JPH09275058A

JPH09275058A - 投影露光方法

Info

Publication number: JPH09275058A
Application number: JP8082759A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Umagome; 伸貴馬込
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ上のショット領域にレチクルパターン
を高精度にアライメントして投影露光する。【解決手段】ショットパターンとアライメントマーク
とが空間的に分離して描画された１枚のレチクルを用い
て、ウエハ１２の周縁領域６１にアライメントマークＭ
１〜Ｍ８のみを投影露光し、ウエハ１２のショット領域
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に第１層のショットパターンの
みを投影露光する。第２層の露光にあたっては、感光剤
が塗布されたウエハ１２の周縁領域６１の感光剤を除去
してアライメントマークＭ１〜Ｍ８を露出させ、そのア
ライメントマークを用いてアライメントを行って、第２
層のショットパターンを露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等の製造工程において露光装置を用いて感光基
板上にパターン像を投影露光する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子の製造にあた
っては、露光装置を用いてマスクやレチクル（以下、レ
チクルという）に形成された微細なパターンの像をフォ
トレジストを塗布した半導体ウエハやガラスプレート等
の感光基板（以下、ウエハという）上に投影露光するこ
とが行われる。レチクルのパターンは、例えばステップ
・アンド・リピート方式の露光装置を用い、レチクルと
ウエハを高精度に位置合わせ（アライメント）して、ウ
エハ上に既に形成されているパターンに重ね合わせて投
影露光される。このアライメントの精度に対する要求
は、パターンの微細化と共に厳しくなってきており、ア
ライメントにはさまざまな工夫がなされている。

【０００３】アライメントの方式としては、レーザ光を
ウエハ上のドット列状のアライメントマークに照射し、
そのマークにより回折又は散乱された光を用いてマーク
位置を検出するＬＳＡ（Laser Step Aligmnent）方式、
ハロゲンランプ等を光源とする波長帯域幅の広い光で照
明して撮像したアライメントマークの画像データを画像
処理してマーク位置を計測するＦＩＡ（Field Image Al
ignment）方式、あるいはウエハ上の回折格子状のアラ
イメントマークに周波数を僅かに変えたレーザ光を２方
向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させ、その
位相からアライメントマークの位置を計測するＬＩＡ
（Laser Interferometric Alingnment）方式等がある。

【０００４】また、露光光によるアライメントも提案さ
れている。露光光を用いたアライメントによると、レチ
クルとウエハ上のショット領域の位置関係をレチクルの
上から同時に計測することができる。しかも、投影レン
ズの収差も露光光であるため結像関係と全く同じ影響を
受けるので、露光光によるアライメントは、いわゆる色
収差分のオフセットの全くないアライメント方式であ
る。

【０００５】これらの光学式アライメントにおいては、
露光のためにレジストが塗布されたウエハ上のアライメ
ントマークを検出し、その位置座標を計測することで重
ねあわされるショットの位置を求める。その後、ショッ
ト位置にレチクルのパターン像が重なるようにウエハを
ウエハステージにより移動させて、レチクルのパターン
像を投影露光する。アライメントマークは通常、２０〜
３００ｎｍ程度の段差からできており、重ね露光を行う
ため、アライメントマーク上にはレジスト剥離を行わな
い限りレジストが塗布されている。

【０００６】前記光学式アライメント系は、ウエハ内の
４点以上の異なるショット領域のアライメントマークを
検出し、ウエハ内でショット領域がどのように配列して
いるかを計算し、配列座標を求める。各ショットは、そ
の座標に基づいてウエハステージを移動させることでウ
エハ上のショット領域に順次露光されていく。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】アライメントは先に述
べたように、非接触の光学式アライメント系を用いて行
われる。またＬＳＡ方式のアライメント等では、ビーム
径を細くするためにレーザ光が用いられている。ところ
が、アライメントマークの上にレジストが塗布されてい
るため、アライメント光としてレーザ光のような単色光
を用いるとレジスト内で多重干渉を起こしノイズが発生
するとともに、レジストの膜厚変化やマークの微小な非
対称性の影響を受けてアライメントマークから発生され
る回折光の強度分布が変化してしまう。その結果、アラ
イメントマークの検出精度が低下する。

【０００８】干渉を起こさせないために、アライメント
光の波長バンドをブロードにすることも行われている。
しかし、アライメント光としてブロードな波長バンドの
光を用いると、色収差の点でアライメント光学系が制約
を受けて自由な設計が困難になる。またアライメントマ
ークの段差が低くなると、ブロードな波長バンドの光で
はコントラストがつきにくく、アライメントマークの検
出が困難になる。

【０００９】また、露光光アライメント方式は、レジス
トがアライメントマークの上に塗布された状態では、レ
ジストに感光性能がある以上、露光光を吸収するので、
十分なアライメント信号が得られない。また、感光が進
むに従って、レジストの吸収率が変化し、アライメント
信号が時間的に変化する。つまり、露光光アライメント
方式は、レチクルとウエハを光学的なオフセットなしで
観察できるため最も単純なアライメント方式となりうる
が、レジストの感光のため実用化は困難であった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、ウエハ上のショット領域にレチ
クルパターンを高精度にアライメントして投影露光する
ことのできる方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】アライメント光としてレ
ーザ光等の単色光を用いるとアライメント精度が低下す
る原因は、アライメントマーク上にレジストが塗布され
ていることにある。したがって、アライメントマーク上
のレジストを剥がすことで、レーザ光の多重干渉をなく
し、アライメント精度を向上させることができる。

【００１２】しかし、ウエハの各ショット領域内にある
アライメントマークの大きさは通常１００μｍ角より小
さく、アライメントマークの部分だけレジストを剥がす
ことは困難である。アライメントマーク上のレジストを
剥がす一つの方法としては、アライメントに先立ってア
ライメントマーク部のみ露光し、一度現像をすることで
アライメントマーク上のレジストを剥がす方法が考えら
れる。しかし、この方法は、レジストが必要な場所にも
現像液がかかるため、レジスト膜厚のコントロールやレ
ジスト像形成精度の悪化の点で問題があり採用できな
い。また別の方法として、エキシマレーザを用いてアラ
イメントマーク上のレジストのみを昇華あるいは蒸発さ
せて除去する方法も考えられているが、装置が大がかり
になり、スループットが低下する点で不利である。ま
た、蒸発したレジストによる汚染の問題もある。

【００１３】ところで、ウエハ縁部のレジストは剥がれ
やすく、剥がれたレジストがショット領域に付着すると
そのショット領域でパターンの露光不良が生じるため、
ウエハ周縁領域のレジストは近頃剥がされる傾向にあ
る。したがって、このウエハ周縁領域のレジストが剥が
される領域にウエハ内側に配列されるショット領域と既
知の位置関係を持たせたアライメントマークを形成して
おくと、露光工程に新たな処理工程を付加することもな
く、アライメントマーク上のレジストを剥がすことがで
きる。そして、レジストを剥がすことで露出されたアラ
イメントマークを用いて、単色光による高精度なアライ
メントを行うことが可能になる。さらに、露光光アライ
メント方式でも十分なアライメント信号を得ることがで
きる。本発明はこのような検討に基づいてなされたもの
である。

【００１４】すなわち、本発明の投影露光方法は、第１
のショットパターンとアライメントマークとが空間的に
分離して描画された第１のレチクルを用いて、感光剤が
塗布された基板（例えばウエハ）の周縁領域にアライメ
ントマークのみを投影露光し、かつ基板のショット領域
に第１のショットパターンのみを投影露光する第１層の
露光工程と、感光剤が塗布された基板の周縁領域の感光
剤を除去した後、第２のショットパターンが描画された
第２のレチクルを、先にウエハの周縁領域に形成された
アライメントマークを用いてアライメントして、基板の
ショット領域に第２のショットパターンを投影露光する
第２層の露光工程とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１５】第１層の露光工程と第２層の露光工程の間
には、第１層の露光工程で露光された感光剤を現像する
工程及び第２層の露光用に基板に新たな感光剤を塗布す
る工程の他に、デバイス製造に必要な膜形成工程、イオ
ン注入工程、熱処理工程等の基板処理工程が随時介在す
る。

【００１６】第１のレチクル上に描画された第１のショ
ットパターンとアライメントマークとは既知の位置関係
にある。第１層の露光工程において、アライメントマー
クと第１のショットパターンの選択はレチクルブライン
ドを用いて行われる。すなわち、第１の露光工程は、既
知の位置関係でショットパターンとアライメントマーク
が描画された１枚のレチクルを用い、レチクルや基板を
投影露光装置からアンロードすることなく行われる。し
たがって、基板上の第１のショットパターンとアライメ
ントマークの位置関係は十分な精度で既知である。

【００１７】第１のレチクルを用いて基板上に所定の配
列で第１のショットパターンを投影露光し、基板の周辺
領域の少なくとも３箇所にアライメントマークを投影露
光した後、基板は露光装置のステージ上からアンロード
されて必要な処理が行われる。その後、基板は次の露光
のために感光剤が塗布され、周縁領域の感光剤を除去し
てから露光装置のステージ上にロードされる。

【００１８】第２層の露光は、感光剤を除去することで
露出されたアライメントマークを投影露光装置のアライ
メント系によって検出し、そのアライメントマークの位
置情報に基づいて基板のショット領域の配列座標値を計
算することで、レチクルパターンとショット領域とをア
ライメントして行われる。

【００１９】本発明によると、アライメントマーク上に
レジストがないため、レーザ光のような単色性の良い光
を用いて高精度なアライメントを行うことができ、低段
差のアライメントマークをも効果的に検出することがで
きる。また、アライメントマークの高さや深さに非対称
性があっても、予めその段差を測定しておけばアライメ
ントマークの非対称に起因するアライメント誤差を補正
することが可能であり、これまで誤差の原因となってい
たアライメントマークの非対称やレジスト塗布の非対称
の影響を受けることなく高精度にアライメントを行うこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の投影露光方法に
使用する露光装置の一例の概略図である。超高圧水銀ラ
ンプ等の照明光源１から射出された照明光は、楕円鏡２
で集光され、シャッター駆動手段３ａによるシャッター
３の開閉動作に応答して、反射鏡４で反射されて波長選
択フィルタ５に入射する。波長選択フィルタ５は、露光
に必要な波長の光のみを通過させるもので、波長選択フ
ィルタ５を通過した照明光はフライアイインテグレータ
６によって均一な照度分布の光束に調整されてレチクル
ブラインド７に到達する。レチクルブラインド７は、開
口Ｓの大きさを変化させて照明光によるレチクル１０上
の照明範囲を調整するものである。

【００２１】レチクルブラインド７の開口Ｓを通過した
照明光は反射鏡８で反射されてレンズ系９に入射し、こ
のレンズ系９によってレチクルブラインド７の開口Ｓの
像がレチクル１０上に結像され、レチクル１０の所望範
囲が照明される。レチクル１０の照明範囲に存在するシ
ョットパターン又はアライメントマークの像は、投影光
学系１１によりレジストが塗布されたウエハ１２上に結
像され、これによりウエハ１２の特定領域にレチクル１
０のパターン像が露光される。

【００２２】ウエハ１２はステージ１３上に真空吸着さ
れて保持されている。ステージ１３は、互いに直交する
方向へ移動可能な一対のブロックを重ね合わせた周知の
構造を有し、ステージ１３をモータ等の駆動手段２１で
駆動することによりステージ移動座標系内でのステージ
１３の位置、したがって投影光学系１１の露光視野と重
なるウエハ１２上のショット位置が調整される。ステー
ジ移動座標系内におけるステージ１３の位置は、ステー
ジ１３に固定された移動鏡１４に向けてレーザ光１５を
射出し、その反射光と入射光の干渉に基づいて距離を測
定するレーザ干渉計２０で検出される。

【００２３】レーザ干渉計２０の測定値はステージ制御
系３６に送られ、ステージ制御系３６はその情報に基づ
いてステージ駆動手段２１を制御する。また、ステージ
制御系３６から主制御系３７にレーザ干渉計２０の測定
値の情報が供給されており、主制御系３７はその情報に
基づいてステージ制御系３６を制御する。

【００２４】この投影露光装置には、レチクル１０とウ
エハ１２の位置合わせを行うための例えばＴＴＲ（スル
ー・ザ・レチクル）方式のレチクル・アライメントセン
サ３１及びオフアクシス方式のウエハ・アライメントセ
ンサ３２が備えられている。ＴＴＲ方式のレチクル・ア
ライメントセンサ３１のアライメントの方式としては、
Ｈｅ−Ｎｅレーザ等を使用するＬＳＡ方式及びＬＩＡ方
式、又は露光光を使用する露光光アライメント方式が好
ましい。特に、ＫｒＦ（フッ化クリプトン）、ＡｒＦ
（フッ化アルゴン）エキシマレーザ用の投影光学系１１
を採用した場合には、Ｈｅ−ＮｅレーザとＫｒＦ，Ａｒ
Ｆエキシマレーザとの波長が大きく異なるので、投影光
学系１１の色収差の関係で露光光アライメント方式が好
ましい。また、露光光アライメント方式を使うとオフセ
ットを考慮する必要がなく、いわゆるベースラインを管
理する必要もない。

【００２５】レチクル・アライメントセンサ３１は、レ
チクル１０に形成されたアライメントマークと、投影光
学系１１を介して観察される基準マーク部材３３上の基
準マーク又はウエハ１２との位置関係（ズレ量）を計測
する。露光光アライメント方式では、撮像素子（ＣＣ
Ｄ）を用いてモニタに表示することで、その位置関係を
直接的に観察できる。

【００２６】オフアクシス方式のウエハ・アライメント
センサ３２のアライメントの方式としては、ＦＩＡ方
式、ＬＳＡ方式、ＬＩＡ方式、又は露光光を使用する露
光光アライメント方式を適用できる。オフアクシスのア
ライメント方式はプリアライメント（簡易位置決め）に
使用することが多いので、ＦＩＡ方式が好ましい。

【００２７】アライメント時には、これらのアライメン
トセンサ３１，３２の何れかを用いてウエハ上に形成さ
れたアライメントマークの位置を検出し、その検出結果
に基づいて、ウエハ１２のショット領域に前工程で形成
されたパターンとレチクル上のパターンとを正確に位置
合わせする。これらのアライメントセンサ３１，３２か
らの検出信号はアライメント制御系３５によって処理さ
れ、アライメント制御系３５は主制御系３７により制御
されている。また、ステージ１３上に、ウエハ１２の表
面と同じ高さの表面を有する基準マーク部材３３が固定
され、基準マーク部材３３の表面にはアライメントの基
準となるマークが形成されている。

【００２８】レチクルブラインド７は、図２に示すよう
に、Ｌ字状に屈曲した一対のブレード７ａ，７ｂを照明
光の光軸ＡＸと直交させた状態で組み合わせて矩形状の
開口Ｓを生じさせるもので、ブレード７ａ，７ｂの位置
を図１に示す駆動機構１８ａ，１８ｂで調整して開口Ｓ
の大きさを変化させる。

【００２９】図３及び図４に示すように、駆動機構１８
ａ，１８ｂは、ブレード７ａ，７ｂが固着された第１の
ブロック７１０に第２のブロック７１１及び第３のブロ
ック７１２を重ね合わせたもので、ＤＣサーボモータと
ボールネジを組み合わせた図示しない送り機構により、
第１のブロック７１０を案内溝ｙ１，ｙ２に沿って移動
させるとともに、第２のブロック７１１を案内溝ｘ１，
ｘ２に沿って移動させて、ブレード７ａ，７ｂを照明光
の光路と直交する面内で移動させる。図４に示すよう
に、駆動機構１８ａ，１８ｂはブレード７ａ，７ｂに対
して互いに反対側に配置され、それぞれの第３のブロッ
ク７１２は図示しないフレームにより露光装置の本体部
分に一体に固定される。

【００３０】シャッター駆動手段３ａ及び駆動機構１８
ａ，１８ｂは、ステージ制御系３６によって制御され
る。ステージ制御系３６は、駆動機構１８ａ，１８ｂに
指令してレチクル１０の露光すべきパターン領域に対し
てレチクルブラインド７を設定し、ステージ駆動手段２
１に指令してステージ３７を移動させてウエハ１２のシ
ョット領域を投影光学系１１の露光領域に位置合わせし
たのち、シャッター駆動手段３ａに指令してシャッター
３を所定時間だけ開放することで、ウエハ１２上のショ
ット領域にレチクル１０のショットパターンを露光す
る。

【００３１】図５（ａ），（ｂ）は、ウエハにレジスト
を塗布するレジストコータの概略図である。図５（ａ）
において、レジストコータ４０は、ウエハ１２を真空吸
着して回転させる回転支持台４１、回転支持台４１の上
方にその回転軸と同軸に位置してウエハ１２の中央部分
にレジスト溶液を噴出するレジスト噴出ノズル４２、及
びウエハ１２の周縁領域にレジストの溶剤を噴出する溶
剤噴出ノズル４３を備える。回転支持台４１に固定され
て回転しているウエハ１２に対してレジスト噴出ノズル
４２からレジスト溶液を噴出することにより、ウエハ１
２の表面にはレジストが均一な厚さにスピンコートされ
る。その後、溶剤噴出ノズル４３からウエハの周縁領域
にレジストの溶剤をジェットにして吹き付けてエッジリ
ンスを行うことで、ウエハ周縁領域のレジストを除去す
ることができる。

【００３２】また、溶剤を吹き付ける方法以外にも、図
５（ｂ）に示した露光光による周辺露光装置を用いてウ
エハ周縁領域のレジストを除去することもできる。図５
（ｂ）において、レジストコータ４００は、ウエハ１２
を回転支持台４１１に真空吸着し、モータ４１２で回転
させる。露光光源４１３からの露光光束は、光ファイバ
ー４１４で照射部４１５まで導かれる。照射部４１５と
ウエハ１２の間には遮光板４１６が配置され、ウエハ１
２の周辺部に露光光束４１７を照射する領域を調整す
る。すなわち、露光光束４１７が後述するマークＭ１〜
Ｍ８を含むウエハの周縁領域を照射するように遮光板４
１６は調整される。また、かかる周辺露光装置全体を矢
印方向に移動させることで、照射領域を調整することが
できる。反射板４１８は、ウエハ１２に照射されなかっ
た露光光束をウエハ１２の裏側に反射して照射する。こ
うすることで、レジスト溶液がウエハ１２の裏側に付着
した場合にも対処することができる。図５（ｂ）に示し
た周辺露光装置で露光されたウエハ１２は、露光された
領域のレジストを除去するため、化学的処理を行う工程
に送られる。

【００３３】次に、本発明によるパターンの露光方法に
ついて順を追って説明する。最初に、第１層の露光方法
について説明する。ウエハ１２は、図５（ａ）に示した
レジストコータ４０、または図５（ｂ）に示したレジス
トコータ４００により表面全体にレジストを塗布する。
このとき、溶剤噴出ノズル４３を用いたエッジリンスは
行わない。したがって、ウエハ１２はその周縁領域にも
レジストが塗布されている。レジストを塗布したウエハ
１２は、図１に示した露光装置のステージ１３上に載置
される。

【００３４】図６（ａ）は、第１層の露光に使用するレ
チクルを示す。第１層露光用のレチクル１０ａには、第
１層のショットパターンＰ１とともにウエハ１２の周縁
領域に露光すべきアライメントマークのパターンＭが空
間的に分離されて、既知の位置関係で設けられている。

【００３５】露光装置のステージ制御系３６は、レチク
ルブラインド駆動機構１８ａ，１８ｂを制御して、照明
光によるレチクル１０ａの照明範囲を図６（ａ）に破線
で示す範囲５１、すなわちショットパターンＰ１の部分
に制限する。その後、ステージ制御系３６は主制御系３
７の制御下に、ステージ１３のステップ駆動とシャッタ
３の開閉制御を繰り返すことで、図７に示すように、ウ
エハ１２上の所定のショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥
‥に第１層のショットパターンＰ１のみを順次露光す
る。

【００３６】全てのショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥
‥に対するショットパターンＰ１の露光が終了すると、
引き続きレチクル１０ａを用いてウエハ１２の周縁領域
に対するアライメントマークＭの露光を行う。ステージ
制御系３６は、レチクルブラインド駆動機構１８ａ，１
８ｂを制御して、照明光によるレチクル１０ａの照明範
囲を図６（ａ）に破線で示す範囲５２、すなわちアライ
メントマークＭの部分のみに制限する。次いで、ステー
ジ制御系３６は主制御系３７の制御下に、ステージ１３
のステップ駆動とシャッタ３の開閉制御を繰り返して、
図７に示すように、ウエハ１２の周縁領域の所定の箇所
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，‥‥にアライメントマークＭのみを
順次露光する。この周縁領域は、第２層以降のショット
パターン露光時には、レジストが除去される領域であ
る。

【００３７】ウエハ１２に設けるアライメントマークの
数は３個以上とするのがよく、図７の例では８個設けて
いる。ただし、アライメントマークの数や配置は、必要
とされるアライメント精度によって変更可能である。ま
た、多くの場所に露光しておき、必要なアライメント精
度によってその中から適宜選択して使用するようにして
もよい。ウエハの周縁領域に設けられたアライメントマ
ークを用いてエンハンスド・グローバル・アライメント
（ＥＧＡ）と呼ばれるアライメント方式でアライメント
を行うと、ＥＧＡ方式はウエハ上の複数点のアライメン
トにおける最小二乗誤差を最も小さくするようなアライ
メント方式であるため、アライメント誤差やステッピン
グ誤差の影響を分散することができる。また、アライメ
ントマークの配置は、各アライメントマークＭ１，Ｍ
２，Ｍ３，‥‥が作る凸多角形の面積が最大になるよう
な配置であれば、いわゆる線形誤差を均等に分散するこ
とができる。

【００３８】本発明において、第１層のショットパター
ンＰ１を描画したレチクル１０ａの一部にアライメント
マークＭのみを描画しておき、レチクルブラインド７に
よってアライメントマークＭを選択して露光するように
したのは、レチクル製造誤差を考慮したためである。こ
の方法によると第１層のショットパターンＰ１とアライ
メントマークＭの位置関係をレチクル描画誤差程度の精
度で既知のものとすることができ、場合によってはその
誤差をあらかじめ測定することもでき、ウエハ上に形成
したアライメントマークの位置に補正をかけることも可
能である。アライメントマークのみをショットパターン
のレチクルとは別のレチクルに描画しておき、そのアラ
イメントマーク専用のレチクルでアライメントマークを
露光する方法は、レチクルを露光装置に載置する時の未
知の誤差がアライメントマーク露光位置に不可避的に含
まれることになるため得策ではない。

【００３９】アライメントマークの露光で望ましいの
は、アライメントの対象として最も基本となるショット
パターンが形成されたレチクルにアライメントマークを
描画しておくことである。このアライメントマークのみ
をレチクルブライドで選択してウエハの周縁領域に転写
するわけであるが、レチクル上でのショットパターンと
アライメントマークの相対的位置関係は製造データによ
り（または測定により）予め解っているので、それを考
慮してウエハの周縁領域に転写することで、レチクル交
換に伴う未知の誤差を導入することなく、ウエハ上のシ
ョット領域に対して既知の位置関係でアライメントマー
クＭ１，Ｍ２，Ｍ３，‥‥を形成することができる。

【００４０】図７に示すように、ウエハ１２上のショッ
ト領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に第１層のショットパタ
ーンＰ１が露光され、その周縁領域にアライメントマー
クＭ１〜Ｍ８が露光されたウエハ１２は、ステージ１３
からアンロードされて現像され、そののちデバイス製造
のためにに必要な処理が施される。

【００４１】次に、第２層の露光方法について説明す
る。図５（ａ）に示したレジストコータ４０によってウ
エハ１２に第２層露光用のレジストを塗布する。今度
は、レジスト噴出ノズル４２からレジスト溶液を噴出し
てウエハ１２の表面にレジストを均一な厚さにスピンコ
ートした後、溶剤噴出ノズル４３からウエハの周縁領域
にレジストの溶剤をジェットにして吹き付けてエッジリ
ンスを行って、ウエハ周縁領域のレジストを除去する。
こうしてウエハ周縁領域に形成されているアライメント
マークＭ１〜Ｍ８の上からレジストが除去され、アライ
メントマークＭ１〜Ｍ８が露出される。ウエハ周縁領域
のレジスト除去は図５（ｂ）に示した周辺露光装置を用
いて行うこともできる。

【００４２】図８は、レジストが塗布されたウエハ１２
の平面図である。エッジリンスによって又は周辺露光に
よってウエハ周縁領域６１のレジストが除去され、アラ
イメントマークＭ１〜Ｍ８が露出している。第１層のシ
ョットパターンＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥が形成されてい
る内側の領域６２にはレジストが均一に塗布されてい
る。第２層露光用のレジストを塗布したウエハは、露光
装置のステージ１３上に載置し、真空吸着して固定す
る。

【００４３】露光装置に装着されるレチクル１０は、図
６（ｂ）に示すレチクル１０ｂに交換される。レチクル
１０ｂには、第２層のショットパターンＰ２のみが描画
されている。レチクルブラインド７は、照明光の照明領
域が、図６（ｂ）に破線で示すように、ショットパター
ンＰ２を囲む範囲５３となるようにステージ制御系３６
によって制御される。

【００４４】第２層のショットの際のアライメントは、
ウエハ１２の周縁領域６１に露出しているアライメント
マークＭ１〜Ｍ８を用いて従来と同様の方法で行われ
る。例えば、レチクル１０ｂのアライメントはレチクル
・アライメントセンサ３１を用いて行う。そして、ウエ
ハ・アライメントセンサ３２を用いてウエハ１２に形成
されているアライメントマークＭ１〜Ｍ８を検出し、Ｅ
ＧＡ演算等によってショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥
‥の位置を求め、主制御系３７の制御下にステージ制御
系３６でステージ１３のステップ駆動とシャッタ３の開
閉制御を繰り返すことで、レチクル１０ｂのショットパ
ターンＰ２を各ショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に
重ねて露光する。

【００４５】第３層以降のショットパターンも、同様に
ウエハ１２の周縁領域６１のレジストを除去し、露出さ
せたアライメントマークＭ１〜Ｍ８を用いてレチクルパ
ターンをショット領域にアライメントすることで、前層
のショットパターンに正確に重ね合わせて露光される。
改めてアライメントマークを必要とするときには、先の
第１層露光の時と同じように、レジストコータ４０によ
るエッジリンス又は周辺露光を省略し、アライメントマ
ークをウエハ周縁領域に露光すればよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によると、アライメントマーク上
にレジストがなく、露出しているアライメントマークを
用いることができるため、アライメント精度が飛躍的に
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法で使用する露光装置の概略図。

【図２】レチクルブラインドのブレード部分の正面図。

【図３】レチクルブラインド駆動機構の概略図。

【図４】図２に示すブレードのＡ−Ａ断面と駆動機構の
概略構成図。

【図５】レジストコータの概略図。

【図６】第１層露光用レチクル及び第２層露光用レチク
ルの概略図。

【図７】ウエハ上でのショット領域とアライメントマー
クの配置図。

【図８】レジスト塗布後エッジリンス又は周辺露光を行
ったウエハの平面図。

【符号の説明】１…照明光源、２…楕円鏡、３…シャッター、５…波長
選択フィルタ、６…フライアイインテグレータ、７…レ
チクルブラインド、７ａ，７ｂ…ブレード、１０…レチ
クル、１１…投影光学系、１２…ウエハ、１３…ステー
ジ、２０…レーザ干渉計、２１…ステージ駆動手段、３
１…レチクル・アライメントセンサ、３２…ウエハ・ア
ライメントセンサ、３５…アライメント制御系、３６…
ステージ制御系、３７…主制御系、４０…レジストコー
タ、４２…回転支持台、４２…レジスト噴出ノズル、４
３…溶剤噴出ノズル、６１…周縁領域、４００…レジス
トコータ、４１１…回転支持台、４１２…モータ、４１
３…露光光源、４１４…光ファイバー、４１５…照射
部、４１６…遮光板、４１７…露光光束、４１８…反射
板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７７

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のショットパターンとアライメント
マークとが空間的に分離して描画された第１のレチクル
を用いて、感光剤が塗布された基板の周縁領域に前記ア
ライメントマークのみを投影露光し、かつ前記基板のシ
ョット領域に前記第１のショットパターンのみを投影露
光する第１層の露光工程と、感光剤が塗布された前記基板の周縁領域の感光剤を除去
した後、第２のショットパターンが描画された第２のレ
チクルを前記アライメントマークを用いてアライメント
して前記基板の前記ショット領域に前記第２のショット
パターンを投影露光する第２層の露光工程とを有するこ
とを特徴とする投影露光方法。
【請求項２】前記第１層の露光工程において、レチク
ルブラインドを用いて、投影露光される前記アライメン
トマークと前記第１のショットパターンとを切り換える
ことを特徴とする請求項１記載の投影露光方法。
【請求項３】前記第１のショットパターンと前記アラ
イメントマークとは予め定められた位置関係で前記第１
のレチクルに描画されていることを特徴とする請求項２
記載の投影露光方法。
【請求項４】前記第１層の露光工程において、前記ア
ライメントマークは前記基板の周縁領域の少なくとも３
箇所に投影露光されることを特徴とする請求項１記載の
投影露光方法。
【請求項５】前記第２層の露光工程におけるアライメ
ントは、前記アライメントマークの位置情報に基づいて
前記基板のショット領域の配列座標値を計算することに
よって行うことを特徴とする請求項４記載の投影露光方
法。