JPH065660B2 - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH065660B2
JPH065660B2 JP60002203A JP220385A JPH065660B2 JP H065660 B2 JPH065660 B2 JP H065660B2 JP 60002203 A JP60002203 A JP 60002203A JP 220385 A JP220385 A JP 220385A JP H065660 B2 JPH065660 B2 JP H065660B2
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stepper
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70525Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明は、マスクパターンをウエハヘ転写するための半
導体焼付け装置に適用される露光装置に関する。
[発明の背景] IC、LSI等の半導体素子を製造するために種々の型
式の半導体焼付け装置が使用されている。この半導体焼
付け装置は装置に固有の露光光源を備え、露光光源から
でた光によって、マスクまたはレチクルに描かれた回路
パターンをフォトレジストを塗布されたウエハへ焼付け
るように構成されている。
さらに半導体焼付け装置は、良く知られているとおり、
露光ステージへのウエハの搬入、マスクとウエハの相対
的な位置アライメント、露光、および露光ステージから
のウエハの搬送等の種々の作業工程を繰り返すことによ
って、パターンを焼付けたウエハを量産する。
つまり、露光工程はウエハに回路パターンを焼付けるの
に必要な全作業工程の一部にすぎないわけである。しか
るに、現在の半導体焼付け装置においては各装置ごとに
露光光源を備え、露光用光を安定させるためにこの露光
光源を常時点灯しておき、前述したとおり位置アライメ
ント等の露光工程以外の工程においてはシャッタ等の遮
光部材を使用することによって露光用光が露光ステージ
上のウエハに達するのを防いでいた。
そのため焼付け装置自体の装備が王がかりなものとなっ
てしまい、特に一般の半導体製造工場では焼付け装置が
複数台並べて使用されていることを考慮すれば占有する
空間が大きいのは好ましくない。これに加えて露光光源
が必要な露光工程以外においても点灯しているためエネ
ルギーの無駄が大きすぎる。
さらに、最近では、エキシマレーザが大出力で、露光時
間の短縮が期待できることから露光光源として注目され
ている。しかし、このエキシマレーザは、装置が比較的
大型で重くかつ高価であるため、従来の露光装置に対し
て露光光源を単純にエキシマレーザに置き換えることは
大きさおよび重さの点から困難であり、たとえ置き換え
得たとしても、その露光装置はより大型かつ高価なもの
になってしまう。
[発明の目的] 本発明の目的は、半導体焼付け装置の軽装化並びに露光
用光の有効利用を可能とした露光装置を提供することに
ある。
[発明の概要および効果] 上記目的を達成するため本発明の露光装置は、夫々がウ
エハを露光する複数個の露光手段と、該複数個の露光手
段に共通の光源と、該共通光源からの光を各露光手段に
向ける光学系とを有する装置において、前記光学系は前
記共通光源からの光の量を調整する光量調整手段と該光
量調整手段を通過した前記共通光源からの光の光路を切
り換える可動ミラーとを備え、前記共通光源からの光を
順次各露光手段に向けるべく前記可動ミラーを駆動する
手段と、前記複数個の露光手段の各々に設けた前記共通
光源からの光の量を検出する光量検出手段と、前記各露
光手段の光量検出手段からの出力を受け、前記光量調整
手段に光量の調整を行なわせる手段とを有することを特
徴とする。
このように複数の露光ステージに関して露光光源を共有
化することにより、露光装置および焼付け装置が軽装化
される。また、露光光源の大きさ、重量および価格等の
露光ステージ当りの比重が軽くなり、共有部分の構成の
複雑化、占有面積の拡大やコストアップ等はある程度容
認し得るので、露光光源の大きさ、重量および価格さら
には設置場所等の制限も緩和され、露光光源の種類も比
較的自由に選択することができる。さらに、光量調整手
段を共通光源と可動ミラーとの間に配置し、各露光手段
毎の光量検出手段の出力に応じて光量調整手段を調整す
るようにしたため、比較的簡単な構成で、各露光手段毎
に所望の光量による露光を行うことができる。
[第1実施例] 第1図は本願発明の概要を示す図で、1はエキシマレー
ザ等の輝度の高い露光用光源である。2,3,4は光源
1からの光束の光路を分岐する光路分岐部材である。図
においては矢印方向に回動するミラーが示されている。
5も光路分岐部材としてのミラーである。このミラー5
は図においては固定されているが、他のミラー2,3,
4と同様可動にしてもよい。6,7,8,9は露光ステ
ージで不図示のマスク若しくはレチクルのパターンが転
写されるウエハが載置される。マスク若しくはレチクル
はウエハに密着若しくは極く近接して配置しても良く、
または、光源1とミラー2との間若しくはミラー2,
3,4,5の後に配しても良い。後者の場合はマスクの
像をウエハ上に投影するための結像系がマスクとウエハ
との間に配される。
10はミラー2,3,4の回動を制御するための制御系で
ある。この制御系10はステージ6上のウエハを露光する
際はミラー2を点線の位置にし、ステージ7上のウエハ
を露光する際はミラー2を実線の位置に、かつミラー3
を点線の位置にし、ステージ8を露光する際はミラー
2,3を実線の位置に、かつミラー4を点線の位置に
し、ステージ9のウエハを露光する際にはミラー2,
3,4実線の位置にするように作用する。なお、これら
のミラー2,3,4はシャッタの作用も兼ねているが、
ミラー2,3,4,5とステージ6,7,8,9とのそ
れぞれの間にミラー2,3,4と同期するシャッタを別
に設けても良い。これ等のミラーの回動動作によってス
テージ6,7,8,9に順次光源からの光が向けられ
る。そして、これらステージ6,7,8,9の一つが露
光されている間、他のステージはウエハの搬入、搬出、
プリアライメント、マスク・ウエハ間のファインアライ
メント等の露光前および/若しくは露光後の工程が行な
われている。従って、本実施例の露光装置は1つの光源
を使用して効率良くウエハの露光を行ない得る。
以上の説明ではミラー2,3,4によって光源1からの
光を時間的に分割して各ステージ6,7,8,9に向け
たが、これらのミラー2,3,4は光源光量の1/4だ
けをそれぞれ各ステージに反射する固定半透鏡であって
も良い。この場合、各ステージごとの光路中にシャッタ
を配置し、各ステージごとに独立してウエハの搬入、マ
スク・ウエハ間のアライメント、露光およびウエハの搬
出等の工程を行なわせることもできるが、各ステージを
不図示の制御器によって同期させてウエハの搬入、マス
ク・ウエハ間のアライメント、露光およびウエハの搬出
等の工程を同時に併行して行なわせるのが好ましい。こ
のようにすれば、シャッタを光源1とミラー2との間に
設けて各ステージで共有したり、光源1としてのエキシ
マレーザの発光タイミングを制御する等の方策を施して
シャッタを省略する等、装置の構成を簡略化することも
可能である。
[第2の実施例] 第2図は、本発明をステッパに適用した例である。11は
エキシマレーザで、遠紫外のパルス光を発振する。この
レーザ11は水平基準面に配置されている。レーザ11から
の水平に進む光はミラー12によって上方向に反射され
る。上方向に反射されたレーザ光はミラー13によって横
方向に反射される。14は横方向に反射されたレーザ光の
光路中に配されたエキスパンダーである。このエキスパ
ンダー14は出射光の断面形状がレーザ11からの光束の断
面形状と異なることが望まれる場合はアナモフィックフ
ォーカスコンバータが使用される。15,16,17は回動ミ
ラーで第1図の2,3,4に対応するものである。エキ
スパンダー14でエキスパンドされた平行光はこれ等のミ
ラー15,16,17によってステッパ露光機部分18,19,20
に向かうように下方向に反射される。
第1〜第3露光機18,19,20は、それぞれ、レチクル2
1,22,23を均一照明するための光インテグレータ24,2
5,26およびコリメータレンズ27,28,29からなる照明
系、縮少投影レンズ30,31,32、ウエハ33,34,35が配
置されるウエハチャック(不図示)、およびウエハチャ
ックを基板(または定盤)36,37,38上でx,y方向に
ステップ送りするXYステージ50,51,52等から構成さ
れている。基板36,37,38は基準水平面上に配されてい
る。
39,40,41は一対のアライメント検出系で、ダイバイダ
イアライメントの際は各露光ショット毎にレチクル21,
22,23とウエハ33,34,35のアライメントマーク間の整
合状態を検出し、不図示のレチクル・ウエハ相対調整機
構によってx,y,θのアライメントをする。グローバ
ルアライメントの場合は、レチクル・ウエハ間のアライ
メント状態をXYステージのステップ駆動に先立って検
出し、アライメントを行なう。
42,43,44は光量ディテクタで露光時間を算出する。ア
ライメント検出系39,40,41からのアライメント終了信
号、光量ディテクタ42,43,44からの信号はステッパ制
御用CPU45,46,47に送られる。CPU45,46,47
は、これ等の信号情報を基にステージ50,51,52および
アライメント検出系39,40,41を作動させたり、回動ミ
ラー15,16,を制御するミラー制御用CPU60や、アパ
ーチャー61およびUDフィルタ62等を制御する光量制御
用CPU63を制御する。
次いで、作動説明を第2,3図を使用して説明する。
ステッパ制御用CPU45,46,47においては、レーザの
光量を不図示の光量測定器によって測定し、その結果に
基づいてアパーチャー61の大きさやUDフィルタ62を切
換えて所定の光量のレーザ光を得る。今、ミラー15は点
線の位置にあり、ウエハ33は第1ショット位置がレンズ
30の真下にあって既にマスク21とウエハ33のアライメン
トが完了しているものとする。従ってウエハ33の第1シ
ョットは露光中の状態である。この状態で光量ディテク
タ42によって積算された光量が一定の値になった際、C
PU45からCPU60に対してミラー15を原位置へ復帰す
る指示およびミラー16が点線位置になるような指示を出
すよう信号が発せられる。これによって第1ステッパの
ウエハ33の第1ショットの露光は完了する。
一方、第2ステッパ19は第1ステッパの露光動作中、レ
チクル22とウエハ34の第1ショットのアライメントが行
なわれている。従ってミラー16が回動した際にはアライ
メントが終了している。但し、第1ステッパの露光が完
了した信号のみではミラー16を回動させた場合に、第2
ステッパのアライメントが終了していないこともあるの
で、ここでは、アライメント検出系40の完了信号と第1
ステッパの露光終了信号とのアンド(論理積)でミラー
16を作動させている。これと同時に光量検出器43は光量
積算を行なう。これ以降の動作は第1ステッパ18と同様
である。この第2ステッパ19の露光動作の間、第1ステ
ッパ18のXYステージ50はステップ駆動を行ない、第2
ショットがレンズ30の真下に位置している。また、第2
ステッパ19の露光中、第3ステッパ20はアライメント動
作を行なっている。
第2ステッパ19の露光動作が終了すると、次は、上述と
同様に第3ステッパ20の露光動作と、第1ステッパ18の
アライメント動作と、第2ステッパ19のXYステージの
ステップ駆動とが併行して行なわれる 以後、上記動作を繰返すことにより、各ステッパ18,1
9,20のウエハ33,34,35上に各ショットの露光が実行
され、それぞれのステッパ18,19,20で、所定のショッ
ト数を露光した後、ウエハ33,34,35はステージ50,5
1,52から搬出される。
なお、以上の説明では第1〜第3ステッパをショット番
号について同期的に動作させたが、例えば第1ステッパ
が第1ショット露光を行なっている際、第2ステッパは
真中のショットをアライメントしており、また、第3ス
テッパは最終ショットへのステップ駆動を行なっている
というように、ショット番号には無関係に動作させても
良い。この場合、他のステッパが露光若しくはアライメ
ントを行なっている場合、1つのステッパではウエハの
搬入若しくは搬出を行なわせることができる。
また、以上の説明ではウエハのダイ露光毎にステッパを
切換えていたが、第1のステッパのウエハのすべてのダ
イを露光した後第2のステッパのウエハの露光に移行す
るモードで行なっても良い。この場合ミラー15,16,17
の作動はCPU39,40,41のウエハ全面の露光終了信号
によって行なわれる。また、グローバルアライメントの
場合は1つのステッパで露光が行なわれている際、他の
ステッパではウエハのステップ送り、若しくはウエハの
搬入出が行なわれている。
さらに第3図の動作説明図においては、操作パネルの選
択スイッチによって操作者からの同時露光か、順次露光
かの支持信号によって2つのモードが選択される。同時
モードの場合、第2図の回動ミラー15,16,17の代りに
半透鏡からの位置に配され同時モードで各ステッパーが
作動する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明の概要を説明する図である。 第2図は本願発明をステッパに適用した図である。 第3図は第2図の装置の動作説明のためのフローチャー
トである。 1:光源、2,3,4:光路分岐部材、 5,15,16,17:ミラー、 6,7,8,9:露光ステージ、 11:エキシマレーザ、14:エキスパンダ、 39,40,41,45,46,47,60,63:CPU、 18,19,20:露光機、21,22,23:レチクル、 24,25,26:光インテグレータ、 27,28,29:コリメータレンズ、 30,31,32:縮少投影レンズ、 33,34,35:ウエハチャック、 36,37,38:基板、 42,43,44:光量ディテクタ、 61:アパーチャー、62:UDフィルタ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−83232(JP,A) 特開 昭60−7723(JP,A) 特開 昭53−72575(JP,A) 実開 昭54−113557(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】夫々がウエハを露光する複数個の露光手段
    と、該複数個の露光手段に共通の光源と、該共通光源か
    らの光を各露光手段に向ける光学系とを有する装置にお
    いて、前記光学系は前記共通光源からの光の量を調整す
    る光量調整手段と該光量調整手段を通過した前記共通光
    源からの光の光路を切り換える可動ミラーとを備え、前
    記共通光源からの光を順次各露光手段に向けるべく前記
    可動ミラーを駆動する手段と、前記複数個の露光手段の
    各々に設けた前記共通光源からの光の量を検出する光量
    検出手段と、前記各露光手段の光量検出手段からの出力
    を受け、前記光量調整手段に光量の調整を行なわせる手
    段とを有することを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】前記光量調整手段がアパーチャーとNDフ
    ィルターとを備え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。
JP60002203A 1984-01-24 1985-01-11 露光装置 Expired - Lifetime JPH065660B2 (ja)

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US06/690,940 US4653903A (en) 1984-01-24 1985-01-14 Exposure apparatus
GB08501765A GB2155648B (en) 1984-01-24 1985-01-24 An exposure apparatus
GB08723949A GB2195031A (en) 1984-01-24 1987-10-12 Exposing wafers

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JPS61161718A JPS61161718A (ja) 1986-07-22
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