(57)【要約】【課題】  高いフォーカス精度により高精度な露光を実現する露光装置及び方法を提供する。【解決手段】  レチクルと被露光体とを走査させながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体に露光する露光装置であって、被計測体の表面の、前記投影光学系の光軸方向の位置を計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて前記被計測体の表面の前記光軸方向の位置の制御を行う制御部とを有し、前記計測部は、前記被計測体の表面にある同一の計測点の位置を複数回計測し、前記制御部は、前記同一の計測点で得た複数回の計測結果の平均値を前記同一の計測点での計測値として使用し、前記被計測体は前記レチクル又は前記被露光体であることを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】    図４
2007035783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルと被露光体とを走査させながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体に露光する露光装置であって、
被計測体の表面の、前記投影光学系の光軸方向の位置を計測する計測部と、
前記計測部による計測結果に基づいて前記被計測体の表面の前記光軸方向の位置の制御を行う制御部とを有し、
前記計測部は、前記被計測体の表面にある同一の計測点の位置を複数回計測し、
前記制御部は、前記同一の計測点で得た複数回の計測結果の平均値を前記同一の計測点での計測値として使用し、
前記被計測体は前記レチクル又は前記被露光体であることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測部は、複数のマーク像を前記被計測体の表面に投影し、前記被計測体の表面の前記マーク像を検出することによって前記被計測体の表面の位置を計測し、前記複数のマーク像のうち少なくとも２つのマーク像を前記被計測体の同一の計測点に投影し、
前記制御部は、前記少なくとも２つのマーク像を検出することで得た計測結果の平均値を前記同一の計測点での計測値として使用する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数のマーク像の第１の間隔をＰｍ、前記複数のマーク像の投射される前記計測点の走査方向に沿った第２の間隔をＰｓ、ｎを自然数、ｈを前記マーク像の数とすると次式が成立することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
ｎ＜ｈ、かつ、Ｐｓ＝ｎ×Ｐｍ、又は、Ｐｓ＝１／ｎ×Ｐｍ
【請求項４】
前記計測部は前記投射方向に複数列の計測光を投射し、ｈは前記複数列の計測光に含まれる前記マーク像の合計であることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数のマーク像は、等間隔で配置され、中央が前記被計測体の表面に結像していることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つのマーク像は前記被計測体の表面におけるデフォーカス量の和が１０％以内であることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項７】
前記複数のマーク像が整列する方向は、投射される方向に非垂直であることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項８】
前記複数のマーク像を投射する方向と露光時に前記被計測体を走査する方向とは平行であることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
前記複数のマーク像を投射する方向と露光時に前記被計測体を走査する方向とは非平行であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項１０】
前記露光装置は、前記被計測体を支持及び駆動するステージを更に有し、
前記計測部は、前記ステージを０度の状態と１８０度回転した状態で計測を行うことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項１記載の露光装置を使用して被露光体を露光するステップと、
露光された前記被露光体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１２】
レチクルと被露光体とを走査させながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体に露光する露光方法であって、
被計測体の表面の被計測点の、前記投影光学系の光軸方向の位置を複数回計測して複数回の計測結果の平均によって算出するステップと、
算出ステップで算出された前記被計測体の位置に基づいて前記被検出体の表面の位置の制御を行うステップとを有し、
前記被計測体は前記レチクル又は前記被露光体であることを特徴とする露光方法。
【請求項１３】
前記被計測体の表面の露光領域内であって未だに露光されていない領域を前記走査露光に先立って、少なくとも２回、走査方向において異なる位置を計測する計測ステップを更に有することを特徴とする請求項１２記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、露光装置に係り、特に、レチクルパターンを被露光体に走査露光するための露光装置及び露光方法に関する。本発明は、例えば、ウェハ面の位置を計測する計測系を備えた露光装置及び方法に好適である。なお、本発明において計測及びフォーカス制御される対象（即ち、被計測体又は被制御体）は、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被露光体に限定されず、回路パターンが形成されたレチクル（マスク）を含む。
【背景技術】
【０００２】
レチクルパターンを投影光学系によってウェハに露光する投影露光装置は従来から使用されており、高解像度で大画面を高精度及び経済性良く露光する露光装置が益々要求されている。高解像度化のために露光光の短波長化と投影光学系の開口数（ＮＡ）の増加が進められている。また、露光領域の拡大のために、従来の所謂ステッパーは、露光領域をスリット形状としてレチクルとウェハを相対的に走査するステップアンドスキャン方式の露光装置（以下、「スキャナー」という。）に移行しつつある。
【０００３】
更に、高精度な露光のために、スキャナーは、ウェハ面を投影光学系の最良結像面に逐次合わせ込むフォーカス・レべリング制御（本出願では、単に「フォーカス制御」という場合がある。）を行う。フォーカス制御は、露光前にウェハ面の計測点の位置計測結果を取得し、計測結果を基に制御部が計測点の位置及び傾き情報を取得し、ウェハを支持するウェハステージを補正駆動する。計測情報は、複数の斜入射計測系を備えたフォーカスチルト計測系を利用して取得する。計測手段としては、露光中に次の露光位置の情報を先読みし、露光と計測を同じステーション上で行うシングルタイプと、露光ステーションと分離した計測ステーションを有するツインタイプがある。制御部は、各計測点における計測値と最良結像面との差を計測オフセットとして保持する（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【特許文献１】特許第３３０４５３５号明細書
【特許文献２】特開平１１−１６８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光光の短波長化と投影光学系の高ＮＡ化により焦点深度が減少し、ウェハ表面を最良結像面に合わせ込む精度（フォーカスチルト精度）が厳しくなってきた。加えて、経済性（スループット）の向上から、計測点数が減少し、計測オフセットの精度が低下してきたため、少ない計測点数で計測オフセットの精度を向上する必要性が高まっている。
【０００５】
ここで、ウェハ面に転写パターンなどによる段差があると、光軸方向のデフォーカス量に応じて斜入射計測光の光散乱による計測オフセットが発生する。例えば、図４（ａ）に示すように、計測系からの光の入射方向ＤＩ（Ｘ方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）に延びた段差Ｐがウェハ面にある場合、段差Ｐからは図４（ｂ）に示すように、一度大きく振れてから実際の高さを示す信号が得られる。このような振れは誤計測の原因となるために好ましくない。ここで、図４（ａ）は、段差Ｐを有するウェハ面４１の概略断面図である。図４（ｂ）は、ウェハ面４１の位置検出信号波形図である。
【０００６】
本発明は、高いフォーカス精度により高精度な露光を実現する露光装置及び方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての露光装置は、レチクルと被露光体とを走査させながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体に露光する露光装置であって、被計測体の表面の、前記投影光学系の光軸方向の位置を計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて前記被計測体の表面の前記光軸方向の位置の制御を行う制御部とを有し、前記計測部は、前記被計測体の表面にある同一の計測点の位置を複数回計測し、前記制御部は、前記同一の計測点で得た複数回の計測結果の平均値を前記同一の計測点での計測値として使用し、前記被計測体は前記レチクル又は前記被露光体であることを特徴とする。
【０００８】
上述の露光装置を使用して被露光体を露光するステップと、露光された前記被露光体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も本発明の別の側面を構成する。上述の露光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光方法は、レチクルと被露光体とを走査させながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体に露光する露光方法であって、被計測体の表面の被計測点の、前記投影光学系の光軸方向の位置を複数回計測して複数回の計測結果の平均によって算出するステップと、算出ステップで算出された前記被計測体の位置に基づいて前記被検出体の表面の位置の制御を行うステップとを有し、前記被計測体は前記レチクル又は前記被露光体であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高いフォーカス精度により高精度な露光を実現する露光装置及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置１について説明する。ここで、図１は、露光装置１の概略ブロック図である。露光装置１は、レチクル２０に形成された回路パターンをウェハ４０に露光するスキャナーである。露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５と、投影光学系３０と、ウェハ４０を載置するウェハステージ４５と、フォーカスチルト計測系５０と、制御部６０とを有する。
【００１３】
照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
【００１４】
光源部１２は、例えば、レーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。
【００１５】
照明光学系１４は、光源部１２から射出した光束を用いて被照明面を照明する光学系である。照明光学系１４は、光束を露光に適した形状の露光スリットに成形してレチクル２０を照明する。照明光学系１４は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含み、例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で配置する。照明光学系１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００１６】
レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ２５に支持及び駆動される。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系３０を通り、ウェハ４０上に投影される。レチクル２０とウェハ４０とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル２０とウェハ４０を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル２０のパターンをウェハ４０上に転写する。
【００１７】
レチクルステージ２５は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動させることができる。
【００１８】
投影光学系３０は、レチクルパターンを経た回折光をウェハ４０上に結像する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００１９】
ウェハ４０は、被露光体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。ウェハ４０は、別の実施形態では、液晶基板やその他の被処理体に置換される。なお、ウェハ面の位置は、フォーカスチルト計測系５０によって計測される。
【００２０】
ウェハステージ４５は、図示しないウェハチャックによってウェハ４０を支持し、駆動機構４８によって駆動される。ウェハステージ４５は、レチクルステージ２５と同様に、リニアモーターを利用して、ＸＹＺ軸の各軸方向及び各軸の回転方向にウェハ４０を移動させる。また、レチクルステージ２５の位置とウェハステージ４５の位置は、レーザー干渉計４４により監視され、両者は一定の速度比で駆動される。ウェハステージ４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ２５及び投影光学系３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００２１】
フォーカスチルト計測系５０は、図２（ａ）に示す斜入射計測系５１を複数有し、露光中に、ウェハ面のＺ方向の位置を計測する。図１に示すフォーカスチルト計測系５０はシングルタイプの計測手段である。走査露光では、露光スリットをウェハ面上で往復させるため、走査方向は二方向となる。
【００２２】
シングルタイプの計測手段を備えたスキャナーは、露光中に露光スリットが次の露光領域に差し掛かる前にその露光領域の光軸方向の位置を計測し、その露光領域のウェハ面を露光時に投影光学系の最良結像面に合わせ込む補正を行う。走査方向が二方向であること、露光前にウェハ面の位置を計測する必要があることから露光スリットの前後に計測点を配置する。
【００２３】
例えば、図２１に示すように、１ショットの露光領域ＥＥ１に対して露光スリットＥＳの走査方向ＳＤに７点、走査方向と直交するスリット長手方向ＳＬに３点の計測点ｃｈを配置する。斜入射計測系５１をスリット長手方向ＳＬに３つ配置してスリット長手方向ＳＬの３点の計測点ｃｈを計測し、ウェハステージ４５を走査方向ＤＳに走査して走査方向ＤＳの７点の計測点ｃｈの計測を行う。
【００２４】
フォーカス制御においては、例えば、露光スリットＰＥが走査方向ＤＳでｊ＝５の位置を露光中にｊ＝６番目の３点の計測点ｃｈでウェハ面４１の位置（フォーカス）を計測する。
【００２５】
斜入射計測系５１は、各計測点に一又は複数のパターン（「マーク」と呼ばれる場合もある。）を斜めから投射してその反射光を検出部で受光する。ウェハ面が変位すれば検出部の走査方向の位置が変位する性質を利用して各計測点の位置（即ち、投影光学系の光軸方向の高さ）情報を取得する。斜入射計測系５１は、図２（ａ）に示すように、スリット板５２と、投光光学系５４と、受光光学系５６と、撮像素子５８とを有する。ここで、図２（ａ）は、斜入射計測系５１の概略断面図である。斜入射計測系５１を複数配置することでウェハ面４１上の複数の計測点で位置及び傾きを算出することができる。
【００２６】
スリット板５２には、図３に示すように、３つの等間隔に配置されたスリットパターン又はマーク５３が形成される。なお、マークの数は３つに限定されず、５、７、９などであってもよいし、偶数であってもよいし、後述するように、１つであってもよい。また、マークの形状はライン状に限定されず円形状その他の形状でもよい。ここで、図３は、スリット板５２の概略平面図である。投光光学系５４は、マーク５３の像をウェハ面４１に投影する。受光光学系５６は、ウェハ面４１からの反射光をＣＣＤなどの撮像素子５８に導き、マーク５３の像の像を撮像素子５８の受光面に投影する。
【００２７】
斜入射計測系５１の動作において、図２（ａ）に示すように、図示しない光源からの照明光ＩＬがスリット板５２に照射され、マーク５３の像（ｍ１，ｍ２，ｍ３）は投光光学系５４によってウェハ面４１に低入射角度で投影される。マーク像ｍｈ（但し、ｈ＝１，２，３）はウェハ面４１で反射され、受光光学系５６によって撮像素子５８に再結像する。図示しない光源は、例えば、ＬＥＤやハロゲンランプなどの非露光光を射出する光源である。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、ウェハ面４１と投光光学系５４の結像面ＦＰとは一致しない。ここで、図２（ｂ）は、投光光学系５４がウェハ面４１に投光するマーク像ｍｈを示す概略断面図である。その結果、複数のマーク像ｍｈのうちマーク像ｍ２の結像点ｆ２のみがウェハ面４１と投光光学系結像面ＦＰとが交差する焦点に合致するが、他のマーク像ｍ１及びｍ３は結像点ｆ１及びｆ３はウェハ面から距離Ｄｍだけデフォーカスする。よって、マーク像ｍ１及びｍ３は、結像面ＦＰを中心にデフォーカス量が対称となる。その結果、図２（ｃ）に示すような大きさの異なるマーク像ｍ１乃至ｍ３がウェハ面４１に投影される。ここで、図２（ｃ）は、ウェハ面４１上のマーク像の概略平面図である。
【００２９】
なお、マーク５３の数が偶数である場合には、４つのマークの中心の結像面がウェハ面４１と一致していてもよいし、図１０（ｂ）を参照して後述するようにその他の場所の結像面がウェハ面と一致していてもよい。マーク５３の数がそれ以外の数の場合も同様にウェハ面４１と一致する結像面の位置は限定されない。
【００３０】
ウェハ面４１に段差Ｐがある場合、図２（ｄ）に示すように、撮像素子５８上のマーク像ｍｈに歪みが生じ、図４（ｂ）に示すような計測オフセット（誤計測）が生じる。この誤計測量は、図５に示すように、マーク像ｍｈのウェハ面４１上でのデフォーカス量に比例する。ここで、図２（ｄ）は、ウェハ面４１のマーク像に対応する位置に段差Ｐがある場合の各マーク像に対する撮像素子５８の出力信号波形図である。図５は、デフォーカス量と計測オフセットの関係を示すグラフである。
【００３１】
図５の直線の傾きは段差Ｐの高さ、方向、プロセス処理などに依存する。段差Ｐがマーク像ｍ１に対応する位置にある場合とマーク像ｍ３に対応する位置にある場合で誤計測が発生し、両マークのデフォーカス量は正負逆で絶対値が同じなのでオフセット量は正負逆で絶対値が同じある。従って、誤形測量は正負逆で絶対値が同じである。また、マーク像ｍ２はデフォーカス量が０なので計測オフセットも０である。
【００３２】
この性質を利用すると誤計測量を相殺することができる。即ち、マークｍ１に対応する面位置計測値が図４（ｂ）に示すようになり、マークｍ３に対応する面位置検出値は図４（ｃ）に示すようになる。上述のように、マークｍ１及びｍ３のデフォーカス量が同量異符号であるため、図５の性質から、誤計測量も同量異符号になる。このため、図４（ｄ）に示すように、２つの検出結果の平均値を導き出せば誤計測を打消して段差Ｐの面位置を正確に検出することができる。
【００３３】
制御部６０は、ＣＰＵやメモリを有し、照明装置１０、レチクルステージ２５、ウェハステージ４５、フォーカスチルト計測系５０と電気的に接続され、露光装置１の動作を制御する。制御部６０は、撮像素子５８からの出力信号（即ち、計測結果）を取得して図４（ｄ）に示す演算処理などを行ってウェハ面４１の位置及び傾きを算出する。例えば、図２１において、制御部６０は、ｊ＝５の位置の計測点ｃｈの位置情報からｊ＝５のウェハ面４１の位置とスリット長手方向ＳＬの傾き（チルト）を算出する。そして、ｊ＝５番目の位置の露光が終了した後に、制御部６０はウェハステージ４１を駆動制御してフォーカス及びチルトの補正を行いながらｊ＝６番目の位置の露光を行う。即ち、ウェハ面４１がＺ軸方向に変位すればマーク像ｍｈは撮像素子５８のＸ軸方向に変位する。制御部６０は、かかるマーク像の位置を算出することにより、ウェハ面４１の位置を計測点毎に算出する。かかる算出結果に基づいて制御部６０はフォーカス・レベリング制御を行う。
【００３４】
露光装置１の動作において、照明装置１０からに光によりレチクルパターンを均一に照明する。レチクルステージ２５とウェハステージ４５を投影倍率の比率分の速度で相対的に走査し、制御部６０はステージ４５の位置を干渉計４４を介して取得してレチクル上のショット領域の露光を行う。ワンショット露光が終了した後にはウェハステージ４５は次のショットへステップ移動し、先ほどとは逆方向に走査して次のショットを露光する。かかる動作を繰り返してウェハ４０全域にショット露光する。
【００３５】
ワンショット内の走査露光中には、制御部６０は、フォーカスチルト計測系５０を介してウェハ面４１の位置情報を取得し、最良結像面からのズレ量を算出し、Ｚ方向及び傾き方向へステージ４５を駆動装置４８を介して駆動する。これにより露光スリット単位でウェハ面４１の高さ方向の形状に最良結像面を合わせ込むことができる。特に、制御部６０は、ウェハ面４１の段差Ｐに基づく誤計測量を相殺することができるので、高精度なフォーカス制御を実現することができる。
【００３６】
以下、図１９及び図２０を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１９は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、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６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３７】
図２０は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（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１９（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うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、フォーカスチルト計測系５０がウェハ面４１の位置を高精度に計測して制御部６０が高精度なフォーカス制御を実現するため従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【実施例１】
【００３８】
以下、図６（ａ）乃至図７を参照して、実施例１のフォーカス制御について説明する。ここで、図６（ａ）は、ウェハ面４１とフォーカスチルト計測系５０を示す概略平面図である。ウェハ面４１は、複数のショット４２に分割され、各ショットにおける走査方向ＤＳは＋Ｘ方向か−Ｘ方向である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す３つの計測点の概略拡大平面図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。
【００３９】
図６（ａ）に示すウェハ全面に対する走査露光に対し、図６（ｂ）に示すように、露光スリットＰＥ内に３つの計測点（ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３）が設けられる。ｃｈ１乃至ｃｈ３はスリット長手方向に整列する。各計測点には図６（ｃ）に示すような３つのマークｍｈを含む計測光が投射される。走査方向ＤＳとフォーカスチルト計測系５０の入射方向ＤＩは平行である。
【００４０】
実施例１は、ウェハ面４１上に投射されるマーク像の間隔（以下、「マークピッチ」と呼ぶ。）と走査方向の計測間隔（以下、「走査ピッチ」と呼ぶ。）とを等間隔に設定している。マーク像ｍｈ（ｈ＝１，２，３）で５つの測定点ｐｊ（ｊ＝１，２，３，４，５）を３回走査ｓｉ（ｉ＝１〜３）測定する場合を考える。ここで、マークピッチは、ウェハ面４１が平坦であるとした場合の図２（ｂ）の主光線とウェハ面４１が交差する点の間隔、若しくは、図２（ｃ）の各マーク像の中心間の距離として定義される。従って、マークピッチは、ウェハ面４１の平坦度の影響を受けない。
【００４１】
従来の計測系は、各走査時の３つのマーク像ｍｈの平均を計測値としており、測定点ｐｊでのフォーカス計測値Ｆ（ｐｊ）は、各マークｍｈ、各走査時ｓｉのフォーカス値をＺｍｈ（ｓｉ，ｐｊ）とすれば、次式で与えられる。
【００４２】
(数１)
Ｆ（ｐｊ）＝｛Ｚｍｈ−１（ｓｉ，ｐｊ−１）＋Ｚｍｈ（ｓｉ，ｐｊ）＋Ｚｍｈ＋１（ｓｉ，ｐｊ＋１）｝／３
例えば、ｐ３でのフォーカス計測値Ｆ（ｐ３）は次式で与えられる。
【００４３】
(数２)
Ｆ（ｐ３）＝｛Ｚｍ１（ｓ２，ｐ２）＋Ｚｍ２（ｓ２，ｐ３）＋Ｚｍ３（ｓ２，ｐ４）｝／３
ここで、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍを等間隔にすると、測定点ｐｊに対してマーク像ｍｈの測定点が図７に示すように一致する。ここで、図７は、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍが等間隔である場合に、３つのマーク像ｍｈで５つの測定点ｐｊを３回測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。このとき、同一測定点の計測値の平均値を検出値とするので、検出値Ｆ（ｐｊ）は次式のようになる。
【００４４】
(数３)
Ｆ（ｐｊ）＝｛Ｚｍｈ−１（ｓｉ＋１，ｐｊ）＋Ｚｍｈ（ｓｉ，ｐｊ）＋Ｚｍｈ＋１（ｓｉ−１，ｐｊ）｝／３
例えば、ｐ３でのフォーカス計測値は次式で与えられる。
【００４５】
(数４)
Ｆ（ｐ３）＝｛Ｚｍ１（ｓ３，ｐ３）＋Ｚｍ２（ｓ２，ｐ３）＋Ｚｍ３（ｓ１，ｐ３）｝／３
従来の数式２はｐ３の位置を求めるのにｐ３とは無関係なｐ２とｐ４の位置の計測結果の平均を使用しているのに対して、本実施例の数式４はｐ３の位置を求めるのにｐ３のみの計測結果の平均を使用している。このため、本実施例は、同一測定点を複数回計測するので一つの測定点の計測精度を上げることができる。本実施例は、このように、ウェハ面の露光領域内であって未だに露光されていない領域を走査露光に先立って２回先読みをしている、即ち、図２１であればｊ＝６と７の計測点ｃｈを先読みし、それらを演算する点で従来の先読みとは異なる。
【００４６】
更に、本実施例では、図２（ｂ）に示すように、投影されるマーク像ｍ１とｍ３のデフォーカス量が対称である場合、図５を参照して説明したように、誤計測量は各マークでの計測結果を平均することで相殺され、正確な測定点の情報を得ることができる。例えば、図７において、測定点ｐ３で、各マークが段差Ｐにある時の誤計測量（Ｅｍｈ）が、Ｅｍ１（ｐ３）＝−１００ｎｍ，Ｅｍ２（ｐ３）＝０ｎｍ，Ｅｍ３（ｐ３）＝１００ｎｍであるとする。このとき、端マークは同量異符号のマーク対なので、Ｅｍ１（ｐ３）＝−Ｅｍ３（ｐ３）となる。一方、他の測定点では段差による誤計測量が零であるとする。このとき、誤計測量Ｅｍｊ（ｓｉ，ｐｊ）（ｈ＝１〜３、ｉ＝１〜３、ｊ＝１〜５）に対して検出値ΔＦ（ｐｊ）は、従来アルゴリズムでは次式のように、誤計測量は平均化効果で低減されるが残存する測定点が存在する。
【００４７】
(数５)
ΔＦ（ｐ２）＝｛Ｅｍ１（ｓ１，ｐ１）＋Ｅｍ２（ｓ１，ｐ２）＋Ｅｍ３（ｓ１，ｐ３）｝／３＝（０＋０＋１００）／３＝３３ｎｍ
一方、本実施例では次式のようになり、誤計測量は相殺されてどの測定点においても零になる。なお、誤計測量が従来の３３％から１０％程度にまで低減されれば計測精度は顕著な効果があるといえる。
【００４８】
(数６)
ΔＦ（ｐ３）＝｛Ｅｍ１（ｓ３，ｐ３）＋Ｅｍ２（ｓ２，ｐ３）＋Ｅｍ３（ｓ１，ｐ３）｝／３＝（−１００＋０＋１００）／３＝０ｎｍ
このように同一測定点を複数回計測して平均化することで誤計測量は相殺され、一つの測定点の計測精度を更に向上させることができる。数式６は３つのマーク全てを用いたが、同量異符号のマーク対のみ用いてもよい。
【００４９】
また、ウェハのエッジ近傍のショットでは計測有効領域が限定される場合がある。例えば、図７でｐ１が計測不可能な場合、ｐ２の計測値は、従来方式は２つのマーク計測値となることで計測精度は低下し、特に誤計測の低減効果は３３％から５０％になる。しかし、本発明の方式ではｐ１の影響を受けずにｐ２を複数回計測することで一つの測定点の計測精度を上げることができ、さらには、段差がｐ２にあった場合でも誤計測量を相殺させ一つの測定点の計測精度を更に向上させることができる。
【００５０】
なお、実際の斜入射計測系５１のデフォーカス量は、その焦点近傍に配置された撮像素子５８で観測されるマーク像の半値幅やコントラストから合焦位置を求めることができる。また、段差Ｐによる誤計測量が計測系５１の光軸方向のデフォーカス量に比例する、という性質から、段差パターンをスキャンしたときの誤計測量から合焦位置を求めることもできる。
【実施例２】
【００５１】
以下、図８及び図９を参照して、実施例２のフォーカス制御について説明する。ここで、図８は、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍの２倍である場合に、マーク像ｍｈで５つの測定点ｐｊを２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。実施例１では、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍを等間隔としていたが、等間隔ではなくともマーク像を重ね合わせることができれば相殺による計測精度向上の効果をえることができる。
【００５２】
走査計測ｓ１のマークｍ３と走査計測ｓ２のマークｍ１とを重ね合わせることでかかる効果を得ることができ、検出値Ｆ（ｐｊ）は次式で与えられる。
【００５３】
(数７)
Ｆ（ｐ３）＝｛Ｚｍ３（ｓ１，ｐ３）＋Ｚｍ１（ｓ２，ｐ３）｝／２
このとき、同一測定点を複数回計測して平均化しているので、一つの測定点の計測精度を向上させることができる。更に、図２（ｂ）に示すように、投影されるマーク像ｍ１とｍ３のデフォーカス量が対称である場合、図５を参照して説明したように、誤計測量は各マークでの計測結果を平均することで相殺され、正確な測定点の情報を得ることができる。
【００５４】
もちろん、走査ピッチＰｓはマークピッチＰｍの２倍に限定されない。図９は、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍの１／２倍である場合に、マーク像ｍｈで５つの測定点ｐｊを２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。この場合、走査計測ｓ１のｍ３と走査計測ｓ３のｍ２と、さらに走査計測ｓ５のｍ１とを重ね合わせることで、本実施例の原理を利用することができ、検出値Ｆ（ｐ３）は次式で与えられる。
【００５５】
(数８)
Ｆ（ｐ３）＝｛Ｚｍ３（ｓ１，ｐ３）＋Ｚｍ２（ｓ３，ｐ３）＋Ｚｍ１（ｓ５，ｐ３）｝／３
このように、同一測定点を複数回計測することになるので、一つの測定点の計測精度を向上させることができる。更に、図２（ｂ）に示すように、投影されるマーク像ｍ１とｍ３のデフォーカス量が対称である場合、図５を参照して説明したように、誤計測量は各マークでの計測結果を平均することで相殺され、正確な測定点の情報を得ることができる。
【００５６】
本実施例によれば、走査ピッチＰｓとマークピッチＰｍとの間に、次式の関係があれば同一測定点を複数回計測して平均化することによって一つの測定点の計測精度を向上させることができ、また、誤計測量を相殺することができる。
【００５７】
(数９)
Ｐｓ＝ｎ×Ｐｍ、又は、Ｐｓ＝１／ｎ×Ｐｍ  （ｎ：自然数、ｎ＜ｈ）
【実施例３】
【００５８】
以下、図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）を参照して、実施例３のフォーカス制御について説明する。実施例３は、図２（ｂ）に示すようにマーク像ｍ２とウェハ面４１が一致せず、マーク像ｍ１及びｍ３が同量異符号のマーク対ではない場合を想定している。ここで、図１０（ａ）は、かかる想定の下で図１に示す斜入射計測系５１の概略断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す斜入射光のウェハ面付近の拡大断面図である。図１０（ｃ）は、ウェハ面に投影された図１０（ｂ）に示すマーク像の概略平面図である。
【００５９】
図１０（ｂ）は、図２（ｂ）と同様であるが、マーク像ｍ２の結像点ｆ２はウェハ面４１と一致せず、デフォーカス量が３つのマーク像ｍｈで非対称である点で異なる。その結果、例えば、各マーク計測時に生じる段差Ｐによる誤計測量（Ｅｍｊ）が、Ｅｍ１（ｐ３）＝−１００ｎｍ、Ｅｍ２（ｐ３）＝１００ｎｍ、Ｅｍ３（ｐ３）＝２００ｎｍであるとする。マーク像ｍ１及びｍ３は同量異符号のマーク対ではないのでＥｍ１（ｐ３）≠−Ｅｍ３（ｐ３）となる。一方、他の測定点では段差Ｐによる誤計測量が零であるとする。
【００６０】
上述のように、数式２では誤計測が残存する測定点が存在する。一方、段差Ｐによる誤計測量が計測系５１の光軸方向のデフォーカス量に比例するという性質から、平均をとるマークのデフォーカス量の和が略ゼロとなれば誤計測量を相殺することができる。即ち、ｍ１とｍ２のマークのみを重ね合わせることで次式に示すように誤計測を打消し合うことができる。ここで、「略ゼロ」とは、２つのマーク像は前記被計測体の表面におけるデフォーカス量の和が１０％以内であることを意味する。これは、数式５から得られる３３％によりも格段の効果である。もっとも上述したように、本発明は同一計測点を複数回計測して平均化するという効果があれば少なくともあれば足り、相殺の効果を常に要求するものではない。
(数１０)
ΔＦ（ｐ３）＝｛Ｚｍ２（ｓ２，ｐ３）＋Ｚｍ１（ｓ３，ｐ３）｝／２＝（−１００＋１００）／３＝０ｎｍ
実施例３によれば、重ね合わせる複数マークのデフォーカス量の和が略零であれば、各マークでの計測結果を平均することで誤計測量を相殺して一つの測定点の計測精度を向上させることができる。
【実施例４】
【００６１】
以下、図１１を参照して、実施例４のフォーカス制御について説明する。ここで、図１１は、入射方向ＤＩに対して傾斜した３つのマーク像ｍｈで５つの測定点ｐｊを３回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。実施例４は、このように、マーク像ｍｈを入射方向ＤＩに対して角度を付けることを特徴としている。傾斜角度は、図５に示す直線の傾きが小さくなる方向である。マーク像ｍｈの入射方向ＤＩに対する傾斜方向は、図５に示す直線の傾きを決定する。本実施例では計測オフセットが相殺される効果があるが、計測誤差を考慮すると計測オフセット自体が小さいほうが好ましい。図１１に示すように、実際の回路パターンに対して投影するマーク像に角度を付けることで元来の段差Ｐによる誤計測を低減させる効果がある。これにより、精度良く測定点ｃｈの面位置を求めることができる。
【実施例５】
【００６２】
以下、図１２（ａ）乃至図１３を参照して、実施例５のフォーカス制御について説明する。ここで、図１２（ａ）は、実施例５のウェハ面４１とフォーカスチルト計測系５０を示す概略平面図である。ウェハ面４１は、複数のショット４２に分割され、各ショットにおける走査方向ＤＳは＋Ｘ方向か−Ｘ方向である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す６つの計測点の概略拡大平面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。図１３は、走査ピッチＰｓがマークピッチＰｍ×マーク本数以上である場合に、６つのマーク像ｍｈで１１つの測定点ｐｊを２回測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【００６３】
図１２（ａ）に示すウェハ全面に対する走査露光に対し、図１２（ｂ）に示すように、露光スリットＰＥ内に６つの計測点（ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４，ｃｈ５，ｃｈ６）が設けられる。ｃｈ１乃至ｃｈ３はスリット長手方向に整列し、ｃｈ４乃至ｃｈ６はスリット長手方向に整列する。ｃｈ１とｃｈ４は走査方向に整列する。ｃｈ２とｃｈ５は走査方向に整列する。ｃｈ３とｃｈ６は走査方向に整列する。各計測点には図６（ｃ）に示すような３つのマーク像ｍｈを含む計測光が投射される。走査方向ＤＳとフォーカスチルト計測系５０の入射方向ＤＩは平行である。
【００６４】
実施例５では、マークピッチＰｍと走査ピッチＰｓの関係が実施例２を満足しない条件、即ち、ｎ≧ｈ（ｎ：走査ピッチ、ｈ：マーク本数）でも、計測精度向上の効果を得ることができる。この場合は、ｈを走査方向に整列する複数列の計測点に含まれるマーク本数とみなすことに対応する。この意味から、走査方向に整列する計測点の数が複数であればマークの本数は１つでもよい。図１３に示すように、走査ピッチＰｓがマークピッチＰｍ×マーク本数以上の場合に、実施例５は次式を利用してマークを重ね合わせることができる。
【００６５】
(数１１)
Ｆ（ｐ６）＝｛Ｚｍ３（ｓ１，ｃｈ１，ｐ６）＋Ｚｍ１（ｓ２，ｃｈ４，ｐ６）｝／２
このように、マーク像のウェハ面４１上のデフォーカス量の和が略零となる二以上の他の計測点のマーク像を重ね合わせることによって同一測定点を複数回計測して平均化することによって一つの測定点の計測精度を向上することができる。また、マーク像のウェハ面４１上でのデフォーカス量が同量異符号になる１つ以上のマーク対であれば、誤計測量を低減することができる。
【実施例６】
【００６６】
以下、図１４（ａ）乃至図１５を参照して、実施例６のフォーカス制御について説明する。ここで、図１４（ａ）は、実施例６のウェハ面４１とフォーカスチルト計測系５０を示す概略平面図である。ウェハ面４１は、複数のショット４２に分割され、各ショットにおける走査方向ＤＳは＋Ｘ方向か−Ｘ方向である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す４つの計測点の概略拡大平面図である。図１４（ｃ）は図１４（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。図１５は、走査ピッチＰｓがマークピッチＰｍ×マーク本数以上である場合に、３つのマーク像ｍｈで５つの測定点ｐｊを２回測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【００６７】
実施例６では、走査方向ＤＳと入射方向ＤＩを非平行に設定している。このとき、図１５に示すように、計測系の配置の仕方によっては、同一計測点を複数回測定して平均化して計測精度を向上するという効果を得ることができる。また、オフセット（誤計測量）を相殺して計測制度を向上するという効果も得られる。  図１５では、計測点ｃｈ１のマークに対して、計測点ｃｈ４のマークを走査方向に対して同位置になるように検出点を配置し、かつ、走査ピッチを入射方向とマークピッチも踏まえて最適化することで次式に示すように上述の効果を得ている。
【００６８】
(数１２)
Ｆ（ｐ３）＝｛Ｚｍ３（ｓ１，ｃｈ１，ｐ３）＋Ｚｍ１（ｓ２，ｃｈ４，ｐ３）｝／２
図１４（ｂ）において、計測点ｃｈ１とｃｈ４のＸ方向の距離Ｄ１とＹ方向の距離Ｄ２は次式を満足する。なお、θは、図１５に示す入射方向ＤＩと走査方向のなす角度であり、Ｐｍ’はマークピッチＰｍ×ｃｏｓθである。
【００６９】
(数１３)
Ｄ１＝Ｐｓ／ｎ（ｎ：自然数）
Ｄ２＝ｎＰｍ’＝ｎ（ｃｏｓθ）Ｐｍ
同一計測点を複数回計測して平均化するという本発明の原理は、ウェハ面４１の駆動に幅広く適用可能である。図１６及び図１７は、ウェハ面４１上の３つのマーク像の投射位置の変化を示している。ここで、図１６はツインタイプの計測手段への適用を示しており、図１７はシングルタイプの計測手段への適用を示している。
【００７０】
ツインタイプの計測手段を有する露光装置は、計測ステーションと露光ステーションとを有し、露光ステーションが図１に示す露光装置１に相当するが、フォーカスチルト計測系５０を有していない。計測ステーションでは、ウェハ４０の平面形状を計測する専用の装置である。計測ステーションによる計測結果は直接制御部６０に供給されて、制御部６０はかかる計測結果からウェハ面４１の位置と傾きを算出する。かかる算出結果に基づいてウェハステージを制御する。
【００７１】
計測ステーションにおいては露光は行われないので計測中にウェハのフォーカス制御はなされない。このため、図１６に示すように、計測時にはウェハ面４１はＺ方向に駆動されない。
【００７２】
一方、シングルタイプでは、図２１を参照して説明したように、ｊ＝５に露光スリットがあり、走査露光を行っている最中にｊ＝６及び７にある計測点ｃｈを計測するため、計測中に走査露光のためのフォーカス動作が行われる。換言すれば、計測中に、図１７に示すように、リアルタイムでウェハ面４１がＺ方向にΔＺだけ駆動される。すると、厳密に言えば、ウェハ面４１に投影されるマーク像の位置と一定走査後に重ね合わせるマーク像との位置がΔＸだけずれてしまい、投影光学系の光軸方向のデフォーカス量も変化する。しかし、実際の露光装置でのフォーカス検出時の駆動量はＺ方向に数μｍ程度であり、入射角度を考慮してもΔＸ及び投影光学系３０の光軸方向のデフォーカス量は数十μｍ程度にしかならない。従って、ΔＸ及び投影光学系３０の光軸方向のデフォーカス量はマーク像の走査領域の数ｍｍと比較して十分小さいため、精度良くマーク像を重ね合わせることができる。
【実施例７】
【００７３】
以下、図１８（ａ）乃至図１８（ｅ）を参照して、実施例７のフォーカス制御について説明する。ここで、図１８（ａ）及び図１８（ｃ）は段差Ｐを有するウェハ面４１を反対方向から見た断面図である。図１８（ｂ）及び図１８（ｄ）は、図１８（ａ）及び図１８（ｃ）の段差Ｐにあるマーク像ｍ１から得られる波形図である。図１８（ｅ）は、図１８（ｂ）及び図１８（ｄ）を合成した波形図である。
【００７４】
実施例７は、ウェハ面４１上の任意の一点を、投影光学系３０の光軸に垂直な平面上で１８０度回転させた前後で計測し、その平均値を計測点での面位置計測値とする。図１８（ａ）のような段差Ｐがあるウェハ面４１を走査計測し、面位置を求める場合、図１８（ｂ）に示すような検出結果が得られる。そこで、図１８（ｃ）のようにウェハ４０を１８０度回転させ、同様の走査計測を行って面位置を求めると、図１８（ｄ）に示すような検出結果が得られる。図１８（ｂ）及び図１８（ｄ）は、同位置での誤計測量が同量異符号にある点で異なる。従って、１８０度回転させた前後での同一計測点の検出結果の平均値は図１８（ｅ）に示す結果が得られ、誤計測量を相殺することができる。
【００７５】
なお、本実施例ではウェハステージ４５を１８０度回転したが、フォーカスチルト計測系５０を１８０度回転するか走査方向を逆転させてもよい。なお、特許文献２のように一対の計測系を対向して配置する構成は、各斜入射計測系５１が１８０度に配置された投光光学系５４と受光光学系５６を必要とするため、計測系が干渉して一対の投光光学系５４を１８０度に配置することはできない。この結果、同一位置に計測光を投射できなくなり、本実施例と同様の精度が得られなくなるので好ましくない。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例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。例えば、上述したように、本発明は、レチクルの位置を計測するレチクル計測手段にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の概略ブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すフォーカスチルト計測系の斜入射計測系の概略断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す斜入射光のウェハ面付近の拡大断面図である。図２（ｃ）は、ウェハ面に投影された図２（ｂ）に示すマーク像の概略平面図である。図２（ｄ）は、ウェハ面に段差がある場合のマーク像に対応する計測波形である。
【図３】図２（ａ）に示す斜入射計測系のスリット板の概略平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図１に示す露光装置のウェハ面に段差がある場合の概略断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す段差にあるマークｍ１に対応する計測波形である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す段差にあるマークｍ３に対応する計測波形である。図４（ｄ）は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）の波形の重ね合わせた波形図である。
【図５】デフォーカス量と図４（ｂ）に示す計測オフセットとの関係を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、実施例１のウェハ面と図１に示すフォーカスチルト計測系を示す概略平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す３つの計測点の概略拡大平面図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。
【図７】実施例１に使用され、走査ピッチとマークピッチが等間隔である場合に、３つのマーク像で５つの測定点を３回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図８】実施例２に使用され、走査ピッチがマークピッチの２倍である場合に、３つのマーク像で５つの測定点を２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図９】実施例２に使用され、走査ピッチがマークピッチの１／２倍である場合に、３つのマーク像で５つの測定点を２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例３に使用され、図１に示すフォーカスチルト計測系の斜入射計測系の概略断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す斜入射光のウェハ面付近の拡大断面図であるが、マーク像ｍ２がウェハ面に一致していない場合を示している。図１０（ｃ）は、ウェハ面に投影された図１０（ｂ）に示すマーク像の概略平面図である。
【図１１】実施例４に使用され、入射方向に対して傾斜した３つのマーク像で５つの測定点を３回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、実施例５のウェハ面と図１に示すフォーカスチルト計測系を示す概略平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す６つの計測点の概略拡大平面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。
【図１３】実施例５に使用され、走査ピッチがマークピッチ×マーク本数以上である場合に、６つのマーク像で１１つの測定点を２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、実施例６のウェハ面と図１に示すフォーカスチルト計測系を示す概略平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す４つの計測点の概略拡大平面図である。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）に示す各計測点の概略拡大平面図である。
【図１５】実施例６に使用され、走査ピッチがマークピッチ×マーク本数以上である場合に、３つのマーク像で５つの測定点を２回走査して測定する場合のマーク像と測定点との関係を示す概略平面図である。
【図１６】実施例６における、ツインタイプの計測手段を使用した場合のウェハ面上の３つのマーク像の投影位置の変化を示す概略断面図である。
【図１７】実施例６における、シングルタイプの計測手段を使用した場合のウェハ面上の３つのマーク像の投影位置の変化を示す概略断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は、図１に示す露光装置のウェハ面に段差がある場合の概略断面図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す段差にあるマークｍ１に対応する計測波形である。図１８（ｃ）は、図１８（ａ）に示すウェハ面を１８０度回転した概略断面図である。図１８（ｄ）は、図１８（ｃ）に示す段差にあるマークｍ１に対応する計測波形である。図１８（ｅ）は、図１８（ｂ）及び図１８（ｄ）の波形の重ね合わせた波形図である。
【図１９】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図１９に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図２１】１ショット露光領域における露光スリットと計測点の配置との関係を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１                  露光装置  
５０                フォーカスチルト計測系
５１                斜入射計測系
【図１９】
2007035783.tif 000003
【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】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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