JPH03108310A - 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、ウェハとマスクとを近接あるいは接触せしめ
、−枚のウェハ上を分割して露光するいわゆるステップ
アンドリピート方式の露光装置における、露光画角制限
手段に関するものである。

［従来の技術］ 集積回路や半導体素子の製造は、感光材が塗布されたウ
ェハ上に、マスクに画かれたパターンを光学的に転写す
るという工程を複数回繰り返すことによって行なわれる
。特に近年、パターン線巾の微細化に供ない、露光用の
光源としてＸ線を利用した露光装置が用いられている。

Ｘ線露光装置の一つの例として１枚のウェハ上を複数の
領域に分割し、１度に転写する露光領域の寸法を小さく
してウェハをマスクに対して順次移動させて露光するス
テップアンドリピート方法が実用化されている。

このステップアンドリピート方式は、高精度のＸ線露光
装置に有効な方法である。この方法では、ウェハ上の隣
接する部分が露光されないように、露光領域を制限する
ための手段が必要である。

この露光領域制限手段は、マスク上に画かれた回路パタ
ーン部の外側をＸ線吸収の大きい部材よりなるアパーチ
ャで覆うことによってなされる。

必要とする露光領域はマスク上の回路パターンによって
定まるため、露光領域を制限するアパーチャは、マスク
上の回路パターンに対して位置決めされる必要がある。

位置決め精度が悪い場合には、必要以上に露光領域を拡
げてしまい、ウェハ上の隣接する露光領域の間隔が大き
くなり従って、−枚のウェハ上の回路パターンの無い無
駄部分が大きくなり、利用効率が下がる。

従って、露光領域を制限するアパーチャは精度良く位置
決めされる必要がある。また、マスクの回路パターン部
周辺には、通常ウェハ上に既に画かれた回路パターンと
、マスクに画かれた回路パターンとのアライメントを行
なうためのアライメントマークが配置されており、この
アライメントマークの位置ズレを検知する検知手段が装
置に設けられる。アライメントマークを露光しない為に
、露光領域を制限するアパーチャは、アライメントマー
クを露光照明光から覆う必要がある。

この際、位置ズレ検出系の光学系の光路をも遮光してし
まうため、位置ズレ検出時には露光領域制限するアパー
チャが移動する機能を設ける等の工夫が必要である。

従来の露光装置は例えば特開昭６２−２６２４２８号公
報、同５２−５５０４号公報、同６〇−４５２５２号公
報等が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、特開昭６２−２６２４２８号には回路パ
ターンの領域外のＸ線吸収率が大きくなるようなマスク
の膜構造が示されているが、アライメントマーク部の露
光防止については示されていない。

また特開昭５２−５５０４号ではアライメントマーク部
を露光しない為の解決方法が示されているが、光源をＸ
線とした場合には、適用が困難である。これらの問題を
解決する為には、特開昭６０−４５２５２号に示される
ようにマスクとは別体の照射領域制限手段を設ければよ
いが、この制限手段とマスクのパターン部の縁との相対
的な位置を精度良く位置決めする方法については示され
ていない。

本発明は前述の従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、マスク上のアライメントマークを露光すること
なく高精度にＸ線露光領域を制御可能な露光装置の提供
を目的とする。

［ｉ１題を解決するための手段及び作用］前記目的を達
成するため本発明は、マスクとウェハとの位置ズレを検
出する手段と、マスクとの間に露光領域を制限する可能
な遮光手段を設け、この遮光手段と、マスクの回路パタ
ーン部との位置関係を、前記検出手段を用いて検出する
ことにより、遮光手段の位置を精度よく位置決めするよ
うにしたものである。

［実施例］ 以下、本発明の具体的な実施例について説明する。

第１図は露光装置の一部の断面図であり、本発明が適用
される部分について簡略化して示したものである。

４は露光領域を制限するアパーチャブレードであり、露
光用のＸ線を透過させないために十分な厚さをもつ金属
の板が用いられる。４０１はアパーチャブレード４を移
動させる為のアパーチャ用ステージである。

このアパーチャ用ステージ４０１は一軸のステージであ
り、必要な画角に応じてアパーチャブレード４を所定の
位置に設定することができる。画角のそれぞれの辺に対
応し、アパーチャブレード４及びアパーチャ用ステージ
４０１は４ケ所に設けられている。

アパーチャステージ４０１の駆動手段は、パルスモータ
駆動、あるいはエンコーダを備えたＤＣモータ駆動等か
らなり、外部信号によって移動量を制御することが可能
である。

６はウェハ２上に既に画かれているパターンとマスク基
板上に画かれているパターンとの位置ズレ量を計測する
ための位置ズレ検出手段である。

この位置ズレ検出は、通常、回路パターンの周辺部に画
かれたアライメントマークの位置ズレを検出することに
よって行なわれる。

この実施例においては、マスク上の回路パターンの周辺
にあるマスク上のアライメントマーク１０１とウェハ上
のアライメントマーク（図示せず）との位置ズレを検出
するが一つの位置ズレ検出手段によって検出できる位置
ズレの方向が一方向であることを想定して、四つの位置
ズレ検出手段を設けている。それぞれの位置ズレ検出手
段は、回路パターンの四つの辺の周囲に画かれた四つの
アライメントマークのそれぞれに対応している。

６０１は、位置ズレ検出手段から投光されるレーザービ
ームであり、位置ズレ検出信号を得る為の光源である。

６０２はレーザービーム６０１が、マスク基板上のアラ
イメントマーク１０１、およびウェハ上のアライメント
マーク（不図示）と作用し、お互いの位置ズレ信号を含
んだ光として位置ズレ検出手段６の受光部に受光される
際の受光軸中心を示す。

位置ズレ信号を精度良く得る為には、レーザービーム６
０１がアライメントマーク１０１上に所定の精度で位置
決めされなければならない。

回路パターンの寸法は場合により異なることがあり、ま
た、アライメントマークの配置はマスク毎に異なること
があるので、位置ズレ検出手段は、２方向移動可能なス
テージ６０３を備えており、所定の領域内のアライメン
トマークを促えることが可能になフている。

第２図から第６図までは回路パターン周辺部の一部の断
面を示したものである。

また第７図および第８図は、露光用光源側から回路パタ
ーン、アライメントマーク、アパーチャブレードを示し
た平面図である。

以下、アパーチャブレードの動作を詳説する。

第２図はマスクとウェハとの位置ズレ検出を行なってい
る状態を示しており、レーザービーム６０１がアライメ
ントマーク１０１に到達するのを妨げないように、アパ
ーチャブレード４はアライメントマーク１０１よりも十
分後退した位置にある。

第３図は、位置ズレ信号によって、ウェハと、マスクと
のアライメント動作が完了した後、アパーチャブレード
がレーザービーム６０１の光路を切った状態を示してい
る。第７図がこのときの平面図である。

この際、位置ズレ検出装置６の受光部の信号処理は、例
えば、受光信号の有無検出を行なう等の、位置ズレ検出
時とは異なるモードに設定しておく。

アパーチャブレード４がレーザービーム６０１に対して
、アライメントマーク１０１を覆う位置になったとき、
アパーチャステージの駆動制御部（第１図参照）は、位
置ズレ検出装置の信号処理部から信号を受け、アパーチ
ャブレード４のアライメントマーク１０１に対する位置
情報を得る。

第４図は、露光している際のアパーチャブレードの位置
を示しており、この場合は、第３図のアパーチャブレー
ドの位置よりさらに進出している。７はアパーチャブレ
ードの先端を通過する露光用照明光を示している。アパ
ーチャブレード４は、露光用照明光に対してアライメン
トマーク１０１を覆っており、かつ回路パターン部１０
２は覆っていない。従って回路パターン部は露光される
が、アライメントマークは露光されない。

第３図の位置から、第４図の位置までの移動距離は、回
路パターン部１０２の端に対するアライメントマーク１
０１の配置、位置ズレ検出装置からのレーザービーム６
０１の投射角度、露光用照明光７０入射角度、およびマ
スク１とアパーチャブレード４との距離によフて定まる
。これらの数値は、すべて既知で固定された値であるた
め、予め移動距離を算出しておくことが可能である。

第４図に対応する平面図を第８図に示す。

第５図は、アライメントマーク１０１を露光する場合に
おける、アパーチャブレード４の位置を示したものであ
り、第３図の位置からの移動量は、アライメントマーク
１０１を露光しない場合と同様のデーターから算出され
る。

第６図は、回路パターン部１０２の寸法が、第４図の場
合よりも小さい場合を示した図で、露光用照明光が発散
角をもつ光源の場合、回路パターン部の端部での露光用
照明光の入射角度が異なるため、アパーチャブレード４
の位置も異なってくる。

アパーチャブレード４のアライメントマーク１０１に対
する位置の検出は、マスクを装置に装置する毎に一度だ
け行なえばよく、例えば第４図で示すような、アライメ
ントマーク１０１を露光しない場合は、ウェハ２とマス
ク１との位置ズレ検出の際にアパーチャブレード４は所
定量後退し、露光の際はアパーチャブレード４は所定量
進出することを繰り返せばよい。この際の移動量は、１
つのマスクに対して常に同一である。

第５図で示すような、アライメントマーク１０１を露光
する場合は、この位置でアパーチャブレード４はマスク
を交換するまで移動する必要はない。

［発明の効果］ 以上説明したように、露光領域制限手段たるアパーチャ
ブレードの位置が、マスク基板上のアライメントマーク
が基準となって定まるので、アパーチャステージに位置
決め基準となるべき原点を設定する必要はない。

また、マスクをマスクチャックに装着する際の位置ズレ
等に起因する装置に対する回路パターンの位置ズレが、
露光領域の設定に対して誤差とならない。

従って精度のよい露光領域の設定が可能となり、露光領
域の配置上、ウェハの利用効率向上に寄与することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される露光装置の一部の断面図、 第２図から第６図までは各々アパーチャブレードの各別
の動作位置を示す断面図、 第７図および第８図は、第３図および第４図に対応する
アパーチャブレードの平面図である。 １はマスク、１０１はアライメントマーク、１０２は回
路パターン部、４はアパーチャブレード、４０１はアパ
ーチャステージ、６は位置ズレ検出手段、ＳＯｔはレー
ザービーム、６０２は受光軸中心、６０３は位置ズレ検
出手段用ステージ、３はウェハチャック、５は装置フレ
ーム、７は露光用照明光、８はマスクチャックである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスクを介してウェハを露光するための光源と、
   該光源からの光を遮断して露光領域を制限するための移
   動可能な遮光手段と、前記マスクとウェハとの位置ズレ
   を検出するための位置ズレ検出手段と、該位置ズレ検出
   手段の検出信号に基づき前記遮光手段を移動させて位置
   制御を行うための駆動制御手段とを具備したことを特徴
   とする露光装置。
2. （２）前記ウェハを複数の露光領域に分割し、露光領域
   ごとに順次露光を繰り返すステップアンドリピート方式
   で露光を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の露光装置。
3. （３）前記遮光手段は、直線的に往復移動可能であって
   、矩形の露光領域の各４辺に対応して４つの遮光手段を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露
   光装置。
4. （４）前記位置ズレ検出手段は、マスクの回路パターン
   形成部の外側に設けたアライメントマークとウェハとの
   相対位置を光学的に検出する光学的検出手段からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光装置。