(57)【要約】【課題】  欠けショットによるスループットの低下を抑制することができる露光装置を提供すること。【解決手段】  露光装置は、マスクレスでウェハの周辺部を露光するための第１の露光装置を具備してなり、上記第１の露光装置は、光を出射する光源１１と、ウェハ１９が載置されるステージ２０と、ウェハ１９が載置されたステージ２０を回転させるための回転手段２１と、ステージ２０に載置されたウェハ１９の周辺部に、光源１１から出射した光１２のウェハ１９上における形状、サイズおよび被覆率を制御する光制御手段１３，１５，１８とを具備してなることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクレスでウェハの周辺部を露光するための第１の露光装置を備えた露光装置であって、
前記第１の露光装置は、
光を出射する光源と、
ウェハが載置されるステージと、
前記ステージを回転させるための回転手段と、
前記ステージに載置されたウェハの周辺部に照射される前記光源から出射した光を制御する光制御手段であって、前記光源から出射した光の前記ウェハ上における形状、サイズおよび被覆率の少なくとも一つを制御する前記光制御手段と
を具備してなることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光制御手段は、
前記光源から出射した光を絞るための光絞り手段であって、形状およびサイズの少なくとも一方が互いに異なっている複数の開口を有する前記光絞り手段と、
前記光絞り手段を通過した光が照射される領域を有し、この領域内における前記光の反射率または透過率の分布を制御できる反射率／透過率制御手段と、
前記反射率／透過率制御手段を通過した光のサイズを変えるスリットを有し、このスリットのサイズが可変である可変スリット手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記ウェハの周辺部以外を露光するための第２の露光装置をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
マスクレスでウェハの周辺部を露光する工程を含む露光方法であって、
光源から出射した光の前記ウェハ上における形状、サイズおよび被覆率の少なくとも一つを制御するとともに、前記ウェハを回転させながら、前記ウェハの周辺部を露光することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
ウェハ上にレジストを塗布するための塗布装置と、
前記塗布装置により前記ウェハ上に塗布されたレジストの周辺部および周辺部以外を露光するための請求項３に記載の露光装置と、
前記露光装置により周辺部および周辺部以外が露光されたレジストを現像するための現像装置と
を具備してなることを特徴とするリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造に使用される露光装置、露光方法およびリソグラフィシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体プロセスにおいては、半導体基板上に絶縁膜、半導体膜または導電膜を形成する工程と、上記絶縁膜、半導体膜または導電膜（以下、これらの膜をまとめて被加工膜という。)を所望の形状に加工する工程とを繰り返すことによって、半導体回路を形成している。
【０００３】
上記被加工膜を所望の形状に加工する工程は、被加工膜上にレジストパターンを形成する工程（フォトリソグラフィプロセス）と、レジストパターンをマスクにして被加工膜をエッチングする工程（エッチングプロセス）とを含む。
【０００４】
上記フォトリソグラフィプロセスは、ウェハ上にレジストを塗布する工程（塗布工程）と、上記レジストを露光する工程（露光工程）と、露光したレジストを現像する工程（現像工程）とを含む。
【０００５】
露光工程は露光装置を用いて行われる。そのとき、図６に示すように、ウェハ８１の周辺部のショット領域（露光領域）８２は、ウェハ８１からはみ出る領域を含む。このようにウェハ８１からはみ出る領域を含むショット領域の露光（周辺露光）は、欠けショットと呼ばれる。
【０００６】
欠けショットを行わないと、ウェハ周辺部の被覆率がウェハ中央部のそれとは異なってしまうために、リソグラフィプロセス後に行われるエッチングプロセスにおいて、ウェハ面内の寸法均一性が低下し、ウェハ面内の寸法均一性を制御することが困難になる。
【０００７】
一方、レチクルブラインド可変を用いて露光を行う方法が提案されている（特許文献１）。この露光方法を用いることにより、ウェハからはみ出ないように周辺露光におけるショットサイズを小さくすることはできる。
【０００８】
しかし、ウェハ露光の際にレチクルブラインド可変を入れる必要があるので、スループットが大きく低下する問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２７８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、欠けショットによるスループットの低下を抑制できる露光装置、露光方法およびリソグラフィシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る露光装置は、マスクレスでウェハの周辺部を露光するための第１の露光装置を備えた露光装置であって、前記第１の露光装置は、光を出射する光源と、ウェハが載置されるステージと、前記ステージを回転させるための回転手段と、前記ステージに載置されたウェハの周辺部に照射される前記光源から出射した光を制御する光制御手段であって、前記光源から出射した光の前記ウェハ上における形状、サイズおよび被覆率の少なくとも一つを制御する前記光制御手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る露光方法は、マスクレスでウェハの周辺部を露光する工程を含む露光方法であって、光源から出射した光の前記ウェハ上における形状、サイズおよび被覆率の少なくとも一つを制御するとともに、前記ウェハを回転させながら、前記ウェハの周辺部を露光することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るリソグラフィシステムは、ウェハ上にレジストを塗布するための塗布装置と、前記塗布装置により前記ウェハ上に塗布されたレジストの周辺部および周辺部以外を露光するための本発明に係る露光装置と、前記露光装置により周辺部および周辺部以外が露光されたレジストを現像するための現像装置とを具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、欠けショットによるスループットの低下を抑制できる露光装置、露光方法およびリソグラフィシステムを実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィプロセスの流れを示すフローチャートである。
【００１６】
［Ｓ１］
ウェハ上にレジストが塗布される。その後、レジストを硬化するために加熱処理が行われる。以下、このような加熱処理が行われたレジストをレジスト膜という。
【００１７】
［Ｓ２］
ウェハ周辺部のレジスト膜の露光（周辺露光）が行われる。この周辺露光は、ウェハからはみ出る領域も露光される欠けショットである。
【００１８】
従来の欠けショットは、通常の露光装置を用いて行われるが、本実施形態の欠けショットは、後述する専用の露光装置（周辺露光装置）を用いて行われる。
【００１９】
実施形態の周辺露光装置は、マスクレスで欠けショットを行え、かつ、複数の欠けショットを連続的に行えるものである。これにより、通常の露光装置を用いた従来の欠けショットに比べて、欠けショット（ウェハ周辺部の露光）のスループットを高くできる。
【００２０】
［Ｓ３］
周辺露光装置内のウェハが通常の露光装置内に搬送され、その後、通常の露光装置を用いて、周辺領域以外の領域上のレジスト膜の露光が行われる。
【００２１】
ここで、ウェハ搬送による時間ロスはあるが、本実施形態では、欠けショットのスループットが高いことから、露光工程全体のスループットは高くなる。
【００２２】
［Ｓ４］
露光されたレジスト膜が現像され、ウェハ上にレジストパターンが形成される。この後は、周知のエッチングプロセスが続く。本実施形態では、リソグラフィプロセス中の露光工程のスループットが高くなるので、リソグラフィプロセスおよびエッチングプロセスを含むパターン形成プロセスのスループットも高くなる。
【００２３】
なお、本実施形態では、周辺露光の後に、通常の露光を行ったが、その順番は逆でも構わない。
【００２４】
図２は、本実施形態のリソグラフィプロセスを実施するためのリソグラフィシステムを模式的に示す図である。このリソグラフィシステムは、ステップＳ１を実施するための周知の塗布装置（ベーク装置も含む）１と、ステップＳ２を実施するための露光システム２と、ステップＳ３を実施するための周知の現像装置５とを備えている。
【００２５】
露光システム２は、実施形態の周辺露光装置３と通常の露光装置４とを備えている。以下、実施形態の周辺露光装置３について詳説する。
【００２６】
図３は、周辺露光装置３を模式的に示す図である。
【００２７】
図３において、１１は露光用の光を出射する光源（露光光源）、１２は光源１１から出射した光（露光光）、１３は絞り、１４はレンズ、１５はマイクロミラー、１６および１７はレンズ、１８は可変スリット、１９はウェハ、２０はウェハステージ、２１はウェハステージ回転機構、２２はデータベース、２３は絞り１３、マイクロミラー１５および可変スリット１８を制御するための制御装置２３を示している。
【００２８】
光源１１は、例えば、ＡｒＦ光源である。
【００２９】
絞り１３は、複数のキャラクターパターン開口（ＣＰ）を含んでいる。上記複数のキャラクターパターン開口は、例えば、形状は同じであるがサイズが互いに異なる複数の開口を含む。さらに、互いに形状が異なる複数の開口を含んでいても構わない。形状の例としては、長方形、三角形があげられる。
【００３０】
レンズ１４，１６，１８は、例えば、通常のガラスレンズである。
【００３１】
マイクロミラー１５は、例えば、図４に示すように、反射率を可変できる複数のシャッタ３１がマトリクス状に配列してなる構成を備えたものである。
【００３２】
各シャッタ３１はオン状態（反射率大）またはオフ状態（反射率小）を取りうる。これにより、ウェハ１１（レジスト膜）上における光１７の被覆率（光１７のパターン密度）を可変することができるようになる。
【００３３】
ウェハ周辺部の被覆率とウェハ中央部のそれとが同じになるように、各シャッタのオン／オフ状態は選択される。これにより、欠けショットおよび現像工程を経て得られるパターンの密度と、欠けショットが行われる領域の近傍にて行われる通常ショットおよび現像工程を経て得られるパターンの密度とが等しくなり、ウェハ面内の寸法均一性を容易に制御できるようになる。
【００３４】
なお、マイクロミラー１５の代わりに、透過率を可変できる複数の領域がマトリクス状に配列してなる構成を備えた光学フィルタを用いても構わない。
【００３５】
レンズ１４、マイクロミラー１５、レンズ１６およびレンズ１７は、結像光学系を構成している。
【００３６】
可変スリット１８は、レンズ１７とウェハ１９との間に設けられ、ウェハ１９に照射される光のサイズを調整できるように、スリットサイズ（開口サイズ）の可変できるようになっている。例えば、長方形の形状を有するスリット（開口）の短辺もしくは長辺、または短辺および長辺の寸法を変えることができる。これは、周知の可変スリット機構を用いて実現される。
【００３７】
ウェハ１９は、Ｓｉウェハ等の半導体ウェハである。ウェハ１９上にはレジスト膜が予め形成されている。半導体ウェハとレジスト膜との間に絶縁膜、半導体膜または金属膜が存在していても構わない。すなわち、ウェハ１９は、デバイスの一部が既に形成されているものでも構わない。
【００３８】
ウェハ１９はウェハステージ２０上に載置される。ウェハステージ２０は、ウェハステージ回転機構２１により、露光の最中に一定の速度で回転できるようになっている。欠けショットは、ウェハステージ２０を一定の速度で回転させながら行われる。
【００３９】
データベース２２は、絞り１３、マイクロミラー１５および可変スリット１８を制御するために必要なデータを含む。
【００４０】
具体的には、絞り１３に関しては選択するべきキャラクターパターン（ＣＰ）についてのデータＤ１、マイクロミラー１５に関しては各シャッタのオン／オフ（被覆率）についてのデータＤ２、可変スリット１８に関してはスリットサイズについてのデータＤ３である。データベース２２は、さらに、通常の露光装置で使用されるデータベースと同様のデータ（複数の露光レシピ）を含んでいても構わない。したがって、通常の露光装置で使用されるデータベースとデータベース２２とを一つのデータベースにまとめても構わない。
【００４１】
制御装置２３は、データベース２２からのデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３に基づいて、マスクレスかつ連続的に複数の欠けショットを行えるように、絞り１３、マイクロミラー１５および可変スリット１８を制御する。
【００４２】
図５に、実施形態の欠けショットの様子を模式的に示す。欠けショットが行われる領域は斜線で示されている。
【００４３】
ｓｔ１は、第１の長方形のキャラクターパターンＣＰ１を選択し、可変スリット１８で長辺の寸法を短くして行った欠けショットを模式的に示している。
【００４４】
ｓｔ２は、第１の長方形のキャラクターパターンＣＰ１を選択し、可変スリット１８で寸法調整せずに行った欠けショットを模式的に示している。
【００４５】
ｓｔ３は、第２の長方形のキャラクターパターンＣＰ２を選択し、可変スリット１８で長辺の寸法を短くして行った欠けショットを模式的に示している。キャラクターパターンＣＰ２の短辺は、キャラクターパターンＣＰ１の短辺よりも短い。
【００４６】
ｓｔ４は、第２の長方形のキャラクターパターンＣＰ２を選択し、可変スリット１８で寸法調整せずに行った欠けショットを模式的に示している。
【００４７】
各隣接する二つの欠けショット間の隙間（未露光領域）がなるべく少なくなるように、絞り１３（選択するキャラクターパターン）および可変スリット１８は制御される。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、絞り１３、マイクロミラー１５および可変スリット１８を用いているが、これらの少なくとも一つを用いても、従来よりもスループットを高くできる。
【００５０】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５１】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一実施形態に係るリソグラフィプロセスの流れを示すフローチャート。
【図２】実施形態のリソグラフィプロセスを実施するためのリソグラフィシステムを模式的に示す図。
【図３】実施形態の周辺露光装置を模式的に示す図。
【図４】実施形態のマイクロミラーを模式的に示す図。
【図５】実施形態の欠けショットの様子を模式的に示す図。
【図６】欠けショットを説明するための図。
【符号の説明】
【００５３】
１…塗布装置、２…露光システム、３…現像装置、４…露光装置（第２の露光装置）、５…周辺露光装置（第１の露光装置）、１１…光源、１２…光、１３…絞り（光絞り手段、光制御手段）、１４…レンズ、１５…マイクロミラー（反射率／透過率制御手段、光制御手段）、１６，１７…レンズ、１８…可変スリット（可変スリット手段、光制御手段）、１９…試料、２０…ウェハステージ、２１…ウェハステージ回転機構、２２…データベース、２３…制御装置、３１…シャッタ。
【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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