JPS61212843A - 露光装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は露光装置に関し、％に半導体装置の製造に適用
して効果的な露光装置に関するものである。

〔背景技術〕

従来の露光装置、たとえば縮小投影露光装置では、レチ
クルはウェハに転写するデバイスパターンの原版となる
が、このレチクルは品種別（たとえば６４にビットのス
タティックＲＡＭや２５６にビットダイナミックメモリ
などの如く、製品の種類別）、工程別（ある製品の種類
に対し各工程上の各パターン）に製造しなげればならず
、従って縮小投影露光装置用レチクルとして異なったパ
ターンのレチクルを多数必要となる。また露光作業にお
いては、工程別の露光の都度それに見合ったレチクルに
交換しなければならない。よってレチクル製作工数がき
わめて多く、かつレチクル交換に手間がかかり、このた
めスループットの低下をもたらすと共に製造コストが高
くなるという問題点を生ずる。

マタレチクルの交換作業により、レチクル交換みなどの
異物が付着したり、レチクルが汚れたり、レチクルにき
すがついたりして、ウェハに欠陥として現われる。特に
１０：１　　（又は１／１０）の如き縮小投影露光装置
では、レチクルの汚れ、ごみ、きすがウェハの個々のチ
ップに転写され、ウェハ全体が不良となる。このため製
品の歩留低下をきたすことになる。そこで、レチクルの
交換の都度、ごみ（異物）の付着や汚れ、きすの検査を
行なっているが、非常にやっかいであるという問題があ
る。

以上のことは、レチクルを用いて１０二１の如き縮小露
光方式でホトマスクにパターンを作成し、更にこのホト
マスクを用いてウェハにデバイスパターンを転写する場
合にも同様のことがいえる。

なお、フォトマスク（レチクル）の欠陥が発生すればこ
れを修正する工程も必要とされるが、と１９８４年１月
号Ｐ９５〜９９等に記載の工程が必要とされる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パターン露光のための任意のマスクパ
ターンを１個の液晶セルで実現できるようにし、もって
工数の低減９歩留の向上、スループットの向上及び製造
コストの低減を図れるようにした露光装置を提供するこ
とにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、マスク（レチクル）を用いて被処理部材とし
てのウェハ上にパターン露光を行なう露光装置において
、前記マスクを液晶セルで構成し、この液晶セルをパタ
ーン信号発生部からの設計データにもとづくパターン信
号でマトリクス方式で駆動し、これにより得られる透明
、不透明のパターンヲパターン露光のためのマスクパタ
ーンとして用いて、前記液晶セルに対向して配置される
ウェハに対しパターン露光を行なうものであり、１個（
７）　ｆｉ　晶セルでパターン露光のための任意のマス
クパターンを実現でき、マスク（レチクル）交換が不要
となり、このため工数の低減２歩留の向上及びスルーブ
ツトの向上を図ることができ、また工数の低減、スルー
プットの向上と併せ装置が１台ですみ、しかも液晶セル
も１個で足りるので製造コストの低減を図ることができ
、更に電気的方法で液晶セルを駆動させて所定位置にマ
スクパターンを正確に作成できるので、設計マージンが
不要になる。

〔実施例〕

第１図は本発明による露光装置の一実施例を示し、特に
１０：１縮小投影露光装置に適用した場合を示すも・の
である。第２図は第１図のレチクルを構成する液晶セル
の拡大断面図である。

以下、本発明を第１図および第２図を用いて詳述する。

第１図にお・いて、１は固定台であって、この上にＸ軸
、Ｙ軸方向に移動自在なＸＹ移動台２が配設されている
。このＸＹ移動台２上に被処理部材としてのウェハ３が
載置されている。ここでは、ウェハ３はたとえば基板上
に形成されたＡｔ蒸着膜上にレジストを塗布してなるも
ので、ｋｌ配ＷＪハターンに対応したレジストパターン
を得るべくパターン露光に供されるものである。なお、
被処理部材としては種々のものが使用できる。本発明に
おいては、前記ウェハが好適なものの一つであるが、そ
の他の好適なものとしては、石英基板表面に形成された
クロム（Ｃｒ）膜やクロム酸化（ＣｒｘＯｙ）膜などの
被膜の上にホトレジストを塗布してマスクパターン露光
を得るホトマスク又はレチクルなどがある。

４は光源としての水銀ランプであって、この水銀ランプ
４から照射される光はコンデンサレンズ５を介してレチ
クル６に照射される。ここで、水銀ランプ４とコンデン
サレンズ５は露光照明系７を構成する。レチク／ｌ／６
はレチクル載置台８上に載置され、このレチクル載置台
８は固定部材９上に配設されている。そして、レチクル
位置制御部１０からのレチクル位置制御信号によりレチ
クル６を所定位置に設定調整すべくレチクル載置台８を
Ｘ、Ｙ軸方向に（平面内で）移動（微動）できるよづな
構成となっている。

レチクル６は本発明では第２図に示す如き液晶セル１１
を用いて構成されている。

即ちたとえば石英を用いた透明体１２．１３の内表面に
夫々Ｘ軸透明電極１４．Ｙ軸透明電極１５がマトリクス
形に配設されている。この透明体１２と１３の間に液晶
］６を介在させて、スペーサ１７で密封されている。こ
のスペーサ１７は液晶層の厚みを一定に保つ働きをする
。なお、スペーサ１７の外側には気密性を保持するため
の接着剤１８を被着させ液晶層へ水分の侵入を防ぎ、液
晶の劣化を防止している。更に透明体１２．１３の外側
に偏光板（偏光子）１９．偏光板２０（検光子）が夫々
配設されている。

ここで、偏光子１９と検光子２０はお互いの偏光軸を平
行となるように配置する。そして液晶１６としてたとえ
ばｐ形ネマティック液晶を用いＴＮ方式（ねじれネマテ
ィック効果利用方式）を用いろものとし電圧印加のない
ときは、入射光は液晶１６で偏光軸が９０°回転される
ようになっている。従って液晶１６を通過した光が検光
子２０に入ると、偏光軸が互いに９０°であるため光は
検光子２０から出て来ない。このとぎ液晶セル１】は不
透明となる。次にパターン信号発生部２１からのレチク
ル設計データにもとづくパターン信号によりレチクル６
としての液晶セル１１の所定のＸ軸およびＹ軸透明電極
１４および１５に所定の電圧を印加すると、電圧が印加
された両透明電極１４．１５間（両透明電極１４と１５
の交叉箇所）において液晶１６の分子軸が電界方向に沿
うようになり、この部分では入射光の偏光軸が回転せず
入射光は液晶１６の影響を殆んど受けずに出てくるため
検光子２０にさえぎられないことになり、液晶１６は透
明になる。従って黒地に白のパターン像を得ることにな
る。よってウェハ３上のレジストとしてネガレジストが
使用される。

なお、偏光子１９と検光子２０の偏光軸方向を直交させ
ておくと白地に黒のパターン像を得ることになり、この
場合にはウェハ３上のレジストとしてポジレジストが使
用される。

このように構成された液晶セル１１はパターン信号によ
りマ）　ＩＪクス形駆動方式で駆動される。

次にレチクル設計データ、即ち品種に合わせた工程別の
パターンデータを設計データ入力部２２のメモリに入力
しておき、この設計データ入力部２２からの設計データ
信号にもとづきパターン信号発生部２１はパターン信号
を発生し、このパターン信号により該当する液晶セル１
１のＸ軸透明電極１４とＹ軸透明電極１５に所定の電圧
が印加される。これによりたとえば黒地に白のパターン
像が得られる。即ちマスクパターン（レチクルパターン
）が形成される。そして液晶セル１１を透過した光は１
／１０縮小レンズ２３で絞られ、ウェハ３上に結像し、
パターン露光が行なわれる。

なお、予めＸＹ移動台２を移動させてマスク（レチクル
６）の投影像とウェハ３との位置合せを行なうことはも
ちろんである。この位置合せは、マスク側を動かすこと
によりできるように構成してもよく、この場合にはマス
クの動きはウェハ３上の投影像の動きとしては１／１０
に縮小されるので精密な調整がしやすい。

以上のように構成された露光装置において、パターン信
号発生部２１は設計データにもとづくパターン信号を発
生し、これにより液晶セル１１はマ）　ＩＪクス形駆動
方式で駆動される。そして電圧が印加されたＸ軸、Ｙ軸
内透明電極１４．１５の各交点の画素に相当する部分の
液晶の分子軸を電界方向に配向させる。これらの液晶部
分への入射光は偏光軸が回転せず、検光子２０を介して
出ていくことになる。従って液晶セル１１に形成された
パターン像部分だけは透明となる（この場合は偏光子１
９と検光子２０の偏光軸を平行させた場合であるが、互
いに直交させた場合にはパターン像部分は不透明となる
）。液晶セル１１を透過した光は１／１０縮小レンズ２
３を介してウニ／’％３上に結像され、パターン露光が
行なわれる。ＸＹ移動台２を動かしてウェハ３上の各チ
ップに対して同様のパターン露光を行なうことができる
。

以上から判るように、レチクル設計データ、即ち全品種
、全工程のマスクパターン（レチクルパターン）データ
を設計データ入力部２２に入力しておき、必要に応じて
必要な゛レチクル設計データをパターン信号発生部２１
に供給し、パターン信号発生部２１からのパターン信号
にもとづいてレチクル６としての液晶セル１１を駆動す
ることにより、任意の品種、任意のマスクパターン（レ
チクルパターン）を一枚のレチクル６　（１個の液晶セ
ル１１）で作成することができ、このため従来の如くレ
チクル６を品種毎、工程毎に交換する必要が全くなくな
る。

このようにレチクル６の交換が不要となるため、従来の
如く人手によるレチクルの交換の手間が省けると共に、
従来の如くレチクルの交換毎に行なっていたレチクルに
対する異物（ごみなど）の付着や汚れ、きずなどの検査
が不要となり、スループットの向上を図ることができる
。また人手によるレチクルの交換が不要となるので、従
来の如（レチクル交換時にレチクル６にごみなどの異物
が付着したり、きすがついたり、あるいはレチクル６が
汚れたりすることがなくなり１．このためウェハ３上に
欠陥として転写されることがなくなる。

従って歩留の向上が図れる。更に品種別、工程別の多数
のレチクルを用意する（製造する）必要がなく一枚のレ
チクル６で足りること、またレチクル６の交換が不要と
なるため、従来レチクルの交換の都度行なっていた異物
（ごみなど）、きす。

汚れなどの検査が不要となることなどにより、工数の低
減が図られる。更にまた、スループットの向上及び工数
の低減と併せて、一枚のレチクル６で全工程の任意のマ
スクパターン（レチクルパターン）を作成できること、
装置が１台で済むことなどにより製造コストの低減が図
られる。

また従来はレチクル交換の都度、レチクルの投影像とウ
ェハとの位置合せを行なわなければならず、その位置合
せが大変やっかいでレチクルの位置ずれを考慮して設計
マージンを必要としていたのに対して、本発明ではレチ
クル６を交換することもなく電気的な方法で任意のマス
クパターン（レチクルパターン）を正確に形成できるの
で、従来のようなマスク（レチクル）の位置ずれのため
の設計マージンが不要になる。

更にレチクル６、即ち液晶セル１１の画素に要求される
分解能は１／１０縮小投影露光装置の場合、実際のデバ
イスの１０倍でよく、液晶セル１１の透明電極１４．１
５を技術的にも容易に形成できる。

〔効果〕　　　□ （１）　　設計データにもとづき、パターン露光のため
のマスクとしての液晶セルを駆動することにより、任意
のマスクパターン像を、一枚のマスク即ち１個の液晶セ
ルで作成することができ、このためマスクをたとえば品
種毎、工程毎に交換する必要が全くなくなる。

（２）マスクとしての液晶セルの交換が不要となるため
、従来の如くマスク交換の手間が省けると共に従来の如
くマスクの交換の都度行なっていたマスクに対する異物
の付着や汚れ、きずなどの検査が不要になりスループッ
トの向上を図ることができる。

（３）人手によるマスク交換が不要になるので、従来の
如くマスク交換時罠マスクに異物が付着したり、きすが
ついたり、あるいはマスクが汚れたりすることがなくな
り、このためパターン露光される被処理部材上に欠陥と
して転写されることがなくなり、歩留の向上が図られる
。

（４）多数のマスクパターンを必要とする場合、多数の
マスクを用意する（製造する）必要がなく一枚のマスク
即ち１個の液晶セルで足りること、またマスク交換不要
のため、従来マスク交換の都度性なっていた異物、きす
、汚れなどの検査が不要となることなどにより、工数の
低減を図ることができる。

（５）前記スループットの向上及び前記工数の低減と併
せて、一枚のマスク（１個の液晶セル）で任意のマスク
パターンを作成できること、装置が１台で済むことなど
により、製造コストの低減を図ることができる。

（６）マスク交換することなく、電気的な方法で任意の
マスクパターンを正確に作成できるので、従来のような
マスクの位置ずれのための設計マージンが不要になる。

（７）縮小露光装置の場合には、液晶セルの画素に要求
される分解能を、実際のデバイスよりも大きくとれるの
で、液晶セルの電極形成が容易になる。

以上本発明者によってなさねた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、マスク（レ
チクル６）としての液晶セル１１にｐ形ネマティック液
晶を用いたＴＮ方式の場合について言及したけれども、
偏光子１９と検光子２０の偏光軸方向を直交させておき
、ｎ型ネマティック液晶をホメオトロピック配列させる
か、あるいは、ｎ型ネマティック液晶をホモジニアス配
列させて、ＤＡＰ方式（電界制御複屈折効果の利用）を
用いてもよい。要するにマスクとしての液晶セルの構成
については、本実施例（第２図）に限定されることなく
、液晶セルの駆動により透明、不透明のパターン像が得
られる構成なら何でもよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなさねた発明
を、その背景となった利用分野である１／１０縮小投影
露光装置に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば１１５縮小投影露光装
置や等２倍投影露光装置などの投影露光装置、密着露光
装量、近接露光装置など露光装置全般に適用できる。こ
れらの露光装置ではレチクルやホトマスクに液晶セルを
用いろことになる。また本発明は、マスク製造装置やレ
チクル製造装置などにも適用できる。本発明は、少なく
ともパターン露光を行なう装置には適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による露光装置の一実施例を示す簡略構
成図、 第２図は第１図のレチクル６（液晶セル１１）の簡略拡
大断面図である。 ２・・・ＸＹ移動台、３・・・ウェハ、６・・・レチク
ル、７・・・露光照明系、８・・・レチクル載置台、１
０・・・レチクル位置制御部、１１・・・液晶セル、１
２．１３・・・透明体、１４・・・Ｘ軸透明電極、１５
・・・Ｙ軸透明電極、】６・・・液晶、１７・・・スペ
ーサ、１８・・・接着剤、１９・・・偏光板（偏光子）
、２０・・・偏光板（検光子）、２１・・・パターン信
号発生部、２２・・・設計データ入力部、２３・・・１
／１０縮小レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、設計データにもとづくパターン信号を発生させるパ
   ターン信号発生部と、このパターン信号発生部のパター
   ン信号にもとづいて駆動され、透明あるいは不透明のパ
   ターンを生ずる液晶セルと、この液晶セルに光を照射す
   る露光照明系とを少なくとも備え、前記液晶セルに対向
   して配置される被処理部材に対し、前記液晶セルを駆動
   させてパターン露光を行なえるようにしたことを特徴と
   する露光装置。 ２、前記液晶セルは、Ｘ軸透明電極とＹ軸透明電極間に
   液晶を介在させ、かつ両透明電極外側に偏光板を配置し
   てなり、マトリクス駆動方式を採用してなる特許請求の
   範囲第１項記載の露光装置。 ３、前記液晶セルをホトマスクとして用いてなる特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の露光装置。 ４、前記液晶セルをレチクルとして用い、前記液晶セル
   と前記被処理部材との間に縮小レンズを介挿してなる特
   許請求第１項又は第２項記載の露光装置。 ５、前記被処理部材として、表面に形成されたＳｉ＿３
   Ｎ＿４膜や金属膜などの被膜の上にホトレジストを塗布
   してパターン露光を得るためのウェハを用いてなる特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の露光
   装置。 ６、前記被処理部材として基板表面に形成されたＣｒ膜
   やＣｒ＿ｘＯ＿ｙ膜などの被膜の上にホトレジストを塗
   布してマスクパターン露光を得るホトマスク又はレチク
   ルである特許請求の範囲第１項記載の露光装置。