JPH02263426A - 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ＩＣ，ＬＳＩ等の製造に使用される露光装置に
関するものであり、特に、レチクル等の原版上に形成さ
れた回路パターン像を投影光学系を介してウェハ等の基
板上に順次縮小投影し露光するステップ・アンド・リピ
ート方式の投影露光装置に用いて好適である。

〔従来の技術〕

マスク・アライナ−は素子の微細化に伴ない、コンタク
ト／ブロキシミティ方式、１対１ミラープロジエクシヨ
ン方式、レンズプロジェクション方式、とその露光方式
の変遷をたどり、現在はステップ・アンド・リピート方
式の投影露光装置（以下、ステッパという）が主流とな
っている。

ＩＣ，ＬＳＩ等のチップは、周知のごとく、ウェハに格
子状に配列されるため、ウェハ周辺部にはチップが完全
に形成されない半端な部分、すなわち無効ショットが存
在する。前述のステッパにおいては、スループットを考
えた場合、無効ショットは露光すべきではない。

ところで、クエへに塗布されるレジストには、ポジティ
ブ・レジスト（以下、ポジ・レジストと呼ぶ）とネガテ
ィブ・レジストがあるが、一般にポジ・レジストの方が
解像度や画線の切れなどの点て優れており、ステッパを
用いたＬＳＩ製造では主流となっている。

このポジ・レジストを用いた場合、前述のごとくウェハ
周辺部に非露光領域が存在すると、現像工程において、
ウェハ周辺部にレジストが残り、以後の工程において次
の問題につながる。

第１に、エツチング工程においてウェハ周辺のレジスト
がはがれ、ごみとなることかあげられる。一般に、イオ
ンエツチング装置ではウェハの保持方法としてウェハ周
辺の表面部分を機械的に押え込む方式が用いられている
が、この押え込む部分にレジストがあるとその部分のレ
ジストがウェハからはがれてウニ八表面に散ることによ
り回路パターンが正確にエツチングされなくなるという
問題が起こる。

第２に、レジストが残ったウェハ周辺部はエツチングさ
れないため、配線材料等の膜が堆積することがあげられ
る。この膜が堆積するとウェハ周辺部のみ高くなるので
、レジストを新たに塗布すると、周辺付近にレジストむ
らが生じ、その結果、回路パターンが正確に形成できな
くなるという問題が起こる。

以上の理由から、ポジ・レジストを用いる場合はエツチ
ング工程以前に、ウェハ周辺の非露光領域のレジストを
強制的に除去する必要性があり、従来、以下の方法によ
ってこのレジスト除去を行なっている。

■レジストを溶解させる溶剤をウェハ周辺に吹きつける
方法。

■ウェハ周辺のみの露光（以下、周辺露光という）を行
なう周辺露光専用装置を用いる方法。

〔発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では次のような問題がある。

■の溶剤を吹きつける方法においては、ウェハ周辺部の
みならずレジストの必要な部分まで溶剤か飛び敗り、正
確な回路パターンを形成できなくなるという問題がある
。

また、■の専用装置を用いる方法は、コスト・アップに
つながる。詳しく言えば、専用装置自体のコストは言う
までもなく、この装置用の露光光源が必要となる点にも
注目しなければならない。

すなわち、次世代のデバイス製造のために、エキシマ・
レーザを露光光源とするステッパが有力視されているか
、従来の露光光源に比べてこのエキシマレーザは高価で
しかもランニング・コストも高いため、ウェハ周辺の露
光専用にエキシマ・レーザを設置するのはコスト上、極
めて不利といえる。

また、上記のいずれの方法においても製造工程が増加す
るという問題がある。

本発明は、ウェハの周辺部おける上記問題点に鑑み、低
コストで高スルーブツトの周辺露光を可能にする露光装
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） 上記目的を達成するために本発明では、基板を保持して
υ動するステージ手段と、光源と、この光源の発する光
で原版を照明する照明光学系と、この照明光学系によっ
て照明された原版のパターンをステージ手段によフて保
持された基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装
置において、前記と同一の光源および投影光学系を用い
て前記照明光学系および投影光学系による基板上の像面
よりも狭い領域を露光するための局所照明光学系を備え
、これによって前記ステージ手段によって保持された基
板の周辺部を露光するようにしている。

本発明の更なる特徴及び具体的形態は後述する各実施例
において述べる。

（作用） この構成において、通常の照明光学系による原版パター
ンの正規の露光の他に、基板周辺部の無効ショット部分
が、ステージ手段により基板位置を制御しながら局所照
明光学系を介して露光される。したがって、後のエツチ
ング処理においては、無効ショット部分にレジストが残
らずにエツチングが行なわれる。また、局所照明光学系
は通常、ミラーやレンズの数個の光学素子および光源が
発する光の光路を変更する切換ミラーを追加するたけて
よく、また、専用の光源を要しないため、装置は簡単か
つ安価に構成される。

〔実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る露光装置の全体のレイ
アウトを示す構成図である。

この露光装置は同図に示すように、ウェハ１１を保持す
るウェハチャック１０と、これを担持して８勅するウェ
ハステージ１３と、連続光を発する光源１と、回路パタ
ーンを有するレチクル７を光源１が発する連続光によっ
て照明する照明光学系と、この照明光学系によって照明
されたレチクル７の回路パターンをウェハ１１上に投影
する投影レンズ９と、前記照明光学系による投影レンズ
９の像面よりも狭い領域を投影レンズ９を介して露光す
るための局所照明光学系Ｂとを備える。

この構成において、照明光学系は、光源１が射出した光
を、不図示の切換機構により切換可能な切換ミラー２に
よりミラー３に導き、さらにコンデンサレンズ４、ミラ
ー５、コンデンサレンズ６を介してレチクル保持８に保
持されたレチクル７を照明するように構成される。これ
により、レチクル７の回路パターンは投影レンズ９を介
してウェハチャック１０に保持されたウェハ１１に投影
される。ウェハチャック１０は、定盤１２上に載置した
ウェハステージ１３に支持されており、投影レンズ９の
光軸に垂直な平面及び光軸方向に沿って移動可能となっ
ている。ウェハステージ１３はその上に設けたミラー１
４に干渉計１５のビーム１６を当てる既知の手法により
その位置の座標を知ることができ、これに基づき、指定
された量の移動が不図示の制御系によりすべて制御され
る。

局所照明光学系Ｂは、レンズ１７とミラー１８を有し、
切換ミラー２をもう一方の水平方向に切換えることで、
光源１から射出した光をレチクル７に導いてレチクル７
を局部的にかつ正規の露光用照明光よりも強い光エネル
ギーで照明し、投影レンズ９を介して、像面においては
正規の露光領域よりも狭い領域を露光する。

ざらにレンズ１７とミラー１８は、不図示のガイド及び
駆動機構により投影レンズ９の光軸に垂直な方向に一体
的に移動可能になっており、正規の露光時に、レチクル
７の照明光束のけられがないように退避できるとともに
、可動範囲内の任意の場所を照明できるようになってい
る。

Ａはウニ八回転ステージ１９とウェハ・エツジ検出用の
センサ２０とからなるプリアライメントユニットであり
、既知の手法でウェハ１１の外形寸法はもとより、オリ
フラの位置およびウェハ中心位置の計測が可能である。

次に、第２図に示すようなウェハ１１の周辺露光領域１
０２の露光手順を説明する。

プリアライメントユニットＡにおいて外形寸法、オリフ
ラ位置および中心位置が計測されたウェハは、不図示の
ウェハ搬送機構によりウェハチャック１０上に移動され
て吸着保持される。その間に切換ミラー２を光源１の光
をレンズ１７に導く方向に切り換え、また、レンズ１７
及びミラー１８を、レチクル７の実素子パターン領域の
外でかつ露光有効領域の内ｍｊ１に相当する所定の領域
を照明する位置に移動させておく。

次に、ウェハチャック１０に吸着保持されたウェハ１１
の周辺露光領域１０２上の任意の領域例えば第２図に示
すような周辺露光を開始すべき位置として予め設定した
周辺露光開始位置１０１が、局所照明光学系已による周
辺露光光の照射位置と一致するようにウェハステージ！
３を移動させる。

次に、光源１をオンにして発光を開始するとともにウェ
ハステージ１３をウェハ１１の外形寸法に従って駆動し
、第２図に示すウェハ１１のエツジから所定幅の周辺露
光領域１０２を全周に渡って露光する。この際のウェハ
ステージ１３の駆動データとしては、予めプリアライメ
ントユニットＡによって得たウェハ外形寸法のデータを
用いる。

周辺露光が終ったら、光源１の発光を停止し、レンズ１
７及びミラー１８を正規の露光照明光束をけらない位置
に退避させるとともに、切換ミラ−２を切り換えてから
、従来の方法によりアライメント及び露光が行なわれる
。

なお、上述においては、光源１として連続光を射出する
ものを用いたが、この代わりにエキシマレーザのように
パルス光を射出するものを用いてもよく、その場合は周
辺露光に際しては、レーザの発振と同期を取ってウェハ
ステージ１３の駆動を行なう。

また、局所照明光学系Ｂによる周辺露光光束の大きさは
、周辺露光領域１０２０幅に応じて決定し、周辺露光開
始位置１０１については、周辺露光領域１０２の露光動
作時間全体からみて露光時間が最短になるように決定す
るのが望ましい。

さらに、前述の周辺露光に関する一連の動作は、ウェハ
１１がウェハチャック１０に供給され、正規のアライメ
ント及び露光が終了して回収されるまでの間であればど
こで行なってもよく、露光装置のスルーブツトが最大に
なるように動作手順を決めるのが望ましい。

（他の実施例） 前述の実施例において、周辺露光光束の光軸は投影レン
ズ９の光軸からずれているため、ウェハステージ１３の
ストロークが正規の露光に必要なストロークよりも若干
大きくなる場合がある。

そこでこれを解決するため、本発明の他の実施例では、
第３図に示すように、局所照明光学系、すなわち第１図
におけるレンズ１７とミラー１８を複数個設ている。

すなわち、光源１から射出した光はミラー３０１で反射
し、切換ミラー３０２に導かれる。

そして、切換ミラー３０２は不図示のガイド及び駆動機
構により、ポジション１．Ｉ！およびＩＩ＋の３つのポ
ジションに切換え可能となっており、ミラー３０１から
の光が導かれる方向は、ポジションＩのときは方向■′
、ポジション１１のときは方向１１　′、ポジションＩ
ＩＩのときは方向Ｉ１１　′となっている。そして、方
向Ｉ′へ導かれた光は正規の露光用に用いられ、方向Ｉ
Ｉ　′および方向ＩＩＩ　′へ導かれた光はそれぞれミ
ラー３０３，３０４およびミラー３０３’、３０４′を
介してそれぞれの局所照明光学系へ導かれる。

なお、本実施例における局所照明光学系は、不図示のア
ライメントシステムにおいて、ウェハ保持手段に設けた
感光層にアライメントのためのマークを形成するための
照明光学系としても利用できる。特に、感光層に光磁気
Ｊ己録材料を用いた場合、磁化像の形成に正規の露光用
照明光よりも強い光エネルギーを与える必要がある場合
があり、この場合は上記局所照明光学系は特に有効であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、正規の露光用の光
源を用いて投影光学系の像面よりも狭い領域を露光する
局所照明光学系を設け、これにより周辺露光を行なうよ
うにしたため、ウェハ等の基板上においてレジストの必
要な領域までレジストが溶剤により除去されるという問
題、周辺露光のための専用装置を別に設けることによる
コストアップの問題、およびＬＳＩの製造工程が増加す
るという問題がすべて解決される。

さらに、局所照明光学系による光エネルギーは正規の露
光用照明光より強い光エネルギーであるため、周辺露光
の露光時間は最小限で済むこと、および周辺露光時のス
テージ手段の位置精度は正規の露光時の位置精度より悪
い、数＋μｍ程度でよく、また、ステージ手段の移動速
度は正規の露光時に比べ非常に速いことから、周辺露光
によるスループットの低下は小さく、これによる製造コ
ストの上昇を最少限にとどめることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置の構成図、 第２図は、ウニへの周辺露光領域を説明するための説明
図、そして 第３図は、第１図に示した露光装置の変形例を示す構成
図である。 Ａ　プリアライメントユニット、 ：局所照明光学系１ ．切換ミラー、７： 二段形レンズ、１０ １　：ウエハ、１３゜ ５：干渉計、３０２ １：光源、 レチクル、 ウェハチャック１ ウェハステージ、 ：切換ミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板を保持して移動するステージ手段と、光源と
   、この光源の発する光で原版を照明する照明光学系と、
   この照明光学系によって照明された原版のパターンをス
   テージ手段によって保持された基板上に投影する投影光
   学系とを備えた露光装置において、前記と同一の光源お
   よび投影光学系を用いて前記照明光学系および投影光学
   系による基板上の像面よりも狭い領域を露光するための
   局所照明光学系を備え、これによって前記ステージ手段
   によって保持された基板の周辺部を露光することを特徴
   とする露光装置。