JP2000340493A - 露光方法、露光システムおよびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリティカルレイヤーとミドルレイヤーとが
混在するような基板をフォトリソグラフィー工程で製造
する際に、各層にそれぞれ必要な解像度で露光を行える
と共に、廉価な露光装置を用いて高いスループットで露
光を行うことができる露光方法、露光システムおよびデ
バイス製造方法を提供すること。 【解決手段】 基板上を、複数の第１ショット領域に分
割して露光するための第１ショットマップを決定し、第
１ショットマップ上の第１ショット領域の配列を全て覆
うように、複数の第２ショット領域に分割して露光する
ための第２ショットマップを決定する。次に、第１露光
装置２２Ａを用い、第１ショットマップに従い、基板７
上に複数回の露光を行う。次に、第２露光装置２２Ｂを
用い、第２ショットマップに従い、基板７上に複数回の
露光を行う。第２ショットマップを決定するに際して、
第２ショット領域１個分を単位とする第２ショットマッ
プが取りうる全ての配列を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法、露光シ
ステムおよびデバイス製造方法に係り、さらに詳しく
は、半導体装置等を製造する際に形成するイオン注入層
などのような、高い解像度を必要としないミドルレイヤ
ーと呼ばれる層と、ゲート電極などのような、高い解像
度を必要とするクリティカルレイヤーと呼ばれる層とが
混在する様なフォトリソグラフィー工程に適用して好適
な露光方法、露光システムおよびデバイス製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超ＬＳＩ等の半導体素子、ま
たは液晶表示素子等を製造するためのフォトリソグラフ
ィー工程において、縮小投射型露光装置（ステッパー
等）が使用されている。一般に、超ＬＳＩ等の半導体素
子は、ウエハ上に多数層のパターンを重ねて形成され
る。それらの層の内、たとえば半導体メモリー等を製造
する際に使用されるゲート電極などのように、最も高い
解像度が必要な層はクリティカルレイヤーと呼ばれる。
一方、たとえばイオン注入層のように、高い解像度を必
要としない層はミドルレイヤーと呼ばれている。言い換
えると、クリティカルレイヤーで露光されるパターンの
線幅に比較して、ミドルレイヤーで露光されるパターン
の線幅は広くなっている。

【０００３】また、たとえば、超ＬＳＩの製造工場で
の、製造工程のスループット（単位時間当たりのウエハ
処理枚数）を高め、製造コストを低減するため、１種類
の超ＬＳＩの製造プロセス中で、異なる層の露光を別々
の露光装置で使い分けて行う、いわゆる、ミックスアン
ドマッチ（Ｍｉｘ＆Ｍａｔｃｈ）方式が提案されてい
る。

【０００４】スループット向上の観点からすると、ミッ
クスアンドマッチ方式において、クリティカルレイヤー
のショットは格子状に配置するにしても、クリティカル
レイヤーのチップの整数倍の面積を持つミドルレイヤー
のショットの配列には、多くのバリエーションがあるの
で、最適な（またはショット数が最少な）配列を選び出
す必要がある。

【０００５】ミドルレイヤーのショットマップのショッ
ト数を最少化する方法としては、特開平７ー２１１，６
２２号公報や特開平８ー２０３，８０８号公報などが開
示されている。

【０００６】前者の公報に示す発明では、格子状に配列
したミドルレイヤーのショットマップを元にして、シフ
トしたショットマップを作成することにより、ショット
数の最少化を目指している。後者の公報に示す発明で
は、格子状の配列と逐次ショットの配列との比較によ
り、ショット数の最少化を目指している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平７ー２１１，６２２号公報に示す発明では、列ごと
ショットをシフトすることにより、ショット数の最少化
を実現しているが、開示されたフローチャートの構造で
は、ショット数の最も少ない配列を１つ選ぶと、フロー
チャートから抜けてしまうため、ショット数が同じであ
る他の配列は、無視される。

【０００８】また、上記特開平８−２０３，８０８号公
報に示す発明では、格子状の配列と逐次ショットの配列
との比較により、ショット数の最少化を目指している
が、これは、確実にショット数を最少化できるかどうか
という問題があり、また、開示されたフローチャートの
構造では、ショット数のより少ない配列を１つ選ぶと、
フローチャートから抜けてしまうため、ショット数が同
じである他の配列は、無視される。

【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、クリティカルレイヤーとミドルレイヤーとが混在す
るような基板をフォトリソグラフィー工程で製造する際
に、各層にそれぞれ必要な解像度で露光を行えると共
に、廉価な露光装置を用いて高いスループットで露光を
行うことができる露光方法、露光システムおよびデバイ
ス製造方法を提供することを目的とする。また、本発明
では、特に、ミドルレイヤーのショットマップのショッ
ト数を、確実に最少化し、また複数の利用可能なショッ
トマップを提案することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る露光方法は、第１ショット領域（Ａ
１）と前記第１ショット領域よりも大きな面積の第２シ
ョット領域（Ｃ１）とをそれぞれ有する少なくとも２種
類の第１露光装置（２２Ａ）および第２露光装置（２２
Ｂ）を用いて、基板（７）上の領域にそれぞれ複数回の
露光を行う露光方法であって、前記基板上を、複数の前
記第１ショット領域に分割して露光するための第１ショ
ットマップ（図１）を決定する工程と、前記第１ショッ
トマップ上の第１ショット領域の配列を全て覆うよう
に、複数の前記第２ショット領域に分割して露光するた
めの第２ショットマップ（図４）を決定する工程と、前
記第１露光装置（２２Ａ）を用い、前記第１ショットマ
ップに従い、前記基板上に複数回の露光を行う第１露光
工程と、前記第２露光装置（２２Ｂ）を用い、前記第２
ショットマップに従い、前記基板上に複数回の露光を行
う第２露光工程とを有し、前記第２ショットマップ（図
４）を決定するに際して、前記第２ショット領域１個分
を単位とする第２ショットマップが取りうる全ての配列
を求めることを特徴とする。

【００１１】前記第２ショットマップ（図４）が取りう
る全ての配列を求めるに際して、前記第２ショットマッ
プを形成する第２ショット領域の総数を固定して求める
ことが好ましい。

【００１２】また、前記第２ショットマップが取りうる
全ての配列を求めるに際して、第２ショットマップを形
成する第２ショット領域の総数初期値を固定して求める
工程と、前記総数初期値を増加する工程とを交互に行う
ことが好ましい。

【００１３】さらに、前記第２ショットマップが取りう
る全ての配列を求めるに際して、第２ショットマップを
形成する第２ショット領域の総数初期値は、前記第１シ
ョットマップ中のすべての第１ショット領域の合計面積
をＳ１、前記第２ショット領域の面積をＳ２としたとき
に、Ｓ１／Ｓ２を整数値に切り上げた値、またはそれよ
り小さな整数値であることが好ましい。

【００１４】さらにまた、前記第１ショットマップ上の
第１ショット領域配列を全て覆うように、前記第２ショ
ットマップを決定するに際して、前記第２ショット領域
１個分を単位として、前記第２ショット領域（Ｃ１）の
少なくとも一部分が前記第１ショットマップ上の第１シ
ョット領域（Ａ１）に重なる様に、第２ショット領域
（Ｃ１）を１つずつ並べていくことにより全てのショッ
ト配列を求める（図５）ことが好ましい。

【００１５】この場合において、既に並べた１個以上の
前記第２ショット領域（Ｃ１）に隣接する様に、次の第
２ショット領域（Ｃ２）を並べること（図６）が好まし
い。

【００１６】また、既に並べた１個以上の第２ショット
領域に重複する様にしか次の第２ショット領域を並べる
事ができない場合には、その配列を実現不可能なケース
として区別することが好ましい。

【００１７】また、前記第２ショットマップ（図４）を
求めるに際して、前記第２ショット領域を格子状に並べ
たショット配列（図３）とし、前記格子状のショット配
列の行の一部をシフトする全ての配列を求め、かつ、前
記格子状のショット配列の列の一部をシフトする全ての
配列を求めることにより、全てのショット配列を求める
ことが好ましい。

【００１８】さらに、前記第２ショットマップ（図４）
を決定するに際して、前記第２ショット領域１個分を単
位とする第２ショットマップが取りうる全ての配列を求
めた後、求められた複数の第２ショットマップを表示手
段（１４Ａ，１４Ｂ）または記憶手段（１４Ａ，１４
Ｂ）に出力することが好ましい。この方法は、複数のシ
ョットマップの中から、実際の露光に用いるショットマ
ップを選択する作業にとって好適である。

【００１９】さらにまた、前記第２ショットマップを決
定するに際して、前記第２ショット領域１個分を単位と
する第２ショットマップが取りうる全ての配列を求めた
後、求められた複数の第２ショットマップのそれぞれに
基づき、前記第２露光装置（２２Ｂ）を用い、前記基板
上に複数回の露光を行うために必要とする時間を算出す
ることが好ましい。この方法は、複数のショットマップ
の中から、実際の露光に用いるショットマップを選択す
る作業にとって好適である。

【００２０】上記目的を達成するために、本発明に係る
露光システムは、第１ショット領域を持つ第１露光装置
（２２Ａ）と、前記第１ショット領域よりも大きな面積
の第２ショット領域を持つ第２露光装置（２２Ｂ）と、
基板上を、複数の前記第１ショット領域に分割して露光
するための第１ショットマップを決定する手段（１４
Ａ）と、前記第１ショットマップ上の第１ショット領域
の配列を全て覆うように、複数の前記第２ショット領域
に分割して露光するための第２ショットマップを決定す
るに際して、前記第２ショット領域１個分を単位とする
第２ショットマップが取りうる全ての配列を求める第２
ショットマップ作成手段（１４Ｂ）とを有する。

【００２１】また、本発明に係るデバイス製造方法は、
上述した露光方法を用いて露光を行い、デバイスを製造
することを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明に係る露光方法では、第２ショットマッ
プ（図４）を決定するに際して、前記第２ショット領域
１個分を単位とする第２ショットマップが取りうる全て
の配列を求める。このため、ショット数が同じである全
ての配列は、無視されることなく求められ、その中か
ら、最適な配列を選択することができる。したがって、
本発明に係る露光方法では、ミドルレイヤーなどの第２
ショットマップのショット数を確実に最少化し、また複
数の利用可能な第２ショットマップを提案することがで
きる。

【００２３】なお、本発明に係る露光方法は、２種類以
上の露光装置を用いて、第３以降のショットマップが取
り得る全ての配列を求める場合にも適用することができ
る。

【００２４】また、本発明に係る露光システムおよびデ
バイス製造方法では、クリティカルレイヤーとミドルレ
イヤーとが混在するような基板をフォトリソグラフィー
工程で製造する際に、各層にそれぞれ必要な解像度で露
光を行えると共に、廉価な露光装置を用いて高いスルー
プットで露光を行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１はウエハ上のクリティカル
レイヤーのショットマップの一例を示す概略図、図２は
ミドルレイヤーの露光フィールドの一例を示す概略図、
図３はウエハ上のミドルレイヤーのショットマップの一
例を示す概略図、図４はウエハ上のミドルレイヤーのシ
ョットマップの他の例を示す概略図、図５（ａ）〜
（ｄ）はミドルレイヤーのショットマップが取り得る全
ての配列を数え上げる方法の一例を示す概略図、図６
（ａ）および（ｂ）はミドルレイヤーのショットマップ
が取り得る全ての配列を数え上げる方法の一例を示す概
略図、図７〜図９はミドルレイヤーのショットマップが
取り得る全ての配列を数え上げる方法の一例を示す概略
図、図１０は本発明の一実施形態に係る露光システムの
概略図、図１１は本発明の一実施形態に係る露光方法を
実現するためのフローチャート図である。

【００２６】第１実施形態 本実施形態では、図１に示すウエハ７の表面に、クリテ
ィカルレイヤーのための第１ショット領域Ａ１〜Ａ５２
の配列から成る第１ショットマップを形成し、その後
に、第１ショット領域Ａ１〜Ａ５２の配列を全て覆うよ
うに、図２に示すミドルレイヤーのための第２ショット
領域Ｃ１〜Ｃｎの配列から成る第２ショットマップを形
成するために適した方法について説明する。

【００２７】図２に示す各第２ショット領域Ｃ１〜Ｃｎ
は、各第１ショット領域Ａ１〜Ａ５２の４倍の大きさの
面積を有するものとする。図２に示す第２ショット領域
内の各チップＢ１〜Ｂ４の面積が、各第１ショット領域
Ａ１〜Ａ５２の面積と同一であるとする。

【００２８】まず、幾つかの前提条件から考えて、全て
の可能な配列を数え上げても、ミドルレイヤーのショッ
トマップのバリエーションはそれ程多くないことを示
す。ミドルレイヤーおよびクリティカルレイヤーのショ
ットマップに課される前提条件を次に示す。 （前提条件） １．ミドルレイヤーのショットマップはクリティカルレ
イヤーのショットマップの全ての領域をカバーする。 ２．この時、ミドルレイヤーのショットマップに２重に
露光する領域はない。

【００２９】３．クリティカルレイヤーのショットマッ
プは、ミドルレイヤーのショットマップの全ての領域を
カバーする必要はない。 ４．クリティカルレイヤーのショットマップは、隙間な
く密集する様に並べられている。

【００３０】上記の４条件のうち、第２の条件の違反
は、絶対あってはならないということではないが、普通
はそういう選択をしない。また、第３の条件では、特に
断らない限り、格子状の配列を前提とする。

【００３１】これらの前提条件を踏まえて、本実施形態
に係る方法による、ショットマップが取りうる全ての配
列の数え上げの一例を説明する。

【００３２】まず、クリティカルレイヤーのショットマ
ップの一例として、図１を用いることにする。図２に示
されるミドルレイヤーのショット領域を１枚ずつ配置す
ることにより、図１のショットマップの全ての領域を覆
っていくことを考える。

【００３３】前記第１の前提条件から、クリティカルレ
イヤーの全てのショット領域Ａ１〜Ａ５２は、必ずミド
ルレイヤーのショット領域Ｃ１〜Ｃｎにより覆われるの
で、逆に、ショット領域Ａ１〜Ａ５２の全てに対して、
ショット領域Ｃ１〜Ｃｎがどの様に配置し得るかを考え
てみれば良い。

【００３４】まず、第１ショット領域Ａ１を覆う様に第
２ショット領域Ｃ１を配置する。第１ショット領域Ａ１
に対して、第２ショット領域Ｃ１の置き方は、図５
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の様な４通りになる。
これは、第２ショット領域Ｃ１に含まれるチップＢ１〜
Ｂ４の数の数に対応する。

【００３５】次に、たとえば第１ショット領域Ａ１が図
５（ａ）のように第２ショット領域Ｃ１で覆われた場合
に、２個目の第２ショット領域Ｃ２を配置することにつ
いて考える。ここで、２個目の第２ショット領域Ｃ２
を、１個目の第２ショット領域Ｃ１とは無関係に配置す
る方法は、最終的に前記前提条件を満たせるかどうかは
別にして、１個目と同じで４通りである。しかし、既に
配置された第２ショット領域Ｃ１に隣接するように二個
目の第２ショット領域Ｃ２を配置する場合には、前記第
２の前提条件から、配置する方法が少なくなる。

【００３６】実際、第１ショット領域Ａ５に着目する
と、図６（ａ）および（ｂ）の２通りしかない。これ
は、第２ショット領域Ｃ２に含まれる行方向のチップの
数である。以下では、既に配置された第２ショット領域
で覆われた領域に隣接するチップを次々に検討していく
ことにする。

【００３７】たとえば、第１ショット領域Ａ５が図６
（ａ）の様に覆われたとする。ここで、行方向と列方向
両方で、既に配置された第２ショット領域Ｃ１およびＣ
２で覆われた領域に隣接する第１ショット領域Ａ６に着
目すると、図７に示すように、前記第２の前提条件を満
足する配置は１通りしかない。

【００３８】次に、第１ショット領域Ａ６を図７の様に
第２ショット領域Ｃ３で覆うと、今度は、第１ショット
領域Ａ２が、第１ショット領域Ａ６と同様に、行方向と
列方向両方で、既に配置された第２ショット領域Ｃ１お
よびＣ３で覆われた領域に隣接するので、第１ショット
領域Ａ２に対する、前記第２の前提条件を満足する配置
は、図８に示すように、１通りしかない。

【００３９】同様の考察から、結局、図６（ａ）から図
８までは１通りであることが分かる。

【００４０】したがって、ミドルレイヤーのショットマ
ップには、格子状の配置の他には、列または行を全体的
にシフトした配置しかないことになる。

【００４１】以上が、ミドルレイヤーのショットマップ
のバリエーションがそれ程多くないことの説明である。

【００４２】ここで、以下に、前記前提条件から演繹さ
れる定理のまとめをする。 （まとめ） 既に配置された第２ショット領域に隣接しない第１シ
ョット領域を、第２ショット領域で覆うための配置方法
の数は、最終的に前記前提条件を満たせるかどうかは別
にして、第２ショット領域に含まれるチップの数（図２
では、チップＢ１〜Ｂ４の数）である。

【００４３】既に配置された第２ショット領域に、一
方向で隣接する第１ショット領域を覆うための配置方法
の組み合わせの数は、高々、第２ショット領域の行方向
（または列方向）に含まれるチップの数である。

【００４４】既に配置された第２ショット領域に、直
交する２方向で隣接する第１ショット領域を覆うための
配置方法の組み合わせの数は、高々１つである。

【００４５】格子状の配置からシフトした構造が存在
する場合、シフトした構造は、行の端から端まで、また
は、列の端から端までの周期的な構造となる。

【００４６】行方向にシフトした構造がある場合に
は、列方向にシフトした構造はない。同様に、列方向に
シフトした構造がある場合には、行方向にシフトした構
造はない。

【００４７】’行の端から端までのシフトした周期的
な構造がある場合は、列の端から端までのシフトした周
期的な構造はない。同様に、列の端から端までのシフト
した周期的な構造がある場合には、行の端から端までの
シフトした周期的な構造はない。

【００４８】ミドルレイヤーのショットマップが取り
うる全ての配列を求めること（Ａ）と、格子状ショット
マップを行方向にシフトする全ての配列と列方向にシフ
トする全ての配列を求めること（Ｂ）とは等価である。

【００４９】第２実施形態 図１０に示すように、本実施形態に係る露光システム
は、ショット領域が小さく解像度が高い第１露光装置２
２Ａと、ショット領域が大きく解像度が低い第２露光装
置２２Ｂとを有する。

【００５０】第１露光装置２２Ａと第２露光装置２２Ｂ
とは、基本的には、同じ構成を有するので、同様な部材
には同様な部材符号を付し、以下の説明では、第１露光
装置２２Ａを例として説明する。

【００５１】図１０に示す符号５Ａは、照明系を示し、
不図示の光源からの不均一な光束を、インテグレータ等
により均一な光束にして、レチクルステージ３Ａにより
保持してあるレチクル４Ａ上のマスクパターンに照射す
る。照射されたマスクパターンは、投影光学系６Ａによ
って、ウエハ７上に転写され、ウエハ上の感光剤に潜像
を形成する。

【００５２】図１０中の符号１３Ａおよび１１Ａは、そ
れぞれ干渉計、干渉計ミラーであり、ウエハステージ９
ＡのＸおよびＹ座標を計測している。符号１２Ａはアラ
イメント系を示し、アライメント系１２Ａは、ミラー１
０Ａを介して投影光学系６Ａ越しに、ウエハ７上の不図
示のアライメントマークの位置を計測する。

【００５３】制御装置１４Ａは、アライメント系１２Ａ
および干渉計１３Ａからの検出信号に基づき、レチクル
ステージ３Ａおよびウエハステージ９Ａの位置を制御し
ている。

【００５４】第１露光装置２２Ａの制御装置１４Ａと第
２露光装置２２Ｂの制御装置１４Ｂとは、信号のやり取
りが可能なようにネットワークなどで接続してある。

【００５５】本実施形態では、以上の様な構成をもつ２
つの露光装置により、クリティカルレイヤーを露光する
時には、第１露光装置２２Ａを用い、ミドルレイヤーを
露光する時には、第２露光装置２２Ｂを用いる。

【００５６】図１１を用いて、ミドルレイヤーのショッ
トマップでのショット数を最少にする過程を説明する。
ステップ１５において、図１０に示す制御装置１４Ａが
クリティカルレイヤーのショットマップを作成する。こ
のショットマップをネットワーク等を経由して、制御装
置１４Ｂに転送し、ステップ１６にて、クリティカルレ
イヤーのショットマップを覆うような、ミドルレイヤー
の格子状のショットマップを作成し、制御装置内の不図
示の記録装置に記録する。ミドルレイヤーの格子状のシ
ョットマップの一例を図３に示す。

【００５７】ステップ１７および１８では、ミドルレイ
ヤーの格子状のショットマップを元にして、行方向への
任意のシフトによって生成される新しいショットマップ
を全て求め、制御装置内の不図示の記録装置に記録す
る。行方向への任意のシフトによって生成される新しい
ショットマップの一例を図４に示す。

【００５８】図１１に示すステップ１９および２０で
は、ミドルレイヤーの格子状のショットマップを元にし
て、列方向への任意のシフトによって生成される新しい
ショットマップを全て求め、制御装置内の不図示の記録
装置に記録する。ステップ２１では、記録された全ての
ショットマップの中から、ショット数に着目して、これ
が最少になるものを、全て抽出する。以上の過程によっ
て、ショット数が最少になるミドルレイヤーの第２ショ
ットマップを全て求めることができる。

【００５９】得られた第２ショットマップは、露光装置
の一部であるディスプレイ装置に出力しても良いし、ま
た、ショット数が同数でも配置が違う第２ショットマッ
プが複数ある場合には、それぞれのショットマップでの
露光にかかる時間を計算して比較することもできる。

【００６０】本実施形態の露光システムを用いた露光方
法では、クリティカルレイヤーには、第１のショットマ
ップを用いて、ショット領域が小さく解像度が高い第１
露光装置２２Ａによる露光を行い、また、ミドルレイヤ
ーには、第２のショットマップを用い、ショット領域が
大きく解像度が低い第２露光装置２２Ｂによる露光を行
うことにより、必要な解像度で全ての層を露光できると
共に、装置全体として廉価なシステムになり、かつ、ミ
ドルレイヤーの露光時間が短くなるため、高スループッ
トとなる。

【００６１】第３実施形態 本実施形態に係る露光方法は、前記第２実施形態の露光
方法の変形例であり、以下の説明では、前記第２実施形
態に係る露光方法と異なる点についてのみ説明する。

【００６２】本実施形態では、図１１に示すステップ２
１において、記録された全ての第２ショットマップの中
から、ショット数に着目して、第２ショットマップを形
成する第２ショット領域の総数初期値を固定して求め
る。

【００６３】第２ショットマップを形成する第２ショッ
ト領域の総数初期値は、前記第１ショットマップ中のす
べての第１ショット領域の合計面積をＳ１、前記第２シ
ョット領域の面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２を整
数値に切り上げた値、またはそれより小さな整数値であ
る。

【００６４】もし仮に、この総数初期値に対応するショ
ット数の第２ショットマップが存在しない場合には、総
数初期値を増加し、その増加した総数初期値に対応する
ショット数の第２ショットマップを、全て抽出する。も
し仮に、この増加した総数初期値に対応するショット数
の第２ショットマップが存在しない場合には、さらに総
数初期値を増加させて、同様な抽出を行う。

【００６５】以上の過程によって、ショット数が最少に
なるミドルレイヤーの第２ショットマップを全て求める
ことができる。

【００６６】得られたショットマップは、露光装置の一
部であるディスプレイ装置に出力しても良いし、また、
ショット数が同数でも配置が違うショットマップが複数
ある場合には、それぞれのショットマップでの露光にか
かる時間を計算して比較することもできる。

【００６７】本実施形態の露光方法は、前記第２実施形
態の露光方法と同様な作用効果を奏する。

【００６８】その他の実施形態 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。

【００６９】たとえば、本発明では、露光方式の分類に
よる露光装置のタイプも特に限定されず、いわゆるステ
ップ・アンド・リピート方式の露光装置でも、いわゆる
ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置でも良い。
いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光装置
は、レチクルなどのマスク上のパターンの一部を投影光
学系を介して感光性基板上に縮小投影露光した状態で、
マスクと感光性基板とを、投影光学系に対して同期移動
させることにより、マスク上のパターンの縮小像を逐次
感光性基板の各ショット領域に転写する方式の露光装置
である。この方式の露光装置は、いわゆるステップ・ア
ンド・リピート方式の露光装置に比較して、投影光学系
に対する負担を増大させることなく、転写対象パターン
を大面積化することができるという利点がある。

【００７０】また、ミラープロジェクション方式やプロ
キシミティ方式などの露光装置にも同様に本発明を適用
することができる。なお、投影光学系６Ａまたは６Ｂ
は、その全ての光学素子が屈折素子（レンズ）であるも
のでも、反射素子（ミラーなど）のみからなる光学系で
あってもよいし、あるいは屈折素子と反射素子（凹面
鏡、ミラーなど）とからなるカタディオプトリック光学
系であってもよい。また、投影光学系６Ａまたは６Ｂは
縮小光学系に限られるものではなく、等倍光学系や拡大
光学系であってもよい。

【００７１】また、露光装置の光源としては、特に限定
されず、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、Ｋ
ｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレ
ーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２ レーザ（１５７ｎｍ）、ま
たはＹＡＧレーザなどの高調波を露光用光源として用い
る露光装置に限らず、Ｘ線露光装置や電子線（ＥＢ）露
光装置なども含む。なお、ＥＢ露光装置の場合には、マ
スクがない場合もあり得る。

【００７２】さらに、光源として、軟Ｘ線領域に発振ス
ペクトルを有するＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ
Ｖｉｏｌｅｔ）を発生するＳＯＲ、又はレーザプラズ
マ光源等を用いた縮小投影型走査露光装置、又はプロキ
シミティー方式のＸ線走査露光装置にも適用可能であ
る。

【００７３】また、露光装置の用途としては、半導体装
置を製造するための露光装置に限定されることなく、た
とえば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターン
を露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造
するための露光装置にも広く適用できる。

【００７４】また、投影光学系としては、エキシマレー
ザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石
などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２ レーザや
Ｘ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系に
（レチクルも反射型タイプのものを用いる）する。

【００７５】以上のように、露光装置は、露光装置を構
成する各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機
械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み
立てることで製造される。これら各種精度を確保するた
めに、この組立の前後には、各種光学系については光学
的精度を達成するための調整、各種機械系については機
械的精度を達成するための調整、各種電気系については
電気系精度を達成するための調整が行われる。各種サブ
システムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシ
ステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧
回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムか
ら露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個
々の組み立てがあることはいうまでもない。各種サブシ
ステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合
調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保さ
れる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等
が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７６】半導体デバイスは、デバイスの機能・性能
設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチ
クルを制作するステップ、シリコン材料からウエハを制
作するステップ、前述した実施例の露光装置によりレチ
クルのパターンをウエハに露光するステップ、デバイス
組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製
造される。

【００７７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、クリティカルレイヤーとミドルレイヤーとが混在す
るような基板をフォトリソグラフィー工程で製造する際
に、各層にそれぞれ必要な解像度で露光を行えると共
に、廉価な露光装置を用いて高いスループットで露光を
行うことができる露光方法、露光システムおよびデバイ
ス製造方法を提供することができる。

【００７８】また、本発明では、特に、ミドルレイヤー
のショットマップのショット数を、確実に最少化し、ま
た複数の利用可能なショットマップを提案することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はウエハ上のクリティカルレイヤーのシ
ョットマップの一例を示す概略図である。

【図２】 図２はミドルレイヤーの露光フィールドの一
例を示す概略図である。

【図３】 図３はウエハ上のミドルレイヤーのショット
マップの一例を示す概略図である。

【図４】 図４はウエハ上のミドルレイヤーのショット
マップの他の例を示す概略図である。

【図５】 図５（ａ）〜（ｄ）はミドルレイヤーのショ
ットマップが取り得る全ての配列を数え上げる方法の一
例を示す概略図である。

【図６】 図６（ａ）および（ｂ）はミドルレイヤーの
ショットマップが取り得る全ての配列を数え上げる方法
の一例を示す概略図である。

【図７】 図７はミドルレイヤーのショットマップが取
り得る全ての配列を数え上げる方法の一例を示す概略図
である。

【図８】 図８はミドルレイヤーのショットマップが取
り得る全ての配列を数え上げる方法の一例を示す概略図
である。

【図９】 図９はミドルレイヤーのショットマップが取
り得る全ての配列を数え上げる方法の一例を示す概略図
である。

【図１０】 図１０は本発明の一実施形態に係る露光シ
ステムの概略図である。

【図１１】 図１１は本発明の一実施形態に係る露光方
法を実現するためのフローチャート図である。

【符号の説明】

４Ａ，４Ｂ… レチクル ５Ａ，５Ｂ… 照明系 ６Ａ，６Ｂ… 投影光学系 ７… ウエハ ２２Ａ… 第１露光装置 ２２Ｂ… 第２露光装置 Ａ１〜Ａ５２… 第１ショット領域 Ｃ１〜Ｃｎ… 第２ショット領域 Ｂ１〜Ｂ４… チップ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ショット領域と前記第１ショット領
   域よりも大きな面積の第２ショット領域とをそれぞれ有
   する少なくとも２種類の第１露光装置および第２露光装
   置を用いて、基板上の領域にそれぞれ複数回の露光を行
   う露光方法であって、 前記基板上を、複数の前記第１ショット領域に分割して
   露光するための第１ショットマップを決定する工程と、 前記第１ショットマップ上の第１ショット領域の配列を
   全て覆うように、複数の前記第２ショット領域に分割し
   て露光するための第２ショットマップを決定する工程
   と、 前記第１露光装置を用い、前記第１ショットマップに従
   い、前記基板上に複数回の露光を行う第１露光工程と、 前記第２露光装置を用い、前記第２ショットマップに従
   い、前記基板上に複数回の露光を行う第２露光工程とを
   有し、 前記第２ショットマップを決定するに際して、前記第２
   ショット領域１個分を単位とする第２ショットマップが
   取りうる全ての配列を求めることを特徴とする露光方
   法。
2. 【請求項２】 前記第２ショットマップが取りうる全て
   の配列を求めるに際して、前記第２ショットマップを形
   成する第２ショット領域の総数を固定して求めることを
   特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 【請求項３】 前記第２ショットマップが取りうる全て
   の配列を求めるに際して、 第２ショットマップを形成する第２ショット領域の総数
   初期値を固定して求める工程と、 前記総数初期値を増加する工程とを交互に行うことを特
   徴とする請求項１に記載の露光方法。
4. 【請求項４】 前記第２ショットマップが取りうる全て
   の配列を求めるに際して、第２ショットマップを形成す
   る第２ショット領域の総数初期値は、前記第１ショット
   マップ中のすべての第１ショット領域の合計面積をＳ
   １、前記第２ショット領域の面積をＳ２としたときに、
   Ｓ１／Ｓ２を整数値に切り上げた値、またはそれより小
   さな整数値であることを特徴する請求項３に記載の露光
   方法。
5. 【請求項５】 前記第１ショットマップ上の第１ショッ
   ト領域配列を全て覆うように、前記第２ショットマップ
   を決定するに際して、前記第２ショット領域１個分を単
   位として、前記第２ショット領域の少なくとも一部分が
   前記第１ショットマップ上の第１ショット領域に重なる
   様に、第２ショット領域を１つずつ並べていくことによ
   り全てのショット配列を求めることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の露光方法。
6. 【請求項６】 既に並べた１個以上の前記第２ショット
   領域に隣接する様に、次の第２ショット領域を並べるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
7. 【請求項７】 既に並べた１個以上の第２ショット領域
   に重複する様にしか次の第２ショット領域を並べる事が
   できない場合には、その配列を実現不可能なケースとし
   て区別することを特徴とする請求項５または６に記載の
   露光方法。
8. 【請求項８】 前記第２ショットマップを求めるに際し
   て、前記第２ショット領域を格子状に並べたショット配
   列とし、前記格子状のショット配列の行の一部をシフト
   する全ての配列を求め、かつ、前記格子状のショット配
   列の列の一部をシフトする全ての配列を求めることによ
   り、全てのショット配列を求めることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれかに記載の露光方法。
9. 【請求項９】 前記第２ショットマップを決定するに際
   して、前記第２ショット領域１個分を単位とする第２シ
   ョットマップが取りうる全ての配列を求めた後、求めら
   れた複数の第２ショットマップを表示手段または記憶手
   段に出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか
   に記載の露光方法。
10. 【請求項１０】 前記第２ショットマップを決定するに
    際して、前記第２ショット領域１個分を単位とする第２
    ショットマップが取りうる全ての配列を求めた後、求め
    られた複数の第２ショットマップのそれぞれに基づき、
    前記第２露光装置を用い、前記基板上に複数回の露光を
    行うために必要とする時間を算出することを特徴とする
    請求項１〜９のいずれかに記載の露光方法。
11. 【請求項１１】 第１ショット領域を持つ第１露光装置
    と、 前記第１ショット領域よりも大きな面積の第２ショット
    領域を持つ第２露光装置と、 基板上を、複数の前記第１ショット領域に分割して露光
    するための第１ショットマップを決定する手段と、 前記第１ショットマップ上の第１ショット領域の配列を
    全て覆うように、複数の前記第２ショット領域に分割し
    て露光するための第２ショットマップを決定するに際し
    て、前記第２ショット領域１個分を単位とする第２ショ
    ットマップが取りうる全ての配列を求める第２ショット
    マップ作成手段とを有する露光システム。
12. 【請求項１２】 前記請求項１〜１０のいずれかの露光
    方法を用いて露光を行い、デバイスを製造することを特
    徴とするデバイス製造方法。