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図面 (10)

課題

複数台露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることのできる、露光方法、露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置を提供する。

解決手段

露光パターンを有するレチクルを含む第1露光装置を用いて、半導体基板上のレジスト膜に第1パターンを形成する(S10)。上記レチクルと同じ露光パターンを有するレチクルを含む第2露光装置を用いて、第1パターンを有するレジスト膜に第2パターンを形成する(S20)。上記第1パターンと上記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、第2露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差を求める(S30)。上記補正データ算出ステップ(S30)によって得られた情報に基づいて、第2露光装置の非線形誤差を第1露光装置の非線形誤差と同じにする(S40)。

概要

背景

従来から、半導体装置の製造に用いられる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置が知られている。このステッパは、投影レンズの下方において半導体ウェハをX−Y方向にステップ移動させながら、レチクルに形成されている露光パターン像を投影レンズで縮小して、1枚の半導体ウェハ上の各ショット領域に順次露光していくものである。

このステッパには、重ね合わせ精度を向上させるために、従来からさまざまな方法が採用されている。この重ね合わせ精度を向上させる方法として、たとえば特開昭61−44429号公報に開示されるアライメント方法が挙げられる。

以下、図9を参照して、上記特開昭61−44429号公報に開示されたアライメント方法について説明する。図9は、上記特開昭61−44429号公報に開示された、EGAエンハンスグローバルアライメント)方法を用いた露光シーケンスを概略的に示すフロー図である。

図9を参照して、半導体ウェハのオリエンテーションフラットを用いて、半導体ウェハのプリアライメントを行なう(ステップD10)。

次に、各ショット領域に形成されたWGA(ウェハグローバルアライメント)マークを用いて、半導体ウェハの回転補正を行なう(ステップD11)。

次に、半導体ウェハを細緻した上はステージチップ配列設計値に基づいて移動させ、誤差検出用として予め選択された複数のショット領域について、LSA(レーザステップアライメント)光学系により、その焼き付けパターンのLSAアライメントマーク位置を検出する(実測値)。同時に、レーザ干渉計によって、上はステージの位置を検出する(設計値)。

これら実測値および設計値の検出値によって、半導体ウェハ上の焼き付けパターンとレチクルパターン像との重ね合わせ誤差を検出する(ステップD12)。

次に、上記設計値と実測値とから最小二乗法により誤差パラメータを決定する。具体的には、各ショット領域における重ね合わせ誤差と上記ウェハステージ位置座標(焼き付けパターンの座標)からの偏差を求める。この偏差の平均値補正値(誤差パラメータ)として算出する(ステップD13)。

この誤差パラメータと設計値とから、各ショット領域における回転誤差、直行誤差、ベースライン誤差およびスケーリング誤差補正されたチップ配列マップを作成する(ステップD14)。

次に、このチップの配列マップに従って、ステップアンドリピート方式により、ウェハステージの位置決めを行なう(ステップD15)。その後、各ショット領域に露光を行なう(ステップD16)。

上述したEGA法を用いた露光方法においては、補正値(誤差パラメータ)としては、上記のように、ベースライン補正、回転補正、直行度補正およびスケーリング補正の4つが挙げられる。この4つの補正値を用いて、より精度よく重ね合わせることにより、露光パターンを得ることが可能となる。

概要

複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることのできる、露光方法、露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置を提供する。

露光パターンを有するレチクルを含む第1露光装置を用いて、半導体基板上のレジスト膜に第1パターンを形成する(S10)。上記レチクルと同じ露光パターンを有するレチクルを含む第2露光装置を用いて、第1パターンを有するレジスト膜に第2パターンを形成する(S20)。上記第1パターンと上記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、第2露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差を求める(S30)。上記補正データ算出ステップ(S30)によって得られた情報に基づいて、第2露光装置の非線形誤差を第1露光装置の非線形誤差と同じにする(S40)。

目的

したがって、この発明は上記問題を解決するためになされたものであり、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることのできる、露光方法、露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

半導体装置の製造に用いられる露光装置であって、他の露光装置の非線形誤差自己の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正手段を有する、露光装置。

請求項2

前記補正手段は、所定の露光パターンを有するレチクルを含む前記他の露光装置を用いて、半導体基板上のレジスト膜に所定の第1パターンを形成する第1露光手段と、同じ露光パターンを有する前記レチクルを含む前記自己の露光装置を用いて、前記第1パターンを有する前記レジスト膜に第2パターンを形成する第2露光手段と、前記第1パターンと前記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差に対する他の露光装置の線形誤差を求める補正データ算出手段と、前記補正データ算出手段によって得られた情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差を他の露光装置の非線形誤差と同じにするための非線形誤差補正手段と、を含む、請求項1に記載の露光装置。

請求項3

前記第1露光手段は、前記シリコンウェハ上のレジスト膜にm行n列(m、nは整数)に区画されるマトリックス状のショット領域のそれぞれに第1パターンを露光する第1ショット領域露光手段を有し、前記第2露光手段は、m×n個の前記ショット領域のそれぞれに第2パターンを露光する第2ショット領域露光手段を有し、前記補正データ算出手段は、選択された複数の前記ショット領域に形成された前記第1パターンと前記第2パターンとのずれ量を求め、各ショット領域の前記ずれ量の平均化を行なう平均化手段を有する、請求項2に記載の露光装置。

請求項4

前記平均化手段は、m×n個の前記ショット領域のうち、ほぼ中央の4つのショット領域を選択する、請求項3に記載の露光装置。

請求項5

半導体装置の製造に用いる露光方法であって、他の露光装置の非線形誤差と自己の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正ステップを有する、露光方法。

請求項6

前記補正ステップは、所定の露光パターンを有するレチクルを含む前記他の露光装置を用いて、半導体基板上のレジスト膜に所定の第1パターンを形成する第1露光ステップと、同じ露光パターンを有する前記レチクルを含む前記自己の露光装置を用いて、前記第1パターンを有する前記レジスト膜に第2パターンを形成する第2露光ステップと、前記第1パターンと前記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差に対する他の露光装置の非線形誤差を求める補正データ算出ステップと、前記補正データ算出ステップによって得られた情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差を他の露光装置の非線形誤差と同じにするための非線形誤差補正ステップと、を含む、請求項5に記載の露光方法。

請求項7

前記第1露光ステップは、前記シリコンウェハ上のレジスト膜にm行n列(m、nは整数)に区画されるマトリックス状のショット領域のそれぞれに第1パターンを露光する第1ショット領域露光ステップを有し、前記第2露光ステップは、m×n個の前記ショット領域のそれぞれに第2パターンを露光する第2ショット領域露光ステップを有し、前記補正データ算出ステップは、選択された複数の前記ショット領域に形成された前記第1パターンと前記第2パターンとのずれ量を求め、各ショット領域の前記ずれ量の平均化を行なう平均化ステップを有する、請求項6に記載の露光方法。

請求項8

前記平均化ステップは、m×n個の前記ショット領域のうち、ほぼ中央の4つのショット領域を選択する、請求項7に記載の露光方法。

請求項9

少なくとも10枚以上の前記シリコンウェハのそれぞれのm×n個の前記ショット領域に前記第1パターンと前記第2パターンとが形成される、請求項7または8に記載の露光方法。

請求項10

少なくとも2以上の露光装置を用いて製造される半導体装置であって、1の露光装置の非線形誤差と他の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正手段を有する露光装置を用いて製造されることを特徴とする、半導体装置。

技術分野

0001

この発明は、露光方法露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置に関し、より特定的には、複数台の露光装置を用いたときに発生する、重ね合わせ誤差であるステージマッチング誤差の低減を可能とする露光装置およびその露光方法を用いて製造された半導体装置に関する。

背景技術

0002

従来から、半導体装置の製造に用いられる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置が知られている。このステッパは、投影レンズの下方において半導体ウェハをX−Y方向にステップ移動させながら、レチクルに形成されている露光パターン像を投影レンズで縮小して、1枚の半導体ウェハ上の各ショット領域に順次露光していくものである。

0003

このステッパには、重ね合わせ精度を向上させるために、従来からさまざまな方法が採用されている。この重ね合わせ精度を向上させる方法として、たとえば特開昭61−44429号公報に開示されるアライメント方法が挙げられる。

0004

以下、図9を参照して、上記特開昭61−44429号公報に開示されたアライメント方法について説明する。図9は、上記特開昭61−44429号公報に開示された、EGAエンハンスグローバルアライメント)方法を用いた露光シーケンスを概略的に示すフロー図である。

0005

図9を参照して、半導体ウェハのオリエンテーションフラットを用いて、半導体ウェハのプリアライメントを行なう(ステップD10)。

0006

次に、各ショット領域に形成されたWGA(ウェハグローバルアライメント)マークを用いて、半導体ウェハの回転補正を行なう(ステップD11)。

0007

次に、半導体ウェハを細緻した上はステージをチップ配列設計値に基づいて移動させ、誤差検出用として予め選択された複数のショット領域について、LSA(レーザステップアライメント)光学系により、その焼き付けパターンのLSAアライメントマーク位置を検出する(実測値)。同時に、レーザ干渉計によって、上はステージの位置を検出する(設計値)。

0008

これら実測値および設計値の検出値によって、半導体ウェハ上の焼き付けパターンとレチクルパターン像との重ね合わせ誤差を検出する(ステップD12)。

0009

次に、上記設計値と実測値とから最小二乗法により誤差パラメータを決定する。具体的には、各ショット領域における重ね合わせ誤差と上記ウェハステージ位置座標(焼き付けパターンの座標)からの偏差を求める。この偏差の平均値補正値(誤差パラメータ)として算出する(ステップD13)。

0010

この誤差パラメータと設計値とから、各ショット領域における回転誤差、直行誤差、ベースライン誤差およびスケーリング誤差補正されたチップ配列マップを作成する(ステップD14)。

0011

次に、このチップの配列マップに従って、ステップアンドリピート方式により、ウェハステージの位置決めを行なう(ステップD15)。その後、各ショット領域に露光を行なう(ステップD16)。

0012

上述したEGA法を用いた露光方法においては、補正値(誤差パラメータ)としては、上記のように、ベースライン補正、回転補正、直行度補正およびスケーリング補正の4つが挙げられる。この4つの補正値を用いて、より精度よく重ね合わせることにより、露光パターンを得ることが可能となる。

発明が解決しようとする課題

0013

ここで、上記4つの補正値を用いたEGA方法に基づく露光方法においては、補正する誤差は半導体ウェハをウェハステージに載置するときに生じる線形誤差であり、1台の露光装置で第1露光、第2露光を行なうのであれば、露光装置の干渉ミラーの歪に関する誤差、ステージの走行の癖などの露光装置固有非線形誤差は相殺されるために問題にならない。

0014

しかし、複数台の露光装置を用いて露光を行なった場合、各露光装置の非線形誤差は露光装置ごとに異なる。したがって、この非線形誤差を各露光装置の間で相殺することができず、重ね合わせ精度が劣化してしまうという問題が発生する。

0015

したがって、この発明は上記問題を解決するためになされたものであり、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることのできる、露光方法、露光装置およびその露光装置を用いて製造された半導体装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0016

この発明に基づいた露光装置および露光方法においては、半導体装置の製造に用いられる露光装置および露光方法であって、他の露光装置の非線形誤差と自己の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正ステップを有している。

0017

このように、補正ステップを有することにより、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることが可能になる。

0018

その結果、複数台の露光装置を用いた場合の重ね合わせ精度の劣化を防止することが可能になる。また、1台の露光装置に集中した露光装置の稼動を回避すること、他の露光装置の不稼動を回避すること、露光装置の故障による製品開発遅れを防止すること、工場展開における露光装置導入時に大幅なコスト削減およびそれに伴う半導体装置の製造コストの低減を図ることが可能になる。

0019

上記発明をより好ましい状態で実現するために、上記補正ステップは、所定の露光パターンを有するレチクルを含む上記他の露光装置を用いて、半導体基板上のレジスト膜に所定の第1パターンを形成する第1露光ステップと、同じ露光パターンを有する上記レチクルを含む上記自己の露光装置を用いて、上記第1パターンを有する上記レジスト膜に第2パターンを形成する第2露光ステップと、上記第1パターンと上記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差に対する他の露光装置の線形誤差を求める補正データ算出ステップと、上記補正データ算出手段によって得られた情報に基づいて、自己の露光装置の非線形誤差を他の露光装置の非線形誤差と同じにするための非線形誤差補正ステップを含んでいる。

0020

また上記補正ステップを高精度に求めるために、上記第1露光ステップは、上記シリコンウェハ上のレジスト膜にm行n列(m、nは整数)に配置されるマトリックス状のショット領域のそれぞれに第1パターンを露光する第1ショット領域露光ステップを有し、上記第2露光ステップは、m×n個の上記ショット領域のそれぞれに第2パターンを露光する第2ショット領域露光ステップを有し、上記補正データ算出ステップは、選択された複数の上記ショット領域に形成された上記第1パターンと上記第2パターンとのずれ量を求め、各ショット領域の上記ずれ量の平均化を行なう平均化手段を有している。

0021

さらに、上記補正ステップを高率よく求めるため、上記平均化ステップは、m×n個の上記ショット領域のうち、略中央の4つのショット領域を選択している。

0022

また、上記補正ステップをさらに高精度に求めるために、少なくとも10枚以上の上記半導体基板のそれぞれのm×n個の上記ショット領域に上記第1パターンと上記第2パターンとが形成される。

0023

この発明に基づいた半導体装置においては、少なくとも2以上の露光装置を用いて製造される半導体装置であって、1の露光装置の非線形誤差と他の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正ステップを有する露光装置を用いて製造される。

0024

この半導体装置においては、補正ステップを有することにより、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることが可能になる。

0025

その結果、複数台の露光装置を用いた場合の重ね合わせ精度の劣化を防止することが可能になる。また、1台の露光装置に集中した露光装置の稼動を回避、および、他の露光装置の不稼動を回避すること、露光装置の故障による製品開発の遅れを防止すること、工場展開における露光装置導入時に大幅なコスト削減およびそれに伴う半導体装置の製造コストの低減を図ることが可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、この発明に基づく実施の形態における、露光装置、露光方法およびその露光装置を用いて製造された半導体装置について、図を参照しながら説明する。

0027

まず、この実施の形態における露光装置および露光方法は、半導体装置の製造工程において、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることを可能にしている。

0028

ここで、半導体装置の製造工程に用いられる露光装置は、線形誤差と非線形誤差とを有している。線形誤差とは、ベースライン誤差、回転誤差、直行度誤差、スケーリング誤差等の半導体ウェハを露光装置に載置するときに生じる誤差のことをいう。また、非線形誤差とは、干渉ミラーの歪に関する誤差、ステージの走行癖による誤差などの露光装置固有の誤差のことをいう。

0029

複数台の露光装置を用いて、順次露光工程を実施した場合、線形誤差については、各露光装置ごとに補正することができる。しかし、非線形誤差については、露光装置固有の誤差であるため、露光工程を経るごとにこの非線形誤差が露光パターンに含まれるいわゆるステージマッチング誤差が生じることになる。そこで、本実施の形態においては、複数台の露光装置の非線形誤差を同じにするための補正ステップを有することを特徴としている。

0030

たとえば、第1露光装置および第2露光装置の2台の露光装置を考えた場合、第1露光装置は固有の非線形誤差aを有し、第2露光装置は固有の非線形誤差bを有している。第1露光装置および第2露光装置の非線形誤差を同じにするためには、第2露光装置の非線形誤差bを第1露光装置の非線形誤差aに一致させる補正方法、第2露光装置の非線形誤差bと第1露光装置の非線形誤差aとを所定の非線形誤差dとなるように両者を調整する補正方法(非線形誤差bおよび非線形誤差aの両方を非線形誤差dとする)が考えられるが、一例として前者の、第2露光装置の非線形誤差bを第1露光装置の非線形誤差aに一致させる補正ステップについて、図1を参照して説明する。

0031

「補正ステップ」第1露光ステップ(S10)として、所定の露光パターンを有するレチクルを含む第1露光装置(他の露光装置)を用いて、半導体基板上のレジスト膜に所定の第1パターンを形成する。

0032

第2露光ステップ(S20)として、上記レチクルと同じ露光パターンを有するレチクルを含む第2露光装置(自己の露光装置)を用いて、第1パターンを有するレジスト膜に第2パターンを重ねて形成する。

0033

補正データ算出ステップ(S30)として、上記第1パターンと上記第2パターンとから得られるパターン間の誤差情報に基づいて、第2露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差である補正データを求める。

0034

たとえば、図2に示すように、基準ラインL1に対して、第1露光装置を用いて露光された基準ラインをL2とした場合、第1露光装置の非線形誤差は、基準ラインL1に対する基準ラインL2のずれ量を非線形誤差aとして表わすことができる。

0035

同様に、第2露光装置を用いて露光された基準ラインをL3とした場合、第2露光装置の非線形誤差は、基準ラインL1に対する基準ラインL3のずれ量を非線形誤差bとして表わすことができる。なお、説明の便宜上、第1露光装置および第2露光装置の線形誤差は補正されているものとする。

0036

以上のようにして得られた第1露光装置の非線形誤差aおよび第2露光装置の非線形誤差bから、第2露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差である補正データとして、非線形誤差cを得ることができる。

0037

次に、非線形誤差補正ステップ(S40)として、上記補正データ算出ステップ(S30)によって得られた情報(非線形誤差c)に基づいて、第2露光装置の非線形誤差を第1露光装置の非線形誤差と同じにする。たとえば、第2露光装置の非線形誤差bから非線形誤差cを引算することにより、第2露光装置の非線形誤差bを、第1露光装置の非線形誤差と同じ非線形誤差aとすることが可能になる。

0038

「具体的な実施例」次に、上記S10〜S40に示す補正ステップの具体的な実施例について、図3図7を参照して説明する。

0039

(ステップ1)まず、図3に示すように、第1露光装置を用いて、ショット領域1aが10行11列のマトリックス状に配列されたマーク配列1に従って所定のパターンを露光する場合について説明する。

0040

第1露光装置に装着されるレチクルマスクに設けられる露光パターン2は、図4に示すように、ボックスインボックスタイプの露光パターン2a〜2dを有している。

0041

図3に示すマーク配列1(ショット領域1aの大きさは、開発されるべき半導体装置のショットサイズの2分の1とする。)に従って、順次、図4に示す露光パターンによるレチクルマスクが装着された第1露光装置を用いて露光する。

0042

半導体ウェハの製作手順は、通常のフォトグラフィ技術が用いられ、シリコンウェハにレジスト膜が塗付され、上記のマーク配列1に従った第1露光が実施される。その後、レジスト膜の現像を行ない、マーク配列1に従った所定の第1パターンを有するレジスト膜が形成される(図7中、ステップ1)。

0043

なお、上記ショット領域1aは、10行11列に限定されるものではなく、m行n列(m、nは整数)のマトリックス状に配列される。また、好ましくはショット領域1aは、1mm×1mmのショット領域を有し、18行18列程度までが好ましい。

0044

(ステップ2)次に、第2露光装置を用いて、上記第1パターンが形成されたレジスト膜を有するシリコンウェハに対して、一般的に使用されている重ね合わせ精度を行なう。具体的には、シリコンウェハの上記第1パターンが形成されたレジスト膜から露光用検査マークを検出し、所定の解析方法を用いて露光用検査マークの配列ケースを求める。

0045

次に、この配列ケースに基づいて、上記と同じボックス・イン・ボックスタイプの露光パターン2a〜2dを有するレチクルマスク2を用いて、両者の露光用検査マークが重なるようにオフセットをかける。オフセットは、露光パターン2bと露光パターン2aおよび露光パターン2dと露光パターン2cが、それぞれ重なるように制御する。

0046

次に、ステップ1と同様に、すべてのショット領域1aに第2露光を行ない、その後レジスト膜の現像を行なう。これにより、第1パターンに第2パターンが重ねられたレジスト膜が形成される(図7中、ステップ2)。これにより、シリコンウェハの上には、図5に示すパターンを有するレジスト膜5が形成される。

0047

レジスト膜5に形成されるパターンは、露光パターン2aに対応するパターン5a、露光パターン2bに対応するパターン5b、露光パターン2cに対応するパターン5c、露光パターン2dに対応するパターン5d、露光パターン2bと露光パターン2aが重ね合わされて形成されたパターン51、および露光パターン2dと露光パターン2cが重ね合わされて形成されたパターン52とを含む。

0048

次に、上記ステップ1およびステップ2の露光を最低10枚のシリコンウェハに対して行ない、データを得るためのシリコンウェハを10枚作製する。ここでシリコンウェハの枚数は得られるデータの信頼性を上げるためのものである。測定データのばらつきに対応し、使用する第1露光装置および第2露光装置の動作の安定性等が悪い場合には、シリコンウェハ枚数をさらに増加して対応することが可能となる。

0049

(ステップ3)次に、図5を参照して、重ね合わせ露光が実施されたレジスト膜5に形成されたパターン52を用いて、第1パターンおよび第2パターンのずれ量を、重ね合わせ検査装置を用いて測定する。測定は、図6に示すマーク配列の中から、中央4ポイントC1〜C4のショット領域1aにおけるずれ量(パターン間誤差情報)を求める。このずれ量の測定を、10枚のシリコンウェハに対して実施する(図7中、ステップ3)。

0050

(ステップ4)次に、上記測定されたずれ量(パターン間誤差情報)を加工し、補正データを算出する。

0051

具体的には、第1に、上記のようにして得られた、中央4ポイントC1〜C4のショット領域1aにおけるずれ量のデータの平均値を、10枚のシリコンウェハごとに求める。第2に、一般的な解析手法を用いて、各シリコンウェハごとに得られた上記ずれ量のデータの平均値から線形誤差を除去し、各シリコンウェハごとのずれ量(ショットデータ)を算出する。

0052

第3に、10枚のシリコンウェハから得られた各ずれ量(ショットデータ)の信頼性を向上させるために、3倍のS.T.D.の判定を行なう。これにより、測定された10枚のシリコンウェハのそれぞれのずれ量(ショットデータ)の妥当性を検証する。ずれ量(ショットデータ)として採用されるべき規格は、3倍のS.T.D.(標準偏差)で5nm以下とする(同じ露光装置の場合の重ね合わせ精度の10%を目安とする)。

0053

第4に、10枚のシリコンウェハから得られたずれ量(ショットデータ)の平均値を導出し、第2露光装置の非線形誤差に対する第1露光装置の非線形誤差である補正データを求める(図7中、ステップ4)。

0054

以上により、第2露光装置に対する第1露光装置の非線形誤差である補正データが得られ、第2露光装置のステージポジションに対応した補正データの整備が完了する。上記によって得られた補正データはコンピュータ蓄積され、データベース化される(図7中、ステップ5)。次に上記補正データに基づいた、第2露光装置における、線形誤差を含むマーク配列に非線形誤差のマーク配列を加えたマーク配列の決定手順について図8を参照して説明する。

0055

(第1露光装置による処理)第1露光装置を用いて、レジスト膜が成膜されたシリコンウェハに露光処理が施され、第1パターンが形成されたレジスト膜を有する半導体ウェハが形成される。その後、このシリコンウェハが、第2露光装置で処理される。

0056

(第2露光装置による処理)第1露光装置により処理されたシリコンウェハ、第2露光装置において、第1露光装置により形成されたショット配列検査される。その後、第2露光装置により形成される第2パターンを、第1パターンに重ね合わせるため線形誤差を導出する。

0057

次に、第1露光装置および第2露光装置によって組合された情報を、コンピュータに転送する。第1露光装置および第2露光装置の組合せに基づいて、予め用意されているショット配列誤差データ(補正データ)をコンピュータで選択し、先に決定された線形誤差を含むショット配列と組合せる。これにより、第2露光装置における線形誤差に非線形誤差を加えたショット配列が最終決定される。

0058

このように、上記シーケンスを用いることにより、第2露光装置の非線形誤差が第1露光装置の非線形誤差と同じになり、位置ずれ要因であるステージマッチング誤差の要因を取除くことが可能となる。

0059

その結果、複数台の露光装置を用いた場合の重ね合わせ精度の劣化を防止することが可能になる。また、少なくとも2以上の露光装置を用いて製造される半導体装置においては、1台の露光装置に集中した露光装置の稼動の回避、他の露光装置の不稼動を回避すること、露光装置の故障による製品開発の遅れを防止すること、工場展開における露光装置導入時に大幅なコスト削減およびそれに伴う半導体装置の製造コストの低減を図ることが可能になる。

0060

なお、上記実施の形態においては、第1露光装置および第2露光装置の非線形誤差を同じにする方法として、第2露光装置の非線形誤差bを第1露光装置の非線形誤差aに一致させる補正方法について述べているが、その他の方法として、第2露光装置の非線形誤差bと第1露光装置の非線形誤差aとを、所定の線形誤差dとなるように両者を調節する補正方法を採用することも可能である。

0061

したがって、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられる。本発明の技術的範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって確定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

発明の効果

0062

この発明に基づいた露光方法、露光装置およびその露光装置を用いた半導体装置によれば、他の露光装置の非線形誤差と自己の露光装置の非線形誤差とを同じにするための補正ステップを有することにより、複数台の露光装置を用いた場合においても、露光装置間に生じる非線形誤差による影響を可能な限り小さくすることが可能になる。その結果、複数台の露光装置を用いた場合の重ね合わせ精度の劣化を防止することが可能になる。

図面の簡単な説明

0063

図1この発明に基づいた実施の形態における補正ステップを示すフロー図である。
図2非線形誤差の誤差補正を説明するための模式図である。
図3この発明に基づいた実施の形態におけるマーク配列を示す平面図である。
図4この発明に基づいた実施の形態におけるレチクルマスクに形成されるパターンの平面図である。
図5この発明に基づいた実施の形態におけるレジストパターンの平面図である。
図6この発明に基づいた実施の形態におけるマーク配列の中央4ポイントを示す平面図である。
図7この発明に基づいた実施の形態における評価方法を説明するための第1フロー図である。
図8この発明に基づいた実施の形態における評価方法を説明するための第2フロー図である。
図9特開昭61−44429号公報に開示されたEGA方法を用いた露光シーケンスを示すフロー図である。

--

0064

1マーク配列、1aショット領域、2,2a,2b,2c露光パターン、5レジスト膜、5a,5b,5c,5dパターン。

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