JPH0855785A - 露光方法とこれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents
露光方法とこれを用いたデバイス製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シンクロトロン放射光などを用いた走査露光
に好適な転写倍率補正の手法を提供すること。 【構成】 シンクロトロン放射光を用いた走査露光方式
のプロキシミティ露光において、走査に同期してウエハ
とマスクを相対的に微小移動させることで走査方向の倍
率補正を行う。全体の倍率補正はプロキシミティギャッ
プ変化や温調によって行う。結果として、縦方向と横方
向を独立して転写倍率補正が可能となる。
に好適な転写倍率補正の手法を提供すること。 【構成】 シンクロトロン放射光を用いた走査露光方式
のプロキシミティ露光において、走査に同期してウエハ
とマスクを相対的に微小移動させることで走査方向の倍
率補正を行う。全体の倍率補正はプロキシミティギャッ
プ変化や温調によって行う。結果として、縦方向と横方
向を独立して転写倍率補正が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射光な
どの放射光を用いて、マスクパターンをウエハに露光転
写する露光技術に関するものである。
どの放射光を用いて、マスクパターンをウエハに露光転
写する露光技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光を利用してマスクパターンをウ
エハに露光転写する光露光においては、ウエハを吸着保
持するウエハチャックの温度を変化させてウエハを伸縮
させることによって倍率補正を実施してきた。しかし、
より波長の短いＸ線を利用したプロキシミティ露光にお
いては、Ｘ線マスクの転写パターンが形成されたＸ線透
過膜が、ウエハに僅か数十μｍの距離をおいて保持され
ている上、Ｘ線マスクの比熱が小さいため、ウエハの温
度を変化させるとマスクの温度も容易に変化してマスク
の伸縮も避けられなくなる。
エハに露光転写する光露光においては、ウエハを吸着保
持するウエハチャックの温度を変化させてウエハを伸縮
させることによって倍率補正を実施してきた。しかし、
より波長の短いＸ線を利用したプロキシミティ露光にお
いては、Ｘ線マスクの転写パターンが形成されたＸ線透
過膜が、ウエハに僅か数十μｍの距離をおいて保持され
ている上、Ｘ線マスクの比熱が小さいため、ウエハの温
度を変化させるとマスクの温度も容易に変化してマスク
の伸縮も避けられなくなる。
【０００３】そこで、マスクとウエハの間隔（プロキシ
ミティギャップ）を相対的に変化させたり、ウエハ又は
マスクの温度を変化させることによって、転写倍率の補
正を行う方式が提案されている。
ミティギャップ）を相対的に変化させたり、ウエハ又は
マスクの温度を変化させることによって、転写倍率の補
正を行う方式が提案されている。
【０００４】ところで、シンクロトロン放射光を用いた
リソグラフィでは、以下の３タイプの露光方式が知られ
ている。 （１）Ｘ線ミラーを揺動（回動）してシートビーム状の
シンクロトロン放射光を偏向して走査露光を行う。 （２）照射が固定されたシートビームに対してマスク・
ウエハを一体的に移動させて走査露光を行う。 （３）照射が固定された発散ビームに対して所定の開口
をもったシャッタを移動させて走査露光を行う。
リソグラフィでは、以下の３タイプの露光方式が知られ
ている。 （１）Ｘ線ミラーを揺動（回動）してシートビーム状の
シンクロトロン放射光を偏向して走査露光を行う。 （２）照射が固定されたシートビームに対してマスク・
ウエハを一体的に移動させて走査露光を行う。 （３）照射が固定された発散ビームに対して所定の開口
をもったシャッタを移動させて走査露光を行う。
【０００５】ところが、いずれの方式においても、走査
方向（Ｙ方向）とこれと直交する方向（Ｘ方向）におい
て、ビームの発散角が異なるため、各方向で転写倍率が
異なってしまうという現象が生じる。さらに、集光光学
系を用いてＸ方向のシンクロトロン放射光を集光する場
合も、Ｘ方向とＹ方向でビームの発散角が異なり、各方
向の転写倍率が異なってしまう。
方向（Ｙ方向）とこれと直交する方向（Ｘ方向）におい
て、ビームの発散角が異なるため、各方向で転写倍率が
異なってしまうという現象が生じる。さらに、集光光学
系を用いてＸ方向のシンクロトロン放射光を集光する場
合も、Ｘ方向とＹ方向でビームの発散角が異なり、各方
向の転写倍率が異なってしまう。
【０００６】そのため、プロキシミティギャップや温度
を変えて倍率補正を行なったとしても、Ｘ方向とＹ方向
で補正倍率を独立しては行えないため、上記Ｘ方向とＹ
方向の倍率差を補正することができない。
を変えて倍率補正を行なったとしても、Ｘ方向とＹ方向
で補正倍率を独立しては行えないため、上記Ｘ方向とＹ
方向の倍率差を補正することができない。
【０００７】本発明は、上記従来の技術が有する課題を
解決すべくなされたもので、走査露光に好適な転写倍率
補正の手法を提供し、高精度な露光を可能にすることを
目的とする。本発明の更なる目的は、走査方向とこれを
直交する方向の倍率補正を任意に設定できる露光方法を
提供することである。
解決すべくなされたもので、走査露光に好適な転写倍率
補正の手法を提供し、高精度な露光を可能にすることを
目的とする。本発明の更なる目的は、走査方向とこれを
直交する方向の倍率補正を任意に設定できる露光方法を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
する本発明は、マスクのパターンをウエハに転写する方
法であって、マスクとウエハを所定の関係で保持するス
テップと、該マスクとウエハに対して、ビームを相対的
に走査するステップと、該走査に同期して、ウエハとマ
スクを走査方向に相対的に微小移動させるステップとを
有することを特徴とするものである。これにより、走査
方向のみ独立して倍率補正を行うことができる。
する本発明は、マスクのパターンをウエハに転写する方
法であって、マスクとウエハを所定の関係で保持するス
テップと、該マスクとウエハに対して、ビームを相対的
に走査するステップと、該走査に同期して、ウエハとマ
スクを走査方向に相対的に微小移動させるステップとを
有することを特徴とするものである。これにより、走査
方向のみ独立して倍率補正を行うことができる。
【０００９】
【実施例】具体的な実施例の説明に先立ち、まず原理的
な説明を行う。近接して配置されたマスク・ウエハに対
して、ビームを相対走査しながら露光する方式におい
て、走査に同期してマスクとウエハを相対的に走査方向
に微小移動させることで、ビームの走査方向のみを独立
して倍率補正することができる。また、これに先だっ
て、マスクとウエハの間のプロキシミティギャップを変
化させたり、あるいはウエハ又はマスクの温度を変化さ
せることによって、走査方向とこれと直交する方向の両
方向の倍率を同時に補正する。以上の２ステップの組み
合わせにより、結果として、マスクの縦と横の倍率補正
を独立に行うことができる。
な説明を行う。近接して配置されたマスク・ウエハに対
して、ビームを相対走査しながら露光する方式におい
て、走査に同期してマスクとウエハを相対的に走査方向
に微小移動させることで、ビームの走査方向のみを独立
して倍率補正することができる。また、これに先だっ
て、マスクとウエハの間のプロキシミティギャップを変
化させたり、あるいはウエハ又はマスクの温度を変化さ
せることによって、走査方向とこれと直交する方向の両
方向の倍率を同時に補正する。以上の２ステップの組み
合わせにより、結果として、マスクの縦と横の倍率補正
を独立に行うことができる。
【００１０】図１（ａ）は、シートビームであるスリッ
ト状のシンクロトロン放射光１が、Ｘ線マスク２上を図
中の矢印の方向に速度ＶSrで移動しながら、パターンＰ
1，Ｐ2をレジストが塗布されたウエハ３上に露光転写し
ている様子を示したものである。このとき、放射光の移
動に同期してＸ線マスク２を所定の速度Ｖmで移動させ
ることを特徴としている。放射光１がパターンＰ1を照
射するとウエハ上にＲ1が転写される。次いで放射光１
が移動してパターンＰ2上を照射すると、図１（ｂ）の
ようにウエハ上にＲ2が投影される。このとき、Ｒ1とＲ
2の間隔Ｌrはマスク上のパターンＰ1，Ｐ2の間隔Ｌ
mに、マスク移動量ΔＬを加えた値となっている。
ト状のシンクロトロン放射光１が、Ｘ線マスク２上を図
中の矢印の方向に速度ＶSrで移動しながら、パターンＰ
1，Ｐ2をレジストが塗布されたウエハ３上に露光転写し
ている様子を示したものである。このとき、放射光の移
動に同期してＸ線マスク２を所定の速度Ｖmで移動させ
ることを特徴としている。放射光１がパターンＰ1を照
射するとウエハ上にＲ1が転写される。次いで放射光１
が移動してパターンＰ2上を照射すると、図１（ｂ）の
ようにウエハ上にＲ2が投影される。このとき、Ｒ1とＲ
2の間隔Ｌrはマスク上のパターンＰ1，Ｐ2の間隔Ｌ
mに、マスク移動量ΔＬを加えた値となっている。
【００１１】ここで、倍率補正の拡大率ｍvは、 ｍv＝（Ｌm+ΔＬ）／Ｌm マスク移動量ΔＬは、 ΔＬ＝Ｖm／Ｖsr×（Ｌm／（１−Ｖm／Ｖsr）） であるが、Ｖm≪Ｖsrなので、 ΔＬ≒Ｖm／Ｖsr×Ｌm よって、拡大率ｍvは、以下の式のようになる。
【００１２】 ｍv＝１＋Ｖm／Ｖsr （１）
【００１３】なお、拡大ではなく縮小させたければ、マ
スク２を放射光の移動方向と反対方向に移動（Ｖmを
負）させれば良い。また、倍率補正はマスクとウエハが
相対的に移動すれば良いのであって、マスク２を移動さ
せる代わりに、ウエハ又はマスク・ウエハの両方を異な
る速度で移動させるようにしても良い。
スク２を放射光の移動方向と反対方向に移動（Ｖmを
負）させれば良い。また、倍率補正はマスクとウエハが
相対的に移動すれば良いのであって、マスク２を移動さ
せる代わりに、ウエハ又はマスク・ウエハの両方を異な
る速度で移動させるようにしても良い。
【００１４】一方、図２はプロキシミティギャップの変
化により倍率が変化する様子を説明するものである。図
２（ａ）に示すように、Ｘ線ミラー７が揺動してＹ方向
の照射領域の拡大を行うとき、マスクに照射されるシン
クロトロン放射光の発散角は、図２（ｂ）のように横方
向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）が異なり、θx＝ｄx／
Ｌx， θy＝ｄy／Ｌyで表せる。ここで、ｄx，ｄyはそ
れぞれＸとＹ方向の露光領域、Ｌxは発光点とマスクま
での距離、ＬyはＸ線ミラーとマスクまでの距離であ
る。ここでプロキシミティギャップを変化させると、Ｘ
方向（放射光の走査方向と直角方向）のみならず、Ｙ方
向（放射光の走査方向）の倍率も同時に変化する。
化により倍率が変化する様子を説明するものである。図
２（ａ）に示すように、Ｘ線ミラー７が揺動してＹ方向
の照射領域の拡大を行うとき、マスクに照射されるシン
クロトロン放射光の発散角は、図２（ｂ）のように横方
向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）が異なり、θx＝ｄx／
Ｌx， θy＝ｄy／Ｌyで表せる。ここで、ｄx，ｄyはそ
れぞれＸとＹ方向の露光領域、Ｌxは発光点とマスクま
での距離、ＬyはＸ線ミラーとマスクまでの距離であ
る。ここでプロキシミティギャップを変化させると、Ｘ
方向（放射光の走査方向と直角方向）のみならず、Ｙ方
向（放射光の走査方向）の倍率も同時に変化する。
【００１５】このような系でＸ方向に拡大率ｍx、Ｙ方
向に拡大率ｍyの倍率補正を実施するにはどうしたら良
いかを説明する。
向に拡大率ｍyの倍率補正を実施するにはどうしたら良
いかを説明する。
【００１６】まず、Ｘ方向の所望の倍率補正量を得るた
めにプロキシミティギャップを変化させる。このとき、
同時にＹ方向の倍率も変化するが、上述したようにＹ方
向のみを独立して倍率補正することができるので、後に
Ｙ方向のみを倍率補正する。以下、これを詳細に説明す
る。
めにプロキシミティギャップを変化させる。このとき、
同時にＹ方向の倍率も変化するが、上述したようにＹ方
向のみを独立して倍率補正することができるので、後に
Ｙ方向のみを倍率補正する。以下、これを詳細に説明す
る。
【００１７】最初に、Ｘ方向の倍率を補正するため、プ
ロキシミティギャップを、 Δｇ＝（ｍx−１）× Ｌx （２） だけ変化させる。このプロキシミティギャップ変化に伴
いＹ方向も、 ｍ′y＝１＋Δｇ／Ｌy （３） だけ変化する。ｍ′yとｍyは無関係なので、このままで
はＹ方向については、所望の補正量は得られない。
ロキシミティギャップを、 Δｇ＝（ｍx−１）× Ｌx （２） だけ変化させる。このプロキシミティギャップ変化に伴
いＹ方向も、 ｍ′y＝１＋Δｇ／Ｌy （３） だけ変化する。ｍ′yとｍyは無関係なので、このままで
はＹ方向については、所望の補正量は得られない。
【００１８】そこで、次に上述したように走査ビームの
移動に同期して、ウエハに対してマスクを相対移動させ
ることで、Ｙ方向だけ独立して倍率補正を実施する。
移動に同期して、ウエハに対してマスクを相対移動させ
ることで、Ｙ方向だけ独立して倍率補正を実施する。
【００１９】マスクの移動速度Ｖmは、式（１）と式
（３）から、 ｍy＝ｍ′y×ｍv ＝ｍ′y×（１＋Ｖm／Ｖsr） ＝（１＋Δｇ／Ｌy）×（１＋Ｖm／Ｖsr） （４） を満たすように決定すれば良い。この結果は、 Ｖm＝Ｖx×（ｍy／（１＋Δｇ／Ｌy）−１） （５） となる。
（３）から、 ｍy＝ｍ′y×ｍv ＝ｍ′y×（１＋Ｖm／Ｖsr） ＝（１＋Δｇ／Ｌy）×（１＋Ｖm／Ｖsr） （４） を満たすように決定すれば良い。この結果は、 Ｖm＝Ｖx×（ｍy／（１＋Δｇ／Ｌy）−１） （５） となる。
【００２０】ところで、露光中にウエハとＸ線マスクを
相対的に移動させて倍率補正を行うと、レジストの焼き
付け線幅に影響を与える。露光中の見掛け上のマスクパ
ターンの増加量ΔＷpは、シートビームの幅をＷsr，倍
率補正値ｍとして、 ΔＷp ＝ Ｗsr × （ｍ−１） と与えられる。
相対的に移動させて倍率補正を行うと、レジストの焼き
付け線幅に影響を与える。露光中の見掛け上のマスクパ
ターンの増加量ΔＷpは、シートビームの幅をＷsr，倍
率補正値ｍとして、 ΔＷp ＝ Ｗsr × （ｍ−１） と与えられる。
【００２１】例えば、幅０．２５μmのパターンを転写
しようとした場合、マスクパターン増加量をパターン幅
の１／５まで許容するとしてＷsr＝５mmとすると、補正
できる最大の補正倍率値は１０ppmとなる。逆に補正倍
率値をｍとすると、ビーム幅ＷsrはＷsr＝５．０E-5／
（ｍ−１）となる。走査ビーム幅は、走査ビームを規制
するアパーチャ幅を変えることでを設定することができ
る。
しようとした場合、マスクパターン増加量をパターン幅
の１／５まで許容するとしてＷsr＝５mmとすると、補正
できる最大の補正倍率値は１０ppmとなる。逆に補正倍
率値をｍとすると、ビーム幅ＷsrはＷsr＝５．０E-5／
（ｍ−１）となる。走査ビーム幅は、走査ビームを規制
するアパーチャ幅を変えることでを設定することができ
る。
【００２２】＜実施例１＞より具体的な実施例を以下説
明する。図３は第１の実施例の露光装置の説明図であ
り、シンクロトロンリングの発光点１１から放射された
シートビーム状の放射光１は、Ｘ線ミラー７に斜入射し
て反射される。Ｘ線ミラー７は制御装置６の指令に基づ
いて所定の速度で回動する。回動によるＸ線ミラー７へ
の視射角βの変化に伴なって、スリット状の放射光１は
マスク上を速度Ｖsで移動し、マスク上の露光領域全体
を走査することになる。これによりＸ線マスク２の転写
パターンはレジストが塗布されたウエハ３に投影され露
光転写される。Ｘ線マスク２はマスクステージ４に固定
されており、Ｙ方向とＺ方向に移動できるようになって
いる。またウエハ３はウエハステージ５上に取り付けら
れ、Ｘ方向とＹ方向に移動可能となっている。各ステー
ジの移動は制御装置６の指令によってなされる。
明する。図３は第１の実施例の露光装置の説明図であ
り、シンクロトロンリングの発光点１１から放射された
シートビーム状の放射光１は、Ｘ線ミラー７に斜入射し
て反射される。Ｘ線ミラー７は制御装置６の指令に基づ
いて所定の速度で回動する。回動によるＸ線ミラー７へ
の視射角βの変化に伴なって、スリット状の放射光１は
マスク上を速度Ｖsで移動し、マスク上の露光領域全体
を走査することになる。これによりＸ線マスク２の転写
パターンはレジストが塗布されたウエハ３に投影され露
光転写される。Ｘ線マスク２はマスクステージ４に固定
されており、Ｙ方向とＺ方向に移動できるようになって
いる。またウエハ３はウエハステージ５上に取り付けら
れ、Ｘ方向とＹ方向に移動可能となっている。各ステー
ジの移動は制御装置６の指令によってなされる。
【００２３】このような構成において、転写倍率の補正
は以下の手順で行う。
は以下の手順で行う。
【００２４】（１）倍率補正値の算出 まず、ウエハ３のプロセス歪を測定する。この歪みの測
定は、例えばウエハ上の複数のアライメントマーク間の
距離をアライメント光学系測定することで行うことがで
きる。
定は、例えばウエハ上の複数のアライメントマーク間の
距離をアライメント光学系測定することで行うことがで
きる。
【００２５】本来、Ｌwであるはずのウエハ上の２つの
パターン間の距離がＬ′wであり、プロセス歪Ｌ′w−Ｌ
wが許容値を越えていれば、倍率補正をする必要があ
る。このとき倍率補正値ｍはＬ′w／Ｌwとなる。
パターン間の距離がＬ′wであり、プロセス歪Ｌ′w−Ｌ
wが許容値を越えていれば、倍率補正をする必要があ
る。このとき倍率補正値ｍはＬ′w／Ｌwとなる。
【００２６】例えば、倍率補正値がＸ，Ｙ方向ともに同
じで、設計値Ｌが30.000mm、測定値が30.00003mmであっ
たとすると、ｍ＝ｍx＝ｍyでｍ−１＝1E-6となる。ま
た、発光点とマスク間の距離Ｌx＝５ｍ、Ｘ線ミラーと
マスク間の距離Ｌy＝２.５ｍ、設定プロキシミティギャ
ップ＝３０μmとする。
じで、設計値Ｌが30.000mm、測定値が30.00003mmであっ
たとすると、ｍ＝ｍx＝ｍyでｍ−１＝1E-6となる。ま
た、発光点とマスク間の距離Ｌx＝５ｍ、Ｘ線ミラーと
マスク間の距離Ｌy＝２.５ｍ、設定プロキシミティギャ
ップ＝３０μmとする。
【００２７】（２）Ｘ方向の倍率補正（プロキシミティ
ギャップの移動） Ｘ方向の倍率補正を、プロキシミティギャップを移動す
ることによって行う。ｍx−１＝1.0E-6，Ｌx＝５ｍを式
（２）に代入してΔｇ＝５μmとなる。
ギャップの移動） Ｘ方向の倍率補正を、プロキシミティギャップを移動す
ることによって行う。ｍx−１＝1.0E-6，Ｌx＝５ｍを式
（２）に代入してΔｇ＝５μmとなる。
【００２８】（３）マスク速度設定 放射光がマスク上を速度ＶS＝５０．０(mm/sec)で移動
し、かつ１回の走査で露光を行う場合、先の式（５）か
ら速度Ｖm＝−０．０５(μm/sec)が得られる。従って、
露光中に放射光の移動方向と反対方向に、マスクを速さ
０．０５(μm/sec)で移動させる。
し、かつ１回の走査で露光を行う場合、先の式（５）か
ら速度Ｖm＝−０．０５(μm/sec)が得られる。従って、
露光中に放射光の移動方向と反対方向に、マスクを速さ
０．０５(μm/sec)で移動させる。
【００２９】（４）Ｙ方向の倍率補正（マスク移動） 図４に示すように、マスク上のパターンＡm，Ｂmを、ウ
エハ上に事前に焼かれたパターンＡw，Ｂwに重ね焼きす
るものとする。マスクの下部とウエハの下部の位置合わ
せを行うと、マスク上のパターンＡmの転写位置とウエ
ハ上のパターンＡwとは合致するが、マスクの上部のパ
ターンＢmとウエハの上部マークＢwはプロキシミティギ
ャップ変化によっては補正できなかった量だけずれてし
まう。そこで、このずれを補正すべく、走査露光中に上
記求めたＶm＝-0.05(μm/sec)でマスクを移動するよう
にマスクステージ４を制御すればよい。
エハ上に事前に焼かれたパターンＡw，Ｂwに重ね焼きす
るものとする。マスクの下部とウエハの下部の位置合わ
せを行うと、マスク上のパターンＡmの転写位置とウエ
ハ上のパターンＡwとは合致するが、マスクの上部のパ
ターンＢmとウエハの上部マークＢwはプロキシミティギ
ャップ変化によっては補正できなかった量だけずれてし
まう。そこで、このずれを補正すべく、走査露光中に上
記求めたＶm＝-0.05(μm/sec)でマスクを移動するよう
にマスクステージ４を制御すればよい。
【００３０】なお本実施例では、走査露光中にマスクを
移動させる例を説明したが、要はマスクとウエハが露光
中に走査方向に相対的に移動すれば良いので、ウエハを
移動させるようにしても、あるいはマスク・ウエハの両
方を異なる速度で移動させるようにしても良い。
移動させる例を説明したが、要はマスクとウエハが露光
中に走査方向に相対的に移動すれば良いので、ウエハを
移動させるようにしても、あるいはマスク・ウエハの両
方を異なる速度で移動させるようにしても良い。
【００３１】また、放射光を複数回マスク上を往復移動
させて露光を行う場合には、放射光の移動方向が反転し
たら、それに合わせてマスクの移動方向も反転させる必
要がある。これは、Ｘ線ミラー駆動装置６がミラーの回
動とマスクステージ４の移動の両方を司ることで達成で
きる。
させて露光を行う場合には、放射光の移動方向が反転し
たら、それに合わせてマスクの移動方向も反転させる必
要がある。これは、Ｘ線ミラー駆動装置６がミラーの回
動とマスクステージ４の移動の両方を司ることで達成で
きる。
【００３２】＜実施例２＞次に、ウエハ・マスクを一体
的に移動して露光を行う露光装置の実施例を説明する。
これは図５に示すように、照射位置が固定されている薄
いシート状のシンクロトロン放射光１に対して、マスク
２とウエハ３を一体的に移動させることによって、実質
的にマスク上を放射光で走査し、マスクパターンをウエ
ハに露光転写するものである。
的に移動して露光を行う露光装置の実施例を説明する。
これは図５に示すように、照射位置が固定されている薄
いシート状のシンクロトロン放射光１に対して、マスク
２とウエハ３を一体的に移動させることによって、実質
的にマスク上を放射光で走査し、マスクパターンをウエ
ハに露光転写するものである。
【００３３】図５において、Ｘ方向に関してはプロキシ
ミティギャップを変化させることで倍率補正できるが、
Ｙ方向は走査されることで放射光のマスクへの入射角が
積分されてしまうので、Ｙ方向はプロキシミティギャッ
プを変化させても倍率は補正できない。これは、先の式
（４）のＬyが無限大であると考えればよい。
ミティギャップを変化させることで倍率補正できるが、
Ｙ方向は走査されることで放射光のマスクへの入射角が
積分されてしまうので、Ｙ方向はプロキシミティギャッ
プを変化させても倍率は補正できない。これは、先の式
（４）のＬyが無限大であると考えればよい。
【００３４】本実施例での倍率補正の手順は以下の通り
である。
である。
【００３５】（１）倍率補正値の算出 上記実施例１と同様、まず倍率補正値を測定する。その
結果、例えばＸ方向の倍率ｍxがｍx−１＝1.0E-6 ，Ｙ
方向の倍率ｍyがｍy−１＝2.0E-6と測定されたとする。
結果、例えばＸ方向の倍率ｍxがｍx−１＝1.0E-6 ，Ｙ
方向の倍率ｍyがｍy−１＝2.0E-6と測定されたとする。
【００３６】（２）Ｘ方向の倍率補正（プロキシミティ
ギャップの移動） Ｘ方向の倍率をプロキシミティギャップを移動して倍率
補正する。ｍx−１＝1.0E-6であるから、Ｌx＝５ｍとす
ると先の式（２）からΔｇ＝５μmとなる。
ギャップの移動） Ｘ方向の倍率をプロキシミティギャップを移動して倍率
補正する。ｍx−１＝1.0E-6であるから、Ｌx＝５ｍとす
ると先の式（２）からΔｇ＝５μmとなる。
【００３７】（３）Ｙ方向の倍率補正（マスク速度設定
とマスク移動） マスク・ウエハの移動速度がＶS＝５０．０(mm/sec)
で、かつ１回の走査で露光する場合、１／Ｌy＝０を先
の式（５）に代入して、Ｖm＝０．１０(μm/sec)が得ら
れる。従って、露光中にマスク及びウエハの移動方向と
同方向に、ウエハに対してマスクを０．１０(μm/sec)
で移動させればよい。
とマスク移動） マスク・ウエハの移動速度がＶS＝５０．０(mm/sec)
で、かつ１回の走査で露光する場合、１／Ｌy＝０を先
の式（５）に代入して、Ｖm＝０．１０(μm/sec)が得ら
れる。従って、露光中にマスク及びウエハの移動方向と
同方向に、ウエハに対してマスクを０．１０(μm/sec)
で移動させればよい。
【００３８】＜実施例３＞図６は集光光学系を有する露
光装置に本発明を適用した実施例である。この例では、
プロキシミティギャップに応じて倍率が変化するのは、
先の図３で説明した実施例１と同様であるが、Ｘ軸方向
ではΔｇに対して倍率の変化する方向が反対となる。す
なわち、図３の実施例では、プロキシミティギャップを
増大させると像は拡大するが、本実施例においては逆に
縮小する。そのため、集光しているＸ軸では、先の式
（２）のΔｇが−Δｇとなり、発散しているＹ軸ではΔ
ｇは変化しない。従って、Δｇ，Ｖmは以下のような式
となる。
光装置に本発明を適用した実施例である。この例では、
プロキシミティギャップに応じて倍率が変化するのは、
先の図３で説明した実施例１と同様であるが、Ｘ軸方向
ではΔｇに対して倍率の変化する方向が反対となる。す
なわち、図３の実施例では、プロキシミティギャップを
増大させると像は拡大するが、本実施例においては逆に
縮小する。そのため、集光しているＸ軸では、先の式
（２）のΔｇが−Δｇとなり、発散しているＹ軸ではΔ
ｇは変化しない。従って、Δｇ，Ｖmは以下のような式
となる。
【００３９】 Δｇ＝−（ｍx−１）×Ｌx （６） Ｖm＝Ｖx×（ｍy／（１＋Δｇ／Ｌy）−１） （７） これに従って、先の実施例１と同様にＸ，Ｙ方向の倍率
補正を行う。
補正を行う。
【００４０】＜実施例４＞次に、Ｘ軸方向の倍率補正に
ウエハの熱歪を利用した実施例を説明する。
ウエハの熱歪を利用した実施例を説明する。
【００４１】ウエハに熱歪を与えることによってＸ軸方
向の倍率補正を行う手順は以下の通りである。
向の倍率補正を行う手順は以下の通りである。
【００４２】（１）ウエハの補正倍率ｍx，ｍyを測定す
る。これは実施例１と同様である。例えば、ｍx−１＝
2.0E-6， ｍy−１＝3.0E-6であったとする。
る。これは実施例１と同様である。例えば、ｍx−１＝
2.0E-6， ｍy−１＝3.0E-6であったとする。
【００４３】（２）ウエハの線膨張係数をα、露光中の
温度をＴeとし、ウエハの初期温度Ｔwを求める。ここで
は、Ｘ軸方向の倍率補正のみを考える。
温度をＴeとし、ウエハの初期温度Ｔwを求める。ここで
は、Ｘ軸方向の倍率補正のみを考える。
【００４４】 Ｔw＝Ｔe＋（ｍx−１）／α （８） ウエハチャックの線膨張係数は、ウエハのそれに比べて
十分小さく無視できるものとする。例えば、Ｓｉウエハ
では、α＝２．４E-6(1/deg)であるから、Ｔe＝２３．
００degの場合、Ｔw＝２３．８３degとなる。
十分小さく無視できるものとする。例えば、Ｓｉウエハ
では、α＝２．４E-6(1/deg)であるから、Ｔe＝２３．
００degの場合、Ｔw＝２３．８３degとなる。
【００４５】（３）ウエハをウエハチャックに取り付け
たまま、ウエハの温度をＴwに変化させる。温度がＴeか
らＴwに変化しても、ウエハチャックは伸縮しないので
ウエハは伸縮できず、ウエハに熱応力が加わる。
たまま、ウエハの温度をＴwに変化させる。温度がＴeか
らＴwに変化しても、ウエハチャックは伸縮しないので
ウエハは伸縮できず、ウエハに熱応力が加わる。
【００４６】（４）次に、一旦ウエハをウエハチャック
から開放し、直ちに再度ウエハをウエハチャックに取り
付ける。開放された段階でウエハは温度Ｔwに対応した
倍率ｍxとなり、倍率が補正される。しかし、このまま
露光を行ったのではウエハに近接したマスクの温度もＴ
wとなりマスクに歪みが生じてしまう。
から開放し、直ちに再度ウエハをウエハチャックに取り
付ける。開放された段階でウエハは温度Ｔwに対応した
倍率ｍxとなり、倍率が補正される。しかし、このまま
露光を行ったのではウエハに近接したマスクの温度もＴ
wとなりマスクに歪みが生じてしまう。
【００４７】（５）ウエハをウエハチャックに固定した
まま、ウエハチャックの温度をＴeにする。ウエハチャ
ックの線膨張係数はウエハに比べ十分小さいので、温度
がＴwからＴeに変化しても実質的に伸縮しないとみなせ
る。
まま、ウエハチャックの温度をＴeにする。ウエハチャ
ックの線膨張係数はウエハに比べ十分小さいので、温度
がＴwからＴeに変化しても実質的に伸縮しないとみなせ
る。
【００４８】露光温度Ｔeではウエハは伸縮しようとす
るが、伸縮する力より強い力でウエハをウエハチャック
に固定すると、温度Ｔwの大きさを保ったまま露光温度
Ｔeとなり、露光温度ＴeでＸ軸方向の倍率補正がなされ
る。
るが、伸縮する力より強い力でウエハをウエハチャック
に固定すると、温度Ｔwの大きさを保ったまま露光温度
Ｔeとなり、露光温度ＴeでＸ軸方向の倍率補正がなされ
る。
【００４９】以上の手順によってＸ軸方向の倍率補正が
完了したら、次に、Ｙ軸方向の倍率補正を実施する。こ
れは先の実施例と同様に、露光中にウエハに対して走査
方向にマスクを相対移動させることによって行う。
完了したら、次に、Ｙ軸方向の倍率補正を実施する。こ
れは先の実施例と同様に、露光中にウエハに対して走査
方向にマスクを相対移動させることによって行う。
【００５０】マスク移動速度Ｖmは、 Ｖm＝（ｍy／ｍ′y−１）×Ｖs （９） であり、例えば、マスク・ウエハの移動速度がＶs＝５
０．０(mm/sec)、かつ１回の走査で露光する場合、Ｙ軸
方向の補正倍率ｍy＝1+3.0E-6，およびｍ′y＝ｍxを式
（９）に代入して、 Ｖm＝0.10(μm/sec) （１０） が得られる。
０．０(mm/sec)、かつ１回の走査で露光する場合、Ｙ軸
方向の補正倍率ｍy＝1+3.0E-6，およびｍ′y＝ｍxを式
（９）に代入して、 Ｖm＝0.10(μm/sec) （１０） が得られる。
【００５１】従って、露光中にマスク・ウエハの移動方
向と同方向に、ウエハ対してマスクを速度０．１０(μm
/sec)で移動させればよい。
向と同方向に、ウエハ対してマスクを速度０．１０(μm
/sec)で移動させればよい。
【００５２】＜実施例５＞次に、第５の実施例について
図７を用いて説明する。本実施例は、凸面ミラーによっ
て拡大した放射光束を固定してマスク及びウエハに指向
させ、これに対して横切る方向に、所定幅の開口を有す
る移動シャッタを走らせることによって、実質的に走査
露光を行なものである。
図７を用いて説明する。本実施例は、凸面ミラーによっ
て拡大した放射光束を固定してマスク及びウエハに指向
させ、これに対して横切る方向に、所定幅の開口を有す
る移動シャッタを走らせることによって、実質的に走査
露光を行なものである。
【００５３】図７に示すように、発光点１１から放射さ
れた放射光１は、凸面ミラー２１によって拡大され、Ｘ
線マスク２に向けて指向される。ここで、凸面ミラー２
１によって拡大された放射光１２の強度分布は、拡大し
た方向（図中、Ｙ軸方向）に沿って概略ガウス分布状で
不均一である。また、Ｘ軸方向に関してはほぼ均一な強
度強度分布を有する。
れた放射光１は、凸面ミラー２１によって拡大され、Ｘ
線マスク２に向けて指向される。ここで、凸面ミラー２
１によって拡大された放射光１２の強度分布は、拡大し
た方向（図中、Ｙ軸方向）に沿って概略ガウス分布状で
不均一である。また、Ｘ軸方向に関してはほぼ均一な強
度強度分布を有する。
【００５４】このＹ軸方向の強度分布を解消して均一な
露光強度分布を得るためにシャッタ２２が設けられてい
る。シャッタ２２は、所定幅の開口２３をもったベルト
と、ベルトをＹ軸方向に移動させるための回転ドラムと
を有している。ベルトの移動速度を変化させ露光量域の
部位に応じて移動速度をコントロールして、各部位で露
光時間を変えることによって、露光量域全面で均一な露
光量を得ることができる。拡大された放射光１２は、マ
スク２に対して固定されているが、シャッタ２２の開口
２３がＹ軸方向に移動することによって、結果として放
射光がマスク面上を移動走査することになる。
露光強度分布を得るためにシャッタ２２が設けられてい
る。シャッタ２２は、所定幅の開口２３をもったベルト
と、ベルトをＹ軸方向に移動させるための回転ドラムと
を有している。ベルトの移動速度を変化させ露光量域の
部位に応じて移動速度をコントロールして、各部位で露
光時間を変えることによって、露光量域全面で均一な露
光量を得ることができる。拡大された放射光１２は、マ
スク２に対して固定されているが、シャッタ２２の開口
２３がＹ軸方向に移動することによって、結果として放
射光がマスク面上を移動走査することになる。
【００５５】放射光１２は、Ｘ軸方向に関しては、発光
点１１を点光源とする発散された放射光とみなすことが
でき、また、Ｙ軸方向に関しては、凸面ミラー２１を点
光源とする発散された放射光とみなすことができる。よ
って、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで転写倍率が異なってしま
う。
点１１を点光源とする発散された放射光とみなすことが
でき、また、Ｙ軸方向に関しては、凸面ミラー２１を点
光源とする発散された放射光とみなすことができる。よ
って、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで転写倍率が異なってしま
う。
【００５６】これを解消するために、シャッタ２２の開
口２３の移動に同期して、マスクステージ４を移動させ
てＹ軸方向の倍率補正を行う。また、Ｘ軸方向（及びＹ
軸方向）の倍率補正については先に説明した実施例と同
様に、ウエハ又はマスクの間のプロキシミティギャップ
の調整もしくはウエハ（又はマスク）の温度調節によっ
て行うことができる。
口２３の移動に同期して、マスクステージ４を移動させ
てＹ軸方向の倍率補正を行う。また、Ｘ軸方向（及びＹ
軸方向）の倍率補正については先に説明した実施例と同
様に、ウエハ又はマスクの間のプロキシミティギャップ
の調整もしくはウエハ（又はマスク）の温度調節によっ
て行うことができる。
【００５７】以下、Ｙ軸方向の倍率補正について説明す
る。
る。
【００５８】Ｙ軸方向の倍率補正は、シャッタの開口部
２３の移動速度（言い換えれば、ビームのスキャン速
度）をＶshとすると、式（９）から、マスク移動速度Ｖ
mは Ｖm＝（ｍy／ｍy′−１）Ｖsh （１１） として露光転写を行う。
２３の移動速度（言い換えれば、ビームのスキャン速
度）をＶshとすると、式（９）から、マスク移動速度Ｖ
mは Ｖm＝（ｍy／ｍy′−１）Ｖsh （１１） として露光転写を行う。
【００５９】シャッタの開口部２３の移動速度は、マス
ク面上に照射されているＸ線強度に依存し所定の速度プ
ロファイルに従って非等速で移動するので、式（１１）
の関係を保ったまま、シャッタの開口部の移動速度Ｖsh
に応じてマスク移動速度Ｖｍを変化させる。なお、シャ
ッタの速度変化が比較的小さい場合は、マスク移動速度
Ｖｍを一定値としてもよい。
ク面上に照射されているＸ線強度に依存し所定の速度プ
ロファイルに従って非等速で移動するので、式（１１）
の関係を保ったまま、シャッタの開口部の移動速度Ｖsh
に応じてマスク移動速度Ｖｍを変化させる。なお、シャ
ッタの速度変化が比較的小さい場合は、マスク移動速度
Ｖｍを一定値としてもよい。
【００６０】＜実施例６＞次に上記説明した露光装置や
露光方法を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明
する。図７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）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路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
み立て）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。
露光方法を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明
する。図７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）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路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
み立て）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。
【００６１】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置や露光方法
によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
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。本実
施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高
集積度の半導体デバイスを製造することができる。
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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置や露光方法
によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
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。本実
施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高
集積度の半導体デバイスを製造することができる。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、シンクロトロン放射光
などを用いた走査露光に好適な転写倍率補正を行うこと
ができ、高精度な露光が可能となる。
などを用いた走査露光に好適な転写倍率補正を行うこと
ができ、高精度な露光が可能となる。
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】プロキシミティ露光の発散角を説明する図であ
る。
る。
【図３】実施例の露光装置の説明図である。
【図４】実施例を動作を説明する図である。
【図５】別の実施例の露光装置の説明図である。
【図６】別の実施例の露光装置の説明図である。
【図７】別の実施例の露光装置の説明図である。
【図８】半導体デバイスの製造フローを示す図である。
【図９】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
る。
１ 放射光 ２ Ｘ線マスク ３ ウエハ ４ マスクステージ ５ ウエハステージ ６ Ｘ線ミラー揺動装置 ７ Ｘ線ミラー １１ 発光点
Claims (8)
- 【請求項１】 マスクのパターンをウエハに転写する方
法であって、マスクとウエハを所定の関係で保持するス
テップと、該マスクとウエハに対して、ビームを相対的
に走査するステップと、該走査に同期して、ウエハとマ
スクを走査方向に相対的に微小移動させるステップとを
有することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 ビーム走査は、スキャニングミラーによ
ってビームを偏向することによって行うことを特徴とす
る請求項１記載の露光方法。 - 【請求項３】 ビーム走査は、ビームに対してマスク及
びウエハを共に移動させることを特徴とする請求項１記
載の露光方法。 - 【請求項４】 ビーム走査は、ビームに対してシャッタ
を移動させることによって行うことを特徴とする請求項
１記載の露光方法。 - 【請求項５】 ビームはシンクロトロン放射光であるこ
とを特徴とする請求項１記載の露光方法。 - 【請求項６】 さらにウエハとマスクとのギャップを調
整するステップを有することを特徴とする請求項１記載
の露光方法。 - 【請求項７】 さらにウエハ又はマスクの温度を調整す
るステップを有することを特徴とする請求項１記載の露
光方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの露光方法を有
する工程によって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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06415895A JP3287725B2 (ja) | 1994-06-07 | 1995-03-23 | 露光方法とこれを用いたデバイス製造方法 |
| US08/455,154 US5604779A (en) | 1994-06-07 | 1995-05-31 | Optical exposure method and device formed by the method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-125104 | 1994-06-07 | ||
| JP12510494 | 1994-06-07 | ||
| JP06415895A JP3287725B2 (ja) | 1994-06-07 | 1995-03-23 | 露光方法とこれを用いたデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855785A true JPH0855785A (ja) | 1996-02-27 |
| JP3287725B2 JP3287725B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=26405292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06415895A Expired - Fee Related JP3287725B2 (ja) | 1994-06-07 | 1995-03-23 | 露光方法とこれを用いたデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5604779A (ja) |
| JP (1) | JP3287725B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5994003A (en) * | 1996-09-24 | 1999-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure method and mask therefor |
| JP2008022017A (ja) * | 2003-05-06 | 2008-01-31 | Marvell World Trade Ltd | 超低インダクタンス多層セラミックコンデンサ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3666951B2 (ja) | 1995-10-06 | 2005-06-29 | キヤノン株式会社 | マーク検出方法、これを用いた位置合わせ方法、露光方法及び装置、ならびにデバイス生産方法 |
| US6144719A (en) * | 1996-01-22 | 2000-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method, exposure device and device producing method |
| JP3634563B2 (ja) * | 1997-05-09 | 2005-03-30 | キヤノン株式会社 | 露光方法および装置並びにデバイス製造方法 |
| JP3377165B2 (ja) * | 1997-05-19 | 2003-02-17 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置 |
| JP3332872B2 (ja) * | 1998-10-27 | 2002-10-07 | キヤノン株式会社 | 露光方法 |
| JP3387834B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2003-03-17 | キヤノン株式会社 | Ｘ線露光方法およびデバイス製造方法 |
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