(57)【要約】【課題】デフォーカス部分を正確に検出できるとともに、デフォーカス部分を検出した場合であっても、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハーを製造することが可能な露光方法並びに露光装置を提供する。【解決手段】露光スキャン処理の直前に、フォトレジスト膜２のデフォーカス部分２１を検出するオートフォーカススキャン処理を行い、露光スキャン処理は、オートフォーカススキャン処理において検出されたデフォーカス部分２１の検出信号に基づいてフィードバック制御を行なうことにより、デフォーカス部分２１をブラインドしながら露光することで、半導体ウェハー１上のデフォーカス部分２１にレジストパターンを残存させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置された半導体ウェハー上にフォトレジスト膜を形成した後、該フォトレジスト膜に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する半導体ウェハーの露光方法であって、
前記露光スキャン処理の直前に、前記フォトレジスト膜のデフォーカス部分を検出するオートフォーカススキャン処理を行い、
前記露光スキャン処理は、前記オートフォーカススキャン処理において検出されたデフォーカス部分の検出信号に基づいてフィードバック制御を行なうことにより、前記デフォーカス部分をブラインドしながら露光することで、前記デフォーカス部分にレジストパターンを残存させることを特徴とする半導体ウェハーの露光方法。
【請求項２】
前記オートフォーカススキャン処理は、前記半導体ウェハー上のフォトレジスト膜に照射するビームを、１ｍｍ以下のスキャンピッチのビーム密度で配列しながら照射することを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハーの露光方法。
【請求項３】
前記オートフォーカススキャン処理は、前記半導体ウェハー上におけるフォトレジスト膜表面の高さ方向の位置を計測し、この高さ情報を三次元処理することによって前記デフォーカス部分を認識・検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェハーの露光方法。
【請求項４】
前記露光スキャン処理は、前記オートフォーカススキャン処理において検出されたデフォーカス部分の検出信号のフィードバックに基づき、露光用スリット近傍に櫛歯状に配列された複数の短冊状のブラインド板の少なくとも一部を、前記露光用スリットの長さ方向に対して直交するように移動させ、前記露光用スリットにおいて前記デフォーカス部分に対応する位置をブラインドしながら露光することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の半導体ウェハーの露光方法。
【請求項５】
前記露光スキャン処理は、さらに、前記デフォーカス部分が発生した半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報を記録し、該ＩＤ並びに位置情報に基づき、前記ブラインド板の少なくとも一部を移動させ、前記露光用スリットにおいて前記デフォーカス部分に対応する位置をブラインドしながら露光することを特徴とする請求項４に記載の半導体ウェハーの露光方法。
【請求項６】
ステージに載置した半導体ウェハー上にフォトレジスト膜を形成した後、該フォトレジスト膜に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する半導体ウェハーの露光装置であって、
前記露光スキャン処理の直前に、前記半導体ウェハー上におけるフォトレジスト膜表面の高さ方向の位置を計測するオートフォーカススキャン処理を行い、この高さ情報を三次元処理することにより、前記フォトレジスト膜のデフォーカス部分を認識・検出するＡＦスキャン処理部と、
露光用の光を透過させる露光用スリットと、該露光用スリット近傍に櫛歯状に配列され、前記露光用スリットの長さ方向に対して直交するように、可動に設けられる複数の短冊状のブラインド板とを備えた露光スキャン処理部と、
前記ＡＦスキャン処理部から出力される前記デフォーカス部分の検出信号を前記露光スキャン処理部にフィードバックすることにより、前記検出信号に基づいて、前記露光スキャン処理部に備えられる複数のブラインド板の少なくとも一部を移動させ、前記露光用スリットにおける前記デフォーカス部分に対応する位置をブラインドする制御手段と、が備えられていることを特徴とする半導体ウェハーの露光装置。
【請求項７】
さらに、前記デフォーカス部分が発生した半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報を、前記制御手段から取得して記録する、デフォーカス情報記憶部が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウェハーの露光装置。
【請求項８】
さらに、前記制御手段は、前記デフォーカス情報記憶部に記録された、前記デフォーカス部分が発生した半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報を取得し、該ＩＤ並びに位置情報に基づいて前記露光スキャン処理部に備えられる複数のブラインド板の少なくとも一部を移動させ、前記露光用スリットにおける前記デフォーカス部分に対応する位置をブラインドすることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェハーの露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハーの露光方法、並びに、半導体ウェハーの露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造工程においては、半導体ウェハーの大口径化が進められており、また、レジストパターンを形成するためのリソグラフィー露光処理工程では、コスト低減を考慮し、ショット面積の広大化が進められている。しかしながら、その一方で、パターンの微細化によるＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ：焦点深度）の低減の影響からデフォーカスが発生し易くなり、歩留まりの高い製造が困難になりつつある。このようなデフォーカスとは、主として半導体の製造工程におけるウェハー裏面への異物付着等に起因してウェハー表面の平坦度が低下し、リソグラフィー露光時にフォーカスずれ（デフォーカス）が生じる領域のことを言う。
【０００３】
リソグラフィー露光処理工程においては、上述のようなデフォーカス部分が半導体ウェハー上に発生した場合、正常なレジストパターンが形成できなくなり、ひいては、このレジストパターンを用いて形成する配線パターン等に異常が生じるおそれがある。ここで、例えば、正常でないレジストパターンを用いて配線系（配線パターン）を形成すると、配線が細って剥がれ等が生じ、その周辺の正常なチップにまで影響を及ぼす場合がある。また、正常でないレジストパターンでホール系を形成した場合には、ホール径が大きくなり過ぎることで、後工程において層間膜が陥没する等の影響も考えられる。
【０００４】
上記問題を解決するため、一般に、リソグラフィー法における投影露光を行いウェハー上にフォトレジスト膜をパターニングする場合には、まず、ステージ上にウェハーを載置し、ウェハー表面全体の高さ計測をオートフォーカスセンサによって計測する。そして、この高さ計測結果に基づいて、露光処理を行う際のフォーカスを調整するとともに、露光手段とウェハー表面とがなるべく平行になるように、ステージ等を制御しながら露光処理を行う（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００５】
また、特許文献１、２に記載の露光方法並びに露光装置によれば、上記したような異物等に起因するデフォーカス部分を、オートフォーカススキャンで検出することが可能な構成とされている。特許文献１によれば、ウェハー上のデフォーカス部分を検出した際に警報を発することで、そのまま露光処理を行うことが防止できるとされている。また、特許文献２によれば、ウェハー上のデフォーカス部分を検出した際、進行方向への露光を中断し、進行方向とは逆方向に転換して露光を行うことで、当該基板上の領域内において解像度不良が発生することがないとされている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の方法並びに装置では、ウェハー上のデフォーカス部分を検出した場合、警報を発して作業者に露光処理の中止を促すか、あるいは、露光処理方向を逆行させるものである。このため、特許文献１、２では、上記同様、ウェハー上のデフォーカス部分において正常なレジストパターンが形成できず、配線パターンやホールに異常が生じ、周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすという問題がある。また、特許文献１、２に記載の技術では、露光処理の中止や処理方向の逆行により、半導体ウェハーの生産性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献１、２をはじめ、従来の技術では、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、露光スキャン処理に先行して、ウェハー表面の平坦度を計測してデフォーカス部分を検出するオートフォーカス処理が行われる。しかしながら、ウェハー２００の表面２０１において、スキャン方向に直交する方向で配列された各々のオートフォーカスビーム１０１の間では、ウェハー２００の表面２０１の平坦度を正確に計測することができず、デフォーカス部分の検出漏れ等が生じるおそれがあった。
【０００８】
また、ウェハー表面の平坦度が異常な部分においては、露光処理時にステージ動作の補正等を行った場合でも、線形成分以外を補正することは困難である。このため、上述のようなオートフォーカススキャン処理を行い、検出されたデフォーカス部分の情報に基づいてステージ動作の補正を行った場合でも、ウェハー表面において部分的にフォーカスを合せることが出来ない位置が発生し、その位置においては、ビーム光がデフォーカスを起こし、パターンを正常に形成することが出来ないという問題がある。
【０００９】
このため、従来の方法では、ウェハー表面における平坦度が部分的に異常な場合には、その位置については異常なパターンが形成されたままとして、次のエッチング工程へ進まざるを得なかった。このため、ウェハー上においてパターン異常を起こした部分もそのままエッチングされるため、製造工程を経て行く際に他の正常なチップにも影響を与えてしまうという大きな問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２７０３１７号公報
【特許文献２】特開平１−２６４２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来の構成の半導体ウェハーの露光方法並びに露光装置では、露光スキャン処理前に行うオートフォーカススキャンにおいてデフォーカス部分を正確に検出するのが困難であった。また、デフォーカス部分が検出された際に、露光スキャン処理を中止するか、あるいは、スキャン方向を逆行させた場合には、生産性が低下するという問題があった。また、デフォーカス部分が検出された際、その位置に異常なパターンが形成されたままでエッチングが行なった場合には、製造工程において他の正常なチップにまでも影響を与えてしまうことから、歩留まりが低下するという大きな問題があった。
このため、デフォーカス部分を正確に検出できるとともに、デフォーカス部分を検出した場合であっても、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハーを製造することが可能な露光方法並びに露光装置が切に望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の半導体ウェハーの露光方法は、ステージに載置された半導体ウェハー上にフォトレジスト膜を形成した後、該フォトレジスト膜に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する半導体ウェハーの露光方法であって、前記露光スキャン処理の直前に、前記フォトレジスト膜のデフォーカス部分を検出するオートフォーカススキャン処理を行い、前記露光スキャン処理は、前記オートフォーカススキャン処理において検出されたデフォーカス部分の検出信号に基づいてフィードバック制御を行なうことにより、前記デフォーカス部分をブラインドしながら露光することで、前記デフォーカス部分にレジストパターンを残存させることを特徴とする。
【００１３】
係る発明の半導体ウェハーの露光方法によれば、オートフォーカススキャン処理で検出されたデフォーカス部分の検出信号に基づいてフィードバック制御を行ない、デフォーカス部分をブラインドしながら露光する方法なので、露光スキャン処理時にデフォーカスを起す領域を含めて露光（スキャン）する際、デフォーカス部分には露光照射が行われない。これにより、デフォーカス部分のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができるので、このデフォーカス部分においては後工程でエッチング処理されることがなく、一方、デフォーカス部分以外の領域については、後工程において適正にエッチング処理することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の半導体ウェハーの露光装置は、ステージに載置した半導体ウェハー上にフォトレジスト膜を形成した後、該フォトレジスト膜に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する半導体ウェハーの露光装置であって、前記露光スキャン処理の直前に、前記半導体ウェハー上におけるフォトレジスト膜表面の高さ方向の位置を計測するオートフォーカススキャン処理を行い、この高さ情報を三次元処理することにより、前記フォトレジスト膜のデフォーカス部分を認識・検出するＡＦスキャン処理部と、露光用の光を透過させる露光用スリットと、該露光用スリット近傍に櫛歯状に配列され、前記露光用スリットの長さ方向に対して直交するように、可動に設けられる複数の短冊状のブラインド板とを備えた露光スキャン処理部と、前記ＡＦスキャン処理部から出力される前記デフォーカス部分の検出信号を前記露光スキャン処理部にフィードバックすることにより、前記検出信号に基づいて、前記露光スキャン処理部に備えられる複数のブラインド板の少なくとも一部を移動させ、前記露光用スリットにおける前記デフォーカス部分に対応する位置をブラインドする制御手段と、が備えられていることを特徴とする。
【００１５】
係る発明の半導体ウェハーの露光装置によれば、デフォーカス部分を認識・検出するＡＦスキャン処理部と、複数の短冊状のブラインド板を備えた露光スキャン処理部と、複数のブラインド板の少なくとも一部を移動させ、露光用スリットにおけるデフォーカス部分に対応する位置をブラインドする制御を行なう制御手段とを備えた構成なので、露光スキャン処理時、デフォーカス部分には露光照射が行われない。これにより、上記同様、デフォーカス部分のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができるので、後工程において、デフォーカス部分はエッチング処理されず、一方、デフォーカス部分以外の領域は適正にエッチング処理することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の半導体ウェハーの露光方法によれば、上記構成により、デフォーカス部分を正確に検出できるとともに、露光スキャン処理時にデフォーカスを起す領域を含めて露光する際、デフォーカス部分には露光照射が行われないので、デフォーカス部分のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができる。これにより、後工程において、デフォーカス部分はエッチング処理されることがなく、一方、デフォーカス部分以外の領域は適正にエッチング処理することが可能となる。従って、デフォーカス部分を含む半導体ウェハーを露光スキャン処理した場合であっても、デフォーカス部分においてレジストパターンの異常に起因する配線パターンやホールの異常が生じず、周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすことが無いので、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハーを製造することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の半導体ウェハーの露光装置によれば、上記構成により、露光スキャン処理時、デフォーカス部分には露光照射が行われないので、デフォーカス部分のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができ、後工程において、デフォーカス部分はエッチング処理されず、一方、デフォーカス部分以外の領域は適正にエッチング処理することが可能となる。従って、上記同様、デフォーカス部分においてレジストパターンの異常に起因する配線パターンやホールの異常が生じず、周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすことが無いので、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハーを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、オートフォーカススキャン処理によってデフォーカス部分を検出し、この検出信号をフィードバックしてデフォーカス部分に対応する位置をブラインドしながら露光スキャン処理するまでの処理を説明するフローチャートである。
【図２】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、オートフォーカススキャン処理においてビームを高密度化して配置した状態を説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すビームの配置状態において、デフォーカス部分が無い場合の検出信号を示すグラフである。
【図３】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、オートフォーカススキャン処理においてデフォーカス部分を検出する際の動作を説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すオートフォーカススキャン処理の動作においてデフォーカス部分を検出した場合の検出信号を示すグラフである。
【図４】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、オートフォーカススキャン処理の動作においてデフォーカス部分を検出した場合の検出信号を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）のグラフに示す検出信号と、半導体ウェハー上のデフォーカス部分との対応関係を説明する平面図である。
【図５】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、オートフォーカススキャン処理においてデフォーカス部分が検出された際の、露光スキャン処理におけるブラインド動作の一例を説明する概略図である。
【図６】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、オートフォーカススキャン処理においてデフォーカス部分が検出された際の、露光スキャン処理におけるブラインド動作の一例を説明する概略図である。
【図７】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の他の実施形態を示す模式図であり、オートフォーカススキャン処理においてデフォーカス部分が検出された際の、露光スキャン処理におけるブラインド動作の他の例を説明する概略図である。
【図８】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の一実施形態を示す模式図であり、半導体ウェハーのＩＤ及びデフォーカス部分の位置情報を管理する制御手段並びにデフォーカス情報記憶部について説明する概略図である。
【図９】本発明に係る半導体ウェハーの露光方法及び露光装置の他の実施形態を示す模式図であり、ネガレジストを用いた露光スキャン処理を説明するための概略図である。
【図１０】従来の半導体ウェハーの露光方法及び露光装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態である半導体ウェハーの露光方法及び露光装置について、図１〜図９を適宜参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本実施形態の半導体ウェハーの露光方法及び露光装置を説明する図面であって、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の露光装置等の寸法関係とは異なっている。
【００２０】
本実施形態の半導体ウェハーの露光方法は、半導体ウェハー１を製造するにあたり、図示略のステージに載置された半導体ウェハー１上にフォトレジスト膜２を形成した後、該フォトレジスト膜２に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する方法であり、露光スキャン処理の直前に、フォトレジスト膜２のデフォーカス部分２１を検出するオートフォーカススキャン処理を行い、露光スキャン処理は、オートフォーカススキャン処理において検出されたデフォーカス部分２１の検出信号に基づいてフィードバック制御を行なうことにより、デフォーカス部分２１をブラインドしながら露光することで、半導体ウェハー１上のデフォーカス部分２１にレジストパターンを残存させる方法である。
【００２１】
また、本実施形態においては、上述のような露光方法によって半導体ウェハー１の表面１ａにレジストパターンを形成する際、図５並びに図６等に示すような露光装置１０を使用した場合を例に挙げて説明する。この、本発明に係る半導体ウェハー１の露光装置１０は、図示略のステージに載置した半導体ウェハー１上にフォトレジスト膜２を形成した後、該フォトレジスト膜２に対して、リソグラフィー法による露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する。そして、露光装置１０は、露光スキャン処理の直前に、半導体ウェハー１上におけるフォトレジスト膜２表面の高さ方向の位置を計測するオートフォーカススキャン処理を行い、この高さ情報を三次元処理することにより、フォトレジスト膜２のデフォーカス部分２１を認識・検出するＡＦスキャン処理部３０と、露光用のビームＢを透過させる露光用スリット４１と、該露光用スリット近傍４１に櫛歯状に配列され、露光用スリット４１の長さ方向に対して直交するように、可動に設けられる複数の短冊状のブラインド板４２とを備えた露光スキャン処理部４０と、ＡＦスキャン処理部３０から出力されるデフォーカス部分２１の検出信号を露光スキャン処理部４０にフィードバックすることにより、検出信号に基づいて、露光スキャン処理部４０に備えられる複数のブラインド板４２の少なくとも一部を移動させ、露光用スリット４１におけるデフォーカス部分２１に対応する位置をブラインド（遮光）する制御手段と、が備えられて概略構成される。ここで、図５に示す例において、露光用スリット４１は、２枚のスリット板４１Ａを対向させ、組み合わせることで設けられている。
【００２２】
上述したように、近年、半導体ウェハーの大口径化の他、低コスト化を考慮したプロセスにより、リソグラフィー露光処理工程では１スキャンあたりの面積が大きくなる一方、パターンの微細化や高ＮＡ化、短波長化のためにＤＯＦマージンが狭くなりつつあり、デフォーカスの発生頻度が高くなっている。また、パターンの微細化等によって配線が細くなることでパターンが剥がれ易くなり、そのパーティクルが飛散することで、その周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすおそれがある。
【００２３】
このような問題に対し、本発明においては、まず、リソグラフィー法による露光スキャン処理の直前に行うオートフォーカススキャン処理における情報から、デフォーカス部分の発生の有無と位置情報を検出する。そして、露光スキャン処理時に、露光スキャンを行う範囲内において、デフォーカス部分に対応する領域でブラインド処理を行う。このように、半導体ウェハー上のデフォーカス部分には露光を行わないことで、パターンの剥がれ等が生じるのを未然防止し、後工程において周囲の正常チップにまでも影響が及ぶのを回避することが可能となる。またさらに、デフォーカス部分が検出された半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報（ブラインドする領域）を記録、管理し、以降の全工程における露光スキャン処理において、ブラインドによって同じ領域の露光制限を行うことで、後工程でのデフォーカス部分の露光も制限する。これにより、半導体ウェハーの後工程、即ち上層の形成処理を行うにあたり、同じ位置に存在するデフォーカス部分に関し、露光スキャン処理を行う全ての後工程で露光を制限するので、ウェハーの同じ位置がフォトレジスト膜で覆われた状態となり、周囲の正常チップにまでも影響が及ぶのを回避することが可能となる。
【００２４】
以下、本実施形態の半導体ウェハーの露光方法について詳述する。
なお、本実施形態においては、フォトレジスト膜２をリソグラフィー法によってパターニングするにあたり、光の照射された場所のフォトレジスト膜２が除去されることでレジストパターンを形成するポジ型レジストを例に挙げて説明する。このようなポジ型レジストのレジストパターン（フォトレジスト膜）は、解像度に非常に優れたものとなり、微細なパターンを高い精度で形成することが可能である。
【００２５】
まず、従来の半導体ウェハーの露光方法と同様に、リソグラフィー法によってパターニングを行う、表面にフォトレジスト膜２が設けられた半導体ウェハー１を、露光装置１０に備えられる図示略のステージ上に載置する。あるいは、半導体ウェハー１をステージ上に載置した後、この上にフォトレジスト膜２を形成する手順とすることも可能である。
【００２６】
次いで、その状態で、半導体ウェハー１の表面１ａに露光スキャン処理を施すにあたり、この露光スキャン処理の直前に、デフォーカス部分２１を検出するためのオートフォーカススキャン処理を行う。ここで、オートフォーカススキャン処理を行うためのＡＦスキャン処理部３０としては、半導体ウェハー１の表面１ａの高さ方向の位置情報を、スキャンビーム（ビームＢ）の照射によって光学的に計測することができるセンサを採用することができる。そして、図２に示すように、半導体ウェハー１の表面１の全面について、順次、オートフォーカススキャン処理を行う。
【００２７】
この際、ＡＦスキャン処理部３０は、上記オートフォーカススキャン処理による半導体ウェハー１の表面１ａの高さ情報を、例えば、図示略の回析手段で三次元処理することにより、フォトレジスト膜２のデフォーカス部分２１を認識・検出する。そして、半導体ウェハー１の表面１ａ内の各計測位置において、この表面１ａの高さを計測した結果と、ステージ等の動作によって露光動作時に補正可能な高さとの差分を算出する。この、実際の高さ計測値と露光時に補正可能な高さとの差分が、その位置におけるデフォーカス値となる。そして、半導体ウェハー１の表面１ａの各位置において、上述のデフォーカス値が、予め算出しておいた露光スキャン処理においてパターン形成不可となるデフォーカス値と比較し、その値を超えた位置をデフォーカス部分２１として認識する。
【００２８】
次に、図１のフローチャートに示すように、オートフォーカススキャン処理において半導体ウェハー１の表面１ａにデフォーカス部分２１があると認識された場合、以下のような処理を行なう。
まず、オートフォーカススキャン処理を連続で行い、この複数スキャン処理においても同一位置にデフォーカス部分が検出された場合には、検出された位置において明らかにデフォーカス部分２１が存在するものと判断する。また、オートフォーカススキャン処理を連続で行ったものの、その後、デフォーカス部分２１が検出されなかった場合には、デフォーカス部分２１が存在しないものと判断する。本実施形態においては、図１に示すようなデフォーカス部分２１の認識・検出の処理を行うことにより、検出精度が高められるので、生産性が向上する効果が得られる。
【００２９】
そして、半導体ウェハー１の表面１ａの何れかの位置にデフォーカス部分２１が存在すると判断された場合、露光スキャン処理にデフォーカス部分２１の検出信号をフィードバックし、この部分に露光スキャンを施さないためのブラインド（遮光）操作を行う。具体的には、露光装置１０に備えられた、フォトレジスト膜２に対して露光スキャン処理を行うことでレジストパターンを形成する露光スキャン処理部４０を用い、以下のような処理を行う。
【００３０】
まず、ＡＦスキャン処理部３０によるオートフォーカススキャン処理で認識・検出されたデフォーカス部分２１の検出信号が、図示略の制御手段を介して、図５（ａ）〜（ｄ）に示す露光スキャン処理部４０にフィードバックされる。そして、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記の制御手段によるフィードバック制御で、露光スキャン処理部４０は、デフォーカス部分２１の検出信号に基づき、露光用スリット４１近傍に櫛歯状に配列された複数の短冊状のブラインド板４２の内、デフォーカス部分２１の位置に対応する少なくとも一部を、露光用スリット４１の長さ方向に対して直交するように移動させる。これにより、図５（ｄ）に示すように、露光用スリット４１においてデフォーカス部分２１（図３並びに図４を参照）に対応する位置を、ブラインド板４２によって遮光（ブラインド）しながら露光スキャン処理を行う。
【００３１】
上述のように、本発明においては、露光スキャン光をブラインドする手段としては、光学系の一部、即ち、露光スキャン光が出射する露光用スリット４１を遮蔽することで行うことが好ましい。また、露光用スリット４１を遮蔽する手段としても、この露光用スリット４１の片側に、細長い板、即ち、短冊状のブラインド板４２を櫛歯状に並べ、ブラインド板４２をピエソ等からなる駆動装置４３によって前後方向に移動させることで、露光用スリット４１の少なくとも一部をブラインドさせることで行うが好ましい。このような方法であれば、半導体ウェハー１の表面１ａの複数箇所にデフォーカス部分２１が同時に存在する場合でも、各々のデフォーカス部分２１に対応する全ての位置を、確実にブラインドすることが可能となる。
【００３２】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る露光装置１０のようなスキャナー型の露光装置は、レチクルの一部のみが露光用スリット４１を透過した光によって照射され、ブラインド板４２を制御することにより、露光用スリット４１を透過する光の一部を遮蔽する。ここで、図６（ａ）に示すように、半導体ウェハー１上において、オートフォーカススキャン処理によって事前にデフォーカス部分２１が検出された場所を露光（照明が通過）する際には、デフォーカス部分２１に対応する位置のブラインド（遮光）操作を行う。一方、図６（ｂ）に示すように、正常なフォーカスが行われた位置を露光する際には、露光用スリット４１の遮蔽を行わない。
【００３３】
なお、本発明において露光用スリットを遮蔽する手段としては、上述のようなブラインド板に限定されるものではない。例えば、図７（ａ）〜（ｄ）に示す例のように、露光用スリット４１の少なくとも一部を遮蔽するように、半三日月型のブラインド板４５（図６（ａ））や、三角形のブラインド板４６（図６（ｂ））、あるいは台形のブラインド板４７（図７（ｃ））等を組み合わせ、このブラインド板を前後左右に動かすか、あるいは回転させることで、遮光位置とその大きさの制御を行う方法を採用しても良い。
【００３４】
また、本発明では、ＡＦスキャン処理部３０を用いて半導体ウェハー１の表面１ａをオートフォーカススキャン処理するにあたり、図３並びに図４に示すように、半導体ウェハー１上のフォトレジスト膜２に照射するビームＢを、１ｍｍ以下のスキャンピッチのビーム密度で配列しながら照射することが、デフォーカス部分を漏れなく正確に検出することが可能となる点からより好ましい。
この場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ビームＢは、スキャン方向に対する幅方向で複数配列される。そして、ビームＢの照射点が複数配列される表面１ａが、露光スキャン処理の直前に、ビームＢによるオートフォーカススキャン処理が行われる。そして、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ビームＢを高密度で複数配列させた状態でオートフォーカススキャン処理を行うことで、各照射点で検出される表面位置から表面１ａの高さ及び傾きを検出し、高精度でデフォーカスの有無を検出してフィードバック制御を行なうことが可能となる。
【００３５】
本発明においては、露光スキャン処理の直前に行うオートフォーカススキャン処理の、ビームＢの配列密度を、少なくとも１ｍｍ以下のスキャンピッチの多数点に密集させることにより、より小さなデフォーカスであっても確実に検出することが可能となる。また、本実施形態においては、ビームＢの照射点が、上述のようなビーム密度で配列された状態でオートフォーカススキャン処理を行った場合の、デフォーカスの有無の判定基準については、以下のように設定することができる。
（ａ）  多数のビーム照射点で検出された表面位置から、高さと傾きのベースラインを最小自乗法などで算出し、このベースラインと比較して、フォーカスが上に凸状になる方向で、且つ、その工程（レチクル）の許容ＤＯＦを越えている点が連続して検出された場合。
（ｂ）  デフォーカスが発生している連続点が、オートフォーカススキャン方向にも連続して検出された場合。
【００３６】
上記（ａ）及び（ｂ）が同時に発生した場合、即ち、オートフォーカススキャンした範囲の中で、あるエリアのみがベース面からフォーカス面がずれており、三次元的に盛り上がる形状の場合に、当該ショット内にデフォーカスが存在すると判断することができる。
【００３７】
また、本発明においては、上記構成の露光装置１０を用いてオートフォーカススキャン処理並びに露光スキャン処理を行うにあたり、露光装置１０に用いられるフォーカスメカニズムやブラインド板の駆動手段等の構成については、特に限定されるものではない。本発明では、フォーカスメカニズムやブラインド板の駆動手段等については、例えば、上記特許文献１（特開平１０−２７０３１７号公報）に記載されたもの等、従来の構成のものを何ら制限無く用いることができる。
【００３８】
また、本発明においては、図８に示すように、上記の露光スキャン処理を、さらに、デフォーカス部分２１が発生した半導体ウェハー１のＩＤ並びに位置情報を、露光装置１０に備えられる図示略の制御手段から取得し、サーバー等からなるデフォーカス情報記憶部５０に記録する構成を採用しても良い。この場合には、露光装置１０に備えられる制御手段が、デフォーカス情報記憶部５０に記録された、デフォーカス部分２１が発生した半導体ウェハー１のＩＤ並びに位置情報を取得する。そして、この半導体ウェハー１のＩＤ並びに位置情報に基づいて、図５（ａ）〜（ｄ）等に示すように、露光スキャン処理部４０に備えられる複数のブラインド板４２の内の少なくとも一部を移動させ、露光用スリット４１におけるデフォーカス部分２１に対応する位置をブラインドしながら露光スキャン処理を行う。
【００３９】
上記構成を採用することにより、半導体ウェハーの製造工程途中においてデフォーカスの発生を検出した場合には、それ以降の露光スキャン処理を行う後工程において、デフォーカスの有無に関わらず、自動でのブラインド操作によって同じ領域の露光を制限することができる。図８に示す例では、リソグラフィー工程１において半導体ウェハー１上のデフォーカス部分２１を検出した後、その後のリソグラフィー工程２〜４の全工程において、デフォーカス部分２１に対応する位置をブラインドしながら露光スキャン処理を行っている。このように、デフォーカス部分が検出された際、露光スキャン処理を行う全ての後工程の露光を制限することで、ウェハー平面方向の同じ位置がフォトレジスト膜で覆われた状態となり、周囲の正常チップにまでも影響が及ぶのを回避することが可能となる。
ここで、本実施形態で説明するようなフォトレジスト膜のパターニングではなく、例えば、半導体ウェハーの下地工程において本発明を適用した場合には、その部分のチップは所定の回路動作を行わないものとなるので、後工程においても当該部分をフォトレジスト膜で覆っておくことが好ましい。
【００４０】
本実施形態では、リソグラフィー法による露光スキャン処理時に、直前のオートフォーカススキャン処理における情報から、デフォーカス部分の発生情報を瞬時に検出し、このデフォーカス部分に相当する範囲において、露光を制限するブラインド処理を行う。このように、半導体ウェハー上におけるデフォーカス部分に露光を行わないことで、配線パターンの剥がれ等が生じるのを防止し、後工程において、周囲の正常なチップに影響が及ぶのを回避できる。またさらに、製造初期においてデフォーカス部分が発生した半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報を記録、管理し、ブラインドによって同じ領域の露光制限を行うことで、後工程でのデフォーカス部分の露光も制限することにより、周囲の正常チップにまでも影響が及ぶのを回避することが可能となる。
【００４１】
また、従来、半導体チップの単位で露光スキャン処理のスキップを行った場合、露光の１ショット分の半導体チップ（フォトマスク上に存在し、同時に形成される半導体チップの全体）を覆うようにフォトレジスト膜（パターン無し）が残存してしまい、露光現像及びドライエッチング処理において、隣接するチップのパターン精度に影響が出るという問題があった。このため、近年のように、半導体の微細化が進んだ現状においては、半導体ウェハー上のパターンに不均一な場所の存在しないことが望まれていた。
【００４２】
本発明においては、上述のようなブラインド（遮光）操作を行うことにより、デフォーカスの発生する位置を、ピンポイント的にフォトレジスト膜で覆った状態とする。このように、半導体ウェハー上のデフォーカス部分において敢えてパターン形成を行わないことにより、このデフォーカス部分がエッチング処理されないので、素子パターンの剥がれ等による周辺の正常なチップへの影響や、後工程に与える影響を低減させることが可能となる。
【００４３】
また、本発明においては、オートフォーカススキャン処理によってデフォーカス部分を検出し、露光スキャン処理と同時に当該箇所をブラインドすることで、スループットの低下を防止し、生産性を向上させることが可能となる。
またさらに、本発明においては、デフォーカス部分の検出信号に関し、半導体ウェハーのＩＤ並びに位置情報としてサーバー等からなるデフォーカス情報記憶部に記録する構成とすることにより、後工程の全てにおいて、悪影響を回避することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、主に、上述のようなポジ型のレジストを形成する場合を例に挙げて説明しているが、本発明の半導体ウェハーの露光方法並びに露光装置は、これには限定されず、ネガ型のレジストに適用することも可能である。
このような場合には、図９に示す例のように、レチクル６０の端部に、通常の露光領域（チップのパターンを有する領域）６１と同じ幅で透光領域（パターンが何も無い領域）６２を設けておく。半導体ウェハー上にネガ型レジストを形成する場合には、最初に、上述のようなブラインド操作を行わずに、半導体ウェハー上のすべての領域に露光を行い、チップのパターン形成を行う。その後、予め検出しておいたウェハー上のデフォーカス部分のチップに移動し、レチクル６０の透光領域６２の一部のみを開口した状態でデフォーカス場所に光を照射する。この際、レチクル上のチップのパターンを有する露光領域６１は、上記実施形態とは異なる図示略のブラインド機構によって完全に遮光状態とする。ここで、透光領域６２の一部のみを開口する手段としては、上記実施形態で説明したものと同様のブラインド機構を使用することができる。このような方法とした場合には、デフォーカス部分に光を照射することで、ネガ型レジストを、その場所を覆うように残存させることが可能となる。
【００４５】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェハー１の露光方法によれば、上記構成により、デフォーカス部分２１を正確に検出できるとともに、露光スキャン処理時にデフォーカスを起す領域を含めて露光する際、デフォーカス部分２１には露光照射が行われないので、デフォーカス部分２１のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができる。これにより、後工程において、デフォーカス部分２１はエッチング処理されることがなく、一方、デフォーカス部分２１以外の領域は適正にエッチング処理することが可能となる。従って、デフォーカス部分２１を含む半導体ウェハー１を露光スキャン処理した場合であっても、デフォーカス部分２１においてレジストパターンの異常に起因する配線パターンやホールの異常が生じず、周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすことが無いので、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハー１を製造することが可能となる。
【００４６】
また、本発明に係る半導体ウェハー１の露光装置１０によれば、上記構成により、露光スキャン処理時、デフォーカス部分２１には露光照射が行われないので、デフォーカス部分２１のみを覆うようにレジストパターンを残存させることができ、後工程において、デフォーカス部分２１はエッチング処理されず、一方、デフォーカス部分２１以外の領域は適正にエッチング処理することが可能となる。従って、上記同様、デフォーカス部分２１においてレジストパターンの異常に起因する配線パターンやホールの異常が生じず、周辺の正常なチップにまで影響を及ぼすことが無いので、生産性や歩留まりを低下させることなく半導体ウェハー１を製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１…半導体ウェハー、
１ａ…表面、
２…フォトレジスト膜、
２１…デフォーカス部分、
１０…露光装置（半導体ウェハーの露光装置）、
３０…ＡＦスキャン処理部、
４０…露光スキャン処理部、
４１…露光用スリット、
４２…ブラインド板、
Ｂ…ビーム
【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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【図１０】
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