JPS61288423A - 露光方法及び露光装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本願の発明は、露光によって半導体ウェハにパターンを
形成する方法及びその装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本願の発明は、上記の様な露光の方法及び装置において
、１枚のマスクに複数のパターン原画を形成すると共に
このマスクを光学系に対して相対的に移動させ、半導体
ウェハに対する異なるパターンの複数の露光を１枚のマ
スクで行うことによって、半導体ウェハに形成されたパ
ターン同士の位置合わせ精度が高く生産性も高い露光を
行うことができる様にしたものである。

〔従来の技術〕

リソグラフィ技術は、半導体装置の微細加工技術の中心
とな、るものであるが、高集積化による微細加工の要求
を満たすために、その中でも特に縮小投影露光に技術の
中心が移りつつある。

そして従来の縮小投影露光では、第２図に示す様に各工
程別のパターン原画１を有する別個の拡大マスク（レチ
クル）２を製造し、工程毎にレチクル２を交換して露光
を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、レチクル乾板の加工誤差やこのレチクル乾板
の電子線描画装置への装填時の位置ずれ等のために、各
レチクル乾板の基準位置は正確には一致していない。こ
のために、これらのレチクル乾板を用いて製造されるレ
チクル２相互にも、製造誤差がある。

また、レチクル２を縮小投影露光装置へ装填した時には
、Ｘ軸方向やＹ軸方向への直線的な位置ずれのみではな
く回転ずれも生じる。しかもこの回転ずれは、直線的な
位置ずれに比べて相対的に量が大きく、補正も容易でな
い。

この様なレチクル２に起因する位置誤差をＹとし・半導
体ウェハの移動機構の位置決め誤差の様に縮小投影露光
装置に起因する位置誤差を２σとすると、全体的な位置
合わせ誤差は一般に１７１＋２σと表示される。そして
、ＩＸＩが０．０５μｍ程度であり、２σが０．１５μ
ｍ程度であるので、最大で０．２０μｍ程度の位置合わ
せ誤差がある。

一方、工程毎にレチクル２を交換して露光を行うと、レ
チクル２の交換時間のみならず交換したレチクル２の位
置合わせ時間、特に回転ずれ補正時間が必要であり、合
計で５分程度もの時間を必要とする。

つまり従来の露光では、レチクル２相互の製造誤差やレ
チクル２の交換のために位置合わせ精度が低く、またレ
チクル２の交換のために生産性も低かった。

〔問題点を解決するための手段〕

本願の第１発明による露光方法は、マスク２に形成され
ており光学系３に対応しているパターン原画１ａを用い
て半導体ウェハを露光する工程と、前記マスク２を前記
光学系３に対して相対的に移動させることによって前記
マスク２に形成されており前記パターン原画１ａとは異
なるパターン原画１ｂを前記光学系３に対応させる工程
と、前記移動によって前記光学系３に対応した前記パタ
ーン原画１ｂを用いて前記半導体ウェハを更に露光する
工程とを夫々具備している。

また本願の第２発明による露光装置は、複数のパターン
原画１ａ、ｌｂが形成されているマスク２と、このマス
ク２に対応して半導体ウェハを露光する光学系３と、前
記マスク２を前記光学系３に対して相対的に移動させる
移動機種とを夫々具備している。

〔作　用〕

本願の発明では、１枚のマスク２に複数のパターン原画
１ａ、ｌｂを形成すると共にこのマスク２を光学系３に
対して相対的に移動させるので、半導体ウェハに対する
異なるパターンの複数の露光が１枚のマスク２で行われ
る。

〔実施例〕

以下、本願の発明の一実施例を第１図を参照しながら説
明する。

本実施例の露光装置では、第１図に示す様に、１枚のレ
チクル２に各工程用の複数のパターン原画１ａ、ｌｂが
形成されている。そしてこのレチクル２は、移動機構に
よって、光学系の光軸に垂直な方向へこの光学系に対し
て相対的に移動可能となっている。

この様な露光装置を用いて半導体ウェハを露光するには
、第１図に示す様に、まずパターン原画ｌａの中心と投
影レンズ３等を有する光学系の光軸とを一致させる。な
お、パターン原画１ａ及びその近傍のみを光が通過する
様に、Ｘ軸方向のブラインド４ａ、４ｂとＹ軸方向のブ
ラインド５ａ。

５ｂとが、光学系の光軸の周囲に設けられている。

そしてこの様な状態で、露光を行う。

パターン原画１ａを用いる露光が終了すると、次に、上
記の移動機構でレチクル２を光学系に対して相対的に移
動させることによって、パターン原画１ｂの中心と光学
系の光軸とを一致させる。

そしてこの様な状態で、更に露光を行う。

ところでレチクル２は、通常は電子線による直接描画に
よって作成されるので、１枚のレチクル２内のパターン
原画１ａ、ｌｂ相互の位置関係は極めて精度が高い。し
かもこれらのパターン原画ｌａ、ｌｂが半導体ウェハへ
縮小投影されるので、この半導体ウェハ上での位置ずれ
量は１１５または１／１０となる。従って、パターン原
画１ａ、ｌｂ相互の位置ずれ量は、事実上無視すること
ができる。

またレチクル２を、一旦、縮小投影露光装置に装填する
と、このレチクル２内のパターン原画１ａ、ｌｂ間には
、回転ずれが無い。以上の様にして、本実施例では、レ
チクル２に起因する位置誤差である既述のＹが略ゼロで
ある。

この結果、全体的な位置合わせ誤差は、縮小投影露光装
置に起因する位置誤差のみである。本実施例では、この
位置誤差として従来例に比べてレチクル°２の移動機構
の位置決め誤差が加えられる拳しかしこの位置決め誤差
は、半導体ウェハの移動機構の位置決め誤差と同程度で
あるとしても、上述の如く縮小投影のために半導体ウェ
ハ上では１１５または１／１０となるので、非常に小さ
い。

つまり、縮小投影露光装置に起因する位置誤差は、従来
例と略同じである。従って本実施例における全体的な位
置合わせ誤差は、従来例に比べてｌＸｌ０値である０、
０５μｍが減じられて、最大でも０．１５μｍ程度であ
る。

また、１枚のレチクル２内のパターン原画１ａ。

ｌｂ間では、回転ずれ補正時間をも含めたレチクル２の
交換時間が不要である。

従って本実施例は、特に厳しい位置合わせ精度が要求さ
れるパターンや、一台の縮小投影露光装置が数層のパタ
ーンしか担当しない様な大量生産ラインに適用すれば、
特に効果が大きい。

なお、以上の実施例は縮小投影露光に本願の発明を適用
したものであるが、本願の発明の技術的思想はこの縮小
投影露光に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

本願の発明では、半導体ウェハに対する異なるパターン
の複数の露光が１枚のマスクで行われる。

従って、１枚のマスクに形成されているパターン原画間
には製造誤差が殆んどな（しかもこれらのパターン原画
間ではマスクの交換が不要であるので、半導体ウェハに
形成されたパターン同士の位置合わせ精度が高い。また
、この様にマスクの交換が不要であるので、生産性も高
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の発明の一実施例におけるマスク及び光学
系を示す平面図である。 第２図は本願の発明の一従来例におけるマスクを示す平
面図である。 なお図面に用いられた符号において、 ｌａ、　１ｂ−−−−−−−・−パターン原画２−−−
−−−−−−−−−−−−−−−一拡大マスク３・−−
−一一一−−−−−−−−−・−・−投影レンズである
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．マスクに形成されており光学系に対応しているパタ
   ーン原画を用いて半導体ウェハを露光する工程と、 前記マスクを前記光学系に対して相対的に移動させるこ
   とによって前記マスクに形成されており前記パターン原
   画とは異なるパターン原画を前記光学系に対応させる工
   程と、 前記移動によって前記光学系に対応した前記パターン原
   画を用いて前記半導体ウェハを更に露光する工程とを夫
   々具備する露光方法。
2. ２．複数のパターン原画が形成されているマスクと、 このマスクに対応して半導体ウェハを露光する光学系と
   、 前記マスクを前記光学系に対して相対的に移動させる移
   動機構とを夫々具備する露光装置。