JP3014513B2 - 微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置 - Google Patents
微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に所望の
レジストパターンを形成するための微細パターンの露光
方法及び該露光方法に用いる縮小投影露光装置に関す
る。
レジストパターンを形成するための微細パターンの露光
方法及び該露光方法に用いる縮小投影露光装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体メモリーに代表される半導体集積
回路装置の微細化は著しく進み、１６ＭＤＲＡＭでは
０．５μｍのデザインルールとなっており、これらの製
造工程においては、設計された微細な回路パターンを半
導体基板上に正確に形成しなければならない。特に各工
程に応じて上層パターンを下層のパターン上の正確な位
置に位置合わせる精度（以後、アライメント精度と称す
る）に対する要求は、パターン解像性能と共にパターン
形成技術上の大きな課題となっている。
回路装置の微細化は著しく進み、１６ＭＤＲＡＭでは
０．５μｍのデザインルールとなっており、これらの製
造工程においては、設計された微細な回路パターンを半
導体基板上に正確に形成しなければならない。特に各工
程に応じて上層パターンを下層のパターン上の正確な位
置に位置合わせる精度（以後、アライメント精度と称す
る）に対する要求は、パターン解像性能と共にパターン
形成技術上の大きな課題となっている。
【０００３】従来より、前記のようなのパターンを半導
体基板上にレジストで形成する場合の露光装置として
は、縮小投影露光装置（ステッパー）が用いられてい
る。
体基板上にレジストで形成する場合の露光装置として
は、縮小投影露光装置（ステッパー）が用いられてい
る。
【０００４】図５は従来より一般に用いられている縮小
投影露光装置の概略構成を示し、レチクル１に形成され
たパターンを通過した露光光は、縮小投影レンズ２によ
って通常１／５に縮小された後、露光位置の本体部にＸ
方向及びＹ方向に移動可能に保持されているＸＹステー
ジ３上に設けられた基板ホルダー４に載置された半導体
基板５上に照射される。露光時におけるＸＹステージ３
の位置は、半導体基板５上に予め形成されたパターンの
アライメントマークをアライメント光学系（図示せず）
で読み取って決定される。
投影露光装置の概略構成を示し、レチクル１に形成され
たパターンを通過した露光光は、縮小投影レンズ２によ
って通常１／５に縮小された後、露光位置の本体部にＸ
方向及びＹ方向に移動可能に保持されているＸＹステー
ジ３上に設けられた基板ホルダー４に載置された半導体
基板５上に照射される。露光時におけるＸＹステージ３
の位置は、半導体基板５上に予め形成されたパターンの
アライメントマークをアライメント光学系（図示せず）
で読み取って決定される。
【０００５】ところで、縮小投影露光装置を用いて行な
う露光方法としては、１露光に対して１回のアライメン
トを行なういわゆるダイバイダイ方式が知られている
が、この方式は極めて多くの処理時間を必要とするので
スループットが悪いという問題がある。
う露光方法としては、１露光に対して１回のアライメン
トを行なういわゆるダイバイダイ方式が知られている
が、この方式は極めて多くの処理時間を必要とするので
スループットが悪いという問題がある。
【０００６】そこで、近時、半導体基板５上の多数のア
ライメントマークを予め読み取っておき、アライメント
マークの位置の計測結果に基づいて各露光位置を算出
し、ＸＹステージ３を移動しながら半導体基板５の全体
に亘って連続的に露光を行なう方法が一般的に採用され
ている。
ライメントマークを予め読み取っておき、アライメント
マークの位置の計測結果に基づいて各露光位置を算出
し、ＸＹステージ３を移動しながら半導体基板５の全体
に亘って連続的に露光を行なう方法が一般的に採用され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の縮小
投影露光装置においては、半導体基板はアルミ合金やセ
ラミック製の基板ホルダーの上面に真空吸着されてい
る。このため、露光時に被露光基板に照射された露光光
によって半導体基板は加熱され、半導体基板に発生した
熱は該半導体基板の裏面から基板ホルダーに伝達される
ので、半導体基板及び基板ホルダーは熱膨張する。
投影露光装置においては、半導体基板はアルミ合金やセ
ラミック製の基板ホルダーの上面に真空吸着されてい
る。このため、露光時に被露光基板に照射された露光光
によって半導体基板は加熱され、半導体基板に発生した
熱は該半導体基板の裏面から基板ホルダーに伝達される
ので、半導体基板及び基板ホルダーは熱膨張する。
【０００８】１回の露光で５００ｍＪのエネルギーが与
えられるとすると、６２５μｍ厚のシリコン基板の裏面
では０．０３℃程度の温度上昇が実測されている。この
温度上昇によって半導体基板は水平方向へ伸びるが、そ
の伸び量は、半導体基板がシリコンよりなり且つ基板ホ
ルダーがアルミニウム合金よりなる場合には、１０ｃｍ
当たり０．１２μｍ程度になる。
えられるとすると、６２５μｍ厚のシリコン基板の裏面
では０．０３℃程度の温度上昇が実測されている。この
温度上昇によって半導体基板は水平方向へ伸びるが、そ
の伸び量は、半導体基板がシリコンよりなり且つ基板ホ
ルダーがアルミニウム合金よりなる場合には、１０ｃｍ
当たり０．１２μｍ程度になる。
【０００９】ところで、従来のように露光を行なう前に
半導体基板上の多数の点でアライメントを行なった後、
ＸＹステージを計算上の露光位置に移動し、半導体基板
に対して露光を行なう方法においては、露光光の熱によ
る半導体基板自体の伸び、及び基板ホルダーの伸びにつ
れて半導体基板が引っぱられる半導体基板の伸びによっ
て露光位置にズレが生じる。このズレ量は、６インチウ
ェーハの両端では実測値で０．２μｍ程度にまで達する
場合がある。このズレ量は０．５μｍ以下のデザインル
ールの半導体集積回路装置の製造技術上、極めて深刻な
問題になっている。
半導体基板上の多数の点でアライメントを行なった後、
ＸＹステージを計算上の露光位置に移動し、半導体基板
に対して露光を行なう方法においては、露光光の熱によ
る半導体基板自体の伸び、及び基板ホルダーの伸びにつ
れて半導体基板が引っぱられる半導体基板の伸びによっ
て露光位置にズレが生じる。このズレ量は、６インチウ
ェーハの両端では実測値で０．２μｍ程度にまで達する
場合がある。このズレ量は０．５μｍ以下のデザインル
ールの半導体集積回路装置の製造技術上、極めて深刻な
問題になっている。
【００１０】前記に鑑み、本発明は、基板ホルダーに載
置保持された半導体基板が露光光の熱を受けても伸びな
いようにすることにより、アライメント時と露光時との
間で露光位置にズレが生じないようにすることを目的と
する。
置保持された半導体基板が露光光の熱を受けても伸びな
いようにすることにより、アライメント時と露光時との
間で露光位置にズレが生じないようにすることを目的と
する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【課題を解決するための手段】 前記の目的を達成するた
め、請求項１ の発明は、アライメントマークの位置を読
み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の
気体を露光時に半導体基板に供給することにより半導体
基板が伸びないようにするものである。
め、請求項１ の発明は、アライメントマークの位置を読
み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の
気体を露光時に半導体基板に供給することにより半導体
基板が伸びないようにするものである。
【００１８】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、基板ホルダー上に載置保持された半導体基板上の複
数のアライメントマークの位置を予め読み取っておき、
読み取った複数のアライメントマークの位置に基づき前
記半導体基板を順次移動させながら該半導体基板に対し
て連続的に露光を行なって前記半導体基板に複数の微細
なパターンを描く微細パターンの露光方法を対象とし、
前記半導体基板に対して露光を行なう際に、該半導体基
板上のアライメントマークの位置を読み取った際の該半
導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の気体を該半導体
基板に対して供給する構成とするものである。
は、基板ホルダー上に載置保持された半導体基板上の複
数のアライメントマークの位置を予め読み取っておき、
読み取った複数のアライメントマークの位置に基づき前
記半導体基板を順次移動させながら該半導体基板に対し
て連続的に露光を行なって前記半導体基板に複数の微細
なパターンを描く微細パターンの露光方法を対象とし、
前記半導体基板に対して露光を行なう際に、該半導体基
板上のアライメントマークの位置を読み取った際の該半
導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の気体を該半導体
基板に対して供給する構成とするものである。
【００１９】請求項２の発明は、請求項１の露光方法に
用いる装置であって、アライメントマークの位置を読み
取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の気
体を露光時に半導体基板に供給する手段を設けるもので
ある。
用いる装置であって、アライメントマークの位置を読み
取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の気
体を露光時に半導体基板に供給する手段を設けるもので
ある。
【００２０】具体的に請求項２の発明が講じた解決手段
は、基板ホルダー上に載置保持された半導体基板上の複
数のアライメントマークの位置を予め読み取っておき、
読み取った複数のアライメントマークの位置に基づき前
記半導体基板を順次移動させながら該半導体基板に対し
て連続的に露光を行なう縮小投影露光装置を対象とし、
前記半導体基板に対して気体を供給する気体供給手段
と、該気体供給手段から前記半導体基板に供給される気
体の温度を制御する気体温度制御手段とを備えている構
成とするものである。
は、基板ホルダー上に載置保持された半導体基板上の複
数のアライメントマークの位置を予め読み取っておき、
読み取った複数のアライメントマークの位置に基づき前
記半導体基板を順次移動させながら該半導体基板に対し
て連続的に露光を行なう縮小投影露光装置を対象とし、
前記半導体基板に対して気体を供給する気体供給手段
と、該気体供給手段から前記半導体基板に供給される気
体の温度を制御する気体温度制御手段とを備えている構
成とするものである。
【００２１】請求項３の発明は、露光時に半導体基板が
受ける露光エネルギーに基づき半導体基板に供給される
気体の温度を的確に制御しようとするするものであっ
て、具体的には、請求項２の構成に、前記半導体基板に
対して露光が行われた際の露光エネルギーを検出する検
出手段を備えており、前記気体温度制御手段は、前記検
出手段が検出した露光エネルギーに基づき前記気体供給
手段から前記半導体基板に供給される気体の温度を制御
する構成を付加するものである。
受ける露光エネルギーに基づき半導体基板に供給される
気体の温度を的確に制御しようとするするものであっ
て、具体的には、請求項２の構成に、前記半導体基板に
対して露光が行われた際の露光エネルギーを検出する検
出手段を備えており、前記気体温度制御手段は、前記検
出手段が検出した露光エネルギーに基づき前記気体供給
手段から前記半導体基板に供給される気体の温度を制御
する構成を付加するものである。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【作用】 請求項１ の構成により、アライメントマークの
位置を読み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低
い温度の気体を露光時に半導体基板に対して供給するた
め、露光時に半導体基板は冷却されるので、半導体基板
は露光光の熱を受けても温度上昇せず、半導体基板の伸
びは抑制される。
位置を読み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低
い温度の気体を露光時に半導体基板に対して供給するた
め、露光時に半導体基板は冷却されるので、半導体基板
は露光光の熱を受けても温度上昇せず、半導体基板の伸
びは抑制される。
【００２６】請求項２の構成により、半導体基板に対し
て気体を供給する気体供給手段と、該気体供給手段から
半導体基板に供給される気体の温度を制御する気体温度
制御手段とを備えているため、アライメントマークの位
置を読み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い
温度の気体を露光時に半導体基板に対して供給すること
ができる。
て気体を供給する気体供給手段と、該気体供給手段から
半導体基板に供給される気体の温度を制御する気体温度
制御手段とを備えているため、アライメントマークの位
置を読み取った際の半導体基板の雰囲気温度よりも低い
温度の気体を露光時に半導体基板に対して供給すること
ができる。
【００２７】請求項３の構成により、露光エネルギーを
検出する検出手段を備えており、気体温度制御手段は検
出手段が検出した露光エネルギーに基づき気体供給手段
から半導体基板に供給される気体の温度を制御するた
め、半導体基板に供給される気体の温度を的確に制御す
ることができる。
検出する検出手段を備えており、気体温度制御手段は検
出手段が検出した露光エネルギーに基づき気体供給手段
から半導体基板に供給される気体の温度を制御するた
め、半導体基板に供給される気体の温度を的確に制御す
ることができる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
【００２９】図１は本発明の第１実施例に係る縮小投影
露光装置の概略全体構成を示しており、同図に示すよう
に、レチクル６を通過した露光光（３６５ｎｍ）は、縮
小投影レンズ７（ＮＡ＝０．５）で１／５にパターン縮
小が行われた後、レジストが塗布されたシリコン基板８
の上面に照射される。この場合、シリコン基板８は、露
光装置本体にＸ方向及びＹ方向へ移動可能に保持される
ＸＹステージ９上に設けられたアルミニウムダイカスト
製の基板ホルダー１０の上面に真空吸着されて載置保持
されている。
露光装置の概略全体構成を示しており、同図に示すよう
に、レチクル６を通過した露光光（３６５ｎｍ）は、縮
小投影レンズ７（ＮＡ＝０．５）で１／５にパターン縮
小が行われた後、レジストが塗布されたシリコン基板８
の上面に照射される。この場合、シリコン基板８は、露
光装置本体にＸ方向及びＹ方向へ移動可能に保持される
ＸＹステージ９上に設けられたアルミニウムダイカスト
製の基板ホルダー１０の上面に真空吸着されて載置保持
されている。
【００３０】本第１実施例の特徴として、ＸＹステージ
９上には露光時のエネルギーを検出するためのフォトデ
ィテクタ１１が載置されており、該フォトディテクター
１１で検出した露光エネルギーは冷媒温度演算手段１２
に入力される。冷媒温度演算手段１２は、入力された露
光エネルギー及びシリコン基板８のショットレイアウト
等から基板ホルダー１０に送出する冷媒の温度を演算
し、演算結果を冷媒温度制御手段１３に出力する。冷媒
温度制御手段１３は入力された冷媒温度に基づき、熱交
換器１４から冷媒流通路１５を介して基板ホルダー１０
に送出する冷媒の温度を制御する。尚、図１において、
１６は冷媒流通路１５に設けられ冷媒を熱交換器１４か
ら基板ホルダー１０を通って熱交換器１４へと循環させ
る冷媒圧送ポンプである。また、本第１実施例では、冷
媒の温度制御の精度は０．０１℃であり、冷媒の流量は
１．５ｌ／ｍｉｎに設定されている。
９上には露光時のエネルギーを検出するためのフォトデ
ィテクタ１１が載置されており、該フォトディテクター
１１で検出した露光エネルギーは冷媒温度演算手段１２
に入力される。冷媒温度演算手段１２は、入力された露
光エネルギー及びシリコン基板８のショットレイアウト
等から基板ホルダー１０に送出する冷媒の温度を演算
し、演算結果を冷媒温度制御手段１３に出力する。冷媒
温度制御手段１３は入力された冷媒温度に基づき、熱交
換器１４から冷媒流通路１５を介して基板ホルダー１０
に送出する冷媒の温度を制御する。尚、図１において、
１６は冷媒流通路１５に設けられ冷媒を熱交換器１４か
ら基板ホルダー１０を通って熱交換器１４へと循環させ
る冷媒圧送ポンプである。また、本第１実施例では、冷
媒の温度制御の精度は０．０１℃であり、冷媒の流量は
１．５ｌ／ｍｉｎに設定されている。
【００３１】以下、第１実施例に係る縮小投影露光装置
を用いて行なう微細パターンの露光方法について説明す
る。
を用いて行なう微細パターンの露光方法について説明す
る。
【００３２】６００ｎｍの熱酸化膜によるパターンが形
成された６インチ径のシリコン基板８上に１．２２μｍ
厚のポジ型ホトレジスト（住友化学製 ＰＦＩ−１５）
を塗布した後、開口率が９２％のレチクル６を用いて露
光する。このときの１ショットのサイズは７．９ｍｍ×
１６．９ｍｍであり、露光エネルギーはフォトディテク
ター１１で測定した結果２６０ｍＪ／ショットであっ
た。
成された６インチ径のシリコン基板８上に１．２２μｍ
厚のポジ型ホトレジスト（住友化学製 ＰＦＩ−１５）
を塗布した後、開口率が９２％のレチクル６を用いて露
光する。このときの１ショットのサイズは７．９ｍｍ×
１６．９ｍｍであり、露光エネルギーはフォトディテク
ター１１で測定した結果２６０ｍＪ／ショットであっ
た。
【００３３】シリコン基板８のレイアウトは、オリエン
テーションフラットに対して平行な方向に１１ショッ
ト、垂直な方向に７ショットであって、シリコン基板８
から食み出す部分は除去してある。
テーションフラットに対して平行な方向に１１ショッ
ト、垂直な方向に７ショットであって、シリコン基板８
から食み出す部分は除去してある。
【００３４】まず、冷媒の温度を２３．０℃に設定し、
シリコン基板８上の１１点のアライメントマークを用い
たアライメントを行なってショットの位置を計算した。
シリコン基板８上の１１点のアライメントマークを用い
たアライメントを行なってショットの位置を計算した。
【００３５】次に、前述の露光エネルギーとショットレ
イアウトとより露光時の基板ホルダー１０の温度に２
２．９３℃と設定し、基板ホルダー１０内に送出される
冷媒の温度を制御した。この状態でＸＹステージ９を移
動させて全ショット露光を行なった。
イアウトとより露光時の基板ホルダー１０の温度に２
２．９３℃と設定し、基板ホルダー１０内に送出される
冷媒の温度を制御した。この状態でＸＹステージ９を移
動させて全ショット露光を行なった。
【００３６】図２は、前記の露光方法を用いた場合と、
従来の露光方法を用いた場合とにおけるウェーハのオリ
エンテーションフラットに対して平行な方向の直径に沿
って各ショットのアライメントエラーを比較したグラフ
である。同図において、黒丸印Ａは従来の露光方法によ
るもの、四角印Ｂは前記の露光方法によるものである。
同図から明らかなように、従来の方法では、シリコン基
板８の伸び及び基板ホルダー１０の伸びに原因すると思
われるスケーリングエラーが発生し、ウェーハの両端で
０．１５μｍ程度の位置ズレが生じたが、前記の方法で
は、最大０．０４μｍ程度の位置ズレが生じただけであ
る。
従来の露光方法を用いた場合とにおけるウェーハのオリ
エンテーションフラットに対して平行な方向の直径に沿
って各ショットのアライメントエラーを比較したグラフ
である。同図において、黒丸印Ａは従来の露光方法によ
るもの、四角印Ｂは前記の露光方法によるものである。
同図から明らかなように、従来の方法では、シリコン基
板８の伸び及び基板ホルダー１０の伸びに原因すると思
われるスケーリングエラーが発生し、ウェーハの両端で
０．１５μｍ程度の位置ズレが生じたが、前記の方法で
は、最大０．０４μｍ程度の位置ズレが生じただけであ
る。
【００３７】これにより、第１実施例の露光装置による
露光方法においては、アライメント時と露光時との間に
おける露光位置のズレ量が大きく低減されることが明ら
かである。
露光方法においては、アライメント時と露光時との間に
おける露光位置のズレ量が大きく低減されることが明ら
かである。
【００３８】尚、前記第１実施例においては、基板ホル
ダー１０内に流通せしめる冷媒の温度を制御することに
よって基板ホルダー１０の温度を制御したが、これに代
えて、冷媒の温度を一定にし基板ホルダー１０内に流通
せしめる冷媒の流量を制御することによって基板ホルダ
ー１０の温度を制御してもよい。
ダー１０内に流通せしめる冷媒の温度を制御することに
よって基板ホルダー１０の温度を制御したが、これに代
えて、冷媒の温度を一定にし基板ホルダー１０内に流通
せしめる冷媒の流量を制御することによって基板ホルダ
ー１０の温度を制御してもよい。
【００３９】図３は本発明の第２実施例に係る縮小投影
露光装置の概略全体構成を示しており、同図に示すよう
に、レチクル１７を通過した露光光（３６５ｍｍ）は、
縮小投影レンズ１８（ＮＡ＝０．５）で１／５にパター
ン縮小を行われた後、レジストが塗布されたシリコン基
板１９の上面に照射される。この場合、第１実施例と同
様に、シリコン基板１９は、露光装置本体にＸ方向及び
Ｙ方向へ移動可能に保持されるＸＹステージ２０上に設
けられたセラミック製の基板ホルダー１９の上面に真空
吸着されて載置保持されている。
露光装置の概略全体構成を示しており、同図に示すよう
に、レチクル１７を通過した露光光（３６５ｍｍ）は、
縮小投影レンズ１８（ＮＡ＝０．５）で１／５にパター
ン縮小を行われた後、レジストが塗布されたシリコン基
板１９の上面に照射される。この場合、第１実施例と同
様に、シリコン基板１９は、露光装置本体にＸ方向及び
Ｙ方向へ移動可能に保持されるＸＹステージ２０上に設
けられたセラミック製の基板ホルダー１９の上面に真空
吸着されて載置保持されている。
【００４０】本第２実施例の特徴として、ＸＹステージ
２０上には露光時のエネルギーを検出するためのフォト
ディテクタ２２が載置されており、該フォトディテクタ
ー２２で検出した露光エネルギーは空気温度演算手段２
３に入力される。空気温度演算手段２４は、入力された
露光エネルギー及びショットレイアウト等からシリコン
基板１９に吹き付ける空気の温度を演算し、演算結果を
空気温度制御手段２４に出力する。空気温度制御手段２
４は入力された空気温度に基づき、熱交換器２５から送
出される空気の温度を制御する。尚、図３において、２
６は空気を熱交換器２５に送る送風機、２７は熱交換器
２５から送出される温度制御された空気をシリコン基板
１９に吹き付ける空気吹き付けノズルである。また、本
実施例では、空気の温度制御の精度は０．０２℃であ
り、シリコン基板８に吹き付ける空気の流量は３００ｃ
ｃ／ｍｉｎに設定されている。
２０上には露光時のエネルギーを検出するためのフォト
ディテクタ２２が載置されており、該フォトディテクタ
ー２２で検出した露光エネルギーは空気温度演算手段２
３に入力される。空気温度演算手段２４は、入力された
露光エネルギー及びショットレイアウト等からシリコン
基板１９に吹き付ける空気の温度を演算し、演算結果を
空気温度制御手段２４に出力する。空気温度制御手段２
４は入力された空気温度に基づき、熱交換器２５から送
出される空気の温度を制御する。尚、図３において、２
６は空気を熱交換器２５に送る送風機、２７は熱交換器
２５から送出される温度制御された空気をシリコン基板
１９に吹き付ける空気吹き付けノズルである。また、本
実施例では、空気の温度制御の精度は０．０２℃であ
り、シリコン基板８に吹き付ける空気の流量は３００ｃ
ｃ／ｍｉｎに設定されている。
【００４１】以下、第２実施例に係る縮小投影露光装置
を用いて行なう微細パターンの露光方法について説明す
る。
を用いて行なう微細パターンの露光方法について説明す
る。
【００４２】６００ｎｍの熱酸化膜によるパターンが形
成された６インチ径のシリコン基板１９上に１．２２μ
ｍ厚のポジ型ホトレジスト（住友化学製 ＰＦＩ−１
５）を塗布した後、開口率が９２％のレチクル６を用い
て露光する。このときの１ショットのサイズは７．９ｍ
ｍ×１６．９ｍｍであり、露光エネルギーはフォトディ
テクター１１で測定した結果２６０ｍＪ／ショットであ
った。
成された６インチ径のシリコン基板１９上に１．２２μ
ｍ厚のポジ型ホトレジスト（住友化学製 ＰＦＩ−１
５）を塗布した後、開口率が９２％のレチクル６を用い
て露光する。このときの１ショットのサイズは７．９ｍ
ｍ×１６．９ｍｍであり、露光エネルギーはフォトディ
テクター１１で測定した結果２６０ｍＪ／ショットであ
った。
【００４３】シリコン基板８のレイアウトは、オリエン
テーションフラットに対して平行な方向に１１ショッ
ト、垂直な方向に７ショットであって、シリコン基板１
９から食み出す部分は除去してある。
テーションフラットに対して平行な方向に１１ショッ
ト、垂直な方向に７ショットであって、シリコン基板１
９から食み出す部分は除去してある。
【００４４】まず、冷媒の温度を２３．０℃に設定し、
シリコン基板１９上の１１点のアライメントマークを用
いたアライメントを行なってショットの位置を計算し
た。
シリコン基板１９上の１１点のアライメントマークを用
いたアライメントを行なってショットの位置を計算し
た。
【００４５】次に、前述の露光エネルギーとショットレ
イアウトとより露光時に露光部分に吹きつける空気の温
度を２２．４℃と定め、シリコン基板１９に吹き付ける
空気の温度を上記温度に制御した。シリコン基板１９に
対する空気の吹きつけは各ショットの露光開始と同時に
開始して０．６秒間続行した。
イアウトとより露光時に露光部分に吹きつける空気の温
度を２２．４℃と定め、シリコン基板１９に吹き付ける
空気の温度を上記温度に制御した。シリコン基板１９に
対する空気の吹きつけは各ショットの露光開始と同時に
開始して０．６秒間続行した。
【００４６】図４は、第２実施例の露光方法を用いた場
合と、従来の露光方法を用いた場合とにおけるウェーハ
のオリエンテーションフラットに対して平行な方向の直
径に沿った各ショットのアライメントエラーを比較した
グラフである。同図において、黒丸印Ａは従来の露光方
法によるもの、四角印Ｃは前記の露光方法によるもので
ある。同図から明らかなように、従来の方法では、シリ
コン基板１９の伸び及び基板ホルダー２１の伸びに原因
すると思われるスケーリングエラーが発生し、ウェーハ
の両端で０．１５μｍ程度の位置ズレが生じたが、前記
の方法では、スケーリングエラーは殆ど発生していない
のが確認できた。
合と、従来の露光方法を用いた場合とにおけるウェーハ
のオリエンテーションフラットに対して平行な方向の直
径に沿った各ショットのアライメントエラーを比較した
グラフである。同図において、黒丸印Ａは従来の露光方
法によるもの、四角印Ｃは前記の露光方法によるもので
ある。同図から明らかなように、従来の方法では、シリ
コン基板１９の伸び及び基板ホルダー２１の伸びに原因
すると思われるスケーリングエラーが発生し、ウェーハ
の両端で０．１５μｍ程度の位置ズレが生じたが、前記
の方法では、スケーリングエラーは殆ど発生していない
のが確認できた。
【００４７】尚、シリコン基板８に対する温度制御は、
前記第２実施例では気体の温度を制御することによって
行なったが、これに代えて、気体の温度を一定にしてシ
リコン基板８に吹き付ける気体の流量を変化させること
によって行なってもよい。
前記第２実施例では気体の温度を制御することによって
行なったが、これに代えて、気体の温度を一定にしてシ
リコン基板８に吹き付ける気体の流量を変化させること
によって行なってもよい。
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【発明の効果】 請求項１ の発明に係る微細パターンの露
光方法によると、アライメントマーク読取り時の半導体
基板の雰囲気温度よりも低い温度の気体を露光時に半導
体基板に対して供給するため、露光時に半導体基板は冷
却され、半導体基板は露光光の熱を受けても温度上昇し
ないので、半導体基板の伸びを抑制することができ、ア
ライメント時と露光時との間の露光位置のズレを低減さ
せることができる。
光方法によると、アライメントマーク読取り時の半導体
基板の雰囲気温度よりも低い温度の気体を露光時に半導
体基板に対して供給するため、露光時に半導体基板は冷
却され、半導体基板は露光光の熱を受けても温度上昇し
ないので、半導体基板の伸びを抑制することができ、ア
ライメント時と露光時との間の露光位置のズレを低減さ
せることができる。
【００５２】請求項２の発明に係る縮小投影露光装置に
よると、半導体基板に対して気体を供給する気体供給手
段と、該気体供給手段から半導体基板に供給される気体
の温度を制御する気体温度制御手段とを備えているた
め、アライメントマーク読取り時の半導体基板の雰囲気
温度よりも低い温度の気体を露光時に半導体基板に供給
することができるので、請求項１の露光方法を簡易且つ
確実に実現することができる。
よると、半導体基板に対して気体を供給する気体供給手
段と、該気体供給手段から半導体基板に供給される気体
の温度を制御する気体温度制御手段とを備えているた
め、アライメントマーク読取り時の半導体基板の雰囲気
温度よりも低い温度の気体を露光時に半導体基板に供給
することができるので、請求項１の露光方法を簡易且つ
確実に実現することができる。
【００５３】請求項３の発明に係る縮小投影露光装置に
よると、検出された露光エネルギーに基づき半導体基板
に供給される気体の温度を制御するため、半導体基板に
供給される気体の温度を的確に制御することができるの
で、アライメント時と露光時との間の露光位置のズレを
極めて小さくすることができる。
よると、検出された露光エネルギーに基づき半導体基板
に供給される気体の温度を制御するため、半導体基板に
供給される気体の温度を的確に制御することができるの
で、アライメント時と露光時との間の露光位置のズレを
極めて小さくすることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る縮小投影露光装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】前記第１実施例に係る縮小投影露光装置による
露光方法と従来の露光方法とにおけるアライメント精度
の比較図である。
露光方法と従来の露光方法とにおけるアライメント精度
の比較図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る縮小投影露光装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】前記第２実施例に係る縮小投影露光装置による
露光方法と従来の露光方法とにおけるアライメント精度
の比較図である。
露光方法と従来の露光方法とにおけるアライメント精度
の比較図である。
【図５】従来の縮小投影露光装置の概略構成図である。
６ レチクル ７ 縮小投影レンズ ８ 被露光基板 ９ ＸＹステージ １０ ウエハーホールダー １１ ホトディテクター １２ 冷媒温度演算手段 １３ 冷媒温度制御手段 １４ 熱交換器 １５ 冷媒流通路 １６ 冷媒圧送ポンプ １７ レチクル １８ 縮小投影レンズ １９ 被露光基板 ２０ ＸＹステージ ２１ ウエハーホールダー ２２ ホトディテクター ２３ 空気温度演算手段 ２４ 空気温度制御手段 ２５ 熱交換器 ２６ 送風機 ２７ 空気吹き付けノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 基板ホルダー上に載置保持された半導体
基板上の複数のアライメントマークの位置を予め読み取
っておき、読み取った複数のアライメントマークの位置
に基づき前記半導体基板を順次移動させながら該半導体
基板に対して連続的に露光を行なって前記半導体基板に
複数の微細なパターンを描く微細パターンの露光方法で
あって、前記半導体基板に対して露光を行なう際に、該
半導体基板上のアライメントマークの位置を読み取った
際の該半導体基板の雰囲気温度よりも低い温度の気体を
該半導体基板に対して供給することを特徴とする微細パ
ターンの露光方法。 - 【請求項２】 基板ホルダー上に載置保持された半導体
基板上の複数のアライメントマークの位置を予め読み取
っておき、読み取った複数のアライメントマークの位置
に基づき前記半導体基板を順次移動させながら該半導体
基板に対して連続的に露光を行なう縮小投影露光装置で
あって、前記半導体基板に対して気体を供給する気体供
給手段と、該気体供給手段から前記半導体基板に供給さ
れる気体の温度を制御する気体温度制御手段とを備えて
いることを特徴とする縮小投影露光装置。 - 【請求項３】 前記半導体基板に対して露光が行われた
際の露光エネルギーを検出する検出手段を備えており、
前記気体温度制御手段は、前記検出手段が検出した露光
エネルギーに基づき前記気体供給手段から前記半導体基
板に供給される気体の温度を制御することを特徴とする
請求項２に記載の縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273883A JP3014513B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273883A JP3014513B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114541A JPH05114541A (ja) | 1993-05-07 |
| JP3014513B2 true JP3014513B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17533906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273883A Expired - Lifetime JP3014513B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 微細パターンの露光方法及び縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014513B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2465011B1 (de) * | 2009-08-11 | 2016-03-23 | Suss MicroTec Lithography GmbH | Verfahren und vorrichtung zum konstanthalten der maskenabmessungen |
| NL2008250A (en) * | 2011-03-08 | 2012-09-11 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| KR102592761B1 (ko) | 2015-04-21 | 2023-10-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3273883A patent/JP3014513B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05114541A (ja) | 1993-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991130 |