(57)【要約】【課題】露光照明領域と露光ショットサイズの隙間をマスクする際の露光光の無駄を抑え、半導体デバイス等を製造するため露光装置におけるスループットの向上またはＣ．Ｏ．Ｏ．の低減を図る。【解決手段】光源ユニットから出射される光束を原版へ導入するための照明手段により前記原版を照明する際の照明手段の露光照明領域を切り換える。【選択図】  図７
2004186180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ユニットから出射される光束を原版へ導入するための照明手段を有する露光装置であって、
前記照明手段により前記原版を照明する露光照明領域を切り換える切換手段を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計パターンを基板上のレジストに露光して半導体デバイス等を製造するために用いられる露光装置に関するものである。また、半導体デバイス等を製造するマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の露光装置は通常、露光照明領域が固定されている。このため、露光照明領域よりも露光ショットサイズが小さくなると、露光光が露光ショットサイズのみに照射されるように露光照明領域に対しマスキング等を行い、余分となる露光光を遮光していた。
また、特許文献１の特許では、インテグレーションズーム光学系を用いて露光照明領域を可変する提案がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
ＵＳ  ＳＥＲＩＡＬ  ＮＵＭＢＥＲ  ：  ４４８９９４
ＴＩＴＬＥ  ＯＦ  ＩＮＶＥＮＴＩＯＮ：  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｈａｖｉｎｇ  ｓｐａｔｉａｌｌｙ  ｓｅｐａｒａｔｅ  ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｎｄ  ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｉｍａｇｅ  ｐｌａｎｅｓ  ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｉｎ  ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ
ＡＳＳＩＧＮＥＥ  ：  ＳＶＧ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
露光照明領域が固定されている露光装置においては、露光照明領域よりも露光ショットサイズが小さくなると、露光ショットサイズからはみ出た露光光をマスキング等で遮光するため、遮光された露光光は無駄となっていた。また、露光照明領域に比べて露光ショットサイズが小さくなればなるほど、露光ショット数が増加し、スループットが低下してしまい、Ｃ．Ｏ．Ｏ．（ｃｏｓｔ  ｏｆ  ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）が高くなってしまう。
【０００５】
一方、上述した特許文献１のインテグレーションズーム光学系を使用した場合は、露光照明領域を露光ショットサイズに合わせることができるので露光光の無駄は無くなるが、インテグレーションズーム光学系自体が非常に高価なシステムである上に、システムの構成が複雑で、制御が難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、半導体デバイス等を製造するため露光装置におけるスループットを向上させ、Ｃ．Ｏ．Ｏ．を低下させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】
上記問題を解決するために、本発明では、光源ユニットから出射される光束を原版へ導入するための照明手段を有する露光装置において、前記照明手段により前記原版を照明する露光照明領域を切り換える切換手段を設けたことを特徴とする。
この種の照明手段は、一般に、所定の露光照明領域に対して原版上の露光照度を均一化するべく、かつ光源ユニットから出射される光束を露光にできるだけ有効に利用すべく構成される。また、露光装置には、前記露光照明領域より小さな露光ショットサイズに対応するため、ブレード等の露光画角を画定する部分遮光手段が設けられる。本発明において露光照明領域とは、上述のような部分遮光手段により遮光しない場合に照明手段により露光照明される領域を意味する。
【０００８】
本発明によれば、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる露光照明領域を選択するように、露光照明領域を切り換えることが可能であり、したがって、スループットが最大にしたり、またはＣ．Ｏ．Ｏ．を最小にすることができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。以下の実施例では図９に示すような各チップ一つ一つにアライメントマークが入ったマスクを用いる。図９において、１３はマスク上のアライメントマーク、１４はマスク、１５はマスク上に描画されたチップである。
図１は本発明の一実施例に係る露光照明領域選択アルゴリズムのフローチャートである。このフローチャートに従い、非スキャン方向幅がＦｘ１でスキャン方向幅がＦｙ１の露光照明領域１と、非スキャン方向幅がＦｘ２でスキャン方向幅がＦｙ２の露光照明領域２との切り替えが可能な露光装置において、ある直径のウェハー上に非スキャン方向幅がＣｘでスキャン方向幅がＣｙのチップサイズを持つチップを露光する場合、照明領域１と照明領域２のどちらがスループットの高い露光照明領域であるかの選択を行った例を示す。
【００１０】
［露光ショット数のカウント］
露光チップサイズ（Ｃｘ，Ｃｙ）が入力されると、露光照明領域（Ｆｘ１，Ｆｙ１）と（Ｆｘ２，Ｆｙ２）におけるそれぞれの露光ショット数をカウントする。カウントを行うにあたり、各露光照度領におけるチップの並べ方を考慮する。各照明領域において、チップを縦に並べる場合と、横に並べる場合で、露光照明領域内により多くのチップが入る並べ方を選択する。
【００１１】
次に各露光領域における露光ショットサイズを求める。各露光照明領域の非スキャン方向幅およびスキャン方向幅をそれぞれチップサイズの非スキャン方向幅およびスキャン方向幅で割り、各商（整数値）にチップサイズの非スキャン方向幅（Ｃｘ）およびスキャン方向幅（Ｃｙ）をかけることで、露光ショットの非スキャン方向幅（Ｓｘ）およびスキャン方向幅（Ｓｙ）を求める（図２）。図２において、６Ａ、６Ｂは露光照明領域のサイズ、７Ａ、７Ｂはチップサイズ、８Ａ、８Ｂは露光ショットサイズを示す。
【００１２】
照明領域１の露光ショットサイズ８Ａ
Ｓｘ１＝［（Ｆｘ１／Ｃｘ）の商］×Ｃｘ
Ｓｙ１＝［（Ｆｙ１／Ｃｙ）の商］×Ｃｙ
照明領域２の露光ショットサイズ８Ｂ
Ｓｘ２＝［（Ｆｘ２／Ｃｘ）の商］×Ｃｘ
Ｓｙ２＝［（Ｆｙ２／Ｃｙ）の商］×Ｃｙ‥‥‥（１）
【００１３】
次に、（Ｃｘ，Ｃｙ）のチップサイズのチップを最大数取得できるように、ウェハー上に並べる（図３）。その場合、図４に示すように、最下列のチップとウェハーの境界線と、最左行にあるチップとウェハーの境界線の交点に原点をとり、そこから各露光照明領域の露光ショットサイズを並べる。露光ショットサイズ内にチップが存在すれば露光ショット数にカウントし、露光ショットサイズ８内にチップが存在しなければ露光ショット数としてカウントしない。以上のように、照明領域１の露光ショット数（Ｎ１）、照明領域２の露光ショット数（Ｎ２）を導出する（図５）。図３〜５において、９はチップ、１０はウェハー、１１は露光ショットレイアウト原点、１２は露光ショットサイズである。
【００１４】
［露光像面照度の計算］
次に、各露光照明領域の露光像面照度の計算を行う。照明領域１の像面照度（Ｉ１）および照明領域２の像面照度（Ｉ２）は次式で求める。次式において、Ｐは露光装置光学系の全系透過率、Ｆは露光レーザーの周波数、ｅは露光レーザー１パルスあたりのエネルギー、ｄはスキャンスリットのスキャン方向幅を表す。
Ｉ１＝（Ｐ×Ｆ×ｅ）／（Ｆｘ１×ｄ）
Ｉ２＝（Ｐ×Ｆ×ｅ）／（Ｆｘ２×ｄ）‥‥‥（２）
【００１５】
［レジスト感度の入力］
次に露光を行うレジスト感度の入力を行う。ここではレジスト感度をＥとする。
【００１６】
［スループットの導出］
上記で求めた、各露光照明領域の露光ショット数、露光像面照度と入力されたレジスト感度Ｅより、各露光照明領域におけるスループットを導出する。スループットを導出するに当たり、まずは各露光照明領域における露光処理時間の計算が必要となる。露光処理時間は露光時間と露光ステージのステップ時間を足したものに相当する。
【００１７】
このうち露光時間を求めるためには、露光スキャン速度の導出が必要となる。照明領域１の露光スキャン速度（Ｖｓ１）、照明領域２の露光スキャン速度（Ｖｓ２）は次式で求める。
Ｖｓ１＝（Ｉ１／Ｅ）×ｄ
Ｖｓ２＝（Ｉ２／Ｅ）×ｄ‥‥‥（３）
【００１８】
これら各露光照明領域の露光スキャン速度より、各露光照明領域の露光時間（Ｔｓｃａｎ１、Ｔｓｃａｎ２）は次式で求められる。
Ｔｓｃａｎ１＝（Ｓｙ１／Ｖｓ１）×Ｎ１
Ｔｓｃａｎ２＝（Ｓｙ２／Ｖｓ２）×Ｎ２‥‥‥（４）
【００１９】
次に、露光ステージのステップ時間を導出する。露光ステージの１ステップ動作は図６に示した台形駆動によって動作する。この図において台形駆動各要素時間Ｔ１はジャーク時間である。Ｔ２、Ｔ３は次式によって求まる。ここで、Ｖはステージステップ最高速度、αはステップ加速度を表している。また、照明領域１、非スキャン方向幅ステップのＴ３をＴ３ｘ１とし、照明領域１、スキャン方向幅ステップのＴ３をＴ３ｙ１とした。照明領域２についても同様に、非スキャン方向幅ステップのＴ３をＴ３ｘ２とし、スキャン方向幅ステップのＴ３をＴ３ｙ２とした。
【００２０】
照明領域１のステップ要素時間
非スキャン方向幅ステップ
Ｔ２＝Ｖ／α−Ｔ１
Ｔ３ｘ１＝（Ｓｘ１−（（Ｖ／α）−Ｔ１）×Ｖ）／Ｖ
スキャン方向幅ステップ
Ｔ２＝Ｖ／α−Ｔ１
Ｔ３ｙ１＝（Ｓｙ１−（（Ｖ／α）−Ｔ１）×Ｖ）／Ｖ
照明領域２のステップ要素時間
非スキャン方向幅ステップ
Ｔ２＝Ｖ／α−Ｔ１
Ｔ３ｘ２＝（Ｓｘ２−（（Ｖ／α）−Ｔ１）×Ｖ）／Ｖ
スキャン方向幅ステップ
Ｔ２＝Ｖ／α−Ｔ１
Ｔ３ｙ２＝（Ｓｙ２−（（Ｖ／α）−Ｔ１）×Ｖ）／Ｖ‥‥‥（５）
【００２１】
上記より、露光ステージステップ時間は以下の式で求めることができる。ここでＣ１は照明領域１におけるショットレイアウトの非スキャン方向幅総ステップ数、Ｒ１は照明領域１におけるショットレイアウトのスキャン方向幅総ステップ数、Ｃ２は照明領域２におけるショットレイアウトの非スキャン方向幅総ステップ数、Ｒ２は照明領域２におけるショットレイアウトのスキャン方向幅総ステップ数を示している。
【００２２】
照明領域１の露光ステージステップ時間
Ｔｓｔｅｐ１＝（Ｔ１×４＋Ｔ２×２）×（Ｃ１＋Ｒ１）＋Ｔ３ｘ１×Ｃ１＋Ｔ３ｙ１×Ｒ１
照明領域２の露光ステージステップ時間
Ｔｓｔｅｐ２＝（Ｔ１×４＋Ｔ２×２）×（Ｃ２＋Ｒ２）＋Ｔ３ｘ２×Ｃ２＋Ｔ３ｙ２×Ｒ２‥‥‥（６）
【００２３】
以上で求めた露光時間（Ｔｓｃａｎ１、Ｔｓｃａｎ２）および露光ステージステップ時間（Ｔｓｔｅｐ１、Ｔｓｔｅｐ２）より、各露光照明領域の露光処理時間（Ｔｅ１、Ｔｅ２）は以下の式によって求まる。
【００２４】
照明領域１の露光処理時間
Ｔｅ１＝Ｔｓｃａｎ１＋Ｔｓｔｅｐ１
照明領域２の露光処理時間
Ｔｅ２＝Ｔｓｃａｎ２＋Ｔｓｔｅｐ２‥‥‥（７）
【００２５】
これまでの計算により、各露光照明領域のスループット（ＴＰ１、ＴＰ２）は以下の式で求めることが出来る。ここで、ＷａｆｅｒＬはウェハー供給時間（秒）、ＷａｆｅｒＯは露光済みウェハー回収時間（秒）、Ａ１は照明領域１のアライメント時間（秒）、Ａ２は照明領域２のアライメント時間（秒）を示す。
【００２６】
照明領域１のスループット（１時間（３６００秒）当たりのウェハー処理枚数）
ＴＰ１＝３６００／（Ｔｅ１＋ＷａｆｅｒＬ＋ＷａｆｅｒＯ＋Ａ１）
照明領域２のスループット
ＴＰ２＝３６００／（Ｔｅ２＋ＷａｆｅｒＬ＋ＷａｆｅｒＯ＋Ａ２）‥‥‥（８）
【００２７】
［スループット大小判別とスループットの高い露光照明領域の決定］
以上で求めたスループットの大小比較を行う。そして、ＴＰ１＞ＴＰ２なら照明領域１が最もスループットの高い照明領域と判断して、照明領域１を選択する。また、ＴＰ１＜ＴＰ２なら照明領域２が最もスループットの高い照明領域と判断して、照明領域２を選択する。
【００２８】
以下、上記例を基に、スループットが最高となる露光照明領域の決定を行う。非スキャン方向幅（２２ｍｍ）、スキャン方向幅（３３ｍｍ）の露光照明領域１と非スキャン方向幅（２６ｍｍ）、スキャン方向幅（３３ｍｍ）の露光照明領域２の切り替えが可能な露光装置について、３００ｍｍ直径のウェハー上に非スキャン方向幅（８ｍｍ）、スキャン方向幅（８ｍｍ）のチップサイズを持つチップを露光する場合を考える。
【００２９】
［露光ショット数のカウント］
まず、ショットサイズを求める。前記式（１）より、照明領域１のショットサイズは
（Ｓｘ１，Ｓｙ１）＝（１６ｍｍ，３２ｍｍ）
照明領域２のショットサイズは
（Ｓｘ２，Ｓｙ２）＝（２４ｍｍ，３２ｍｍ）
となる。
【００３０】
上記例に従って、ショットサイズを配置し（図８）、ショット数をカウントすると、
照明領域１の露光ショット数      １４０ショット
照明領域２の露光ショット数      ９４ショット
となる。
【００３１】
［露光像面照度の計算］
対象露光装置の全系透過率を０．０２５、レーザー周波数を１０００Ｈｚ、レーザー１パルスあたりのエネルギーを０．０１Ｊ、スキャンスリット幅を８ｍｍとすると、前記式（２）より、
照明領域１の像面照度
2004186180.tif 000003
照明領域２の像面照度
2004186180.tif 000004
となる。
【００３２】
［レジスト感度の入力］
今回はレジスト感度を６０Ｊ／ｍ２とする。
【００３３】
［スループットの計算］
まず、前記式（３）より、スキャン速度を導出する。
照明領域１のスキャン速度
2004186180.tif 000005
照明領域２のスキャン速度
2004186180.tif 000006
【００３４】
次に、前記式（４）より、露光時間を導出する。
照明領域１の露光時間
2004186180.tif 000007
照明領域２の露光時間
2004186180.tif 000008
【００３５】
次に、露光ステージステップ時間を求めるために、まず、前記式（５）よりステップ要素時間を算出する。今回、ジャーク時間は３０ｍｓｅｃ、ステージのステップ最高速度は４００ｍｍ／ｓｅｃ、加速度は９．８１ｍ／ｓｅｃ２とする。
【００３６】
照明領域１のステップ要素時間
非スキャン方向幅ステップ
2004186180.tif 000009
スキャン方向幅ステップ
2004186180.tif 000010
【００３７】
照明領域２のステップ要素時間
非スキャン方向幅ステップ
2004186180.tif 000011
スキャン方向幅ステップ
2004186180.tif 000012
【００３８】
以上より、ステージステップ時間は前記式（６）より次のように求まる。今回、Ｃ１、Ｒ１、Ｃ２、Ｒ２は図８からＣ１＝１３１、Ｒ１＝８、Ｃ２＝８５、Ｒ１＝８とした。
照明領域１の露光ステージステップ時間
2004186180.tif 000013
照明領域２の露光ステージステップ時間
2004186180.tif 000014
【００３９】
以上求めた露光時間、露光ステージステップ時間より、各露光照明領域の露光処理時間は前記式（７）より、
照明領域１の露光処理時間
2004186180.tif 000015
照明領域２の露光処理時間
2004186180.tif 000016
【００４０】
これまでの計算により、各照明領域のスループットは前記式（８）で求めることが出来る。今回はＷａｆｅｒＬ＝３ｓｅｃ、ＷａｆｅｒＯ＝２ｓｅｃ、Ａ１＝１０ｓｅｃ、Ａ２＝１０ｓｅｃとする。
照明領域１のスループット
2004186180.tif 000017
照明領域２のスループット
2004186180.tif 000018
【００４１】
［スループット大小判別とスループットの高い露光照明領域の決定］
以上求めたスループット大小比較を行う。ＴＰ１＜ＴＰ２より、今回は露光照明領域１を選択する。
【００４２】
［照明領域の選択・変更］
スループットの大小判別に従って、露光照明領域可変機構に司令を送り、露光照明領域を選択・変更する。露光照明領域可変システムとしては図７に示すものが考えられる。図７中のターレット上に複数配置された光学インテグレーションユニット（ハエの目レンズ等）とスキャンスリット幅（非スキャン方向幅）を可変することで露光照明領域の変更を実現する。図７において、１は光源、２は投影光学系、３は光学インテグレーションユニット、４はマスク、５はスキャンスリット、２０はターレットである。
【００４３】
［Ｃ．Ｏ．Ｏ．の計算］
Ｃ．Ｏ．Ｏ．が最小となる露光照明領域を選択する場合は、上記で算定したスループット値と、露光装置・周辺装置の本体価格より算出される一時間あたりの固定費（Ｆｉ）と、メンテナンス・人件費から算出される一時間あたりの流動費（Ｆｌ）と、露光装置が使用する電力・ガス等から算出される一時間あたりの工場稼動費（Ｕ）と、各露光像面領域によって決定されるレーザーパルス数に比例する、ウェハー一枚あたりのレーザーコスト（Ｌ）と、ウェハー一枚あたりにかかるケミカルコスト（Ｃｈ）と、ウェハー一枚あたりにかかるレチクルのコスト（Ｍ）より、Ｃ．Ｏ．Ｏ．を露光照明領域ごとに、次式より求める。ここで、照明領域１、２のウェハー一枚を露光するのに必要となるレーザーコストをＬ１、Ｌ２とする。
【００４４】
照明領域１のＣ．Ｏ．Ｏ．
Ｃ．Ｏ．Ｏ．１＝（Ｆｉ＋Ｆｌ＋Ｕ）／（ＴＰ１）＋Ｌ１＋Ｃｈ＋Ｍ
照明領域２のＣ．Ｏ．Ｏ．
Ｃ．Ｏ．Ｏ．２＝（Ｆｉ＋Ｆｌ＋Ｕ）／（ＴＰ２）＋Ｌ２＋Ｃｈ＋Ｍ
【００４５】
［Ｃ．Ｏ．Ｏ．の大小判別とＣ．Ｏ．Ｏ．の低い露光照明領域の決定］
以上求めたＣ．Ｏ．Ｏ．の大小比較を行う。Ｃ．Ｏ．Ｏ．１＜Ｃ．Ｏ．Ｏ．２なら照明領域１が最もＣ．Ｏ．Ｏ．の低い照明領域と判断して、照明領域１を選択する。一方、Ｃ．Ｏ．Ｏ．１＞Ｃ．Ｏ．Ｏ．２なら照明領域２が最もＣ．Ｏ．Ｏ．の低い照明領域と判断して、照明領域２を選択する。
【００４６】
［データベースによる露光照明領域選択方法］
後述する実施態様６に示すように、データベースを使ってスループットが最大かまたはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となる露光照明領域を選択する場合は、図１０に示すようなデータベースを用いる。これは露光照明領域ごとに露光像面照度、露光チップサイズおよびレジスト感度とスループットまたはＣ．Ｏ．Ｏ．との関係を示したデータベースであり、各照明領域ごとに露光像面照度、露光チップサイズおよびレジスト感度を入力することで、各照明領域のスループットまたはＣ．Ｏ．Ｏ．を導き出す。この値を比較することで、スループットが最大かまたはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となる露光照明領域を選択する。
【００４７】
［露光像面照度が最大となる露光照明領域の選択方法］
後述する実施態様７に示すように、マスクのチップ描画範囲に対して最大限に露光し、露光像面照度が最大となるように、露光照明領域１７Ａ、１７Ｂ（図１１参照）を選択・変更する場合は、選択可能な露光照明領域の中で、マスク１４上のチップ描画領域１６の面積と等しいかより大きく、かつ露光照明領域１７Ａ、１７Ｂの面積からマスク１４上のチップ描画領域１６の面積を引いた値１８が最小となる露光照明領域を選択する。
【００４８】
［マスク上に描画するチップ数およびチップ方向の決定方法］
後述する実施態様１３に示すように、スループットが最大になる、またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になるようにマスク上に描画するチップ数およびチップ方向を決定する場合には、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となった露光照明領域の露光ショットサイズ、その中のチップの並び方が適用できるようにマスク上に描画するチップ数およびチップ方向を決定する（図１２）。図１２において、９はチップ、１４はマスク、１６はチップ描画領域、１９はスループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最低となる露光照明領域の露光ショットサイズである。
【００４９】
［光学インテグレーションユニットの非スキャン方向幅の決定方法］
後述する実施態様１１に示すように、光学インテグレーションユニットの非スキャン方向幅は以下のように決定する。
【００５０】
露光チップサイズは様々であり、露光チップサイズの非スキャン方向幅の大きさと露光照明領域の非スキャン方向幅の大きさに応じて、スループットは大きく変化する。今、非スキャン方向幅３０ｍｍ、スキャン方向幅３３ｍｍの露光照明領域を考える。この露光照明領域において、非スキャン方向幅１５ｍｍ、スキャン方向幅１６ｍｍのチップ（Ａ）と、非スキャン方向幅１５．１ｍｍ、スキャン方向幅１６ｍｍのチップ（Ｂ）を露光する場合、各露光ショット数（露光ショット数の出し方は、前記実施例を参照）は、
チップ（Ａ）        ７２  ｓｈｏｔｓ
チップ（Ｂ）      １３２  ｓｈｏｔｓ
となり、チップサイズのわずかな違いで露光ショット数が大きく違ってしまう。チップ（Ａ）は露光照明領域の非スキャン方向に２チップ入り、チップ（Ｂ）は露光照明領域内に１チップしか入らないためである（図１３）。露光ショット数のスループットへの影響は、前記実施例のとおりで、露光ショット数が大きく増えれば、スループットは大きく低下する。図１３において、２１は非スキャン方向幅が３０ｍｍでスキャン方向幅が３３ｍｍの露光照明領域、２２は露光チップサイズ１５ｍｍ×１６ｍｍのチップ（Ａ）、２３は露光チップサイズ１５．１ｍｍ×１６ｍｍのチップ（Ｂ）である。
【００５１】
上記のように考えると、露光ショット数、すなわち、スループットが大きく変化するポイントは、露光照明領域の非スキャン方向幅に対し、チップサイズの非スキャン方向幅が１／２、１／３、１／４、１／５‥‥‥のときであり、各ポイントにおけるスループットの変化量はこの順で小さくなっていく。
【００５２】
光学インテグレーションユニットを２つ持つ場合（スキャン方向幅は同じもの）、１つの露光照明領域の非スキャン方向幅をＬＭＡＸ（露光照明領域Ａ）とし、もう一つを、上記例を参考に、ＬＭＡＸの１／２より大きく、ＬＭＡＸより小さな値（露光照明領域Ｂ）とする。露光照明領域Ａと露光照明領域Ｂは、ＬＭＡＸの１／２より大きく、露光照明領域（Ｂ）の非スキャン方向幅より小さな非スキャン方向幅を持つチップの露光に対し、上記より、露光ショット数は同数であるから、前記式（２）〜（４）より、露光照明領域（Ａ）から露光照明領域（Ｂ）に切り換えることで、露光像面照度のアップにより、スループットの増加を狙うことができる。
【００５３】
例えば、露光照明領域の非スキャン方向幅が３０ｍｍ、スキャン方向幅３３ｍｍの光学インテグレーションユニット（Ａ）と、非スキャン方向幅１６ｍｍ、スキャン方向幅３３ｍｍの光学インテグレーションユニット（Ｂ）を備えていたとする。このとき、非スキャン方向幅１５．１ｍｍ、スキャン方向幅１６ｍｍのチップを露光する場合を考えると、各光学インテグレーションユニットの露光ショット数は、光学インテグレーションユニット（Ａ）で１３２ｓｈｏｔｓ、光学インテグレーションユニット（Ｂ）でも１３２ｓｈｏｔｓとなり、露光ショット数が同数なので、光学インテグレーションユニットを（Ａ）から露光像面照度の高い（Ｂ）に切り換えることで露光像面照度が約２倍に向上し、良いスループットを期待できる。
【００５４】
以上と同じ考えで、光学インテグレーションユニットの露光照明領域の非スキャン方向幅は、１つ目の光学インテグレーションユニットの露光照明領域における非スキャン方向幅をＬＭＡＸとした場合、２つ目の光学インテグレーションユニットの、露光照明領域非スキャン方向幅Ｌ２は、
（１／２）×ＬＭＡＸ＜Ｌ２＜ＬＭＡＸ
となるものを、３つの光学インテグレーションユニットを搭載する場合には、上記Ｌ２幅のものに加えて、３つ目の光学インテグレーションユニットの、露光照明領域非スキャン方向幅Ｌ３が
（２／３）×ＬＭＡＸ＜Ｌ３＜ＬＭＡＸ
となるものを選定する（図１４）。
【００５５】
以上のように、
（（ｎ−１）／ｎ）×ＬＭＡＸ＜Ｌｎ＜ＬＭＡＸ‥‥‥（９）
を基に決めて行くと、様々なチップサイズに対応した、効率的な照度アップ手段を持ったシステムを構築することができる。ある程度、露光チップサイズが既知の場合は、前記式（９）の範囲内で最適値を選択することも可能である。図１４において、２４Ａおよび２４Ｂは光学インテグレーションユニットが２つの場合の露光照明領域１および露光照明領域２、２５Ａ、２５Ｂおよび２５Ｃは光学インテグレーションユニットが３つの場合の露光照明領域１、露光照明領域２および露光照明領域３である。
【００５６】
また、本実施例においては、選択、変更結果を表示する装置を設け、この表示装置に、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように選択した光学インテグレーションユニット、ショットレイアウト、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．のうちの一つ以上を表示することにより、オペレータの判断を促すようにするとよい。
【００５７】
以上のように本実施例は、半導体露光装置において、露光照明領域と露光ショットサイズとの隙間をマスクする際の露光光の無駄を無くし、露光像面照度を落とさないようにするため、複数のハエの目レンズを搭載し、これを切り換えることによって、スループットの低下とＣ．Ｏ．Ｏ．の高騰を抑えるようにしている。そのため、本実施例に係る露光装置は、マスクに描かれたパターンを投影露光するためのエキシマレーザー等の光源ユニットと、この光源を投影レンズまで導入するための照明手段において、光源からの光束をマスク上に集光する集光範囲の異なる複数の光学インテグレーションユニットを有し、その光学インテグレーションユニットを切り換える露光領域選択アルゴリズムまたはデータベースを備えている。
【００５８】
すなわち、本実施例は、光学インテグレーションユニットを複数個所有し、各光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更することで、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となることを特徴とする。また、光学インテグレーションユニットがハエの目レンズであり、インテグレーションズーム光学系に比べて安価である事を特徴とする。また、露光照明領域選択アルゴリズムを用いることにより、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、上記光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更し、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になることを特徴とする。また、選択可能な露光照明領域ごとに露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度と、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．の関係を示したデータベースを用いることにより、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、上記光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更し、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になることを特徴とする。
【００５９】
また、上記光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更することで、マスクのチップ描画範囲に対して最大限に露光した場合、露光像面照度が最大になることを特徴とする。また、マスク上に描画するチップ数およびチップ方向を、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように決定することを特徴とする。また、選択、変更結果を表示する装置を有しており、この表示装置に、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように選択した光学インテグレーションユニット、ショットレイアウト、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．のうち一つ以上を表示することにより、オペレータの判断を促すことを特徴とする。また、光学インテグレーションユニットの露光照明領域における、非スキャン方向の幅を規定し、この規定内で非スキャン方向の幅を決定することで、様々なチップサイズに対応した、効率的な照度アップ手段を持ったシステムを構築することを特徴とする。
【００６０】
【実施態様】
本発明の実施態様の例を以下のように列挙する。
［実施態様１］  光源ユニットから出射される光束を原版へ導入するための照明手段を有する露光装置において、
前記照明手段により前記原版を照明する露光照明領域を切り換える切換手段を有することを特徴とする露光装置。
［実施態様２］  露光画角を前記露光照明領域内の一部に画定する手段をさらに有することを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
［実施態様３］  前記照明手段は前記原版上の露光照度を均一化し露光照明領域を決定する、露光照明領域の異なる光学インテグレーションユニットを２つ以上有し、前記切換手段はこれらのインテグレーションユニットを切り換えることを特徴とする実施態様１または２に記載の露光装置。
本実施態様によれば、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる露光照明領域を選択するように、インテグレーションユニットを切り換えることが可能であり、したがって、スループットが最大にしたり、またはＣ．Ｏ．Ｏ．を最小にすることができる。
［実施態様４］  スループットまたはＣ．Ｏ．Ｏ．を算出する手段を備え、前記切換手段は該算出結果に基づいて、スループットが最大であるかまたはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となる前記露光照明領域が選択されるように前記光学インテグレーションユニットを切り換えることを特徴とする実施態様３に記載の露光装置。
［実施態様５］  前記算出手段は、露光チップサイズ、露光像面照度およびレジスト感度に基づいて前記スループットまたはＣ．Ｏ．Ｏ．を算出する実施態様４に記載の露光装置。
露光照明領域選択アルゴリズムを用いることにより、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、上記の光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更することで、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる効果がある。
［実施態様６］  選択可能な露光照明領域ごとに露光チップサイズ、露光像面照度およびレジスト感度と、スループットまたはＣ．Ｏ．Ｏ．との関係を示したデータベースを搭載し、前記データベースの中よりスループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる露光照明領域を選択することを特徴とする実施態様３に記載の露光装置。
このように選択可能な露光照明領域ごとに露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度と、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．の関係を示したデータベースを用いることにより、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、上記光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択、変更することで、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる効果がある。
［実施態様７］  前記光学インテグレーションユニットを選択、変更することで、原版上のチップ描画範囲に対して最大限に露光した場合の露光像面照度が最大となるように前記露光照明領域を選択、変更することを特徴とする実施態様３に記載の露光装置。
このように光学インテグレーションユニットによる露光照明領域を選択変更することで、マスクのチップ描画範囲に対して最大限に露光した場合、露光像面照度が最大になる効果がある。
【００６１】
［実施態様８］  露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、スループットが最大になる、またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になるように選択した、光学インテグレーションユニット、ショットレイアウト、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．のうち一つ以上を表示することのできる表示手段を有することを特徴とする実施態様３〜７のいずれか１つに記載の露光装置。
［実施態様９］  前記光学インテグレーションユニットがハエの目レンズであることを特徴とする実施態様３〜８のいずれか１つに記載の露光装置。
光学インテグレーションユニットとしてインテグレーションズーム光学系に比べて安価なハエの目レンズを用いることで、装置を安価に構成することができる。
［実施態様１０］  原版に描かれたパターンを投影露光するためのエキシマー等の光源ユニットと、前記光源を投影レンズまで導入するための照明手段を有する投影露光装置を用いて露光する露光方法であって、原版上の露光照度を均一化し、露光照明領域を決定する、露光照明領域の異なる光学インテグレーションユニットを少なくとも２つ以上設け、前記インテグレーションユニットを切り換えることによって、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になる露光照明領域を選択することを特徴とする露光方法。
［実施態様１１］  前記各光学インテグレーションユニット（番号ｎ、但し、ｎ＝１，２，‥‥）の露光照明領域における非スキャン方向の幅Ｌｎは、露光照明領域における非スキャン方向幅の最大値をＬＭＡＸとして、
ｎ＝１については
Ｌ１＝ＬＭＡＸ
ｎ＞１については
（ｎ−１）／ｎ×ＬＭＡＸ＜Ｌｎ＜ＬＭＡＸ
の関係を満たすように決定することを特徴とする実施態様３〜１０のいずれか１つに記載の露光装置または露光方法。
このように、光学インテグレーションユニットの露光照明領域における、非スキャン方向の幅を規定し、この規定内で非スキャン方向の幅を決定することで、様々なチップサイズに対応した、効率的な照度アップ手段を持ったシステムを構築できる効果がある。
［実施態様１２］  選択・変更結果を表示する装置をさらに有し、この表示装置に、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように選択した光学インテグレーションユニット、ショットレイアウト、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．のうち一つ以上を表示することを特徴とする実施態様３〜１１のいずれか１つに記載の露光装置または露光方法。
このように、露光装置または露光方法が、選択・変更結果を表示する装置を有しており、この表示装置に、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように選択した光学インテグレーションユニット、ショットレイアウト、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．のうち一つ以上を表示することにより、オペレータの判断を促すことができる効果がある。
［実施態様１３］  実施態様３〜１２のいずれか１つに記載の露光装置または露光方法を用いて露光を行う際に、露光像面照度およびレジスト感度に応じてスループットが最大になるかまたはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小になるように前記原版であるマスク上に描画するチップ数およびチップ方向を決定することを特徴とするマスク製造方法。
このマスク製造方法によれば、マスク上に描画するチップ数およびチップ方向を、露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度に応じて、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となるように決定することができる。また、スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となる露光照明領域に合わせてマスク上に描画するので、マスクの無駄な描画がなくなり、マスクコストを低減する効果がある。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、照明手段の露光照明領域を選択、変更することで、スループットを最大にしたりまたはＣ．Ｏ．Ｏ．を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最小となる露光照明領域の選定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２】露光照明領域と、あるサイズのチップを露光する際の、露光照明領域ごとの露光ショットサイズを示した図である。
【図３】露光対象であるウェハーと、ウェハー上に露光されるチップレイアウトを示した図である。
【図４】露光対象であるウェハーと、ウェハー上に露光されるチップレイアウトより決定される露光ショットレイアウトの原点を示した図である。
【図５】露光ショットレイアウトを示した図である。
【図６】露光する際のステップ動作のプロファイルを示した図である。
【図７】本発明が適用される露光装置を側方から見た様子を模式的に示す図で、本発明が適用される光学系を示す。
【図８】露光チップサイズ８ｍｍ×８ｍｍの場合における、露光照明領域２６ｍｍ×３３ｍｍのときの露光ショット数と、露光照明領域２２ｍｍ×３３ｍｍｍのときの露光ショット数を示した図である。
【図９】本発明が適用されるマスクと、マスク上に描画されたチップ、アライメントマークを示した図である。
【図１０】露光チップサイズ、露光像面照度、レジスト感度と、スループット、Ｃ．Ｏ．Ｏ．の関係を表したデータベースを示した図である。
【図１１】露光像面照度が最大となる露光照明領域の選択方法を示した図である。
【図１２】マスク上に描画するチップ数およびチップ方向の決定方法を示した図である。
【図１３】非スキャン方向幅３０ｍｍの露光照明領域における、非スキャン方向幅１５ｍｍと１５．１ｍｍのチップの入り方を示した図である。
【図１４】光学インテグレーションユニットの露光照明領域における、非スキャン方向幅の決定方法を示した図である。
【符号の説明】１：光源、２：投影光学系、３：光学インテグレータユニット、４：マスク、５：スキャンスリット、６Ａ，６Ｂ：露光照明領域、７Ａ，７Ｂ：チップサイズ、８Ａ，８Ｂ：露光ショットサイズ、９：チップ、１０：ウェハー、１１：露光ショットレイアウト原点、１２：露光ショットサイズ、１３：マスク上のアライメントマーク、１４：マスク、１５：マスク上に描画されたチップ、１６：チップ描画領域、１７Ａ，１７Ｂ：露光照明領域、１８：露光照明領域面積からチップ描画面積を引いた面積、１９：スループットが最大またはＣ．Ｏ．Ｏ．が最低となる露光照明領域の露光ショットサイズ、２０：ターレット、２１：露光照明領域（３０ｍｍ×３３ｍｍ）、２２：チップサイズ（１５ｍｍ×１６ｍｍ）、２３：チップサイズ（１５．１ｍｍ×１６ｍｍ）、２４Ａ，２４Ｂ：光学インテグレーションユニットが２つの場合の露光照明領域、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ：光学インテグレーションユニットが３つの場合の露光照明領域。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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