JPH08250406A - 半導体ウェハの露光方法 - Google Patents
半導体ウェハの露光方法Info
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- JPH08250406A JPH08250406A JP7080822A JP8082295A JPH08250406A JP H08250406 A JPH08250406 A JP H08250406A JP 7080822 A JP7080822 A JP 7080822A JP 8082295 A JP8082295 A JP 8082295A JP H08250406 A JPH08250406 A JP H08250406A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/70216—Mask projection systems
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子形成の各工程に応じて自動的にフォーカ
スを合わせるべき段差面を特定して最適露光を行うこと
を可能とした半導体ウェハの露光方法を提供する。 【構成】 フォーカスセンサ７及びその出力に基づきフ
ォーカス調整を行う制御駆動部８を持つ縮小投影露光装
置によりレジストが塗布された半導体ウェハ５にパター
ンを転写露光する際に、ウェハ５を固定した状態でその
チップ領域内の固定の複数のオートフォーカス点での平
均高さＡを求め、ウェハ５を走査駆動してそのチップ領
域内の表面高さ情報をサンプリングしてその表面高さ情
報の分布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する
段差面高さＢを抽出し、平均高さＡとフォーカスを合わ
せたい段差面高さＢとの差をオフセット値として、この
オフセット値によりオートフォーカス点を補正してウェ
ハの各チップ領域の露光を行う。
スを合わせるべき段差面を特定して最適露光を行うこと
を可能とした半導体ウェハの露光方法を提供する。 【構成】 フォーカスセンサ７及びその出力に基づきフ
ォーカス調整を行う制御駆動部８を持つ縮小投影露光装
置によりレジストが塗布された半導体ウェハ５にパター
ンを転写露光する際に、ウェハ５を固定した状態でその
チップ領域内の固定の複数のオートフォーカス点での平
均高さＡを求め、ウェハ５を走査駆動してそのチップ領
域内の表面高さ情報をサンプリングしてその表面高さ情
報の分布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する
段差面高さＢを抽出し、平均高さＡとフォーカスを合わ
せたい段差面高さＢとの差をオフセット値として、この
オフセット値によりオートフォーカス点を補正してウェ
ハの各チップ領域の露光を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オートフォーカス機
能を有する縮小投影露光装置による半導体ウェハの露光
方法に関する。
能を有する縮小投影露光装置による半導体ウェハの露光
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細加工の精度は、半
導体ウェハに塗布したレジストの露光現像の精度に依存
している。通常このレジスト露光には、オートフォーカ
ス機能を持つ縮小投影露光装置が用いられる。しかし、
半導体ウェハのチップ領域内に大きな段差がある場合に
は、オートフォーカス機能により設定されるフォーカス
点が必ずしも最適のフォーカス点とは限らない。オート
フォーカス機能は半導体ウェハのチップ領域の予め定め
られた点で自動的にフォーカス調整を行うものであるた
め、実際にチップ領域のフォーカスを合わせたい段差面
とは高さが異なっていることがあるからである。
導体ウェハに塗布したレジストの露光現像の精度に依存
している。通常このレジスト露光には、オートフォーカ
ス機能を持つ縮小投影露光装置が用いられる。しかし、
半導体ウェハのチップ領域内に大きな段差がある場合に
は、オートフォーカス機能により設定されるフォーカス
点が必ずしも最適のフォーカス点とは限らない。オート
フォーカス機能は半導体ウェハのチップ領域の予め定め
られた点で自動的にフォーカス調整を行うものであるた
め、実際にチップ領域のフォーカスを合わせたい段差面
とは高さが異なっていることがあるからである。
【０００３】従来より、露光装置での高精度のフォーカ
ス制御を行う方法がいくつか提案されている。例えば、 露光領域内の中心を含む複数点のフォーカスを計測
し、その計測値の平均値と中心点での計測値の差をオフ
セット値として、このオフセット値で補正したフォーカ
ス位置情報を用いる方法（特開平５−５５１１６）、 半導体ウェハのフォーカスビーム照射位置情報を入力
して、その位置での断面形状を求め、その断面形状とこ
れから得られるフォーカスオフセット入力値に基づいて
オートフォーカス値を演算する方法（特開平５−２７５
３１４）、等がある。
ス制御を行う方法がいくつか提案されている。例えば、 露光領域内の中心を含む複数点のフォーカスを計測
し、その計測値の平均値と中心点での計測値の差をオフ
セット値として、このオフセット値で補正したフォーカ
ス位置情報を用いる方法（特開平５−５５１１６）、 半導体ウェハのフォーカスビーム照射位置情報を入力
して、その位置での断面形状を求め、その断面形状とこ
れから得られるフォーカスオフセット入力値に基づいて
オートフォーカス値を演算する方法（特開平５−２７５
３１４）、等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】の方法は、最終的に
露光領域内の平均的な段差面にフォーカスを合わせるこ
とができるが、露光領域内のある注目する段差面にフォ
ーカスを合わせることは考えられていない。より高精度
の微細加工を行うためには、半導体ウェハ露光プロセス
では、素子形成の各工程に応じてフォーカスを合わせる
べき段差面を特定することが望まれる。
露光領域内の平均的な段差面にフォーカスを合わせるこ
とができるが、露光領域内のある注目する段差面にフォ
ーカスを合わせることは考えられていない。より高精度
の微細加工を行うためには、半導体ウェハ露光プロセス
では、素子形成の各工程に応じてフォーカスを合わせる
べき段差面を特定することが望まれる。
【０００５】の方法は、特定の位置での位置情報入力
によりフォーカス制御を行うものであって、位置情報の
入力を必要とするために操作が大変であり、しかもウェ
ハのある露光領域内で自動的に最適の段差面にフォーカ
スを合わせるということはできない。
によりフォーカス制御を行うものであって、位置情報の
入力を必要とするために操作が大変であり、しかもウェ
ハのある露光領域内で自動的に最適の段差面にフォーカ
スを合わせるということはできない。
【０００６】この発明は、上記した従来技術の問題を解
決するもので、素子形成の各工程に応じて自動的にフォ
ーカスを合わせるべき段差面を特定して最適露光を行う
ことを可能とした半導体ウェハの露光方法を提供するこ
とを目的としている。
決するもので、素子形成の各工程に応じて自動的にフォ
ーカスを合わせるべき段差面を特定して最適露光を行う
ことを可能とした半導体ウェハの露光方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、フォーカス
センサ及びその出力に基づくオートフォーカス調整機構
を持つ縮小投影露光装置によりレジストが塗布された半
導体ウェハにレチクルのパターンを転写露光する方法に
おいて、半導体ウェハをステージに搭載して固定した状
態でそのチップ領域内の固定の複数のオートフォーカス
点の平均高さを求めるステップと、前記半導体ウェハを
走査駆動してそのチップ領域内の表面高さ情報をサンプ
リングするステップと、サンプリングされた表面高さ情
報の分布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する
段差面高さを抽出するステップと、前記平均高さと前記
フォーカスを合わせたい段差面高さとの差をオフセット
値として、このオフセット値によりオートフォーカス点
を補正して前記半導体ウェハの各チップ領域の露光を行
うステップとを有することを特徴としている。
センサ及びその出力に基づくオートフォーカス調整機構
を持つ縮小投影露光装置によりレジストが塗布された半
導体ウェハにレチクルのパターンを転写露光する方法に
おいて、半導体ウェハをステージに搭載して固定した状
態でそのチップ領域内の固定の複数のオートフォーカス
点の平均高さを求めるステップと、前記半導体ウェハを
走査駆動してそのチップ領域内の表面高さ情報をサンプ
リングするステップと、サンプリングされた表面高さ情
報の分布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する
段差面高さを抽出するステップと、前記平均高さと前記
フォーカスを合わせたい段差面高さとの差をオフセット
値として、このオフセット値によりオートフォーカス点
を補正して前記半導体ウェハの各チップ領域の露光を行
うステップとを有することを特徴としている。
【０００８】
【作用】この発明によると、露光すべきチップ領域の表
面高さ情報をサンプリングしてその分布を求め、この分
布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する段差面
高さを抽出する。この段差面高さの抽出は、素子工程に
応じてどのような段差面分布があるか、またこの素子工
程ではどの段差面にフォーカスを合わせるべきかという
ことは予め分かっているから、統計的な解析により行う
ことができる。またオートフォーカス機能により、予め
半導体ウェハのチップ領域内の複数のオートフォーカス
点の平均高さが求められるから、この発明ではこの平均
高さと上に求めた特定の段差面高さ（これも統計的な平
均値である）との差をオフセット値として、オートフォ
ーカス点を補正して露光を行う。従ってこの発明による
と、位置情報入力等を要せず、素子形成の各工程に応じ
て自動的にフォーカスを合わせるべき段差面を特定し
て、その工程での最適露光を行うことが可能となる。
面高さ情報をサンプリングしてその分布を求め、この分
布からフォーカスを合わせたい段差面に対応する段差面
高さを抽出する。この段差面高さの抽出は、素子工程に
応じてどのような段差面分布があるか、またこの素子工
程ではどの段差面にフォーカスを合わせるべきかという
ことは予め分かっているから、統計的な解析により行う
ことができる。またオートフォーカス機能により、予め
半導体ウェハのチップ領域内の複数のオートフォーカス
点の平均高さが求められるから、この発明ではこの平均
高さと上に求めた特定の段差面高さ（これも統計的な平
均値である）との差をオフセット値として、オートフォ
ーカス点を補正して露光を行う。従ってこの発明による
と、位置情報入力等を要せず、素子形成の各工程に応じ
て自動的にフォーカスを合わせるべき段差面を特定し
て、その工程での最適露光を行うことが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に用いる縮小投
影露光装置の概略構成である。照明光源１からの照明光
は、セットされたレチクル２に照射され、その透過像が
縮小投影系３を介してステージ４に搭載されたレジスト
が塗布された半導体ウェハ５に縮小投影される。
説明する。図１は、この発明の一実施例に用いる縮小投
影露光装置の概略構成である。照明光源１からの照明光
は、セットされたレチクル２に照射され、その透過像が
縮小投影系３を介してステージ４に搭載されたレジスト
が塗布された半導体ウェハ５に縮小投影される。
【００１０】オートフォーカス機構は、縮小投影系３の
脇からウェハ５に光ビームを斜め入射させる光源６と、
ウェハ５からの反射光をスリットを介して検出するフォ
ーカスセンサ７と、このフォーカスセンサ７の出力に基
づいてステージ４を上下動させるフォーカス制御駆動部
８とから構成されている。このオートフォーカス機構
は、ウェハ５を上下動させたときにフォーカスセンサ７
に入る光量が変化する事を利用し、入射光強度の最も大
きい位置をフォーカス点とする制御を行う。ステップ制
御駆動部９は、ウェハ５内の多数のチップ領域に順次露
光を行うべく、ステージ４をＸ−Ｙ平面内で走査駆動す
るために用いられる。システム全体を制御するのがメイ
ンＣＰＵ１０である。
脇からウェハ５に光ビームを斜め入射させる光源６と、
ウェハ５からの反射光をスリットを介して検出するフォ
ーカスセンサ７と、このフォーカスセンサ７の出力に基
づいてステージ４を上下動させるフォーカス制御駆動部
８とから構成されている。このオートフォーカス機構
は、ウェハ５を上下動させたときにフォーカスセンサ７
に入る光量が変化する事を利用し、入射光強度の最も大
きい位置をフォーカス点とする制御を行う。ステップ制
御駆動部９は、ウェハ５内の多数のチップ領域に順次露
光を行うべく、ステージ４をＸ−Ｙ平面内で走査駆動す
るために用いられる。システム全体を制御するのがメイ
ンＣＰＵ１０である。
【００１１】この様な露光装置を用いたこの実施例によ
る露光工程を次に説明する。図２は、この実施例の露光
工程の流れである。レジストを塗布した半導体ウェハ及
びその露光に必要なレチクルを装置にセットして露光工
程が始まる（Ｓ１）。先ずステージ４にセットされた半
導体ウェハ５を固定した状態のまま、オートフォーカス
機構を働かせると、半導体ウェハ５の露光すべきチップ
領域内の複数のオートフォーカス点が求められる。
る露光工程を次に説明する。図２は、この実施例の露光
工程の流れである。レジストを塗布した半導体ウェハ及
びその露光に必要なレチクルを装置にセットして露光工
程が始まる（Ｓ１）。先ずステージ４にセットされた半
導体ウェハ５を固定した状態のまま、オートフォーカス
機構を働かせると、半導体ウェハ５の露光すべきチップ
領域内の複数のオートフォーカス点が求められる。
【００１２】即ち、縮小投影系を上からみると図３のよ
うになり、露光フィールド内のチップ領域には自動的
に、例えば５個のオートフォーカス点ＡＦ１〜ＡＦ５が
求められる。これらのオートフォーカススポットＡＦ１
〜ＡＦ５の位置は固定されている。この実施例において
は先ず、メインＣＰＵ１０はフォーカスセンサ７の出力
を取り込んで、上述の５個のオートフォーカス点ＡＦ１
〜ＡＦ５の平均高さＡを算出する（Ｓ２）。
うになり、露光フィールド内のチップ領域には自動的
に、例えば５個のオートフォーカス点ＡＦ１〜ＡＦ５が
求められる。これらのオートフォーカススポットＡＦ１
〜ＡＦ５の位置は固定されている。この実施例において
は先ず、メインＣＰＵ１０はフォーカスセンサ７の出力
を取り込んで、上述の５個のオートフォーカス点ＡＦ１
〜ＡＦ５の平均高さＡを算出する（Ｓ２）。
【００１３】次に外部からの指示に基づいて、ステップ
制御駆動部９によりステージ４を走査駆動することによ
り、フォーカスビームにより露光すべきチップ領域全面
を走査し、そのチップ領域内の表面高さ情報をサンプリ
ングする（Ｓ３）。この高さ情報サンプリングの様子を
図４に示す。フォーカススポットは図３に示したように
例えば５個あるから、図４のデータサンプリングは、Ｙ
方向の２点で、Ｘ方向にチップ領域幅の２倍の範囲を走
査すればよく、これによりチップ領域全面にわたってオ
ートフォーカス点を求めることができる。
制御駆動部９によりステージ４を走査駆動することによ
り、フォーカスビームにより露光すべきチップ領域全面
を走査し、そのチップ領域内の表面高さ情報をサンプリ
ングする（Ｓ３）。この高さ情報サンプリングの様子を
図４に示す。フォーカススポットは図３に示したように
例えば５個あるから、図４のデータサンプリングは、Ｙ
方向の２点で、Ｘ方向にチップ領域幅の２倍の範囲を走
査すればよく、これによりチップ領域全面にわたってオ
ートフォーカス点を求めることができる。
【００１４】次にサンプリングされた高さ情報の分布か
ら、ＣＰＵ１０は統計的な解析処理により、露光するチ
ップ領域のフォーカスを合わせるべき段差面高さＢを抽
出する（Ｓ４）。具体的に、現在行おうとする露光工程
ではどのような段差面分布があるか、またこの工程では
どの段差面にフォーカスを合わせるべきかということは
予め分かっているから、これらの予め分かっている情報
に基づいて、サンプリングされた高さ情報の分布を各段
差面に基づくピークに分割することができ、そのピーク
の一つをフォーカスを合わせるべき段差面高さＢの平均
値として求めることができる。その具体例は後述する。
ら、ＣＰＵ１０は統計的な解析処理により、露光するチ
ップ領域のフォーカスを合わせるべき段差面高さＢを抽
出する（Ｓ４）。具体的に、現在行おうとする露光工程
ではどのような段差面分布があるか、またこの工程では
どの段差面にフォーカスを合わせるべきかということは
予め分かっているから、これらの予め分かっている情報
に基づいて、サンプリングされた高さ情報の分布を各段
差面に基づくピークに分割することができ、そのピーク
の一つをフォーカスを合わせるべき段差面高さＢの平均
値として求めることができる。その具体例は後述する。
【００１５】そしてメインＣＰＵ１０は、先に求められ
た複数のオートフォーカス点の平均高さＡと、実際にフ
ォーカスすべき段差面高さＢとから、Ｂ−Ａをオフセッ
ト値として算出してこれを記憶する（Ｓ５）。ここまで
が露光のための前処理であり、その後外部からの指示に
より、ステップアンドリピートによる実際の露光工程に
入る（Ｓ６）。各チップ領域の露光において、上述のオ
フセット値がフォーカス制御駆動部８に与えられ、これ
によりオートフォーカス点が補正されて露光が行われ
る。
た複数のオートフォーカス点の平均高さＡと、実際にフ
ォーカスすべき段差面高さＢとから、Ｂ−Ａをオフセッ
ト値として算出してこれを記憶する（Ｓ５）。ここまで
が露光のための前処理であり、その後外部からの指示に
より、ステップアンドリピートによる実際の露光工程に
入る（Ｓ６）。各チップ領域の露光において、上述のオ
フセット値がフォーカス制御駆動部８に与えられ、これ
によりオートフォーカス点が補正されて露光が行われ
る。
【００１６】なお上述のオフセット値を求めるのは基本
的に、工程を初めて流れる品種に対して行えばよい。そ
して、以降のロットに対しては、記憶されているオフセ
ット値によりオートフォーカス補正を行う。あるいは、
複数ロット毎に事前にオフセット値を算出する処理を行
うようにしてもよい。また上の説明では、半導体ウェハ
内の一つのチップ領域内でサンプリングを行うようにし
たが、複数チップ領域でサンプリングを行うようにして
もよい。
的に、工程を初めて流れる品種に対して行えばよい。そ
して、以降のロットに対しては、記憶されているオフセ
ット値によりオートフォーカス補正を行う。あるいは、
複数ロット毎に事前にオフセット値を算出する処理を行
うようにしてもよい。また上の説明では、半導体ウェハ
内の一つのチップ領域内でサンプリングを行うようにし
たが、複数チップ領域でサンプリングを行うようにして
もよい。
【００１７】次に、図５及び図６を参照して、より具体
的に、段差面データのサンプリングとオフセット値算出
の方法を素子工程に対応させて説明する。図５（ａ）〜
（ｃ）は、ＭＯＳ集積回路のいくつかの露光工程を示し
ている。図５（ａ）はゲート電極パターニングのための
露光工程であり、シリコン基板１１にＬＯＣＯＳ酸化膜
１２、ゲート酸化膜１３が形成され、この上にゲート電
極となる多結晶シリコン膜１４が堆積されたウェハに、
レジスト１５を塗布した状態である。この段階では、ウ
ェハ内の段差面は、素子形成領域の段差面Ａ１と、フィ
ールド領域の段差面Ｂ１の二つである。
的に、段差面データのサンプリングとオフセット値算出
の方法を素子工程に対応させて説明する。図５（ａ）〜
（ｃ）は、ＭＯＳ集積回路のいくつかの露光工程を示し
ている。図５（ａ）はゲート電極パターニングのための
露光工程であり、シリコン基板１１にＬＯＣＯＳ酸化膜
１２、ゲート酸化膜１３が形成され、この上にゲート電
極となる多結晶シリコン膜１４が堆積されたウェハに、
レジスト１５を塗布した状態である。この段階では、ウ
ェハ内の段差面は、素子形成領域の段差面Ａ１と、フィ
ールド領域の段差面Ｂ１の二つである。
【００１８】この図５（ａ）の露光工程で、チップ領域
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ａ）に
示すような高さ（Ｚ）方向の度数分布が得られる。予め
段差面がＡ１，Ｂ２の二つであることが分かっているか
ら、この分布から各段差面に基づくピークに分割すれ
ば、図６（ａ）の右側のようになる。そして、このゲー
ト電極をパターニングする露光工程ではフォーカスすべ
き段差面はＡ１であるから、統計的な解析によってフォ
ーカスすべき段差面Ａ１の高さ（図６（ａ）に矢印で示
すフォーカス点）を平均値として求めることができる。
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ａ）に
示すような高さ（Ｚ）方向の度数分布が得られる。予め
段差面がＡ１，Ｂ２の二つであることが分かっているか
ら、この分布から各段差面に基づくピークに分割すれ
ば、図６（ａ）の右側のようになる。そして、このゲー
ト電極をパターニングする露光工程ではフォーカスすべ
き段差面はＡ１であるから、統計的な解析によってフォ
ーカスすべき段差面Ａ１の高さ（図６（ａ）に矢印で示
すフォーカス点）を平均値として求めることができる。
【００１９】図５（ｂ）は、ゲート電極及び拡散層に対
する第１層金属配線のコンタクト孔形成のための露光工
程である。即ち多結晶シリコン膜のパターニングにより
ゲート電極１６、配線１７及び拡散層１４が形成され、
この上に層間絶縁膜１８が堆積されたウェハにレジスト
１０を塗布した状態である。このとき表面の段差面分布
は、低い方から、拡散層１４の上部Ａ２、フィールド領
域の配線間内領域上部Ｂ２、ゲート電極１６の上部Ｃ
２、フィールド領域の配線１７の上部Ｄ２である。
する第１層金属配線のコンタクト孔形成のための露光工
程である。即ち多結晶シリコン膜のパターニングにより
ゲート電極１６、配線１７及び拡散層１４が形成され、
この上に層間絶縁膜１８が堆積されたウェハにレジスト
１０を塗布した状態である。このとき表面の段差面分布
は、低い方から、拡散層１４の上部Ａ２、フィールド領
域の配線間内領域上部Ｂ２、ゲート電極１６の上部Ｃ
２、フィールド領域の配線１７の上部Ｄ２である。
【００２０】この図５（ｂ）の露光工程で、チップ領域
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ｂ）に
示すようなＺ方向の度数分布が得られる。これを各段差
面に基づくピークに分割すれば、図６（ｂ）の右側のよ
うになる。このコンタクト孔加工のための露光工程では
フォーカスすべき段差面はＡ２であるから、そのフォー
カス点を求めることができる。
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ｂ）に
示すようなＺ方向の度数分布が得られる。これを各段差
面に基づくピークに分割すれば、図６（ｂ）の右側のよ
うになる。このコンタクト孔加工のための露光工程では
フォーカスすべき段差面はＡ２であるから、そのフォー
カス点を求めることができる。
【００２１】図５（ｃ）は、第１層金属配線を形成した
後の、第２層金属配線と第１層金属配線のコンタクトの
ためのスルーホール形成用の露光工程である。即ち第１
層金属配線２０が形成された後、層間絶縁膜２１が堆積
されたウェハにレジスト２２を塗布した状態である。こ
のときウェハ表面の段差面は、低い方から、配線のない
拡散層１２の上部Ａ３、配線のないフィールド領域上部
Ｂ３、ゲート電極１６の上部Ｃ３、配線２０のある拡散
層１４の上部Ｄ３、配線２０のあるフィールド領域上部
Ｅ３である。
後の、第２層金属配線と第１層金属配線のコンタクトの
ためのスルーホール形成用の露光工程である。即ち第１
層金属配線２０が形成された後、層間絶縁膜２１が堆積
されたウェハにレジスト２２を塗布した状態である。こ
のときウェハ表面の段差面は、低い方から、配線のない
拡散層１２の上部Ａ３、配線のないフィールド領域上部
Ｂ３、ゲート電極１６の上部Ｃ３、配線２０のある拡散
層１４の上部Ｄ３、配線２０のあるフィールド領域上部
Ｅ３である。
【００２２】この図５（ｃ）の露光工程で、チップ領域
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ｃ）に
示すようなＺ方向の度数分布が得られる。これを各段差
面に基づくピークに分割すれば、図６（ｃ）の右側のよ
うになる。このスルーホール加工のための露光工程では
フォーカスすべき段差面は、Ｄ３とＥ３の中間であるか
ら、やはり図６（ｃ）の右側の分布から、Ｄ３とＥ３の
中間位置として最適フォーカス点を求めることができ
る。
内の表面高さ情報をサンプリングすると、図６（ｃ）に
示すようなＺ方向の度数分布が得られる。これを各段差
面に基づくピークに分割すれば、図６（ｃ）の右側のよ
うになる。このスルーホール加工のための露光工程では
フォーカスすべき段差面は、Ｄ３とＥ３の中間であるか
ら、やはり図６（ｃ）の右側の分布から、Ｄ３とＥ３の
中間位置として最適フォーカス点を求めることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、素
子形成の各工程に応じて自動的にフォーカスを合わせる
べきチップ領域内の段差面を特定して、最適フォーカス
条件で露光を行うことができ、集積回路等の高精度の微
細加工を可能とする。
子形成の各工程に応じて自動的にフォーカスを合わせる
べきチップ領域内の段差面を特定して、最適フォーカス
条件で露光を行うことができ、集積回路等の高精度の微
細加工を可能とする。
【図１】 この発明の一実施例による露光装置の構成を
示す。
示す。
【図２】 同実施例の露光工程の制御の流れを示す。
【図３】 同実施例のオートフォーカス機能を示す。
【図４】 同実施例の段差面高さサンプリングの様子を
示す。
示す。
【図５】 同実施例の露光工程を示す。
【図６】 各露光工程での段差面サンプリングデータを
示す。
示す。
１…照明光源、２…レチクル、３…縮小投影系、４…ス
テージ、５…半導体ウェハ、６…オートフォーカス光
源、７…フォーカスセンサ、８…フォーカス制御駆動
部、９…ステップ制御駆動部、１０…メインＣＰＵ。
テージ、５…半導体ウェハ、６…オートフォーカス光
源、７…フォーカスセンサ、８…フォーカス制御駆動
部、９…ステップ制御駆動部、１０…メインＣＰＵ。
Claims (1)
- 【請求項１】 フォーカスセンサ及びその出力に基づく
オートフォーカス調整機構を持つ縮小投影露光装置によ
りレジストが塗布された半導体ウェハにレチクルのパタ
ーンを転写露光する方法において、 半導体ウェハをステージに搭載して固定した状態でその
チップ領域内の固定の複数のオートフォーカス点の平均
高さを求めるステップと、 前記半導体ウェハを走査駆動してそのチップ領域内の表
面高さ情報をサンプリングするステップと、 サンプリングされた表面高さ情報の分布からフォーカス
を合わせたい段差面に対応する段差面高さを抽出するス
テップと、 前記平均高さと前記フォーカスを合わせたい段差面高さ
との差をオフセット値として、このオフセット値により
オートフォーカス点を補正して前記半導体ウェハの各チ
ップ領域の露光を行うステップとを有することを特徴と
する半導体ウェハの露光方法。
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