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液浸露光装置及び半導体装置の製造方法 - 株式会社東芝
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発明の名称 液浸露光装置及び半導体装置の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−123525(P2007−123525A)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
出願番号 特願2005−313256(P2005−313256)
出願日 平成17年10月27日(2005.10.27)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 河野 拓也 / 東木 達彦
要約 課題
液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能な液浸露光装置及び半導体装置の製造方法を提供する。

解決手段
露光対象となる基板11を保持する基板保持部12と、基板保持部の上方に設けられ、基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズ13と、基板保持部に保持された基板と投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部16と、基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と基板保持部に保持された基板との間に介在物22を供給可能な構造部21とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
露光対象となる基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部の上方に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズと、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部と、
前記基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と前記基板保持部に保持された基板との間に介在物を供給可能な構造部と、
を備えたことを特徴とする液浸露光装置。
【請求項2】
前記構造部から供給された介在物は、前記基板の外縁部に接触する
ことを特徴とする請求項1に記載の液浸露光装置。
【請求項3】
前記介在物は変形可能である
ことを特徴とする請求項1に記載の液浸露光装置。
【請求項4】
前記液体供給部は、前記基板保持部に保持された基板上の一部の領域に前記液体を供給するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の液浸露光装置。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記基板保持部に基板を保持する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記構造部との間に前記構造部から前記介在物を供給する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体供給部から液体を供給する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体を介在させた状態で、前記投影レンズから前記基板に露光光を供給する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、液浸露光装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の微細化及び高集積化に伴い、露光対象となる基板と露光装置の投影レンズとの間に水等の液体を介在させた状態で露光を行う、いわゆる液浸露光が重要な技術となってきている。しかしながら、この液浸露光では、基板表面に残留した液体が基板から流出し、装置を汚染するという問題がある。
【0003】
このような問題に対して、特許文献1には、液体の流出を防止する構造が提案されている。しかしながら、この提案では、上記構造は予め装置に固定されたものであるため、種々の問題を有している。例えば、基板保持部(ウエハチャック等)に基板をセットする際に上記構造が障害となり、基板をセットし難いといった問題がある。
【0004】
このように、液浸露光では液浸露光用の液体によって装置が汚染されるという問題があるが、従来の液浸露光装置は汚染防止用の適切な構造を必ずしも備えているとは言えなかった。
【特許文献1】特開2004−193252号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能な液浸露光装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の視点に係る液浸露光装置は、露光対象となる基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部の上方に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズと、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部と、前記基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と前記基板保持部に保持された基板との間に介在物を供給可能な構造部と、を備える。
【0007】
本発明の第2の視点に係る半導体装置の製造方法は、前記液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記基板保持部に基板を保持する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記構造部との間に前記構造部から前記介在物を供給する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体供給部から液体を供給する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体を介在させた状態で、前記投影レンズから前記基板に露光光を供給する工程と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、介在物を供給可能な構造部を設けたことにより、液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0010】
図1は、本発明の実施形態に係る液浸露光装置の概略構成を模式的に示した図である。
【0011】
通常の液浸露光装置と同様、露光対象となる半導体ウエハ(半導体基板)11は、ウエハチャック(基板保持部)12によって保持される。ウエハチャック12の上方には投影レンズ13が配置され、投影レンズ13の上方にはフォトマスク14を保持するマスクチャック(マスク保持部)15が配置されている。フォトマスク14には図示しない光源から照明光が照射されるようになっている。フォトマスク14を通過した露光光を投影レンズ13を介して半導体ウエハ11に供給することで、フォトマスク14上のマスクパターンが半導体ウエハ11上に投影される。
【0012】
ウエハチャック12に保持された半導体ウエハ11と投影レンズ13との間には、液体供給・回収部16から液浸露光用の液体17が供給されるようになっている。液体供給・回収部16からは、半導体ウエハ11の主面全体ではなく、半導体ウエハ11の主面の一部の領域に液体17が供給される。供給された液体17は、液体供給・回収部16によって回収可能である。液体17には例えば水が用いられる。半導体ウエハ11と投影レンズ13との間に液体17を介在させた状態で露光を行うことで、解像度を高めることが可能である。
【0013】
ウエハチャック12及びマスクチャック15はそれぞれ、投影レンズ13に対して相対的に移動(スキャン)可能である。ウエハチャック12及びマスクチャック15を所望の位置に移動させて露光を行うことで、フォトマスク14上の所望の位置に形成されたマスクパターンを半導体ウエハ11の所望の位置に投影することができる。また、液体17の半導体ウエハ11上の位置も、ウエハチャック12の移動に伴って変化する。
【0014】
ウエハチャック12の周囲には壁状の構造部21が配置されており、構造部21によってウエハチャック12は囲まれている。構造部21の上面の位置は、ウエハチャック12に保持された半導体ウエハ11の上面の位置よりも高くなっている。
【0015】
構造部21からは、構造部21と半導体ウエハ11の間に介在物22を供給可能である。図2は、半導体ウエハ11、構造部21及び介在物22の位置関係を模式的に示した平面図である。このように、構造部21と半導体ウエハ11の間に介在物22を介在させることで、半導体ウエハ11から流出した液体17の下方への漏洩を防止することができる。例えば、図3に示すように、ウエハチャック12が移動して、液体17が半導体ウエハ11の端部から流れ落ちそうな状態になっても、構造部21と半導体ウエハ11の間に介在物22が介在しているため、液体17の漏洩を防止することができる。したがって、半導体ウエハ11から流出した液体17によって装置が汚染されるといった問題を防止することができる。
【0016】
介在物22は、通常時には構造部21と半導体ウエハ11の間に介在しておらず、例えば構造部21内に収納されている。液浸露光を行う際に、介在物22は構造部21から半導体ウエハ11の外縁部に向かって突出し、構造部21と半導体ウエハ11の間に介在する。このように、介在物22は、常時固定されているものではなく、通常時には構造部21と半導体ウエハ11の間に介在していない。したがって、ウエハチャック12に半導体ウエハ11をセットする際に介在物22が障害となり、半導体ウエハ11をセットし難いといった問題を防止することができる。
【0017】
なお、ウエハチャック12とともに半導体ウエハ11も移動するため、図3に示すように、構造部21と半導体ウエハ11との間隔は一定ではなく、場所によって変化する。したがって、ウエハチャック12の移動に応じて介在物22の突出量(突出幅)が変化するように、介在物22は制御される。
【0018】
介在物22としては、例えば変形可能な柔軟物を用いることが可能である。具体的には、変形した形状がそのまま維持される塑性物や、外力が取り除かれると変形した形状が元の形状に戻る弾性物を用いることが可能である。薄いフィルム材の内部に気体や液体を封入したものを弾性物として用いてもよい。このように、介在物22として変形可能な柔軟物を用いた場合には、半導体ウエハ11の外縁部の形状に応じて介在物22が変形するため、介在物22を半導体ウエハ11の外縁部に密着させやすいという利点がある。
【0019】
介在物22としては、変形可能な柔軟物ではなく、金属や非金属で形成された硬質物を用いることも可能である。例えば、図4に示すように、介在物22として板状物を用いることが可能である。
【0020】
構造部21の内部には、介在物22を洗浄するための洗浄機構を設けてもよい。介在物22の表面には液浸露光用の液体等、汚染物質が付着している場合が多い。構造部21の内部に洗浄機構を設けることで、介在物22を構造部21内に収納した後に効率的に介在物22を洗浄することができる。
【0021】
なお、上述した実施形態では、通常時には介在物22を構造部21の内部に収納しておくようにしたが、図5に示すように、構造部21とは別に収納容器23を設け、この収納容器23内に介在物22を収納しておくようにしてもよい。この場合、収納容器23から排出された介在物22は、管24及び構造部21を介して構造部21と半導体ウエハ11の間に供給される。
【0022】
また、図6に示すように、介在物22を供給するための供給容器25及び介在物22を回収するための回収容器26を設けるようにしてもよい。この場合、供給容器25から排出された介在物22は、管27及び構造部21を介して構造部21と半導体ウエハ11の間に供給され、構造部21と半導体ウエハ11の間に介在する介在物22は、構造部21及び管28を介して回収容器26に回収される。このように、供給容器25と回収容器26を別々に設けることで、使用済みの介在物22によって使用前の介在物22が汚染されるといった問題を防止することができる。
【0023】
また、上述した実施形態では、介在物22を半導体ウエハ11の外縁部に接触させるようにしたが、介在物22と半導体ウエハ11との間に多少の隙間があってもよい。多少の隙間があっても、表面張力によって液体17を保持することが可能だからである。
【0024】
次に、上述した液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法について、図7に示したフローチャートを参照して説明する。
【0025】
まず、露光対象となる半導体ウエハ11をウエハチャック12に保持する(S1)。半導体ウエハ11には、言うまでもなく、加工対象膜(導電膜や絶縁膜等)及びフォトレジスト膜が形成されている。
【0026】
次に、ウエハチャック12に保持された半導体ウエハ11と構造部21との間に、構造部21から介在物22を供給し、半導体ウエハ11と構造部21との間に介在物22を介在させる(S2)。
【0027】
次に、ウエハチャック12に保持された半導体ウエハ11と投影レンズ13との間に、液体供給・回収部16から液浸露光用の液体17を供給する(S3)。これにより、半導体ウエハ11と投影レンズ13との間には、液体17が介在した状態となる。
【0028】
次に、半導体ウエハ11と投影レンズ13との間に液体17が介在した状態で、露光を行う(S4)。すなわち、フォトマスク14上のマスクパターンが、投影レンズ13及び液体17を介して半導体ウエハ11上に投影される。これにより、フォトレジストには、マスクパターンに対応した潜像が形成される。
【0029】
次に、現像を行ってフォトレジストパターンを形成する。さらに、フォトレジストパターンをマスクとして加工対象膜のエッチング等を行うことで、マスクパターンに対応した加工パターンが形成される(S5)。
【0030】
以上述べたように、本実施形態によれば、半導体ウエハ11と構造部21との間に介在物22を介在させるため、液浸露光用の液体17の下方への漏洩を防止することができ、液体17による装置の汚染を防止することができる。
【0031】
また、介在物22は、構造部21から供給されるものであり、半導体ウエハ11と構造部21との間に常時介在しているわけではない。したがって、ウエハチャック12に半導体ウエハ11をセットする際に介在物22が障害となるといった問題を防止することができ、半導体ウエハ11をウエハチャック12に容易且つ確実にセットすることが可能である。また、介在物22が半導体ウエハ11と構造部21との間に常時介在しているわけではないので、介在物22の洗浄が容易になるといった効果もある。
【0032】
したがって、本実施形態の液浸露光装置を半導体装置の製造に用いることにより、半導体装置の生産性や歩留まりを向上させることが可能となる。
【0033】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図2】本発明の実施形態に係り、半導体ウエハの配置等を模式的に示した平面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の使用状態を模式的に示した図である。
【図4】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の一変更例を模式的に示した図である。
【図5】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の他の変更例を模式的に示した図である。
【図6】本発明の実施形態に係る液浸露光装置のさらに他の変更例を模式的に示した図である。
【図7】本発明の実施形態に係る液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【0035】
11…半導体ウエハ 12…ウエハチャック 13…投影レンズ
14…フォトマスク 15…マスクチャック
16…液体供給・回収部 17…液体
21…構造部 22…介在物 23…収納容器
24、27、28…管 25…供給容器 26…回収容器




 

 


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