JPS6254437A - Ｘ線露光装置 - Google Patents
Ｘ線露光装置Info
- Publication number
- JPS6254437A JPS6254437A JP60194579A JP19457985A JPS6254437A JP S6254437 A JPS6254437 A JP S6254437A JP 60194579 A JP60194579 A JP 60194579A JP 19457985 A JP19457985 A JP 19457985A JP S6254437 A JPS6254437 A JP S6254437A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- exposure
- alignment
- wafer
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
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）
本発明は半導体装置等の製造工程に於ける微細パターン
の高精度転写を目的とするＸ線露光装置に関する。
の高精度転写を目的とするＸ線露光装置に関する。
（従来の技術）
Ｘ線露光法は、従来の光露光法に於いて用いられている
紫外線に比べて波長が約３桁短い軟Ｘ線を図形の転写媒
体として用いる為、光の回折による図形の転写ボケが小
さく、微細パターンの高精度転写が可能であるという長
所を有する。当初Ｘ線露光法は、大口径ウェハに対して
も相応の面積を有する露光マスクを用いて、一度の露光
プロセスでウェハ全面に所望のパターンを転写する一括
転写方式が有利であろうと考えられていたが、半導体技
術の進歩によりウェハの外径が５〜６インチと大きくな
るにつれて、このような大口径ウェハを一度で露光する
ことは困難となってきた。この理由は、Ｘ線露光マスク
の大口径化により、温度又は湿度の変化に伴なうマスク
のピッチずれが大きくなるほか、Ｘ線露光マスク及びウ
ェハの反りによるマスク−ウェハ間のギャップ設定精度
が低下する為、点状のＸ線源を用いたＸ線露光装置の場
合には、半影ボケや幾何学的位置ずれが増大してパター
ン転写精度及び位置合せ精度が低下する為である。また
、Ｘ線露光マスクの寸法が大きくなるにつれて、マスク
基板やパターンの形成も一層困難になる。
紫外線に比べて波長が約３桁短い軟Ｘ線を図形の転写媒
体として用いる為、光の回折による図形の転写ボケが小
さく、微細パターンの高精度転写が可能であるという長
所を有する。当初Ｘ線露光法は、大口径ウェハに対して
も相応の面積を有する露光マスクを用いて、一度の露光
プロセスでウェハ全面に所望のパターンを転写する一括
転写方式が有利であろうと考えられていたが、半導体技
術の進歩によりウェハの外径が５〜６インチと大きくな
るにつれて、このような大口径ウェハを一度で露光する
ことは困難となってきた。この理由は、Ｘ線露光マスク
の大口径化により、温度又は湿度の変化に伴なうマスク
のピッチずれが大きくなるほか、Ｘ線露光マスク及びウ
ェハの反りによるマスク−ウェハ間のギャップ設定精度
が低下する為、点状のＸ線源を用いたＸ線露光装置の場
合には、半影ボケや幾何学的位置ずれが増大してパター
ン転写精度及び位置合せ精度が低下する為である。また
、Ｘ線露光マスクの寸法が大きくなるにつれて、マスク
基板やパターンの形成も一層困難になる。
この為、近年Ｘ線露光装置に於いても、従来の縮小投影
型紫外線露光装置のように、エチップないし故チップ分
のパターンを形成したマスクを用いて、ウェハを移動さ
せながら小領域に分割して繰り返し露光するいわゆるス
テップ・アンド・リピート露光が、微小パターンを高精
度で露光する為に適していると考えられるようになった
。
型紫外線露光装置のように、エチップないし故チップ分
のパターンを形成したマスクを用いて、ウェハを移動さ
せながら小領域に分割して繰り返し露光するいわゆるス
テップ・アンド・リピート露光が、微小パターンを高精
度で露光する為に適していると考えられるようになった
。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記のようなステップ・アンド・リピートＸ
線露光においては、次に述べるような問題点があること
が最近認識され始めている。
線露光においては、次に述べるような問題点があること
が最近認識され始めている。
第２図は従来の一般的なステップ・アンド・リピート用
Ｘ線露光マスクの模式的な平面構造を示す。図中２１は
Ｘ線を透過し易い材料で形成した薄膜（以後Ｘ線透過層
と称する）で、Ｘ線を良く吸収する材料から成るチップ
パターン２２及びアライメントマーク２３を支持する。
Ｘ線露光マスクの模式的な平面構造を示す。図中２１は
Ｘ線を透過し易い材料で形成した薄膜（以後Ｘ線透過層
と称する）で、Ｘ線を良く吸収する材料から成るチップ
パターン２２及びアライメントマーク２３を支持する。
更に前記薄膜２１は、その周囲を異方性エツチング液を
用いて高精度に加工したＳｉ製フレーム２４で支持され
ており、′このＳｉフレーム２４は、該Ｘ線露光マスク
をＸ線露光装置に固定したり、又は取り扱いの際の被把
持部となる。上記のような構造を有するＸ線露光マスク
を用いてステップ、アンド・リピート方式により、露光
する場合、ウェハ１枚当りから取れるチップ数をできる
限り多くとる為には、隣接するショット間のチップ間隔
を極力小さくして露光する必要がある。ところがこの場
合、第３図に示すように、チップ領域３１の周囲にある
アライメントマーク２３が設けられた余白領＠３２が、
互いに隣接するショットに於いて斜線部３３のように重
なり合う為、本来露光すべきでない部分が露光されてし
まうという不都合があった。
用いて高精度に加工したＳｉ製フレーム２４で支持され
ており、′このＳｉフレーム２４は、該Ｘ線露光マスク
をＸ線露光装置に固定したり、又は取り扱いの際の被把
持部となる。上記のような構造を有するＸ線露光マスク
を用いてステップ、アンド・リピート方式により、露光
する場合、ウェハ１枚当りから取れるチップ数をできる
限り多くとる為には、隣接するショット間のチップ間隔
を極力小さくして露光する必要がある。ところがこの場
合、第３図に示すように、チップ領域３１の周囲にある
アライメントマーク２３が設けられた余白領＠３２が、
互いに隣接するショットに於いて斜線部３３のように重
なり合う為、本来露光すべきでない部分が露光されてし
まうという不都合があった。
上記の余白領域３２は、Ｘ線吸収体パターンの形成材料
で被覆しても、一般に該Ｘ線吸収体による軟Ｘ線の吸収
率は高々９５％程度である為、ｌショット当り５％ない
し１０数％程度のＸ線がマスクを透過してレジストを露
光する。したがって第３図の斜線部３３のように重なり
合った領域では、露光による影響が顕著に現われ、正常
なパターン形成が困難となる。
で被覆しても、一般に該Ｘ線吸収体による軟Ｘ線の吸収
率は高々９５％程度である為、ｌショット当り５％ない
し１０数％程度のＸ線がマスクを透過してレジストを露
光する。したがって第３図の斜線部３３のように重なり
合った領域では、露光による影響が顕著に現われ、正常
なパターン形成が困難となる。
上記の問題は、前記の空白領域をＳｉフレームで覆うよ
うにすれば解決されるが、アライメントマークを検出す
る為の対物顕微鏡の外径上の制約から、Ｘ線露光マスク
上のアライメントマーク相互の距離を一定値以上に離す
必要があり、また該アライメントマークは、少なくとも
該Ｓｉ７レームの開口領域に形成する必要がある為、第
２図に示したような構造のＸ線露光マスクを用いる場合
には、チップパターンの寸法によってその周囲に余白領
域が生ずることは避けられない。したがって第２図に示
したような構造のＸ線露光マスクを用いてステップ・ア
ンド・リピート露光を行なう場合には、Ｘ線露光マスク
のチップパターンの周囲の余白領域３２の重なりが生じ
ないようにチップ間隔を離して露光する必要があり、そ
の結果ウェハ１枚当りのチップの収率は大幅に低下して
しまうという欠点があった。
うにすれば解決されるが、アライメントマークを検出す
る為の対物顕微鏡の外径上の制約から、Ｘ線露光マスク
上のアライメントマーク相互の距離を一定値以上に離す
必要があり、また該アライメントマークは、少なくとも
該Ｓｉ７レームの開口領域に形成する必要がある為、第
２図に示したような構造のＸ線露光マスクを用いる場合
には、チップパターンの寸法によってその周囲に余白領
域が生ずることは避けられない。したがって第２図に示
したような構造のＸ線露光マスクを用いてステップ・ア
ンド・リピート露光を行なう場合には、Ｘ線露光マスク
のチップパターンの周囲の余白領域３２の重なりが生じ
ないようにチップ間隔を離して露光する必要があり、そ
の結果ウェハ１枚当りのチップの収率は大幅に低下して
しまうという欠点があった。
本発明の目的は、上記のごとき、従来のステップ・アン
ド・リピートＸ線露光に於ける問題点を改善し、転写チ
ップの寸法に関わらず、常に隣接ショットの影響が無く
、しかもチップ間隔を近接して露光可能なステップ・ア
ンド・リピートＸ線露光装置を提供することにある。
ド・リピートＸ線露光に於ける問題点を改善し、転写チ
ップの寸法に関わらず、常に隣接ショットの影響が無く
、しかもチップ間隔を近接して露光可能なステップ・ア
ンド・リピートＸ線露光装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明のＸ線露光装置は、Ｘ線露光マスクとウェハ相互
のギャップ調整と位置合せを行なう為のアライメントマ
ークを、対物顕微鏡を用いてＸ線源から遮蔽しながらＸ
線を露光対象へ照射することを特徴とする。
のギャップ調整と位置合せを行なう為のアライメントマ
ークを、対物顕微鏡を用いてＸ線源から遮蔽しながらＸ
線を露光対象へ照射することを特徴とする。
（作用）
本発明のＸ線露光装置は、転写すべきチップパターンと
アライメントマークとを、Ｓｉ等の補強支持枠で二次元
的に分離されたＸ線透過層上にそれぞれ独立して設けた
Ｘ線露光マスクをレジストを塗布したウェハ上に近接し
て配置し、前記アライメントマークを用いて光学的に所
定のマスクアライメントを行なった後、該アライメント
マークを支持するＸ線透過層領域全域を、アライメント
用の対物顕微鏡を用いて遮蔽した状態でＸ線を照射し、
前記チップパターンのみをウェハ上のレジストに転写す
るものである。上記の方法によれば、該チップパターン
は、アライメントマークとはＳｉ等の補強支持枠によっ
て分離して形成される為、該転写パターンの周囲は、前
記補強支持枠を用いて遮蔽することができ、ステップ・
アンド・リピートＸ線露光に於ける二重露光領域の発生
を防ぐことができる。また、アライメントマークを形成
したＸ線透過層領域は、ステップ・アンド・リピートＸ
線露光に於いて隣接する露光ステップに於いて転写され
るパターンに重なって露光されるのを防ぐ為、アライメ
ント用対物顕微鏡を用いてＸ線源から放射されるＸ線を
遮蔽する。この結果、本発明のＸ線露光装置によれば、
所望のチップパターンは、隣接する露光領域の影響を全
く受けずに、互いに近接してウェハ上に転写することが
できる。
アライメントマークとを、Ｓｉ等の補強支持枠で二次元
的に分離されたＸ線透過層上にそれぞれ独立して設けた
Ｘ線露光マスクをレジストを塗布したウェハ上に近接し
て配置し、前記アライメントマークを用いて光学的に所
定のマスクアライメントを行なった後、該アライメント
マークを支持するＸ線透過層領域全域を、アライメント
用の対物顕微鏡を用いて遮蔽した状態でＸ線を照射し、
前記チップパターンのみをウェハ上のレジストに転写す
るものである。上記の方法によれば、該チップパターン
は、アライメントマークとはＳｉ等の補強支持枠によっ
て分離して形成される為、該転写パターンの周囲は、前
記補強支持枠を用いて遮蔽することができ、ステップ・
アンド・リピートＸ線露光に於ける二重露光領域の発生
を防ぐことができる。また、アライメントマークを形成
したＸ線透過層領域は、ステップ・アンド・リピートＸ
線露光に於いて隣接する露光ステップに於いて転写され
るパターンに重なって露光されるのを防ぐ為、アライメ
ント用対物顕微鏡を用いてＸ線源から放射されるＸ線を
遮蔽する。この結果、本発明のＸ線露光装置によれば、
所望のチップパターンは、隣接する露光領域の影響を全
く受けずに、互いに近接してウェハ上に転写することが
できる。
（実施例）
本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図は、本発明のＸ線露光装置を説明する為の模式断
面図で、１１はＡｕ、 Ｐｔ、 Ｗ、又はＴａ等の重金
属で形成したチップパターン、１２は前記チップパター
ンと同一の材料で形成したアライメントマーク、１３は
シリコン窒化膜、窒化ボロン、ポリイミド、炭化シリコ
ン、ダイヤモンド状炭素膜又はｐ＋シリコン単結晶等の
いずれか若しくはそれ等の複合膜で形成したＸ線透過層
、１４は該Ｘ線透過層を補強支持するＳｉの補強支持枠
をそれぞれ示す。上記の１１から１４に至る各番号で示
した部品で構成されるＸ線露光マスクに於いては、チッ
プパターン１１の外周領域は補強支持枠１４によって余
分な空白領域が生じないように遮蔽されており、この補
強支持枠１４は、Ｘ線露光プロセスに於いて照射される
軟Ｘ線をほぼ１００％吸収してしまう為、図中で示した
補強支持枠の内のりを１ピツチとするステップ・アンド
・リピート露光をすれば、二重露光領域を生じずに高密
度のパターン転写が可能となる。但し、アライメントマ
ーク１２を形成した領域は、ステップ・アンド・リピー
トＸ線露光によって隣接する露光領域に於けるチップパ
ターンに重なって露光されるのを防ぐ為、Ｘ線露光プロ
セスに於いて対物顕微鏡１５によって、Ｘ線源１７から
放射されるＸ線から遮蔽される。すなわち、チップパタ
ーン１１を遮蔽しないような位置に対物顕微鏡１５を設
定したとき、その対物顕微鏡１５によって遮蔽されるよ
うな寸法で、かつアライメントマーク１２、又はマスク
の下側に位置するウェハ上のアライメントマークを観察
し得るように、補強支持枠１４に窓１４ａが形成される
。このため、本実施例においては、Ｘ線露光を行なって
いる間も、対物顕微鏡１５によってマスクのアライメン
トマーク１２とウェハ上のアライメントマークとを観察
し、マスクとウェハの位置ずれを逐時検出することがで
きる。このことは、露光中に発生したマスクとウェハと
の位置ずれを光電検出し、マスクやウェハを保持するス
テージの位置制御にフィードバックをかけることができ
ることを意味し、露光中においてもマスクやウェハの相
対的な位置ずれが極めて小さく押えられる点で有効であ
る。従って第１図に示した本実施例によれば、アライメ
ントマーク１２の隣接する露光領域への露光防止という
効果以外に、露光中においてもマスクとウェハのアライ
メント（位置決め）動作ができるといった効果が得られ
る。
面図で、１１はＡｕ、 Ｐｔ、 Ｗ、又はＴａ等の重金
属で形成したチップパターン、１２は前記チップパター
ンと同一の材料で形成したアライメントマーク、１３は
シリコン窒化膜、窒化ボロン、ポリイミド、炭化シリコ
ン、ダイヤモンド状炭素膜又はｐ＋シリコン単結晶等の
いずれか若しくはそれ等の複合膜で形成したＸ線透過層
、１４は該Ｘ線透過層を補強支持するＳｉの補強支持枠
をそれぞれ示す。上記の１１から１４に至る各番号で示
した部品で構成されるＸ線露光マスクに於いては、チッ
プパターン１１の外周領域は補強支持枠１４によって余
分な空白領域が生じないように遮蔽されており、この補
強支持枠１４は、Ｘ線露光プロセスに於いて照射される
軟Ｘ線をほぼ１００％吸収してしまう為、図中で示した
補強支持枠の内のりを１ピツチとするステップ・アンド
・リピート露光をすれば、二重露光領域を生じずに高密
度のパターン転写が可能となる。但し、アライメントマ
ーク１２を形成した領域は、ステップ・アンド・リピー
トＸ線露光によって隣接する露光領域に於けるチップパ
ターンに重なって露光されるのを防ぐ為、Ｘ線露光プロ
セスに於いて対物顕微鏡１５によって、Ｘ線源１７から
放射されるＸ線から遮蔽される。すなわち、チップパタ
ーン１１を遮蔽しないような位置に対物顕微鏡１５を設
定したとき、その対物顕微鏡１５によって遮蔽されるよ
うな寸法で、かつアライメントマーク１２、又はマスク
の下側に位置するウェハ上のアライメントマークを観察
し得るように、補強支持枠１４に窓１４ａが形成される
。このため、本実施例においては、Ｘ線露光を行なって
いる間も、対物顕微鏡１５によってマスクのアライメン
トマーク１２とウェハ上のアライメントマークとを観察
し、マスクとウェハの位置ずれを逐時検出することがで
きる。このことは、露光中に発生したマスクとウェハと
の位置ずれを光電検出し、マスクやウェハを保持するス
テージの位置制御にフィードバックをかけることができ
ることを意味し、露光中においてもマスクやウェハの相
対的な位置ずれが極めて小さく押えられる点で有効であ
る。従って第１図に示した本実施例によれば、アライメ
ントマーク１２の隣接する露光領域への露光防止という
効果以外に、露光中においてもマスクとウェハのアライ
メント（位置決め）動作ができるといった効果が得られ
る。
また本実施例における対物顕微鏡１５が、チップパター
ン１１のサイズ、マーク配置に対応すべく可動になって
いる場合には、上記のような露光中のアライメント動作
を必ずしも行なう必要はなく、アライメントマーク１２
を使ってアライメントした後、対物顕微鏡１５によって
窓１４ａがＸ線から遮蔽されるような位置まで、対物顕
微鏡１５を退避させてから、露光を行なうようにしても
同様の効果が得られる。
ン１１のサイズ、マーク配置に対応すべく可動になって
いる場合には、上記のような露光中のアライメント動作
を必ずしも行なう必要はなく、アライメントマーク１２
を使ってアライメントした後、対物顕微鏡１５によって
窓１４ａがＸ線から遮蔽されるような位置まで、対物顕
微鏡１５を退避させてから、露光を行なうようにしても
同様の効果が得られる。
（発明の効果）
本発明のＸ線露光装置によれば、所望のチップパターン
は、隣接する露光領域の影響を全く受けることなく、互
いに近接してステップ・アンド・リピート露光転写が可
能であり、高密度のパターン転写が可能である。
は、隣接する露光領域の影響を全く受けることなく、互
いに近接してステップ・アンド・リピート露光転写が可
能であり、高密度のパターン転写が可能である。
第１図は本発明のＸ線露光装置を説明する為の模式断面
図、第２図は従来の一般的ステップ・アンド・リピート
用Ｘ線露光マスクの模式平面図、第３図は上記Ｘ線露光
マスクを用いたステップ・アンド・リピー）Ｘ線露光に
於いて生ずる二重露光領域を示すウェハの模式平面図を
それぞれ示す。図中各番号は、それぞれ次のものを示す
。
図、第２図は従来の一般的ステップ・アンド・リピート
用Ｘ線露光マスクの模式平面図、第３図は上記Ｘ線露光
マスクを用いたステップ・アンド・リピー）Ｘ線露光に
於いて生ずる二重露光領域を示すウェハの模式平面図を
それぞれ示す。図中各番号は、それぞれ次のものを示す
。
Claims (1)
- Ｘ線マスク上に設けられたアライメントマークを対物
顕微鏡を用いてＸ線源から遮蔽しつつＸ線を露光対象へ
照射することを特徴とするＸ線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194579A JPS6254437A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | Ｘ線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194579A JPS6254437A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | Ｘ線露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254437A true JPS6254437A (ja) | 1987-03-10 |
Family
ID=16326888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194579A Pending JPS6254437A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | Ｘ線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254437A (ja) |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60194579A patent/JPS6254437A/ja active Pending
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