JPS63163833A - 縮小投影露光装置および露光方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造過程において半導体ウェハ
上にレチクル像を縮小投影露光するだめの縮小投影露光
装置に係り、特に光学系のフカ−カスを合わせる機構に
使用されるものである。

（従来の技術） この棟の従来の縮小投影露光装置は，少なくとも１枚の
半導体ウェハの露光を行う間、レチクル面およびウェハ
を載せるためのステージが光学系の主軸に対して有する
傾きは固定されていた。

ところで、ウェハ面は局所的には凹凸があり、現状では
１０關角の面積の中で３μ字の高低差があることを覚悟
しなければならない。しかも、破面彎曲やウェハがプロ
セスの途中である場合における素子面の凹凸を考慮する
と、光学系のフォーカスマージンとして４μｍ以上が要
求される。しかし、今後さらに分解能を上げていくと、
フォーカスマーノンは減少する。たとえば、ＮＡ　（開
口数）０．４のレンズで０．８μｍを分解しようとする
と、フォーカスマージンは３μｍ以下になってしまう。

この場合には、現状のウェハ表面のフラットネスでは、
パターン転写の精度が著しく低下してしまうという問題
がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したように現状のウェハ表面のフラット
ネスではフォーカスマージンの狭い光学系によるウェハ
上のパターン転写種間が低くなるという問題点を解決す
べくなされたもので、フォー力スマーノ／の狭い光字系
を使用しても現状のウェハ表面に対するパターン転写精
度を向上させることか可能な縮小投影露光装置全提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の縮小投影露光装置は、光学系の主軸に対するウ
ェハ面の露光領域の傾きを検知し、この傾きを補正する
ようにウェハが載っているステージまたはレチクルの少
くとも一方を光学系の主軸に対して傾ける手段を有し、
露光前における上記露光領域に対する傾き補正を可能と
したことを特徴とするものである。

（作用） ウェハ面に局所的な傾きがあっても、ウェハ面の露光領
域毎に傾きを検出して補正全行った状態で露光を行うこ
とが可能になるので、現状のウェハ面の７ラツトネスで
フォーカスマージンが３μｍ以下と狭い場合でもノソタ
ーン転写精度が向上し、０．８μｍ以下のノーターンが
精度良く転写されるようになった。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図はたとえば５：１の縮小投影を行う装置を示して
おり、１は光源系、２は投影レンズ系、３は光学系の主
軸、４はレチクル、５は上記レチクル４を支持すると共
に前記主軸３に対す゛る傾き全微調整可能なレチクル微
動部、６は半導体ウェハ、７は上記ウェハ６を載せるウ
ニノーステージの前記上＠３に対する傾きを微調整可能
なステージ微動部、８はウェハ面の局所的な傾き（前記
主軸３に対する）を検出するためのウェハ面周所領き検
出部であり、その他の通常装備されている位置合わせ機
構やフォーカス合わせ機構などは説明の量率化のため図
示を省略している。

なお、前記ウェハ開局所領き検出部８は、たとえば０．
１μｍ以下に細く絞ったレーデ光をウェハ面の露光領域
（たとえば１チノグ）に投影し、その反射光の角度から
上記露光領域の傾きを検出するように構成されている。

また、上記ウェハ面の露光領域内をレーデ光で走査して
複数個所それぞれの傾きを測定し、各測定値のたとえば
平均値を求めて１つの傾きとして検出するようにするこ
とが望ましい。また、ウェハが素子製造プロセスの途中
であってウェハ面に既に素子構造による凹凸がある場合
は、ウェハのスクライプライン上に平坦なパターンを作
っておくようにすれば、露光領域を囲むスクライプライ
ン上の／４’ターンをレーデ光で走査して露光領域の傾
きを正確に検出することが可能になる。

また、前記レチクル微動部５の一例として、レチクル４
を支持する支持台を圧電素子により支持し、この圧電素
子に前記ウェハ開局所領き検出部８により制御される電
圧を印加するように構成している。同様に、ステージ微
動部７の一例として、ステージ支持台を圧電素子により
支持し、この圧電素子に制御電圧を印加するように構成
している。

次に、第１図の装置の使用方法および動作を説明する。

先ず、通常の位置合わせ機構によシウェハ６を所定の位
置に移動させたのち、露光唄域（たとえばｌチン１分〕
のウェハ表面の傾きを傾き検出部８によシ検出する。次
に、このようにして検出された傾きを補正するようにレ
チクル４およびウェハステージの少なくとも一方を傾け
る。即ち、ウェハステージのみを傾ける場合には、上記
検出された傾きと同じ大きさだけステージ微動系７によ
りウェハステージを傾ける。これに対して、レチクル４
のみを傾ける場合には、本例は１１５の縮小投影を行う
ので、第２図に示すように前記検出されたウェハ面の傾
きの２５倍（なお、１／１０縮小投影の場合は１００倍
）だけレチクル微動部５によシレチクル４を傾ける必要
がある。なお、レチクル４の微動とウェハステージの微
動との組合せによシ傾きを補正してもよい。

したがって、ウェハ面の露光領域に対する露光を行う前
に上記したように露光領域に対する傾きの補正を行うこ
とによって、この補正がなされた状態でウェハ面に精度
の良いパターン転写を行うことが可能になる。

々お、上記実施例は、レチクルおよびウェハステージの
それぞれに対して６Ｉｊ動部５，７を設けたが、少なく
とも一方に対して微動部を設けさえすれば他方に対して
は傾き補正機構を設けなくても支障はない。

［発明の効果］ 上述したように本発明の縮小投影露光装置によれば、ウ
ェハ面の露光領域毎に傾きを検出して補正を行った状態
で露光を行うことが可能になるので、現状のウェハのフ
ラットネス（ｌＱ＊ｉ＋角の面積の中で３μｍ程度の高
低差）でフォーカスマージンが３μｍ以下と狭い場合で
もパターン転写精度が向上し、０．８μｍ以下のパター
ンが精度良く転写されるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の縮小投影露光装置の一実施例を示す構
成説明図、第２図は第１図の装置におけるウェハ面露光
領域の傾きに対するレチクルの傾き調整による補正操作
を説明するために示す図である。 ３・・・光学系の主軸、４・・・レチクル、５・・・レ
チクル微動部、６・・・ウェハ、７・・・ステージ微動
部、８・・・ウェハ面周所領き検出部。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 手続五１ｆｆ正書 閉子〇　　　　　を２，１１２０　ヨ 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 特願昭６１−３１５３６７号 ２、発明の名称 縮小投影露光装置 ３、補正をする省 事件との関係　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル６、
補正の対象 ７、補正の内容 （１）図面中の第２図を別紙のように訂正する。 （２）明細書の第７頁第１０行目に「２５倍」とあるを
「５倍」と訂正する。 （３）明細書の第７頁第１１行目にｒ１００倍」とある
を「１０倍」と訂正する。 （４）明細書の第７頁第１２行目に「必要がある。 なお、」とあるを「必要がある。この場合、レチクル４
を傾ける方向はウェハ面の傾きとは逆の方向である。な
お、」と訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系の主軸に対する半導体ウェハ面の露光領域
   の傾きを検出するウェハ面局所傾き検出部と、この検出
   部により制御され、検出された傾きを補正するようにウ
   ェハステージまたはレチクルの少なくとも一方を光学系
   の主軸に対して傾ける微動部とを具備することを特徴と
   する縮小投影露光装置。
2. （２）前記ウェハ面局所傾き検出部は、細く絞ったレー
   ザ光をウェハ面の露光領域に投影し、その反射光の角度
   から上記露光領域の傾きを検出するようにしてなること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の縮小投影
   露光装置。
3. （３）前記ウェハ面局所傾き検出部は、ウェハ面の露光
   領域における複数個所それぞれの傾きを測定し、各測定
   値に基いて１つの傾きを算出するようにしてなることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の縮小投影露光装置。
4. （４）前記ウェハステージまたはレチクルを傾ける微動
   部は、ウェハステージまたはレチクルを支持する支持台
   を圧電素子により支持し、この圧電素子に前記ウェハ面
   局所傾き検出部により制御される電圧を印加するように
   してなることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
   載の縮小投影露光装置。