(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を有し、パルス光で照明された原板のパターンを前記投影光学系を介して基板に投影する走査露光装置において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別手段と
を有することを特徴とする走査露光装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記検出手段により検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする請求項１記載の走査露光装置。
【請求項３】
前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の走査露光装置。
【請求項４】
原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを有し、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光装置において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出手段と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別手段と
を有することを特徴とする走査露光装置。
【請求項５】
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４記載の走査露光装置。
【請求項６】
前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項４または５記載の走査露光装置。
【請求項７】
パルス光で照明された原板のパターンを投影光学系を介して基板に投影する走査露光方法において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出工程と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別工程と
を有することを特徴とする走査露光方法。
【請求項８】
前記判別工程において、前記検出工程において検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする請求項７記載の走査露光方法。
【請求項９】
前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする請求項７または８記載の走査露光方法。
【請求項１０】
原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを用い、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光方法において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出工程と、
前記検出工程における検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出工程と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出工程と、
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別工程と
を有することを特徴とする走査露光方法。
【請求項１１】
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御工程を有することを特徴とする請求項１０記載の走査露光方法。
【請求項１２】
前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする請求項１０または１１記載の走査露光方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれかに記載の走査露光装置を用いて原板のパターンを基板に転写する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体チップ製造用の露光技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体チップの製造工程において、パルス光を光源とする半導体露光装置を使用して半導体チップの回路パターン等を露光するときにその露光状況に致命的な欠陥があった場合においても、正常なチップと同様に検査を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体チップの検査は複数回行われ、その試験には多大な労力が費やされているため、不良チップに対しても、正常なチップと同様に検査を行うと、製造効率が下がり、その結果として、製造コストが上昇する。
【０００４】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、より効率的かつ低コストでデバイスが製造できるような露光技術を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明の走査露光装置は、投影光学系を有し、パルス光で照明された原板のパターンを前記投影光学系を介して基板に投影する走査露光装置において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別手段と
を有することを特徴とする。
【０００６】
第２の本発明の走査露光装置は、前記判別手段は、前記検出手段により検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする。
【０００７】
第３の本発明の走査露光装置は、前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
【０００８】
第４の本発明の走査露光装置は、原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを有し、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光装置において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出手段と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第５の本発明の走査露光装置は、前記算出手段の算出結果と前記相対位置検出手段の検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする。
第６の本発明の走査露光装置は、前記判別手段により露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の走査露光方法は、パルス光で照明された原板のパターンを投影光学系を介して基板に投影する走査露光方法において、
パルス露光毎の前記投影光学系の投影倍率を検出する検出工程と、
前記検出手段の検出結果に基づいて露光不良を判別する判別工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において、前記検出工程において検出された投影倍率と目標投影倍率との差に基づいて露光不良を判別することを特徴とする。
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の走査露光方法は、原版を保持し移動する原版ステージと基板を保持し移動する基板ステージとを用い、パルス光で照明された原板のパターンを基板に転写する走査露光方法において、
パルス露光毎の光量を検出する光量検出工程と、
前記検出工程における検出結果に基づいて、前記基板上の露光量を算出する算出工程と、
パルス露光毎の前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置を検出する相対位置検出工程と、
前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて、次のパルス露光により露光不良となるか否かを判別する判別工程と
を有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の走査露光方法は、前記算出工程における算出結果と前記相対位置検出工程における検出結果とに基づいて次のパルス光の光量を制御する制御工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明の走査露光方法は、前記判別工程において露光不良と判別された前記基板上の位置を記憶手段に記憶させる工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記記載の走査露光装置を用いて原板のパターンを基板に転写する工程を有することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
パルス光源を用いた半導体露光装置を用いて露光を行う際に、パルス光の発光タイミングと同期させて、そのときの露光状況、すなわち原板と基板のステージ同期誤差、フォーカス方向のずれ、露光強度むら等の露光時に発生する様々な誤差要因を検出し、それらに対し特定の評価を行い、その評価結果にしきい値を設定するなどして露光不良をあらかじめ決定する。そして、露光不良を起こした場合、ショット内に含まれるチップ全てを捨ててしまうと、製造効率が大幅に悪化するので、ショット内の露光不良部分を記憶し、そのデータを出力する。そしてその露光不良部分を含むチップだけを不良として捨て、動作チェック等を行わないようにする。すなわち、従来と比較してショット中の露光不良となった部分を早急に特定し、その部分に含まれるチップだけを不良として排除し、その後のプロセスを行う。これにより、走査露光時の露光状況から不良チップを排除しなかった場合と比較して、製造効率を向上させ、製造コストを下げる。これが本発明の基本的な考え方であり、図１はこの本発明の基本的な概念を示した図である。図中、２０１は一連のパルス光により１回の走査によって露光される領域（露光フィールド）、２０２は露光不良を生じた領域、２０３はこの領域２０２を含むチップの領域である。露光不良は領域２０２のように部分的に起こると考えられるので、チップ２０３しか露光不良の影響を被らないこととなる。したがって、チップ２０３以外は良好な露光状態であり、チップ２０３だけを不良品として扱えばよいこととなる。
【００１５】
【実施例】
図２は、本発明の一実施例に係る走査型の露光装置を示す概略図であり、この装置はＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いられるものである。同図において、エキシマレーザ等のパルス光を放射する光源１からの光束はビーム整形光学系２により所望の形状に整形され、ハエの目レンズ等のオプティカルインテグレータ３の光入射面に指向される。ハエの目レンズは複数の微小なレンズの集まりからなるものであり、その光射出面近傍に複数の２次光源が形成される。
【００１６】
４はコンデンサレンズであり、オプティカルインテグレータ３の２次光源からの光束でマスキングブレード６をケーラー照明している。マスキングブレード６とレチクル９は結像レンズ７とミラー８により、共役な関係に配置されており、マスキングブレード６の開口の形状によりレチクル９における照明領域の形と寸法が規定するため、レクチルの移動に同期させて走査される。１０は投影光学系であり、レチクル９に描かれた回路パターンを半導体基板１１に縮小投影している。レチクル９はレチクルステージ１３に固定され、投影光学系１０を介してウエハステージ１４上に固定された半導体基板１１に対してアライメントされる。ウエハステージ１４上には露光量検出器１５が配置されており、この露光量検出器１５により光学系１０を介した際のレーザの露光量をモニタすることができる。１２はもう１つの露光量検出器であり、ハーフミラー５により分割されたパルス光の一部の光束をモニタしている。
【００１７】
制御系の構造は、レーザ制御系１０３、露光量演算器１０２、ステージ駆動制御系１０１、ＡＦ演算器１１１、およびそれらの演算部分等を統括する主制御系１０４からなる。レーザ制御系１０３は、主制御系１０４において目標となる露光量が得られるように計算されたレーザ発光強度および発振タイミング信号を受け、トリガ信号１６および充電電圧信号１７により、光源１が発するレーザのパルスエネルギおよび発光間隔を制御する。露光量演算器１０２は、実際の露光が始まる前に、露光量検出器１２および１５から得られた照度検出信号１０８および１０９に基づいて、それらの検出期間の相関をとることにより、実際の露光の際に露光量検出器１２からのデータのみでウエハ上の露光量を推定する。ステージ駆動制御系１０１は、レチクルステージ１３とウエハステージ１４の現在位置を認識し、そのデータを主制御系１０４に送るとともに、主制御系１０４から送られてきたステージ駆動信号をもとにステージ信号１１３を出力してステージ１３，１４を駆動する。ＡＦ演算器１１１は、ＡＦ光学系１１０により得られたデータから投影レンズ駆動信号１１２を出力し、フォーカスを制御する。そのときのフォーカス状況は主制御系１０４へ伝達され、逆にフォーカス目標値を主制御系１０４から受け取る。
【００１８】
以上のレーザ制御系１０３、露光量演算器１０２、ステージ駆動制御系１０１、ＡＦ演算器１１１はそれぞれ、パルス光を発光するためのトリガ信号に同期して動作し、各データを検出する。主制御系１０４は、露光状態を入力する入力装置１０５、露光状態を出力するデータ出力インタフェース１０７および露光状況をグラフィカルに表示する表示部１０６を有する。また、各制御系からパルス光強度、ステージ位置、フォーカス状況等のデータを受け取り、それらを用いて入力装置１０５により入力された目標露光量を達成するための制御演算を行う。その制御演算の結果から、パルス光の発光強度指令信号、ステージ駆動信号、フォーカス目標信号等を各演算器、制御系などに送る。
【００１９】
次に、露光不良を判定する一方法を示す。半導体チップの露光不良の原因としては、まずレチクル９とウエハ１１の同期位置ずれ誤差を考えることができる。図３は、同期ずれ誤差を示した図である。半導体露光装置においては、ショット間の移動のためや、走査露光方式の場合は露光光をスキャンさせるために、ウエハ（走査露光方式の場合はレチクルも）を移動させることになる。その際に、レチクルとウエハの相対速度に変動があったり、それぞれのステージを移動する際に振動が混入したりして、ウエハ面上で本来露光を行いたい露光エリア３０１とは違う露光エリア３０２にレチクルがあてがわれてしまい、ウエハ面の意図する位置に露光を行うことができないことがある。
【００２０】
そのときに発生する誤差の概要を示したのが図４である。図４左図は、第１レイヤと第２レイヤとの間の同期誤差の結果を示したものであり、右図は発光間の同期誤差を示したものである。左図は、第１レイヤと第２レイヤの同期誤差により、本来であればレイヤ間で接続されなくてはならない部分も同期誤差のために円で囲った部分のようにずれてしまい、所望の回路の構成を行うことができなくなる。また右図は、ショット間の同期誤差により第１発光と第２発光との間でレチクルとウエハ間で同期ずれが出て、所望の回路形成を行うことができなくなっている。そこで、これらの誤差を検知してこのような露光不良がある場合には、その露光不良のある位置を装置が記憶し、チップ検査段階で実際の検査を行わないようにすることで、半導体チップの製造効率を上げることができる。
【００２１】
パルス光の発光タイミングに同期して露光誤差を算出するとき、同期誤差の方向として、スキャン方向であるＸ軸方向、スリット長手方向であるＹ軸方向、ＸＹ平面に垂直であるＺ軸方向、Ｘ軸回りの回転方向ωX、Ｙ軸回りの回転方向ωY、Ｚ軸回りの回転方向ωZが考えられ、半導体チップ製造時の不良を判定する上で考慮しなくてはならない。露光不良判断の方法としては、各誤差方向の誤差をパルス光の発光ごとにその絶対値を足していき、その和があらかじめ設定したしきい値を超過する場合にはその部位を不良露光とする方法が考えられる。また、計算負荷を軽減するために、それぞれの誤差方向に対して最大誤差をあらかじめ決定しておき、その値を超過した場合にはその露光部分に関しては不良と判断する方法も考えられる。
【００２２】
また、Ｘ軸方向の誤差をΔｘ、Ｙ軸方向の誤差をΔｙ、Ｚ軸回りの回転誤差をωＺ  とし、基準となる露光エリア面内の位置を（ｘ，ｙ）と座標表示すると、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸回転方向に誤差が生じた場合には数１式のように各点は座標変換される。
【００２３】
【数１】
0003647120.tif 000002
したがって、この変換後の座標と変換前の座標との距離を計算し、かかる距離を露光エリア内の各点について発光ごとに加算し、その加算結果に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法や、かかる露光エリア内各点での加算結果の総和に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法などが考えられる。また、かかる距離の各点での加算結果に対してしきい値を設けて露光不良を判断する方法では、しきい値を超過するとその露光エリア全てを不良とするのではなく、露光エリア面内での露光不良領域を限定することができる。このため、露光エリア内でも露光不良の部分を含むチップのみを不良とすれば良くなるので、半導体チップの製造効率がさらに良くなると考えられる。なお、ここで用いた、誤差Δｘ、ΔｙおよびωＺは、それぞれいくつかの測定点を使用し、それらの値を平均化するなどの方法で求めた最適な値である。
【００２４】
レイヤ間の露光不良判定については、ショット上の同一位置におけるレチクル、ウエハ間の同期ずれから上述の判断基準などにより、その位置における露光状況を判断すればよい。
【００２５】
次に、別の露光不良判定方法を示す。半導体チップを露光する際に、レチクル・ウエハ間の距離のずれは、光学系の焦点距離のずれを生じさせ、露光誤差につながる。この焦点距離のずれは、露光装置でパターンを形成していく上で、そのパターンの鮮明さを左右することとなる。そして、半導体チップの露光誤差をパルス光の発光タイミングに同期させて検出するときに、焦点距離に作用する誤差Ｚ、Ｘ軸回りの回転誤差ωＸ、Ｙ軸回りの回転誤差ωＹなどを考慮して、露光不良を判定することが考えられる。その判定方法としては、それぞれの方向に対する誤差の絶対値を足していき、その和があらかじめ設けたしきい値を超過するかどうかを調べ、超過する場合は露光不良とすることも考えられる。また、計算の簡素化のため、それぞれの方向に対する誤差と、あらかじめ設けたそれぞれの方向の誤差しきい値とを比較し、そのしきい値を超過する場合にはその部分の露光を不良とすることが考えられる。さらには、ウエハ面の座標系を、スキャン方向をＸ、スリット長手方向をＹ、これらそれぞれの方向を軸とする回転方向をωＸおよびωＹ、ＸとＹとからなる平面の法線方向をＺとしたときに、ウエハの座標系にωＸおよびωＹなる回転誤差が加わったとすると、数２式の座標変換が作用すると考えられる。
【００２６】
【数２】
0003647120.tif 000003
である。
【００２７】
誤差の入る前のウエハ面をＺ＝０とすると、回転誤差とＺ軸方向の誤差Δｚが入った後のウエハ面は数３式となる。
【００２８】
【数３】
0003647120.tif 000004
したがって、露光エリア上の座標を数３式に代入し、フォーカス方向の距離（誤差）を求めてその誤差に対してしきい値を設ける方法、露光エリアの各点の誤差を足していき、その和に対してしきい値を設ける方法なども考えることができる。
【００２９】
なお、ここで用いた、誤差Δｚ、ωＸおよびωＹは、それぞれいくつかの測定点を使用し、それらの値を平均化するなどの方法で求めた最適な値である。
【００３０】
さらに別の露光不良判定方法を示す。半導体露光装置において、ウエハ面上の露光量はウエハに焼き付けるパターンの線幅などに影響するため、均一にしなくてはならない。図５は、パルス光源を使用した走査型半導体露光装置のウエハ上への露光量の与え方を示したものである。図５中の階段状の部分の一段一段は、スリット形状をしたパルス光を示しており、その横方向位置は露光フィールド上の位置、縦の長さはパルス光の強度を表している。図５下図のように、パルス光の発光強度とそのときの発光位置に誤差がない場合には、理想的な露光が行われ、ウエハ面上には均一な露光量を与えることができる。図５上図は、理想的な露光状態ではない場合を示したものであり、図５左上図は発光位置が少しずれた場合の露光状態を示しており、図５右上図はパルス光の発光強度が他のパルスの発光強度からずれた場合を表したものである。発光位置誤差の要因としては、レチクルステージとウエハステージの同期ずれやそれに伴う機械的なノイズなどに起因するパルス光の発光位置誤差などが、ウエハ面上での露光量を変動させる原因として考えられる。その位置誤差の方向としては、スキャン方向Ｘ、スリット長手方向Ｙ、フォーカス方向Ｚと、それぞれの方向軸に対する回転誤差ωＸ、ωＹ、ωＺ等が考えられる。したがって、実際に走査型半導体露光装置を使用する場合は、パルス光ごとの発光強度およびそのパルス光の発光位置をパルス光の発光に同期させて検出し、それらに含まれた誤差を考慮して常にウエハ面上での露光状況を把握し、露光量誤差を常に計算しておく必要がある。静止型露光装置における露光量誤差の観点では、パルス光の発光強度のばらつきだけが露光量誤差を与える要因として考えられるので、強度誤差のみを考慮すればよい。
【００３１】
半導体露光プロセスの順番では、露光のための位置決めが行われた後で露光（パルス光の発光）を行うので、良好な露光を行うためには、露光位置についての誤差を算出し、その誤差による影響を打ち消すように露光光量の制御を行い、その部位の露光量誤差を許容値以下にすることを考慮しなくてはならない。しかし、位置誤差が大きく、露光量を制御することでその部位の露光量誤差を許容値以下にすることができない場合や、発光位置誤差は許容範囲内にあるが、発光した結果、その強度の誤差が大きく、次回以降の発光によりその誤差を補正することができない場合は、その部位を露光不良であると判定し、その露光不良部位を記憶しておき、その情報をチップの良否を判定する場合に使用する。
【００３２】
図６は、露光不良を判定するようにした１つの露光フィールドに対する露光処理のフローチャートである。同図に示すように、露光処理を開始すると、レチクルステージおよびウエハステージを移動させて露光領域に達すると、移動した位置の確認を行う（ステップＳ６１）。このときの確認事項として、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωＸ、ωＹおよびωＺを計測する。そして、計測した移動位置を考慮して次回のパルス光の発光強度を計算する（ステップＳ６２）。そして、次回の発光強度を制御することによって、要求される露光誤差を満たすことができるかどうかを判断し（ステップＳ６３）、満たす場合は発光強度の計算結果に基づいてパルス光を発光させる（ステップＳ６４）。そのときのパルス光にはばらつきがあるので、そのばらつきによる発光強度を確認し（ステップＳ６５）、その誤差とステージの位置決め誤差等の誤差を加味して次回のパルス光により、前回生じた露光誤差を許容された誤差範囲内に修正することができるかどうかを判断する（ステップＳ６６）。ステップＳ６３またはＳ６６において、要求される露光誤差を満たすことができないか、修正不能と判断された場合は、その露光不良位置を記憶し（ステップＳ６７）、ステップＳ６８へ進む。ステップＳ６６において修正不能と判断されたときはただちにステップＳ６８へ進む。ステップＳ６８では、次の露光位置へレチクル・ウエハステージを移動する。そして、全ての露光が終了したかどうかを判断し（ステップＳ６９）、終了している場合は露光動作を終了する。終了していない場合は、ステップＳ６１に戻る。
【００３３】
パルス光源を用いた半導体露光装置の露光の可否を判断するときには、以上に示した誤差評価基準を独立させて採用することは事実上できないので、少なくとも２つの評価基準を組み合わせて判断することも考えられる。その際には、それらの判断基準について適切な重み等を付加して、それぞれの誤差を複合的に評価する露光不良判別法も考えられる。
【００３４】
次に、マスキングブレードとステージ系の同期誤差から露光不良と判定することも考えられる。走査露光時にはレチクルステージに照射するビーム形状の整形、ビーム照射領域の確定をするために、レチクルステージの移動すなわちレチクルの移動に同期させて、マスキングブレードを移動させる。しかし、マスキングブレードとレチクルステージとの間に同期誤差があると、それに起因する露光不良が発生する。そこで、マスキングブレードとレチクルステージの相対位置を走査露光時にモニタし、それを用いて露光状態を判断して、その露光エリアが露光不良かどうかを判断することが考えられる。相対位置要素としてはＸ、Ｙ、Ｚ、ωX、ωY、ωZ方向が考えられ、判断方法はステージの同期誤差に基づく露光不良領域判定方法と同様に、それぞれの方向に対しての許容誤差を決定しておき、判定領域内の複数の位置について同期誤差を算出し、その中で最大のものを用いて判断する方法、そのときの計測誤差の和に対し閾値を設けて露光不良を判断する方法、測定点の誤差の統計処理結果に対して閾値を設けておく方法などが考えられる。
【００３５】
これらの判定方法により、マスキングブレードとレチクルステージの同期誤差に起因する誤差から露光状態を判別し、その結果露光不良と判別された部分を記憶し、同部分を含むチップに対しては、次層以降での露光の労力を減らしたり、検査行程を省略するなどして、製造効率の向上を図ることができる。
【００３６】
走査露光時には、ステージの位置に対して投影光学系の目標縮小比の設定が行われている場合がある。そのため、ステージの位置に対して、実時間に投影光学系の縮小倍率を制御しなくてはならない。しかしながら、投影光学系の目標縮小比と実際の縮小比との間に誤差の生じることがある。図７は、スキャン露光時に投影系の縮小倍率を変化させた場合を示した図である。図７（Ａ）はスキャン位置における投影光学系の縮小倍率を示した図である。点線は目標縮小倍率が一定である場合を示しているが、実線のようにスキャン位置においてその縮小倍率を変化させる場合がある。このとき、ウエハに焼きつけられる領域としては図７（Ｂ）の実線で囲われた部分のようになる。しかし、実線の縮小倍率が図７（Ａ）の波線のようになった場合には、ウエハに焼き付けられる領域は図７（Ｂ）の波線で囲われた形となり、この波線の形が実線の形と大きく異なる場合には、露光面の局所、または、全体に像の歪みが生じることとなり、次層以降のオーバーレイに影響の生じることが考えられる。従って、投影光学系のスキャン位置における目標縮小倍率と、実際の縮小倍率との誤差から、露光状態を判定する必要が出てくる。
【００３７】
この投影光学系の誤差に対して、本発明の概念を適用し、パルス露光毎の投影光学系の実際の縮小倍率を縮小倍率検出手段により検出して、目標縮小倍率に対する投影光学系の縮小倍率の誤差が大きい場合には、露光を行わないで、再露光を行うことが考えられる。誤差の判定には、ある評価基準に対して閾値を設け、その閾値を基準に露光状態を判断することとなる。その際の閾値の設け方としては、目標縮小倍率からのズレ量そのものに設ける方法、走査フィールド上幾つかの測定点について目標値からのズレを計測し、それらを統計処理してその統計値に対して閾値を設ける方法、また回路パターンに基づき、回路パターンが他の部分と比較して複雑であったりして、より縮小倍率に対してより厳しい精度が必要である場合には各点での測定値に対し、重みをかけるなどした上で、ズレ量に対して閾値を設ける方法、統計処理を行った結果に対して閾値を設ける方法に適用することも考えられる。
【００３８】
これら一連の手法を用いることにより、投影光学系の縮小倍率の誤差に起因する露光不良を判定し、露光不良と判別された部分を記憶し、同部分を含むチップに対しては、次層以降での露光の労力を減らしたり、検査行程を省略するなどして、製造効率の向上を図ることができる。
【００３９】
図８は、半導体チップの露光を終えた後、それらを一つ一つのチップに裁断する工程のフローチャートである。上記のいずれかの方法で露光不良である位置が決定され、その露光不良を起こしている位置はあらかじめメモリなどに蓄えられているものとする。裁断工程においては、まずその露光不良位置を読み込み（ステップＳ７１）、チップの裁断を行う（ステップＳ７２）。その後、露光不良位置と現在の裁断位置とを比較して、裁断したチップが露光不良領域を含むか否かを判断する（ステップＳ７３）。裁断を行ったチップが露光領域を含むときはそのチップを捨ててから（ステップＳ７４）、含まない場合は直接、次の裁断位置へ移動する（ステップＳ７５）。そして、裁断領域内かどうかを判断し（ステップＳ７６）、裁断領域内であれば、ステップＳ７２へ戻って再び裁断を行い、裁断領域外のときには裁断を終了する。
【００４０】
さらに、ウエハ面上での露光状況は露光装置に備え付けられた表示部分に表示することにより、オペレータに知らせることができる。図９は、その表示例を示したもので、露光不良部分８０１を示すとともに、その露光不良部分を含むチップ８０２は露光不良による不良チップであることが示されている。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、より効率的かつ低コストでデバイスが製造できるような露光技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る露光不良部分の基本的な概念を示す図である。
【図２】  本発明の一実施例に係る半導体露光装置の構成を示す図である。
【図３】  同期ずれの誤差を示す図である。
【図４】  図３に係る誤差の概要を示す図である。
【図５】  パルス光源を使用した走査型半導体露光装置のウエハ上への露光量の与え方を示す図である。
【図６】  露光不良を判定するフローチャートである。
【図７】  スキャン露光時に投影系の縮小倍率を変化させた場合の説明図である。
【図８】  半導体チップの露光を終えた後、それらを個々のチップに裁断する際のフローチャートである。
【図９】  半導体露光装置が有する表示装置に表示された表示例を示す図である。
【符号の説明】
１：光源、２：ビーム整形光学系、３：オプティカルインテグレータ、４：コンデンサレンズ、５：ハーフミラー、６：マスキングブレード、７：結像レンズ、８：ミラー、９：レチクル、１０：投影光学系、１１：半導体基板、１２：露光量検出器、１３：レチクルステージ、１４：ウエハステージ、１５：露光量検出器、１６：トリガ信号、１７：充電電圧信号、１０１：ステージ駆動制御系、１０２：露光量演算器、１０３：レーザ制御系、１０４：主制御系、１０５：入力装置、１０６：表示部、１０７：データ出力インタフェース、１０８：照度検出信号、１０９：照度検出信号、１１０：ＡＦ光学系、１１１：ＡＦ演算器、１１２：投影レンズ駆動信号、１１３：ステージ信号、２０１：領域、２０２：露光不良部分、２０３：チップ、３０１：本来の露光位置、３０２：実際の露光位置、８０１：露光不良部分、８０２：チップ、８０３：レチクル内の回路を１／４倍した領域、８０４：ウエハの移動方向、８０５：レチクルステージの移動方向、８０６：１回のパルス光発光により露光される領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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