JPH0777188B2 - 加工装置 - Google Patents
加工装置Info
- Publication number
- JPH0777188B2 JPH0777188B2 JP61095511A JP9551186A JPH0777188B2 JP H0777188 B2 JPH0777188 B2 JP H0777188B2 JP 61095511 A JP61095511 A JP 61095511A JP 9551186 A JP9551186 A JP 9551186A JP H0777188 B2 JPH0777188 B2 JP H0777188B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- laser light
- substrate
- thin film
- irradiation
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は基板の表面に積層された薄膜を部分的に除去す
る加工装置に関する。
る加工装置に関する。
（発明の背景） 近年、半導体素子製造のリソグラフィ工程においては4M
ビットや16Mビット容量のメモリの生産に耐え得るアラ
イメント精度及び解像力を有する露光装置が要求されて
きている。この種の露光装置の多くは半導体ウェハ上に
多数回、マスク（又はレチクル）の回路パターンを重ね
合わせて露光していくが、重ね合わせの精度を支配的に
決定するマスク（又はレチクル）とウェハとのアライメ
ント精度は、ウェハ上に形成されたアライメントマーク
をいかに高精度に位置検出するかによって大きく変化す
る。通常、ウェハのアライメントは、アライメントマー
クに光を照射し、そのマークからの反射光、散乱光、又
は回折光等を光電検出することによって行なわれる。し
かしながら、露光前のウェハには必然的にレジストが塗
布されているため、アライメントマークの検出はレジス
ト層（１〜２μｍ程度の厚さ）を介して行なわれる。ま
たレジスト層は、アライメントマークが微少な段差構造
になることから、マーク周辺で膜厚が不均一になること
はさけられない。このためアライメントマークから発生
する光情報がレジスト層の影響で弱くなったり、薄膜固
有の干渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいは
マーク両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりす
ること等によってアライメント精度（マーク位置の検出
精度）が低下しがちであった。
ビットや16Mビット容量のメモリの生産に耐え得るアラ
イメント精度及び解像力を有する露光装置が要求されて
きている。この種の露光装置の多くは半導体ウェハ上に
多数回、マスク（又はレチクル）の回路パターンを重ね
合わせて露光していくが、重ね合わせの精度を支配的に
決定するマスク（又はレチクル）とウェハとのアライメ
ント精度は、ウェハ上に形成されたアライメントマーク
をいかに高精度に位置検出するかによって大きく変化す
る。通常、ウェハのアライメントは、アライメントマー
クに光を照射し、そのマークからの反射光、散乱光、又
は回折光等を光電検出することによって行なわれる。し
かしながら、露光前のウェハには必然的にレジストが塗
布されているため、アライメントマークの検出はレジス
ト層（１〜２μｍ程度の厚さ）を介して行なわれる。ま
たレジスト層は、アライメントマークが微少な段差構造
になることから、マーク周辺で膜厚が不均一になること
はさけられない。このためアライメントマークから発生
する光情報がレジスト層の影響で弱くなったり、薄膜固
有の干渉効果がマーク近傍で顕著になったり、あるいは
マーク両側でレジスト膜厚のムラが非対称になったりす
ること等によってアライメント精度（マーク位置の検出
精度）が低下しがちであった。
またウェハ上でのパターンの微細化を計るために多層レ
ジストを使う場合等は、アライメントマークそのものが
露光波長の照明光のもとで光学的に見えなくなるといっ
た現象も起り得るため、アライメント精度の確保はなか
なか難しい問題となっていた。
ジストを使う場合等は、アライメントマークそのものが
露光波長の照明光のもとで光学的に見えなくなるといっ
た現象も起り得るため、アライメント精度の確保はなか
なか難しい問題となっていた。
（発明の目的） 本発明は上記問題点を解決し、ウェハ等の基板上に積層
された薄膜を介して下地のパターン（アライメントマー
ク等）を見る（検出する）ことを不要とするために、基
板上に薄膜のみを部分的に除去し得る加工装置を得るこ
とを目的とする。
された薄膜を介して下地のパターン（アライメントマー
ク等）を見る（検出する）ことを不要とするために、基
板上に薄膜のみを部分的に除去し得る加工装置を得るこ
とを目的とする。
（発明の概要） 本発明においては、表面に薄膜（レジスト等）を積層し
た基板（ウェハ７）を保持する保持手段（XYステージ
９）と、基板上に形成されたマーク（例えばアライメン
トマークSX）を覆っている薄膜を除去するために基板に
向かってレーザ光（LB）を照射するレーザ照射系（光源
1;対物レンズ6;ミラー5;ビームスプリッター３）が設け
られている。そして、そのマーク上（例えばアライメン
トマークSXを含む領域A2）にレーザ光が照射されるよう
に基板とレーザ光とを相対的にアライメントする位置決
め手段（XYステージ9;ステージコントローラ8;システム
コントローラ12）と、レーザ光の照射によりマーク上の
薄膜を除去するときにマークが損傷しないようにレーザ
光を制限する制御手段（レーザ制御系15;シャッター4;
光量系11;システムコントローラ12;光源51;ハーフミラ
ー52;集光レンズ53;光電検出器54）とが設けられてい
る。
た基板（ウェハ７）を保持する保持手段（XYステージ
９）と、基板上に形成されたマーク（例えばアライメン
トマークSX）を覆っている薄膜を除去するために基板に
向かってレーザ光（LB）を照射するレーザ照射系（光源
1;対物レンズ6;ミラー5;ビームスプリッター３）が設け
られている。そして、そのマーク上（例えばアライメン
トマークSXを含む領域A2）にレーザ光が照射されるよう
に基板とレーザ光とを相対的にアライメントする位置決
め手段（XYステージ9;ステージコントローラ8;システム
コントローラ12）と、レーザ光の照射によりマーク上の
薄膜を除去するときにマークが損傷しないようにレーザ
光を制限する制御手段（レーザ制御系15;シャッター4;
光量系11;システムコントローラ12;光源51;ハーフミラ
ー52;集光レンズ53;光電検出器54）とが設けられてい
る。
尚、本発明における薄膜とは、基板表面に単層で形成さ
れたもの、あるいは多層で形成されたもののいずれも含
むものであり、また多層膜の場合はその一番上の単層も
しくは数層の除去すべき層を総称しているものとする。
さらに薄膜は本発明の実施例においてはレジストとする
が、その他有機物質（ポリイミド等）による膜や金属薄
膜であっても同様に実施可能である。
れたもの、あるいは多層で形成されたもののいずれも含
むものであり、また多層膜の場合はその一番上の単層も
しくは数層の除去すべき層を総称しているものとする。
さらに薄膜は本発明の実施例においてはレジストとする
が、その他有機物質（ポリイミド等）による膜や金属薄
膜であっても同様に実施可能である。
（実施例） 以下本発明の実施例による加工装置を第１図、第２図、
第３図を参照して説明する。第１図は加工装置の概略的
な構成を示すブロック図であり、レーザ光源１から射出
した紫外域に発振波長を有するレーザ光LBは、可変絞り
２によって所定のビーム形状に成形された後、その大部
分がビームスプリッタ３を透過してシヤッター４に至
る。シヤッター４はレーザ光LBを透過又は遮断させるも
のであり、シヤッター４を透過したレーザ光はミラー５
で反射されれた後、対物レンズ６に入射する。対物レン
ズ６で結像されたレーザ光LBはウェハ７上で絞り２の開
口形状となって、ウェハ７上のレジスト層を照射する。
このようなレジスト層を除去するレーザ光LBとしては、
エキシマレーザ、Nd:YAGレーザの第３高調波、第４高調
波、アルゴンイオンレーザの514.5nmの発振線の第２高
調波等のように波長域150nm〜360nmに発振線をもつもの
が好適である。
第３図を参照して説明する。第１図は加工装置の概略的
な構成を示すブロック図であり、レーザ光源１から射出
した紫外域に発振波長を有するレーザ光LBは、可変絞り
２によって所定のビーム形状に成形された後、その大部
分がビームスプリッタ３を透過してシヤッター４に至
る。シヤッター４はレーザ光LBを透過又は遮断させるも
のであり、シヤッター４を透過したレーザ光はミラー５
で反射されれた後、対物レンズ６に入射する。対物レン
ズ６で結像されたレーザ光LBはウェハ７上で絞り２の開
口形状となって、ウェハ７上のレジスト層を照射する。
このようなレジスト層を除去するレーザ光LBとしては、
エキシマレーザ、Nd:YAGレーザの第３高調波、第４高調
波、アルゴンイオンレーザの514.5nmの発振線の第２高
調波等のように波長域150nm〜360nmに発振線をもつもの
が好適である。
さて、ウェハ７はステージコントローラ８により制御さ
れてｘ方向とｙ方向とに２次元的に移動するXYステージ
９の上に載置される。XYステージ９の位置はレーザ干渉
計等によって常時検出され、ステージコントローラ８に
位置情報としてフィードバックされ、レーザ光LBの照射
位置はXYステージ９を動かすことによってウェハ７上で
例えば±0.01μｍの精度で位置決めされる。一方、ビー
ムスプリッタ３で反射したわずかな量のレーザ光は集光
レンズ10によって光量計11の受光面に集められ、光量計
11はその光量（光強度）に応じた光電信号をシステムコ
ントローラ12に出力する。システムコントローラ12は、
ステージコントローラ８にウェハ７のレーザ光LBに対す
る位置決めのための指令を発するとともに、レーザ光源
１の制御系15、又はシヤッター４に最適なレーザ照射量
が得られるような制御信号を発する。例えばレーザ光源
１がエキシマ等のようにパルスレーザを発生するものの
場合、システムコントローラ12は光量計11からの光電信
号に基づいて、最適なレーザ出力値と必要とされるパル
ス数とを算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御
系15に出力する。またレーザ光源１がCWレーザを発生す
るものの場合、システムコントローラ12は光電信号に基
づいて最適なレーザ出力値と必要とされる照射時間とを
算出し、出力値に関してはレーザ制御系15に制御信号を
送り、照射時間に関してはシヤッター４に制御信号を送
る。
れてｘ方向とｙ方向とに２次元的に移動するXYステージ
９の上に載置される。XYステージ９の位置はレーザ干渉
計等によって常時検出され、ステージコントローラ８に
位置情報としてフィードバックされ、レーザ光LBの照射
位置はXYステージ９を動かすことによってウェハ７上で
例えば±0.01μｍの精度で位置決めされる。一方、ビー
ムスプリッタ３で反射したわずかな量のレーザ光は集光
レンズ10によって光量計11の受光面に集められ、光量計
11はその光量（光強度）に応じた光電信号をシステムコ
ントローラ12に出力する。システムコントローラ12は、
ステージコントローラ８にウェハ７のレーザ光LBに対す
る位置決めのための指令を発するとともに、レーザ光源
１の制御系15、又はシヤッター４に最適なレーザ照射量
が得られるような制御信号を発する。例えばレーザ光源
１がエキシマ等のようにパルスレーザを発生するものの
場合、システムコントローラ12は光量計11からの光電信
号に基づいて、最適なレーザ出力値と必要とされるパル
ス数とを算出し、それに対応した制御信号をレーザ制御
系15に出力する。またレーザ光源１がCWレーザを発生す
るものの場合、システムコントローラ12は光電信号に基
づいて最適なレーザ出力値と必要とされる照射時間とを
算出し、出力値に関してはレーザ制御系15に制御信号を
送り、照射時間に関してはシヤッター４に制御信号を送
る。
また、ウェハ７上に形成されたアライメントマークを検
出するためのアライメント光学系13が例えば対物レンズ
６と異なる位置に固設され、光電検出器等を含むマーク
検出器14と共に、オフアクシス方式でウェハ７のアライ
メントを行なう。マーク検出器14からアライメント信号
がシステムコントローラ12に供給される。このアライメ
ント信号はウェハ７上の特定の位置に設けられたマーク
の中心をとらえたとき発生するものであり、その発生し
たときのXYステージ９の位置をシステムコントローラ12
が基準点として記憶することにより、レーザ光LBの照射
位置とウェハ７上の任意の点との対応付け（グローバル
アライメント）が完了する。
出するためのアライメント光学系13が例えば対物レンズ
６と異なる位置に固設され、光電検出器等を含むマーク
検出器14と共に、オフアクシス方式でウェハ７のアライ
メントを行なう。マーク検出器14からアライメント信号
がシステムコントローラ12に供給される。このアライメ
ント信号はウェハ７上の特定の位置に設けられたマーク
の中心をとらえたとき発生するものであり、その発生し
たときのXYステージ９の位置をシステムコントローラ12
が基準点として記憶することにより、レーザ光LBの照射
位置とウェハ７上の任意の点との対応付け（グローバル
アライメント）が完了する。
尚、レーザ光LBとウェハ７との相対的な位置合わせは、
ウェハに対してレーザ光LBを走査、振動させて行なって
も同様の効果が得られる。
ウェハに対してレーザ光LBを走査、振動させて行なって
も同様の効果が得られる。
さて、第２図はミラー５の後３に設けられた反射率測定
系の一例を示す図である。この場合第１図に示したミラ
ー５をダイクロイックミラーとし、レーザ光LBは高効率
に反射し、レーザ光LBよりも長い波長の光は透過するよ
うな特性にしておく。光源（光学系を含む）51はウェハ
７の表面（レジスト層やその下地）の反射率を測定する
のに好適な波長（単波長、多波長、又はバンド幅をもつ
もののいずれでもよい）で、レーザ光LBよりも長い波長
の照明光LAを発生する。その照射光LAはハーフミラー52
で反射された後、ミラー５を透過して対物レンズ６に入
射し、ウェハ７を所定の強度で照明する。照明光LAのウ
ェハ７での反射光は対物レンズ６、ミラー５、ハーフミ
ラー52を介して集光レンズ53に入射し、光電検出器54の
受光面に集められる。光電検出器54の光電信号はシステ
ムコントローラ12に送られる。その光電信号はウェハ７
のレジスト層の除去部分の反射率を反映しており、シス
テムコントローラ12は反射率の変化（信号強度の変化）
に基づいて、レジスト層の除去の終点を検出する。そし
て終点が検出された後もレーザ光LBがまだ照射され続け
られる場合、システムコントローラ12は制御系15やシヤ
ッター４により強制的に照射を中止させる。この機能は
レジスト層の厚みムラにより、当初予定していた厚さよ
りもレジスト層が薄かった場合に、下地のマークを損傷
させない点で有効である。もちろん逆にレジスト層が厚
すぎた場合も、完全にレジストを除去するために余分の
レーザ光照射を行なう目安となる点で有利である。
系の一例を示す図である。この場合第１図に示したミラ
ー５をダイクロイックミラーとし、レーザ光LBは高効率
に反射し、レーザ光LBよりも長い波長の光は透過するよ
うな特性にしておく。光源（光学系を含む）51はウェハ
７の表面（レジスト層やその下地）の反射率を測定する
のに好適な波長（単波長、多波長、又はバンド幅をもつ
もののいずれでもよい）で、レーザ光LBよりも長い波長
の照明光LAを発生する。その照射光LAはハーフミラー52
で反射された後、ミラー５を透過して対物レンズ６に入
射し、ウェハ７を所定の強度で照明する。照明光LAのウ
ェハ７での反射光は対物レンズ６、ミラー５、ハーフミ
ラー52を介して集光レンズ53に入射し、光電検出器54の
受光面に集められる。光電検出器54の光電信号はシステ
ムコントローラ12に送られる。その光電信号はウェハ７
のレジスト層の除去部分の反射率を反映しており、シス
テムコントローラ12は反射率の変化（信号強度の変化）
に基づいて、レジスト層の除去の終点を検出する。そし
て終点が検出された後もレーザ光LBがまだ照射され続け
られる場合、システムコントローラ12は制御系15やシヤ
ッター４により強制的に照射を中止させる。この機能は
レジスト層の厚みムラにより、当初予定していた厚さよ
りもレジスト層が薄かった場合に、下地のマークを損傷
させない点で有効である。もちろん逆にレジスト層が厚
すぎた場合も、完全にレジストを除去するために余分の
レーザ光照射を行なう目安となる点で有利である。
尚、反射率測定系の代わりに螢光検出系を用いても同様
の効果が得られる。一般のレジストは紫外光の照射を受
けると螢光を発生する特性があるのて、その螢光を波長
選択フィルター等を介して光電検出しつつ、螢光の発生
がほぼ零になった時点でレーザ光LBの照射を中止するよ
うなフィードバック系を構成してもよい。
の効果が得られる。一般のレジストは紫外光の照射を受
けると螢光を発生する特性があるのて、その螢光を波長
選択フィルター等を介して光電検出しつつ、螢光の発生
がほぼ零になった時点でレーザ光LBの照射を中止するよ
うなフィードバック系を構成してもよい。
ところで、以上のようにしてレジスト層を除去する場
合、レジストはレーザ光LBのエネルギーを受けて気化す
ることになる。そこで第３図に示すように、気化したレ
ジストが対物レンズ６やウェハ７上に再付着することを
防止する機構を設ける。第３図において、対物レンズ６
とウェハ７との間にチャンバー26を設け、対物レンズ６
と対向する位置には、取りはずし可能な石英板20を窓と
して設ける。そして石英板13のチャンバー26内側の面
に、ノズル21を介してガスを吹付ける。これにより対物
レンズ６本体の汚染が防止されるとともに、石英板20の
汚染もガスの吹付けにより軽減される。石英板20は取り
はずし可能なので、例え汚染されたとしても容易に洗浄
することができるので、加工精度の低下（レーザ光パワ
ーの低下）を防ぐことができる。またチャンバー26のウ
ェハ７側には穴22aを設けたマスク22がチャンバー26を
密封するように固定されている。穴22aはレーザ光LBが
通るのに十分な大きさの寸法で設けられている。さらに
マスク22とウェハ７との間には適当な間隔が設けられ、
穴22aの近傍でレーザ光LBを遮光しない位置にノズル23,
24が配置され、このノズル23、24からはウェハ７に向け
てガスが吹付けられる。またチャンバー26内はトラップ
27を介して排気ポンプ25により減圧される。これによっ
てウェハ７の表面で発生したレジストの気化成分、又は
気化したレジストが空中で固化した微粒子は、穴22aを
介してチャンバー26内に吸い込まれ、さらにトラップ27
内に取り込まれる。同時にウェハ表面に発生したゴミは
ノズル23,24からのガスによって飛ばされ、同様に穴22a
を介してチャンバー26内に吸い込まれる。以上のように
して、ウェハ７上に付着するゴミや気化レジストの微粒
子等は有効に除去され、加工に伴なうウェハの汚染は防
止される。
合、レジストはレーザ光LBのエネルギーを受けて気化す
ることになる。そこで第３図に示すように、気化したレ
ジストが対物レンズ６やウェハ７上に再付着することを
防止する機構を設ける。第３図において、対物レンズ６
とウェハ７との間にチャンバー26を設け、対物レンズ６
と対向する位置には、取りはずし可能な石英板20を窓と
して設ける。そして石英板13のチャンバー26内側の面
に、ノズル21を介してガスを吹付ける。これにより対物
レンズ６本体の汚染が防止されるとともに、石英板20の
汚染もガスの吹付けにより軽減される。石英板20は取り
はずし可能なので、例え汚染されたとしても容易に洗浄
することができるので、加工精度の低下（レーザ光パワ
ーの低下）を防ぐことができる。またチャンバー26のウ
ェハ７側には穴22aを設けたマスク22がチャンバー26を
密封するように固定されている。穴22aはレーザ光LBが
通るのに十分な大きさの寸法で設けられている。さらに
マスク22とウェハ７との間には適当な間隔が設けられ、
穴22aの近傍でレーザ光LBを遮光しない位置にノズル23,
24が配置され、このノズル23、24からはウェハ７に向け
てガスが吹付けられる。またチャンバー26内はトラップ
27を介して排気ポンプ25により減圧される。これによっ
てウェハ７の表面で発生したレジストの気化成分、又は
気化したレジストが空中で固化した微粒子は、穴22aを
介してチャンバー26内に吸い込まれ、さらにトラップ27
内に取り込まれる。同時にウェハ表面に発生したゴミは
ノズル23,24からのガスによって飛ばされ、同様に穴22a
を介してチャンバー26内に吸い込まれる。以上のように
して、ウェハ７上に付着するゴミや気化レジストの微粒
子等は有効に除去され、加工に伴なうウェハの汚染は防
止される。
尚、第３図において、トラップ27は必らずしも必要なも
のではない。
のではない。
以上の加工装置によりレジスト層の除去を実験したとこ
ろ以下のような結果が得られた。
ろ以下のような結果が得られた。
（１） レーザ光源１として波長249nmのKrFエキシマレ
ーザを用い、7000Å厚の酸化膜によりアライメントマー
クを形成したシリコンウェハ上にOFPR-800（東京応化株
式会社の商品名）レジストを1.2μｍ厚に塗布した場
合。
ーザを用い、7000Å厚の酸化膜によりアライメントマー
クを形成したシリコンウェハ上にOFPR-800（東京応化株
式会社の商品名）レジストを1.2μｍ厚に塗布した場
合。
この場合、ウェハ上のアライメントマークは所望の縮小
投影型露光装置でアライメントができるような配置及び
形状に選んでおく。このようなウェハを本発明の実施例
による加工装置に装着し、レーザ光のエネルギー密度と
パネル数とを変えてレジスト層に照射したところ、第４
図に示すような関係が得られた。第４図の横軸は１パル
スあたりのエネルギー密度（mJ/cm2）を表わし、縦軸は
パルス数を表わし、同図中斜線部で示した範囲内におい
て、アライメントマークや下地に損傷を与えることなく
マーク上のレジストを完全に取除くことができた。この
斜線部の範囲を規定する一方の曲線C1はレジストを気化
させるのに必要な最低のエネルギー量を表わし、他方の
曲線C2はマークや下地に損傷を与え始めるエネルギー量
を表わす。そして、このウェハを用いて縮小投影型露光
装置によりパターン露光を行なったところ、レジストが
アライメントマークの上にある場合と比べて、アライメ
ント精度（もしくは重ね合わせ精度）が向上することが
確認された。またこの際に、ゴミの発生によるパターン
の乱れも認められなかった。
投影型露光装置でアライメントができるような配置及び
形状に選んでおく。このようなウェハを本発明の実施例
による加工装置に装着し、レーザ光のエネルギー密度と
パネル数とを変えてレジスト層に照射したところ、第４
図に示すような関係が得られた。第４図の横軸は１パル
スあたりのエネルギー密度（mJ/cm2）を表わし、縦軸は
パルス数を表わし、同図中斜線部で示した範囲内におい
て、アライメントマークや下地に損傷を与えることなく
マーク上のレジストを完全に取除くことができた。この
斜線部の範囲を規定する一方の曲線C1はレジストを気化
させるのに必要な最低のエネルギー量を表わし、他方の
曲線C2はマークや下地に損傷を与え始めるエネルギー量
を表わす。そして、このウェハを用いて縮小投影型露光
装置によりパターン露光を行なったところ、レジストが
アライメントマークの上にある場合と比べて、アライメ
ント精度（もしくは重ね合わせ精度）が向上することが
確認された。またこの際に、ゴミの発生によるパターン
の乱れも認められなかった。
（２） レーザ光源１としてNd:YAGレーザの第４高調波
（波長266nm）を用い、１μｍのエッチングによりアラ
イメントマークを形成したシリコンウェハ上にPMMAレジ
ストを1.4μｍ厚に塗布した場合。この場合は、エネル
ギー密度200mJ/cm2で10パルスのレーザ光照射を行なう
ことにより、アライメントマーク上のレジストを完全に
除去できた。この際も下地やマークの損傷及びゴミの付
着は認められなかった。
（波長266nm）を用い、１μｍのエッチングによりアラ
イメントマークを形成したシリコンウェハ上にPMMAレジ
ストを1.4μｍ厚に塗布した場合。この場合は、エネル
ギー密度200mJ/cm2で10パルスのレーザ光照射を行なう
ことにより、アライメントマーク上のレジストを完全に
除去できた。この際も下地やマークの損傷及びゴミの付
着は認められなかった。
ところで半導体素子製造のリソグラフィ工程におけるウ
ェハでは、第５図に示すように多数のチップCPがマトリ
ックス状に配列されており、各チップCPの夫々に付随し
てアライメント用のマークGY,GΘ,SX,SYが形成されてい
る。マークGY,GΘは専らウェハのグローバルアライメン
トに使われ、マークSX,SYはレチクルのパターン投影像
とのアライメント（例えばショット毎のイーチアライメ
ント）に使われる。マークＧΘ,GYはステップアンドリ
ビート露光法の場合、各チップ毎に設けられるが、その
うちグローバルアライメントで使うマークはウェハ上の
特定位置にあるマークＧΘL,GYRのみである。そこで露
光前のこのようなウェハを加工装置に装置し、第１図に
示したアライメント光学系13、マーク検出器14によっ
て、レジスト層の上からマークＧΘL,GYRを検出してグ
ローバルアライメントを行なう。その後、XYステージ９
を順次移動させて、露光装置のアライメントマーク検出
系が検出するマークとレーザ光LBとを位置決めしてはレ
ジスト層を除去していく。例えば第６図に示すようにマ
ークSX上のレジスト層を除去する場合は、チップCPに付
随したマーク形成領域A1内で、マークSXを含む矩形の領
域A2内にレーザ光LBを照射する。この領域A2への照射は
第１図中の絞り２の形状と開口寸法を調整することによ
って容易に行なえる。領域A2の大きさは露光装置側でマ
ークSXを検出するときに存在し得るアライメント誤差分
よりも大きくしておく必要がある。このようにしておか
ないと、レジスト層の除去部分との段差（境界）をマー
クとして誤検出する可能性が生じる。
ェハでは、第５図に示すように多数のチップCPがマトリ
ックス状に配列されており、各チップCPの夫々に付随し
てアライメント用のマークGY,GΘ,SX,SYが形成されてい
る。マークGY,GΘは専らウェハのグローバルアライメン
トに使われ、マークSX,SYはレチクルのパターン投影像
とのアライメント（例えばショット毎のイーチアライメ
ント）に使われる。マークＧΘ,GYはステップアンドリ
ビート露光法の場合、各チップ毎に設けられるが、その
うちグローバルアライメントで使うマークはウェハ上の
特定位置にあるマークＧΘL,GYRのみである。そこで露
光前のこのようなウェハを加工装置に装置し、第１図に
示したアライメント光学系13、マーク検出器14によっ
て、レジスト層の上からマークＧΘL,GYRを検出してグ
ローバルアライメントを行なう。その後、XYステージ９
を順次移動させて、露光装置のアライメントマーク検出
系が検出するマークとレーザ光LBとを位置決めしてはレ
ジスト層を除去していく。例えば第６図に示すようにマ
ークSX上のレジスト層を除去する場合は、チップCPに付
随したマーク形成領域A1内で、マークSXを含む矩形の領
域A2内にレーザ光LBを照射する。この領域A2への照射は
第１図中の絞り２の形状と開口寸法を調整することによ
って容易に行なえる。領域A2の大きさは露光装置側でマ
ークSXを検出するときに存在し得るアライメント誤差分
よりも大きくしておく必要がある。このようにしておか
ないと、レジスト層の除去部分との段差（境界）をマー
クとして誤検出する可能性が生じる。
以上本発明の実施例を説明したが、本発明による加工装
置はレジストの除去に限られるものでないことは前述の
通りであり、さらに本加工装置は投影型露光装置内に一
体に組み込んでしまってもよい。近年、より高い解像力
を得るためにエキシマレーザを光源としてレチクルを照
明し、その投影像をウェハに露光する所謂エキシマステ
ッパーの開発が進められている。この場合、本来の露光
に使用するエキシマレーザ光をスポット状に絞って、ス
テップアンドリビート用のステージ上のウェハに照射す
る光学系を付加しておけば、ただちに本発明の加工装置
が構成できる。このためマーク上のレジストの除去と、
それに引き続くレチクルパターンの投影露光という一連
の動作を一台の装置で完了できるので極めて経済性が高
く、スループットの低下もそれ程大きくならず効率的で
あるといった効果が期待できる。
置はレジストの除去に限られるものでないことは前述の
通りであり、さらに本加工装置は投影型露光装置内に一
体に組み込んでしまってもよい。近年、より高い解像力
を得るためにエキシマレーザを光源としてレチクルを照
明し、その投影像をウェハに露光する所謂エキシマステ
ッパーの開発が進められている。この場合、本来の露光
に使用するエキシマレーザ光をスポット状に絞って、ス
テップアンドリビート用のステージ上のウェハに照射す
る光学系を付加しておけば、ただちに本発明の加工装置
が構成できる。このためマーク上のレジストの除去と、
それに引き続くレチクルパターンの投影露光という一連
の動作を一台の装置で完了できるので極めて経済性が高
く、スループットの低下もそれ程大きくならず効率的で
あるといった効果が期待できる。
（発明の効果） 以上本発明によれば、レーザ光の照射によりマークに損
傷を与えることなくマークを覆う薄膜をすみやかに、か
つきれいに除去（気化）することができる。このためリ
ソグラフィ工程におけるウェハ上のレジストを除去する
場合は、特にアライメントマーク上のレジストのみを剥
離することによって、所謂レジストレスアライメント
が可能になり、高精度なアライメントが期待できる。
傷を与えることなくマークを覆う薄膜をすみやかに、か
つきれいに除去（気化）することができる。このためリ
ソグラフィ工程におけるウェハ上のレジストを除去する
場合は、特にアライメントマーク上のレジストのみを剥
離することによって、所謂レジストレスアライメント
が可能になり、高精度なアライメントが期待できる。
第１図は本発明の実施例による加工装置の概略的な構成
を示すブロック図、第２図は反射率測定系の具体的な構
成の一例を示す光学配置図、第３図は汚染防止構造を示
す部分断面図、第４図はパルスレーザを用いたときに、
レジスト除去に必要とされるエネルギー量を示す特性
図、第５図はウェハ上のチップとマークの配列を示す平
面図、第６図はウェハ上のマークと加工領域との関係を
示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……レーザ光源、２……可変絞り ４……シヤッター、６……対物レンズ ７……ウェハ、９……XYステージ 11……光量計、12……システムコントローラ 13……アライメント光学系 14……マーク検出器、20……石英板 21,23,24……ノズル、26……チャンバー
を示すブロック図、第２図は反射率測定系の具体的な構
成の一例を示す光学配置図、第３図は汚染防止構造を示
す部分断面図、第４図はパルスレーザを用いたときに、
レジスト除去に必要とされるエネルギー量を示す特性
図、第５図はウェハ上のチップとマークの配列を示す平
面図、第６図はウェハ上のマークと加工領域との関係を
示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……レーザ光源、２……可変絞り ４……シヤッター、６……対物レンズ ７……ウェハ、９……XYステージ 11……光量計、12……システムコントローラ 13……アライメント光学系 14……マーク検出器、20……石英板 21,23,24……ノズル、26……チャンバー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−18175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−43669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−141179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−150224（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−164226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−165422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−16692（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−95710（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】表面に薄膜を積層した基板を保持する保持
手段と； 前記基板上に形成されたマークを覆っている薄膜を除去
するために前記基板に向かってレーザ光を照射するレー
ザ照射系と； 前記マーク上に前記レーザ光が照射されるように前記基
板と前記レーザ光とを相対的にアライメントする位置決
め手段と； 前記レーザ光の照射により前記マーク上の薄膜を除去す
るときに前記マークが損傷しないよう前記レーザ光の照
射を制御する照射制御手段と； を備えたことを特徴とする加工装置。 - 【請求項２】前記位置決め手段は、前記薄膜を介して前
記マークを検出するマーク検出手段を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の加工装置。 - 【請求項３】前記照射制御手段は、前記薄膜除去の終点
を検出する終点検出手段を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の加工装置。 - 【請求項４】前記照射制御手段は、前記基板へのレーザ
照射量を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の加工装置。 - 【請求項５】前記基板は半導体製造のリソグラフィ工程
中の半導体基板であり、前記マークは前記半導体基板を
所定位置に位置決めする際に使用されるアライメントマ
ークであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の加工装置。 - 【請求項６】前記レーザ光源からのレーザ光を前記基板
上に集光する光学系と、前記レーザ光の照射により前記
薄膜を除去する際に発生する前記薄膜の気化成分が前記
光学系を汚染することを防止するための汚染防止手段
と、を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095511A JPH0777188B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61095511A JPH0777188B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252136A JPS62252136A (ja) | 1987-11-02 |
| JPH0777188B2 true JPH0777188B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14139607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61095511A Expired - Lifetime JPH0777188B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | 加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777188B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006073779A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01265203A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Kunio Yoshida | レーザー用反射鏡 |
| US5430303A (en) * | 1992-07-01 | 1995-07-04 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| TW550635B (en) | 2001-03-09 | 2003-09-01 | Toshiba Corp | Manufacturing system of electronic devices |
| EP2102711A1 (en) * | 2006-12-08 | 2009-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure appararus |
| JP2015000426A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 日本電信電話株式会社 | 加工装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243669A (en) * | 1975-09-23 | 1977-04-05 | Toshihiko Okamoto | Crop increasing agent for plants |
| DE2622283A1 (de) * | 1976-05-19 | 1977-12-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur lokalisierung eines festkoerperplaettchens und festkoerperplaettchen zur durchfuehrung des verfahrens |
| JPS5595710U (ja) * | 1978-12-27 | 1980-07-03 | ||
| JPS55150224A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-22 | Hitachi Ltd | Apparatus for printing pattern |
| JPS58164226A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-09-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体基板のエツチング法 |
| JPS5916692A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ溶接装置 |
| JPS59165422A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Agency Of Ind Science & Technol | ドライプロセス装置 |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP61095511A patent/JPH0777188B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006073779A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252136A (ja) | 1987-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |