JP2003257834A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置

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JP2003257834A JP2002057758A JP2002057758A JP2003257834A JP 2003257834 A JP2003257834 A JP 2003257834A JP 2002057758 A JP2002057758 A JP 2002057758A JP 2002057758 A JP2002057758 A JP 2002057758A JP 2003257834 A JP2003257834 A JP 2003257834A
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exposure
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inspection mark
mask
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Shinichi Ito
信一 伊藤
Tatsuhiko Touki
達彦 東木
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
Kenji Kawano
健二 川野
Soichi Inoue
壮一 井上
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Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】リソグラフィ時の位置ずれ等の検査結果による
リワークを行わなくても、良品率の低下を抑制する露光
方法を提供すること。 【解決手段】半導体基板の主面上に感光性膜を形成する
(S101)、露光装置に半導体基板を搬送する(S102)、前記
光性膜にマスク上検査マークを選択露光し、該感光性膜
に検査マークの潜像を形成する(S105)、少なくとも検査
マークの潜像が形成されている領域の前記感光性膜を加
熱して、第２の検査マークの像を浮き出させる(S106)、
浮き出た検査マークの像を計測する(S107)、計測結果に
応じて、露光条件が設計値となるように、選択露光時の
前記露光装置の設定値を変更する(S109)、変更された設
定値に基づいて、前記感光性膜にマスク上デバイスパタ
ーンを前記感光性膜に露光し、該感光性膜にデバイスパ
ターンの潜像を形成する(S110)、前記感光性膜全面を加
熱する(S111)、前記感光性膜を現像する(S112)。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リワークを行わな
い半導体装置の製造方法、及び半導体装置の製造装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のリソグラフィ工程で
は、ウエハ上への感光性膜塗布、露光、現像が順次行わ
れる。このリソグラフィ工程では、上層側のパターンと
下層側のパターンとの位置合わせを行ってパターンの露
光を行う必要がある。従来のリソグラフィ工程のフロー
チャートを図５に示す。
【０００３】半導体基板上には、それより上層側のパタ
ーンとの位置合わせを行うためのアライメントマークが
設けられている。この半導体基板上に先ず感光性膜（場
合により反射防止膜も）が成膜する（Ｓ２０１）。感光
性膜に対するパターン露光を行う露光装置に半導体基板
を搬送する（Ｓ２０２）。そして、露光位置、露光量，
基板高さを設定設定する（Ｓ２０３）。露光装置は、下
層パターン位置を検出するアライメント機構を備えてい
る。感光性膜の下層に配置されたアライメントマークの
位置をアライメント機構により検出することで、上層の
パターンを露光する位置を算出する。この位置情報に基
づいてアライメントを行った後、デバイスパターンの露
光を行う（Ｓ２０４）。露光装置から搬出した後（Ｓ２
０５）、感光性膜全面のＰＥＢ、現像処理（Ｓ２０６）
を行い、感光性膜パターンを形成する。
【０００４】良品率を上げる為に、感光性膜パターン
と、その下層の膜に形成されているパターンとの位置ず
れを検査するために合わせずれ検査を行う（Ｓ２０
７）。合わせずれ検査では、検査装置により感光性膜パ
ターン中の合わせずれ検査マークと下層膜に形成されて
いる合わせずれ検査マークとの位置測定を行う。
【０００５】検査の結果、合わせずれ量が許容値に入っ
ていない場合には、感光性膜（場合によっては反射防止
膜）を剥離し（Ｓ２０８）、露光位置,露光量,基板高さ
を補正した後（Ｓ２０９）、再度感光性膜を塗布から現
像（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）の処理を再度行う、いわゆる
リワークを行う必要がある。リワークは場合によっては
１ロット規模にも及び、製造時間を長くする原因となっ
ていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、合わ
せずれ検査の結果、合わせずれ量が許容値に入っていな
い場合、リワークを行う必要があり、製造コストを引き
上げる原因となっていた。
【０００７】本発明の目的は、リワークを不要とし、製
造コストの上昇を抑制し得る露光方法、露光装置、半導
体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のように構成されている。
【０００９】（１）本発明の一例に係わる露光方法は、
半導体基板の主面上に感光性膜を形成する工程と、前記
感光性膜にそれぞれ検査マーク及びデバイスパターンを
形成するためのマスク上検査マーク及びマスク上デバイ
スパターンが形成されたマスクが搭載された露光装置に
前記感光性膜が形成された半導体基板を搬送する工程
と、前記光性膜にマスク上検査マークを選択露光し、該
感光性膜に検査マークの潜像を形成する工程と、少なく
とも検査マークの潜像が形成されている領域の前記感光
性膜を加熱して、検査マークの像を浮き出させる工程
と、浮き出た検査マークの像を計測する工程と、計測結
果に応じて、露光条件が設計値となるように、選択露光
時の前記露光装置の設定値を変更する工程と、変更され
た設定値に基づいて、前記感光性膜にマスク上デバイス
パターンを前記感光性膜に露光し、該感光性膜にデバイ
スパターンの潜像を形成する工程と、前記感光性膜全面
を加熱する工程と、前記感光性膜を現像する工程とを含
む。
【００１０】（２）本発明の一例に係わる露光装置は、
基板保持部と、露光用マスク保持部と、光源と、光源か
らの光を露光用マスクに照明する照明光学系と、露光用
マスクを透過した光を被処理基板上に投影する投影光学
系と、被処理基板に形成されているアライメントマーク
位置を検出するアライメントマーク計測光学系と、基板
保持部上に保持された基板上の一部を光照射により選択
的に加熱する加熱手段とを具備してなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
【００１２】（第１の実施形態）本実施形態はＫｒＦ
（248nm）を露光光源に用いた半導体製造方法に関す
る。本実施例では図１に示す露光装置を用いた。
【００１３】露光装置は、半導体基板１００を載せる第
１ウエハステージ１０１と、第１ウエハステージ１０１
を水平方向及び高さ方向にそれぞれ移動させるウェハス
テージＸＹ軸駆動機構１０２及びウェハステージＺ軸駆
動機構１０３、マスク１０４が載置される第２マスクス
テージ１０５とを具備する。本装置は、第２マスクステ
ージ１０５を水平方向及び高さ方向にそれぞれ移動させ
るマスクステージＸＹ軸駆動機構１０６及びマスクステ
ージＺ軸駆動機構１０７とを具備する。さらに、本装置
はＫｒＦエキシマレーザからなる光源１１０と、光源１
１０からのエキシマレーザ光を誘導し、マスク１０４を
照明する照明光学系１１１、マスク１０４を透過した光
を半導体基板１００上に結像させる投影光学系１２０、
半導体基板上に形成されたマークの位置を計測するアラ
イメントマーク計測光学系１３１、選択加熱器１３２と
を具備する。さらに、アライメントマーク計測光学系１
３１の計測結果に基づいて、下層に形成された第１の合
わせずれマークと上層に形成された第２の合わせずれマ
ークとの位置ズレ量を計測する位置ズレ計測部１３３、
実際に感光性膜上に露光された露光位置のずれを求める
フォーカス位置計測部１３４、実際に感光性膜上に露光
された露光量のずれを求める露光量計測部１３５を具備
する。
【００１４】選択加熱器１３２は、露光装置外に設けら
れたQ-switch YAG レーザから照射された基本波（波長
１０６４ｎｍ、パルス幅＝５ｎｓｅｃ．）を光ファイバ
ーにより露光装置内に誘導し、アライメントマーク計測
光学系の略焦点位置を照射加熱するように調整されてい
る。
【００１５】図１に示した露光装置を用いたリソグラフ
ィ工程を図２のフローチャートを用いて説明する。 （ステップＳ１０１）上層側に形成されるパターンとの
位置合わせを行うためのアライメントマーク及び第１の
位置ずれ検査マークが予め設けられ、製造工程途中にあ
る半導体基板を用意する。この半導体基板をコーターデ
ベロッパに搬送して、半導体基板上にＫｒＦ光に対する
反射防止膜を形成した後、感光性膜を成膜する。
【００１６】（ステップＳ１０２）次いで、反射防止膜
及び感光性膜が形成された半導体基板をコーターデベロ
ッパから露光装置へ搬送し、半導体基板をウェハステー
ジ１０１上に搭載する。この露光装置には、図３（ａ）
に示すマスクがマスクステージ上に搭載されている。図
３（ａ）に示すように、マスク３００には、デバイスパ
ターンが形成されているマスク上デバイスパターン領域
３０２と、マスク上デバイスパターン領域３０２周辺部
に配置され、マスク上合わせずれ検査マーク、マスク上
フォーカス位置検出パターン、マスク上露光量検出パタ
ーンを含むパターンが形成されているマスク上検査マー
ク領域３０１とを具備する。
【００１７】（ステップＳ１０３）マスクに形成されて
いるパターンを露光するための半導体基板に形成されて
いるアライメントマークの水平位置、基板高さ位置、露
光量等の設計値を露光装置に設定する。
【００１８】（ステップＳ１０４）露光装置に備えてい
るアライメントマーク計測光学系１３１により、半導体
基板の下層パターンに配設されているアライメントマー
クの位置を検出する。そして、検出されたアライメント
マークの位置とステップＳ１０３で設定された露光位置
とに基づいて、ウェハステージＸＹ軸駆動機構１０２に
よりウェハステージ１０１を駆動させて、マスクに形成
されたパターンを露光する位置に半導体基板を移動させ
る。そして、基板高さ位置に基づいてウェハステージＺ
軸駆動機構１０３により、半導体基板の高さ方向位置を
調整する。
【００１９】（ステップＳ１０５）次いで、図３（ｂ）
に示すように、露光用マスクに形成されたマスク上デバ
イスパターン領域３０２をブラインド３０３により遮蔽
して、合わせずれ検査マークと露光量計測マークとフォ
ーカス位置計測マークが存在するマスク上検査マーク領
域３０１を感光成膜に選択露光し、マスク上検査マーク
領域３０１に形成された各マークの潜像が形成された検
査マーク領域を形成する。なお、検査マーク領域は半導
体基板上で６０×２００μｍの矩形形状であった。
【００２０】（ステップＳ１０６）次いで、アライメン
トマーク計測光学系１３１の略焦点位置に検査マーク領
域が設置されるように、ウェハステージＸＹ軸駆動機構
１０２，Ｚ軸駆動機構１０３により半導体基板を移動さ
せる。
【００２１】そして、選択加熱器１３２から検査マーク
領域に光を選択照射して、検査マーク領域を選択的加熱
する。そして、選択加熱により、検査マーク領域に各マ
ークの像を浮き出させる。Ｑ−ｓｗｉｔｃｈ ＹＡＧレ
ーザーの基本波（波長１０６４ｎｍ、パルス幅＝５ｎｓ
ｅｃ．）を用い、半導体基板上で７０×７０μｍの矩形
スポットとなる様にビームを成形したものを用い、トー
タルのエネルギー量が５０ｍＪ／ｃｍ2となるように
２．４５ｍＪ／ｐｕｌｓｅで１ショットの照射を７０μ
ｍずつシフトさせて３回行った。
【００２２】（ステップＳ１０７）次いで、選択加熱に
より浮き出た３種類のマークの像を、露光装置のアライ
メントマーク計測光学系１３１を用いてマークの位置、
形状を測定する。
【００２３】（ステップＳ１０８）３種類のマークの測
定結果に基づいて、位置ズレ計測部１３３，フォーカス
位置計側部１３４，露光量計測部１３５により、合わせ
ずれ量、実際に感光性膜に露光された露光量、実際のフ
ォーカス位置を算出する。算出結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１に示す補正値は、設定値と計測値を比
較して算出している。合わせずれ量、フォーカス位置の
補正値については、 補正値＝設定値−計測値 (1) により求め、露光量の補正値については、 補正値＝設定値×設定値／計測値 (2) から求めている。
【００２６】（ステップＳ１０９）次いで、算出された
補正値に基づいて、設計値に基づく露光条件になるよう
に、露光装置の設定値を変更する。合わせずれ、フォー
カス位置（基板高さ位置）については設定値＋補正値、
露光量については補正値を新たに設定する。ここで基板
水平位置、基板高さ位置の補正は手動であっても、露光
装置が自動で行っても良い。本実施形態では、合わせず
れ量、フォーカス値、露光量の３つのパラメータに対し
て計測・補正を行っているが、これに限るものではな
い。３つのパラメータのうち不安定なもののみについ
て、計測・補正を行っても良い。
【００２７】（ステップＳ１１０）図３（ｃ）に示すよ
うに、マスク上検査マーク領域３０１をブラインド３０
４で隠して、マスク上デバイスパターン領域３０２の露
光を行う。
【００２８】（ステップＳ１１１，１１２）この半導体
基板を加熱することにより感光性膜の全面を加熱（ＰＥ
Ｂ）した後、感光性膜の現像を行い、感光性膜パターン
を形成する。
【００２９】従来の手法のように、全面露光を行った後
に合わせずれ検査を行う場合、合わせずれ許容範囲外に
なり、リワークになる確立が１０％、露光量誤差でリワ
ークになる確率が２％、フォーカスエラーによりリワー
クになる確率が５％であった。しかし、本実施形態に示
した手法によると、いずれも０．２％以内に押さえるこ
とができ、従来の手法より非常に小さくすることができ
た。この値は露光装置の再現性で律則されるものであ
る。
【００３０】本実施形態はＫｒＦを光源とした露光に関
するが、これに限るものではなく、ＡｒＦ、Ｆ2レー
ザ、ＥＵＶなど、あらゆる露光光源を用いた半導体製造
に適用できる。
【００３１】本実施例では第２のマーク領域の加熱をＱ
−ｓｗｉｔｃｈ ＹＡＧ レーザーの基本波（波長１０
６４ｎｍ）を用い、単位面積辺りのエネルギー量を５０
ｍＪ／ｃｍ2となるようしたが、照射波長とエネルギー
量はこの値に限るものではない。例えば、特開2001-441
30公報に開示されている赤外線ランプヒータとして使用
されているハロゲンランプや、赤色の半導体レーザ、Ｌ
ＥＤを照射源として用いても良い。
【００３２】この際、波長λにおける半導体基板（半導
体基板に成膜された薄膜を含む）の第２のマーク領域に
おける透過率（＜１）と反射率（＜１）に対してエネル
ギー量Ｅ（ｍＪ／ｃｍ2）を、
【数１】 の範囲に設定すれば同様の効果を得られることが確認で
きた。
【００３３】加熱手段としてアライメントマーク計測光
学系そのものを用いても良い。加熱を行う場合のエネル
ギー量は式（３）の範囲で定めれば良い。なお、照射領
域が微小であっても照射点から基板を伝う熱の拡散に配
慮する必要がある。式（３）の範囲であっても、照射領
域の温度が高く、照射エリア近傍で温度が１００度以上
になる場合には、半導体基板を冷却するために、半導体
基板を保持するステージに冷却機能を設けたり、冷風を
半導体基板表面に吹きつけたりするように工夫すること
が望ましい。ここで、デバイスパターン領域の間で、感
光性膜の温度が感光性膜中の物質が温度による化学反応
が生じる値以下、望ましくは７０℃以下となる様に昇温
抑制を行うことが望ましい。
【００３４】露光装置内部で検査マークの像を浮き出さ
せ、露光装置内部の観察系で計測し、露光にフィードバ
ックさせることを特徴とするものであって、検査マーク
については公知のものをそのまま、或いは改良して用い
ることが可能である。
【００３５】位置合わせマークの種類及び計測方法につ
いては特開2000-122304公報に開示されているマークな
どが適用できる。特開2000-122304公報では収差を計測
できるマークも開示しているが、これについての計測も
容易に行うことができる。
【００３６】また、露光量計測マークとしては特開2000
-12425公報の図１，２，９，１３，１４などに記載され
ているものを用いることができ、また、特開2000-12425
公報の手法に基づき計測を行うことができる。
【００３７】フォーカス値計測マークとしては特開2000
-12425公報の図１４に示しされているパターンなどを使
用でき、ベストフォーカス値で長辺方向の寸法が最大と
なりデフォーカスするに従い、その寸法が短くなる性質
を利用して求めることが可能である。
【００３８】選択加熱部としては、アライメントマーク
計測光学系と独立の光源であっても良いが、望ましくは
アライメントマーク計測光学系の光照射物をそのまま用
いることが好ましい。アライメントマーク計測光学系で
は加熱に値するエネルギー量を得られない場合が殆どで
あるが、用いる光源の出力を増加させ、検査の際に減光
する必要があれば、減光フィルターなどの光強度調整機
構を挿入して用いることで加熱と観察とを両立させるこ
とができる。
【００３９】本実施形態によれば、マスク上検査マーク
を感光性膜に選択露光して、感光性膜に検査マークの潜
像を形成した後、検査マークの潜像形成領域を選択加熱
して、浮き出た合わせずれ検査マーク、露光量計測マー
ク、フォーカス位置計測マークの像を計測して、重ね合
わせ位置，露光量及びフォーカス位置の設計値からのず
れを測定することができる。設計値のずれから、検査マ
ーク選択露光時の露光装置の設定値を補正して、感光性
膜にデバイスパターンを露光する。デバイスパターンを
露光する際、設計値からのずれが補正されているので、
形成されるパターンの設計値からのずれを小さくするこ
とができ、リワークを行わなくても良くなり、製造コス
トの増加を抑制することができる。
【００４０】また、加熱を露光装置外で行うと、搬出、
加熱、搬送と製造時間が長くなるので、露光装置内で選
択加熱を行うことが好ましい。
【００４１】（第２の実施形態）本実施形態はAｒＦ（1
93nm）を露光光源に用いた半導体製造方法に関する。本
実施例では、第１の実施形態と異なり、第２の検査マー
クを認識するために、基板全面を加熱する場合について
説明する。図４は、第２の実施形態に係わる処理装置の
概略構成を示すブロック図である。
【００４２】図４に示すように、処理装置８０１は、塗
布、加熱、現像を行うコーターデベロッパ８０２と露光
装置８０３で構成されている。コーターデベロッパ８０
２と露光装置８０３はインターフェース８０４で接続さ
れ、基板が行き来できるようになっている。露光装置８
０３には、所定の処理温度で加熱できるホットプレート
８０５が併設されていて、基板が搬送ユニット８０６を
介して露光装置８０３との行き来ができるように構成さ
れている。
【００４３】以下、本装置８０１を用いた処理方法につ
いて説明する。半導体基板上には、それより上層側のパ
ターンとの位置合わせを行うためのアライメントマーク
が予め設けられている。コーターデベロッパ８０２にお
いて、この半導体基板上に露光光であるＡｒＦ光に対す
る反射防止膜を形成した後、感光性膜を塗布し、１１０
℃、６０秒の条件で加熱処理を行い成膜する。次いでこ
の半導体基板をインターフェース８０４を介して露光装
置８０３へ搬送する。露光装置８０３は、図１に示した
露光装置から選択加熱器１３２を省いた構成である。
【００４４】露光装置８０３には、下層パターン位置を
検出するアライメント機構を備えている。アライメント
機構は半導体基板の感光性膜の下層に配置されているア
ライメントマーク位置を検出することで、感光性膜上へ
のパターンを露光する位置を算出する。この位置情報に
基づいて、ウェハステージＸＹ軸駆動機構によりパター
ンが露光される位置に半導体基板を移動させる。
【００４５】そして、マスク上デバイスパターンをブラ
インドして、マスク上検査マーク領域のみを感光性膜に
選択露光し、感光性膜の検査マーク領域に各マークの潜
像を形成する。なお、検査マーク領域は半導体基板上で
５０×６０μｍの矩形形状である。
【００４６】マスク上検査マーク領域を選択露光した
後、半導体基板を搬送ユニット８０６でホットプレート
８０５へと搬送する。そして、ホットプレート８０５に
より半導体基板に対して１１０℃、３０秒の条件で加熱
処理を行うことで、感光性膜全面を加熱して、検査マー
ク領域に形成された各マークの像を浮き出させる。さら
に、半導体基板を冷却ユニット（図示せず）で室温まで
冷却した後、搬送ユニット８０６で露光装置８０３へと
搬送する。
【００４７】ホットプレート８０５による基板全面加熱
によって浮き出た各マークの像を露光装置８０３のアラ
イメントマーク計測光学系を用いて合わせずれマークを
測定して、検査マークの選択露光で生じた誤差を計測
し、この計測結果に基づき補正値の算出を行う。補正値
の算出は、例えば第１の実施形態に記載した方法で行え
ば良い。
【００４８】次いで、合わせずれの補正値を露光装置８
０３に再設定して露光用マスクの中でデバイスパターン
領域の露光を行う。なお、本実施形態で用いた感光性膜
では、第２の検査マークの像を浮き出させるための加熱
処理を露光前に付加しても感光性膜の感度に変化が無か
ったため、従来の露光量条件で露光を行った。
【００４９】露光終了後、半導体基板をインターフェー
ス８０４を介してコーターデベロッパー８０２へと搬送
し、加熱、現像を行い、感光性膜パターンを形成する。
【００５０】本実施形態によるとリワークになる確率が
０．２５％と従来の１３％に比べて大幅に低減すること
ができた。
【００５１】本実施形態で用いた感光性膜では、検査マ
ークの潜像を浮き出させるための加熱処理を露光前に付
加しても感光性膜の露光光に対する感度に変化が無かっ
たが、感度変化の有無は感光性膜の材料及び加熱条件に
依存する。感度に変化が生じる場合は、デバイスパター
ンを転写する露光領域で生じる感度変化を予め求めてお
き、デバイス転写時の露光量、デバイス転写後の加熱処
理温度、加熱処理時間の何れか一つ以上を補正すること
で、所望のデバイスパターン寸法を容易に得ることがで
きる。
【００５２】なお、本実施形態では、検査マークの潜像
を浮き出させるための加熱手段をホットプレートとした
が、これに限定されない。例えば、特開2001-44130公報
に開示されているランプヒーター等の加熱源を用いても
同様の効果が得られる。
【００５３】また、本実施形態では、検査マークの潜像
を浮き出させるための加熱手段が露光装置に併設されて
いる場合を説明したが、これに限定されることはない。
露光装置内に加熱手段を設けても良い。また、コーター
デベロッパ内の加熱ユニットを用いて加熱しても良い。
このとき、露光装置に併設又は、露光装置内に設置され
たホットプレートが不要となることは言うまでもない本
発明は露光装置内部で検査マークの潜像を浮き出させ、
露光装置内部の観察系で計測し、露光にフィードバック
させることを特徴とするものであって、検査マークにつ
いては公知のものをそのまま、或いは改良して用いるこ
とが可能である。
【００５４】位置合わせマークの種類及び計測方法につ
いては特開2000-122304公報に開示されているマークな
どが適用できる。特開2000-122304公報では収差を計測
できるマークも開示しているが、これについての計測も
本発明の手段により容易に行うことができる。
【００５５】また、本実施例では合わせずれマークにつ
いて、説明したが、これに限定されることはない。露光
量計測マーク及びフォーカス誤差計測マークにも適用で
きる。
【００５６】露光量計測マークとしては特開2000-12425
公報の図１，２，９，１３，１４などに記載されている
ものを用いることができ、また、特開2000-12425公報の
手法に基づき計測を行うことができる。
【００５７】フォーカス値計測マークとしては特開2000
-12425公報の図１４で示したパターンなどを使用でき、
ベストフォーカス値で長辺方向の寸法が最大となりデフ
ォーカスするに従い、その寸法が短くなる性質を利用し
て求めることが可能である。
【００５８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
光性膜にデバイスパターンを露光する前に、検査マーク
を選択形成し、検査マークの検査結果に基づいてデバイ
スパターンを露光することによって、リワークを不要と
し、製造コストの上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる露光装置の概略構成を
示す図。
【図２】第１の実施形態に係わる露光方法のフローチャ
ートを示す図。
【図３】図１に示す露光装置に搭載されたマスクの概略
を示す平面図。
【図４】第２の実施形態に係わる処理装置の概略構成を
示すブロック図。
【図５】従来の露光方法のフローチャートを示す図。
【符号の説明】
１００…半導体基板 １１１…照明光学系 １０１…ウェハステージ １０２…ウェハステージＸＹ軸駆動機構 １０３…ウェハステージＺ軸駆動機構 １０４…マスク １０５…マスクステージ １０６…ＸＹ軸駆動機構 １０７…Ｚ軸駆動機構 １１０…光源 １２０…投影光学系 １３１…アライメントマーク計測光学系 １３２…選択加熱器 １３３…位置ズレ計測部 １３４…フォーカス位置計側部 １３５…露光量計測部
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｄ ５２６Ａ (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 (72)発明者 川野 健二 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 井上 壮一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5F046 AA17 AA26 BA04 CA04 CA08 DA02 DA14 DD03 EB01 EB02 EB05 EC03 EC05 FA20 FC03 FC04 FC05

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体基板の主面上に感光性膜を形成する
    工程と、 前記感光性膜にそれぞれ検査マーク及びデバイスパター
    ンを形成するためのマスク上検査マーク及びマスク上デ
    バイスパターンが形成されたマスクが搭載された露光装
    置に前記感光性膜が形成された半導体基板を搬送する工
    程と、 前記感光性膜にマスク上検査マークを選択露光し、該感
    光性膜に検査マークの潜像を形成する工程と、 少なくとも検査マークの潜像が形成されている領域の前
    記感光性膜を加熱して、検査マークの像を浮き出させる
    工程と、 浮き出た検査マークの像を計測する工程と、 計測結果に応じて、露光条件が設計値となるように、選
    択露光時の前記露光装置の設定値を変更する工程と、 変更された設定値に基づいて、マスク上デバイスパター
    ンを前記感光性膜に露光し、該感光性膜にデバイスパタ
    ーンの潜像を形成する工程と、 前記感光性膜全面を加熱する工程と、 前記感光性膜を現像する工程とを含むことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】前記半導体基板の主面上にはアライメント
    マークが形成され、 前記マスク上検査マークの選択露光を行う前に、前記露
    光装置内で、前記アライメントマークの位置を検出し、
    検出結果に基づいて前記マスクに形成されたパターンを
    前記感光性膜上に露光する位置を算出してアライメント
    を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
    製造方法。
  3. 【請求項３】前記検査マークの潜像の形成領域を少なく
    とも加熱する際、前記感光性膜の検査マークの潜像が形
    成された領域を選択加熱することを特徴とする請求項１
    記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】前記前記感光性膜の加熱は、前記露光装置
    内で行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置
    の製造方法。
  5. 【請求項５】前記前記感光性膜の加熱は、前記感光性
    膜、又は半導体基板上に形成された膜材が吸収する波長
    を含む光を前記検査マークの潜像の形成領域に照射して
    行うことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造
    方法。
  6. 【請求項６】前記検査マークの潜像の形成領域を少なく
    とも加熱する際、前記感光性膜の全面に対して加熱を行
    い、 加熱による前記感光性膜の露光光に対する感度変化に応
    じて、前記マスク上デバイスパターンの露光時の露光
    量、全面加熱時の加熱温度、及び全面加熱時の加熱時間
    の少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項１
    に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】前記半導体基板の主面上には、第１の合わ
    せずれ検査マークが形成され、 前記感光性膜に検査マークとして第２の合わせずれ検査
    マークの像を形成し、 検査マークの像を計測する際、第１の合わせずれ検査マ
    ークの位置と第２の合わせずれ検査マークの位置とから
    合わせずれ量を計測し、 計測された合わせずれ量が０となるように、前記露光装
    置の設定値を変更する工程とを含む事を特徴とする請求
    項１記載の半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項８】前記感光性膜に検査マークとして露光量計
    測マークを形成し、露光量計測マークの検出結果から、
    該感光性膜に照射された実際の露光量を算出し、前記感
    光性膜に露光される露光量が設計値となるように、前記
    露光装置の設定値を変更することを特徴とする請求項１
    記載の半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項９】前記検査マークとしてフォーカス位置計測
    マークを前記感光性膜に形成し、フォーカス位置計測マ
    ークの形状から該感光性膜に照射された露光光のフォー
    カス位置を算出し、設計値とのずれ量が０となるよう
    に、選択露光時の前記露光装置の設定値を変更すること
    を特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】被処理基板を保持する基板保持部と、露
    光用マスクを保持する露光用マスク保持部と、光源と、
    光源からの光を前記露光用マスクに照明する照明光学系
    と、前記露光用マスクを透過した光を前記被処理基板上
    に投影する投影光学系と、前記被処理基板に形成されて
    いるアライメントマーク位置を検出するアライメントマ
    ーク計測光学系と、前記被処理基板基板上の一部を光照
    射により選択的に加熱する加熱手段とを具備してなるこ
    とを特徴とする半導体装置の製造装置。
  11. 【請求項１１】前記加熱手段による被処理基板の加熱位
    置が、基板上に形成されているアライメントマークの位
    置を検出するアライメントマーク計測光学系の焦点位置
    と略一致していることを特徴とする請求項１０記載の半
    導体装置の製造装置。
  12. 【請求項１２】加熱手段から照射される光の波長が、該
    被処理基板または基板上に構成された薄膜の吸光度が０
    より大きい値となる波長領域を含むことを特徴とする請
    求項１０記載の半導体装置の製造装置。
  13. 【請求項１３】前記加熱手段が、前記アライメントマー
    ク計測光学系の光照射部であることを特徴とする請求項
    １０記載の半導体装置の製造装置。
  14. 【請求項１４】前光照射部は、光強度を調整する光強度
    調節機構を具備してなることを特徴とする請求項１３に
    記載の半導体装置の製造装置。
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