JP3513973B2 - 走査露光方法および該方法を用いた回路素子製造方法 - Google Patents

走査露光方法および該方法を用いた回路素子製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査露光方法及び該方法
を用いた回路素子製造方法に関し、特にIC等の半導体素
子を製造する際のリソグラフィ工程で使用される走査露
光方法及び該方法を用いた回路素子製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【背景技術】半導体素子（ＩＣ等) 等を製造するための
リソグラフィ工程において、露光装置は重要な役割を果
たしている。このような露光装置はレジスト等の感光剤
が塗布されたウエハ上にマスクのパターンを投影するこ
とと、ウエハをステッピング移動することを繰り返して
ウエハ上に複数のショット( 1 回の露光で形成されるパ
ターン領域) を複数形成する、所謂ステッパが主流とな
っている。ウエハ上に形成される複数のショットの１つ
１つが１個の半導体素子として製造されるわけである
が、その内の１つに着目してみると、所定のパターンが
描画されたマスクを複数枚（１〜ｎ枚）用意し、その各
々を使って複数回（ｎ回）の重ね合わせ露光を行うこと
により１つの半導体素子が製造される。従って感光基板
上に複数個（ｎ層）の配線層( レイヤ) が形成されてい
る。すなわち、１つ目のマスク(第１層目用のマスク)
に形成されたパターンをレジストが塗布された感光基板
上に投影し、現像されて感光基板上に形成された第１層
目のパターンに２つ目のマスク( 第２層目用のマスク)
に形成されたパターンを重ね合わせて投影する。次に現
像されて感光基板上に形成された第２層目のパターンに
３つ目のマスク( 第３層目用のマスク) に形成されたパ
ターンを重合わせて投影する。これをｎ回繰り返すこと
によってｎ層の半導体素子が製造される。
【０００３】今回の露光に使用されるマスクのパターン
と感光基板上に形成されたパターン( 前回の露光に使用
されたマスクのパターン) とを重ね合わせる、所謂アラ
イメント技術は、リソグラフィ工程において、最も重要
視される技術の１つである。アライメント方式はダイ・
バイ・ダイアライメント方式( 以下「Ｄ／Ｄアライメン
ト方式」という) とグローバルアライメント方式との2
つに大別される。
【０００４】Ｄ／Ｄアライメント方式とは、露光ショッ
ト毎にショットに設けられたアライメントマークの位置
をアライメントセンサで計測し、マスクのパターンの投
影像とショットとを位置合わせ( アライメント) して露
光を行う方式である。一方、グローバルアライメント方
式とは、感光基板上に形成された複数のショットのう
ち、所定の数のアライメントショット( サンプルショッ
ト) に形成されたアライメントマーク位置をアライメン
トセンサで計測し、この計測結果に基づいて、感光基板
を載置する基板ステージを移動させるものである。この
方式では基板ステージを精度よく位置決めすることが要
求されており、現在の露光装置ではレーザ干渉計によっ
て基板ステージの位置を計測し、レーザ干渉計の計測結
果に基づいて基板ステージの移動を制御している。アラ
イメントセンサとマスクのパターンとの位置関係は予め
対応付けられており、このグローバルアライメントによ
って、マスクのパターンと感光基板上に形成されたパタ
ーン( ショットのパターン) とが間接的に重ね合わされ
る。グローバルアライメント方式の中でも特に、エンハ
ンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式が提
案されている。ＥＧＡ方式とは、数個〜十数個のサンプ
ルショットの位置情報に基づいて、ショットの配列誤差
を求め、統計的演算手法を使って、新たなショット配列
座標を計算し、この新たなショット配列座標に従って基
板ステージを位置決めするものであり、その詳細は特開
昭61-44429号公報に開示されている。
【０００５】また、近年、半導体素子の１個のチップパ
ターンが大型化する傾向にあるため、より大きなマスク
のパターンを１回で露光する露光装置が求められてき
た。このような要求に応えるために、スキャン（走査）
方式の露光装置が提案されている。スキャン方式の露光
装置は、マスクを照明した状態で、マスクを第１の方向
に走査するのと同期して、感光基板を第１の方向に対応
する第２方向に走査することによって、マスクのパター
ンを感光基板上のショットに露光するものである。特
に、スキャン露光、ステッピングの動作を繰り返して、
マスクのパターンを感光基板上の各ショット上に逐次露
光する方式、所謂ステップ・アンド・スキャン方式の走
査型露光装置が注目されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子の微細化に
伴い、前述のような露光装置におけるアライメント精度
がますます厳しくなっている。アライメント精度がます
ます厳しくなっていくと、アライメント時に許容される
誤差の値は極小さな値となる。特にステップ・アンド・
スキャン方式の露光装置では、マスクを載置するマスク
ステージと基板を載置する基板ステージとのスキャンに
よる装置( マスクステージ、基板ステージ、マスクステ
ージと基板ステージとを支持するキャリッジ、防振台、
計測系等) の重心の移動や、それによる装置の歪み、装
置の周波数、走査方向による抵抗の違いや振動なども無
視できない量になってきた。ステップ・アンド・スキャ
ン方式の露光装置の場合、走査方向をＹ軸とすると、ウ
エハ上において、＋ｙ方向にスキャンされるショット
と、−ｙ方向にスキャンされるショットとが存在する。
【０００７】後述する実施例中の図３はステップアンド
スキャン方式でウエハＷ上に露光された１ｓｔショット
( １層目のショット) の配置を示している。図中実線の
矢印は走査露光の際のウエハＷの移動方向（走査方向）
を示し、点線の矢印は基板ステージ（ウエハＷ）のステ
ッピング移動の方向を示している。ところが、＋ｙ方向
に基板ステージを移動することと−ｙ方向に基板ステー
ジを移動することでは露光装置の機械的な条件が異なる
ため、＋ｙ方向の基板ステージと−ｙ方向の基板ステー
ジの移動との間で、必ずしも完全に露光位置に互換性が
あるとは言いがたい。換言すれば、＋ｙ方向走査と−ｙ
方向走査ではその装置特有の癖が存在する。
【０００８】従って、前回（１ｓｔ）露光の時における
基板ステージのスキャン露光の方向と今回（２ｎｄ）露
光時における基板ステージのスキャン露光の方向とが異
なると、アライメント精度が低下するという問題点が本
出願の発明者により発見された。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、マスクのパタ
ーンを投影光学系の物体側の投影視野に対して第１の速
度で移動させるとともに、マスクのパターンが露光され
る感光感基板上の複数の被露光領域の各々を投影光学系
の像側の投影視野に対して第２の速度で順次移動させる
ことを繰り返すことによって、感光基板上の各被露光領
域を前記マスクのパターンで走査露光する方法におい
て、感光基板上の着目する被露光領域を先行する第１の
マスクパターンで走査露光するときの走査の方向を記憶
する段階と；感光基板上の着目被露光領域を後続の第２
のマスクパターンで重ね合わせ露光する際、着目被露光
領域と第２のマスクパターンとを記憶された方向に走査
する段階とを含むこととした。
【００１０】この場合、投影光学系は第１、第２のマス
クパターンの各々を感光基板上に１／Ｍ倍で投影する縮
小投影光学系であり、第１、第２のマスクパターンの走
査露光時の移動速度に対して感光基板の走査露光時の移
動速度をほぼ１／Ｍに設定した。また、マスクの回路パ
ターンの像を投影光学系を介して感光基板に向けて投影
し、感光基板上に形成されるべき複数のショット領域の
各々を投影された回路パターンの像によってステップ・
アンド・スキャン方式で順次露光する走査露光方法にお
いて、先行する第１マスクの回路パターンの像で感光基
板上の各ショット領域を走査露光するときの各ショット
領域毎の走査方向を記憶する段階と；後続の第２マスク
の回路パターンの像を感光基板上の各ショット領域に重
ね合わせ露光する際、各ショット領域毎の走査方向を記
憶された方向と一致させて走査露光する段階とを含むこ
ととした。
【００１１】また、マスクの回路パターンの像を投影光
学系を介して感光性の基板に向けて投影し、基板上に形
成されるべき複数のショット領域の各々を投影された回
路パターンの像によってステップ・アンド・スキャン方
式で順次露光することより、基板上に回路素子を製造す
る方法において、基板上に回路素子の第ｎ−１層用の回
路パターンを露光するためのｎ−１番目のマスクを用意
する段階と；基板上に形成すべき複数のショット領域の
設計データに基づいて、基板上の複数のショット領域の
各々に前記ｎ−１番目のマスクの回路パターンの像を走
査露光するための走査シーケンスを決定する段階と；決
定された走査シーケンスに従って、基板の表面に形成さ
れた感光層上の複数のショット領域の各々に対応した位
置にｎ−１番目のマスクの回路パターンの像をステップ
・アンド・スキャン方式で露光する段階と；ｎ−１番目
のマスクによって露光された基板を化学的又は物理的に
処理して回路素子の第ｎ−１層を形成した後、次の第ｎ
層の露光準備のために基板の表面に感光層を形成する段
階と；第ｎ層用の回路パターンを露光するためのｎ番目
のマスクを用意し、第ｎ−１層が形成された基板上の複
数のショット領域の各々を、前記ｎ−１番目のマスクに
よる走査露光時の走査シーケンスと同一の走査シーケン
スによって前記ｎ番目のマスクの回路パターンの像をス
テップ・アンド・スキャン方式で露光する段階とを含む
こととした。
【００１２】
【作用】本発明の走査露光方法によれば、先行する第１
のマスクパターンで走査露光するときの走査方向と、後
続の第２のマスクパターンで走査露光するときの走査方
向とを一致させたので、アライメント精度が向上する。
【００１３】
【実施例】本発明の第１の実施例を説明する。図１は第
１の実施例に好適な露光装置の概略構成を示す図であ
る。光源１から射出された照明光ＩＬは、マスクＲを均
一に照明するためのレンズ系ＯＰに入射する。レンズ系
ＯＰはフライアイレンズ等のオプチカルインテグレー
タ、照明光ＩＬのＮＡを調整するσ絞り、オプチカルイ
ンテグレータの射出面に形成される２次光源の形状を可
変とするフィルタ等を含む光学系である。光源１は高圧
水銀ランプ、ＫｒＦ、ＡｒＦ等を用いたエキシマレー
ザ、ＹＡＧレーザ等の光源であり、本実施例ではＫｒＦ
を用いたエキシマレーザであるものとし、照明光ＩＬは
中心波長２４８ｎｍのレーザ光であるものとする。レン
ズ系ＯＰから射出した照明光ＩＬはレンズ系２、３、ミ
ラーＭ１を介してブラインド４に達する。ブライド４を
通過した照明光ＩＬはコンデンサーレンズを含むレンズ
系５によって、所定の回路パターンＰＡが形成されたマ
スクＲ上に集光される。図１では２ｎｄ露光用の回路パ
ターンＰＡ２が設けられたマスクＲ２がマスクステージ
ＲＳＴ上に載置されている様子を示している。マスクＲ
２を通過した照明光ＩＬは投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷ上に達する。マスクＲとウエハＷとは投影光学系Ｐ
Ｌに関して共役な関係となるように、投影光学系ＰＬの
光軸方向に関するマスクＲ２とウエハＷの間隔が調整さ
れている。投影光学系ＰＬはマスクＲ２の回路パターン
ＰＡ２を１／４倍で投影する縮小投影光学系であり、投
影光学系ＰＬによって、回路パターンＰＡ２がウエハＷ
上に結像（１／４に縮小されて結像) される。ブライン
ド４は、Ｌ字型の２枚の遮光部材より形成されており、
レンズ系５によってマスクＲ２と共役な関係となってい
る。ブラインド４を形成する２枚の遮光部材は、走査方
向と直交する方向に長手方向を有するスリット状の照明
領域をマスクＲ２上に形成するように、それらの位置関
係が調整されている。
【００１４】マスクＲ２を載置したマスクステージＲＳ
Ｔはマスク駆動装置６によって±ｙ方向( 走査方向) に
移動可能である。マスクステージＲＳＴの位置はマスク
干渉計７によって計測される。マスク干渉計７はマスク
ステージＲＳＴ上のミラー８にレーザ光を照射し、その
戻り光を受光してマスクステージＲＳＴの位置を計測す
る。マスク干渉計７は、計測結果をステージコントロー
ラ9 に出力する。 ウエハＷはウエハステージＷＳＴ上
に載置されており、ウエハステージＷＳＴはウエハ駆動
装置１０によって±ｙ方向( 走査方向) に移動可能であ
るとともに、ｙ方向と直交するｘ方向へも移動可能であ
る。また、ウエハステージＷＳＴは駆動装置１０によっ
てＺ方向（投影光学系の光軸方向）へも移動可能であ
り、投影光学系ＰＬの焦点位置( マスクＲ２の回路パタ
ーンＰＡ２の結像位置) にウエハＷの表面を一致させる
ことができる。ウエハステージＷＳＴの位置はウエハ干
渉計１１によって計測される。ウエハ干渉計１１はウエ
ハステージＷＳＴ上のミラー１２にレーザ光を照射し、
その戻り光を受光してウエハステージＷＳＴの位置を計
測する。ウエハ干渉計１１は、計測結果をステージコン
トローラ９に出力する。ステージコントローラ９は、マ
スク干渉計７とウエハ干渉計１１からの、各々の位置情
報に基づいて、マスクステージＲＳＴとウエハステージ
ＷＳＴとを同期してｙ方向に移動させる。また投影光学
系ＰＬはマスクパターンＰ２の倒立逆像をウエハＷ上に
形成する光学系であるので、マスクステージＲＳＴとウ
エハステージＷＳＴの移動方向は反対（逆相）となる。
すなわち、ステージコントローラ９は、マスクステージ
ＲＳＴの移動速度をＶＭとすると、ウエハステージＷＳ
Ｔの移動速度をＶＭ／４( 速度ＶＭに縮小倍率１／４を
かけた速度) に設定して、マスクステージＲＳＴとウエ
ハステージＷＳＴを移動させる。このとき、マスクステ
ージＲＳＴが−ｙ方向に速度ＶＭで移動するとウエハス
テージＷＳＴは＋ｙ方向に速度ＶＭ／４で移動する。以
下で説明する走査方向とはスキャン露光時のウエハステ
ージＷＳＴ（ウエハＷ）の走査方向を説明している。ま
た、ステージコントローラ９は、走査露光中はマスク干
渉計７の計測値のウエハ座標系に換算した値とウエハ干
渉計１１の計測された計測値との差が零となるように、
マスクステージＲＳＴとびウエハステージＷＳＴとを各
々所定のサーボゲインで制御する。ステージコントロー
ラ９は主制御系１００に接続されており、主制御系１０
０はステージコントローラ９を介してマスクステージＲ
ＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００１５】投影光学系ＰＬの外側には、オフアクシス
方式のアライメントセンサ１６が設けられている。アラ
イメントセンサ１６はセンサ内に所定の指標マークが設
けられている。主制御系１００はウエハＷ上に形成され
たショットのアライメントマークが指標マークの中心に
位置するようにウエハステージＷＳＴを移動する。アラ
イメントセンサ１６はウエハＷ上のアライメントマーク
と指標マークとを同時に撮像して、指標マークに対する
ウエハＷ上のアライメントマークの位置のずれを検出す
る。アライメントセンサ１６からの検出信号は主制御系
１００に送られる。主制御系１００は、ウエハステージ
ＷＳＴの座標位置とアライメントマークの位置ずれ量と
に基づいて、ウエハＷ上のアライメントマークのウエハ
座標系内での位置を求める。
【００１６】また、光源１とマスクＲとの間の光路中
に、照明光ＩＬを分岐するミラーＨＭが設けられてお
り、ミラーＨＭで分岐された照明光ＩＬはインテグレー
タセンサ１５によって光電変換されて信号Ｐ２となる。
インテグレータセンサ１５からの光電信号Ｐ２はピーク
ホールド回路ＰＨでホールドされ、ピークホールド回路
ＰＨからの信号Ｐ３は比較回路１３に出力される。比較
回路１３は露光量制御装置１４からの照明光の強度を表
す信号Ｐ１とピークホールド回路ＰＨからの信号Ｐ３と
を比較して、その差を主制御系１００に出力する。光源
１の出力は露光量制御装置１４によって制御されてお
り、主制御系１００はこの差が零となるように、露光量
制御装置１４を介して光源１の出力を制御する。
【００１７】前述の如く、１つの半導体素子は通常複数
回の露光を繰り返すことによって、形成される。半導体
素子製造工程において、使用される複数枚（ｎ枚）のマ
スクはマスクストッカ１５に保持されており、主制御系
１００の制御の下、マスクストッカ１５からマスクステ
ージＲＳＴに露光に必要なマスクが搬送システム（不図
示）によって搬送される。
【００１８】また、主制御系１００には、露光シーケン
ス等を記録したプロセス・プログラム・ファイルＰＰＦ
（以下「ファイルＰＰＦ」という）が記憶されており、
図１の装置による一連のアライメント、露光動作はこの
ファイルＰＰＦ内のデータに従って行われる。図２はフ
ァイルＰＰＦの構造の概要を示す図である。ファイルＰ
ＰＦは以下の９つのパラメータ群を有している。 (1) ファイル名 (2) レチクル・パラメータ群 (3) ウエハ・パラメータ群 (4) 露光条件パラメータ群 (5) アライメントパラメータ群 (6) 搬送条件パラメータ群 (7) 照明条件パラメータ群 (8) オプション条件パラメータ群 (9) エラーログ設定パラメータ群 (1) ファイル名には、属性パラメータ群とレイヤとの２
つのパラメータが記憶されている。ファイルの属性パラ
メータとは、例えばデータファイル、プログラムファイ
ル等を示すものである。ここでのレイヤとは、このファ
イルＰＰＦが第何層の回路パターンを露光するためのフ
ァイルであるかを表すパラメータである。 (2) レチクル・パラメータ群には、パターンサイズ、マ
ーク配置、描画誤差の３つのパラメータが記憶されてい
る。マーク配置は、ウエハＷ上に形成されるアライメン
トマークの配置（マーク形状に関するパラメータを含
む）に関するパラメータを含んでいる。 (3) ウエハ・パラメータ群には、ショットサイズ、走査
露光時の各ショットの走査方向と、ウエハステージＷＳ
Ｔのステッピング移動のステップ方向のパラメータが記
憶されている。このショットサイズ、走査方向、ステッ
プ方向として記憶されたパラメータに基づいて露光がお
こなわれる( 詳細後述) 。ショットサイズパラメータは
ショット配列座標の設計値を含むパラメータである。 (4) 露光条件パラメータ群には、露光量、ブラインド、
焦点、倍率、レベリング、オフセットの６つのパラメー
タが記憶されている。 (5) アライメントパラメータ群には、センサー、方式、
オフセットの３つのパラメータが記憶されている。セン
サーパラメータは、露光装置に複数のアライメントセン
サが搭載されていたとき、どのセンサを使ってアライメ
ントを行うかを指定するパラメータであり、方式はＤ／
Ｄ方式、通常グローバルアライメント方式、ＥＧＡ方
式、２系統ＥＧＡ方式等のアライメント方式及び計測す
べきアライメントショットを指定するパラメータであ
り、オフセットは例えばアライメントセンサの計測値に
加えるオフセット値を示すパラメータである。２系統Ｅ
ＧＡ方式とは、−ｙ方向にスキャン露光されたショット
の配列座標と＋ｙ方向にスキャン露光されたショット配
列座標とを別々に求めてアライメントを行う方式である
（詳細後述）。 (6) 搬送条件パラメータ群には、ＡＳＩＣ対応、画面合
成の２つのパラメータが記憶されている。 (7) 照明条件パラメータ群には、変形光源、σ等の２次
光源の形状に関するパラメータと投影光学系ＰＬのＮＡ
に関するパラメータとの計３つのパラメータが記憶され
ている。 (8) オプション条件パラメータ群には、ウエハの周辺部
のみを予め露光しておく周辺露光、ウエハＷをＺ方向に
移動させながら露光を行うＤＰ等に関するパラメータが
記憶されている。 (9) エラーログ設定パラメータ群には、マスクステージ
ＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期誤差等のパラメ
ータが記憶されている。ファイルＰＰＦはフロッピィデ
ィスク等に予め記録されているものを、主制御系１００
内のフロッピディスクドライブが読みだして記憶する。
また、これらのパラメータについてはオペレータがキー
ボード等の入力装置ＩＦによって、修正可能である。
【００１９】主制御系１００は露光量制御装置１４、ス
テージコントローラ９等を制御するとともに、前述のパ
ラメータ情報や露光の状態等をディスプレイＤＰに出力
する。図３は図１の装置を使って、ステップアンドスキ
ャン方式でウエハＷ上に露光された１ｓｔショット( １
層目のショット) の配置を示している。図中実線の矢印
はスキャン露光の際のウエハステージＷＳＴ（ウエハ
Ｗ）の移動方向（走査方向）を示し、点線の矢印はウエ
ハステージＷＳＴ（ウエハＷ）のステッピング移動の方
向（ステップ方向）を示している。
【００２０】例えば走査方向をｙ軸とすると、Ｎ１、Ｎ
３、Ｎ５で示すショット列は−ｙ方向にスキャン露光さ
れたショット列である。すなわち、ｘ方向にウエハステ
ージＷＳＴをステッピング移動して、露光開始位置（ア
ライメント目標位置）にウエハＷを移動し、−ｙ方向に
ウエハＷを移動しながら走査露光を行うことにより形成
されたショットの集まりがショット列Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５
である。
【００２１】Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６で示すショット列は＋ｙ
方向にスキャン露光されたショット列である。すなわ
ち、ｘ方向にウエハステージＷＳＴをステッピング移動
して、露光開始位置（アライメント目標位置）にウエハ
Ｗを移動し、＋ｙ方向にウエハＷを移動しながらスキャ
ン露光を行うことにより形成されたショットの集まりが
ショット列Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６である。
【００２２】図３では縦の列（ｙ方向の列) の走査方向
がすべて同一となるように１ｓｔ露光した時の様子を示
しているが、もちろんこの図とは異なるスキャン方向の
配置もあり得る。スループットの向上を考えると、ステ
ッピングの順番に関して隣合うショットの走査方向が交
互となるようにステップアンドスキャン方式で１ｓｔ露
光を行うようにしてもよい。また、ｘ方向にステッピン
グ移動させる時は隣合うショットの走査方向が交互とな
るようにステップアンドスキャン方式で露光し、ｙ方向
にステッピング移動させるときは隣合うショットの走査
方向が同じとなるように１ｓｔ露光を行うようにしても
よい。このとき、ステージコントローラ９はウエハステ
ージＷＳＴを制御するときのサーボゲインを、走査露光
時のサーボゲイン（同期サーボゲイン）と、ｙ方向ステ
ッピング移動時の（位置サーボゲイン）とで異ならせて
て位置決め精度の安定化を計るようにしてもよい。
【００２３】各ショットには格子状のアライメントマー
クＭｘとＭｙとが設けられており、図３では特定のアラ
イメントショットＳ５、Ｓ７、Ｓ２０、Ｓ２２のアライ
メントマークＭｘとＭｙのみを図示しているが、全ての
ショットに同様のアライメントマークが形成されてい
る。次に露光動作について説明する。
【００２４】図４は露光動作を説明するためのフローチ
ャートである。 ステップ１０１ ステップ１０１で、主制御系１００は製造する半導体素
子に必要なレイヤ分のファイルＰＰＦを記憶する。本実
施例ではｎ個のファイルＰＰＦがメモリに記憶されるも
のとする。
【００２５】ステップ１０２ 主制御系１００は内部のカウンタｍの初期値を１に設定
する。 ステップ１０３ カウンタｍに設定された値と一致するレイヤパラメータ
を持つファイルＰＰＦをメモリから読み出す。ｍ＝１が
設定されていたとすると、レイヤパラメータが１、すな
わち１層目の回路パターンを露光する際に使用されるフ
ァイルＰＰＦ（ｍ＝１）がメモリから読み出される。
【００２６】ステップ１０４ ステップ１０３で読み出されたファイルＰＰＦのレチク
ルパラメータに基づいて、主制御系１００はマスクＲ
（ｍ）をマスクステージＲＳＴに搬送する。今レイヤパ
ラメータが１であるとすると、レチクルパラメータで指
定されるマスクは１層目の回路パターンが形成されたマ
スクＲ（１）であり、主制御系１００はマスクＲ（１）
をマスクステージＲＳＴに搬送する。
【００２７】ステップ１０５ 主制御系１００は読み出されたファイルＰＰＦのレイヤ
パラメータが１か否かを判断し、１の場合はステップ１
０６に進み、１以外の場合はステップ１０９に進む。 ステップ１０６ ファイルＰＰＦ（ｍ＝１）のアライメントパラメータ群
には、ショットサイズパラメータとして、ショットの配
列座標の設計値が記録されている。このショット配列座
標とウエハパラメータ群として記録されている走査（例
えば＋ｙ方向）＆ステップ方向（ｘｙ方向）、及び露光
条件パラメータ、照明条件パラメータに基づいて、主制
御系１００はウエハステージＷＳＴとレチクルステージ
ＲＳＴを同期して走査させながら、マスクＲ１のパター
ンをウエハＷ上に投影する。そして走査露光とウエハス
テージＷＳＴのステッピング移動とを繰り返して、所謂
ステップアンドスキャン方式で露光を行う。
【００２８】ステップ１０７ 主制御系１００はカウンタｍの値がｎであるか否かを判
断する。ｎでない場合はステップ１０８に進む。ｎであ
る場合はｎ回の露光が終了したと判断され、露光シーケ
ンスは終了する。 ステップ１０８ カウンタｍの値に１を加えて、カウンタを更新し（ｍ＝
ｍ＋１）、ステップ１０３に戻る。
【００２９】そして、以上のステップ１０３からステッ
プ１０５の動作を実行する。前述の如くステップ１０５
で、レイヤパラメータが１以外のファイルＰＰＦ（ｍ≠
１）が読み出された場合は、ステップ１０９に進む。 ステップ１０９ 主制御系１００はファイルＰＰＦ（ｍ）のウエハパラメ
ータ群の走査方向＆ステップ方向に関するパラメータ
を、前回の露光で使用したファイルＰＰＦ（ｍ−１）の
走査方向＆ステップ方向に関するパラメータで置き換え
る。今レイヤパラメータが２であるとすると、２層目の
露光に使用されるファイルＰＰＦ（２）の走査＆ステッ
プ方向に関するパラメータを１層目の露光で使用された
ファイルＰＰＦ（１）の走査方向＆ステップ方向に関す
るパラメータで置き換える。
【００３０】ステップ１１０ 主制御系１００はファイルＰＰＦ（ｍ）のレチクルパラ
メータ群で指定されたアライメントマーク配置（マーク
形状）、アライメントパラメータ群（指定されたアライ
メントセンサ、アライメント方式及びアライメントショ
ット、オフセット等）及びウエハパラメータ群（ショッ
ト配列座標の設計値等）で指定されたパラメータに基づ
いて、ウエハＷ上に形成されたショットのうち、特定の
アライメントショットのアライメントマーク位置をアラ
イメントセンサ１６とウエハ干渉計１１を使って計測す
る。
【００３１】本実施例では、アライメントマークとして
図３に示すような格子状のマークＭｘ、Ｍｙに関するマ
ーク配置、アライメントセンサ１６が指定され、アライ
メント方式としてＥＧＡ方式が指定されているものとす
る。また、このときのアライメントショットは図３のシ
ョットＳ５、Ｓ７、Ｓ２０、Ｓ２２が指定されているも
のとする。アライメントセンサ１６は各々のアライメン
トショットに形成されているアライメントマーク（マー
クＭｘ５、Ｍｙ５、マークＭｘ７、Ｍｙ７、マークＭｘ
２０、Ｍｙ２０、マークＭｘ２２、Ｍｙ２２）の位置を
検出する。アライメントマークの位置計測の順番は、通
常最も計測時間が短くなるようにする。
【００３２】ステップ１１１ 主制御系１００は、指定されたアライメントショットの
全数について、アライメントマークの位置計測が終了し
たか否かを判断する。全数が終了したと判断された場合
は、ステップ１１２に進み、終了していない場合はステ
ップ１１０に戻ってアライメントマークの位置計測を続
行する。
【００３３】ステップ１１２ 主制御系１００は、計測されたアライメントマーク位置
情報に基づいて、露光すべきショット配列座標を計算す
る。本実施例ではＥＧＡ方式が選択されているので、主
制御系１００は、計測されたアライメントマーク位置と
ショット配列座標の設計値と所定のモデル式とに基づい
て、統計的演算手法を用いて、露光すべきショット配列
座標を計算する。
【００３４】ステップ１１３ ステップ１１２で計算されたショット配列座標とウエハ
パラメータ群として記録されている走査方向（例えば＋
ｙ方向）＆ステップ方向（ｘｙ方向）、及び露光条件パ
ラメータ、照明条件パラメータに基づいて、主制御系１
００はウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴ
を同期して走査させながら、マスクＲ１のパターンをウ
エハＷ上のショットに投影する。そして走査露光とウエ
ハステージＷＳＴのステッピング移動とを繰り返して、
所謂ステップアンドスキャン方式でマスクＲ（ｍ）の回
路パターンの像が各ショットに重ね合わせて露光され
る。ステップ１０９で前回の走査露光の方向を今回の走
査露光の方向としているので、前回（ｍ−１層目）の露
光時の走査方向と今回（ｍ層目）の露光時の走査方向と
を一致させて走査露光が行われる。
【００３５】ステップ１１４ 主制御系１００は、ウエハＷ上の全数のショットについ
て露光が終了したか否かを判断する。全数の露光が終了
したと判断された場合は、ステップ１０７に進み、終了
していないと判断された場合はステップ１１３に戻っ
て、露光処理を続行する。
【００３６】以上のシーケンスでは、アライメントショ
ットを図３のショットＳ５、Ｓ７、Ｓ２０、Ｓ２２とし
たが、アライメントショットはこれに限定されない。例
えば、アライメントショットをショットＳ５、Ｓ７、Ｓ
１０、Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ２０、Ｓ２２とし
て、ショットＳ５とＳ１２のアライメントマーク位置の
平均値（Ｍｘの平均値、Ｍｙの平均値）、ショットＳ７
とＳ１０のアライメントマーク位置の平均値）、ショッ
トＳ１５とＳ２２のアライメントマーク位置の平均値、
ショットＳ１７とＳ２０のアライメントマーク位置の平
均値の計４つ（ｘ、ｙ方向各々４つ）のアライメントマ
ーク位置情報に基づいて、ショット配列座標を計算する
ようにしてもよい。
【００３７】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。本実施例はＥＧＡ方式でアライメントを行うとき、
露光された時の走査方向（＋ｙ方向と−ｙ方向）別に、
ショット配列座標を管理するものである。すなわち、＋
ｙ方向に走査露光されたショット配列座標と−ｙ方向に
走査露光されたショット配列座標とを別々に計算し、そ
れぞれのショット配列座標に基づいて露光を行うもので
ある。装置構成は図１の装置と同様なので説明は省略す
る。 本実施例におけるＥＧＡ方式のグローバルアライ
メントのアライメントショットの選択方法について図
３、図５を参照して説明する。
【００３８】図５は、図３に示すようにステップアンド
スキャン方式でウエハＷ上に露光された１ｓｔショット
の配置を示している。本実施例でもスキャン方向はｙ軸
であり、図５においても、ショット列Ｎ1 、Ｎ３、Ｎ５
は、−ｙ方向に走査露光されたショット列を示し、ショ
ット列Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６は＋ｙ方向に走査露光されたシ
ョット列を示している。
【００３９】図５において、アライメントショットＡは
＋ｙ方向に走査露光されたショット列から選択された２
つのショット（ショットＳ５、Ｓ７）を示しており、サ
ンプルショットＢは−ｙ方向に走査露光されたショット
列から選択された２つのショット（ショットＳ２０、Ｓ
２２）を示している。図５では、アライメントショット
Ａに設けられたアライメントマーク（Ｍｘ５、Ｍｙ５、
Ｍｘ７、Ｍｙ７）の位置をアライメントセンサ１６で計
測した結果、ショット配列が＋ｙ方向にずれていると認
識され、サンプルショットＢに設けられたアライメント
マーク（Ｍｘ２０、Ｍｙ２０、Ｍｘ２２、Ｍｙ２２）の
位置をアライメントセンサ１６で計測した結果、ショッ
ト配列が−ｙ方向にずれていると認識されている様子を
示している。すなわち、ＥＧＡ計算によって求められた
ショット配列座標はｘ軸が回転した座標系となる( ロー
テーションエラーが存在した座標系となる) 。すなわ
ち、＋ｙ方向に走査露光されたショットと−ｙ方向に走
査露光されたショットとの両方が混在したショットをア
ライメントショットとして選択し、アライメントショッ
トの位置計測を行う。その後ＥＧＡ方式によって、位置
合わせすべきショット配列座標を算出すると、アライメ
ントショット内における＋ｙ方向に走査露光されたショ
ットと−ｙ方向に走査露光されたショットとの混合比に
応じて算出されたショット配列座標の計算に偏りが生
じ、例えばスケーリング、ローテーション、直交度の座
標計算に誤差が生じてしまう。この結果、アライメント
精度が低下する。
【００４０】このように、ローテーションエラー等が存
在したショット配列座標に従って、露光された２ｎｄシ
ョット（２層目のショット）を点線で示す。点線で示さ
れた２ｎｄショットは、ローテーションエラーが存在し
たショット配列座標に沿って露光されるため、ちょうど
サンプルショットＡとＢの４つのショットでは、２ｎｄ
ショット用のマスクのパターンは１ｓｔショットに対し
てアライメント誤差なしで投影されるが、他のショット
については、図５に示すようにアライメント誤差が生じ
ている。
【００４１】図６はこの誤差を考慮した露光方法（本実
施例による露光方法）を示している。この誤差を考慮し
た露光方法とは、以下の露光方法である。＋ｙ方向に走
査露光して形成された１ｓｔショット（Ｎ２、Ｎ４、Ｎ
６）については、アライメントショットＡ（＋ｙ方向に
走査露光されたショットから選択されるアライメントシ
ョット）のアライメントマークの位置情報に基づいて、
ショット配列座標ＸＹ（Ａ）を計算し、−ｙ方向に走査
露光して形成された１ｓｔショット（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ
５）については、アライメントショットＢ（−ｙ方向に
走査露光されたショットから選択されるアライメントシ
ョット）のアライメントマークの位置情報に基づいて、
ショット配列座標ＸＹ（Ｂ）を計算をする。そして、シ
ョット（Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６）は、ショット配列座標ＸＹ
（Ａ）に基づいて、所定の露光開始位置に移動され、各
ショットに２ｎｄショット用の回路パターンの像をステ
ップアンドスキャン方式で重ね合わせ露光する。また、
ショット（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５）は、ショット配列座標Ｘ
Ｙ（Ｂ）に基づいて、所定の露光開始位置に移動され、
各ショットに２ｎｄショット用の回路パターンの像をス
テップアンドスキャン方式で重ね合わせ露光する（２系
統のＥＧＡ方式）。
【００４２】この方法は第１の実施例のＥＧＡ方式のア
ライメントと比較して、ショット配列座標を求める計算
を２回行うが、主制御系１００の計算速度はスループッ
トに影響を及ぼさないほど速いため、実質的に問題な
い。次に本実施例の露光シーケンスについて図４、図７
を参照して説明する。図７は本実施例の露光シーケンス
の特徴部分を示すフローチャートである。
【００４３】本実施例の露光シーケンスは、図４に示す
露光シーケンスのうち、ステップ１１０からステップ１
１４までを、図７に示す露光シーケンスに置き替えたも
のである。そこで、図４の露光シーケンスと同一のとこ
ろの説明は簡略し、図７のシーケンスを中心に説明す
る。
【００４４】第１の実施例で説明したように、図４のス
テップ１０１〜１０５を実行する。ステップ１０５で主
制御系１００がｍ＝１と判断した場合は、ステップ１０
６〜１０８を第１の実施例と同様に実行する。ステップ
１０５でｍ≠１と判断された場合は、ステップ１０９を
実行し、その後図７のステップ２１０に進む。
【００４５】ステップ２１０ 主制御系１００はファイルＰＰＦ（ｍ）のレチクルパラ
メータ群で指定されたアライメントマーク配置（マーク
形状）、アライメントパラメータ群（指定されたアライ
メントセンサ、アライメント方式及びアライメントショ
ット、オフセット等）及びウエハパラメータ群（ショッ
ト配列座標の設計値等）で指定されたパラメータに基づ
いて、ウエハＷ上に形成されたショットのうち、特定の
アライメントショットのアライメントマーク位置をアラ
イメントセンサ１６とウエハ干渉計１１を使って計測す
る。
【００４６】本実施例では、図３に示すようなアライメ
ントマークＭｘ、Ｍｙに関するマーク配置、アライメン
トセンサ１６が指定され、アライメント方式として前述
の２系統のＥＧＡ方式が指定されているものとし、ま
た、このときのアライメントショットは図６のアライメ
ントショットＡ（Ｓ５、Ｓ７、Ｓ１４、Ｓ１８、Ｓ２
４、Ｓ２６）とアライメントショットＢ（Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ９、Ｓ１３、Ｓ２０、Ｓ２２）とが指定されているも
のとする。アライメントセンサ１６は各々のアライメン
トショットに形成されているアライメントマークの位置
を検出する。このときアライメントセンサ１６で計測さ
れたマーク位置がアライメントショットＡに対応するも
のか、アライメントショットＢに対応するものかもメモ
リに記録しておく。あるいはアライメントショットＡに
対応するマーク位置とアライメントショットＢに対応す
るマーク位置とを記憶する領域を別々にしておく。アラ
イメントショットＡのマーク位置計測とアライメントシ
ョットＢのマーク位置計測の順番は、通常最も計測時間
が短くなるようにする。
【００４７】ステップ２１１ 主制御系１００は、指定されたアライメントショットの
全数について、アライメントマークの位置計測が終了し
たか否かを判断する。全数が終了したと判断された場合
は、ステップ２１２に進み、終了していない場合はステ
ップ２１０に戻ってアライメントマークの位置計測を続
行する。
【００４８】ステップ２１２ 主制御系１００は、計測されたアライメントマーク位置
情報に基づいて、露光すべきショット配列座標を計算す
る。本実施例では２系統のＥＧＡ方式が選択されている
ので、主制御系１００は、計測されたアライメントショ
ットＡのアライメントマーク位置、ショット配列座標の
設計値、所定のモデル式とに基づいて、統計的演算手法
を用いて、露光すべきショット配列座標ＸＹ（Ａ）を計
算する。また主制御系１００は、計測されたアライメン
トショットＢのアライメントマーク位置、ショット配列
座標の設計値、所定のモデル式とに基づいて、統計的演
算手法を用いて、露光すべきショット配列座標ＸＹ
（Ｂ）を計算する。
【００４９】ステップ２１３ 主制御系１００はウエハパラメータ群として記録されて
いる走査方向（例えば＋ｙ方向）＆ステップ方向（ｘｙ
方向）に基づいて、露光すべきショットが＋ｙ方向に走
査露光されたショットか、−ｙ方向に走査露光されたシ
ョットかを判断する。＋ｙ方向に走査露光されたショッ
トと判断された場合は、ステップ２１４に進み、−ｙ方
向に走査露光されたショットと判断された場合は、ステ
ップ２１５に進む。
【００５０】ステップ２１４ ステップ２１２で計算されたショット配列座標ＸＹ
（Ａ）とウエハパラメータ群として記録されている走査
方向（＋ｙ方向）＆ステップ方向（ｘｙ方向）、及び露
光条件パラメータ、照明条件パラメータに基づいて、主
制御系１００はウエハステージＷＳＴとレチクルステー
ジＲＳＴを同期して走査させながら、マスクＲ１のパタ
ーンをウエハＷ上に投影する。走査露光とウエハステー
ジＷＳＴのステッピング移動とを繰り返して、所謂ステ
ップアンドスキャン方式でマスクＲ（ｍ）の回路パター
ンの像が各ショットに重ね合わせて露光される。ステッ
プ１０９で前回の走査露光の方向を今回の走査露光の方
向としているので、前回（ｍ−１層目）の露光時の走査
方向と今回（ｍ層目）の露光時の走査方向とを一致させ
て走査露光が行われる。次にステップ２１６に進む。
【００５１】ステップ２１５ ステップ２１２で計算されたショット配列座標ＸＹ
（Ｂ）とウエハパラメータ群として記録されている走査
方向（−ｙ方向）＆ステップ方向（ｘｙ方向）、及び露
光条件パラメータ、照明条件パラメータに基づいて、主
制御系１００はウエハステージＷＳＴとレチクルステー
ジＲＳＴを同期して走査させながら、マスクＲ１のパタ
ーンをウエハＷ上に投影することと、ウエハステージＷ
ＳＴのステッピング移動とを繰り返して、所謂ステップ
アンドスキャン方式でマスクＲ（ｍ）の回路パターンの
像が各ショットに重ね合わせて露光される。すなわち、
前回（ｍ−１層目）の露光時の走査方向と今回（ｍ層
目）の露光時の走査方向とを一致させて走査露光が行わ
れる。次にステップ２１６に進む。
【００５２】ステップ２１６ 主制御系１００は、ウエハＷ上の全数のショットについ
て露光が終了したか否かを判断する。全数の露光が終了
したと判断された場合は、ステップ１０７に進み、終了
していないと判断された場合はステップ１１３に戻っ
て、露光処理を続行する。
【００５３】以上のように本実施例では、露光時に同様
の癖が２回重なることによって、ショット間・ショット
内の重ね合わせ精度が向上するとともに、アライメント
もその代表点（アライメントショット）を＋ｙ方向のシ
ョット（Ａショット）と−ｙ方向のショット（Ｂショッ
ト）とで別々に取るため、＋ｙ方向に走査露光されたシ
ョットと−ｙ方向に走査露光されたショットとでアライ
メント誤差が生じない。
【００５４】もちろん、高度なアライメントとしてショ
ット内部の回転、倍率、直交度の計測や補正を行うこと
も考えられるが、これらも全く同様に、＋ｙ方向に走査
露光されたショットと、−ｙ方向に走査露光されたショ
ットとを区別して計測、補正を行うようにすればよい。
この時も、各々のショットについてｍ層の回路パターン
を走査露光ときの走査方向をｍ−１層の回路パターンを
走査露光したときの走査方向に一致させるのは言うまで
もない。
【００５５】また、特に互いに異なる層の回路パターン
を同一の露光装置（スキャン方式の露光装置）を使って
露光する際のアライメントでは、走査露光時の走査方向
の違いによる露光位置の違いが際立って起こり得るが、
ｍ層の露光とｍ−１層の露光とを別々の露光装置で行う
場合においても、メカニカルな癖( 例えばステージ位置
による重心移動等) は共通な癖として存在する。このた
め、それが保存されるようにｍ層とｍ−１層で走査露光
の走査方向を同一とすることはアライメント精度の向上
につながる。またアライメントショットＡとアライメン
トショットＢとの間でアライメント精度に差が生じない
ように、アライメントショットＡとＢの数は同数とする
のが望ましい。また、ショットによってはアライメント
エラーが生じる場合がある。このときは、代替ショット
として、近接する他のショットのマーク位置を計測すれ
ばよいが、代替ショットは走査露光の方向が同一のショ
ット( 例えばアライメントショットＳ５に対して、図３
のＮ２列内の別のショット) を選択する。
【００５６】さらに、ショット内の誤差を考えても、シ
ョットの回転の癖やショットの倍率、直交度等もこの露
光方法によって最適化されるため、トータルのアライメ
ント精度が向上する。もちろんショット内に多数のアラ
イメントマークがあり、それらの情報を用いてショット
間のアライメントに関するパラメータを計算する場合で
も、この発明は有効である。
【００５７】また、装置の癖が変わらないとき（ｍ層の
露光とｍ−１層の露光を同一号機で行うとき）は、Ａシ
ョットのみ計測し、ショット配列座標Ａのみを計算し
て、前回の走査露光の方向に合わせて、ショット配列座
標Ａに基づいて＋ｙ方向のショットも−ｙ方向のショッ
トも露光するようにしてもよい。以上の第１、第２の実
施例ではｍ層を露光するためのファイルＰＰＦ（ｍ）の
走査方向＆ステップ方向に関するパラメータは、ｍ−１
層を露光したファイルＰＰＦ（ｍ−１）の走査方向＆ス
テップ方向に関するパラメータを流用（複写）して行う
こととしたがこれに限定されるものではない。例えば、
ｍ−１層の露光を行った時の＋ｙ方向に走査露光された
ショット及び走査方向と−ｙ方向に走査露光されたショ
ット及び走査方向とを、この２種類を識別可能な状態
で、主制御系１００よりも上位のホストコンプュータに
ウエハＷの識別番号（ＩＤ番号）と一緒に記憶させてお
くようにしてもよい。ｍ層を露光を行うときは、ホスト
コンピュータから、読みだした各々のショットについて
の走査露光の方向に関する情報に基づいて、第１の実施
例もしくは第２の実施例で説明したアライメント、露光
シーケンスを実行することによって、ｍ層の回路パター
ンを走査露光するときの走査方向をｍ−１層の回路パタ
ーンを走査露光したときの走査方向に一致させるように
してよい。このように、ホストコンピュータから各ショ
ットの走査露光の方向に関する情報を得るようにすれ
ば、ｍ層の露光を行う露光装置とｍ−１層の露光を行う
露光装置とが異なる場合でも、ｍ層の露光時にｍ−１層
の露光時の走査露光の方向の情報を容易に得ることがで
きる。尚、ｍ層の露光を行う露光装置とｍ−１層の露光
を行う露光装置とが異なる場合、ｍ−１層の露光を行っ
た露光装置から直接ｍ−１層の露光時の走査露光の方向
の情報を得るようにしてもよい。
【００５８】ｍ層の露光時に、ｍ−１層で露光されたシ
ョットの走査露光の方向等の露光履歴を調べ、どのショ
ットがどの方向で露光されたかを、露光装置もしくはホ
ストコンピュータ等が情報として持つには、いろいろな
方法が考えられる。例えば、露光シーケンスを記録した
ファイルをハードディスクに記録し、前層のショット
（２ｎｄショットに対して１ｓｔショット) の露光時の
走査方向をハードディスクから読み出すようにすればよ
い。
【００５９】また、オペレータが欲しい走査方向に関す
るデータが記録されている前ショットファイルの名称を
入力して、このファイルから走査方向に関するデータを
複写するようにしてもよい。また、前述の第１、第２の
実施例ではアライメント方式にＥＧＡ方式が選択されて
いるものとして説明したが、例えば図３のショットＳ３
とショットＳ２２のアライメントマークを検出し、回転
補正のみを行った後、ショット配列座標の設計値に基づ
いて各ショットの位置決めを行うアライメント方式でも
よい。このようなアライメント方式が選択されている場
合でも、各々のショットについてｍ層の回路パターンを
走査露光するときの走査方向をｍ−１層の回路パターン
を走査露光したときの走査方向に一致させるのは言うま
でもない。
【００６０】また、走査方向とステッピング方向とが一
致していない場合には、各々のショットについてｍ層の
回路パターンを走査露光するときの走査方向をｍ−１層
の回路パターンを走査露光したときの走査方向に一致さ
せるとともに、ステッピング方向についてもｍ層の回路
パターンを露光するときのウエハステージＷＳＴのステ
ッピング方向をｍ−１層の回路パターンを露光したとき
のウエハステージＷＳＴのステッピング方向とを一致さ
せるようにすればよい。
【００６１】さらに、露光とウエハステージＷＳＴのス
テッピング移動とを繰り返してウエハＷ上に複数のショ
ットを露光する、所謂ステップアンドリピート方式にお
いても、ｍ層の回路パターンを露光するときのウエハス
テージＷＳＴのステッピング方向をｍ−１層の回路パタ
ーンを露光したときのウエハステージＷＳＴのステッピ
ング方向とを一致させるようにすれば、アライメント精
度が向上する。
【００６２】以上では、連続する２層すなわち、ｍ−１
層に対するｍ層のアライメントを説明したきたが、ｍ層
の走査露光時に走査方向を一致させるのはｍ−１層の走
査方向とは限らない。その時には合わせたいα層（ｍ−
α≧１）の走査方向のデータを用いればよい。例えば図
４のステップ１０９で、各ファイルＰＰＦに合わせたい
α層の情報を記録しておき、この合わせたいα層の走査
方向のデータを複写するようにすればよい。また、オペ
レータが主制御系１００に入力するようにしてもよい
し、主制御系１００がホストコンピュータから自動で合
わせたいα層に関する走査方向の情報を得るようにして
もよい。
【００６３】
【発明の効果】以上のように本実施例では、先行する第
１のマスクパターンで走査露光するときの走査方向と、
後続の第２のマスクパターンで走査露光するときの走査
方向とを一致させたので、アライメント精度が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に好適な露光装置に概略構成を
示す図である。
【図２】露光に使用されるパラメータを記憶したファイ
ルを説明する図である。
【図３】１層目の回路パターンで露光された１ｓｔショ
ットを示す図である。
【図４】第１の実施例の露光シーケンスを説明する図で
ある。
【図５】１ｓｔショットと２ｎｄショットとの重ね合わ
せ状態を示す図である。
【図６】１ｓｔショット露光時の走査方向別にショット
配列座標を計算することを説明する図である。
【図７】第２の実施例の露光シーケンスを説明する図で
ある。
【符号の説明】
Ｒ─マスク ＲＳＴ─マスクステージ ＷＳＴ─ウエハステージ １００─主制御系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 9/00

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１のマスクパターンと感光基板とを同期
    移動して、前記第１のマスクパターンを投影光学系を介
    して前記感光基板上の各被露光領域に順次走査露光する
    走査露光方法において、 前記感光基板上の着目する被露光領域を前記第１のマス
    クパターンで走査露光するときの走査方向を記憶する段
    階と；前記着目する 被露光領域に第２のマスクパターンを重ね
    合わせ露光する際、前記着目する被露光領域と前記第２
    のマスクパターンとを前記記憶された走査方向に走査す
    る段階とを含むことを特徴とする走査露光方法。
  2. 【請求項２】前記投影光学系は前記第１、第２のマスク
    パターンの各々を前記感光基板上に１／Ｍ倍で投影する
    縮小投影光学系であり、前記第１、第２のマスクパター
    ンの走査露光時の移動速度に対して前記感光基板の走査
    露光時の移動速度をほぼ１／Ｍに設定したことを特徴と
    する請求項第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記走査方向は、前記感光基板を保持する
    ステージの移動方向であることを特徴とする請求項１又
    は請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】第１のマスクの回路パターンの像を投影光
    学系を介し、ステップ・アンド・スキャン方式で感光基
    板上に順次露光する走査露光方法において、前記 第１マスクの回路パターンの像を前記感光基板上の
    各ショット領域に走査露光するときの各ショット領域毎
    の走査方向を記憶する段階と； 第２マスクの回路パターンの像を前記感光基板上の各シ
    ョット領域に重ね合わせ露光する際、各ショット領域毎
    の走査方向を前記記憶された走査方向と一致させて走査
    露光する段階とを含むことを特徴とする走査露光方法。
  5. 【請求項５】前記第１マスクの回路パターンの像を前記
    感光基板上の各ショット領域に走査露光するときの各シ
    ョット領域毎の走査方向は、互いに異なる第１と第２の
    ２つの方向に分類して記憶され、 前記第１の方向で走査露光されたショット領域の第１配
    列座標を算出する段階と； 前記第２の方向で走査露光されたショット領域の第２配
    列座標を算出する段階と；前記第１配列座標 に従って、前記第１の方向で走査露光
    されたショット領域に前記第２マスクの回路パターンの
    像を重ね合わせ露光する段階と；前記第２配列座標 に従って、前記第２の方向で走査露光
    されたショット領域に前記第２マスクの回路パターンの
    像を重ね合わせ露光する段階とを含むことを特徴とする
    請求項３記載の走査露光方法。
  6. 【請求項６】マスクの回路パターンの像を投影光学系を
    介し、ステップ・アンド・スキャン方式で感光性の基板
    上に順次露光することにより、前記基板上に回路素子を
    製造する方法において、 （ａ）前記基板上に回路素子の第ｎ-１層用の回路パタ
    ーンを露光するためのｎ-１番目のマスクを用意する段
    階と； （ｂ）前記基板上に形成すべき複数のショット領域の設
    計データに基づいて、前記基板上の複数のショット領域
    の各々に前記ｎ-１番目のマスクの回路パターンの像を
    走査露光するための走査シーケンスを決定する段階と； （ｃ）該決定された走査シーケンスに従って、前記基板
    の表面に形成された感光層上の前記複数のショット領域
    の各々に対応した位置に前記ｎ-１番目のマスクの回路
    パターンの像をステップ・アンド・スキャン方式で露光
    する段階と； （ｄ）前記ｎ−１番目のマスクによって露光された基板
    を化学的又は物理的に処理して前記回路素子の第ｎ−１
    層を形成した後、次の第ｎ層の露光準備のために前記基
    板の表面に感光層を形成する段階と； （ｅ）前記第ｎ層用の回路パターンを露光するためのｎ
    番目のマスクを用意し、前記第ｎ−１層が形成された基
    板上の複数のショット領域の各々を、前記ｎ−１番目の
    マスクによる走査露光時の走査シーケンスと同一の走査
    シーケンスによって前記ｎ番目のマスクの回路パターン
    の像をステップ・アンド・スキャン方式で露光する段階
    とを含むことを特徴とする回路素子製造方法。
  7. 【請求項７】第１の走査露光によって、第１の回路パタ
    ーンを投影光学系を介して感光基板上の被露光領域に順
    次投影する走査露光方法において、 前記第１の走査露光時に、前記第１の回路パターンを前
    記被露光領域に走査露光するときの走査方向を記憶し、 前記被露光領域に第２の回路パターンを走査露光する第
    ２の走査露光時に、該第２の走査露光時の走査方向を前
    記記憶された走査方向に一致させることを特徴とする走
    査露光方法。
  8. 【請求項８】前記第１の回路パターン及び前記第２の回
    路パターンは、異なる層にそれぞれ形成されることを特
    徴とする請求項７に記載の走査露光方法。
  9. 【請求項９】前記第１の走査露光と前記第２の走査露光
    とは、それぞれ異なる露光装置で行われることを特徴と
    する請求項７に記載の走査露光方法。
  10. 【請求項１０】前記第１の走査露光の走査方向と、前記
    第２の走査露光の走査方向とは、互いに平行で、かつ逆
    向きであることを特徴とする請求項７から請求項９のい
    ずれかに記載の走査露光方法。
  11. 【請求項１１】第１のマスクの回路パターンの像を投影
    光学系を介して、ステップ・アンド・スキャン方式で感
    光基板上の複数のショット領域の各々に順次露光する走
    査露光方法において、 前記感光基板上の複数のショット領域の各々に前記第１
    のマスクの回路パターンの像を走査露光するときの走査
    シーケンスを決定し、 該決定された走査シーケンスに従って、前記複数のショ
    ット領域の各々に前記第１のマスクの回路パターンの像
    を走査露光し、 前記１のマスクの回路パターンの像を走査露光するとき
    の走査方向と同じ走査方向となるように、前記第１のマ
    スクの回路パターンによる走査露光時の走査シーケンス
    と同一の走査シーケンスによって、前記第１のマスクの
    回路パターンの像が走査露光された前記複数のショット
    領域の各々に第２のマスクの回路パターンの像を走査露
    光することを特徴とする走査露光方法。
  12. 【請求項１２】前記第１のマスクの回路パターンの像が
    走査露光された前記複数のショット領域のうち、第１の
    走査方向に沿って走査露光されたショット領域に設けら
    れる少なくとも２つのアライメントマークの位置を検出
    し、該検出結果に基づいて、前記第１の走査方向で走査
    露光されたショット領域の第１配列座標を算出し、 前記第１のマスクの回路パターンの像が走査露光された
    前記複数のショット領域のうち、前記第１の走査方向と
    は異なる第２の走査方向に沿って走査露光されたショッ
    ト領域に設けられる少なくとも２つのアライメントマー
    クの位置を検出し、該検出結果に基づいて、前記第２の
    走査方向で走査露光されたショット領域の第２配列座標
    を算出し、 前記第１配列座標に従って、前記第１の走査方向で走査
    露光されたショット領域に、前記第２のマスクの回路パ
    ターンを重ね合せ露光し、 前記第２配列座標に従って、前記第２の走査方向で走査
    露光されたショット領域に前記第２のマスクの回路パタ
    ーンを重ね合せ露光することを特徴とする請求項１１に
    記載の走査露光方法。
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