JPH10242043A

JPH10242043A - 露光方法

Info

Publication number: JPH10242043A
Application number: JP9179684A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Umagome; 伸貴馬込; Shinichi Nakajima; 伸一中島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ周縁領域のレジストが剥がされる領域
にウエハ内側の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する場合において、新たな
アライメントマーク打ち換えの方法を提供する。【解決手段】アライメントマークを作り直すときは、
基板１２の周縁領域６１のうち古いアライメントマーク
Ｍ１〜Ｍ８の内周側に新たなアライメントマークＮ１〜
Ｎ８を形成する。

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としてのフォトマスク
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等の感光剤（感応剤）
を塗布した半導体ウエハやガラスプレート等の基板（以
下、ウエハという）上に投影露光することが行われる。
半導体素子や液晶表示素子は複数のレチクルを使って、
複数回の重ね合わせ露光を行うことで形成される（複数
の層構造となっている）。このため、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 Alignment）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 Alignment）方式等がある
（特開平２−５４１０３号公報参照）。

【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
ズは露光光に対して収差補正されているため、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、
レジスト（感応剤）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ウエ
ハ上に形成されてい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（凹凸）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】このような前記光学式アライメント系を使
って、ウエハ内の３点もしくは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。その座標に基づいてウエハステージを移動
させてレチクルとウエハとを位置決めし、露光すること
を繰り返すことで、ウエハ上のショット領域内の各ショ
ットに順次レチクルのパターンが重ね合わせ露光されて
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】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。一方、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。

【００１１】このような点に着目して、本発明は、ウエ
ハ周縁領域のレジストが剥がされる領域に、ウエハのシ
ョット領域のショットと所定の位置関係を持たせたアラ
イメントマークを形成することを目的とする。ウエハ周
縁領域のレジスタが剥がされる領域にアライメントマー
クを形成すると、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。

【００１２】また、アライメントマークには打ち換えと
呼ばれるアライメントマークの作りなおし作業が必要な
場合がある。アライメントマークの打ち換えが必要な場
合は、第１に、アライメントマークがウエハのプロセス
処理の過程で加工された結果、検出できなくなったり、
検出されても十分なＳ／Ｎがとれなくなったりして、そ
のアライメントマークを使用したのでは十分な重ね合わ
せ精度を確保できなくなったときである。第２の場合と
して、重ね合わせ精度が厳しい２つの層を重ね合わせる
とき（例えば、Ａ層にＸ層を合わせる）、Ａ層を露光す
る際にＡ層上にアライメントマークを新たに作成し、そ
のアライメントマークを検出して位置合わせを行うこと
でＸ層をＡ層に高精度に重ね合わせて露光する場合があ
る。

【００１３】本発明の別の態様は、ウエハ周縁領域のレ
ジストが剥がされる領域にウエハのショット領域内のシ
ョットと所定の位置関係を持たせたアライメントマーク
を形成する場合において、先に形成されたアライメント
マークとは異なるアライメントマークをウエハの周縁領
域に新たに形成することを目的とする。

【００１４】また、本発明の別の態様は、プロセス処理
によるアライメントマークの劣化を防ぎ、マーク非対称
化による精度劣化を防止し、ひいてはアライメントマー
クの打ち換え回数を最小限に抑えるための方法を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、基板
の周縁領域に形成されたアライメントマークの内周側に
新たなアライメントマークを形成する。そうすること
で、レジスト等の感応剤が除去された既設のアライメン
トマークを検出し、高精度のアライメントを行いながら
アライメントマークの打ち換えを行うことが可能とな
る。また、打ち換えによって新たに形成されたアライメ
ントマークも基板の周縁領域に位置するため、通常のエ
ッジリンス等の処理によってその上の感応剤を除去して
高精度なアライメントを行うことができる。

【００１６】すなわち、本発明は、Ｎ回（Ｎ＞１）の露
光により少なくともＮ個のパターンを感応剤が塗布され
た基板（１２）上に順次露光しＮ個の露光層を有する基
板を形成する露光方法において、ｍ（ｍ＜Ｎ）回目の露
光に用いられるマスク（１０ａ）に形成された第１のア
ライメント用パターン（Ｍ）を前記基板（１２）上に露
光し、該基板（１２）上に第１のアライメントマーク
（Ｍ１〜Ｍ８）を形成する工程と；前記ｍ回目の露光に
該マスク（１０ａ）に形成されたショットパターン（Ｐ
１）を前記基板上のショット領域（１００）に露光して
前記基板上にショット（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）を形
成する工程と；前記第１のアライメントマーク（Ｍ１〜
Ｍ８）を含む前記基板（１２）上の周縁領域（６１）の
前記感応剤を除去する工程と；前記感応剤が除去された
前記第１のアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を用い
て、前記（ｍ＋ｓ）回目（ｓ≧１）の露光に用いられる
マスクと前記基板（１２）とを位置合わせして前記周縁
領域（６１）より内側の前記基板（１２）上に第２のア
ライメントパターンを露光し、該基板上に第２のアライ
メントマーク（Ｎ１〜Ｎ８）を形成する工程とを有する
ことを特徴とする。

【００１７】本発明の露光方法は、さらに（ｍ＋ｓ＋
１）回目以降の露光の前に前記第１のアライメントマー
ク（Ｍ１〜Ｍ８）と前記第２のアライメントマーク（Ｎ
１〜Ｎ８）との感応剤を除去する工程と；前記感応剤が
除去された前記第１のアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ
８）と前記第２のアライメントマーク（Ｎ１〜Ｎ８）と
の少なくとも一方を用いて、前記（ｍ＋ｓ＋１）回目以
降の露光に使用されるマスクと前記基板（１２）とを位
置合わせして該マスクに形成されたショットパターンを
前記基板上のショット（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）に重
ね合わせ露光する工程とを有することができる。

【００１８】整数ｍは１とすることができる。また、前
記ｍ回目の露光において前記ショット領域（１００）に
複数のショットを形成する工程と；前記第１のアライメ
ントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）と前記第２のアライメントマ
ーク（Ｎ１〜Ｎ８）との少なくとも一方を用いて前記複
数ショット（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）の配列を求め、
該配列に基づいて前記重ね合わせ露光を行う工程とをさ
らに有することができる。

【００１９】前記（ｍ＋ｓ）回目の露光用のマスクに形
成されたショットパターンは第２のアライメントパター
ンを含むことができる。前記第２のアライメントマーク
を用いて前記ショットの倍率と回転と直交度との少なく
とも一つを求めることができる。

【００２０】また、本発明は、Ｎ回（Ｎ＞１）の露光に
より少なくともＮ個のパターンを感応剤が塗布された基
板（１２）上に順次露光しＮ個の露光層を有する基板を
形成する素子製造方法において、ｍ（ｍ＜Ｎ）回目の露
光に用いられるマスク（１０ａ）に形成された第１のア
ライメント用パターン（Ｍ）を前記基板（１２）上に露
光し、該基板（１２）上に第１のアライメントマーク
（Ｍ１〜Ｍ８）を形成する第１工程と；前記ｍ回目の露
光に該マスク（１０ａ）に形成されたショットパターン
（Ｐ１）を前記基板上のショット領域（１００）に露光
して前記基板上にショットを形成する第２工程と；前記
第１工程及び第２工程後の前記基板（１２）を現像し、
該基板に前記感応剤を塗布する第３工程と；前記第１の
アライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を含む前記基板（１
２）上の周縁領域（６１）の前記感応剤を除去する第４
工程と；前記感応剤が除去された前記第１のアライメン
トマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を用いて、前記（ｍ＋ｓ）回目
（ｓ≧１）の露光に用いられるマスクと前記基板とを位
置合わせして前記周縁領域より内側の前記基板上に第２
のアライメントパターンを露光し、該基板上に第２のア
ライメントマーク（Ｎ１〜Ｎ８）を形成する第４工程
と；前記第３工程及び第４工程後の前記基板を現像し、
該基板に前記感応剤を塗布する第５工程と；（ｍ＋ｓ＋
１）回目以降の露光の前に前記第１のアライメントマー
ク（Ｍ１〜Ｍ８）と前記第２のアライメントマーク（Ｎ
１〜Ｎ８）との感応剤を除去する第６工程と；前記感応
剤が除去された前記第１のアライメントマークと前記第
２のアライメントマークとの少なくとも一方を用いて、
前記（ｍ＋ｓ＋１）回目以降の露光に使用されるマスク
と前記基板とを位置合わせして該マスクに形成されたシ
ョットパターンを前記基板上のショット（Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，‥‥）に重ね合わせ露光する第７工程とを有する
ことを特徴とする。

【００２１】また、本発明においては、ＣＶＤによる成
膜、プラズマエッチング等のプロセス処理の際に、基板
の周縁領域に形成されたアライメントマークを覆うこと
により、アライメントマークがプロセス処理によって加
工されないようにする。このことで、アライメントマー
ク打ち換えの第１の理由であったプロセスによるアライ
メントマークの劣化を防ぐことができる。さらに、前記
したアライメントマーク打ち換えの第２の理由に対して
も、本方法によれば半導体素子等の製造過程における第
１層目からのアライメントマークを加工されないまま最
終工程においても使用することが可能になるため、アラ
イメントツリーの作成がより自由になり、アライメント
マークの打ち換え回数をさらに減らすことが可能にな
る。

【００２２】また、アライメントマークに対して特定の
プロセス処理のみ選択的に施すことにより、理想的なマ
ークを形成して使用することも可能である。たとえば、
エッチング等により、マスクされた部分と露出した部分
との段差が約２００ｎｍになるようなプロセスが回路形
成プロセスに含まれていた場合、このプロセスによって
アライメントマークを形成する。段差が約２００ｎｍの
とき、Ｈｅ−Ｎｅレーザによる位置検出が最も容易であ
る。

【００２３】すなわち、本発明は、基板（１２）の周縁
領域（６１）にアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を形
成し、感応剤が塗布された基板（１２）の周縁領域（６
１）の感応剤を除去した後、前記アライメントマーク
（Ｍ１〜Ｍ８）を用いてマスクと基板とをアライメント
し、マスクに形成されたショットパターンを基板（１
２）のショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）に露光
する露光方法であって、プロセス処理の際に、前記アラ
イメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を覆うことにより、アラ
イメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）が加工されることを防止
することを特徴とする。

【００２４】アライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）の加工
防止は、プロセス処理に先だって、アライメントマーク
（Ｍ１〜Ｍ８）が形成された基板（１２）の周縁領域
（６１）にレジスト等の物質を塗布することにより、あ
るいは、プロセス処理の際に、アライメントマーク（Ｍ
１〜Ｍ８）が形成された基板（１２）の周縁領域（６
１）を機械的に覆うことにより行うことができる。

【００２５】アライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）の形成
は、ショットパターン（Ｐ１）とアライメントマーク
（Ｍ）とが空間的に分離されて形成されたマスク（１０
ａ）を用い、感応剤が塗布された基板（１２）の周縁領
域（６１）に前記アライメントマーク（Ｍ）のみを投影
露光し、基板（１２）のショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，‥‥）に前記ショットパターン（Ｐ１）のみを投影
露光する方法によるのが好ましい。

【００２６】基板（１２）の周縁領域（６１）に形成さ
れたアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を用いてショッ
ト領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）の配列座標値を求
め、さらにショット領域内に形成されたアライメントマ
ークを用いてショット領域の倍率、回転、直交度の少な
くとも一つを求めてもよい。

【００２７】また、基板（１２）の周縁領域（６１）に
形成されたアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を用いて
ショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）の配列座標値
を求め、マスクのショットパターン内に配置されたアラ
イメント用のマークを切り出して基板（１２）の周縁領
域（６１）に露光することによって形成されたアライメ
ントマーク（ＭＰ１ａ，ＭＰ１ｂ；ＭＰ２ａ，ＭＰ２
ｂ；‥‥）を用いて、ショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，‥‥）の倍率、回転、直交度の少なくとも一つを求
めるようにすることもできる。

【００２８】さらに、基板（１２）の周縁領域（６１）
に形成されたアライメントマーク（Ｍ１〜Ｍ８）を用い
てショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）の配列座標
値を求め、基板（１２）の周縁領域（６１）に露光され
たショットパターン（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，‥‥）ないの
アライメントマーク（ＳＭ１，ＳＭ２，ＳＭ３，‥‥）
を用いてショット領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥）の倍
率、回転、直交度の少なくとも一つを求めるようにする
こともできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の露光方法
に使用する露光装置の一例の概略図である。超高圧水銀
ランプやエキシマレーザ等の照明光源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３
ａ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を介し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、レチクル１０とほ
ぼ共役な位置に設けられており、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（詳細後述）。

【００３０】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の照明範囲内に存在する
ショットパターン又はアライメントパターンは、両側テ
レセントリックな投影光学系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（レチクル１０の照明範囲内に存在するショ
ットパターン又はアライメントパターンを投影すべき領
域、以下「ショット領域」という）にレチクル１０のパ
ターン像が露光される。

【００３１】ウエハ１２は２次元移動可能なステージ１
３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（イメージフィールド）と重なるウエハ
１２上のショット（一度の露光でレチクルパターンが投
影される領域）の位置が調整される。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に設
けられた移動鏡１４と不図示の固定鏡に向けてレーザ光
１５を射出し、各々からの反射光の干渉に基づいてステ
ージの移動距離を測定するレーザ干渉計２０で検出され
る。

【００３２】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。

【００３３】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露光光
の波長とアライメント光の波長の違いによるオフセット
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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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
された複数のショット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、処理結果は主制御系３７に送られる。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部材３３が固定され、基準部材
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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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（ショ
ットパターン）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２１に指令してステージ３７を移
動させて、ウエハ１２上の各ショットを投影光学系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上の各ショットにレチクル１０のショ
ットパターンを露光する。

【００４０】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。

【００４１】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（ウエハの半径方向）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。

【００４２】次に、ウエハの周縁領域にアライメントマ
ークを形成し、そのアライメントマークを用いてパター
ンを露光する方法について順を追って説明する。最初
に、第１層（第１回目）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４
０、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。

【００４３】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。

【００４４】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１００内のショットＳ
１，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。

【００４５】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。

【００４６】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、この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。ＥＧＡ方式はアライメン
トマークの計測値と設計値とを用いて、統計的演算を行
うもので、例えば実測値と設計値との誤差の二乗を最も
小さくするようなパラメータを求めるアライメント方式
である。ＥＧＡ方式のアライメントについては、例えば
特開昭６１−４４４２９号公報に記載されている。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，Ｍ２，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。

【００４７】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。

【００４８】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
をレチクルブライン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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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上に載置され、真空吸着されて固定
される。

【００５２】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。

【００５３】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３
６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Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に重ねて露
光する。

【００５４】第３層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、レチクル
パターンを前層のショットに正確に重ね合わせて露光さ
れる。

【００５５】次に、ウエハ１２の周縁領域６１に形成さ
れたアライメントマークＭ１〜Ｍ８の打ち換えの方法に
ついて説明する。図９は、ウエハの周縁領域に形成され
るアライメントマークの打ち換えの一例を説明する図
（アライメントツリー）である。図中に層番号として示
されている１〜９の数字は、ウエハ表面に近い側から数
えた層の番号であり、パターン露光に使用されるレチク
ルの番号と考えてもよい。また、矢印が示しているのは
アライメントマークの参照先の層番号である。すなわ
ち、この例では、第２層、第３層、第４層のパターン露
光に当たっては、第１層に形成されたアライメントマー
クを参照してアライメントを行う。次の第５層、第６層
のパターン露光に当たっては、第４層に形成されたアラ
イメントマークを参照してアライメントを行う。また、
第７層のパターン露光の際は、第１層に形成されたアラ
イメントマークを参照してアライメントを行う。第８
層、第９層のパターン露光に当たっては、第７層に形成
されたアライメントマークを参照してアライメントを行
う。

【００５６】この場合、第２層及び第３層の露光の際に
参照される第１層以外にも、第５層及び第６層の露光の
際に参照される第４層、第８層及び第９層の露光の際に
参照される第７層には、それぞれ別々のアライメントマ
ークが形成されている必要がある。したがって、第４層
及び第７層を露光する際には、ショットパターンと共に
アライメントマークの露光も行われる。改めてアライメ
ントマークを露光するときには、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。

【００５７】第４層の露光方法について詳細に説明す
る。第３層まで露光されたウエハ１２の周縁領域６１の
一番外側には、第１層の露光の際に形成されたアライメ
ントマークＭ１〜Ｍ８が位置している。まず、ウエハ１
２の表面全体に、例えば図５（ａ）に示したレジストコ
ータ４０によって第４層露光用のレジストを塗布する。
その後、溶剤噴出ノズル４３からアライメントマークＭ
１〜Ｍ８が形成されているウエハの周縁領域にレジスト
の溶剤を吹き付けてエッジリンスを行い、レジストを除
去する。こうして、アライメントマークＭ１〜Ｍ８の上
からレジストが除去され、図８に示したように、アライ
メントマークＭ１〜Ｍ８が露出される。

【００５８】第４層用のレジストが塗布されたウエハ
は、露光装置のステージ１３上に載置され、真空吸着保
持される。露光装置には、図６（ａ）に示したレチクル
１０ａと同様に、第４層用のショットパターンＰ４と共
にアライメントマークのパターンＮが空間的に分離され
て、既知の位置関係で設けられたレチクルが装着され
る。第４層露光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〜Ｍ
８を用いて行われる。すなわち、ウエハ・アライメント
センサ３２を用いてアライメントマークＭ１〜Ｍ８を検
出し、ＥＧＡ演算等によってショットＳ１，Ｓ２，Ｓ
３，‥‥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、レチクルのショットパ
ターンＰ４を各ショットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に重ね
て露光する。

【００５９】全てのショットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に
対するショットパターンＰ４の露光が終了すると、引き
続きアライメントマークＮの露光を行う。アライメント
マークＮの露光は、第１層の露光のときと同様に、レチ
クルブラインドによって照明光によるレチクルの照明範
囲をアライメントマークＮの部分のみに制限し、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
すことにより行われる。

【００６０】図１０は、アライメントマークＮの露光位
置を模式的に示す図である。図示するように、アライメ
ントマークＮ１〜Ｎ８の露光位置は、ウエハ１２の周縁
領域のうちアライメントマークＭ１〜Ｍ８より内周側、
すなわちレジストの塗布されている領域６２に設定され
る。図１０では、アライメントマークＭ１〜Ｍ８の円周
方向位置とアライメントマークＮ１〜Ｎ８の円周方向位
置を一致させているが、２種類のアライメントマークＭ
１〜Ｍ８，Ｎ１〜Ｎ８の円周方向位置を一致させること
は必ずしも必要とはされない。

【００６１】第５層、第６層の露光にあたっては、図１
０に示すようにウエハ１２の全面にレジストを塗布し、
その後エッジリンス等によってアライメントマークＮ１
〜Ｎ８が露出する半径位置までウエハ１２の周縁領域６
１（アライメントマークＮ１〜Ｎ８を含みレジストが除
去される周縁領域）のレジストを除去する。こうして上
部からレジストが除去され、露出したアライメントマー
クＮ１〜Ｎ８を用いてアライメントを行う。したがっ
て、第５層及び第６層の露光の際のアライメント時に
も、レジストを被っていないアライメントマークＮ１〜
Ｎ８を用いて第４層を基準とした高精度なアライメント
を行うことができる。

【００６２】次に、第７層の露光方法について説明す
る。この例の場合、図９に示すように、第７層の参照す
る層は打ち換えられたアライメントマークＮ１〜Ｎ８が
形成されている第４層ではなく、１段階前のアライメン
トマークＭ１〜Ｍ８が形成されている第１層である。し
たがって、第７層の露光にあたっては、ウエハ１２の全
面にレジストを塗布し、その後エッジリンス等によって
第１層のアライメントマークＭ１〜Ｍ８が露出する半径
位置までウエハ１２の周縁領域６１のレジストを除去す
る。こうして上部からレジストが除去され、露出したア
ライメントマークＭ１〜Ｍ８を用いてアライメントを行
って、第７層のショットパターンを露光する。

【００６３】その後、第１層露光の時及び第４層露光の
時と同様にして、第７層のショットパターンの露光に使
用したレチクルにショットパターンと既知の位置関係で
設けられているアライメントマークのパターンＯを用い
て、ウエハ１２の周縁領域にアライメントマークＯ１〜
Ｏ８を露光する。図１１は、アライメントマークＯ１〜
Ｏ８の露光位置を模式的に示す図である。図示するよう
に、アライメントマークＯ１〜Ｏ８の露光位置は、ウエ
ハ１２の周縁領域のうちアライメントマークＮ１〜Ｎ８
とほぼ同じ円周上とする。

【００６４】このようにアライメントマークの打ち換え
を工夫することで、不用意にアライメントマーク領域を
拡大することを防止し、チップ領域の減少を回避するこ
とができる。すなわち、この例の第７層を露光するとき
のように、参照する層を１つ以上前とする（直前の第４
層のアライメントマークではなく、その前の第１層のア
ライメントマークを使用する）ことで、アライメントマ
ークのために使用する領域を増大させないことが可能で
ある。また、アライメントの基本となる層は通常は第１
層であるので、アライメント精度の必要性に応じて、第
１層を参照してアライメントマークの打ち換えを行うの
が効果的である。

【００６５】なお、ショットのアライメントは、ウエハ
の周縁領域に形成されたアライメントマークと共に、シ
ョットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥に付随して設けられたア
ライメントマークを用いて行うこともできる。この方法
では、ウエハ１２の周縁領域６１に形成されたアライメ
ントマークＭ１〜Ｍ８（又は、Ｎ１〜Ｎ８、Ｏ１〜Ｏ
８）を用いてショットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥の配列座
標を求める。そして、ショットに付随して設けられたア
ライメントマークを検出することによりショットの倍
率、回転、スキュー（直交度）を求める。これらのアラ
イメントに必要なパラメータは、例えばＥＧＡ演算によ
って求めることができる。ショット倍率、回転、スキュ
ー（直交度）及びショットの配列を求めるためのＥＧＡ
演算の手法は特開平６−２７５４９６号公報に記載され
ている。そして、ショット倍率については、結像特性補
正系１１０により補正すればよい。

【００６６】この場合、ウエハの周縁領域に形成された
レジストを被っていないアライメントマークを用いるこ
とによって、ショット領域の配列座標は正確に求めるこ
とができる。しかし、ショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，
‥‥に設けられたアライメントマークにはレジストが塗
布されているため、アライメントマークの検出精度を高
めることはできず、ショットの倍率、回転、スキュー等
のパラメータを高精度に求めることはできない。

【００６７】次に、図１２及び図１３を用いて、ショッ
ト領域に付随して設けられたアライメントマーク上のレ
ジストを除去し、露出させて検出する方法について説明
する。図１２は、ショット領域内アライメントマークを
有する層の露光が行われた状態を示し、図１３は次層の
露光のためにウエハの全面に塗布されたレジストのうち
周縁領域のレジストが除去された状態を示す図である。

【００６８】この方法では、ウエハの周縁領域にかかっ
て形成されたショットのアライメントマークを利用す
る。図１２に示すように、ウエハ１２にステップ・アン
ド・リピート方式でショットパターンを露光するとき、
いくつかのショットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，‥‥は、周縁領
域６１より内側のウエハの周縁部分にかかって露光され
るようなショット領域（ショットマップ）に従ってショ
ットパターンを露光する。露光後、現像等のプロセス処
理を行って、次の層の露光に移る。

【００６９】その次の層の露光にあたっては、ウエハ１
２の全面にレジストを塗布し、その後、図１３に示すよ
うに、エッジリンス等によってアライメントマークＭ１
〜Ｍ８及びショットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，‥‥の一部が露
出する半径位置までウエハ１２の周縁領域６１のレジス
トを除去する。このとき、ショットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，
‥‥に設けられた一部のアライメントマークＳＭ１，Ｓ
Ｍ２，ＳＭ３，‥‥上からもレジストが除去される。こ
うしてレジストが除去されて露出されたショット領域内
アライメントマークＳＭ１，ＳＭ２，ＳＭ３，‥‥のう
ち適当なものを選択して利用することにより、ショット
内アライメントマークの検出精度を高め、ショットの倍
率、回転、スキュー等のパラメータを高精度に求めるこ
とができる。

【００７０】このように、ウエハの周縁領域にかかって
形成されたショット領域を利用し、レジストが除去され
たショット領域内アライメントマークを検出すること
で、ショットの倍率、回転、スキュー等のパラメータを
高精度に求めることができる。図１４及び図１５は、シ
ョットに付随して設けられたアライメントマーク上のレ
ジストを除去し、露出させて検出する他の方法について
の説明図である。図１４は、ショット内アライメントマ
ークを有する層の露光が行われた状態を示し、図１５は
次層の露光のために全面に塗布されたレジストのうち周
縁領域のレジストが除去された状態を示す図である。

【００７１】この方法では、図１４に示すように、ショ
ットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，‥‥にショットパターンを露光
した後、レチクルブラインド７によって使用しているレ
チクルのパターン領域内に形成されたアライメントマー
ク部分のみに照明光が照射されるように制限し、そのア
ライメントマーク部分を例えばレジストが除去された周
縁領域６１に隣接する内側領域にパターンＭＰ１，ＭＰ
２，ＭＰ３，ＭＰ４として露光する。

【００７２】その次の層の露光にあたっては、ウエハ１
２の全面にレジストを塗布し、その後、図１５に示すよ
うに、エッジリンス等によってアライメントマークＭ１
〜Ｍ８及びパターンＭＰ１〜ＭＰ４が露出する半径位置
までウエハ１２の周縁領域６１のレジストを除去する。
したがって、パターンＭＰ１〜ＭＰ４に含まれているア
ライメントマークＭＰ１ａ，ＭＰ１ｂ；ＭＰ２ａ，ＭＰ
２ｂ；‥‥上からもレジストが除去される。こうしてレ
ジストが除去されて露出されたショット領域内アライメ
ントマークＭＰ１ａ，ＭＰ１ｂ；ＭＰ２ａ，ＭＰ２ｂ；
‥‥を検出することにより、ショット領域内アライメン
トマークの検出精度を高め、ショットの倍率、回転、ス
キュー等のパラメータを高精度に求めることができる。

【００７３】次に、こうしてウエハの周縁領域に形成さ
れたアライメントマークをＣＶＤによる成膜やプラズマ
エッチング等のプロセス処理の際に覆って、アライメン
トマークの劣化を防止する方法について説明する。

【００７４】最初に、ウエハの周縁領域にレジスト等の
コート材料を塗布することによってアライメントマーク
を覆う方法について説明する。ウエハ周縁部に設けられ
たアライメントマーク上へのコート材料塗布は、図５
（ａ）に示したレジストコータに類似した構成を有する
レジストデベロッパを用いて行うことができる。ただ
し、ここで用いるレジストデベロッパは、図５（ａ）に
示したレジストコータとは異なって、ウエハの中央部分
にレジストの溶剤を噴出する溶剤噴射ノズルと、ウエハ
の周縁領域にレジスト等のコート材料を噴出するコート
材噴出ノズルとを備える。

【００７５】露光を終えたウエハをレジストデベロッパ
の回転支持台に固定して回転させ、回転軸と同軸に位置
している溶剤噴出ノズルから溶剤を噴射することにより
ウエハを現像する。その後、前記コート材噴出ノズルか
らウエハの周縁領域にコート材料をジェットにして吹き
付けることで、ウエハ周縁領域にコート材料を塗布す
る。こののち各種プロセス処理を行えば、ウエハ周縁領
域に形成されたアライメントマークはコート材料によっ
て保護されるため、プロセス処理によって加工されたり
劣化したりすることがない。

【００７６】あるいは、露光を終えたウエハを通常の方
法で現像した後、プロセス処理を行う段階で、ウエハ周
縁部を機械的に覆うことによってアライメントマークの
加工を回避することもできる。プロセス処理の例として
マイクロ波プラズマエッチング処理を取り上げて説明す
る。

【００７７】図１６は、マイクロ波プラズマエッチング
装置の概略構成図である。マグネトロン５０１から発生
されたマイクロ波は、導波管５０２を通して石英ベルジ
ャ５０３の中のエッチング室５０４に導入される。エッ
チング室５０４には、エッチングガス導入口５０５より
塩素ガス等のエッチングガスが導入されている。マイク
ロ波の電場によりエッチングガスはプラズマ化され、マ
イクロ波とソレノイドコイル５０６によって作られた磁
場との作用でプラズマ中の電子はサイクロトロン運動を
する。下部試料台５０７に高周波電源５０９から高周波
バイアスを印加することにより、ウエハ１２に入射する
イオンエネルギーをコントロールしながらエッチングが
行われる。

【００７８】この場合、ウエハ１２の周縁部が加工され
るのを防ぐため、ウエハ１２の周縁部に覆い５０８が被
せられる。この覆い５０８はウエハ１２を試料台５０７
に載せた後に被せるようにする。覆い５０８の材質とし
て例えば絶縁体を用いれば、プラズマを乱すことなくエ
ッチングを行うことが可能である。例えば石英ガラスに
ＳｉＮをコートしたものを用いれば、酸素プラズマによ
るエッチングにおいても、覆い部の損傷を防ぐことがで
きる。

【００７９】これらの方法により、ウエハ周縁部に形成
されたアライメントマークをプロセス処理から保護する
ことにより、アライメントマークの劣化を防ぐことがで
き、ひいてはアライメントマークの打ち換え回数を減ら
すことも可能になる。

【００８０】以上、本発明を、いわゆるステッパーなど
の静止露光型の露光装置へ適用する場合の例について説
明してきた。静止露光型の露光装置ではなく、スキャン
型の露光装置に本発明を適用するときには、ショットの
露光は大面積のためスキャン露光で行う。しかし、アラ
イメントマークは十分小さいので、スキャン露光ではな
く静止露光で露光した方がレチクルステージの運動を伴
わないため、アライメントマーク形成時のスループット
ロスを防ぐことができる。また、本発明は、Ｘ線露光装
置や電子線露光装置にも適用可能である。

【００８１】本発明によるアライメントマークの形成に
おいては、ウエハに塗布したレジストをどこまで剥がす
かが重要である。そのため、露光装置とレジストコータ
をオンラインで結び、露光装置からのアライメント情報
でレジストコータにレジストを剥離する半径を指示すれ
ばよい。

【００８２】

【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、アライメント精度を飛躍的に
向上することができる。また、アライメントマークの打
ち換えが必要な場合も、アライメントマーク領域を必要
以上に拡大することなく、ウエハの周縁領域にアライメ
ントマークを形成することができる。さらに、プロセス
処理時にウエハの周縁領域に形成されたアライメントマ
ークを覆うことにより、アライメントマークをプロセス
処理から保護し、アライメントマークの打ち換え回数を
最小限にすることができる。また、特に、アライメント
マークをウエハ最外周に形成することによる、プロセス
処理に起因するマーク非対称化という欠点も克服するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図９】各層間のアライメント参照先を示す説明図。

【図１０】打ち換え後のアライメントマークＮの位置を
模式的に示す図。

【図１１】打ち換え後のアライメントマークＯの位置を
模式的に示す図。

【図１２】ショット領域内アライメントマークを有する
層の露光が行われた状態を示す図。

【図１３】次層の露光のために全面に塗布されたレジス
トのうち周縁領域のレジストが除去された状態を示す
図。

【図１４】ショット領域内アライメントマークを有する
層の露光が行われた状態を示す図。

【図１５】次層の露光のために全面に塗布されたレジス
トのうち周縁領域のレジストが除去された状態を示す
図。

【図１６】マイクロ波プラズマエッチング装置の構成
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、１００…ショッ
ト領域、１１０…結像特性補正系、４００…レジストコ
ータ、４１１…回転支持台、４１２…モータ、４１３…
露光光源、４１４…光ファイバー、４１５…照射部、４
１６…遮光板、４１７…露光光束、４１８…反射板、５
０１…マグネトロン、５０２…導波管、５０３…石英ベ
ルジャ、５０４…エッチング室、５０５…エッチングガ
ス導入口、５０６…ソレノイドコイル、５０７…試料
台、５０８…覆い、５０９…高周波電源、Ｍ１〜Ｍ８…
第１層で作られたアライメントマーク、Ｎ１〜Ｎ８…第
４層で打ち換えられたアライメントマーク、Ｏ１〜Ｏ８
…第７層で打ち換えられたアライメントマーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ回（Ｎ＞１）の露光により少なくとも
Ｎ個のパターンを感応剤が塗布された基板上に順次露光
しＮ個の露光層を有する基板を形成する露光方法におい
て、ｍ（ｍ＜Ｎ）回目の露光に用いられるマスクに形成され
た第１のアライメント用パターンを前記基板上に露光
し、該基板上に第１のアライメントマークを形成する工
程と；前記ｍ回目の露光に該マスクに形成されたショッ
トパターンを前記基板上のショット領域に露光して前記
基板上にショットを形成する工程と；前記第１のアライ
メントマークを含む前記基板上の周縁領域の前記感応剤
を除去する工程と；前記感応剤が除去された前記第１の
アライメントマークを用いて、前記（ｍ＋ｓ）回目（ｓ
≧１）の露光に用いられるマスクと前記基板とを位置合
わせして前記周縁領域より内側の前記基板上に第２のア
ライメントパターンを露光し、該基板上に第２のアライ
メントマークを形成する工程とを有することを特徴とす
る露光方法。
【請求項２】（ｍ＋ｓ＋１）回目以降の露光の前に前
記第１のアライメントマークと前記第２のアライメント
マークとの感応剤を除去する工程と；前記感応剤が除去
された前記第１のアライメントマークと前記第２のアラ
イメントマークとの少なくとも一方を用いて、前記（ｍ
＋ｓ＋１）回目以降の露光に使用されるマスクと前記基
板とを位置合わせして該マスクに形成されたショットパ
ターンを前記基板上のショットに重ね合わせ露光する工
程とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光方
法。
【請求項３】前記ｍは１であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】前記ｍ回目の露光において前記ショット
領域に複数のショットを形成する工程と；前記第１のア
ライメントマークと前記第２のアライメントマークとの
少なくとも一方を用いて前記複数ショットの配列を求
め、該配列に基づいて前記重ね合わせ露光を行う工程と
をさらに有することを特徴とする請求項２又は３に記載
の露光方法。
【請求項５】前記（ｍ＋ｓ）回目の露光用のマスクに
形成されたショットパターンは第２のアライメントパタ
ーンを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に記載の露光方法。
【請求項６】前記第２のアライメントマークを用いて
前記ショットの倍率と回転と直交度との少なくとも一つ
を求めることを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】Ｎ回（Ｎ＞１）の露光により少なくとも
Ｎ個のパターンを感応剤が塗布された基板上に順次露光
しＮ個の露光層を有する基板を形成する素子製造方法に
おいて、ｍ（ｍ＜Ｎ）回目の露光に用いられるマスクに形成され
た第１のアライメント用パターンを前記基板上に露光
し、該基板上に第１のアライメントマークを形成する第
１工程と；前記ｍ回目の露光に該マスクに形成されたシ
ョットパターンを前記基板上のショット領域に露光して
前記基板上にショットを形成する第２工程と；前記第１
工程及び第２工程後の前記基板を現像し、該基板に前記
感応剤を塗布する第３工程と；前記第１のアライメント
マークを含む前記基板上の周縁領域の前記感応剤を除去
する第４工程と；前記感応剤が除去された前記第１のア
ライメントマークを用いて、前記（ｍ＋ｓ）回目（ｓ≧
１）の露光に用いられるマスクと前記基板とを位置合わ
せして前記周縁領域より内側の前記基板上に第２のアラ
イメントパターンを露光し、該基板上に第２のアライメ
ントマークを形成する第４工程と；前記第３工程及び第
４工程後の前記基板を現像し、該基板に前記感応剤を塗
布する第５工程と；（ｍ＋ｓ＋１）回目以降の露光の前
に前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメ
ントマークとの感応剤を除去する第６工程と；前記感応
剤が除去された前記第１のアライメントマークと前記第
２のアライメントマークとの少なくとも一方を用いて、
前記（ｍ＋ｓ＋１）回目以降の露光に使用されるマスク
と前記基板とを位置合わせして該マスクに形成されたシ
ョットパターンを前記基板上のショットに重ね合わせ露
光する第７工程とを有することを特徴とする素子製造方
法。
【請求項８】基板の周縁領域にアライメントマークを
形成し、感応剤が塗布された前記基板の周縁領域の感応
剤を除去した後、前記アライメントマークを用いてマス
クをアライメントし、前記マスクに形成されたショット
パターンを前記基板のショット領域に露光する露光方法
であって、プロセス処理の際に、前記アライメントマークを覆うこ
とにより、前記アライメントマークが加工されることを
防止することを特徴とする露光方法。
【請求項９】前記プロセス処理に先だって、前記アラ
イメントマークが形成された前記基板の周縁領域にレジ
ストを塗布することを特徴とする請求項８記載の露光方
法。
【請求項１０】前記プロセス処理の際に、前記アライ
メントマークが形成された前記基板の周縁領域を機械的
に覆うことを特徴とする請求項８記載の露光方法。