JPS612325A - High energy beam machine - Google Patents

High energy beam machine

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Publication number
JPS612325A
JPS612325A JP59121815A JP12181584A JPS612325A JP S612325 A JPS612325 A JP S612325A JP 59121815 A JP59121815 A JP 59121815A JP 12181584 A JP12181584 A JP 12181584A JP S612325 A JPS612325 A JP S612325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
wafer
light source
exposure
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59121815A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Tsukagoshi
塚越 雅樹
Hiroshi Kato
弘 加藤
Ryoichi Ono
小野 良一
Yoshiyuki Miyamoto
佳幸 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59121815A priority Critical patent/JPS612325A/en
Publication of JPS612325A publication Critical patent/JPS612325A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • 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

PURPOSE:To make exposure processing highly precise while increasing throughout by a method wherein the continuous movement of a wafer placed on a stage is synchronized with excimer laser beam oscillated and permeating through a reticle to irradiate the wafer by the pulse of laser beam. CONSTITUTION:A stage 2 provided to place a wafer 1 thereon is controlled by a driving system 3 in the horizontal X, Y directions as well as in the vertical Z direction while a mirror 4 is fixed to one side of the stage 2 to locate said stage 2 by means of a laser interferometer 5. On the other hand, an optical system such as a lens 6, a reticle 7 and a light source 8 oscillating excimer laser beam are successively arranged above the stage 2. The light source 8 is synchronized with the movement of stage 2 to oscillated the laser beam pulsatively while these light source and stage 2, etc. may be controlled by CPU9 precisely and securely.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は高エネルギービーム加工装置、たとえば、連続
移動するウェハの表面に塗布された感光剤をレチクル通
過したエキシマレーザによって間歇的に部分感光する縮
小露光装置等の高エネルギービーム加工装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a high-energy beam processing device, for example, a reduction exposure device that intermittently exposes a portion of a photosensitive agent coated on the surface of a continuously moving wafer to light by an excimer laser that passes through a reticle. Related to high energy beam processing equipment such as.

〔背景技術〕[Background technology]

半導体製品の集積度向上によって、回路パターンは一層
微細化が図られている。そして、ICパターンの最小線
幅は3μm、2μmを経て1μm以下になろうとしてい
る。このような状況下における露光技術において、ダイ
レクト・オン・ウェハ(DSW)、すなわち、ウェハス
テッパ技術が登場してきている。このウェハステッパ技
術は、ステップ・アンド・リピートを繰り返しながら、
レチクルのパターンをレンズによって縮小し、直接ウェ
ハの一部に順次投影して、ウェハの全体にパターンを転
写する技術である。そして、この技術は、分割転写方式
であることから、解像力およ、び重ね合わせ精度が高く
歩留りの点では優れているが、分割転写毎に停止しなけ
ればならないことから、スループット(ウェハの処理能
力)の点では他の露光システムに比較して劣ると言う難
がある。このウェハステッパについては、たとえば、(
1) Sem1conductor World、 1
982年。
As the degree of integration of semiconductor products increases, circuit patterns are becoming increasingly finer. The minimum line width of an IC pattern is about to become 1 μm or less after passing through 3 μm and 2 μm. In exposure technology under such circumstances, direct-on-wafer (DSW), ie, wafer stepper technology, has appeared. This wafer stepper technology uses step-and-repeat steps to
This technology transfers the pattern to the entire wafer by reducing the size of the reticle pattern using a lens and sequentially projecting it directly onto a portion of the wafer. Since this technology uses a divided transfer method, it has high resolution and overlay accuracy, and is excellent in terms of yield. However, since it must be stopped after each divided transfer, the throughput (wafer processing The problem is that it is inferior to other exposure systems in terms of performance. For this wafer stepper, for example, (
1) Sem1conductor World, 1
982.

5月号、37〜45頁における本誌編集部による″総論
 超り、SIをめざす光露光″、(2)電子材料、19
82年、3月号、75〜80頁における中浮による“縮
小投影露光装置NSRシステム″、(3)、電子材料、
1984年、3月号、37〜41頁における庄司による
″′縦小投影露光装置オプチメトリックス8000シリ
ーズ″″なる文献において論じられている。また、これ
ら文献には、露光の解像力は露光に用いる光の波長が短
い程良好であること、および生産性の向上を図るために
は、ウェハを載置するステージの移動速度を高速とする
とともに、その停止精度を高精度とすることが重要であ
ることが記載されている。
May issue, pp. 37-45, ``Overview of light exposure aiming for SI'' by the editorial department of this magazine, (2) Electronic materials, 19
1982, March issue, pp. 75-80, "Reduction projection exposure system NSR system" by Nakafuki, (3), Electronic materials,
It is discussed in the document entitled "Vertical small projection exposure system Optimetrix 8000 series" by Shoji in the March issue of 1984, pages 37-41.In addition, in these documents, it is stated that the resolution of exposure depends on the light used for exposure. The shorter the wavelength, the better. In order to improve productivity, it is important to increase the moving speed of the stage on which the wafer is placed and to make its stopping accuracy high. is listed.

前記ステージの高速化を図るための一つの方法として、
ステージの軽量化が推進されているが。
As one method for increasing the speed of the stage,
Although progress is being made to make the stage lighter.

数10kgものステージを移動、停止するため、ステー
ジ速度は数100 m5ec/ 、10 mmピッチ程
度が限度である。なお、前記文献にも記載さ才Jている
ように、従来装置において、露光時間は0.3〜0.4
秒〔文献(1))、ステージ移動速度は150m/秒〔
文献(3))、10+@ステツピングが動作における位
置決め平均時間は0.37秒、となっている。
Since a stage weighing several tens of kilograms is moved and stopped, the stage speed is limited to several hundred m5ec/ and a pitch of 10 mm. In addition, as described in the above-mentioned literature, in the conventional apparatus, the exposure time is 0.3 to 0.4.
seconds [Reference (1)], stage movement speed is 150 m/s [
Reference (3)), the average positioning time in the 10+@stepping operation is 0.37 seconds.

一方、半導体プロセスに適した光学的性質を有する光源
として、エキシマレーザが有り、近年、このエキシマレ
ーザが半導体製造技術に広く利用され初めている。エキ
シマレーザについては、たとえば、(4) 、5oli
d 5tate technology、日本版、 V
ol、 7. Nn2.  (1984年)、49〜5
4頁におけるT im M cGrathによる″マイ
クロエレクトロニクスへのエキシマレーザの応用″(5
)、機械と工具、Vol、 28 、 Na4 (19
84) 。
On the other hand, there is an excimer laser as a light source having optical properties suitable for semiconductor processing, and in recent years, this excimer laser has begun to be widely used in semiconductor manufacturing technology. For excimer lasers, for example, (4), 5oli
d 5tate technology, Japanese version, V
ol, 7. Nn2. (1984), 49-5.
"Applications of excimer lasers in microelectronics" by Tim McGrath on page 4 (5
), Machines and Tools, Vol. 28, Na4 (19
84).

9〜19頁における用澄による″高エネルギービーム加
工の現状と将来″、なる文献に記載されている。たとえ
ば、前記文献(4)では、エキシマレーザで露光、エツ
チング、ドーピング、デポジション、アニーリングに利
用した例が紹介されている。
It is described in the document entitled "Current status and future of high-energy beam processing" by Yosumi, pages 9-19. For example, the above-mentioned document (4) introduces an example in which an excimer laser is used for exposure, etching, doping, deposition, and annealing.

前記文献にも記載されているように、エキシマレーザは
他のレーザ光に比較してコヒーレンスにやや欠けるが、
これが却って試料表面で干渉が起き難くなること、およ
び波長が200nm〜400nmと短いことによって、
解像力が良い。また、光リングラフィにおいて、出力が
露光時間を左右することになるが、この点、エキシマレ
ーザは高出力であるため、露光時間の短縮が可能である
As stated in the above literature, excimer lasers are somewhat lacking in coherence compared to other laser beams, but
This actually makes it difficult for interference to occur on the sample surface, and because the wavelength is as short as 200 nm to 400 nm,
Good resolution. Furthermore, in optical phosphorography, the output determines the exposure time, but in this respect, since excimer lasers have high output, the exposure time can be shortened.

このようなことから、本発明者は移動状態にあるウェハ
に対して、ウェハの動きに対応させてパルス的にエキシ
マレーザを照射させ、ウェハの表面に塗布された感光剤
を順次感光させることによって、露光装置におけるスル
ープットの向上が図れることに気が付き、本発明を成し
た。
For this reason, the inventor of the present invention aims to irradiate a moving wafer with an excimer laser in pulses corresponding to the movement of the wafer, thereby sequentially exposing the photosensitizer coated on the surface of the wafer. , realized that it is possible to improve the throughput in an exposure apparatus, and created the present invention.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、被加工物に対する光照射処理において
、スループットの向上が達成できる技術を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a technique that can improve throughput in light irradiation treatment of a workpiece.

本発明の他の目的は光照射処理精度が高い処理技術を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a processing technique with high precision in light irradiation processing.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は1
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。
The above and other objects and novel features of the present invention are as follows:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、本発明のウェハステッパは、発振されかつレ
チクルを透過したエキシマレーザ光をステージに載置さ
れて連続的に移動するウェハに対して、同期してパルス
的に照射するようになっていることから、繰り返し行わ
れるウェハ表面の感光剤の部分感光は、ステージを停止
させることなく行われるため、スループットの向上が達
成できる。また、エキシマレーザは波長が短くかつコヒ
ーレンスが低いことから、感光剤の解像力が高く、なり
、高精度の露光処理が達成でき、製造歩留りの向上が図
れる。
That is, the wafer stepper of the present invention is configured to synchronously irradiate a wafer placed on a stage and continuously moved with excimer laser light that has been oscillated and transmitted through a reticle in a pulsed manner. Since the repeated partial exposure of the photosensitive material on the wafer surface is performed without stopping the stage, throughput can be improved. Furthermore, since the excimer laser has a short wavelength and low coherence, the resolving power of the photosensitive material is high, so that highly accurate exposure processing can be achieved and the manufacturing yield can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

第一図は本発明の一実施例による縮小投影露光装置の概
要を示す模式図、第2図は同じくウェハの露光状態を示
す平面図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a reduction projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the exposure state of a wafer.

本発明のウェハステッパは第1図に示されるように、ウ
ェハ1をその上面に載置するステージ2を有している。
As shown in FIG. 1, the wafer stepper of the present invention has a stage 2 on which a wafer 1 is placed.

このステージ2は平面のX、Y方向および鉛直方向の2
方向に対して、駆動系3によって制御されるようになっ
ている。また、このステージ2の側面にはミラー4が取
付けられている。このミラー4はレーザ・インターフェ
ロ−メータ5によるステージ2の位置測定に用いられる
This stage 2 has two positions in the plane's X, Y directions and vertical direction.
The direction is controlled by a drive system 3. Further, a mirror 4 is attached to the side surface of the stage 2. This mirror 4 is used for position measurement of the stage 2 by a laser interferometer 5.

一方、前記ステージ2の上方には、レンズ6等の光学系
、レチクル7、エキシマレーザを発振する光源8が順次
配設されている。前記光源8は前記ステージ2の動きに
同期してパルス的に発振されるようになっている。前記
ステージ2.光源8等はCPU (中央制御装置)9に
よって正確かつ確実に制御される。
On the other hand, above the stage 2, an optical system such as a lens 6, a reticle 7, and a light source 8 that oscillates an excimer laser are arranged in this order. The light source 8 is oscillated in a pulsed manner in synchronization with the movement of the stage 2. Said stage 2. The light source 8 and the like are accurately and reliably controlled by a CPU (central control unit) 9.

このようなウェハステッパは、前記ステージ2に感光剤
を塗布したウェハ1が載置された後は、第2図の二点鎖
線で示されるように、ステージ2が駆動系3によって駆
動(走査)される。この走査時、ステージ2の位置はレ
ーザ・インターフェロ−メータ5によって正確に検出さ
れ、この検出情報はCPU9に送られる。したがって、
CPU9は前記レーザ・インターフェロ−メータ5がら
送られた情報に基づいて光源8をパルス(ストロボ)的
に発光させ、レチクル7の1/1oのパターンがウェハ
1の表面の感光剤に部分的に転写される。光源8の1回
の照射(1シヨツト)は1o−ワsec  の時間待わ
れ、第2図で示すように、中央にAなる文字が記された
矩形のブロック1oの部分が露光される。なお、ステー
ジ2は、たとえば、100 mn/seeの速度で連続
的に移動している。
In such a wafer stepper, after the wafer 1 coated with a photosensitive agent is placed on the stage 2, the stage 2 is driven (scanned) by a drive system 3, as shown by the two-dot chain line in FIG. be done. During this scanning, the position of the stage 2 is accurately detected by the laser interferometer 5, and this detection information is sent to the CPU 9. therefore,
The CPU 9 causes the light source 8 to emit light in a pulsed (stroboscopic) manner based on the information sent from the laser interferometer 5, so that the 1/1o pattern of the reticle 7 is partially applied to the photosensitizer on the surface of the wafer 1. transcribed. One irradiation (one shot) of the light source 8 is waited for a time of 1o-wasec, and as shown in FIG. 2, a portion of a rectangular block 1o with the letter A written in the center is exposed. Note that the stage 2 is continuously moving at a speed of 100 mn/see, for example.

したがって、エキシマレーザ光の照射時に、ウェハ1が
移動する距離は、0.01μmであり、必要とするとこ
ろの解像力の1μmあるいはサブミ、クロンに比べて充
分小さくなり、高精度の露光が達成できる。
Therefore, the distance that the wafer 1 moves during irradiation with excimer laser light is 0.01 .mu.m, which is sufficiently smaller than the required resolution of 1 .mu.m, submicron, or micron, and highly accurate exposure can be achieved.

この実施例における1シヨツト当たりの所用時間は次の
ようになっている。なお、括弧部分は従来の場合を示す
。露光時間は10−ワ5ec(0,3〜0.4sec)
、ステージ移動時間はステージ2が連続的に移動するこ
とから0.2sec (0,8sec (ステージ移動
に0 、2 sec、ステージの始動停止に0.2se
c))となる。
The time required per shot in this embodiment is as follows. Note that the part in parentheses indicates the conventional case. Exposure time is 10-W5ec (0.3~0.4sec)
, stage movement time is 0.2 sec (0.8 sec (0.2 sec for stage movement, 0.2 sec for starting and stopping the stage) since stage 2 moves continuously.
c)).

〔効果〕〔effect〕

■0本発明によるウェハステッパによれば、連続移動す
るウェハ1に対して同期してエキシマレーザ光が照射さ
れるため、従来のようなステージ2の始動停止は必要な
いことから、1シヨツト当たりの処理時間が大幅に短く
でき、スループットの向上が達成できるという効果が得
られる。
■0 According to the wafer stepper of the present invention, since the continuously moving wafer 1 is irradiated with excimer laser light in synchronization, there is no need to start and stop the stage 2 as in the conventional case. The effect is that processing time can be significantly shortened and throughput can be improved.

2、本発明によるウェハステッパは、200〜4、OO
nmと波長が短く、かつ干渉が起き難いエキシマレーザ
を露光光源としていることから、解像力が高く、高精度
の露光が行え、サブミクロンの露光も可能となるという
効果が得られる。
2. The wafer stepper according to the present invention is 200-4.OO
Since the exposure light source is an excimer laser that has a short wavelength of nm and is less likely to cause interference, it has the advantage of high resolution, high precision exposure, and even submicron exposure.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
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、光源としては
前記エキシマレーザ以外の他のパルス発振(繰り返しパ
ルス発振)をするレーザ、あるいは電子ビーム等でもよ
い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the light source may be a laser that performs pulse oscillation (repetitive pulse oscillation) other than the excimer laser, or an electron beam.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置製造にお
ける露光技術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、半導体装置等の
製品のマーキング等の技術などに適用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the exposure technology in semiconductor device manufacturing, which is the background field of application, but the invention is not limited thereto. It can be applied to technology such as marking of products.

本発明は少なくとも光照射処理による加工あるいは光照
射処理による加熱加工等の処理技術には適用できる。
The present invention is applicable to at least processing techniques such as processing by light irradiation treatment or heating processing by light irradiation treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例による縮小投影露光、装置の
概要を示す模式図、 第2図は同じくウェハの露光状態を示す平面図である。 1・・・ウェハ、2・・・ステージ、3・・・駆動系、
4・・・ミラー、5・・・レーザ・インターフェロ−メ
ータ、6・・・レンズ、7・・・レチクル、8・・・光
源、9・・・CPU(中央制御装置)、10・・・ブロ
ック。 第  1  図 第  2  図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of a reduction projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the exposure state of a wafer. 1... Wafer, 2... Stage, 3... Drive system,
4... Mirror, 5... Laser interferometer, 6... Lens, 7... Reticle, 8... Light source, 9... CPU (central control unit), 10... block. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被加工物を載置するステージと、前記被加工物に対
して高エネルギービームをパルス的に放出するビーム発
生装置と、からなり、前記ステージとビーム発生装置と
は相対的に移動可能となるとともに、前記ビーム発生装
置はビーム発生装置に対して相対的に連続移動する被加
工物の動きに同期してエネルギービームを被加工物にパ
ルス的に照射するようになっていることを特徴とする高
エネルギービーム加工装置。 2、レチクル透過したエキシマレーザを連続移動するウ
ェハにパルス的に照射してウェハの表面に塗布された感
光剤の部分感光を行うことを特徴とする高エネルギービ
ーム加工装置。
[Claims] 1. Consisting of a stage on which a workpiece is placed, and a beam generator that emits a high-energy beam in a pulsed manner to the workpiece, the stage and the beam generator are In addition to being relatively movable, the beam generator is configured to irradiate the workpiece with an energy beam in pulses in synchronization with the movement of the workpiece that continuously moves relative to the beam generator. High-energy beam processing equipment characterized by: 2. A high-energy beam processing device characterized by irradiating a continuously moving wafer in pulses with an excimer laser that has passed through a reticle to partially expose a photosensitive agent coated on the surface of the wafer.
JP59121815A 1984-06-15 1984-06-15 High energy beam machine Pending JPS612325A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01111321A (en) * 1987-10-26 1989-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus and method for aligning by excimer laser contraction and projection

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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