JP2000260700A - 露光方法及びそれを用いた露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レチクルとウエハとの相対的な位置合わせを高
精度に行い、高解像度のパターンが得られる露光方法及
びそれを用いたデバイスの製造装置を得ること。 【解決手段】露光転写すべきパターンを有する第１物体
と、該第１物体上のパターンを露光転写する第２物体と
を対向配置し、第１物体上のパターンを第２物体に順次
露光する露光方法において、第１物体上に設けた該第２
物体との位置合わせ用の位置合わせマークを第２物体上
の所定の位置に露光転写する第１の工程と、第１物体上
のパターンを第２物体上に露光転写する第２の工程の２
つの独立した工程を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法及びそれ
を用いた露光装置に関し、特に半導体ＩＣ，ＬＳＩ，Ｃ
ＣＤ，液晶パネル，磁気ヘッド等の各種のデバイスを製
造するプロキシミティ方式、又はステップアンドリピー
ト方式又はステップアンドスキャン方式を用いた露光装
置（投影露光装置）等に於いて、第１物体としてのレチ
クル面上に形成された微細な電子回路パターンを第２物
体としてのウエハに、双方の間隔及び双方の相対的な位
置合わせを行って露光転写し、デバイスを製造する装置
に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造用の露光装置において、
レチクルとウエハの相対位置合わせの高精度化は半導体
素子の高集積化を図る為の重要な一要素となっており、
最近では半導体素子の微細化に伴いサブミクロン以下の
位置合わせ精度が要求されている。

【０００３】従来の半導体素子製造用の露光装置では、
第１物体としてのレチクルの回路パターンを第２物体と
してのウエハ上に露光する。このとき露光に先立って観
察装置（検出手段）を用いてレチクル面やウエハ面を観
察することによりレチクル上とウエハ上のアライメント
マークを検出し、この検出結果に基づいてレチクルとウ
エハとの位置整合、所謂アライメントを行っている。

【０００４】図１０は従来の縮小投影型の半導体素子製
造用の露光装置の一例の概略図である。同図において、
不図示の露光照明系から照射された露光光束は、レチク
ルＲ上に形成された電子回路パターンを、投影光学系１
５１を介して２次元に移動可能なステージ１６１上に載
置されたウエハＷに投影、露光している。

【０００５】同図のＳは位置あわせ用光学系であり、同
図においてはＸ方向の位置検出をするものを示してい
る。

【０００６】また、これと同様な不図示の位置あわせ用
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。露光に先立ち、レチクルＲと
ウエハＷの相対的位置合わせは次のような手順により行
っている。

【０００７】不図示のウエハ搬送装置により、ウエハＷ
がＸＹステージ１６１に載置されると、ＣＰＵ１５９は
１番目の計測ショットに形成されているｘ方向の位置合
わせ用マークが、位置合わせ光学系Ｓの視野範囲内に位
置するよう、ステージ駆動装置１６０に対してコマンド
を送り、ＸＹステージ１６１を駆動する。

【０００８】ここで、非露光光を照射する位置合わせ用
の照明装置１５２より照射された光束は、ビームスブリ
ッタ１５３、レチクルＲおよび投影光学系１５１を介し
て、位置合わせ用マーク（以下、ウエハマークと称す
る）ＷＭを照明している。

【０００９】図１０（Ｂ）はウエハマークＷＭを示した
ものであり、同一形状の矩形パターンを一定ピッチλｐ
で複数配置したものである。ウエハマークＷＭから反射
した光束は、再度、投影光学系１５１、レチクルＲを介
してビームスプリッタ１５３に到達し、ここで反射して
結像光学系１５４を介して撮像装置１５５の撮像面上に
ウエハマークＷＭの像ＷＭａを形成する。

【００１０】撮像装置１５５においてウエハマークの像
ＷＭａは光電変換され、Ａ／Ｄ変換装置１５６において
２次元のデジタル信号列に変換される。図１０（Ａ）の
１５７は積算装置であり、図１０（Ｂ）に示すように、
Ａ／Ｄ変換装置１５６によりデジタル信号化されたウエ
ハマーク像ＷＭａに対して処理ウィンドウＷｐを設定
し、該ウィンドウ内においてｙ方向に移動平均処理を行
い、２次元画像信号を１次元のデジタル信号列Ｓ（ｘ）
に変換している。

【００１１】１５８は位置検出装置で、積算装置１５７
から出力された１次元のデジタル信号列Ｓ（ｘ）に対
し、予め記憶しておいたテンプレートパターンを用いて
パターンマッチを行い、最もテンプレートパターンとの
マッチ度が高いデジタル信号Ｓ（ｘ）のアドレス位置を
ＣＰＵ１５９に対して出力する。

【００１２】この出力信号は、撮像装置１５５の掃像面
を基準としたマーク位置であるため、ＣＰＵ１５９は、
予め不図示の方法により求められている撮像装置１５５
とレチクルＲとの相対的な位置から、ウエハマークのレ
チクルＲに対する位置を計算により求めている。

【００１３】以上で１番目の計測ショットのｘ方向の位
置ずれ量が計測されたことになる。次にＣＰＵ１５９
は、１番目の計測ショットのｙ方向計測マークがｙ方向
用位置合わせ光学系の視野範囲に入るように、ＸＹステ
ージ１６１を駆動する。ここでｘ方向計測と同様な手順
でｙ方向の位置ずれ量を計測する。

【００１４】以上で、１番目の計測ショットでの計測が
終了したことになる。

【００１５】次に、ＣＰＵ１５９は、２番目の計測ショ
ットに移動し、１番目と同様な手順で、ｘ，ｙ方向の位
置ずれ量を計測する。

【００１６】以下同様に、予め定められた計測ショット
数ｎの計測を行い、各々の計測ショットでの位置ずれ計
測値を記憶する。ＣＰＵ１５９は、このようにして得ら
れた各計測ショットでの位置ずれ量から、ウエハＷのレ
チクルＲに対する相対的な位置合わせを行っている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、マスクとウエ
ハの双方のアライメントを行う為のアライメントマーク
の線幅と、ＩＣパターンの線幅は異なっている。また、
ウエハ上へのアライメントマークの露光とＩＣパターン
の露光は一括して行われている。

【００１８】露光時のマスクとウエハの間隔（以下、ギ
ャップと称する）は、ＩＣパターンがウエハ上に最もコ
ントラストがよく形成されるように設定されているた
め、アライメントマークにとっては最適な露光ギャップ
で露光されていないことになる。

【００１９】この為、アライメントマークがウエハに高
い解像度で露光されない場合が生じ、アライメントを高
精度に行うことができないという問題点があった。

【００２０】本発明はアライメントマークとＩＣパター
ンの双方をウエハ面上に高い解像度で露光転写すること
ができ、高集積度の半導体デバイスが容易に製造するこ
とができる露光方法及びそれを用いた露光装置の提供を
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の露光方
法は、露光転写すべきパターンを有する第１物体と、該
第１物体上のパターンを露光転写する第２物体とを対向
配置し、第１物体上のパターンを第２物体に順次露光す
る露光方法において、第１物体上に設けた該第２物体と
の位置合わせ用の位置合わせマークを第２物体上の所定
の位置に露光転写する第１の工程と、第１物体上のパタ
ーンを第２物体上に露光転写する第２の工程の２つの独
立した工程を有していることを特徴としている。

【００２２】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記第１工程と第２工程における前記第１物体と第
２物体との相対間隔が互いに異なっていることを特徴と
している。

【００２３】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記第１工程では、前記第１物体上のＩＣパタ
ーンをブレードによりマスキングし、前記位置合わせマ
ークのみを第２物体上に露光転写しており、前記第２工
程では、該第１物体上の位置合わせマークをブレードに
よりマスキングし、ＩＣパターンのみを第２物体上に露
光転写していることを特徴としている。

【００２４】請求項４の発明は請求項１，２又は３の発
明において、前記位置合わせマークはセグメント化され
て構成されていることを特徴としている。

【００２５】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記位置合わせマークのセグメント化された線幅
は、前記第２工程で露光転写されるＩＣパターンの最小
線幅の２倍以下であることを特徴としている。

【００２６】請求項６の発明は請求項４の発明におい
て、前記位置合わせマークのセグメント化された線幅
は、前記第２工程で露光転写されるＩＣパターンの最小
線幅の３倍以下であることを特徴としている。

【００２７】請求項７の発明は請求項４の発明におい
て、前記位置合わせマークは、前記第２物体の中心に向
かって放射状にセグメント化して形成されていることを
特徴としている。

【００２８】請求項８の発明の露光方法は、露光転写す
べきパターンを有する第１物体と、該第１物体上のパタ
ーンを露光転写する第２物体とを対向配置し、第１物体
上のパターンを第２物体に順次露光する露光方法におい
て、第１物体上に設けた該第２物体との位置合わせ用の
位置合わせマークと該パターンを第２物体上に同時又は
別々に露光転写する工程を有し、該位置合わせマークは
セグメント化されており、該セグメント化された線幅
は、露光転写されるパターンの最小線幅の２倍以下であ
ることを特徴としている。

【００２９】請求項９の発明の露光方法は、露光転写す
べきパターンを有する第１物体と、該第１物体上のパタ
ーンを露光転写する第２物体とを対向配置し、第１物体
上のパターンを第２物体に順次露光する露光方法におい
て、第１物体上に設けた該第２物体との位置合わせ用の
位置合わせマークと該パターンを第２物体上に同時又は
別々に露光転写する工程を有し、該位置合わせマークは
セグメント化されており、該セグメント化された線幅
は、露光転写されるパターンの最小線幅の３倍以下であ
ることを特徴としている。

【００３０】請求項１０の発明の露光方法は、請求項１
から９のいずれか１つの発明において、前記第１物体と
第２物体は投影光学系を介して対向配置されており、該
第１物体上のパターンと位置合わせマークは該投影光学
系を用いて第２物体上に投影露光されていることを特徴
としている。

【００３１】請求項１１の発明の露光装置は、請求項１
から１０のいずれか１項の露光方法を用いていることを
特徴としている。

【００３２】請求項１２の発明のデバイスの製造方法
は、請求項１から１０のいずれか１項の露光方法を用い
てレチクルとウエハとの相対的な位置合わせを行なう工
程と、該レチクル面上のパターンをウエハ面上に露光し
た後に該ウエハを現像処理する工程を用いてデバイスを
製造していることを特徴としている。

【００３３】請求項１３の発明の露光装置は、請求項１
１の露光装置を用いてレチクルとウエハとの相対的な位
置合わせを行う工程と、該レチクル面上のパターンをウ
エハ面上に露光した後に該ウエハを現像処理する工程を
用いてデバイスを製造していることを特徴としている。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の露光方法をＸ線を
利用した半導体素子製造用のプロキシミティ方式の露光
装置に通用した時の要部概略図である。図１において、
１３９はＸ線露光光で、マスク１３４面上を照射してい
る。１３５はウエハで、例えばＸ線用のレジストが表面
に塗布されている。

【００３５】１３３はマスクフレーム、１３４はマスク
メンブレン（マスク）で、この面上にＸ線の吸収体によ
りＩＣパターンがパターニングされている。２３２はマ
スク支持体、１３６はウエハチャック等のウエハ固定部
材、１３７はｚ軸ステージ、実際にはティルトが可能な
構成になっている。

【００３６】１３８はｘ軸ステージ、１４４はｙ軸ステ
ージである。マスク１３４とウエハ１３５の位置ずれ検
出機能部分（位置ずれ検出装置）は筐体１３０ａ、１３
０ｂに収まっており、ここからマスク１３４とウエハ１
３５のギャップとｘ，ｙ面内方向の位置ずれ情報を得て
いる。

【００３７】図１には、２つの位置ずれ検出機能部分１
３０ａ，１３０ｂを図示しているが、マスク１３４上の
四隅のＩＣパターンエリアの各辺に対応して更に２個所
の位置ずれ検出機能部分が設けられている。

【００３８】筐体１３０ａ，１３０ｂの中には光学系、
検出系が収まっている。１４６ａ，１４６ｂは各位置ず
れ検出光である。

【００３９】これらの位置ずれ検出機能部分により得ら
れた信号を処理手段１４０で処理して、ｘｙ面内のずれ
とギャップ値を求めている。そしてこの結果を判断した
後、所定の値以内に収まっていないと、各軸ステージの
駆動系１４１，１４２，１４３を動かして所定のマスク
／ウエハずれ以内になるように追い込み、そして露光歪
みの影響による位置合わせ誤差を補正する量だけマスク
支持体の駆動系１４７を介してマスク１３４を動かす
か、あるいはウエハ１３５を動かし、しかる後にＸ線ビ
ーム１３９をマスク１３４に照射している。

【００４０】この時、アライメントマークを露光する持
と、ＩＣパターンを露光する時ではｚ軸ステージ１３７
を駆動し、マスク１３４とウエハ１３５のギャップ（間
隔）をそれぞれの露光するパターンがウエハ１３５上に
最良のコントラストで像が形成されるように調整され
る。

【００４１】位置合わせが完了するまでは、Ｘ線遮蔽部
材（不図示）でレチクル面上のパターンをシャットアウ
トしておく。尚、図１では、Ｘ線源、Ｘ線照明系等は省
略してある。

【００４２】以上のように本実施形態では露光転写すべ
きパターンを有するマスク（レチクル）（第１物体）
と、該第１物体上のパターンを露光転写するウエハ（第
２物体）とを対向配置し、マスク上のパターンをウエハ
に順次露光するとき、マスク上の位置合わせマークをウ
エハ上の所定の位置に露光転写する第１の工程と、マス
ク上のＩＣパターンをウエハ上に露光転写する第２の工
程とを有し、第１工程における位置合わせマークの露光
転写と、第２工程におけるＩＣパターンの露光転写を分
けて行っている。

【００４３】次に本実施形態の詳細について説明する。

【００４４】図２（Ａ）〜（Ｃ）は本実施形態における
レチクル上のパターン配置とブレードとの関係を示した
説明図である。レチクルＲは、図２（Ａ）に示すよう
に、ｘ方向、ｙ方向のアライメントに用いるアライメン
トマーク１、２とＩＣパターンが形成されている描画エ
リア３が配置されている。

【００４５】このレチクルＲにおいて、アライメントマ
ーク１，２のみをウエハＷ上に露光するときには、ブレ
ード４は図２（Ｂ）に示すようにＩＣパターンの描画エ
リア３をマスキングする。

【００４６】次に、図２（Ｃ）に示すようにブレード５
を用いて、アライメントマーク１、２をマスキングし、
描画エリア３内のＩＣパターンのみをウエハＷに露光す
る。この時、ウエハ上に露光するアライメントマーク
２、３の線幅は約１μｍ〜数１０μｍ、これに対しＩＣ
パターンは１μｍ以下である。よってアライメントマー
クとＩＣパターンの最適露光ギャップは異なる。

【００４７】本実施形態ではアライメントマークを露光
する時の最適ギャップとＩＣパターンを露光する時の露
光ギャップを予め求めておき、各露光シーケンス毎に露
光ギャップを変更する。

【００４８】図３に前記説明した露光シーケンスの流れ
図を示す。図３は、アライメントマークの更新を行わな
い露光シーケンスを示した。これに対し、アライメント
マークの更新が必要なレイヤの時は、マスクとウエハの
アライメントが終了した時点で、アライメントマーク露
光用のギャップに移動させて、次のレイヤーのアライメ
ントに用いるアライメントマークを露光すれば良い。

【００４９】次に、本発明の実施形態２を説明する。図
４は本実施形態において、露光処理が行われているウエ
ハＷの断面図を示したものである。

【００５０】図中の６、７、８は１Ｃパターン描画エリ
アの断面、９、１０はスクライブライン、１１は基板３
１上に塗布されたレジスト層である。露光により形成さ
れた実素子の断面は複数層からなり、図４に示すよう
に、スクライブライン９、１０とＩＣパターン描画エリ
ア６、７、８に段差が生じてくる。

【００５１】このような断面を持つウエハＷに対して、
次レイヤの露光のためのレジストを塗布すると一般的に
レジストの断面は図４に示すようになり、レジスト表面
は平らにならず、ＩＣパターン描画エリアとスクライブ
ライン位置のレジスト表面に段羞ｄが生じる。

【００５２】この時、スクライブライン９，１０上にア
ライメントマーク、ＩＣパターンをＩＣパターン描画領
域６，７，８にそれぞれ露光する時、露光ギャップをそ
れぞれの露光時に、露光するパターンの線幅により最適
なギャップに設定し露光を行っており、これによって各
露光時での最良コントラストの像をウエハ上に形成する
ことができるようにしている。

【００５３】次に、本発明の実施形態３を図５を用いて
説明する。図５（Ａ）は位置合わせマーク（アライメン
トマーク）ＡＡを示しており、図５（Ｂ）は図５（Ａ）
の位置合わせマークの一部を拡大して示した説明図であ
る。

【００５４】近年、半導体の集積度が上がり、ＩＣパタ
ーンの描画領域に描画されるパターン幅も微細化されて
きている。ＤＲＡＭのパターン綜幅を例に取ると、１Ｇ
ｂｉｔまたは４Ｇｂｉｔ世代になるとその最小線幅は、
０．１μｍ前後になるとされている。

【００５５】この時、位置合わせマークの線幅もＩＣパ
ターンのエッチングレート等から考慮して最適化する必
要がある。

【００５６】一般的に同一ウエハ上に露光される線幅の
バリエーションは、最小線幅の２倍以下、または３倍以
下の線幅を持つパターン迄なら、エッチング、及びＣＭ
Ｐ（化学的機械的研磨）プロセスに対するパターンの均
一性が保たれるとされている。

【００５７】図５（Ｂ）は、位置合わせマークをｘ方向
のみセグメント化した例であり、ＩＣパターンの最小線
幅０．１μｍを想定し、その時に用いる位置合わせマー
クのｘ方向を０．２５μｍでセグメント化したものであ
る。このセグメント化された位置合わせマークと、ＩＣ
パターンを露光する際に、それぞれの露光位置でのレジ
ストの表面の段差と、露光するパターンの線幅を考慮し
て、各露光工程でのマスクとウエハとの露光ギャップを
変えて露光すれば、ウエハ上には最適な各パターンを形
成することができる。

【００５８】尚、本実施形態では、セグメント化された
位置合わせマークと、ＩＣパターンを異なるギャップで
露光転写しているが、露光ギャップを変えずに、位置合
わせマークとＩＣパターンを同時にウエハ上に露光転写
してもよい。

【００５９】次に、本発明の実施形態４を図６を用いて
説明する。図６は、ウエハ１２上に露光された位置合わ
せマーク１３〜２０と露光ショットの関係を示した図で
ある。

【００６０】本実施形態においても、位置合わせマーク
１３〜２０とＩＣパターンはそれぞれ異なる露光ギャッ
プで露光されている。

【００６１】図６において、位置合わせマーク１３〜１
６はウエハ１２の中心１２ａから同一距離Ｌｌの位置に
露光されており、また、位置合わせマーク１７〜２０は
中心から同一距離Ｌ２の位置に露光されており、各位置
合わせマークは放射状に配置されている。

【００６２】この時、位置合わせマーク１３〜２０はウ
エハ１２の中心１２ａに向かって放射状にのセグメント
化されている。これによりウエハの塗布ムラの影響の少
ない位置合わせ計測が可能としている。

【００６３】本実施形態においても、露光ギャップを変
えずに、位置合わせマークとＩＣパターンを同時にウエ
ハ上に露光転写してもよい。

【００６４】本発明はプロキシミティ方式の露光装置に
限らず、レチクル（第１物体）面上のパターンをウエハ
（第２物体）面上に投影光学系を用いて投影露光するス
テップアンドリピート方式の投影露光装置やステップア
ンドスキャン方式の走査型の投影露光装置においても、
同様に適用することができる。

【００６５】即ち第１物体上の位置合わせマークを投影
光学系によって第２物体に投影露光する第１工程と、第
１物体上のＩＣパターンを投影光学系によって第２物体
に投影露光するときの第２工程において投影光学系を介
した第１物体（レチクル）と第２物体（ウエハ）の双方
の相対的な間隔を変えて行うようにすれば良い。

【００６６】図７は本発明をステップアンドリピート方
式又はステップアンドスキャン方式の投影露光装置に適
用したときの実施形態５の要部概略図である。

【００６７】本実施形態ではレチクル２０１上のアライ
メントマークをウエハに投影露光するときのレチクルと
ウエハの投影光学系２０２を介した露光ギャップとレチ
クル２０１上のＩＣパターンをウエハ２０３に投影する
ときのレチクルとウエハの投影レンズ２０２を介した露
光ギャップを変えてブレードを利用してそれぞれ個別に
露光し、それぞれの露光すべきパターンがウエハ上に最
適なコントラストで形成されるように各露光時のギャッ
プを設定している。

【００６８】次に図７においてウエハ２０３上にアライ
メントマークを形成したとして、各要素について説明す
る。

【００６９】図７において、高圧水銀灯、エキシマレー
ザ等の光源を有する照明系２０５から出射した露光光に
よってレチクル２０１面上の電子回路パターンを照射す
る。レチクル２０１に描画された電子回路パターンは投
影レンズ（投影光学系）２０２を介し、ウエハ２０３上
に転写、露光される。ウエハ２０３はチャック（不図
示）上に載置されている。

【００７０】チャックは投影レンズ２０２の光軸方向及
び光軸を回転軸とする方向に駆動可能なθ−Ｚステージ
２０６に載置されており、ウエハ２０３をフォーカス方
向（光軸方向）に上下動させている。

【００７１】θ−Ｚステージ２０６はチルトステージ２
０７上に載置されている。チルトステージ２０７上には
フィデューシャルマーク２２１が設けられており、その
パターン面はウエハ２０３の表面と同一平面となるよう
に設定している。チルトステージ２０７はＸＹステージ
２０８上に載置されている。ＸＹステージ２０８上には
バーミラー２０９が載置されており、ＸＹステージ２０
８の位置をレーザ干渉計２１０でモニターし、その位置
計測値は回線２２０を通じ、コンピュータ（制御手段）
２１８に送信されている。

【００７２】ＡＳは検出手段としての位置合わせ顕微鏡
（顕微鏡）であり、ウエハ２０３面上のアライメントマ
ーク２０４の投影レンズ２０２の光軸と垂直面内（ＸＹ
面内）での位置情報を検出している。

【００７３】本実施形態に係る位置合わせ顕微鏡ＡＳ
は、以下のような各要素より構成されている。

【００７４】光源、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ２１６から
出射した光束は顕微鏡照明系２１７を通り、その一部が
ビームスプリッター２１３で対物レンズ２１２側に反射
される。その後、光束は対物レンズ２１２を通過し、ミ
ラー２１１で反射され、投影レンズ２０２に入射する。
投影レンズ２０２を出射した光束はウエハ２０３上にあ
るアライメントマーク２０４を照明する。

【００７５】ウエハ２０３上のアライメントマーク２０
４で反射した光（信号光）は元の光路を戻り、再び投影
レンズ２０２に入射する。そして投影レンズ２０２を出
射した信号光はミラー２１１により対物レンズ２１３側
に反射される。対物レンズ２１２を通過後、ビームスプ
リッター２１３を透過し、空間フィルター２２２に至
る。空間フィルター２２２は対物レンズ２１２及び後述
するリレーレンズ２１４の瞳面、或はその近傍に配置さ
れている。

【００７６】空間フィルター２２２面上に、信号光はウ
エハ２０３上のアライメントマーク２０４からの回折パ
ターンを結像する。空間フィルター２２２は回折光の０
次光のみをカットするようにフィルタリングを行ってい
る。空間フィルター２２２でカットされなかった１次以
上の回折光は、リレーレンズ２１４により光センサー２
１５の光電変換面上に集光される。光センサー２１５で
検出された信号は回線２１９を通りコンピュータ２１８
に送信される。

【００７７】本実施形態のコンピュータ２１８は光セン
サー２１５からの位置情報をデジタル処理したり、サン
プリングレートを変化させること等、サンプリングのタ
イミングを司る機能も備えており、干渉計２１０の計測
値及び光センサー２１５の信号を同時に計測できるよう
にコントロールしている。

【００７８】本実施形態では、この方法によるアライメ
ントマークの検出をＸ方向及びＹ方向で計測し、アライ
メントに必要な又は予め設定されたポイントの数だけ行
っている。

【００７９】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体デバイスの製造方法の実施例を説明する。

【００８０】図８は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。

【００８１】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン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。

【００８２】次のステップ５（組み立て）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。

【００８３】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。

【００８４】図９は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
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。

【００８５】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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【００８６】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。

【００８７】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製造
することができる。

【００８８】

【発明の効果】本発明によれば、アライメントマークと
ＩＣパターンの双方をウエハ面上に高い解像度で露光転
写することができ、高集積度の半導体デバイスが容易に
製造することができる露光方法及びそれを用いた露光装
置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の実施形態１の要部概略図

【図２】図１の一部分の説明図

【図３】本発明の実施形態１のフローチャート

【図４】本発明の実施形態２の一部分の説明図

【図５】本発明の実施形態３の一部分の説明図

【図６】本発明の実施形態４の一部分の説明図

【図７】本発明の実施形態５の要部概略図

【図８】本発明の半導体デバイスの製造方法のフローチ
ャート

【図９】本発明の半導体デバイスの製造方法のフローチ
ャート

【図１０】従来の露光装置の要部概略図

【符号の説明】

１、２、９、１０ アライメントマーク ３ ＩＣパターン描画エリア ４、５ ブレード ６、７、８ ＩＣパターン描画エリア断面 １１、１２ スクライブライン １３０ａ、１３０ｂ 位置ずれ検出装置 １３３ マスクフレーム １３４ マスク １３５ ウエハ １３６ ウエハ固定部材 １３７ ｚ軸ステージ １３８ ｘ軸ステージ １３９ ｘ線露光光 １４０ 処理手段 １４１、１４２、１４３ ステージ駆動系 １４４ ｙ軸ステージ １４６ａ、１４６ｂ 位置ずれ検出光 １４７ マスク支持体の駆動系 １５１ 投影光学系 １５２ 位置合わせ用照明装置 １５３ ビームスプリッタ １５４ 結像光学系 １５５ 撮像装置 １５６ Ａ／Ｄ変換装置 １５７ 積算装置 １５８ 位置検出装置 １５９ ＣＰＵ １６０ ステージ駆動装置 １６１ ＸＹステージ ２０１ レチクル ２０２ 投影光学系 ２０３ ウエハ ２０４ アライメントマーク ２０５ 照明系 ２０６ θ−Ｚステージ ２０７ チルトステージ ２０８ ＸＹステージ ２０９ バーミラー ２１０ レーザ干渉計 ２１１ ミラー ２１２ 対物レンズ ２１３ ビームスプリッター ２１４ リレーレンズ ２１５ 光電センサー ２１６ Ｈｅ−Ｎｅレーザ ２１７ 顕微鏡照明光学系 ２１８ コンピュータ ２１９、２２０ 通信回線 ２２１ フィデューシャルマーク ２２２ 空間フィルター ２３２ マスク支持体 ＡＳ 位置合わせ顕微鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲 秀樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F046 AA11 BA02 BA03 CA02 CA04 CB05 CB23 CC01 CC03 CC05 CC06 DA11 DA17 EA07 EA22 EB01 EB02 EB07 FA03 FA10 FA16 FA17 FB14 FC05 FC10 GA02 GA18

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光転写すべきパターンを有する第１物
   体と、該第１物体上のパターンを露光転写する第２物体
   とを対向配置し、第１物体上のパターンを第２物体に順
   次露光する露光方法において、 第１物体上に設けた該第２物体との位置合わせ用の位置
   合わせマークを第２物体上の所定の位置に露光転写する
   第１の工程と、第１物体上のパターンを第２物体上に露
   光転写する第２の工程の２つの独立した工程を有してい
   ることを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記第１工程と第２工程における前記第
   １物体と第２物体との相対間隔が互いに異なっているこ
   とを特徴とする請求項１の露光方法。
3. 【請求項３】 前記第１工程では、前記第１物体上のＩ
   Ｃパターンをブレードによりマスキングし、前記位置合
   わせマークのみを第２物体上に露光転写しており、前記
   第２工程では、該第１物体上の位置合わせマークをブレ
   ードによりマスキングし、ＩＣパターンのみを第２物体
   上に露光転写していることを特徴とする請求項１又は２
   の露光方法。
4. 【請求項４】 前記位置合わせマークはセグメント化さ
   れて構成されていることを特徴とする請求項１，２又は
   ３記載の露光方法。
5. 【請求項５】 前記位置合わせマークのセグメント化さ
   れた線幅は、前記第２工程で露光転写されるＩＣパター
   ンの最小線幅の２倍以下であることを特徴とする請求項
   ４の露光方法。
6. 【請求項６】 前記位置合わせマークのセグメント化さ
   れた線幅は、前記第２工程で露光転写されるＩＣパター
   ンの最小線幅の３倍以下であることを特徴とする請求項
   ４の露光方法。
7. 【請求項７】 前記位置合わせマークは、前記第２物体
   の中心に向かって放射状にセグメント化して形成されて
   いることを特徴とする請求項４の露光方法。
8. 【請求項８】 露光転写すべきパターンを有する第１物
   体と、該第１物体上のパターンを露光転写する第２物体
   とを対向配置し、第１物体上のパターンを第２物体に順
   次露光する露光方法において、 第１物体上に設けた該第２物体との位置合わせ用の位置
   合わせマークと該パターンを第２物体上に同時又は別々
   に露光転写する工程を有し、 該位置合わせマークはセグメント化されており、該セグ
   メント化された線幅は、露光転写されるパターンの最小
   線幅の２倍以下であることを特徴とする露光方法。
9. 【請求項９】 露光転写すべきパターンを有する第１物
   体と、該第１物体上のパターンを露光転写する第２物体
   とを対向配置し、第１物体上のパターンを第２物体に順
   次露光する露光方法において、 第１物体上に設けた該第２物体との位置合わせ用の位置
   合わせマークと該パターンを第２物体上に同時又は別々
   に露光転写する工程を有し、 該位置合わせマークはセグメント化されており、該セグ
   メント化された線幅は、露光転写されるパターンの最小
   線幅の３倍以下であることを特徴とする露光方法。
10. 【請求項１０】 前記第１物体と第２物体は投影光学系
    を介して対向配置されており、該第１物体上のパターン
    と位置合わせマークは該投影光学系を用いて第２物体上
    に投影露光されていることを特徴とする請求項１から９
    のいずれか１光の露光方法。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項の露
    光方法を用いていることを特徴とする露光装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から１０のいずれか１項の露
    光方法を用いてレチクルとウエハとの相対的な位置合わ
    せを行なう工程と、該レチクル面上のパターンをウエハ
    面上に露光した後に該ウエハを現像処理する工程を用い
    てデバイスを製造していることを特徴とするデバイスの
    製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１の露光装置を用いてレチク
    ルとウエハとの相対的な位置合わせを行う工程と、該レ
    チクル面上のパターンをウエハ面上に露光した後に該ウ
    エハを現像処理する工程を用いてデバイスを製造してい
    ることを特徴とするデバイスの製造方法。