JPH0950951A - リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 感光基板の周縁部を指定された露光幅で周縁
露光する周縁露光装置と、その感光基板の周縁エッジか
らの寸法が判るようなスケールパターンを感光基板上に
露光するパターン露光装置との両方によって露光された
感光基板を現像し、現像によって基板上に出現したスケ
ールパターンのレジスト像を読み取ることによって周縁
露光装置の露光幅の精度（オフセット量）を検定する。 【効果】 極めて簡単な操作により周縁露光装置による
感光基板上の露光幅を容易に確認することができ、ノギ
スや物差し等の道具を使わなくても露光幅（除去幅）を
正確に知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子、液晶表
示素子等の製造工程におけるリソグラフィ方法、及びリ
ソグラフィ装置に関するものであり、特に半導体ウェハ
やガラスプレート等の表面に感応層を形成した感応基板
の周縁部を所定の幅で一様に露光する周縁露光処理工程
を含むリソグラフィ方法と、その方法に使用される装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のリソグラフィ工程で使われる感
光基板の周縁露光装置として、従来より種々の方式のも
のが提案され、製品化されてきた。このような周縁露光
装置は、感光基板（円形のウェハ、矩形のプレート）の
周縁部に塗布されたフォトレジスト層を現像時に一様に
除去する目的で使われる。このように感光基板の周縁部
のレジスト層を除去するのは、現像後の感光基板を基板
キャリア内に収納したとき、またはその基板を化学的に
処理するプロセス装置に搬送しているときに、基板周縁
端（エッジ）が様々な部材と接触してレジスト層の一部
が剥がれ、そのレジスト粉が異物として基板の表面や裏
面に付着するのを防止するためである。

【０００３】そのような周縁露光装置を、マスクの回路
パターンをウェハ上に投影露光するパターン露光装置の
ウェハプリアライメント部に設けた方式が、（１）特開
昭５８−１３９１４４号公報に開示されている。この公
報に示された装置では、ウェハのオリエンテーション・
フラット（オリフラ）を一定の方向に配向するためにウ
ェハプリアライメント部に設けられたウェハ回転テーブ
ルとウェハの周縁部に向けて露光光を照射する光ファイ
バーとを使って、ウェハの周縁露光を行っている。

【０００４】また、ウェハの周縁露光時の露光幅を全周
縁で一定に制御するためのトラッキング機構を設けた周
縁露光装置が、（２）特開平１−１３２１２４号公報、
（３）特開平２−１１１４号公報、（４）特開平２−５
６９２４号公報、（５）特開平４−７２６１４号公報に
開示されている。これらの公報のうち公報（２）、
（３）に示された装置では、ウェハを回転させつつウェ
ハ周縁端の径方向の位置を周縁検出用の光源と光電セン
サーとで検出し、その検出結果に基づいて露光幅が一定
になるように周縁露光用の光ファイバーの射出端の位置
をウェハの径方向にサーボ制御している。

【０００５】また、上記の公報（４）に示された装置で
は、ウェハ周縁端の径方向の位置を検出するための光源
を周縁露光用の光ファイバーで兼用させ、周縁露光のた
めの露光光でウェハを露光しつつ、その露光光のうちウ
ェハ周縁端で遮光されなかった光を光電検出することで
ウェハ周縁端の位置を検出し、その検出結果に基づいて
光ファイバーの射出端の位置をウェハの径方向にサーボ
制御している。

【０００６】さらに上記の公報（５）に示された装置で
は、ウェハの回転中に周縁露光用の光ファイバーから非
露光波長の光束をウェハ周縁端に照射し、その非露光光
のうちウェハ周縁端で遮光されなかった光の光電検出信
号に応答して光ファイバーの射出端の位置をサーボ制御
するダミートラッキング機構が設けられている。そし
て、光ファイバーから露光光を射出して本露光を行うと
きは、ダミートラッキング時に記憶した光ファイバーの
射出端の位置情報が再現されるように光ファイバーの射
出端をサーボ制御している。

【０００７】以上のように、ウェハを回転させながら光
ファイバーからの露光光で周縁部を照射する周縁露光方
法の他に、ウェハの外形寸法よりも若干小さい円形の遮
光マスクをウェハの上に重ね、その遮光マスクの上から
露光光を一様に照射してウェハ周縁部を所定の幅で露光
する方法も（６）ＵＳＰ４，５１８，６７８として知ら
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の各種の周縁露光
方式のうち、露光幅を比較的精度よく制御でき、かつ操
作性がよいのはトラッキング方式である。一般にトラッ
キング方式では、光ファイバーの射出端をウェハ周縁部
の表面から数mm以下に接近させ、光ファイバーからの光
（露光光、非露光光）のうち感光基板のエッジで遮光さ
れなかった光を受光する光電センサーも感光基板の裏面
に接近させて配置される。

【０００９】これによって光電センサーからの光電信号
のレベルは、光ファイバーからの光によって照射される
基板周縁部の露光幅に対応したものになるが、一般的に
光ファイバーの射出端の開口数（ＮＡ）は大きいために
射出端からの光の発散角も大きくなり、感光基板と光フ
ァイバー射出端との間隔変化で露光幅に誤差が生じるこ
とになる。

【００１０】また、光ファイバーからの露光光の強度分
布は感光基板上で必ずしも均一ではなく、特にレジスト
層上で周縁露光された部分と未露光部分との境界部、す
なわち現像時に残膜する基板周縁部のレジスト層のエッ
ジ部を規定する露光光の周辺部の強度分布には傾きがあ
る。このため、そのような強度分布が改善されない限
り、多かれ少なかれ感光基板と光ファイバー射出端との
間隔変化による露光幅（除去幅）の誤差が発生し得る。

【００１１】さらに感光基板と光ファイバー射出端との
間隔変化によって、光電センサーからの光電信号のレベ
ルも変化するので、オペレータによって指定される露光
幅に対して定常的なトラッキング誤差（オフセット）も
発生することになる。そこで、これらの誤差による露光
幅（除去幅）の精度劣化を確認するために、テスト露光
と現像とを行って実際の露光幅（除去幅）を目視観察す
ることが必要となる。

【００１２】ところが、周縁露光されて除去されたレジ
スト層の幅を正確に測るとなると、現像された感光基板
にノギスや物差しを当てなければならず、オペレータの
作業性が悪いといった問題があり、その計測にもオペレ
ータによる個人差が多く、必ずしも安定していないとい
った問題もある。さらに、周縁露光装置のトラッキング
精度等が十分に高く、露光幅の制御が例えば０．２〜
０．５mm程度の分解能で可能であったとしても、その程
度の誤差をノギスや物差しを当てて計測する作業が極め
て面倒であることは云うまでもない。

【００１３】そこで本発明は、周縁露光時の露光幅の精
度を簡単に確認できるようにしたリソグラフィ方法を提
供することを目的とする。さらに本発明は、周縁露光さ
れた基板上のレジスト層の除去幅を目視でも容易に検定
できる新規なリソグラフィ方法を提供することを目的と
する。さらに本発明は、周縁露光装置による周縁露光幅
の精度確認が正確に行えるとともに、その確認した精度
から周縁露光装置の制御上のオフセットを正確に補正す
るリソグラフィ方法を提供することを目的とする。

【００１４】さらに本発明は、パターン露光用の露光装
置と周縁露光用の周縁露光装置との間で感光基板を相互
に搬送する搬送機構を設け、パターン露光装置では感光
基板の周縁部にスケールパターンを露光し、周縁露光装
置ではそのスケールパターン露光像が一部残存するよう
に感光基板の周縁部を一様の幅で露光するように自動処
理するリソグラフィ装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の方法は、
半導体ウェハやガラスプレート等の基板上に塗布された
レジスト層に回路パターンの像を露光するアライナー、
ステッパー等の第１露光装置と、その基板の周縁領域の
レジスト層を指定された目標幅で一様に周縁露光する第
２露光装置とを使うことを前提とし、それらの露光装置
によって露光処理された基板を現像して基板上に回路パ
ターンのレジスト像（食刻像）を出現させるとともに、
基板の周縁領域のレジスト層を目標幅に応じて一様に除
去するリソグラフィ方法に適用される。

【００１６】そして本発明の方法では、レジスト層が形
成された感光基板（Ｗ）を第１露光装置（ＥＸＢ）に装
着し、感光基板上で実寸を表すようなスケールパターン
の像（ＰＴCX、ＰＴCY、ＰＴS1〜ＰＴS4）を感光基板の
周縁端からの寸法が表わされるように感光基板の周縁領
域のレジスト層に露光する第１露光段階（ステップ５１
８）と、感光基板を例えば第１露光装置のプリアライメ
ント部１２８に設けられた第２露光装置（周縁露光装
置）に装着し、感光基板の周縁領域のレジスト層に露光
されるべきスケールパターンの像の少なくとも一部が残
存するような目標幅で感光基板を周縁露光する第２露光
段階（ステップ５１０）との両方が順不同に実施され
る。

【００１７】さらに本発明の方法では、その第１露光段
階と第２露光段階とを経て現像された感光基板の周縁領
域から除去されたレジスト層の除去幅をスケールパター
ンのレジスト像から読み取り、除去幅と指定された目標
幅との誤差（ΔＤ1 、ΔＤ2）を検定する段階と、その
検定された誤差に応じて除去幅が修正されるように第２
露光装置（周縁露光装置）を補正する段階とを実施する
ようにした。

【００１８】また本発明の装置は、所定のパターンが形
成されたマスク（デバイスレチクルＲ）に対して感光基
板を２次元移動させる基板移動部（ステージＷＳＴ）を
有し、そのパターンの影像を感光基板上の所定領域に露
光するためのパターン露光装置（ＥＸＢ）と、感光基板
の周縁部を指定された目標幅で一様に露光するための周
縁露光装置と、パターン露光装置または周縁露光装置に
感光基板を投入するための搬送装置（搬送系１２２、ロ
ード・アンロード機構１３０）とを備えたリソグラフィ
装置に適用される。

【００１９】そして本発明の装置では、感光基板上で実
寸を表すようなスケールパターン（ＰＴCX、ＰＴCY、Ｐ
ＴS1〜ＰＴS4）が形成されたマスク（テストレチクルＴ
Ｒ，ＴＲ’）をパターン露光装置に装着し、感光基板の
周縁部にそのスケールパターンの影像が周縁露光時の目
標幅の方向に沿って露光されるように、パターン露光装
置を制御する第１の制御手段（ミニコン２０２、ユニッ
トＣＰＵ５３等）と、感光基板の周縁部に露光されるべ
きスケールパターンの影像の少なくとも一部が残存する
ような目標幅で感光基板が周縁露光されるように、周縁
露光装置を制御する第２の制御手段（ミニコン２０２、
ユニットＣＰＵ３０等）とを設ける。

【００２０】さらに本発明の装置では、１枚の感光基板
が第１の制御手段の制御下でのスケールパターンの露光
処理と第２の制御手段の制御下での周縁露光処理とを受
けるように、搬送装置の搬送シーケンスを制御する第３
の制御手段（ミニコン２０２、制御ボード２１０等）を
設けるようにした。以上のように構成される本発明によ
れば、周縁露光によって除去されるレジスト層の幅を直
読できるようなスケールパターンを感光基板の周縁部に
露光しておくので、現像後の感光基板上に残存したレジ
スト層に形成されるスケールパターンの目盛りを直読す
るだけで正確な露光幅（除去幅）を極めて簡単に知るこ
とができる。このため周縁露光装置の露光幅の制御精度
を容易に確認して正確にキャリブレーションすることが
可能となる。

【００２１】またそのスケールパターンをレチクル（マ
スク）に形成しておき、それを可変照明視野絞り（可変
ブラインド）付きの照明系を備えた露光装置に装着して
感光基板を露光するようにすれば、同様のスケールパタ
ーンを可変ブラインドの開口エッジの設定精度の確認用
のテスト露光に兼用することも可能となる。さらに本発
明で使用されるパターン露光装置は、水銀ランプやレー
ザ光源等からの紫外線（波長１８０〜４４０ｎｍ程度）
を露光光とするステップアンドリピート方式、ステップ
アンドスキャン方式、等倍投影方式、あるいはプロキシ
ミティ方式の各種光学式露光装置が一般的であるが、そ
の他に露光エネルギーをＸ線や電子線、荷電粒子線にし
た露光装置であってもよい。

【００２２】特にパターン描画データに基づいてビーム
スポットや可変形状ビームを偏向する方式の露光装置で
は、周縁露光時の露光幅を確認するためのスケールパタ
ーンの描画データを予め用意しておき、感応基板上の周
縁部に位置合わせして描画ビームを偏向させれば、スケ
ールパターンが映像として転写される。さらにそれらの
スケールパターンには、感光基板上で実寸を表すような
目盛りの読み値を表記した数文字を形成しておき、現像
後のスケール読み取りを容易にすることができる。その
読み取りは、パターン露光装置に設けられている各種ア
ライメント系の観察機能を利用して行えるが、全く別の
顕微鏡等で行ってもよい。また本発明の方法で使用され
る周縁露光装置とパターン露光装置は、一体に構成され
たもの、夫々が独立に構成されたもののいずれであって
もよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明が適用されるフォト
リソグラフィ装置の全体的な構成を示し、このリソグラ
フィ装置は、原画パターンを半導体ウェハ等の感光基板
上に縮小投影する露光装置本体部ＥＸＢと、その本体部
ＥＸＢの各種電気的な制御系を集約した制御ラック部Ｃ
ＲＢとで構成される。

【００２４】図１のように、コラム構造体１００上に構
築された本体部ＥＸＢは防振機構１０２を介して床面に
設置される。コラム構造体１００の上方には、回路パタ
ーン等の原版となるレチクルＲを均一な露光光で照明す
るための照明系１０４が設けられる。照明系１０４に
は、多数の光学素子（レンズやミラー）以外に、水銀ラ
ンプ等の光源やシャッター等を収納するランプハウス部
１０６と、レチクルＲに対する露光光の照明条件を切り
換えるための切り換え部１０８とが含まれる。

【００２５】そして露光光で照明されたレチクルＲのパ
ターン像は、コラム構造体１００の中央部に配置された
両側テレセントリックの投影レンズＰＬを介してウェハ
ステージＷＳＴ上のウェハＷに投影される。そのレチク
ルＲは、本体部ＥＸＢの前面側に設けられたレチクルラ
イブラリー１１０からレチクル搬送系１１４によって投
影レンズＰＬの上方のレチクルステージ（不図示）へ搬
送される。

【００２６】レチクルライブラリー１１０には、個々に
レチクルを収納した複数個のレチクルケースが着脱可能
に装填される。そしてレチクル搬送系１１４は、指定さ
れた１枚のレチクルＲを対応したレチクルケースから取
り出し、所定の搬送路を経由してレチクルステージ上に
搬送する。そしてレチクルライブラリー１１０とレチク
ルステージとの間の搬送路の一部には、露光に使うべき
レチクルの高速交換のために、複数枚（例えば２〜６
枚）のレチクルを裸のまま一時的に保管するレチクルキ
ャッシュ部１１８が設けられる。またレチクルライブラ
リー１１０の下方には、ペリクルを装着したレチクルの
ペリクル面に付着した異物の存在等を検査するためのペ
リクル検査部１１２が設けられ、レチクルライブラリー
１１０の奥には、レチクルＲのパターン面やガラス面に
付着した異物の存在等を検査するためのレチクル検査部
１１６も設けられている。

【００２７】一方、ウェハステージＷＳＴ上に載置すべ
きウェハＷは、清浄な定温気体で満たされたポッド１２
４、１２６内に収納されたウェハキャリアからウェハ搬
送系１２２（搬送路は外気からほぼ遮断され清浄な気体
で満たされている）によって取り出され、プリアライメ
ント部１２８を介して搬送される。プリアライメント部
１２８は、ポッド１２４又は１２６から送られてきたウ
ェハＷのフラット（ＯＦ）やノッチを所定の角度方向に
合せるとともに、並進方向（Ｘ、Ｙ方向）の位置ずれを
計測する事前整合機能を有している。

【００２８】またプリアライメント部１２８はウェハの
フラットやノッチを所定の角度方向に合せるために３６
０゜以上回転するターンテーブルを備えている。さらに
プリアライメント部１２８には、そのターンテーブルと
協同してウェハＷの周縁部を一定幅（例えば１〜５mm程
度）で一様に露光し、ウェハ現像後に周縁部のみのレジ
スト層を除去するための周縁露光装置が設けられてい
る。この周縁露光装置は、詳細には図２に示すように構
成されるが、それについては後で説明する。

【００２９】さてプリアライメント部１２８で事前整合
され、シーケンスによっては周縁露光されたウェハＷ
は、ロード・アンロード機構１３０によってウェハステ
ージＷＳＴ上に搬送される。そしてウェハステージＷＳ
Ｔ上でパターン露光されたウェハＷは、ロード・アンロ
ード機構１３０によってプリアライメント部１２８の上
方空間を通ってウェハ搬送系１２２側のアームに受け渡
され、さらにポッド１２４又は１２６内のウェハキャリ
アに戻される。

【００３０】尚、レチクルＲを使ったパターン露光処理
が終わった後で周縁露光処理を行う場合、ウェハステー
ジＷＳＴから取り出されたウェハＷはプリアライメント
部１２８で事前整合され、周縁露光時に使われるターン
テーブルの回転中心に対してウェハＷの幾何学的な中心
を所定の位置誤差内（例えば±数mm）に位置合わせす
る。この位置合わせは、周縁露光処理をパターン露光処
理の前に実施する場合にも同様に行われる。

【００３１】ところで、レチクルＲのパターンをウェハ
Ｗ上に精密に位置合わせして転写するために、この種の
ウェハステージＷＳＴにはレーザ干渉計１２０が設けら
れ、ウェハステージＷＳＴ（間接的にはウェハＷ）の２
次元的な座標位置が逐次計測される。そしてウェハステ
ージＷＳＴには、レーザ干渉計１２０の計測値に基づい
てステージＷＳＴをＸＹ方向に移動する複数の駆動モー
タが設けられ、これらの駆動モータはＣＰＵを含むステ
ージ制御ユニットにより各シーケンスに応じた最適な条
件で制御される。

【００３２】また、ウェハＷ上の露光すべき領域を精密
に投影レンズＰＬの投影視野内の所定位置に配置するた
めの各種アライメント系ＲＡＳ、ＴＲＡＳ、ＴＬＡＳが
設けられている。アライメント系ＲＡＳは、レチクルス
テージ上のレチクルＲの周辺に形成されたレチクルアラ
イメント用のマークを光電検出することによって、レチ
クルＲの矩形状のパターン領域の中心点を投影レンズＰ
Ｌの光軸とほぼ一致するようにアライメントする。

【００３３】アライメント系ＴＲＡＳは、レチクルＲの
パターン領域の外周に形成されたダイ・バイ・ダイ（Ｄ
／Ｄ）アライメント用のマークと、ウェハＷ上の対応し
たショット領域に形成されたＤ／Ｄアライメント用のマ
ークとを投影レンズＰＬを介して同時に光電検出し、レ
チクルＲのパターン領域とウェハＷ上の対応したショッ
ト領域とを直接的に精密に重ね合せるために使われる。

【００３４】アライメント系ＴＬＡＳは、レチクルＲの
下側から投影レンズＰＬの投影視野内の周辺部を介して
ウェハＷ上のＴＴＬアライメント用のマークを光電検出
し、レーザ干渉計１２０と協同してＴＴＬマークのウェ
ハ座標系内での座標位置を検出する。それによって投影
レンズＰＬの投影視野またはレチクルＲのパターン領域
の投影像に対してウェハＷ上のショット領域がアライメ
ントされる。

【００３５】また図１では示されていないが、ウェハＷ
上のＴＴＲ用マークまたはＴＴＬ用マークを投影レンズ
ＰＬの近傍に配置された対物レンズを介して光学的に拡
大し、その拡大像をテレビカメラ（ＣＣＤ）で撮像して
目視観察する機能と、ＣＣＤからの画像信号をデジタル
処理することによってマーク位置を検出する機能とを備
えたオフ・アクシス方式のアライメント系ＯＦＡＳも設
けられている。

【００３６】さらにそれらのアライメント系ＲＡＳ、Ｔ
ＲＡＳ、ＴＬＡＳ、ＯＦＡＳは、いずれもウェハステー
ジＷＳＴ上に固定されたフィデューシャル板上の対応し
た基準マークを検出することができる。この基準マーク
は、各アライメント系の自動キャリブレーション、各ア
ライメント系の検出中心とレチクルＲのパターン領域中
心の投影点との間のベースライン量の確認のために使わ
れる。

【００３７】以上の装置本体部ＥＸＢ内の各種機能ユニ
ット（レチクル搬送ユニット１１４、ウェハ搬送ユニッ
ト１２２、プリアライメント部１２８、各アライメント
系等）を制御する電気制御系は、制御ラック部ＣＲＢの
下部に複数のユニット制御ボード（ＣＰＵ、半導体メモ
リ、各種のアナログ処理回路とロジック回路等を含む）
２１０として収納される。その複数のユニット制御ボー
ド２１０は、ハード磁気ディスクを外部記憶デバイスと
して有するミニコンピュータ２０２によって統括的に制
御される。

【００３８】制御ラック部ＣＲＢの最上段の電源部２０
０は、主に各ユニット制御ボード２１０へ直流定電圧を
供給する。さらにミニコンピュータ２０２は、オペレー
タとのマン・マシーン・インターフェースのためのカラ
ーＣＲＴまたはカラー液晶のディスプレイ２０４と、キ
ーボード部、各種切り換えスイッチ、調整つまみ、ジョ
イスティク等を一体化したオペレーション・パネル・デ
ィスク（ＯＰＤ）２０６とを制御する。

【００３９】そのＯＰＤ２０６には、レーザ干渉計１２
０で計測されるウェハステージＷＳＴの座標位置、環境
大気圧、環境温度、投影レンズ温度、及び各部の空調温
度をリアルタイムに赤色でデジタル表示する数値表示部
２０８も設けられている。さらにＯＰＤ２０６は、オペ
レータが立った状態で操作し易いような高さで制御ラッ
ク部ＣＲＢの正面から突出して配置され、必要のないと
きはラック部ＣＲＢ内にスライド収納可能に設けられて
いる。

【００４０】またディスプレイ２０４は、装置本体部Ｅ
ＸＢの各種制御ユニットを操作するためのプログラムで
使用される多数のコマンドやパラメータの内容、各種計
測データや条件、装置状態、エラーやトラブルの発生状
況とその回復指示等を表示する。さらにディスプレイ２
０４は、各種アライメント系に内蔵されたテレビカメラ
で撮像されるウェハ表面の一部（例えば０．１〜２mm
角）の画像を表示する機能も備えている。

【００４１】以上の制御ラック部ＣＲＢと装置本体部Ｅ
ＸＢとは、電源供給、電気系の各種信号のやり取り、真
空や圧搾空気の供給、及び冷却媒体の供給等のためのケ
ーブル類１４０によって接続されている。図２はウェハ
プリアライメント部１２８に設けられる周縁露光装置の
ユニット構成を示すブロック図である。ウェハＷがプリ
アライメント部１２８に搬送されてくると、ウェハＷは
ターンテーブル１０上に中心を合せて吸着される。ター
ンテーブル１０はモータ１１によって回転され、その回
転速度はタコジェネレータ１２によって検出される。サ
ーボ回路１３は、アンプ１４を介してタコジェネレータ
１２から出力される速度信号と、Ｄ／Ａ変換器１６から
供給される目標値信号との偏差をほぼ零にするようにモ
ータ１１を駆動する。これによりウェハＷはＤ／Ａ変換
器１６からの目標値信号に対応した角速度で回転され
る。

【００４２】一方、ウェハＷの周縁部を露光する機構
は、露光光をウェハ感光面側の周縁部に導く光ファイバ
ー２１の射出端と、その射出端からの露光光のうちウェ
ハエッジで遮光されずにウェハ裏面側に進む光を受光す
る光電素子２２とを一体的に保持するスライダー２０
と、このスライダー２０をウェハＷの径方向に直線移動
させるためのモータ２３とで構成される。

【００４３】そのスライダー２０の位置は、光電素子２
２の光電信号を増幅するアンプ２４、目標値信号を出力
するＤ／Ａ変換器２５、及びその目標値信号とアンプ２
４からの出力信号との偏差をほぼ零にするようにモータ
２３を駆動するサーボ回路２６によって制御される。ユ
ニットＣＰＵ３０は、Ｄ／Ａ変換器１６にターンテーブ
ル１０の回転速度を指示するデジタル値を出力するとと
もに、Ｄ／Ａ変換器２５にウェハ周縁の露光幅（ウェハ
エッジからの径方向の寸法）を指示するようなデジタル
値を出力する。これらのデジタル値を適当に設定するこ
とによって、ウェハＷの全周縁部が１〜６mm程度の範囲
内の一定の露光幅でトラッキング露光される。またユニ
ットＣＰＵ３０は、ここでは図１の制御ラック部ＣＲＢ
のユニット制御ボード２１０に設けられ、周縁露光に関
する具体的なシーケンスを統括的に制御する。

【００４４】そして少なくとも周縁露光幅と露光量に関
する情報は、図１に示したＯＰＤ２０６のキーボード部
からオペレータによってミニコンピュータ２０２へ入力
され、その後適当なタイミングでバスＳｂｓを介してユ
ニットＣＰＵ３０に設定される。このうち露光幅につい
ては、例えば３．５mm、５．５mmのように０．５mm単位
で指定されるものとする。その最小単位は、周縁露光装
置のスライダー２０のトラッキング性能に応じて決まる
ものであり、装置調整が適正になされていれば、オペレ
ータの指定した露光幅と実際に露光、除去されるレジス
ト層の幅との誤差はその最小単位程度に抑えられるが、
装置調整が適正でないと当然のことながらその誤差は増
大することになる。

【００４５】ところで、図１に示した露光装置本体部Ｅ
ＸＢの照明系１０４の一部は、具体的には図３のように
構成される。光源からの露光光はシャッター４０を介し
てレンズ系４１に入射し、ここでコリメートされてオプ
チカル・インテグレータ（フライアイレンズ）４２に入
射する。このインテグレータ４２の射出側には複数の２
次光源像が面となって形成され、そこには露光光の照明
条件の切り換え部１０８の主要部を成す空間フィルター
４３が交換可能に配置される。この空間フィルター４３
は、２次光源像の実効的な面形状を円形、輪帯、あるい
は２個又は４個の分離した扇形に整形するための遮光板
で構成される。

【００４６】さて、空間フィルター４３で整形された２
次光源像からの露光光は、集光レンズ４４によって可変
照明視野絞りとしての可変ブラインド４５上で均一な照
度分布にされる。この可変ブラインド４５はレチクルＲ
上での照明領域を規定するための矩形開口を有し、その
矩形開口を透過した露光光がレンズ系４６、ミラー４
７、及びコンデンサーレンズ４８を介してレチクルＲ上
の矩形状のパターン領域Ｐｒを均一に照明する。すなわ
ちレンズ系４６とコンデンサーレンズ４８との合成系に
よって、可変ブラインド４５の矩形開口像がレチクルＲ
のパターン領域Ｐｒの外形に合うように２〜３倍に拡大
して結像される。

【００４７】以上の構成において、シャッター４０の開
閉はシャッター駆動部５０によって制御され、切り換え
部１０８の空間フィルター４３の切り換えは駆動部５１
によって制御され、そして可変ブラインド４５の矩形開
口を規定する４辺の直線エッジの夫々の位置ＸＬ、Ｘ
Ｒ、ＹＵ、ＹＤは駆動部５２によって設定される。そし
てこれらの駆動部５０、５１、５２の動作とタイミング
は、制御ラック部ＣＲＢのユニット制御ボード２１０内
に設けられたユニットＣＰＵ５３によって統括的に制御
され、このユニットＣＰＵ５３はバスＳｂｓを介して図
１に示したミニコンピュータ２０２と接続される。

【００４８】ここで可変ブラインド４５の４辺のエッジ
位置ＸＬ、ＸＲ、ＹＵ、ＹＤの値は、ＯＰＤ２０６のキ
ーボード部からオペレータによってミニコンピュータ２
０２に入力される。その値は、ここではレチクルＲの中
心、すなわち投影レンズＰＬ（又は照明光学系）の光軸
ＡＸからの距離として設定され、その最小設定単位は一
例としてレチクル上で０．１mmである。

【００４９】図４は、可変ブラインド４５の矩形開口Ａ
ＰＦを規定する４辺のエッジの各影像の位置関係をレチ
クル上で表したものであり、ウェハステージＷＳＴの２
次元移動と一致した直交座標ＸＹのＹ軸と平行な２つの
エッジのうち、左側のエッジは位置ＸＬで設定され、右
側のエッジは位置ＸＲで設定される。さらに直交座標Ｘ
ＹのＸ軸と平行な２つのエッジのうち、上側のエッジは
位置ＹＵで設定され、下側のエッジは位置ＹＤで設定さ
れる。

【００５０】ところで、通常のデバイス用レチクルＲの
パターン領域は最低でも１mm程度の幅の遮光帯で囲まれ
ているため、可変ブラインド４５の矩形開口の各エッジ
のレチクル上での影像はその遮光帯の幅内に投射されな
ければならない。そこで本実施例では、可変ブラインド
４５の開口エッジの設定位置精度を確認するために使わ
れるテストレチクルＴＲが図１に示した露光装置本体部
ＥＸＢのレチクルライブラリ１１０内に装着される。こ
のテストレチクルＴＲはレチクルアライメント系ＲＡＳ
によって投影レンズＰＬの光軸ＡＸに対して位置決めさ
れ、通常のデバイスレチクルＲと同様の露光シーケンス
によってウェハＷ上にテストパターンが投影露光される
ように照明系１０４により照明される。

【００５１】図５は、そのテストレチクルＴＲのパター
ン配置の一例を示す平面図であり、Ｘ方向の両側にはレ
チクルアライメント系ＲＡＳによって検出されるレチク
ルアライメントマークＲＭ1 、ＲＭ2 が矩形状パターン
領域を囲む遮光帯ＬＳＢの外側に形成される。その矩形
状パターン領域のＸＹ方向のサイズは、投影レンズＰＬ
の円形の投影視野の直径とほぼ等しいか、または若干小
さめに定められ、所定幅の遮光帯ＬＳＢによって矩形状
に囲まれている。

【００５２】そして矩形状パターン領域内の所定の位置
には、クロム層をエッチングしてパターニングした複数
のスケールパターンが形成されている。このスケールパ
ターン自体は周りを透明にした中にクロム層の遮光部と
して形成されるが、逆にクロム層の遮光部中に透明部と
して形成してもよい。そのスケールパターンは、レチク
ル中心（投影レンズＰＬの光軸ＡＸ）で直交するように
Ｘ方向に延びたスケールＰＴCXとＹ方向に延びたスケー
ルＰＴCY、及び矩形状パターン領域内の各コーナー近傍
でＸＹ方向に延びたスケールＰＴXnm、ＰＴYnm（ｎ＝
１，２，３，４；ｍ＝１，２）で構成される。各スケー
ルＰＴCX、ＰＴCY、ＰＴXnm、ＰＴYnmには、夫々のスケ
ールが延びた方向の寸法を表す目盛りと、その寸法を視
覚的に読み取るための数文字ＬＢとが形成されている。

【００５３】ここで各スケールの目盛りは、ウェハＷ上
に投影露光されたときに実寸（ミリ単位、インチ単位）
を表すように設定されている。さらに目盛りに付設され
た数文字ＬＢは、可変ブラインド４５の開口エッジの設
定位置ＸＬ、ＸＲ、ＹＵ、ＹＤに対応して、レチクル中
心からの距離を表すように表記される。以上に説明した
リソグラフィ装置における１つの特徴は、露光装置本体
部ＥＸＢの可変ブラインドの位置設定精度を確認するた
めに使うテストレチクルＴＲを、ウェハの周縁露光幅の
精度確認のために兼用して使うことにある。このような
周縁露光幅の精度確認のためのテスト露光タスクプログ
ラムは、図１の制御ラック部ＣＲＢ内のミニコンピュー
タ２０２に接続されたハードディスクメモリに記憶され
ている。従ってオペレータは、ＯＰＤ２０６の操作でリ
ソグラフィ装置のユーティリティ・ソフトウェアのリス
トをディスプレイ２０４に表示させ、その中からテスト
露光タスクを選んで実行させる。

【００５４】そこで、以下にそのテスト露光タスクの動
作を説明するが、ここでは可変ブラインドの設定精度確
認だけのためのテスト露光モード１、周縁露光幅の精度
確認だけのためのテスト露光モード２、及びテスト露光
モード１、２の両方を実行するテスト露光モード３のい
ずれか１つのモードを任意に指定できるようになってい
る。そのため、以下の動作例では代表してモード３のみ
を説明する。

【００５５】図６はテスト露光モード３の概略的なフロ
ーチャートを示し、モード３が開始されると、ミニコン
ピュータ（以下、ミニコンとする）２０２はステップ５
００において、可変ブラインドの位置精度確認のために
露光されるウェハＷ上の複数のショット座標位置、露光
量、ブラインドのエッジ位置（ＸＬ、ＸＲ、ＹＵ、Ｙ
Ｄ）等の各種パラメータの設定を受け付けるショットマ
ップ作成を実行する。オペレータはディスプレイ２０４
を確認しつつＯＰＤ２０６のキーボード部からそれらの
パラメータを順次対話型式で設定していく。

【００５６】次のステップ５０２でミニコン２０２は周
縁露光に必要な露光幅、露光量、周縁上の露光位置等に
関する各種パラメータの設定を受け付ける状態になる。
そこで、オペレータはディスプレイ２０４を確認しつつ
ＯＰＤ２０６のキーボード部からそれらのパラメータを
順次対話型式で入力していく。次のステップ５０４でミ
ニコン２０２は、テストレチクルＴＲがライブラリ１１
０から取り出され、必要に応じて検査ユニット１１２、
１１６で異物検査され、その後投影レンズＰＬの上方の
レチクルステージ上に搬送されるように各制御ユニット
に指令を出力する。そしてレチクルステージ上に載置さ
れたテストレチクルＴＲは、アライメント系ＲＡＳによ
ってマークＲＭ1 、ＲＭ2 が所定位置にくるように位置
決め（レチクルアライメント）される。

【００５７】次にミニコン２０２は、ステップ５０６で
１枚のウェハＷをウェハ搬送系１２２によりプリアライ
メント部１２８まで搬送させ、そこでターンテーブル１
０の回転中心とウェハＷの幾何学的な中心とが一致する
ようにウェハＷをプリアライメントしてターンテーブル
１０上に吸着させる。このプリアライメント部１２８で
は、ウェハＷのオリフラ、あるいはノッチが所定方向に
向くようにウェハＷが回転位置決めされる。その位置決
めされるべき回転位置はターンテーブル１０に設けられ
た不図示のロータリエンコーダによって検出され、ユニ
ットＣＰＵ３０内に記憶される。

【００５８】さて、周縁露光を行う場合、１枚のウェハ
に対して周縁露光を先行するか、レチクルのパターン露
光を先行するかを予め選択しておくことができる。ミニ
コン２０２は、その指定された選択に従ってステップ５
０８の判断を実行する。ここで周縁露光を先行させるこ
とが設定されていると、ステップ５１０でミニコン２０
２はプリアライメント部１２８にあるウェハＷの周縁露
光を先のステップ５０２で設定されたパラメータに従っ
て実行する。

【００５９】これによって、ウェハＷの周縁部は一例と
して図７のように４つの周縁領域ＥＥ1 、ＥＥ2 、ＥＥ
3 、ＥＥ4 に分けて露光される。図７においてウェハＷ
の中心を原点として座標系ＸＹを設定し、そのＸ軸を直
線的なオリフラＯＦと平行にしたとき、周縁領域ＥＥ1
はオリフラＯＦと対向した円弧部分でＹ軸を横切るよう
な範囲に設定され、周縁領域ＥＥ2 とＥＥ3 は互いに対
向した円弧部分でＸ軸を横切るような範囲に設定され、
そして周縁領域ＥＥ4 はオリフラＯＦとその両側に続く
円弧部分に設定される。

【００６０】また４つの周縁領域ＥＥ1 、ＥＥ2 、ＥＥ
3 、ＥＥ4 の夫々の露光幅Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ4 は、
ここでは互いに異なる値に設定されている。尚、図７の
ように全周縁領域のうちの一部を未露光にするために
は、図２に示した光ファイバー２１に入射する露光光を
シャッター等で一時的に遮断すればよく、そのような制
御も設定された周縁露光位置のパラメータに従ってユニ
ツトＣＰＵ３０により実行される。

【００６１】以上のようにして周縁露光が終了すると、
ミニコン２０２は図６中のステップ５１２において周縁
露光を先行実施したか否かを判断する。ここで、周縁露
光の先行実施が設定されていると、ミニコン２０２はス
テップ５１４でウェハＷをプリアライメント部１２８か
らロード・アンロード機構１３０によってウェハステー
ジＷＳＴ上に搬送するように制御ユニット（制御ボード
２１０）に指令を出力する。これによってウェハＷはス
テージＷＳＴのホルダー上に±３０μｍ程度の精度で位
置決めされて真空吸着される。

【００６２】さらに、ステップ５１４でミニコン２０２
はウェハの外形位置を検出するためのシーケンスを実行
する。このシーケンスはウェハステージＷＳＴ上のマー
ク（ウェハ上のマーク、又はフィデューシャル板上の基
準マーク）を検出可能なアライメント系のうち、観察倍
率が比較的小さく目視観察が可能なレチクルアライメン
ト系ＲＡＳ、ＴＴＬアライメント系ＴＬＡＳ、あるいは
オフ・アクシス方式のアライメント系ＯＦＡＳのいずれ
か１つを使って実行される。

【００６３】またこのシーケンスはそれらアライメント
系を使って自動的に行うこともできるが、ここではオフ
・アクシス方式のアライメント系ＯＦＡＳを用いてオペ
レータのアシストを伴って実行されるものとする。その
ためにミニコン２０２は、ウェハＷの周縁端の３〜５ヶ
所がアライメント系ＯＦＡＳの検出視野内に順次位置す
るようにステージＷＳＴを位置決めするための指令を制
御ボード２１０に出力する。そのアライメント系ＯＦＡ
Ｓで検出されるウェハ周縁端は、オリフラＯＦ上の互い
に離れた２ヶ所、図７中でＸ軸と交差する円弧部の２ヶ
所、及びＹ軸と交差する円弧部の１ヶ所である。

【００６４】こうして各周縁端がアライメント系ＯＦＡ
Ｓの検出視野内に配置されると、オペレータはディスプ
レイ２０４に映し出された周縁端の映像を見ながら、そ
の周縁端が画面の中央にＸ方向、あるいはＹ方向に正確
に位置決めされるように、ＯＰＤ２０６のジョイスティ
クを操作してステージＷＳＴを微動させ、位置決めされ
たステージＷＳＴの座標位置を干渉計１２０から読み取
ってミニコン２０２（又はステージ制御用のユニットＣ
ＰＵ）に順次記憶させる。

【００６５】その後ミニコン２０２はステップ５１６に
おいて、記憶された各周縁端のＸ方向、Ｙ方向の座標位
置に基づいて先のステップ５００で作成されたショット
マップを必要に応じて修正するとともに、テストレチク
ルＴＲの特定のスケールパターンがウェハＷの所定の周
縁に露光されるようなステージＷＳＴの座標位置が決定
される。本実施例では、先のステップ５１４でアライメ
ント系ＯＦＡＳで検出された５ヶ所の周縁部の各々に、
その周縁端と直交した方向にスケールパターンが露光さ
れるように設定される。

【００６６】次にステップ５１８でミニコン２０２は、
可変ブラインドの設定精度確認用に指定されたウェハＷ
上の複数のショット位置に、順次テストレチクルＴＲの
スケールパターンが先のステップ５００で設定された条
件で露光されるような指令を出力する。これによってウ
ェハＷ上には、例えば図８のようなショット領域Ｓａ、
Ｓｂの潜像が形成される。

【００６７】図８においてショット領域Ｓａは、可変ブ
ラインド４５の各開口エッジを図５に示したテストレチ
クルＴＲの遮光帯ＬＳＢの若干内側に設定して露光され
たものであり、ショット領域Ｓｂは可変ブラインド４５
の各開口エッジをショット領域Ｓａの場合よりも所定量
だけ内側に設定して露光されたものである。さらにミニ
コン２０２は、図９に示したようにテストレチクルＴＲ
の中心が先のステップ５１６で決定された５ヶ所の周縁
端の位置の夫々に順次位置決めされるようにステージＷ
ＳＴを移動させては露光することを指令する。

【００６８】このとき、可変ブラインド４５の開口エッ
ジの位置ＸＬ、ＸＲ、ＹＵ、ＹＤは周縁露光幅Ｄ1〜Ｄ4
のうち最大の値よりも十分大きな値になるように設定
される。ここで重要なことは、図５に示したスケールパ
ターンＰＴCX、ＰＴCYを周縁露光幅の精度確認に使用す
るので、スケールＰＴCX、ＰＴCYの交点の投影点Ｃｔを
各周縁端と必要な精度で位置合わせしておくことであ
る。

【００６９】以上によりウェハＷ上には、可変ブライン
ドの設定精度確認用の複数のショット領域と周縁露光幅
の精度確認用のスケールパターンとが互いに重なり合わ
ないように形成されるとともに、ウェハＷの周縁部も図
７のような状態で一様に露光される。その後ミニコン２
０２は、ステップ５２０においてそのウェハＷが先行周
縁露光か否かを判断し、先行周縁露光のものであればス
テップ５２２でウェハＷのアンロードを実行する。これ
によって、ステージＷＳＴ上のウェハＷはロード・アン
ロード機構１３０、ウェハ搬送系１２２を介して指定さ
れたウェハキャリアまで戻される。以上により、テスト
露光モード３の先行周縁露光の場合の一連のシーケンス
が完了する。

【００７０】一方、周縁露光をパターン露光の後に行う
後行周縁露光の場合は、先のステップ５０８の直後にス
テップ５１４〜５１８のテストレチクルＴＲの露光が実
行され、ステップ５２０で後行周縁露光と判断されてミ
ニコン２０２はステップ５２４を実行する。このステッ
プ５２４では、ステージＷＳＴ上のパターン露光済みの
ウェハＷをロード・アンロード機構１３０によってプリ
アライメント部１２８まで戻し、ステップ５０６と同様
にターンテーブル１０上にウェハＷをセンタリングして
吸着する。

【００７１】その後、ステップ５１０でウェハの周縁露
光が行われ、ステップ５１２で後行周縁露光と判断され
てステップ５２２が実行されて、テスト露光モード３の
後行周縁露光の場合の一連のシーケンスが完了する。以
上のテスト露光モード３で露光されたウェハＷは現像装
置によって現像され、検査工程に廻される。この検査工
程では、オペレータが別の観察装置（光学顕微鏡等）に
よってウェハ表面のレジスト像を観察し、転写された各
部のスケールパターンの目盛りの残像が読み取られる。
あるいは、現像されたウェハＷを再び露光装置本体ＥＸ
ＢのステージＷＳＴ上にプリアライメントした状態で載
置し、転写された各部のスケールパターンの目盛りの残
像をアライメント系ＯＦＡＳ等で観察するようにしても
よい。

【００７２】図１０は、ウェハ周縁部に形成されたスケ
ールパターンの目盛りのレジスト像の一例を示したもの
であり、図１０（Ａ）は図７に示されたウェハＷの円弧
領域ＥＥ1 にＹ軸と一致して形成されたスケールＰＴCY
のレジスト像を表し、図１０（Ｂ）は図７に示されたウ
ェハＷの円弧領域ＥＥ2 にＸ軸と一致して形成されたス
ケールＰＴCXのレジスト像を表したものである。

【００７３】この図１０（Ａ）、（Ｂ）においてウェハ
Ｗの各周縁端の位置ＰS1、ＰS2はそれぞれスケールＰＴ
CY、ＰＴCXの原点に一致し、周縁露光後の現像で除去さ
れたレジスト層のエッジＲｅｇと各周縁端との間隔、す
なわち実際の露光幅は領域ＥＥ1 についてはＤ1 ＋ΔＤ
1 となり、領域ＥＥ2 についてはＤ2 ＋ΔＤ2 となる。
ここでΔＤ1 、ΔＤ2 は周縁露光装置によるトラッキン
グ特性に起因した誤差分である。

【００７４】そこでオペレータは、各スケールＰＴCY、
ＰＴCXのレジスト像からレジストエッジＲｅｇに対応し
た目盛り値を読み取る。その目盛り値は、それぞれ実露
光幅Ｄ1 ＋ΔＤ1 とＤ2 ＋ΔＤ2 を表すことになる。こ
こで、領域ＥＥ1 に対する露光幅Ｄ1 の設定値を４mmと
したとき、スケールＰＴCYから読み取った実露光幅が
４．３mmであったとすると、誤差分ΔＤ1 は０．３mmで
あり、トラッキングオフセットΔＤ1 ／Ｄ1 は７．５％
になる。

【００７５】また領域ＥＥ2 に対する露光幅Ｄ2 の設定
値を５mmとしたとき、スケールＰＴCXから読み取った実
露光幅が５．４mmであったとすると、誤差分ΔＤ2 は
０．４mmであり、トラッキングオフセットΔＤ2 ／Ｄ2
は８．０％になる。同様の作業を他の領域ＥＥ3 、ＥＥ
4 についても行い、誤差分とトラッキングオフセットと
を求め、それらの平均値を計算して定常的なトラッキン
グオフセットを決定する。これによってオペレータが指
定した露光幅と実際の露光幅との間の誤差分を補正する
ための補正値が決定され、オペレータはＯＰＤ２０６の
キーボード部を介してその補正値をミニコン２０２に登
録する。

【００７６】これによってミニコン２０２は、以後周縁
露光の露光幅がオペレータによって設定されると、その
露光幅を補正値分だけ修正した値を真の目標露光幅とし
て、図２のユニットＣＰＵ３０に送る。以上の一連の動
作によって、周縁露光時の露光幅の精度確認とトラッキ
ングサーボ時の定常誤差のキャリブレーションとが終了
する。もちろん図８のように露光されたショット領域Ｓ
ａ、Ｓｂのレジスト像を観察して、スケールＰＴXnm、
ＰＴYnm等の目盛り、あるいはスケールＰＴCX、ＰＴCY
の目盛りを読み取ることで可変ブラインドの４辺の開口
エッジの設定精度を確認し、必要に応じてミニコン２０
２から可変ブラインド４５を駆動制御するユニットＣＰ
Ｕ５３（図３参照）へ制御誤差分を補正するように指示
する。

【００７７】次に本発明の第２の実施例を図１１、図１
２を参照して説明する。本実施例では、図１１に示すよ
うにレチクル中心を通るスケールＰＴCX、ＰＴCYの他
に、レチクル中心からＸ軸、Ｙ軸の夫々と４５°又は１
３５°の方向に延びたスケールＰＴS1、ＰＴS2、ＰＴS
3、ＰＴS4を形成したテストレチクルＴＲ’が用意され
る。

【００７８】そしてこのテストレチクルＴＲ’を使って
先のステップ５１８でスケールパターンを露光する際、
図１２に示すように、ウェハＷの中心を通って４５°又
は１３５°だけ傾いた線Ｌａ、Ｌｂの各々とウェハＷの
周縁の円弧端との各交点にテストレチクルＴＲ’の中心
点が投影されるようにステージＷＳＴを順次位置合わせ
する。

【００７９】このようにすると、ウェハＷの周縁部上の
ＸＹ方向の露光幅以外に、４５°、１３５°、２２５
°、３１５°の各方向の露光幅も確認することが可能と
なる。従ってウェハ周縁露光時の露光幅の精度確認が、
ほぼウェハの全周に渡ってより詳細に可能となり、トラ
ッキング精度の安定性（周縁位置に応じた精度ムラ）が
把握可能となる。

【００８０】以上、本発明の各実施例ではスケールパタ
ーンはテストレチクルＴＲに形成したが、デバイスレチ
クルＲの矩形状パターン領域の各辺の部分に、その各辺
に沿った方向に延びるように形成してもよい。そして周
縁露光幅を検査するためのテスト露光時には、それらス
ケールパターンを可変ブラインド４５によって選択して
露光すればよい。

【００８１】また本発明の各実施例では、周縁露光幅の
確認を感光基板を現像してから行ったが、現像する前に
レジスト層に形成された潜像を観察することによっても
同様の検査が可能である。しかしながら、潜像のままで
観察した幅と現像によって除去される周縁部のレジスト
層の幅とは、必ずしも一致しないことがあるので、望ま
しくはデバイス製造時と同じ条件で現像した後に検査し
た方がよい。

【００８２】ところで、先の図６に示したシーケンスで
は、ステップ５１４においてウェハの外形エッジ位置を
アライメント系で検出するようにしたが、プリアライメ
ント部１２８での事前整合精度が十分に高いか、または
ウェハステージＷＳＴ上に再プリアライメント機構が設
けられているときは、ステップ５１４を省略することも
できる。

【００８３】ところで近年は、０．３μｍ以下の線幅の
パターンを解像するためにエキシマレーザを光源とする
投影露光装置が実用化され始めている。このエキシマレ
ーザ光源としては、波長２４８ｎｍ代の紫外線を放射す
るＫｒＦエキシマレーザや波長１９３ｎｍ代の紫外線を
放射するＡｒＦエキシマレーザ等が知られている。この
うち特にＡｒＦエキシマレーザを露光光とする投影露光
装置の本格的な実用化は、数年先になるものと考えられ
ている。

【００８４】またＡｒＦエキシマレーザのように、波長
が２００ｎｍ以下の露光光を使う場合、その波長域に十
分な感度分布を有する特殊なレジストが利用される。さ
らに波長２００ｎｍ以下の露光光は、大気中の酸素と反
応してオゾンを発生させたり、その酸素の影響で光路内
の光学素子（ミラーやレンズ等）の表面を劣化させたり
する。そのため、ＡｒＦエキシマレーザを露光光とする
装置では光路のすべてを、窒素、ヘリウム等の不活性ガ
スで置換することが必要と考えられている。

【００８５】そのような背景のもとで、ＡｒＦエキシマ
レーザ露光装置によってパターン露光されるウェハを周
縁露光する場合は、必ずしも従来と同じ構成の周縁露光
装置を利用できるとは限らない。その大きな要因はレジ
ストとそれに関連した周縁露光用光源の問題である。最
も単純に考えれば、投影露光装置のパターン露光用に用
意されたエキシマレーザ光源からのレーザ光の一部また
は全部を周縁露光部に供給すればよい訳であるが、その
ようにするとエキシマレーザ光源のパルス利用率（１枚
のウェハ処理に与えられる総パルス数）を悪化させ、１
回のガス交換でパターン露光と周縁露光との両方の処理
が可能なウェハ枚数が低減するとともに、投影露光装置
自体のスループットの低下を招くことにもなる。

【００８６】そこで１つの現実的な形態としては、投影
露光装置とは別体のスタンドアローンタイプの周縁露光
装置を用意し、この周縁露光装置に対して専用のエキシ
マレーザ光源を設けることである。その場合、そのエキ
シマレーザ光源はパターン露光用の投影露光装置側のエ
キシマレーザ光源とも独立しているため上述の各種問題
は解消される。

【００８７】図１３は、エキシマレーザ光源ＥＸを搭載
したスタンドアローンタイプの周縁露光装置の一例を示
し、ここでは２つの周縁露光ユニットＷＥＸ−ＡとＷＥ
Ｘ−Ｂとが一体化されてベースＢＰ上に設けられてい
る。個々の周縁露光ユニットの構成は、先の図２に示し
たものと同等であるが、光源としてエキシマレーザ光源
ＥＸを使うことに関連した幾つかの変更点がある。

【００８８】その変更点の第１は、エキシマレーザ光源
ＥＸがパルス光源であることに起因して、各周縁露光ユ
ニット内にセットされたウェハＷ１、Ｗ２を回転させる
ためのテーブル１０Ａ、１０Ｂの回転角度位置とエキシ
マレーザ光源ＥＸのパルス発光（トリガー）とを同期さ
せることである。変更点の第２は、エキシマレーザ光源
ＥＸから各ウェハＷ１、Ｗ２に到るレーザ光路のほとん
どを窒素ガスで置換したことである。

【００８９】まずエキシマレーザ光源ＥＸから放射され
るパルスレーザ光は、チューブ８０を通ってビーム整形
光学系８２に入射し、ここでビーム断面の形状が例えば
長方形状に整形されるとともに、ビーム断面内での強度
分布が均一化される。そしてビーム整形光学系８２から
のレーザ光は分配器８３で２つのビームに分けられ、蛇
腹状の遮光筒８４Ａ、８４Ｂを通って各周縁露光ユニッ
トＷＥＸ−Ａ、ＷＥＸ−Ｂの露光ヘッド部２０Ａ、２０
Ｂへ供給される。

【００９０】この露光ヘッド部２０Ａ、２０Ｂには、そ
れぞれウェハの周縁部にレーザ光を照射する対物レンズ
や反射ミラー等の送光部材と、ウェハの周縁エッジを光
学的に検出する光電検出器とが一体的に設けられ、各露
光ヘッド２０Ａ、２０Ｂはトラッキングのために駆動機
構２３Ａ、２３ＢによりウェハＷ１、Ｗ２の直径方向に
移動可能に構成される。そしてウェハＷ１、Ｗ２を吸着
したテーブル１０Ａ、１０Ｂは回転駆動系１２Ａ、１２
Ｂによってほぼ同一の角速度で回転するように制御され
る。

【００９１】また以上の構成で、チューブ８０、ビーム
整形光学系８２、遮光筒８４Ａ、８４Ｂ及び露光ヘッド
部２０Ａ、２０Ｂの各々の内部は全て窒素ガスで充填さ
れており、各ウェハＷ１、Ｗ２上の被露光部分にもパイ
プ８６Ａ、８６Ｂを介して窒素ガスが噴射されている。
以上の構成において、分配器８３内には２つの露光ヘッ
ド部２０Ａ、２０Ｂの各々に供給すべきレーザ光の強度
を個別に調整する減光フィルター、露光ヘッド部２０
Ａ、２０Ｂの各々からウェハに達するレーザ光の遮断と
開放を個別に切り換える高速シャッター等が内蔵されて
いる。

【００９２】ここで各露光ヘッド部２０Ａ、２０Ｂから
ウェハの周縁部上に照射されるレーザ光Ｌexの形状が、
図１４のように周方向の幅がＣｐでウェハの直径方向に
延びた長方形であるものとすると、ウェハ周縁部の矢印
ＡＡに沿った速度Ｖｓ（mm／秒）、レーザ光Ｌexのパル
ス発光周期Ｔｐ（秒）、及びレーザ光の相対移動方向の
幅Ｃｐ（mm）との間には所定の条件が存在する。

【００９３】すなわちパルス発光周期Ｔｐを一定値（発
振周波数を一定）にした場合、確実な周縁露光を実現す
る条件として、最低限（Ｃｐ／Ｖｓ）≧Ｔｐを満たして
いる必要がある。この条件から外れると、ウェハの周縁
部のレジスト層に未露光部を生じさせることになる。
尚、ウェハの直径をＲｗ（mm）としてウェハの回転速度
をQ（ｒｐｍ）とすると、Ｖｓ＝Ｑ・π・Ｒｗ／６０で
あるから、先の条件は（６０Ｃｐ／ Ｑ・π・Ｒｗ ）≧
Ｔｐのようになる。

【００９４】さらにウェハ周縁部のレジストに与えられ
る露光量をほぼ均一にするためには、ウェハ周縁部が周
方向にレーザ光Ｌexの幅Ｃｐ分だけ移動する間に予め決
められたＮｐ個（２以上）のパルス発光が必要となる。
その個数Ｎｐは多ければ多いほど均一な周縁露光が達成
できるが、周縁露光の場合はパターン露光の場合と異な
り、単にレジスト層を除去できさえすればよいので数Ｎ
ｐは２〜１０程度に定められる。

【００９５】そこで先の条件を厳密に設定してみると、
ｋを任意の整数として、（６０Ｃｐ／ Ｑ・π・Ｒｗ ）
＝ｋ・Ｎｐ・Ｔｐの関係を所望の精度で満たすように、
回転速度Qや露光幅Ｃｐを調整するのである。もちろん
その際にエキシマレーザ光の１パルス当たりのエネルギ
ー量も勘案して、必要ならば減光フィルターで所定量減
光させることは言うまでもない。

【００９６】ところで、単一のエキシマレーザ光源から
のパルス光を図１３のような２つの周縁露光ユニットＷ
ＥＸ−Ａ、ＷＥＸ−Ｂに振り分けて使う場合、そのパル
ス光の発振は２つの周縁露光ユニットＷＥＸ−Ａ、ＷＥ
Ｘ−Ｂの各々が出力する周縁露光開始要求信号の論理和
（ＯＲ）が成立している間中実行され、各ユニットＷＥ
Ｘ−Ａ、ＷＥＸ−Ｂ毎の露光の開始と終了は分配器８３
内の各高速シャッターで制御される。

【００９７】以上の実施例では、専用のエキシマレーザ
光源を持った周縁露光装置を想定したが、波長２５０nm
以下の紫外線を放射するものであれば、連続光を放射す
る低圧水銀ランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ等が同様に利用で
きる。ただしその場合、ウェハに塗布されたレジストの
感光波長特性に応じた十分な光強度が得られる光源を選
定する必要がある。

【００９８】また図１３の周縁露光装置では２つのユニ
ットＷＥＸ−Ａ、ＷＥＸ−Ｂを一体化して同時に２枚の
ウェハの周縁露光処理を実行することができるので、例
えば２台の投影露光装置の各々と図１３の周縁露光装置
とをインライン化したウェハ搬送システムで接続してお
けば、単位時間当たりのウェハ処理能力（スループッ
ト）を低下させることなく効率の高い半導体素子の生産
が可能となる。

【００９９】さらに図１３のようなスタンドアローンタ
イプの周縁露光装置は、投影露光装置に供給するウェハ
にフォトレジストを塗布したり、露光後のウェハを現像
するコーター・デベロッパー（Ｃ／Ｄ）内に内蔵させて
もよい。

【０１００】

【発明の効果】以上の本発明によれば、周縁露光装置を
使って露光された部分の露光幅の精度を、オペレータが
感光基板に直接触れることなく簡単に確認することがで
きるとともに、確認した精度に応じて周縁露光装置をキ
ャリブレーションすることが可能となる。

【０１０１】またウェハ等の感光基板の周縁端からの露
光幅を比較的正確に検査することができるので、周縁露
光した感光基板上に形成される半導体素子パターン（シ
ョット領域）の配置と周縁露光部の境界線との位置関係
が正確に把握できるので、周縁付近に形成されるショッ
ト領域のうちレジスト除去によって欠けとなるショット
領域を事前に正確に知ることができ、取得可能なチップ
数の収率を容易に管理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフォトリソグラフィー装置の一例
を示す全体図

【図２】図１のフォトリソグラフィー装置に搭載された
周辺露光装置のユニット構成を示すブロック図

【図３】図１のフォトリソグラフィー装置に搭載された
露光装置本体部の照明系の一部構成を示す図

【図４】図３の照明系に配置された可変ブラインドの矩
形開口を規定する４辺のエッジの各影像の位置関係をレ
チクル上に表した図

【図５】本発明に係るテストレチクルＴＲのパターン配
置の一例を示す図

【図６】本発明に係るテスト露光モードの一例を示すフ
ローチャート

【図７】ウエハＷの周縁部に施された周縁露光の一例を
示す図

【図８】図５のテストレチクルによりウエハＷ上に形成
されるパターンの像を示す図

【図９】図５のテストレチクルのパターン像で露光され
るウエハＷ上の位置を示す図

【図１０】ウエハ周縁部に形成されたスケールパターン
のレジスト像の一例を示す図

【図１１】テストレチクルのパターン配置の他の例を示
す図

【図１２】図１１のテストレチクルのパターン像で露光
されるウエハＷ上の位置を示す図

【図１３】エキシマレーザ光源からのレーザ光を使った
周縁露光装置の構成を示す図

【図１４】図１３の装置による照射レーザ光とウエハの
位置関係を示す図

【符合の説明】

ＥＸＢ 露光装置本体部 ＷＳＴ ウエハステージ ＰＬ 投影レンズ Ｗ ウエハ Ｒ レチクル ＴＲ、ＴＲ′ テストレチクル ＰＴCX、ＰＴCY、ＰＴS1〜ＰＴS4 スケールパターン １０ ターンテーブル ２１ ファイバー ２２ 光電素子 ３０、５３ ユニットＣＰＵ １２２ ウエハ搬送系 １２８ プリアライメント部 １３０ ロード・アンロード機構 ２０２ ミニコン ２１０ 制御ボード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上のレジスト層にマスクのパターン
   の影像を露光する第１露光装置と、該基板の周縁領域の
   レジスト層を指定された目標幅で一様に露光する第２露
   光装置とを用いた露光段階と、現像装置を使って前記基
   板上に前記マスクパターンのレジスト像を出現させると
   ともに、前記基板の周縁領域のレジスト層を前記目標幅
   に応じて一様に除去する現像段階とを含むリソグラフィ
   方法において、 前記基板上で実寸を表すスケールパターンが形成された
   マスクを前記第１露光装置に装着し、前記スケールパタ
   ーンの影像を前記基板の周端からの寸法が表わされるよ
   うに前記基板の周縁領域のレジスト層に露光する第１露
   光段階と；前記基板を前記第２露光装置に装着し、前記
   基板の周縁領域のレジスト層に露光されるべき前記スケ
   ールパターンの影像の少なくとも一部が残存するような
   目標幅で前記基板の周縁領域のレジスト層を露光する第
   ２露光段階と；前記第１露光段階と第２露光段階とを経
   て現像された前記基板の周縁領域のレジスト層の除去幅
   を前記スケールパターンのレジスト像から読み取り、該
   除去幅と前記指定された目標幅との誤差を検定する段階
   とを含むことを特徴とするリソグラフィ方法。
2. 【請求項２】 基板表面の感応層に回路パターンの映像
   を露光する第１露光装置と、前記基板の周縁領域の感応
   層を指定された目標幅で一様に周縁露光する第２露光装
   置とによって露光処理された基板を現像することによ
   り、前記基板上に前記回路パターンの食刻像を出現させ
   るとともに、前記基板の周縁領域の感応層を前記目標幅
   に応じて一様に除去するリソグラフィ方法において、 前記基板を前記第１露光装置に装着し、前記基板上で実
   寸を表すようなスケールパターンの映像を前記基板の周
   端からの寸法が表わされるように前記基板の周縁領域の
   感応層に露光する第１露光段階と；前記基板を前記第２
   露光装置に装着し、前記基板の周縁領域の感応層に露光
   されるべき前記スケールパターンの映像の少なくとも一
   部が残存するような目標幅で前記基板を周縁露光する第
   ２露光段階と；前記第１露光段階と第２露光段階とを経
   て現像された前記基板の周縁領域から除去された感応層
   の除去幅を前記スケールパターンの食刻像から読み取
   り、該除去幅と前記指定された目標幅との誤差を検定す
   る段階と；該検定された誤差に応じて前記除去幅が修正
   されるように前記第２露光装置を補正する段階とを含む
   ことを特徴とするリソグラフィ方法。
3. 【請求項３】 所定のパターンが形成されたマスクに対
   して感応基板を２次元移動させる基板移動部を有し、前
   記パターンの影像を前記感応基板上の所定領域に露光す
   るためのパターン露光装置と、前記感応基板の周縁部を
   指定された目標幅で一様に露光するための周縁露光装置
   と、前記パターン露光装置または周縁露光装置に前記感
   応基板を投入するための搬送装置とを備えたリソグラフ
   ィ装置において、 前記感応基板上で実寸を表すようなスケールパターンが
   形成されたマスクを前記パターン露光装置に装着し、前
   記感応基板の周縁部に前記スケールパターンの影像が前
   記周縁露光時の目標幅の方向に沿って露光されるように
   前記パターン露光装置を制御する第１の制御手段と；前
   記感応基板の周縁部に露光されるべき前記スケールパタ
   ーンの影像の少なくとも一部が残存するような目標幅で
   前記感応基板が周縁露光されるように前記周縁露光装置
   を制御する第２の制御手段と；１枚の感応基板が前記パ
   ターン露光装置によるスケールパターンの露光処理と前
   記周縁露光装置による露光処理とを受けるように、前記
   搬送装置の搬送動作を制御する第３の制御手段とを備え
   たことを特徴とするリソグラフィ装置。