３】前記遮光手段は、直線的に往復移動可能で
   あって、矩形の露光領域の各４辺に対応して４つの遮光
   手段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の露光装置。
4. 【請求項４】前記位置ズレ検出手段は、マスクの回路パ
   ターン形成部の外側に設けたアライメントマークとウエ
   ハとの相対位置を光学的に検出する光学的検出手段から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光
   装置。