JPH0729803A - 走査型露光装置及び該装置を用いてデバイスを製造する方法 - Google Patents

走査型露光装置及び該装置を用いてデバイスを製造する方法

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JPH0729803A JP5174313A JP17431393A JPH0729803A JP H0729803 A JPH0729803 A JP H0729803A JP 5174313 A JP5174313 A JP 5174313A JP 17431393 A JP17431393 A JP 17431393A JP H0729803 A JPH0729803 A JP H0729803A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスクのパターンを基板上のパターンに正確
に重ねる。 【構成】 マスク１とウエハ３とをＸ方向に動かすこと
によりスリット状の露光ビーム６でマスク１とウエハ３
とを走査し、描画装置によりマスク１に描かれたパター
ン２１を投影光学系２によりウエハ３のパターン２２上
に順次結像する時、回路１０２によりマスク１に描かれ
た複数個の位置合わせマーク５１の位置から描画時に生
じたパターン２１の描画誤差を検出し、駆動手段１０３
により、検出した描画誤差が補正され、パターン２１、
２２が互いに正確に重なるよう、マスクステージ４とウ
エハーステージ５の移動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型露光装置と該装
置を用いてデバイスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体デバイスの製造技術の進展
は目覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著し
い。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を有する縮
小投影露光装置（通称ステッパー）が主流であり、更な
る解像力向上にむけて光学系の開口数（ＮＡ）の拡大
や、露光波長の短波長化が計られている。
【０００３】又、従来の反射型投影光学系を用いた等倍
の走査型露光装置を改良し、投影光学系にレンズ等の屈
折素子を組み込んで、ミラー等の反射素子と屈折素子と
を組み合わせた縮小投影光学系、あるいは屈折素子のみ
で構成した縮小投影光学系を用いて、マスクステージと
ウェハーステージの両方を縮小倍率に応じた速度比で走
査し露光する走査型露光装置も注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マスクパターンとウェ
ハーのパターンとの整合状態を悪化させる要因として、
原画であるマスクパターンのＥＢ描画（電子ビーム描
画）における設計値からのズレがある。従来は、この描
画誤差は微小量であるとして無視してきたが、更なる微
細化が進んだ今日では問題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、マスク
に描かれたパターンを正確に被露光基板上のパターンと
重ねることが可能な走査型露光装置と、この走査型露光
装置を用いて、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、ＣＣ
Ｄ、液晶パネル、磁気ヘッド等のデバイスを製造する方
法とを提供することにある。
【０００６】この目的を達成するために、本発明の走査
型露光装置は、マスクと被露光基板とを露光ビームで走
査することにより前記マスクに描かれたパターンを前記
被露光基板上に転写する走査型露光装置において、前記
パターンの描画誤差を補正するよう前記マスクと被露光
基板の少なくとも一方を動かす手段を有する。
【０００７】また、本発明のデバイス製造方法は、前記
走査型露光装置を用いてマスクに描いたデバイスパター
ンを被露光基板上に転写することによりデバイスを製造
する段階を含む。
【０００８】本発明の好ましい形態の一つは、前記パタ
ーンの描画誤差を前記パターンの内の実素子パターンの
位置に基づいて検出する手段を有することを特徴とす
る。
【０００９】本発明の好ましい形態の一つは、前記パタ
ーンの描画誤差を前記マスク上の位置合せマークの位置
に基づいて検出する手段を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の好ましい形態の一つは、前記マス
クと前記被露光基板の位置合せを行なう位置合わせ光学
系が前記描画誤差検出手段の光学系を兼ねることを特徴
とする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明半導体デバイス、ＣＣＤ、
液晶パネル、磁気ヘッド等のデバイスを製造するための
走査型露光装置の一実施例の概略図である。原画が描か
れてあるマスク１は、不図示のレーザー干渉計と駆動制
御手段１０３によって、ＸＹ方向に駆動制御されるマス
クステージ４で装置本体に支持されている。感光性基板
であるウエハ３は、不図示のレーザー干渉計と駆動制御
手段１０３によってＸＹ方向に駆動制御されるウエハス
テージ５で装置本体に支持されている。このマスク１と
ウエハ３は投影光学系２を介して光学的に共役な位置に
置かれており、不図示の照明系からのＹ方向に延びるス
リット状露光光６がマスク１を照明し、投影光学系２の
投影倍率に比した大きさでウエハ３に結像せしめられ
る。走査露光は、このスリット状露光光６に対してマス
クステージ４とウエハステージ５の双方を光学倍率に応
じた速度比でＸ方向に動かしてマスク１とウエハ３を走
査することにより行なわれ、マスク３上のデバイスパタ
ーン２１全面をウエハ３上の転写領域（パターン領域）
２２に転写する。投影光学系２は屈折素子のみで構成し
ても、反射素子と屈折素子とを組み合わせて構成しても
構わない。
【００１２】本実施例ではマスク１をマスクステージ４
により支持した後、マスク１のデバイスパターン等の原
画の描画状態を計測する。観察顕微鏡７によって、マス
ク１上にＸＹ方向に沿って複数個配置されたマスク描画
評価マーク５１を光電的に観察し、得られた信号はマー
ク検出手段１０１で処理され、マスク描画評価マーク５
１の位置情報として塩酸処理回路１０２に送られる。観
察時のマスクステージ４の位置は、不図示のレーザー干
渉計で計測されているので、ステージ４の位置情報は、
駆動制御手段１０３より演算処理回路１０２に送られ、
マスク描画評価マーク５１の位置情報と対応して記憶さ
れる。この計測を複数個のマスク描画評価マーク５１に
対し、不図示のレーザー干渉計を用いてマスクステージ
４の位置を制御しながら順次繰り返してゆくことによ
り、マスク１の原画の描画状態が判明することとなる。
マスク描画評価マーク５１は、マスク１上のパターン領
域２１と同時に、電子線描画装置により描画されてお
り、パターン２１の描画原点や描画倍率や描画直交度を
代表している。従って、描画倍率や描画直交度を計測す
る際には、マスク描画評価マーク５１は最低３個以上必
要となる。また本図ではマスク描画評価マーク５１はパ
ターン２１の領域を囲むように配置しているが、パター
ン領域２１内に配置してもいい。また、マークの形状も
十字に限定されず、またマークとしてパターン２１に描
かれた実素子パターンを兼用しても構わない。
【００１３】計測された原画であるパターン２１の描画
誤差は、走査露光中、パターン２１の描画状態（誤差）
を記憶した演算処理回路１０２から駆動制御手段１０３
へ描画誤差を補正する走査駆動方法が指示され、不図示
のレーザー干渉計を用いてマスクステージ４とウエハス
テージ５の位置を制御しつつ走査駆動することにより、
補正され、パターン２１は良好な合わせ精度でウエハ３
上の転写領域２２に転写される。
【００１４】例として、図２（Ａ）のようにパターン２
１が描画直交度エラーθをもって描画されている場合を
考える。まず不図示のアライメント系によってマスク１
とウエハ３の位置合わせを行ない、図２（Ｂ）のように
スリット状露光光６に対しパターン２１と転写領域２２
の走査開始辺を合わせ込む。次に演算処理回路１０２か
ら駆動制御手段１０３へ、描画直交度エラーθ°を補正
する走査駆動方法としてのマスクステージ４を直交度エ
ラーθ分、斜め方向に駆動するよう指示が出され、不図
示のレーザー干渉計を用いて位置を制御しながら、マス
クステージ４とウエハステージ５を、図２（Ｂ）→図２
（Ｄ）のようにスリット状露光光６に対し動かす。この
結果、転写領域２２はパターン２１の描画誤差が補正さ
れて露光され、パターン２１が転写されるので高精度に
パターン２１，２２を重ね合わせることができる。
【００１５】前記実施例における観察顕微鏡７をマスク
１とウエハ３の位置ずれを計測するアライメント光学系
と兼用してもいい。マスク１とウエハ３の位置ずれ計測
を実施する際に、同時にマスク描画評価マーク５１の位
置を計測するのであり、その際マスク１の描画評価マー
ク５１をマスクアライメントマークと兼用させれば、よ
り効果的である。
【００１６】次に上記走査型露光装置を利用したデバイ
スの製造方法の実施例を説明する。図３は半導体デバイ
ス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネ
ルやＣＣＤ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。
【００１７】図４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。
【００１８】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。
【００１９】
【発明の効果】以上、本発明では、マスクパターンの描
画誤差に影響されずに、高精度にマスクパターンとウエ
ハパターンを整合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略図。
【図２】図１の装置による走査露光の様子を示す説明
図。
【図３】半導体デバイスの製造フローを示す図である。
【図４】図３のウエハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
１ マスク ２ 投影光学系 ３ ウエハ ４ マスクステージ ５ ウエハステージ ６ 露光光スリット ７ 観察顕微鏡７ ２１ パターン領域 ２２ 転写領域 ５１ マスク描画評価マーク １０１ マーク検出手段 １０２ 演算処理回路 １０３ 駆動制御手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マスクと被露光基板とを露光ビームで走
    査することにより前記マスクに描かれたパターンを前記
    被露光基板上に転写する走査型露光装置において、前記
    パターンの描画誤差を補正するよう前記マスクと被露光
    基板の少なくとも一方を動かす手段を備えることを特徴
    とする走査型露光装置。
  2. 【請求項２】 前記パターンの描画誤差を前記パターン
    の内の実素子パターンの位置に基づいて検出する手段を
    有することを特徴とする請求項１の走査型露光装置。
  3. 【請求項３】 前記パターンの描画誤差を前記マスク上
    の位置合せマークの位置に基づいて検出する手段を有す
    ることを特徴とする請求項１の走査型露光装置。
  4. 【請求項４】 前記マスクと前記被露光基板の位置合せ
    を行う位置合わせ光学系が前記描画誤差検出手段の光学
    系を兼ねることを特徴とする請求項２、３の走査型露光
    装置。
  5. 【請求項５】 前記パターンの描画誤差を補正するよう
    前記マスクを動かす手段を備えることを特徴とする請求
    項１乃至請求項４の走査型露光装置。
  6. 【請求項６】 前記パターンの描画誤差を補正するよう
    前記被露光基板を動かす手段を備えることを特徴とする
    請求項１乃至請求項５の走査型露光装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の走査型露光装置
    を用いてマスクに描いたデバイスパターンを被露光基板
    上に転写することによりデバイスを製造する段階を含む
    デバイス製造方法。
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