JPS6174337A - 反射投影型半導体露光装置 - Google Patents
反射投影型半導体露光装置Info
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- JPS6174337A JPS6174337A JP59195686A JP19568684A JPS6174337A JP S6174337 A JPS6174337 A JP S6174337A JP 59195686 A JP59195686 A JP 59195686A JP 19568684 A JP19568684 A JP 19568684A JP S6174337 A JPS6174337 A JP S6174337A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 79
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 101100269850 Caenorhabditis elegans mask-1 gene Proteins 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野］
本発明は、反射投影型半導体露光装置、所謂ミラープロ
ジェクション方式の半導体露光装置に関する。
ジェクション方式の半導体露光装置に関する。
［従来の技術］
反射投影型半導体露光装置においては、２枚の凹凸の反
射鏡を組合せてなる反射投影光学系のマスク像投影面領
域にウェハ表面を位置させて、マスクとウェハとを照明
光束に対して一体的に相対移動させることによりマスク
とウェハ面を走査露光し、ウェハ全面にフォトマスクの
像を一回の走査で転写ずることができるようになってい
る。
射鏡を組合せてなる反射投影光学系のマスク像投影面領
域にウェハ表面を位置させて、マスクとウェハとを照明
光束に対して一体的に相対移動させることによりマスク
とウェハ面を走査露光し、ウェハ全面にフォトマスクの
像を一回の走査で転写ずることができるようになってい
る。
第３図は従来のこの種の反射投影光学系の構成を示して
おり、凹面鏡３１と凸面鏡３２の両法面鏡は垂直に配置
されている。フォトマスク３３とウェハ３４は、台形ミ
ラー３５を間にして上下に対面配置されており、マスク
３３とウェハ３４の両者は、例えばエアベアリングガイ
ドなどのリニア軸受（図示せｆ）に沿って球面鏡光軸方
向に一体となって移動され、これによって照明光束３６
に対する相対的な走査露光が果されるようになっている
。照明光束３６はマスク３３およびウェハ３４の全幅を
カバーし、従って一回の走査露光でマスク像がウェハ全
面に転写可能である。
おり、凹面鏡３１と凸面鏡３２の両法面鏡は垂直に配置
されている。フォトマスク３３とウェハ３４は、台形ミ
ラー３５を間にして上下に対面配置されており、マスク
３３とウェハ３４の両者は、例えばエアベアリングガイ
ドなどのリニア軸受（図示せｆ）に沿って球面鏡光軸方
向に一体となって移動され、これによって照明光束３６
に対する相対的な走査露光が果されるようになっている
。照明光束３６はマスク３３およびウェハ３４の全幅を
カバーし、従って一回の走査露光でマスク像がウェハ全
面に転写可能である。
ところで、近年ではチップコストの低減を目的としてウ
ェハの大口１径化の要望が高くなってきてＪ３す、所品
胃４インチウェハや５インブウエハから、６インチウェ
ハが一部生産ラインに採用されはじめ、さらには８イン
１ウエハの採用も検討されているほどである。
ェハの大口１径化の要望が高くなってきてＪ３す、所品
胃４インチウェハや５インブウエハから、６インチウェ
ハが一部生産ラインに採用されはじめ、さらには８イン
１ウエハの採用も検討されているほどである。
このような大口径ウェハを反射投影型半導体露光装置で
露光する場合、その−回走査によるつエバ全面へのマス
ク像の転写を果すには、以下のように解決すべきいくつ
かの問題点がある。即ち、１、ウェハ表面の平面精度は
大口径化によって低下する傾向を示し、このためウェハ
全面を一回の走査で露光した場合に焦点ずれを起す部分
が生じ、その部分の解像力の低下、延いては歩留り低下
を招くことになる。
露光する場合、その−回走査によるつエバ全面へのマス
ク像の転写を果すには、以下のように解決すべきいくつ
かの問題点がある。即ち、１、ウェハ表面の平面精度は
大口径化によって低下する傾向を示し、このためウェハ
全面を一回の走査で露光した場合に焦点ずれを起す部分
が生じ、その部分の解像力の低下、延いては歩留り低下
を招くことになる。
２、ウェハの大口径化に伴う露光領域の拡大は照明光学
系および投影光学系の大形化を伴い、特に反射投影系の
球面鏡の大形化はその面精度の維持の点で極めて困難で
あり、大形の重い球面鏡を面精度の低下なしに支持する
支持構造を含めて、装置の大形化も不可避である。
系および投影光学系の大形化を伴い、特に反射投影系の
球面鏡の大形化はその面精度の維持の点で極めて困難で
あり、大形の重い球面鏡を面精度の低下なしに支持する
支持構造を含めて、装置の大形化も不可避である。
３、ウェハの大口径化による走査スパンの拡大に伴って
、マスクおよびウェハを走査移動させるリニア軸受の直
線精度の維持が困難となり、また装置の大形化による広
い設置スペースの確保も問題のひとつである。
、マスクおよびウェハを走査移動させるリニア軸受の直
線精度の維持が困難となり、また装置の大形化による広
い設置スペースの確保も問題のひとつである。
４、温度変化で生じる倍率誤差はウェハ径に比例して生
じ、このため−回の走査露光の場合、ウェハの両端部で
ｆ８率誤差が大きくなり、半導体露光装置として必要な
基一本性能としてのアライメント６１度が低下づる。
じ、このため−回の走査露光の場合、ウェハの両端部で
ｆ８率誤差が大きくなり、半導体露光装置として必要な
基一本性能としてのアライメント６１度が低下づる。
５、−回走査においてはフォトマスクはウェハ以上の口
径のものが必要であり、６インチウェハ対応のフォトマ
スクざらには８インチウェハ対応のフォトマスクの製作
は大口径になる【よど極めて困デ「となる。
径のものが必要であり、６インチウェハ対応のフォトマ
スクざらには８インチウェハ対応のフォトマスクの製作
は大口径になる【よど極めて困デ「となる。
以上のように、人口径のウェハを従来と同様な一回の走
査で露光することは非常に困難であり、これを何回かに
分けＣ露光する必要がある。
査で露光することは非常に困難であり、これを何回かに
分けＣ露光する必要がある。
従来より、レンズ投影系を用いた露光装置では、所謂ス
デツブアンドリピート方式のｂのなど、ウェハ表面を複
数の領域に分割して各分割領域毎に順次露光するものが
知られている。すなわら、フォトマスクの位置を固定し
てウェハをＸＹｉ角座標系内で縦横にステップ移動させ
、ウェハ表面上を折目状の複数の露光領域に分割する方
式である。
デツブアンドリピート方式のｂのなど、ウェハ表面を複
数の領域に分割して各分割領域毎に順次露光するものが
知られている。すなわら、フォトマスクの位置を固定し
てウェハをＸＹｉ角座標系内で縦横にステップ移動させ
、ウェハ表面上を折目状の複数の露光領域に分割する方
式である。
レンズ投影系による半導体露光装置でこのような分割方
式が採用されている理由は、レンズ投影系によるウェハ
表面上での一回の露光領域が１０＃×１０１１１＃Ｉか
ら２０ｍｔｇ Ｘ ２０ｍｍ程度と小ざく、ウェハ全面
を多数の露光領域に分割しなければならないからである
。
式が採用されている理由は、レンズ投影系によるウェハ
表面上での一回の露光領域が１０＃×１０１１１＃Ｉか
ら２０ｍｔｇ Ｘ ２０ｍｍ程度と小ざく、ウェハ全面
を多数の露光領域に分割しなければならないからである
。
ところで反射投影型半導体露光装置では走査露光を行な
うため、−回の走査により露光範囲が非常に広くとれる
という利点があり、ウェハ表面上をステップ方式のよう
に細かく分割してしまうとせっかくのこの利点が活用で
きなくなる。
うため、−回の走査により露光範囲が非常に広くとれる
という利点があり、ウェハ表面上をステップ方式のよう
に細かく分割してしまうとせっかくのこの利点が活用で
きなくなる。
［発明の目的と概要１
本発明は、走査露光による高能率の利点を活かしながら
大口径ウェハに対応できる反射投影型半導体露光装置を
提供しようとするものであり、基本的にはウェハを９０
°または１８０°の如く走査露光毎に回転させるウェハ
回転手段を備え、このウェハ回転手段によって、反射投
影光学系のマスク像投影面領域にウェハ表面上の複数の
例えば４または２分割された露光領域を順番に位置させ
てそれぞれ走査露光を行なうことにより、大口径ウェハ
に対してそれより小さい例えば１／４の大きさのマスク
を用いて高能率の露光作業を行なえるようにしたもので
ある。
大口径ウェハに対応できる反射投影型半導体露光装置を
提供しようとするものであり、基本的にはウェハを９０
°または１８０°の如く走査露光毎に回転させるウェハ
回転手段を備え、このウェハ回転手段によって、反射投
影光学系のマスク像投影面領域にウェハ表面上の複数の
例えば４または２分割された露光領域を順番に位置させ
てそれぞれ走査露光を行なうことにより、大口径ウェハ
に対してそれより小さい例えば１／４の大きさのマスク
を用いて高能率の露光作業を行なえるようにしたもので
ある。
このように本発明ではウェハ表面上を２また４つに回転
分割するものであり、回転分割方式であるので所定の位
置にウェハを割り出すことも例えば回転角検出によって
容易であり、またウェハの回転に連動しく７スクも回転
さＶれば、転写パターンがウェハ全面で同じ向きに揃う
ようにすることも可能Ｃあり、光学系の大形化の必要も
ない。
分割するものであり、回転分割方式であるので所定の位
置にウェハを割り出すことも例えば回転角検出によって
容易であり、またウェハの回転に連動しく７スクも回転
さＶれば、転写パターンがウェハ全面で同じ向きに揃う
ようにすることも可能Ｃあり、光学系の大形化の必要も
ない。
本発明の実施例を図面と共に説明すれば以下の通りであ
る。
る。
［実施例１
第１図において、反射投影光学系は垂直配置された凹面
鏡１と凸面鏡２との２枚の球面反射鏡を含み、マスク３
とウェハ４は、間に台形ミラー５をはさんで対面配置さ
れ、光学系に入射する照明光束６に対してマスク３とウ
ェハ４が一体的にキせツジ７により移動可能になされて
いる。キャリッジ７はエアベアリングガイド８により両
法面反射鏡１，２の光信方向に移動案内され、所定スト
ロークの走査露光の可動部を構成している。
鏡１と凸面鏡２との２枚の球面反射鏡を含み、マスク３
とウェハ４は、間に台形ミラー５をはさんで対面配置さ
れ、光学系に入射する照明光束６に対してマスク３とウ
ェハ４が一体的にキせツジ７により移動可能になされて
いる。キャリッジ７はエアベアリングガイド８により両
法面反射鏡１，２の光信方向に移動案内され、所定スト
ロークの走査露光の可動部を構成している。
ウェハ４は、キャリッジ７に軸支されたウェハ保持台９
上に位置決め固定されており、ウェハ保持台９はパルス
モータ１０によって９０°ずつ回転変位されるようにな
されている。また保持台９の回転変位量を検出するため
にこれら回転系に例えばパルスモジエレータなどの角変
位検出器１１が取付けられている。 ゛ マスク３もまたキャリッジ７に軸支されたマスク保持台
１２に位置決め固定されてＪ３す、マスク保持台１２は
別のパルスモータ１３によって９０°ずつその中心を軸
に回転されるようなされている。またこの保持台１２の
回転角を検出するために同様の角変位検出器１４が保持
台１２の回転系に取付けられている。
上に位置決め固定されており、ウェハ保持台９はパルス
モータ１０によって９０°ずつ回転変位されるようにな
されている。また保持台９の回転変位量を検出するため
にこれら回転系に例えばパルスモジエレータなどの角変
位検出器１１が取付けられている。 ゛ マスク３もまたキャリッジ７に軸支されたマスク保持台
１２に位置決め固定されてＪ３す、マスク保持台１２は
別のパルスモータ１３によって９０°ずつその中心を軸
に回転されるようなされている。またこの保持台１２の
回転角を検出するために同様の角変位検出器１４が保持
台１２の回転系に取付けられている。
マスク１の像は反射投影系を介してウェハ４上の特定の
位置の投影面領域に投影され、この領域の１クエハ上の
位置は、キャリッジ７に取付けられたマスク３の投影位
置に対応している。
位置の投影面領域に投影され、この領域の１クエハ上の
位置は、キャリッジ７に取付けられたマスク３の投影位
置に対応している。
第２図はこの実施例におけるマスク３とそのウーＬハ４
上Ｃの投影像との関係を示しており、符号１５はこのマ
スクの投影像、すなわらウェハ表面上のマスク像投影面
領域を示している。
上Ｃの投影像との関係を示しており、符号１５はこのマ
スクの投影像、すなわらウェハ表面上のマスク像投影面
領域を示している。
キャリッジ７の走査移動により、スリット状の照明光束
６はこの領域１５の全幅寸法で一端から他端へ一回走査
し、これによって領域１５の全面のマスク像パターンが
ウェハ４の１７４の領域に露光され転写される（Ｍ２図
（ａ）参照）。この場合、ウェハ４上の露光されない３
／４の領域は、好ましくは照明光束６に対して遮光され
、このための遮光部材をキャリッジ７に装備しておいて
もよい。
６はこの領域１５の全幅寸法で一端から他端へ一回走査
し、これによって領域１５の全面のマスク像パターンが
ウェハ４の１７４の領域に露光され転写される（Ｍ２図
（ａ）参照）。この場合、ウェハ４上の露光されない３
／４の領域は、好ましくは照明光束６に対して遮光され
、このための遮光部材をキャリッジ７に装備しておいて
もよい。
マスク３のパターンとそのウェハ４上の転写像パターン
との対応を第２図中では矢印で示しである。
との対応を第２図中では矢印で示しである。
第２図（ａ）で最初の１／４の領域の露光を終えたのち
、ウェハ４は反時計方向に９０°回転され、それに連動
してマスク３も９０°回転される。尚、この回転方向に
ついて第２図ではマスクとウェハとが同じ矢印の向きで
示されているが、第１図の投影光学系によればマスク像
はウェハ表面上で左右反転像となるから、実際にはマス
ク３の回転方向とウェハ４の回転方向とは互いに逆向き
である。
、ウェハ４は反時計方向に９０°回転され、それに連動
してマスク３も９０°回転される。尚、この回転方向に
ついて第２図ではマスクとウェハとが同じ矢印の向きで
示されているが、第１図の投影光学系によればマスク像
はウェハ表面上で左右反転像となるから、実際にはマス
ク３の回転方向とウェハ４の回転方向とは互いに逆向き
である。
両者の９０°回転の後に２番目の１／４領域に対する走
査露光が行なわれる（第２図（ｂ）参照）。
査露光が行なわれる（第２図（ｂ）参照）。
以下同様にして第３の１／４領域の走査露光（第２図（
Ｃ）参照）および最後の １／４領域の走査露光（第２
図（ｄ）参照）が順番に行なわれ、最終的にマスク３の
像がウェハ４の全面に４つの分割領域で同じパターンの
向きに揃った状態で転写されることになる。
Ｃ）参照）および最後の １／４領域の走査露光（第２
図（ｄ）参照）が順番に行なわれ、最終的にマスク３の
像がウェハ４の全面に４つの分割領域で同じパターンの
向きに揃った状態で転写されることになる。
このようなウェハの回転分割によって走査露光の高能率
を活用しながらマスク像投影面領域１５の４倍の面積の
大口径ウェハの仝而にマスクパターンの露光転写が果さ
れ、しかもウェハの回転位置の割り出しも単なる角変位
検出で達成でき、ＸＹステージの移動による方式に比べ
て構造上の簡略化が可能である。
を活用しながらマスク像投影面領域１５の４倍の面積の
大口径ウェハの仝而にマスクパターンの露光転写が果さ
れ、しかもウェハの回転位置の割り出しも単なる角変位
検出で達成でき、ＸＹステージの移動による方式に比べ
て構造上の簡略化が可能である。
尚、図示の実施例ではウェハ回転角を９０’ずつにして
４分割領域にした例を示したが、光学系の大口径化に比
べて対応が比較゛的楽なリニア軸受の長大化を実施する
なら、マスク３を走査り向（球面鏡光信方向）に二枚並
べて配賀するか、一枚のマスクをもう一枚の寸法分だけ
シフトできるようにしておぎ、キャリッジ７を前述の２
倍の長さだけ移動させて、ウェハ４の１／２の領域を一
回の走査で露光し、次いで復路にてウェハを１８０°回
転させた状態で残りの１／２の領域を走査露光し、この
ようにしでウェハの回転角を１８０°ずつにして２分割
領域にする方式も可能である。
４分割領域にした例を示したが、光学系の大口径化に比
べて対応が比較゛的楽なリニア軸受の長大化を実施する
なら、マスク３を走査り向（球面鏡光信方向）に二枚並
べて配賀するか、一枚のマスクをもう一枚の寸法分だけ
シフトできるようにしておぎ、キャリッジ７を前述の２
倍の長さだけ移動させて、ウェハ４の１／２の領域を一
回の走査で露光し、次いで復路にてウェハを１８０°回
転させた状態で残りの１／２の領域を走査露光し、この
ようにしでウェハの回転角を１８０°ずつにして２分割
領域にする方式も可能である。
またｍｌ述の実施例では、ウェハの回転に連動してマス
クも回転させ、最終的な転写パターンがウェハ全面で同
じ向きに揃うようにしたが、引き続く別の処理装置、例
えば他の露光装置やウエハプローバなどの装置が、一枚
のウェハ上の回路パターンの向きの相違に対応可能な場
合は、マスクの回転は不要である。
クも回転させ、最終的な転写パターンがウェハ全面で同
じ向きに揃うようにしたが、引き続く別の処理装置、例
えば他の露光装置やウエハプローバなどの装置が、一枚
のウェハ上の回路パターンの向きの相違に対応可能な場
合は、マスクの回転は不要である。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば、走査露光による高
能率の利点を活かしながら大口径ウェハに対応できる反
射投影型半導体露光装置が得られ、ウェハ表面の露光領
域を回転によって２または４分割するのでマスクの大形
化は不要であり、また反射鏡をはじめとする光学系の大
口径化も不要であるほか、各分割霧光領域の位置決めの
ためのウェハ回転位置の割り出しもＸＹステージ方式に
よる位置割り出しに比べてＨ４造釣機能的に容易であり
、さらには装置の小形化にも寄与することろが大である
。
能率の利点を活かしながら大口径ウェハに対応できる反
射投影型半導体露光装置が得られ、ウェハ表面の露光領
域を回転によって２または４分割するのでマスクの大形
化は不要であり、また反射鏡をはじめとする光学系の大
口径化も不要であるほか、各分割霧光領域の位置決めの
ためのウェハ回転位置の割り出しもＸＹステージ方式に
よる位置割り出しに比べてＨ４造釣機能的に容易であり
、さらには装置の小形化にも寄与することろが大である
。
第１図は本発明の一実施例を示す模式構成図、第２図は
露光ステップの説明図、第３図は従来例の構成を示す斜
視図である。 １：凹面鏡、２：凸面鏡、３：フォトマスク、４：ウェ
ハ、５：台形ミラー、 ９：ウェハ保持台、１０：パルスモータ、１１：角変位
検出器、１５：マスク投影面領域。 第１図 第３図
露光ステップの説明図、第３図は従来例の構成を示す斜
視図である。 １：凹面鏡、２：凸面鏡、３：フォトマスク、４：ウェ
ハ、５：台形ミラー、 ９：ウェハ保持台、１０：パルスモータ、１１：角変位
検出器、１５：マスク投影面領域。 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反射投影光学系のマスク像投影面領域にウェハ表面
を位置させて走査露光することにより前記領域内のウェ
ハ表面にフォトマスクの像を転写する反射投影型半導体
露光装置において、 ウェハ表面上の複数に分割された露光領域を前記マスク
像投影面領域に順番に位置させるウェハ回転手段を備え
たことを特徴とする反射投影型半導体製造装置。 ２、ウェハ回転手段がウェハを１８０°回転させ、それ
に応じてウェハ表面の露光領域が回転中心に関して対称
な二つの領域に分割されている特許請求の範囲第１項に
記載の反射投影型半導体露光装置。 ３、ウェハ回転手段がウェハを９０°ずつ回転させ、そ
れに応じてウェハ表面の露光領域が回転中心に関して対
称な四つの領域に分割されている特許請求の範囲第１項
に記載の反射投影型半導体露光装置。 ４、フォトマスクをウェハの回転に連動して回転させる
ことにより、各分割露光領域のフォトマスク転写像の向
きをウェハ全面で同一となるように揃えるようにした特
許請求の範囲第１項に記載の反射投影型半導体露光装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195686A JPS6174337A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 反射投影型半導体露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195686A JPS6174337A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 反射投影型半導体露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6174337A true JPS6174337A (ja) | 1986-04-16 |
Family
ID=16345310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59195686A Pending JPS6174337A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 反射投影型半導体露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6174337A (ja) |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59195686A patent/JPS6174337A/ja active Pending
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