JP5204127B2 - Scan exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、例えば、EUV(極端紫外: Extreme Ultra Violet)リソグラフィなどに好適であり、マスクを用いてスキャン露光を実施するためのスキャン露光装置および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention is suitable for, for example, EUV (Extreme Ultra Violet) lithography and the like, and relates to a scan exposure apparatus and a semiconductor device manufacturing method for performing scan exposure using a mask.

半導体集積回路等の半導体装置の製造過程において、微細パターンを基板上に転写する方法としてリソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術には、主に投影露光装置が用いられ、該投影露光装置に装着したフォトマスクを透過した露光光を、基板上のレジストに照射することによりパターン転写が行われる。   In the process of manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit, a lithography technique is used as a method for transferring a fine pattern onto a substrate. In this lithography technique, a projection exposure apparatus is mainly used, and pattern transfer is performed by irradiating the resist on the substrate with exposure light transmitted through a photomask mounted on the projection exposure apparatus.

近年、デバイスの高集積化やデバイス動作速度の高速化が要求されており、これらの要求に応えるためにパターンの微細化が進められている。この微細化要求に答えるため、露光波長の短波長化などにより、投影像の解像度を向上する努力がなされており、最近では従来の紫外線より1桁以上波長の短い波長13.5nmのEUV光を用いた露光法も検討されている。   In recent years, higher integration of devices and higher device operating speeds have been demanded, and pattern miniaturization has been promoted to meet these demands. In order to meet this demand for miniaturization, efforts have been made to improve the resolution of projected images by shortening the exposure wavelength. Recently, EUV light having a wavelength of 13.5 nm, which is one digit or more shorter than conventional ultraviolet rays, has been recently used. The exposure method used is also being studied.

また、投影光学系の収差や画角などの観点から、EUV露光法を含めた最先端の露光方式としては、ステッパ方式に代わって円弧状の露光領域を走査して露光を行うスキャナ方式が主流として用いられている。   From the viewpoint of the aberration and angle of view of the projection optical system, as a state-of-the-art exposure method including the EUV exposure method, a scanner method that performs exposure by scanning an arc-shaped exposure region instead of the stepper method is the mainstream. It is used as.

特開2005−86148号公報JP 2005-86148 A

露光光の短波長化に伴って、投影像の分解能は向上するものの、フレアという問題が浮上してきている。このフレアは、多層膜による反射マスクおよび多層膜による反射投影光学系が必須のEUV露光法において、露光波長の短さも手伝って大きな問題となる。   Although the resolution of the projected image is improved with the shortening of the exposure light wavelength, the problem of flare is emerging. This flare is a major problem in the EUV exposure method in which a reflective mask made of a multilayer film and a reflective projection optical system made of a multilayer film are indispensable, helping to shorten the exposure wavelength.

フレアはいくつかの種類に分類されるが、EUVリソグラフィを中心に特に大きな問題となっているのがローカルフレアと呼ばれるものである。ローカルフレアは、反射ミラーの表面にごく僅かなラフネスが存在することによって、反射面で露光光が乱反射されるもので、正反射方向以外に迷光を生じさせる原因となる。   Flares are classified into several types, and what is particularly a major problem centering on EUV lithography is what is called local flare. The local flare has a slight roughness on the surface of the reflecting mirror, so that the exposure light is irregularly reflected on the reflecting surface, which causes stray light in a direction other than the regular reflection direction.

なお、上記特許文献1には、反射投影光学系の内部に多数の迷光絞りを組み込むことによって、迷光による像質劣化や解像度の低下を防止することを目的とした極端紫外光学系が提案されている。   Patent Document 1 proposes an extreme ultraviolet optical system for the purpose of preventing image quality deterioration and resolution reduction due to stray light by incorporating a large number of stray light apertures inside the reflection projection optical system. Yes.

図6は、反射マスクに露光光が照射されている様子を示す平面図である。反射マスクを用いたスキャナ装置では、1ショットの露光領域11は、露光境界10で区切られた円弧状になる。露光領域11内での露光点12aに着目すると、その露光点12aで乱反射によるフレアが生ずると、露光点12aを中心として略円形状の光の拡がり13aが発生する。別の露光点12b,12cなどで乱反射が生ずると、同様に、各露光点12b,12cを中心として略円形状の光の拡がり13b,13cが発生する。こうした光の拡がりは、散乱光の角度分布として定義できる。   FIG. 6 is a plan view showing a state in which exposure light is irradiated on the reflective mask. In the scanner device using the reflection mask, the exposure area 11 of one shot has an arc shape divided by the exposure boundary 10. Focusing on the exposure point 12a in the exposure region 11, when flare due to irregular reflection occurs at the exposure point 12a, a substantially circular light spread 13a occurs around the exposure point 12a. When irregular reflection occurs at other exposure points 12b, 12c, etc., similarly, substantially circular light spreads 13b, 13c occur around the exposure points 12b, 12c. Such light spread can be defined as the angular distribution of scattered light.

図7は、フレアによるウエハ上での光の拡がりの様子を示すグラフである。横軸は露光点を原点0として面内方向の位置を示し、縦軸は光量を示す。このグラフから、露光点に光量のピークが位置し、露光点からの距離の増加とともに光量が減少することが判る。   FIG. 7 is a graph showing how light spreads on the wafer due to flare. The horizontal axis indicates the position in the in-plane direction with the exposure point as the origin 0, and the vertical axis indicates the amount of light. From this graph, it can be seen that the peak of the light amount is located at the exposure point, and the light amount decreases as the distance from the exposure point increases.

マスクの多層膜のラフネス特性や基板のラフネス特性に依存するが、光量分布は1次近似的には軸対象の特性となる。先にも示したが、この乱反射特性は反射面のラフネスに起因するものであり、特に露光波長が13.5nmというナノメータレベルの短いEUVリソグラフィでは、空間周期0.1nmレベルのラフネスが存在していても、その散乱光は光学系に取り込まれて解像不良の原因になる。   Although depending on the roughness characteristic of the multilayer film of the mask and the roughness characteristic of the substrate, the light quantity distribution is a characteristic of the axis target in a first order approximation. As described above, this irregular reflection characteristic is caused by the roughness of the reflecting surface. In particular, in EUV lithography having a short exposure wavelength of 13.5 nm and a short nanometer level, a roughness with a spatial period of 0.1 nm exists. However, the scattered light is taken into the optical system and causes a resolution failure.

このフレアに起因して、図8に示すように、円弧状の露光領域11および露光境界10の外側にも光のフレア15が生じている。このフレアにより、露光対象であるチップ領域に隣接するチップ領域に露光被りが生じ、隣接領域においてパターン寸法異常や解像度低下が起こる。   Due to the flare, a light flare 15 is also generated outside the arcuate exposure region 11 and the exposure boundary 10 as shown in FIG. Due to this flare, exposure coverage occurs in the chip area adjacent to the chip area to be exposed, and pattern dimension abnormality and resolution reduction occur in the adjacent area.

EUVリソグラフィの場合、解像度には余裕があるため、解像するか否かの問題は比較的少ないが、パターン寸法異常は大きな問題となる。   In the case of EUV lithography, there is a margin in resolution, so the problem of whether or not to resolve is relatively small, but pattern dimension abnormality is a big problem.

この問題を解決するため、従来は、露光被りが生じる場所のマスクパターンに寸法バイアスをかけて補正を行っていた。パターン毎にビーム径やドーズ量を補正可能な電子線描画法(EBリソグラフィ)とは異なり、マスクパターン上での寸法補正であるため、隣接ショットの状況が左右上下同じでないと同じような補正ができない。   In order to solve this problem, conventionally, correction has been performed by applying a dimensional bias to the mask pattern where the exposure coverage occurs. Unlike electron beam lithography (EB lithography) that can correct the beam diameter and dose for each pattern, it is dimensional correction on the mask pattern. Can not.

図9は、ウエハでの露光ショットマップを示す平面図である。ウエハ内部に位置する有効チップ領域20は、その周囲に隣接する有効チップ領域へのショットによる影響を受けて、均等な露光環境が維持される。   FIG. 9 is a plan view showing an exposure shot map on the wafer. The effective chip area 20 located inside the wafer is affected by a shot to the adjacent effective chip area around the periphery, and a uniform exposure environment is maintained.

一方、ウエハ周辺に位置する有効チップ領域についても、内部と同じ露光環境を維持するためには、有効チップショットエリア22の外側に位置し、ウエハ外周21と交差する無効チップ領域あるいはさらに外側の領域についてダミーショット24,25を照射する必要がある。   On the other hand, in order to maintain the same exposure environment as the inside for the effective chip area located in the periphery of the wafer, the ineffective chip area that is located outside the effective chip shot area 22 and intersects the wafer outer periphery 21 or a further outside area. It is necessary to irradiate dummy shots 24 and 25.

ここで、露光スキャン方向23に沿ったダミーショット24は、フルチップサイズのダミーショットが必要である。これに対して、垂直な方向のダミーショット25は、円弧状の露光領域をスキャンすることから、フルチップサイズではなく、露光被りが生じるサイズまでのショットサイズで済む。この大きさは、円弧状の露光領域長さや被り領域の拡がりに依存するが、多くの場合、フルチップサイズの約1/4である。   Here, the dummy shot 24 along the exposure scan direction 23 needs to be a full chip size dummy shot. On the other hand, since the dummy shot 25 in the vertical direction scans the arc-shaped exposure region, it does not have to be a full chip size but a shot size up to a size at which exposure covering occurs. This size depends on the length of the arcuate exposure area and the extent of the cover area, but in many cases is about 1/4 of the full chip size.

こうしたダミーショットにより、1ウエハ当たりのショット数が増え、露光スループットが低下するという問題がある。通常、フルフィールドスキャナの露光フィールドサイズは、ウエハ上で26mm×33mm前後である。このときチップサイズを24.9mm×32.9mm、ショットピッチを25mm×33mmとした場合、有効取得チップ数は74チップ、スキャン方向に平行なフルチップサイズのダミーショット24の無効チップ数は18、垂直な方向の部分チップサイズのダミーショット25の無効チップ数は24になる。   Such dummy shots cause a problem that the number of shots per wafer increases and the exposure throughput decreases. Usually, the exposure field size of a full field scanner is around 26 mm × 33 mm on the wafer. At this time, when the chip size is 24.9 mm × 32.9 mm and the shot pitch is 25 mm × 33 mm, the number of effective acquisition chips is 74 chips, and the number of invalid chips of the dummy shot 24 of the full chip size parallel to the scan direction is 18, vertical. The number of invalid chips in the dummy shot 25 of the partial chip size in any direction is 24.

露光時間に換算すると、1個のフルチップサイズの露光に必要な時間をTとして、有効チップの取得に必要な露光時間は74T、ダミーショット24に必要な露光時間は18T、ダミーショット25に必要な露光時間は24/4=6Tと計算される。従って、ウエハ全体の露光時間は計98Tとなり、露光環境を維持するためのダミーショットにより、実効露光時間の32%(=(98−74)/74)が冗長であることになる。   In terms of exposure time, T is the time required for exposure of one full chip size, 74 T is the exposure time required to acquire an effective chip, 18 T is the exposure time required for dummy shot 24, and 25 is required for dummy shot 25. The exposure time is calculated as 24/4 = 6T. Therefore, the total exposure time of the wafer is 98T, and 32% (= (98−74) / 74) of the effective exposure time is redundant due to the dummy shot for maintaining the exposure environment.

特に、EUVリソグラフィでは、EUV光源の光量が低いため、露光時間が長くなり、スループットが低くなる傾向があるが、上述のようなダミーショットはスループットの低下を助長することになる。   In particular, in EUV lithography, since the amount of light from the EUV light source is low, the exposure time tends to be long and the throughput tends to be low. However, the dummy shot as described above promotes a decrease in the throughput.

本発明の目的は、露光環境を維持するためのダミーショットを削減し、露光時間の短縮化、スループットの向上を図ることができるスキャン露光装置および半導体装置の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a scan exposure apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of reducing dummy shots for maintaining an exposure environment, shortening exposure time, and improving throughput.

本発明の一実施例によれば、露光マスクからの露光光を投影して、ウエハへのスキャン露光を行う際、スキャン方向に対して垂直な方向に沿った露光幅を規定するための遮光部材をウエハ表面に近接配置して、露光対象であるチップ領域に隣接したチップ領域へ向かうフレアを遮断している。ウエハへのスキャン露光は、スキャン方向に対して垂直な方向に細長い露光領域を用いて行われる。遮光部材は、露光幅が露光領域の長さより小さくなるように設定することによって、投影光学系内部で発生するフレアを制限する。

According to one embodiment of the present invention, a light shielding member for defining an exposure width along a direction perpendicular to a scanning direction when performing exposure on a wafer by projecting exposure light from an exposure mask. Are arranged close to the wafer surface to block flare toward the chip area adjacent to the chip area to be exposed. Scan exposure on a wafer is performed using an exposure region that is elongated in a direction perpendicular to the scan direction. The light shielding member limits flare generated inside the projection optical system by setting the exposure width to be smaller than the length of the exposure region.

このとき、遮光部材が規定する露光幅は、露光対象であるチップ領域のサイズ、及び/又は露光対象であるチップ領域と隣接したチップ領域との間の間隔に応じて、変化させることが好ましい。   At this time, the exposure width defined by the light shielding member is preferably changed in accordance with the size of the chip area to be exposed and / or the interval between the chip area to be exposed and the adjacent chip area.

また、遮光部材とウエハ表面との間隙は、500μm以下に設定することが好ましい。   The gap between the light shielding member and the wafer surface is preferably set to 500 μm or less.

この実施例によれば、遮光部材をウエハ表面に近接配置して、露光対象であるチップ領域に隣接したチップ領域へ向かうフレアを遮断しているため、露光環境を維持するためのダミーショットを削減することができる。その結果、露光時間の短縮化、スループットの向上を図ることができる。   According to this embodiment, the light shielding member is disposed close to the wafer surface to block flare toward the chip area adjacent to the chip area to be exposed, thereby reducing dummy shots for maintaining the exposure environment. can do. As a result, the exposure time can be shortened and the throughput can be improved.

本発明に係るスキャン露光装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the scanning exposure apparatus which concerns on this invention. ハウジングの開口部付近の様子を示す平面図である。It is a top view which shows the mode of the opening part vicinity of a housing. X方向の露光幅を遮光ブレードで制限する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the exposure width of a X direction is restrict | limited with the light-shielding blade. 図1に示すスキャン露光装置を用いた場合のウエハでの露光ショットマップを示す平面図である。It is a top view which shows the exposure shot map in the wafer at the time of using the scanning exposure apparatus shown in FIG. 図5A〜図5Dは、種々のチップ間隔を有するチップショットマップの各種例を示す平面図である。5A to 5D are plan views showing various examples of chip shot maps having various chip intervals. 反射マスクに露光光が照射されている様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that exposure light is irradiated to the reflective mask. フレアによるウエハ上での光の拡がりの様子を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the expansion of the light on the wafer by a flare. 露光領域の周囲に現れる光のフレアの様子を示す平面図である。It is a top view which shows the mode of the flare of the light which appears around the exposure area | region. ウエハでの露光ショットマップを示す平面図である。It is a top view which shows the exposure shot map in a wafer.

符号の説明Explanation of symbols

100 光源、 101 露光光、 102 反射光学系、 103 露光マスク、
103a マスクステージ、 104 ハウジング、 105 反射投影光学系、
106 ウエハ、 106a ウエハステージ、 110 遮光ブレード、
111 駆動機構、 112 開口部。
100 light source, 101 exposure light, 102 reflective optical system, 103 exposure mask,
103a mask stage, 104 housing, 105 reflective projection optical system,
106 wafer, 106a wafer stage, 110 shading blade,
111 Drive mechanism, 112 opening.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be simplified or omitted.

実施の形態1.
図1は、本発明に係るスキャン露光装置の一例を示す構成図である。スキャン露光装置は、露光光101を供給する光源100と、反射光学系102と、露光マスク103を搭載するためのマスクステージ103aと、反射投影光学系105と、光学系を収納するハウジング104と、ウエハ106を搭載するためのウエハステージ106aと、一対の遮光ブレード110と、遮光ブレード110の露光幅を可変に設定するための駆動機構111などで構成される。以下、理解容易のため、露光マスク103およびウエハ106をXY面と平行に設定し、XY面に垂直な方向をZ方向とする。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a scanning exposure apparatus according to the present invention. The scanning exposure apparatus includes a light source 100 that supplies exposure light 101, a reflection optical system 102, a mask stage 103a for mounting an exposure mask 103, a reflection projection optical system 105, a housing 104 that houses the optical system, A wafer stage 106a for mounting the wafer 106, a pair of light shielding blades 110, a drive mechanism 111 for variably setting the exposure width of the light shielding blades 110, and the like. Hereinafter, for easy understanding, the exposure mask 103 and the wafer 106 are set parallel to the XY plane, and the direction perpendicular to the XY plane is defined as the Z direction.

光源100は、例えば、10nm〜15nmの波長範囲、特に、波長13.5nmを有するEUV光を露光光101として供給する。なお、本実施形態では、EUV露光光を使用する場合を例示するが、本発明は、その他の波長、例えば、軟X線、DUV(深紫外)、紫外、可視光等の波長領域を使用する場合にも適用可能である。   The light source 100 supplies, for example, EUV light having a wavelength range of 10 nm to 15 nm, in particular, a wavelength of 13.5 nm as the exposure light 101. In this embodiment, the case where EUV exposure light is used is exemplified, but the present invention uses other wavelengths, for example, wavelength regions such as soft X-rays, DUV (deep ultraviolet), ultraviolet, and visible light. It is also applicable to cases.

光源100からウエハ106に至る光路は、露光光の吸収が可能な限り低くなるように、使用波長に応じて適切な雰囲気中に維持されており、EUV光の場合、一般に、真空に維持されている。特に、反射光学系102、露光マスク103および反射投影光学系105を収容するハウジング104の内部は、その周囲に比べて特に高い真空度となるように真空排気されており、これにより光学系を汚染から保護している。   The optical path from the light source 100 to the wafer 106 is maintained in an appropriate atmosphere according to the wavelength used so that the absorption of exposure light is as low as possible. In the case of EUV light, it is generally maintained in a vacuum. Yes. In particular, the inside of the housing 104 that accommodates the reflective optical system 102, the exposure mask 103, and the reflective projection optical system 105 is evacuated so as to have a particularly high degree of vacuum compared to the surroundings, thereby contaminating the optical system. Protect from.

マスクステージ103aは、XY面内で変位可能なように支持され、ステージ駆動機構(不図示)と連結されている。ウエハステージ106aも、XY面内で変位可能なように支持され、別のステージ駆動機構(不図示)と連結されている。特に、スキャン露光を行う際、マスクステージ103aおよびウエハステージ106aは、互いに同期して、露光マスク103およびウエハ106をY方向に一定速度でそれぞれ移動させる。   The mask stage 103a is supported so as to be displaceable in the XY plane, and is connected to a stage drive mechanism (not shown). The wafer stage 106a is also supported so as to be displaceable in the XY plane, and is connected to another stage driving mechanism (not shown). In particular, when performing scanning exposure, the mask stage 103a and the wafer stage 106a move the exposure mask 103 and the wafer 106 at a constant speed in the Y direction in synchronization with each other.

マスクステージ103aのスキャン速度Vmおよびウエハステージ106aのスキャン速度Vwは、反射投影光学系105の結像倍率Mに応じて決定され、例えば、M=1/4のとき、VwはVmの4倍に設定され、一般に、Vm=M×Vwに設定される。   The scanning speed Vm of the mask stage 103a and the scanning speed Vw of the wafer stage 106a are determined according to the imaging magnification M of the reflection projection optical system 105. For example, when M = 1/4, Vw is four times Vm. In general, Vm = M × Vw.

反射光学系102は、EUV光の場合、低熱膨張ガラス等の基板の表面に、例えば、Mo/Siを交互に積層した多層膜がコーティングされた多層膜ミラーで構成される。反射投影光学系105も、こうした構成を有する複数の多層膜ミラーで構成される。多層膜ミラーの反射面を凹面に形成することにより正の光学パワーを付与でき、逆に、凸面に形成すれば負の光学パワーを付与できる。光学パワーの大きさは、反射面の曲率半径に応じて決定できる。   In the case of EUV light, the reflective optical system 102 is configured by a multilayer mirror in which a multilayer film in which, for example, Mo / Si is alternately laminated is coated on the surface of a substrate such as low thermal expansion glass. The reflection projection optical system 105 is also composed of a plurality of multilayer mirrors having such a configuration. By forming the reflective surface of the multilayer mirror as a concave surface, a positive optical power can be applied, and conversely, if it is formed as a convex surface, a negative optical power can be applied. The magnitude of the optical power can be determined according to the radius of curvature of the reflecting surface.

露光マスク103は、マスク基体と、基体上に全面形成された多層反射膜と、露光パターン形状を有する吸収体膜などで構成される。マスク基体は、石英ガラス、低熱膨張ガラスLTEMなどで形成される。多層反射膜は、EUV光に対して充分な反射率を有するMoSi多層膜などで形成される。吸収体膜は、EUV光を吸収または遮光できる材料、例えば、Ta,TaBNなどで形成される。   The exposure mask 103 includes a mask substrate, a multilayer reflective film formed on the entire surface of the mask, an absorber film having an exposure pattern shape, and the like. The mask base is formed of quartz glass, low thermal expansion glass LTEM, or the like. The multilayer reflective film is formed of a MoSi multilayer film having a sufficient reflectance with respect to EUV light. The absorber film is formed of a material that can absorb or block EUV light, such as Ta or TaBN.

次に、露光動作について説明する。光源100から供給された露光光101は反射光学系102で反射して、露光マスク103に対して斜めに入射する。露光マスク103を反射した露光光は、吸収体膜のパターン形状に応じて空間変調され、続いて反射投影光学系105を経由してウエハ106に結像される。この状態で、マスクステージ103aおよびウエハステージ106aの同期スキャンを行うことにより、露光マスク103の露光パターンをウエハ106に投影することができる。   Next, the exposure operation will be described. The exposure light 101 supplied from the light source 100 is reflected by the reflection optical system 102 and enters the exposure mask 103 obliquely. The exposure light reflected from the exposure mask 103 is spatially modulated in accordance with the pattern shape of the absorber film, and subsequently imaged on the wafer 106 via the reflective projection optical system 105. In this state, the exposure pattern of the exposure mask 103 can be projected onto the wafer 106 by performing synchronous scanning of the mask stage 103a and the wafer stage 106a.

本実施形態では、ハウジング104の下面には、反射投影光学系105から出射した光が通過するための開口部112が設けられる。さらに、その開口部112とウエハ106との間には、ウエハ表面に近接するように、一対の遮光ブレード110が配置される。ブレード先端同士の間隙は、スキャン方向(Y方向)に対して垂直な方向(X方向)に沿った露光幅を規定する。各遮光ブレード110は、ウエハ106への露光幅を可変に設定するための一対のブレード駆動装置111にそれぞれ連結されている。   In the present embodiment, an opening 112 through which light emitted from the reflective projection optical system 105 passes is provided on the lower surface of the housing 104. Further, a pair of light shielding blades 110 are arranged between the opening 112 and the wafer 106 so as to be close to the wafer surface. The gap between the blade tips defines the exposure width along the direction (X direction) perpendicular to the scanning direction (Y direction). Each light shielding blade 110 is connected to a pair of blade driving devices 111 for variably setting the exposure width of the wafer 106.

図2は、ハウジング104の開口部112付近の様子を示す平面図である。1ショットの露光領域11は、図6で説明したように、Y方向に関して対称な細長い円弧状になり、この露光領域11に相当する場所に開口部112を形成している。但し、これはフルショットに相当する開口であって、実際のチップ露光では、形成すべきチップのサイズに応じて露光領域が制限される。この制限は、露光マスク103上に遮光体(吸収体)を形成したり、露光マスク103近傍にマスキングブレードを形成することによって、実施できる。   FIG. 2 is a plan view showing a state near the opening 112 of the housing 104. As described with reference to FIG. 6, the exposure area 11 for one shot has a long and narrow circular arc shape symmetrical with respect to the Y direction, and an opening 112 is formed at a location corresponding to the exposure area 11. However, this is an opening corresponding to a full shot, and in actual chip exposure, the exposure area is limited according to the size of the chip to be formed. This limitation can be implemented by forming a light shield (absorber) on the exposure mask 103 or forming a masking blade near the exposure mask 103.

本実施形態では、この露光領域11の両側をさらに制限するように、一対の遮光ブレード110を配置している。各ブレード先端の位置および間隔は、ブレード駆動装置111によって可変に調整できる。   In the present embodiment, a pair of light shielding blades 110 are arranged so as to further restrict both sides of the exposure region 11. The position and interval of each blade tip can be variably adjusted by the blade driving device 111.

こうした構成により、図3に示すように、露光光101のX方向の露光幅を遮光ブレード110で制限することにより、開口部112のエッジ部近傍を通過してウエハ106に向かう光、すなわち、フレアによる迷光を、遮光ブレード110により遮断することが可能になる。   With this configuration, as shown in FIG. 3, the exposure width in the X direction of the exposure light 101 is limited by the light shielding blade 110, so that the light passing through the vicinity of the edge portion of the opening 112 toward the wafer 106, that is, flare It becomes possible to block the stray light caused by the light blocking blade 110.

このとき遮光ブレード110とウエハ表面との間隙sは、500μm以下に設定することが好ましく、これによりエッジ部での光の拡がり距離dが50μm以下に収まるようになる。その結果、光の拡がりが取得チップ間の間隙やチップスクライブ領域に収まって、隣接チップへの光の被りを防止することができる。   At this time, the gap s between the light shielding blade 110 and the wafer surface is preferably set to 500 μm or less, so that the light spreading distance d at the edge portion is set to 50 μm or less. As a result, the spread of light is confined to the gap between the acquisition chips and the chip scribe region, so that it is possible to prevent the adjacent chips from being exposed to light.

図4は、図1に示すスキャン露光装置を用いた場合のウエハでの露光ショットマップを示す平面図である。本実施形態では、特に、X方向へのフレア光の拡がりを制限することによって、露光環境を維持するためのダミーショットに関して、フルチップサイズのX方向のダミーショットを省くことができ、スキャン方向のY方向の露光領域の狭い部分のダミーショット25だけで済むようになる。   FIG. 4 is a plan view showing an exposure shot map on the wafer when the scan exposure apparatus shown in FIG. 1 is used. In the present embodiment, in particular, by limiting the spread of flare light in the X direction, dummy shots in the X direction of the full chip size can be omitted with respect to the dummy shots for maintaining the exposure environment. Only the dummy shot 25 in the narrow portion of the exposure area in the direction is required.

ここで、図9での説明と同様に、露光スループットを見積もると、チップサイズを24.9mm×32.9mm、ショットピッチを25mm×33mmとした場合、有効取得チップ数は74チップ、スキャン方向に平行なフルチップサイズのダミーショットの無効チップ数はゼロ、垂直な方向の部分チップサイズのダミーショット25の無効チップ数は20になる。   Here, similarly to the description in FIG. 9, when the exposure throughput is estimated, when the chip size is 24.9 mm × 32.9 mm and the shot pitch is 25 mm × 33 mm, the number of effective acquisition chips is 74 chips in the scan direction. The number of invalid chips in the parallel full chip size dummy shot is zero, and the number of invalid chips in the partial shot size dummy shot 25 in the vertical direction is 20.

露光時間に換算すると、1個のフルチップサイズの露光に必要な時間をTとして、有効チップの取得に必要な露光時間は74T、ダミーショット25に必要な露光時間は20/4=5Tと計算される。従って、ウエハ全体の露光時間は計79Tとなり、図9で説明した従来の露光時間98Tと比べて、露光時間を20%も削減できることが判る。   In terms of exposure time, the time required for exposure of one full chip size is T, and the exposure time required to acquire an effective chip is calculated as 74T, and the exposure time required for the dummy shot 25 is calculated as 20/4 = 5T. The Therefore, the total exposure time of the wafer is 79T, and it can be seen that the exposure time can be reduced by 20% compared to the conventional exposure time 98T described in FIG.

特に、EUVリソグラフィでは、EUV光源の光量が低いため、露光時間が長くなり、スループットが低くなる傾向があるが、上述のようなフレア光の遮光ブレード110を配置することによって、露光スループットを大幅に改善できる。   In particular, in EUV lithography, since the amount of light of the EUV light source is low, the exposure time tends to be long and the throughput tends to be low. However, by arranging the flare light shielding blade 110 as described above, the exposure throughput is greatly increased. Can improve.

なお、ここでは、スキャン方向に垂直なX方向のみに可動式の遮光ブレード110をウエハ直上に配置しているが、一方、スキャン方向であるY方向に関して、ウエハ直上は、一定幅の開口が存在するのみである。   Here, the movable shading blade 110 is arranged just above the wafer only in the X direction perpendicular to the scanning direction. On the other hand, there is an opening of a certain width directly above the wafer in the Y direction which is the scanning direction. Just do it.

これは、EUVリソグラフィでは、ウエハに近いところに反射光学系を設置する必要があって、X方向、Y方向の両方向の2枚の可動遮光ブレード110を駆動装置111まで含めて設置するための間隙、すなわちクリアランスを確保する余裕がないからである。Y方向に関してはダミーショットが必要であっても、フルチップサイズのダミーショットである必要がないため、X方向のフレア光を制限した本方法の方がスループット向上の効果が高い。   This is because in EUV lithography, it is necessary to install a reflective optical system near the wafer, and there is a gap for installing the two movable light-shielding blades 110 in both the X and Y directions including the driving device 111. That is, there is no room for securing the clearance. Even if a dummy shot is required in the Y direction, it is not necessary to use a full chip size dummy shot, so that the present method in which the flare light in the X direction is limited has a higher effect of improving the throughput.

このように本実施形態では、露光環境を維持するためのダミーショットに関して、フルチップサイズのX方向のダミーショットを省くことができ、スキャン方向のY方向の露光領域の狭い部分ダミーショットだけで済むようになる。その結果、露光時間を20%も削減できることになり、露光スループットを大幅に改善できる。   As described above, in the present embodiment, the dummy shot for maintaining the exposure environment can be omitted in the X-direction dummy shot of the full chip size, and only a partial dummy shot with a narrow exposure area in the Y-direction in the scanning direction can be used. become. As a result, the exposure time can be reduced by 20%, and the exposure throughput can be greatly improved.

実施の形態2.
本実施形態では、前述したスキャン露光装置を用いて様々なショット間隔のチップ露光を行った場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, a case where chip exposure with various shot intervals is performed using the above-described scan exposure apparatus will be described.

図5A〜図5Dは、種々のチップ間隔を有するチップショットマップの各種例を示す平面図である。スキャン方向(Y方向)に垂直なX方向に関し、ショット間隙をs1からs4まで変えて露光を行っている。ショット間隔は、任意に変更可能であるが、ここではs1=50μm、s2=100μm、s3=150μm、s4=200μmの場合を例示している。使用した露光マスクは何れも同じある。   5A to 5D are plan views showing various examples of chip shot maps having various chip intervals. With respect to the X direction perpendicular to the scanning direction (Y direction), exposure is performed by changing the shot gap from s1 to s4. The shot interval can be arbitrarily changed. Here, a case where s1 = 50 μm, s2 = 100 μm, s3 = 150 μm, and s4 = 200 μm is illustrated. The exposure masks used are the same.

さらに、こうしたショット間隔(チップ間隔)に応じて遮光ブレード110が規定する露光幅を変化させることによって、X方向に隣接するチップ領域へ向かうフレア光を制限している。   Further, by changing the exposure width defined by the light shielding blade 110 in accordance with such a shot interval (chip interval), flare light toward the chip region adjacent in the X direction is limited.

露光実験の結果、s1からs4までショット間隔を変えて露光を行っても、図5Aに示すX方向の隣接チップ30a,31a、図5Bに示すX方向の隣接チップ30b,31b、図5Cに示すX方向の隣接チップ30c,31c、図5Dに示すX方向の隣接チップ30d,31dにおいて、チップ面内寸法分布、特にチップエリア外周近傍の寸法分布に変化はなく、寸法的に安定したチップが得られた。一方、ウエハ直上に遮光ブレードが存在してない従来法では、隣接チップ間で寸法分布が生じたため、1枚のウエハ内でのチップ間隔は固定にする必要があった。   As a result of the exposure experiment, even if the exposure is performed by changing the shot interval from s1 to s4, adjacent chips 30a and 31a in the X direction shown in FIG. 5A, adjacent chips 30b and 31b in the X direction shown in FIG. 5B, and shown in FIG. In the adjacent chips 30c, 31c in the X direction and the adjacent chips 30d, 31d in the X direction shown in FIG. 5D, there is no change in the in-plane dimension distribution, particularly the dimension distribution near the outer periphery of the chip area, and a dimensionally stable chip is obtained. It was. On the other hand, in the conventional method in which the light shielding blade does not exist immediately above the wafer, a dimensional distribution occurs between adjacent chips, and thus it is necessary to fix the chip interval within one wafer.

ここでは、露光対象であるチップ領域のサイズが一定である場合を説明したが、チップ領域のサイズが変化する場合には、そのサイズ及び/又はチップ間隔に応じて遮光ブレード110が規定する露光幅を変化させることが好ましい。   Here, the case where the size of the chip area to be exposed is constant has been described, but when the size of the chip area changes, the exposure width defined by the light shielding blade 110 according to the size and / or the chip interval. Is preferably changed.

このように本実施形態では、可変遮光ブレードを採用することにより、チップショットマップの設計自由度が高くなる。例えば、複数のマスクを使用して、複数の異なったチップを1枚のウエハに焼き付けるマルチチップ露光の際に、特に、フレキシビリティが高くなり、設備利用効率を向上させることができる。また、ウエハの一部に欠陥があり、その場所をチップ間エリアに回避して露光する場合など、ウエハの歩留まり改善にも効果がある。   Thus, in this embodiment, the degree of freedom in designing the chip shot map is increased by employing the variable light shielding blade. For example, in the case of multi-chip exposure in which a plurality of different chips are printed on a single wafer using a plurality of masks, the flexibility is increased and the facility utilization efficiency can be improved. In addition, there is an effect in improving the yield of the wafer, for example, when a part of the wafer has a defect and exposure is performed while avoiding the location in the inter-chip area.

本発明は、微細かつ高精度なパターンを含む半導体装置を高い生産効率で製造できる点で、産業上極めて有用である。   The present invention is extremely useful industrially in that a semiconductor device including a fine and highly accurate pattern can be manufactured with high production efficiency.

Claims (7)

露光マスクを搭載するためのマスクステージと、
ウエハを搭載するためのウエハステージと、
露光マスクからの露光光をウエハに投影するための投影光学系とを備え、
マスクステージおよびウエハステージが互いに同期して移動することにより、ウエハへのスキャン露光を行うスキャン露光装置であって、
ウエハ表面に近接して設けられ、スキャン方向に対して垂直な方向に沿った露光幅を規定するための遮光部材と、
該遮光部材の露光幅を可変に設定するための駆動機構とを備え
ウエハへのスキャン露光は、スキャン方向に対して垂直な方向に細長い露光領域を用いて行われ、
前記遮光部材は、前記露光幅が前記露光領域の長さより小さくなるように設定することによって、前記投影光学系内部で発生するフレアを制限することを特徴とするスキャン露光装置。
A mask stage for mounting an exposure mask;
A wafer stage for mounting the wafer;
A projection optical system for projecting exposure light from the exposure mask onto the wafer,
A scan exposure apparatus that performs scan exposure on a wafer by moving a mask stage and a wafer stage in synchronization with each other,
A light shielding member provided in the vicinity of the wafer surface and for defining an exposure width along a direction perpendicular to the scanning direction;
A drive mechanism for variably setting the exposure width of the light shielding member ,
Scan exposure on a wafer is performed using an exposure area that is elongated in a direction perpendicular to the scan direction,
The scanning light exposure apparatus , wherein the light shielding member limits flare generated inside the projection optical system by setting the exposure width to be smaller than a length of the exposure region .
遮光部材とウエハ表面との間隙が、500μm以下に設定されていることを特徴とする請求項1記載のスキャン露光装置。   2. The scan exposure apparatus according to claim 1, wherein a gap between the light shielding member and the wafer surface is set to 500 [mu] m or less. 露光マスクは、露光光を反射する反射型マスクであり、
投影光学系は、露光光を反射する反射型光学系であることを特徴とする請求項1記載のスキャン露光装置。
The exposure mask is a reflective mask that reflects exposure light,
2. The scan exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection optical system is a reflective optical system that reflects exposure light.
露光光は、EUV光を含むことを特徴とする請求項1記載のスキャン露光装置。   The scan exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure light includes EUV light. 請求項1〜4のいずれかに記載のスキャン露光装置を用いて、ウエハ上に複数のチップ領域が2次元状に配置された半導体装置製造する方法であって、
単一チップ領域の露光パターンを有する露光マスクからの露光光を投影して、ウエハへのスキャン露光を行うステップを含み、
露光の際、スキャン方向に対して垂直な方向に沿った露光幅を規定するための遮光部材をウエハ表面に近接配置して、露光対象であるチップ領域に隣接したチップ領域へ向かうフレアを遮断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device in which a plurality of chip regions are two-dimensionally arranged on a wafer using the scan exposure apparatus according to claim 1 ,
Projecting exposure light from an exposure mask having an exposure pattern of a single chip area, and performing scan exposure on the wafer,
At the time of exposure, a light shielding member for defining an exposure width along a direction perpendicular to the scanning direction is arranged close to the wafer surface to block flare toward the chip area adjacent to the chip area to be exposed. A method for manufacturing a semiconductor device.
遮光部材が規定する露光幅は、露光対象であるチップ領域のサイズ、及び/又は露光対象であるチップ領域と隣接したチップ領域との間の間隔に応じて、変化させることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。   The exposure width defined by the light shielding member is changed according to a size of a chip area to be exposed and / or an interval between a chip area to be exposed and an adjacent chip area. 6. A method for producing a semiconductor device according to 5. ウエハ外周部の露光ショットにおいては、スキャン方向に対して垂直な方向のダミーショットを伴わないことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the exposure shot on the outer peripheral portion of the wafer is not accompanied by a dummy shot in a direction perpendicular to the scanning direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6125798B2 (en) * 2012-11-02 2017-05-10 大日本印刷株式会社 Pattern manufacturing method and semiconductor device manufacturing method
JP6094630B2 (en) * 2015-06-15 2017-03-15 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000356855A (en) * 1999-06-15 2000-12-26 Nikon Corp Illumination area setting device and aligner
JP2004200700A (en) * 2002-12-19 2004-07-15 Asml Netherlands Bv Method for manufacturing device, device manufactured by it, and computer program and lithography apparatus
JP2004335864A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Nikon Corp Aligner and exposure method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4218475B2 (en) * 2003-09-11 2009-02-04 株式会社ニコン Extreme ultraviolet optical system and exposure apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000356855A (en) * 1999-06-15 2000-12-26 Nikon Corp Illumination area setting device and aligner
JP2004200700A (en) * 2002-12-19 2004-07-15 Asml Netherlands Bv Method for manufacturing device, device manufactured by it, and computer program and lithography apparatus
JP2004335864A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Nikon Corp Aligner and exposure method

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