(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置であって、
前記基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルと、
前記基板に形成されたアライメントマークから前記アライメントマークの位置におけるレジスト表面までの距離と所定の面に対する前記レジスト表面の傾きとを取得する取得部と、
前記テーブルのチルト駆動を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得部で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出し、前記補正値に従って前記テーブルの位置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記所定の面は、前記アライメントマークが形成されている面であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記距離をΔＺ、前記傾きをα、前記補正値をΔＬとした場合、
前記制御部は、前記補正値を
ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎα
により求め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】
前記距離をΔＺ、前記傾きをα、前記取得部が検出する検出信号の特性値をＣ、前記補正値をΔＬとした場合、
前記制御部は、前記補正値を
ΔＬ＝Ｃ×ΔＺ×ｓｉｎα
により求め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５】
前記所定の面が前記テーブルの面に対して傾いている場合であって、前記距離をΔＺ、前記テーブルの面に対する前記レジスト表面の傾きをα１とし、前記テーブルの面に対する前記所定の面の傾きをα２とし、前記補正値をΔＬとした場合、
前記制御部は、前記補正値を
α１＞α２のとき、ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎ（α１−α２）
により求め、
α１＜α２のとき、ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎ（−α１−α２）
により求め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６】
前記距離をΔＺ、前記傾きをα、前記基板の面の法線に対する前記取得部が前記アライメントマークの位置を検出するための光の光軸の傾きをθ１、前記光が前記レジストに入射した後の光軸の傾きをθ２、前記レジストの屈折率をＮ、前記補正値をΔＬ、前記取得部の光軸の傾きにより生じる計測値のずれの補正値をΔＳとした場合、
前記制御部は、前記取得部からの光の前記レジストに入射後の光軸の傾きθ２を
ｓｉｎ（θ１＋α）＝Ｎ×ｓｉｎ（θ２＋α）
から求め、前記取得部の光軸の傾きにより生じる計測値のずれの補正値ΔＳを、
ΔＳ＝ΔＺ×ｔａｎθ２
から求め、ΔＬ−ΔＳを新たな補正値とし、前記新たな補正値に従って前記テーブルの位置を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記取得部は、前記アライメントマークにフォーカスが合うベストフォーカスの第１位置情報と、前記アライメントマークの位置における前記レジスト表面にフォーカスが合うベストフォーカスの第２位置情報とを取得し、
前記制御部は、前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づき前記距離を求めることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記レジストが材質の異なる複数の層で構成されている場合、前記距離は、前記アライメントマークから前記レジスト表面までにおける各層の厚さであり、前記取得部は、前記所定の面に対する各層表面の傾き、および各層の材質の特性値を取得し、前記制御部は、
前記各層の厚さ、前記各層表面の傾き、および前記各層の材質の特性値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記アライメントマークが前記基板の裏面に形成されている場合、前記取得部は、前記アライメントマークから前記レジスト表面までにおける前記基板および前記レジストの各層の厚さ、前記所定の面に対する各層表面の傾き、および各層の材質の特性値を取得し、
前記制御部は、前記各層の厚さ、前記各層表面の傾き、および前記各層の材質の特性値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記基板は、シリコン基板により構成される層およびガラス基板により構成される層のうち少なくとも一つの層を含むことを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記各層の厚さをΔＺｋ、前記各層表面の傾きをαｋ、前記各層の材質の特性値を係数Ｃｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数、ｎは層数）、前記補正値をΔＬとした場合、
前記制御部は、前記補正値を
【数２】
0005984459.tif 000003
（ｋは１以上ｎ以下の整数、ｎは層数）
により求めることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
基準となるアライメントマークからレジスト表面までの距離およびレジスト表面の傾きを基板全体の代表値として計測するグローバル計測、または、基板内の異なる位置に形成されたアライメントマークに対して、当該アライメントマークからレジスト表面までの距離および前記レジスト表面の傾きを計測するダイバイダイ計測を行う計測部を更に備え、
前記取得部は、前記計測部の計測結果を取得することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記アライメントマークが前記基板の裏面に形成されている場合、前記取得部は、前記アライメントマークから前記レジスト表面までにおける前記基板および前記レジストの各層の厚さ、前記所定の面に対する各層表面の傾きを取得し、前記制御部は、前記各層の厚さ、前記各層表面の傾きを用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１４】
基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルを有し、基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置の制御方法であって、
前記基板に形成されたアライメントマークから前記アライメントマークの位置におけるレジスト表面までの距離と所定の面に対する前記レジスト表面の傾きとを取得する取得工程と、
前記テーブルのチルト駆動を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得工程で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記補正値に従って、前記テーブルの位置を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする露光装置の制御方法。
【請求項１５】
デバイス製造方法であって、
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板上のレジストを露光する工程と、
前記露光されたレジストを現像する工程と、
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光装置の制御方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造技術である微細加工技術の進展が著しい。特に光加工技術では、サブミクロンオーダーの解像力を有する縮小投影露光装置（ステッパー）が主流となり、更なる解像力の向上に向けて、光学系の開口数（ＮＡ）の拡大や、露光波長の短波長化等が図られている。例えば、露光光源は、露光波長の短波長化に伴い、ｇ線、ｉ線の高圧水銀ランプからＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザへ変移している。しかしながら、露光光がＫｒＦエキシマレーザのような短波長光に移行すると、使用硝材が限定されるため、投影露光光学系のアライメント波長に対する色収差の補正が困難となる。そこで、近年の縮小投影露光装置では、投影露光光学系の色収差の影響を受けないオフアクシスアライメント検出系（ＯＡ検出系）を採用することが要求される。
【０００３】
一方、メモリやロジック等の従来のＩＣチップ以外に、ＭＥＭＳやＣＭＯＳ等の近年の特殊なデバイスも、従来からの半導体露光装置を用いて応用的に製造されている。ところが、ＭＥＭＳ等のデバイスは、ＩＣチップとは幾つか異なる点がある。例えば、ＭＥＭＳ等のデバイスでは、ＩＣチップに対して、要求される線幅解像度や重ね合わせ精度が緩いこと、一方、要求される焦点深度が深いこと等が挙げられる。
【０００４】
更に、シリコンウエハの裏面側にアライメントマークを形成し、このアライメントマークに合わせて表面側に露光する特殊な露光工程がある。この工程は、例えば、ウエハの表面側から貫通ビアを形成し、裏面側の回路パターンと導通させる場合に実施される。ウエハの裏面側に形成されたアライメントマークを検出する方法として、例えば、特許文献１は、裏面側（ウエハチャック側）に配置された検出系によりアライメントを行うリソグラフィ装置を開示している。しかしながら、ウエハチャック側に検出系を配置する方法では、ウエハチャックの特定位置に対向する位置にあるアライメントマークのみが計測の対象となる。即ち、計測位置が限定されることになり、ウエハ裏面側の任意の位置に形成されたアライメントマークを計測することができない。
【０００５】
これに対して、シリコンが赤外光（波長１０００ｎｍ以上）に対して透過性を有する性質を利用し、赤外光を光源としたＯＡ検出系により、シリコンウエハの表面側からアライメントマークを計測する方法がある。基板表面とアライメントマークまでのシリコン厚みが存在する裏面アライメントにおいては、シリコンウエハの厚さのばらつきや、重ね合わせ精度のばらつきにより、ウエハ表面に対してウエハテーブルやチャック等の傾きにもばらつきが生じ得る。従来例では、ウエハテーブルやチャック等が傾くことで、検出精度が低下することが指摘されている。
【０００６】
具体的には、ウエハが傾いた状態で露光した場合に、露光すべき位置にずれが発生することは従来から干渉計等の計測技術において報告されている。例えば、特許文献２には、干渉計ミラーの傾きを検出し、傾斜測定器によりウエハの傾きを検出し、さらにテーブルの自重によるたわみ量を算出してアッベの誤差を算出する方法が示されている。ウエハの傾き分をアッベ誤差の補正項目に追加して精度良く計測する方法である。更に、特許文献３には、ステージの位置毎に対応した平面鏡の誤差を演算する演算部と、その演算部によって予め求められた誤差に基づき、ステージが移動する位置に応じて傾斜量を補正してステージを駆動させる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２８０２９９号公報（図１）
【特許文献２】特開平５−３１５２２１号公報（図７）
【特許文献３】特開２００３−２０３８４２号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基板表面からアライメントマークまでのシリコン厚みが存在する裏面アライメントや、厚膜レジストではアライメント時と露光時との間でウエハ表面の傾きが変化してしまうと露光時において、露光すべき位置にずれが生じ得る。すなわち、露光の際にレジスト表面の傾きが低減されるようにチルト補正をすると、真に露光すべき位置と実際に露光される位置との間にずれ（シフト誤差）が生じ得る。より高精度の露光を実現するためには、シフト誤差を補正することが課題となるが、従来の方法には、シフト誤差を補正する方法は記載されていない。
【０００９】
図１２はアライメント時と露光時との間で発生するシフト誤差を説明する図であり、図１２（ａ）はアライメントを行う状態、図１２（ｂ）は露光を行う状態を示している。図１２（ａ）では、オフアクシスアライメント検出系２４（ＯＡ検出系）により、アライメントマークＷＭを検出する。図１２（ｂ）では、不図示のマスクの回路パターン像が投影光学系２２を介してウエハＷ上に転写される。アライメントを行う状態（図１２（ａ））と露光状態（図１２（ｂ））とではウエハ表面の傾きが異なっている。
【００１０】
ウエハＷは、図１２（ａ）に示すように、ウエハチャック５１に載置され、ウエハＷの表面には、アライメントマークＷＭが形成されている。更に、ウエハＷの表面には、レジスト５０が塗布されている。基板上のレジスト５０の厚みは均一ではなく、ウエハＷの表面に沿ってばらついている。例えば、ウエハＷの表面の右端側のレジスト５０の厚みはＴ１、ウエハＷの表面の左端側のレジスト５０の厚みはＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）である。図１２（ａ）では、ウエハアライメント時に位置検出系の光軸１２０１に対し、レジスト５０の表面が傾いている場合（アライメントの光軸に対し垂直でない場合）を想定している。尚、図１２（ａ）では、レジスト５０の表面の傾きが直線的に変化する状態を例示的に示しているが、シフト誤差の考え方がこの例に限定されるものではない。
【００１１】
一方、図１２（ｂ）は、露光位置でウエハ表面計測を行い、ウエハ表面のチルトを補正して露光する状態を示している。チルト補正の結果により、レジスト５０の表面が投影光学系２２の光軸に対し垂直になるように補正されている。図１２（ｂ）に示すように、ウエハ表面の傾きがアライメント時の状態と異なることにより、図１２（ａ）のアライメント時に位置合わせされたアライメント位置は、図１２（ｂ）の露光時にずれることがわかる。このときのアライメント時の位置と露光時の位置とのずれ（Ｓｈｉｆｔ）がシフト誤差となる。
【００１２】
図１３は、シフト誤差補正を行わない方法で露光した場合を説明する図である。図１３（ａ）は、アライメント前の状態、図１３（ｂ）はウエハ表面のチルトを補正してアライメントを行い、その状態を保ち露光を行う際の状態、図１３(ｃ)は露光後の状態を示している。図１３の例では、アライメント基準となるアライメントマーク（ＷＭ１）が構成されているウエハ表面に対してレジスト５０の表面が傾いている場合を想定している。図１３（ｂ）に示すように、チルト補正をして、更に、投影光学系２２（図１２（ｂ））の光軸をＷＭ１に合わせるようにアライメントしたとしても、露光すべき位置ＲＰに対して実際に露光される位置ＷＭ２はずれる。すなわち、図１３(ｃ)のようにシフト誤差（Ｓｈｉｆｔ）が発生してしまう。つまり、アライメントマーク（ＷＭ１）が構成されているアライメント基準となる層に対して露光する表面層が傾いている場合には、図１３（ｂ）のようにウエハ表面の傾きを補正してもシフト誤差が発生してしまうというという課題がある。
【００１３】
以上の課題に対する解決方法としては、計測対象のアライメントマークが構成されている回路パターン層とウエハ表面の傾きとが平行になるようにして、アライメント計測時と露光する間でウエハ表面の傾きが変化しない様にする方法もある。しかし裏面アライメント等で主に使用されている、貼り合わせウエハだと、サポート基板と回路パターン層が構成されている基板とを接着する必要があり、基板の平面度が崩れたりする課題も発生し得る。
【００１４】
また、回路パターン層とウエハ表面の傾きが平行になるように、基板を研磨するには、回路パターン層の測定とウエハ表面を測定しながら研磨する必要があり、コストアップや、製造工程が増えてしまい歩留まりが低下するといった課題も生じ得る。
【００１５】
上記の課題を解決するべく、本発明はレジスト表面の傾きが低減されるようにテーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正して、高精度な露光が可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成する本発明の一つの側面に係る露光装置は、基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置であって、
前記基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルと、
前記基板に形成されたアライメントマークから前記アライメントマークの位置におけるレジスト表面までの距離と所定の面に対する前記レジスト表面の傾きとを取得する取得部と、
前記テーブルのチルト駆動を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得部で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出し、前記補正値に従って前記テーブルの位置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レジスト表面の傾きが低減されるようにテーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正して、高精度な露光が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図。
【図２】図１の露光装置におけるマスクステージ近傍を示す概略図。
【図３】第１実施形態に係る露光装置の位置検出部を示す概略図。
【図４】第１実施形態に係るシフト補正を説明する図。
【図５】第１実施形態に係るシフト補正の流れを説明する図。
【図６】第１実施形態に係るシフト補正をして露光を行った状態を説明する図。
【図７】第２実施形態に係るシフト補正を説明する図。
【図８】第３実施形態に係るシフト補正に用いるウエハを説明する図。
【図９】第３実施形態に係るシフト補正を説明する図。
【図１０】第３実施形態に係るシフト補正の流れを説明する図。
【図１１】倍率補正を説明する図。
【図１２】シフト誤差を説明する図。
【図１３】シフト誤差補正を行わない方法で露光した場合を説明する図。
【図１４】アライメント検出系の光軸の傾きを考慮した場合のシフト補正を説明する図。
【図１５】アライメントマークＷＭが構成されている面の傾き角度を補正値に加味する第４実施形態に係るシフト補正を説明する図。
【図１６】アライメントマークＷＭが構成されている面の傾き角度を補正値に加味する第４実施形態に係るシフト補正を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００２０】
（第１実施形態）
本発明の実施形態としてオフアクシスアライメント検出系２４（ＯＡ検出系）を有する露光装置について説明する。図１は、ＯＡ検出系を有する露光装置の構成を示す概略構成図である。光源３４は所定の波長域の照明光を射出する。光源３４から射出された照明光は、マスク１７を照明する照明光学系に入射する。照明光学系は、照明光整形光学系３５、フライアイレンズ３６、コンデンサレンズ３７、固定の視野絞り３８、可変視野絞り３９（３９Ａ、３９Ｂ）およびリレーレンズ４０から構成される。露光装置は、投影光学系２２を介して、マスク１７のパターンをウエハＷ上に投影し結像させる。これにより、スリット状の照明領域内においてマスク１７の回路パターン像が投影光学系２２を介してウエハＷ上に転写される。
【００２１】
光源３４としてはＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、金属蒸気レーザ光源、ＹＡＧレーザの高周波発生装置等のパルス光源、水銀ランプと楕円反射鏡とを組み合わせた連続光源等が使用できる。ウエハＷは不図示のウエハ搬送装置によりウエハテーブル２０上に配置されてあるウエハチャック５１に載置される。ウエハテーブル２０は、投影光学系２２の光軸方向（Ｚ軸方向）に対して位置決めを行うテーブルと、投影光学系２２の光軸に対して垂直な面内（ＸＹ平面）でウエハＷの位置決めを行うテーブルを有する。ウエハテーブル２０の位置は、干渉計２８、反射鏡２７により測定される。
【００２２】
ウエハＷに対して露光する際に、投影光学系２２が形成する像のフォーカス位置に対して、ウエハＷのフォーカス方向の位置合わせを行う必要がある。投影光学系２２に設けられているフォーカス検出部５はウエハＷのフォーカス方向の位置を検出する。
【００２３】
照明光学系、マスク、投影光学系を介した照明光によって、スリットパターンがウエハＷ上に斜め方向から投影される。ウエハＷ上に投影されたスリットパターンはウエハＷの表面で反射し、光電変換素子よって得られたスリット像の位置からフォーカス検出部５はウエハＷのフォーカス方向の測定が可能である。ウエハＷの上方には、オフアクシスアライメント検出系２４（ＯＡ検出系）が構成されている。
【００２４】
次に、図２を参照してベースライン計測を行う方法を説明する。図２は、図１で説明した露光装置におけるステージ近傍の概略構成を示す図である。マスクステージ１８は、マスク１７を保持して移動可能なステージである。マスクステージ１８の位置は、干渉計２６、反射鏡２５により測定される。マスクステージ１８上にはマスク１７が構成され、マスクステージ１８上にはマスク１７とマスクステージ１８の位置決めのための基準マークであるマスク基準マーク３３０が形成されている。マスク１７は、不図示のマスクアライメント顕微鏡を用いて、マスク基準マーク３３０と位置決めが行われる。
【００２５】
アライメント顕微鏡２３を用いて、マスク基準プレート１９上に構成されるベースライン計測用マークとウエハテーブル２０上のステージ基準マーク２１０上のマークとの相対位置を、投影光学系２２を通して検出する(第１工程)。
【００２６】
第１工程完了後、ウエハテーブル２０を移動させて、ステージ基準マーク２１０をＯＡ検出系２４の観察領域に移動させる。ステージ基準マーク２１０上に構成されたマークとＯＡ検出系２４内の基準マークとの相対位置を検出する(第２工程)。
【００２７】
第１工程と第２工程の検出結果によりベースライン量の算出を行なう。これにより、露光描画中心に対するＯＡ検出系２４の検出位置が求められる。そして、ウエハＷ上にあるマークの位置をＯＡ検出系２４により計測することにより、描画中心に対してウエハＷの位置決めを行って露光を開始することが可能になる。
【００２８】
次に、図３の概略図を参照して露光装置のＯＡ検出系２４（位置検出部）について説明する。図３に於いて、照明光源４（ファイバ等）から導光された光は、照明光学系６により、偏光ビームスプリッタ７に導かれ、リレーレンズ８、対物レンズ９を通ってウエハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭをケーラ照明する。
【００２９】
アライメントマークＡＭから発生した反射光、回折光、散乱光は、結像光学系１１によって、アライメントマークＡＭの像を光電変換素子１２（例えばＣＣＤカメラ）上に形成する。この時、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭを精度良く検出する為には、アライメントマークＡＭの像が明確に検出されなければならない。通常、投影光学系２２に構成されているフォーカス検出部５（図１）をＯＡ検出系２４自体に、フォーカス検出部５に相当するフォーカス検出系３０１（以下「ＡＦ系」という。）を構成させることも可能である。図３では、図１で示したフォーカス検出部５を省略している。
【００３０】
ＡＦ系３０１のＡＦ照明光源１６から出射した光は、照明レンズ２９により、スリット部材３１上を均一に照明する。次に、第１開口部である検出光スリット４５を通過した光ＦＩＬ（実線）は、ＡＦ照明光学系３０、ミラー３３、第２リレーレンズ１５によって、スリット像を中間結像面上に結像している。中間結像面上には、部分的に反射する部分反射部材４４が構成されている。検出光スリット４５を通過した光は、この部分反射部材４４の透過部を透過し、第１リレーレンズ１４側にそのまま導光される。第１リレーレンズ１４を透過した後、ダイクロイックミラー１３で反射され、対物レンズ瞳面１０で偏心した位置を通過する。対物レンズ９を通過した光は、瞳面上で偏心しているため、ウエハＷ面上に斜め方向から照射されて検出光ＦＩＬとなり、検出光スリット４５の像をウエハＷ上に結像させる。ウエハＷからの反射光ＦＭＬは、対物レンズ瞳面１０で入射光とは光軸の反対側を通過し、再度、ダイクロイックミラー１３、第１リレーレンズ１４、部分反射部材４４を透過し、開口絞り４３を通過する。開口絞り４３を通過した光ＦＭＬは、結像レンズ４２によって、ウエハＷ上に結像した検出光スリット４５の像を光電変換素子４１上に結像している。従って、ウエハＷのフォーカス方向の位置変化を光電変換素子４１上でのスリット位置として検出することができる。
【００３１】
尚、照明光源４は、可視光、赤外光の少なくとも一方で構成されており、ウエハＷの表面上のアライメントマークを計測する場合には、可視光波長の光源を使い、裏面側のアライメントマークを計測する場合には、赤外光波長の光源を使う。特に、Ｓｉウエハの波長に対する透過率は、波長１０００ｎｍ程度から透過性が増す特性を持っている。従って、１０００ｎｍ以上を裏面検出用、１０００ｎｍ以下の波長で、表面側を観察できるように区別して使用すればよい。このような波長特性を得るためには、ファイバの入射側（不図示）に配置したり、光源自体を切り替える方法でも良い。いずれにしても、可視光と赤外光を切り替えて、ＯＡ検出系２４に導光できる構成であればよい。
【００３２】
次に、ＯＡ検出系２４を使用して、ウエハ表面からアライメントマークまでの間隔とウエハ表面傾きとを計測して、アライメント補正（シフト補正）に反映させる方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るアライメントの補正（シフト補正）を説明する図である。ウエハＷは、図４（ａ）に示すように、ウエハテーブル２０上のウエハチャック５１に載置され、ウエハＷの表面には、アライメントマークＷＭが形成されている。更に、ウエハＷの表面には、レジスト５０が塗布されている。ウエハＷの面形状、アライメントマークＷＭの状態、若しくはレジスト５０の塗布条件等により、実際には基板上のレジスト５０の膜厚が均一となるように塗布することは難しい。そこで、本実施形態では、より実際の条件に近くなるように、図４に示すように、基板上のレジスト５０に塗布ムラが発生していると仮定する。図４（ａ）において、レジスト５０の下側のアライメントマークＷＭに対して、真に露光すべき位置は、アライメントマークＷＭの直上となる。図４（ａ）において、真に露光すべき位置をＲＰで示す。露光の際にレジスト表面の傾きαが低減されるようにチルト補正をすると、真に露光すべき位置（ＲＰ）と実際に露光される位置（ＴＰ）との間にずれ（シフト誤差）が生じ得る。このずれの補正を以下、シフト補正という。
【００３３】
本実施形態に係るシフト補正の流れを図５のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ５０１において、ＯＡ検出系２４（計測部）は、制御系９１（制御部）からのウエハＷに対するフォーカス位置差の取得指示に基づいて、フォーカス位置の計測を開始する。ＯＡ検出系２４（計測部）は、図４（ａ）に示すように、ウエハＷ上に形成されたアライメントマークＷＭを計測対象とする。このとき、制御系９１（制御部）がウエハテーブル２０をＺ方向に微小駆動させて、ＯＡ検出系２４（計測部）のＡＦ系３０１がＡＦ計測を実施して、フォーカスがアライメントマークＷＭに合う状態（ベストフォーカス）とする。ＡＦ系３０１は、フォーカスがアライメントマークＷＭに合った状態のフォーカス位置情報（ベストフォーカス位置情報）を取得する。
【００３４】
次に、ステップＳ５０２において、制御系９１（制御部）がウエハテーブル２０をＺ方向に微小駆動させる。ＡＦ系３０１はＡＦ計測を実施して、フォーカスがアライメントマークＷＭの形成位置に対応するレジスト表面に合う状態（ベストフォーカス）とする。ＡＦ系３０１は、フォーカスがアライメントマークＷＭの形成位置に対応するレジスト表面に合った状態のフォーカス位置情報（ベストフォーカス位置情報）を取得する。
【００３５】
ステップＳ５０３において、制御系９１（制御部）はウエハテーブル２０の傾きを維持（アライメントマークＷＭ上のレジスト表面の傾きを維持）してウエハテーブル２０を露光位置に移動させる（Ｓ５０３）。そして、ステップＳ５０４において、ＯＡ検出系２４（計測部）は、露光位置でレジスト表面の傾きを計測する。
【００３６】
ステップＳ５０５において、制御系９１（制御部）は、ステップＳ５０１、Ｓ５０２で取得したフォーカス位置情報に基づき、レジスト表面（ＲＰ）からアライメントマークＷＭまでの距離（間隔）を算出する。また、制御系９１（制御部）は、Ｓ５０４で取得したレジスト表面の傾きに基づき、レジスト表面とアライメントマークＷＭ位置との傾き差（アライメントマークＷＭ位置に対するレジスト表面の傾き）を算出する。
【００３７】
ステップＳ５０６において、制御系９１（制御部）はアライメントマークＷＭからレジスト表面までの距離（間隔）と、レジスト表面とアライメントマークＷＭ位置との傾き差とから、補正値ΔＬを算出する。補正値ΔＬの算出方法は後に詳細に説明する。
【００３８】
そして、ステップＳ５０７において、制御系９１（制御部）は、ウエハテーブル２０をＸＹ平面内に駆動させて、ウエハテーブル２０のチルト駆動時に生じ得る露光すべき位置のずれを補正値ΔＬにて補正（シフト補正）して露光する。以上がウエハテーブル２０のチルト駆動時における基本的なシフト補正方法である。本実施形態では、単一のアライメントマークＷＭのみを想定したが、アライメントマークが複数ある場合には、各アライメントマークに対応してステップＳ５０１〜Ｓ５０２を行い、レジスト表面からアライメントマークまでの間隔を測定すれば良い。特に、本実施形態では、ウエハの傾きが、線形一次の傾きを想定したため、レジスト表面の傾きは各マークとも共通の値を使用できる。
【００３９】
次に補正値ΔＬの算出方法について説明する。アライメントマークＷＭの位置におけるレジスト表面からアライメントマークＷＭまでの距離（間隔）をΔＺとする。アライメントマークＷＭ位置と露光位置のレジスト５０の表面の傾き差（アライメントマークＷＭ位置に対するレジスト５０の表面の傾き）をαとする。制御系９１は（１）式に従って補正値ΔＬを算出することができる。
【００４０】
ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎα・・・（１）
ウエハテーブル２０のチルト駆動時に生じ得る露光すべき位置（ＲＰ）のずれは（１）により算出される補正値ΔＬにて補正（シフト補正）することができる。
【００４１】
次に、図６を参照して、（１）式で算出された補正値を用いてシフト補正をして露光を行った状態を説明する。図６（ａ）は、アライメントを行う際の状態、図６(ｂ)は露光を行う際の状態、図６(ｃ)は露光後の状態を示している。図６（ｂ）において（１）式で算出された補正値に基づき、制御系９１は、ウエハテーブル２０の位置を補正して、アライメントマークＷＭ１に対して、真に露光すべきＲＰの位置をＷＭ２の位置に合わせる。位置合わせ後に露光すれば、レジスト表面の傾きの影響によるシフト誤差（Ｓｈｉft）は発生しなくなる。（１）式により算出された補正値が求まれば、露光時に制御系９１はウエハテーブル２０を補正値分駆動させてシフト誤差を補正すれば良い。
【００４２】
また、実際にレジスト５０の表面からアライメントマークＷＭ１までの間隔が同じであっても、ＯＡ検出系２４の光軸が傾いている場合や、プロセスの条件により計測値が異なる場合がある。その要因となるのは、ＯＡ検出系２４のテレセン傾きやレジストの屈折率が挙げられる。より精度良く補正するためにはこれらの値も考慮する必要がある。
【００４３】
アライメント検出系の光軸の傾きを考慮した場合のシフト補正に関して、図１４を用いて説明する。図１４では、ＯＡ検出系２４の光軸がウエハＷの表面に対する法線に対して傾斜角θ１傾いた状態で、アライメントマークＷＭを計測している状態を示している。図１４において、レジスト５０に入射後の光軸の傾きをθ２、計測値のズレをΔＳとすると、（２）式となる。
【００４４】
ΔＳ＝ΔＺ×ｔａｎθ２・・・（２）
ここで、レジスト５０の屈折率をＮとすると、スネルの法則より、（３）式が成立する。
【００４５】
ｓｉｎ（θ１＋α）＝Ｎ×ｓｉｎ（θ２＋α）・・・（３）
ここで、（２）式のθ２は（３）式の関係式から算出できる。したがって、ＯＡ検出系２４の光軸が傾いている場合、ウエハテーブル２０のチルト駆動の補正値ΔＬ（（１）式）とＯＡ検出系２４の傾きにより生じる計測値のズレの補正値ΔＳ（（２）式）とに分けて補正値を算出すれば良い。補正値ΔＳの算出では、アライメントマークＷＭに対するレジスト５０の表面の傾きを考慮していない。アライメントマークＷＭに対するレジスト５０の表面の傾きをαとし、レジスト表面からアライメントマークＷＭまでの距離（間隔）をΔＺとした場合、ウエハテーブル２０のチルト駆動の補正値ΔＬは（１）式により算出することができる。レジスト５０の表面の傾き（α）を考慮した場合、ΔＬ-ΔＳを補正値として露光時に反映すれば良い。
【００４６】
尚、補正値ΔＬは、ＯＡ検出系２４が検出する検出信号の特性値は、フォーカス位置、ウエハ、ウエハ表面とアライメントマーク間の材質の少なくとも１つ以上の組合せにより特性値が異なる。検出信号の特性値Ｃを加味すると、（１）式の補正値ΔＬは、以下の（４）式で求めることができる。
【００４７】
ΔＬ＝Ｃ×ΔＺ×ｓｉｎα・・・（４）
本実施形態ではウエハＷ上に塗布されたレジスト５０の層が一層の場合の例を説明したが、レジスト５０の表面とアライメントマークＷＭの間の材質は一種類（一層）のレジストに限定されず、材質の異なる複数の層で構成されていても良い。その場合には、複数の層を任意に分割、あるいはまとめて計測してアライメント補正値を算出しても良い。あるいは、レジスト表面から複数層下の計測対象のアライメントマークまでの距離（間隔）を各層ごとに測定し、ウエハテーブル２０のチルト駆動の補正値ΔＬを算出しても良い。
【００４８】
例えば、アライメントマークＷＭからレジスト表面までにおける各層の厚さをΔＺｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数、ｎは層数）、アライメントマークＷＭに対する各層表面の傾きをαｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数、ｎは層数）とする。また、各層の材質に応じた特性値（例えば、各層の屈折率、光の透過率などの特性を示す値）を係数Ｃｋ（ｋは１以上ｎ以下の整数、ｎは層数）とすると、補正値ΔＬは、以下の（５）式で求めることができる。
【００４９】
【数１】
0005984459.tif 000002
【００５０】
ΔＺは、ロット内の平均、平均値近傍等で代表する固定値であっても良い。また、レジストの厚みは、標準的なプロセスで測定しておき、各プロセスやレジストに対しする変化率を事前に取得しておき、補正係数として補正値ΔＬを算出する（４）、（５）式に反映しても良い。
【００５１】
（第２実施形態）
第１実施形態では、レジスト表面の傾きが線形一次の傾きであることを想定したが、本実施形態では、レジスト表面の傾きが線形一次とならない場合の補正値の算出方法を説明する。図７は、第２実施形態に係るシフト補正を説明する図である。ウエハＷは、図７（ａ）に示すように、ウエハテーブル２０上のウエハチャック５１に載置され、ウエハＷの表面には、複数のアライメントマークとして、アライメントマークＷＭ１、ＷＭ２が形成されている。更に、ウエハＷの表面には、レジスト５０が塗布されている。本実施形態では、より実際の条件に近くなるように、レジスト５０がウエハＷの中心部、周辺部で厚くなっている場合を想定している。
【００５２】
第１実施形態では、図４（ａ）に示すようにレジスト表面の傾きが線形一次の場合を想定していた。本実施形態では、図７（ａ）に示すように、アライメントマークＷＭ１上の表面の傾きとアライメントマークＷＭ２上の表面の傾きとがそれぞれ異なっている場合を想定する。アライメントマークＷＭ１、ＷＭ２に対して、真に露光すべき位置は、それぞれアライメントマークＷＭ１、ＷＭ２の直上の位置ＲＰ１、ＲＰ２で示す。
【００５３】
補正値の算出方法と補正処理の流れを、図５を参照して説明する。アライメントマークＷＭ１、ＷＭ２に対して、図５の工程Ｓ５０１〜Ｓ５０２の処理を行いレジスト表面の位置ＲＰ１、ＲＰ２からそれぞれに対応するアライメントマークＷＭ１、ＷＭ２までの距離（間隔）を測定する。レジスト表面の位置ＲＰ１からアライメントマークＷＭ１までの距離（間隔）をΔＺ１とし、レジスト表面の位置ＲＰ２からアライメントマークＷＭ２までの距離（間隔）をΔＺ２とする。
【００５４】
次に、制御系９１はウエハテーブル２０の傾きを維持して、ウエハテーブル２０を露光位置に移動させ（Ｓ５０３）、露光位置でレジスト表面の傾きを計測する（Ｓ５０４）。
【００５５】
ステップＳ５０５で、制御系９１は、ステップＳ５０１、Ｓ５０２で取得したフォーカス位置情報に基づき、レジスト表面（ＲＰ１、ＲＰ２）からアライメントマーク（ＷＭ１、ＷＭ２）までの間隔（ΔＺ１、ΔＺ２）を算出する。図７（ｂ）はΔＺ１を算出する場合を示し、図７（ｃ）はΔＺ２を算出する場合を示している。Ｌ１はウエハチャック５１の右端部からアライメントマークＷＭ１までの距離を示し、Ｌ２はウエハチャック５１の右端部からアライメントマークＷＭ２までの距離を示している。
【００５６】
また、制御系９１は、Ｓ５０４で取得したレジスト表面の傾きに基づき、露光位置におけるレジスト表面とアライメントマーク位置との傾き差（α、β）（アライメントマークＷＭ１、ＷＭ２位置に対するレジスト表面の傾き）を算出する。
【００５７】
ステップＳ５０６において、制御系９１はアライメントマークＷＭからレジスト表面までの距離（間隔）と、露光位置におけるレジスト表面とアライメントマーク位置との傾き差とから、（１）式を用いて補正値ΔＬ１、ΔＬ２を算出する。
【００５８】
制御系９１はウエハテーブル２０のチルト駆動時に生じ得る露光位置のずれを、アライメントマークＷＭ１位置に対応するショットで、補正値ΔＬ１とチルト補正αとによりウエハテーブル２０の位置を補正し、露光する。制御系９１はアライメントマークＷＭ２に対応するショットで、補正値ΔＬ２とチルト補正βとによりウエハテーブル２０の位置を補正し、露光する。これにより、各アライメントマーク位置に対応した各ショットでウエハテーブル２０のチルト駆動時に生じ得る露光すべき位置のずれを補正することが可能になる。
【００５９】
尚、第１実施形態においてウエハの傾きはウエハＷの全面でチルトを補正するグローバルチルトの方法を説明し、上述の第２実施形態では、ショットごとにチルトを補正する方法を示した。尚、本実施形態でも第１実施形態と同様に、ウエハＷの全面でチルトを補正するグローバルチルト補正を行うことも可能である。複数のアライメントマークがある場合は、複数のアライメントマークの中から代表アライメントマークを選択し、選択したアライメントマークの位置を基準として、選択したアライメントマーク位置におけるチルト量を代表値として設定しても良い。
【００６０】
更に、第１、第２実施形態ではアライメントマークそれぞれでレジスト表面からアライメントマークまでの厚みを計測する方法を示した。本発明の趣旨はこの例に限定されることなく、レジスト膜厚が安定したプロセスであれば、代表点で厚みを計測し、その厚みを代表値として使用しても良い。
【００６１】
ＯＡ検出系２４は、基準となるアライメントマークからレジスト表面までの距離およびアライメントマークに対するレジスト表面の傾きを基板全体の代表値として計測するグローバル計測を行うことができる。あるいは、ＯＡ検出系２４は基板内の異なる位置に形成されたアライメントマークに対してショット毎に、アライメントマークからレジスト表面までの距離およびレジスト表面の傾きを計測するダイバイダイ計測を行う。グローバルチルト、ダイバイダイチルト計測やマークの厚みの選択は必要精度から本内容を逸脱しない範囲で様々な形態を取ることができる。
【００６２】
更に、第１、２実施形態共に、一軸方向のシフト補正に関して説明したが、他軸方向についても同様に補正することが可能である。
【００６３】
（第３実施形態）
第１、２実施形態では、レジストの厚みムラが有る場合について説明してきたが、本実施形態では、Ｓｉウエハを透過してＳｉウエハＷの裏面側に構成されたアライメントマークを観察する裏面アライメントに適用した実施形態を説明する。本実施形態において、ウエハＷは少なくとも１つの層で構成されているものとする。ウエハＷは、シリコン基板により構成される層およびガラス基板により構成される層のうち少なくとも一つの層を含むものとする。図８は、第３実施形態に係るシフト補正に用いるウエハＷを説明する図であり、例えば、ウエハＷはＳｉウエハ５２（シリコン基板）とガラスウエハ５３（ガラス基板）とによって構成されている。Ｓｉウエハ５２（シリコン基板）とガラスウエハ５３（ガラス基板）とは接着剤やオプティカルコンタクト等によって接着されている。Ｓｉウエハ５２（シリコン基板）の表面には露光する為のレジスト５０が塗布されている。レジスト５０が塗布されているＳｉウエハ５２の面を表面とすると、レジスト５０が塗布されていないＳｉウエハ５２の面（裏面側）にはアライメントマークＷＭが形成されている。Ｓｉウエハ５２の面（裏面側）に形成されているアライメントマークＷＭは金属等の材料で形成されている。Ｓｉウエハ５２の裏面に対してガラスウエハ５３が接着されているため、Ｓｉウエハ５２とガラスウエハ５３との間にアライメントマークＷＭが閉じ込められた状態になっている。この様に構成されたアライメントマークに対して、ＯＡ検出系２４において、赤外光を照射し、その反射光を捉えてアライメントマークの位置を計測する。
【００６４】
ウエハＷはウエハチャック５１で真空吸着されている。ウエハチャック５１の表面から赤外光を反射する場合があり、反射した赤外光がノイズ光となって、アライメントマーク画像の画質劣化を発生してしまう場合がある。このため、ウエハチャック５１は、複数の層からなる積層構造（図８の例では２層構造）になっており、ウエハＷと接するウエハチャック５１の上面部分には、赤外光を反射しない反射防止膜５４が構成されている。尚、ウエハチャック５１には赤外光による温度上昇を抑制する為、冷却機構及び温度センサが設けられている。冷却機構及び温度センサによりウエハチャック５１の温度が一定になるように制御され、ウエハチャック５１の温度上昇がウエハＷに伝わることによって生じ得るウエハＷの収縮を抑制することができる。Ｓｉウエハ５２の裏面側にアライメントマークが構成されているウエハＷでは、Ｓｉウエハ５２とガラスウエハ５３間でバイメタル効果により張り合わせウエハの面形状が平坦ではなく、変形している場合が生じ得る。また、Ｓｉウエハ５２とガラスウエハ５３においても、単体で少なからず厚みムラが発生する場合も生じ得る。本実施形態では、ＯＡ検出系２４を使用して、上述のウエハＷのレジスト表面からアライメントマークまでの間隔とレジスト表面の傾きを計測してアライメントの補正に反映する方法について説明する。
【００６５】
図９は、第３実施形態に係るアライメントの補正（シフト補正）を説明する図である。ウエハＷは、図９（ａ）に示すように、ウエハテーブル２０上のウエハチャック５１に載置され、図８で説明したウエハＷ（Ｓｉウエハ５２、ガラスウエハ５３）が構成されている。Ｓｉウエハ５２の裏面には、アライメントマークＷＭが形成されている。更に、Ｓｉウエハ５２の表面には、不図示のレジストが塗布されている。本実施形態では、より実際の条件に近くなるように、図９に示すように、Ｓｉウエハ５２に厚みムラが発生していると仮定する。尚、本実施形態ではレジストの厚みは、Ｓｉウエハ５２に対し十分小さいものと想定し、レジストの厚みムラもない状態を想定している。
【００６６】
次に、本実施形態に係るシフト補正の流れを図１０のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１００１において、ＯＡ検出系２４は、制御系９１からのウエハＷに対するフォーカス位置差の取得指示に基づいて、フォーカス位置の計測を開始する。ＯＡ検出系２４は、図９（ａ）に示すように、アライメントマークＷＭを計測対象とする。このとき、制御系９１がウエハテーブル２０をＺ方向に微小駆動させて、ＯＡ検出系２４のＡＦ系３０１がＡＦ計測を実施して、フォーカスがアライメントマークＷＭに合う状態（ベストフォーカス）とする。ＡＦ系３０１は、フォーカスがアライメントマークＷＭに合った状態のフォーカス位置情報（ベストフォーカス位置情報）を取得する。
【００６７】
次に、ステップＳ１００２において、制御系９１がウエハテーブル２０をＺ方向に微小駆動させる。ＡＦ系３０１はＡＦ計測を実施して、フォーカスがアライメントマークの形成位置に対応するＳｉウエハ５２表面に合う状態（ベストフォーカス）とする。ＡＦ系３０１は、フォーカスがアライメントマークＷＭの形成位置に対応するレジスト表面に合った状態のフォーカス位置情報（ベストフォーカス位置情報）を取得する。
【００６８】
次に、ステップＳ１００３において、ＯＡ検出系２４は、図９（ｂ）に示すように、アライメントマーク位置で基板表面の傾きを計測する。ステップＳ１００４において、制御系９１はウエハテーブル２０の傾きを維持（アライメントマークＷＭにおけるウエハ表面の傾きを維持）してウエハテーブル２０を露光位置に移動させる。
【００６９】
次に、ステップＳ１００５において、制御系９１は、ステップＳ１００１、Ｓ１００２で取得したフォーカス位置情報に基づき、Ｓｉウエハ５２表面からアライメントマークＷＭまでの距離（間隔）を算出する。また、制御系９１は、ステップＳ１００３で取得した基板表面の傾きに基づき、露光位置におけるウエハ表面とアライメントマークＷＭ位置との傾き差（アライメントマークＷＭ位置に対する基板表面の傾き）を算出する。
【００７０】
ステップＳ１００６において、制御系９１は先のステップＳ１００５で算出されたアライメントマークＷＭから基板表面までの距離（間隔）と、露光位置における基板表面とアライメントマークＷＭ位置との傾き差とから、補正値ΔＬを算出する。
【００７１】
そして、ステップＳ１００７において、制御系９１は、図９（ｃ）に示すように、ウエハテーブル２０をＸＹ平面内に駆動させる。制御系９１は、ウエハテーブル２０のチルト駆動時に生じ得る露光すべき位置のずれを補正値ΔＬにて補正（シフト補正）して露光する。
【００７２】
尚、本実施形態において、「ウエハ」と表記しているものは、ウエハＷとレジストとを組み合わせたものを示しており、レジストの膜厚はウエハＷの厚さに比べて薄いため「ウエハ表面」とは、実質的には不図示のレジストの表面でもある。
【００７３】
アライメントマークＷＭの位置におけるウエハ表面からアライメントマークまでの距離（間隔）をΔＺとする。アライメントマークＷＭ位置と露光位置のウエハ表面の傾き差（アライメントマークＷＭ位置に対するウエハ表面の傾き）をαとする。制御系９１は、（１）式に従って補正値ΔＬを算出することができる。
【００７４】
尚、本実施形態では、ウエハのアライメント、フォーカス、チルト計測といった計測シーケンスと露光シーケンスを直列で行うシステム（例えば、シングルステージシステム）の補正方法に関して説明した。しかし、これに限定することはなく、計測シーケンスと露光シーケンスを並列で行うシステム（例えば、ツインステージシステム）にも適用することができる。
【００７５】
ツインステージシステムに適用する第一の方法としては、例えば、計測シーケンスで、ウエハ表面からアライメントマークまでの間隔を算出しておく。そして、計測シーケンス時と露光シーケンス時のウエハ表面の傾き差を計測して補正値を算出して補正すれば良い。
【００７６】
また、第二の方法としては、計測シーケンスで、ウエハ表面からアライメントマークまでの間隔、ウエハ表面の傾きを計測して、補正値を算出してその傾きを保ったまま、露光シーケンスに移り補正すれば良い。
【００７７】
ウエハの傾きを計測する際、傾きの基準としては、ウエハテーブル上の基準マークに対するウエハの傾きを計測しておく。そして、露光シーケンス時に基準マークの傾きを計測して、計測シーケンス、露光シーケンス間のウエハ傾きを算出する方法をとれば良い。
【００７８】
また、本実施形態のように、露光する表面層重ね合わせ精度を向上させるためには倍率補正を行った方が良い。図１１は、倍率補正を説明する図であり、ウエハテーブル２０上のウエハチャック５１にはＳｉウエハ５２とガラスウエハ５３とによって構成されるウエハＷが載置されている。図８に示すようにＳｉウエハ５２下には、アライメントマークＷＭが形成されている。さらに、ウエハチャック５１は水平軸（Ｘ軸）に対して角度α傾いている。この図において、アライメントマークが構成されているＳｉウエハ５２の断面長はLであるが、露光を行う表面層の断面長はＬ/ｃｏｓαとなる。つまり露光時には１/ｃｏｓαを倍率補正して露光すれば良い。
【００７９】
尚、第１〜第３実施形態では、露光装置内に構成されているＯＡ検出系２４を用いて、フォーカス位置情報を計測したが、これに限定されることなく、アライメントマークのベストフォーカスを求める際には、ＴＴＬ検出系のスコープで計測しても良い。また、ウエハ表面の計測においては、露光装置内のフォーカス、位置検出系で計測することに限定されることなく、露光装置外で予め計測して、計測結果を取得してアライメント結果に反映させても良い。この場合、制御系９１は、外部の位置検出系で計測されたアライメントマークからレジスト表面までの距離とレジスト表面の傾きを取得する取得部として機能する。この際、制御系９１は、レジストを構成する材質の特性値を、予め保持する保持部から取得する。この保持部は、露光装置の内部に設けてもよいし、露光装置の外部に構成することも可能である。
【００８０】
上述の各実施形態によれば、真に露光すべき位置と実際に露光される位置との間にずれを補正して、高精度な位置合わせにより露光を行うことが可能になる。
【００８１】
（第４実施形態）
これまでの実施形態では、アライメントマークＷＭが構成されるウエハＷの上面、ガラスウエハ５３の上面はウエハチャック５１の面に対し傾いていない場合を説明した。しかし、実際には、アライメントマークの構成面が傾いている場合も生じ得る。例えば、ウエハの研磨ムラ等でウエハＷの上面やガラスウエハ５３の上面が傾く場合も発生し得る。
【００８２】
図１５は、アライメントマークの構成面が傾いている場合を説明する概略図である。なお、図１５では、これまでと同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態においても、図１５に示すように、ガラスウエハ５３はウエハチャック５１に載置（保持）されている。図１５（ａ）は不図示のレジスト表面の傾きを補正していない状態を示し、図１５（ｂ）は不図示のレジスト表面の傾きを補正した状態を示している。更に、本実施形態では、ガラスウエハ５３の表面（アライメントマークＷＭが構成されている面）は、不図示のウエハステージの走査面（ウエハチャック５１面と同等とする）に対して角度α２だけ傾きを有すると仮定する。Ｓｉウエハ５２（シリコン基板）の表面には露光する為のレジストが塗布されている。レジストが塗布されているＳｉウエハ５２の表面（レジスト表面）は不図示のウエハステージの走査面（ウエハチャック５１面と同等とする）に対して傾き角度α１を有すると仮定する。
【００８３】
これまでの実施形態で示した方法を用いる場合は、アライメントマークＷＭが構成されている面の傾き角度α２を補正値に加味する必要がある。ここで、傾き角度α２を補正値に加味する方法としては、補正値ΔＬを算出するための式（１）、（４）、（５）式における傾きの項（α）を傾き角度差α１-α２として算出すれば良い。例えば、補正値ΔＬを算出する（１）式は、以下の（６）式とすれば良い。
【００８４】
ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎ（α１−α２）・・・（６）
図１５に示す例では、傾き角度の関係がα１＞α２の場合を例示的に説明したが、この場合に限定されることなく、例えば、傾き角度の関係がα１＜α２の場合であっても良い。図１６は、Ｓｉウエハ５２の表面（塗布されているレジスト表面）の傾き角度α１とアライメントマークが構成されている面の傾き角度α２との関係がα１＜α２となる場合で、α１が負の値となる場合を示す。図１６（ａ）は不図示のレジスト表面の傾きを補正していない状態を示し、図１６（ｂ）は不図示のレジスト表面の傾きを補正した状態を示している。例えば、補正値ΔＬを算出する（１）式は、この場合以下の（７）式とすれば良い。
【００８５】
ΔＬ＝ΔＺ×ｓｉｎ（−α１−α２）
＝−ΔＺ×ｓｉｎ（α１＋α２）・・・（７）
符号の向きは、補正する方向を示している。本実施形態では、Ｓｉウエハ５２の表面（塗布されているレジスト表面）やアライメントマークＷＭが構成されている面（ガラスウエハ５３の上面）が傾く場合を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、ウエハチャック５１面が傾いている場合であっても良い。また、ステージの走査面とウエハチャック５１面との間に角度差があっても、上記の角度（α１、α２）が取得できれば良い。
【００８６】
また、Ｓｉウエハ５２の表面（塗布されているレジスト表面）やアライメントマークＷＭが構成されている面（ガラスウエハ５３の上面）の傾きは、３点以上のアライメントマークＷＭの位置で、ＯＡ検出系２４によりアライメントマークＷＭのベストフォーカス位置情報を取得すれば、面の傾きを求めることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、ＸＺ平面におけるシフト補正を例示して説明したが、ＹＺ平面でも同様の手法により補正値を求めることができる。また、アライメントマークが構成されている面が傾いている場合として、ウエハＷがＳｉウエハ５２とガラスウエハ５３とによって構成されている例を用いて説明しているが、例えば、図４、図６のような構成にも適用可能である。この場合、アライメントマークが構成されている面（ウエハＷの表面）の傾き角度をα２、塗布されているレジスト表面の傾き角度α１とすればよい。Ｓｉウエハ５２の表面（レジスト表面）やアライメントマークＷＭが構成されている面（ガラスウエハ５３の上面）の傾きは、グローバルで計測しても良いし、領域を選択してダイバイダイにより計測しても良い。
【００８８】
また、上記の実施形態に係る補正方法の適用は半導体製造装置に限定されない。投影光学システムの露光装置だけでなく、例えば、ミラー反射型の液晶露光装置においても同様に適用可能である。
【００８９】
（第５実施形態）
次に、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図１】
0005984459.tif 000004
【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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【図１５】
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【図１６】
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