JP2876406B2 - 露光装置及び露光方法 - Google Patents
露光装置及び露光方法Info
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- JP2876406B2 JP2876406B2 JP1064826A JP6482689A JP2876406B2 JP 2876406 B2 JP2876406 B2 JP 2876406B2 JP 1064826 A JP1064826 A JP 1064826A JP 6482689 A JP6482689 A JP 6482689A JP 2876406 B2 JP2876406 B2 JP 2876406B2
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、露光装置及び露光方法に関する。
（従来の技術） 近年、半導体装置に対して高集積化の要望が非常に強
まっており、このような要望に対して、メモリ容量4Mbi
tというような一段と高い集積度の半導体装置の開発が
進められている。そして、このような高集積化に伴って
パターン幅も0.5μｍルールというように、さらに微細
化する傾向にある。
まっており、このような要望に対して、メモリ容量4Mbi
tというような一段と高い集積度の半導体装置の開発が
進められている。そして、このような高集積化に伴って
パターン幅も0.5μｍルールというように、さらに微細
化する傾向にある。
このように微細化が進む半導体装置の製造工程におい
ては、設計時の回路パターンをより正確に再現する上
で、レジストパターンの形成工程が非常に重要な工程と
なっており、マスクパターンをより精細にレジスト膜上
に転写することが必要とされている。
ては、設計時の回路パターンをより正確に再現する上
で、レジストパターンの形成工程が非常に重要な工程と
なっており、マスクパターンをより精細にレジスト膜上
に転写することが必要とされている。
このようなマスクパターンの転写工程は、一般的に以
下のようにして行われている。
下のようにして行われている。
まず、エッチングやイオン打込み等を行おうとする回
路パターンに応じて、ソーダライムガラス、ポリシリケ
ートガラス、石英ガラス等からなるガラス板上にマスク
パターンを形成し、マスクプレートを作製する。次に、
半導体ウエハ上にレジストを塗布し、このレジスト膜に
上記マスクプレートを通して紫外線やレーザ光等を照射
して露光し、レジスト膜にマスクパターンの潜像を形成
する。
路パターンに応じて、ソーダライムガラス、ポリシリケ
ートガラス、石英ガラス等からなるガラス板上にマスク
パターンを形成し、マスクプレートを作製する。次に、
半導体ウエハ上にレジストを塗布し、このレジスト膜に
上記マスクプレートを通して紫外線やレーザ光等を照射
して露光し、レジスト膜にマスクパターンの潜像を形成
する。
また、マスクプレートとしては、微細化されたマスク
パターンをより精細に半導体ウエハ上に転写するため
に、熱膨脹による誤差の少ない石英ガラスが多用される
ようになってきており、これによってマスクプレートの
熱膨脹によるパターンの転写誤差をある程度まで少なく
することは可能となっている。
パターンをより精細に半導体ウエハ上に転写するため
に、熱膨脹による誤差の少ない石英ガラスが多用される
ようになってきており、これによってマスクプレートの
熱膨脹によるパターンの転写誤差をある程度まで少なく
することは可能となっている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したようにパターン幅がサブミク
ロンルールというように微細化している現状において
は、マスクプレートとして熱膨脹係数の小さい石英ガラ
ス等を用いたとしても、マスクプレートの製造時と使用
時の温度差による僅かな熱膨脹によっても、誤差許容値
を超えてしまう恐れが非常に高くなってきている。
ロンルールというように微細化している現状において
は、マスクプレートとして熱膨脹係数の小さい石英ガラ
ス等を用いたとしても、マスクプレートの製造時と使用
時の温度差による僅かな熱膨脹によっても、誤差許容値
を超えてしまう恐れが非常に高くなってきている。
このような問題に対して、マスクプレート上に所定距
離の基準点を設け、この基準点間の距離を実測すること
によって、設計値に対する使用時の位置ずれを判定し、
この位置ずれ分を自動的に補正する等の方策が成されて
いる。しかし、このような方法では、マスクプレート側
での補正しかできず、被露光体例えばシリコンウエハと
マスクプレートの熱膨脹係数には差があるため、同じ温
度履歴を有していたとしても位置ずれを生じてしまい、
また温度履歴が異なっていればシリコンウエハ側の熱膨
脹によって、さらに位置ずれが大きくなってしまうとい
う問題があった。
離の基準点を設け、この基準点間の距離を実測すること
によって、設計値に対する使用時の位置ずれを判定し、
この位置ずれ分を自動的に補正する等の方策が成されて
いる。しかし、このような方法では、マスクプレート側
での補正しかできず、被露光体例えばシリコンウエハと
マスクプレートの熱膨脹係数には差があるため、同じ温
度履歴を有していたとしても位置ずれを生じてしまい、
また温度履歴が異なっていればシリコンウエハ側の熱膨
脹によって、さらに位置ずれが大きくなってしまうとい
う問題があった。
そこで、マスクプレートと被露光体例えばシリコンウ
エハ双方の熱膨脹係数を考慮して、複数回におよぶ露光
をより精細に、かつ位置ずれを発生させることなく行う
ことを可能にした露光装置が強く望まれている。
エハ双方の熱膨脹係数を考慮して、複数回におよぶ露光
をより精細に、かつ位置ずれを発生させることなく行う
ことを可能にした露光装置が強く望まれている。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、マスクプレートと被露光体それぞれ
の熱膨脹による位置ずれを発生させることなく、より高
精細にマスクパターンを転写することを可能にした露光
装置及び露光方法を提供することを目的としている。
になされたもので、マスクプレートと被露光体それぞれ
の熱膨脹による位置ずれを発生させることなく、より高
精細にマスクパターンを転写することを可能にした露光
装置及び露光方法を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち請求項１の発明は、マスクプレートを通過し
た露光光を被露光体上に結像させて複数回露光する露光
装置において、 前記マスクプレートと被露光体それぞれの温度履歴お
よび熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体と
の位置ずれを、少なくとも２回目以降の露光時に露光毎
に判定する手段と、 前記位置ずれ判定手段の結果に基づいて前記位置ずれを
補正する手段と を備えていることを特徴とする露光装置。
た露光光を被露光体上に結像させて複数回露光する露光
装置において、 前記マスクプレートと被露光体それぞれの温度履歴お
よび熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体と
の位置ずれを、少なくとも２回目以降の露光時に露光毎
に判定する手段と、 前記位置ずれ判定手段の結果に基づいて前記位置ずれを
補正する手段と を備えていることを特徴とする露光装置。
請求項２の発明は、請求項１記載の露光装置におい
て、 前記位置ずれを補正する手段が、前記位置ずれ判定手
段の結果に基づいて、前記マスクプレートのパターン投
影用レンズの倍率を変更して位置ずれを補正することを
特徴とする。
て、 前記位置ずれを補正する手段が、前記位置ずれ判定手
段の結果に基づいて、前記マスクプレートのパターン投
影用レンズの倍率を変更して位置ずれを補正することを
特徴とする。
請求項３の発明は、マスクプレートを通過した露光光
を被露光体上に結像させて露光する第１の露光工程と、 マスクプレートの温度履歴および熱膨張係数と、前記
被露光体の前記第１の露光工程を基準とした温度履歴お
よび熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体と
の位置ずれを判定する工程と、 前記判定結果に基づいて位置ずれを補正して、マスクプ
レートを通過した露光光を被露光体上に結像させて露光
する第２の露光工程と を備えていることを特徴とする。
を被露光体上に結像させて露光する第１の露光工程と、 マスクプレートの温度履歴および熱膨張係数と、前記
被露光体の前記第１の露光工程を基準とした温度履歴お
よび熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体と
の位置ずれを判定する工程と、 前記判定結果に基づいて位置ずれを補正して、マスクプ
レートを通過した露光光を被露光体上に結像させて露光
する第２の露光工程と を備えていることを特徴とする。
（作用） 本発明の露光装置及び露光方法においては、まず位置
ずれ判定手段によって、例えばマスクプレートの製造時
と当該露光時の温度差および熱膨脹係数から、マスクプ
レートの当該露光時における熱膨脹による誤差分を求め
る。また、同様に被露光体についても第１回目の露光時
と当該露光時の温度差および熱膨脹係数から誤差分を求
める。そして、これらの結果から露光時におけるマスク
プレートと被露光体との位置ずれが求まり、これを補正
した上で露光することによって、高精度な露光を行うこ
とが可能となる。
ずれ判定手段によって、例えばマスクプレートの製造時
と当該露光時の温度差および熱膨脹係数から、マスクプ
レートの当該露光時における熱膨脹による誤差分を求め
る。また、同様に被露光体についても第１回目の露光時
と当該露光時の温度差および熱膨脹係数から誤差分を求
める。そして、これらの結果から露光時におけるマスク
プレートと被露光体との位置ずれが求まり、これを補正
した上で露光することによって、高精度な露光を行うこ
とが可能となる。
（実施例） 以下、本発明の露光装置及び露光方法の実施例につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
例えばエキシマレーザ発生機構やＸ線発生機構等の露
光光発生機構１から発射された露光光2aは、露光体例え
ば焼き付けパターンの原版となる、石英ガラス等によっ
て形成されたマスクプレート３を通過し、次いでパター
ン投影用レンズ４によって所定の倍率に縮小された後、
被露光体例えばシリコンウエハ５に達する。
光光発生機構１から発射された露光光2aは、露光体例え
ば焼き付けパターンの原版となる、石英ガラス等によっ
て形成されたマスクプレート３を通過し、次いでパター
ン投影用レンズ４によって所定の倍率に縮小された後、
被露光体例えばシリコンウエハ５に達する。
シリコンウエハ５はＸ−Ｙテーブル６によって順次ス
テップウウ送りされ、シリコンウエハ５内に形成された
多数のチップに対して順次露光が行われる。このＸ−Ｙ
テーブル６上には、シリコンウエハ５の熱膨脹補正を行
うホットプレート７が設置されており、このホットプレ
ート７上にシリコンウエハ５が載置されている。
テップウウ送りされ、シリコンウエハ５内に形成された
多数のチップに対して順次露光が行われる。このＸ−Ｙ
テーブル６上には、シリコンウエハ５の熱膨脹補正を行
うホットプレート７が設置されており、このホットプレ
ート７上にシリコンウエハ５が載置されている。
ホットプレート７は、熱膨脹補正制御系10によって制
御されている。熱膨脹補正制御系10は、ホットプレート
７の温度を調整する温度調整回路11と、マスクプレート
３の製造時および露光時の雰囲気温度と熱膨脹係数、シ
リコンウエハ５の第１回目の露光時および当該露光時の
雰囲気温度と熱膨脹係数等の条件に応じて、マスクプレ
ート３とシリコンウエハ５の熱膨脹係数の違いによって
生じる位置ずれを補正するための適切なシリコンウエハ
５の温度を算出する演算式等が記憶されている記憶部12
と、上記した演算式に対する各条件を入力するための入
力部13と、記憶部12に記憶されている演算式と入力され
た各条件とに基いて温度調整回路11を制御する熱膨脹補
正制御部14とによって構成されている。
御されている。熱膨脹補正制御系10は、ホットプレート
７の温度を調整する温度調整回路11と、マスクプレート
３の製造時および露光時の雰囲気温度と熱膨脹係数、シ
リコンウエハ５の第１回目の露光時および当該露光時の
雰囲気温度と熱膨脹係数等の条件に応じて、マスクプレ
ート３とシリコンウエハ５の熱膨脹係数の違いによって
生じる位置ずれを補正するための適切なシリコンウエハ
５の温度を算出する演算式等が記憶されている記憶部12
と、上記した演算式に対する各条件を入力するための入
力部13と、記憶部12に記憶されている演算式と入力され
た各条件とに基いて温度調整回路11を制御する熱膨脹補
正制御部14とによって構成されている。
上記記憶部12に記憶されている演算式は、例えば以下
に示すような式から求められる。
に示すような式から求められる。
すなわち、マスクプレート３とシリコンウエハ５との
熱膨脹係数および熱履歴の違いによって発生するずれ△
ｄは、以下に示す式から求められる。
熱膨脹係数および熱履歴の違いによって発生するずれ△
ｄは、以下に示す式から求められる。
△ｄ={EPW(TW1-T)L}-1/n{EPM(TM1-T)L} （Ｉ） ここで、EPWおよびEPMはそれぞれマスクプレート３お
よびシリコンウエハ５の熱膨脹係数であり、TW1はシリ
コンウエハ５の第１回目の露光時の温度、TM1はマスク
プレート３の製造時の温度、Ｔは当該露光時の温度であ
り、Ｌはマスクパターンの基準距離、ｎはパターン投影
用レンズの縮小倍率である。従って、上記（Ｉ）式から
求められる△ｄを、０もしくはパターン幅の設計ルール
によって決定される位置ずれの許容値内とするばよい。
よびシリコンウエハ５の熱膨脹係数であり、TW1はシリ
コンウエハ５の第１回目の露光時の温度、TM1はマスク
プレート３の製造時の温度、Ｔは当該露光時の温度であ
り、Ｌはマスクパターンの基準距離、ｎはパターン投影
用レンズの縮小倍率である。従って、上記（Ｉ）式から
求められる△ｄを、０もしくはパターン幅の設計ルール
によって決定される位置ずれの許容値内とするばよい。
このように、△ｄを０もしくは位置ずれの許容値内と
するためには、上記（Ｉ）式における△ｄに０もしくは
位置ずれの許容値を代入することによって、シリコンウ
エハ５の当該露光時の温度TMnが下記の式から求められ
る。
するためには、上記（Ｉ）式における△ｄに０もしくは
位置ずれの許容値を代入することによって、シリコンウ
エハ５の当該露光時の温度TMnが下記の式から求められ
る。
従って、例えば上記（II）式を記憶部12に記憶するこ
とによって、マスクプレート３とシリコンウエハ５の熱
膨脹係数および温度履歴の違いによる位置ずれが補正さ
れる。
とによって、マスクプレート３とシリコンウエハ５の熱
膨脹係数および温度履歴の違いによる位置ずれが補正さ
れる。
次に、上記構成の露光装置の動作を説明する。
まず、上記（II）式における変数、すなわちEPM、
EPM、TW1、ＴおよびTM1を入力部13から熱膨脹補正制御
系10に入力する。これら各条件が入力されると、熱膨脹
補正制御部14は、記憶部12に記憶されている演算式（I
I）と入力された各条件とから、△ｄが０もしくは許容
値内となるように、シリコーンウエハ５の適切な温度条
件TMnを算出し、この温度条件TWnに基いて温度調整回路
11を制御してホットプレート７の加熱動作を制御する。
EPM、TW1、ＴおよびTM1を入力部13から熱膨脹補正制御
系10に入力する。これら各条件が入力されると、熱膨脹
補正制御部14は、記憶部12に記憶されている演算式（I
I）と入力された各条件とから、△ｄが０もしくは許容
値内となるように、シリコーンウエハ５の適切な温度条
件TMnを算出し、この温度条件TWnに基いて温度調整回路
11を制御してホットプレート７の加熱動作を制御する。
以上の動作によって、シリコーンウエハ５とマスクプ
レート３とは、熱膨脹係数の違い等による位置ずれが許
容値内とされる。そして、このシリコーンウエハ５の状
態を保持し、この状態で露光光発生機構１から所定の露
光光２を照射し、シリコンウエハ５を露光する。
レート３とは、熱膨脹係数の違い等による位置ずれが許
容値内とされる。そして、このシリコーンウエハ５の状
態を保持し、この状態で露光光発生機構１から所定の露
光光２を照射し、シリコンウエハ５を露光する。
このように、マスクプレート３と被露光体であるシリ
コンウエハ５との位置ずれを、これらの温度履歴および
熱膨脹係数から求め、この位置ずれを補正した上で露光
操作を行うことによって、マスクプレート３側での製造
時と当該露光時との温度差による熱膨脹を確実に補正す
ることができるとともに、シリコンウエハ５とマスクプ
レート３との熱膨脹係数の違いによるこれらの間での位
置ずれについても補正することができるため、より高精
度に露光を行うことが可能となる。
コンウエハ５との位置ずれを、これらの温度履歴および
熱膨脹係数から求め、この位置ずれを補正した上で露光
操作を行うことによって、マスクプレート３側での製造
時と当該露光時との温度差による熱膨脹を確実に補正す
ることができるとともに、シリコンウエハ５とマスクプ
レート３との熱膨脹係数の違いによるこれらの間での位
置ずれについても補正することができるため、より高精
度に露光を行うことが可能となる。
また、シリコンウエハ５については、第１回目の露光
時の位置を基準としているため、複数回繰返し露光を行
う際にも、設計パターンからの位置ずれが大幅に減少す
る。
時の位置を基準としているため、複数回繰返し露光を行
う際にも、設計パターンからの位置ずれが大幅に減少す
る。
なお、上記実施例では、マスクプレート３と被露光体
であるシリコンウエハ５との位置ずれを補正する手段と
してシリコンウエハ５の加熱手段を用いているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えばパターン投
影用レンズの倍率を変更する等の手段を用いても同様な
効果が得られることは当然である。
であるシリコンウエハ５との位置ずれを補正する手段と
してシリコンウエハ５の加熱手段を用いているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えばパターン投
影用レンズの倍率を変更する等の手段を用いても同様な
効果が得られることは当然である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法
によれば、マスクプレートと被露光体の温度履歴および
熱膨脹係数の違いによる位置ずれが補正され、より高精
度な露光操作を実現することができる。
によれば、マスクプレートと被露光体の温度履歴および
熱膨脹係数の違いによる位置ずれが補正され、より高精
度な露光操作を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の露光装置を示す図である。 １……露光光発生機構、２……露光光、３……マスクプ
レート、４……パターン投影用レンズ、５……シリコン
ウエハ、６……ホットプレート、10……熱膨脹補正制御
系。
レート、４……パターン投影用レンズ、５……シリコン
ウエハ、６……ホットプレート、10……熱膨脹補正制御
系。
Claims (3)
- 【請求項１】マスクプレートを通過した露光光を被露光
体上に結像させて複数回露光する露光装置において、 前記マスクプレートと被露光体それぞれの温度履歴およ
び熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体との
位置ずれを、少なくとも２回目以降の露光時に露光毎に
判定する手段と、 前記位置ずれ判定手段の結果に基づいて前記位置ずれを
補正する手段と を備えていることを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の露光装置において、 前記位置ずれを補正する手段が、前記位置ずれ判定手段
の結果に基づいて、前記マスクプレートのパターン投影
用レンズの倍率を変更して位置ずれを補正することを特
徴とする露光装置。 - 【請求項３】マスクプレートを通過した露光光を被露光
体上に結像させて露光する第１の露光工程と、 マスクプレートの温度履歴および熱膨張係数と、前記被
露光体の前記第１の露光工程を基準とした温度履歴およ
び熱膨張係数からこれらマスクプレートと被露光体との
位置ずれを判定する工程と、 前記判定結果に基づいて位置ずれを補正して、マスクプ
レートを通過した露光光を被露光体上に結像させて露光
する第２の露光工程と を備えていることを特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1064826A JP2876406B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 露光装置及び露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1064826A JP2876406B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 露光装置及び露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244610A JPH02244610A (ja) | 1990-09-28 |
| JP2876406B2 true JP2876406B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=13269438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1064826A Expired - Fee Related JP2876406B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 露光装置及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876406B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200275B (zh) * | 2016-07-11 | 2017-12-01 | 武汉华星光电技术有限公司 | 曝光方法 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1064826A patent/JP2876406B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02244610A (ja) | 1990-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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