JP2001076995A

JP2001076995A - 露光方法及び装置

Info

Publication number: JP2001076995A
Application number: JP24754399A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Iwanaga; 武彦岩永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】原版のパターンを基板上のパターン領域によ
り正確に重ね合わせる。【解決手段】露光光で照明された原版のパターンを波
長に依存して結像倍率が変わる投影光学系により基板上
に投影し、前記露光光及び前記投影光学系に対して前記
原版及び基板を走査する段階を含む露光方法において、
走査中に前記露光光の波長を変化させて前記投影光学系
の投影倍率を変え、これにより前記原版のパターンを前
記基板上のパターン領域に正確に重ね合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法及び装置
に関し、特にＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶素
子、磁気ヘッド、ＣＣＤ等のデバイスを製造するための
露光方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型露光装置を用いてデバイスパター
ンの露光を行う場合のレチクルとウエハの重ね合わせ精
度に関する要求は益々厳しくなっている。例えば、１ギ
ガビット（Ｇｂｉｔ）のＤＲＡＭの製造に関しては線幅
０．１８μｍ程度のパターンをウエハ上に形成すること
が必要なので、ＸＹθ方法の位置ずれだけでなく、数ｎ
ｍ程度の局所的な倍率誤差も補正しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の走査型露光装置
は、走査中にレチクルとウエハの走査速度の比を変える
ことにより走査方向に関する局所的な倍率誤差を補正し
ていたが、走査方向に直交する方向に関しては局所的な
倍率誤差を補正することができなかった。そのために、
上述のような微小な線幅ではレチクルのパターンをウエ
ハ上のパターン領域に正確に重ね合わせることができ
ず、より微細なデバイスを製造することを妨げていた。
本発明は、上記の従来例における問題点に鑑みてなされ
たもので、原版のパターンを基板上のパターン領域に正
確に重ね合わせることができる露光方法と走査型露光装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため、本発明の第１の構成は、露光光で照明さ
れた原版のパターンを波長に依存して結像倍率が変わる
投影光学系により基板上に投影し、前記露光光及び前記
投影光学系に対して前記原版及び基板を走査する段階を
含む露光方法において、走査中に前記露光光の波長を変
化させて前記投影光学系の投影倍率を変えることを特徴
とする。これにより前記原版のパターンを前記基板上の
パターン領域に正確に重ね合わせることができる。

【０００５】また、本発明の第２の構成は、前記投影光
学系の露光光の波長を走査方向に関する位置の関数とし
て求めておき、前記関数に応じて前記投影光学系の露光
光の波長を走査中に変えることを特徴とし、これにより
簡便に本発明の方法を実現することができる。

【０００６】本発明の第３の構成は、前記第１乃至第２
の発明を用いる走査型露光装置において、前記露光光及
び前記投影光学系に対して前記原版及び前記基板を走査
する走査手段と、前記原版の位置合わせマークに対する
前記基板の位置合わせマークの位置を前記投影光学系を
介して検出する位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出
手段による検出結果に応じて走査中に前記露光光の波長
を変えることにより前記投影光学系の投影倍率を変える
倍率制御手段とを有することを特徴とする。これにより
前記原版のパターンを前記基板上のパターン領域に正確
に重ね合わせることができる走査型露光装置を実現する
ことができる。

【０００７】また、本発明の第４の構成は、前記第１乃
至第２の発明を用いる走査型露光装置において、前記露
光光の波長を変化させることにより生じる前記投影光学
系の倍率変化以外の変化、例えば、像画変化や焦点位置
の変化を予め求めておき、走査露光中に波長を変化させ
ることにより生じるこれらの変化を補正することを特徴
とする。これにより前記原版のパターンを前記基板上の
パターン領域に正確に重ね合わせることができる走査型
露光装置が実現できる。

【０００８】本発明の第５の構成は、前記第３乃至第４
の発明を適用した走査型露光装置において、前記露光光
の波長を変えることによる倍率制御手段が、所定時間内
に決めた倍率変化量に関する閾値を越えないように前記
露光光の波長を変えることを特徴とする。これにより高
精度な走査露光が可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例に係るデバイス製造用ステ
ップアンドスキャン型投影露光装置の概略図である。同
図の露光装置においては、走査露光時においてウエハス
テージ２３は、絶対座標系即ち露光装置上の動かぬ機械
原点２４に対して走査動作せしめられるレチクルステー
ジ１４に対してトラッキング制御によりサーボロックさ
れる。１５ａ及び１５ｂは各々走査露光時のレチクルス
テージ１４及びウエハステージ２３の走査方向である。
感光基板であるウエハ１８上の露光エリア１９を露光す
る露光ビーム２０は光源９より出射されコンデンサレン
ズ３５を経由してスリット１１によって細長い形状に整
形された光で、レチクル１７及び投影レンズ２１を通り
ウエハ１８上に照射される。投影レンズ２１は露光光の
波長に依存して投影倍率が変化する。スリット１１の開
口幅はウエハステージ２３及びレチクルステージ１４の
走査速度と、露光ビーム２０の強度に応じて変えられる
ように構成してある。１２Ｌ、１２Ｒ、２２Ｌ、２２Ｒ
は各々レチクル１７及びウエハ１８上の露光エリアの左
右両側に配置されたアライメントマーク群である。アラ
イメントマーク群１２、２２はどちらも図３に示すよう
な格子パターンより成る。これらの格子パターンよりＸ
Ｙ方向のレチクル１７とウエハ１８の相対的位置ずれの
検出が可能で、θ方向の相対位置ずれ即ち回転ずれも検
出することができる。ウエハ１８とレチクル１７の相対
的位置ずれはアライメント計測ユニット６によって計測
される。即ち計測ユニット内光源１３から出射される計
測ビーム８がレチクル１７及びウエハ１８上のアライメ
ントマーク群１２、２２に向けて照射され、アライメン
トマーク群１２、２２によって反射、回折して投光ビー
ムの光路を戻ってきた計測ビーム８は、ビームスプリッ
タ７を介して投光ビームの光路から偏向されフォトセン
サ１に達する。フォトセンサ１によりアライメント計測
光（干渉光）は電気信号に変換され増幅された後、不図
示の位相計測部によりアライメント計測信号、即ち相対
位置ずれ信号が生成される。

【００１０】２７、２８はそれぞれレチクルステージ１
４及びウエハステージ２３の位置座標計測を行うレーザ
干渉計である。レチクルステージ１４はレーザ干渉計２
７によりＹ方向に関してその位置が計測、制御される。
ウエハステージ２３はレーザ干渉計２８により、Ｘ、
Ｙ、θ、ωｘ、ωｙ方向に関してその位置が計測、制御
される。２９ａ〜２９ｃはリニアモータであり、ウエハ
ステージ２３を駆動するためのＸ、Ｙ、θ方向の推力を
発生する。ウエハステージ２３は平面ガイドと兼ねた定
盤２５から微少量浮上しており、ウエハステージ２３に
は不図示の３本のリニアモータによって構成されたチル
トステージがウエハ１８を保持するように搭載されてい
る。これらの構成によりウエハステージ２３は外部から
伝わる振動や摩擦の影響を受けにくい高精度な位置決め
性能を得ている。１６はレチクルステージ１４を駆動す
るためのリニアモータである。レチクルステージ１４も
ウエハステージ２３と同様に不図示の静圧ガイドにより
微少量浮上して支持された状態で駆動される。本実施例
ではレチクルステージ１４はＹ方向のみ駆動ストローク
を持つ。

【００１１】２６はプリアライメント用スコープであ
り、３２はプリアライメント画像処理ユニットである。
露光に先立ってウエハステージ２３上に吸着されたウエ
ハ１８は、まずプリアライメントスコープ２６によりプ
リアライメントされる。即ちウエハ１８上に予め形成さ
れたプリアライメントマークをプリアライメントスコー
プ２６で撮像し、画像信号を検出する。プリアライメン
トスコープ２６から出力される画像信号はプリアライメ
ント画像処理ユニット３２により位置ずれ信号に変換さ
れ、出力される。この位置ずれ信号に基づいてプリアラ
イメントを終えたウエハ１８上におけるアライメントマ
ーク群の格子パターンは露光ショット上に１０μｍ前後
（図３参照）のピッチで描画されているが、プリアライ
メントを終えた状態でこのピッチ量を上回る位置ずれ量
（±５μｍ）のずれを持っていると、露光中アライメン
ト走査露光を行うとアライメント計測ユニット６により
正確なアライメントができない。これはアライメント計
測ユニット６が計測光８の位相差（レチクルからの光と
ウエハからの光の）を相対的位置ずれ量として計測して
いるため格子パターンの１ピッチ以上のマーク間にずれ
があると区別ができなくなってしまうためである。従っ
て、プリアライメントスコープによるプリアライメント
精度を±１μｍとし、レチクル１７の像とウエハ１８上
の露光ショットのプリアライメント後の相対位置ずれ量
が他の誤差要因と含めて±５μｍ以下となるように規定
している。アライメントスコープ６を通してレチクル１
７上の一対のアライメントマークとウエハ１８上の一対
のアライメントマークとの相対ずれ量を検出する。この
相対ずれ量から求まる倍率誤差がゼロと成る様にウエハ
ステージ２３を駆動する。

【００１２】３３ａ、３３ｂはウエハ１８と投影レンズ
２１の間隔を検出するオフアクシスフォーカス検出系で
ある。投光部３３ａからの光は投影レンズ２１下のウエ
ハ１８上へ斜入射され、ウエハ１８からの反射光は受光
部３３ｂで受光される。受光部３３ｂからはウエハ１８
の投影レンズ２１の光軸方向の位置に応じた電気信号が
出力され、不図示のフォーカス計測部によりフォーカス
位置信号が生成される。この信号により投影光学系２１
とウエハ１８との間隔を検出して所定の目標値と比較
し、この目標値と一致するようにウエハステージ２３を
駆動して焦点合わせ動作を完了する。

【００１３】次に照明系の各要素について説明すると、
３７はレーザ光源であり、後述する波長選択素子駆動制
御系３４により発振波長が制御された光束を放射してい
る。３５はコンデンサレンズであり、レーザ光源３７か
らの光束をミラー３６で反射させて露光スリット１１を
通過した後、レチクル１７面上を照射している。レーザ
光源３７はレーザ共振器３８と波長選択素子３９を有し
ている。３０は波長選択素子駆動装置、３１は波長選択
素子角度検出器、３４は波長選択素子駆動制御系であ
り、これらの各要素は波長可変手段の一要素を構成して
いる。

【００１４】波長選択素子３９はプリズム、グレーティ
ング、エタロン等を使用することにより波長帯域の狭帯
域化を可能としている。同時にプリズム後の反射鏡、グ
レーティング、エタロンの角度を変えることによってレ
ーザ共振器の本来の波長帯域範囲内で波長を変えること
が可能である。波長選択素子駆動装置３０はステップモ
ータあるいは圧電素子等から成り、波長選択素子駆動制
御系３２からの信号に基づいて素子３９を駆動する。こ
のとき波長選択素子３９の角度が波長選択素子角度検出
器３１により検出される。波長選択素子角度検出器３１
は例えば光学式エンコーダ等の各種角度検出器で構成で
きる。波長選択素子角度検出器３１からの信号は上位コ
ントローラ（後述）ヘ入力され、波長選択素子駆動制御
系３４は上位コントローラにより制御される。

【００１５】図２は本実施例の走査制御系を示す図であ
る。２００は投影光学系演算器であり、上位コントロー
ラから指示される倍率目標２０８になるように前記波長
選択素子駆動装置３４を動かし露光光の波長を制御す
る。２０１はアライメント系演算器であり、図３に示す
ような露光ショットの両側のアライメントマークから、
Ｙ方向（走査方向）成分のアライメント検出値２０９ｃ
（ΔＹＬ）及び２０９ｄ（ΔＹＲ）とＸ方向（画角面内
において走査方向と垂直方向）成分のアライメント検出
値２０９ａ（ΔＸＬ）及び２０９ｂ（ΔＸＲ）を上位コ
ントローラに出力する。２０２はウエハステージ制御系
演算器であり、レーザ干渉計２８で計測されるウエハス
テージ２３のＸ、Ｙ、θ、ωＸ、ωＹ成分及びオフアク
シスフォーカス系３３ａ、３３ｂで検出されるＺ成分の
位置座標が、上位コントローラから指示される目標値２
１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ（Ｘ、Ｙ、θ成分のみ図
示）になるように、各アクチュエータへの駆動電力を供
給するドライバ２０７に対し、操作量を出力する。また
露光光の波長が変わることにより投影光学系２１の焦点
も変化する場合は、ウエハステージ制御系２０２は上位
コントローラからの指示に従ってＺ方向の位置も露光光
の波長に応じて変化させる。この露光光の波長の変化に
よる倍率変化以外の焦点、像面などの変化は予め投影光
学系毎に測定しておくか、計算で求まる値を上位コント
ローラに記憶させておき、ステージ駆動時にこれを反映
させる。２０３はレチクルステージ制御系演算器であ
り、上はステージ制御系２０２と同様にレーザ干渉計２
７で計測されるＹ成分位置座標が目標値ＹＭになるよう
にドライバ２０７に対して操作量を出力する。ウエハス
テージ制御系演算器２０２とマスクステージ制御系演算
器２０３は、アライメント計測信号をフィードバックに
用いたトラッキング走査露光に入る前に両ステージを加
速する場合とアライメント計測信号が満足に検出できな
い等の理由でトラッキングを行わない場合に、レーザ干
渉計２７の計測値を頼りに投影光学系２１の倍率比でレ
チクルとウエハを走査するための高速な通信経路２１５
を持っている。２０４は上位コントローラである走査露
光演算処理装置である。アライメント系演算器２０１か
ら得られる各アライメントマークからのアライメント検
出値２０９より所定の操作量を求める演算処理を行い倍
率目標値２０８、ウエハステージ目標値２１０、レチク
ルステージ目標値２１２は一定時間、例えば０．５ｍｓ
ｅｃ毎に更新される。また、上記演算処理過程におい
て、倍率目標値２０８は、アライメント検出値に対する
関数もしくはデータテーブルから引用される値として計
算される。同関数もしくはデータテーブルは、ウエハ上
に形成されるパターンの局所的な形状や配列の傾向やア
ライメントマークの理想形状との相違などが起因して起
こるアライメント信号からの倍率読み取り誤差を補正す
るものである。そしてこれら関数テーブルはプロセス
毎、レチクル毎に変えることが可能で、すべて記憶装置
２０５の中に蓄積され、必要に応じて通信経路２１４を
介して走査露光演算処理装置２０４内に読み込まれる。

【００１６】図３は本実施例において露光されるウエハ
１８上のショット及びアライメントマーク２２を示して
おり、回路パターン３０１の両側にはそれぞれレチクル
の像とのＹ方向に関するずれを計測するための格子パタ
ーン２２ＬＹ、２２ＲＹが配置され、同パターンと平行
にＸ方向に関するずれを計測するための格子パターン２
２ＬＸ、２２ＲＸが配置されている。そして個々の格子
パターン２２ＬＸ、２２ＬＹ、２２ＲＸ、２２ＲＹにお
けるずれ量の検出値をΔＸＬ、ΔＹＬ、ΔＸＲ、ΔＹＲ
とすれば、並進成分の補正量は原理的に次の式のように
求められる。

【００１７】

【数１】ここでＬはＸ方向アライメントパターン２２ＸＬ、２２
ＸＲ間の間隔寸法を表す。Ｍｄｘ、Ｍｄｙは、露光画角
内において倍率変化が存在する場合に生じる回路パター
ン３０１内での平均位置ずれ量の誤差を補正する定数も
しくは倍率、周囲の露光ショットのアライメント値、倍
率値などをパラメータに持つ関数である。一方、倍率成
分の補正量は一定時間間隔Ｔのもとにｋ番目のアライメ
ント計測値ΔＸＬ（ｋ）、ΔＹＬ（ｋ）、ΔＸＲ
（ｋ）、ΔＹＲ（ｋ）をサンプリングしたとすると次の
式のように求められる。

【００１８】

【数２】ここでαはＸ方向補正倍率を計算するにあたり、マーク
２２ＬＹとマーク２２ＲＹは一方が冗長であるために、
重み付けをして倍率補正値に取り入れるための係数であ
る。またＶｓｔはウエハステージの走査速度である。本
実施例において、アライメント信号検出点３０３ａ、３
０３ｂは、図３に示すように露光スリット３０２に対し
て露光開始点側に位置している。従って（４）（５）式
によって求められる補正倍率に従って露光光の波長を変
えることにより補正される投影光学系２１の投影倍率は
露光開始点における理想的な投影倍率に合わせられる。
露光スリット３０２の中心３０４側に投影倍率の矯正点
を持っていきたいならば（４）（５）式の右辺のｋを
（ｋ−ｎ）（ｎは整数）に置換すれば良い。

【００１９】更にサンプリング間隔Ｔが小さくなるとア
ライメント計測信号のＳ／Ｎ比が低くなるために起こる
ｍｘ（ｋ）、ｍｙ（ｋ）のばらつきが大きくなる。本実
施例においては各サンプリング毎に得られる倍率補正値
を直ちに投影光学系演算器２００に出力するのではな
く、重み付け関数を使って平均化処理をしてから出力し
ている。図４に重み付け関数の一例を示す。重み付け関
数Ｗｋの包絡線４０１の形状はスリット１１の開口の大
きさや投影光学系２１の指令倍率に対する応答特性に応
じて変更可能である。また、

【００２０】

【数３】なる関係がある。これによって最終的な補正倍率式は次
のように求められる。

【００２１】

【数４】ここで図４のような包絡線形状をした重み付け関数Ｗ
（ｋ）を用いると包絡線４０１のピーク位置付近に投影
倍率の矯正点が移動したような傾向となる。このように
して求められた倍率ＭＸ、ＭＹは走査方向であるＹ方向
に関して図５（Ａ）、（Ｂ）に示すようなプロファイル
になる。この倍率値は図６に示されたフィルタ関数Ｆの
入力となり、フィルタ関数Ｆの出力が最終的に投影光学
系演算器２００に引き渡す倍率目標値ΔＭとなる。

【００２２】

【数５】本実施例において上式でサンプル時間毎に求められた倍
率目標値（相対倍率値）は直ちに投影光学系演算器２０
０に対して入力され、投影光学系演算器は投影光学系２
１の倍率目標値に従うように露光光学系の波長を変化さ
せる。

【００２３】本実施例においては投影光学系２１の倍率
変化は等倍変化のみであるため、投影光学系２１の搭載
倍率指令値はＸ成分の補正倍率値ＭＸで代表させてい
る。Ｙ方向の倍率変化はレチクルステージの走査速度Ｖ
Ｍ、ウエハステージの走査速度Ｖｓｔの速度比率を変化
させることで操作が可能である。しかし露光エリアのス
リット幅ｄが０より大きな値を持つと投影光学系の投影
倍率Ｎｏｐと、ウエハとレチクルのスキャン速度比Ｖｗ
／Ｖｒの差とによって露光スリット通過中にパターン像
が投影面上を下式で示すδｘだけ動くようになり、解像
度が劣化する。

【００２４】

【数６】従って本実施例においてはδｘが一定閾値を超えないよ
うな範囲でＶｓｔを微調し、基本的にＮｏｐの変化に対
してＶｗ／Ｖｒが追従するように操作している。

【００２５】図６で示したフィルタ関数は、図３を用い
て述べたウエハ上に形成されるパターンの局所的な形状
や配列の傾向やアライメントマークと回路パターンの形
状の相違などが起因して起こるアライメント信号からの
倍率読み取り誤差を補正するものである。Ｆｘ（Ｍ
Ｘ）、Ｆｙ（ＭＹ）の入力パラメータは倍率補正目標値
ＭＸ、ＭＹ以外にも持つことができる。

【００２６】走査露光中のスリットが通過中に投影倍率
の変化が生じた場合、Ｎｏｐ＝Ｖｗ／Ｖｒを満たしていてもパターン像が投影面上を δｘ１＝Ｖｒ−αｏｐ．ｔ² で示されるδｘ１動くことにより解像度の劣化が生じ
る。ここでαｏｐは投影光学系２１の倍率が時間の経過
に比例して増加していくと仮定した場合の単位時間にお
ける倍率増加量である。投影倍率の変化による解像度の
劣化には許容値の上限が存在する。従って本実施例では
Ｆｘ（ＭＸ（ｋ））のサンプル時間間隔における変化率
が小さい時は（１０）式の関係で相対倍率値が決定され
るが、同変化率が大きい場合には変化幅を制限して相対
倍率値を出力する構成となっている。この処理の内容を
図７に示す。

【００２７】図７において、まず、サンプル時間毎に計
測されるアライメント計測値から逐次求められる相対倍
率値Ｆｘ（ＭＸ（ｋ））と前回投影光学系２１に対して
出力された相対倍率値ΔＭ（ｋ−１）との差分値δＦｘ
を求める（ステップ７０１）。続いてδＦｘが解像度劣
化を規定する仕様から導かれた閾値ａを絶対値で上回っ
ていないかを判断する（ステップ７０２）。上回ってい
ない場合（分岐７０３）はステップ７０６に進み、上回
っている場合（分岐７０４）は上記差分値を差分値とし
て許される上限ａもしくは下限−ａに置換する（ステッ
プ７０５）。ステップ７０６では前回投影光学系２１に
対して出力された相対倍率値ΔＭ（ｋ−１）に上記差分
値もしくは置換された差分値を加算して新たな相対倍率
値ΔＭ（ｋ）とする。ステップ７０７では相対倍率値を
次回の演算処理で用いられるようにメモリにΔＭ（ｋ）
をストアしている。ステップ７０８では次回演算のため
にパラメータのサンプリング順番を示す引数をインクリ
メントしている。

【００２８】このようにして本実施例では投影光学系２
１の倍率変化に対して制限を加えることで解像度の劣化
を規定内におさめようとするものである。またステップ
７０２中のパラメータａの値を変えることにより投影光
学系２１の投影倍率の変化に対する自由度を変えること
ができ、ユーザー側がロット毎やプロセスに応じて解像
度優先の走査露光か倍率補正（局所的なアライメント補
正）優先の走査露光かを調節することができる。

【００２９】一方、図７に示したフローの他に本発明の
応用としてδＦｘを閾値を設けずに連続的な関数を使っ
て制限する方法などが考えられる。更に図７に示したフ
ローはアライメント計測をしながらウエハを露光する形
態のみならず予めアライメント計測を行った後に走査露
光を行う方式にも適用することが可能である。これは特
に連続的なアライメントマーク２２Ｌ、２２Ｒを配置す
ることが困難な場合に有効であり、走査露光前に複数の
アライメントマークを使ったグローバルアライメントや
プリスキャンを行い、スキャン露光演算処理装置２０４
上でスキャン露光開始前に予めＭｘ、Ｍｙを計算してお
き露光時にこれを反映させる。

【００３０】図８は連続的なアライメントマーク配置が
取れず、かつパターン領域１２１と転写領域１２２に非
走査露光方向に非扇形の倍率誤差が生じている場合を示
す。図８（Ａ）では転写領域１２２が変形している図に
なっているが、パターン領域１２１が変形している場合
でも相対的な問題であり、以下の補正走査露光が実施さ
れていると考えてよい。

【００３１】まず、演算処理装置２０４（図２参照）か
らウエハステージ制御系演算器２０２及びレチクルステ
ージ制御系演算器２０３に対して、図８（Ａ）のように
露光光１１６に対し、パターン領域１２１と転写領域１
２２の走査開始辺を互いに合わせ込むよう指示し、走査
露光を開始する。次に非走査方向倍率βｘ（＝１ｗＸ／
１ｍＸ、但し、１ｗＸ：転写領域１２２の非走査方向の
マーク間距離、１ｍＸ：パターン領域１２１の非走査方
向のマーク間距離）を補正する走査駆動方法として、光
源９（図１参照）内の波長選択素子３９を動かし光源９
の波長を非走査方向倍率βｘ分だけ補正し、転写領域１
２２とパターン領域１２１を図８（Ｂ）→（Ｃ）のよう
に露光光１１６に対し動かす。このとき、非走査方向倍
率βｘがβｘ₁ 、βｘ₂ の様に一定値でなく連続的に変
化している場合は、それに準じて波長選択素子３９の駆
動量も、レチクルステージ１４またはウエハステージ２
３の走査露光駆動に合わせて変化させて行くことによ
り、非線形な非走査露光方向の倍率誤差も補正できる。
この結果、パターン領域１２１は高精度に転写領域１２
２に重ね合わせて転写することができる。

【００３２】

【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した露光装
置または露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施
例を説明する。図９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。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。

【００３３】図１０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。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１
５（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）では上記説明した倍率補正装置を有
する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。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。

【００３４】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば原
版のパターンを被露光基板上のパターン領域に正確に重
ね合わせできるので、より微細なデバイスを製造するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る走査露光装置の概略
図である。

【図２】図１の装置の走査制御系を示すブロック図で
ある。

【図３】図１におけるウエハ上の露光ショットと位置
合わせマークを示す平面図である。

【図４】重み付け関数の一例を示す図である。

【図５】走査位置と投影倍率の関係についての関数を
示す図である。

【図６】フィルタ関数の一例を示す図である。

【図７】図１の装置の倍率制御方法の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【図８】図１の装置を用いる走査露光の様子を示す図
である。

【図９】微小デバイスの製造の流れを示す図である。

【図１０】図９におけるウエハプロセスの詳細な流れ
を示す図である。

【符号の説明】

６：アライメント計測ユニット、９：照明系、１４：レ
チクルステージ、１７：レチクル、１８：ウエハ、２
１：投影光学系、２３：ウエハステージ、２７，２８：
レーザ干渉計、３７：レーザ光源、３９：波長選択素
子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光で照明された原版のパターンを投
影光学系により基板上に投影し、前記露光光及び前記投
影光学系に対して前記原版及び基板を走査して前記原版
のパターンを前記基板上に露光する露光方法において、前記投影光学系として波長に依存して結像倍率が変わる
ものを用い、前記露光光の波長を走査中に可変制御して
前記投影光学系による投影倍率を可変制御することによ
り、前記原版のパターンを前記基板上のパターン領域に
正確に重ね合わせることを特徴とする露光方法。
【請求項２】前記露光光の波長を前記走査方向に関す
る位置の関数として予め求めておき、前記関数に応じて
前記走査中の露光光の波長を制御することを特徴とする
請求項１記載の露光方法。
【請求項３】露光光で照明された原版のパターンを基
板上に投影する投影光学系であって波長に依存して結像
倍率が変わるものと、前記露光光及び前記投影光学系に
対して前記原版及び前記基板を走査する走査手段と、前
記原版の位置合わせマークと前記基板の位置合わせマー
クとの相対位置ずれを前記投影光学系を介して検出する
位置ずれ検出手段と、前記位置ずれ検出手段による検出
結果に応じて走査中に前記露光光の波長を可変制御する
ことにより前記投影光学系の投影倍率を可変制御する倍
率制御手段とを有することを特徴とする走査型露光装
置。
【請求項４】前記露光光の波長を可変することにより
生じる前記投影光学系の倍率変化以外の変化を予め求め
ておき、走査露光中に波長を可変することにより生じる
前記倍率変化以外の変化を補正する手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項３記載の走査型露光装置。
【請求項５】前記倍率制御手段は、所定時間内に決め
た倍率変化量に関する閾値を越えないように前記露光光
の波長を可変することを特徴とする請求項３または４記
載の走査型露光装置。
【請求項６】請求項１または２に記載の露光方法また
は請求項３〜５のいずれかに記載の走査型露光装置を用
いて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。