JPH10289875A

JPH10289875A - 露光装置および半導体製造方法

Info

Publication number: JPH10289875A
Application number: JP9114247A
Authority: JP
Inventors: Makoto Eto; 良江渡; Goji Miyaji; 剛司宮地
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】露光量を均一にするシャッタの性能を向上さ
せる。【解決手段】Ｘ線Ｌ₁ はシリンドリカルミラー２によ
ってＹ軸方向に拡大され、シャッタ１０を通ってウエハ
ステージ４上のウエハを露光する。シャッタ１０は、下
縁１１ａが先行エッジとなる第１のシャッタ幕１１と、
上縁１２ａが後行エッジとなる第２のシャッタ幕１２を
有し、各シャッタ幕１１，１２はリニアモータ１３，１
４によって直線的に駆動される。ベルト等を用いる場合
に比べて、駆動部が簡単で、速度制御の信頼性や応答性
が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子蓄積リン
グ放射光等のＸ線を露光光とする露光装置および半導体
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の微細パターン化に伴
なって、１ギガビット以上のＤＲＡＭのための最小線幅
０．１５μｍのパターンを転写、焼き付けすることので
きる様々な露光装置の開発が進んでおり、なかでも荷電
粒子蓄積リング放射光等のＸ線を露光光とするＸ線露光
装置は、転写、焼き付けの精度と生産性の双方にすぐれ
ており、将来性が大きく期待されている。

【０００３】図１２に示すように、荷電粒子蓄積リング
放射光等のＸ線は、荷電粒子蓄積リング等の光源１０１
の軌道に垂直な方向（以下、「Ｙ軸方向」という）に厚
みの薄いシートビームとして発光点から引き出されるた
め、シリンドリカルミラー１０２等の拡大装置によって
Ｙ軸方向に拡大したうえで露光室へ導入し、マスクＭ₀
を経てウエハＷ₀ 等に照射する。シリンドリカルミラー
１０２によって拡大された拡大ビームＬ₀ は、Ｙ軸方向
にガウス分布に近似した強度分布を有するため、そのま
までは露光むらを発生する。

【０００４】ウエハＷ₀ の露光画角内における露光むら
が、ウエハＷ₀ に塗布されたレジストの感光性に基づく
露光むらの許容値いわゆる許容光強度むらより小さけれ
ば問題はないが、一般的には前記許容値を越えることが
多い。従って、Ｙ軸方向の露光むらを補正することが必
要になるので、Ｙ軸方向へ移動するシャッタ１０３を設
け、その移動速度を露光中に変化させることでウエハＷ
₀ の露光時間を調節し、露光むらを防ぐ工夫がなされて
いる。

【０００５】シャッタ１０３は、一対のドラム１０３ａ
の間に無端ベルト１０３ｂを掛けて、一方のドラム１０
３ａを図示しないモータによって回転させ、ドラム１０
３ａとベルト１０３ｂの間の摩擦力を利用してベルト１
０３ｂをＹ軸方向へ移動させることでシャッタ開閉動作
を行なう。

【０００６】詳しく説明すると、ベルト１０３ｂは、図
１３に示すように、所定の開口寸法Ｈ₀ を有するシャッ
タ開口Ｃ₀ と、該シャッタ開口Ｃ₀ が拡大ビームＬ₀ の
光路を横切るときにシャッタ開口Ｃ₀ の裏側でこれと対
向する開口を有し、該開口の開口寸法は、シャッタ開口
Ｃ₀ の裏側に位置したときに拡大ビームＬ₀ の有効領域
（以下、「有効ビームパス」という）Ｅ₀ を遮らないよ
うに充分大きく設定される。

【０００７】例えば、ベルト１０３ｂのシャッタ開口Ｃ
₀ がＹ軸方向に上向きに開くように構成されている場合
は、シャッタ開口Ｃ₀ の上縁Ｃ₁ が先行エッジ、下縁Ｃ
₂ が後行エッジとなる。すなわち、ベルト１０３ｂが図
示時計回りに移動して（図１２参照）、時刻Ｔ₁ でシャ
ッタ開口Ｃ₀ の上縁Ｃ₁ が有効ビームパスＥ₀ の下端に
入ったときにウエハＷ₀ の露光画角Ｓ₀ の露光が開始さ
れる。また、シャッタ開口Ｃ₀ の下縁Ｃ₂ が有効ビーム
パスＥ₀ の上端を横切ったとき（時刻Ｔ₂ ）に露光が終
了する。シャッタ開口Ｃ₀ の上縁Ｃ₁ が有効ビームパス
Ｅ₀ を通過したのち、シャッタ開口Ｃ₀ の下縁Ｃ₂ が未
だ有効ビームパスＥ₀ に入らない間は、ウエハＷ₀ の露
光画角Ｓ₀ 全体が露光される。この間に、ベルト１０３
ｂを一たん停止させたり、その移動速度を増減すること
で、露光画角Ｓ₀ 全体の露光時間を調節する。また、シ
ャッタ開口Ｃ₀ の上縁Ｃ₁ と下縁Ｃ₂ が有効ビームパス
Ｅ₀ に出入りするときのベルト１０３ｂの移動速度を、
拡大ビームＬ₀ の強度むらに合わせて制御する。

【０００８】露光中にベルト１０３ｂの移動速度をこの
ように変化させたときの、シャッタ開口Ｃ₀ の上縁Ｃ₁
と下縁Ｃ₂ のＹ軸方向の位置を図１４の（ａ）の曲線
Ａ，Ｂにそれぞれ示す。前述のように、シャッタ開口Ｃ
₀ の上縁Ｃ₁ が有効ビームパスＥ₀ を横切ったのちに、
シャッタ開口Ｃ₀ の下縁Ｃ₂ が有効ビームパスＥ₀ を横
切るまでが、ウエハＷ₀ の露光画角Ｓ₀ の露光時間であ
る。そこで、露光画角Ｓ₀ の下端部の露光時間Ｄ₁ 、中
央部の露光時間Ｄ₀ 、上端部の露光時間Ｄ₂ をプロット
すると、図１４の（ｂ）に示す曲線が得られる。

【０００９】すなわち、露光開始時と露光終了時に、ベ
ルト１０３ｂの移動速度を前述のように制御すること
で、ウエハＷ₀ の露光画角Ｓ₀ の露光時間を図１４の
（ｂ）に示すように変化させ、同図の（ｃ）に示すよう
なＸ線強度分布（ガウス分布）に起因する露光むらを相
殺する。換言すれば、露光画角Ｓ₀ の上下両端において
Ｘ線強度が低下する分だけ露光時間を長くして、露光画
角Ｓ₀ 全体の露光量を均一にするものである。

【００１０】露光終了後は、ベルト１０３ｂを駆動して
シャッタ開口Ｃ₀ をスタート位置へ戻す作業、いわゆる
シャッタチャージが必要である。ところがこの過程で、
シャッタ開口Ｃ₀ が露光開始位置から半周して裏側に到
達したときにシャッタ開口Ｃ ₀ とその反対側（裏側）の
開口が再び重なって、拡大ビームＬ₀ がシャッタ１０３
を透過する状態となる。

【００１１】そこで、シャッタチャージの間だけ拡大ビ
ームＬ₀ の光路を遮断するサブシャッタが必要となる。
サブシャッタの開口寸法やこれを開閉する動作のタイミ
ングについては、シャッタチャージの間だけ拡大ビーム
Ｌ₀ 全体を遮光すればよいから、シャッタ開口Ｃ₀ の開
閉動作のような高度な制御は必要ではない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、シャッタの駆動部が、モータ駆動され
るドラムを介してベルトを走行させる構成であるため、
ドラムのイナーシャやベルトの伸びによる複数の追従遅
れが重なって、予め設定された速度制御プログラム通り
に高精度でシャッタの移動速度を制御するのが難しい。

【００１３】詳しく説明すると、荷電粒子蓄積リング放
射光のような軟Ｘ線は大気による減衰が著しいため、露
光室内はヘリウムガス等の減圧雰囲気に制御される。従
ってベルトやドラムは、前記減圧雰囲気を汚染しないよ
うに発塵の少ない材料、例えばステンレス薄板のベルト
とアルミやステンレス製の金属ドラム等が用いられる。

【００１４】ドラムの径は小さいほどイナーシャが小さ
くて振動等の面で有利であるが、ベルトのドラムへの巻
き付け応力、ベルトの寿命等からドラム径の適当な値が
決まってくる。一般的にステンレス薄板でベルトを作成
した場合、ベルト板厚５０μｍとして、ドラム径はベル
ト板厚の８００倍、すなわちφ４０ｍｍ程度が望ましい
とされている。また、モータとドラムの間には駆動力を
伝達するためのカップリングが存在する。

【００１５】一方、予め設定された駆動プロファイルに
基づいてモータが駆動され、ドラム、ベルトと駆動力が
伝達される間に、カップリングの追従遅れ、ドラムのイ
ナーシャが大きいことによる追従遅れ、ベルトの引かれ
た側が伸びることによる追従遅れ等、制御上の問題点と
なる追従遅れ要因が複数存在する。

【００１６】例えば、シャッタ開口を有するベルトの駆
動プロファイルが図１５の実線で示すように設定されて
いるとき、上記の追従遅れのために実際には破線で示す
駆動プロファイルに変化したと仮定すると、シャッタ開
口の上縁（先行エッジ）の移動速度は、図１６の（ａ）
の曲線Ａ₁ で示すように制御すべきところが、実際には
曲線Ａ₂ で示すように変化する。同様に、シャッタ開口
の下縁（後行エッジ）の移動速度は、同図の（ａ）の曲
線Ｂ₁ で示すように制御すべきところが、実際には曲線
Ｂ₂ で示すように変化する。

【００１７】その結果、ウエハの露光画角の露光時間
は、その下端部、中央部、上端部でそれぞれＤ₁ ，Ｄ
₀ ，Ｄ₂ となるように設計されていても、実際には△Ｄ
₁ ，△Ｄ₀ ，△Ｄ₂ に変化する。これらをプロットした
ものが図１６の（ｂ）であり、露光時間の制御を設計通
りに行なうことができない。その結果、図１６の（ｃ）
に示すように、Ｙ軸方向に露光量を均一にすることがで
きず、露光むらが発生する。

【００１８】また、スループットを向上させるために
は、１回の露光に必要な時間（露光サイクルタイム）が
短いほど好ましい。ところが、露光サイクルタイムが短
いと、上記のシャッタ制御をより高速度で行なうことが
要求され、必要とする加速度が大きくなり、これに伴な
って上記の追従遅れが増大する。さらに、シャッタ制御
が高速化されれば追従遅れに対する許容度は小さくなる
傾向がある。例えば、露光サイクルタイムが１秒程度で
あれば問題にする必要のない追従遅れであっても、露光
サイクルタイムが０．３秒程度に短縮されると、追従遅
れに伴なう露光むらが無視できない程大きくなる。加え
て、シャッタを充分に加速することができずに、必要な
最高速度を得るのが困難となる状況も発生する。

【００１９】ベルト駆動における各種の追従遅れを低減
するためには、ドラムとモータのカップリングやベルト
の剛性を強化することが必要であり、具体的には、前述
のベルトの板厚を厚くしたり、カップリングのねじり剛
性を増大させることが要求される。しかしながら、ベル
トの板厚を厚くすればドラム径を大きくしなければなら
ず、また、カップリングのねじり剛性を強化するにはカ
ップリングの大形化が必要となる。これによって各部位
のイナーシャが増大すると、大型で大出力のモータを設
置しなければならず、装置全体が極めて大型化、高重量
化するという不都合がある。

【００２０】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、露光量を均一にする
ためのシャッタの駆動部等の機構が簡単かつ小型であ
り、シャッタの速度制御の応答性と信頼性を改善するこ
とで転写精度と生産性を大幅に向上できる露光装置およ
び半導体製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の露光装置は、露光光によって露光される基
板を保持する基板保持手段と、前記基板の露光量を均一
にするための露光量制御手段を有し、該露光量制御手段
が、前記露光光の光路を横切って所定の方向に移動自在
である遮蔽手段と、これを移動させるリニアモータを備
えていることを特徴とする。

【００２２】遮蔽手段が、それぞれリニアモータによっ
て個別に駆動される一対の遮蔽部材を有するとよい。

【００２３】遮蔽手段が、シャッタ開口を備えた遮蔽板
であってもよい。

【００２４】

【作用】所定の方向に強度分布を有するＸ線を露光光と
する露光装置においては、露光光の光路を横切って前記
所定の方向に移動するシャッタ等の遮蔽手段を配設し、
その移動速度を制御することで露光量を均一にする露光
量制御手段が設けられる。前記遮蔽手段の駆動部にリニ
アモータを用いることで、速度制御の応答性や信頼性を
大幅に向上させる。シャッタ等の駆動部に回転モータを
用いる場合のように駆動力を伝達するカップリングやド
ラムが不要であるから、駆動部が簡単かつ小型である。
また、ベルトやドラムあるいは回転モータのカップリン
グ等の追従遅れに起因するトラブルもない。

【００２５】ベルト駆動によるシャッタ等の場合には、
シャッタチャージの過程で露光光を遮断するためにサブ
シャッタが必要であるが、一対の遮蔽部材を遮蔽手段と
して用いることで、サブシャッタを省略することができ
る。これによって、露光装置の簡略化に大きく貢献でき
る。さらに、シャッタチャージの工程自体を省略して、
露光装置の生産性を向上させることも容易である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２７】図１は第１実施例による露光装置の主要部
を示すもので、荷電粒子蓄積リング等の光源１から発生
された露光光であるＸ線Ｌ₁ は、シリンドリカルミラー
２によってＹ軸方向に拡大され、ベリリウム窓３を透過
して、ヘリウム等の減圧雰囲気を充填した露光室へ導入
され、マスクＭ₁ を経て、基板保持手段であるウエハス
テージ４上の基板である図示しないウエハを露光する。
このようにして、マスクＭ₁ のパターンをウエハに転
写、焼き付けする。

【００２８】ウエハステージ４は、マスクＭ₁ から３０
μｍ程度離間した位置にマスクＭ₁と平行に前記ウエハ
を保持するもので、ウエハの各露光画角をＸ線Ｌ₁ の照
射領域にステップ移動させる粗動ステージ機構と、ステ
ップ移動された各露光画角をマスクＭ₁ に対して最終的
に位置決めする微動ステージ機構を有し、該微動ステー
ジ機構は、ウエハとマスクＭ₁ の位置ずれを検出するア
ライメント光学系５の出力に基づいて駆動される。

【００２９】Ｘ線Ｌ₁ が荷電粒子蓄積リング放射光であ
れば、シリンドリカルミラー２によってＹ軸方向に拡大
されたときにガウス分布に近似するＸ線強度分布を有
し、そのままではウエハの露光画角を均一に露光できな
い。そこで、拡大されたＸ線Ｌ₁ の光路に露光量制御手
段であるシャッタ１０を配設し、ウエハの露光画角のＹ
軸方向の両端部において中央部分より露光時間が長くな
るようにシャッタ１０の移動速度を制御する。このよう
にして、露光画角全体の露光量を均一にする。

【００３０】詳しく説明すると、シャッタ１０は、それ
ぞれＹ軸方向に往復移動自在な第１、第２の遮蔽部材
（遮蔽手段）であるシャッタ幕１１，１２と、各シャッ
タ幕１１，１２を駆動するリニアモータ１３，１４を有
し、シリンドリカルミラー２によってＹ軸方向に拡大さ
れたＸ線Ｌ₁ の光路を横切って第１のシャッタ幕１１が
図示上方へ移動することで、ウエハの露光画角の露光が
その下端部から開始され、所定時間経過後に第２のシャ
ッタ幕１２が同様に図示上方へ移動することで、ウエハ
の露光画角の露光がその下端部から終了するように構成
されている。すなわち、シャッタ１０が開いた状態にあ
るときは第１のシャッタ幕１１の下縁１１ａと第２のシ
ャッタ幕１２の上縁１２ａがそれぞれシャッタ１０のシ
ャッタ開口の上端と下端を形成し、シャッタ開口を上向
きに開くときには、第１のシャッタ幕１１の下縁１１ａ
がシャッタ開口の先行エッジ、第２のシャッタ幕１２の
上縁１２ａがシャッタ開口の後行エッジとなる。

【００３１】各シャッタ幕１１，１２は、例えばステン
レス等の金属の薄板で作られており、Ｘ線Ｌ₁ を遮光す
るのに充分な厚さと、図２に示すように、シリンドリカ
ルミラー２によって拡大された後のＸ線Ｌ₁ を遮断する
のに充分な面積を有する。また、各シャッタ幕１１，１
２を駆動するリニアモータ１３，１４は、Ｙ軸方向にの
びる固定子１３ａ，１４ａとこれに沿って移動自在であ
る可動子１３ｂ，１４ｂからなる。

【００３２】すなわち、各シャッタ幕１１，１２の一端
はリニアモータ１３，１４の可動子１３ｂ，１４ｂと一
体であり、他端には、ガイド１３ｃ，１４ｃ上を摺動自
在であるスライダ１３ｄ，１４ｄが一体的に設けられて
いる。固定子１３ａ，１４ａは駆動用のマグネットであ
り、図示しないリニアモータ制御装置から供給される駆
動電流によって励磁され、可動子１３ｂ，１４ｂにＹ軸
方向の推力を発生させる。前記リニアモータ制御装置に
よって、リニアモータ１３，１４の駆動のタイミングや
駆動速度等を極めて高精度で制御できるため、シャッタ
１０の開閉動作における各シャッタ幕１１，１２の移動
のタイミングと移動速度を所定の速度制御プログラムに
従って厳密に管理するのに好適である。

【００３３】前述のように、シリンドリカルミラー２に
よってＹ軸方向に拡大されたＸ線Ｌ₁ はガウス分布に近
似したＸ線強度分布を有する（図４の（ｂ）参照）。そ
こでシャッタ１０を開閉するときの各シャッタ幕１１，
１２の移動速度（開閉速度）を所定の速度制御プログラ
ムに従って制御して、ウエハの露光画角の上下両端部の
露光時間を中央部分の露光時間より長くすることで、露
光画角全体の露光量を均一にするものである。

【００３４】次に、各リニアモータ１３，１４による各
シャッタ幕１１，１２の開閉動作を詳しく説明する。ま
ず、露光開始前には第１のシャッタ幕１１がＸ線Ｌ₁ 全
体を遮光する位置にあり、第２のシャッタ幕１２は、ウ
エハの露光画角を露光するＸ線Ｌ₁ の有効領域（以下、
「有効ビームパス」という）Ｅ₁ の下方に後退してい
る。

【００３５】図３の（ａ）に示すように、時刻Ｔ₁ でシ
ャッタ幕１１の下縁１１ａが有効ビームパスＥ₁ の下端
に入ったときにウエハの露光画角の露光が開始される。
また、シャッタ幕１２の上縁１２ａが有効ビームパスＥ
₁ の上端を横切ったときに（時刻Ｔ₂ ）、露光が終了す
る。シャッタ幕１１の下縁１１ａが有効ビームパスＥ₁
を通過したのち、シャッタ幕１２の上縁１２ａが未だ有
効ビームパスＥ₁ に入らない間は、ウエハの露光画角全
体が露光される。シャッタ幕１１，１２の下縁１１ａ、
上縁１２ａが有効ビームパスＥ₁ に出入りするときのシ
ャッタ幕１１，１２の移動速度を、Ｘ線Ｌ₁ のＸ線強度
分布（図４の（ｂ）参照）に合わせて制御する。

【００３６】露光中にシャッタ幕１１，１２の移動速度
をこのように変化させたときの、シャッタ幕１１，１２
の下縁１１ａ、上縁１２ａのＹ軸方向の位置を図３の
（ｂ）の曲線Ａ，Ｂにそれぞれ示す。前述のように、シ
ャッタ幕１１の下縁１１ａが有効ビームパスＥ₁ を横切
ったのちに、シャッタ幕１２の上縁１２ａが有効ビーム
パスＥ₁ を横切るまでがウエハの露光画角の露光時間で
あるから、露光画角の下端部の露光時間Ｄ₁ 、中央部の
露光時間Ｄ₀ 、上端部の露光時間Ｄ₂ をプロットする
と、図４の（ａ）に示す曲線が得られる。

【００３７】すなわち、露光開始時と露光終了時に、シ
ャッタ幕１１，１２の移動速度を上記のように制御する
ことで、ウエハの露光画角の露光時間を図４の（ａ）に
示すように変化させ、同図の（ｂ）に示すＸ線強度分布
（ガウス分布）に起因する露光むらを解消する。換言す
れば、ウエハ露光画角の上下両端においてＸ線強度が低
下する分だけ露光時間を長くして、露光画角全体の露光
量を均一にするものである。

【００３８】なお、必ずしも図３の（ａ）に示すように
第１のシャッタ幕１１が上方の後退位置で停止するのを
待って第２のシャッタ幕１２の駆動を開始する必要はな
い。第１のシャッタ幕１１が上向きに移動している間に
第２のシャッタ幕１２の移動を開始するような駆動プロ
ファイルを設定してもよい。

【００３９】露光終了時には、図２に示すように、第２
のシャッタ幕１２がＸ線Ｌ₁ を遮光する状態となる。こ
の位置に第２のシャッタ幕１２を保持し、第１のシャッ
タ幕１１を下降させて露光開始時の位置まで下降させ、
次いで第２シャッタ幕１２をそのスタート位置へ下降さ
せる。このようにしてシャッタチャージを行ない、次の
露光サイクルの準備が完了する。

【００４０】なお、上記のようにシャッタ１０を開閉す
るときのリニアモータ１３，１４の駆動プロファイル
は、予め計測器によって計測されたＸ線強度分布に基づ
いて設定される。

【００４１】本実施例によれば、シャッタの駆動部にリ
ニアモータを用いることによって、駆動部を簡略化およ
び小型化し、しかも、速度制御の応答性および信頼性を
大幅に向上できる。すなわち、リニアモータは直線駆動
であるから、ベルト駆動のように駆動力を伝達するため
のドラムやカップリングが不要であり、機構が簡単かつ
小型である。加えて、ドラムのイナーシャ等に起因する
追従遅れが大幅に低減される。さらに、ベルトが伸びる
ことによる追従遅れもないために、応答性にすぐれてお
り、摩擦等による誤差も少ないために制御の信頼性も大
きく向上する。

【００４２】また、一方のシャッタをシャッタチャージ
のサブシャッタとして用いることができるため、サブシ
ャッタを省略できる。これによって、露光装置の簡略化
および低価格化に大きく貢献できる。

【００４３】さらに、各シャッタの上下両縁を交互に先
行エッジおよび後行エッジとして用いることで、シャッ
タチャージの工程自体を省略することもできる。これは
以下のように行なわれる。

【００４４】図１の装置において、予め計算機で計算さ
れた速度制御プログラムに従って、まず第１のシャッタ
幕１１が移動を開始して、速度を変化させながら有効ビ
ームパスＥ₁ へ進み、これを横断する。第１のシャッタ
幕１１は有効ビームパスＥ₁を通過して露光画角全体が
露光状態となったところで停止する。続いて前記速度制
御プログラムに従って第２のシャッタ幕１２が移動を開
始し、速度を変化させながら有効ビームパスＥ₁ へ進
む。第２のシャッタ幕１２がＸ線Ｌ₁ を完全に遮断した
ところで停止し、１回目の露光サイクルが終了する。次
に有効ビームパスＥ₁ に対してシャッタ１０を逆向きに
駆動させたときの速度制御プログラムをＸ線Ｌ₁ の強度
分布に基づいて計算する。算出された速度制御プログラ
ムに従って、まず第２のシャッタ幕１２が遮光状態から
露光状態へ向かって移動を開始し、速度を変化させなが
ら有効ビームパスＥ₁ に入りこれを通過する。続いて、
第１のシャッタ幕１１が移動を開始し、速度を変化させ
ながら有効ビームパスＥ₁ に入る。第１のシャッタ幕１
１がＸ線Ｌ₁ を完全に遮光したところで停止し、２回目
の露光サイクルが終了し、１回目の露光サイクルと同様
に３回目の露光サイクルが開始される。

【００４５】シャッタチャージの工程が不必要であるか
ら、サブシャッタを省略できるうえに、露光サイクルタ
イムの短縮やエネルギー消費量の低減等に大きく貢献で
きる。

【００４６】図５は第１実施例の第１の変形例を示す。
これは、各シャッタ幕２１，２２の両端を一対のリニア
モータ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂによって駆動す
るように構成したものである。各シャッタ幕２１，２２
の両端の駆動量に差があると、各シャッタ幕２１，２２
にωＺ成分が発生する。これを防ぐために、各対のリニ
アモータ２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの制御量が同
じになるように厳密に管理する必要がある。そこで、各
シャッタ幕２１，２２の両端近傍に、微小なねじれ等を
吸収する弾性部分２１ａ，２２ａを設けておくとよい。

【００４７】図６は第１実施例の第２の変形例を示す。
これは、図１の装置のガイド１３ｃ，１４ｃを省略し、
各シャッタ幕３１，３２をリニアモータ３３，３４によ
って片持ち支持させて駆動するものである。各シャッタ
幕３１，３２を軽量化してリニアモータ３３，３４の必
要駆動量を低減できるうえに、リニアモータ３３，３４
の可動子３３ｂ，３４ｂのＹ軸方向の寸法を大きくする
ことで各シャッタ幕３１，３２を安定支持し、ヨーイン
グ成分の発生を回避できる。この場合は、各シャッタ幕
３１，３２の自由端に向かってＹ軸方向の幅を徐徐に縮
小するのが望ましい。

【００４８】また、図７の（ａ），（ｂ）に示すよう
に、シャッタ幕４１を駆動するリニアモータ４３の固定
子４３ａと可動子４３ｂをハウジング４３ｃによって覆
い、必要であれば、ハウジング４３ｃ内を減圧するとよ
い。ハウジング４３ｃは、リニアモータ４３の可動子４
３ｂとシャッタ幕４１の接続部を貫通させる長尺のスリ
ット４３ｄを有し、リニアモータ４３の駆動に伴なう発
塵によってシャッタ幕４１のまわりの雰囲気が汚染され
るのを防ぐものである。ハウジング４３ｃ内を図示しな
い排気手段によって排気すれば、スリット４３ｄから漏
出する塵埃の量を大幅に低減できる。

【００４９】また、図７の（ｃ）に示すように、ハウジ
ング４３ｃの内壁に、スリット４３ｄに面したラビリン
ス４３ｅを設けると、スリット４３ｄから漏出する塵埃
をより一層低減できる。

【００５０】図８は第２実施例による露光装置のシャッ
タ５０を示すものでこれは、開口寸法Ｈ₁ を有するシャ
ッタ開口Ｃ₁ を備えた遮蔽板５１と、これをＹ軸方向へ
往復移動させるリニアモータ５３を用いるもので、遮蔽
板５１が図示上向きに移動するときは、遮蔽板５１の上
縁５１ａと下縁５１ｂがそれぞれ先行エッジ、後行エッ
ジとなり、遮蔽板５１が図示下向きに移動するときは、
遮蔽板５１の下縁５１ｂが先行エッジ、上縁５１ａが後
行エッジとなる。

【００５１】リニアモータ５３は、Ｙ軸方向に長尺の固
定子５３ａを有し、可動子５３ｂは遮蔽板５１の一端に
結合され、遮蔽板５１の他端は、ガイド５３ｃに沿って
移動する。

【００５２】露光開始前の状態では、Ｘ線は遮蔽板５１
のシャッタ開口Ｃ₁ 以外の領域で遮られている。予め計
測されたＸ線強度分布に基づいて従来例と同様に速度制
御プログラムが計算され、露光開始の指令によって遮蔽
板５１が移動を開始する。シャッタ開口Ｃ₁ の上縁５１
ａが有効ビームパスに進入して露光が開始される。上縁
５１ａが有効ビームパスを完全に通過した段階でウエハ
の露光画角全体が露光され、この状態で遮蔽板５１は一
たん停止する。続いて、遮蔽板５１が再度移動を開始
し、シャッタ開口Ｃ₁ の下縁５１ｂが有効ビームパスに
入る。下縁５１ｂが有効ビームパスを完全に通過した段
階で露光が終了する。図９は遮蔽板５１の速度制御プロ
グラムを示すもので、遮蔽板５１の移動速度をこのよう
に変化させることによって露光画角全体の露光量を均一
にする。

【００５３】次の露光サイクルにおいては、前回の露光
終了状態から、逆向きにシャッタ５０を駆動し、下縁５
１ｂで露光を開始し、上縁５１ａで露光を終了すればよ
い。このように露光を行なうことで、シャッタチャージ
動作が不要となる。

【００５４】本実施例によれば、シャッタの駆動部は１
個のリニアモータを必要とするだけであり、２枚のシャ
ッタ幕を用いる場合に比べて、駆動部の機構を大幅に簡
略化することができる。加えて、シャッタチャージの工
程も不必要であり、露光サイクルタイムの短縮やエネル
ギー消費量の低減に大きく貢献できる。また、サブシャ
ッタが不要であるから、装置を簡略化できるという利点
もある。

【００５５】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体製造方法の実施例を説明する。図１０は半導体デバイ
ス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネ
ルやＣＣＤ等）の製造のフローを示す。ステップ１（回
路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステッ
プ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステ
ップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意
したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケ
ージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ
６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
（ステップ７）される。

【００５６】図１１は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰返し行うことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。

【００５７】本実施例の半導体製造方法を用いれば、従
来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造
することができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００５９】露光量を均一にするためのシャッタの駆動
部の機構が簡単かつ小型であり、しかも、シャッタの速
度制御の応答性と信頼性を大幅に改善できる。これによ
って、露光装置の転写精度と生産性を大きく向上させ、
露光装置の低価格化にも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例による露光装置を説明する図であ
る。

【図２】図１の装置のシャッタのみを示す斜視図であ
る。

【図３】図２のシャッタの速度制御プログラムを説明す
るものである。

【図４】図３の速度制御プログラムに基づく露光時間の
変化とＸ線強度分布の関係を示すものである。

【図５】第１実施例の第１の変形例を示す斜視図であ
る。

【図６】第１実施例の第２の変形例を示す斜視図であ
る。

【図７】さらに別の変形例を説明する図である。

【図８】第２実施例による露光装置のシャッタのみを示
す斜視図である。

【図９】図８のシャッタの速度制御プログラムを説明す
る図である。

【図１０】半導体製造工程を示すフローチャートであ
る。

【図１１】ウエハプロセスを示すフローチャートであ
る。

【図１２】一従来例による露光装置を説明する図であ
る。

【図１３】図１２の装置のシャッタの速度制御プログラ
ムを示す図である。

【図１４】図１３の速度制御プログラムによって制御さ
れる露光時間とＸ線強度分布の関係を示すものである。

【図１５】複数の追従遅れによる駆動プロファイルの誤
差を説明するものである。

【図１６】図１５の駆動プロファイルの誤差に起因する
露光時間の誤差と露光むらを説明する図である。

【符号の説明】

１光源２シリンドリカルミラー３ベリリウム窓４ウエハステージ５アライメント光学系１０シャッタ１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１シャッ
タ幕１３，１４，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，３３，
３４，４３，５３リニアモータ４３ｄハウジング５１遮蔽板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光によって露光される基板を保持す
る基板保持手段と、前記基板の露光量を均一にするため
の露光量制御手段を有し、該露光量制御手段が、前記露
光光の光路を横切って所定の方向に移動自在である遮蔽
手段と、これを移動させるリニアモータを備えているこ
とを特徴とする露光装置。
【請求項２】露光光が、所定の方向に強度分布を有す
るＸ線であることを特徴とする請求項１記載の露光装
置。
【請求項３】遮蔽手段が、それぞれリニアモータによ
って個別に駆動される一対の遮蔽部材を有することを特
徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】遮蔽手段が、シャッタ開口を備えた遮蔽
板を有することを特徴とする請求項１または２記載の露
光装置。
【請求項５】請求項１ないし４いずれか１項記載の露
光装置によって半導体デバイスを製造する工程を有する
半導体製造方法。