JPH1138639A - 露光装置およびディバイス製造方法 - Google Patents

露光装置およびディバイス製造方法

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JPH1138639A
JPH1138639A JP9205273A JP20527397A JPH1138639A JP H1138639 A JPH1138639 A JP H1138639A JP 9205273 A JP9205273 A JP 9205273A JP 20527397 A JP20527397 A JP 20527397A JP H1138639 A JPH1138639 A JP H1138639A
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light
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exposure apparatus
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Akira Yabuki
晃 矢吹
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光を中断したときの洩れ光による多重露光
等を防ぐ。 【解決手段】 トラブルによってウエハWが露光位置に
停止したままで長時間放置されると、照明系10の第1
のシャッタ13を閉じても、そのまわりの洩れ光によっ
てウエハWが露光される。そこで、ウエハWが露光位置
に位置する時間を計測し、所定の長さを越えたら、θZ
チルトステージ24やXYステージ25を駆動してウエ
ハWを露光位置から退避させ、第2のシャッタ14、σ
絞り15、NA絞り23等を制御して、露光光の光量を
低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高精細化された半
導体ディバイス等を製造するための露光装置およびディ
バイス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体ディバイス等の製造においては、
一般的に、レチクル等原版のパターンを縮小投影レンズ
によって縮小してウエハ等基板に投影する縮小投影露光
装置(以下、「ステッパ」という。)が用いられる。こ
れは、ウエハを載せたXYステージをステップ移動させ
る工程と露光工程を交互に繰り返すことで、レチクル等
のパターン数十個分を一枚のウエハに転写、焼き付けす
るものである。
【0003】近年では、ステッパの生産性を向上させる
ために、露光光の光路に配設されるシャッタの開閉速度
等を速くして、露光サイクルタイムを短縮する努力がな
されている。また、露光を高速化するために、ウエハ等
に塗布するレジストの高感度化も急速に進められてい
る。
【0004】なお、シャッタの開閉速度を速くするため
には、シャッタの寸法を小さくする必要がある。
【0005】
【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、シャッタの高速化を促進するためにシ
ャッタを小型化すると、シャッタを閉じているときでも
その周縁から露光光が洩れるのを回避するのが難しい。
このようにシャッタの周縁から洩れる露光光(洩れ光)
が微小量であっても、近年では前述のようにウエハ等の
レジストが高感度化されているため、洩れ光による不必
要な露光が問題となる。すなわち、予め設定された露光
時間以外の時に不必要に露光されるいわゆる多重露光の
おそれがある。
【0006】特に、ステッパの駆動中にアライメントマ
ーク等の異常や装置側のトラブル等によって露光サイク
ルが中断し、洩れ光による露光時間が長びくと、単位時
間当たりの露光量が、例えば、正規の露光量の数十万分
の一程度の微小量であっても、露光装置から製品として
取り出されるウエハが不良品となってしまう。
【0007】露光装置の製品であるウエハに不良品があ
れば、それ自体が露光装置の生産性を低下させる原因と
なるばかりでなく、露光装置から取り出されるウエハの
なかから不良品を摘出する作業にも、膨大な時間と労力
を費やすこととなり、このために半導体ディバイス等の
高価格化を招く結果となる。
【0008】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、露光を中断したとき
の洩れ光に起因する多重露光を回避して、半導体ディバ
イス等の生産性を大幅に向上できる露光装置およびディ
バイス製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0009】
【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、被露光体を露光位置に保持す
る被露光体保持手段と、原版を含む投影光学系を経て前
記被露光体を露光するための露光光を制御する照明系
と、該照明系の遮光手段が閉じた状態で前記被露光体が
前記露光位置に保持される時間の長さを検出する計測手
段を有し、前記被露光体保持手段が、前記計測手段の出
力に基づいて前記被露光体を移動させるように構成され
ていることを特徴とする。
【0010】被露光体保持手段が、計測手段の出力に基
づいて被露光体を投影光学系の光軸に垂直に露光位置か
ら退避させるように構成されているとよい。
【0011】被露光体保持手段が、計測手段の出力に基
づいて被露光体を投影光学系の光軸方向に露光位置から
退避させるように構成されていてもよい。
【0012】また、被露光体を露光位置に保持する被露
光体保持手段と、原版を含む投影光学系を経て前記被露
光体を露光するための露光光を制御する照明系と、該照
明系の遮光手段が閉じた状態で前記被露光体が前記露光
位置に保持される時間の長さを検出する計測手段を有
し、前記照明系が、前記計測手段の出力に基づいて前記
露光光の光量を低減するように構成されていることを特
徴とする露光装置でもよい。
【0013】照明系が、計測手段の出力に基づいて第2
の遮光手段によって露光光の光路を遮断するように構成
されているとよい。
【0014】照明系が、計測手段の出力に基づいてマス
キングブレードを駆動し、原版上の露光光の照射領域を
縮小するとともに照射位置を投影光学系の光軸から遠ざ
けるように構成されているとよい。
【0015】照明系が、計測手段の出力に基づいてσ絞
りを駆動するように構成されているとよい。
【0016】投影光学系が、計測手段の出力に基づいて
NA絞りを駆動するように構成されているとよい。
【0017】照明系が、計測手段の出力に基づいて光源
の投入電力を低減するように構成されているとよい。
【0018】
【作用】ウエハ等の被露光体をステップ移動させる間は
照明系の遮光手段が閉じているが、遮光手段の周囲から
微小量の露光光が洩れている。トラブルが発生して露光
が中断し、遮光手段が閉じた状態が長く続くと、洩れ光
によって被露光体が不必要に露光され、多重露光が問題
となる。そこで、遮光手段が閉じた状態で被露光体が露
光位置にある時間を計測し、予め設定された時間を越え
たときに被露光体保持手段を駆動して、自動的に被露光
体を露光位置から退避させるように構成する。
【0019】このようにして洩れ光による多重露光を防
ぎ、露光装置の生産性を向上させる。
【0020】計測手段の出力に基づいて被露光体保持手
段を駆動する替わりに、照明系の第2の遮光手段やマス
キングブレードあるいはσ絞り等を駆動して露光光の光
量を低減してもよい。
【0021】また、計測手段の出力に基づいて被露光体
保持手段を駆動して被露光体を露光位置から退避させ、
これと併用して、照明系の第2の遮光手段やマスキング
ブレードあるいはσ絞り等を駆動して露光光の光量を低
減すれば、より一層確実に多重露光を回避できる。
【0022】
【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。
【0023】図1は一実施の形態による露光装置Eを示
すもので、これは、光源である水銀ランプ11の供給電
力を制御する点灯装置11a、水銀ランプ11から発生
した露光光を集光する楕円鏡12、露光光の透過、遮光
を行なう第1の遮光手段であるシャッタ13および第2
の遮光手段であるシャッタ14、これらを含む照明系1
0の開口数と後述する投影光学系20の開口数の比σ値
を変化させるためのσ絞り15、露光量の積算値の計測
などを行なう積算露光計16、ハーフミラー17、被露
光体(基板)であるウエハWの各ショットに転写するパ
ターンを有する原版であるレチクルR上の任意の場所で
照明範囲(照明領域と照射位置)を区切るためのマスキ
ングブレード18、ミラー19、レチクルRを載せるレ
チクルステージ21、レチクルR上のパターンをウエハ
Wに縮小投影する縮小投影レンズ22、レチクルR1
縮小投影レンズ22からなる投影光学系20の開口数を
変化させるNA絞り23、ウエハWを搭載し、光軸方向
の移動を行なうθZチルトステージ24や、ウエハWを
XY方向に移動させるXYステージ25からなる被露光
体保持手段であるウエハステージ、およびXYステージ
位置を計測するレーザ干渉計26等によって構成され
る。
【0024】装置の制御系30は、照明系10と投影光
学系20の各ユニットをそれぞれ制御する副制御系31
a,31bと、システム全体を制御する主制御系32
と、ディスプレイ装置やプリンタ装置などの出力装置、
キーボード装置などの入力装置およびディスク装置など
の記憶装置を備えたコンソール33を有する。
【0025】ウエハステージは、θZチルトステージ2
4やXYステージ25を駆動してウエハWの各ショット
を投影光学系20の合焦位置すなわち露光位置に位置決
めする。ウエハステージを制御する副制御系31bは、
ウエハWが露光位置に位置している時間を計測するため
の計測手段を有し、該計測手段の出力は主制御系32に
導入される。
【0026】主制御系32は、シャッタ13が閉じてい
るときの計測手段の出力から、ウエハWが露光位置に位
置している時間が所定の長さを越えたときに、θZチル
トステージ24やXYステージ25、水銀ランプ11の
投入電力、第2の遮光手段であるシャッタ14、マスキ
ングブレード18、σ絞り15、NA絞り23等を制御
することで、ウエハWを露光位置から退避させたり、ウ
エハWに到達する露光光の光量を低減する等の多重露光
防止の動作を行なうシステムを備えている。
【0027】次に、露光装置Eにおいて、第1のシャッ
タ13を閉じているときの洩れ光による多重露光を防止
するためのシステムを図2のフローチャートに基づいて
説明する。
【0028】露光装置Eが稼働しているすべての時間
中、XYステージ25の現在位置をレーザ干渉計26に
よって計測し(ステップS1)、XYステージ25の位
置データを副制御系31bから主制御系32へ転送す
る。主制御系32はXYステージ25の位置データに基
づき、ウエハWが露光範囲内に位置しているか否かを判
定する(ステップS2)。次に、主制御系32はウエハ
Wが露光範囲内に位置していると判定した場合、XYス
テージ25の移動が停止しているか否かを判定する(ス
テップS3)。さらに、XYステージ25の移動が停止
していると判定した場合は(ステップS4)、その時間
を計測し、予めオペレータがコンソール33の入力装置
から入力した設定時間とXYステージ移動停止時間を比
較する(ステップS5)。
【0029】アライメントマークの異常等のトラブルに
よって露光サイクルが中断し、XYステージ25の移動
停止時間が設定時間より長くなったときは、以下の多重
露光防止動作を行なう。まず、XYステージ25を移動
させ、ウエハWを露光位置の範囲外へ水平方向(投影光
学系の光軸に垂直)に退避させる(ステップS6)。次
に、第2のシャッタ14を閉じる(ステップS7)。第
2のシャッタ14は、多重露光防止を目的としたシャッ
タであり、第1のシャッタのような高速開閉性能は必要
としないが、高い遮光能力を持つことが必要である。さ
らに、マスキングブレード18を駆動させ、レチクル2
0上の照明範囲を最小にし、かつ、照明位置をレンズ光
軸から最も遠くする(ステップS8)。続いて、σを最
小にするためσ絞り15を最小に絞る(ステップS
9)。次に、投影光学系20の開口数を最小にするため
NA絞り23を最小に絞る(ステップS10)。さら
に、θZチルトステージ24を用いて、非焦点位置まで
ウエハWを光軸方向に移動(退避)させる(ステップS
11)。次に、点灯装置11aを用いて、水銀ランプ1
1への投入電力を減少させる(ステップS12)。
【0030】続いて、コンソール33の出力装置である
ディスプレイには、上述の多重露光防止動作が完了した
ことを示すメッセージを表示させる(ステップS1
3)。オペレータが、ウエハWが露光位置に一定時間放
置されたことに対応する操作をコンソール33の入力装
置を用いて行なった場合は(ステップS14)、上記の
多重露光防止動作および位置保持を解除し、装置を通常
動作可能な状態に復帰させる(ステップS15)。
【0031】図2のフローチャートにおいては、洩れ光
による多重露光に対する防止方法を考えているので、第
1のシャッタ13は遮光動作状態であることを想定して
いる。しかし、装置に何らかの異常が発生した場合は、
第1のシャッタ13が開放されたままになることも考え
られる。これによって、多重露光が発生する可能性もあ
る。この対策も考慮する場合は、図2のフローチャート
中の多重露光防止動作の直前に次の処理を行なえばよ
い。
【0032】まず、積算露光計16の出力値により、第
1のシャッタ13の開閉状態を判定する。その結果、第
1のシャッタ13が開放されていると判定された場合
は、即座に第1のシャッタ13を閉じた後に洩れ光によ
る多重露光防止動作に移ればよい。
【0033】また、図2のフローチャートにおいては、
ウエハWが露光位置に位置している時間の長さにより多
重露光防止動作を実行したが、多重露光防止動作を実行
する時期は、これに限定せず、1ロッド終了時や、1ウ
エハの露光終了時から次ウエハへの露光開始時までの間
などでも行なうように設定しておいてもよい。
【0034】次に上記説明した露光装置を利用したディ
バイス製造方法の実施例を説明する。図3は半導体ディ
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)の製造フローを示す。ステップ1
(回路設計)では半導体ディバイスの回路設計を行な
う。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パター
ンを形成した原版であるマスクを製作する。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。ス
テップ5(組み立て)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
導体ディバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て半導体ディバイスが完
成し、これが出荷(ステップ7)される。
【0035】図4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ち込む。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
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法
を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体
ディバイスを製造することができる。
【0036】
【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。
【0037】露光を中断したときの洩れ光等に起因する
多重露光を回避して、露光装置の生産性を大幅に向上で
きる。これによって、半導体ディバイス等の低価格化に
大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態による露光装置を説明する図であ
る。
【図2】図1の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】ディバイス製造方法を示すフローチャートであ
る。
【図4】ウエハプロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 照明系 11 水銀ランプ 13,14 シャッタ 18 マスキングブレード 20 投影光学系 21 レチクルステージ 22 縮小投影レンズ 23 NA絞り 24 θZチルトステージ 25 XYステージ 26 レーザ干渉計 30 制御装置 31a,31b 副制御系 32 主制御系 33 コンソール

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被露光体を露光位置に保持する被露光体
    保持手段と、原版を含む投影光学系を経て前記被露光体
    を露光するための露光光を制御する照明系と、該照明系
    の遮光手段が閉じた状態で前記被露光体が前記露光位置
    に保持される時間の長さを検出する計測手段を有し、前
    記被露光体保持手段が、前記計測手段の出力に基づいて
    前記被露光体を移動させるように構成されていることを
    特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 被露光体保持手段が、計測手段の出力に
    基づいて被露光体を投影光学系の光軸に垂直に露光位置
    から退避させるように構成されていることを特徴とする
    請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 被露光体保持手段が、計測手段の出力に
    基づいて被露光体を投影光学系の光軸方向に露光位置か
    ら退避させるように構成されていることを特徴とする請
    求項1または2記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 被露光体を露光位置に保持する被露光体
    保持手段と、原版を含む投影光学系を経て前記被露光体
    を露光するための露光光を制御する照明系と、該照明系
    の遮光手段が閉じた状態で前記被露光体が前記露光位置
    に保持される時間の長さを検出する計測手段を有し、前
    記照明系が、前記計測手段の出力に基づいて前記露光光
    の光量を低減するように構成されていることを特徴とす
    る露光装置。
  5. 【請求項5】 照明系が、計測手段の出力に基づいて第
    2の遮光手段によって露光光の光路を遮断するように構
    成されていることを特徴とする請求項4記載の露光装
    置。
  6. 【請求項6】 照明系が、計測手段の出力に基づいてマ
    スキングブレードを駆動し、原版上の露光光の照射領域
    を縮小するとともに照射位置を投影光学系の光軸から遠
    ざけるように構成されていることを特徴とする請求項4
    または5記載の露光装置。
  7. 【請求項7】 照明系が、計測手段の出力に基づいてσ
    絞りを駆動するように構成されていることを特徴とする
    請求項4ないし6いずれか1項記載の露光装置。
  8. 【請求項8】 投影光学系が、計測手段の出力に基づい
    てNA絞りを駆動するように構成されていることを特徴
    とする請求項4ないし7いずれか1項記載の露光装置。
  9. 【請求項9】 照明系が、計測手段の出力に基づいて光
    源の投入電力を低減するように構成されていることを特
    徴とする請求項4ないし8いずれか1項記載の露光装
    置。
  10. 【請求項10】 被露光体保持手段が、計測手段の出力
    に基づいて被露光体を移動させるように構成されている
    ことを特徴とする請求項4ないし9いずれか1項記載の
    露光装置。
  11. 【請求項11】 請求項1ないし10いずれか1項記載
    の露光装置によって基板を露光する工程を有するディバ
    イス製造方法。
JP9205273A 1997-07-15 1997-07-15 露光装置およびディバイス製造方法 Pending JPH1138639A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114488708A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 江苏中科汉韵半导体有限公司 通过膜厚量化光刻机漏光的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114488708A (zh) * 2022-01-25 2022-05-13 江苏中科汉韵半导体有限公司 通过膜厚量化光刻机漏光的方法
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