JP2001118769A

JP2001118769A - 露光装置、サンプルショットの選択方法およびデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2001118769A
Application number: JP29447399A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Katayama; 尚志片山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】オペレータが手動でサンプルショットを選択
しなければならない状況を極力排除する。【解決手段】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちからサンプルショットを選択するサンプルショット選
択手段を備え、選択されたサンプルショットを用いて前
記被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう
露光装置において、前記サンプルショット選択手段は、
前記サンプルショットの選択を行なうためのアルゴリズ
ムとして、複数の異なるアルゴリズム（手段１〜手段
３）を用い得るものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造に
使用するレジスト塗布装置、半導体露光装置および現像
装置を備えた半導体製造装置等に使用される露光装置、
この露光装置において、位置合せ（アライメント）、フ
ォーカスレベリング等を行なうときに使用するサンプル
ショットの選択方法およびこれを用いたデバイス製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆるステッパ、スキャン露光
装置等の半導体露光装置で露光されるウエハ上の、ステ
ップアンドリピートまたはステップアンドスキャン動作
により位置決めされる各ショットのレイアウトは、オペ
レータが、ウエハの大きさ、その半導体露光装置で露光
されるサイズのレイアウト、レチクルパターン領域、シ
ョットサイズ、チップサイズ等のプロセス条件を考慮し
ながら作成している。そしてアライメント、フォーカス
レベリング合せ、露光等のすべての動作は、このレイア
ウトをベースに行なわれている。

【０００３】例えば、ウエハの各ショット領域上に重ね
合せ露光を行なう場合、これから露光するレチクルのパ
ターンと、各ショット領域内のチップパターンとのアラ
イメントを行なう。アライメントの方法としては、従
来、ＩＣやＬＳＩ等の生産性とアライメント精度との兼
ねあいから、グローバルアライメントと呼ばれる、ウエ
ハ内の数ショット（サンプルショット）の計測値からウ
エハ内のショットの配列位置を求め、これに基づいてウ
エハ内全ショットのアライメントを行なう方法が用いら
れている。そして、露光装置は、アライメント用や、フ
ォーカスレベリング合せ用に最適と推奨するサンプルシ
ョットを選択する、専用の１つのサンプルショット自動
選択手段を有し、そのサンプルショット自動選択手段に
従ってサンプルショットを選択できるようになってい
る。

【０００４】従来最適と推奨されてきたサンプルショッ
トの一例としては、ウエハ中心からほぼ対称に、また円
周をほぼ均等に分布するように、かつウエハ外周辺を除
きなるべく外側に配置されるように選択するものがあ
る。この選択アルゴリズムに従った、従来使用されてい
るサンプルショット自動選択手段を用いてアライメント
を行なう場合、図１（ａ）に示すように、φ８”（２０
０ｍｍ）のウエハＷ１について、２６×３３ｍｍの露光
サイズのレイアウトを考えると、サンプルショットＳ１
〜Ｓ４はウエハＷ１の中心付近に寄って配列されてしま
う。これは、ウエハ外周辺のショットを用いると、ウエ
ハＷ１上の感光材（レジスト）の膜厚ばらつきや、ウエ
ハＷ１の歪み等の影響のため、アライメントに用いる計
測値に誤差を生じやすいので、上述した通り「ウエハ外
周辺を除き」という条件が加えてあるからである。この
ように配置したサンプルショットを用いてグローバルア
ライメントを行なうと、ウエハＷ１の中心近傍で測定す
る各サンプルショット間のスパンが短いため、ウエハＷ
１内のショット配列の倍率や回転の計測値の精度劣化を
生じる。

【０００５】ところが近年においては、φ８”のウエハ
の場合、ウエハ外周辺のショットであっても、ウエハ上
のレジストの膜厚ばらつきや、ウエハの歪み等の影響を
受けにくく、サンプルショットに用いることが可能な状
況も少なくない。前記ウエハＷ１に対してもこの状況が
当てはまる場合は、オペレータが手動でウエハ外周辺の
ショットをアライメント用のサンプルショットに選択し
て、サンプルショットの間隔（スパン）を大きくし、計
測値の誤差を小さくすることができる。

【０００６】φ１２”（３００ｍｍ）のウエハによる半
導体製造も近年増加の傾向を示している。例えば図７に
示されるような半導体露光装置は、チャックＣＫを交換
することによって、１台の半導体露光装置でも、φ８”
（２００ｍｍ）およびφ１２”（３００ｍｍ）の両方の
ウエハを使用できるようになってきている。φ１２”
（３００ｍｍ）のウエハについて、２６×３３ｍｍの露
光サイズのレイアウトを考えると、図９に示すように、
ウエハＷ２上ではサンプルショットのスパンは大きくな
る。しかし、φ１２”（３００ｍｍ）のウエハＷ２の場
合、ウエハが大きいため、ウエハＷ２外周辺のショット
では、ウエハＷ２上の感光材（レジスト）の膜厚ばらつ
きや、ウエハＷ２の歪み等の影響を無視することができ
ない状況が少なくない。このため、ウエハＷ２外周辺の
ショットをアライメントやフォーカスレベリングのため
のサンプルショットに用いると、計測値に誤差を生じや
すい。つまり、φ１２”（３００ｍｍ）のウエハＷ２に
対してもウエハ外周辺のショットをアライメント用のサ
ンプルショットとする自動選択手段を用いると、従来通
り、ウエハＷ２内のショット配列の倍率や回転の計測値
の精度劣化を生じるのである。そのような場合は、従来
通り、ウエハ外周辺のショットをアライメントや、フォ
ーカスレベリング用のサンプルショットとして選択しな
いことが望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、固定された１つのアルゴリズムに従ったサンプルシ
ョット自動選択手段によってサンプルショットが自動選
択されるため、オペレータが、ウエハの大きさ、その半
導体露光装置で露光されるサイズのレイアウト、レチク
ルパターン領域、ショットサイズ、チップサイズ等のプ
ロセス条件を変える度に最適なサンプルショットが変化
するにもかかわらず、本当に最適なサンプルショットを
自動で選択することができない。つまり、サンプルショ
ットを自動選択する場合は、前記プロセス条件によって
最適なサンプルショットが変化するにもかかわらず、サ
ンプルショット自動選択手段による１つの固定したアル
ゴリズムを用いて選択を行なうしかない。したがって、
この固定されたアルゴリズムに従って選択されたサンプ
ルショットが最適でない場合は、オペレータが手動でサ
ンプルショットを選択しなければならないため、作業効
率が低下するという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の課
題に鑑み、露光装置、サンプルショットの選択方法およ
びデバイス製造方法において、オペレータが手動でサン
プルショットを選択しなければならない状況を極力排除
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の第１の露光装置は、被露光基板上の複数の
ショット位置のうちからサンプルショットを選択するサ
ンプルショット選択部を備え、選択されたサンプルショ
ットを用いて前記被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なう露光装置において、前記サンプルショッ
ト選択部は、サンプルショットとして被露光基板上の外
周ショットを含めるか否かを変更することを特徴とす
る。

【００１０】第２の露光装置は、被露光基板上の複数の
ショット位置のうちからサンプルショットを選択するサ
ンプルショット選択部を備え、選択されたサンプルショ
ットを用いて前記被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なう露光装置において、前記サンプルショッ
ト選択部は、サンプルショットの被露光基板上の座標軸
に対する配置角度を変更することを特徴とする。

【００１１】第３の露光装置は、被露光基板上の複数の
ショット位置のうちからサンプルショットを選択するサ
ンプルショット選択部を備え、選択されたサンプルショ
ットを用いて前記被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なう露光装置において、前記サンプルショッ
ト選択部は、複数のサンプルショット選択方式中から使
用する選択方式を変更して使用可能であることを特徴と
する。

【００１２】第４の露光装置は、第１〜第３のいずれか
の露光装置において、前記サンプルショット選択部は所
定の条件の相違に応じて前記変更を実行する。

【００１３】第５の露光装置は、被露光基板上の複数の
ショット位置のうちからサンプルショットを選択するサ
ンプルショット選択部を備え、選択されたサンプルショ
ットを用いて前記被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なう露光装置において、前記サンプルショッ
ト選択部は、前記サンプルショットの選択を行なうため
のアルゴリズムとして、複数の異なるアルゴリズムを用
い得るものであることを特徴とする。

【００１４】第６の露光装置は、第５の露光装置におい
て、前記サンプルショット選択部は、前記サンプルショ
ットの用い方または露光条件の相違に応じて、前記複数
のアルゴリズムのうちいずれのアルゴリズムを用いるか
を選択するアルゴリズム選択手段を有することを特徴と
する。

【００１５】第７の露光装置は、第１〜第６のいずれか
の露光装置において、前記サンプルショット選択部は、
前記被露光基板のグローバルアライメントのためのサン
プルショットを選択するものであることを特徴とする。

【００１６】第８の露光装置は、第１〜第７のいずれか
の露光装置において、前記サンプルショット選択部は、
前記被露光基板のフォーカスレベリングのためのサンプ
ルショットを選択するものであることを特徴とする。

【００１７】本発明の第１のサンプルショットの選択方
法は、被露光基板上の複数のショット位置のうちから、
所定のアルゴリズムに基づいてサンプルショットを選択
する方法において、前記所定のアルゴリズムとして、予
め用意された複数のものから１つを選択するアルゴリズ
ム選択工程と、選択したアルゴリズムに基づいて前記サ
ンプルショットの選択を行なうサンプルショット選択工
程とを具備することを特徴とする。

【００１８】第２のサンプルショットの選択方法は、第
１のサンプルショットの選択方法において、前記アルゴ
リズム選択工程は、前記被露光基板の露光条件を指定す
る条件指定工程と、指定された条件に基づいて前記アル
ゴリズムの選択を行なう工程とを有することを特徴とす
る。

【００１９】第３のサンプルショットの選択方法は、被
露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なうに際
し前記被露光基板上の複数のショット位置のうちからサ
ンプルショットを選択するサンプルショット選択方法に
おいて、サンプルショットとして被露光基板上の外周シ
ョットを含めるか否かを変更することを特徴とする。

【００２０】第４のサンプルショットの選択方法は、被
露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なうに際
し前記被露光基板上の複数のショット位置のうちからサ
ンプルショットを選択するサンプルショット選択方法に
おいて、サンプルショットの被露光基板上の座標軸に対
する配置角度を変更することを特徴とする。

【００２１】第５のサンプルショットの選択方法は、被
露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なうに際
し前記被露光基板上の複数のショット位置のうちからサ
ンプルショットを選択するサンプルショット選択方法に
おいて、複数のサンプルショット選択方式中から使用す
る選択方式を変更して使用することを特徴とする。

【００２２】第６のサンプルショットの選択方法は、第
３〜第５のいずれかのサンプルショットの選択方法にお
いて、所定の条件の相違に応じて前記変更を実行する。

【００２３】第７のサンプルショットの選択方法は、第
１〜第６のいずれかのサンプルショットの選択方法にお
いて、前記選択されるサンプルショットは、前記被露光
基板のグローバルアライメントのためのサンプルショッ
トであることを特徴とする。

【００２４】第８のサンプルショットの選択方法は、第
１〜第７のいずれかのサンプルショットの選択方法にお
いて、前記選択されるサンプルショットは、前記被露光
基板のフォーカスレベリングのためのサンプルショット
であることを特徴とする。

【００２５】第９のサンプルショットの選択方法は、第
２のサンプルショットの選択方法において、前記露光条
件には、前記被露光基板のサイズ、前記被露光基板上の
有効露光領域の形状、または前記被露光基板上のショッ
ト領域の形状が含まれることを特徴とする。

【００２６】本発明のデバイス製造方法は、第１〜第９
のいずれかのサンプルショットの選択方法により被露光
基板上の複数のショット位置からサンプルショットを選
択する工程と、選択されたサンプルショットを用いて前
記被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう
工程とを具備することを特徴とする。

【００２７】これら本発明の構成において、露光条件等
に適した選択を実行していることにより、適切なサンプ
ルショットの選択が行なわれる。したがって、オペレー
タが手動でサンプルショットを選択しなければならない
状況が極力回避されることになる。

【００２８】

【実施例】［実施例１］図１は、本発明の第１の実施例
に係る走査型半導体露光装置において露光されるショッ
トのレイアウトを示す平面図であり、同図（ｂ）はφ
８”のウエハを露光するときの露光レイアウトを示す。
このレイアウトでは、１回の露光の画面サイズが、静止
露光を行なう半導体露光装置いわゆるステッパでの露光
レイアウトが２２×２２ｍｍであるのに対し、２６×３
３ｍｍと、大きくなっている。図中のＷ１はφ８”のウ
エハ、ＳＨＯＴは本走査型半導体露光装置の露光画面サ
イズでのショット、Ｓ１〜Ｓ４（４個のショット）は本
走査型半導体露光装置の露光画面サイズのレイアウトで
のアライメントあるいはグローバルレベリングのための
サンプルショットである。

【００２９】このレイアウトにおいてグローバルアライ
メントおよびグローバルレベリングのためのサンプルシ
ョットを選ぶ場合、次のようなアルゴリズムに従ったサ
ンプルショット自動選択手段を用いることができる。す
なわち、ウエハＷ１に関しては、ウエハ周辺のショット
では、ウエハＷ１上のレジストの膜厚のばらつきが大き
く、また、ウエハＷ１の歪みが大きい等の理由で、測定
値に誤差を生じやすいということはほとんど起らない。
したがってウエハ周辺のショットをサンプルショットと
して優先的に選択する。

【００３０】以下、図１〜８を用いて本実施例の半導体
露光装置を用いたサンプルショット作成方法の一例を説
明する。図４はこの半導体露光装置におけるサンプルシ
ョット作成動作を示すフローチャートである。図３はこ
の動作を行なうためのソフトウエアシステムの機能的な
構成を示すブロック図である。本実施例では、図１
（ｂ）に示すような、円形で一部（オリエンテーション
フラット部）が平面に切り欠かれたウエハＷ１上での４
ショットのサンプルショットを選ぶものとする。

【００３１】サンプルショット作成動作を開始すると、
図４に示すように、まず、ステップ４１において、オペ
レータによる図３の入出力装置３１の操作に応じ、図３
の半導体プロセス入力部３２により、半導体プロセス情
報３３を記憶する。半導体プロセス情報３３は、図５で
示されるような、ウエハＷ１の外形の直径ｄＷ、無効露
光領域ｉＷ、Ｘ方向ステップサイズＸＳ、Ｙ方向ステッ
プサイズＹＳ、マトリックスのローＭＲ、マトリックス
のコラムＭＣ、ウエハ中心に対するレイアウト中心のＸ
座標ＭＯＸ、レイアウト中心のＹ座標ＭＯＹ、ウエハ作
成バラツキＥＷ、レジスト塗布ムラＲＷ等に関する情報
で構成される。次にステップ４２において、サンプルシ
ョット選択手段入力部３４により、オペレータが入出力
装置３１の操作によってサンプルショットの選択を自動
選択で行なうかまたは手動選択で行なうかのいずれを指
定したかを判定する。

【００３２】ステップ４２において自動選択で行なう旨
が指定されたと判定し、したがってサンプルショット自
動選択手段を用いることになった場合は、ステップ４３
において、サンプルショット自動選択決定部３５によ
り、半導体プロセス情報３３を用いて、サンプルショッ
ト自動選択保持部３８にあるどのサンプルショット自動
選択手段を使用するかを判断する。このとき、サンプル
ショット自動選択保持部３８には、図６に示すような、
半導体プロセス情報３３に対してどのサンプルショット
自動選択手段が最も有効であるかの関係を示すテンプレ
ートが用意されているので、それを参照して最適である
と推奨するサンプルショット自動選択手段を決定するこ
とができる。ただし図５と図６を参照すると、図１
（ｂ）の露光レイアウトの半導体プロセス情報に対して
は、手段１または手段２を選ぶことになるが、本実施例
では手段１が選択されるように、図６のテンプレートの
登録が行なわれているものとする。

【００３３】次に、ステップ４４において、サンプルシ
ョット自動選択部３６により、前記決定したサンプルシ
ョット自動選択手段すなわち手段１を用いてサンプルシ
ョットの自動選を行なう。図２（ａ）は手段１を説明す
るための図である。図２（ａ）および図６を参照する
と、手段１によれば、従来技術同様であり、また円周を
ほぼ均等に分布するように４ショット配置しなければな
らない。そのため、サンプルショットは、ｘ軸から±４
５度の範囲、およびｙ軸から±４５度の範囲でそれぞれ
１ショット選択する。すなわち、サンプルショットとし
ては４ショットあるので、１ショットあたり９０度の範
囲で探せばよい。また、ウエハ中心からほぼ対称にサン
プルショットを配置するため、ｙ＝±０の直線上に近い
ショットを第１候補とする。さらに、ウエハ外周辺を含
み、なるべく外側においてサンプルショットを選択す
る。したがって、図１（ｂ）のように、サンプルショッ
トＳ１〜Ｓ４を選択することができる。このサンプルシ
ョットの自動選択が終了すると、ステップ４５へ進む。

【００３４】一方、ステップ４２において手動選択で行
なう旨が指定されたと判定し、サンプルショット自動選
択手段を用いないことになった場合は、ステップ４６へ
進み、サンプルショット手動選択部３９により、オペレ
ータによる自由なサンプルショットの選択を受け入れ、
その後、ステップ４５へ進む。

【００３５】ステップ４５では、ステップ４４や４６で
選択されたショットを、本走査型半導体露光装置のサン
プルショットとして、後述するＣＰＵ９が計測するよう
にセットする。そして、アライメント用とフォーカスレ
ベリング用のサンプルショットが全て選択されたなら
ば、オペレータの指示に基づき、ステップ４７において
本半導体露光装置における露光シーケンスを開始する。

【００３６】なお、フォーカスレベリング用サンプルシ
ョットについては、アライメント用サンプルショットと
同様にして決定することができるので、説明を省略し
た。また本実施例では、アライメント用およびフォーカ
スレベリング用のサンプルショットにのみに限定して記
述しているが、これに限らず、サンプルショットを必要
とする処理が他にあれば、その場合のサンプルショット
の選択についても本発明を適用することができる。

【００３７】以下、フォーカスレベリング用およびアラ
イメント用のサンプルショットとして同じショットが選
択されたものとして、図８のフローチャートを参照し、
前記ステップ４７における露光シーケンスについて述べ
る。図７はこの露光シーケンスを行なう本実施例の走査
型半導体露光装置の構成を示す。この装置では、同図に
示すように、不図示の露光照明系からの露光光束が、レ
チクルＲ上に形成された電子回路パターンに照射され
る。露光光束が照射されたパターンは、投影光学系１を
介してウエハＷ１に投射され、露光される。この露光用
の照明光としては、水銀ランプからのｇ線、ｉ線、ある
いはエキシマレーザ光源からの紫外線パルス光等が使用
される。ウエハＷ１はＸＹ面に沿って２次元に移動可能
なステージ１１上に設けられたチャックＣＫ上に載置さ
れている。ＳＨＯは位置合せ用光学系であり、Ｘ方向の
位置を検出するものである。また、これと同様な不図示
の位置合せ用光学系が搭載されており、これによりＹ方
向の位置を検出するようになっている。９は露光装置全
体の動作を制御するＣＰＵ、ＬＤとＰＤはそれぞれ光学
式オートフォーカス装置における発光部と受光部であ
る。

【００３８】位置合せ用光学系ＳＨＯは、ウエハＷ１上
に塗布されているレジスト（感光剤）を感光させない非
露光光の光速を照射する位置合せ用照明装置２、ビーム
スプリッタ３、結像光学系４、および結像光学系４によ
り形成される像を光電変換する撮像装置５を備える。６
は撮像装置５の出力を２次元のデジタル信号列に変換す
るＡ／Ｄ変換装置、７はこのデジタル化された２次元画
像信号を、これに処理ウインドウを設定し、ウインドウ
内においてＹ方向に移動平均処理を行なうことにより１
次元のデジタル信号列Ｓ（ｘ）に変換する積算装置、８
は積算装置７から出力された１次元のデジタル信号列Ｓ
（ｘ）に対し、予め記憶されているテンプレートパター
ンを用いてパターンマッチを行ない、最もテンプレート
パターンとのマッチ度が高いＳ（ｘ）のアドレス位置を
ＣＰＵ９に対して出力する位置検出装置である。

【００３９】この構成において、露光シーケンスを開始
すると、図８に示すように、露光に先立ち、ステップ８
１〜８７において、レチクルＲとウエハＷ１の相対的な
位置合せ（アライメント）およびフォーカスレベリング
のための計測および測定を、次のような手順により行な
う。すなわち、まず、ステップ８１において、不図示の
ウエハ搬送装置により、ウエハＷ１をＸＹステージ１１
上のチャックＣＫ上に載置する。次に、ステップ８２に
おいて、ウエハＷ１のグローバルなレベリング成分を、
光学式オートフォーカス装置ＬＤとＰＤを用いて測定し
てレベリングを行なうために、図４のステップ４５でセ
ットされたフォーカスレベリング用のサンプルショット
Ｓ１へ移動するように、ステージ駆動装置１０に対して
コマンドを送り、ＸＹステージ１１を駆動する。そし
て、ステップ８３において、フォーカスレベリングを行
なうためのデータを測定する。

【００４０】このようにしてサンプルショットＳ１〜Ｓ
４について測定を行ない、この測定が終了した旨をステ
ップ８４において判定すると、ステップ８５へ進み、図
４のステップ４５でセットされたアライメント用サンプ
ルショットの中から１番目の計測ショットＳ１に形成さ
れている位置合せ用マークＭ１ｘおよびＭ１ｙが位置合
せ光学系ＳＨＯの視野範囲内に位置するように、ステー
ジ駆動装置１０に対してコマンドを送り、ＸＹステージ
１１を駆動する。

【００４１】次にステップ８６において、１番目の計測
ショットＳ１についてアライメント計測を行なう。すな
わち、位置合せ光学系ＳＨＯの位置合せ用照明装置２に
より、ビームスプリッタ３、レチクルＲおよび投影光学
系１を介して、位置合せ用マークＭ１ｘ（以降、ウエハ
マークと称する）を照明する。ウエハマークＭ１ｘは、
同一形状の矩形パターンを一定ピッチで複数配置したも
のである。ウエハマークＭ１ｘで反射した光束は、再度
投射光学系１とレチクルＲを介してビームスプリッタ３
に到達し、ここで反射して結像光学系４を介して撮像装
置５の撮像面上にウエハマークＭ１ｘの像を形成する。
この像は撮像装置５において光電変換され、Ａ／Ｄ変換
装置６において２次元のデジタル信号列に変換され、さ
らに積算装置７により１次元のデジタル信号列Ｓ（ｘ）
に変換される。このデジタル信号列Ｓ（ｘ）に対し、位
置検出装置８においてパターンマッチが行なわれ、テン
プレートパターンとのマッチ度が最も高いＳ（ｘ）のア
ドレス位置がＣＰＵ９に出力される。この出力信号は撮
像装置５の撮像面を基準としたウエハマークＭ１ｘの位
置であるため、ＣＰＵ９は予め不図示の方法により求め
られている撮像装置５とレチクルＲとの相対的な位置か
らウエハマークＭ１ｘのレチクルＲに対する位置を計算
により求める。これにより１番目の計測ショットＳ１の
ｘ方向の位置ズレ量が計測されたことになる。次にＣＰ
Ｕ９はｘ方向計測と同様な手順でｙ方向の位置ズレ量を
計測する。以上でサンプルショットＳ１についてのアラ
イメント計測が終了したことになる。さらにこれと同じ
手順で、半導体露光装置等の所定の配列座標系に従って
２次元に配列された他のサンプルショットＳ２〜Ｓ４に
ついて、アライメント計測を行なう。

【００４２】このアライメント計測が終了した旨をステ
ップ８７において判定すると、次にステップ８８〜９１
において、フォーカスレベリングのための測定およびア
ライメント計測の結果に従い、フォーカスレベリングお
よびアライメントの補正を行ない、ステップアンドスキ
ャン露光を行なう。そして、ステップ９１において全シ
ョットについての露光が終了した旨を判定すると、ステ
ップ９２においてウエハＷ１を不図示のウエハ搬送装置
により搬出する。

【００４３】以上のステップ８１〜９２と同じ手順で、
未処理ウエハがなくなるまで露光シーケンスを行ない、
ステップ９３において全てのウエハについての露光処理
が終了した旨を判定すると、露光シーケンスを終了す
る。

【００４４】［実施例２］次に、図１（ｃ）、図２
（ｂ）、図３、図４および図６を用いて第２の実施例を
説明する。本実施例においても、図１（ｃ）に示すよう
に、円形で、一部（オリエンテーションフラット部）が
平面に切り欠かれたウエハＷ１上での４ショットのサン
プルショットを選ぶものとする。

【００４５】サンプルショットの作成動作は図４のフロ
ーチャートに従い、図３のソフトウエアシステム構成に
より行なわれる。ステップ４１および４２における処理
は実施例１の場合と同様である。ステップ４３において
は、実施例１では、半導体プロセス情報３３を用いてど
のサンプルショット自動選択手段を使用するのが最適で
あるかを判断したが、本実施例では、オペレータによる
入出力装置３１の操作に基づき、サンプルショット選択
手段入力部３４においてサンプルショット自動選択手段
を決定する。つまり、図１（ｂ）の場合は、例えばｙ方
向計測値で長い距離（スパン）が取れるのは、ショット
Ｓ１とＳ３である。これに対して、図１（ｃ）のように
サンプルショットを選択すれば、距離（スパン）の長い
ショットが増えることになる。よってオペレータは、図
１（ｃ）のショットＳ１〜Ｓ４ようなショットを選択す
るように、入出力装置３１を操作するが、これに基づ
き、露光装置はサンプルショット選択手段入力部３４に
おいて、図６を参照しながら、サンプルショット自動選
択手段として手段２を使用することを直接決定する。

【００４６】ステップ４４では、サンプルショット自動
選択手段に決定した手段２を用いてサンプルショットの
自動選択を行なう。図２（ｂ）および図６で示される手
段２は次のような選択アルゴリズムを有するサンプルシ
ョット自動選択手段となっている。すなわち、従来技術
と同様に、円周をほぼ均等に分布するように４つのサン
プルショットを配置しなければならない。そのため、本
実施例では、第１象限、第２象限、第３象限および第４
象限のうちからそれぞれ１ショットずつサンプルショッ
トを選択する。また、ウエハ中心からほぼ対称にサンプ
ルショットを配置するために、図２（ｂ）のように、ｙ
＝±ｘの直線上の、時計と逆回り方向のショットをサン
プルショットの第１候補とする。さらに図６に示される
ように、ウエハ外周辺を含み、なるべく外側においてサ
ンプルショットを選択する。したがって、図１（ｃ）に
示されるような、サンプルショットＳ１〜Ｓ４を選択す
ることができる。

【００４７】本実施例においても、ステップ４２におい
て、サンプルショット自動選択手段を用いないことにな
った場合、オペレータは、ステップ４６において、サン
プルショット手動選択部３９の処理により、自由にサン
プルショットを選ぶことができる。

【００４８】ステップ４５では、ステップ４４や４６で
選択したショットを、本走査型半導体露光装置のサンプ
ルショットとして、ＣＰＵ９が計測するようにセットす
る。そして、アライメント用とフォーカスレベリング用
サンプルショットを全て選択したならば、オペレータの
指示に基づき、ステップ４７における半導体露光シーケ
ンスを開始する。この露光シーケンスについては、実施
例１と同様であるため説明を省略する。

【００４９】［実施例３］次に、図９と図１０を用いて
第３の実施例を説明する。図９はφ１２”のウエハを使
用する本実施例の走査型半導体露光装置での露光レイア
ウトあるいはＩＣまたはＬＳＩのチップのレイアウトを
示す。本実施例では、図９に示すような、円形で一部
（オリエンテーションフラット部）が平面に切り欠かれ
たウエハ上での４ショットのサンプルショットを選ぶも
のとする。図中、Ｗ２はφ１２”（３００ｍｍ）のウエ
ハ、ＳＨＯＴは本走査型半導体露光装置の露光画面サイ
ズでのショット、Ｓ１〜Ｓ４は本走査型半導体露光装置
の露光画面サイズ２６×３３ｍｍのレイアウトでのアラ
イメントあるいはグローバルレベリングのためのサンプ
ルショットである。

【００５０】サンプルショットの作成動作は図４のフロ
ーチャートに従い、図３のソフトウエアシステム構成に
より行なわれる。ステップ４１および４２における処理
は実施例１の場合と同様である。

【００５１】ステップ４３では、半導体プロセス情報３
３を用いて、サンプルショット自動選択保持部３８にあ
るどのサンプルショット自動選択手段を使用するかを判
断する。このとき、図５に示される図９の露光レイアウ
トについての半導体プロセス情報３３および図６からわ
かるように、本実施例の場合、サンプルショット自動選
択手段として、ウエハ外周ショットの選択はしない処理
を含んだ手段３を使用することを決定することになる。

【００５２】ステップ４４では、サンプルショット自動
選択手段に決定した手段３を用いてサンプルショットの
自動選択を行なう。図６および図９に示されるように、
手段３は次のような選択アルゴリズムを有するサンプル
ショット自動選択手段となっている。すなわち、従来技
術と同様に、円周をほぼ均等に分布するように４つのサ
ンプルショットを配置しなければならない。そのため、
本実施例においても、第１象限、第２象限、第３象限お
よび第４象限のうちからそれぞれ１ショットずつサンプ
ルショットを選択する。また、ウエハ中心からほぼ対称
にサンプルショットを配置するため、図１０のように、
ｙ＝±ｘの直線上の、時計と逆回り方向のショットをサ
ンプルショットの第１候補とする。さらに、図６より、
ウエハ外周辺を除き、なるべく外側においてサンプルシ
ョットを選択する。したがって、図９のように、ショッ
トＳ１〜Ｓ４をサンプルショットとして選択することが
できる。

【００５３】本実施例においても、ステップ４２におい
てサンプルショット自動選択手段を用いないことになっ
た場合、オペレータは、ステップ４６において、サンプ
ルショット手動選択部３９の処理により、自由にサンプ
ルショットを選ぶことができる。

【００５４】なお、各実施例では、サンプルショット自
動選択手段が予め装置内に保持されていることを前提と
しているが、オペレータが既存のサンプルショット自動
選択手段を変更して使用するようにしてもよい。

【００５５】＜デバイス製造方法の実施例＞次に、上記
各実施例の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施
例を説明する。図１１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッ
ド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステッ
プ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行な
う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを
形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ
製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを
製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラ
フィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次
のステップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００５６】図１２は上記ウエハプロセス（ステップ
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００５７】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体露光装置における半導体プロセス条件等に応じた
適切なサンプルショットの選択を行なうことができる。
したがって、従来オペレータが手動で行なっていた、プ
ロセス条件等に応じたサンプルショットの選択作業を自
動で行なうことができ、オペレータが手動でサンプルシ
ョットを選択しなければならない状況を極力回避するこ
とができる。

【００５９】また、適切に自動選択されたサンプルショ
ットを用いることにより、オペレータが手動でサンプル
ショットを選択する必要なく、グローバルアライメント
やフォーカスレベリングのための計測を正確に行なうこ
とができる。さらにこの計測値を露光時のデータ補正に
用いることにより、オペレータが手動でサンプルショッ
トを選択する必要なく、正確なアライメントやフォーカ
スレベリングでの露光を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のサンプルショットならびに本発明の第
１および第２の実施例におけるサンプルショットを例示
する平面図である。

【図２】本発明の第１および第２の実施例におけるサ
ンプルショット自動選択手段の解説図である。

【図３】本発明の第１〜第３の実施例におけるソフト
ウエアシステムの機能的な構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の第１〜第３の実施例におけるサンプ
ルショットの選択動作を示すフローチャートである。

【図５】図３の構成における半導体プロセス情報の具
体例を示す図である。

【図６】図３の構成におけるサンプルショット自動選
択手段保持部の具体例を示す図である。

【図７】本発明の第１の実施例に係るサンプルショッ
ト作成シーケンスを行なう半導体露光装置の構成図であ
る。

【図８】図７の半導体露光装置における露光シーケン
スを例示するフローチャートである。

【図９】本発明の第３の実施例におけるサンプルショ
ットの一例を示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施例におけるサンプルシ
ョット自動選択手段の解説図である。

【図１１】本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。

【図１２】図１１中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。

【符号の説明】

１：投影光学系、２：位置合せ用照明装置、３：ビー
ムスプリッタ、４：結像光学系、５：撮像装置、６：Ａ
／Ｄ変換装置、７：積算装置、８：位置検出装置、９：
ＣＰＵ、１０：ステージ駆動装置、１１：ステージ、１
２：記憶装置、３１：入出力装置、３２：半導体プロセ
ス入力部、３３：半導体プロセス情報、３４：サンプル
ショット選択手段入力部、３５：サンプルショット自動
選択決定部、３６：サンプルショット自動選択部、３
７：サンプルショット決定部、３８：サンプルショット
自動選択保持部、３９：サンプルショット手動選択部、
ＣＫ：チャック、ＬＤ：発光部、ＰＤ：受光部、Ｒ：レ
チクル、Ｓ１〜Ｓ４：サンプルショット、ＳＨＯ：位置
合せ用光学系、ＳＨＯＴ：ショット、Ｗ１：φ８”のウ
エハ、Ｗ２：φ１２”のウエハ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちからサンプルショットを選択するサンプルショット選
択部を備え、選択されたサンプルショットを用いて前記
被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう露
光装置において、前記サンプルショット選択部は、サン
プルショットとして被露光基板上の外周ショットを含め
るか否かを変更することを特徴とする露光装置。
【請求項２】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちからサンプルショットを選択するサンプルショット選
択部を備え、選択されたサンプルショットを用いて前記
被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう露
光装置において、前記サンプルショット選択部は、サン
プルショットの被露光基板上の座標軸に対する配置角度
を変更することを特徴とする露光装置。
【請求項３】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちからサンプルショットを選択するサンプルショット選
択部を備え、選択されたサンプルショットを用いて前記
被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう露
光装置において、前記サンプルショット選択部は、複数
のサンプルショット選択方式中から使用する選択方式を
変更して使用可能であることを特徴とする露光装置。
【請求項４】前記サンプルショット選択部は所定の条
件の相違に応じて前記変更を実行する請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちからサンプルショットを選択するサンプルショット選
択部を備え、選択されたサンプルショットを用いて前記
被露光基板上の各ショット位置に対して露光を行なう露
光装置において、前記サンプルショット選択部は、前記
サンプルショットの選択を行なうためのアルゴリズムと
して、複数の異なるアルゴリズムを用い得るものである
ことを特徴とする露光装置。
【請求項６】前記サンプルショット選択部は、前記サ
ンプルショットの用い方または露光条件の相違に応じ
て、前記複数のアルゴリズムのうちいずれのアルゴリズ
ムを用いるかを選択するアルゴリズム選択手段を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】前記サンプルショット選択部は、前記被
露光基板のグローバルアライメントのためのサンプルシ
ョットを選択するものであることを特徴とする請求項１
〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】前記サンプルショット選択部は、前記被
露光基板のフォーカスレベリングのためのサンプルショ
ットを選択するものであることを特徴とする請求項１〜
７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】被露光基板上の複数のショット位置のう
ちから、所定のアルゴリズムに基づいてサンプルショッ
トを選択する方法において、前記所定のアルゴリズムと
して、予め用意された複数のものから１つを選択するア
ルゴリズム選択工程と、選択したアルゴリズムに基づい
て前記サンプルショットの選択を行なうサンプルショッ
ト選択工程とを具備することを特徴とするサンプルショ
ットの選択方法。
【請求項１０】前記アルゴリズム選択工程は、前記被
露光基板の露光条件を指定する条件指定工程と、指定さ
れた条件に基づいて前記アルゴリズムの選択を行なう工
程とを有することを特徴とする請求項９に記載のサンプ
ルショットの選択方法。
【請求項１１】被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なうに際し前記被露光基板上の複数のショッ
ト位置のうちからサンプルショットを選択するサンプル
ショット選択方法において、サンプルショットとして被
露光基板上の外周ショットを含めるか否かを変更するこ
とを特徴とするサンプルショットの選択方法。
【請求項１２】被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なうに際し前記被露光基板上の複数のショッ
ト位置のうちからサンプルショットを選択するサンプル
ショット選択方法において、サンプルショットの被露光
基板上の座標軸に対する配置角度を変更することを特徴
とするサンプルショットの選択方法。
【請求項１３】被露光基板上の各ショット位置に対し
て露光を行なうに際し前記被露光基板上の複数のショッ
ト位置のうちからサンプルショットを選択するサンプル
ショット選択方法において、複数のサンプルショット選
択方式中から使用する選択方式を変更して使用すること
を特徴とするサンプルショットの選択方法。
【請求項１４】所定の条件の相違に応じて前記変更を
実行する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のサン
プルショットの選択方法。
【請求項１５】前記選択されるサンプルショットは、
前記被露光基板のグローバルアライメントのためのサン
プルショットであることを特徴とする請求項９〜１４の
いずれか１項に記載のサンプルショットの選択方法。
【請求項１６】前記選択されるサンプルショットは、
前記被露光基板のフォーカスレベリングのためのサンプ
ルショットであることを特徴とする請求項９〜１５のい
ずれか１項に記載のサンプルショットの選択方法。
【請求項１７】前記露光条件には、前記被露光基板の
サイズ、前記被露光基板上の有効露光領域の形状、また
は前記被露光基板上のショット領域の形状が含まれるこ
とを特徴とする請求項１０に記載のサンプルショットの
選択方法。
【請求項１８】請求項９〜１７のいずれかのサンプル
ショットの選択方法により被露光基板上の複数のショッ
ト位置からサンプルショットを選択する工程と、選択さ
れたサンプルショットを用いて前記被露光基板上の各シ
ョット位置に対して露光を行なう工程とを具備すること
を特徴とするデバイス製造方法。