(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージを駆動するための駆動パラメータの値を設定する設定手段を具備し、
前記設定手段は、前記基板ステージの速度および加速度のうち少なくとも一方の最大値に関して、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動におけるものを、前記基板を露光するための前記基板ステージの移動におけるものより小さく設定する
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動は、前記基板内の一部のショット領域に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記露光装置はスキャン露光装置であ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】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最高速度を設定する設定手段を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最大加速度を設定する設定手段を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージを駆動するための駆動パラメータの値を設定する設定工程を有し、
前記設定工程において、前記基板ステージの速度および加速度のうち少なくとも一方の最大値に関して、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動におけるものを、前記基板を露光するための前記基板ステージの移動におけるものより小さく設定する
ことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項７】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最高速度を設定する設定工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、
前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最大加速度を設定する設定工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路製造用の露光装置およびそれを用いることができるデバイス製造方法に関し、特にウエハ等の基板を露光基準面内で２次元的に移動する基板ステージの駆動を改良したものに関するものである。
【０００２】
【従米の技術】
半導体集積回路の製造におけるリソグラフィ工程においては、ステップ＆リピート方式の縮小投影型露光装置、いわゆるステッパが多用されている。図７に、ステッパの構成を示す。同図において、７１はウエハ、７２はウエハステージを構成するＸステージ、７３はウエハステージを構成するＹステージ、７４はＸステージ駆動用リニアモータ、７５はＹステージ駆動用リニアモータ、７６は計測ミラー、７７はＸステージ位置計測用レーザ光、７８はＹステージ位置計測用レーザ光、７９はＸステージ位置計測用レーザ干渉計、８０はＹステージ位置計測用レーザ干渉計、８１は縮小投影レンズ、８２はレチクルである。また、この装置は、不図示の紫外線やＸ線等の光源を備える。
【０００３】
このような半導体縮小露光装置は、レチクル８２の上に描かれた微細パターンを紫外線やＸ線等の光源により縮小投影レンズ８１で例えば１／５に縮小してウエハ７１上に露光転写する。このとき、ウエハ７１はウエハステージ７２、７３によりステップ＆リピートと呼ばれるＸ−Ｙ駆動を繰り返しながら、順次露光が行われる。このＸ−Ｙ駆動は、レーザ干渉計７９、８０で計測された位置に従い、リニアモータ７４、７５を駆動することでウエハステージ７２、７３を位置決めしている。
【０００４】
図４は上記Ｘ−Ｙ駆動におけるウエハステージの従来の駆動方法を示すもので、横軸は時間、縦軸は速度を表している。Ｓ１〜Ｓ４はステージ移動量の違いによる速度パターンの違いを示すラインであり、ステージ移動量の小さいラインＳ１は、ステージを最大加速した後、最高速度Ｖ１に達する前に最大減速を行ってステージを目標位置まで移動させる速度パターンを示す。これに対してステージ移動量の大きいラインＳ４は、ステージを最高速度Ｖ１まで最大加速し、次にこの最高速度Ｖ１による定速運動を経た後、最大減速を行ってステージを目標位置まで移動させるパターンを示す。
【０００５】
図７に示すステッパで要求される基本性能として、重ね合わせ精度とスループットがある。ウエハステージはこの性能を左右する重要な機構であり、ウエハステージの位置決め精度が重ね合わせ精度に、ウエハステージの駆動時間がスループットに大きく影響する。
【０００６】
だが、ウエハステージの駆動時間と位置決め精度は互いに相反する要素であり、駆動時間と位置決め精度を共に性能向上させることはかなりの困難を伴う。つまり、ウエハステージの速度パターンの最大加速度および最高速度を上げることは、駆動時間を短縮することに大きく貢献するが、最大加速度および最高速度を上げることでウエハステージを支える定盤であるステッパ本体の振動の振幅が大きくなり、これが外乱となってウエハステージの位置決め精度を悪化させることになる。例えば、図５に示すように、ｐ１の速度パターンに対してｐ２の速度パターンは最高速度を上げることで駆動時間が短くなっているが、本体の振動の振幅は、速度パターンｐ１における本体変位ｈ１に対してｐ２における本体変位はｈ２と大きくなってしまい、特に駆動終了後の残留振動が位置決め時の外乱となり位置決め精度を悪化させる原因となる。
【０００７】
このため、従来のステッパにおけるウエハステージの速度パターンの最大加速度と最高速度は、そのステッパに要求されている最高の重ね合わせ精度を満足させるように設定され、かつそれは固定である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特に、グローバルアライメント機能を持つ半導体露光装置においては、アライメント計測時のウエハステージ精度が非常に重要である。なぜなら、アライメント計測時のウエハステージの位置決め誤差は、露光時のウエハ内の全てのショットの重ね合わせ精度に影響してしまうからである。
【０００９】
また、図６に示すように、アライメント計測時のウエハステージの移動距離は露光時の移動距離に比べて大きいため、本体振動も大きくなるので、ウエハステージの位置決め精度は露光時よりもアライメント計測時のほうがウエハステージの最高速度や最大加速度に影響されやすい。
【００１０】
つまり、上記従来例ではウエハステージの最大加速度および最高速度が一定であるので、スループットを上げるためにウエハステージの最大加速度および最高速度を上げると、アライメント計測時のウエハステージ精度が悪化して、全てのショットの重ね合わせ精度が悪くなってしまうという欠点がある。
【００１１】
本発明の目的は、重ね合わせ精度を落さずに高いスループットが得られる露光装置およびデバイス製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載された発明に係る露光装置は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージを駆動するための駆動パラメータの値を設定する設定手段を具備し、前記設定手段は、前記基板ステージの速度および加速度のうち少なくとも一方の最大値に関して、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動におけるものを、前記基板を露光するための前記基板ステージの移動におけるものより小さく設定することを特徴とする。
請求項２に記載された発明に係る露光装置は、請求項１に記載されたものにおいて、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動は、前記基板内の一部のショット領域に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動を含むことを特徴とする。
請求項３に記載された発明に係る露光装置は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記露光装置はスキャン露光装置であることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項４に記載された発明に係る露光装置は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最高速度を設定する設定手段を具備することを特徴とする。
請求項５に記載された発明に係る露光装置は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う露光装置において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最大加速度を設定する設定手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された発明に係るデバイス製造方法は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージを駆動するための駆動パラメータの値を設定する設定工程を有し、前記設定工程において、前記基板ステージの速度および加速度のうち少なくとも一方の最大値に関して、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動におけるものを、前記基板を露光するための前記基板ステージの移動におけるものより小さく設定することを特徴とする。
請求項７に記載された発明に係るデバイス製造方法は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最高速度を設定する設定工程を有することを特徴とする。
そして、請求項８に記載された発明に係るデバイス製造方法は、基板ステージ上の基板に対して露光を行う工程を含むデバイス製造方法において、前記基板に対するアライメント計測のための前記基板ステージの移動と前記基板を露光するための前記基板ステージの移動とを含む前記基板ステージの移動の種類に応じて、前記基板ステージの最大加速度を設定する設定工程を有することを特徴とする。
【００１４】
これによれば、基板ステージの移動の種類に応じた、位置決め精度やスループットに対する要求の相違に応じて、駆動パラメータの値を適切に設定することにより、位置決め精度とスループットの両立を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態においては、露光装置はグローバルアライメント機能を有し、前記設定手段は、アライメント計測ショットヘの移動時の駆動パラメータの値と、他の移動時の駆動パラメータの値とを異なる値で設定することができる。駆動パラメータとしては、例えば、基板ステージの最高速度や最大加速度が対応する。
【００１６】
また、前記設定手段は例えば、アライメント計測ショットへの移動時の最高速度と最大加速度を、他の駆動時の最高速度と最大加速度よりも低く設定する。また、露光装置がスキャン露光装置である場合は、前記設定手段は、アライメント計測ショットヘの移動時の駆動パラメータの値と、スキャン露光時の駆動パラメータの値と、これら以外の移動時の駆動パラメータの値とを相互に異なる値で設定することができる。
【００１７】
このように、位置決め精度の影響の大きいアライメント計測時の最高速度と最大加速度を、位置決め精度を優先して低めに設定し、位置決め精度の影響の少ない露光時やその他の移動時の最高速度と最大加速度を、スループットを優先して高めに設定すること等により、アライメン卜計測時等の位置決め精度を落すこと無く、露光装置に要求される精度の範囲内で最大のスループットを得ることができる。
【００１８】
【実施例】
(第１の実施例)
図１は本発明の第１の実施例に係わる露光装置のウエハステージ制御部のブロック図である。同図はウエハステージの速度制御時のブロック図を示しており、同図において、１はウエハステージ、２はウエハステージ１を駆動するモータ、３はモータ２に電流を流すドライバ、４はＰＩ演算部、５は現在位置と目標位置の偏差を求める差分器、６はウエハステージ１の位置を計測するレーザ干渉計、７はウエハステージ１の位置を速度に変換する微分器、８は速度指令生成部、９は露光およびその他の移動時の最高速度・最大加速度レジスタ、９′は計測ショットへの移動時の最高速度・最大加速度レジスタ、１０は高速なマイクロプロセッサやＤＳＰなどのステージ制御ＣＰＵ、１１はステージ制御ＣＰＵ１０に指令を与える上位ＣＰＵ、１２は上位ＣＰＵ１１からステージ制御ＣＰＵ１０へのステップ指令、１３は上位ＣＰＵ１１からステージ制御ＣＰＵ１０への最高速度・最大加速度の選択信号である。
【００１９】
ウエハステージ１の位置Ｐはレーザ干渉計６によって測定され、微分器７によって速度Ｖに変換される。速度Ｖは差分器５によって速度指令生成部８により生成された速度指令との偏差Ｓが計算され、偏差Ｓは補償器４によりドライバ３への指令Ｄに変換され、指令Ｄに応じてドライバ３はモータ２に電流Ｉを流してステージ１を速度制御する。
【００２０】
ここで、本発明の特徴に係る部分である速度指令生成部８は最高速度・最大加速度レジスタ９もしくは９′の値を元にして速度指令を生成する。
【００２１】
計測ショットへの移動時において、上位ＣＰＵ１１はステージ制御ＣＰＵ１０に対して、ステップ指令１２と、最高速度・最大加速度レジスタ９′を選択する選択信号１３を与える。するとステージ制御ＣＰＵ１０の速度指令生成部８は、ステップ距離とレジスタ９′の最高速度ＶＢ、最大加速度ＡＢから、図３（Ａ）に示すような速度パターンを生成する。ステージ１はこの速度指令値に従って目標位置付近まで移動し、その後、位置決め制御され、位置決め完了が確認されたらアライメントマークの計測を開始する。すなわち、図３（Ａ）はアライメント計測ショットへの移動時の速度パターンを示している。この場合、最高速度Ｖ１＝１００ｍｍ／ｓ、最大加速度Ａｌ＝１．０ｍ／ｓ2である。
【００２２】
次に、露光時またはその他の移動時においては、上位ＣＰＵ１１はステージ制御ＣＰＵ１０に対してステップ指令１２と最高速度・最大加速度レジスタ９を選択する選択信号１３を与える。すると、ステージ制御ＣＰＵ１０の速度指令生成部８は、ステップ距離とレジスタ９の最高速度ＶＡ、最大加速度ＡＡから、図３（Ｂ）に示すような速度パターンを生成する。ステージ１はこの速度指令値に従って目標位置付近まで移動し、その後、位置決め制御され、露光時であれば、位置決め完了が確認されたら露光を開始する。つまり、図３（Ｂ）は露光ショットへの移動時の速度パターンを示している。この場合、最高速度Ｖ２＝２００ｍｍ／ｓ、最大加速度Ａ２＝２．０ｍ／ｓ2である。
【００２３】
本実施例によれば、スループットをあげるために、露光時またはその他の移動時の最高速度および最大加速度を大きくしても、ウエハステージ精度の必要なアライメント計測ショットではウエハステージ精度を落さないような最高速度・最大加速度に設定してあるので、グローバルアライメントの重ね合わせ精度を落すことが無い。
【００２４】
（第２の実施例）
本実施例では、グローバルアライメント機能を持つスキャン露光装置において、ウエハステージの最大速度および最大加速度を、アライメント計測ショットへの移動時と、スキャン露光時と、その他の移動時とで、別々に設定するようにしている。
【００２５】
図２は本実施例に係るスキャン露光装置のウエハステージ制御部のブロック図である。第１の実施例とほぼ同様であるが、９はスキャン露光時の最高速度、最大加速度レジスタ、９′は計測ショットへの移動時の最高速度、最大加速度レジスタ、９″はその他の移動時の最高速度・最大加速度レジスタであるところが違う。
【００２６】
本実施例においても第１の実施例と同様に、スループットをあげるために、スキャン露光時と計測ショットへの移動時以外のウエハステージの最高速度および最大加速度を大きくしても、ウエハステージ精度の必要なアライメント計測ショットではウエハステージ精度を落さないような最高速度および最大加速度に設定しておけば、グローバルアライメントの重ね合わせ精度を落すことが無い。また、スキャン露光時の速度にも影響しない。
【００２７】
（デバイス製造例）
次に、第１や第２の実施例の露光装置を利用することができるデバイス製造例を説明する。図８は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ３１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ３２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ３４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ３５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ３４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ３６（検査）では、ステップ３５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ３７）する。
【００２８】
図９は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ４１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ４２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ４３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ４４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ４５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ４６（露光）では、上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ４７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ４８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ４９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００２９】
この製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストで製造することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、重ね合わせ精度を落さずに高いスループットが得られる露光装置およびデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を表すブロック図である。
【図２】  本発明の第２の実施例を表すブロック図である。
【図３】  第１の実施例におけるウエハステージの速度パターンを示す図である。
【図４】  従来のウエハステージの速度パターンである。
【図５】  ウエハステージの速度パターンと本体変位との関係を示す図である。
【図６】  グローバルアライメントの計測ショットへの移動と露光時の移動を示す図である。
【図７】  本発明を適用し得るステッパの概略構成図である。
【図８】  図１や図２の装置により製造し得る微小デバイスの製造の流れを示すフローチャートである。
【図９】  図８におけるウエハプロセスの詳細な流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：ウエハステージ、２：モータ、３：ドライバ、４：ＰＩ演算部、５：差分器、６：レーザ干渉計、７：微分器、８：速度指令生成部、９，９′，９″：最高速度・最大加速度レジスタ、１０：ステージ制御ＣＰＵ、１１：上位ＣＰＵ、１２：ステップ指令、１３：選択信号。
【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】
0003907275.tif 000008
【図８】
0003907275.tif 000009
【図９】
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