JPH0574681A - 縮小投影露光装置 - Google Patents
縮小投影露光装置Info
- Publication number
- JPH0574681A JPH0574681A JP3234250A JP23425091A JPH0574681A JP H0574681 A JPH0574681 A JP H0574681A JP 3234250 A JP3234250 A JP 3234250A JP 23425091 A JP23425091 A JP 23425091A JP H0574681 A JPH0574681 A JP H0574681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wafer
- light receiving
- exposure
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】面内にそりやうねりのあるウェハでも、焦点合
せが出来，高解像度の露光が出来る。 【構成】焦点合せ機構における基準光のスポット径を可
変する絞り機構８を設け、露光領域１４のうねりが装置
の焦点深度内に入るように基準光のスポット径を変え、
レベリング機構を調整して露光領域の面と焦点合せ面と
一致させている。
せが出来，高解像度の露光が出来る。 【構成】焦点合せ機構における基準光のスポット径を可
変する絞り機構８を設け、露光領域１４のうねりが装置
の焦点深度内に入るように基準光のスポット径を変え、
レベリング機構を調整して露光領域の面と焦点合せ面と
一致させている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジストが塗布
された半導体基板（以下ウェハと呼ぶ）と露光マスクと
の位置合せを行って露光を行う縮小投影露光装置（以下
ステッパと呼ぶ）に関し、特にその焦点合せ機構に関す
る。
された半導体基板（以下ウェハと呼ぶ）と露光マスクと
の位置合せを行って露光を行う縮小投影露光装置（以下
ステッパと呼ぶ）に関し、特にその焦点合せ機構に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステッパはウェハの露光領域に対
して斜め上方から一定のサイズの基準光を投光する投光
装置と、この基準光のウェハからの反射光を受光し、反
射光の光軸変化を検出する受光素子を持つ受光装置のウ
ェハを受光装置からの信号をもとに基準面に合致させる
べくウェハを傾斜させるレベリング機構とをもつ焦点合
せ機構を有している。
して斜め上方から一定のサイズの基準光を投光する投光
装置と、この基準光のウェハからの反射光を受光し、反
射光の光軸変化を検出する受光素子を持つ受光装置のウ
ェハを受光装置からの信号をもとに基準面に合致させる
べくウェハを傾斜させるレベリング機構とをもつ焦点合
せ機構を有している。
【０００３】また、投光装置は常に一定の大きさの投光
光束をウェハに投射して焦点合せを行い露光していた。
光束をウェハに投射して焦点合せを行い露光していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の高
集積度化が進み、パターンに微細化し、ステッパに要求
される解像力もサブミクロンのオーダーとなり、投影レ
ンズの開口数（以下ＮＡとする）も０．５を越える物が
主流となりつつあり、ＮＡの２乗に反比例する焦点深度
も極端に狭くなってきている。
集積度化が進み、パターンに微細化し、ステッパに要求
される解像力もサブミクロンのオーダーとなり、投影レ
ンズの開口数（以下ＮＡとする）も０．５を越える物が
主流となりつつあり、ＮＡの２乗に反比例する焦点深度
も極端に狭くなってきている。
【０００５】また半導体素子であるチップの寸法は、逆
に増大傾向にあり、それに伴いステッパの露光領域（フ
ィールドサイズ）もますます大きくなりつつある。しか
しながら露光されるウェハも、種々の製造プロセスを経
過する中で、反りが発生することがある。このため、ウ
ェハステージに真空吸着しても平面を保つことが困難に
なり、露光領域内で、焦点面に対して傾斜して調整しな
ければならない。
に増大傾向にあり、それに伴いステッパの露光領域（フ
ィールドサイズ）もますます大きくなりつつある。しか
しながら露光されるウェハも、種々の製造プロセスを経
過する中で、反りが発生することがある。このため、ウ
ェハステージに真空吸着しても平面を保つことが困難に
なり、露光領域内で、焦点面に対して傾斜して調整しな
ければならない。
【０００６】このような場合に対して近年のステッパに
おいては露光領域全面において高解像力を得るために露
光領域内のウェハ面を焦点面に合わせるべくウェハを傾
斜させるレベリング機構が必須の技術となりつつある。
従来、焦点合せ機構においては投光光束の大きさが一定
であったため、露光パターンの大きさが大きいときも小
さいときも常に一定のウェハ上の範囲における列の傾斜
面に合わせてウェハを傾斜させていた。しかしながら、
この露光領域面内の反りの傾斜が一様でなく、必ずしも
露光領域が適切なウェハ面に補正を行うことができなか
った。
おいては露光領域全面において高解像力を得るために露
光領域内のウェハ面を焦点面に合わせるべくウェハを傾
斜させるレベリング機構が必須の技術となりつつある。
従来、焦点合せ機構においては投光光束の大きさが一定
であったため、露光パターンの大きさが大きいときも小
さいときも常に一定のウェハ上の範囲における列の傾斜
面に合わせてウェハを傾斜させていた。しかしながら、
この露光領域面内の反りの傾斜が一様でなく、必ずしも
露光領域が適切なウェハ面に補正を行うことができなか
った。
【０００７】本発明の目的は、かかる問題を解消すべ
く、うねりのあるウェハでも、露光領域の面を基準面に
合せることの出来、良好な解像度で露光出来る縮小投影
露光装置を提供することである。
く、うねりのあるウェハでも、露光領域の面を基準面に
合せることの出来、良好な解像度で露光出来る縮小投影
露光装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の縮小投影露光装
置は、露光マククとフォトレジストを被覆した半導体基
板との位置合せを行って露光を施す縮小投影露光装置に
おいて、前記半導体基板の露光領域に斜上方から基準光
を投光する投光装置と、この基準光の前記半導体基板か
らの反射光を受光し、反射光の光軸位置を検出する受光
素子を持つ受光装置と、前記半導体基板を傾斜するレベ
リング機構を備え、前記投光装置における基準光のスポ
ット径の大きさを可変とする絞り機構を設けている。
置は、露光マククとフォトレジストを被覆した半導体基
板との位置合せを行って露光を施す縮小投影露光装置に
おいて、前記半導体基板の露光領域に斜上方から基準光
を投光する投光装置と、この基準光の前記半導体基板か
らの反射光を受光し、反射光の光軸位置を検出する受光
素子を持つ受光装置と、前記半導体基板を傾斜するレベ
リング機構を備え、前記投光装置における基準光のスポ
ット径の大きさを可変とする絞り機構を設けている。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示す縮小投影露
光装置の模式断面図である。この縮小投影露光装置は、
図１に示すように、ウェハ２を搭載するウェハステージ
３と、ウェハ２面に露光パターンを縮小投影する投影レ
ンズ１と、基準光を発生する発光素子７と、投影露光領
域に応じて基準光を絞る絞り機構８と、絞られる基準光
を露光領域１４に投射する投光光学系９と、露光領域１
４より反射する反射光を入光する受光光学系１０及び受
光素子１１と、ステージ３の一端を固定する固定部４を
有し、他端に上下動部５及び駆動機構６とでなるレベリ
ング機構とを有している。すなわち、本発明は、露光領
域の表面状態に応じて投光される光を絞り、絞られた光
スポットにより最適の傾斜にウェハを傾けて基準面に合
せて焦点合せ行い、露光することである。
光装置の模式断面図である。この縮小投影露光装置は、
図１に示すように、ウェハ２を搭載するウェハステージ
３と、ウェハ２面に露光パターンを縮小投影する投影レ
ンズ１と、基準光を発生する発光素子７と、投影露光領
域に応じて基準光を絞る絞り機構８と、絞られる基準光
を露光領域１４に投射する投光光学系９と、露光領域１
４より反射する反射光を入光する受光光学系１０及び受
光素子１１と、ステージ３の一端を固定する固定部４を
有し、他端に上下動部５及び駆動機構６とでなるレベリ
ング機構とを有している。すなわち、本発明は、露光領
域の表面状態に応じて投光される光を絞り、絞られた光
スポットにより最適の傾斜にウェハを傾けて基準面に合
せて焦点合せ行い、露光することである。
【００１１】図２（ａ）及び（ｂ）は図１の絞り機構を
拡大して動作順に示す平面図である。このように露光領
域の大きさに応じて投光スポットの大きさを変える絞り
機構は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、互い一方
向に接近したり、離間したりする二対の仕切板１５ａ及
び１５ｂと１６ａ及び１６ｂで構成されている。そして
これら仕切板１５ａ，１５ｂ及び１６ａ，１６ｂの移動
により開口１７の大きさを変えることである。
拡大して動作順に示す平面図である。このように露光領
域の大きさに応じて投光スポットの大きさを変える絞り
機構は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、互い一方
向に接近したり、離間したりする二対の仕切板１５ａ及
び１５ｂと１６ａ及び１６ｂで構成されている。そして
これら仕切板１５ａ，１５ｂ及び１６ａ，１６ｂの移動
により開口１７の大きさを変えることである。
【００１２】図３（ａ）及（ｂ）は図１の受光素子及び
レベリング機構の動作を説明するための受光素子の受光
面の模式平面図である。次に、露光領域から反射する反
射光を受光素子１１が入光し、レベリング機構が作用す
る動作について説明する。まず、図３（ａ）に示すよう
に、反射光が受光素子に入光されたとすると、反射スポ
ット１８は受光領域１９ｃが最も大きく受光面積を占め
る。そして、露光領域１９ｂ，受光領域１９ｄ，受光領
域１９ａの順に小さくなっている。このことは、基準光
が投射された露光領域におけるウェハ２の面が焦点基準
面に対して傾斜していることを示している。
レベリング機構の動作を説明するための受光素子の受光
面の模式平面図である。次に、露光領域から反射する反
射光を受光素子１１が入光し、レベリング機構が作用す
る動作について説明する。まず、図３（ａ）に示すよう
に、反射光が受光素子に入光されたとすると、反射スポ
ット１８は受光領域１９ｃが最も大きく受光面積を占め
る。そして、露光領域１９ｂ，受光領域１９ｄ，受光領
域１９ａの順に小さくなっている。このことは、基準光
が投射された露光領域におけるウェハ２の面が焦点基準
面に対して傾斜していることを示している。
【００１３】ここで、各受光領域１９ａ〜１９ｄから得
られる光電流による電圧を同一とするように、レベリン
グ機構を動作させることである。このような動作は、受
光素子１１及び駆動機構６とで自動的に行なわれ、図３
（ｂ）に示すよえな状態にウェハ２の傾きを調節する。
このことにより反射光は受光素子の中心に入光されるこ
とになり、この状態は焦点合せの基準面と一致したこと
を示している。
られる光電流による電圧を同一とするように、レベリン
グ機構を動作させることである。このような動作は、受
光素子１１及び駆動機構６とで自動的に行なわれ、図３
（ｂ）に示すよえな状態にウェハ２の傾きを調節する。
このことにより反射光は受光素子の中心に入光されるこ
とになり、この状態は焦点合せの基準面と一致したこと
を示している。
【００１４】図４（ａ）及び（ｂ）はウェハの部分断面
形状を示す部分断面図である。また、ウェハには部分的
にうねりが生じている場合が多々あり、このような場合
でも、ウェハのうねりの大きさを露光装置の焦点深度の
範囲内に収めるように、示し、絞り機構を用いて露光領
域の大きさを決定すれば良いことである。例えば、図４
（ａ）に示すように凹凸が大きいウェハ２に対しては狭
い露光領域（小）１４ａにしてウェハ２を傾斜して調整
する。また図４（ｂ）に示すようにウェハ２のうねりが
なだらかな場合は、広い露光領域（大）１４ｂにしてウ
ェハを傾斜させて調整する。
形状を示す部分断面図である。また、ウェハには部分的
にうねりが生じている場合が多々あり、このような場合
でも、ウェハのうねりの大きさを露光装置の焦点深度の
範囲内に収めるように、示し、絞り機構を用いて露光領
域の大きさを決定すれば良いことである。例えば、図４
（ａ）に示すように凹凸が大きいウェハ２に対しては狭
い露光領域（小）１４ａにしてウェハ２を傾斜して調整
する。また図４（ｂ）に示すようにウェハ２のうねりが
なだらかな場合は、広い露光領域（大）１４ｂにしてウ
ェハを傾斜させて調整する。
【００１５】このように絞り機構を開閉することにより
投影光束の形状寸法を変化させ、ウェハ上で露光領域と
同一の形状寸法とすることにより上記方法にて傾斜を最
適化しウェハの露光領域面を焦点面に保持することが可
能でなり、露光エリア全域にて良好な解像力が得られ
る。
投影光束の形状寸法を変化させ、ウェハ上で露光領域と
同一の形状寸法とすることにより上記方法にて傾斜を最
適化しウェハの露光領域面を焦点面に保持することが可
能でなり、露光エリア全域にて良好な解像力が得られ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、焦点合せ
機構における基準光のスポット径を可変する絞り機構を
設け、露光領域のうねりが装置の焦点深度内に入るよう
に基準光スポット径を変えることによって、露光領域面
と焦点合せの基準面と一致することが出来るので、うね
りのあるウェハでも、最適に焦点合せの出来、良好な解
像度で露光出来る縮小投影露光装置が得られるという効
果がある。
機構における基準光のスポット径を可変する絞り機構を
設け、露光領域のうねりが装置の焦点深度内に入るよう
に基準光スポット径を変えることによって、露光領域面
と焦点合せの基準面と一致することが出来るので、うね
りのあるウェハでも、最適に焦点合せの出来、良好な解
像度で露光出来る縮小投影露光装置が得られるという効
果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す縮小投影露光装置の模
式断面図である。
式断面図である。
【図２】図１の絞り機構を拡大して動作順に示す平面図
である。
である。
【図３】受光素子及びレベリング機構の動作を説明する
ための受光素子の受光面の模式平面図である。
ための受光素子の受光面の模式平面図である。
【図４】ウェハの部分断面形状を示す部分断面図であ
る。
る。
１ 投影レンズ ２ ウェハ ３ ウェハステージ ４ 固定部 ５ 上下動部 ６ 駆動機構 ７ 発光素子 ８ 絞り機構 ９ 投光光学系 １０ 受光光学系 １１ 受光素子 １２ 投光光束 １３ 反射光 １４ 露光領域 １５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ 仕切板 １７ 開口 １８ 反射光スポット １９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 受光領域
Claims (1)
- 【請求項１】 露光マククとフォトレジストを被覆した
半導体基板との位置合せを行って露光を施す縮小投影露
光装置において、前記半導体基板の露光領域に斜上方か
ら基準光を投光する投光装置と、この基準光の前記半導
体基板からの反射光を受光し、反射光の光軸位置を検出
する受光素子を持つ受光装置と、前記半導体基板を傾斜
するレベリング機構を備え、前記投光装置における基準
光のスポット径の大きさを可変とする絞り機構を設ける
ことを特徴とする縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234250A JPH0574681A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234250A JPH0574681A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 縮小投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574681A true JPH0574681A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16968028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234250A Pending JPH0574681A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574681A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274605B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2000-12-15 | 윤종용 | 웨이퍼 노광설비의 칩 레벨링 장치 |
| US9636712B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-05-02 | Maschinenfabrik Koeppern Gmbh & Co. Kg | Device for sifting granular material |
| CN106933070A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 上海微电子装备有限公司 | 一种调焦调平系统及其调焦调平方法 |
| CN111707641A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-25 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种光斑尺寸不同的体全息材料灵敏度测试装置与方法 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3234250A patent/JPH0574681A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274605B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2000-12-15 | 윤종용 | 웨이퍼 노광설비의 칩 레벨링 장치 |
| US9636712B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-05-02 | Maschinenfabrik Koeppern Gmbh & Co. Kg | Device for sifting granular material |
| CN106933070A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 上海微电子装备有限公司 | 一种调焦调平系统及其调焦调平方法 |
| CN111707641A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-25 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种光斑尺寸不同的体全息材料灵敏度测试装置与方法 |
| CN111707641B (zh) * | 2020-05-12 | 2023-03-24 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种光斑尺寸不同的体全息材料灵敏度测试装置与方法 |
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