JP2000252193A - 露光装置、露光方法およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光帯を有する原板を用いて露光する際の運
用上のミスを防止する。 【解決手段】 原板２２４のパターンを基板２２６上に
露光する際に露光領域以外の領域をマスキングブレード
２２３で遮光する露光装置において、遮光帯を有する原
板を使用して露光を行う際には、露光領域に一致させて
設定されているマスキングブレードの位置と、前記遮光
帯の幅とに基づいて、マスキングブレードの位置が前記
遮光帯の幅の中央に位置するようにマスキングブレード
の位置を制御する制御手段２０２、２０３、２１０を設
ける。前記遮光帯の幅を、たとえば基板をステージ２２
７によって移動させ、基板を透過する光を光センサ２２
８で観察することによって得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
素子等のデバイスを製造するための露光装置、露光方法
およびデバイス製造方法に関し、特に、露光処理に必要
な原板パターンの露光範囲外を覆う遮光板の制御に係る
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、露光処理を行なう際には、回路
原図であるレチクルもしくはマスクの不必要な範囲に露
光光が当たらないように、マスキングブレードと呼ばれ
る遮光板で光の範囲を制限する。しかし、マスキングブ
レードで露光領域を制御して露光処理を行なうと、像で
ある半導体素子パターンの描写精度が、マスキングブレ
ードで遮光した近傍で低下する。そこで、レチクルのパ
ターン外周に遮光帯を設け、遮光帯幅の１／２だけマス
キングブレードを開方向に広げることにより、描画精度
の低下を防いでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、遮光帯をもつ
レチクルにおいて、上記運用を行なうと、マスキングブ
レードの開口幅とウエハ上の素子間隔が異なる。そのた
め、マスキングブレードの開口幅を、レチクルの遮光帯
幅の１／２だけ広げなくてはならず、運用上のミスが生
じやすい。

【０００４】また、装置のもつオフセットとして、あら
かじめ、レチクル遮光帯幅の１／２を、マスキングブレ
ードに加えるように設定すると、遮光帯の無いレチクル
や遮光帯幅の異なるレチクルを用いる場合、ミスが生じ
やすい。

【０００５】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、露光装置およびデバイス製造方法におい
て、遮光帯を有する原板を用いて露光する際の上述のよ
うな運用上のミスを防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の露光装置は、原板のパターンを基板上に露
光する際に露光領域以外の領域をマスキングブレードで
遮光する露光装置において、遮光帯を有する原板を使用
して露光を行なう際には、露光領域に一致させて設定さ
れているマスキングブレードの位置と、遮光帯の幅とに
基づいて、マスキングブレードの位置が遮光帯の幅の中
央に位置するようにマスキングブレードの位置を制御す
る手段を具備することを特徴とする。ここで、露光領域
に一致させて設定されているマスキングブレードの位置
とは、たとえば、ジョブ作成時、マスキングブレード領
域の設定を素子間隔と等しくなるように行なうことによ
り設定されたマスキングブレードの位置をいう。

【０００７】また、本発明の露光方法は、原板のパター
ンを基板上に露光する際に露光領域以外の領域をマスキ
ングブレードで遮光する露光方法において、遮光帯を有
する原板を使用して露光を行なう際には、前記本発明の
露光装置を用い、その制御手段により、露光領域に一致
させて設定されているマスキングブレードの位置と、遮
光帯の幅とに基づいて、マスキングブレードの位置が遮
光帯の幅の中央に位置するようにマスキングブレードの
位置を制御することを特徴とする。

【０００８】また、本発明のデバイス製造方法は、この
露光方法によって露光を行なうことによりデバイスを製
造することを特徴とする。

【０００９】これによれば、露光領域に一致させて設定
されているマスキングブレードの位置と遮光帯の幅とに
基づいてマスキングブレードの位置が遮光帯の幅の中央
に位置するように制御されるため、遮光帯を有する原板
を用いる場合でも、マスキングブレードの間隔と素子の
間隔の設定値が同一のままでよく、したがって、運用上
のミスが低減する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、遮光帯を有する原板を使用して露光を行なう際
に、制御手段は、遮光帯の幅を取得する。たとえば、基
板を移動させ、基板を透過する光を観察することによっ
て遮光帯の幅を取得する。これによれば、装置のもつオ
フセットとして遮光帯幅を入力しなくて済むため、オフ
セット本来の入力範囲を狭くしたり、マスキングブレー
ドの設定最小間隔を狭くすることがなくなる。

【００１１】また、ショットレイアウトを表示する手段
を有し、この手段は、遮光帯を有する原板を使用した露
光が行なわれる際には、制御手段により制御されて位置
するマスキングブレードによる開口を、ショットレイア
ウト上に重ねて表示する。

【００１２】

【実施例】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例に
係る導体素子露光装置の構成図である。同図において、
１０１は例えばＫｒＦやＡｒＦが封入され、パルス化さ
れたレーザ光を発光するレーザ光源である。１０２はエ
キシマレーザ光源１０１が発光するレーザ光を所望のビ
ーム形状に整形し、光束の配光特性を均一にして照射す
る照明系であり、ビーム整形光学系、ハエの目レンズ等
のオプティカルインテグレータ、コリーメータレンズ、
ミラー等により構成される。Ｍは照明系の１０２の出射
光路上に配置され、集積回路パターンが形成されたマス
クまたはレチクル、１０３は投影光学系、Ｗはウエハで
あり、マスクＭに形成された集積回路パターンはマスキ
ングブレード１０９で決定されたエリアが投影光学系３
を介してウエハＷ上に投影露光されるようになってい
る。

【００１３】１０４はミラー、１０５はセンサであり、
照明系１０２が照射する光束の一部をミラー１０４によ
ってセンサ１０５の光電変換面に入射させている。１０
６はセンサ１０５に入射したパルス光の光量を積算する
光量積算回路である。

【００１４】１０７はＣＰＵであり、エキシマレーザ１
０１が発光する度に、光量積算回路１０６から１パスル
の信号が入力される。ＣＰＵ１０７はレーザ制御部１０
８を介してエキシマレーザ１０１に対して発光タイミン
グ等の制御指令を行なう。また、マスキングブレード制
御部１１０はＣＰＵ１０７の位置指令等の制御指令によ
ってマスキングブレード１０９を動かして、指令値に合
う照明エリアが露光されるように制御する。

【００１５】１１１はコンソールユニットであり、本体
ＣＰＵ１０７にこの露光装置の動作に関する各種ジョブ
のパラメータを与えるためのものである。すなわち、オ
ペレータとの間で情報の教授を行なうためのものであ
る。１１２はコンソールＣＰＵ、１１３はディスプレ
イ、１１４はキーボード、１１５は各種ジョブのパラメ
ータ等を記憶する外部メモリである。

【００１６】図２は、この露光装置において本発明を具
体化した様子を示す構成図である。同図において、２０
１は、図１中の要素１１２〜１１５等の画面やキーボー
ドといった入出力機能をもつコンソール制御部である。
２０２は、コンソール制御部２０１からの指示を受け、
装置を構成する各ユニットの制御部を統括するシステム
制御部である。２０３はシステム制御部２０２からの指
示を受けてマスキングブレードの駆動を制御するマスキ
ングブレード制御部であり、２１０はマスキングブレー
ド制御部２０３からの指示を受けて実際にマスキングブ
レードを駆動するマスキングブレード駆動部である。２
２１は露光光の光源であり、２２２は光源２２１からの
露光光の放出を制御するシャッタである。２２３はシャ
ッタ２２２が開いている時に放出される露光光の一部を
遮光することによって露光領域を制限するマスキングブ
レードである。２２４は露光したいマスクパターンが描
かれているレチクルであり、図２の左右および垂直方向
に移動可能なレチクルステージ２２９上に乗っており、
マスキングブレード２２３によって制限された露光光が
照射される。２２５は特定の縮尺でパターンを投影する
レンズであり、レチクル２２４の透過光を結像面に結像
させる。結像面には、ウエハステージ２２７があり、そ
の上に、被露光対象であるウエハ２２６が置かれる。ま
た、ウエハステージ２２７上には、レンズ２２５下での
露光光の照度を計る光センサ２２８も存在する。

【００１７】図３はマスキングブレード２２３のみで露
光領域を制限する場合と、遮光帯をもつレチクルを使っ
て露光領域を制限する場合との違いを示す図である。マ
スキングブレード２２３のみで露光領域を制限する場
合、同図（ａ）に示すように、露光光３０４は、マスキ
ングブレード２２３によって露光領域が確定され、マス
キングブレード２２３を通過した露光光は、その後の光
路で露光領域が制限されることなく、レチクル２２４を
透過し、ウェハ２２６に至る。同図（ｂ）に示すようよ
うに、遮光帯３１４をもつレチクル３１２を使って露光
領域を制限する場合、露光光３０４は、マスキングブレ
ード２２３によって、レチクル遮光帯３１４が遮光可能
な領域まで露光領域が制限され、レチクル３１２の外周
を囲むようにプリントされている遮光帯３１４によって
最終的な露光領域が確定され、ウエハ２２６に至る。

【００１８】遮光帯をもつレチクル３１２によって、図
３（ｂ）の運用を行なうとき、図２のコンソール制御部
２０１から、レチクル遮光帯３１４の幅を、マスキング
ブレード２２３のオフセットとして入力できるようにす
る。入力した値は、マスキングブレード２２３を駆動さ
せる際、マスキングブレード２２３の開方向にオフセッ
トとして足し込むことにより、自動的にレチクルの遮光
帯３１４を考慮した制御となる。

【００１９】図４はこのようにして遮光帯３１４をもつ
レチクル３１２を使って露光領域を制限するときにマス
キングブレード２２３を駆動する場合のフローチャート
である。マスキングブレード２２３の駆動制御を開始す
ると、まずステップ４０１においてマスキングブレード
２２３の開口幅を取得する。次にステップ４０２におい
てレチクル３１２の遮光帯幅を取得する。次にステップ
４０３において、ステップ４０１で得た目標位置にステ
ップ４０２で得たレチクル３１２の遮光帯幅の１／２を
開方向に足し込むことにより、マスキングブレード２２
３の駆動目標位置を算出する。そして、ステップ４０４
において、図２のマスキングブレード駆動部２１０に、
ステップ４０３で算出した駆動目標位置を伝えることに
よりマスキングブレード２２３を駆動する。

【００２０】例えば、露光領域が２０×２０で、レチク
ル遮光帯３１４の幅が２の場合を仮定すると、通常、マ
スキングブレード２２３は、２０×２０の露光領域が指
定された場合は、図５に示すようなショット中心を０と
するＸ−Ｙ座標系において、ＸとＹ方向にそれぞれ±１
０開口するだけである。しかし本実施例では、レチクル
遮光帯幅用のオフセットを新たにもち、あらかじめ、図
１のキーボード１１３やディスプレイ１１４といった入
出力装置からレチクル遮光帯３１４の幅を「２」と入力
しておく。そして、入力されたレチクル遮光帯幅である
「２」の１／２にあたる「１」をマスキングブレード２
２３の開方向に足し込むことにより、マスキングブレー
ド２２３はＸ、Ｙ方向にそれぞれ±１１開口する。この
ようにすることで、レチクル遮光帯を使った図３（ｂ）
の露光領域の制限を可能にする。なお、レチクル遮光帯
幅のパラメータは、装置毎のオフセットとして装置固有
のパラメータとしてもたせても構わないし、レチクル毎
のオフセットとしてもたせても構わない。

【００２１】また、このような制御を行なうことで、実
際に駆動するマスキングブレードの位置が、従来はマス
キングブレードのパラメータで指定した値と同じだった
ものが、レチクル遮光帯幅オフセットを考慮すること
で、レチクル遮光帯幅の１／２だけ開方向に大きい値と
なる。そのため、即座にマスキングブレードの開口幅を
得にくい。そこで、図８に示すように、ウエハ上のショ
ットレイアウトを表示する部分に、ショットレイアウト
に重ねるようにして、マスキングブレードの開口幅を表
示することで認識しやすくすることも可能である。

【００２２】（実施例２）実施例１では、レチクル遮光
帯幅をパラメータとして入力するようにしたが、パラメ
ータとして入力しなくても、レチクルそのものにデータ
としてもたせ、読み取り機で読み込んだり、レチクルを
ＸもしくはＹ方向に駆動させ、透過光を観察することに
よって自動計測することも可能である。

【００２３】図６はレチクルをＸもしくはＹ方向に駆動
させ、透過光を観察することによってレチクル遮光帯幅
を取得する場合のフローチャートであり、図７はその場
合の構成を示す。図７において、図２と同一の符号は同
様の要素を示す。７２４はレチクル遮光帯幅を有するレ
チクル、７１０はレチクルステージ２２９を図の左右お
よび垂直方向に駆動制御するレチクルステージ駆動制御
部、７１１はウエハステージ２２７を図の左右および垂
直方向に駆動制御するウエハステージ駆動制御部、７１
２は光センサ２２８で受けた光の強度を算出する光量算
出部、７０１はレチクルステージ駆動制御部７１０、ウ
エハステージ駆動制御部７１１および光量算出部７１２
を管理するシステム制御部である。

【００２４】この構成において、レチクル７２４のレチ
クル遮光帯幅の取得処理を開始すると、図６に示すよう
に、まずステップ６０１においてレチクル７２４の有効
パターン領域を取得する。次にステップ６０２において
マスキングブレード２２３の開口幅を最小にする。次に
ステップ６０３において、レチクルステージ２２９を駆
動することにより、レチクル７２４を、レチクル遮光帯
幅の計測開始位置にあたる、レチクル７２４の有効パタ
ーン領域の外周位置に移動する。次に、ステップ６０４
において、光センサ２２８がレンズ２２５下に来るよう
に、ウエハステージ２２７を移動させ、レチクル７２４
の透過光を計測できるようにする。次にステップ６０５
において、シャッタ２２２を開いて、レチクル７２４に
光を照射し、レチクル７２４の外周方向にレチクルステ
ージ２２９を駆動して、レチクル７２４の透過光を観察
する。そして光量算出部７１２から得られる輝度と、レ
チクルステージ駆動制御部７１０から得られる移動量を
用いて、光の強度が０の遮光開始位置から終了までのレ
チクルステージ２２９の駆動量を計測して、レチクル遮
光帯の幅を得る。

【００２５】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図９は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導
体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイ
クロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回
路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステッ
プ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマ
スクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）では
シリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。
ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記
用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術に
よってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ
５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷（ステップ７）される。

【００２６】図１０は上記ウエハプロセス（ステップ
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００２７】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ペレータがマスキングブレードの開口幅を設定すると
き、ウエハ上の素子間隔と同じにすることが可能とな
り、運用上のミスを減らすことが可能になる。また、遮
光帯を有する原板を用いた露光処理を容易に行なうこと
ができ、遮光部近傍の描画精度の低下を常に防止するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る半導体素子露光
装置の構成図である。

【図２】 図１の露光装置において本発明を具体化した
様子を示す構成図である。

【図３】 図２の構成における露光光の遮光方式を示す
図である。

【図４】 図２の構成においてレチクルを使って露光領
域を制限するときにマスキングブレードを駆動する場合
のフローチャートである。

【図５】 図２の構成におけるマスキングブレードの開
口の様子を示す図である。

【図６】 レチクルを駆動して透過光を観察することに
よってレチクル遮光帯幅を取得する場合の本発明の第２
の実施例に係る構成を示す図ある。

【図７】 図６の構成における動作を示すフローチャー
トである。

【図８】 本発明に従い、ショットレイアウトに重ねる
ようにしてマスキングブレードの開口幅を表示する様子
を示す図である。

【図９】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製造
方法を示すフローチャートである。

【図１０】 図９中のウエハプロセスの詳細なフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０１：レーザ光源、１０２：照明系、Ｍ：マスクまた
はレチクル、１０３：投影光学系、Ｗ：ウエハ、１０
９：マスキングブレード、１０４：ミラー、１０５：セ
ンサ、１０６：光量積算回路、１０７：ＣＰＵ、１０
８：レーザ制御部、１０９：マスキングブレード、１１
０：マスキングブレード制御部、１１１：コンソールユ
ニット、１１２：コンソールＣＰＵ、１１３：ディスプ
レイ、１１４：キーボード、１１５：外部メモリ、２０
１：コンソール制御部、２０２：システム制御部、２０
３：マスキングブレード制御部、２１０：マスキングブ
レード駆動部、２２１：光源、２２２：シャッタ、２２
３：マスキングブレード、２２４：レチクル、２２５：
レンズ、２２６：ウエハ、２２７：ウエハステージ、２
２８：光センサ、２２９：レチクルステージ、３０４：
露光光、３１２：レチクル、３１４：遮光帯、７０１：
システム制御部、７１０：レチクルステージ駆動制御
部、７１１：ウエハステージ駆動制御部、７１２：光量
算出部、７２４：レチクル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原板のパターンを基板上に露光する際に
   露光領域以外の領域をマスキングブレードで遮光する露
   光装置において、遮光帯を有する原板を使用して露光を
   行なう際には、露光領域に一致させて設定されている前
   記マスキングブレードの位置と、前記遮光帯の幅とに基
   づいて、前記マスキングブレードの位置が前記遮光帯の
   幅の中央に位置するように前記マスキングブレードの位
   置を制御する制御手段を具備することを特徴とする露光
   装置。
2. 【請求項２】 前記遮光帯の幅を、前記基板を移動さ
   せ、前記基板を透過する光を観察することによって得る
   手段を有することを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】 ショットレイアウトを表示する手段を有
   し、この手段は、前記遮光帯を有する原板を使用した露
   光が行なわれる際には、前記制御手段により制御されて
   位置する前記マスキングブレードによる開口を、前記シ
   ョットレイアウト上に重ねて表示するものであることを
   特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 原板のパターンを基板上に露光する際に
   露光領域以外の領域をマスキングブレードで遮光する露
   光方法において、遮光帯を有する原板を使用して露光を
   行なう際には、請求項１の露光装置を用い、その制御手
   段により、露光領域に一致させて設定されている前記マ
   スキングブレードの位置と、前記遮光帯の幅とに基づい
   て、前記マスキングブレードの位置が前記遮光帯の幅の
   中央に位置するように前記マスキングブレードの位置を
   制御することを特徴とする露光方法。
5. 【請求項５】 請求項４の露光方法によって露光を行な
   うことによりデバイスを製造することを特徴とするデバ
   イス製造方法。
6. 【請求項６】 前記遮光帯を有する原板を使用して露光
   を行なう際に、前記制御手段が前記遮光帯の幅を取得す
   る工程を有することを特徴とする請求項４または５に記
   載の方法。