JPS63211623A - 露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子の製造工程中のフォトリソグラフィ
工程の露光方法に関し、特に半導体ウェハ上に作り込む
回路パターン領域を複数の部分領域に分割し、各部分領
域毎に対応する新たな回路パターン部分を重ね合わせ露
光する方法、所謂画面合成（あるいは画面継ぎ）方式の
露光方法に関する。

（従来の技術） 近年、フォトリソグラフィ工程ではレチクルのパターン
をウェハに露光する装置として縮小（又は等倍）投影型
露光装置が多用されるようになってきた。この種の装置
はレチクルのパターンを投影レンズを介してレジストの
塗布されたウェハ上に露光するものである。ただし１回
の露光で投影できる領域はウェハ全面よりも小さいため
、通常ウェハを一定ピッチづつ歩進（ステッピング）さ
せては露光することを繰り返すステップアンドリピート
方式を採用している。

ところで、このような装置における投影レンズは露光の
ための照明光の波長、投影レンズの開口数（Ｎ、Ａ、）
等によって解像し得る最小線幅が決まってしまう。照明
光の波長は短かければ短かいほど解像力が向上し、開口
数は大きければ大きいほど解像力が向上する。しかし実
用的にはそのいずれにも限度がある。そこで１つの考え
方として、投影露光できる領域を小さくして投影倍率（
縮小率）を大きくすることによって解像力をかせぐ方法
がある。これは大きな投影領域を確保しつつより大きな
Ｎ、Ａ、の投影レンズを設計、製造することが難しいこ
とに起因している。

例えば１／ｌ　Ｏ縮小で投影領域がｌＱｍｍＸ１０鶴、
Ｎ、Ａ、が０．３５の投影レンズによって投影領域の全
面で解像力１μｍが達成できている場合、このレンズを
Ｎ、Ａ、のみを太き（して高解像力にする設計、製造は
極めて難しい。しかし、投影領域を絞って例えば５　＊
＊　Ｘ　５　＊■にしてＮ、Ａ、を大きくすることは比
較的容易に設計、製造できる。

この場合、Ｎ、Ａ、を０．５にすることも可能であり、
こうした投影レンズによれば投影領域内の全面（５＋１
ｍＸ５鶴）で安定してサブミクロンの解像力が得られる
。実験によれば全面で０．８μｍ程度の解像力が得られ
、ベストな条件では０．６μｍにも及ぶ解像力が得られ
ている。もちろん照明波長は従来と同じｇ線（４３６ｎ
ｓ）である、このようにサブミクロンの解像力が安定し
て得られることは、縮小投影露光装置、所謂ステッパー
が生産ラインで本格的に使用され始めた頃には予想もさ
れていなかったことである。

さて、このように高解像力の投影レンズが得られたとし
ても、その小さな投影領域のために、ウェハ上に作り込
む回路パターン（製品としてｌチン１分に相当するパタ
ーン）の大きさに制限が生じてしまう。そこでこの制限
をなくすため画面合成、又は画面継ぎとよばれる手法が
考えられている。第２図（ａ）は画面合成による露光方
法の一例を示す斜視図であり、ここでは４つの回路パタ
ーン部分Ａ’　、Ｂ’　、Ｃ’　、Ｄ’　の夫々が形成
された４枚のレチクルＲ＋　、Ｒｚ　、Ｒ３、Ｒ４を使
うものとする。露光されるウェハＷ上には１つのチップ
として切り出される回路パターン領域（以下チップ領域
とする）ＤＣがスクライブラインを挟んでマトリックス
状に形成されるものとする。

１つのチップ領域ＤＣは第２図（ｂ）に示すように４つ
に分割され、各部分領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの夫々はレチク
ルＲ３〜Ｒ４の各パターン領域Ａ゛Ｂ　ｌ　、ＣＩ　、
ＤＩの夫々と対応している。チップ領域ＤＣ内の領域Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄの夫々は相互に継ぎ部ＣＬで電気的に接続
されるようにバターニングされている。この継ぎ部ＣＬ
は例えばアルミニウムによる配線層を作る場合に形成さ
れる。

さて、第２図（ａ）に示すように、例えばレチクルＲ２
のパターン領域Ｂ゛を投影レンズＰＬの視野内の所定位
置にセットし、ステップアンドリピート方式でウェハＷ
を矢印ｅ２のようにＸ、Ｙ方向に移動させて、各チップ
領域ＤＣ内の領域Ｂに関して順次レチクルＲｚ　　（パ
ターンＢ”）と位置合わせて露光していく。ウェハＷの
全面にパターンＢ゛を露光したら、矢印ｅ１のようにし
てレチ“クルＲ２をＲ３（パターンＣ’　）に交換する
。

そして同様にステップアンドリピート方式によりウェハ
Ｗの各チップ領域ＤＣ内の領域Ｃに関して順次レチクル
Ｒ３（パターンＣ”）と位置合わせして露光を行なう。

以下同様にレチクルＲｔ（パターンＡ゛）、レチクルＲ
４（パターンＤ”）の露光を行ない、１枚のウェハＷに
対する露光工程が終了する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記画面合成（又は画面継ぎ）による露光は従来のステ
ップアンドリピート法の特徴をそのまま応用したもので
あるが、従来と異なるのは、ウェハ上に１回の露光で焼
き付けられるパターン像と、その隣りに１回で焼き付け
られるパターン像とのＸ、Ｙ方向の合わせを極めて厳密
に管理しなければならないことである。それは継ぎ部Ｃ
Ｌにおいて合わせ誤差が生じると、結果的に配線等の断
線といった欠陥が継ぎ部ＣＬ内のすべてで発生すること
になり、そのチップ領域ＤＣを救済することが不可能に
近くなるからである。

そこでレチクルのパターン像とウェハ上の被露光領域と
を正確にアライメント（位置合わせ）するため、従来よ
り知られたアライメント方法のうち、レチクルとウェハ
の各々に形成されたアライメントマークを直接検出して
、その両マークの位置ずれがなくなるようにレチクル又
はウェハの一方を微動させるＴＴＲ（スルーザレチクル
）又はＴＴＬ　（スルーザレンズ）方式のグイ・パイ・
グイ　（以下Ｄ／Ｄと呼ぶ）アライメント法を採用する
ことが考えられる。このＴＴＲ−Ｄ／Ｄアライメント法
とはレチクルの回路パターン領域の周辺（スクライブラ
イン上等）に設けられたマークと、ウェハ上の対応する
領域の周辺（スクライブライン上等）に設けられたマー
クの投影レンズによるレチクル側への逆投影像との重ね
合わせを観察又は自動検出し、所望の重ね合わせ状態が
達成された時点でただちに露光を行なう方式のことであ
る。

この方式の利点はアライメントが達成されたときのレチ
クルとウェハとの相対的な位置そのものが露光位置にな
っている点である。このようなアライメント方式が可能
な露光装置では、上記アライメントのためのアライメン
ト顕微鏡、ないしはアライメント光学系がレチクルの上
方に配置されている。通常その配置はレチクルの回路パ
ターン領域の周辺の２．３ケ所に定められ、２ケ所のも
のにおいてはパターン領域を挟んだその２ケ所を同時に
検出してＴＴＲ−Ｄ／Ｄアライメントを行なうことにな
る。

ところが第２図（ｂ）に示すような画面合成を考えると
、ＴＴＲ−Ｄ／Ｄアライメント方式のためアライメント
マークの配置、又はアライメント光学系の配置に問題が
生じる。すなわち第２図（ａ）のようなレチクルＲ１、
Ｒ２、Ｒ１、Ｒ４において、アライメントマークの配置
できない部分が互いに異なってくることである。例えば
チップ領域ＤＣ中の領域Ａについては図中左辺と下辺と
にマークを設けることはできず、領域Ｃについては図中
右辺と上辺とにマークを設けることはできない。このこ
とはアライメント光学系の配置が予め定められている同
一の露光装置で、パターンＡ′をもつレチクルＲ１とパ
ターンＣ°をもつレチクルＲ２とを共通に使用できない
、すなわちＤ／Ｄアライメントできないことになってし
まう。

そこで従来技術ではないが、本来２つでよいアライメン
ト光学系を複数組各辺に配置して必要に応じて切り替え
て利用することが考えられる。しかしこれではアライメ
ント光学系の数が多くなり過ぎて装置構成、特にアライ
メント光学系の光路の組み方が複雑になり、系としての
安定性が問題になろう。さらにチップ領域ＤＣ内の領域
に応じてマーク配置もちがうので、マーク形成時のマー
クの相対的な位置誤差がそのまま各領域Ａ、Ｂ、Ｃ１Ｄ
の継ぎ精度を左右することになろう。

また継ぎ部ＣＬ内に配線パターンの禁止領域を設定し、
そこにアライメントマークを形成するならば、上記問題
点は解決し得るが、通常その禁止領域はマーク形状によ
るが５０８ｍＸ１００μｍ以上を必要とし、マークの移
し替えを行なうとすれば、さらにその回数倍だけ面積は
増大することになる。このことは継ぎ部ＣＬ、しいては
回路パターン内部の設計に大きな制限を加えることにな
り好ましいことではない。

また従来のように重ね合わせ精度を重視したアライメン
トによる露光シーケンスにおいては、チップ領域ＤＣ内
の領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの各々において、全く独立にアラ
イメント（例えばＴＴＬ・Ｄ／Ｄアライメント）が行な
われるために、継ぎ精度を考慮すると必ずしも最適なア
ライメント及び露光シーケンスとは言えなかった。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明では、そのような画面合成（又は画面継ぎ
）による露光において、基本的にウェハ上の１つの回路
パターン領域（チップ領域）に対する露光については、
そのチップ領域内で分割された複数の領域のうち少なく
とも１つの領域に付随した１つのアライメントマークを
検出し、このマーク位置に基づいてチップ領域内の各分
割領域とそれに対応したレチクル（マスク）パターン部
分の夫々とを位置合わせするようにする。

（作　用） 本発明によれば１つのチップ領域を構成する複数の分割
領域の夫々に対して露光直前にアライメントすることは
必ずしも必要ではなく、それでいて、１つのチップ領域
内で継ぎ合わされるパターン同志は、その継ぎの精度が
どこにおいても事前（露光前）に考慮されるような露光
シーケンスが採用される。これにより、継ぎ精度の向上
した画面合成露光が達成でき、チップの生産歩留りを向
上させることができる。

（実施例） 次に本発明の実施例による露光方法を説明するが、その
前にこの方法を実施するのに好適な投影型露光装置の概
略的な構成を第１図に基づいて説明する。

第１図に示すように、本実施例の装置は例えば第２図（
ａ）と同様の４枚のレチクルＲ，、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を
用いるものとする。第１図においてレチクルＲ，は露光
装置のレチクルステージＲ８に真空吸着され、他のレチ
クルは所定のレチクル収納部（以下ライブラリーと呼ぶ
）に納められている。レチクルの交換はレチクルオート
ローダ部１によって自動的に行なわれる。レチクルステ
ージＲ３はレチクルを保持して水平面内で２次元（回転
も含む）的に微動可能であり、レチクルを装置の基準、
例えば投影レンズＰＬの光軸ＡＸに対して位置決めする
ために使われる。さて投影レンズＰＬの下にはウェハＷ
を載置して２次元的に移動するウェハステージ２が設け
られ、モータ３によって駆動される。このウェハステー
ジ２は後述するアライメントのための微動とステップア
ンドリピート方式の露光の際のステッピング移動とに兼
用して使われる。ウェハステージ２の端部にはレーザ光
波干渉式測長器（以下単に干渉計とする）４からのレー
ザ光束を垂直に反射する移動鏡が設けられ、干渉計４は
ウェハステージ２の位置を計測する。尚、第１図ではモ
ータ３、干渉計４とも１組しか図示していないが、他方
の軸方向のためにさらにもう１組が設けられていること
は言うまでもない。このウェハステージ２の移動自体は
ステージコントローラ５によって制御される。

ステージコントローラ５は干渉計４からの位置情報（現
在位置）と目標位置の情報とに基づいてモータ３を最適
駆動する。

さて、本実施例の装置では４つのアライメント系が設け
られている。１つはレチクルのみを装置に対してアライ
メントするためのレチクルアライメント系１０，１つは
レチクルマークとウェハ上の被露光領域に付随したマー
クとを同時に検出して、レチクルとウェハＷとを直接ア
ライメントするためのＴＴＲアライメント系１２．１つ
はレチクルを介することなく投影レンズＰＬを介してウ
ェハＷ上のマークを検出してウェハＷを装置（特に光軸
ＡＸ）に対してアライメントするためのＴＴＬウェハア
ライメント系１４、そしてもう１つは投影レンズＰＬと
は無関係にウェハＷ上のマークを検出して、ウェハＷを
装置に対してアライメントするためのオフ・アクシス（
Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ）方式のウェハアライメント系１６で
ある。この４つのうち、特に本実施例で利用するのはウ
ェハアライメント系１４．１６及びＴＴＲアライメント
系１２の３つである。

シーケンスコントローラ２０は所定のレチクルが装置に
セットされるようにレチクル交換の指示をレチクルオー
トローダ部１に出力するとともに、モードセレクタ２１
には画面合成上のどの分割領域に関して露光を行なうか
の指示を出力する。モードセレクタ２１はその指示に基
づいて予め定められた複数のアライメントモードのうち
の１つを選択し、そのアライメントモードで必要とする
ウェハＷ上のアライメントマークの設計上の座標位置情
報がアライメントマーク設計座標部（記憶装置）２２か
ら選び出されるような指示を出力する。

またモードセレクタ２１はアライメントデータ取込部２
３にも所定の指示を出力して、どのアライメント系（こ
こでは特にウェハアライメント系１４．１６のいずれか
一方とする）を使ってマーク位置情報（これをアライメ
ントデータとも呼ぶ）を取り込むかを選択する。データ
取込部２３は選ばれたアライメント系からのマーク検出
情報と干渉計４からのウェハＷの位置情報とに基づいて
アライメントデータを作成していく。座標演算部２４は
データ取込部２３で作成されたアライメントデータに基
づいて露光すべきウェハＷ上の分割領域がレチクルのパ
ターン投影像と重なり合うようなウェハステージ２（ウ
ェハＷ）の位置、すなわち露光位置を算出する。この座
標演算部２４にはウェハＷ上の露光すべき分割領域の全
てのショット配列マツプ（ウェハ上のチップ配列を基準
としたマツプ）が予め記憶されており、そのマツプも必
要に応じて参照される。

またアライメントのシーケンス（露光位置の決定のため
のアライメント動作、及び演算アルゴリズム等）はモー
ドセレクタ２１からの指示に従って決定される。

切替スイッチ部２５はマーク設計座標部２２からのマー
ク位置情報と座標演算部２４からの露光位置情報とのい
ずれか一方をステージコントローラ５に送り出すように
切替えるものである。切替スイッチ部２５は第１図に示
した状態でデータ取込部２３がアライメントデータを作
成し、切り替えた状態ではステップアンドリピート方式
の画面合成による露光が行なわれる。

尚、第１図に示した各種アライメント系のうちウェハア
ライメント系１４．１６はウェハＷ上にアライメントマ
ーク程度のレーザスポット光を照射し、そのマークの段
差エツジからの散乱光や回折光を光電検出する方式が望
ましい。さらにそのレーザスポット光をウェハＷ上のレ
ジストを感光させない（又は感度させに（い）波長にす
ることも望ましい。

またＴＴＲアライメント系１２もレーザスポット光をレ
チクル及びウニ″／１上に形成するとともに、そのスポ
ット光がアライメントマークを横切るように走査し、同
様に各マークからの散乱光、回折光を光電検出する方式
がよい。このＴＴＲアライメント系１２はレチクルのマ
ークとウェハのマークとの位置ずれを直接検出するもの
（あくまでレチクルとウェハの相対的ずれ検出）である
ため、ウェハＷ上のマーク位置のみを知るにはレチクル
のマークに対してＴＴＲアライメント系１２で検出し得
る所定の範囲内にウェハＷのマークを位置させ、そのウ
ェハＷの位置を干渉計４で検出しておき、レチクルマー
クとウェハマークとの相対的なずれ量をＴＴＲアライメ
ント系１２で求めれば、ウェハＷのマークの位置を特定
することができる。

次に本発明の第１の実施例としての露光方法について説
明する。この第１実施例では２つの異なるパターンを画
面合成により継ぎ合わせて１つのチップ領域を重ね合わ
せ露光していくものとする。

従って第１図に示したレチクルのうちレチクルＲ１、Ｒ
２が使われる。第３図は第１実施例によるウェハＷへの
ファーストプリント（第１層の焼き付け）時の動作を示
すフローチャート図である。

尚、レチクルＲＩ、Ｒｚの夫々に形成される回路パター
ン部分と各種アライメントマークとの配置は特に図示し
ないが、以後説明するようなウェハＷ上に形成されるパ
ターンやマークの配置と相似と考えてよい。ただしレチ
クルアライメント系ｌＯによって検出されるレチクルア
ライメント用のマークは各レチクルとも共通の位置に設
けておいた方がよい。以下第３図の各ステップについて
説明する。

まずレジストの塗布されたウェハをローディングしてウ
ェハステージ２４上に所定のプリアライメント（機械的
）精度で載置する（ステップ１００）６そしてレチクル
Ｒ１（パターンＡ°を有する）をシーケンスコントロー
ラ２０の指令に応答したレチクルオートローダ部１の動
作により、レチクルステージＲ３にローディングして保
持する（ステップ１０２）。次にレチクルアライメント
系１０を用いて、レチクルＲ１を装置の基準位置く例え
ば光軸ＡＸ）に対して精密に位置決めする（ステップ１
０４）。このレチクルのアライメントは２次元の各方向
（ｘ、ｙ）の位置決め以外に回転（ローテーション）に
ついても厳密に修正する。このレチクルローテーション
の修正、すなわちウェハステージ２のＸ方向、ｙ方向の
各移動軸に関してレチクルを回転することなくアライメ
ントする方法としては、例えば特開昭５６−１０２８２
３号公報に開示されている技術がそのまま利用できる。

次にシーケンスコントローラ２０からの指令に応答して
、このレチクルＲ１を用いた露光がパターンＡ゛のファ
ーストプリントであることがモードセレクタ２１に設定
され、モードセレクタ２１は座標演算部２４にパターン
Ａ°が配列マツプに従ってウェハ全面に露光されるよう
なウェハステージ２の位置、すなわちショット位置を出
力するように働きかける（ステップ１０６）。この際切
替スイッチ部２５は第１図中の位置から切り替えられて
、露光動作に備える。そしてステージコントローラ５は
座標演算部２４からの各ショット位置を目標位置として
次々に入力して、ステップアンドリピート方式でレチク
ルＲ１のパターンＡ゛をウェハ上に焼き付けていく　（
ステップ１０８）。

こうしてウェハ上には第４図に示すようにチップ領域の
うちの領域Ａのみがマトリックス状に整列して露光され
る。この際、本実施例ではレチクルＲ５には領域Ａに接
するスクライプライン上の２ケ所にＸ方向用のアライメ
ントマークＳｙとＸ方向用のアライメントマークＳｘと
が形成されるように、マークパターンが設けられている
ものとする。１枚のウェハに対するパターンＡ゛の露光
が終了すると、レチクル交換を行なうか否かが判断され
る（ステップ１１０）。ここでは次のレチクルＲ２のパ
ターンＢ゛を露光しなければならないので、レチクルＲ
１がアンロードされ、レチクルＲ２がローディングされ
る。　（ステップ１１２）。

そして以後同様にパターンＢ゛の露光がステップアンド
リピート方式により実行される。ただしこの２枚目のレ
チクルに対してはステップ１０６のモードセレクトによ
り、パターンＢ′のファーストプリントであると設定さ
れ、パターンＢ”のショット位置（設計値）はパターン
Ａ゛のショット位置（設計値）に対して一定ピッチ分だ
けオフセットしている。また本実施例では２枚目のレチ
クルＲ２にはウェハ上に焼き込むべきアライメントマー
クがないものとする。以上のようにしてウェハ全面にパ
ターンＢ゛が露光されると、第４図に示すようにチップ
領域のうちの領域Ｂが先に露光された領域Ａと所定の位
置関係（第１層で画面継ぎを行なう場合は継ぎ精度を保
証する範囲の位置誤差）で形成される。

次にステップ１１０でレチクル交換が必要か否かが判断
される。ここでは２枚のレチクルをすでに使用している
ため、新たなウェハに対する露光を行なうか否かが判断
される（ステップ１］４）。

新たなウェハを露光する場合はステップ１００〜１１０
が同様に繰り返し実行される。

さて、これによってウェハ上にはファーストプリントさ
れたチップ領域（領域Ａ、Ｂ）が形成されるが、この第
１層から配線の継ぎを行なう場合、領域Ａ、Ｂの継ぎ部
ＣＬは例えば第５図に示すように形成される。領域Ａ内
のパターンと関連した配線パターンＬａと領域Ｂ内のパ
ターンと関連した配線パターンＬｂとは互いにｙ方向に
ついて精密に位置合わせされ、Ｘ方向についてはわずか
に重なり合う部分Ｄａｂが生じるように位置決めして露
光される。配線パターンＬａはレチクルＲ。

に、配線パターンＬｂはレチクルＲ２に各々形成された
ものである。

次にファーストプリントの処されたウェハに対して第２
層以降の重ね焼き（以後セカンドプリントと呼ぶ）を行
なうシーケンスについて説明する。

このセカンドプリントにおいては、ウェハ上の各領域Ａ
、Ｂの各々に対して新たな回路パターン部分を精密に位
置合わせ（重ね合わせ）して露光することもさることな
がら、領域Ａに対する新たなショットと領域Ｂに対する
新たなショットとの相互の配置関係、すなわち継ぎ精度
も重視しなければならない。それは多くの場合、セカン
ドプリントのいずれかの層において第５図に示すような
継ぎ部ＣＬの形成（露光）が行なわれるからである。そ
こでまず継ぎ精度を重視した場合とそうでない場合につ
いて第６図を参照して説明する。

第６図は１つのチップ領域における領域Ａ、　Ｂの設計
上のショット配列Ｐ　Ａｏ　、Ｐ　Ｂｏと例えばファー
ストプリントで実際に形成されたショット配列ＳＡ３、
ＳＢＩとの位置関係を示すものであり、Ｃａｏ　、Ｃｂ
ｏは設計ショット配列ＰＡＯ。

ＰＢ、の各中心点、Ｃａ、　、Ｃｂ＋は実ショット配列
ＳＡ、、ＳＢ、（破線）の各中心点である。

第６図において実ショット配列ＳＡ１、ＳＢＩは夫々設
計ショット配列ＰＡＯ、ＰＢＯに対して最もずれた最悪
ケースを想定し、誇張して図示しである。実際の設計位
置からのずれ量は例えば±０゜０５μｍ以下である。こ
れはウェハステージ２の位置決め（ステッピング）精度
にも依存するが、例えば０．０１μｍの計測分解能を有
する干渉計４を用いれば、総合的には容易に±０．０５
μｍ以上の精度を保証し得るものである。ただし、第６
図からも明らかなように、実ショット配列ＳＡ。

（第１層のパターン領域）と実ショット配列ＳＢ１　（
第１層のパターン領域）との相互の配置についてみてみ
ると、相対的なずれが大きいことがわかる。本実施例で
は、このようなファーストプリント（ウェハ上に何らパ
ターン、マークがない状態でのプリント）時に画面合成
露光を行なった場合の画面間の継ぎ誤差を解決すること
を主目的としてはいないので、この問題の解決について
は詳述しないが、その継ぎ誤差の要因の多くは、レチク
ル交換時のレチクルアライメント誤差（特に再現性）、
し、ンズディストーション、及びステッピング精度であ
る。なぜなら、ウェハ自体（すなわちウェハステージ２
）の位置は画面合成による露光動作中は同一の座標系（
座標値）によって例えば０．０１μｍの精度で管理され
ているからである。

従って、例えばレチクルＲ，による露光時に、レチクル
Ｒ１のレチクルアライメントマークの投影位置（ＸＲ＋
　、ＹＲ＋　）をウェハステージ２上に設けられた基準
マークを用いて計測して記憶しておき、レチクルＲ２に
交換したときは同様にレチクルＲ２のレチクルアライメ
ントマークの投影位置（Ｘ　Ｒｚ　−Ｙ　Ｒｚ　）を計
測し、レチクルＲ２の露光時には（ＸＲ＋　　ＸＲｔ　
１ＹＲ＋　　ＹＲｚ　）だけウェハのステッピング位置
を補正すれば容易に実ショット配列ＳＡ、　、ＳＢＩ相
互の位置を正確に揃えることができる。その他、本件発
明と同一の出願人による先の出願、特願昭６０−２０７
２７６号に示した方法、又は特開昭５９−７４６２５号
に開示された方法等も同様に利用することができる。さ
らにレチクルアライメントマークとウェハステージ２の
基準マークとを積極的にＴＴＲアライメント系１２で同
時検出するようにし、基準マークは常に所定位置に固定
したまま、それにレチクルアライメントマークが位置合
わせされるようにＴＴＲアライメント系１２からのマー
ク検出信号に基づいてレチクルステージＲ５を駆動させ
るようなレチクルアライメントマーケンス（第３図中の
ステップｌ　Ｑ、　４　）を実行しても同様である。

さて、第６図の説明に戻るが、実ショット配列ＳＡ＋　
１３Ｂ＋が形成されたウェハに対して、画面合成に゛よ
り重ね合わせ露光を行なう場合、本実施例では実ショッ
ト配列Ｓ／’ｚ　　（領域Ａ）に付随してアライメント
マークＳ　ｘ　ｓ　Ｓ　ｙが形成されているため、領域
Ａに対して重ね合わせる新たなパターンＡｚ′の像は、
ウェハアライメント系１４．１６等によるアライメント
によりほぼ正確に実ショット配列ＳＡ、と重ね合わせて
露光できる。同様にもし実ショット配列ＳＢ、にもアラ
イメントマークが付随して形成され、このマークを検出
してウェハアライメントするとすれば、新たなパターン
Ｂ、ｌの像も実ショット配列ＳＢ、と重ね合わせ露光で
きる。これは従来の重ね合わせ重視の考え方であるが、
そうすると必然的に継ぎ誤差が太き（なることは第６図
からも明らかであろう。

そこで本実施例では、実ショット配列ＳＡ、のアライメ
ントマークＳ　Ｘ　％　Ｓ　ｙを検出して、その中心点
Ｃａ、を特定し、この中心点Ｃａｌに対して設計上のピ
ッチだけずらした点Ｃｂ２を求め、これが重ね合わせる
べき新たなパターンＢ、Ｉの像の中心点となるようにパ
ターンＢｔｌのショット配列Ｓ　Ｂ　ｚを位置決めして
露光するようにした。仮りに実ショット領域ＳＡＩに対
して重ね合わせる新たなパターンＡｚ’のショット配列
Ｓ　Ａ　ｚが正確に重ね合わされているものとすると、
ショット配列ＳＳＺとＳＡＺとの継ぎ精度は最もよくな
り、これが継ぎ精度重視の考え方である。この方法を実
行するためのシーケンスを第７図のフローチャート図を
参照して説明する。基本的なシーケンスは第３図に示し
たものと何ら変わることはな（、ステップ１０６．１０
８のみが第７図に示すように変更される。またレチクル
Ｒ＋には新たなパターンＡ２”が形成され、レチクルＲ
２には新たなパターンＢ２°が形成されているものとす
る。

第７図において、先のステップ１０６はステップ１１６
に変更され、モードセレクタ２１はシーケンスコントロ
ーラ２０からセカンドプリントの画面合成露光である旨
の指令を受ける。モードセレクタ２１はアライメントデ
ータ取込部２３にどのアライメント系を使用するかを宣
言し、データ取込部２３はそれに応答して所定の状態に
設定される。さらにモードセレクタ２１はアライメント
マーク設計座標部２２、座標演算部２４にもウェハアラ
イメントを行なうことを宣言する。同時にモードセレク
タ２１は２枚のレチクルＲ＋、Ｒｚを使って画面合成露
光するためのシーケンス（すなわち第３図と第７図とを
組み合わせたもの）を選択する。

さて、第３図のシーケンスと同様にレチクルアライメン
ト、及びウェハ上の特定位置にあるマークを使ったウェ
ハグローバルアライメント等が終了し、ステップ１１６
が実行された後、第３図中のステップ１０８の代りに以
下のステップ１２０〜１２５が実行される。まずレチク
ルアライメントされたレチクルがＲ１とＲ２（パターン
Ａ２”とパターンＢ２°）のいずれであるかが判断され
る（ステップ１２０）。ここでレチクルＲ８と判断され
ると、ウェハアライメント系１４．１６又はＴＴＲアラ
イメント系１２を用いて重ね合わせ露光する１つのチッ
プ領域中の領域Ａに付随したマークＳＸ％Ｓｙの位置を
計測し、その座標値を記憶する（ステップ１２１）。本
実施例ではＴＴＬウェハアライメント系１４によりマー
ク位置検出を行なうものとする。このため、まず切替ス
イッチ部２５は第１図中の位置にセントされ、アライメ
ントマーク設計座標部２２からは重ね合わせ露光する１
つの領域ＡのマークＳｘ、Ｓｙがウェハアライメント系
１４で検出されるような設計上のマーク位置情報がステ
ージコントローラ５に出力される。これによりウェハス
テージ２が移動して、ＴＴＬウェハアライメント系１４
を介してデータ取込部２３にはマークＳｘ、Ｓｙの各位
置（Ｘ方向とＹ方向）が取り込まれる。これにより第６
図に示したような下層（実ショット配列ＳＡＩ　）のパ
ターン領域Ａの中心点Ｃａ、が座標演算部２４を介して
座標値（ＸＡ、ＹＡ）として特定され、この座標値−（
又はマーク位置そのもの）が装置内の所定の記憶装置に
チップの配列マツプと対応して記憶される。

次に切替スイッチ部２５が座標演算部２４側に切りかわ
り、検出された座標値（ＸＡ、ＹＡ）と新たなパターン
Ａｔ’の像中心、すなわちショットの中心点とが正確に
一致するようにウェハステージ２の位置決め、すなわち
ショットの位置決めが行なわれる（ステップ１２２）。

そしてそのチップ内の領域Ａに対して露光が行なわれ（
ステップ１２３）、次のチップに向けてステッピングす
るか否かが判断される（ステップ１２４）。以上のステ
ップ１２０〜１２４の動作は、パターンＡ２”のウェハ
全面への重ね合わせ露光が完了するまで同様に繰り返さ
れる。

尚、上記ステップ１２１においては、ウェハのグローバ
ルアライメントが完了した時点で、設計上存在すべきマ
ークＳｘ、Ｓｙの位置がチップの配列設計マツプより求
めることができるので、計測したマークＳｘ、Ｓｙの位
置と設計上の位置との差分、すなわち第６図中の中心点
ＣａｏとＣａ、のずれ量のみを記憶するようにしてもよ
い。

次に、チップ領域の領域Ｂについて新たなパターンＢ２
＋を重ね合わせ露光する場合は、第７図に示すようにス
テップ１２０でレチクルＲ３でないと判断されるので、
先のレチクルＲ１の露光動作中に順次記憶された座標値
（ＸＡ、ＹＡ）又は中心点Ｃａ０、Ｃａ、のずれ量が、
パターンＢ２１を露光すべきチップの配列マツプに基づ
いて記憶装置から読み出され、パターンＢ２１の像の露
光すべき位置、すなわちショット位置が座標演算部２４
で算出される（ステップ１２５）。その後、先の場合と
同様にステップ１２２．１２３．１２４が実行され、ウ
ェハ上のすべてのチップ領域の領域Ｂ（実ショット配列
５ＢＩ）に対して重ね合わせ露光が行なわれる。このス
テップ１２５は領域Ａ１Ｂの設計上の間隔、すなわち各
中心点のｘ、Ｘ方向の差（Ｘ　Ｃａ　ｏ　　Ｘ　Ｃｂ　
ｏ　、Ｙ　Ｃａ　ｏ　　Ｙ　Ｃｂ。）と座標値（ＸＡ、
ＹＡ）との和、又は差を演算することになる。

以上本発明の第１の実施例においては、２つのショット
間の継ぎ合わせを重視するため、チップ内で分割された
各領域内についての重ね合わせ精度はそれ程厳しくない
が、継ぎ部分の合わせ精度が逆に厳しい場合、例えばポ
ンディングパッド部や内部配線、及び継ぎ用の配線を作
り込む配線層の工程では極めて効率的に、高精度の露光
が達成される。また画面合成する最初のショット（領域
Ａに対する露光パターン）のみに関してウェハ上の対応
する位置とのアライメントを行ない、他のショット（領
域Ｂに対する露光パターン）に関してはアライメント（
マーク検出）動作が不要であるため、スループットの低
下もさけられる。

また第１の実施例では第５図に示すような継ぎ合わせを
行なうので、継ぎ精度はＸ方向よりもＸ方向に関して厳
しくなる。例えば配線パターンＬａ、Ｌｂがともに同じ
太さであるとすると、Ｘ方向の継ぎ誤差はすべて継ぎ部
分ＤａｂのＸ方向の幅を小さくする方向に影響してしま
う。そこで第７図のステップ１２１では、チップ領域の
領域Ａに付随したマークＳｘ、Ｓｙのうち、マークＳｙ
のみの位置計測を行ない、領域Ｂに対する重ね合わせ露
光の際は、パターンＢ２“のショット位置を、Ｘ方向に
関しては計測したマークｓｙの位置に基づいて決定し、
Ｘ方向に関してはチップの設計上の配列マツプに基づく
設計値で規定する方式にしてもよい。この場合、Ｘ方向
に関しては継ぎ精度が悪化するが、マーク位置計測の時
間が半分になってスループットが向上し、記憶装置の容
量も半分で済むことになる。

次に本発明の第２の実施例を説明するが、基本的には第
１実施例と同じ（２つのショットを合成して１つのチッ
プパターンとする方式である。ただし第２実施例では画
面合成で重ね合わせ露光されるウェハ上の２つの領域Ａ
ＳＢ　（例えば実ショット領域ＳＡ、　、ＳＢＩ　）の
夫々にアライメントマークが所定の位置関係で形成され
、これに応じたアライメントシーケンス及び各種演算を
採用する点で第１実施例と異なる。

第８図は、例えばファーストプリントによってウェハ上
に形成された１つのチップ領域の配列を示し、分割され
た２つの領域Ａ、Ｈの夫々には回路パターン部と付随し
てアライメントマークＳｘ、ｓｙが形成される。領域Ａ
については第４図に示したのと同じ配置でマークＳｘａ
、Ｓｙａが設けられ、領域Ｂについてはスクライブライ
ン上に位置するようにマークＳｘｂ、Ｓｙｂが設けられ
る。

このようなチップ領域の配列で領域へに対して新たなパ
ターンＡ、ｌを重ね合わせ露光する場合、まずマーク３
ｘａ、ＳｙａとマークＳｘｂ、Ｓｙｂの両方の位置をウ
ェハアライメント系１４、■６等で検出し、領域Ａ、Ｂ
の夫々の実ショット配列ＳＡ、　、ＳＢＩの各中心点Ｃ
ａｌ、Ｃｂｌが座標系内でどのような相対誤差をもって
配置しているかを調べる。

そして領域Ａに対するパターンＡ　ｚ　’のショット位
置を、隣りの実ショット配列ＳＢ、内で要求される重ね
合わせ精度、継ぎ精度、及び実ショット配列ＳＡ、自体
で要求される重ね合わせ精度を考慮して、継ぎ精度が低
下しないように決定する。

このためパターンＡ　ｚ　’のシゴソト中心は必らずし
も実ショット配列ＳＡ、の中心点Ｃａ１と一致せず、配
列ＳＡ、とパターンＡ２゛との所望の重ね合わせ精度を
満足する範囲内でずれることがある。

また領域Ｂに対するパターン３２１のショット位置の決
定についてもマークＳ　ｘ　ａ、、Ｓ　ｙ　ａＸＳ　ｘ
　ｂ。

ｓｙｂの夫々を参照して同様に実行される。

本実施例では各領域Ａ、Ｂの重ね合わせ露光にあたって
アライメントマークの計測時間、及び演算処理時間が増
えるものの、第１実施例にくらべてチップ領域内の平均
的な重ね合わせ精度を低下させることな゛（継ぎ精度を
向上させることができる。さらに本実施例では領域Ａ、
Ｈのうち重ね合わせ精度の厳しい方がどちらであっても
、良好な精度を保って重ね合わせができるとともに、第
１実施例のように領域Ａ、Ｂへのセカンドプリントの順
番には制限がない。また第１実施例のように記憶装置の
容量が大きくなくて済むという利点がある。ただし、領
域ＡＳＢのうち初めにセカンドプリントする方のアライ
メントの際に、マークＳｘ　ａ　−、Ｓ　ｙ　ａ　％　
Ｓ　ｘ　ｂ　ＳＳ　ｙ　ｂの夫々の位置を検出し、次に
セカンドプリントする方のショット位置までも予め演算
により求めておく場合は、それなりの容量を持った記憶
装置が必要となる。

さて第９図は本発明の第３の実施例によるマーク配置を
説明する平面図で、先の第１実施例、第２実施例と同様
に２つのショットを合成して１つのチップ領域に対する
重ね合わせ露光を行なうものとする。この実施例で領域
Ａの左上隅には十字状のマークＡＭａが形成され、領域
Ｂの左上隅には十字状のマークＡＭｂが形成される。こ
れら′７−りは例えばファーストプリント時に実ショッ
ト配列ＳＡ、　、ＳＢＩを形成するときに同時に、すな
わちファーストプリント用の各レチクル内に付随して設
けられたマークパターンを回路パターンと同時に露光し
て形成される。このマークＡ　Ｍ　ａ、ＡＭｂの間隔Ｍ
Ｄは設計上予め定められた値であり、各中心点Ｃ”　Ｉ
　、Ｃｂ　１の間隔と一致したものである。そして本実
施例ではこれらマークＡＭａ％　Ａ　Ｍ　ｂを第１図中
のＴＴＲアライメント系１２で検出してレチクルと各実
ショット配列ＳＡ。

、ＳＢ、との直接的なアライメントを行なうものとする
。

まず、領域Ａに対して新たなパターンＡ２°を重ね合わ
せ露光する場合、そのパターンＡｍ’を持つレチクルＲ
ｌ’にはマークＡＭａと整列すべきマークＲＡａが形成
されているものとする。レチクルＲ１’が装置に対して
アライメントされた後、チップの設計上の配列マツプに
基づいて、レチクルＲ１゛のマークＲＡａと実ショット
配列ＳＡ、のマークＡ　Ｍ　ａとがほぼ位置合せされる
ようにウェハ（ウェハステージ２）を移動させる。そし
てＴＴＲアライメント系１２によってマークＲＡａとマ
ークＡ　Ｍ　ａとをアライメントし、レチクルＲ３゛の
パターン中心と領域Ａの中心点Ｃａ、とが一致するよう
なウェハの座標値（本実施例では以後、領域Ａへのショ
ット位置とする）を求める。従来のＴＴＲ−Ｄ／Ｄアラ
イメント法ではそのショット位置でただちに露光が行な
われるが、本実施例でも継ぎ精度の向上を計るため、先
の第２実施例と同様に隣接する実ショット配列ＳＢ、の
マークＡＭｂを参照するものとする。この場合、領域Ａ
に重ね合わせ露光されるレチクルＲ８”のマークＲＡａ
と実ショット配列ＳＢ、のマークＡＭｂとがＴＴＲアラ
イメント系１２によって同時検出されることになる。こ
の様子は第１０図に示すように、領域Ａへのショット位
置に対してウェハをＸ方向に精密に間隔ＭＤだけ移動さ
せて、マークＲＡａとマークＡＭｂとを整列させればよ
い。第１０図において、光軸ＡＸを中心とする円Ｉｆは
投影レンズＰＬのイメージフィールドであり、新たなパ
ターンＡ２゛（レチクルＲ２゛）の中心点は光軸ＡＸと
一致しているものとする。また本実施例でマークＲＡａ
はマークＡＭｂ、ＡＭａを囲む単純な正方形の窓とし、
この窓のエツジをマークとして扱う。さて、間隔ＭＤだ
け精密にウェハを移動させたとき、もし実ショット配列
ＳＡ、とＳＢ、との継ぎ精度が設計値通りであれば、マ
ークＲＡａとマークＡＭｂとは正確に整列していること
になる。

そこでマークＲＡａとマークＡＭｂとの位置ずれ（アラ
イメント誤差）を求めて実ショット配列ＳＡｔ　とＳＢ
Ｉの継ぎ合わせの状態を推定し、新たなパターンＡ２”
を先に検出した領域へのショット位置でそのまま露光す
るのか、それとも継ぎ精度、重ね合わせ精度を考慮して
ショット位置をわずかにずらした位置で露光するかを演
算により求める。

この演算は先の第２実施例と同様に扱えるので、これ以
上の説明は省略する。

以上本実施例では画面合成すべきウェハ上の実ショット
配列ＳＡ、、ＳＢ、の各々共通位置く左上隅）にマーク
が設けられているので、２つのショットに対して共通の
ＴＴＲアライメント系１２によってアライメントできる
。また継ぎ部分近傍にマークが形成されることになるが
、それも継ぎ部分の端に位置するため、継ぎ配線等のロ
ケーション設計に対する制限も少ない。尚、本実施例の
ような十字状のアライメントマーク及びその配置は第１
実施例にも同様に適用し得る。

また上記第１実施例、第２実施例、第３実施例はともに
２つのショットの合成としたが、３つのショットによる
合成、又は第２図に示すような４つのショットの合成の
場合についても全（同様に応用できることは言うまでも
ない。さらに上記各実施例の方法を適宜組み合わせても
よいことは言うまでもない。

次に、本発明の第４の実施例を第１１図を参照して説明
するが、この実施例は画面合成すべきショット（分割さ
れた領域）が２次元的に配置する場合に、特に良好な継
ぎ精度を得ることを可能とするものである。

第１１図（ａ）は４つの分割された実ショット配列ＳＡ
、、ＳＢＩ　、ＳＣ，、ＳＤ、の各々に新たなパターン
Ａｚ’、Ｂ２１、Ｃ２１、Ｄ２１を重ね合わせ露光する
際、第１実施例と同様の方法により実ショット配列ＳＡ
、に付随したアライメントマークＡＭａのみを参照して
、パターンＡ　ｚ　’のショット位置はマークＡＭａの
位置を基準にし、パターンＢ２”、Ｃ２°、Ｄ　ｔＩの
各ショットの位置は設計値（チップ配列マツプ）で管理
していくものである。

この場合、ウェハ上の１つのチップ領域を形成するため
に、パターンＡ　ｚ　’、Ｂ２°、Ｃ，ｌ、Ｄ２°の夫
々を有する４枚のレチクルが用意される。この第１１図
（ａ）の場合、マークＡＭａは実ショット配列ＳＡ、の
みの左上隅に形成されているため、各実ショット配列Ｓ
Ａ＋　、ＳＢｔ　、ＳＣ＋　−ＳＤ１間の継ぎ部分は了
−り領域によって規制されることがない。また第１１図
（ａ）の方式では実ショット配列ＳＡ、についてのアラ
イメント及びパターンＡ２′の重ね合わせ露光が完了し
た後は、他の実ショット配列ＳＢ＋　、ＳＣ＋　、、Ｓ
Ｄ＋のうち、どれから露光を行なってもよく、また合成
する各ショット間はどこでも同一の継ぎ精度が得られる
。

またこの実施例においては、パターンＡ　ｚ　”ｃ　実
ショット配列ＳＡ、に重ね合わせ露光する際は、当然マ
ークＡＭａを検出してアライメントするが、パターンＢ
、ｌの実ショット配列ＳＢ、への重ね合わせ露光、パタ
ーンＣ２°の実ショット配列Ｓ　Ｃ＋への重ね合わせ露
光、及びパターンＤ２′の実ショット配列ＳＤ、への重
ね合わせ露光の各々の動作時にも、マークＡ　Ｍ　ａを
検出するアライメント動作を加えても同様の効果が得ら
れる。

第１１図（ｂ）は先の第２実施例を２次元に拡張したも
のであり、画面合成されるウェハ上の４つの実ショット
配列５Ａ１１ＳＢ２、ＳＣ１、ＳＤＩの夫々には、左上
隅に十字状のアライメントマークＡＭａ、ＡＭｂ、ＡＭ
ｃ、ＡＭｄが形成されている。本実施例では、例えば実
ショット配列ＳＡ＋に対して新たなパターンＡｚ’を重
ね合わせ露光する際、実ショット配列ＳＡ、のＸ方向に
隣接した実ショット配列ＳＢ、のマークＡＭｂの位置と
、Ｘ方向に隣接した実ショット配列ＳＤ、のマークＡＭ
ｄの位置との２つを参照して、パターンＡ　２　’の実
ショット配列ＳＡ、に対するショット位置を決定するよ
うにした。もちろんマークＡＭａの位置も参照して、パ
ターンＡ２”のショット位置を決定すれば、実ショット
配列ＳＡ、内での重ね合わせ精度と継ぎ精度とを適当に
バランスさせることもできる。他の実ショット配列ＳＢ
＋１ＳＣ，、ＳＤ、の夫々に対する露光時の位置合わせ
についても、全く同様に第１１図（ｂ）中に矢印で示す
ように相互にアライメントマークが参照される。

第１１図（Ｃ）は上記第１１図（ａ）、（ｂ）に示した
各方式を混用したものであり、ここでは実ショット配列
ＳＡ１、ＳＤ８、ＳＣ１の３つの領域の夫々にマークＡ
Ｍａ、ＡＭｂ、ＡＭｄが設けられ、実ショット配列ＳＤ
、には特に参照すべきマークが形成されていないものと
する。ここで、実ショット配列ＳＡ、に対するパターン
Ａ　２　’の重ね合わせ、実ショット配列ＳＢ、に対す
るパターンＢ２′の重ね合わせ、及び実ショット配列Ｓ
ＣＩに対するＣ２”の重ね合わせはともに実ショット配
列ＳＡ、のマークＡＭａの位置のみを参照し、各ショッ
ト位置が設計値で管理されて露光される。

これは第１１図（ａ）の方式と同じである。次に実ショ
ット配列ＳＤ、に対するパターンＤ２゛の重ね合わせに
あたっては、第１１図（ｂ）と同様に、隣接した実ショ
ット配列ＳＢ、　、ＳＣ，の各マークＡＭｂ、ＡＭｃの
２つを参照して、パターンＤ２″のショット位置を決定
する。もちろんパターンＤ２゛のショット位置決定にあ
たって、マークＡＭａ（実ショット配列ＳＡ、）からの
設計上の距離も参照するとよい。

以上第１１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各方式において
は、先の各実施例と同様にＴＴＲアライメント系１２、
ＴＴＬウェハアライメント系１４、及びオフ・アクシス
方式のウェハアライメント系１６のいずれか１つ、又は
それらの組み合わせによって適宜アライメントマークの
検出が行なわれる。この第４実施例によれば、重ね合わ
せ露光しようとするウェハ上の１つの分割領域に、Ｘ方
向、Ｘ方向の夫々に関して隣接した２つの分割領域の各
マークを参照するため、特に下地のパターン（実ショッ
ト配列ＳＡＩ、ＳＢ８、ＳＣ１、ＳＤ、）の設計位置か
らの配列誤差がランダムな場合に継ぎ精度の向上、スル
ープット確保の点で効果的である。

次に本発明の第５の実施例について第１２図を参照して
説明する。この実施例は、３×３でマトリックス状に配
列した９つの分割領域に対して画面合成の露光を行なう
もので、ウェハ上には実ショット配列ＳＡ１、ＳＢ１、
ＳＣ１，５Ｄ１１８Ｅ１１ＳＦ８．５Ｇ１１ＳＨＩＸＳ
ＩＩの夫々が形成されている。ここで例えば中心の実シ
ョット配列ＳＲ，に対して新たなパターンＥ、Ｉを重ね
合わせ露光する場合を考えてみる。この場合、パターン
Ｅ、ｌのショット位置を決定するために参照される隣接
領域のマークは最大４つの場合が考えられる。すなわち
、実ショット配列ＳＥ、のＸ方向に隣り合うショット配
列ＳＢ、、ＳＨ，の各マークＡＭｂ、ＡＭｈ（！：ｘ方
向に隣り合うショット配列ＳＤ１、ＳＦＩの各マークＡ
Ｍｄ、ＡＭｆとである。もちろんショット配列ＳＦＩ自
身のマークＡＭｅも参照するとすれば、合計５つのマー
クを検出することになる。この第１２図の場合、Ｘ方向
に関するパターンＥ％のショット位置はマークＡＭｄと
ＡＭｆとのＸ方向の検出位置に対する中開位置から求め
、ｙ方向に関するショット位置はマークＡＭｂとＡＭｈ
とのｙ方向の検出位置に対する中間位置から求めるよう
にしてもよい。その信奉実施例においても、先の第１実
施例、第２実施例、第３実施例を適宜組み合わせること
ができるのは明らかである。

以上、本発明の各実施例を説明したが、上記各実施例の
継ぎ合わせ露光方法は、いずれも第１図中のシーケンス
コントローラ２０及びモードセレクタ２１等に予めプロ
グラム等により記憶されており、画面合成するショット
の数や１つのチップ領域内でのショット位置に応じて適
宜どのアライメントモードを使用するか等をオペレータ
が指示するのみで、他は全て自動的に実行される。

また各実施例ではファーストプリントによりウェハ上に
形成された複数の実ショット配列は、第３図、第４図に
示したように画面合成により露光されるとしたが、ウェ
ハ上に形成される各チップ領域は他のイメージフィール
ドの大きい露光装置で一括に通常のステップアンドリピ
ート法で露光してしまっても同様である。

また露光すべき基板は半導体ウェハ以外に、液晶表示板
等の大きな面積に対するパターニングにおいても同様に
画面合成の方法が適用できる。

（発明の効果） 以上本発明によれば、画面合成すべき複数の露光ショッ
ト（新たなパターン像）間の継ぎ合わせか、大きなチッ
プ領域内の部分的な重ね合わせ精度を大きく低下させる
ことなく、所望の継ぎ精度で達成され得る。さらに本発
明はマスクとウェハとを接近させた状態で、ステップア
ンドリピート（又はステップアンドスキャン）方式によ
りマスクパターンをウェハ上に順次露光していく露光装
置、例えばＸ線露光装置等においても全く同様に適用す
ることができ、製造された半導体素子、又は電子部品（
大面積の液晶表示板等）等の生産歩留りを低下させるこ
とがないといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

来の画面合成露光法を説明する図、第３図は画面合成に
よるファーストプリント時のシーケンスを表わすフロー
チャート図、第４図は本発明の第１実施例が適用される
ファーストプリント完了時のウェハ上のパターン配列を
示す平面図、第５図は継ぎ合わせの一例を示す平面図、
第６図は継ぎ合わせ重視とそうでない場合とを比較する
パターン配列を示す平面図、第７図は第１実施例による
画面合成の重ね合わせ露光時のシーケンスを表わすフロ
ーチャート図、第８図は本発明の第２実施例による画面
合成法に適用されるマーク配置を示す平面図、第９図は
第３実施例による画面合成法に適用されるマーク配置を
示す平面図、第１０図は第３実施例におけるアライメン
ト時の様子を示す平面図、第１１図（ａ）、（ｂ）、（
Ｃ）は第４実施例による画面合成の方法を説明する平面
図、第１２図は第５実施例による画面合成の方法を説明
する平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８、Ｒ４・・・レチクル、Ｗ・・・ウェ
ハ、ＳＡＩ　　、ＳＢＩ　　、ＳＣ，、ＳＤＩ　　、Ｓ
ＥＩ　　、ＳＦ＋　、Ｓ）（＋　、ＳＩ＋・・・・・・
ウェハ上の画面合成すべきパターン領域（実ショット配
列） ＳＸ％　３１％　５ｘａＸＳｘｂ、Ｓｙａ、Ｓｙｂ。 ＡＭａ、ＡＭｂ、ＡＭｃ、、ＡＭｄ、ＡＭｅ、、ＡＭｆ
、ＡＭｈ・・・・・・ウェハ上のアライメントマーク、
ＲＡａ・・・・・・レチクル上のアライメントマーク、
ＣＬ・・・・・・継ぎ部分、ＰＬ・・・・・・投影レン
ズ、２・・・・・・ウェハステージ、４・・・・・・干
渉計、１２・・・・・・ＴＴＲアライメント系、１４・
・・・・・ＴＴＬウェハアライメント系、１６・・・・
・・ウェハアライメント系、２０・・・・・・シーケン
スコントローラ、２１・・・・・・モードセレクタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上の複数の領域の夫々に回路パターンが形成
   され、該回路パターン領域の夫々に新たな回路パターン
   を重ね合わせて露光する際、前記基板上の回路パターン
   領域の夫々を複数の部分領域に分割し、該部分領域単位
   で前記新たな回路パターンを重ね合わせ露光する方法に
   おいて、 前記基板上に前記回路パターン領域を形成する際、１つ
   の回路パターン領域内の複数の部分領域のうちの少なく
   とも１つの部分領域に関して所定の位置関係で少なくと
   も１つのアライメントマークを設ける工程と；前記基板
   上の回路パターン領域内の各部分領域の夫々に対応して
   分割された新たな回路パターン部分を有するマスクを用
   意する工程と； 該マスクに形成された新たな回路パターン部分の夫々を
   前記基板上の１つの回路パターン領域内の各部分領域の
   夫々に順次重ね合わせ露光するに先立って、前記少なく
   とも１つのアライメントマークを検出し、該アライメン
   トマークの位置に基づいて前記新たな回路パターン部分
   の夫々と前記基板上の対応する部分領域の夫々との位置
   合わせを行なう工程とを含むことを特徴とする露光方法
   。
2. （２）前記基板上の１つの回路パターン領域内の部分領
   域の夫々に前記アライメントマークを形成し、重ね合わ
   せ露光すべき１つの部分領域に着目したとき、この部分
   領域と第１方向に隣り合った少なくとも１つの部分領域
   に付随した前記アライメントマークと、前記着目した部
   分領域と前記第１方向と交差する第２方向に関して隣り
   合った少なくとも１つの部分領域に付随した前記アライ
   メントマークとを検出して、前記着目した部分領域と、
   それに対応した新たな回路パターン部分との位置合わせ
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。