JPH0424942A - ウェハ固定治具およびそれを備えた露光装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ：産業上の利用分野〕 本発明は、ウェハ固定治具およびそれを用しまた露光装
置に関し、特に、ウェハ面における露光光の照度分布の
均一化に有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路装置の製造工程におけるフォ
トリングラフィに用いられる露光装置では、半導体基板
（以下ウェハと記す）が載置されるステージに当該ウェ
ハを安定に固定するなどの目的で、はぼ円形のウェハの
外周部をステージとの間で挟持する環状のウェハ固定治
具が用いられる場合がある。

通常、このようなウェハ固定治具においては、固定すべ
きウェハの外縁部に沿う内側孔が、ウェハに入射する露
光光の到来方向に拡がるようなテーバをなすようにして
、ウェハの外周部における露光光の照射が制約されない
ように、すなわち固定治具の影がウェハに生じることが
ないように配慮している。

なお、ウェハの露光技術については、たとえば、株式会
社工業調査会、昭和６０年１１月２０日発行、［電子材
料Ｊ　１９８５年１１月号別冊Ｐ９５〜Ｐ１０２などの
文献に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術のように、ウェハ固定治具の
内周面が、露光光の到来方向に拡がるようなテーバをな
している場合には、露光光の一部がテーバ領域で乱反射
されることによってウエノ飄内の不定領域に入射し、ウ
ェハの全域における露光光の照度が不均一になる結果、
露光むらが発生し、ウェハに転写されるパターンの誤転
写や、転写精度の劣化を生じるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、ウェハに対する露光光の入射
を制約することなく、ウェハの露光精度を向上させるこ
とが可能なウェハ固定治具を提供することにある。

本発明の他の目的は、ウェハに対する露光光の入射を制
約することなく、ウェハの露光精度を向上させることが
可能な露光装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になるウェハ固定治具は、ウェハ外周
部に係合する固定爪が突設された内縁部が、ウェハに照
射される露光光の到来方向に向かって拡がるテーパ面を
なすウェハ固定治具てあって、テーパ面に複数の段差部
を刻設したものである。

また、本発明になるウェハ固定治具は、ウェハ外周部に
係合する固定爪が突設された内縁部が、ウェハに照射さ
れる露光光の到来方向に向かって拡がるテーパ面をなす
ウェハ固定治具であって、テーパ面に、露光光に対する
反射防止膜を形成したものである。

また、本発明になる露光装置は、露光光を発生する光源
と、所望の透光パターンが形成された原版を支持するマ
スクステージと、ウェハ固定治具を介してウェハが載置
されるウェハステージと、光源から発生する露光光を、
原版を透過させてウェハに照射させる光学系とからなる
露光装置であって、ウェハ固定治具として請求項１〜３
記載のウェハ固定治具を用いるようにしたものである。

〔作用〕

上記した本発明のウェハ固定治具によれば、たとえばウ
ェハ外周部に臨んでテーパ面をなす内縁部に刻設された
段差部の個々の平面の、露光光の到来方向と交差する角
度を適宜設定することにより、当該テーパ面に入射する
露光光を、ウェハとは反対側の当該露光光の到来方向の
側に戻るように反射させることが可能となり、テーパ面
で乱反射した露光光がウェハの不定領域に入射すること
に起因する照度むらの発生を確実防止できる。

この結果、内縁部がテーパ面をなすことでウェハに対す
る露光光の照射を制約することなく、ウェハ内における
露光光の照度を均一にすることができ、露光光の照度の
過不足などに起因する転写パターンの寸法のばらつきが
なくなり、ウェハに対する所望の転写パターンの露光精
度が向上する。

また、請求項３記載の本発明になるウェハ固定治具によ
ればウェハ外周部に臨んでテーパ面をなす内縁部に、露
光光に対する反射防止膜が形成されているので、テーパ
面に入射する一部の露光光が、当該反射防止膜において
吸収されるかまたは減衰するので、乱反射した露光光が
ウェハの不定位置に入射することによる照度むらの発生
が確実に防止される。

この結果、内縁部がテーパ面をなすことでウェハに対す
る露光光の照射を制約することなく、ウェハ内における
露光光の照度を均一にすることができ、ウェハに対する
所望の転写パターンの露光精度が向上する。

また、本発明になる露光装置によれば、請求項１〜３記
載のウェハ固定治具を用いて、ウェハステージに対する
ウェハの固定を行うので、９１７％固定治具に照射され
る一部の露光光が乱反射してウェハの不定位置に入射す
ることによる照度むらの発生が確実に防止される。

この結果、ウェハ固定治具の内縁部がテーパ面をなすこ
とでウェハに対する露光光の照射を制約することなく、
ウェハ内における露光光の照度を均一にすることができ
、ウェハに対する所望の転写パターンの露光精度が向上
する。

口実施例１〕 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例であるウ
ェハ固定治具およびそれを用いた露光装置の一例につい
て詳細に説胡する。

第１図は、本発明の一実施例である９１７％固定治具の
要部を拡大して示す断面図であり、第２図（ａ）および
ら）は、その全体構成の一例を示す平面図および側面図
である。

また、第３図は、このウェハ固定治具を用し）だ露光装
置の構成の一例を模式的に示す側面図である。

まず、本実施例の露光装置は、第３図に示されるように
、光源部１００と、キャリッジ部２００と、反射光学系
３００とを備えている。

光源部１００には、露光光Ｐを発生する光源１０１や、
後述の反射光学系３００によって定まる所望の半径の弧
状の透光部１０２ａが形成され、露光光Ｐを所望の円弧
形状に透過させるスリット１０２などが設けられている
。

キャリッジ部２００は、所望の転写パターンに透光部や
遮光部が形成された原版Ｍを載置するマスクステージ２
０１と、所望の感光剤が塗布されたウェハＷが保持され
るウェハステージ２０２とが、所望の間隔をなして平行
かつ一体に設けられており、図示しない駆動機構によっ
て水平方向に移動可能になっている。

一方、反射光学系３００は、前言己キャリッジ部２００
のマスクステージ２０１とウェハステージ２０２との間
に位置し、一対の反射面を当該マスクステージ２０１お
よびウェハステージ２０２にそれぞれ向けた台形鏡３０
１と、これに対向して配置された凹面鏡３０２と、この
両者の間に、反射面を凹面鏡３０２の側に向けた状態に
配置された凸面鏡３０３とを備えている。

そして、光源部１００から出射して原版Ｍを平行に透過
した露光光Ｐは、台形鏡３０１．凹面鏡３０２、凸面鏡
３０３、台形鏡３０１を経て、ウェハステージ２０２に
保持されているウェハＷに入射するように導かれ、原版
Ｍの透光部（遮光部）のパターンが等倍に、ウェハＷに
転写されるようになっている。

この場合、ウェハステージ２０２は、たとえば第１図お
よび第２図などに示されるような形状のウェハ固定治具
１０が設けられており、ウエノ＼チャック２０２Ａとの
間にウェハＷを保持する＃ｉ造となっている。

すなわち、本実施例のウェハ固定治具１０は、ウェハＷ
の輪郭よりも所定の寸法だけ大きくなるように中央部が
くりぬかれた環形状を呈しており、その内縁部１１には
、周方向を等分する位置に、複数の固定爪１２が突設さ
れている。そして、当該固定爪１２をウェハＷの外周部
に係合させることにより、ウェハチャック２０２Ａとの
間てウェハＷの固定動作が行われるようになっている。

内縁部１１および固定爪１２は、露光光Ｐの到来方向に
向かって拡がるようなテーパ面１１ａおよびテーパ面１
２ａをなしており、ウェハＷの周辺領域に、固定爪１２
や内縁部１１の影などを生じることがないように、すな
わち、ウェハＷに対する露光光Ｐの照射範囲が制約され
ないように配慮されている。

また、ウェハＷの外周部に接する固定爪１２の下面には
、周方向に逃げ溝１２ｂが刻設されており、当該ウェハ
Ｗの鋭利な外縁部に固定爪１２の下面が接することによ
る塵埃の発生などが防止されるようになっている。

この場合、前記内縁部１１および固定爪１２のテーパ面
１１ａおよびテーパ面１２ａには、第１図に示されるよ
うに、角部が角度θ３（たとえば９０度）をなす段差部
１３が刻設されている。

すなわち、テーパ面１１ａおよび１２ａは、露光光Ｐの
光軸方向に垂直な平面に対して、傾斜角度θ１　（たと
えば７０度）をなしており、さらに前記段差部１３の個
々の角部は、当該傾斜角度θ１に対して、さらに傾斜角
度θ２　（たとえば４５度）をなすように配列されてい
る。

すなわち、上述のように、ウェハ固定治具１０の内縁部
１１および固定爪１２のテーパ面１１ａおよび１２ａに
複数の段差部１３が刻設されていることにより、当該テ
ーパ面１１ａおよび１２ａに入射する露光光Ｐは、下方
に位置するウェハＷとは反対側の、当該露光光Ｐの到来
方向の側に反射され、ウェハＷの不定領域に入射するこ
とによる照度むらの発生が防止されるものである。

以下、本実施例のウェハ固定治具ＩＱおよびそれを備え
た露光装置の作用の一例について詳細に説明する。

まず、表面に図示しないホトレジストなどの感光剤が塗
布されたウェハＷが、ウェハステージ２０２におけるウ
ェハ固定治具１０の複数の固定爪１２と当該ウェハチャ
ック２０２Ａとの間に挟持された状態で固定される。

その後、光＃！部１００を作動させる二とにより、スリ
ット１０２を介して円弧状の断面をなして出射される露
光光Ｐは、台形鏡３０１．凹面鏡３０２、凸面鏡３０３
１台形鏡３０１を経て、マスクステージ２０２上のウェ
ハＷに照射され、この時、ウェハＷにおける露光光Ｐの
照射領域は、第２図（ａ）に破線で示されるように、ウ
ェハＷを横断し、反射光学系３００　（スリブ）　１０
２）によって定まる単径の弧状を呈する状態となる。

そして、キャリッジ部２００によって、光源部１００か
ら出射される露光光Ｐの光軸に直交する方向に、マスク
ステージ２０１に載置された原版Ｍおよびウェハステー
ジ２０２に載置されたウェハＷを同時に、同一方向に移
動させることによって、露光光ＰによるウェハＷ全域の
走査を行い、原版Ｍの全体に形成されている透光（遮光
）パターンのウェハＷの全体に対する等倍での転写を行
う。

この時、従来のように、ウェハ固定治具１０の内縁部１
１のテーパ面１１ａおよび複数の固定爪１２のテーパ面
１２ａが平坦な場合には、当該テーパ面１１ａおよび１
２ａに照射される露光光Ｐは、テーパ面１１ａおよび１
２ａで乱反射してウヱハＷ内の不定領域に入射して照度
むらを発生させ、ウェハＷにおける図示しないホトレジ
ストなどの露光光Ｐによる露光程度のばらつきの一因と
なり、転写パターンの精度を劣化させることが懸念され
る。

ところが、本実施例の場合には、このテーパ面１１ａお
よび１２ａに、段差部１３が刻設されているので、当該
テーパ面１１ａおよび１２ａに入射する露光光Ｐは、ウ
ェハＷとは反対側の、当該露光光Ｐの到来方向に反射さ
れ、ウェハＷの不定領域に入射して照度むらを生じさせ
る懸念がなくなる。

二の結果、ウェハＷにおける露光光Ｐの照度が全域で均
一になり、ウェハＷに塗布されている図示しないホトレ
ジストの露光状態の過不足などを生じることが無くなり
、原版ＭからウェハＷへの露光光Ｐによるパターンの転
写精度が確実に向上する。

これにより、たとえば、ウェハＷの表面に対する絶縁膜
の形成の一手法として用いられるポリイミドなどの樹脂
の塗着工程などにおいて、ポンディングパッドなどの領
域を選択的に除去するフォトリングラフィ工程における
作業精度が向上し、製品歩留りを確実に向上させること
ができる。

〔実施例２〕 第４図は、本発明の他の実施例であるウェハ固定治具の
一例を示す略断面図である。

この実施例２の場合には、ウェハ固定治具１０の内縁部
１１ふよび複数の固定爪１２のそれぞれのテーパ面１１
ａおよび１２ａに刻設される段差部１４の断面形状が、
櫛歯状を呈するようにしたものである。

これにより、前記実施例１の場合と同様に、当該テーパ
面１１ａおよび１２ａに入射する露光光Ｐを、ウェハＷ
とは反対側の、当該露光光Ｐの到来方向に反射させて、
ウェハＷの不定領域に入射することによる照度むらの発
生を防止することができる。

この結果、ウェハＷにおける露光光Ｐの照度が全域で均
一になり、露光状態の過不足などを生じることが無くな
り、原版ＭからウェハＷへの露光光Ｐによるパターンの
転写精度が向上する。

〔実施例３〕 第５図は、本発明のさらに他の実施例であるウェハ固定
治具の一例を示す断面図である。

この実施例３の場合にはウェハ固定治具１０の内縁部１
１および固定爪１２のテーパ面１１ａおよび１２ａに、
露光光Ｐに対する反射防止作用、すなわち吸収または減
衰作用を有する反射防止膜１５を塗着したものである。

これにより、テーパ面１１ａおよび１２ａに入射する露
光光Ｐが反射防止膜１５によって吸収されるか、または
減衰するため、乱反射によって、ウェハＷの不定領域に
入射することによる照度むらの発生の懸念が無くなり、
ウェハＷの全域における露光光Ｐの照度分布を均一に保
つことが可能となる結果、露光状態の過不足などを生じ
ることが無くなり、原版ＭからウェハＷへの露光光Ｐに
よるパターンの転写精度が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、ウェハ固定治具に刻設される段差部の断面形
状としては、前記各実施例において例示した階段状や横
歯形などに限らず、露光光を、ウェハとは反対側の、そ
の到来方向側に反射できるものであれば、いかなる形状
であってもよい。

また、露光装置としては、前言己の各実施例に例示した
ものに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になるウェハ固定治具によれば、ウェ
ハ外周部に係合する固定爪が突設された内縁部が、前記
ウェハに照射される露光光の到来方向に向かって拡がる
テーパ面をなすウェハ固定治具であって、前記テーパ面
に、複数の段差部を刻設したので、たとえば、ウェハ外
周部に臨んでテーパ面をなす内縁部に刻設された段差部
の個々の平面の、露光光の到来方向と交差する角度を適
宜設定することにより、当該テーパ面に入射する露光光
が、到来方向に戻るように乱反射させることが可能とな
り、テーパ面で乱反射した露光光がウェハの不定領域に
入射して照度むらを生じることを確実に防止できる。

この結果、内縁部がテーパ面をなすことでつエバに対す
る露光光の照射を制約することなく、ウェハ内における
露光光の照度を均一にすることができ、露光光の照度の
過不足などに起因する転写パターンの寸法のばらつきが
なくなり、ウェハに対する所望の転写パターンの露光精
度が向−ヒする。

また、本発明になるウェハ固定治具によれば、ウェハ外
周部に係合する固定爪が突設された内縁部が、前記ウェ
ハに照射される露光光の到来方向に向かって拡がるテー
パ面をなすウェハ固定治具であって、前記テーパ面に、
前記露光光に対する反射防止膜を形成してなる構造であ
るため、テーパ面に入射する一部の露光光が、当該反射
防止膜において吸収または減衰するので、乱反射してウ
ェハの不定位置に入射して照度むらを生じることが確実
に防止される。

この結果、内縁部がテーパ面をなすことでウェハに対す
る露光光の照射を制約することなく、ウェハ内における
露光光の照度を均一にする二とができ、ウェハに対する
所望の転写パターンの露光精度が向上する。

また、本発明になる露光装置によれば、露光光を発生す
る光源と、所望の透光パターンが形成された原版を支持
するマスクステージと、ウェハ固定治具を介してウェハ
が載置されるウェハステージと、前記光源から発生する
前記露光光を、前記原版を透過させて前記ウェハに照射
させる光学系とからなる露光装置であって、前記ウェハ
固定治具として、請求項１〜３記載のウェハ固定治具を
用いるので、ウェハ固定治具に照射される一部の露光光
が乱反射してウェハの不定位置に入射することに起因す
る照度むらの発生が確実に防止される。

この結果、ウェハ固定治具の内縁部がテーパ面をなすこ
とでウェハに対する露光光の照射を制約することなく、
ウェハ内における露光光の照度を均一にすることができ
、ウェハに対する所望の転写パターンの露光精度が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるウェハ固定治具の要
部を拡大して示す断面図、 第２図（ａ）およびら）は、その全体構成の一例を示す
平面図および側面図、 第３図は、本発明の一実施例である露光装置の構成の一
例を模式的に示す側面図、 第４図は、本発明の他の実施例であるウェハ固定治具の
一例を示す断面図、 第５図は、本発明のさらに他の実施例であるウェハ固定
治具の一例を示す断面図である。 １０・・・ウェハ固定治具、１１・・・内縁部、１１ａ
・・・テーパ面、１２・・・固定爪、１２ａ・・・テー
パ面、１２ｂ・・・逃げ溝、１３゜１４・・・段差部、
１５・・・反射防止膜、１００・・・光源部、１０１・
・・光源、１０２・・・スリット、１０２ａ・・・透光
部、２００・・・キャリッジ部、２０１・・・マスクス
テージ、２０２・・・ウェハステージ、２０２Ａ・・・
ウェハチャック、３００・・・反射光学系、３０１・・
・台形鏡、３０２・・・凹面鏡、３０３・・・凸面鏡、
Ｍ・・・原版、Ｐ・・・露光光、Ｗ・・・ウェハ。 第 図 ２ｂ 第 図 （ａ） （ｂ） １１ａ（１２ａ） Ｐ：露光光 Ｗ：ウエハ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハ外周部に係合する固定爪が突設された内縁部
   が、前記ウェハに照射される露光光の到来方向に向かっ
   て拡がるテーパ面をなすウェハ固定治具であって、前記
   テーパ面に、複数の段差部を刻設したことを特徴とする
   ウェハ固定治具。 ２、複数の前記段差部の断面が、階段状または櫛歯状を
   呈するようにしたことを特徴とする請求項１記載のウェ
   ハ固定治具。 ３、ウェハ外周部に係合する固定爪が突設された内縁部
   が、前記ウェハに照射される露光光の到来方向に向かっ
   て拡がるテーパ面をなすウェハ固定治具であって、前記
   テーパ面に、前記露光光に対する反射防止膜を形成して
   なることを特徴とするウェハ固定治具。 ４、露光光を発生する光源と、所望の透光パターンが形
   成された原版を支持するマスクステージと、ウェハ固定
   治具を介してウェハが載置されるウェハステージと、前
   記光源から発生する前記露光光を、前記原版を透過させ
   て前記ウェハに照射させる光学系とからなる露光装置で
   あって、前記ウェハ固定治具として、請求項１〜３記載
   のウェハ固定治具を用いたことを特徴とする露光装置。