JP3211281B2 - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば集積回路製造用
の縮小投影型露光装置等の露光装置に関し、特に露光用
の投影光学系の投影像面に対する感光基板の局所的な傾
きを補正するレベリング機構を備えた露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レチクル上のパターンをウェハ
上に縮小して転写する集積回路製造用の縮小投影型露光
装置には大きな開口数（Ｎ．Ａ．）を有する投影レンズ
が用いられているため、焦点深度が非常に浅い。このた
め、ウェハの露光領域を投影レンズの光軸に対して正確
に垂直、即ちウェハ面と投影像面とを厳密に平行に維持
すると共に、オートフォーカス機構によりそのウェハの
光軸方向への位置決めを行う必要がある。しかしなが
ら、ウェハの平面度は必ずしも良好ではないため、各露
光ショット毎にそれぞれの露光対象面が投影レンズの光
軸に垂直になるように、局所的な面の傾きの補正を行う
ためのレベリング機構が設けられている（例えば特開昭
５８−１１３７０６号公報参照）。

【０００３】従来のレベリング機構においては、例えば
ウェハ上の矩形の被露光パターン領域に内接するような
円形の感光性の弱い光束がそのウェハ上に斜めに照射さ
れ、その光束の反射光が集束レンズで集光されて、４分
割された受光素子等よりなる検出器上に導かれる。そし
て、この検出器上での集光光の重心位置により現在の露
光対象面の傾きが計測され、この傾きが所定の許容誤差
内で予め設定された値になるように、面の傾きの補正が
行われる。面の傾きの補正は、例えばウェハを３点でレ
ベリングステージ上に支持し、その３点の内の２点の高
さを調整することにより行われる。その後、必要に応じ
てオートフォーカス機構によりウェハの投影レンズの光
軸方向への位置決めが行われる。

【０００４】そして、従来のレベリング機構において
は、一般にウェハ内の露光ショット位置に関係なく一律
に露光対象面の傾きの実測値を所定の値に戻すように傾
きの調整が行われていた。また、ウェハの周辺部は一般
にだれて平面度が悪くなっていることが多いので、その
周辺部に計測禁止領域を設定し、この領域中の露光対象
面については傾きの実測値を使用することなく、傾きが
例えば予め定められた値であるものとみなして調整を行
う方法も使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うに計測禁止領域を設けた場合でも、従来はウェハの状
態によらず一定の条件で露光対象面の傾きの計測及び補
正を行っていたため、そのウェハの周辺部の平面度が悪
い領域が拡大したような場合には、その平面度の悪い領
域で傾きの計測が行われ、この不正確な傾きの実測値に
基づいて補正が行われる虞があるという不都合があっ
た。これにより最終的にＩＣ等の製造歩留りが低下す
る。

【０００６】そのようにウェハの周辺部の平面度が悪い
領域の例としては、ウェハの外周部に塗布されたレジス
トに起因する異物の発生を抑制するために設定された、
ウェハ周縁部でのレジスト除去範囲がある。即ち、図５
（Ａ）に示すように、ウェハ１にレジスト２をコーティ
ングすると、レジスト２はウェハ１の外周部１ａに回り
込む。従って、この状態で露光及び現像するとその外周
部１ａのレジスト２に起因するゴミ等の異物が発生して
しまう。そこで、図５（Ｂ）に示すように、ウェハ２の
外周部から距離ｒの範囲内の領域１ｂをレジスト除去範
囲に設定し、周縁露光（及び現像）によりそのレジスト
除去範囲１ｂのレジストを予め除去しておく。しかしな
がら、このような除去を行ってパターンの露光及び現像
等を繰り返すと、そのレジスト除去範囲１ｂには、図５
（Ｃ）に示すように、段差を介して傾斜領域１ｃが形成
される。その傾斜領域１ｃはウェハ２の表面に突出して
いる場合もある。

【０００７】図６を参照して、図５（Ｃ）のような傾斜
領域１ｃを有するウェハ１の傾きの計測を行う場合につ
き説明する。この図６において、投影レンズ３によるウ
ェハ１に対する露光領域は正方形の領域４であり、この
露光領域４はそのウェハ１の周辺部に位置している。ま
た、点光源としてのレーザダイオード５より射出された
レーザビームがコリメータレンズ６により平行光束Ｌ１
に変換され、この平行光束Ｌ１がウェハ１上で露光領域
４に内接する円７の上に投影レンズ３の光軸に対して斜
めに照射される。そして、その円７からの反射光が集光
レンズ８により集光されて検出器９の上に照射されてい
る。

【０００８】図６の例では、ウェハ１の中央部の領域１
ｄからの反射光だけが使用されれば正確な傾きが計測さ
れる。しかし、実際には段差のある傾斜領域１ｃからの
反射光が混入して、その検出器９の出力信号を処理して
得られる傾きは領域１ｄの傾きとは異なった値になるた
め、そのままでは正確なレベリングができない不都合が
ある。この場合、そのレジスト除去範囲に起因する傾斜
領域１ｃが固定されていれば、その領域１ｃの近傍を計
測禁止領域に指定することで、誤計測を防止することが
できる。しかし、レジスト除去範囲はウェハにより又工
程により変化するため、予め所定の或る領域を計測禁止
領域に指定しても誤計測を防止することはできない。

【０００９】また、一定の計測禁止領域が設定されてい
るときに、投影レンズの露光可能な領域（図６の露光領
域４に相当する領域）が拡大したような場合には、露光
ショット領域の配列が変化して、計測用の光束の一部が
計測禁止領域にかかった状態で傾きの計測を行うような
事態が生じ得る。

【００１０】更に、従来はレチクルからウェハに転写す
るパターンの種類が例えばメモリか又は中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）か等により、投影レンズの必要となる露光
領域が変化するため、照明系中のブラインド（照明視野
絞り）によりレチクルの照明対象となる視野を制限して
いる。従って、ブラインドによって視野を小さく制限す
ると、ウェハ上の露光領域が計測禁止領域から外れるよ
うになることがあるが、そのような露光ショットでも一
律に傾きの計測が禁止され、正確なレベリングができな
い不都合があった。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑み、レチクル上に形
成されたパターンを投影光学系を介して感光基板上に露
光する装置において、投影光学系の露光領域及び感光基
板の表面状態等に応じて最も効率良く且つ正確にその感
光基板の傾きの補正ができるようにすることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、マスク（１６）のパターンを投影光学系（１７）を
介して基板（１８）上に投影し、基板上における複数の
区画領域（ＰＲ１〜ＰＲ４、ＰＲ６〜ＰＲ９）を順次露
光する露光装置において、基板上に計測用光束を照射す
るとともに基板からの光束を検出することによって基板
の傾きを検出する傾き検出手段（１９〜２２）と、基板
の被露光面上で傾き検出手段の計測信号を使用しない計
測制限領域を設定する設定手段（２６）と、計測制限領
域を含む区画領域に対してマスクのパターンを転写する
際、基板を移動して計測制限領域から外れた基板上に計
測用光束を照射し、そのとき得られた傾き検出手段の傾
き検出結果を用いて基板の傾きを制御する制御手段（２
３，２５）とを有することを特徴とする。また、請求項
２記載の本発明は、マスク（１６）のパターンを投影光
学系（１７）を介して基板（１８）上に投影し、基板上
における複数の区画領域（ＰＲ１〜ＰＲ４、ＰＲ６〜Ｐ
Ｒ９）を順次露光する露光装置において、基板の傾きを
検出する傾き検出手段（１９〜２２）と、基板の被露光
面上で傾き検出手段の計測信号を使用しない計測制限領
域を設定する設定手段（２６）と、計測制限領域を含む
区画領域に対してマスクのパターンを転写する際、予め
設定された傾き角となるように基板の傾きを制御する制
御手段（２３、２５）とを有することを特徴とする。ま
た、請求項２１記載の本発明は、マスクのパターンを投
影光学系を介して基板上に投影し、基板上における複数
の区画領域を順次露光する露光方法において、基板上に
計測用光束を照射するとともに基板からの光束を検出す
ることによって基板の傾きを検出する傾き検出手段（１
９〜２２）の計測信号を使用しない計測制限領域を、基
板の被露光面上で設定し、計測制限領域を含む区画領域
に対してマスクのパターンを転写する際、基板を移動し
て計測制限領域から外れた基板上に計測用光束を照射
し、そのとき得られた傾き検出手段の傾き検出結果を用
いて基板の傾きを制御することを特徴とする。さらに請
求項２２記載の本発明は、マスクのパターンを投影光学
系を介して基 板上に投影し、基板上における複数の区画
領域を順次露光する露光方法において、基板の傾きを検
出する傾き検出手段（１９〜２２）の計測信号を使用し
ない計測制限領域を、基板の被露光面上で設定し、計測
制限領域を含む区画領域に対してマスクのパターンを転
写する際、予め設定された傾き角となるように基板の傾
きを制御することを特徴とする。また、本発明による露
光装置は、例えば図１に示す如く、レチクル（１６）上
に形成されたパターンを投影光学系（１７）を介して感
光基板（１８）上に露光する装置において、その感光基
板（１８）の被露光面上の指定された露光ショット位置
の傾きを計測する傾き計測手段（１９〜２２）と、その
感光基板（１８）の被露光面上で傾きの実測値を使用し
ない計測制限領域を設定する入力手段（２６）と、その
傾き計測手段（１９〜２２）の計測結果及びその計測制
限領域に応じてその被露光面上の各露光ショット位置の
傾きを補正する駆動機構（２３，２５）とを有し、この
駆動機構（２３，２５）は、その計測制限領域の露光シ
ョット位置では、この露光ショット位置の近傍のその計
測制限領域外の露光ショット位置での傾きの計測結果又
は予め設定された傾きに応じて傾きを補正するものであ
る。

【００１３】そして、本発明におけるその入力手段（２
６）は、その投影光学系（１７）の持つ最大露光範囲の
情報よりその計測制限領域を設定してもよい。。また、
レチクル（１６）を照明する照明光学系の中に照明範囲
を制限するブラインド（１３）を設け、その入力手段
（１６）は、そのブラインド（１３）により制限された
照明範囲の情報よりその計測制限領域を設定してもよ
い。

【００１４】更に、その感光基板（１８）として、周縁
部の感光材除去のためにこの周縁部が露光される感光基
板を用い、その入力手段（２６）は、その感光材が除去
される周縁部の情報よりその計測制限領域を設定するよ
うにしてもよい。また、例えば図４に示すように、感光
基板（３０）の周縁部（３０ａ）の段差を計測するため
の段差計測手段（３１〜３４）を設け、入力手段（３
５）はその段差計測手段（３１〜３４）の計測結果より
その計測制限領域を設定するようにしてもよい。

【００１５】

【作用】斯かる本発明によれば、設定手段（２６）によ
り傾き検出手段の計測信号を使用しない計測制限領域が
任意に設定できる。より広い範囲で正確に傾きの補正を
行うためには、この計測制限領域は必要最低限の領域に
限定することが望ましい。本発明では、例えば使用する
投影光学系の露光ショット領域及びその配列状態等に応
じてその計測制限領域を変更することにより、その計測
制限領域をその感光基板（１６）の面精度が悪い領域等
に限定することができ、傾きの補正をより広い範囲で正
確に行うことができる。この場合、その計測制限領域の
露光ショット位置では、その露光ショット位置に近い正
確な傾きの計測結果又は予め経験的に知られている一定
の傾き等に応じて傾きの補正を行うようにしているの
で、その計測制限領域での傾きの補正も正確に行うこと
ができる。

【００１６】また、その計測制限領域を投影光学系（１
７）の最大露光範囲の情報より設定した場合には、その
最大露光範囲が変化してもそれに応じて計測制限領域を
最も狭い範囲に設定することができる。同様に、その計
測制限領域をブラインド（１３）により制限された照明
範囲の情報より設定した場合には、その照明範囲が変化
してもそれに応じて計測制限領域を最も狭い範囲に設定
することができる。

【００１７】同様に、その計測制限領域をその感光基板
（１８）の感光材の除去範囲の情報より設定した場合に
は、その除去範囲に応じて計測制限領域を必要最低限に
抑制することができる。更に、感光基板（３０）の周縁
部の段差を計測する段差計測手段を設けた場合には、例
えばこの段差計測手段で計測して得られた段差の外部の
領域を計測制限領域に設定することにより、より正確に
計測制限領域を設定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による露光装置の一実施例につ
き図１〜図４を参照して説明しよう。図１は本例の露光
装置の全体の構成を示し、この図１において、１０はラ
ンプハウスである。このランプハウス１０内の光源を出
た露光光は、フライアイレンズ１１及びコンデンサレン
ズ１２を介してブラインド１３を一様の強度分布で照射
し、ブラインド１３により不要部分が遮断された露光光
は、ミラー１４及び照明用レンズ１５を介してレチクル
１６に照射される。このレチクル１６上には転写対象と
なる回路パターン等のパターンが形成され、このパター
ンの縮小された像を投影レンズ１７によりウェハ１８上
に結像する。

【００１９】その投影レンズ１７の周囲にレベリング検
出光学系を配置する。レベリング検出光学系について説
明するに、発光ダイオード又はレーザダイオード等の光
源１９から射出された光をコリメータレンズ２０で平行
光束Ｌ２に変換し、この平行光束Ｌ２をウェハ１８上に
照射する。その平行光束Ｌ２の波長は、ウェハ１８にコ
ーティングされたレジストに対する感光性が弱いものが
選択される。この平行光束Ｌ２は、投影レンズ１７の光
軸１７ａに対して斜めに入射し、ウェハ１８上では、そ
の平行光束Ｌ２の外形は投影レンズ１７の露光領域に略
々内接する円形となっている。その平行光束Ｌ２のウェ
ハ１８からの反射光を集光レンズ２１で４分割受光素子
又は位置検出型受光素子（２次元ポジションセンサー）
等からなる検出器２２に照射する。この検出器２２から
は検出光の重心位置を示す検出信号Ｓ１が出力される。
ウェハ１８上のその平行光束Ｌ２が照射されている面の
傾きに応じてその検出器２２上の検出光の重心が変化す
るため、その面の光軸１７ａに対する傾斜角を測定する
ことができる。

【００２０】図示省略するも、そのレベリング検出光学
系と共に、オートフォーカス用のフォーカシング検出光
学系が配置されている。フォーカシングの検出方法とし
ては、ウェハ１８上の現在の露光ショット領域内の１
点、又は多点の光軸１７ａ方向の位置を検出する方法が
ある。このフォーカシング検出光学系は、レベリング検
出光学系のレンズ２０及び２１を共用することもできる
し、全く独立に設けてもよい。

【００２１】２３はレベリングステージ、２４はＸＹＺ
ステージを示し、ウェハ１８をレベリングステージ２３
上に載置して、レベリングステージ２３をＸＹＺステー
ジ上に固定する。レベリングステージ２３は、例えば３
個の支持点の内の２点を上下させてウェハ１８の露光対
象面のレベリングを行う。また、本実施例では、ウェハ
１８上の露光対象面に対するフォーカシングはＺステー
ジで行うことにし、これによりウェハ１８の現在の露光
対象面を投影レンズ１７の結像平面に一致させる。即
ち、ＸＹＺステージ２４のうちＸＹステージは、レベリ
ングステージ２３を投影レンズ１７の光軸１７ａにほぼ
垂直な平面内で平行移動又は微小回転を行わせ、ＸＹＺ
ステージ２４のうちＺステージは、レベリングステージ
２３を光軸１７ａの方向に移動させてフォーカシングを
行う。

【００２２】２５は駆動信号ＤＲ１を用いてレベリング
ステージ２３の動作を制御するレベリング処理系、２６
は計算機等より形成される入力手段を示し、レベリング
処理系２５は検出器２２の検出信号Ｓ１を入力し、入力
手段２６はバスライン２７を介して投影レンズ１７の最
大露光範囲等の情報ＩＮＤを供給する。また、２８は装
置全体の動作を制御する制御系を示し、制御系２８は駆
動信号ＤＲ２を用いてＸＹＺステージ２３の動作を制御
すると共に、ＸＹＺステージ２３の位置を示す位置信号
（例えば座標測定用のレーザ干渉計で計測された座標
値）Ｓ３を入力手段２６に供給する。

【００２３】入力手段２６は、入力情報ＩＮＤよりウェ
ハ１８上の計測禁止領域を求め、ウェハ１８の露光ショ
ット領域がその計測禁止領域に含まれるときには、制御
信号Ｓ２を用いてレベリング処理系２５に検出器２２よ
り得られた検出信号Ｓ１を無視させる。従って、計測禁
止領域ではレベリング処理系２５は、その露光ショット
領域の傾き角として例えば１ショット前の有効な傾き角
を用いるか、又は予め定められた一定の傾き角（例えば
理想平面の値が０の傾き角等）を用いて、この傾き角と
目標傾き角との差分を打ち消すようにレベリングステー
ジ２３のレベリングを行う。更に、計測禁止領域では制
御系２８によりＸＹＺステージ２４を移動させて、その
計測禁止領域に近いウェハ１８上の計測結果が有効な領
域にレベリング用の平行光束Ｌ２を照射し、この結果得
られた傾き角をその計測禁止領域での傾き角として傾き
の補正を行うようにしてもよい。

【００２４】本例の露光動作につき説明するに、先ずウ
ェハ１８上のレジスト除去範囲が無い場合を想定する。
この場合でも一般にウェハ１８の外周のエッジ部の近傍
はだれていることが多い。従って、その部分からの反射
光を含めて傾き角の測定を行い、この測定結果に基づい
てレベリング動作を行うと、露光対象面（正確には、こ
の内のだれていない部分）が投影レンズ１７の結像面か
らずれてしまうことが考えられる。そこで先ず、投影レ
ンズ１７による１ショットの露光範囲が、図２（Ａ）に
示すように比較的小さい正方形の領域のときには、入力
情報ＩＮＤとしてその１ショットの露光範囲の情報が図
１の入力手段２６に供給され、この入力手段２６は、各
露光ショット範囲の内でそのウェハ１８のエッジ部を含
む斜線を施した１６ブロック分の領域を計測禁止領域に
指定する。

【００２５】その計測禁止領域を除く領域では、図１の
制御系２８からの駆動信号ＤＲ２によりＸＹＺステージ
２４が移動してウェハ１８の所定の露光ショット領域が
投影レンズ１７の下に設定され、フォーカシングが行わ
れる。その後、又はフォーカシングと同時に、レベリン
グ処理系２５は、検出器２２からの検出信号Ｓ１から求
めた傾き角が所定の角度になるようにレベリングステー
ジ２３を駆動して、ウェハ１８のレベリングを行い、レ
ベリングの完了後にレチクル１６のパターンがウェハ１
８上に転写（露光）される。その後、ＸＹＺステージ２
４のステッピング動作により、ウェハ１８の次の露光シ
ョット領域が投影レンズ１７の下に設定され、同様にレ
ベリング及び露光が行われる。

【００２６】しかし、図２（Ａ）に示すように、ウェハ
１８の露光ショット領域が計測禁止領域の中の露光ショ
ット領域ＰＲ１のときには、例えば計測結果が有効な領
域中で最も近い露光ショット領域ＰＲ２における傾き角
の計測結果が代わりに使用される。

【００２７】一方、投影レンズ１７による１ショットの
露光範囲が、図２（Ｂ）に示すように比較的大きい正方
形の領域のときには、図１の入力手段２６は、ウェハ１
８のエッジを含む図２（Ｂ）の斜線を施した１２ブロッ
ク分の領域を計測禁止領域に指定する。その計測禁止領
域内のショット領域ＰＲ３の傾き角としては、例えば計
測結果が有効な領域中で最も近いショット領域ＰＲ４の
傾き角が使用される。その外に、例えばウェハ１８のエ
ッジ部にかからない領域ＰＲ５へＸＹＺステージ２４を
シフトさせ、そこでの傾きの計測結果等を領域ＰＲ３の
傾きとみなす方法も考えられる。

【００２８】なお、図１の入力手段２６への入力情報Ｉ
ＮＤとしては、投影レンズ１７の最大露光範囲の外にレ
チクル１６に形成されたパターンの外形の情報又はブラ
インド１３の開閉の程度を示す情報等を使用できる。レ
チクル１６のパターンの外形及びブラインド１３により
制限される露光面積は投影レンズ１７の最大露光範囲
（最大視野）よりも小さいので、計測禁止領域をより細
かに設定することができる。従って、計測結果が有効な
領域を広げることができ、ウェハ１６のレベリングを全
体としてより正確に行うことができる。

【００２９】次に、ウェハの状態により計測禁止領域が
変化する場合の例として、ウェハにレジスト除去の処理
が行われている場合について説明する。既に説明したよ
うに、レジスト除去はウェハの外周部に回り込んだレジ
スト等に起因する異物の発生を抑えるために行われる
が、この処理が行われている領域はウェハ面の傾きが局
所的に変化していることが多い。先ずそのレジスト除去
が図３（Ａ）に示すように、ウェハ１８の外周部から距
離ｒ１の斜線を施した領域１８ａに対して行われている
ものとすると、その領域１８ａの情報が入力情報ＩＮＤ
として図１の入力手段２６に供給され、その領域１８ａ
が計測禁止領域に指定される。そして、露光ショット領
域が計測禁止領域１８ａにかかる領域ＰＲ６である場合
には、その傾き角としては例えば計測結果が有効な領域
中でそれに最も近い露光ショット領域ＰＲ７における傾
き角が使用される。

【００３０】近年はレジスト除去処理を行う専用機及び
露光装置中にレジスト除去用の露光処理部を設けた装置
等がある。また、レジスト除去の幅は調節可能となって
いる。そのため、図３（Ｂ）に示すウェハ２９のよう
に、レジスト除去範囲の幅ｒ２が図３（Ａ）の幅ｒ１よ
り広い場合がある。そのようなウェハ２９に露光する場
合には、そのレジスト除去範囲の情報が図１の入力手段
２６に供給され、その幅ｒ２の領域２９ａが計測禁止領
域に指定され、傾き角の誤計測が防止される。この領域
２９ａにかかる露光ショット領域ＰＲ８の傾き角として
は、例えばそれに近い領域ＰＲ９の傾き角が使用され
る。

【００３１】一般にレジスト除去範囲とそれ以外の範囲
との間には段差があるので、その段差を検出することに
よりレジスト除去範囲又は面の状態が局所的に変化して
いる範囲を検出し、計測禁止領域を自動的に設定するよ
うにしてもよい。そのような段差の測定にはフォーカス
検出機構を使用することができる。

【００３２】図４はそのようなフォーカス検出機構を備
えた露光装置の一例を示し、この図４において図１に対
応する部分には同一符号を付す。図４において、３０
は、それまでのウェハプロセスにおいて周辺のレジスト
除去を行なってきたウェハであり、その周辺には段差３
０ａが残っている。このウェハ３０をレベリングステー
ジ２３上に載置する。３１は感光材に対する感光性の弱
い発光ダイオード、レーザダイオード等の点光源を示
し、この光源３１から射出された光を投影レンズ１７の
光軸１７ａに対して斜めに集光レンズ３２でウェハ３０
上に集束させる。この集束点からの反射光を集光レンズ
３３で受光位置を検出するための検出器３４上に集束さ
せ、この検出器３４の検出信号Ｓ４を入力情報ＩＮＤと
して入力手段３５に供給する。この入力手段３５はその
検出信号Ｓ４より計測禁止領域を求め、制御信号Ｓ２を
用いて計測禁止領域をレベリング処理系２５に知らせ
る。その他の構成は図１と同様である。

【００３３】図４において、ＸＹＺステージ２４を移動
させると、ウェハ３０が投影レンズ１７の下で移動し、
集光レンズ３２による光の集束点が段差３０ａを横切る
と、検出器３４上での検出光の重心の位置が変化する。
従って、入力手段３５は検出信号Ｓ４よりウェハ３０の
段差３０ａを検出することができ、そのときＸＹステー
ジの座標位置より外側の領域が計測禁止領域に指定され
る。これにより、例えばレジスト除去の幅が工程により
変化した場合でも、自動的に正確に計測禁止領域を設定
することができる。尚、ステージ２３上に保持された時
点で、すでに図５（Ｂ）のように周辺部のレジストが除
去されている場合も、同様に段差として計測ができる。

【００３４】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。上記本発明の実施例によれば、入力手
段により計測制限領域を任意に設定することができるの
で、投影光学系の露光領域及び感光基板の表面状態等に
応じて最も効率良く且つ正確にその感光基板の傾きの補
正ができる利点がある。また、計測制限領域を投影光学
系の持つ最大露光範囲、ブラインドにより制限された照
明範囲又は感光材が除去される範囲に基づいて設定する
ときには、それぞれ計測制限領域をできるだけ狭く設定
することができ、より正確に感光基板の傾きの補正を行
うことができる。更に、段差計測手段を設けた場合に
は、例えば感光材除去の幅が変化したような場合でも正
確に計測制限領域を設定することができる利点がある。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、計測制限領域を任意に
設定することができるので、投影光学系の露光領域や基
板の表面状態等に応じて最も効率良く且つ正確にその基
板の傾きの補正ができる利点がある。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の一実施例の全体の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の投影レンズ１７の露光領域が変化した場
合のウェハ１８の平面図である。

【図３】レジスト除去の幅が異なるウェハを示す平面図
である。

【図４】図１の露光装置にフォーカス検出機構を付加し
た場合の要部を示すブロック図である。

【図５】ウェハのレジスト除去範囲の説明に供する断面
図である。

【図６】従来の露光装置でレジスト除去範囲の近傍のウ
ェハ面の傾きを測定する場合を示す要部の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１７ 投影レンズ １８ ウェハ １９ 光源 ２０ コリメータレンズ ２１ 集光レンズ ２２ 検出器 ２３ レベリングステージ ２５ レベリング処理系 ２６ 入力手段 ３０ ウェハ ３２，３３ 集光レンズ ３５ 入力手段

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクのパターンを投影光学系を介して
   基板上に投影し、前記基板上における複数の区画領域を
   順次露光する露光装置において、前記基板上に計測用光束を照射するとともに前記基板か
   らの前記光束を検出することによって 前記基板の傾きを
   検出する傾き検出手段と、前記基板の被露光面上で前記傾き検出手段の計測信号を
   使用しない計測制限領域を設定する設定手段と、 前記計測制限領域を含む区画領域に対して 前記マスクの
   パターンを転写する際、前記基板を移動して前記計測制
   限領域から外れた前記基板上に前記計測用光束を照射
   し、そのとき得られた前記傾き検出手段の傾き検出結果
   を用いて前記基板の傾きを制御する制御手段と、 を有することを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 マスクのパターンを投影光学系を介して
   基板上に投影し、前記基板上における複数の区画領域を
   順次露光する露光装置において、 前記基板の傾きを検出する傾き検出手段と、 前記基板の被露光面上で前記傾き検出手段の計測信号を
   使用しない計測制限領域を設定する設定手段と、 前記計測制限領域を含む区画領域に対して前記マスクの
   パターンを転写する際、予め設定された傾き角となるよ
   うに前記基板の傾きを制御する制御手段と、 を有することを特徴とする露光装置。
3. 【請求項３】 前記設定手段は、前記基板上の区画領域
   に関する情報に基づいて、前記計測制限領域を設定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記区画領域に関する情報は、前記区画
   領域の大きさに関する情報を含むことを特徴とする請求
   項３に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記マスクを照明する照明系をさらに有
   し、前記区画領域に関する情報は、前記照明系による前
   記マスクの照明領域に関する情報を含むことを特徴とす
   る請求項３に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記照明領域に関する情報は、前記照明
   系中に設けられ前記 マスク上の照明領域を変更するブラ
   インドの情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の
   露光装置。
7. 【請求項７】 前記区画領域に関する情報は、前記投影
   光学系の最大露光範囲に関する情報を含むことを特徴と
   する請求項３に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記区画領域に関する情報は、前記マス
   クに形成されたパターンの外形に関する情報を含むこと
   を特徴とする請求項３に記載の露光装置。
9. 【請求項９】 前記設定手段は、前記基板上の複数の区
   画領域のうちのいくつかの区画領域を前記計測制限領域
   として設定することを特徴とする請求項１〜８のいすれ
   か一項に記載の露光装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記計測制限領域に
    設定された区画領域を露光する際、前記計測用光束の一
    部を前記計測制限領域から外れた前記基板上に照射する
    ように前記基板を移動することを特徴とする請求項９に
    記載の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記設定手段は、前記基板の表面状態
    に関する情報に基づいて、前記計測制限領域を設定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記基板の表面状態に関する情報は、
    前記基板の周辺部に形成された段差に関する情報を含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記設定手段は、前記基板周辺部のレ
    ジスト除去範囲を前記計測制限領域として設定すること
    を特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装置。
14. 【請求項１４】 前記傾き検出手段は、前記区画領域内
    の複数の計側点における前記基板の前記投影光学系の光
    軸方向の位置を検出するための光学系を有することを特
    徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装
    置。
15. 【請求項１５】 前記投影光学系の光軸方向における前
    記基板の位置に関する情報を検出する位置検出手段をさ
    らに有し、 前記制御手段は、前記複数の区画領域を露光する際、前
    記傾き検出手段の検出結果と前記位置検出手段の検出結
    果とに基づいて前記基板の面位置を設定するこ とを特徴
    とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装
    置。
16. 【請求項１６】 前記位置検出手段は、前記区画領域内
    の複数の計側点の前記投影光学系の光軸方向の位置を検
    出することを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
17. 【請求項１７】 前記傾き検出手段と前記位置検出手段
    とは、前記基板に対して光束を照射して前記基板からの
    光を検出するための光学系をそれぞれ独立に有すること
    を特徴とする請求項１５または１６に記載の露光装置。
18. 【請求項１８】 前記基板を載置するとともに前記基板
    の傾き状態を変更するステージをさらに有し、前記制御
    手段は、前記傾き検出手段の検出結果に基づいて前記ス
    テージの傾き状態を制御することを特徴とする請求項１
    〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
19. 【請求項１９】 前記ステージは、前記投影光学系の光
    軸方向に駆動可能な３つの支持点を有する構造であるこ
    とを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
20. 【請求項２０】 前記制御手段は、前記３つの支持点の
    うちの２つを駆動させることにより前記基板の傾き状態
    を制御することを特徴とする請求項１９に記載の露光装
    置。
21. 【請求項２１】 マスクのパターンを投影光学系を介し
    て基板上に投影し、前記基板上における複数の区画領域
    を順次露光する露光方法において、前記基板上に計測用光束を照射するとともに前記基板か
    らの前記光束を検出することによって前記基板の傾きを
    検出する傾き検出手段の計測信号を使用しない計測制限
    領域を、前記基板の被露光面上で設定し、 前記計測制限領域を含む区画領域に対して 前記マスクの
    パターンを転写する際、前記基板を移動して前記計測制
    限領域から外れた前記基板上に前記計測用光束を照射
    し、そのとき得られた前記傾き検出手段の傾き検出結果
    を用いて前記基板の傾きを制御することを特徴とする露
    光方法。
22. 【請求項２２】 マスクのパターンを投影光学系を介し
    て基板上に投影し、前記基板上における複数の区画領域
    を順次露光する露光方法において、 前記基板の傾きを検出する傾き検出手段の計測信号を使
    用しない計測制限領域 を、前記基板の被露光面上で設定
    し、 前記計測制限領域を含む区画領域に対して前記マスクの
    パターンを転写する際、予め設定された傾き角となるよ
    うに前記基板の傾きを制御することを特徴とする露光方
    法。
23. 【請求項２３】 前記基板上の区画領域に関する情報に
    基づいて、前記計測制限領域を設定することを特徴とす
    る請求項２１又は２２に記載の露光方法。
24. 【請求項２４】 前記基板上の複数の区画領域のうちの
    いくつかの区画領域を前記計測制限領域として設定する
    ことを特徴とする請求項２１〜２３のいすれか一項に記
    載の露光方法。
25. 【請求項２５】 前記計測制限領域に設定された区画領
    域を露光する際、前記計測用光束の一部を前記計測制限
    領域から外れた前記基板上に照射するように前記基板を
    移動することを特徴とする請求項２４に記載の露光方
    法。
26. 【請求項２６】 前記基板の表面状態に関する情報に基
    づいて、前記計測制限領域を設定することを特徴とする
    請求項２１又は２２に記載の露光方法。
27. 【請求項２７】 前記基板の表面状態に関する情報は、
    前記基板の周辺部に形成された段差に関する情報を含む
    ことを特徴とする請求項２６に記載の露光方法。
28. 【請求項２８】 前記基板周辺部のレジスト除去範囲を
    前記計測制限領域として設定することを特徴とする請求
    項２６又は２７に記載の露光方法。