JP5789135B2 - 露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置及びデバイスの製造方法に関する。

近年、半導体デバイスの実装として、フリップチップによる実装が採用されるケースが増えてきている。フリップチップによる実装に対応した半導体デバイスの製造工程には、はんだボールをデバイス上に形成する工程が含まれる。はんだボールを形成する方法の１つとして、メッキによる形成方法が知られている。メッキによる形成方法では、ウエハ（基板）上に形成された導電性膜とメッキ装置の電極とを接触（導通）させるために、導電性膜の上に形成されているレジストにおける電極を接触させる部分を剥離する必要がある。レジストがネガレジストである場合には、ウエハの周辺部に露光光が照射されないようにすればよい（即ち、ウエハの周辺部を遮光すればよい）ため、例えば、露光中に、ウエハ上に遮光板を配置する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、モールドと接触させたウエハ上のレジストに紫外線を照射して、レジストにモールドのパターンを転写するインプリント装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２には、ウエハの周辺部のショット領域に対応した照射領域を規定するために、ウエハ上の第１象限から第４象限に相当する領域の輪郭にそれぞれ対応する円弧を有する４つの遮光板を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ駆動する技術が開示されている。

米国特許第６６８０７７４号明細書 特開２００５−２８６０６２号公報

特許文献１のようにウエハ上に遮光板を配置すると、ウエハを交換するたびに遮光板を退避させる必要があるため、スペースやスループットの面で制約となる。そこで、ウエハ上に遮光板を配置するのではなく、ウエハと光学的に共役な面に遮光板を配置し、かかる遮光板によってウエハの外周領域を遮光する技術が考えられる。このような技術では、外周ショット領域ごとに、ウエハ上の外周ショット領域の位置に基づいて、ウエハの外周から外周領域の境界までの距離が一定になる（即ち、ウエハの外周から所定の幅だけ内側の外周領域が遮光される）ように遮光板を位置決めしている。

しかしながら、ウエハの外形を基準としたウエハ中心位置とウエハに形成されたレイヤ（下地）のショット領域の配列（レイアウト）のレイアウト中心位置とは、必ずしも一致しているわけではない。ウエハ中心位置とレイアウト中心位置とがずれている場合、ウエハ上の外周ショット領域の位置に基づいて遮光板を位置決めすると、ウエハ中心位置とレイアウト中心位置との間の距離（ずれ量）だけずれて遮光板が位置決めされることになる。その結果、ウエハの外周から外周領域の境界までの距離が外周ショット領域ごとにばらつき、遮光板で遮光される外周領域の幅を一定にすることができなくなってしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板の中心位置と基板上のショット領域の配列の中心位置とがずれていても、基板の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光することができる技術を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、前記照明光学系における前記投影光学系の物体面と共役な面に配置され、前記基板の外周より内側の円形境界線に重なる円弧を縁に含み前記基板上の前記パターンが転写される領域を規定する遮光板と、前記基板上の外周ショット領域内において前記遮光板を駆動する駆動部と、前記基板の中心位置と前記基板に形成されたレイヤの複数のショット領域の配列の中心位置とのずれ量を検出する検出部と、前記外周ショット領域を露光する際に、前記検出部で検出された前記ずれ量に基づいて、前記基板の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光する位置に前記遮光板が位置決めされるように前記駆動部を制御する外形基準制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、基板の中心位置と基板上のショット領域の配列の中心位置とがずれていても、基板の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を高精度に遮光する技術を提供することができる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す図である。 図１に示す露光装置の照明光学系の構成を詳細に示す図である。 基板の上の転写領域を説明するための図である。 図１に示す露光装置の照明光学系に配置される遮光板の構成の一例を示す図である。 図１に示す露光装置の照明光学系に配置される遮光板の位置決めを説明するための図である。 図１に示す露光装置による露光処理を説明するためのフローチャートである。 基板にレイヤが形成されている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 基板にレイヤが形成されている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 基板にレイヤが形成されている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 遮光板の制御モードとしてのレイヤ基準制御モードを詳細に説明するための図である。 遮光板の制御モードとしての外形基準制御モードを詳細に説明するための図である。 基板ステージに保持された基板の中心と基板ステージの中心とがずれている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 基板ステージに保持された基板の中心と基板ステージの中心とがずれている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 基板ステージに保持された基板の中心と基板ステージの中心とがずれている場合における遮光板の位置決めを説明するための図である。 基板ステージに保持された基板の中心と基板ステージの中心とがずれ、且つ、基板の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている場合を示す図である。 基板の中心と基板ステージの中心とが一致するように基板ステージに基板を保持させる方法を説明するための図である。 基板の上にリング状の遮光板を配置することで、基板の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光する方法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す図である。露光装置１００は、レチクル（マスク）のパターンを投影光学系によって基板（基板上のショット領域）に投影し、レチクルのパターンを基板に転写するリソグラフィ装置である。

露光装置１００は、図１に示すように、光源１１からの光でレチクル２を照明する照明光学系１と、基板（ウエハ）９に転写すべきパターン（回路パターン）を有するレチクル２を保持して移動するレチクルステージ３と、アライメント検出部４とを有する。アライメント検出部４は、レチクルステージ３に保持されたレチクル２の位置、及び、投影光学系５を介して基板９のアライメントマークの位置を検出する。本実施形態では、アライメント検出部４は、レチクルステージ３に保持されたレチクル２の位置を検出する機能と、基板９のアライメントマークの位置を検出する機能とを兼ね備えている。但し、レチクルステージ３に保持されたレチクル２の位置を検出するレチクルアライメント検出部と、基板９のアライメントマークの位置を検出する基板アライメント検出部とを別々に配置してもよい。

また、露光装置１００は、レチクル２のパターンを基板９に投影する投影光学系５と、基板９を保持して移動する（少なくともＸＹ平面内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する）基板ステージ６と、基板ステージ６の位置を計測するレーザ干渉計７とを有する。露光装置１００は、基板９を吸着（保持）するチャック８と、チャック８の下部に配置されて基板９をＺ軸方向（垂直方向）に移動させる（即ち、露光時のピントを調整する（フォーカシング）ための）Ｚ軸移動機構（不図示）とを有する。更に、露光装置１００は、基板ステージ６に保持された基板９のＺ軸方向の位置（ピント位置）を計測するオートフォーカス部１０と、ＣＰＵやメモリを含んで露光装置１００の全体（基板９を露光する動作）を制御する制御部２１とを有する。

図２は、照明光学系１の構成を詳細に示す図である。図２に示すように、照明光学系１は、本実施形態では、光源１１を含む。但し、照明光学系１は、必ずしも光源１１を含む必要はなく、照明光学系１と光源１１とをそれぞれ別に構成してもよい。

光源１１は、本実施形態では、超高圧水銀ランプを使用するが、エキシマレーザー（ＫｒＦエキシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザーなど）を使用してもよい。集光ミラー１２は、一般的には、楕円ミラーを使用する。但し、集光ミラー１２は、楕円ミラーに限定するものではなく、集光点の集光度を高めるように最適化されたファセットミラーを使用してもよい。シャッタ１３は、制御部２１の制御下において、開閉時間を調整することでレジスト（感光剤）が塗布された基板９への露光量を調整する。

変倍リレー光学系１４は、ズーム機構を有し、ハエの目レンズ１５における光束径を変更する。露光装置１００においては、基板９に転写するパターンに応じて投影光学系５の結像性能を最適化するために、（照明光学系１の（開口数）ＮＡ）／（投影光学系５のＮＡ）で表されるコヒーレンスファクター（σ値）を変更する必要がある。本実施形態では、照明光学系１のＮＡを決めているハエの目レンズ１５における光束径を変更することで、σ値を変更することができる。

ハエの目レンズ１５は、入射面に入射した光束を波面分割し、射出面に２次光源を生成する。ハエの目レンズ１５は、シリンドリカルレンズアレイに置換することが可能である。コンデンサー光学系１６は、ハエの目レンズ１５で波面分割された光を被照明面において重畳的に重ね合わせ、被照明面上に均一な照度分布を形成する。

マスキングブレード１７は、コンデンサー光学系１６の被照明面に配置される。マスキングブレード１７は、開口を可変とする絞りで構成され、制御部２１の制御下において、露光装置１００がステップアンドリピート方式で繰り返して転写する１つのショット領域の形状（ショット形状）を決定する。換言すれば、マスキングブレード１７は、基板上のショット領域の外縁を規定する直線状の辺より外側の領域に入射する光を遮光する。

リレー光学系１８は、マスキングブレード１７の位置に形成された照度分布を遮光板１９に投影する。また、リレー光学系２０は、遮光板１９の位置に形成された照度分布をレチクル２に投影する。

遮光板１９は、露光装置１００がステップアンドリピート方式で繰り返して基板９を露光する際に、基板９の露光位置に応じてパターンが転写される領域の形状を変化させることが可能である。遮光板１９は、照明光学系１における投影光学系５の物体面と共役な面に配置され、基板９の外周より内側の円形境界線に重なる円弧を縁に含み、基板９の上のパターンが転写される領域を規定する。遮光板１９は、駆動部２２を介して、基板９の上の外周ショット領域内において駆動される。例えば、駆動部２２は、制御部２１の制御下において、照明光学系１の光軸に平行な軸回りに遮光板１９を回転駆動させたり、照明光学系１の光軸に垂直な平面内で遮光板１９を直線駆動させたりする。なお、本実施形態では、配置上の都合から、マスキングブレード１７と遮光板１９とを、リレー光学系１８を介して、照明光学系１における互いに異なる光学的に共役な位置に配置している。

遮光板１９について詳細に説明する。図３（ａ）は、基板９の上の転写領域を説明するための図であって、紙面上方向から見た基板９を示している。基板９には、通常、シリコン製の基板が使用されるが、ガラス製の基板、サファイヤ製の基板、化合物からなる基板も使用される。露光装置１００が１回の露光でパターンを転写できる領域は、投影光学系５の結像領域で決まるが、一般的には、基板９の大きさより小さい。従って、露光装置１００では、ステップアンドリピート方式と呼ばれる基板９をステップさせながらパターンの転写（基板９の露光）を繰り返す露光方式が用いられる。図３（ａ）に斜線で示す領域は１回の露光でパターンが転写されるショット領域を示しており、基板９をステップさせながら複数のショット領域を繰り返し露光することで、基板９の全体に同一のパターン「Ｃ」を転写することができる。

上述したように、はんだボールを形成する工程において、基板９の上の導電性膜とメッキ装置の電極とを接触（導通）させるためには、レジストが剥離された領域が基板９の上に存在しなければならない。かかる領域は、図３（ａ）に示すように、基板９の周辺部、具体的は、基板９の外周から所定の幅（本実施形態では、ｄ）だけ内側の外周領域９２に相当する。基板９の外周領域９２は、基板９に塗布されたレジストがネガレジストである場合には、露光中に遮光されている必要がある。換言すれば、基板９の外周ショット領域９１にパターンを転写する際には、外周ショット領域９１を図３（ｂ）に示すような転写領域に規定して露光する必要がある。

図４は、外周ショット領域９１を図３（ｂ）に示すような転写領域に規定するための遮光板１９の構成の一例を示す図であって、照明光学系１の光軸方向から見た遮光板１９を示している。遮光板１９は、露光光を遮光する遮光部分１９１と、露光光を通過させる開口部分１９２とで構成される。遮光部分１９１は、基板９の外周の円弧形状と略同一な円弧形状の円弧縁部１９１ａと、基板９の外周領域９２の遮光には直接寄与しない直線形状の直線縁部１９１ｂとを含む。但し、遮光板１９は、図４に示す構成に限定されるものではなく、完全に円形形状の縁部を含む遮光部分で構成されてもよいし、１箇所だけ円弧形状の縁部を含む遮光部分で構成されてもよい。これは、駆動部２２が遮光板１９を照明光学系１の光軸を中心とした回転方向（矢印ＡＲ１）に回転駆動させたり、円弧縁部１９１ａの頂点を結ぶ直線に平行な方向（矢印ＡＲ２）に直線駆動させたりすることが可能だからである。

図５は、制御部２１の制御下における駆動部２２による遮光板１９の位置決めを説明するための図であって、基板９の外周ショット領域９１と遮光板１９との位置関係を示している。図５に示すように、外周ショット領域９１を露光する際には、基板９の外周から幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する露光光を遮光する位置に遮光板１９を位置決めする。詳細には、照明光学系１の光軸を中心としてθだけ遮光板１９を回転駆動し、且つ、外周ショット領域９１の中心（ｘ１，ｙ１）から基板９の中心方向にＬだけシフト（直線駆動）した位置に遮光板１９の中心（ｘ，ｙ）が位置するように、遮光板１９を位置決めする。

なお、Ｌは、遮光板１９の直線駆動量であって、図５に示す数値を用いて、以下の式１で表される。

ｄ：外周領域９２の幅
θ：遮光板１９の回転駆動量（即ち、照明光学系１の光軸（基板９の中心）と外周ショット領域９１の中心とを結ぶ直線と基板９の水平線とのなす角度）
Ｌ：遮光板１９の直線駆動量
Ｌ１：遮光板１９の中心から遮光板１９の円弧縁部１９１ａまでの距離
Ｌ２：基板９の中心から外周ショット領域９１の中心までの距離
Ｌ３：基板９の中心から基板９の外周までの距離（即ち、基板９の半径）
Ｌ４：基板９の中心から遮光板１９の中心までの距離
図６を参照して、露光装置１００による露光処理について説明する。かかる露光処理は、制御部２１が露光装置１００の各部を統括的に制御することで行われる。ここでは、１枚の基板９に対する露光処理を例に説明する。

Ｓ６０２では、基板９の露光処理に関する露光処理情報（即ち、基板９を露光する際に必要となる情報）を取得する。露光処理情報は、露光条件などの他に、遮光板１９の位置決め（制御）に必要な情報を含む。露光処理情報は、例えば、露光処理の対象となる基板９にレイヤ（下地）が形成されているかどうか（即ち、第１シーケンスであるか第２シーケンスであるか）を表すシーケンス情報、基板９の上の複数のショット領域の配列を表すレイアウト情報などを含む。また、露光処理情報は、基板９を基板ステージ６に配置する際に生じる基板９の中心と基板ステージ６の中心とのずれ量を表す基板配置オフセットや外周ショット領域９１を露光する際の遮光板１９の制御モードを表す遮光板制御モード情報などを含んでもよい。

Ｓ６０４では、基板搬送ロボットを介して露光処理の対象となる基板９を露光装置１００に搬入し、かかる基板９を基板ステージ６に配置する。この際、露光処理情報に含まれる基板配置オフセットを考慮して、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致するように、基板ステージ６に基板９を保持させる。

Ｓ６０６では、Ｓ６０２で取得した露光処理条件に含まれるシーケンス情報に基づいて、露光処理の対象となる基板９にレイヤが形成されているかどうかを判定する。基板９にレイヤが形成されている場合には、Ｓ６１２に移行する。また、基板９にレイヤが形成されていない場合には、Ｓ６０８に移行する。

Ｓ６０８では、基板９に形成されたレイヤのアライメントマークをアライメント検出部４で検出（粗検）する（即ち、プリアライメントを行う）。Ｓ６１０では、Ｓ６０８における検出結果に基づいて、基板９に形成されたレイヤのアライメントマークをアライメント検出部４で精密に検出（精検）する。後述するように、Ｓ６０８及びＳ６１０における検出結果から、基板ステージ６の中心位置に相当する基板９の中心位置（基板中心位置）と基板９に形成されたレイヤにおける複数のショット領域の配列の中心位置（レイヤ中心位置）とのずれ量を求めることができる。

Ｓ６１２では、遮光板１９を駆動部２２で駆動して遮光板１９を位置決めする。具体的には、露光処理の対象となる基板９にレイヤが形成されていない場合には、Ｓ６０２で取得した露光処理条件に含まれるレイアウト情報に基づいて、図５を用いて説明したように、遮光板１９を位置決めする。また、露光処理の対象となる基板９にレイヤが形成されている場合には、Ｓ６０２で取得した露光処理条件に含まれるレイアウト情報とＳ６０８やＳ６１０での検出結果から求まる基板中心位置とレイヤ中心位置とのずれ量とに基づいて、遮光板１９を位置決めする。但し、上述したように、遮光板１９は、基板９の外周ショット領域９１を露光する際に、外周領域９２に入射する露光光を遮光するために用いられる。従って、対象ショット領域（これからパターンを転写するショット領域）が外周ショット領域９１でない場合には、照明光学系１の光路から遮光板１９を退避させればよく、遮光板１９を位置決めする必要はない。また、遮光板１９の位置決めは、基板９の上の対象ショット領域を露光位置に位置させるために必要となる基板ステージ６の移動と並行して実施することが可能である。

Ｓ６１４では、基板９の上の対象ショット領域を露光して、かかる対象ショット領域にレチクル２のパターンを転写する。

Ｓ６１６では、基板ステージ６に保持された基板９の上の全てのショット領域を露光したか（即ち、全てのショット領域にパターンを転写したか）どうかを判定する。基板９の上の全てのショット領域を露光していない場合には、次のショット領域を対象ショット領域としてＳ６１２に移行する。また、基板９の上の全てのショット領域を露光した場合には、Ｓ６１４に移行する。

Ｓ６１８では、基板搬送ロボットを介して全てのショット領域が露光された基板９を回収し、かかる基板９を露光装置１００から搬出する。

ここで、露光処理の対象となる基板９にレイヤが形成されている場合における遮光板１９の位置決め（Ｓ６１２）について説明する。図７は、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致するように基板ステージ６が基板９を保持し、且つ、基板ステージ６に保持された基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている（一致していない）場合を示す図である。図７では、基板中心位置とレイヤ中心位置とが一致している場合の外周ショット領域９１を点線で示し、基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている場合の外周ショット領域９１’を実線で示している。

図７を参照するに、基板９の基板中心位置Ｃｅｎｔ（０，０）とレイヤ中心位置Ｃｅｎｔ１（ｘ１，ｙ１）とのずれ量（レイヤずれ量）は、露光処理条件に含まれるレイアウト情報及びアライメント検出部４の検出結果から、以下の式２で求めることができる。

基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている場合において、レイヤずれ量を考慮せずに、遮光板１９を位置決めすると、図８に示すように、外周ショット領域９１’の斜線で示す部分が遮光されることになる。このような遮光板１９の制御モードを、本実施形態では、レイヤ基準制御モードと称する。

一方、基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている場合において、レイヤずれ量を考慮して遮光板１９を位置決めすると、図９に示すように、外周ショット領域９１’の斜線で示す部分が遮光されることになる。このような遮光板１９の制御モードを、本実施形態では、外形基準制御モードと称する。

図１０を参照して、レイヤ基準制御モードにおいて、基板９の外周ショット領域９１’の位置から求まる遮光板１９の回転駆動量及び遮光板１９の直線駆動量について説明する。図１０において、一点鎖線で示す円は、基板９の外周ショット領域９１’の位置から得られる基板の仮想外周９’を示している。また、Ａは、基板９の上の外周ショット領域９１’の中心位置を示し、Ｂは、レイヤ中心位置Ｃｅｎｔ１（ｘ１，ｙ１）と外周ショット領域９１’の中心位置とを結ぶ直線と基板の仮想外周９’との交点を示している。Ｃは、基板の仮想外周９’からの距離がｄとなる位置（即ち、遮光板１９で遮光される領域の境界）を示し、Ｄは、遮光板１９の中心位置を示している。

図１０を参照するに、ＢＣ間の距離は、基板の仮想外周９’から所定の幅だけ内側の外周領域の幅ｄに相当する。但し、遮光板１９で実際に遮光される領域は、斜線部分であり、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２とは異なる。ＡＤ間の距離は、遮光板１９の直線駆動量（図５における遮光板１９の直線駆動量Ｌ）に相当する。θ１は、遮光板１９の回転駆動量（即ち、レイヤ中心と外周ショット領域９１’の中心とを結ぶ直線と基板９の水平線とのなす角度）に相当する。

このように、レイヤ基準制御モードでは、外周ショット領域９１’の位置から得られる基板の仮想外周９’から所定の幅だけ内側の外周領域９２’に入射する光を遮光する位置に遮光板１９が位置決めされる。従って、レイヤ基準制御モードでは、基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれていると、遮光板１９で実際に遮光される領域（斜線部分）の幅を一定（所定の幅ｄ）にすることはできない。

図１１を参照して、外形基準制御モードにおいて、レイヤずれ量を考慮して求まる遮光板１９の回転駆動量及び遮光板１９の直線駆動量について説明する。図１１において、一点鎖線で示す円は、基板９の外周ショット領域９１’の位置から得られる基板の仮想外周９’を示している。また、Ａは、基板９の上の外周ショット領域９１’の中心位置を示し、Ｂは、基板中心位置Ｃｅｎｔ（０，０）と外周ショット領域９１’の中心位置とを結ぶ直線と基板９の外周との交点を示している。Ｃは、基板９の外周からの距離がｄとなる位置（即ち、遮光板１９で遮光される領域の境界）を示し、Ｄは、遮光板１９の中心位置を示している。

図１１を参照するに、ＢＣ間の距離は、基板９の外周から所定の幅だけ内側の外周領域の幅ｄに相当する。従って、遮光板１９で実際に遮光される領域は、斜線部分で示される基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２となる。ＡＤ間の距離は、遮光板１９の直線駆動量（図５における遮光板１９の直線駆動量Ｌ）に相当する。θ２は、遮光板１９の回転駆動量（即ち、基板中心と外周ショット領域９１’の中心とを結ぶ直線と基板９の水平線とのなす角度）に相当する。このように、外形基準制御モードでは、レイヤずれ量に基づいて、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する光を遮光する位置に遮光板１９が位置決めされる。具体的には、外周ショット領域９１’の位置から得られる基板の仮想外周９’から所定の幅ｄにレイヤずれ量を加えた幅だけ内側の外周領域９２の円形境界線に、投影光学系５の像面に投影した円弧縁部１９１ａが位置するように遮光板１９が位置決めされる。従って、外形基準制御モードでは、基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれていても、遮光板１９で実際に遮光される領域（斜線部分）の幅を一定（所定の幅ｄ）にすることができる。

本実施形態の露光装置１００では、レイヤが形成された基板の上の外周ショット領域を露光する際には、外形基準制御モード（第１制御）で遮光板１９を制御する。従って、上述したように、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する光を高精度に遮光することが可能である。また、本実施形態の露光装置１００では、外形基準制御モードだけではなく、外形基準制御モードとレイヤ基準制御モード（第２制御）とを選択的に行うことができる。レイヤが形成されていない基板９の上の外周ショット領域を露光する際には、レイヤずれ量がないため、レイヤ基準制御モードで遮光板１９を制御する。この場合には、アライメント検出部４の検出結果から外周ショット領域の位置を求めることができないため、レイアウト情報から外周ショット領域の位置を求めればよい。また、基板上の外周ショット領域から得られる実チップの生産効率（歩留まり）を優先し、遮光板１９で遮光される外周領域の幅を一定にしない（即ち、レイヤ基準制御モードを選択する）ことも考えられる。このような場合には、露光処理情報に含まれる遮光板制御モード情報でレイヤ基準制御モードを指定し、レイヤが形成された基板であっても、レイヤ基準制御モードで遮光板１９を制御すればよい。

従って、本実施形態の露光装置１００によれば、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）を提供することができる。なお、デバイスは、露光装置１００を用いてフォトレジスト（感光剤）が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることにより製造される。

なお、上述したように、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致するように基板ステージ６に基板９を保持させているため、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれることはない。但し、参考例として、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれている（一致していない）場合について考える。図１２は、基板ステージ６に保持された基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれており、且つ、基板ステージ６に保持された基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とが一致している場合を示す図である。図１２では、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致している場合の外周ショット領域９１を点線で示し、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれている場合の外周ショット領域９１’を実線で示している。

図１２を参照するに、基板ステージ６の中心位置Ｃｅｎｔ０（０，０）と基板中心位置Ｃｅｎｔ２（ｘ２，ｙ２）とのずれ量（配置ずれ量）は、露光処理条件に含まれるレイアウト情報及びアライメント検出部４の検出結果から、以下の式３で求めることができる。

基板中心位置とレイヤ中心位置とが一致している場合において、配置ずれ量は予め計測され、装置情報として保存されている基板ステージ６の中心位置と基板中心位置とのずれ量と一致する。

レイヤが形成された基板９において、基板ステージ６の中心位置と基板中心位置とがずれている場合、配置ずれ量を考慮せずに、遮光板１９を位置決めすると、図１３に示すように、外周ショット領域９１’の斜線で示す部分が遮光されることになる。従って、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する光を高精度に遮光することが可能である。なお、図１３では、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致している場合の外周ショット領域９１を点線で示し、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれている場合の外周ショット領域９１’を実線で示している。

また、レイヤが形成されていない基板９において、基板ステージ６の中心位置と基板中心位置とがずれている場合、配置ずれ量を考慮せずに、遮光板１９を位置決めすると、図１４に示すように、外周ショット領域９１’の斜線で示す部分が遮光されることになる。なお、図１４では、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致している場合においてレイアウト情報から求まる外周ショット領域９１を点線で示している。また、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれている場合においてレイアウト情報から求まる外周ショット領域９１’を実線で示している。

図１４を参照するに、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致している場合には、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する光を高精度に遮光している。但し、基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれている場合には、基板中心位置（レイヤ中心位置）も配置ずれ量だけずれてしまうため、遮光板１９で実際に遮光される領域（斜線部分）の幅を一定（所定の幅ｄ）にすることはできない。このような場合には、露光処理情報に含まれた基板配置オフセット及びレイアウト情報を用いて、基板中心位置とレイヤ中心位置とが一致するように、基板９を露光することが必要となる。これにより、基板９の外周から所定の幅ｄだけ内側の外周領域９２に入射する光を高精度に遮光することが可能となる。

図１５は、基板ステージ６に保持された基板９の中心と基板ステージ６の中心とがずれ、且つ、基板９の基板中心位置とレイヤ中心位置とがずれている場合を示す図である。図１５では、基板ステージ６の中心位置をＣｅｎｔ０（０，０）で示し、レイヤ中心位置をＣｅｎｔ２（ｘ２，ｙ２）で示し、基板中心位置をＣｅｎｔ３（ｘ３，ｙ３）で示している。また、実線で示す円は、基板９の外周を示している。点線で示す円は、レイヤ基準制御モードで遮光板１９を制御した場合に遮光板１９で遮光される領域の境界を示し、一点鎖線で示す円は、外形基準制御モードで遮光板１９を制御した場合に遮光板１９で遮光される領域の境界を示している。

図１５を参照するに、レイヤが形成された基板９において、レイヤ基準制御モードで遮光板１９を制御する場合には、露光処理情報に含まれるレイアウト情報のみに基づいて、遮光板１９を位置決めする。また、レイヤが形成された基板９において、外形基準制御モードで遮光板１９を制御する場合には、レイアウト情報と基板中心位置とレイヤ中心位置のずれ量に基づいて、遮光板１９を位置決めする。これにより、斜線で示す部分が遮光板１９で遮光される領域となる。なお、レイアウト情報と基板中心位置とレイヤ中心位置のずれ量は、基板中心位置とレイヤ中心位置とのずれ量として、以下の式４で求まる。また、基板中心位置は、基板配置オフセットから求まり、レイヤ中心位置は、アライメント検出部４の検出結果から求まる。

図１６（ａ）乃至図１６（ｅ）は、基板９の中心と基板ステージ６の中心とが一致するように基板ステージ６に基板９を保持させる方法を説明するための図である。図１６（ａ）乃至図１６（ｅ）は、基板ステージ６と基板搬送ロボット２７との間における基板９の受け渡し動作を時系列的に示している。基板９には、アライメント検出部４で検出可能なアライメントマークＡＭを含むレイヤＬＡが形成されている。また、ＤＰは、アライメント検出部４によるアライメントマークＡＭの検出位置を示している。ここでは、検出位置ＤＰを１つだけ示しているが、通常は、２つ以上準備される。

まず、図１６（ａ）に示すように、基板ステージ６は、基板搬送ロボット２７から基板９を受け取るための受け取り中心位置に移動する。基板搬送ロボット２７は基板９を保持し、基板ステージ６（チャック８）の中心位置の上方に基板９を搬送する。

次いで、図１６（ｂ）に示すように、基板ステージ６は、受け取り中心位置から配置オフセットだけ移動し、基板搬送ロボット２７から基板９を受け取る。基板搬送ロボット２７は、基板ステージ６に基板９を受け渡したら、矢印方向に退避する。なお、基板ステージ６は、基板搬送ロボット２７から基板９を受け取るための受け取り中心位置から配置オフセットだけ移動した位置に一度に移動することも可能である。

次に、図１６（ｃ）に示すように、基板９の基板中心位置と基板ステージ６の中心位置とが一致した状態において、基板ステージ６は、基板９に形成されたアライメントマークＡＭをアライメント検出部４の検出位置ＤＰに位置させるように移動する。但し、基板ステージ６を移動させても、基板中心位置とレイヤ中心位置とが一致していないため、図１６（ｄ）に示すように、アライメントマークＡＭがアライメント検出部４の検出位置ＤＰに位置していない状態となる。そこで、基板ステージ６は、図１６（ｅ）に示すように、ライメントマークＡＭがアライメント検出部４の検出位置ＤＰに位置するまで、検出位置ＤＰを模索しながら移動を継続する。アライメント検出部４の検出位置ＤＰのステージ座標系での位置は、基板ステージ６の移動量から求めることができ、かかる移動量が基板中心位置とレイヤ中心位置とのずれ量（レイヤずれ量）となる。

また、図１７（ａ）乃至図１７（ｇ）に示すように、遮光板１９を用いるのではなく、基板９の上にリング状の遮光板３０を配置することで、基板９の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光することも可能である。図１７（ａ）乃至図１７（ｅ）は、基板ステージ６と基板搬送ロボット２７との間における基板９の受け渡し動作を時系列的に示しており、図１６（ａ）乃至図１６（ｅ）と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

アライメント検出部４によるアライメントマークＡＭの検出が終了すると（図１７（ｅ））、図１７（ｆ）に示すように、遮光板搬送ハンド２９が遮光板３０を保持し、基板９の上に遮光板３０を配置するための配置位置に移動する。また、基板９を保持した基板ステージ６も同様に、基板９の上に遮光板３０を配置するために移動を開始する。但し、基板ステージ６の移動目標位置は、遮光板３０の中心位置を基板ステージ６の中心位置に一致させる位置から、基板中心位置とレイヤ中心位置とのずれ量（レイヤずれ量）だけシフトさせた位置とする。これにより、図１７（ｇ）に示すように、遮光板搬送ハンド２９は、遮光板３０の中心位置とレイヤ中心位置とが一致するように、基板９の上に遮光板３０を配置することが可能となる。ここでは、遮光板３０の中心位置とレイヤ中心位置とを一致させるために、遮光板３０の中心位置を基板ステージ６の中心位置に一致させる位置からレイヤずれ量だけシフトさせた位置に基板ステージ６を移動させている。但し、基板９の上に遮光板３０を配置するための配置位置からレイヤずれ量だけシフトさせた位置に遮光板搬送ハンド２９を移動させても、遮光板３０の中心位置とレイヤ中心位置とが一致するように、基板９の上に遮光板３０を配置することができる。

以上、本発明の好ましい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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (5)

1. 光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
   前記照明光学系における前記投影光学系の物体面と共役な面に配置され、前記基板の外周より内側の円形境界線に重なる円弧を縁に含み前記基板上の前記パターンが転写される領域を規定する遮光板と、
   前記基板上の外周ショット領域内において前記遮光板を駆動する駆動部と、
   前記基板の中心位置と前記基板に形成されたレイヤの複数のショット領域の配列の中心位置とのずれ量を検出する検出部と、
   前記外周ショット領域を露光する際に、前記検出部で検出された前記ずれ量に基づいて、前記基板の外周から所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光する位置に前記遮光板が位置決めされるように前記駆動部を制御する外形基準制御を行う制御部と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記制御部は、前記外形基準制御として、前記外周ショット領域の位置から得られる前記基板の仮想外周から前記所定の幅に前記ずれ量を加えた幅だけ内側の外周領域の円形境界線に前記投影光学系の像面に投影した前記縁が位置するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記制御部は、前記外周ショット領域を露光する際に、前記外形基準制御と、前記外周ショット領域の位置から得られる前記基板の仮想外周から前記所定の幅だけ内側の外周領域に入射する光を遮光する位置に前記遮光板が位置決めされるように前記駆動部を制御するレイヤ基準制御とを選択的に行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記制御部は、前記基板にレイヤが形成されている場合には前記外形基準制御を行い、前記基板にレイヤが形成されていない場合にはレイアウト情報から前記外周ショット領域の位置を取得して前記レイヤ基準制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
   露光された前記基板を現像するステップと、
   を有することを特徴とするデバイスの製造方法。

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