JPH07211632A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH07211632A
JPH07211632A JP6321993A JP32199394A JPH07211632A JP H07211632 A JPH07211632 A JP H07211632A JP 6321993 A JP6321993 A JP 6321993A JP 32199394 A JP32199394 A JP 32199394A JP H07211632 A JPH07211632 A JP H07211632A
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semiconductor wafer
reduction lens
exposure
lens
deviation
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Yoshio Kawamura
喜雄 河村
Akihiro Takanashi
明紘 高梨
Toshishige Kurosaki
利栄 黒崎
Shinji Kuniyoshi
伸治 国▲吉▼
Sumio Hosaka
純男 保坂
Tsuneo Terasawa
恒男 寺澤
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハの傾きを矯正した後、半導体ウ
エハ上面の平坦度に追従し、さらに露光中にも自動的に
焦点合わせを行いながら露光を行うことにより、半導体
ウエハ上面の平坦度が悪い場合や露光中にも常に焦点の
正確に合った露光を行える露光装置を提供する。 【構成】 半導体ウエハの移動手段10、該半導体ウエ
ハ上面までの距離を検出する検出手段19、該半導体ウ
エハ上面の傾きを矯正する駆動手段13a、14a、1
7、および自動的に焦点合わせしながら露光する手段
(10、19、22、17)とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原画パターンを半導体
ウエハ上面にステップ・アンド・リピートしながら、縮
小レンズによって縮小投影露光する露光方法の分野に属
する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記分野の露光方法としては、特
開昭52−55472号公報に記載されたものが知られ
ている。
【0003】この従来の技術は、(1)レンズの光軸に
垂直な平面上で、レンズの周辺に正方形に配置された4
つの空気センサの開口と、これら開口の直下における半
導体ウエハ上面との距離に応じた4つの信号を検出し、
(2)空気センサからの4つの信号の和による1つの出
力値と、(3)それぞれ対角線上位置の2つの開口から
の信号の差による2つの出力値とを使い、(4)半導体
上面の焦点合わせと傾き調整とを同時に行っていた。
【0004】この空気センサは、図1に示すように、縮
小レンズの周辺の光学アセンブリ中の4カ所の開口10
1、102、103、104と、これら開口の直下にお
ける半導体ウエハ上面との距離を同時に検出するもので
ある。そして、空気センサから同時に測定される4カ所
の開口からの検出信号を用い、いわゆる零点法により、
試料ホルダーの傾きを調整する駆動機構にフィードバッ
クして、半導体ウエハ上面の傾きを矯正し、焦点合わせ
を行っていた。
【0005】要するに、従来の技術の半導体ウエハ上面
の露光方法では、光学アセンブリ中の4カ所の開口部を
使って、同時に測定される4ヵ所の測定点までの距離が
所定値になるように半導体ウエハ上面の傾きを露光のた
びごとに矯正して露光を行うものとなっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この従来の技術では、
図1に示すように、空気センサの開口101、102、
103、104が縮小レンズ100より外側にある。縮
小レンズの結像面の直径は、結像光学系であるので縮小
レンズの直径より小さい。したがって、4つの開口が対
向した半導体ウエハ上面上の4カ所は、縮小レンズの結
像面と同一の大きさの半導体ウエハ上面の被露光領域を
取り囲む外周上の4カ所となる。
【0007】そのため、図2(a)のように、半導体ウ
エハ上面の平坦度が良好な場合には、被露光領域と縮小
レンズの結像面とを一致させることができるが、図2
(b)のように、半導体ウエハ上面に凹凸部分があり平
坦度が悪い場合に、被露光領域外の4カ所で距離を測っ
て半導体ウエハ上面の傾きを矯正するため、この4カ所
の内側にある被露光領域の位置を検出することはできな
い。したがって、この検出される4カ所からの信号によ
って半導体ウエハ上面と縮小レンズの結像面とをほぼ平
行にできても、被露光領域に凹凸部分のある場合には、
この半導体ウエハ上面と縮小レンズの結像面とを一致さ
せることができなくなる場合があり、必要とされる解像
力が得られないという場合がしばしば生じるという問題
があることを発見した。
【0008】本発明が解決しようとする課題は、上記分
野において、縮小レンズの結像面直下で、半導体ウエハ
上面までの距離を検出することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、上記分野において、半導体ウエハ上面の
少なくとも異なる3カ所で、該縮小レンズの結像面直下
の結像面から半導体ウエハ上面の被露光領域までの偏差
を検出する検出手段を用いて、該偏差を検出し、その偏
差がそれぞれゼロになるように、該縮小レンズの光軸方
向に該半導体ウエハを載置する台を上記少なくとも3カ
所に対応する駆動手段を用いて、それぞれ移動し半導体
ウエハ上面の傾きを矯正する工程と、その後、該検出手
段を用いて、半導体ウエハ上面を光軸方向に移動させ、
該縮小レンズの結像面に半導体ウエハ上面の被露光領域
を保持しながら、逐次該原画パターンを露光する工程と
を備えしめる、という技術的手段を講じた。
【0010】
【作用】上記技術的手段においては、縮小レンズの結像
面から半導体ウエハ上面の被露光領域までの偏差を該縮
小レンズの結像面の直下で検出する検出手段を用いてい
るので、縮小レンズの結像面直下での半導体ウエハ上面
までの距離検出が実現される。
【0011】
【実施例】以下に、この発明の好適一実施例を図面を参
照しながら説明する。
【0012】図3はこの実施例に係る装置の概略図で、
縮小レンズに設けた一つの検出器を用いて、半導体ウエ
ハ上面の傾きを検出して矯正し、焦点合わせをし、半導
体ウエハ上面に露光する方法を行うことのできる縮小投
影露光装置の概略図である。縮小レンズ18は光軸18
aが台板11の表面、すなわちステージ10の移動する
案内面11aに垂直になるように設けられ、かつ縮小レ
ンズ18の下端には縮小レンズの結像面に半導体ウエハ
上面を合わせ、すなわち焦点合わせを行なうようにする
ため、半導体ウエハ上面までの距離を検出する検出器1
9が取付けてある。半導体ウエハ3は半導体ウエハ台6
上に載置される。半導体ウエハ台6は第1の支持機構7
によって半導体ウエハ上面の傾きを微細に調整し得るよ
うに移動台8上に設けられ、また移動台8は第2の支持
機構9により上下方向に微細に移動し得るようにステー
ジ10上に設けられ、さらにステージ10は移動機構
(図示せず)により台板11上を前後左右に移動し得る
ように構成されている。
【0013】第1の支持機構7は図4の移動台8に示す
ように、移動台8上のほぼ点対称の3点A、B、Cの位
置にそれぞれ取付けた支点12、14、13を有する。
このうち支点12は固定支点であり、他の支点13と1
4はそれぞれ駆動機構13aと14aにより先端を微細
に上下することができる。半導体ウエハ台6は、これら
の支点12、13、14の高さを変えることにより、そ
の表面の傾きを微細に調整可能である。第2の支持機構
9は、移動台8の裏面に取付けたくさび板15と、ステ
ージ10上に左右方向に移動可能なように設けたくさび
板16とから構成される。移動台8はガイド(図示せ
ず)により上下方向にのみ適宜移動可能な構造である。
駆動機構17によりくさび板16を左右方向に移動する
ことにより、移動台8を微細に上下移動できる。
【0014】縮小レンズの結像面から半導体ウエハ上面
までの偏差に応じた検出信号は、検出器19から判別回
路20に加えられ、所定値(縮小レンズ18の焦点距
離、すなわち基準面となる縮小レンズの結像面の位置に
対応した値)から変化すると、その偏差に対応した信号
が判別回路20から増幅器21に加えられる。さらに信
号は増幅されて切換回路22に加わり、切換えにより駆
動機構13a、14a、または17に分配されて、それ
ぞれに内蔵された駆動用のモータ(いずれも図示せず)
が駆動する。
【0015】次に、縮小レンズの結像面を基準面とし
て、この縮小レンズの結像面から半導体ウエハ上面まで
の偏差を被露光領域で検出する検出器を用いて、該縮小
レンズの結像面と該被露光領域との偏差を検出し、半導
体ウエハ上面の少なくとも異なる3カ所で該偏差が所定
値になるように該半導体ウエハ上面の傾きを矯正すれ
ば、半導体ウエハ上面の少なくとも異なる3カ所で、半
導体ウエハ上面が縮小レンズの結像面とほぼ平行となる
矯正方法の手順を述べる。
【0016】搬送機構(図示せず)により半導体ウエハ
台6上に半導体ウエハ3を置き、ステージ10を台板1
1上で移動させ、移動台上の支点12の位置Aを検出器
19の直下に位置決めする。ここで、切換回路22を駆
動機構17のモータに切換え、増幅器21の出力、すな
わち支点12上方の検出器から求められる半導体ウエハ
上面との距離、すなわち、縮小レンズの結像面からの偏
差に対応した出力が駆動機構17に加わり、くさび板1
6が左右に移動して半導体ウエハ台を微細に上下動し
て、半導体ウエハ上面のA点部分は縮小レンズの焦点位
置に来る。
【0017】次に、切換回路22を駆動機構13aのモ
ータに切換え、ステージ10を移動させて支点13の位
置Cを縮小レンズの光軸18a上の検出器の直下に位置
決めする。この状態で駆動機構13aを動作させて、半
導体ウエハ上面のC点部分を焦点位置に合わせる。
【0018】さらに切換回路22を駆動機構14aのモ
ータに切換え、ステージ10を移動し、移動台上のB点
を縮小レンズの光軸18aの検出器の直下に位置させて
焦点合わせを行い、半導体ウエハ上面のB点部分を焦点
位置に合わせる。
【0019】その結果、この半導体ウエハ上面の3カ所
の被露光領域が、基準面である縮小レンズの結像面に合
致するので、この半導体ウエハ上面の3カ所の被露光領
域が縮小レンズの光軸18aに直交するように、半導体
ウエハ上面の傾きが矯正される。
【0020】次に、回路22を駆動機構17のモータに
切換え、検出器19から送出した距離検出信号を判別回
路20に加え、所定値の偏差に対応した信号を増幅して
切換回路22に加えて駆動機構17のモータを駆動して
半導体ウエハ上面を縮小レンズの光軸方向に移動させる
ことによって自動的に半導体ウエハ上面と縮小レンズの
結像面とをほぼ平行に維持したまま、半導体ウエハ上面
の被露光領域を焦点位置に保持しながら露光することが
できる。
【0021】すなわち、縮小レンズの結像面と半導体ウ
エハ上面の被露光領域とを常に合わせるように、ステー
ジ10を台板11上でステップ・アンド・リピート移動
させながら、半導体ウエハ上面に回路パターンをそのス
テップ・アンド・リピートの停止時に露光することがで
きる。なお駆動機構13a、14aおよび17は、それ
ぞれモータが増幅器21に接続されていない時はモータ
回路を短絡する等の通常の保持手段を用いて固定するこ
とができる。
【0022】
【発明の効果】本発明と同一の技術的課題を解決するに
は、半導体ウエハ上面の少なくとも異なる3カ所で、該
縮小レンズの結像面直下の結像面から半導体ウエハ上面
の被露光領域までの偏差を検出する検出手段を用いて、
該偏差を検出し、その偏差がそれぞれゼロになるよう
に、該縮小レンズの光軸方向に該半導体ウエハを載置す
る台を上記少なくとも3カ所に対応する駆動手段を用い
て、それぞれ移動し半導体ウエハ上面の傾きを矯正する
工程のみを備えしめるという技術的手段を講じても、先
の作用の項で述べたとおりにして、本発明の技術的課題
は解決される訳である。しかしながら、本発明では、こ
の工程のみならず、その後、該検出手段を用いて、半導
体ウエハ上面を光軸方向に移動させ、該縮小レンズの結
像面に半導体ウエハ上面の被露光領域を保持しながら、
逐次該原画パターンを露光する工程をも備えしめるとい
う技術的手段を講じたため、上記のような、第一の工程
のみを備えしめるという技術的手段を講じた場合に比較
して、半導体ウエハ上面の光軸方向に移動させることに
よる縮小レンズの結像面への半導体ウエハ上面の被露光
領域の一致度のさらなる向上という、第二の工程を付加
することによる工程増というマイナス面を補って余りあ
る利点を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体ウエハ上面の傾きを調整する従来の技術
における露光方法に使用されるレべリング装置の空気セ
ンサを示す説明図。
【図2】従来の技術における問題を説明する断面図。
【図3】本発明の実施例を説明するための構成図。
【図4】移動台上の3点を示す説明図。
【符号の説明】
3…半導体ウエハ、6…半導体ウエハ台、7…第1の支
持機構、8…移動台、9…第2の支持機構、10…ステ
ージ、11…台板、12,13,14…支点、13a,
14a…駆動機構、15,16…くさび板、17…駆動
機構、18…縮小レンズ、18a…光軸、19…検出
器。
フロントページの続き (72)発明者 国▲吉▼ 伸治 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 保坂 純男 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 寺澤 恒男 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源、原画、縮小レンズを備えた露光装置
    であって、該縮小レンズ直下の半導体ウエハ上面までの
    偏差を検出する検出手段と、少なくとも3ヶ所の該偏差
    を一定になるように該半導体ウエハ上面の傾きを矯正す
    る矯正手段と、該矯正後、該検出手段を用いて該半導体
    ウエハ上面の被露光領域を自動的に焦点合わせしながら
    該原画パターンを逐次露光する露光手段とを有すること
    を特徴とする露光装置。
JP6321993A 1994-12-26 1994-12-26 露光装置および露光方法 Expired - Lifetime JP2605644B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200465352Y1 (ko) * 2008-07-16 2013-02-14 세메스 주식회사 다이 본더용 반도체칩 픽업장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55134812A (en) * 1979-04-02 1980-10-21 Optimetrix Corp Optical collection system

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