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JP7513823B1 - Exposure apparatus and exposure method - Google Patents

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JP7513823B1
JP7513823B1 JP2023170497A JP2023170497A JP7513823B1 JP 7513823 B1 JP7513823 B1 JP 7513823B1 JP 2023170497 A JP2023170497 A JP 2023170497A JP 2023170497 A JP2023170497 A JP 2023170497A JP 7513823 B1 JP7513823 B1 JP 7513823B1
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】1回目の露光と2回目の露光との時間間隔を短縮することができ、高精度な繋ぎ露光を実現できる露光装置、及び露光方法を提供する。【解決手段】露光装置は、2枚のマスク103a、103bを搭載するマスクステージ101と、ウエハ105を搭載するウエハステージ102と、を備え、1枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際のウエハステージ102のスキャン方向と、2枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際のウエハステージ102のスキャン方向とが互いに反対方向になるようにスキャンする。【選択図】図1[Problem] To provide an exposure apparatus and exposure method capable of shortening the time interval between the first exposure and the second exposure and realizing highly accurate stitched exposure. [Solution] The exposure apparatus is equipped with a mask stage 101 on which two masks 103a, 103b are mounted, and a wafer stage 102 on which a wafer 105 is mounted, and scans so that the scan direction of the wafer stage 102 when exposing the pattern of the first mask onto the wafer and the scan direction of the wafer stage 102 when exposing the pattern of the second mask onto the wafer are opposite to each other. [Selected Figure] Figure 1

Description

本開示は、半導体製造工程におけるリソグラフィ工程においてEUVリソグラフィ(Extremely Ultraviolet Lithography)で利用される露光装置、及び露光方法に関する。 This disclosure relates to an exposure apparatus and exposure method used in EUV lithography (Extremely Ultraviolet Lithography) in the lithography process of semiconductor manufacturing.

半導体のリソグラフィ工程において、露光波長193nmのArFエキシマレーザを露光光源としたArFリソグラフィでは、ArF露光機と呼ばれる露光装置が利用されている。また、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たすことで解像度を高めた液浸リソグラフィでは、液浸露光機と呼ばれる露光装置が利用されている。これらの露光機では、メモリーやロジックなどほとんどのデバイスの量産に利用されている。一方、特に微細なパターンを有する最先端デバイスの生産には、露光波長13.5nmのEUV露光機と呼ばれる露光装置が利用されている。 In the semiconductor lithography process, ArF lithography, which uses an ArF excimer laser with an exposure wavelength of 193 nm as the exposure light source, uses an exposure device called an ArF exposure machine. Also, immersion lithography, which improves resolution by filling the space between the objective lens of the exposure machine and the wafer with water, uses an exposure device called an immersion exposure machine. These exposure machines are used in the mass production of most devices, including memory and logic. On the other hand, for the production of cutting-edge devices with particularly fine patterns, an exposure device called an EUV exposure machine with an exposure wavelength of 13.5 nm is used.

これらの露光機では、マスクを保持したマスクステージと、ウエハを搭載したウエハステージに関して、露光の瞬間は、互いに反対方向にスキャンすることから、スキャン型露光機、略してスキャナと呼ばれることがある。スキャナでは、マスク上のパターン領域(デバイスパターンが描画されている領域)における一部分の細長い領域(スキャン方向と直交する幅方向に細長い領域)に露光光を照射しながら、マスクとウエハとをスキャンさせる。このようにすることで、パターン領域全体を露光することができる。なお、現在のマスク倍率は4倍であるため、マスク面のパターンサイズは、ウエハ面に露光されるパターンサイズの4倍になっている。 These exposure machines are sometimes called scanning exposure machines, or scanners for short, because the mask stage holding the mask and the wafer stage carrying the wafer are scanned in opposite directions at the moment of exposure. The scanner scans the mask and wafer while irradiating a narrow area (a narrow area in the width direction perpendicular to the scanning direction) of the pattern area on the mask (the area where the device pattern is drawn) with exposure light. In this way, the entire pattern area can be exposed. Note that the current mask magnification is 4x, so the pattern size on the mask surface is 4x the pattern size exposed on the wafer surface.

また、将来のEUVリソグラフィでは、さらなる微細化を実現するために、投影光学系のNA(開口数)を、従来の0.33から0.55まで高めた高NA化が検討されている。ただし、NAが大きくなると、マスク面の1点から広がって進む光の角度範囲、及びウエハ面の1点に集光する光の角度範囲が広くなる。このことから、マスク面での反射率(入射角に依存する)が低下する光量が増えてしまう。そこで、主光線を傾けるスキャン方向に関しては、角度範囲が広くならないように、マスク倍率は4倍から8倍へと大きくなる。つまり倍率を高めることで、マスク側でのNAは小さくなり、角度範囲が狭くなるからである。 In addition, in future EUV lithography, in order to achieve even finer features, it is being considered to increase the NA (numerical aperture) of the projection optical system from the conventional 0.33 to 0.55. However, as the NA increases, the angular range of light that spreads from a point on the mask surface and the angular range of light that converges to a point on the wafer surface also become wider. This results in an increase in the amount of light that reduces the reflectance (which depends on the angle of incidence) on the mask surface. Therefore, in terms of the scanning direction in which the chief ray is tilted, the mask magnification is increased from 4x to 8x so that the angular range does not become wider. In other words, by increasing the magnification, the NA on the mask side becomes smaller and the angular range becomes narrower.

ただしスキャン方向と直交する幅方向は従来同様4倍であるため、マスク倍率は8×4倍と方向に依存するようになる。その結果、通常の6インチ型マスク(基板サイズが1辺6インチの正方形である標準マスクであり、以下、6インチマスクと呼ぶ)を用いると、ウエハ上に露光される領域は、従来(フルフィールドと呼ばれる)の半分のサイズになるため、ハーフフィールドと呼ばれる。具体的には、マスク上のパターンの最大領域が、スキャン方向に132mm、幅方向に104mmであるため、ウエハ上では、ハーフフィールドでは、スキャン方向に16.5mmになる(フルフィールドでは33mm)。ただし、幅方向に関しては、どちらも26mmである。 However, the width direction perpendicular to the scan direction is 4 times as before, so the mask magnification is 8x4 times, depending on the direction. As a result, when a normal 6-inch mask (a standard mask with a substrate size of a square with each side being 6 inches, hereafter referred to as a 6-inch mask) is used, the area exposed on the wafer is half the size of the conventional method (called full field), so it is called half field. Specifically, the maximum area of the pattern on the mask is 132 mm in the scan direction and 104 mm in the width direction, so on the wafer, in half field, it is 16.5 mm in the scan direction (33 mm in full field). However, in the width direction, both are 26 mm.

したがって、ハーフフィールドを超す大きなデバイス(以下、ラージデバイスと呼ぶ)を製作する場合、2枚のマスクが必要になることから、マスクを交換して2回露光する必要がある。なお、以上に述べた高NA型EUV露光機に関しては、例えば、下記非特許文献1において説明されている。 Therefore, when manufacturing a device larger than the half field (hereinafter referred to as a large device), two masks are required, and it is necessary to exchange the mask and perform exposure twice. The high NA type EUV exposure tool mentioned above is explained, for example, in the following non-patent document 1.

Jan Van Schoot, et. al., “High-NA EUV lithography exposure tool: program progress,” Proceedings of SPIE Vol. 11323, 1132307 (2020).Jan Van Schoot, et. al., “High-NA EUV lithography exposure tool: program progress,” Proceedings of SPIE Vol. 11323, 1132307 (2020).

高NA型EUV露光機において、2枚のマスクを必要とするラージデバイスを露光する場合、1枚目のマスクによるハーフフィールドと、2枚目のマスクによるハーフフィールドとの接合部分では、繋ぎ露光(Stitching Exposure)と呼ばれるように、両者が僅かにオーバラップするような特殊な露光が必要になる。 When exposing a large device that requires two masks with a high NA EUV exposure tool, a special exposure called stitching exposure is required at the joint between the half-field from the first mask and the half-field from the second mask, where the two masks overlap slightly.

繋ぎ露光では、2枚のマスクによる2回の露光を、極めて高い位置精度で露光する必要がある。さらに、レジストに露光光が照射されると、露光された場所の化学特性が時間の経過とともに急速に変化していくことから、1回目の露光と2回目の露光との時間間隔をできるだけ短縮させて、速やかに次の工程であるPEB(Post Exposure Bake)に移ることが望ましい。しかしながら、実際には1枚目のマスクによる片方だけの露光を、大量のウエハに対して行ってから、2枚目のマスクに交換して、もう一方の露光を行うことになるため、1回目の露光と2回目の露光との時間間隔が極めて長くなってしまうことが問題であった。 In stitching exposure, two exposures using two masks must be performed with extremely high positional accuracy. Furthermore, when the resist is irradiated with exposure light, the chemical properties of the exposed area change rapidly over time, so it is desirable to shorten the time interval between the first and second exposures as much as possible and move quickly to the next process, PEB (Post Exposure Bake). However, in reality, only one side of the exposure using the first mask is performed on a large number of wafers, and then the second mask is switched to perform the other side of the exposure, which creates a problem of an extremely long time interval between the first and second exposures.

なお、2枚のマスクを搭載できるマスクステージ(以下、2枚マスクステージと呼ぶ)を利用できたとしても、従来同様にスキャンした場合のウエハ上の露光領域は、図13に示したように、ハーフフィールドであるウエハ上の露光領域106aと露光領域106bとは離れて形成され、1つのフルフィールドとしては形成できなかった。図13には、2枚マスクステージ101とウエハステージ102を横から見た側面断面図と、それらを上から見た平面図とが示されている。2枚のマスク103a、103bのパターン領域104a、104bにおけるスキャン方向の境界付近をA、B、C、Dと示してあり、それらがウエハ105上の露光領域106a、及び露光領域106bのa、b、c、dに対応している。 Even if a mask stage capable of carrying two masks (hereafter referred to as a two-mask stage) could be used, the exposure area on the wafer when scanned in the same manner as in the past would be formed separately as half-field exposure area 106a and exposure area 106b on the wafer, as shown in FIG. 13, and would not be formed as one full field. FIG. 13 shows a side cross-sectional view of the two-mask stage 101 and the wafer stage 102, as well as a plan view of them from above. The areas near the boundaries in the scanning direction in the pattern areas 104a and 104b of the two masks 103a and 103b are indicated as A, B, C, and D, which correspond to the exposure area 106a on the wafer 105 and a, b, c, and d of the exposure area 106b.

本開示の目的は、ラージフィールドのデバイスパターンを露光する場合に、2枚マスクステージを用いて、2枚のマスクによる各露光を極めて短時間の間に行える露光機を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide an exposure machine that can perform exposures with two masks in an extremely short time using a dual mask stage when exposing a large field device pattern.

前記目標を達成するために、本発明の露光機では、2枚のマスクを搭載するマスクステージとウエハを搭載するウエハステージとを備え、1枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際のウエハステージのスキャン方向と、2枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際のウエハステージのスキャン方向とが互いに反対方向になるようにスキャンさせたものである。これによると、1枚目のマスクパターンがウエハ上に投影される露光領域と、2枚目のマスクパターンがウエハ上に投影される露光領域と接合させることができる。 To achieve the above goal, the exposure machine of the present invention is equipped with a mask stage that carries two masks and a wafer stage that carries a wafer, and scans the masks so that the scanning direction of the wafer stage when exposing the pattern of the first mask onto the wafer is opposite to the scanning direction of the wafer stage when exposing the pattern of the second mask onto the wafer. This makes it possible to join the exposure area where the pattern of the first mask is projected onto the wafer and the exposure area where the pattern of the second mask is projected onto the wafer.

本開示によれば、2枚のマスクを必要とするラージチップに対するパターン露光時に、2枚のマスクのそれぞれによる露光を短時間で行えることから、高精度な繋ぎ露光が実現できる。 According to the present disclosure, when performing pattern exposure on a large chip that requires two masks, exposure using each of the two masks can be performed in a short time, thereby achieving highly accurate stitched exposure.

実施の形態1にかかるEUV露光機100を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an EUV exposure tool 100 according to a first embodiment. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における露光の状態を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an exposure state in the EUV exposure machine 100. FIG. EUV露光機100における2枚のマスクのズレを示す模式図である。1 is a schematic diagram showing misalignment of two masks in an EUV exposure tool 100. FIG. EUV露光機100における2回目の露光位置の補正を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing correction of the second exposure position in the EUV exposure tool 100. FIG. EUV露光機100における2回目の露光位置の補正を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing correction of the second exposure position in the EUV exposure tool 100. FIG. EUV露光機100における2回目の露光位置の補正を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing correction of the second exposure position in the EUV exposure tool 100. FIG. 従来の高NA型EUV露光機の露光の状態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an exposure state of a conventional high NA type EUV exposure tool.

実施の形態1
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の第1の実施形態を、図1~図8を用いて説明する。図1は、EUV露光機100のマスクステージ101とウエハステージ102のみを描いた説明図である。図2~図8は、マスクステージ101とウエハステージ102のスキャン動作を説明するための模式図である。ここでは、説明の明確化のため、XYZ三次元直交座標系を用いて説明する。マスク103a
103bの主面に平行な面をXY平面とする。マスク103a、103bの主面と直交する方向、つまり、マスク103a、103bの厚さ方向をZ方向とする。X方向、及びY方向は、矩形状のマスク103a、103bの端辺に平行な方向である。
First embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 8. Fig. 1 is an explanatory diagram illustrating only a mask stage 101 and a wafer stage 102 of an EUV exposure machine 100. Figs. 2 to 8 are schematic diagrams for explaining the scanning operation of the mask stage 101 and the wafer stage 102. Here, for clarity of explanation, an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system will be used for explanation. Mask 103a
A plane parallel to the main surface of mask 103a, 103b is defined as the XY plane. A direction perpendicular to the main surfaces of masks 103a, 103b, i.e., the thickness direction of masks 103a, 103b, is defined as the Z direction. The X and Y directions are parallel to the edges of rectangular masks 103a, 103b.

実際には、マスクステージ101とウエハステージ102との間には、縮小投影光学系が存在するが、ここでは省略してある。また、投影光学系のNAは、0.55の高NAとなっている。EUV露光機100では、2枚のマスク(マスク103aとマスク103b)を搭載できる2枚マスクステージ101が用いられている。マスク103aは露光パターンが形成されたパターン領域104aを有している。マスク103aは露光パターンが形成されたパターン領域104aを有している。 In reality, there is a reduction projection optical system between the mask stage 101 and the wafer stage 102, but it is omitted here. The NA of the projection optical system is a high NA of 0.55. The EUV exposure machine 100 uses a two-mask stage 101 that can carry two masks (mask 103a and mask 103b). Mask 103a has a pattern area 104a in which an exposure pattern is formed. Mask 103a has a pattern area 104a in which an exposure pattern is formed.

マスク103a、103b上のパターン領域104a、104bは、スキャン方向(図で横方向)に132mmとなっている。マスク103aと103bとは、X方向に離間するように、マスクステージ101に設置されている。例えば、マスク103aのパターン領域104aとマスク103bのパターン領域104bとのギャップはgとなっている。 Pattern areas 104a and 104b on masks 103a and 103b are 132 mm in the scanning direction (horizontal direction in the figure). Masks 103a and 103b are placed on mask stage 101 so that they are spaced apart in the X direction. For example, the gap between pattern area 104a of mask 103a and pattern area 104b of mask 103b is g.

また、図13と同様に、パターン領域におけるスキャン方向の端は、マスク103aではAとB、マスク103bではCとDとする。つまり、パターン領域104aの-X側の端がAとなり、+X側の端がBとなっている。パターン領域104bの-X側の端がCとなり、+X側の端がDとなっている。BからCまでの距離がgとなる。また、ウエハ105におけるA~Dが露光されるべき位置についても、図13と同様に、a~dとして示している。 As in FIG. 13, the ends of the pattern area in the scanning direction are A and B in mask 103a, and C and D in mask 103b. That is, the end on the -X side of pattern area 104a is A, and the end on the +X side is B. The end on the -X side of pattern area 104b is C, and the end on the +X side is D. The distance from B to C is g. As in FIG. 13, the positions on wafer 105 where A to D should be exposed are also shown as a to d.

本実施例のEUV露光機100では、本発明を適用しない場合の説明図である図13の下側に示されたウエハ上の2つの離れた露光領域106a、106bとは異なり、露光領域106aと露光領域106bとは密着した1つのフルフィールドとして形成されることになる。そのメカニズムの詳細を、図2~図8を用いて説明する。 In the EUV exposure machine 100 of this embodiment, unlike the two separate exposure areas 106a, 106b on the wafer shown in the lower part of Figure 13, which is an explanatory diagram of a case where the present invention is not applied, the exposure areas 106a and 106b are formed as one closely-contacted full field. The details of this mechanism will be explained using Figures 2 to 8.

光源からの照明光ILがマスク103a、103bで反射されて、ウエハ105に入射する。照明光ILは露光波長13.5nmのEUV光である。図2に示したように、マスクステージ101は左方向(-X方向)にスキャンしており、ウエハステージ102は右方向(+X方向)にスキャンしている。つまり、マスクステージ101とウエハステージ102とが反対方向に移動している。マスクステージ101上のマスク103aのパターン領域104aの左端Aに照明光ILが照射されて露光が開始される(点線は照明光ILの主光線CRを模式的に示したものであり、実際には、ウエハ105に対して6度の入射角になる)。これにより、ウエハステージ102上のウエハ105には、露光領域106aの右端aが形成される。なお、ウエハ105上でaからdまでを露光することになるが、未だ露光されていないため、点線で示している。なお、図2~図8について、ウエハ105上において未露光の領域を点線で示し、露光済みの領域を実線で示す。 Illumination light IL from the light source is reflected by the masks 103a and 103b and enters the wafer 105. The illumination light IL is EUV light with an exposure wavelength of 13.5 nm. As shown in FIG. 2, the mask stage 101 scans leftward (-X direction), and the wafer stage 102 scans rightward (+X direction). In other words, the mask stage 101 and the wafer stage 102 move in opposite directions. The illumination light IL is irradiated onto the left end A of the pattern area 104a of the mask 103a on the mask stage 101, and exposure begins (the dotted line shows the principal ray CR of the illumination light IL, and in reality, the angle of incidence with respect to the wafer 105 is 6 degrees). As a result, the right end a of the exposure area 106a is formed on the wafer 105 on the wafer stage 102. Note that although a to d are to be exposed on the wafer 105, they are shown by dotted lines because they have not yet been exposed. In Figures 2 to 8, unexposed areas on the wafer 105 are shown with dotted lines, and exposed areas are shown with solid lines.

次に図3に示したように、スキャンによって、マスク103aのパターン領域104aの右端Bまで照明したら、露光領域106aの露光は終了する(ウエハ105上では、aからbまで露光済み領域を実線で示している)。この直後にマスクステージ101上のマスク103bのパターン領域104bが照明光ILの主光線CRを横切ることになるが、この時は照明せずにスキャンし続ける。つまり、図4に示したように、照明光L1がマスク103a、103bを照明せずに、マスクステージ101とウエハステージ102はスキャンだけ行う。例えば、光源を停止させる、あるいは、シャッタなどで光を遮光することで、照明光ILで露光せずに、スキャンのみを行うことができる。 Next, as shown in FIG. 3, when the right edge B of pattern area 104a of mask 103a is illuminated by scanning, exposure of exposure area 106a ends (on wafer 105, exposed areas from a to b are indicated by solid lines). Immediately after this, pattern area 104b of mask 103b on mask stage 101 crosses the chief ray CR of illumination light IL, but scanning continues without illumination at this time. In other words, as shown in FIG. 4, mask stage 101 and wafer stage 102 only perform scanning without illumination light L1 illuminating masks 103a and 103b. For example, by stopping the light source or blocking the light with a shutter or the like, it is possible to perform only scanning without exposure to illumination light IL.

次に図5に示したように、照明光ILの主光線CRがウエハ105上でdを通り過ぎて(つまり露光すべきフルフィールド全体を過ぎて)、ウエハ上でdからL離れた距離に達した時点で、ウエハステージ102は反転を開始する。この段階では、ウエハ105のcからdの間の領域は露光されていないため、点線で示されている。ウエハステージ102は-X方向に移動している。また、マスクステージ101も-X方向に移動している。Lの値に関しては、図1にgで示した距離(パターン領域104aとパターン領域104bの間隔)を関数として下記の式(1)で近似される。例えば、gが40mmであれば、Lは5mmになる。 Next, as shown in FIG. 5, when the chief ray CR of the illumination light IL passes d on the wafer 105 (i.e., passes the entire full field to be exposed) and reaches a distance L from d on the wafer, the wafer stage 102 starts to invert. At this stage, the area between c and d on the wafer 105 is not exposed, and is therefore shown by a dotted line. The wafer stage 102 is moving in the -X direction. The mask stage 101 is also moving in the -X direction. The value of L is approximated by the following equation (1) as a function of the distance shown as g in FIG. 1 (the distance between pattern area 104a and pattern area 104b). For example, if g is 40 mm, L is 5 mm.

2L=g/4 ・・・(1) 2L = g/4 ... (1)

次に、照明光ILの主光線CRがマスクステージ101上のマスク103bのDを過ぎ去った直後にマスクステージ101が反転を開始する(図6)。これにより、マスクステージ101が+X方向に移動する。その直後、照明光ILの主光線CRが再度マスク103bのDに達して露光領域106bの露光が開始される(図7)。つまり、照明光ILがマスク103bで反射されて、ウエハ105に入射する。マスクステージ101の反転に同期して、照明光ILがマスク103bに照射される。そして、照明光ILの主光線CRがマスク103bのCに到達した時点で露光領域106bの露光は終了する(図8)。 Next, immediately after the chief ray CR of the illumination light IL passes D of the mask 103b on the mask stage 101, the mask stage 101 starts to invert (Figure 6). This causes the mask stage 101 to move in the +X direction. Immediately after that, the chief ray CR of the illumination light IL reaches D of the mask 103b again, and exposure of the exposure area 106b begins (Figure 7). In other words, the illumination light IL is reflected by the mask 103b and enters the wafer 105. In synchronization with the inversion of the mask stage 101, the illumination light IL is irradiated onto the mask 103b. Then, the exposure of the exposure area 106b ends when the chief ray CR of the illumination light IL reaches C of the mask 103b (Figure 8).

以上に示したように、ウエハ105上の露光領域106a(aからb)の露光中、ウエハステージ102は、+X方向にスキャンしているが、露光領域106b(dからc)の露光中、ウエハステージ102は、-X方向にスキャンすることになる。つまり、露光領域106aの露光時と、露光領域106bの露光時とで、ウエハステージ102のスキャン方向が反対方向になっている。また、露光領域106aの露光時と、露光領域106bの露光時とで、マスクステージ101のスキャン方向が反対方向になっている。これによって、露光領域106aと露光領域106bとは接合し、フルフィールドの露光が終了する。この手法によって、1回目の露光と2回目の露光との時間間隔を短縮することができるため、高精度な繋ぎ露光が実現できる。 As described above, during exposure of the exposure area 106a (from a to b) on the wafer 105, the wafer stage 102 scans in the +X direction, but during exposure of the exposure area 106b (from d to c), the wafer stage 102 scans in the -X direction. In other words, the scanning direction of the wafer stage 102 is opposite when exposing the exposure area 106a and when exposing the exposure area 106b. Also, the scanning direction of the mask stage 101 is opposite when exposing the exposure area 106a and when exposing the exposure area 106b. As a result, the exposure area 106a and the exposure area 106b are joined, and the full-field exposure is completed. This method makes it possible to shorten the time interval between the first exposure and the second exposure, thereby realizing highly accurate stitching exposure.

次にEUV露光機100における露光領域106bの位置の微調整に関して、図9~12を用いて説明する。EUV露光機100では2枚のマスク103aとマスク103bとが、マスクステージ101で保持される。このため、図9に示したように、マスク103aとマスク103bとでY方向に位置ずれしてしまう可能性がある。つまり、マスク103aのパターン領域104aとマスク103bのパターン領域104bとが、目視では感知できないレベルで、幅方向(Y方向)に僅かなシフト(幅方向ズレ)が生じている可能性がある。しかし、マスク103a、及びマスク103bがマスクステージ101で保持されると、このシフトを0にできるようにマスク103bをメカ的に微調整することは困難になる。なお、図9では、判りやすいように、マスク103a、103bを大きくずらした状態が示されている。 Next, the fine adjustment of the position of the exposure area 106b in the EUV exposure machine 100 will be described with reference to FIGS. 9 to 12. In the EUV exposure machine 100, two masks, 103a and 103b, are held by the mask stage 101. For this reason, as shown in FIG. 9, there is a possibility that the masks 103a and 103b may be misaligned in the Y direction. In other words, there is a possibility that a slight shift (width direction misalignment) occurs in the width direction (Y direction) between the pattern area 104a of the mask 103a and the pattern area 104b of the mask 103b at a level that cannot be detected by the naked eye. However, when the masks 103a and 103b are held by the mask stage 101, it becomes difficult to mechanically fine-tune the mask 103b so that this shift can be reduced to zero. Note that FIG. 9 shows a state in which the masks 103a and 103b are significantly misaligned for ease of understanding.

そこでEUV露光機100では、図10に示したように、露光領域106aの露光が終了してから、露光領域106bの露光が開始するまでに行われるマスクステージ101の反転時に、幅方向(Y方向)にシフトして微調整することができる。より詳細には、図3での露光領域106aの露光終了の後、図7の露光領域106bの露光開始の前までに、マスクステージ101をY方向に移動すればよい。ウエハステージ102をY方向に移動することで、マスク103aとマスク103bの位置ずれを打ち消して、露光を行うことができる。ウエハステージ102ではなくて、マスクステージ101をY方向に移動してもよい。 As shown in FIG. 10, the EUV exposure machine 100 can shift and fine-tune in the width direction (Y direction) when the mask stage 101 is inverted, which is performed after the exposure of the exposure area 106a is completed and before the exposure of the exposure area 106b is started. More specifically, the mask stage 101 can be moved in the Y direction after the exposure of the exposure area 106a in FIG. 3 is completed and before the exposure of the exposure area 106b in FIG. 7 is started. By moving the wafer stage 102 in the Y direction, the positional misalignment between the mask 103a and the mask 103b can be cancelled out and exposure can be performed. The mask stage 101 may be moved in the Y direction instead of the wafer stage 102.

マスク103aのパターン領域104aとマスク103bのパターン領域104bとがずれていない場合にこのシフトを行うと、図11、又は図12に示すように、露光領域106bは露光領域106aに対して、幅方向にずれることになる。一方、パターン領域104aとパターン領域104bとが幅方向でずれている場合、このシフトによって、位置が合うように微調整できる。よって、マスクステージ101の反転時において、パターン領域104aとパターン領域104bとが幅方向でずれ量に応じて、マスクステージ101の位置を微調整すればよい。 When this shift is performed when there is no misalignment between pattern area 104a of mask 103a and pattern area 104b of mask 103b, exposure area 106b will be misaligned in the width direction relative to exposure area 106a, as shown in Figure 11 or Figure 12. On the other hand, when pattern area 104a and pattern area 104b are misaligned in the width direction, this shift allows fine adjustment so that the positions match. Therefore, when the mask stage 101 is inverted, the position of the mask stage 101 can be finely adjusted according to the amount of misalignment between pattern area 104a and pattern area 104b in the width direction.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。 The above describes an embodiment of the present invention, but the present invention includes appropriate modifications that do not impair its objects and advantages, and is not limited to the above embodiment.

100 EUV露光機
101 マスクステージ
102 ウエハステージ
103a、103b マスク
104a、104b パターン領域
105 ウエハ
106a、106b 露光領域
IL 照明光
CR 主光線
100 EUV exposure machine 101 mask stage 102 wafer stage 103a, 103b mask 104a, 104b pattern area 105 wafer 106a, 106b exposure area IL illumination light CR chief ray

Claims (4)

2枚のマスクを搭載するマスクステージと、
ウエハを搭載するウエハステージと、を備え、
1枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際の前記ウエハステージのスキャン方向と、2枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際の前記ウエハステージのスキャン方向とが互いに反対方向になるようにスキャンする露光装置。
A mask stage that can hold two masks;
a wafer stage on which a wafer is mounted;
An exposure apparatus that scans such that the scanning direction of the wafer stage when exposing the pattern of a first mask onto the wafer and the scanning direction of the wafer stage when exposing the pattern of a second mask onto the wafer are opposite to each other.
1枚目のマスクのパターン露光の後、2枚目のマスクのパターン露光を開始させる前のステージ反転時に、ウエハステージがスキャン方向と直交する方向に移動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, characterized in that, after pattern exposure of the first mask, the wafer stage moves in a direction perpendicular to the scanning direction when the stage is inverted before starting pattern exposure of the second mask. 前記マスクのパターンを前記ウエハに投影する投影光学系のNAが0.55以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the NA of the projection optical system that projects the mask pattern onto the wafer is 0.55 or more. 2枚のマスクを搭載できるマスクステージを備えた露光装置による露光方法であって、
1枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際に、ウエハステージを第1の方向にスキャンし、
2枚目のマスクのパターンをウエハに露光する際に、ウエハステージを前記第1の方向と反対方向の第2の方向にスキャンする露光方法。
An exposure method using an exposure apparatus equipped with a mask stage capable of mounting two masks, comprising the steps of:
When exposing a pattern of a first mask onto a wafer, the wafer stage is scanned in a first direction;
an exposure method in which, when exposing a pattern of a second mask onto the wafer, the wafer stage is scanned in a second direction opposite to the first direction;
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Harry J. Levinson et al.,Considerations for high-numerical aperture EUV lithography,Proc. of SPIE,2013年04月01日,Vol. 8679, #867916,https://doi.org/10.1117/12.2015829
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