JPH02229421A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は露光装置に関し、特に詳細には、平行光を用い
て半導体ウェーハ上にフォトマスク上のパターンを転写
露光する露光装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置を製造する際、リソグラフィ技術を利用する
が、その技術の中において所定のパターンを半導体ウェ
ーハ上に転写するために露光している。この様な転写露
光する装置として、いわゆるコンタクト型アライナーが
知られている。

このコンタクト型アライナーでは、転写すべきパターン
を形成したフォトマスクを半導体ウェーハ上に密着させ
、フォトマスク側から平行光を照射することにより半導
体ウェーハ上に塗布したフォトレジストの所定の部分の
みを感光させてパターンを転写している。そして、この
様な半導体ウェーハとフォトマスクとを密着させる手段
として真空を利用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように従来のコンタクト型アライナーでは、真空
を利用しているため、真空を発生する為の真空ポンプ、
真空圧力を制御するための圧力制御弁等を必要とし、駆
動部分が大きくなっていた。

また、従来のコンタクト型アライナーでは、第３図に示
すように半導体ウ工−ハ１１とフォトマスク１０間の空
間１２を真空ポンプ１３にて減圧状態にして、フォトマ
スク１０を撓ませ、半導体ウェーハ１１上に密着させて
、露光を行っている。

この為、フォトマスク１０が露光のたびに撓ませられ、
劣化が早く、半導体装置の製造コストを下げることが難
しかった。

本発明は上記問題点を解決し、簡単な構成でかつフォト
マスクに無用な力を作用させないで露光を行うことがで
きる露光装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明の露光装置では、半導体ウェーハを載置するウェ
ーハステージと、転写すべきパターンを有するフォトマ
スクを固定載置するフォトマスク保持部材と、フォトマ
スク保持部材に固定される磁性体と、ウェーハステージ
の前記磁性体に対向する位置に固定される電磁石とを含
み、露光の際、電磁石を付勢することにより、磁性体と
電磁石とを互いに吸引せしめ、ウェーハステージとフォ
トマスク保持手段とを所定の位置関係にすることを特徴
とする。

更に、上記露光装置で、ウェーハステージとフォトマス
ク保持部材との間に緩衝機構を設けることを特徴とする
。

〔作用〕

本発明の露光装置では、上記のように構成して、半導体
ウェーハとフォトマスクとを磁性体と電磁石との電磁吸
引力により密着させ、密着機構の簡略化及びフォトマス
クの無理な湾曲を防止している。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。

第１図（ａ）は本発明に従う実施例の露光等置のアライ
メント時の概略断面構造を示し、第１図（ｂ）は露光時
の概略断面構造を示す。

なお、この第１図（ａ）及び第１図（ｂ）には、露光装
置のフォトマスクに対する半導体ウエー八のアライメン
ト調整機構、露光ランプ等については、本発明と直接関
係しないので省略し、本発明に直接関係のある部分、す
なわち、ウェーハステージ、マスクホルダー等及びこれ
らに関連するものについて図示してある。

第１図（ａ）に示すように、実施例の露光装置は、露光
すべき半導体ウェーハ１をその上に載置するウェーハス
テージ２と、フォトマスク３を固定し保持するマスクホ
ルダー４とを備えている。

半導体ウェーハ１はウェーハステージ２上に設けたアラ
イメント調整機構（図示せず）により、フォトマスクホ
ルダー４上に固定したフォトマスク３に対して所定の位
置関係になるように調整できる。一方マスクホルダー４
には、フォトマスク３の周辺を支持する支持面４ａと、
フォトマスク３上の転写パターンを上方に設けた露光ラ
ンプ（図示せず）で下方に投影できるようにするため貫
通穴４ｂ・が設けられている。そして、このフォトマス
クホルダー４とウェーハステージ・？は、アライメント
時及び露光時には、図示のように半導体ウ工一ハ１を上
面に搭載したウェーハステージ２がこの貫通穴４ｂ内に
入る。また、マスクホルダー４には、その上にフォトマ
スク３を固定できるような固定機構（図示せず）が設け
られている。

更に、マスクホルダー４の下側、すなわちウ工−ハステ
ージ２の周辺フランジ部２ａに対向する部分には磁性体
５が固定してある。第２図（ａ）は第１図（ａ）のＡ−
Ａ方向断面図である。この磁性体５は第２図（ａ）に示
すように配置され、固定されている。この図に示すよう
に、磁性体５はマスクホルダー４の貫通穴４ｂを囲むよ
うに分割して配置固定されているが、第２図（ｂ）に示
すように連続した環状のものも使用できる。

一方、ウェーハステージ２側のマスクホルダー４の貫通
穴４ｂの周辺部４Ｃの対向する位置には、電磁石６が固
定されており、この電磁石６は電流を流すことにより、
磁性体５を引きつける。また、磁性体と電磁石との高さ
は、半導体ウェーハとフォトマスクとを密着させたとき
、互いに接触しないようにすこし隙間ができるように選
択する。このようにしておくことにより、磁性体と電磁
石の高さにバラツキがある場合でも、半導体ウェーハと
フォトマスクとの完全な密着ができる。

更に、マスクホルダー４の周辺部４Ｃとウェーハステー
ジ２の周辺フランジ部２ａとの間には、緩衝部材９、例
えばスポンジ等の挿入され、マスクホルダー４に固定さ
れたフォトマスク３とウ工一ハステージ２上に固定され
た半導体ウェーハ１とが、急激に衝突するのを防止して
いる。

また、電磁石の磁力による密着を行っているため、印加
する電流を調節することにより密着力を容易に：Ｊ３ｆ
！！することができる。そのため、最適な密着力での露
光を行うことが可能になる。これにより、フォトマスク
の不用な湾曲を避けることができ、正確なパターン転写
、すなわちピッチ誤差の小さいパターン転写が可能にな
る。

次に、上記実施例の露光装置の露光動作について第１図
（ａ）及び第１図（ｂ）を用いて説明する。

まず、半導体ウェーハ上面にフォトレジストを塗布し、
露光装置のウェーハステージ２上ニ置＜。

この状態で、第１図（ａ）に示すように、半導体ウェー
ハ１とフォトマスク３との間が２０乃至３０μｍとなる
ようにウェーハステージ２を移動する。この状態で、ア
ライメント機構を利用してアライメント作業を行い、半
導体ウェーハ１をフォトマスク３上の転写パターンに対
して所定の位置にくるように位置決めを行う。そして、
位置決め終了の後、スイッチ８を作動させ、電磁石６を
付勢する。これにより電磁石６の上面６ａに磁性体５の
下面５ａを下方にひきつける。これにより、ウェーハス
テージ２は上昇し、その上に搭載固定した半導体ウェー
ハ１の上面、すなわちパターンを転写すべき面を、フォ
トマスク３の下面、すなわち転写すべきパターンが形成
されている面に密着させる。この密着の際、ウェーハス
テージ２をマスクホルダー４との間に緩衝部材９を設け
てあるので、急激な衝突を避けることができフォトマス
ク及び半導体ウェーハの損傷を防ぐことができる。この
状態を第１図（ｂ）に示す。ここで、緩衝部材９を設け
る代わりに、ウェーハステージ２、フォトマスク３、マ
スクホルダー４で構成される空間を密封し、その中の流
体の流出速度を制限するようにして、いわゆる空気ダン
バを構成し、急激な衝突を防止するようにしてもよい。

この状態で、露光ランプでフォトマスク上方より平行な
光を照射して露光を行う。

露光終了後、電磁石６の付勢をとき、すなわち電流を流
すのを止め、ウェーハステージ２を自重にて下げ、フォ
トマスクと半導体ウエー八とを引き離し、露光作業を終
了する。

本発明は上記実施例に限定されるものでな《、種々の変
形例が考えられ得る。

具体的には、上記実施例では、磁性体と電磁石との磁気
吸引力を利用しているが、磁性体に代わりに永久磁石を
用い、電磁石の上面が永久磁石の下面の磁極と反対の磁
極になるように、電磁石を付勢して密着動作を行っても
よい。この場合には電磁石の上面の磁極を永久磁石の下
面の磁極と同じになるように電磁石を付勢することによ
り、露光後、半導体ウェーハとフォトマスクとの引き離
し動作を積極的に行うことができる。

また、上記実施例ではスイッチをＯＮとすることにより
電磁石に電流を印加しているが、ボリューム等で徐々に
電流値を上げて電磁石の磁力を徐々に強くするようにし
てもよい。このようにすることにより、半導体ウエー八
とフォトマスクとの衝突をさらに和らげることが可能に
なる。

また上記実施例では、磁石を４つ設けているが、貫通穴
を囲むようにその中心を対称に設ければ、最低３つでよ
く、また５つ以上であってもよい。

また更に、上記実施例では、マスクホルダー側に磁石を
設け、ウェーハステージ側に電磁石を設けているが、こ
の逆でもよい。

〔発明の効果〕

本発明の露光装置では、先に説明したように、電磁石に
よる磁力を用いて半導体ウェーハとフォトマスクとを密
着させて露光を行うため、真空源等の余計な装置を必要
とせず、また、適切な密着力で半導体ウェーハとフォト
マスクとを密着でき、フォトマスクを無用に撓ませない
のでの転写精度を高くすることができる。

９・・・緩衝部材。

特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷川　　芳　　樹同　　　　　　
　　　寺　　　嶋　　　史　　　朗

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う実施例の露光装置の概略構成断面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図及び第３図は従来の
露光装置の露光時の状態図である。 １・・・半導体ウェーハ、２・・・ウェーハステージ、
３・・・フォトマスク、４・・・マスクホルダー　５・
・・磁性体、６・・・電磁石、７・・・電源、８・・・
スイッチ、第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェーハを載置するウェーハステージと、 転写すべきパターンを有するフォトマスクを固定載置す
   るフォトマスク保持部材と、 前記フォトマスク保持部材に固定される磁性体と、 前記ウェーハステージの前記磁性体に対向する位置に固
   定される電磁石手段とを含み、 露光の際、前記電磁石手段を付勢することにより、前記
   磁性体と前記電磁石手段とを互いに吸引せしめ、前記ウ
   ェーハステージ上に載置される半導体ウェーハと前記フ
   ォトマスク保持手段上に固定されるフォトマスクとを密
   着させる露光装置。 ２、前記フォトマスク保持部材と前記ウェーハステージ
   との間に緩衝機構が設けてある請求項１記載の露光装置
   。