JPS5867026A - ステップアンドリピート方式の露光装置 - Google Patents

ステップアンドリピート方式の露光装置

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JPS5867026A
JPS5867026A JP56165772A JP16577281A JPS5867026A JP S5867026 A JPS5867026 A JP S5867026A JP 56165772 A JP56165772 A JP 56165772A JP 16577281 A JP16577281 A JP 16577281A JP S5867026 A JPS5867026 A JP S5867026A
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小泉 光義
Tomohiro Kuji
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    • 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
    • G03F7/707Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリコンウエノ・、磁気バブルウェハ、セラ
建ツク基板、プリント基板等の薄板を変形するための装
置に係り、特に変形に必要な上下動素子及びこれを駆動
する駆動装置を少くした薄板変形装置に関する。
例えばL8Iの製造において、ウーノ1全面に亘って微
細なパターン1に線光する必要があり、そうするために
はマスクに合せてウエノ1全面を平坦にする必要がある
又このウェハ全面を均一に平坦化するためには、多数の
上下動素子と、この素子を個々に動かすだめの同数の駆
動装置が必要となる。
現在使用されているステップアンドリピート式のX線マ
スクアライナのマスクとウェハとの間の間隙均一化装置
の基本構成を第1図に示しその概略を説明する。
図において、X線1は放射状に拡がり、マスク2をアラ
イメント検出器3でアライメントしながらウェハ4にス
テップアンドリピートで焼付けていく。
この時マスク2とウェハ4との間の間隙は均1゜−でな
ければならない。即ち第2図に示すように焼付時におい
て、マスク2とウエノ・4との間の間隙21が均一でな
いと、X線ターゲット22から放射状に放射されるX@
は、パターン23を高精度にウエノ14に露光すること
ができず1倍率誤差圧もとづいてぼけ24及びシフト2
5を生ずる。
そのために、マスク平坦度検出器5とクエ/S平坦度検
出器6によって、マスク2とウエノ14の平坦度を検出
し、ウエノ1変形チャック7によって、ウェハ4の平坦
度をマスク2の平坦度に合せて変形させ、マスク2とウ
エノ・4との間の間隙を均一にしている。
このウェハの変形原理は、第2図に示すように% X空
29で引いたダイヤスラム式チャック面26(又はチャ
ック面なしで直接ウエノ\面)下に、多数のピエゾ素子
27を配設し、このピエゾ素子27にドライバ28によ
って電圧な力コけてその長さを調節し、ダイヤフラム面
26ヌは直接ウェハ4を変形させ、ウエノ・4の表面を
マスク20表面形状に合せて、相互間の間隙21を均一
にする。
又この間隙21は、例えば1μm線幅パターンの時10
±1)mの精度が必要であり ステップアンドリピート
の度に調節する必要がある。
このように間隙21を高精度に均一化させるためKは、
ピエゾ素子27の数を増加させ、ピエゾ素子27の配設
密度を高くすることが肝要である。
このピエゾ素子27の配置を第5図について、。
説明するとs  10mInピッチでピエゾ素子27%
−配置した場合、4インチウェハ4では109個ものピ
エゾ素子27が必要である。
従来は、上記4インチウェハの場合で説明すると、この
109個のピエゾ素子27に第2図に示すようにそれぞ
れ対応して設けた109個のドライバ28が必要であり
、さらに5インチウェハになれば、156個の素子と1
53個のドライバか必要となっていた。
その結果、ドライバ28は高電圧(0〜650V)tで
必要なので、小型化するのは技術的に無理があり、ドラ
イバを実際に装備するのに技術的に問題かあり、且つ装
置及び製品のコスト高をもたらすという欠点があった。
又LSIのパターン@は、ますます小型化の傾向にあり
、露光精度がま丁ます要求される時代の趨勢に応えられ
なくなっているのが実情である。
本発明は、従来技術の欠点を解決すると共に時代の趨勢
をも録みなされたものである。
即ち本発明は、ウェハその他の薄板基板の一光部分のみ
を変形させて間隙の均一化を計るようにすることによっ
て、上下動素子を動かすだめの駆動装置の数を減らすか
或は上下動素子及びその駆動装置の両方の数を減らし、
従来の欠点を解決すると共に上下動素子の配設密度の向
上を可能ならしめ、よp高精凝の露光を可能にしたもの
であって、ウニ八表面形状を部分的に変形できる機構に
よって、露光部分のウェハを変形して保持し妬元した後
、次のu元部分に変形機構を切シ換えて同様に変形保持
し、ステップアンドリピート毎に切シ換え操作し、ウェ
ハ表面全体に高精度に露光するようにしたことを%像と
する◎ 以下その詳細を区に示した実施例によりて説明1゛る。
平面を示す第4 図1 aにおいて、ウェハ4とマスク
2及び上下動素子(以下ピエゾ素子で説明する)27と
の配置関係を示す。
又第4図すは、第4図aの断面を示し、ドライバ28と
ドライバ切換回路30Y示す。亀4図aの位置(斜線部
分)で露光する場合1ウエハ4を変形させるに必要なピ
エゾ素子27の数は、露光部分の周辺を含めて本実施例
の場合5X5”25個である。なお要求精度によっては
5X5x=a9個でもよい。露光部分の外側も一列使用
するのは、ダイヤフラム、式チャック面26又はウェハ
4の面がピエゾ素子27によって直接変形させられた区
間に隣接する区間にも、若干その変形が伝わシ、変形量
に影響を及ぼすからである。ドライバ28は、第4図す
に示すように切換回路30によって必要、ピエゾ素子2
7(本実施例の場合25個)にしか接続されていない。
つまり第4図すで云うとドライバ28に:切換回路30
によって接続されているピエゾ素子27は、番号51で
示す5個であり、他のピエゾ素子(・番号32,33)
は、接続されておらず長さの変化はない。上記5個のピ
エゾ素子31の長さの調節は、例えば発明者が先に出願
した(特願昭55−118497号)複数の静電容量型
センサーを回転操作して対象物の平坦度な測又(特願昭
55−137727 )レーザ光線の干渉性を用いて平
坦度を検出する装置によってマスク2の平坦度を検出し
、この両方の平坦度データに基づいて各ドライバ28に
与えられ、ピエゾ素子31の長さを調節し、マスク2の
変型量に合せてウェハ4t−変形させる。第5図は一例
としてステップアントリピート4I〜Mまで12回くり
返す時の各ピエゾ素子27と、ドライバ28との関係を
示しており、第6図は、第5図に示1した各ピエゾ素子
27とドライバ28とを回路ブロックで示したものでお
る。即ちA−Yを25個のドライバ28とし、1〜10
9をピエゾ素子27とする。各ドライバ28A−Yの電
圧40は、スイッチ41により各ピエゾ素子27(1〜
109)と連結し、スイッチ41は切換信号42■〜M
で0N−OFFされる。切換信号42は、同時KA−Y
までの全ドライバ28のいづれかのスイッチ41に連結
されている(図示省略)9第7図は切換信号42の発生
を示す図である。
ラッチクリア50後、CPU51に入力されたウェハの
平坦度とマスクの平坦度のデータによって出力された信
号は、出力ポート52よシデコーダ53に入り工〜MK
分けられて、ラッチ回路54 でラッチされる。更に信
号はバッファ55に入り、25個のスイッチ41を動作
させる。
第8図は、ピエゾ素子27の長さの調節を行うドライバ
28とスイッチ41の例を具体的に示したものである。
図において、CPUは出力ポート52よシ各ドライバ2
8に対応する25個のD7.コンバータ60にデジタル
値を与える。
”/Aコンバータ60からのアナログ値は、高圧!−源
61の元でアンプ62によシ増幅され、0〜650■の
電圧値となる。この電圧は、各ピエゾ素子27にかかる
が、この時 トランジスタ65によるスイッチング回路
41に、切換信号42のうちいづれかが入っていなけれ
ばピエゾ素子27には電圧がかからず、従ってピエゾ素
子の長さはコントロールされない。
第9図は、他の実施例である。図において、ピエゾ素子
27とドライパー回路28は、最少限の数しかなく(本
実施例の場合は5x5−25個)、xyテーブル70に
よって、露光部分に位置決めし、露光部分のウェハ4を
変形させる。
この場合は、ダイヤフラム式チャック面26は71部で
ピエゾ素子の上下にならうようにさせておく必要かある
上下素子は、上下に移動できるものであればよく、ピエ
ゾ素子に限定されるものではない。
又ドライバは機械式でもよく、例えば七−夕を駆動回路
に置き換え、上下動素子をネジ式上下動機構に置き換え
てもよい。
ちなみに上下動素子(ドライバの数)を1従来のものと
比較すると次のようKなる。従来の数をN1本願をN′
とすると ここで P:上下動素子の配列ピッチ Hsマスクの大きさ S+ステップアンドリピートの回数゛ α:周辺制御のための数 4インチウェハで■−2とし、Sを変えてNとNl を
計算すると次の表になる。
S    N    N’   N−N’4   49
  25   24 5   65  25   40 12  105  25   80 21  153  25  12B 以上のように構成した本実施例の作用につ匹。
て以下説明する。
先ずピエゾ素子27の長さの調節は、マスク2とウェハ
4の平坦度データに基づいて得られ。
る46号を各ドライバ28に与えて電圧の大きさを加減
し、ピエゾ素子27のそれぞれの長さな。
調節する。このピエゾ素子27の長さの調節にヨクテ、
ウエノ・4はマスク2に合せて変形され。
両者相互間の間隙が均一に保持される。この間隙均一化
の保持は、露光部分のアライメント開始から線光終了ま
で行ない、次の部分をアライドライパー28は、次のピ
エゾ素子27に切換えられ、ドライバ28には新らしい
信号が与えられ1ピエゾ素子27のそれぞれの長さか調
節され、ウェハ4はマスク2に合せて変形せられ、これ
ら相互間の間隙の均一化が行なわれる。この工程は、ウ
ェハ全体のステップアンドリピートが終るまでくシ返し
行なわれる。
例えば第5図において、ステップアンドリピートエの露
光では、一点鎖線内が調節されるピエゾ素子27であフ
、例えば4のビニシン素子27は、ドライバAで5のビ
ニシン素子27は3、ドライバBで駆動することを示す
。次に切換信号42によって、切換スイッチ41が切換
えられ、ステップアンドリピート■の露光に移った場合
(第5図の一点鎖1り、例えばステップアンドリピート
エの露光において、1のビニシン素子27を駆動してい
たドライバCは、6のピエソン素子2711C@t)換
えられることになる。
このようにして、切換スイッチ41によって、ドライバ
28とピエゾ素子27の連結が、ウェハ4の露光部分く
選択的に切シ換えられ、ウニ゛ハ4全体のステップアン
ドリピートが終了する°。
又第9図の場合は、ドライバ28と(駆動機II)と上
下動素子27とから成る変形機構を、XY)テーブル7
0によって、露光部分に位置決めし・、全てのステップ
アンドリピートが完了する。なお前記説明では間隙を均
一圧するように制御した例について説明したが、部分的
に倍率を故意。
に変化させて露光する場合も考えられるので、必ずしも
間隙を均一にする必要はなく、要は部分的に必要な間隙
に制御すればよい。
以上詳述した通り本発明によれば、ドライバ。
と上下動素子とを切換えスイッチを介して接続し、ドラ
イバによって上下動素子を駆動し薄輯。
を変形させる変形機構を設け、切換スイッチによってド
ライバと上下動素子との接続を切り換え、上記変位機構
を露光部分く変位させるようKしたので、露光部分の変
形に必要十分な数のドライバだけでよく、従来のものに
比べてその数を大巾に減らす、ことができ、駆動装量の
実装スペースを充分確保することができ、装置全体゛が
小型化されてコスト低減されると共に1駆動。
装置の実装スペースに充分余裕があるので、上゛下動素
子の配列密度をさらに高めることが可能となって、よシ
精度の高い露光が可能となり、ますます小型化される時
代の趨勢に充分応えることかできるなど、その効果は大
なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、薄板変形装置の概要を説明するた
めに示した図であって、第1図はX線アライナの基本構
成図、第2図はX線アライナのマスクとウェハの間隙制
御を示す図、及び第5図はウェハ変形用ピエゾ素子の配
置を示す図である。第4図乃至第9図は本願実施例であ
って、第4図は本発明の概念図、第5図は上下素子と駆
動回路との関係を示す図、第6図は第5図の回路ブロッ
ク図、第7図は制御回路の一部を、第8図はスイッチン
グ回路をそれぞれ示した図、第9図は他の実施例である
。 2・・・マスク 4・・・薄板 27・・・上下動素子 28・・・ドライバ 30・・・ドライバ切換回路 ′1=1  図 牙 2 図 ′1′3  図 オキ図 (b) オ 5 図 26図 初 才 7 図 −28図 −ンi′   γ   n2コ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t ステップアンドリピート半導体露光装置において、
    ウニ八表面形状を部分的に変形できる機構と、該変形を
    露光時に一定忙保持する機構と、ステップアンドリピー
    ト毎に前記変形部分を選択的に変位させる機構とを有し
    。 露光部のみのウニ八表面を部分的に変形させるようにし
    たこと′1kI!!f黴とする薄板変形装置1゜2、特
    許請求の範囲第1項の変形機構において、多数の上下動
    素子をウェハ裏面疋配設し、露光部分を変形するに必要
    十分な上下動素子を駆動する装置を設計、該駆動装置と
    上下動素子とを切換機構を介して連結し、上記駆動装置
    によって、ウーハ表面形状を部分的に変形する機構を有
    することt−特徴とする薄板変形装置。 五 特許請求の範囲第1.!JC記載の変形機構におい
    て、露光部分を変形させるに必要十分な数の上下動素子
    と、この上下動素子を個々に駆動する駆動装置とから成
    る“′変形機構を位置決め機構によってウェハの露光部
    分に位置決めし、ウーハ表面形状を部分的に変形させる
    ようにしたことを特徴とする薄板変形装置。 1g許請求の範囲第2及び3項の上下動素子において、
    該上下動素子にピエゾ素子を用いたことを特徴とする薄
    板変形装置。
JP56165772A 1981-10-19 1981-10-19 ステップアンドリピート方式の露光装置 Granted JPS5867026A (ja)

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