(57)【要約】【課題】  スキャンアンドリピート型の露光において、半導体ウェハ上を走査される光の走査速度を下層のパターンに合わせて正確に制御する。【解決手段】  半導体ウェハ１の露光領域４の最右端に位置する１本のスクライブライン６に、露光時に走査される光の走査方向に対して実質的に平行にアライメントパターン１０が形成されている。アライメントパターン１０は、微細パターン８が所定の位置に配列されて形成されている。微細パターン８は、２列に配列されており、両列において微細パターン８は実質的に等間隔に配置され、かつ両列の隣り合う微細パターン８の間隔が互いに異なるように配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数のチップ領域と、チップ領域間に設けられたスクライブラインとを備えた半導体ウェハにおいて、
少なくとも１本の前記スクライブラインに、スキャンアンドリピート型露光の光の走査方向に実質的に平行に、かつ実質的に等間隔で１列又は複数列に配列された複数の微細パターンからなるアライメントパターンを備えたことを特徴とする半導体ウェハ。
【請求項２】
前記アライメントパターンは、前記微細パターンが２列に配列されている請求項１に記載の半導体ウェハ。
【請求項３】
前記アライメントパターンは、第１の列において隣り合う微細パターンの間隔と、第２の列において隣り合う微細パターンの間隔とが互いに異なっている請求項２に記載の半導体ウェハ。
【請求項４】
前記アライメントパターンは、第１の列と第２の列の微細パターンが互いに千鳥状に配置されている請求項２に記載の半導体ウェハ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウェハの前記スクライブラインに対応する位置に、前記アライメントパターンを形成するために設けられたアライメントパターン形成用パターンを備えているアライメントパターン形成用レチクル。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウェハの前記アライメントパターンに対応する制御用パターンを備えている露光用レチクル。
【請求項７】
光源と、露光するためのパターンが形成された露光用レチクルを搭載し移動させるためのレチクルステージと、露光対象である半導体ウェハを搭載し移動させるためのウェハステージと、レチクルステージとウェハステージの動作を制御する制御部と、を少なくとも備え、露光用レチクルと前記半導体ウェハとを相対的に移動させつつ、前記光源からの光を前記レチクルを透過させて半導体ウェハ上で走査することにより、露光用レチクルに形成されているパターンを半導体ウェハの所定の領域に露光するためのスキャンアンドリピート型の露光装置において、
前記半導体ウェハと前記露光用レチクルは、請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウェハと請求項６に記載の露光用レチクルであって、
前記半導体ウェハの前記アライメントパターンを読み取るためのウェハ用読取り手段と、前記露光用レチクルの前記制御用パターンを読み取るためのレチクル用読取り手段とをさらに備え、
前記制御部は、前記ウェハ用読取り手段及び前記レチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報と制御用パターン情報に基づいて前記レチクルステージと前記ウェハステージの動作を制御することで、前記半導体ウェハ上で走査される光の走査速度を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記アライメントパターンを用いて前記半導体ウェハ上に走査される光の焦点精度の制御も行なう請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記半導体ウェハは請求項２から４のいずれかに記載の半導体ウェハであって、
前記制御部は、前記ウェハ用読取り手段及び前記レチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報と制御用パターン情報に基づいて前記レチクルステージと前記ウェハステージの動作を制御することで、前記半導体ウェハ上に走査される光の走査方向も制御する請求項７又は８のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
前記読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報を記憶するための記憶部を備え、
同一の半導体ウェハに対して露光を行なう際は、前記制御部は前記記憶部に記憶されているアライメントパターン情報に基づいて前記レチクルステージ又は前記ウェハステージの動作制御を行なう請求項７から９のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
前記ウェハ用読取り手段は、前記半導体ウェハの前記アライメントパターンに光を照射するために前記光源とは別途設けられたアライメント光源と、前記アライメント光源から前記半導体ウェハの前記アライメントパターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための検出器とを備えている請求項７から１０のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１２】
前記レチクル用読取り手段は、前記露光用レチクルの前記制御用パターンに光を照射するために前記光源とは別途設けられたレチクル用光源と、前記レチクル用光源からの前記露光用レチクルの前記制御用パターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための第２の検出器とを備えている請求項７から１１のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１３】
前記検出器は、複数の検出部から構成されている請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
露光対象である半導体ウェハと、露光するためのパターンが形成された露光用レチクルとを相対的に移動させることにより、露光用レチクルを透過した光を半導体ウェハ上で走査しながら露光用レチクルのパターンを半導体ウェハに露光するスキャンアンドリピート型の露光方法において、
前記半導体ウェハと前記露光用レチクルとして請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウェハと請求項６に記載の露光用レチクルを用い、前記半導体ウェハの前記アライメントパターンと前記露光用レチクルの制御用パターンを利用して前記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御することを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
前記アライメントパターンを用いて前記半導体ウェハ上に走査される光の焦点精度の制御も行なう請求項１４に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記半導体ウェハとして請求項２から４のいずれかに記載の半導体ウェハを用い、前記半導体ウェハの前記アライメントパターンと前記露光用レチクルの制御用パターンを利用して前記半導体ウェハ上を走査される光の走査方向も制御する請求項１４又は１５に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記アライメントパターンを予め読み取って記憶しておき、同一の半導体ウェハに露光を行なう際に、予め読み取って記憶しておいたアライメントパターン情報を利用して前記半導体ウェハ又は前記露光用レチクルの動作を制御する請求項１４から１６のいずれかに記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリクス状に配置された複数のチップ領域と、チップ領域間に設けられたスクライブラインとを備えた半導体ウェハ（以下、単にウェハともいう）及びレチクル並びにその半導体ウェハ及びレチクルを用いて露光を行なう露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、形成される回路の線幅の微細化が進み、さらに高密度化された回路構成が実現されている。この微細化は、露光技術の高度化により牽引され、達成されている。特に、１８０ｎｍ（ナノメートル）以下の線幅においては、ウェハ及びレチクルの位置を固定した状態で露光を行なうこれまでのステップアンドリピート型の露光装置に代わって、ウェハとレチクルを相対的に移動させつつ露光を行なうスキャンアンドリピート型の露光装置が用いられている。スキャンアンドリピートによる露光は、ステップアンドリピートによる露光に比べ、露光フィールド（露光領域）サイズを大きくすることができること、露光フィールド内の露光のばらつきが低いこと、など利点が多い。
【０００３】
また、ステップアンドリピート型の露光装置においては、微細パターンを利用して自動で露光を行なうオートアライメントが行なわれる。微細パターンをウェハ上に備えた例としては、例えば特許文献１に示されているように、微細パターンをウェハのスクライブラインに備えているものがある（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−４５８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１７１０１号公報
【特許文献３】特開平９−２８３４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステップアンドリピート型の露光装置では、ウェハ及びレチクルを位置固定した状態で露光を行なうのに対し、スキャンアンドリピート型の露光装置においては、レチクルとウェハを相対的に動作させるので、それらの２つのステージの速度制御において問題が生じることがある。
例えば、振動や応力などの影響により、露光フィールドの露光の初め・半ば・終わりでステージの動作速度にばらつきが生じることがある。
また、突発的な振動によりウェハ途中のチップから露光フィールドの角度がずれると、その上に形成されるパターンは下層のパターンとの間でアライメントずれが生じる。
【０００６】
半導体装置の回路を微細化するためには、配線パターンの線幅を細くするだけでなく、保証されるべきアライメントずれの程度などもデザインルールに影響するため、アライメントずれを制御することは非常に重要である。
【０００７】
上記のような問題を解決するために、従来にも様々な提案がなされている。
例えば、ステージの振動又は変形を検知し、その検知結果に基づいてウェハとレチクルの相対移動速度を変更して走査露光を行なう方法では、露光中の走査速度を一定にするように制御できる（例えば特許文献２参照。）。しかし、ウェハに対して高精度な制御を行なうことができないという問題があった。
また、シリンドリカルレンズにより非点収差を形成し、この非点収差を多分割ＣＣＤを用いて検知し、焦点位置を制御する方法が提案されている（特許文献３参照。）。しかし、この方法では、焦点位置を制御することはできるが、ウェハに対する速度制御はできないという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、半導体ウェハ上を走査される光の走査速度を下層のパターンに合わせて正確に制御することが可能な半導体ウェハ及びその半導体ウェハを形成するためのレチクル、その半導体ウェハウェハに対応したレチクル並びにその半導体ウェハを用いて露光を行なう露光装置及び露光方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による半導体ウェハは、マトリクス状に配置された複数のチップ領域と、チップ領域間に設けられたスクライブラインとを備えた半導体ウェハであって、少なくとも１本の上記スクライブラインに、スキャンアンドリピート型露光の光の走査方向に実質的に平行に、かつ実質的に等間隔で１列又は複数列に配列された複数の微細パターンからなるアライメントパターンを備えたことを特徴とするものである。
ここで、スキャンアンドリピート型露光の光の走査方向に実質的に平行に、かつ実質的に等間隔とは、設計段階での微細パターンの配置が上記平行かつ等間隔であることを意味し、例えば上記アライメントパターンを形成する際の露光工程における振動や応力の影響によって半導体ウェハ上における微細パターンの配置方向や間隔が設計とは、ずれているものを含む。
本発明の半導体ウェハでは、少なくとも１本のスクライブラインに、スキャンアンドリピート型露光の光の走査方向に実質的に平行に、かつ実質的に等間隔で１列又は複数列に配列された複数の微細パターンからなるアライメントパターンを備えているようにしたので、本発明の半導体ウェハを用いてスキャンアンドリピート型露光を行なう際に、露光しながら上記アライメントパターンを読み取ることにより、走査される光の適切な走査速度を検出することができ、下層のパターンに合わせて光の走査速度を正確に制御することができる。
【００１０】
また、このようなアライメントパターンとして、例えば微細パターンが２列に配列されたものを挙げることができる。
微細パターンを２列に配列することにより、半導体ウェハ上において走査される光の走査方向に対して垂直方向における位置を検出することが可能になる。
【００１１】
この場合のアライメントパターンは、第１の列において隣り合う微細パターンの間隔と第２の列において隣り合う微細パターンの間隔が異なっていてもよい。
第１の列の隣り合う微細パターンの間隔と第２の列の隣り合う微細パターンの間隔が異なるようにすれば、アライメントパターンを列ごとに読み取った場合、その読み取った結果を識別することが容易になる。
【００１２】
また、第１の列と第２の列の微細パターンが互いに千鳥状に配置されているようにしてもよい。
微細パターンを千鳥状に配置することにより、高度な微細加工技術を駆使することなくアライメントパターンを微細に形成することができる。
【００１３】
また、本発明のアライメントパターン形成用のレチクルは、本発明の半導体ウェハのスクライブラインに対応する位置に、アライメントパターンを形成するために設けられたアライメントパターン形成用パターンを備えているものである。
アライメントパターン形成用レチクルとしては、例えば、半導体ウェハ表面にＬＯＣＯＳ（local oxidation of silicon）酸化膜やＳＴＩ（shallow trench isolation）などの素子分離絶縁膜の形成領域を画定するためのレチクルに上記アライメントパターンが形成されているものを挙げることができる。また、アライメントパターン形成用レチクルは、半導体ウェハにアライメントパターンのみを形成するための専用のものであってもよい。
【００１４】
また、本発明の露光用のレチクルは、本発明の半導体ウェハのアライメントパターンに対応する制御用パターンを備えているものである。
本発明の半導体ウェハのアライメントパターンに対応する制御用パターンを備えているようにしたので、スキャンアンドリピート型露光を行なう際に上記制御用パターンを用いて露光用のレチクルの移動速度を制御することができる。
【００１５】
本発明の露光装置は、光源と、露光するためのパターンが形成された露光用レチクルを搭載し移動させるためのレチクルステージと、上記パターンの露光対象である半導体ウェハを搭載し移動させるためのウェハステージと、上記レチクルステージと上記ウェハステージの動作を制御する制御部と、を少なくとも備え、上記露光用レチクルと上記半導体ウェハとを相対的に移動させつつ、上記光源からの光を上記露光用レチクルを透過させて上記半導体ウェハ上で走査することにより、上記露光用レチクルに形成された上記パターンを上記半導体ウェハの所定の領域に露光するためのスキャンアンドリピート型の露光装置であって、上記半導体ウェハと上記露光用レチクルは、本発明の半導体ウェハと露光用レチクルであって、上記半導体ウェハのアライメントパターンを読み取るウェハ用読取り手段と上記露光用レチクルの制御用パターンを読み取るためのレチクル用読取り手段をさらに備え、上記制御部は、上記ウェハ用読取り手段及びレチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報及び制御用パターン情報に基づいて上記ウェハステージと上記レチクルステージの動作を制御することで、上記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御することを特徴とするものである。
上記半導体ウェハのアライメントパターンを読み取るウェハ用読取り手段と上記露光用レチクルの制御用パターンを読み取るためのレチクル用読取り手段をさらに備え、上記制御部は、上記ウェハ用読取り手段及びレチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報及び制御用パターン情報に基づいて上記ウェハステージと上記レチクルステージの動作を制御するようにしたので、ウェハ上を走査される光の走査速度を正確に制御することができる。
【００１６】
また、上記アライメントパターンを用いて、走査される光の焦点精度の制御も行なうようにしてもよい。
【００１７】
また、上記半導体ウェハは上記アライメントパターンとして上記微細パターンが２列に配列されているものであって、上記制御部は、上記ウェハ用読取り手段及び上記レチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報と制御用パターン情報に基づいて上記レチクルステージと上記ウェハステージの動作を制御することで、上記半導体ウェハ上に走査される光の走査方向も制御するようにするのが好ましい。
２列に配置された微細パターンからなるアライメントパターンを備えている本発明の半導体ウェハを用いて光の走査方向も制御するようすれば、走査される光の走査速度と走査方向の制御を正確に行なうことができる。
【００１８】
上記読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報を記憶するための記憶部を備え、同一の半導体ウェハに対して露光を行なう際は、上記制御部は上記記憶部に記憶されているアライメントパターン情報に基づいて上記レチクルステージと上記ウェハステージの動作制御を行なうようにしてもよい。
同一の半導体ウェハに対して露光を行なう際に、上記制御部が上記記憶部に記憶されているアライメントパターン情報に基づいて上記レチクルステージと上記ウェハステージの動作制御を行なうようにすれば、アライメントパターンを読み取りながら行なうレチクルステージとウェハステージのフィードバック制御と露光動作を同時に行なう必要がない。
【００１９】
ウェハ用読取り手段は、半導体ウェハのアライメントパターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたアライメント光源と、そのアライメント光源から半導体ウェハのアライメントパターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための検出器とを備えているのが好ましい。
ウェハ用読取り手段を、半導体ウェハのアライメントパターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたアライメント光源と、そのアライメント光源の光の上記半導体ウェハからの透過光又は反射光を検出するための検出器とを備えているようにすれば、ウェハ用読取り手段の構成が簡単であり、また、アライメントパターンを正確に読み取ることができる。
【００２０】
レチクル用読取り手段は、露光用レチクルの制御用パターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたレチクル用光源と、そのレチクル用光源からの露光用レチクルの制御用パターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための第２の検出器とを備えているのが好ましい。
レチクル用読取り手段を、露光用レチクルの制御用パターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたレチクル用光源と、そのレチクル用光源からの露光用レチクルの制御用パターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための第２の検出器とを備えているようにすれば、レチクル用読取り手段の構成が簡単であり、また、制御用パターンを正確に読み取ることができる。
【００２１】
また、上記検出器は、複数の検出部から構成されたものであってもよい。
複数の検出部から構成された検出器を用いることにより、半導体ウェハ上を走査される光の走査方向をより正確に検出することができるようになる。
【００２２】
本発明による露光方法は、露光対象である半導体ウェハと、露光するためのパターンが形成されたレチクルとを相対的に移動させることにより、上記レチクルを透過した光を上記半導体ウェハ上で走査しながら上記レチクルのパターンを上記半導体ウェハに露光するスキャンアンドリピート型の露光方法であって、上記半導体ウェハと上記レチクルとして、本発明の半導体ウェハとレチクルを用い、半導体ウェハのアライメントパターン及びレチクルの制御用パターンを利用して上記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御することを特徴とするものである。
上記半導体ウェハと上記レチクルとして、本発明の半導体ウェハとレチクルを用い、半導体ウェハのアライメントパターン及びレチクルの制御用パターンを利用して上記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御するようにしたので、半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を正確に制御することができる。
【００２３】
また、アライメントパターンを用いて前記半導体ウェハ上に走査される光の焦点精度の制御も行なうこともできる。
【００２４】
さらに、半導体ウェハとして上記アライメントパターンとして上記微細パターンが２列に配列されているものを用い、上記半導体ウェハの上記アライメントパターンを利用して上記半導体ウェハ上を走査される光の走査方向も制御するのが好ましい。
半導体ウェハの上記アライメントパターンを利用して上記半導体ウェハ上を走査される光の走査方向も制御すれば、特別な機構を用いることなく容易に光の走査速度と走査方向を制御することができる。
【００２５】
上記露光方法において、アライメントパターンを予め読み取って記憶しておき、半導体ウェハに露光を行なう際に、予め読み取って記憶しておいたアライメントパターン情報を利用して半導体ウェハとレチクルの相対的な移動を制御するようにすることも可能である。
アライメントパターンを予め読み取って記憶しておき、半導体ウェハに露光を行なう際に、予め読み取って記憶しておいたアライメントパターン情報を利用して半導体ウェハとレチクルの相対的な移動を制御するようにすれば、アライメントパターンに基づいたレチクルステージとウェハステージの動作制御をフィードバック制御と同時に行なう必要がない。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の半導体ウェハでは、少なくとも１本のスクライブラインに、スキャンアンドリピート型露光の光の走査方向に平行に、かつ等間隔で１列又は複数列に配列された複数の微細パターンからなるアライメントパターンを備えているようにしたので、露光しながらこのアライメントパターンを読み取ることにより、走査される光の走査速度を検知することができ、その結果、走査される光の走査速度を正確に制御することができる。
【００２７】
また、上記アライメントパターンを、微細パターンが２列に配列されているようにすれば、半導体ウェハ上において走査される光の走査方向に対して垂直方向における位置を検出することが可能になるので、光の走査方向を制御することができる。
【００２８】
さらに、上記アライメントパターンにおいて、第１の列の隣り合う微細パターンの間隔と第２の列の隣り合う微細パターンの間隔が異なっているようにすれば、アライメントパターンを列ごとに読み取った場合、その読み取った結果を識別することが容易になり、走査される光の走査方向制御の精度を向上させることができる。
【００２９】
また、上記アライメントパターンにおいて、第１の列と第２の列の微細パターンが互いに千鳥状になるように配置されているようにすれば、高度な微細加工技術を駆使することなく、この半導体ウェハ上を走査される光の走査方向において、アライメントパターンを微細に形成することができる。
【００３０】
本発明のアライメントパターン形成用のレチクルでは、本発明の半導体ウェハのスクライブラインに対応する位置に、アライメントパターンを形成するために設けられたアライメントパターン形成用パターンを備えているようにしたので、半導体ウェハのスクライブラインにアライメントパターンを形成することができる。
【００３１】
本発明の露光用レチクルでは、本発明の半導体ウェハのアライメントパターンに対応する制御用パターンを備えているようにしたので、スキャンアンドリピート型露光において、露光用レチクルの制御用パターンを読み取ることにより露光用レチクル上で走査される光の速度を検知することができ、露光用レチクルの移動速度を正確に制御することができる。
【００３２】
半導体ウェハと露光用レチクルとを相対的に移動させて露光を行なうスキャンアンドリピート型の露光装置において、半導体ウェハのアライメントパターンを読み取るウェハ用読取り手段と露光用レチクルの制御用パターンを読み取るためのレチクル用読取り手段をさらに備え、上記制御部は、上記ウェハ用読取り手段及びレチクル用読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報及び制御用パターン情報に基づいて上記ウェハステージと上記レチクルステージの動作を制御することで、上記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御するようにしたので、光の走査速度を適切な速度に制御することができる。
【００３３】
さらに、上記アライメントパターンを用いて、走査される光の焦点精度の制御も行なうようにすれば、露光を行なう際の準備動作の効率を向上させることができる。
また、ウェハ裏面又はウェハステージに、例えばごみなどの異物が付着した場合、局所的な凹凸が生じるが、その凹凸に対応して焦点制御されるので、露光に対する影響を小さくすることができる。
【００３４】
さらに、上記半導体ウェハ上に走査される光の走査方向も制御するようにすれば、走査速度と走査方向を適当な速度と方向に制御しながら露光を行なうことができるので、露光装置の露光精度を向上させることができ、かつ半導体ウェハの歩溜まりを向上させることができる。
【００３５】
また、本発明の露光装置において、読取り手段が読み取ったアライメントパターン情報を記憶するための記憶部を備え、同一の半導体ウェハに対して露光を行なう際は、制御部は記憶部に記憶されているアライメントパターン情報に基づいてレチクルステージとウェハステージの動作制御を行なうようにすれば、アライメントパターンに基づいたレチクルステージとウェハステージの動作制御とフィードバック制御を同時に行なう必要がないので、露光の精度を低下させることなく処理速度を高めることができる。
【００３６】
ウェハ用読取り手段を、半導体ウェハのアライメントパターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたアライメント光源と、そのアライメント光源の光の上記半導体ウェハからの透過光又は反射光を検出するための検出器とを備えているようにすれば、ウェハ用読取り手段の構成が簡単であり、また、アライメントパターンを正確に読み取ることができる。
【００３７】
レチクル用読取り手段を、露光用レチクルの制御用パターンに光を照射するために上記光源とは別途設けられたレチクル用光源と、そのレチクル用光源からの露光用レチクルの制御用パターン近傍に照射された光の透過光又は反射光を検出するための第２の検出器とを備えているようにすれば、レチクル用読取り手段の構成が簡単であり、また、制御用パターンを正確に読み取ることができる。
【００３８】
さらに、上記検出器として複数の検出部から構成された検出器を用いることにより、半導体ウェハ上を走査される光の走査方向をより正確に検出して制御することができるので、露光装置の露光精度を向上させ、歩溜まりを向上させることができる。
【００３９】
半導体ウェハと露光用レチクルを相対的に移動させて露光を行なうスキャンアンドリピート型の露光方法において、上記半導体ウェハとして本発明の半導体ウェハを用い、上記露光用レチクルとして本発明の露光用レチクルを用い、上記半導体ウェハの上記アライメントパターンと上記露光用レチクルの制御用パターンを利用して上記半導体ウェハ上に走査される光の走査速度を制御するので、光の走査速度を制御して、露光の精度を向上させることができる。
【００４０】
また、アライメントパターンを用いて前記半導体ウェハ上に走査される光の焦点精度の制御も行なうようにすれば、露光動作の効率を向上させることができる。また、ウェハ裏面又はウェハステージに、例えばごみなどの異物が付着した場合、局所的な凹凸が生じるが、その凹凸に対応して焦点制御されるので、露光に対する影響を小さくすることができる。
【００４１】
さらに、半導体ウェハとしてアライメントパターンが２列に形成されている本発明の半導体ウェハを用い、半導体ウェハの上記アライメントパターンを利用して半導体ウェハ上を走査される光の走査方向も制御すれば、正確に光の走査速度及び走査方向を制御して、露光の精度を向上させることができる。
【００４２】
上記露光方法において、アライメントパターンを予め読み取って記憶しておき、同一の半導体ウェハに露光を行なう際に、予め読み取って記憶しておいたアライメントパターン情報を利用して半導体ウェハとレチクルの相対的な移動をフィードバック制御と同時に行なう必要がないので、露光精度を低下させることなく処理速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に本発明の好適な実施の形態を説明する。但し、以下に説明する実施例はほんの一例であって、本発明はこれに限定されない。
【００４４】
図１は本発明における半導体ウェハの一実施例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の露光領域を詳細に示す拡大図、（Ｃ）はスクライブラインに形成されたアライメントパターンを詳細に示す拡大図である。（Ａ）では便宜上、チップ領域の個数を少なく示している。
【００４５】
（Ａ）に示すように、半導体ウェハ１には複数のチップ領域２がマトリクス状に配置されている。この半導体ウェハ１は、１度の露光操作で例えば４つのチップ領域２にパターンが露光されるように、縦横方向にそれぞれ２つずつのチップ領域２を含む領域を１つの露光領域４とするものである。
（Ｂ）に示すように、露光領域４の最右端に位置する１本のスクライブライン６に、露光時に走査される光の走査方向に対して実質的に平行（紙面の下から上に向かう方向）にアライメントパターン１０が形成されている。
【００４６】
アライメントパターン１０は、（Ｃ）に示すように、微細パターン８が所定の位置に配列されて形成されている。微細パターン８は例えば平面形状が円形の素子分離酸化膜で形成されている。また、微細パターン８は２列に配列されており、両列において微細パターン８は実質的に等間隔に配置され、かつ両列の隣り合う微細パターン８の間隔が互いに異なるように配列されている。
【００４７】
アライメントパターン１０において、例えば微細パターン８は例えば直径が１００ｎｍ〜１μｍ（マイクロメートル）程度、ここでは１μｍ程度であり、隣り合う微細パターン８の間隔は、例えば図１（Ｃ）において上側の列が２μｍであり、下側の列が４μｍであり、両列の間隔は１μｍである。
【００４８】
スキャンアンドリピート型の露光装置を用いてチップ領域２に所定のパターンを露光する際、アライメントパターン１０を備えた半導体ウェハ１を用い、走査される光の走査方向に対して実質的に平行で、かつ実質的に等間隔に微細パターン８が配列されたアライメントパターン１０に合わせてレチクルと半導体ウェハとの相対的移動の速度を正確に制御するようにすれば、アライメントパターン１０、すなわちチップ領域２に形成されているパターンに合わせて走査される光の走査速度を正確に制御することができるので、露光精度を向上させることができる。
【００４９】
さらに、アライメントパターン１０が２列に形成されている半導体ウェハを用い、各列の微細パターンをそれぞれ検出するようにすれば、半導体ウェハ１上を走査される光の走査方向も制御することができるので、より露光精度を向上させることができる。また、アライメントパターン１０の検出強度により、アライメントパターンに照射されている光の焦点精度を調整するようにすれば、容易に焦点精度の調整を行なうことができる。
この場合、アライメントパターン１０が微細に形成されているほど、走査される光の走査速度や走査方向を、精度良く制御することができるようになる。
【００５０】
図２はアライメントパターンの変形例を示す図である。
アライメントパターン１０は、図２（Ａ）に示すように微細パターン８を１列で等間隔に配列して形成してもよい。
【００５１】
また、アライメントパターン１０は図２（Ｂ）に示すように、微細パターン８を２列に配置し、両列の微細パターンが互いに千鳥状になるように配列してもよい。
ここで「千鳥状」とは、微細パターン８が２列でそれぞれの列の隣り合う微細パターン８の間隔が等しく、位相が半波長ずれるように配置されていることを意味する。
このように微細パターン８を千鳥状に配列すれば、高度な加工技術を使用することなく、光の走査方向における微細パターン８から次の微細パターン８までの間隔を微細にすることができる。その結果、半導体ウェハ１上を走査される光の走査速度制御をより精密に行なうことができ、２列に配列されているので走査方向も制御することができる。
【００５２】
但し、この実施例の半導体ウェハ１は１つの露光領域４が４つのチップ領域２から構成されているが、本発明の半導体ウェハはこの実施例に限定されるものではなく、３以下又は５以上のチップ領域２により１つの露光領域４が構成されていてもよい。
尚、図２において、光の走査方向は図１とは異なり、水平方向としている。
【００５３】
上記半導体ウェハとともに露光装置に用いられて露光を行なうためのレチクルを図３に示す。（Ａ）は半導体ウェハの露光領域にパターンを露光する際に用いる露光用レチクルの平面図であり、（Ｂ）は半導体ウェハのスクライブラインにアライメントパターンを形成するためのアライメントパターン形成用レチクルの平面図である。
【００５４】
図３（Ａ）とともに図１も参照して説明すると、露光用レチクル１４は、露光するためのパターンが形成された４つのパターン領域１６を備え、最右端に半導体ウェハ１のスクライブライン６のアライメントパターン１０に対応した制御用パターン１８が形成されている。レチクル１４は例えばガラス基板上に、クロムからなるパターンが形成されて、チップ領域用のパターン領域１６と制御用パターン１８が形成されている。
（Ｂ）に示すように、半導体ウェハ１のアライメントパターンを形成するためのレチクル１５は、例えばレチクル１４と同等の大きさをもつガラス基板の半導体ウェハのスクライブラインに対応する位置に、半導体ウェハ１にアライメントパターン１０を形成するためのアライメントパターン形成用パターン１９が形成されている。
【００５５】
ここで、（Ａ）に示した露光用のレチクルは半導体ウェハにアライメントパターンに形成するためのアライメントパターン形成用レチクルの機能を兼ね備えていてもよい。
また、本発明のレチクルはこの実施例に限定されるものではなく、パターン領域１６が３以下又は５以上形成されていてもよい。
尚、以下の露光装置及び露光方法の説明において用いるレチクルは露光用レチクル１４を意味するものである。
【００５６】
次に、上記の半導体ウェハ及びレチクルを用いて露光を行なうスキャンアンドリピート型の露光装置の一例を説明する。尚、半導体ウェハ及びレチクルについては上記に説明しているので詳細な説明は省略する。
【００５７】
図４は本発明によるスキャンアンドリピート型の露光装置の一実施例の構成を概略的に示す図である。
この露光装置では、光源２０からの光を半導体ウェハ１上で走査するためにレチクル１４と半導体ウェハ１とを相対的に移動させる。このとき、光源２０からの光はレチクル１４上の回路パターンが形成されている領域を透過し、その回路パターンを反映した透過光がレンズ２４によって縮小されて、感光剤として例えばフォトレジストが塗布された半導体ウェハ１上に照射されて露光される。
【００５８】
図１に示したように、半導体ウェハ１には複数のチップ領域２がマトリクス状に配置されており、また、図３（Ａ）に示したように、レチクル１４には４つのパターン領域１６が形成されており、１回の露光動作で４つのチップ領域２にパターンを露光することができるようになっている。
但し、本発明の露光装置はこの実施例に限定されるものではなく、１回の露光動作で３以下又は５以上のチップ領域２にパターンを露光することができるものであってもよい。
【００５９】
レチクル１４と半導体ウェハ１を相対的に移動させるために、レチクル１４を搭載して垂直方向と水平方向に移動可能なレチクルステージ２６と、半導体ウェハ１を搭載して垂直方向と水平方向に移動可能なウェハステージ２８とを備えている。
レチクル１４と半導体ウェハ１に光を照射するために、光源２０がレチクル１４の上方から垂直下向きに光を照射するように設置されている。また、レチクル１４を透過した光が半導体ウェハ１上に縮小されて照射されるように、レンズ２４がレチクルステージ２６とウェハステージ２８の間に設けられている。
【００６０】
３２は、半導体ウェハ１のアライメントパターン１０に光を照射するためのアライメント光源である。
３６は、光源３２からの光をウェハ１上に導くために設けられたミラーであり、３８は、光源３２からの光がウェハ１上で反射されてきた光を検出器３４に導くためのミラーである。
３３は、露光用レチクル１４の制御用パターン１８に光を照射するためのレチクル用光源である。
３５は光源３３からの光のレチクル１４からの透過光を検出するための第２の検出器であり、レチクル１４及びレチクルステージ２６の下方に配置されている。
【００６１】
検出器３４は図５（Ａ）に示されるように４つの検出部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから構成されており、これらの検出部それぞれにおいて入射する光を検出するようになっている。また、第２の検出器３５も検出器３４と同様、図５（Ｂ）に示されるように４つの検出部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄから構成されており、これらの検出部それぞれにおいて入射する光を検出するようになっている。
【００６２】
光源３２からの光はミラー３６によって反射されてレチクル１４、レチクルステージ２６、レンズ２４を通過し、ウェハ１上のアライメントパターン１０に照射される。そして、アライメントパターン１０に照射された光は反射されてレンズ２４、ミラー３８を経て検出器３４に入射される。
また、光源３３からの光は、レチクル１４の制御用パターン１８が形成されている領域に照射され、レチクル１４とレチクルステージ２６を透過して、レチクルステージ２６の下方に設けられた第２の検出器３５に入射する。
制御部３０はレチクルステージ２６とウェハステージ２８、及び検出器３４，３５に接続されており、検出器３４，３５で得た検出信号を利用してレチクルステージ２６とウェハステージ２８の動作を制御する。
【００６３】
図６（Ａ）に示されるように、光源３２からの光の焦点（以下、光スポットという。）３９がウェハ１上に２列に形成されているアライメントパターン１０の中央部を通過するように調節されており、検出器３４に入射する光がアライメントパターン１０の中央部に照射されたときに検出器３４の中心に入射するように設定されている。
また、図示は省略しているが、光源３３、第２の検出器３５は、光源３３からの光がレチクル１４の制御用パターン１８の中央部を通過し、その透過光が検出器３５の中心部で検出されるように調整されている。
但し、アライメントパターン１０が１列に形成されている場合には、（Ｂ）に示されるように光スポット３９の中心が微細パターン８の中心を通過するようにレンズ２４、ウェハ１を調整すればよい。この場合、レチクル１４に形成されている制御用パターン１８も１列に形成されているので、同様に制御用パターン１８の中央部を光源３３からの光が通過するようにレチクル１４と光源３３、第２の検出器３５の位置を調整する。
【００６４】
ここで、ウェハ１から反射して検出器３４で検出される光はアライメントパターン１０の微細パターン８に照射される光のみであり、その他の位置に照射された光はそのままウェハ１、ウェハステージ２８を透過する。その結果、検出器３４で光を検出することにより得られる検出信号はアライメントパターン１０を反映した検出信号となる。
同様に、レチクル１４の制御用パターン１８が形成されている領域を透過した光を第２の検出器３５で検出することにより、第２の検出器３５で得られる検出信号は制御用パターン１８を反映した検出信号となる。
【００６５】
以下にこの実施例の露光装置の動作及び露光方法の一実施例を説明する。
この実施例の露光装置では、最下層のパターンを半導体ウェハ１に露光する際には、一定の速度でレチクルステージ２６とウェハステージ２８を動作させ、半導体チップ領域２に最下層パターンを露光するとともに、レチクル１４に形成されている制御用パターン１８も半導体ウェハ１のスクライブライン６に露光してアライメントパターン１０を半導体ウェハ１上に形成する。このアライメントパターン１０は、次のレチクルのパターンを同じ半導体ウェハ１上に重ねて露光する際に、ウェハステージ２８の動作を制御するために用いられる。
次のパターンを重ね合わせる際は、次のパターンが形成されたレチクル１４を設置する。このレチクル１４にも最下層パターンを露光した際のレチクルと同様の制御用パターン１８が形成されている。そして半導体ウェハ１に形成されたアライメントパターン１０の一部と制御用パターン１８の一部を検出器３４，３５で読み取って位置合わせを行なう。  露光は、検出器３４，３５で得られる制御用パターン１８とアライメントパターン１０を反映した検出信号に基づいて、レチクルステージ２６とウェハステージ２８をフィードバック制御を行なうことにより、パターンが最下層パターンに対して正確に重なるように露光される。
【００６６】
レチクルステージ２６とウェハステージ２８の動作制御に用いる検出信号は、例えば以下に示すものである。
検出器３４において、例えば各検出部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄの総和（３４ａ＋３４ｂ＋３４ｃ＋３４ｄ）を取れば、例えば図７（Ａ）に示すような、アライメントパターン１０が反映したサイン波状の検出信号を得ることができる。
また、図示は省略するが、検出器３５においても検出器３４と同様に、例えば各検出部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの総和（３５ａ＋３５ｂ＋３５ｃ＋３５ｄ）を取れば、図７（Ａ）に示した波形と同様の制御用パターン１８が反映したサイン波状の検出信号を得ることができる。
【００６７】
ここで、アライメントパターン１０が１列に配列されている場合にも、図７（Ａ）に示されるような検出信号を得ることができる。
さらに、アライメントパターン１０が千鳥状に配列されている場合には、図７（Ｂ）に示すような検出信号を得ることができる。
【００６８】
レチクルステージ２６とウェハステージ２８の動作の制御方法としては、例えば、検出器３４，３５で得られる図７（Ａ），（Ｂ）に示したようなサイン波状の検出信号の周波数が所定の値となるようにレチクルステージ２６とウェハステージ２８の動作をそれぞれ制御することで、半導体ウェハ１上で走査される光の走査速度を適当な速度に保つことができる。その結果、レチクルステージ２６の移動速度とウェハステージ２８の移動速度をそれぞれ別々に制御することができるので、露光の精度を向上させることができる。
また、（Ｂ）のようにアライメントパターン１０が千鳥状に配列されている場合には、アライメントパターン１０を光の走査方向に対しての微細パターン間の間隔を他の配列を有したアライメントパターン１０よりも短くすることができるので、検出信号の周波数を大きくすることができ、レチクルステージ２６とウェハステージ２８の移動速度をより高精度に制御することができる。
【００６９】
さらに、検出器３４，３５の４つの検出部それぞれで得た検出信号を用いてレチクルステージ２６とウェハステージ２８の走査方向を制御することができる。
図８はこの実施例における図６（Ａ）のようなパターンを検出器３４で検出した場合に得られる検出信号の例を示す図であり、（Ａ）はウェハ上を走査される光スポットが所定の経路上を走査した場合、（Ｂ）は走査される光スポットが所定の経路から図１における右側にずれた場合、（Ｃ）は走査される光スポットが所定の経路から図１における左側にずれた場合、の（３４ａ＋３４ｄ）の検出信号強度と（３４ｂ＋３４ｃ）の検出信号強度を示すグラフである。
【００７０】
（Ａ）に示すように、光源３２からの光がウェハの理想的な走査経路上（一点鎖線上）を通過している場合には、検出器３４での検出信号強度（３４ａ＋３４ｄ）（実線）と（３４ｂ＋３４ｃ）（破線）の周波数は異なるものの強度は一致する。
しかし、光スポット３９が所定の走査経路より下側（図６（Ａ）を参照。）にずれた場合には、例えば（Ｂ）に示すように、検出器３４で検出する（３４ａ＋３４ｄ）（実線）の信号強度が（３４ｂ＋３４ｃ）（破線）の信号強度よりも大きくなる。また、光スポット３９が所定の走査経路より上側（図６（Ａ）を参照。）にずれた場合には、例えば（Ｃ）に示すように、検出器３４で検出する（３４ａ＋３４ｄ）（実線）の信号強度は（３４ｂ＋３４ｃ）（破線）の信号強度よりも小さくなる。
【００７１】
したがって、検出器３４の検出部３４ａでの検出信号強度と検出部３４ｄでの検出信号強度の合計（３４ａ＋３４ｄ）の最大値と検出部３４ｂでの検出信号強度と検出部３４ｃでの検出信号強度の合計（３４ｂ＋３４ｃ）の最大値が等しくなるようにウェハステージ２８の動作を制御することにより、半導体ウェハ１の移動を正しい方向で動作させることができる。さらに、検出器３５においても検出器３４と同様に、検出器３５の検出部３５ａでの検出信号強度と検出部３５ｄでの検出信号強度の合計（３５ａ＋３５ｄ）の最大値と検出部３５ｂでの検出信号強度と検出部３５ｃでの検出信号強度の合計（３５ｂ＋３５ｃ）の最大値が等しくなるようにレチクルステージ２６の動作を制御することで、レチクルステージ２６を正しい移動方向で動作させることができ、露光の精度を向上させることができる。
【００７２】
このように、検出器３４，３５で得た検出信号の周波数を所望の値に保つように制御することで、半導体ウェハ１とレチクル１４とをそれぞれ正しい速度で移動させることができるので、露光の精度を高めることができる。また、アライメントパターン１０及び制御用パターン１８が２列以上に形成されている半導体ウェハ１及びレチクル１４を用いた場合には、さらに半導体ウェハ１とレチクル１４の移動方向を正しい方向に動作させることができるので、さらに露光の精度を高めることができる。
【００７３】
また、アライメントパターン１０が千鳥状に配列されている場合、例えば検出器３４での（３４ａ＋３４ｄ）と（３４ｂ＋３４ｃ）のそれぞれの検出信号は、図９に示すようなものとなる。この場合であっても、上述したものと同様に、（３４ａ＋３４ｄ）の最大値と（３４ｂ＋３４ｃ）の最大値が等しくなるようにフィードバック制御を行なうことで、レチクルステージ２６とウェハステージ２８の移動方向を正確に制御することができ、露光精度を高めることができる。
【００７４】
この実施例においては、半導体ウェハ１及びレチクル１４に形成されているアライメントパターンは、微細パターン８が等間隔に２列でそれぞれの列の間隔が異なるように配列されているが、微細パターンを１列又は３列以上に配列したものであってもよいし、それぞれの列の間隔が同じであってもよい。
また、検出器３４，３５として、４つの検出部を備えた検出器３４，３５を用いているが、検出部を３つ以下又は５つ以上備えたものであってもよい。検出部が１つである検出器を用いた場合には、アライメントパターン１０が複数列に形成されていた場合であってもレチクルステージ２６とウェハステージ２８の移動方向を制御することはできないが、レチクルステージ２６とウェハステージ２８の移動速度を制御することは可能である。
【００７５】
図１０は検出器３４と第２の検出器３５で得られる検出信号を示した図であり、（Ａ）はレチクルステージとウェハステージとを同期させたとき、（Ｂ）はレチクルステージとウェハステージとの間でアライメントずれが生じたとき、（Ｃ）はウェハに照射される光の焦点がずれたときをそれぞれ示している。図９において、実線はレチクルからの反射光の検出信号、破線は半導体ウェハからの反射光の検出信号をそれぞれ示している。
【００７６】
（Ａ）に示すように、レチクルステージ２６とウェハステージ２８の走査速度をレチクル１４と半導体ウェハ１に形成されたアライメントパターンを用いて同期させ、２つの差分信号を絶えず０又は最小値に保つことで、理想的なアライメントが行なえるようになる。しかし、アライメントずれが生じると、（Ｂ）に示されるように検出器３４で検出される光検出信号にずれが生じる。また、焦点にずれが生じると、（Ｃ）に示すように半導体ウェハ１からの反射光が弱くなり検出信号が弱くなる。
【００７７】
このように、レチクル１４とウェハ１にそれぞれ予め微細なアライメントパターンを形成しておき、そのアライメントパターンによって得られる光検出器３４での差分信号が常時０となるようにレチクルステージ２６とウェハステージ２８を制御して同期させることにより、効果的に下層とのアライメントずれを緩和することができる。また、検出器３４で得られる光検出信号を絶えず最大に保つようにウェハステージ２８を制御することにより、焦点の制御も行なうことができる。
【００７８】
さらに、半導体ウェハ１上に形成されているアライメントパターン１０の一部とレチクル１４上の面上に形成されている制御用パターン１８の一部を用いて、レチクル１４と半導体ウェハ１との初期位置の設定を行なえば、アライメントパターン１０が微細で多数の微細パターン８から構成されているので、正確な位置合わせを行なうことができる。
また、レチクル１４の制御用パターンを用いて半導体ウェハ１上に露光してアライメントパターン１０を形成するので、最下層パターンを露光した際に、装置に生じた振動や応力、又はレチクル１４と半導体ウェハ１の移動速度の変化が生じても、その変動に対応したアライメントパターンが形成されるので、次の層を重ね合わせる際に正確に重ね合わせを行なうことができ、アライメントずれが生じないので、露光精度が向上する。
【００７９】
次に、本発明を用いた露光装置の他の実施例を説明する。
図１１は本発明における露光装置の他の実施例の構成を概略的に示す図である。尚、この実施例において、上記実施例（図４）と同じ構成であるものには同じ符号を付すものとする。
【００８０】
この実施例の露光装置は、検出器３４で得た検出信号を記憶するための記憶部４０を備えている。制御部３０は記憶部４０に接続されている。検出器３４で得られる検出信号は所定の露光領域４に形成されたアライメントパターン１０を反映した検出信号であり（以下、アライメントパターン情報という）、制御部３０は記憶部４０に記憶されているアライメントパターン情報に基づいて、アライメントパターン情報を読み取った同一の露光領域４に露光を行なう際に、ウェハステージ２８の動作を制御しながら露光を行なう。
【００８１】
動作を半導体ウェハにパターンを形成する流れに沿って説明すると、最下層のパターンを半導体ウェハ１に露光する際には、一定の速度でレチクルステージ２６とウェハステージ２８を動作させ、半導体チップ領域２に最下層パターンを露光するとともに、レチクル１４に形成されている制御用パターン１８も半導体ウェハ１のスクライブライン６に露光してアライメントパターン１０を半導体ウェハ１上に形成する。
【００８２】
そして次に、パターンが露光された半導体ウェハ１の同一の領域に、次のパターンを重ね合わせて露光する場合には、レチクル１４の制御用パターン１８と半導体ウェハ１のアライメントパターン１０からの光を検出器３４，３５で検出し、その検出信号に基づいてレチクルステージ２６とウェハステージ２８の動作を制御しながら露光を行なうとともに、アライメントパターン１０の検出信号を記憶部４０に記憶する。
そして、さらに次のパターンを重ね合わせて露光する際には、レチクルステージ２６は一定の速度と方向で移動させ、記憶部４０に記憶されているアライメントパターン情報に基づいてウェハステージ２８を移動させて露光を行なう。
【００８３】
このように、アライメントパターン情報を記憶部４０に記憶させておき、同じ露光領域４にパターンを重ね合わせて露光を行なう際には、記憶部４０に記憶させておいたアライメントパターン情報に基づいて半導体ウェハ１の動作制御を行なうようにすれば、重ね合わせて露光を行なう際にアライメントパターンを読み取りながらフィードバック制御を行なう必要がないので、一連の露光動作の速度を高めることができ、露光装置としての性能を向上させることができる。
【００８４】
本発明の半導体ウェハはこの実施例に示した半導体チップの形状、チップ領域２の個数、露光領域４の構成、アライメントパターン１０の構成に限定されるものではない。
アライメントパターン１０の形成箇所は、露光領域４の右端のスクライブライン以外にも左端のスクライブラインであってもよいし、チップ領域２，２巻のスクライブラインであってもよい。また、光の走査方向は図１において下から上に向かう方向とし、走査方向に沿った垂直方向に微細パターン８を配列してアライメントパターン１０を構成したが、本発明は、光の走査方向が図１において、左から右に向かう方向、又は右から左に向かう方向などであっても適用することができる。
【００８５】
露光装置において、アライメントパターン１０の読取り手段としての光源３２及び検出器３４と、制御用パターン１８の読取り手段としての光源３３及び検出器３５の配置は、この実施例に限定されるものではない。例えば、検出器３５の設置位置は、光源３３からの光の制御用パターン１８からの反射光を検出するような位置であってもよい。
レチクルステージ２６とウェハステージ２８の制御方法として、レチクルステージ２６とウェハステージ２８の両方を検出器で得た検出信号に基づいて制御してもよいが、例えばレチクルステージ２６を一定速度、一定方向で移動させ、ウェハステージ２８のみを検出信号に基づいて制御しながら移動させるものであってもよい。
実施例に示した露光装置及び露光方法では、半導体ウェハ１上のアライメントパターン１０は最下層パターンの露光とともに形成されるが、アライメントパターン形成用レチクル１５を用いてアライメントパターン１０のみを予め半導体ウェハ１上に形成しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明における半導体ウェハの一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は露光領域の拡大図、（Ｃ）はアライメントパターンを詳細に示す拡大図である。
【図２】本発明の半導体ウェハのアライメントパターンの変形例を示す図である。
【図３】本発明のレチクルの一実施例を示す図であり、（Ａ）は露光用レチクルの平面図、（Ｂ）はアライメントパターン形成用レチクルの平面図である。
【図４】本発明の露光装置の一実施例の構成を概略的に示す図である。
【図５】同実施例の検出器の構成を示す図である。
【図６】同実施例において、光スポットがアライメントパターン上を通過する様子を示した図であり、（Ａ）はアライメントパターンが２列に形成されている場合、（Ｂ）はアライメントパターンが１列に形成されている場合である。
【図７】同実施例における光検出器で得られる検出信号の一例を示すグラフであり、（Ａ）はアライメントパターンが１列又は２列に形成されている場合であり、（Ｂ）はアライメントパターンが千鳥状に配列されている場合である。
【図８】同実施例における検出器での検出信号を示す図であり、（Ａ）はウェハ上を走査される光スポットが所定の経路上を走査した場合、（Ｂ）は走査される光スポットが所定の経路から図１における右側にずれた場合、（Ｃ）は走査される光スポットが所定の経路から図１における左側にずれば場合、の（３４ａ＋３４ｄ）の検出信号強度と（３４ｂ＋３４ｃ）の検出信号強度を示すグラフである。
【図９】アライメントパターンを千鳥状に配列した場合の（３４ａ＋３４ｄ）の検出信号強度と（３４ｂ＋３４ｃ）の検出信号強度を示すグラフである。
【図１０】レチクルと半導体ウェハに形成されているアライメントパターンを検出したときの検出器における検出信号を示した図であり、（Ａ）はレチクルステージとウェハステージとを同期させた場合、（Ｂ）はレチクルステージとウェハステージとの間でアライメントずれが生じた場合、（Ｃ）はウェハに照射される光の焦点がずれた場合、をそれぞれ示している。
【図１１】本発明における露光装置の他の実施例の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１      半導体ウェハ
２      チップ領域
４      露光領域
６      スクライブライン
８      微細パターン
１０，１８      アライメントパターン
１４      露光用レチクル
１５      アライメントパターン形成用レチクル
１６      パターン領域
１８      制御用パターン
１９      アライメントパターン形成用パターン
２０      光源
２４      レンズ
２６      レチクルステージ
２８      ウェハステージ
３０      制御装置
３２      光源
３３      光源
３４，３５      検出器
３６，３８      ミラー
３９      光スポット
４０      記憶部
【図１】
2006041155.tif 000003
【図２】
2006041155.tif 000004
【図３】
2006041155.tif 000005
【図４】
2006041155.tif 000006
【図５】
2006041155.tif 000007
【図６】
2006041155.tif 000008
【図７】
2006041155.tif 000009
【図８】
2006041155.tif 000010
【図９】
2006041155.tif 000011
【図１０】
2006041155.tif 000012
【図１１】
2006041155.tif 000013