JP2009302173A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な露光光の照射を行う露光装置を提供する。
【解決手段】レチクルＲを照明する照明部ＳＬを有し、照明部ＳＬにより調整された照明領域でレチクルＲの一部を照明して、レチクルＲとウエハＷとを走査しながらウエハＷを露光する露光装置であって、ウエハＷに対して設定された有効領域の外縁の情報と、ウエハＷに対して設定されたショット領域の情報と、ショット領域の内部に設定されたチップ領域の情報とに基づいて、チップ領域の全体が有効領域の内部に含まれるか否かを判断し、チップ領域の全体が有効領域の内部に含まれない場合には、チップ領域の全体が露光されないように照明部ＳＬを停止する制御装置２８を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は露光装置に係り、特に、効率的な露光光の照射を行う露光装置に関する。

半導体素子等のデバイス製造時のフォトリソグラフィ工程において、レチクル（原版）上に形成された回路パターンは、感光剤が塗布されたウエハ（基板）上に露光される。この露光方法として、従来のステッパと呼ばれる一括露光型に対し、レチクルとウエハを同期制御して走査するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光方法が主流となっている。

走査露光型の露光装置では、各ショットの露光に関し、ウエハを保持するウエハステージを走査露光の開始位置までステップ移動させる。そして、その位置から加速を開始し、レチクルステージとウエハステージの相対位置を同期制御させて整定を行う。

その後、矩形のショット領域に照野フィールドが重なる区間において、所定の速度で両ステージを走査させながら露光光の照射を行う。走査方向にショットサイズ分だけ走査した後は、露光光の照射を停止し、次ショットの露光に対して開始位置に向けて同走査方向への移動を行う。そして、減速を開始して走査方向を反転させると同時に非走査方向に対してステップ移動を行う．
特開平９−２９３６５６号公報 特開２００１−２３０１７０号公報

走査によりウエハ上に露光されるショット領域が矩形であるのに対して、ウエハの外形は円である。このため、ウエハの外周円付近にレイアウトされるショットは、ウエハ外の領域を含むショット（以下、「パーシャルショット」という。）となる。このようなウエハ外周辺の露光に関しては、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の研磨むら対策として、内部のショットの露光精度を安定させるため、通常どおり露光することが一般的である。

一方、露光線幅の微細化に伴い、従来のＫｒＦ（フッ化クリプトン）に代わって現在主流となっているＡｒＦ（フッ化アルゴン）レーザは、コストが高い。このため、無駄な照射により生産コストへの影響が無視できないという問題もある。つまり、処理するデバイスやレイヤによっては、露光安定性よりもコストを重視し、不要なレーザ照射を節減する機能が求められている。

ここで、特許文献１において、ウエハ上下部に位置するパーシャルショットに対して露光動作を省略することにより、スループットを向上させる方法が提案されている。この方法は、パーシャルショットに対して露光区間を狭めるという点で無駄な照射を省くという副次的な効果も期待できる。

しかし、特許文献２に開示されているように、前ショットから次ショット領域へのステップ移動に改行を伴う場合、必ずしもスループットの向上が期待できない。次ショットの走査露光前にウエハステージを加速、整定させるため必要距離を走査してから走査方向を反転させる場合、通常のショット領域に同期した減速を行わず、次ショットの露光に対する調整距離を露光時と等速で走査した方が効率的だからである。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、効率的に露光光の照射を行うことができる露光装置を提供する。また、本発明は、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供する。

本発明の一側面としての露光装置は、原版を照明する照明手段を有し、前記照明手段により調整された照明領域で前記原版の一部を照明して、前記原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、前記基板に対して設定された有効領域の外縁の情報と、前記基板に対して設定されたショット領域の情報と、前記ショット領域の内部に設定されたチップ領域の情報とに基づいて、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれるか否かを判断し、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれない場合には、前記チップ領域の全体が露光されないように前記照明手段を停止する制御手段を有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、効率的に露光光の照射を行う露光装置を提供することができる。また、本発明によれば、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

本発明の実施例は、半導体素子や液晶表示素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程で、レチクル上のパターンを感光剤が塗布されたウエハ上に露光するための走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法である。特に、本実施例では、レチクル上のパターンの一部をウエハ上に投影した状態で、レチクルとウエハを同期走査し、レチクル上の回路パターンをウエハ上の各ショット領域に逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置について説明する。

まず、本発明の実施例における投影露光装置の構成を説明する。図１は、本実施例における投影露光装置の概略構成図である。図１の露光装置は、レチクル（原版）を照明する照明部ＳＬを有し、照明部ＳＬにより調整された照明領域でレチクルの一部を照明して、レチクルとウエハ（基板）とを走査しながらウエハを露光する露光装置である。

図１において、照明部ＳＬは、照度の均一化及び照明モードに応じた露光光の形成を行う露光光源、及び、一定の照度分布を持つ露光光を形成するマスキング結合部を含む。また、照明部ＳＬは、ＡｒＦ等の露光光源のレーザユニットからレーザ光を露光装置に導く引き廻し部、及び、光軸調整部を有する。

照明部ＳＬから射出された照明光ＩＬ（露光光）は、レチクルＲ上のスリット状の照明領域を均一な照度分布で照明する。レチクルＲ上の照明領域内のパターンを投影光学系ＵＬにより投影倍率α（例えばα＝１／４）で反転縮小すると、その投影像は、ウエハＷ上のスリット状の照野フィールドに露光される。照明光ＩＬとしては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光、又は、超高圧水銀ランプの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）等が用いられる。ただしこれらに限定されるものではなく、他の照明光を用いてもよい。

以下の説明では、照明光ＩＬの光軸に平行にＺ軸をとり、その光軸に垂直な平面内で紙面と平行な軸をＸ軸、紙面に垂直な軸をＹ軸とする。レチクルＲは、レチクルステージ６に戴置されている。レチクルステージ６は、投影光学系ＵＬの光軸に垂直な平面内で２次元的に微動してレチクルＲを位置決めするとともに、ウエハステージ１（基板ステージ）と同期を取りながら走査する。また、レチクルステージ６は、走査軸方向にレチクルＲのパターン領域の全面が少なくとも照明領域を横切ることができるだけのストロークを有している。

レチクルステージ６の端部には、外部のレーザ干渉計２５からのレーザビームを反射するバーミラー７が固定されている。レチクルステージ６の位置は、レーザ干渉計２５により常時モニタされている。レーザ干渉計２５からのレチクルステージ６の位置情報は、ステージ制御系２１に供給されている。ステージ制御系２１は、その位置情報に基づき、レチクルステージ駆動部２４を介して、レチクルステージ６の位置及び速度を制御している。

一方、ウエハＷは、ウエハステージ１上の吸着板の上に戴置される。ウエハステージ１は、ウエハＷを支持して移動する。ウエハステージ１を用いることにより、ウエハＷ上の各ショット領域へスキャンする動作を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が行われる。また、Ｚ方向への移動やチルト方向への移動は、ステージ制御系２１がウエハステージ１を制御することにより行われる。

また、ウエハステージ１の端部には、レーザ干渉計２３からのレーザビームを反射するためのバーミラー２が備え付けられている。ウエハステージ１の位置は、レーザ干渉計２３により常時モニタされている。レチクルステージ６の制御と同様に、ウエハステージ１の位置及び速度は、その位置情報に基づきウエハステージ駆動部２２を介して、ステージ制御系２１によって制御される。

制御装置２８は、照射制御部２６、露光領域算出部２７、及び、ステージ制御系２１の各動作を統括して制御する。照射制御部２６は、制御装置２８からの指令に基づいて、照明部ＳＬからの露光光の照射を停止する等、照明部ＳＬの動作を制御する。露光領域算出部２７は、制御装置２８からの指令に基づいて、後述の各実施例で説明されるとおり、露光領域を算出する。ステージ制御系２１は、制御装置２８からの指令及びレーザ干渉計２３、２５からの信号に基づいて、ウエハステージ駆動部２２及びレチクルステージ駆動部２４の動作を制御する。制御装置２８、照射制御部２６、及び、ステージ制御系２１は、露光装置を制御する制御手段を構成する。

なお、図１において、３はウエハステージ定盤、４は多点ＡＦセンサ、５は鏡筒定盤、８はレチクルステージガイド、及び、９は外筒をそれぞれ表している。

走査露光時にレチクルＲが＋Ｙ方向へ、例えば速度Ｖｒでスキャンされる。それと同期して、ウエハＷは−Ｙ方向に速度Ｖｗでスキャンされる。走査速度ＶｗとＶｒとの比（Ｖｗ／Ｖｒ）は、投影光学系ＵＬのレチクルＲからウエハＷへの投影倍率αに正確に一致している。これにより、照明光ＩＬによってスリット状のレチクルＲ上のパターンが投影され、結果として、ウエハＷの各ショット領域に正確に転写される。

次に、本発明の実施例１について、パーシャルショットにおける露光領域の設定方法を説明する。図２は、実施例１におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。

パーシャルショットは、ウエハ外周にかかる位置におけるショットであり、このショット領域中には、部分的に露光が不要な領域が含まれている。具体的には、パーシャルショットは、非スキャン方向（Ｘ軸方向）に対してショットサイズＸと同じ長さの矩形領域をウエハ外に持つショットであり、スキャン方向（Ｙ軸方向）において非露光領域（斜線で示す領域）を有する。このため、露光スリットがそのショット領域内にある時点では、露光光の照射を停止させることが可能である。

図２に示されるように、矩形のパーシャルショットには、斜線で示される非露光領域が含まれている。なお、非露光領域と露光領域との間の斜線で示される露光領域は、後述するように、露光時の露光誤差Δの範囲である。

本実施例における露光領域では、その一部がウエハ外の領域であったとしても、その領域が矩形でない場合、スキャン方向に対して露光しなければならない領域がショット領域全面に渡るため、露光領域として通常の露光が行われる。

パーシャルショットの露光矩形領域の算出は、制御装置２８の指令に基づき、露光領域算出部２７で行われる。露光領域算出部２７は、ウエハの外周円又はそれよりも半径長の小さな任意の同心円と各ショットの位置に基づき、露光領域を算出する。また、ショット毎に非露光領域の有無、及び、非露光領域が存在する場合は、対応する露光領域の算出を行う必要がある。

ウエハ領域は、前述のＸＹ軸に対応するウエハ座標系ＸＹにおいて、Ｘ^２＋Ｙ^２＝ｒ^２で表される。ここで、ｒはウエハサイズの半径であり、８インチのウエハの場合にはｒ＝１００[ｍｍ]、１２インチのウエハの場合にはｒ＝１５０[ｍｍ]となる。

このとき、ウエハ半径ｒに対して可変の糊代領域δを設けると、ウエハ領域（有効領域）は、以下の式（１）で表される。δを設定した場合のウエハ領域（有効領域）は、ウエハの半径より小さい同心円の内部領域に相当する。

Ｘ^２＋Ｙ^２＝（ｒ−δ）^２ … （１）
ここで、δは０＜δ＜ｒの任意の値である。δの値は、制御装置２８に設けられた操作画面、又は、集中管理サーバ等のホストサーバからオンライン通知されることにより設定される。δには、２〜３ｍｍ程度の幅を有するインバリッドエリアを設定してもよい。また、δには、ウエハの半径誤差等を考慮して、確実に露光したい領域とウエハ外周との差分距離を設定してもよい。

式（１）で表されるウエハ領域（有効領域）に対して、ショット毎に非露光領域が算出される。算出手順としては、まず、ショットサイズ（ｗ、ｈ）及びウエハ座標系ＸＹにおける各ショットの中心座標（ｘ、ｙ）を含む各ショット領域の情報を得る。

そして、このショット領域の情報と、上述の有効領域（ウエハ領域）の情報に基づいて、制御装置２８は、各ショットがパーシャルショットに相当するか否か、すなわち非露光領域の存否を判断する。具体的には、ショットサイズ及びショットの中心座標に基づいて、ショット領域の４つの頂点（４端点）の座標値（ショット領域の情報）が算出される。

図２に示されるように、有効領域（ウエハ領域）の内部にショット領域の少なくとも３頂点が含まれる場合、このショットを通常ショットとして、非露光領域は存在しないと判断される。一方、有効領域の内部にショット領域の２頂点以下しか含まれない場合、このショットをパーシャルショットとして、非露光領域が存在すると判断される。

パーシャルショットと判断された場合、ショット領域毎に該当する軸Ｘ＝ａと有効領域（ウエハ領域）との交点が求められる。その交点の座標値と、ショットサイズ及びショットの中心座標から、非露光領域が算出される。

このとき、以下の第１領域〜第６領域に応じて、ショット領域（矩形領域）を決定する縦軸Ｘ＝ａが定められる。ここで、第１領域はＸ＞ｗ／２、Ｙ≧０、第２領域はＸ＜−ｗ／２、Ｙ≧０、第３領域はＸ＜−ｗ／２、Ｙ＜０、第４領域はＸ＞ｗ／２、Ｙ＜０、第５領域は−ｗ／２＜Ｘ＜ｗ／２、Ｙ≧０、第６領域は−ｗ／２＜Ｘ＜ｗ／２、Ｙ＜０の各範囲である。

第１領域又は第４領域の場合、ショット領域の左縦軸であるａ＝ｘ−ｗ／２で定められる。第２領域又は第３領域の場合、ショット領域の右縦軸であるａ＝ｘ＋ｗ／２で定められる。第５領域又は第６領域の場合、Ｙ軸であるａ＝０で定められる。

続いて、縦軸Ｘ＝ａと式（１）で表される円との交点を求めると、以下の式（２）となる。式（２）の符号は、第１〜第６領域のいずれにショット領域が存在するかで決定される。

Ｙ＝±ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−ａ^２） … （２）
これにより、第１〜第６領域それぞれの非露光領域Ｐ１’（４つの頂点）は、以下のように表される。ここで、以下の非露光領域Ｐ１’は、ＸＹ平面において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））｝である。

第２領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））｝である。

第３領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝である。

第４領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝である。

第５領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｒ−δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｒ−δ）｝である。

第６領域の場合、Ｐ１’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２）、（ｘ−ｗ／２、−（ｒ−δ））、（ｘ＋ｗ／２、−（ｒ−δ））、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝である。

非露光領域Ｐ１’に対して、任意の走査方向の露光誤差Δを加味した領域毎の露光領域の各頂点Ｐ１は、以下のように表される。上記同様に、各頂点はＸＹ平面において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第２領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第３領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）−Δ）｝となる。

第４領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）−Δ）｝となる。

第５領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２）、（ｘ−ｗ／２、ｒ−δ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｒ−δ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第６領域の場合は、Ｐ１＝｛（ｘ−ｗ／２、−（ｒ−δ）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−（ｒ−δ）−Δ）｝となる。

マスキング等の走査方向に対する露光誤差Δは、露光性能に応じて、制御装置２８の操作画面又は集中管理サーバ等のホストサーバからオンライン通知されることにより設定される。

図２及び上述の式では、露光誤差ΔをＹ＞０のときはＹが正の方向に、Ｙ＜０のときはＹが負の方向に露光誤差Δが設定される。ただしこれに限定されるものではなく、全ての領域において、露光誤差Δを正負のいずれか一方の方向に設けても良い。なお、走査方向の誤差を放射方向(δ)に加味した場合、放射方向の座標はｓｑｒｔ（（ｒ＋Δ）^２−ａ^２）、また、走査方向の座標はｓｑｒｔ（ｒ^２−ａ^２）＋Δとなる。両者を展開して同じ項を消して比較すると、放射方向の座標の方が大きいため、余分に非露光領域をとることになる。

また、上記ではショットが格子状にレイアウトされていない場合を想定して、全てのショット毎に計算を行っている。しかし、通常、ショットは碁盤目状で整列されており、ウエハ座標系において線対称等の対象性を有する場合が多い。このため、例えば、ＸＹ軸に対して対象の位置にあるパーシャルショットは同じ露光領域となることを利用することができる。この対象性を利用して計算の要否を判断すれば、露光領域及び非露光領域の算出を簡略化することが可能である。

露光領域の算出することにより、ウエハ全面に関するパーシャルショットにおける露光領域の面積の総和Ｓ’とレイアウト上に存在するショット領域の総和Ｓの比（Ｓ’／Ｓ）から、露光光の照射削減率が求められる。制御装置２８は、照明部ＳＬを制御することにより削減した露光光の照射削減率を算出する。この照射削減率は、露光光の照射削減の結果として制御装置２８の操作画面上に表示され、又は、集中管理サーバ等のホストサーバに対してオンライン通知により報告される。照射削減率は、例えば光源の寿命管理に利用される。

露光領域算出部２７におけるパーシャルショットの露光領域の算出は、レシピ上でショットのレイアウトが確定した時点、又は、上述の非露光領域パラメータが確定した時点で行われる。走査露光時には、そのようにして予め求めた条件で、照明光ＩＬ（露光光）を停止するように照射制御部２６にて照明部ＳＬを制御する。

制御装置２８は、ウエハに対して設定された有効領域の外縁の情報と、ウエハに対して設定されたショット領域の情報を得る。そしてこれらの情報に基づいて、非露光領域であるか否かを判断する。制御装置２８は、非露光領域であると判断した場合、照明部ＳＬによる露光光の照射を停止させる。ここで、制御装置２８は、有効領域の外縁の情報とショット領域の情報に基づき、ウエハＷを露光する前に露光領域を予め判断する。

ステージ制御系２１は、ウエハステージ１及びレチクルステージ６に対し、露光処理の際の加速、等速、又は、減速を同期制御する。通常の露光領域において、露光光は、ウエハステージ１及びレチクルステージ６が等速制御されているときに照射される。しかし、制御装置２８は、非露光領域において、ウエハステージ１及びレチクルステージ６の走査制御とは独立して露光光の照射を停止させる。より具体的には、制御装置２８は、非露光領域において、ウエハステージ１の減速前に照明部ＳＬによる露光光の照射を停止させる。このような制御により、スループットを低下させることなく、露光光の無駄な照射によるコストを低減することができる。

また、本実施例における露光領域の算出方法は、パーシャルショットに関して、糊代領域δ及び走査方向の露光誤差Δを考慮した上で、指定した円外周内の矩形領域の全てを露光する方法である。したがって、δを設定せず、ウエハ外周に対して露光領域を定義する場合、ウエハ上に露光処理を行わない部分が無い。このため、露光性能に影響を与えることなく、露光光の照射を削減することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、実施例１より更に露光光を削減するためのパーシャルショットの手法である。なお、本実施例における走査露光装置の構成に関しては、実施例１と同一であり、その他、本実施例において実施例１と重複する説明は省略する。

図３は、実施例２におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。実施例１では、ウエハ外周又はそれより半径長の小さな同心円（有効領域）より外側の矩形領域を非露光領域に設定した。一方、本実施例では、完全に有効領域の内部に存在する矩形領域を露光領域と設定し、それ以外を非露光領域と設定する。

ウエハ領域に関する考え方は実施例１と同一であり、式（１）で表される円を外周とする。各ショットがパーシャルショットに該当するか否か、つまり非露光領域の有無は、ショットサイズ（ｗ、ｈ）、ウエハ座標系における各ショットの中心座標（ｘ、ｙ）、及び、式（１）で表される円の関係から求められるという点で、実施例１と同じである。

しかし本実施例の露光装置は、図３に示されるように、ショット領域の４頂点の座標と式（１）で表される円の位置関係から、４頂点の全てが円の内部に存在する場合、このショットを通常ショット(非露光領域無し)と判断する。一方、この円の内部に、４頂点のうち３頂点以下しか存在しない場合、このショットをパーシャルショット(非露光領域有り)と判断する。

各ショットがパーシャルショットの場合、ショット領域毎に該当する軸Ｘ＝ａと式（１）で表される円との交点を求める。そして、この交点の座標値とショットサイズ及びショットの中心座標から、非露光領域を算出する。このとき、以下のとおり、各ショットの中心座標がウエハ座標系に対してどの場所に存在するかにより、第１〜６領域別に、矩形領域を決定する縦軸Ｘ＝ａが定められる。

各ショットの中心座標が第１領域又は第４領域に存在する場合、矩形ショット領域は、ショット領域の右縦軸であるａ＝ｘ＋ｗ／２で定められる。各ショットの中心座標が第２領域又は第３領域に存在する場合、矩形ショット領域は、ショット領域の左縦軸であるａ＝ｘ−ｗ／２で定められる。また、各ショットの中心座標が第５領域又は第６領域に存在する場合、矩形ショット領域は、ａ＝０で定められる。

縦軸Ｘ＝ａと式（１）で表される円との交点は、実施例１と同じであり、式（２）で表される。式（２）の右辺の符号は、ショットの中心座標が第１〜６領域のいずれに存在するかにより決定される。式（２）を用いて、第１〜６領域別の非露光矩形領域の各頂点Ｐ２’は、以下のように表される。このとき、各頂点はＸＹ平面において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））｝となる。

第２領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））｝となる。

第３領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第４領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２））、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第５領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｒ−δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｒ−δ）｝となる。

第６領域の場合、Ｐ２’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２）、（ｘ−ｗ／２、−（ｒ−δ））、（ｘ＋ｗ／２、−（ｒ−δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

非露光領域Ｐ２’に対して、任意の走査方向の露光誤差Δを加味した第１〜６領域別の露光領域の各頂点Ｐ２は、以下のように表される。このとき各頂点は、上記同様に、ＸＹ平面状において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域の場合、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第２領域の場合は、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第３領域の場合、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ−ｗ／２）^２）−Δ）｝となる。

第４領域の場合は、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−ｓｑｒｔ（（ｒ−δ）^２−（ｘ＋ｗ／２）^２）−Δ）｝となる。

第５領域の場合は、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２））、（ｘ−ｗ／２、ｒ−δ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｒ−δ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第６領域の場合は、Ｐ２＝｛（ｘ−ｗ／２、−（ｒ−δ）−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、−（ｒ−δ）−Δ）｝となる。

実施例１と同様に、制御装置２８は、ウエハに対して設定された有効領域の外縁の情報と、ウエハに対して設定されたショット領域の情報を得る。制御装置２８は、これらの情報に基づいて非露光領域であるか否かを判断し、非露光領域であると判断した場合、照明部ＳＬによる露光光の照射を停止させる。制御装置２８は、有効領域の外縁の情報とショット領域の情報に基づき、ウエハＷを露光する前に露光領域を予め判断する。

本実施例では、実施例１に対して、パーシャルショットにおいて指定された円外周の内部の露光可能な矩形領域のみを露光領域としている。このため、本実施例の露光装置によれば、露光光の照射削減率を実施例１より大きくすることができる。

ただし、本実施例では、指定した円外周の内部に非露光領域が設けられるため、ウエハ周辺部に露光しない部分が生じ、結果として露光性能に影響が出る可能性がある。このとき、この露光しない部分を周辺露光装置で処理すれば、スループットや露光性能に影響を与えず、かつ、高価な光源を使用しないことにより照射コストを削減することができる。

一方、ウエハ（有効領域）の外部においては、露光光の照射を行わない。このため、図１に示されるウエハステージ１、ウエハステージ定盤３上の計測マーク、又は、液浸露光装置におけるウエハ外を液で浸すための同面版（不図示）等、感光性の部材に悪影響を与えない。なお、更なる照射削減率を大きくするため、各ショットがパーシャルショットとなる場合には、そのショット自体の露光処理を行わないという手法を採用することも可能である。

次に、本発明の実施例３について説明する。

本実施例の露光装置は、ショット内部に複数のチップ領域が存在する場合に効率的に露光光を照射するものである。本実施例では、特に、パーシャルショット上の非露光領域に対して、一部の露光可能な矩形状のチップ領域が存在する場合は、チップ領域のサイズ分だけ露光領域を拡張する。なお、本実施例における走査露光装置の構成に関しては、実施例１と同一であり、その他、本実施例において実施例１と重複する説明は省略する。

図４は、実施例３におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。また、図５は、実施例３におけるショット内に複数のチップがある場合のレイアウトの一例である。

本実施例では、まず、レチクルに形成されたパターンの複数のチップ領域の位置情報に基づいて、ウエハ座標系ＸＹに換算した各チップ領域の座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）を求める。ここで、ｉはレチクル内に存在する（ショット領域内の）各チップ領域を表すインデックスであり、１≦ｉ≦ｎ（ｎ：レチクルのパターンに存在するチップ領域の個数）を満たす。図５に示されるように、本実施例におけるチップ領域の個数は６個であるため、ｉの範囲は１≦ｉ≦６となる。また、ｊは矩形の各チップ領域における端点を表すインデックスであり、１≦ｊ≦４を満たす。

ショット領域の内部に設定された各チップ領域の情報（座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ））が求まると、次に、この座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）に対して、矩形の各チップ領域における端点である４点が、実施例２で求められた非露光領域Ｐ２’内に含まるか否かを判断する。

ここで、各チップ領域の座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）（４つの端点）のうち、非露光領域Ｐ２’内に含まれる端点が３点以下の場合、露光領域を拡張してもそのチップ領域を露光できない。このため、ショット領域の内部の全てのチップ領域に関して、非露光領域Ｐ２’内に含まれる端点が３点以下の場合、非露光領域Ｐ２’から露光領域を拡張しても、他のチップ領域を露光できるようにはならない。このとき、非露光領域Ｐ２’の中から露光領域を拡張しない。

一方、ショット領域内の複数のチップ領域のうち、端点である４点全てが非露光領域Ｐ２’に含まれるチップ領域が存在する場合、非露光領域Ｐ２’の中から露光領域を拡張する。チップ領域Ｃ_ｉの少なくとも一つが非露光領域Ｐ２’に完全に含まれる場合、非露光領域Ｐ２’に完全に含まれるチップ領域の座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）に基づいて、露光領域は拡張される。この露光領域は、ウエハ座標系ＸＹの中において、ショット領域の中心座標が存在する位置に従い決定される。具体的には、ウエハ座標系ＸＹにおける各領域毎（第１領域〜第６領域）に定められ、非露光領域の境界軸は座標Ｙ＝ｂとなる。

本実施例では、ショット領域の中心座標が第１領域、第２領域、又は、第５領域に位置する場合、非露光領域Ｐ２’に完全に含まれるチップ領域の座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）の中で、最大のＹ座標値をｂとする。また、ショット領域の中心座標が第３領域、第４領域、又は、第６領域に位置する場合、非露光領域Ｐ２’に完全に含まれるチップ領域の座標値Ｃ_ｉｊ（ｘ、ｙ）の中で、最小のＹ座標値をｂとする。

上述のとおり設定された非露光領域の境界軸Ｙ＝ｂを用いることにより、第１領域〜第６領域のそれぞれについて、非露光領域の各座標Ｐ３’は以下のように表される。ここで、各頂点はＸＹ平面状において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域、第２領域、又は、第５領域の場合、非露光領域Ｐ３’は、Ｐ３’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｂ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｂ）｝となる。

第３領域、第４領域、又は、第６領域の場合、非露光領域Ｐ３’は、Ｐ３’＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２）、（ｘ−ｗ／２、ｂ）、（ｘ＋ｗ／２、ｂ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

非露光領域Ｐ３’に対して、任意の走査方向の誤差Δを加味した露光領域Ｐ３の各頂点は、以下のように表される。ここで、各頂点はＸＹ平面状において左下から時計回りの順に示されている。

第１領域、第２領域、又は、第５領域の場合、露光領域Ｐ３は、Ｐ３＝｛（ｘ−ｗ／２、ｙ−ｈ／２）、（ｘ−ｗ／２、ｂ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｂ＋Δ）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ−ｈ／２）｝となる。

第３領域、第４領域、又は、第６領域の場合、露光領域Ｐ３は、Ｐ３＝｛（ｘ−ｗ／２、ｂ−Δ）、（ｘ−ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｙ＋ｈ／２）、（ｘ＋ｗ／２、ｂ−Δ）｝となる。

制御装置２８は、ウエハに対して設定された有効領域の外縁の情報と、ウエハに対して設定されたショット領域の情報と、ショット領域の内部に設定されたチップ領域の情報とを得る。そしてこれらの情報に基づいて、チップ領域の全体が有効領域の内部に含まれるか否かを判断する。チップ領域の全体が有効領域内に含まれない場合、制御装置２８は、チップ領域の全体が露光されないように照明部ＳＬによる露光光の照射を停止させる。ここで、制御装置２８は、有効領域の外縁の情報と、ショット領域の情報と、チップ領域の情報とに基づいて、チップ領域の全体が有効領域の内部に含まれるか否かを、ウエハＷを露光する前に予め判断する。

また、ステージ制御系２１は、ウエハステージ１及びレチクルステージ６に対し、露光処理の際の加速、等速、又は、減速を同期制御する。通常の露光領域において、露光光は、ウエハステージ１及びレチクルステージ６が等速制御されているときに照射される。しかし、制御装置２８は、非露光領域において、ウエハステージ１及びレチクルステージ６の走査制御とは独立して露光光の照射を停止させる。より具体的には、制御装置２８は、チップ領域の全体が有効領域内に含まれない場合、ウエハステージ１の減速前に照明部ＳＬによる照明光ＩＬ（露光光）の照射を停止させる。このような制御により、スループットを低下させることなく、露光光の無駄な照射によるコストを低減することができる。

本実施例によれば、パーシャルショットにおいて指定された円外周の内部の露光可能なチップ領域を露光領域として設定する。このため、ウエハ全体としての生産性を向上させることができる。

デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。

上記各実施例によれば、効率的に露光光の照射を行う露光装置を提供することができる。特に、ウエハ外周部のパーシャルショットに対して効率的な露光光の照射を行うことが可能となる。また、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。このため、スループットに影響を与えることなく、デバイスの生産コストを低減させることが可能となる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

本実施例における投影露光装置の概略構成図である。 実施例１におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。 実施例２におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。 実施例３におけるパーシャルショットの露光領域及び非露光領域を示す図である。 実施例３におけるショット内に複数のチップがある場合のレイアウトの一例である。

符号の説明

ＳＬ 照明部
ＩＬ 照明光
Ｒ レチクル原版
Ｗ ウエハ
ＵＬ 投影光学系
１ ウエハステージ
２ バーミラー
３ ウエハステージ定盤
４ 多点ＡＦセンサ
５ 鏡筒定盤
６ レチクルステージ
７ バーミラー
８ レチクルステージガイド
９ 外筒
２１ ステージ制御系
２２ ウエハステージ駆動部
２３、２５ レーザ干渉計
２４ レチクルステージ駆動部
２６ 照射制御部
２７ 露光領域算出部
２８ 制御装置

Claims (6)

1. 原版を照明する照明手段を有し、前記照明手段により調整された照明領域で前記原版の一部を照明して、前記原版と基板とを走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、
   前記基板に対して設定された有効領域の外縁の情報と、前記基板に対して設定されたショット領域の情報と、前記ショット領域の内部に設定されたチップ領域の情報とに基づいて、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれるか否かを判断し、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれない場合には、前記チップ領域の全体が露光されないように前記照明手段による露光光の照射を停止させる制御手段を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記有効領域は、前記基板の外周より半径の小さい同心円の内部領域であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記制御手段は、前記有効領域の外縁の情報と、前記ショット領域の情報と、前記チップ領域の情報とに基づいて、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれるか否かを、前記基板を露光する前に予め判断することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記制御手段は、前記照明手段を制御することにより削減した露光光の照射削減率を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の露光装置。
5. 前記制御手段は、前記チップ領域の全体が前記有効領域の内部に含まれない場合には、前記基板を支持して移動する基板ステージの減速前に前記照明手段による露光光の照射を停止させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の露光装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
   露光された前記基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイス製造方法。