JPS587055B2 - プロキシミテイ・アライナ−におけるギヤツプ設定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プロキシミテイ・アライナーにおけるギャッ
プ設定装置に関する。

半導体装置製造においては、マスクのパターンを半導体
基板（以下ウエハと呼ぶ）面上に塗布された感光剤に転
写することが行われる。

この転写方法には種々の方法がとられているが、その内
にマスクとウエハを近接（例えば数μｍの間隔をあけて
）させた状態で支持し、マスク上方より紫外線、軟Ｘ線
又はイオンビーム等を照射する、いわゆるプロキシミテ
イ法がある。

このプロキシミテイ法におけるマスクとウエノ八の間隙
（以下ギャップと呼ぶ）は非常に小さく、所定のギャッ
プを得ることが非常に難しく種々の方法が考案されてい
る。

例えば、第１図に示す機械的基準面を用いた装置がある
。

以下この従来装置を説明する。まず第１図ａにおいて、
所定のギャップグに相当する段差１ａをもった工具１を
マスクテーブル２に真空吸着固定する。

ウエハ３をウエハチャック４を介して下方から押しあげ
る機構５で下方から工具１に押しつける。

この状態で−Ｆ方から押しあげる機構５を不図示の機構
でクランプする。

このウエハチャック４の下面は球面座となっているから
、ウエハ３が楔状をしていてもウエハ３の上面は工具１
の面に密着させられる。

次に第１図ｂにおいて、マスクテーブル２と工具１との
間の真空をきって工具１を取り除き、代りにマスク６を
マスクテーブル２の面に真空吸着すると、マスク６とウ
エハ３間に所定のギャップグが得られる。

第２図は、他の従来装置の例で、３個のギャップセンサ
ーを用いてマスクとウエハのギヤツプを設定する装置で
ある。

第２図において、ウエハ２１はウエハチャック２２に真
空吸着保持されている。

ウエハチャック２２は３個のねじ（第２図には２３Ａ，
２３Ｂの２個のみ現われている）で支えられている。

ウエハチャック２２の高さ及び面方向は、３個のねじに
接続された３個のモータ（図には２４Ａ，２４Ｂの２個
のみ現われている）で調整できる。

ウエハチャック２２は支持台２５との間に張設された引
張ぱね２６で下方に引張られている。

マスク２７は、マスクホルダ２８に真空吸着固定されて
いる。

マスクホルダ２８はマスクテーブル２９に真空吸着固定
されている。

マスクホルダ２８には、ギヤツプセンサー（図では３０
Ａ，３０Ｂの２個のみ現われている）が３個マスク２７
を囲むように組込まれており、これによってマスクとウ
エハのギャップが測定できるようになっている。

すなわち、３個のギャップセンサーの値をみながら３個
のモータを制御することによりマスクとウエハのギャッ
プを任意の値に調整することができる。

上記した従来装置を使用するに際して次の問題を解決す
る必要がある。

その問題とは、ウエハ表面の平面度が十分に良くないこ
とであり、特に最近の傾向であるウエハの大口径化に伴
いますます悪化してきている。

このような問題のあるウエハ面上に従来装置を使って転
写を行うと、平面度の差によってギャップに差ができる
ためウエハ全面についてのギャップが正しい値とはなら
ない。

したがって、ウエハ全面について正しく転写ができない
ことになる。

この欠点を避ける方法としては、ウエハの平面度の得ら
れる小領域にわけて、各領域毎に転写をくり返す方法が
とられている。

しかし、この方法に対しては前述の従来装置は次のよう
な欠点をもつ。

すなわち、第１図で示した装置では、転写毎にマスクを
はずして工具をセットしなければならないから手数がか
Ｘりすぎる。

またウエハ面に工具がくり返し接触するからウエハ面に
傷がつきやすい。

また、第２図で示した装置では、マスクを囲むようにギ
ャップセンサーを配設してウエハの転写部分の外側でギ
ャップ測定を行っているので、ギャップ設定精度が十分
でない。

また、ウエハの端部に転写を行おうとするとき、ギャッ
プセンサーの１個又は２個がウエハの外側にはみだしギ
ャップの測定ができないという欠点がある。

本発明の目的は、従来装置のこれらの欠点を除いた、ギ
ャップ設定装置を提供することにある。

以下、本発明を各実施例を示す第３図、第４図を用いて
説明する。

第１実施例を示す第３図において、ウエハ３１はウエハ
ホルダ３２の上面に真空吸着保持されている。

ウエハホルダ３２は、Ｚステージ３３、ＸＹステージ３
４の上に組まれており、計算機３５の指令によってそれ
ぞれＺ方向；Ｘ方向；Ｙ方向に移動できる。

Ｚステージ、ＸＹステージはそれぞれ不図示のサーボモ
ータでコントロールされている。

マスク３６はマスクホルダ３７に真空吸着保持されてい
る。

マスクホルダ３７はマスクテーブル３８に真空吸着保持
されている。

マスクテーブル３８に１個のギャップセンサー３９が組
み込まれている。

以下作動について説明する。

まずＺステージ３３を一定位置に固定する。

ＸＹステージ３４を移動して、ウエハ３１をギャップセ
ンサー３９の下で走査しウエハ３１上の各点の座標（ｘ
，ｙ）に対するウエハの高さ（ｚ）を測定してその値を
計算機３５に記憶させる。

次にＸＹステージ３４をマスク３６の下に移動してウエ
ハ３１面上に塗布された感光剤にマスクのパターンをく
り返し転写をしていくが、そのとき計算機３５に記憶し
てあるウエハ３１上の各点の座標に対するウエハの高さ
の値に応じてＺステージ３３をコントロールして、マス
ク３６とウエハ３１の転写部分のギャップを常に一定に
なるようにする。

以上の如く作動させて、ウエハ全面にわたり常に一定の
ギャップで転写することができる。

本実施例ではギャップセンサーを１個用いた例を述べた
が、測定の効率をあげるため複数個のセンサーを並べて
使用することも可能である。

第４図は本発明の第２実施例を示す。

第３図さの差異は、ギャップセンサがマスクホルダに組
み込まれてマスクの転写領域の中心から、転写領域の幅
Ｌだけ右側に位置していることである。

同一図番は第３図の部材と同じものである。以下、作動
について説明する。

まず、ＸＹステージ３４を制御しウエハ３１上の転写し
たい部分を１個のギャップセンサ４０の真下にもってく
る。

この状態でギャップセンサー４０の測定値によって、Ｚ
ステージ３３をコントロールし、ギャップを所定の値に
設定する。

次にＸＹステージ３４をＬだけ左方に移動してマスク３
６による第１領域の転写を行なう。

第１領域の転写が終るとギャップセンサ４０の真下に第
２領域がきているので、再びギャップセンサー４０の測
定値によってＺステージ３３をコントロールする。

次にＸＹステージ３４をＬだけ左方へ移動してマスク３
６による第２領域の転写を行う。

以下、同様にしてくり返して全領域の転写を行なう。

第２実施例を用いると、ウエハの千面度についての情報
を計算機３５に記憶する必要がないので計算機の容量は
小さくてすむ。

以上の如き本発明によれば、ウエハを走査してウエハ上
の各点の高さを測定する測定手段３９，４０、該ウエハ
上の各点の高さの値を記憶する記憶千段３５、マスクの
下までウエハを移動させ、記憶手段の記憶しているウエ
ハ上の各点の高さに応じてマスクとウエハのギャップを
コントロールする移動千段３３，３４とを設けたから、
ウエハの周辺部でもマスクとウエハのギャップ設定が可
能となり、ウエハ全面についてマスクのパターンの正し
い転写が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の従来例であるギャップ設定装置、第２
図は第２の従来例であるギャップ設定装置を示す。 第３図は本発明の第１実施例、第４図は第２実施例を示
す。 主要部分の符号の説明、３１・・・ウエハ、３２・・・
ウエハホルダ、３３・・・Ｚステージ｝・・・移動手段
、３４・・・ＸＹステージ｝・・・移動手段、３５・・
・計算機・・・記憶手段、３６・・・マスク、３９，４
０・・・ギャップセンサー・・・測定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マスクとウエハを近接させた状態で支持し、マスク
   上方より紫外線又は軟Ｘ線等を照射してマスクのパター
   ンをウエハ面上に塗布された感光剤に転写するプロキシ
   ミテイ・アライナーにおいて、ウエハを走査してウエハ
   上の各点の高さを測定する測定手段、該ウエハ上の各点
   の高さの値を記憶する記憶手段、マスクの下までウエハ
   を移動させ、前記記憶手段の記憶しているウエハ上の各
   点の高さの値に応じてマスクとウエハのギャップをコン
   トロールする移動手段とを設けたことを特徴とするギャ
   ップ設定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のギャップ設定装置に
   おいて、前記測定手段をマスクホルダを真空吸着保持す
   るマスクテーブル３８に少くとも１個組み込んだギャッ
   プセンサー３９としたことを特徴とするギャップ設定装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のギャップ設定装置に
   おいて、前記測定手段をマスクを真空吸着保持するマス
   クホルダ３７にｌ個組み込んだギャツプセンサー４０と
   したことを特徴とするギャップ設定装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載のギャップ設定装置に
   おいて、前記移動手段はウエハを前記記憶手段の指令に
   よってＺ方向に移動するＺステージとＸ方向、Ｙ方向に
   移動するＸＹステージとから成ることを特徴とするギャ
   ップ設定装置。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載のギャップ設定装置に
   おいて、前記ギャップセンサー４０を、マスク３６の転
   写領域の中心と該センサーの中心の距離を前記マスクの
   転写領域Ｌと等しくなる如くマスクホルダ３７に組み込
   んだことを特徴とするギャップ設定装置。