(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写する露光制御部と、
複数のショット領域に従って前記基板に設けられたアライメントマークの位置を検出するアライメント調整部とを備え、
前記レチクルが、それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有し、
前記アライメント調整部が、検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択し、
前記露光制御部が、選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記アライメント調整部が、定められた演算領域に対し、所定のレチクルフィールドを用いた場合の位置合わせ誤差量を演算し、位置合わせ誤差量に応じてレチクルフィールドを選択することを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記アライメント調整部が、あらかじめ定められた位置合わせ精度を満たすレチクルフィールドの中で、パターン配列数が最大となるレチクルフィールドを選択することを特徴とする請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記アライメント調整部が、ロット更新後最初の計測では所定のアライメントマークの位置を検出し、２回目以降の計測では、定められた演算領域内の一部のアライメントマークの位置を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項５】
前記アライメント調整部が、選択されたレチクルフィールドに応じて、アライメント演算方式を選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記複数のレチクルフィールドに対するパターン配列数の比が、２のべき乗で表されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項７】
レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写し、
複数のショット領域に従って前記基板に設けられたアライメントマークの位置を検出する露光方法であって、
それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有するレチクルを提供し、
検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択し、
選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写することを特徴とする投影露光方法。
【請求項８】
投影露光装置を、
それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有し、レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写する露光制御手段と、
複数のショット領域に従って前記基板に設けられたアライメントマークの位置を検出するアライメント調整手段として機能させ、
検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択するように、アライメント調整手段として機能させ、
選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写するように、前記露光制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
それぞれ異なるパターン配列数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有し、
隣接するレチクルフィールド間の距離間隔が、露光装置の照明光学系に設けられたアパーチャーによって生じるグレーゾーンの幅よりも大きいことを特徴とするレチクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクルなどに形成されたパターンを基板に転写する投影露光装置に関し、特に、基板にパターンを重ねて転写するときのアライメント（位置合わせ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影露光装置を用いて製造される半導体素子、液晶表示素子、パッケージ基板などのデバイスの多くは、多層構造になっており、ウェハなどの基板にパターンを重ねて転写する。基板に所定ピッチで同じパターンを配列させるように露光が行われるが、スループット向上のため、フォトマスクに複数の同一パターンを配置し、ワンショット（１回の露光）で複数のショット領域に同時転写することも可能である。
【０００３】
一方、ワンショット当たり転写するパターン数を多くすると、すでに転写してある下層パターンに対して転写位置に誤差が生じやすく、許容される重ね合わせ誤差の範囲に収めることが難しい。特にＦＯ−ＷＬＰ（ファンアウト−ウエハレベルパッケージ）基板の場合は、基板の変形がなくともチップ位置がランダムにシフトする傾向にある。そのため、転写誤差の情報に基づき、ワンショットで同時に露光するパターン領域を決定し、同時転写のパターン数を、位置合わせ精度に応じて適宜変更する。
【０００４】
そこでは、複数の同一パターンを所定ピッチで配置させたフォトマスクを用意するとともに、照明光学系の光路に対して移動および退避可能な遮光板を設ける。アライメント誤差に応じてワンショットで露光するパターン数が決定されると、露光に使用しないパターンエリアを遮光するように、遮光板を移動させる（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８８０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遮光板は照明光学系の焦点位置から外れているため、遮光板のエッジ部分が基板上に投影されると、その部分は完全に遮光されない（露光量ゼロでない）グレーゾーンになり、パターンを重ね合わせたとき露光不良となる。これを防ぐためにはパターン間隔を広げなければならないが、パターン配列や設計等の制約により、間隔を広げることはむずかしい。特に、等倍投影露光装置の場合、一般的な光学系ではグレーゾーン幅が広くなるため、基板に形成するパターンの間隔を密にすることが困難となる。
【０００７】
したがって、アライメント精度、スループットを維持しながら、ワンショットで露光するパターン数を適宜調整してパターン間隔を密に露光可能な投影露光装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の投影露光装置は、レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写する露光制御部と、複数のショット領域に従って基板に設けられたアライメントマークの位置を検出するアライメント調整部とを備える。
【０００９】
レチクルには、それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドが形成されている。そして、レチクルでは、一定の距離間隔でマスクパターンが並んでいるのではなく、隣接するレチクルフィールド間は、各フィールドのマスクパターン配列間隔とは異なる所定の距離間隔が設けられている。この隣接するレチクルフィールド間の距離間隔は、露光装置の照明光学系に設けられたアパーチャーによって生じるグレーゾーンの幅よりも大きくなるように構成されている。例えば、隣接するレチクルフィールド間の距離間隔は、各フィールドのマスクパターン間隔よりも大きい。ただし、ここでのレチクルは、フォトマスクと同義である。
【００１０】
本発明では、このような特徴的なレチクルフィールドが形成されたレチクルに対し、アライメント調整部が、検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択し、露光制御部が、選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写する。遮光部などで使用するマスクパターンエリアを選択するのではなく、あらかじめ塊となって別々に分けられた所定数のマスクパターン配列をいずれか選択することで、密なパターン形成においても露光不良が抑えられる。特に、遮光板を用いることが難しい等倍投影露光装置などの装置に対しても、スループット、アライメント精度を維持しながらパターン間隔が密な露光を実現可能にする。
【００１１】
アライメント調整部は、定められた演算領域に対し、所定のレチクルフィールドを用いた場合の位置合わせ誤差量を演算し、位置合わせ誤差量に応じてレチクルフィールドを選択することが可能である。例えば、位置合わせ誤差量があらかじめ定められた位置合わせ精度、すなわち許容誤差量を超えないレチクルフィールドを選択すればよい。処理時間をより短くすることを考慮すれば、アライメント調整部は、あらかじめ定められた位置合わせ精度を満たすレチクルフィールドの中で、パターン配列数が最大となるレチクルフィールドを選択するのがよい。
【００１２】
ショット配列の誤差特性は、ロットごとに同じ傾向にある可能性が高い。したがって、アライメント調整部は、ロット更新後最初の計測では所定のアライメントマークの位置を検出し、２回目以降の計測では、定められた演算領域内の一部のアライメントマークの位置を検出すればよい。
【００１３】
アライメント調整部が、選択されたレチクルフィールドに応じて、アライメント演算方式を選択することができる。例えば、位置合わせ誤差量が所定値を超えず、より処理時間の短いアライメント方式（分割グローバル方式、ダイ・バイ・ダイアライメント方式など）を選択すればよい。
【００１４】
ショット配列がマトリクス状であることを考慮すれば、複数のレチクルフィールドに対するパターン配列数の比が２のべき乗で表されるように、レチクルフィールドを形成すればよい。これによって、ショット配列全体に対して効果的にレチクルフィールドを選択的に埋めることができる。
【００１５】
本発明の他の態様における投影露光方法は、レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写し、複数のショット領域に従って基板に設けられたアライメントマークの位置を検出する投影露光方法であって、それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有するレチクルを提供し、検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択し、選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写する。
【００１６】
本発明の他の態様におけるプログラムは、投影露光装置を、それぞれ異なるパターン数でマスクパターンを配列させた複数のレチクルフィールドを有し、レチクルに形成されたマスクパターンを、基板に定められた複数のショット領域に従って転写する露光制御手段と、複数のショット領域に従って基板に設けられたアライメントマークの位置を検出するアライメント調整手段として機能させ、検出されたアライメントマーク位置に基づいてレチクルフィールドを選択するように、アライメント調整手段として機能させ、選択されたレチクルフィールドのマスクパターンを転写するように、露光制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、投影露光装置において、スループットを向上させながら、マスクパターンを基板に精度よく転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態である投影露光装置の概略的ブロック図である。
【図２】基板Ｗに形成されたショット配列を示した図である。
【図３】基板Ｗの変形等に起因するショット配列の歪みを示した図である。
【図４】レチクルＲを示した平面図である。
【図５】基板に設定された演算領域を示す図である。
【図６】選択されたレチクルフィールドを示した図である。
【図７】露光時に使用するレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４の選択手順を示した図である。
【図８】アライメント調整を含めた露光動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態である投影露光装置の概略的ブロック図である。以下では、１層目のパターンが基板に形成され、２層目以降、基板にマスクパターンを重ね合わせる露光プロセスを行うことを前提として説明する。
【００２１】
投影露光装置１０は、フォトマスクとしてのレチクルＲに形成されたマスクパターンを、ステップ＆リピート方式に従って基板（ワーク基板）Ｗに転写する露光装置であり、放電ランプなどの光源２０、投影光学系３４を備えている。レチクルＲは石英材などから構成されており、遮光領域をもつマスクパターンが形成されている。基板Ｗは、ここではシリコン、セラミックス、ガラスあるいは樹脂製の基板（例えば、インターポーザ基板）などが適用される。
【００２２】
光源２０から放射された照明光は、ミラー２２を介してインテグレータ２４に入射し、照明光量が均一になる。均一となった照明光は、ミラー２６を介してコリメータレンズ２８に入射する。これにより、平行光がレチクルＲに入射する。光源２０は、ランプ駆動部２１によって駆動制御される。
【００２３】
レチクルＲには、複数のフィールドごとにマスクパターンが形成されており、マスクパターンが投影光学系３４の光源側焦点位置となるように、レチクルＲがレチクル用ステージ３０に搭載されている。１つのフィールドのみ光を照射するように、アパーチャー（図示せず）がレチクルＲの光源側に設けられている。
【００２４】
レチクルＲを搭載したステージ３０、基板Ｗを搭載したステージ４０には、互いに直交するＸ−Ｙ―Ｚの３軸座標系が規定されている。ステージ３０は、レチクルＲを焦点面に沿って移動させるようにＸ−Ｙ方向に移動可能であり、ステージ駆動部３２によって駆動される。またステージ３０は、Ｘ−Ｙ座標平面において回転も可能である。ステージ３０の位置座標は、ここではレーザ干渉計もしくはリニアエンコーダ（図示せず）によって測定される。
【００２５】
レチクルＲのマスクパターンが形成されたレチクルフィールド（エリア）を透過した光は、投影光学系３４によって基板Ｗにパターン光として投影される。基板Ｗは、その露光面が投影光学系３４の像側焦点位置と一致するように、基板用ステージ４０に搭載されている。
【００２６】
ステージ４０は、基板Ｗを焦点面に沿って移動させるようにＸ−Ｙ方向に移動可能であり、ステージ駆動部４２によって駆動される。また、ステージ４０は、焦点面（Ｘ−Ｙ方向）に垂直なＺ軸方向（投影光学系３４の光軸方向）へ移動可能であり、さらに、Ｘ−Ｙ座標平面において回転も可能である。ステージ４０の位置座標は、図示しないレーザ干渉計もしくはリニアエンコーダによって測定される。
【００２７】
制御部５０は、ステージ駆動部３２、４２を制御してレチクルＲ、基板Ｗを位置決めするとともに、ランプ駆動部２１を制御する。そして、ステップ＆リピート方式に基づく露光動作を実行する。制御部５０に設けられたメモリ（図示せず）には、レチクルＲのマスクパターン位置座標、基板Ｗに形成されたショット領域の設計上の位置座標、ステップ移動量などが記憶されている。
【００２８】
アライメントマーク撮像部３６は、基板Ｗに形成されたアライメントマークを撮像するカメラあるいは顕微鏡であり、ショット露光前にアライメントマークを撮像する。画像処理部３８は、アライメントマーク撮像部３６から送られてくる画像信号に基づいて、アライメントマークの位置座標を検出する。
【００２９】
制御部５０は、ステップ＆リピート方式に従い、基板Ｗに形成された各ショット領域にレチクルＲのマスクパターンを順次転写していく。すなわち、制御部５０は、ショット領域間隔に従ってステージ４０を間欠的に移動させ、マスクパターンの投影位置に露光対象となるショット領域が位置決めされると、光源２０を駆動してパターン光をショット領域に投影させる。
【００３０】
マスクパターンの転写に先立って、制御部５０は、グローバルアライメント（以下、ＧＡ）方式もしくはダイバイダイ（以下、Ｄ／Ｄ）方式に従い、ショット領域の配列誤差、すなわち位置合わせ誤差を検出し、基板Ｗのショット領域とマスクパターンの投影エリアとの位置合わせを行う。
【００３１】
図２は、基板Ｗに形成されたショット配列を示した図である。図３は、基板Ｗの変形等に起因するショット配列の歪みを示した図である。
【００３２】
図２に示すように、基板Ｗには、Ｘ−Ｙ座標系によって規定されるグリッドに合わせてチップＣＰをマトリクス状に一定間隔で配列させた下層パターンが形成されている。各チップＣＰはショット領域に相当し、レチクルＲに形成されているマスクパターンをチップＣＰ（以下、ショット領域ともいう）上に重ねて形成する。また、ショット領域ＣＰの配列に沿って、位置合わせ用のアライメントマークＡＭが各ショット領域内の任意の位置（図２においては左右端中央位置）に対となって形成されている。図２では、７×７のショット領域ＣＰがウェハなどの基板Ｗに形成されている。
【００３３】
投影露光の場合、レチクルＲに複数のマスクパターンを設けることで、複数のマスクパターンをワンショットで露光することができる。スループット向上のためには、できる限りパターン数を多くするのが望ましい。その一方で、ショット領域ＣＰにパターンを重ねる場合、位置合わせ精度の観点から見れば、できるだけ少ないパターン数でワンショット露光を行うのが好ましい。
【００３４】
図３には、基板Ｗの変形によってショット領域ＣＰの並びが崩れている状態を示している。ここでは、ショット配列の歪みを誇張して描いているが、基板Ｗがプリント基板やインターポーザー基板である場合、基板Ｗの変形は大きく、また、変形の程度は基板部位によって異なる。また、ＦＯ−ＷＬＰ基板等では、チップマウント精度に起因するランダムなショット配列誤差が発生する。
【００３５】
本実施形態では、レチクルＲにおいてマスクパターンの配列数がそれぞれ異なる複数のレチクルフィールドを形成し、基板Ｗの場所によってワンショット露光時のパターン数を変更し、特に、許容される位置合わせ精度を満たす範囲でパターン数が最大のレチクルフィールドを選択する。以下、これについて説明する。
【００３６】
図４は、レチクルＲを示した平面図である。
【００３７】
レチクルＲには、遮光部となるレチクル本体ＲＢに４つのレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４が設けられており、同一のマスクパターンＭＰが、パターン配列数がそれぞれ異なるように形成されている。レチクルフィールドＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４のパターン配列数は、それぞれ１（＝２0）、４（＝２2）、８（＝２3）、１６（＝２4）となっている。ただし、ここではマスクパターン１つの場合も、配列数として含める。なお、レチクルフィールドの配列数の組み合わせは任意であり、この組み合わせに限るものではない。
【００３８】
レチクルＲに照射される照明光の照射エリアは、レチクルフィールドＦ４のサイズに相当する。そして、特定のレチクルフィールドを照射する場合、他のレチクルフィールドに照明光が入射しないように、フィールド間で距離間隔を空けてレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４を形成している。隣接するレチクルフィールド間の距離間隔は、各フィールドのマスクパターン間隔よりも十分に大きく、上述したアパーチャーによって生じるグレーゾーンの幅よりも大きくなるように定められている。
【００３９】
マスクパターンＭＰおよびその配列間隔は、基板Ｗのショット領域ＣＰの配列間隔に対応している。したがって、図２に示すように基板Ｗ変形のない理想的（理論的）ショット領域の配列である場合、ショット領域の配列誤差がないことから、最もパターン配列数の多いレチクルフィールドＦ４によってパターン転写すれば、基板Ｗ全体に対するショット回数を最小に抑えることができる。
【００４０】
しかしながら、図３に示すような複雑な変形をもつ基板Ｗの場合、最もパターン配列数の多いレチクルフィールドＦ４を用いて露光を行うと、許容されるオーバーレイ精度を超えてマスクパターンを重ね合わせる恐れがある。
【００４１】
そこで、基板Ｗの露光対象領域全体を複数の領域（以下では、演算領域という）に分割し、演算領域ごとに位置あわせ誤差量を算出し、許容される位置合わせ精度を満たすレチクルフィールドの中でパターン数が最大となるレチクルフィールドを選択する。
【００４２】
図５は、基板に設定された演算領域を示す図である。図６は、選択されたレチクルフィールドを示した図である。ただし、図５では、図２、３と異なり、８×８のショット領域配列になっている。また、ここでは説明を容易にするため、レチクルＲにはレチクルフィールドＦ１、Ｆ２のみ選択対象とする。
【００４３】
レチクルフィールドＦ１、Ｆ２のいずれかを選択するため、レチクルフィールドＦ２のパターン配列に対応数する２×２のショット領域ＣＰが、演算領域ＯＡとして規定される。ショット領域ＣＰ各々には１対のアライメントマークＡＭが設けられていることから、演算領域ＯＡには８つのアライメントマークＡＭが含まれている。
【００４４】
基板Ｗには４×４（＝１６）の演算領域ＯＡが規定されることになり、それぞれの演算領域ＯＡに対して位置合わせ誤差を求める。ここでは、理論上（設計上）のアライメントマーク位置座標と実際に計測されたアライメントマーク位置座標との差分量を８つのアライメントマークＡＭそれぞれについて求め、その標準偏差を位置合わせ誤差として算出する。
【００４５】
なお、基板Ｗの四隅に形成されるショット領域ＣＰは位置合わせ誤差量算出対象外とする。また、標準偏差の代わりに、誤差総和、平均値などを位置合わせ誤差量として算出してもよい。
【００４６】
所定の演算領域ＯＡに対して求められた位置合わせ誤差量は、許容誤差量と比較される。許容誤差量は、許容される誤差量の最大誤差量を表し、要求されるパターン精度、基板Ｗの性質などに応じて定められる。求められた位置合わせ誤差量が、許容誤差量以下の場合、その演算領域ＯＡに対し、レチクルフィールドＦ２を用いて露光動作を行う。
【００４７】
一方、算出された位置合わせ誤差量が許容誤差量より大きい場合、１つのマスクパターンしか設けられていないレチクルフィールドＦ１を用いた露光動作が行われる。図６では、ハッチングされた演算領域ＯＡにはレチクルフィールドＦ２が選択され、それ以外の演算領域ＯＡについては、レチクルフィールドＦ１が選択されている。
【００４８】
演算領域ＯＡそれぞれについてレチクルフィールドＦ１、Ｆ２いずれかを選択すると、レチクルフィールドＦ１、レチクルフィールドＦ２ごとに露光動作を実行する。例えば、初めにレチクルフィールドＦ２が選択された演算領域ＯＡに対し、順次ステップ露光を実行し、その後、レチクルフィールドＦ１が選択された演算領域ＯＡに対してステップ露光が実行される。
【００４９】
図５、６では、レチクルフィールドＦ１、Ｆ２のみを使用した場合の露光手順について説明したが、実際には、図２に示したレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４を使用して露光動作を実行する。以下、図７を用いて説明する。
【００５０】
図７は、露光時に使用するレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４の選択手順を示した図である。
【００５１】
図５、６と同様、基板Ｗには８×８のショット領域ＣＰが形成されるものとする。ここでは、レチクルフィールドＦ４、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ１の順でフィールド選択を行うため、演算領域ＯＡもそれに合わせて順次サイズを変更していく。初めに、全体のショット配列（総配列）ＳＡに対し、レチクルフィールドＦ４のパターン配列数に合わせた演算領域ＯＡ１を定める。すなわち、４×４（＝１６）のショット領域ＣＰから構成される演算領域ＯＡ１が最初に規定される。
【００５２】
そして、規定された４つの演算領域ＯＡ１に対し、アライメントマークの位置合わせ誤差量がそれぞれ算出される。位置合わせ誤差量があらかじめ定められた許容誤差量以下である演算領域ＯＡ１については、レチクルフィールドＦ４を選択する。一方、位置合わせ誤差量が許容誤差量を超える場合、新たに演算領域を規定する。レチクルフィールドＦ３の選択判断を行うため、２×４（＝８）のショット領域ＣＰで構成される演算領域ＯＡ２を、レチクルフィールドＦ４の選択されなかったエリアを対象にして規定する。
【００５３】
フィールド選択対象となる演算領域ＯＡ２（図７では４つ）それぞれに対して位置合わせ誤差量を算出し、レチクルフィールドＦ３が選択可能であるか判断する。位置合わせ誤差量が許容誤差量以下である場合、レチクルフィールドＦ３が選択される。一方、位置合わせ誤差量が許容誤差量を超える場合、残りのエリアに対して２×２（＝４）のショット領域ＣＰから構成される演算領域ＯＡ３が新たに規定される。
【００５４】
演算領域ＯＡ３それぞれに対して位置合わせ誤差量を算出し、許容誤差以下である場合にはレチクルフィールドＦ２が選択される。位置合わせ誤差量が許容誤差を超える場合、残りのエリアに対してレチクルフィールドＦ１が選択される。
【００５５】
このようにサイズの大きいレチクルフィールドの順でレチクルフィールドおよびそのレチクルフィールドで露光するエリアを設定することにより、総配列ＳＡに対するステップ露光回数を最小限に抑えることができる。
【００５６】
一方、上述したように、検出された位置合わせ誤差量に基づいて補正値を算出し、ステージ４０を駆動制御してアライメントの調整、すなわちパターンの重ね合わせ位置を調整する。具体的には、位置合わせ誤差量からオフセット値、回転量の補正値を算出する。そして、ステージ４０をＸ−Ｙ座標系に従って移動させ、基板Ｗの位置を調整する。
【００５７】
ここで補正値の算出は、ＧＡ方式、Ｄ／Ｄ方式によって算出の仕方が異なる（ただし、ここでは演算領域ＯＡが算出対象エリアとなる）。
【００５８】
ＧＡ方式では、非直線上にある少なくとも３つのアライメントマークＡＭを対象となる演算領域ＯＡに対して任意に抽出し、計測されたアライメントマークＡＭの位置から求められる統計的な補正値によってアライメント調整を行う。アライメント調整が一度行われると、１つの演算領域ＯＡを露光している間、同じ補正値を使用して基板Ｗをステップ露光する。
【００５９】
一方、Ｄ／Ｄ方式では、ショット領域ＣＰに対応する領域ごとに２か所のアライメントマークＡＭが抽出され、補正値が算出される。この補正値は演算領域ＯＡそれぞれに対して算出され、それぞれの補正値を使用して基板Ｗをステップ露光する。
【００６０】
本実施形態では、レチクルフィールド選択と同時に、そのレチクルフィールドを使用する露光対象エリア（すなわち、演算領域ＯＡ）に対し、アライメント方式が選択される。具体的には、各ショットの位置合わせ誤差量を予測し、位置合わせ誤差量が所定値を超えない範囲でより処理時間の短いアライメント方式が採用される。
【００６１】
例えば、ショット配列が設計値に近い場合に用いられるレチクルフィールドＦ４を使用する演算領域に対してはＧＡ方式を使用し、ショット配列が比較的ランダムである場合に用いられるレチクルフィールドＦ２を使用する演算領域に対してＤ／Ｄ方式を採用することができる。また、変形度合いの大きい、すなわち位置合わせ誤差量が大きい演算領域についてはＤ／Ｄ方式を採用し、誤差量が小さい演算領域についてＧＡ方式を採用してもよい。また、ＧＡあるいはＤ／Ｄ方式以外のアライメント方式を用いてもよい。
【００６２】
図８は、アライメント調整を含めた露光動作のフローチャートである。
【００６３】
露光対象となる基板が生産ロット一枚目の場合、すべてのアライメントマークの位置が計測される（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。一方、生産ロット２枚目以降である場合、生産ロット１枚目で求められた演算領域の必要最小数でアライメントマークの位置を計測する（Ｓ１０１、Ｓ１０３）。生産ロット１枚目と２枚目以降においては、その基板変形特性が同じ特性をもっているとみなし、計測するアライメントマーク数を減らしても同様の位置合わせ誤差量を算出することができる。
【００６４】
ステップＳ１０４、Ｓ１０５では、定められた演算領域に対して位置合わせ誤差量が許容誤差量以下となるレチクルフィールドの中で最大サイズ（最大パターン配列数）のレチクルフィールドが選択されるとともに、アライメント方式が選択される。そして、選択されたアライメント方式に従って補正値が算出される（Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０８）。
【００６５】
補正値に基づいて基板Ｗのアライメント調整が行われるとともに、ステージ３０によって選択されたレチクルフィールドを転写するようにステージ３０を移動させる。それとともに、基板Ｗの位置を移動させて対象となる露光エリアに対しステップ＆リピート露光を行う。これをサイズの大きなレチクルフィールドの順で行う（Ｓ１０９）。ただし、前回のステップ＆リピート露光で最後に使用されたレチクルフィールドを最初に選択して露光してもよい。
【００６６】
このように本実施形態によれば、パターン配列数のそれぞれ異なる複数のレチクルフィールドＦ１〜Ｆ４を形成したレチクルＲを使用する投影露光装置１０において、基板Ｗに形成されたショット領域ＣＰに対し演算領域ＯＡを定め、位置合わせ誤差量が許容誤差以下で最大サイズのレチクルフィールドを選択する。
【００６７】
このような構成により、絞り等の光学部材に依らず好ましいパターン配列数でワンショット露光を行うことが可能となり、スループット低下を抑えながら、パターン間隔を密に露光することができ、またパターン位置精度を向上させることができる。特に、２のべき乗の比に従ってパターン配列数を設定することによって、基板全体に対して隙間なくレチクルフィールドを選択することができる。
【００６８】
また、ロット１枚目と２枚目以降においてアライメントマークの計測の仕方を変更することで、ロット全体の生産性を高めることができる。さらに、基板の部位ごとに適したアライメント方式によってアライメント調整することができる。
【００６９】
なお、アライメントマークは、穴、パターン、文字、スクライブラインなど画像処理により認識可能な特徴であれば良い。フォトマスクは１枚に限定されず、複数のレチクルを用意して各レチクルに１つまたは複数のレチクルフィールドを形成しても良い。この場合、複数のレチクルを位置決め制御する。
【符号の説明】
【００７０】
１０  投影露光装置
３８  画像処理部
４０  ステージ
４２  ステージ駆動部
５０  制御部
Ｗ  基板
ＡＭ  アライメントマーク
Ｒ  レチクル
【図１】
0006537407.tif 000002
【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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