JP2009302173A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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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
【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、X2+Y2=r2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。
X2+Y2=(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。
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−a2) … (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。
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−a2)、また、走査方向の座標はsqrt(r2−a2)+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Cij(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Cij(x、y))が求まると、次に、この座標値Cij(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Cij(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Ci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Cij(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Cij(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Cij(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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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2008
- 2008-06-11 JP JP2008152577A patent/JP2009302173A/ja not_active Abandoned
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