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公開番号2025060018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170497
出願日2023-09-29
発明の名称露光装置、及び露光方法
出願人個人
代理人個人,個人
主分類G03F 7/20 20060101AFI20250403BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【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
特許請求の範囲【請求項１】
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。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
Jan Van Schoot, et. al., “High-NA EUV lithography exposure tool: program progress,” Proceedings of SPIE Vol. 11323, 1132307 (2020).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
（【００１１】以降は省略されています）

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