JPS60189745A

JPS60189745A - 密着露光方法

Info

Publication number: JPS60189745A
Application number: JP59044827A
Authority: JP
Inventors: Masao Totsuka; 戸塚　正雄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-03-10
Filing date: 1984-03-10
Publication date: 1985-09-27
Also published as: US4651009A

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】く技術分野〉本発明は、２つの物体を密着して露光する方法特には前
記物体に加わる真空圧の差を利用した密着露光方法に関
する。

〈従来技術〉従来、この種の方法は、第１図に示すようにマスクｌと
ウェハー３等の２つの物体間に、伸縮可能な閉空間６を
形成し、そこを真空にすることにヨリ、マスク１の背面
に大気圧を働かせ、マスク１をウニ八−８側に曲げるこ
とによって両者を密着させていた。この際、従来のこの
種の方法では、マスク１．ウェハー８間の真空圧を０か
ら所望の密着度が得られる高真空圧へと急激に変化させ
ていたため、次に述べるような欠点があった。

まず第１に密着性の劣化である。従来では、マスク１と
ウェハー８は全面がほぼ同時に密着を開始する。すると
、ウェハー８中央付近にあったガスは逃げ場がなくなり
、その部分に閉じ込められてしまう。この傾向は、半導
体プロセスの工程が進み平面度の悪化したウェハー８に
於て顕著に見受けられる。このようにガスが閉じ込めら
れることにより、密着性は劣化する。そして、密着性が
劣化すると、マスク１とウェハー３の間に不均一に生じ
た「微小なすきま」部分で光の回折が起こり解像力が低
下してしまう。つまり、上述したような密着露光方法に
おいては、密着性の劣化は即焼付性能の劣化につながる
のである。また閉じ込められたガスを抜くために、従来
は、コンタクト後しばらく時間をおいて焼付を行なって
いたが、これは単位時間当りの処理可能なウェハ一枚数
すなわちスループットの向上を妨げる一因となっていた
。

第２にピッチエラーの増大である。従来この種の方法で
は、マスクｌとウェハー３を密着させる際、両者を適当
な間隔に保持した後、両者間に形成された閉じた空間６
内を真空にし、マスクｌ背面に大気圧を働かせることに
より、マスクｌをウェハー８側に曲げ、両者を密着させ
ていた。この際、初期に設定するマスク１とウェハー８
間のギャップ量は、両者の密着性に多大な影響を及ぼし
ていた。

すなわち、ギャップ量を小さくとった場合、マスク１の
たわみ量（彎曲量）が小さいため、周辺部での密着性は
良（、いわゆるピッチエラー（マスク１の彎曲によりマ
スク１のパターン面が伸びた状態となり、ウェハー３上
において、マスクパターンが本来転写されるべき位置か
らずれた所に焼付けられる現象）も少ない。しかし前述
した通りウェハー８の中央付近の密着性は劣化する。

一方、第２図に示す様に、ギャップ量を大きくとった場
合、マスク１が大きく彎曲することにより、ウェハー８
に対してマスクｌは中央部付近の小さな領域から密着を
開始し、真空度の上昇により、この領域が徐々に周辺に
拡がる傾向が認められ、これにより密着時にマスク、ウ
ェハーの中央部付近にガスが閉じ込められる上述の現象
が緩和され中央部での密着性は向上する。しかし、この
場合マスク１が、大きくウェハー３側に引き込まれ彎曲
し、大きなピッチエラーを生じることになる。

上述したように従来の密着露光方法は、マスク及びウェ
ハー等の２物体間の密着性を良くするためにギャップ量
を大きく設定すると、ピッチエラーが生じてしまい、逆
にピッチエラーをなくすためにギャップ量を小さくとれ
ば、密着性が悪くなってしまうという、相互に矛盾する
問題点を抱えていた。

く目　的〉本発明の目的は、上記問題点を解消して、ピッチエラー
の発生を防止し、かつガスの閉じ込め現象のない良好な
密着状態をも実現する密着露光方法を提供することにあ
る。

上記目的を達成するために、本発明に係わる密着露光方
法は、情報を有する第１の物体（たとえばマスク等）と
、該情報を記録するための第２の物体（たとえばウェハ
ー等）とを対向させて離間配置した状態で、前記両物体
の間の空間（以下、第１の空間と称する）ならびに前記
第１の物体の前記第２の物体とは反対側の空間（以下、
第２の空間と称する。）とを真空にする第１の段階と、
前記物体のうち少なくとも一方を他方に向けて移動させ
て接触または近接させる第２の段階と、該接触または近
接させた状態で前記第１の空間の真空度を前記第２の空
間の真空度よりも高くして前記両物体を密着させる第３
の段階とを経て、その後に露光を行ない、前記第１の物
体の情報を前記第２の物体に記録させるようにしたもの
である。

〈実施例〉以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第３図は、本発明を実施するための密着露光装置の断面
図である。■は情報を有するマスク、２はマスクｌを保
持するマスクホルダー、８はマスクｌの情報を記録する
ためのウェハー、４はウェハー３を載置するためのウェ
ハーチャックであり、静電例ノＪによりウェハー８を強
固に保持するものである。このウェハーチャック４は、
不図示の駆動手段により上下移動可能であるが、駆動時
以外は機械的に強固に固定されており、静止状態を維持
する。５はシーリングゴム等の真空漏れ防止材であり、
マスクｌとウェハー３との間に真空室６を作るためにあ
る。７はマスクｌをマスクホルダ＝２上に固定するため
の真空ライン、８はマスク１とウェハー３との間を真空
にするための真空ライン、９は真空室６に窒素（Ｎ２）
等のガスを供給するガスラインである。１０は露光用の
紫外線を透過するガラス様部材、１１はガラス様部材Ｉ
Ｏを支持するホールダーであり、ガラス様部材１０とホ
ールダ−１１との接合部は密封しである。■２はゴム等
のクッション材であり、ガラス様部材１０がクッション
材１２を介してマスク１の周縁部を弾性的に押付けてい
る。１３はシーリングゴム等の真空漏れ防止材であり、
空間１４．１５を真空にした際の真空漏れを防止する。

空間１４．１５は、マスク１．マスクホールグー２．ガ
ラス様部材１０．ホールダー１１及び真空漏れ防止材１
８で包囲されており、相互に連通している。１６は空間
１４．１５を真空にするための真空ラインである。

次に、上述した密着露光装置を使用した本発明の密着露
光方法の一実施例について、以下（１）〜（Ｖｌに説明
する。

（１）まずマスク１とウェハー８とを不図示の手段によ
り所定の位置にセットする。この時には、既に真空漏れ
防止材５がマスクホルダー２の下面に接し、マスク■、
ウェハー８間に閉じた空間（真空室６）が形成されるが
、まだ真空にはされていない。次にマスク１とウェハー
３とを不図示の茸θステージにより位置合せする。これ
が完了した後、マスク１及びウェハー８を、不図示の駆
動手段により所定の間隔に離間配置する。

（１１）上記離間配置した状態で、真空ライン８を通じ
て真空室６を真空にする。これと同時に真空ライン１６
を通じて空間１４．１５をも真空にする。

真空室６と空間１４．１５とを等しい真空度に維持する
ことになる。この時マスク１は、ガラス様部材■０の上
面に加わる大気圧により、クッション材１２を介してマ
スクホーシダー２上に押付けられている。そのため、マ
スクホーシダー２上でマスクｌの位置が移動することは
なく、またマスク１が変形することもない。すなわち、
この段階でマスクｌの両面は共に等しい真空度にあるの
で、該両面に加わる力は均衡が保たれ、従ってマスク１
の平面性が維持されている。また、ウェハーチャック４
が上方に移動することなく強固に固定されているので、
マスク１とウェハー８とは所定の間隔を維持し、ウェハ
ー３の平面性をも維持している。このようにしてマスク
１及びウェハー８の平面性を維持しながら、真空室６及
び空間１４゜１５内のガスを排除していき、実用的に十
分な真空状態にする。従って、マスクｌとウェハー８と
の密着不良の原因となるガスをこの段階で完全に除去す
るのである。

（曲成に、不図示の駆動手段でウェハーチャック４を上
昇させ、第４図に示したように、ウェハー３をマスクｌ
に接触させる。この場合、完全に接触状態にする必要は
なく、マスク１とウェハー８との間に若干の間隔を持た
せて近接した状態に維持されてもよい。また、ウニへ−
チャック４の位置を常に固定しておき、マスク１をウェ
ハー８に内呼て下降させてもよく、あるいはマスクｌと
ウェハー８とを相互に近づけてもよい。このようにして
、マスクｌとウェハー３との間に不用なガスが存在しな
い状態で、マスクｌとウェハー８とを接触または近接さ
せるのである。

ＩＶ）上記接触あるいは近接した状態のままで、空間１
４．１５の真空度を低下させ、最終的には大気圧にする
。すると、マスクｌの上面には直接に大気圧が加わるこ
ととなり、該大気圧がマスクｌのウェハー８に対する押
付は力として作用する。従って、該大気圧によりマスク
ｌをウェハー８に押付け、密着させることができる。こ
の場合、マスク１及びウェハー３は平面性を維持し、か
つ接触あるいは近接した状態から上記密着を行なうので
、マスク１及びウェハー８にはほとんど彎曲が生じない
。また、ウェハー８の平面性が悪い場合であっても、不
要なガスが存在しないために、マスク１は容易にウェハ
ー３になじみ、密着する。なお、空間１４．１５を特に
大気圧にする必要はなく、十分な押付は力がマスク１に
加わる程度の低圧でもよく、また逆に大気圧以上の圧力
であってもよい。ただし、大気圧以上の場合は、ホール
グー１１とマスクホールダ−２とを直接に固着する必要
がある。

（Ｖ）上記（１）〜ＩＩＶ）の過程を経て、マスクｌと
ウェハー３とを密着された後、それらの位置合わせ精度
を確認する。該精度が所定の範囲内にあれば、次の段階
として不図示の露光照明手段により、マスク１の上方か
らガラス様部拐１０を介して露光を行なう。

以上（１）〜（■）に示したようにして、密着露光が完
了する。

次に、本発明の他の実施例を適用するための密着露光装
置を第５図に示す。前記実施例を説明するにあたって、
第３図のウェハーチャック４はその移動時以外は機械的
に強固に固定された状態にあるとしたが、必らずしもこ
れに限定されない。

たとえば第５図のような構成であっても、本発明を有効
に実施可能である。同図において、４′はウェハーチャ
ック、１７はウェハーチャック４′の下面を覆う環状体
である。ウェハーチャック４′の下面中央からは円柱状
の上下軸４’　ａが下方に伸長している。該上下軸４’
　ａが貫通するように、環状体■７の中心部に円形の孔
部１７ａを形成しである。

ウェハーチャックｆは、環状体１７に対して、不図示の
板バネ等を介して上下動可能なように弾性結合されてい
る。１９は環状体１７とマスクホールダー２との間を密
封する真空漏れ防ＩＬ材であり、２０は上下軸４’　ａ
と環状体１７どの間を密封す、る真空漏れ防止材で、上
下軸４’　ａの周囲に環状に取付けである。従って本装
置は、ウェハーチャックシ、環状体↓７及び真空漏れ防
ＩＬ材５，１９．２０によって密封された空間１８を具
備する。更に、空間１８を真空にするための真空ライン
１６を増設しである。他の構成は第３図に示したものと
同様である。

ここで、第５図に示した装置を使用した、他の実施例に
ついて説明する。この場合は、前記実施例の（１１）の
段階において、増設された真空ライン１６により、空間
１４．１５と同時に空間１８をも真空にする。この時、
ウェハーチャック４’　ノ下百に加わる圧力は、孔部１
７ａの断面積に相当する微小部分に真空圧を加えた場合
に等しい。たとえば穴部１７ａの直径を１ｃＩｒＬとし
、真空圧を７６０祁Ｈ９とすれば、その圧力は約０．８
　ｋｇ程度の微少量である。そのため前記実施例と異な
り、ウエノ１−チャックＪを機械的に強固に固定する必
要を生へじない。従って、このような装置を使用すれば
、ウェハーチャックｌにはわずかな力が加わるのみであ
るため、その上下移動の操作性を向上させることができ
る。

また、上記各実施例では、ウエノ・、−チャック４゜４
′は静電吸着式のものとしたが、真空吸着式のものであ
ってもよい。ただし真空吸着式とした場合は、ウェハー
を吸着するための真空圧をマスク・ウェハー間の真空圧
よりも大きく維持する必要がある。

なお、上記各実施例では、マスクとウエノ・−とを使用
した露光方法について説明したが、この他に例えばマス
クどうしを密着させて露光する場合でも、同様な方法を
適用できる。また露光手段としては、紫外線露光であっ
ても、Ｘ線露光であってもよい。

要するに、本発明趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形は
可能である。

く効　果〉２以上説明したように、本発明の密着露光方法は、マスク
及びウェハー等の両物体を離間させた状態で両物体間の
ガスを排除し、その後に両物体を接触又は近接させ、そ
の状態で両物体を密着させて露光するようにしたもので
あり、そのため両物体の密着性を高めることができると
同時に、ピッチエラーの発生をも防止することができる
ので製品の都留りを向上させると共に高い集積度のパタ
ーン転写も可能となり、更にはスループットを増大する
ことができるという非常に優れた効果を・奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の密着露光方法を説明するため
の密着露光装置の縦断面図、第８図及び第４図は本発明
の一実施例を説明するための密着露光装置の縦断面図、
第５図は本発明の他の実施例を説明するための密着露光
装置の縦断面図である。 ■・・・・・・マスク。２・・・・・・マスクホルダー。３・・・・・・ウェハー。４．４１・・・・・・ウェハーチャック。６・・・・・真空室。１０・・・・・・ガラス様部材。１４、１５・・・・・空間。特許出願人　キャノン株式会社第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

情報を有する第１の物体と、該情報を記録するための第
２の物体とを密着させて露光する方法において、前記第
１及び第２の物体を対向させて離間配置した状態で、前
記第１及び第２の物体間の第１の空間ならびに前記第１
の物体の前記第２の物体に対する反対側の第２の空間と
を真空にする第１の段階と、該真空を維持したまま前記
第１及び第２の物体を接触又は近接させる第２の段階と
、該接触又は近接させた状態で前記第１の空間の真空度
が前記第２の空間の真空度よりも高くなるようにして前
記第１及び第２の物体を密着させる第８の段階とを有す
ることを特徴とする密着露光方法。