JPH0273617A - 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］ 本発明は、原版のパターンを露光ビームにより対向する
基板に焼きつける露光装置に関し、特に、露光ビーム制
限手段の大きさを必要最小限として部品間の干渉を防止
しスペースの有効利用を図った露光装置に関する。

［従来の技術］ 半導体製造等に使用される露光装置では、マスクあるい
はレチクルとよばれる原版上に描かれたパターンを、露
光ビームによりウェハやガラス等の基板上に投影し、こ
れらの基板上に塗布されたレジストを前記パターンに応
じて感光させ転写するという工程が行われる。この場合
、マスクやレチクルに照射される露光ビームのうち不要
な部分がマスクやレチクルに到達しないように露光ビー
ムを制限する手段が設けられることがある。

たとえば、集積回路パターンの露光では、正方形または
長方形の形をした回路パターンの回りのスクライブライ
ンと呼ばれる幅５０〜１００　μｍのライン上にマスク
とウェハのアライメントを行うためのアライメントマー
クが配置されているが、このようなマスクの全面に露光
ビームを照射すると、回路パターンだけでなく、スクラ
イブライン上のアライメントマークも回路パターンと同
様にウェハに焼き付けられることになる。これを避ける
ために、一般に、直線状のエツジを有するブレードで、
スクライブラインを覆い、露光ビームがスクライブライ
ンに当たらないようにする方法がとられている。

また特に、Ｘ線露光装置においては、マスクに照射され
る光は、他の露光装置と異なり、反射せずマスクに吸収
され熱に交換されて歪を発生するので、マスクにできる
だけ不要な光が照射されないように、露光ビームを制限
する手段を設けるのが一般的である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、回路パターンのサイズ
に応じて露光ビームを制限すべき領域が変化するため、
回路パターンのサイズに応じてブレードの位置を移動し
位置決めする必要がある。

すなわち、ブレードを一定方向に移動するための案内機
構およびこれを駆動するためのアクチュエータが必要と
なり、装置全体の構成が複雑となる。

また、上記の位置決めには高い精度が要求されるため、
剛性が高く真直度の高い案内機構および分解能の高い位
置検出手段が必要となり、装置重量およびコストの増加
を招く。

そこで、スクライブライン上のアライメントマークに対
応して位置決めを行う機能を本来有しているアライメン
トユニット上にブレードを搭載する方法が考えられてい
る。しかしながら、アライメントユニットは、画角サイ
ズの変化や、スクライブライン上のアライメントマーク
の描かれている位置に応じて２次元的に移動するため、
スクライブラインと直交する１軸のみを有し移動する従
来のマスキングブレードに比べ、実装するうえで、隣接
するブレードが干渉したり、ブレードが移動する空間に
は他の部品が実装できなくなる等の問題が発生する。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、原版のパターンを
基板上に転写する露光手段と、該露光手段が発する露光
ビームを最大露光画角を照射するのに必要十分な画角に
制限する第１の露光ビーム制限手段と、原版のアライメ
ントマークと基板のアライメントマークとのずれ量を検
出するずれ検出手段と、原版のアライメントマーク位置
に応じて該ずれ検出手段を移動して位置決めする移動手
段と、該ずれ検出手段に固定された板状のブレードを有
しこれによりさらに適切な画角に露光ビームを制限する
第２の露光ビーム制限手段とを備えた露光装置において
、該ブレードの画角を規制するエツジに直交する方向の
長さが、最大露光画角を照射するに必要十分な画角の該
方向長さを１１、最小露光画角の該方向長さをＪＺ、Ｉ
ｎとすればいｌ　ｔｘ−ＩＬ　ｓｌｎ　）　／　２より
わずかに大きく、また、上記ずれ検出手段が上記移動手
段により上記エツジに沿った方向に移動する距離をｊ！
　！ＴＯとすれば、該エツジに沿った方向の該ブレード
の長さは１□Ｘ　＋　Ｊ２１１ア。よりわずかに大きく
、かつ隣接するブレードは高さを違えて上記ずれ検出手
段に取り付けられているようにしている。

［作用］ この構成において、露光に際して露光ビームが照射する
画角（照射範囲）は原版の回路パターンのサイズに応じ
て最大露光画角から最小露光画角まで変化しつるととも
に、原版のスクライブライン上のアライメントマーク位
置もこれらに伴って２次元的に変化する。そして、露光
に先立つアライメントにおいて、ずれ検出手段は前記ア
ライメントマーク検出のためにその位置の変化に対応し
て移動する。したがって、ブレードも同様に移動するの
で、常にブレードによりスクライブライン領域等の露光
不要部分をアライメントマークとの位置関係において一
定の領域を覆うことができる。また、ブレードの寸法は
上記のように限定しているので、画角の変化しつる全範
囲について露光不要部分を覆うのに十分かつ最小限の寸
法となっており、無駄なスペースを最小限としている。

すなわち、検出手段の任意の位置決めに対して露光ビー
ムの制限が適切に行なわれる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る露光装置の主要部を示
し、本発明の特徴を最もよく表す斜視図である。同図に
おいて、ＭＳＫはマスク、ＳＬＮはマスクＭＳＫのスク
ライブライン相当のパターン、ＡＭＫはパターンＳＬＮ
上のアライメントマーク、ＡＢＭはアライメントビーム
、ＡＡＵ　１はアライメントマークＡＭＫにアライメン
トビームＡＢＭを投光し、図示しないウェハ上のアライ
メントマークとマスクＭＳＫ上のアライメントマークＡ
ＭＫとのずれを検出するアライメントユニット、ＳＰＴ
はアライメントユニットが固定されている支持部材であ
る。ＬＤはアライメントビームＡＢＭの光源であるとこ
ろの半導体レーザーの収納部、ＳＥＮはアライメントマ
ークＡＭＫから返ってくる光学的ずれ信号を電気信号に
変換する受光センサの収納部である。アライメントユニ
ットＡＡＵ　ｉ内には、コリメータレンズ、ビームスプ
リッタ、受光レンズ等の光学部品が収められている。Ｂ
ＬＤＩは、図中、矢印の方向から照射される露光ビーム
ＥＸＢのマスクＭＳＫへの照射領域を制限するブレード
である。ブレードＢＬＤＩはアームＡＲＭを介して支持
部材ＳＰＴに固定されている。ＳＴＧは直交する２軸の
案内と駆動手段および位置検出手段から構成されるステ
ージユニットであり、支持部材ＳＰＴはこのステージユ
ニットＳＴＧに結合されており、アライメントビームＡ
ＢＭがマスク上のアライメントマークＡＭＫに位置決め
できるように構成されている。実際のシステムでは、図
示されていないが、以上説明した一連の構成と同一のユ
ニットが４箇、４本の各スクライブライン上のアライメ
ントマークＡＭＫに対応して設けられる。従って１つの
露光装置には４枚のブレード（ＢＬＤＩ〜ＢＬＤ４）と
４つのアライメントユニット（ＡＡＵＩ〜ＡＡＵ４）が
取り付けられる。以後の説明においては、これら４つの
うち特定の１つを指定しない場合は、ブレードにはＢＬ
Ｄを、アライメントユニットにはＡＡＵの記号を使用す
る。

第２図は第１図において示したブレードＢＬＤと、露光
ビームＥＸＢとの関係を横方向より模式的に示す図であ
る。露光ビームＥＸＢは、はじめに、固定アパーチャＦ
ＡＰにより制限を受け、図示のごとく、その画角を１Ｅ
ＸＢからｊｌＥＸへと減少し露光ビームＥＸＢＦとなる
。１□８はこの装置における露光最大画角を示しており
、固定アパーチャＦＡＰの開口寸法は、露光ビームＥＸ
ＢＦが点線で示されるように露光最大画角の若干外側ま
で照射するように決定されている。固定アパーチャＦＡ
Ｐを通過した露光ビームＥＸＢＦは、さらにアライメン
トユニットＡＡＵ上に固定されたブレードＢＬＤにより
制限され、露光ビームＥＸＢＢとなる。この露光ビーム
ＥＸＢＢがマスクＭＳＫ上に到達する画角の大きさはＩ
ｔ　ＥＸＩ！１Ｂとなる。

第３図は、アライメントマークとブレードの関係を模式
的に示すものであり、同図（ａ）は光源側からみた平面
図、同図（ｂ）はその側面図である。

スクライブラインＳＬＮ上に描かれたアライメントマー
クＡＭＫにアライメントビームＡＢＭがアクセスする位
置にアライメントユニットＡＡＵが位置決めされた時、
露光ビームＥＸＢＢが、スクライブラインＳＬＨの外縁
のわずか外側をブレードＢＬＤのエツジＥＤＧが遮光す
るように、ブレードＢＬＤはアライメントユニットＡＡ
Ｕに対して固定されている。

同図（ａ）において％ｆｌＳＴＧは、スクライブライン
ＳＬＮ上に設けられたアライメントマークＡＭＫの中心
の存在する領域を示している。ブレードＢＬＤのエツジ
ＥＤＧ方向の長さＸＷは、最大露光画角をｆＬ　、、Ｘ
Ｘ　ＩＬ　、、、ｘとしたとき、ｕ、、ｉｘ＋ｊ！　１
７Ｇ＋αとし、また、ブレードＢＬＤのエツジＥＤＧと
直交する方向の長さｊｌ１５は最小露光画角をｆＬ　ｍ
ｌｎ　としたとき、（ｕ　ＥＸ　　１−＋ｎ）　／　２
＋αとする。αは組立誤差、位置決め誤差、回折等を考
慮した値であり、例えばα＝　１　ｍｍ程度である。

以上のような構成において、画角サイズが変化する場合
について述べる０画角の変化に伴いスクライブラインＳ
ＬＮはブレードＢＬＤのエツジＥＤＧと直交する方向に
移動し、同時にスクライブライン上のアライメントマー
クＡＭＫも当然のことながらブレードＢＬＤのエツジＥ
ＤＧと直交する方向に移動する。第４図（ａ）は、最大
露光画角１　、、、におけるブレードＢＬＤの位置を、
同図（ｂ）は、最小露光画角１１ｏにおけるブレードＢ
ＬＤの位置を示す。同図に示すごとく寸法Ｌ８を（ｆＬ
ｚｘ−ＪＺ、＋ｎ）／２＋αとしたので、画角の大きさ
に応じてアライメントユニットＡＡＵが移動しブレード
ＢＬＤの位置決めがなされると、エツジＥＤＧは、第３
図に示した、アライメントマークＡＭＫと露光ビームＥ
ＸＢＢの関係を保ちながら遮光を行うことができる。最
小露光画角においても、ブレードＢＬＤのエツジＥＤＧ
とは反対側のエツジＥＤＧＢが固定アパーチャＦＡＰに
よって制限される画角ｌ１ｅｘｘ　ｉ　ＥＸの内側とな
ることはなく、露光画角以外の部分を完全に遮光してい
る。

次に、スクライブラインＳＬＮ上のアライメントマーク
ＡＭＫの位置がスクライブラインＳＬＨに沿って変化す
る場合について述べる。アライメントマークＡＭＫの描
かれる位置が、スクライブラインＳＬＨに沿って移動す
ると、それに伴いアライメントユニットＡＡＵもスクラ
イブラインＳＬＨに平行に移動し、アライメントユニッ
トＡＡＵに一体に固定されているブレードＢＬＤも同様
に移動する。

第５図は、このようにしてアライメントマークＡＭＫの
位置に対応してアライメントユニットＡＡＵ上に固定さ
れたブレードＢＬＤが移動する様子を示したものである
。ただし、隣接するブレードは第１図にも示したように
互いに高さが違えてあり干渉しない、また、説明を簡略
化するため４枚のブレードのうち１枚のブレードＢＬＤ
Ｉのみが移動する場合を示している。図中、ム印は、ア
ライメントマークＡＭＫの中心位置を示し、同図（ａ）
は、アライメントマークが最左端にある状態、同図（ｂ
）はほぼ中央にある状態、同図（Ｃ）は最右端にある状
態を示している。また、これらの図は、最大露光画角の
場合を例にとりて示している。

先に述べたように、寸法りをハ□＋ ４１　ＭＴＯ＋αとしたので、最大露光画角時において
、アライメントマークの位置にかかわらず、４枚のブレ
ードのエツジは隣接するもの同志が互いに交差して一辺
１□８の正方形を形成し、第３図に示した露光ビームＥ
ＸＢＢとスクライブラインＳＬＮの関係で、露光ビーム
を制限している。最大露光画角において適切な露光ビー
ム制限がなされていることから露光画角が一辺がＪＺ□
８以下の正方形あるいは長方形の場合についても同様に
適切な露光ビームの制限を行うことができる。

また、固定アパーチャＦＡＰの開口寸法ｊ２ＥＸＸＩＬ
！ｘは、前述したように最大露光画１ハ、ｘ×１□８を
わずかに上回る大きさとしたため、不要な露光ビームの
大部分は固定アパーチャＦＡＰによって遮光され、画角
変化分に対応する領域は、アライメントユニットＡＡＵ
上に固定された最小限の面積のブレードＢＬＤによって
遮光される。

光源がＸ線の場合には、露光ビーム制限手段に到達した
光は反射されず吸収され熱に変換される。しかし、本実
施例によれば大部分の不要な露光ビームが固定アパーチ
ャＦＡＰに吸収され、最小成の不要な露光ビームがアラ
イメントユニットＡＡＵ上に固定されたブレードＢＬＤ
によって吸収されるため、光学部品等の空間配置を高精
度に維持する必要のあるアライメントユニットＡＡＵ近
傍でのＸ線吸収による発熱は最小限に抑えられる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、アライメントユニ
ットと一体に８勤および位置決めされ、露光ビームを制
限するブレードの面積を、アライメントユニットの８勤
領域および、画角サイズを条件に最小限に設定するよう
にしたので、アライメントユニット近傍の他の部品の実
装領域を拡大しかつ完全な露光ビームの制限を行うこと
が可能である。

第２図は、第１図の装置のブレードと露光ビームとの関
係を示す模式図、 第３図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置のアライメ
ントマークとブレードとの関係を示す平面図および側面
図、 第４図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置のブレード
と露光ビームとの関係を装置の動作との関連で示す模式
図、そして 第５図（ａ）〜（Ｃ）は、第１図の装置のブレードが８
動する様子を示す説明図である。

ＢＬＤＩ、ＢＬＤ２ニブレード、 ＡＡＵＩ、ＡＡＵ２　：アライメントユニット、ＡＢＭ
：アライメントビーム、 ＭＳＫ：マスク、ＳＴＧ　ニスチーシュニット、ＥＸＢ
、ＥＸＢＦ、ＥＸＢＢ：露光ビーム。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置主要部の構
成図、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原版のパターンを基板上に転写する露光手段と、
   該露光手段が発する露光ビームを最大露光画角を照射す
   るのに必要十分な画角に制限する第１の露光ビーム制限
   手段と、原版のアライメントマークと基板のアライメン
   トマークとのずれ量を検出するずれ検出手段と、原版の
   アライメントマーク位置に応じて該ずれ検出手段を移動
   して位置決めする移動手段と、該ずれ検出手段に固定さ
   れた板状のブレードを有しこれによりさらに適切な画角
   に露光ビームを制限する第２の露光ビーム制限手段とを
   備えた露光装置において、該ブレードの画角を規制する
   エッジに直交する方向の長さが、最大露光画角を照射す
   るに必要十分な画角の該方向長さをｌ＿Ｅ＿Ｘ、最小露
   光画角の該方向長さをｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎとすれば（ｌ＿Ｅ
   ＿Ｘ−ｌ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）／２よりわずかに大きく、また
   、上記ずれ検出手段が上記移動手段により上記エッジに
   沿った方向に移動する距離をｌ＿Ｓ＿Ｔ＿Ｇとすれば、
   該エッジに沿った方向の該ブレードの長さはｌ＿ｍ＿ａ
   ＿ｘ＋ｌ＿Ｓ＿Ｔ＿Ｇよりわずかに大きく、かつ隣接す
   るブレードは高さを違えて上記ずれ検出手段に取り付け
   られていることを特徴とする露光装置。