[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法，具体涉及半导体装置的曝光 方法。

背景技术

在制造半导体元件、液晶显示元件、CCD等的摄像元件、等离子 体显示器元件、薄膜磁头等的电子器件(以下，统称为半导体装置) 时的光刻工序中，通过具有投影光学系统的投影曝光装置，在表面上 涂敷有光刻胶等感光剂的晶片(wafer)或玻璃板等衬底上转印光掩模 或标线片(reticule)(以下，统称为标线片)的图案。作为该投影曝 光装置，可以使用分步重复方式的缩小投影曝光装置(所谓逐次移动 式曝光装置(stepper))或分步扫描方式的扫描型投影曝光装置(所 谓扫描器)等。

通过投影曝光装置在衬底上转印图案时，为了抑制起因于投影光 学系统的散焦的曝光不良的发生，需要将衬底上的曝光区域(照明光 照射的区域)配置在投影光学系统的最佳成像面的焦点深度的范围 内。为此，必须高精度测量投影光学系统的最佳聚焦位置，同时控制 衬底的位置，以在该最佳聚焦位置配置衬底上的曝光区域。随着近年 的曝光图案的微细化，对该对焦精度的要求越来越高。

作为投影光学系统的最佳聚焦位置的测量方法之一，有这样的方 法：用照明光对形成在标线片上的测量标记例如线与空间标记(line and space mark)进行照明，利用空间像测量装置，测量通过投影光学 系统形成的测量标记的空间像(投影像)，基于该测量结果算出最佳 聚焦位置的方法。

可是，利用空间像测量装置进行聚焦的测量及聚焦的校正时，晶 片内部可进行镜头(shot)内5处的焦点校正处理，但是晶片外周部 的露出曝光区域(镜头)不足5处，因此信息少。计算的结果，有镜 头内的聚焦范围(focus range)或倾斜数据等不足的、低精度信息反 馈给平台(stage)驱动装置。

其结果，具有大口径的NA的焦点浅的缩小投影曝光装置中，若 转印并投影精细图案，则发生散焦，难以转印忠实于标线片的图案。

因此，即使以前次测量时的最佳聚焦位置为中心进行上述的最佳 聚焦位置的测量也有无法检测出最佳聚焦位置的情形。在这种情况 下，以正常测量时步距(step pitch)的2倍(例如0.3μm)左右比较 大的间隔，使测量用图案沿着投影光学系统的光轴方向步进并且进行 与上述同样的15步长的空间像测量，通过覆盖大测量范围(2倍于正 常的测量范围)，在进行粗略探索最佳聚焦位置的测量(也称为“粗 糙测量”)后，以所得到的该最佳聚焦位置为中心，进行上述的正常 测量(称为“精细测量”)，从而高精度地检测出最佳聚焦位置。

专利文献1：日本特开2006-108305号公报

专利文献2：日本特开2002-195912号公报

但是，即使进行上述传统的最佳聚焦位置的测量也有无法检测出 最佳聚焦位置的情形。这是因为晶片平台吸附晶片而使得晶片外周部 的露出曝光区域(镜头)的像面相对晶片中心部不均匀。此外认为是 因前工序的绝缘膜或金属膜生成在背面，从而与晶片中心部相比晶片 外周的晶片平坦度不同的缘故。

为了应对这样的问题，有收窄全部的曝光区域(镜头)而减小像 面的影响的方法，但是因为镜头数增加，会招致投影曝光系统的处理 量(through put)降低。此外，有将晶片外周部不作为曝光区域的方 法，但会降低晶片收率，且发生成本上升的问题。

发明内容

本发明鉴于上述课题构思而成，其目的在于提供包括能够通过高 精度检测出最佳聚焦位置来适当地曝光并转印所希望的图案的曝光 方法在内的半导体装置的制造方法。

为了解决上述课题，在本发明的半导体装置的制造方法中采用如 下手段。

首先，一种半导体装置的制造方法，包括对晶片上进行分割曝光 的方法，其特征在于包括：在前镜头曝光结束后判断下一镜头的全部 焦点检测位置有没有在晶片上的工序；当所述全部焦点检测位置中至 少1个焦点检测位置不在晶片上时，将镜头移动至能够对所述下一镜 头内的所述全部焦点检测位置进行焦点校正处理的位置的工序；在移 动后的镜头中进行焦点偏移及焦点校正处理的工序；利用标线片遮掩 (reticule blind)对与相邻的曝光区域重叠的区域进行遮光的工序；以 及隔着被所述标线片遮掩包围的开口区域对第一小曝光区域进行曝 光的工序。