JP2010085793A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ハーフショットでの重ね合わせ精度を改善する。
【解決手段】
照明手段を制御して原版の第１領域を有効領域として基板の第１ショット領域を露光させ、前記第１領域における前記第１ショット領域との重畳領域が前記第１領域の半分となるように前記基板ステージを移動させ、前記照明手段を制御してアライメントマークを含む前記重畳領域内の一部の領域を有効領域として前記第１ショット領域を露光させ、前記照明手段を制御して前記第１領域のうち前記重畳領域以外の領域を有効領域として前記基板の第２ショット領域を露光させる制御手段、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置に関するものである。

従来、液晶パネル等を露光する露光装置において、図２１に示されるように原版であるマスク上のスキャン方向に垂直な方向に半分のショットである、所謂、ハーフショット３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔを含む図２５、図２６、図２７に示される基板１の露光対象であるショット１ｓｈｏｔからショット６ｓｈｏｔを基板１の複数のレイヤに亘り露光する。

このとき、ハーフショット３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔの転写元となる図２２に示されるマスク２の露光領域において、アライメントマーク２ａを配置する必要がある。また、アライメントマーク２ａを転写する基板１のレイヤ以降を露光する際には、アライメントマーク２ａを転写する基板１のレイヤにて露光されたマークを基に、マスク２の位置、姿勢、拡大縮小の補正を行なう。図２３に示されるようにマスク２をＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を用いてマスキングし、通常ショット１ｓｈｏｔ、２ｓｈｏｔを露光する。

図２４に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を用いて、ハーフショット３ｓｈｏｔ用の露光領域を設定して、ハーフショット３ｓｈｏｔの露光を行なう。同様にＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を用いて露光領域を設定し、ハーフショット４ｓｈｏｔおよび通常ショット５ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔの露光を行なう。

アライメントマーク２ａを転写する基板１のレイヤ以降において、通常ショット１ｓｈｏｔ、２ｓｈｏｔは、図２８、図２９に示すように転写されたショットを露光するために使用するアライメントマーク９に対応して、図２２に示されるアライメントマーク２ａを有するマスク２の位置、姿勢、拡大縮小の補正を行なう。アライメントマークを転写する基板１のレイヤ以降において、ハーフショット３ｓｈｏｔは、図３０に示される転写されたハーフショット３ｓｈｏｔを露光するために使用するアライメントマーク１０に対応して、図２２に示されるアライメントマーク２ａを有するマスク２の転写される像の位置、姿勢、拡大縮小の補正を行なう。

他の従来の露光装置においては、予め各ショットの位置合わせ量を記憶し、図３１に示されるようにアライメント時間短縮のために使用するアライメントマーク１１を、基板１に対するショット全体の位置ズレのみを取り除くことで、スループットを向上させる。特許文献１にて、原板のパターンを基板上に露光する際に露光領域以外の領域をマスキングブレード
で遮光する露光装置が、遮光帯を有する原板を用いて露光する際の運用上のミスを防止するために提案されている。
特開２０００−２５２１９３号公報

上記従来例においては、アライメントマークを転写する基板１のレイヤ以降において、ハーフショット３ｓｈｏｄの位置合わせを行なう際、アライメントマークを計測するが、図３０に示されるようにハーフショット３ｓｈｏｄの転写によって転写されたアライメントマーク１０のみではなく、隣接するショット２ｓｈｏｄの転写時に転写されたアライメントマーク１０を用いる必要がある。このため、マスク２の位置、姿勢、拡大縮小の補正精度が低下する。

上記従来例においては、アライメントマークを転写する基板１のレイヤ以降において、スループットを向上させるため、図３１に示される対角に配置されたショットのアライメントマーク１１を用い、基板１に対するショット全体の位置、姿勢、拡大縮小の補正を行なう。この場合のアライメントマーク１１が、ハーフショット４ｓｈｏｔの転写によって転写されたアライメントマーク１１と隣接するショット５ｓｈｏｔおよび対角に位置するショット１ｓｈｏｄの転写時に転写されたアライメントマーク１１を用いる必要がある。このため、基板１に対するショット全体の位置、姿勢、拡大縮小の補正精度が低下する。
そこで、本発明は、ハーフショットでの重ね合わせ精度を改善することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の露光装置は、原版の有効領域を設定する遮光手段を含んで前記原版を照明する照明手段と、基板を保持して移動される基板ステージと、を有し、前記照明手段により照明された原版の前記有効領域を介して前記基板ステージに保持された基板を露光する露光装置であって、前記照明手段を制御して原版の第１領域を有効領域として基板の第１ショット領域を露光させ、前記第１領域における前記第１ショット領域との重畳領域が前記第１領域の半分となるように前記基板ステージを移動させ、前記照明手段を制御してアライメントマークを含む前記重畳領域内の一部の領域を有効領域として前記第１ショット領域を露光させ、前記照明手段を制御して前記第１領域のうち前記重畳領域以外の領域を有効領域として前記基板の第２ショット領域を露光させる制御手段、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ハーフショットでの重ね合わせ精度を改善することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図２０の全体構成図を参照して、液晶用のガラス基板等の大型の基板にマスクのパターンを転写する走査型露光装置について説明する。投影光学系１５を挟んで垂直方向の上側にマスクステージ２０が配置され、下側にプレートステージ（被露光基板ステージ）３０が配置されている。これらマスクステージ２０とプレートステージ３０はそれぞれ個別に移動可能であり、これらの移動位置はともにレーザ干渉測長器５０により計測制御可能である。

基板３６を保持して移動される基板ステージであるプレートステージ３０は、本体ベース３１上に配置したＹリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３を有する。なお、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する方向とする。このＹリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３は、プレートステージ３０介して基板３６を支持する。従って、基板３６は、プレートステージ３０によりＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能であると共にＸＹ面内でも回転可能に支持される。投影光学系１５の下部にはマスキングブレード３４が配置されている。

マスクステージ２０の上に投影されるべきパタ−ンを有する原版であるマスク２３が配置される。従って、マスク２３はＸおよびＹ方向に移動可能であると共にＸＹ面内で回転可能に支持される。マスクステージ２０の上方には、マスク２３と基板３６の像を投影光学系１０を介して観察できる観察光学系４０が配置され、さらにその上方に照明光学系４１が配置されている。照明手段である照明光学系４１は、原版であるマスク２３の有効領域である照明される領域を設定する遮光手段であるＹ方向マスキングブレード５、図３に示されるＸ方向マスキングブレード４を含んでマスク２３を照明する。

マスクステージ２０の下部にはＹ方向マスキングブレード５が配置される。マスクステージ２０およびプレートステージ３０は共にレーザ干渉測長器５０により位置計測制御される。レーザ干渉測長器５０はレ−ザヘッド５１、プレートステージ側干渉計５２、マスクステージ側干渉計５３、プレートステージ３０に取り付けられたプレート側反射ミラー５４、マスクステージ２０に取り付けられたマスク側反射ミラー５５を有する。

制御装置６０は、マスクステージ２０、Ｙリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３およびマスキングブレード３４、照明光学系４１、プレートステージ３０などを制御する。制御手段６０は、照明手段である照明光学系４１、Ｙリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３を制御してマスク２３の第１領域を照明される有効領域として、基板３６の第１ショット領域を露光させる。制御手段６０は、第１領域における第１ショット領域との重畳領域である図２に示されるハーフショット２ｓｈｏｔ，５ｓｈｏｔが第１領域の半分となるように基板ステージであるプレートステージ３０を移動させる。制御手段６０は、照明手段である照明光学系４１、Ｙリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３を制御してアライメントマークを含む重畳領域内の一部の領域を有効領域として第１ショット領域を露光させる。制御手段６０は、照明手段である照明光学系４１、Ｙリニアモーター３２およびＸリニアモーター３３を制御して第１領域のうち、重畳領域以外の領域を有効領域として基板３６の第２ショット領域を露光させる。

ここで、図２に示されるように第１領域の半分の重畳領域であるハーフショット２ｓｈｏｔ，５ｓｈｏｔを、原版上であるマスク２３上のスキャン方向に垂直な方向の基板３６の両端より内側の位置に位置させる。すなわち、第２ショット領域は、第１ショット領域および第２ショット領域を含むショット領域の列における両端のショット領域以外のショット領域である。第１領域の半分の重畳領域のハーフショット２ｓｈｏｔ，５ｓｈｏｔのアライメントマークを含む露光領域を、図１に示されるようにマスク２３にマスキングパターン３を配置することで形成された隣接するショットの未露光領域に重畳露光する。すなわち、第１領域は、第１ショット領域および第２ショット領域を含むショット領域の列の方向に間隔を有する２つの領域を含む。
以上のように、本実施例の露光装置は、照明手段である照明光学系４１により照明されたマスク２３の有効領域を介してプレートステージ３０に保持された基板３６を露光する装置である。

次に、図１を参照して、本発明の実施例１のマスクにおける転写パターンの配置を示すマスクレイアウトを説明する。
原版であるマスク２３においては、転写されるアライメントマーク２が配置され、露光光を遮光するパターンであるマスキングパターン３は、マスク２３を半分に分割するようにマスク２３の中央に配置される。

図２を参照して、基板３６におけるハーフショットを含む６つのショットのレイアウトを説明する。基板３６に転写する６つのショットは、通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔと、ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔとから成る。ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔは、基板３６に対してスキャン方向に垂直な方向の両端から内側の位置に配置される。

まず、第１レイヤを露光するために図１４に示されるように露光ショットがハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔであるか決定される（ステップ１０１）。
ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔである場合は、ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔにより第１レイヤが露光される（ステップ１０２）。
通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔである場合は、通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔにより第１レイヤが露光される（ステップ１０３）。さらに、最終露光ショットが完了する（ステップ１０４）。

次に、通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔによる第１レイヤの露光時には、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５が、図３に示される位置に配置される。
すなわち、図１５に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５の通常露光の位置計算を行い、プレートステージ３０の通常露光の位置計算を行う（ステップ１０５）。
次に、露光の準備をするために移動し、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を、図３に示される通常露光の位置へ移動し、プレートステージ３０を露光準備位置へ移動し（ステップ１０６）、露光動作を行う（ステップ１０７）。

次に、ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔの露光時におけるアライメントマーク２の重畳転写時のＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５は、図４に示される位置に配置される。ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔの露光時のハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔ本体の転写時には、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５が、図５に示される位置に配置される。すなわち、図１６に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５のハーフ露光の位置計算を行い、プレートステージ３０の通常露光の位置計算を行う（ステップ１０８）。

次に、露光の準備をするために移動し、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を、図４に示されるハーフ露光の位置へ移動し、プレートステージ３０を露光準備位置へ移動し（ステップ１０９）、露光動作を行う（ステップ１１０）。
次に、図１６に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５のハーフ露光の位置計算を行う（ステップ１１１）。
次に、露光の準備をするために移動し、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を、図５に示されるハーフ露光の位置へ移動し、プレートステージ３０を露光準備位置へ移動し（ステップ１１２）、露光動作を行う（ステップ１１３）。

次に、第２レイヤを露光するために図１７に示されるように露光ショットがハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔであるか決定される（ステップ１１４）。
ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔである場合は、ハーフショット２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔにより第２レイヤが露光される（ステップ１１５）。
通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔである場合は、通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔにより第２レイヤが露光される（ステップ１１６）。さらに、最終露光ショットが完了する（ステップ１１７）。

次に、通常ショット１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔによる第２イヤの露光時には、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５が、図３に示される位置に配置される。すなわち、図１８に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を、図３に示される通常露光の位置へ移動する（ステップ１１８）。
次に、第１レイヤで露光されたアライメントマークに対してアライメントを行う（ステップ１１９）。
次に、露光準備移動として、プレートステージ３０を露光準備位置へ移動し（ステップ１２０）、露光動作を行う（ステップ１２１）。

次に、図１９に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を、図３に示される通常露光の位置へ移動する（ステップ１２２）。
次に、第１レイヤで露光されたアライメントマークに対してアライメントを行う（ステップ１２３）。
次に、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５のハーフ露光位置の計算を行う（ステップ１２４）。
次に、露光準備移動として、Ｘマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を図３に示される露光準備位置へ移動し、プレートステージ３０を露光準備位置へ移動し（ステップ１２５）、露光動作を行う（ステップ１２６）。

以下、本発明の実施例２を説明する。
図６を参照して、本発明の実施例２における通常ショット１ｓｈｏｔの露光時の基板３６に露光された転写パターンを説明する。 図３に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を配置し、転写動作を行なうことで、図６に示される露光対象ショット６において、通常ショット１ｓｈｏｔの露光結果の転写パターンが形成される。
未露光領域７は、通常ショット１ｓｈｏｔにより露光されない領域で、図１のマスク２３に配置されたマスキングパターン３により生成される。

次に、図７、図８を参照して、本発明の実施例２におけるハーフショット２ｓｈｏｔの露光時の基板３６に露光された転写パターンを説明する。
図７に示されるようにハーフショット用アライメントマーク８ａの重畳露光領域８を有する。ハーフショット２ｓｈｏｔの露光は、二段階の転写を行なう。初めに図４に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を配置し、転写を行なう。この転写により、図７に示したアライメントマーク８ａを含んだ転写パターンが通常ショット１ｓｈｏｔの転写で形成された未露光領域に重畳して形成される。
次に，図５に示されるようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を配置し、転写を行なうことで、図８に示した転写パターンが形成される。

次に、図９を用いて本発明の実施例２における通常ショット３ｓｈｏｔの露光時に基板３６に露光された転写パターンを説明する。
露光対象ショット６は、通常ショット３ｓｈｏｔの露光結果による転写パターンを有する。未露光領域７は、図１に示されるマスク２３に配置されたマスキングパターン３により生成された露光されない領域である。図３に示したようにＸマスキングブレード４およびＹマスキングブレード５を配置し、転写動作を行なう。この転写により、図６に示される通常ショット１ｓｈｏｔの転写と同様に図９に示される転写パターンが形成される。他の通常ショットも同様に露光する。

以下、本発明の実施例３を説明する。
図１０に示されるようにアライメントマーク９は、本発明の実施例３のアライメントマークを転写するレイヤ以降における通常ショット１ｓｈｏｔの転写パターンの重ね合わせにおいて用いられる。図１１に示されるようにハーフショットを重ね合わせるためのアライメントマーク１０は、本発明の実施例３のアライメントマークを転写するレイヤ以降におけるハーフショット２ｓｈｏｔの転写パターンの重ね合わせにおいて用いられる。図１２に示されるようにショットを重ね合わせるためのアライメントマーク９は、本発明の実施例３のアライメントマークを転写するレイヤ以降における通常ショット３ｓｈｏｔの転写パターンの重ね合わせにおいて用いられる。

次に、図１３を参照して、本発明の実施例３のアライメントマークを転写するレイヤ以降において、スループットを向上させるために対角に配置されたショットのアライメントマークを説明する。通常ショット３ｓｈｏｔの転写パターンの重ね合わせにおいて用いるアライメントマーク１１は、ショットの重ね合わせに要する時間短縮のために使用する。スループットを向上させるために使用する対角の通常ショット６ｓｈｏｔのアライメントマーク１１を使用して、ハーフショット２ｓｈｏｔ，５ｓｈｏｔのアライメントマークを使用しないため、重ね合わせの精度が向上する。

以上説明したように本実施例１，２，３によれば、中央に遮光するためのマスキングパターンを配置したマスクレイアウトを行ない、アライメントマークを転写するレイヤにおいてハーフショットを基板に対して左右両端以外の内側に転写するレイアウトを行なう。このため、隣接するショットを転写した際にマスクのマスキングパターンにより形成された未露光部分に対し、ハーフショット転写時にアライメントマークを含む露光領域を重畳露光する。この結果、アライメントマークを転写するレイヤ以降において、ハーフショットの位置、姿勢、拡大縮小の補正をするために用いるアライメントマークとして隣接するショットのアライメントマークを使用する必要がなくなり、精度を向上させることができる。

本実施例３によれば、アライメントマークを転写するレイヤ以降において、スループットを向上させるため、対角に配置されたショットのアライメントマークを計測する際においても、対角に配置されたショットがハーフショットでないため、位置、姿勢、拡大縮小の補正精度の低下を防ぐことができる。

（デバイス製造方法の実施例）
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（ウェハ、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、を経ることにより形成、製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等を含む。

本発明の実施例１のマスクレイアウトの説明図である。 本発明の実施例１のショットレイアウトの説明図である。 本発明の実施例１のマスクに対するマスキングブレードの位置の説明図である。 本発明の実施例１のマスクに対するマスキングブレードの位置の説明図である。 本発明の実施例１のマスクに対するマスキングブレードの位置を説明図である。 本発明の実施例２におけるアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 本発明の実施例２におけるアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 本発明の実施例２におけるアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 本発明の実施例２におけるアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 本発明の実施例３におけるアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 本発明の実施例３におけるアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 本発明の実施例３におけるアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 本発明の実施例３におけるアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 本発明の実施例１における基板の第１レイヤにおける露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例１における基板の第１レイヤにおける通常ショットの露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例１における基板の第１レイヤにおけるハーフショットの露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例１における基板の第２レイヤ以降における露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例１における基板の第２レイヤにおける通常ショットの露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例１における基板の第２レイヤにおけるハーフショットの露光シーケンスのフロー図である。 本発明の実施例の露光装置の全体構成図である。 従来例のショットレイアウトの説明図である。 従来例のマスクレイアウトの説明図である。 従来例のマスクに対するマスキングブレードの位置の説明図である。 従来例のマスクに対するマスキングブレードの位置の説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤの露光の説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。 従来例のアライメントマーク転写レイヤ以降のレイヤにて露光する際のアライメントの説明図である。

符号の説明

１ｓｈｏｔ、３ｓｈｏｔ、４ｓｈｏｔ、６ｓｈｏｔ：通常ショット
２ｓｈｏｔ、５ｓｈｏｔ：ハーフショット
２３：マスク
２：アライメントマーク
３：マスキングパターン
４：Ｘマスキングブレード
５：Ｙマスキングブレード
７：マスキングパターンで遮光された領域
８：ハーフショット用アライメントマークの重畳露光領域
９：ショットを重ね合わせるためのアライメントマーク
１０：ハーフショットを重ね合わせるためのアライメントマーク
１１：アライメント時間短縮のために使用するアライメントマーク
３６：基板

Claims (4)

1. 原版の有効領域を設定する遮光手段を含んで前記原版を照明する照明手段と、
   基板を保持して移動される基板ステージと、を有し、
   前記照明手段により照明された原版の前記有効領域を介して前記基板ステージに保持された基板を露光する露光装置であって、
   前記照明手段を制御して原版の第１領域を有効領域として基板の第１ショット領域を露光させ、
   前記第１領域における前記第１ショット領域との重畳領域が前記第１領域の半分となるように前記基板ステージを移動させ、
   前記照明手段を制御してアライメントマークを含む前記重畳領域内の一部の領域を有効領域として前記第１ショット領域を露光させ、
   前記照明手段を制御して前記第１領域のうち前記重畳領域以外の領域を有効領域として前記基板の第２ショット領域を露光させる制御手段、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記第２ショット領域は、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域を含むショット領域の列における両端のショット領域以外のショット領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１領域は、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域を含むショット領域の列の方向に間隔を有する２つの領域を含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記工程で露光された基板を現像する工程と、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。
   

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