JPH03112125A - Aligner - Google Patents
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- JPH03112125A JPH03112125A JP1251223A JP25122389A JPH03112125A JP H03112125 A JPH03112125 A JP H03112125A JP 1251223 A JP1251223 A JP 1251223A JP 25122389 A JP25122389 A JP 25122389A JP H03112125 A JPH03112125 A JP H03112125A
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- JP
- Japan
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- mask
- exposure
- wafer
- stage
- alignment
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- 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment.
最近のIC,、LSIなどの半導体素子製造用の露光装
置に於いては、半導体素子の高集積化に伴ない、より高
分解能の焼付けが可能な例えば、波長1人〜150人程
度のX線を利用した露光装置が提案されている。In recent exposure equipment for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, as semiconductor devices become more highly integrated, it is possible to perform higher-resolution printing, for example, using X-rays with a wavelength of 1 to 150. Exposure apparatuses that utilize .
このようなX線露光装置はプロキシミティ露光を行うた
めマスクとウェハの平面性及び平行度は高いレベルが要
求されてきた。Since such an X-ray exposure apparatus performs proximity exposure, a high level of flatness and parallelism between the mask and the wafer has been required.
またX線露光装置は、高分解能の焼き付けを行うため高
精度な位置あわせが要求され、光(可視光及び赤外光を
含む)によるゾーンプレートを用いるアライメント手段
USP4326005などが提案されている。しかしこ
のアライメント手段によってマスクとウェハがアライメ
ント手段に対していくら精度良く位置決めされたとして
も、アライメント光学系と、転写に供する露光光学系と
が所定の精度で安定して構成されていなければ意味がな
い。そのため、そのアライメント光学系と露光光学系の
光軸をあわせるために、装置に対して固定された基準面
を用いて合せ込む方法が提案され前記基準面としてマス
クステージを用いる方法が本出願人により提案されてい
る。Furthermore, in order to perform high-resolution printing, X-ray exposure apparatuses require highly accurate positioning, and alignment means such as US Pat. No. 4,326,005 using a zone plate using light (including visible light and infrared light) have been proposed. However, no matter how precisely the mask and wafer are positioned with respect to the alignment means by this alignment means, it is meaningless unless the alignment optical system and the exposure optical system used for transfer are configured stably with a predetermined precision. do not have. Therefore, in order to align the optical axes of the alignment optical system and the exposure optical system, a method has been proposed that uses a reference plane fixed to the apparatus, and the applicant proposed a method of using a mask stage as the reference plane. Proposed.
しかしながら、マスクステージを基準とし露光光学系と
アライメント光学系の光軸をあわせ露光光とアライメン
ト光が高精度に調整されても、従来のマスクの加工精度
ではマスクパターン又はアライメントマークが存在する
マスク支持膜とマスクステージの方向性が充分にとら、
れていないため充分な位置合せ精度を得ることができな
かった。However, even if the exposure light and alignment light are adjusted with high precision by aligning the optical axes of the exposure optical system and the alignment optical system with the mask stage as a reference, conventional mask processing accuracy does not allow the mask support to have a mask pattern or alignment mark. The film and mask stage are well oriented.
Because the alignment was not done properly, it was not possible to obtain sufficient alignment accuracy.
本発明は、上記問題に鑑みマスクステージに保持された
マスク上のパターンをウェハステージ上に保持されたウ
ェハ上にX線を露光光として転写露光する装置であると
伴に前記転写露光に際して前記マスクと、前記ウェハを
位置合せするための位置合せ光学系を備え、前記位置合
せ光学系の光軸と前記露光光の光軸とを前記マスクステ
ージの保持面を基準として光軸合せを行う露光装置にお
いて、前記マスクステージのマスク保持面と、前記マス
クの前記マスクステージ保持面に対する吸着面と、前記
吸着面の裏面とが、互いに、平面度1.0μm以下の関
係であり、且つ、各々の面精度が0.1 ltm (=
Ra)以下に加工されていることを特徴とすることによ
り、もしくは、保持面が面精度0.1μm (=Ra)
以下に加工されているマスクステージに保持されたマス
ク上のパターンをウェハステージ上に保持されたウェハ
上にX線を露光光として転写露光する装置であると伴に
前記転写露光に際して、前記マスクと前記ウェハを位置
合せするための位置合せ光学系を備え、前記位置合せ光
学系の光軸と、前記露光光の光軸とを、前記マスクステ
ージの保持面を基準として光軸合せを行う露光装置にお
いて用いられるX線マスクにおいて、前記マスクの前記
マスクステージ保持面に対する吸着面と、前記吸着面の
裏面とが、互いに平面度1.0μm以下の関係であり、
且つ、各々の面精度が0.1 am (=Ra)以下に
加工されていることを特徴とすることにより、上記問題
を解決している。In view of the above problems, the present invention is an apparatus that transfers and exposes a pattern on a mask held on a mask stage onto a wafer held on a wafer stage using X-rays as exposure light. and an exposure apparatus comprising an alignment optical system for aligning the wafer, and aligning the optical axis of the alignment optical system and the optical axis of the exposure light with reference to the holding surface of the mask stage. The mask holding surface of the mask stage, the suction surface of the mask to the mask stage holding surface, and the back surface of the suction surface each have a flatness of 1.0 μm or less, and each surface has a flatness of 1.0 μm or less. Accuracy is 0.1 ltm (=
Ra) or less, or the holding surface has a surface accuracy of 0.1 μm (=Ra)
This is an apparatus that transfers and exposes a pattern on a mask held on a mask stage, which is processed as follows, onto a wafer held on a wafer stage using X-rays as exposure light. an exposure apparatus that includes an alignment optical system for aligning the wafer, and aligns an optical axis of the alignment optical system and an optical axis of the exposure light with reference to a holding surface of the mask stage; In the X-ray mask used in
In addition, the above problem is solved by processing each surface with a precision of 0.1 am (=Ra) or less.
以下図面を使用して本発明箱1の実施例を説明する。 Embodiments of the box 1 of the present invention will be described below using the drawings.
第1図は本発明におけるX線マスク構造体とマスクステ
ージの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask structure and a mask stage in the present invention.
まず第1図で1はX線の吸収体であり、本実施例ではA
nを用いているがTa又はW等でも構わない。2は吸収
体lを支持している支持膜で、ホリイミド(東し カプ
トンフィルム)用いているが、無機膜である5iNSS
iCSBN、 A I N又は有機膜と無機膜の複合膜
でも構わない。3は支持膜2を保持している保持枠であ
り、マシナフルセラミックスを使用している。低膨張ガ
ラス等でも構わない。14はX線マスクであり、吸収体
11支持膜2、保持枠3から構成される。4はX線露光
装置においてマスク上のパターンをウェハー上のレジス
トに焼き付ける際マスクを吸着保持するマスク支持膜で
ある。First, in FIG. 1, 1 is an X-ray absorber, and in this example, A
Although n is used, Ta, W, etc. may also be used. 2 is a support film supporting the absorber 1, which is made of polyimide (Kapton film), but 5iNSS is an inorganic film.
iCSBN, AIN, or a composite film of an organic film and an inorganic film may be used. 3 is a holding frame that holds the support membrane 2, and is made of machined full ceramics. Low expansion glass or the like may also be used. Reference numeral 14 denotes an X-ray mask, which is composed of an absorber 11, a support film 2, and a holding frame 3. Reference numeral 4 denotes a mask support film that holds the mask by suction when printing the pattern on the mask onto the resist on the wafer in an X-ray exposure device.
302は保持枠3においてマスクステージに接する面で
あり、301は302とほぼ平行に位置し、支持膜2を
ささえている面である。302 is a surface of the holding frame 3 that is in contact with the mask stage, and 301 is a surface that is located substantially parallel to 302 and supports the support film 2.
401はマスクステージ4において保持枠3と接する基
準面である。401 is a reference surface in contact with the holding frame 3 on the mask stage 4.
第2図は本発明におけるX線露光装置の簡略図であり、
10は露光チャンバーである。21はシンクロトロン放
射光等の露光に供されるX線の1部であり光軸に対して
発散角θを持っている。11はBe窓ポートであり、2
0は排気ボートで露光チャンバー10はBeでX線光源
側とさえぎられ、チャンバー内は大気真空He雰囲気な
どあらゆる状態での露光が可能である。12はマスクス
テージ、13はアライメント検出部、14はマスク、1
5はウェハー16はウェハーチャック、17はウェハテ
ージ、18はXステージ駆動モーター、19はYガイド
である。FIG. 2 is a simplified diagram of the X-ray exposure apparatus in the present invention,
10 is an exposure chamber. 21 is a part of X-rays used for exposure such as synchrotron radiation, and has a divergence angle θ with respect to the optical axis. 11 is the Be window port, 2
0 is an exhaust boat, and the exposure chamber 10 is blocked from the X-ray light source side by Be, and exposure can be performed in any state such as an atmospheric vacuum He atmosphere inside the chamber. 12 is a mask stage, 13 is an alignment detection section, 14 is a mask, 1
Reference numeral 5 indicates a wafer 16, a wafer chuck, 17 a wafer stage, 18 an X stage drive motor, and 19 a Y guide.
マスク14はマスクステージ12に吸着される際、ある
程度窓められた方向に位置決めピン又はオリエンテーシ
ョンフラットなどを用い機械的にセットされる。ウェハ
ー15も同様にウェハーチャック16にセットされる。When the mask 14 is attracted to the mask stage 12, it is mechanically set in a windowed direction to some extent using positioning pins or orientation flats. The wafer 15 is similarly set on the wafer chuck 16.
その後マスク14とウェハー15の相対的な位置関係を
アライメント検出部13からの指示によりX線駆動モー
タ18とYガイド19が動き定められX線により露光さ
れる。Thereafter, the X-ray drive motor 18 and Y guide 19 are moved to determine the relative positional relationship between the mask 14 and the wafer 15 based on instructions from the alignment detection section 13, and the wafer 15 is exposed to X-rays.
第3図は本発明の実施例を詳細に説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention in detail.
14−はX線マスクであり、その支持膜2は△の平面度
を持っている。マスク14”の支持膜2のす3位置でア
ライメントを行い、b、と平面度△の位置にあるa、上
のパターンをウェハー15 上1.:焼き付ける際の平
面度0の場合の上での同じ位置のパターンを焼付はマス
クをつけた時とのウェハ上での位置ずれ量をσとする。14- is an X-ray mask, the support film 2 of which has a flatness of Δ. Align the support film 2 of the mask 14'' at the 3 position, and align the pattern on the wafer 15 with the pattern b at the position a and the flatness △. When printing a pattern at the same position, let σ be the amount of positional deviation on the wafer from when the mask is attached.
尚、a2は、平面度0の時のalのマスク上での位置を
示す。Note that a2 indicates the position of al on the mask when the flatness is 0.
ここで、アライメント光とX線21の光軸は精度よく調
整してあれば、b、の位置を通過するアライメント光と
alの位置を通過するX線21の最大角はX線21の発
散角であるθに相当する。よって位置ずれ量σの最大値
は△Xθで決定される。Here, if the optical axes of the alignment light and the X-ray 21 are adjusted accurately, the maximum angle between the alignment light passing through the position b and the X-ray 21 passing through the position al is the divergence angle of the X-ray 21. This corresponds to θ. Therefore, the maximum value of the positional deviation amount σ is determined by ΔXθ.
第1図において301.302.401の各面精度が1
μmのとき保持枠3の固さにもよるがX線やアライメン
ト光の光軸の基準となった面に対し、支持膜2の平面度
△は最大値3μmとなる。In Figure 1, each surface accuracy of 301, 302, and 401 is 1
When the flatness is .mu.m, the flatness .DELTA. of the support film 2 has a maximum value of 3 .mu.m with respect to the plane that is the reference for the optical axis of X-rays and alignment light, although it depends on the hardness of the holding frame 3.
一方、シンクロトロン放射光を用いた露光装置ではSO
Rから出たX線は、斜入射ミラーを用いてウェハ上での
照射面を広げられるが、その発散角はマスクの露光エリ
アとボートの長さに依存する。露光エリアを30mm、
ボートの長さを5m以下とすると発散角は3mrad以
上となるボートの長さは各露光装置1台の専有面積を決
定するので5mが限度である。On the other hand, in exposure equipment using synchrotron radiation, SO
The irradiation surface of the X-rays emitted from R is expanded on the wafer using an oblique incidence mirror, but the divergence angle depends on the exposure area of the mask and the length of the boat. Exposure area is 30mm,
If the length of the boat is 5 m or less, the divergence angle will be 3 mrad or more.The length of the boat is limited to 5 m because it determines the exclusive area of each exposure device.
よって位置ずれ量σの最大値は0.009μmである。Therefore, the maximum value of the positional deviation amount σ is 0.009 μm.
又、位置ずれ量の要因としては、ウェハーの平面性アラ
イメント光とX線の調整の誤差など多くの要因があるが
、各誤差要因に対する許容誤差の割り振りから、マスク
支持膜の平面度に依存する位置ずれ量σは0.01μm
未満までしか許容できない。In addition, there are many factors contributing to the amount of positional deviation, such as errors in alignment light and X-ray adjustment due to the flatness of the wafer, but it depends on the flatness of the mask support film due to the allocation of tolerance to each error factor. Positional deviation amount σ is 0.01μm
Only less than this is acceptable.
よって、発散角3 m r a dでマスク支持膜の光
軸の基準となった面に対する平面度は3μmが限度であ
る。そのため支持膜2の平面度△を決定するマスクステ
ージの基準面、マスク保持枠両面の各面の平面度は1μ
m以下にする必要がある。Therefore, at a divergence angle of 3 m r a d, the flatness of the mask support film with respect to the plane that is the reference of the optical axis is limited to 3 μm. Therefore, the flatness of the reference surface of the mask stage and both surfaces of the mask holding frame, which determine the flatness △ of the support film 2, is 1μ.
It must be less than m.
また平面度1μmを得るには各面の面粗度Ra001μ
mの加工が必要である。尚、これら平面度、面粗度の許
容範囲は上記位置ずれ量σに割り入れられる誤差の許容
範囲によって変化する。つまり、以下の式を満たすよう
な関係であればよい。In addition, to obtain a flatness of 1 μm, the surface roughness of each surface is Ra001 μm.
m processing is required. Note that the allowable ranges of flatness and surface roughness vary depending on the allowable range of error that is included in the amount of positional deviation σ. In other words, any relationship that satisfies the following equation is sufficient.
であり、各面における平面度の和がΔ以下になるように
各面間の平面度を設定すれば良い。ここでいう面とは、
マスクステージの保持面、マスクの吸着面およびその裏
面である。The flatness between each surface may be set so that the sum of the flatness on each surface is equal to or less than Δ. The aspect here is
These are the holding surface of the mask stage, the suction surface of the mask, and its back surface.
またこれは、第4図に示すように支持膜2が無機材の場
合多く用いられるが保持枠3がシリコンウェハーをバッ
クエッチしたものと補強体を組み合わせたものである場
合も同様である。Further, as shown in FIG. 4, this is often used when the support film 2 is made of an inorganic material, but the same applies when the holding frame 3 is made of a back-etched silicon wafer combined with a reinforcing body.
以上のように、マスの保持枠の両面と、マスクステージ
の基準面間の平面度をそれぞれ1μm以下にすることに
より及び各面の加工精度を0.1μm (=Ra)以下
にすることにより、アライメント光やX線の光軸の基準
となった面に対し、マスクの支持膜2の平面性は3μm
以下となり3 m r a dの発散角を持つシンク凸
トロン放射光で焼き付ける際の位置ずれ量を0.01μ
m未満とすることができる。これにより精度の高い転写
露光が可能となる。As described above, by making the flatness between both sides of the mass holding frame and the reference plane of the mask stage 1 μm or less, and by making the processing accuracy of each surface 0.1 μm (=Ra) or less, The flatness of the support film 2 of the mask is 3 μm with respect to the plane that serves as the reference for the optical axis of alignment light and X-rays.
The amount of positional deviation when printing with sink convex tron radiation with a divergence angle of 3 m r a d is 0.01 μ.
It can be less than m. This enables highly accurate transfer exposure.
第1図は本発明におけるX線マスクとマスクステージの
断面図である。
第2図は本発明におけるX線マスクとマスクステージを
用いるX線露光装置の簡略図であり、第3図はその1部
の拡大図である。
第4図は本発明におけるX線マスクとマスクステージの
断面図である。
l ・・・吸収体、 2 ・・・支持膜3 ・
・・保持枠、 4 ・・・マスクステージ14
・・・ X線マスク
ハ5イ
躬
図FIG. 1 is a sectional view of an X-ray mask and a mask stage in the present invention. FIG. 2 is a simplified diagram of an X-ray exposure apparatus using an X-ray mask and a mask stage according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion thereof. FIG. 4 is a sectional view of the X-ray mask and mask stage in the present invention. l...Absorber, 2...Support membrane 3・
・・Holding frame 4 ・・Mask stage 14
・・・ X-ray mask 5-dimensional diagram
Claims (2)
をウェハステージ上に保持されたウェハ上にX線を露光
光として転写露光する装置であると伴に、前記転写露光
に際して前記マスクと、前記ウェハを位置合せするため
の位置合せ光学系を備え、前記位置合せ光学系の光軸と
、前記露光光の光軸とを前記マスクステージの保持面を
基準として光軸合せを行なう露光装置において、前記マ
スクステージのマスク保持面と、前記マスクの前記マス
クステージ保持面に対する吸着面と、前記吸着面の裏面
とが、互いに、平面度1.0μm以下の関係であり、且
つ、各々の面精度が0.1μm(=Ra)以下に加工さ
れていることを特徴とする露光装置。(1) It is an apparatus that transfers and exposes a pattern on a mask held on a mask stage onto a wafer held on a wafer stage using X-rays as exposure light, and at the time of the transfer exposure, the pattern on the mask and the wafer are transferred. The exposure apparatus includes an alignment optical system for aligning the alignment optical system, and aligns the optical axis of the alignment optical system and the optical axis of the exposure light with reference to the holding surface of the mask stage. The mask holding surface of the mask stage, the suction surface of the mask to the mask stage holding surface, and the back surface of the suction surface each have a flatness of 1.0 μm or less, and each surface accuracy is 0. An exposure device characterized by being processed to a thickness of .1 μm (=Ra) or less.
されているマスクステージに保持されたマスク上のパタ
ーンをウェハステージ上に保持された ウェハ上にX線
を露光光として転写露光する装置であると伴に、前記転
写露光に際して、前記マスクと前記ウェハを位置合せす
るための位置合せ光学系を備え、前記位置合せ光学系の
光軸と、前記露光光の光軸とを、前記マスクステージの
保持面を基準として光軸合せを行う露光装置において用
いられるX線マスクにおいて、前記マスクの前記マスク
ステージ保持面に対する吸着面と前記吸着面の裏面とが
、互いに平面度1.0μm以下の関係であり、且つ、各
々の面精度が0.1μm(=Ra)以下に加工されてい
ることを特徴とするX線マスク。(2) Transfer exposure of a pattern on a mask held on a mask stage whose holding surface is processed to a surface precision of 0.1 μm (=Ra) or less onto a wafer held on a wafer stage using X-rays as exposure light and an alignment optical system for aligning the mask and the wafer during the transfer exposure, the optical axis of the alignment optical system and the optical axis of the exposure light, In an X-ray mask used in an exposure apparatus that performs optical axis alignment using the holding surface of the mask stage as a reference, the suction surface of the mask to the mask stage holding surface and the back surface of the suction surface have a mutual flatness of 1.0 μm. An X-ray mask characterized by having the following relationship and each surface precision being processed to be 0.1 μm (=Ra) or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251223A JP2877377B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Exposure apparatus and exposure mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251223A JP2877377B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Exposure apparatus and exposure mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112125A true JPH03112125A (en) | 1991-05-13 |
| JP2877377B2 JP2877377B2 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=17219538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1251223A Expired - Fee Related JP2877377B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Exposure apparatus and exposure mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877377B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8529360B2 (en) | 2009-01-14 | 2013-09-10 | Ntn Corporation | Outer joint member for fixed constant velocity universal joint |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1251223A patent/JP2877377B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8529360B2 (en) | 2009-01-14 | 2013-09-10 | Ntn Corporation | Outer joint member for fixed constant velocity universal joint |
Also Published As
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|---|---|
| JP2877377B2 (en) | 1999-03-31 |
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