JPS61220428A - Exposure device - Google Patents
Exposure deviceInfo
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- JPS61220428A JPS61220428A JP60060670A JP6067085A JPS61220428A JP S61220428 A JPS61220428 A JP S61220428A JP 60060670 A JP60060670 A JP 60060670A JP 6067085 A JP6067085 A JP 6067085A JP S61220428 A JPS61220428 A JP S61220428A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【発明の利用分野〕
本発明は半導体素子、磁気バブル素子などの作製におけ
るフォトリソグラフィを用いた微細加工法に係り、精度
の高いパターン形成を行なう露光装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a microfabrication method using photolithography in the production of semiconductor elements, magnetic bubble elements, etc., and relates to an exposure apparatus that forms patterns with high precision.
近年、半導体集積回路の規模は増大し高密度化、パター
ンの微細化が要求されている。従来のシリコン基板では
、微細化が進むにともない基板のシリコン部分を通る異
常電流に対する許容度が著しく小さくなる。この問題の
1つの解決策は石英板やサファイアなどの高絶縁基板上
に素子を形成することである。また高絶縁基板を用いる
とα線傷害も改善される。しかし石英板やサファイアは
露光々やパターン合わせ検出光を透過するので、これら
の基板では基板/ウェハ支持台界面からの反射光がレジ
ストにもどり、パターン寸法精度およびパターン合わせ
精度の低下を招くという問題がある。すなわち、基板/
ウェーハ支持台界面で露光々あるいはパターン検出光が
ハレーションを起こし、パターン形状を劣化させ、ある
いはパターン検出光にノイズが入る。特に、ウェーハ吸
着穴エツジ部からの反射光はその反射角の関係からパタ
ーン形状劣化や検出光のノイズの度合いが大きい、また
露光々に単色光を用いた場合は基板/ウェーハ支持台界
面からの反射光がレジスト膜内で光干渉を起こし、解像
度は低下し、また寸法精度も低下する。同様にパターン
検出光に単色光を用いた場合にもレジスト膜内で光干渉
を生じ、パターン検出信号は劣化する。In recent years, the scale of semiconductor integrated circuits has increased, requiring higher density and finer patterns. In conventional silicon substrates, as miniaturization progresses, the tolerance to abnormal current passing through the silicon portion of the substrate becomes significantly smaller. One solution to this problem is to form the device on a highly insulating substrate such as a quartz plate or sapphire. Furthermore, α-ray damage can be improved by using a highly insulating substrate. However, since quartz plates and sapphire transmit exposure light and pattern alignment detection light, these substrates have the problem that reflected light from the substrate/wafer support interface returns to the resist, causing a decrease in pattern dimensional accuracy and pattern alignment accuracy. There is. In other words, the substrate/
Exposure light or pattern detection light causes halation at the interface of the wafer support table, deteriorating the pattern shape or introducing noise into the pattern detection light. In particular, the reflected light from the edge of the wafer suction hole has a large degree of pattern shape deterioration and detection light noise due to its reflection angle, and when monochromatic light is used for each exposure, the reflected light from the substrate/wafer support interface The reflected light causes optical interference within the resist film, resulting in lower resolution and lower dimensional accuracy. Similarly, when monochromatic light is used as pattern detection light, light interference occurs within the resist film, and the pattern detection signal deteriorates.
上記ウェーハ支持台からの反射光に起因する問題は、微
細なパターンを有する素子は従来はとんどシリコン基板
など不透明な基板を用いて作られていたため認識されて
いなかった。ウェーハ支持台に関する発明は例えば特開
昭59−134848号公報。The problem caused by the reflected light from the wafer support has not been recognized because devices with fine patterns have conventionally been made using opaque substrates such as silicon substrates. An invention related to a wafer support table is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 134848/1983.
特開昭59−135742号公報に示されるようなウェ
ーハ吸着に関するものなどが大半であり、反射光に着目
した発明はなかった。Most of the inventions are related to wafer adsorption, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 135742/1982, and no inventions have focused on reflected light.
なお基板に透明な膜である石英板を用いて電気回路を形
成した報告にはエクステンデド・アブストラクツ・オン
・ザ・シクスティーンス(1984インタナシヨナル)
カンファレンス・オン・ソリッド・ステイト・デパイセ
ズ・アンド・マテリアルズ(1984年) (Ext
ended Abstracts of the 16
th (1984International) C
onference on 5olidState D
avices and Materialg (19
84年))pp523−526における小林および法具
による″モスエフイーティー・キャラクタリスティクス
・オン・コネクテッド・シリコン・アイシング・オン・
フユーズド・シリカ(MOSFET Characta
ri−stics of Connected
5ilicn l5lands on Fuse
dSilica)”と題する報告がある。Extended Abstracts on the Sixteenth (1984 International) reports on forming an electric circuit using a transparent quartz plate as a substrate.
Conference on Solid State Departments and Materials (1984) (Ext.
Ended Abstracts of the 16
th (1984 International) C
onference on 5solidState D
avices and materials (19
1984)) Kobayashi and Hogu, “MOSFET Characteristics on Connected Silicon Icing”, pp. 523-526.
Fused Silica (MOSFET Character
ri-stics of Connected
5ilicn l5lands on Fuse
There is a report titled ``dSilica)''.
本発明の目的は露光々あるいは合わせパターン検出光を
透過する基板上に寸法精度および合わせ精度の高いパタ
ーン形成が可能な露光装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of forming a pattern with high dimensional accuracy and alignment accuracy on a substrate through which exposure light or alignment pattern detection light passes.
基板/ウェーハ支持台界面からの反射光により上記問題
が生ずるので、ウェーハ支持台を露光々およびパターン
検出光に対する光吸収面とする。Since the above problem occurs due to the reflected light from the substrate/wafer support interface, the wafer support is made to be a light absorption surface for the exposure and pattern detection light.
光吸収面としても基板とウェーハ支持台との屈折率差が
大きい場合にはその屈折率差にともなって反射率が高く
なるので、上記屈折率差も小さくする。ウェーハ吸着孔
での反射は特に問題となるので、上記ウェーハ支持台上
の光吸収層内に入射光に対し斜めにウェーハ吸着孔を形
成し、反射の問題を低減する。Also as a light absorption surface, when the difference in refractive index between the substrate and the wafer support is large, the reflectance increases with the difference in refractive index, so the difference in refractive index is also made small. Since reflection at the wafer suction hole is particularly problematic, the wafer suction hole is formed in the light absorption layer on the wafer support at an angle to the incident light to reduce the problem of reflection.
以下1本発明を実施例を用いて説明する。露光方法とし
ては縮小投影露光法、1:1プロジエクシヨン露光法お
よびコンタクト露光法いずれの方法でもさしつかえない
0本実施例では縮小投影露光法を用いた場合について説
明する。The present invention will be explained below using examples. The exposure method may be a reduction projection exposure method, a 1:1 projection exposure method, or a contact exposure method. In this embodiment, a case where a reduction projection exposure method is used will be described.
1)まず第1図に示すように露光装置のウェーハ支持台
1(ウェーハステージ)上に色ガラスフィルタ2を固定
した6色ガラスフィルタ2には露光装置の露光波長43
6nm、アライメント波長546nm、577nmいず
れの波長の光も吸収するR−62色ガラスフィルタを使
用した。厚さは約1c―である。この色ガラスフィルタ
に限らず、露光波長およびアライメント波長を吸収すれ
ばこのタイプの色ガラスフィルタでなくてもさしつかえ
ないし、膜厚も1cIIlである必要はない。1) First, as shown in FIG. 1, a color glass filter 2 is fixed on a wafer support stand 1 (wafer stage) of an exposure device.The six-color glass filter 2 has the exposure wavelength 43 of the exposure device.
An R-62 color glass filter was used that absorbs light at wavelengths of 6 nm, alignment wavelengths of 546 nm, and 577 nm. The thickness is approximately 1c. The filter is not limited to this type of colored glass filter, but may be used as long as it absorbs the exposure wavelength and the alignment wavelength, and the film thickness does not need to be 1 cIIl.
ウェー八吸着用の孔3(以下吸着孔と呼ぶ)を色ガラス
フィルタ2に空けておいた。この吸着孔は光軸方向に対
して斜めに形成しておいた。A hole 3 (hereinafter referred to as an adsorption hole) for adsorbing wafers was made in the colored glass filter 2. This suction hole was formed obliquely with respect to the optical axis direction.
このため、色ガラスフィルタ下部にあるステンレス製の
ウェーハ支持台からの反射光は皆無となった。As a result, there was no reflected light from the stainless steel wafer support located below the colored glass filter.
第2(a)図に示すように厚さ約0.5 mmの石英板
21上に厚さ約0.5μmのシリコン膜22を形成し、
さらにシリコン膜22上にフォトレジスト膜23 (M
P1300:マイクロポロジット社製)を約1μmの厚
さで形成した。しかる後、第2図(b)図に示すように
上記色ガラス、フィルタをセツティングしたウェーハ支
持台24上に上記ウェーハを置き、露光を行なった。そ
の後通常の現像を行なった。ウェーハ支持台上に色ガラ
スフィルタを設置した本方法ではウェーハ支持台からの
反射光はほとんどなく、マスクパターン通りの良好なパ
ターン23′を上記基板上に形成できた。膜厚的0.5
1の石英板および膜厚的0.5μmのシリコン膜は波長
436nm、546nmwおよび577nmの光を透過
する。そのため色ガラスフィルタがない従来法で露光し
た場合にはウェーハ支持台からの反射光によりパターン
寸法精度が低下し、特にウェーハ吸着孔からの反射光に
よってハレーションが生じ、本来形成されるべきレジス
トパターンが消失するという現象まで生じた。As shown in FIG. 2(a), a silicon film 22 with a thickness of about 0.5 μm is formed on a quartz plate 21 with a thickness of about 0.5 mm,
Furthermore, a photoresist film 23 (M
P1300 (manufactured by Microporosit) with a thickness of about 1 μm. Thereafter, as shown in FIG. 2(b), the wafer was placed on a wafer support 24 on which the colored glasses and filters were set, and exposure was performed. After that, normal development was performed. In this method, in which a colored glass filter was installed on the wafer support, there was almost no reflected light from the wafer support, and a good pattern 23' in accordance with the mask pattern could be formed on the substrate. Film thickness 0.5
The quartz plate and silicon film with a thickness of 0.5 μm in No. 1 transmit light with wavelengths of 436 nm, 546 nmw, and 577 nm. Therefore, when exposure is performed using a conventional method without a colored glass filter, pattern dimensional accuracy decreases due to light reflected from the wafer support, and in particular, halation occurs due to light reflected from the wafer suction hole, causing the resist pattern to be formed to be Even the phenomenon of disappearance occurred.
次にレジストマスク23′をエツチングマスクとして上
記シリコン膜を加工し、その後上記レジストマスク23
′を除去して第2(d)図に示すようにシリコン膜で形
成されたパターン22′を形成した。その後筒2(e)
図に示すようにCVD (化学気相成長: Chemi
calVapour Deposition) 法で
約0.5pmのシリコン酸化11i26を形成した。し
かる後約1μmの膜厚のフオトレジス1へ膜27をシリ
コン酸化膜26上にスピン塗布法で形成した。シリコン
膜に形成したパターン22′をアライメント用ターゲッ
トとしてマスク合わせを行ない再び露光を行ない、その
後現象を行なった。ウェーハ支持台からの反射光はほと
んどないので良好な合わせ検出信号が得られ、したがっ
てアライメント精度も高かった。またパターン寸法精度
も高かった。なお、本実施例においてはCVDシリコン
酸化膜0.5μm/シリコンgo、sμm/石英板0.
5■からなる基板を用いたが、この膜厚に限らず、また
材料的にも熱酸化シリコン、ポリシリコン、PSG (
りんガラス)、ポリイミド、窒化シリコン、酸化タンタ
ル、酸化タチン。Next, the silicon film is processed using the resist mask 23' as an etching mask, and then the resist mask 23' is etched.
' was removed to form a pattern 22' made of silicon film as shown in FIG. 2(d). Then cylinder 2(e)
As shown in the figure, CVD (chemical vapor deposition)
About 0.5 pm of silicon oxide 11i26 was formed using the calVapour deposition method. Thereafter, a film 27 of photoresist 1 having a thickness of approximately 1 μm was formed on silicon oxide film 26 by spin coating. Mask alignment was performed using a pattern 22' formed on the silicon film as an alignment target, exposure was performed again, and then the phenomenon was performed. Since there was almost no reflected light from the wafer support, a good alignment detection signal was obtained, and therefore the alignment accuracy was also high. Furthermore, the pattern dimensional accuracy was also high. In this example, CVD silicon oxide film 0.5 μm/silicon go, s μm/quartz plate 0.5 μm/silicon go.
A substrate consisting of 5.5cm thick was used, but the film thickness is not limited to this, and the material also includes thermally oxidized silicon, polysilicon, PSG (
phosphor glass), polyimide, silicon nitride, tantalum oxide, tatin oxide.
サファイヤ、ソーダガラス、ガドリニウムガリウムガー
ネットなど露光々あるいはアライメント光あるいはその
両方の光を透過する材料であれば、ウェーハ支持台上に
色ガラスフィルタを用いた効果がある。また実施例では
フォトレジストにM P 1300を用いたがこれに限
らない0例えば0FPR800(東京応化(株)社)
、 HPR204(Hunt社)のようなポジタイプレ
ジスト、 0MR85(東京応化(株)社)のようなネ
ガタイプレジストでもさしつかえない、また膜厚も1μ
mに限らない。Using a colored glass filter on the wafer support is effective when using a material that transmits exposure light, alignment light, or both, such as sapphire, soda glass, and gadolinium gallium garnet. In addition, in the examples, M P 1300 was used as the photoresist, but the photoresist is not limited to this.For example, 0FPR800 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.)
A positive type resist such as HPR204 (Hunt) or a negative type resist such as 0MR85 (Tokyo Ohka Co., Ltd.) may be used, and the film thickness may be 1 μm.
Not limited to m.
色ガラスフィルタは露光々やアライメント光を吸収する
ばかりでなく1石英板の屈折率約1.45やサファイヤ
の屈折率約1.77との屈折率差が小さいため(色ガラ
スフィルタの屈折率は約1.53) 、これらの基板と
色ガラスフィルタ界面での反射も少ない、そのため、ウ
ェーハ支持台からの反射低減に特に効果があった。Colored glass filters not only absorb exposure light and alignment light, but also have a small refractive index difference between the refractive index of a quartz plate, approximately 1.45, and the refractive index of sapphire, approximately 1.77 (the refractive index of a colored glass filter is (approximately 1.53), there was little reflection at the interface between these substrates and the colored glass filter, so it was particularly effective in reducing reflection from the wafer support.
2)露光装置のウェーハ支持台上に炭素をコーティング
し、低反射面を形成した。低反射コーティングとして炭
素コーティングを行なったが。2) Carbon was coated on the wafer support of the exposure apparatus to form a low reflection surface. Carbon coating was applied as a low reflection coating.
露光々あるいはアライナ−光あるいはその両方の光を吸
収する染料1例えば436nmの光に対してはクマリン
、オイル・イエロー(oilyellow) 、アレオ
ソール・ファースト・イエロー (Olaosol F
ast Yellow) G CN 、 クルクミン
e 546nmの光に対してはローダミンB。Dyes that absorb exposure and/or aligner light 1 For example, coumarin, oil yellow, and Olaosol F for 436 nm light.
ast Yellow) G CN, Curcumin e Rhodamine B for 546 nm light.
エリトロシンなどをコーティングしてもさしつかえない
。It may be coated with erythrosin or the like.
実施例1と同様に膜厚的0.5mmの石英板上に膜厚的
0.5μmのシリコン膜を形成し、フォトレジストを塗
布した後、露光および現像を行なってパターンを形成し
た。実施例1と同様に精度のよいパターンを形成するこ
とができた。また実施例1と同様にシリコン膜にパター
ンを形成し5その上にシリコン酸化膜を形成した基板の
アライメントを行なった場合にも良好な合わせ検出信号
が得られ、アライメント精度も高かった。As in Example 1, a silicon film with a thickness of 0.5 μm was formed on a quartz plate with a film thickness of 0.5 mm, and a photoresist was applied, followed by exposure and development to form a pattern. As in Example 1, a highly accurate pattern could be formed. Further, when a pattern was formed on a silicon film and a silicon oxide film was formed on the pattern in the same way as in Example 1, a good alignment detection signal was obtained and the alignment accuracy was also high.
ローダミンB等の染料をウェーハ支持台上にコーティン
グした場合、染料が剥離し、汚染の原因となった。この
場合には、低反射化したウェーハ支持台上に石英板を設
置することにより染料の剥離を防止することができ、汚
染を防ぐことができた。When a dye such as Rhodamine B was coated on a wafer support, the dye peeled off and caused contamination. In this case, by installing a quartz plate on a wafer support with low reflection, peeling of the dye could be prevented and contamination could be prevented.
また、剥離防止のために表面強化膜であるラダー型シリ
コーン膜を低反射化したウェーハ支持台上に形成した。In addition, to prevent peeling, a ladder-type silicone film, which is a surface-strengthening film, was formed on the wafer support with low reflection.
この場合も汚染を防ぐことができた。In this case too, contamination could be prevented.
3)露光装置のウェー八支持台上面を粗面仕上げにして
、実施例1および2と同様にマスクアライメントおよび
パターン形成を行なった。粗面仕上げのためにウェーハ
支持台上部粗面内で光が乱反射を起こし、粗面内部での
光吸収が増進した。そのため基板上に反射してくる光量
が減少し、精度のよいマスクアライメントおよびパター
ン形成を行なうことができた。3) The upper surface of the wafer support of the exposure apparatus was roughened, and mask alignment and pattern formation were performed in the same manner as in Examples 1 and 2. Due to the rough surface finish, light was diffusely reflected within the rough surface of the upper part of the wafer support, and light absorption inside the rough surface was increased. Therefore, the amount of light reflected onto the substrate was reduced, allowing highly accurate mask alignment and pattern formation.
上記本発明により寸法精度および合わせ精度の高いフォ
トレジストパターンを形成することができる。According to the present invention, a photoresist pattern with high dimensional accuracy and alignment accuracy can be formed.
第1図は本発明の装置要部を示す模式図、第2図は本発
明の一実施態様を示す工程図である。
1・・・ウェーハ支持台、2・・・色ガラスフィルタ、
3・・・ウェーハ吸着孔、21・・・石英板、22・・
・シリコン膜、22′・・・シリコンパターン、23・
・・フォトレジスト、23′・・・フォトレジストパタ
ーン。
24・・・ウェーハ支持台、25・・・マスク、26・
・・シリコン酸化膜、27・・・フォトレジスト、27
′・・・フォトレジストパターン。FIG. 1 is a schematic diagram showing the main parts of the apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram showing one embodiment of the present invention. 1... Wafer support stand, 2... Colored glass filter,
3... Wafer suction hole, 21... Quartz plate, 22...
・Silicon film, 22'...Silicon pattern, 23・
...Photoresist, 23'...Photoresist pattern. 24... Wafer support stand, 25... Mask, 26...
...Silicon oxide film, 27...Photoresist, 27
′...Photoresist pattern.
Claims (1)
系のいずれか、あるいは両方と光源、マスク、およびウ
ェーハ支持台を有する露光装置において、ウェーハ支持
台面を露光光あるいはアライメント光あるいはその両方
の光に対して低反射面としたことを特徴とする露光装置
。 2、前記特許請求の範囲第1項において、ウェーハ支持
台の光低反射層が色ガラスよりなることを特徴とする露
光装置。 3、前記特許請求の範囲第1項において、前記ウェーハ
支持台光低反射層上に表面保護膜を有することを特徴と
する露光装置。 4、前記特許請求の範囲第3項における表面保護膜が石
英板あるいはシリコーン膜からなることを特徴とする露
光装置。 5、前記特許請求の範囲第1項において、露光光あるい
はアライメント光あるいはその両方の光の光軸に対して
傾斜したウェーハ吸着孔を前記ウェーハ支持台光低反射
層内に有することを特徴とする露光装置。 6、前記特許請求の範囲第1項において、ウェーハ支持
台上面が粗面であることを特徴とする露光装置。[Claims] 1. In an exposure apparatus having at least one of an exposure optical system and/or an alignment optical system, a light source, a mask, and a wafer support, the surface of the wafer support is illuminated with exposure light, alignment light, or both. An exposure device characterized by having a surface with low reflection for light. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the low light reflection layer of the wafer support is made of colored glass. 3. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a surface protective film on the low light reflection layer of the wafer support. 4. An exposure apparatus according to claim 3, wherein the surface protective film is made of a quartz plate or a silicone film. 5. According to claim 1, the wafer support has a wafer suction hole in the low light reflection layer that is inclined with respect to the optical axis of the exposure light, the alignment light, or both. Exposure equipment. 6. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the upper surface of the wafer support is a rough surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60060670A JPS61220428A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60060670A JPS61220428A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Exposure device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61220428A true JPS61220428A (en) | 1986-09-30 |
Family
ID=13148990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60060670A Pending JPS61220428A (en) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Exposure device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61220428A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004319876A (en) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Dainippon Printing Co Ltd | Chuck stage for exposure machine |
JP2018013805A (en) * | 2012-08-28 | 2018-01-25 | 株式会社ニコン | Pattern formation device |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP60060670A patent/JPS61220428A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004319876A (en) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Dainippon Printing Co Ltd | Chuck stage for exposure machine |
JP4500503B2 (en) * | 2003-04-18 | 2010-07-14 | 大日本印刷株式会社 | Exposure machine and chuck stage for exposure machine |
JP2018013805A (en) * | 2012-08-28 | 2018-01-25 | 株式会社ニコン | Pattern formation device |
JP2018189989A (en) * | 2012-08-28 | 2018-11-29 | 株式会社ニコン | Pattern formation device |
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