JPH0758004A - ステッパ装置における基板移動装置 - Google Patents

ステッパ装置における基板移動装置

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JPH0758004A
JPH0758004A JP6004021A JP402194A JPH0758004A JP H0758004 A JPH0758004 A JP H0758004A JP 6004021 A JP6004021 A JP 6004021A JP 402194 A JP402194 A JP 402194A JP H0758004 A JPH0758004 A JP H0758004A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ステッパ装置において、露光中、コンピュー
タプログラムにより基板の移動手段を制御する手段を含
んでいる。この制御手段は、デイジタル・アナログ変換
器３１に接続されたコンピュータ３０を含み、コンピュ
ータ３０からのソフトウエア制御の命令がデイジタル・ア
ナログ変換器３１により機会可読形式に変換された後、
Ｘ方向移動手段３２及びＹ方向移動手段３３に供給さ
れ、露光中に必要な基板移動が行われる。 【効果】 露光中にコンピュータプログラムによって基
板の移動手段を制御する手段を用いているので、所定の
壁面角度または壁面形状あるいはその両方を有するフォ
トレジスト・パターンを再現性良く形成するために、マ
スクに対して基板を調整するとき、±０．１μmの精度
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上のフォトレジス
ト層中に所定の形状の開口部を有するパターンを形成す
るステッパ装置に組み込まれた基板の移動装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、チップ・マスクを５分の１に縮
小して、フォトレジスト層をコーテイングしたウエハ上に
反復転写するのに用いる従来のウエーハ・ステッパ装置
を示す概略図である。
【０００３】チップ・パターン１９'を転写する基板
は、Ｘ方向及びＹ方向に移動することができるＸ−Ｙテ
ーブル１７で支持される。紫外線２５は、５倍に拡大し
たチップ・パターン１９'を有するマスク２２と、像を
縮小する光学手段２４を通過して、基板に衝突する。ウ
エーハ・ステッパ装置は、段階及び反復モードで作動
し、すなわち、各露光後にＸ−Ｙテーブル１７はチップ
の長さだけ移動し、基板の表面全体が露光されるまで、
次々に露光を繰り返して行う。Ｘ−Ｙテーブル１７を移
動する手段は、マスクに対してフォトレジスト層を移動
させるのに使用できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、所定のマス
クパターンをフォトレジスト層に転写するために、上記
従来のウエーハ・ステッパ装置における基板の移動装置
に改良を加え、基板または光線の移動を所定の方式でプ
ログラム制御される基板移動装置を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】基板を移動させ、マスク
を一定の位置にすることにより、本発明の装置で相対的
移動を行うという概念は、マスク・パターンをフォトレ
ジスト層に転写するウエーハ・ステッパ装置に高度に活
用され、露光中に、コンピュータプログラムによって、
基板の移動手段又はマスクとフォトレジスト層との間で
光線の経路を移動させる手段を制御する移動装置をこの
ようなウエーハ・ステッパ装置に組み込んでいる。基板
のＸ方向またはＹ方向あるいはその両方への移動手段と
しては、圧電変換器またはリニア・モータが使用され
る。この移動手段は、露光中に、コンピュータ・プログ
ラムによって制御される。この制御のための手段は、デ
イジタル・アナログ変換器に接続されたコンピュータを
含み、当該、デイジタル・アナログ変換器が前記移動手
段に接続され、前記コンピュータからのソフトウエア制
御の命令が、前記デイジタル・アナログ変換器により機
械可読形式に変換され、露光中に必要な基板移動が行わ
れるように前記移動手段に供給される。マスクに対して
光線の経路を移動させる手段として、たとえば、制御さ
れた形で傾斜できるように懸垂させた平行な平面ガラス
・プレートが使用される。また、ウエーハ・ステッパ装
置で使用されるマスクに対して基板を調整する手段を、
本発明に係る移動手段とともに使用している。
【０００６】
【実施例】本発明の装置は、従来のフォトリソグラフィ
工程において利用される。この工程では、基板にフォト
レジスト層を、通常スピン・コーテイングによりコーテイ
ングする。このフォトレジスト層に、焼成サイクルの前
でも後でも、または前後に行ってもよいが、パターンに
従って照射を行う。その際、ネガテイブ・フォトレジス
トまたは反転モードのポジテイブ・レジストを使用した
場合は、照射されたフォトレジスト層は不溶性になり、
ポジテイブ・レジストを使用した場合は、照射されたフ
ォトレジスト層は可溶性になる。本明細書では、不透明
領域と透明領域を有するマスクを介しての照射のみを考
慮する。下記の説明では、紫外線を用いた照射を取扱
い、その際、小さな構造(大きさ１μm程度)を形成する
場合、高解像度のステッパ装置(投影露光装置)を使用す
る。紫外線を使用した場合、自然の解像度の限界は、
０．５乃至１μm程度である。放射線がマスク・パター
ンの縁部に沿って屈折し、紫外線で露光した領域にある
程度影響を与えることを考慮することも重要である。照
射によりフォトレジスト層中に形成した潜像を、フォト
レジストに適した現像剤で現像すると、フォトレジスト
層は転写されたパターンに従った形状となる。
【０００７】以下、本発明の実施例を図１及び図２に従
って説明する。図１は、基板を移動する装置の概略図で
あるが、当該装置は、基本的に図３に示すウエーハ・ス
テッパ装置に組み込まれるものである。
【０００８】図１において、３０はコンピュータ、３１
はデイジタル・アナログ変換器(ＤＡＣ)、３２及び３３
はそれぞれＸ方向及びＹ方向での移動手段、１８はＸ−
Ｙテーブル、３４は光を点滅するシャッタを示す。コン
ピュータ３０からのソフトウエア制御の命令がデイジタル
・アナログ変換器３１により機械可読形式に変換された
後、Ｘ方向移動手段３２及びＹ方向移動手段３３に供給
される。これにより、必要な移動が行われる。
【０００９】図２は、本発明に係る基板の移動装置を組
み込んだステッパ装置により、マスクを介して照射され
たフォトレジスト層１の概略断面図である。理解を容易
にするため、マスク２は開口部４を１つだけ有するが、
実際には、形状の異なる複数の開口部を有する。また、
マスク２は、通常の投影フォトリソグラフィに使用され
るような５倍の寸法ではなく、フォトレジスト層１に転
写されるパターンと同一寸法である。フォトレジスト層
１は、傾斜した壁面５、６を有する開口部３を現像した
後のものが示されている。図示した開口部３の壁面の断
面形状を得るには、グラフに示すように、マスク２に対
して基板８をＸ方向移動手段３２を用いて、Ｘ方向に移
動させる。グラフは、移動量を露光時間に対してプロッ
トしたものである。露光サイクルは次のように行う。
【００１０】まず、基板８をマスク２に対して移動させ
ずに露光を行う。この露光時間は、マスク２の開口部４
の下にあるフォトレジスト層１の領域が完全に現像され
るのに十分な時間とする。次に、基板８をマスク２の開
口部４の寸法より大きい量だけ、╋Ｘ方向に移動させ
る。次に、シャッタ３４により光を遮断して(移動時間
≪露光時間の場合は、光の遮断は不要である。)基板を
元の位置の方向に移動するが、壁面６の傾斜を一定にす
るには、壁面６の下部を少し余分に照射する必要がある
ため、完全に元の位置まで戻さない。これは、２番目の
移動の大きさがマスク２の開口部４の寸法より大きく、
したがって╋Ｘ方向への移動の終期には壁面６の下部は
影になるためである。したがって、照射の次の段階で
は、−Ｘ方向に少し移動させる必要がある。基板８が再
び元の位置に戻った時、開口部３の下部と壁面６が照射
される。壁面５の領域を照射するには、さらに上記の移
動を対照的に繰り返すだけせよい。開口部の中心に近い
フォトレジストの区域が周辺区域より長時間照射される
ため、傾斜した壁面が得られる。
【００１１】また、移動距離を変えることにより、壁面
５及び６の傾斜角を急にしたり浅くしたりすることがで
きる。当然、壁面５が傾斜し、壁面６は垂直の場合も含
めて、傾斜の異なる壁面５及び６を形成することも可能
である。図２では、説明を容易にするため、Ｘ方向の移
動のみを考慮したが、Ｙ方向移動手段３３を用いること
によるＹ方向の移動も、またはＸ方向とＹ方向に同時に
移動させて壁面全体を傾斜させることも可能である。フ
ォトレジスト表面の異なる区域が露光される際の局部的
な照射量が同じであれば、関数Ｘ(t)が、図２に示すも
のと異なるものでもよい。
【００１２】下記に、図２に示した開口部の形成につい
てさらに詳細に説明する。
【００１３】５つのサンプルを同じ方法で加工した。こ
れらのサンプルは、フォトレジストでコーテイングした
シリコン・ウエハである。使用したフォトレジストは、
シップレイ(Shipley)社からＳ１４００−３１の名称で
市販されているポジテイブ・フォトレジストである(この
フォトレジストは、基本的にノボラック樹脂と、ジアゾ
ナフトキノン増感剤からなるものである)。レジスト層
の厚みは、約２μmとした。サンプルは、どの場合も照
射前後に加熱し、照射前は、８５℃で２０分間、照射後
は９５℃で１０分間加熱した。照射には、ＧＣＡから型
式名ＤＳＷ６３００として市販されている投影露光装置
を使用し、波長は４３６ｎｍ、エネルギは１１０ｍＪ／
ｃｍ2とした。この投影露光装置は、開口数が０．３
で、マスクの像は５分の１に縮小されてフォトレジスト
層に転写される。
【００１４】照射に使用したマスクは、１辺が５μｍの
正方形のパターン要素を複数個有するものである。フォ
トレジスト層でコーテイングした基板を投影露光装置に
入れ、基板の中心をマスク・パターンの下になるように
位置決めした。次に、基板を露光し、露光の間に、図１
に示すグラフに従って基板を移動させた。移動には、投
影露光装置のＸステージ及びＹステージ・ドライバを使
用した。この実験のために行った。露光装置の修正は、
もっぱらソフトウエアに関するものであった。露光サイ
クルの第１段階で、(この段階は、１．３秒間であった)
基板は移動させなかった。第２段階は同じ時間で、基板
を１．２５μｍ移動させた後、光を遮断し、基板を元の
位置に対して０．２５μｍ移動した位置まで戻した。次
に光を再び照らして、基板を約０．７秒間で元の位置ま
で戻した。次に第２段階から反対方向に移動を繰り返し
た。照射し、事後焼成したサンプルの現像を、タンク中
で０．１ＮのＫＯＨ溶液を使用して、２５℃で３分間行
った。
【００１５】５個のサンプルのそれぞれ１０個の開口部
について、寸法を測定した。フォトレジストの上面の開
口部の寸法は３．５μｍ、底面の開口部の寸法は１μｍ
であった。これらの寸法の再現性は±６０ｎｍ(３σ)
で、これは主として、現像工程のばらつきによるもので
あった。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、露光中に、コンピュー
タプログラムによって前記移動手段を制御する手段を用
いているので、所定の壁面角度または所定の壁面形状あ
るいはその両方を有するフォトレジスト・パターンを再
現性良く形成するために、マスクに対して基板を調整す
るとき、±０．１μmの精度を得ることができる。
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＸまたはＹ方向あるいはその両方での移動がプ
ログラム制御された、本発明の装置の一実施例を示す概
略図。
【図２】投影マスクと、基板上に本発明の装置を用いて
形成したフォトレジスト層中の傾斜した壁面を有する開
口部を詳細に示す断面図で、マスクに対する基板の横方
向の各移動を、露光時間に対してプロットしたグラフ。
【図３】マスク及び光学手段に対して、露光されるフォ
トレジスト層がコーテイングされた基板を支持するＸＹ
テーブルのＸまたはＹ方向あるいはその両方での移動を
示すウエーハ・ステッパ装置の概略図。
【符合の説明】
１８ ＸＹテーブル ３０ コンピュータ ３１ デイジタル・アナログ変換器(ＤＡＣ) ３２ Ｘ方向移動手段 ３３ Ｙ方向移動手段 ３４ シャッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト・ハフナー ドイツ連邦共和国7031イエティンゲン、 ピロールヴェーク３番地

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ステッパ装置に組み込まれ、照射マスクも
    しくは基板表面上のマスクの投影に対して、横方向に基
    板を移動させる装置であって、 露光中に、照射マスクもしくは基板表面上のマスクの投
    影に対して、Ｘ方向もしくはＹ方向または両方向に基板
    を移動する手段又はマスクとフォトレジスト層の間で光
    線の経路を移動させる手段と、 露光中に、コンピュータプログラムによって前記移動手
    段を制御する手段と、 マスクに対して基板を調整する手段と、 を含む基板の移動装置。
  2. 【請求項２】前記制御手段が、デイジタル・アナログ変
    換器に接続されたコンピュータを含み、当該、デイジタ
    ル・アナログ変換器が前記移動手段に接続され、前記コ
    ンピュータからのソフトウエア制御の命令が、前記デイジ
    タル・アナログ変換器により機械可読形式に変換され、
    露光中に必要な基板移動が行われるように前記移動手段
    に供給される、請求項１記載の基板移動装置。
JP6004021A 1988-04-21 1994-01-19 回路パタ―ン露光装置 Expired - Lifetime JP2502939B2 (ja)

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