(57)【要約】【課題】比較的簡単かつ高精度に原版と基板との位置合わせを行う位置合わせ装置及び露光装置を提供する。【解決手段】位置合わせ装置は、基板２の各層に形成された原版３のアライメントマークの中心位置の座標を計測するオフアクシス計測部７と、基板２の各層に形成された原版３のアライメントマークの中心位置の座標を基板２の各層に形成された原版パターンの最小線幅に反比例する関数を重みとして重み付けした加重平均の結果に基づいて目標座標を決定する制御部１６と、を有する。【選択図】図３
2010103476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントマークとパターンを有する原版の前記パターンを基板の複数層の最上層の領域に転写する際に前記基板の前記最上層の前記領域と前記原版の前記パターンとを位置合わせする位置合わせ装置であって、
前記基板の前記最上層よりも下層にある各層に転写された前記アライメントマークの中心位置の座標を計測する計測部と、
前記計測部が計測した前記基板の各層の前記アライメントマークの中心位置の座標を前記基板の各層に形成された前記原版の前記パターンの最小線幅に反比例する関数を重みとして重み付けした加重平均の結果に基づいて前記基板の前記最上層に転写される前記アライメントマークの中心位置の目標座標を決定する制御部と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記基板の各層の前記アライメントマークの中心位置の座標にオフセット値を加算した値を前記重みで重み付けすることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
前記制御部は、直交する二方向において独立に前記アライメントマークの中心位置の目標座標を決定することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項４】
前記計測部が過去に計測した結果を格納するメモリを更に有し、
前記制御部は、前記加重平均において前記メモリに格納された情報を使用することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の位置合わせ装置と、
前記位置合わせ装置が原版を前記基板の領域に位置合わせした後で前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５に記載された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。
【請求項７】
露光装置によってＮ−１層目およびＮ層目のパターンとアライメントマークとを基板に露光するステップと、
前記露光された基板の前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目のアライメントマーク位置を計測するステップと、
前記計測された前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目のアライメントマーク位置に関する情報をメモリに記憶するステップと、
前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目を前記基板に露光した露光装置のオフセット情報をメモリに記憶するステップと、
前記記憶された前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目のアライメントマーク位置に関する情報と、前記記憶された前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目を前記基板に露光した露光装置のオフセット情報とを前記露光装置とは別のＮ＋１層目の露光を行う露光装置に取得させるステップと、
前記取得した前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目のアライメントマーク位置に関する情報と前記取得した前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目を前記基板に露光した露光装置のオフセット情報とに対して前記Ｎ−１層目および前記Ｎ層目のパターンの最小線幅に反比例する関数を重みとして重み付けした結果を用いて、前記Ｎ＋１層目に露光される前記アライメントマークの中心位置の目標座標を決定するステップと、
前記決定されたアライメントマークの中心位置の目標座標に基づいて前記Ｎ＋１層目を露光するステップと、
前記露光された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製造方法。
【請求項８】
前記Ｎ＋１層目に露光される前記アライメントマークの中心位置の目標座標は、前記Ｎ−２層目以下のアライメントマーク位置に関する情報および前記前記Ｎ−２層目以下を基板に露光した露光装置のオフセット情報も用いて決定されることを特徴とする請求項７に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置合わせ装置及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置に使用されるアライメントにおいて、特許文献１及び２は、基板上の目標層よりも下層に形成されたアライメントマークの座標を加重平均した値に目標層のアライメントマークの座標を合わせることを提案している。特許文献３は、各層のアライメントマークの位置を計測する際に算出したオフセット値をアライメントマークの位置に加算することを提案している。特許文献４は、基板上の第１層目に形成されたアライメントマークの位置を計測する際の計測誤差と各層の位置合わせ必要精度をそれぞれ重みとしての加重平均値を次の上層のパターンを露光する際の基準位置として用いる方法を提案している。また、その他の従来技術として特許文献５〜７がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１４２１１０号公報
【特許文献２】特開平５−３６５８３号公報
【特許文献３】特開平７−２６３３３２号公報
【特許文献４】特開平７−３２１０１２号公報
【特許文献５】特開２０００−２１７６６号公報
【特許文献６】特開平９−２１８７１４号公報
【特許文献７】特開平２−２９４０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜４のいずれも重みの具体的な値を開示していない。まず、原版パターンとの関連性に応じて重みを決定することが考えられる。しかし、この場合は、一般にパターン線幅が最小である最下層のパターンが原版パターンと関連性が低い場合に、最上層のパターンと最下層のパターンとの位置ずれ量が大きくなるという問題が発生する。また、シミュレーションで重みを決定することも考えられるが、かかる方法は煩雑である。
【０００５】
本発明は、比較的簡単かつ高精度に原版と基板との位置合わせを行う位置合わせ装置及び露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての位置合わせ装置は、アライメントマークとパターンを有する原版の前記パターンを基板の複数層の最上層の領域に転写する際に前記基板の前記最上層の前記領域と前記原版の前記パターンとを位置合わせする位置合わせ装置であって、前記基板の前記最上層よりも下層にある各層に転写された前記アライメントマークの中心位置の座標を計測する計測部と、前記計測部が計測した前記基板の各層の前記アライメントマークの中心位置の座標を前記基板の各層に形成された前記原版の前記パターンの最小線幅に反比例する関数を重みとして重み付けした加重平均の結果に基づいて前記基板の前記最上層に転写される前記アライメントマークの中心位置の目標座標を決定する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、比較的簡単かつ高精度に原版と基板との位置合わせを行う位置合わせ装置及び露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の露光装置のブロック図である。
【図２】図１に示す基板の断面図と平面図である。
【図３】重ね合わせ効果を説明するための概略断面図である。
【図４】データをオンラインデータベースから露光装置に送る概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施例の露光装置のブロック図である。本実施例の露光装置は、ステップアンドスキャン方式の露光装置であるが、ステップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能である。露光装置は、マスク又はレチクルなどの原版３を照明装置１７で照明し、投影光学系１を介して、ウエハや液晶基板などの基板２を露光する投影露光装置である。
【００１０】
投影光学系１は、原版３のパターンを基板２に投影する。基板２と原版３は光学的に共役の関係に配置される。基板２にはパターンが露光され、一回の露光で行われる領域をショットと呼ぶ。基板２は、基板ホルダ４を介して基板ステージ５に保持されている。原版３は、転写されるパターンとアライメントマークを有し、原版ホルダ３ａを介して原版ステージ６に保持されている。照明装置１７は、レーザーや水銀ランプなどの光源と、原版３を均一に照明する照明光学系と、を有する。
【００１１】
また、露光装置は、フォーカス計測系と位置合わせ装置を更に有する。
【００１２】
フォーカス計測系は、基板２の表面を投影光学系１の結像面に合わせこむために基板２のＺ方向の表面位置を計測する。フォーカス計測系は、斜入射計測部９と１８とを有する。
【００１３】
斜入射計測部９は、投影光学系１の両側面に配置され、基板２及び基板上のショット領域のＺ座標、Ｘ方向傾き、Ｙ方向傾きを計測し、投光ユニット９ａと受光ユニット９ｂを有する。投光ユニット９ａは、基板２にＸ方向に傾きを僅かに持った斜入射光を投射する。斜入射光は複数本の光束からなり、一定間隔で規則性を持って配置されている。斜入射光は基板面で反射し、投影光学系１の直下を基点としてＹ軸方向に対称となる位置に配置された受光ユニット９ｂに入光して位置計測され、計測結果は制御部１６に供給される。これにより、制御部１６は、投影光学系１の直下の基板内チップ領域のＺ方向、Ｘ方向傾き及びＹ方向傾き及びチップ面形状を取得することができる。
【００１４】
斜入射計測部１８は、原版３のＺ座標、Ｘ方向傾き、Ｙ方向傾きを計測し、投光ユニット１８ａと受光ユニット１８ｂを有する。投光ユニット１８ａは、原版３にＸ方向に傾きを僅かに持った斜入射光を投射する。斜入射光は複数本の光束からなり、一定間隔で規則性を持って配置されている。斜入射光は原版下面で反射し、投影光学系１の直上を基点としてＹ軸方向に対称となる位置に配置された受光ユニット１８ｂに入光して位置計測され、計測結果は制御部１６に供給される。これにより、制御部１６は、投影光学系１の直上の原版内領域のＺ方向、Ｘ方向傾き及びＹ方向傾き及び原版面形状を取得することができる。
【００１５】
位置合わせ装置は、原版パターンを基板２の複数層の一つの層（最上層）のショット（領域）に転写する際にショットと原版パターンを位置合わせするのに使用される。位置合わせ装置は、各層において基板２の各ショットと原版３の位置合わせを行う機能と基板上の複数層のパターンの間の重ね合わせ精度を確保するために各層のパターンを位置合わせする機能とを有する。本実施例では後者の機能を中心に説明する。位置合わせ装置は、基板２又は原版３を駆動する駆動系と、各種の計測部と、各種の計測部の計測結果に基づいて駆動系を制御する制御部１６と、を有する。
【００１６】
駆動系は、基板２用の駆動系と、原版３用の駆動系と、を有する。
【００１７】
基板２用の駆動系は、基板ステージ５、基板ステージバーミラー１０、基板ステージ位置計測手段１２及び基板ステージ駆動手段１４を有する。
【００１８】
基板ステージ５は、投影光学系１の光軸に垂直な面内で基板２を２次元的に位置決めするＸＹステージ、投影光学系１の光軸に平行な方向（Ｚ方向）に基板を位置決めするＺステージ、及び、基板２を微小回転させるステージを含む。基板ステージ５の上面に基板ステージバーミラー１０が固定され、基板ステージバーミラー１０に対向して基板ステージ位置計測手段１２が配置されている。
【００１９】
図１では簡略化して表示しているが、投影光学系１の光軸に垂直な面内の直交座標系をＸ軸及びＹ軸とすると、基板ステージバーミラー１０はＸ軸に垂直な反射面を有する平面鏡とＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡とを有する。
【００２０】
基板ステージ位置計測手段１２はレーザー干渉計を含む。基板ステージ位置計測手段１２は、Ｘ軸に沿って基板ステージバーミラー１０にレーザービームを照射する２個のＸ軸用の基板ステージ位置計測手段を有する。また、基板ステージ位置計測手段１２は、Ｙ軸に沿って基板ステージバーミラー１０にレーザービームを照射する基板ステージ位置計測手段を更に有する。基板ステージ位置計測手段１２は、基板ステージ５のＸ座標及びＹ座標を計測する。Ｘ軸用に配置された２個の基板ステージ位置計測手段１２の計測値差分により、基板ステージ５の回転角が計測される。基板ステージ位置計測手段１２により計測されたＸ座標、Ｙ座標及び回転角の情報が基板ステージ駆動手段１４及び制御部１６に伝達される。
【００２１】
制御部１６は、基板ステージ位置計測手段１２によって計測された基板ステージ５の座標に基づいて基板ステージ駆動手段１４を制御して基板ステージ５を位置決めする。
【００２２】
原版３用の駆動系は、原版ステージ６、原版ステージバーミラー１１、原版ステージ位置計測手段１３及び原版ステージ駆動手段１５を有する。しかし、これらの構成及び動作については基板ステージ５、基板ステージバーミラー１０、基板ステージ位置計測手段１２及び基板ステージ駆動手段１４と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
各種の計測部は、オフアクシス計測部７、位置合わせ計測部８、ＴＴＬ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅ Ｌｅｎｓ）計測部１９を有する。
【００２４】
オフアクシス計測部７は、投影光学系１の側面に設けられ、照明部、結像光学系、撮像部、制御部を含む。オフアクシス計測部７においては、後述するアライメントマーク２１〜２８の像が、Ｘ軸用の２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用撮像素子の撮像面上に集束されると共にＹ軸用の２次元ＣＣＤよりなるＹ軸用撮像素子の撮像面上に集束される。撮像素子の撮像面上にはそれぞれの像及び不図示の指標板上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子の撮像信号は共に制御部１６に供給され、アライメントマーク２１〜２８の像と指標マーク（基準位置）とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量（距離）を求めることができる。
【００２５】
位置合わせ計測部８は、原版３上に構成された原版基準マークと原版ステージ６上に構成された原版基準マークを観察して両者を位置合わせする。ＴＴＬ計測部１９は、不図示のスコープと非露光光を使用して原版３を通らずに投影光学系１を通過して戻ってきたステージ基準マークを計測する。
【００２６】
図２（ａ）は基板２の一ショットにおけるアライメントマークの配置の平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）の部分断面図である。
【００２７】
２１は第１層目に形成されたＸ軸用のアライメントマークを表している。２２は第２層目に形成されたＸ軸用のアライメントマークを表している。２３は第３層目に形成されたＸ軸用のアライメントマークを表している。２４は第４層目に形成されたＸ軸用のアライメントマークを表している。
【００２８】
２５は第１層目に形成されたＹ軸用のアライメントマークを表している。２６は第２層目に形成されたＹ軸用のアライメントマークを表している。２７は第３層目に形成されたＹ軸用のアライメントマークを表している。２８は第４層目に形成されたＹ軸用のアライメントマークを表している。
【００２９】
第１層、第２層、第３層、第４層は基板２の被露光面に垂直に最下層から最上層へ向かう方向に並んでいる。第１層が最下層である。
【００３０】
２９は基板上の第１層目の領域、３０は基板上の第２層目の領域、３１は基板上の第３層目の領域、３２は基板上の第４層目の領域である。３３は基板上に塗布されたフォトレジストである。３４は基板上の第１層目のパターン、３５は基板上の第２層目パターン、３６は基板上の第３層目のパターン、３７は基板上の第４層目パターンである。
【００３１】
３８は第１層目に形成されたＸ軸用のアライメントマーク２１の中心位置を表している。３９は第２層目に形成されたＸ軸用のアライメントマーク２２の中心位置を表している。４０は第３層目に形成されたＸ軸用のアライメントマーク２３の中心位置を表している。４１は第４層目に形成されたＸ軸用のアライメントマーク２４の中心位置を表している。
【００３２】
基板２の各層に形成されたアライメントマークとパターンは原版３に描画されている。基板上のある層のＸ軸用のアライメントマークとＹ軸用のアライメントマークの位置をオフアクシス計測部７が計測して制御部１６が重ね合わせ位置を算出することで、パターンの重ね合わせを実施することができる。
【００３３】
図３（ａ）は従来の重ね合わせの結果を示す概略断面図である。図３（ａ）に示す従来例は、第１層目と第２層目の重みを等しい値に設定して加重平均を利用して位置合わせを行っている。このとき、第１層目のパターン３４の中心位置４２と、第３層目のパターン３６の中心位置４４がＸ軸プラス側にずれていることがわかる。
【００３４】
図３（ｂ）は本実施例の重ね合わせの結果を示す概略断面図である。図３（ｂ）に示す本実施例では、第１層目のパターン３４の中心位置４５と３層目のパターン３６の中心位置４７とのズレ量が減少していることがわかる。基板に最下層のパターンが存在する場合に次層のパターンを形成するには、次層のパターンの中心位置を最下層のパターンの中心位置に一致させることが好ましい。また、最下層ではパターンの線幅が一般に最小になり、最上層に行くに従って大きくなる傾向がある。そこで、本実施例は、最小線幅に反比例する関数にて決定した重みとして、パターンの最小線幅の逆数を加重平均の重みとして使用している。
【００３５】
図４は各層の重みを設備側のデータベース５２とホスト５１から計算し、オンラインで露光装置４８〜５０に送る構成を示す概略図である。該設備側データベース５２は基板上に形成された各層パターン線幅の情報、各層に露光する際に用いた原版のオフセット情報および各層に露光する際に用いた位置合わせ装置固有のオフセット情報を管理している。そして、ホスト５１は、最小線幅に反比例する関数にて各層の重みを算出し、算出した各層の重みと原版、位置合わせ装置の各層オフセット情報をオンラインで次層のパターンを露光する露光装置にデータ転送する。
【００３６】
以下、制御部１６が行う加重平均についてより詳細に説明する。簡単のため、Ｘ軸方向の位置合わせについて説明する。
【００３７】
第１層目のパターン３４が基板２に形成されているときに第２層目のパターン３５を位置合わせする場合は、第２層目のパターン３５の中心位置４６（目標位置）を第１層目のパターン３４の中心位置４５に一致するようにする。具体的には、制御部１６は、第２層目のアライメントマーク２２の中心位置の座標３９（目標座標ＡＸ（２））を第１層目のアライメントマーク２１の中心位置の座標３８に一致させる。
【００３８】
次に、制御部１６は、第２層目までパターン３４、３５が形成されている基板２に対し、最上層である第３層目に転写されるアライメントマーク２３の中心位置４０の目標座標ＡＸ（３）を次式より算出する。ＡＸ（３）は、目標通りにアライメントマーク２３が形成されれば、基準位置から基板上の第３層目のＸ軸用のアライメントマーク２３の中心位置４０までの距離、即ち、アライメントマーク２３の中心位置４０の座標Ｘ（３）と一致する。ここで、Ｘ（１）は基準位置から基板上の第１層目のＸ軸用のアライメントマーク２１の中心位置３８までの距離、即ち、アライメントマーク２１の中心位置３８の座標である。Ｘ（２）は基準位置から第２層目のＸ軸用のアライメントマーク２２の中心位置３９までの距離、即ち、アライメントマーク２２の中心位置３９の座標である。Ｌ（１）は基板上の第１層目のパターン３４の最小線幅、Ｌ（２）は基板上の第２層目のパターン３５の最小線幅である。本実施例では、Ｌ（１）やＬ（２）を、基板２の各層に形成された原版３の実際のパターン線幅ではなく、原版３に形成されているパターン線幅に投影光学系１の縮小倍率を乗算したものを使用する。このように、制御部１６は、基板２の各層のアライメントマークの中心位置の座標を各層のパターンの線幅の逆数を重みとして重み付けして加重平均した結果に基づいて最上層に転写されるアライメントマークの中心位置の目標座標を決定している。
【００３９】
【数１】
2010103476.tif 000003
【００４０】
オフアクシス計測部７を用いてアライメントマークを計測することにより、各層に転写された転写像に倍率誤差、回転誤差、位置誤差、直交度誤差、投影系の収差による誤差が算出される。誤差算出手法は限定されないが、例えば、特許文献５〜７に記載されている方法を使用することができる。
【００４１】
ここで、誤差量をオフセット値とし、アライメントマークの中心位置の座標に加算することによって転写像のパターンの重ね合わせ精度を向上することができる。よって、第１層目のパターン３４のオフセット値をΔＸ（１）、第２層目のパターン３５のオフセット値をΔＸ（２）とすると、第３層目のアライメントマーク２３の中心位置４０の目標座標ＡＸ（３）は次式より算出される。
【００４２】
【数２】
2010103476.tif 000004
【００４３】
更に、第３層目のパターン３６を転写した後、第４層目のアライメントマーク２４の中心位置４１の目標座標ＡＸ（４）は次式により算出することができる。ΔＸ（３）は第３層目のパターン３６のオフセット値、Ｌ（３）は第３層目のパターン３６の線幅である。
【００４４】
【数３】
2010103476.tif 000005
【００４５】
ここで、任意のＮ層目に対して、基準位置から基板上のＸ軸用のＮ層目のアライメントマークの中心位置をＸ（Ｎ）、第Ｎ層目のパターンの線幅をＬ（Ｎ）、第Ｎ層目のパターンのオフセット値をΔＸ（Ｎ）とする。すると、Ｎ＋１層目のアライメントマークの目標座標ＡＸ（Ｎ＋１）は次式により算出することができる。
【００４６】
【数４】
2010103476.tif 000006
【００４７】
数式４は任意の直交座標系に適用が可能で、Ｘ軸に直交するＹ軸（即ち、直交する二方向の各方向）に関してもＸ軸と独立に適用が可能であり、Ｎ＋１層目の目標座標ＡＹ（Ｎ＋１）は次式で算出することができる。
【００４８】
【数５】
2010103476.tif 000007
【００４９】
本実施例は、座標系の設定による制限を受けることはない。また、本実施例では、Ｘ軸用のアライメントマークとＹ軸用のアライメントマークが独立しているが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の直交する二方向の位置情報を同時に計測可能な一つの位置合わせマークを用いた位置合わせ方法にも本発明は適用可能である。
【００５０】
各層のアライメントマーク座標及びオフセット情報は、位置計測時に全ての層に対してオフアクシス計測部７が計測してもよい。あるいは、以前にオフアクシス計測部７が計測したアライメントマーク位置及びオフセット情報を制御部１６に接続されたメモリ１６ａに格納（記憶）してオフアクシス計測部７は最上層の計測のみを行ってもよい。この場合、メモリ１６ａは、オフアクシス計測部７が過去に計測した結果を格納する。また、各層のパターン線幅及び必要精度によって、使用する計測部が異なる場合もある。その場合は、取得済みのアライメントマーク位置及び各層に露光する際に用いた原版のオフセット情報および各層に露光する際に用いた位置合わせ装置固有のオフセット情報を使用して計測時間を短縮してもよい。これには、アライメントマーク位置及び上記オフセット情報を、重み情報同様にデータベースよりデータ取得して用いることを含む。
ここで、リソグラフィ工程にて基板に複数の層を形成する場合の装置使用形態について概要を記載する。基板にパターンを形成する場合、高い位置合わせ精度が要求される最下層には位置合わせ精度の高い装置が使用される。そして、比較的精度の要求される第２層から第７層程度の下層には中程度の精度の装置が、それより上層のパターンの形成にはラフレイヤー用の精度の装置が使用される。また、デバイス製造設備内には位置合わせ精度が同程度の複数の装置および同じ転写像が描画された原版が複数存在する。そして、各装置および原版の可動状況に応じて、都度、基板に次層を形成する装置および原版が選択される。そのため、基板上各層に転写像を形成した装置および原版は、生産ロット単位で異なるのが通例である。そして、各層を形成した装置、原版には夫々固有のオフセットが存在する。
以上を鑑み、本発明では、基板各層に露光した各装置、原版固有のオフセット情報を収集して、装置外部のデータベース５２で管理する。その情報を、重みと合わせて次の層を露光する装置に送る。
第Ｎ層目を露光する装置と第Ｎ＋１層目を露光する装置が異なる場合を例に説明する。まず、第Ｎ層目を露光する装置での露光が終了する。前記Ｎ層目の露光が終了すると、その装置により第Ｎ層目に設けられたアライメントマーク位置の計測が行われ、第Ｎ層目のアライメントマーク位置情報が取得される。取得された第Ｎ層目のアライメントマーク位置情報及び第Ｎ層目を露光した装置のオフセット情報は装置外部のデータベース５２に送られる。第Ｎ＋１層目を露光する装置は、データベース５２から、第Ｎ層目のアライメントマーク位置情報と第Ｎ層目を露光した装置のオフセット情報を取得する。そして、そのオフセット情報を用いて第Ｎ層目のアライメントマーク位置の補正を行い、第Ｎ＋１層目の露光に反映させる。第Ｎ層目の下に第Ｎ−１層目、第Ｎ−２層目・・・と、ある場合は、第Ｎ層目、第Ｎ−１層目、第Ｎ−２層目以下のアライメントマーク位置情報および露光した露光装置のオフセット情報を取得して、第Ｎ＋１層目の露光に反映させてもよい。各装置の情報を複数の装置で共有することにより、複数の装置を用いることによるパターンの重ね合わせ精度の低下を軽減することが可能となる。
このように、基板各層に露光した各装置、原版固有のオフセット情報を位置合わせの際に用いることで、１台の装置内に所有する情報のみで位置合わせを行うよりも、位置合わせ精度を向上させることが可能となる。
ここで、所定の軸若しくは所定の層にてそれほど厳密な位置合わせを必要としない場合は計測すべきアライメントマーク数を減らすこと及び計測精度を落とすことと引き換えに位置合わせ時間を短縮することができる。
【００５１】
本実施例は基板上の全ての層にアライメントマークを形成しているが、アライメントマークがない層が存在する場合には上記算出式の該当部分にゼロを代入すればよい。更に、オフアクシス計測部７は、基板ステージ５が静止した状態でアライメントマークの座標を計測してもよいし基板ステージ５が走査状態のまま計測してもよい。
【００５２】
露光において、制御部１６は、基板２の各層に形成されたアライメントマークの中心位置の座標を基板２の各層に形成された原版３のパターンの線幅に反比例する関数にて決定した重みとして使用した加重平均の結果に基づいて目標座標を決定する。本実施例では、パターンの線幅に反比例する関数として線幅の逆数を示したが、線幅の逆数の階乗、若しくは線幅の逆数の平方根、立方根を用いることも可能である。そして、制御部１６は、照明装置１７からの光を原版３に照明して原版３のパターンを投影光学系１を介して基板２に露光する。これを基板上の複数層について繰り返す。各層のパターンは適正に位置合わせされており、重ね合わせ精度が向上している。
【００５３】
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。
【００５４】
なお、本発明の位置合わせ装置は露光装置に適用されているが、ナノインプリントにおけるモールド（原版）と基板との位置合わせに使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
位置合わせ装置は、露光装置における原版と基板とを位置合わせする用途に適用することができる。露光装置は、デバイスを製造する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１                投影光学系
２                基板
３                原版
７                オフアクシス計測部
１６             制御部
２１〜２８        アライメントマーク
３４〜３７        パターン
２９              第１層
３０              第２層
３１              第３層
３２              第４層
３８〜４１        アライメントマークの中心位置
４８〜５０      露光装置
５１             設備側オンラインホスト
５２             オンラインホストデータベース
【図１】
2010103476.tif 000008
【図２】
2010103476.tif 000009
【図３】
2010103476.tif 000010
【図４】
2010103476.tif 000011