(57)【要約】【課題】スループットの低下を防止しつつ重ね合わせ精度等の処理精度を向上させることができる処理方法及び処理装置、並びに当該処理装置で用いられるプログラムを提供する。【解決手段】露光装置２ａ，２ｂは、ネットワークＮを介して相互に接続されており、歪シリコンからなる領域が部分的に形成されたウェハの処理を行う。露光装置２ｂは、ウェハに形成された位置計測用のアライメントマークを全て計測し、上記の歪シリコンが形成された領域に起因して生ずる局所的な歪み情報を得る。また、この歪み情報から、露光装置２ａで計測すべきアライメントマークを求める。露光装置２ａは、露光装置２ｂで求められたアライメントマークの計測を行い、この計測結果を用いてウェハの露光を行う。【選択図】図１
2007184343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域が設定されている基板に対し、所定の処理を行う処理方法において、
前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマークをそれぞれ計測することにより得る第１工程と、
前記第１工程で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める第２工程と
を含むことを特徴とする処理方法。
【請求項２】
前記処理情報に基づいて決定された位置情報に基づいて、前記所定の処理を行う位置に対して、前記区画領域をそれぞれ位置決めすることを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
前記処理情報は、前記基板上に形成されたマークの中から選択された、前記基板毎に計測すべきマークを特定する情報であることを特徴とする請求項２記載の処理方法。
【請求項４】
前記第２工程は、
前記第１工程で計測された前記複数の区画領域毎のそれぞれの前記マークの計測結果を統計的手法を用いて第１の演算結果を算出する工程と、
前記複数のマークのうち任意の複数のマークの組み合わせを複数選択すると共に、該選択された組毎に、前記統計的手法と同様の手法を用いて第２の演算結果を算出する工程と、
前記第１の演算結果と前記第２の演算結果との比較結果に基づいて、前記複数組の中から１組を選択する工程と
を含むことを特徴とする請求項３記載の処理方法。
【請求項５】
前記所定の処理は、マスク上に形成されているパターンの像を基板上の前記各区画領域に露光転写する処理であり、
前記処理情報は、前記基板上に転写される前記パターン像の形状を補正する情報を含むことを特徴とする請求項１記載の処理方法。
【請求項６】
前記第１工程及び第２工程は、所定枚数の基板を単位とするロット単位で行われることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
前記処理情報に基づいて、露光装置を用いて、前記区画領域上にパターンを露光する露光工程を含み、
前記第１、第２工程は前記露光工程で使用される前記露光装置とは異なる装置で行われることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域が設定されている基板に対し、所定の処理を行う処理装置において、
前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマークをそれぞれ計測することにより得る計測装置と、
前記計測装置で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める獲得装置と
を有することを特徴とする処理装置。
【請求項９】
前記処理情報は、前記基板上に形成されたマークの中から選択された、前記基板毎に計測すべきマークを特定する情報であることを特徴とする請求項８記載の処理装置。
【請求項１０】
前記所定の処理は、マスク上に形成されているパターンの像を基板上の前記各区画領域に露光転写する処理であり、
前記処理情報は、前記基板上に転写される前記パターン像の形状を補正する情報を含むことを特徴とする請求項８記載の処理装置。
【請求項１１】
その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域が設定されている基板に対し、所定の処理を行う処理装置で用いられるプログラムであって、
前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマークをそれぞれ計測装置に計測させて得る計測機能と、
前記計測装置で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める獲得機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して所定の処理を行う処理方法及び処理装置、並びに当該装置で用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスは高集積化が図られている。特に、半導体素子は、高機能化及び低コスト化等の要請から、種々の電気部品を１チップ上に集積した大規模集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）とされることが多い。ＬＳＩは、それが搭載される電子機器全体の性能を大きく左右するため、ＬＳＩ単体での性能向上が望まれている。とりわけ、ＬＳＩに形成されるトランジスタを高速化しつつ低消費電力化する要請が高まっている。
【０００３】
トランジスタを高速化する技術として、近年、歪シリコンからなる領域を部分的に形成する技術が注目されている。ここで、歪シリコンとは、シリコン層上に格子定数の異なる半導体層（例えば、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）層）を形成してシリコン層に引っ張り歪み又は圧縮歪みを加えて電子又はホールの移動速度の向上を図ったものである。かかる歪シリコンを、例えばゲート部分に形成したものが歪シリコントランジスタである。尚、歪シリコンからなる領域を部分的に形成する技術の詳細については、例えば以下の特許文献１〜３を参照されたい。
【特許文献１】特許第３３７６２０８号明細書
【特許文献２】特許第３３７６２１１号明細書
【特許文献３】特許第３４０３０７６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のデバイスを製造する場合には、リソグラフィー工程で所定のパターンを基板上に転写する露光処理が繰り返し行われる。この露光処理では、基板上に既に形成されているパターンと、次に形成すべきパターンの光学像を精確に重ね合わせる必要がある。基板上に歪シリコンからなる領域を部分的に形成した場合には、基板上において応力が作用する方向及び大きさが基板上で一定ではないため、基板上における歪み量が一定ではなく、露光処理において十分な重ね合わせ精度が得られない虞が考えられる。
【０００５】
上記の露光処理では、一般的にスループット（単位時間に露光処理することができる基板の枚数）を向上させるためにＥＧＡ計測が行われる。ここで、ＥＧＡ計測とは、基板上に設定されたショット領域に付設された位置計測用のマーク（アライメントマーク）の内の代表的な数個（３〜９個程度）のアライメントマークのみについて位置計測を行い、この計測結果を用いて統計演算を行って基板上に設定された全ショット領域の配列を求める計測方法をいう。
【０００６】
上記のＥＧＡ計測を行えば、基板に線形歪み又は非線型歪みが生じていても、これらを加味した重ね合わせを行うことができる。しかしながら、基板上に歪シリコンからなる領域が部分的に形成されている場合には、その歪みがランダムであるため、対応することが難しい。そこで、ＥＧＡ計測において計測を行うアライメントマークの数を増やせば、重ね合わせ精度を向上させることができると考えられるが、アライメントマークの計測数が増加するとスループットの低下を招いてしまう。
【０００７】
また、デバイスを製造する場合には、上記のリソグラフィー工程を経た基板上の各ショット領域に形成されたパターンの異常の有無が検査装置を用いて検査される。この検査を行う場合にも、ショット領域に付設されたアライメントマークを計測して基板上のショット領域の配列を求めて各ショット領域を検査装置の検査位置に位置合わせする処理が行われる。このため、検査装置で検査を行う場合にも露光装置で生ずる問題と同様の問題が生ずる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スループットの低下を防止しつつ重ね合わせ精度等の処理精度を向上させることができる処理方法及び処理装置、並びに当該処理装置で用いられるプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
上記課題を解決するために、本発明の処理方法は、その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域（ＳＨ）が設定されている基板（Ｗ）に対し、所定の処理を行う処理方法において、前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマーク（ＡＭ）をそれぞれ計測することにより得る第１工程（Ｓ１２）と、前記第１工程で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める第２工程（Ｓ１３〜Ｓ１６）とを含むことを特徴としている。
この発明によると、基板上に設定された複数の区画領域の各々に付設された位置計測用のマークを計測することにより、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報が計測され、この歪み情報に基づいて区画領域に所定の処理を行う際に使用される処理情報が求められる。
上記課題を解決するために、本発明の処理装置は、その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域（ＳＨ）が設定されている基板（Ｗ）に対し、所定の処理を行う処理装置（２ａ、２ｂ）において、前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマーク（ＡＭ）をそれぞれ計測することにより得る計測装置（２１、ＭＣ）と、前記計測装置で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める獲得装置（ＭＣ）とを有することを特徴としている。
この発明によると、基板上に設定された複数の区画領域の各々に付設された位置計測用のマークが計測装置で計測されて所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報が求められ、この歪み情報に基づいて区画領域に所定の処理を行う際に使用される処理情報が獲得装置で求められる。
上記課題を解決するために、本発明のプログラムは、その上に複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域（ＳＨ）が設定されている基板（Ｗ）に対し、所定の処理を行う処理装置（２ａ、２ｂ、３）で用いられるプログラムであって、前記複数の区画領域内において、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を、前記基板上の前記複数の区画領域毎にそれぞれ付設された位置計測用のマーク（ＡＭ）をそれぞれ計測装置（２１）に計測させて得る計測機能と、前記計測装置で得られた前記歪み情報に基づいて、前記区画領域に前記所定の処理を行う際に使用される処理情報を求める獲得機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域に起因して生じる局所的な歪み情報を予め計測し、この歪み情報に基づいて処理情報を求め、この処理情報を用いて区画領域に所定の処理を行っているため、所定の処理を高精度且つ短時間で行うことができる。よって、例えば、上記の所定の処理が露光処理である場合には、スループットの低下を防止しつつ重ね合わせ精度等の処理精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による処理方法、処理装置、及びプログラムについて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による処理装置を備える処理システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示す通り、処理システムは、ホストコンピュータ１、露光装置２ａ，２ｂ，…、測定検査装置３、及び事前測定装置４を含んで構成される。図１に示す処理システムは、例えばデバイス製造工場内に設けられており、ホストコンピュータ１、露光装置２ａ，２ｂ，…及び測定検査装置３は、デバイス製造工場内に敷設されたＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮを介して相互に接続されている。
【００１２】
ホストコンピュータ１は、デバイス製造工場内に敷設されたネットワークＮを介してデバイス製造工場内に設けられた各種処理装置（露光装置２ａ，２ｂ，…、測定検査装置３等）を統括して管理する。露光装置２ａ，２ｂ，…は、本発明の一実施形態による処理装置の一種であり、所定のパターンをフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウェハ又はガラス基板等の基板上に露光転写する装置である。
【００１３】
尚、本実施形態では、上記の基板が、複数のレイヤーが積層されると共に複数の区画領域（ショット領域）が設定されている半導体ウェハであるとする。また、この半導体ウェハ上には、ショット領域内において所定レイヤー内で意図的に歪まされた局所領域（歪シリコンからなる領域）が設けられているとする。即ち、上記の基板は、歪シリコンからなる領域が部分的に形成されている半導体ウェハであるとする。
【００１４】
上記の露光装置２ａ，２ｂ，…としては、例えば所定のパターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと基板を保持する基板ステージとを所定の位置関係に位置決めした状態で露光を行うステッパー等の一括露光型の投影露光装置（静止型露光装置）、又はマスクステージと基板ステージとを相対的に同期移動（走査）させながら露光を行うスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）等が挙げられる。尚、露光装置２ａ，２ｂ，…の詳細については後述する。
【００１５】
測定検査装置３は、本発明の一実施形態による処理装置の一種であり、例えば露光装置２ａ，２ｂ，…の露光処理後に基板上に形成されたパターンの重ね合わせ精度若しくは線幅の測定、又はこれらの検査を事後（露光装置での露光後に、露光装置から基板が搬出された後）に行う。事前測定装置４は、本発明の一実施形態による処理装置の一種であり、基板上に形成されているアライメントマークを、基板が露光装置に搬入される前に計測する。尚、これら測定検査装置３，事前測定装置４においては、各種測定のみ、又は各種検査のみが行われる場合もあれば、各種測定と各種検査とが共に行われる場合もある。以下、本明細書では測定及び検査を総称して「測定検査」という。本明細書で「測定検査」という場合には、測定のみが行われる場合、又は検査のみが行われる場合が含まれる。測定検査装置３及び事前測定装置４は、露光装置２ａ，２ｂ，…とは別に設けられたオフラインの装置であっても良く、露光装置２ａ，２ｂ，…の各々に対してインライン化された装置であっても良い。尚、本実施形態では、測定検査装置３及び事前測定装置４が露光装置２ａ，２ｂ，…とは別に設けられたオフラインの装置である場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
次に、本発明の一実施形態による処理装置の一種である露光装置２ａ，２ｂ，…について詳細に説明する。尚、図１に示す露光装置２ａ，２ｂ，…は同様の構成であるため、以下では露光装置２ａについての説明を行い、露光装置２ｂ，…についての説明は省略する。図２は、本発明の一実施形態による処理装置の一種である露光装置２ａの概略構成を示す側面図である。図２に示す露光装置２ａは、半導体素子を製造するための露光装置であって、マスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを同期移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンＤＰを逐次ウェハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置である。
【００１７】
尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。このＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、露光時におけるレチクルＲ及びウェハＷの同期移動方向（走査方向）はＹ方向に設定されているものとする。
【００１８】
図２に示す露光装置２ａは、レチクルＲ上のＸ方向に延びるスリット状（矩形状又は円弧状）の照明領域を均一な照度を有する露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンＤＰの像をフォトレジストが塗布されたウェハＷ上に投影する投影光学系ＰＬと、ウェハＷを保持するウェハステージＷＳＴと、これらを制御する主制御系ＭＣとを含んで構成されている。
【００１９】
照明光学系ＩＬＳは、光源ユニット、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（何れも不図示）を含んで構成されている。この照明光学系の構成等については、例えば特開平９−３２０９５６に開示されている。ここで、上記の光源ユニットとしては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、若しくはＦ２レーザ光源（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ光源（波長１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ光源（波長１２６ｎｍ）等の紫外レーザ光源、銅蒸気レーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）等を使用することができる。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴは、真空吸着又は静電吸着等によりレチクルＲを保持するものであり、照明光学系の下方（−Ｚ方向）に水平に配置されたレチクル支持台（定盤）１１の上面上で走査方向（Ｙ方向）に所定ストロークで移動可能に構成されている。また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクル支持台１１に対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸回りの回転方向（θＺ方向）にそれぞれ微小駆動可能に構成されている。
【００２１】
レチクルステージＲＳＴ上の一端には移動鏡１２が設けられており、レチクル支持台１１上にはレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計という）１３が配置されている。レチクル干渉計１３は、移動鏡１２の鏡面にレーザ光を照射してその反射光を受光することにより、レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸回りの回転方向（θＺ方向）の位置を検出する。レチクル干渉計１３により検出されたレチクルステージＲＳＴの位置情報は、装置全体の動作を統轄制御する主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクル駆動装置１４を介してレチクルステージＲＳＴの動作を制御する。
【００２２】
上述した投影光学系ＰＬは、複数の屈折光学素子（レンズ素子）を含んで構成され、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウェハＷ）側との両方がテレセントリックで所定の縮小倍率β（βは例えば１／４，１／５等）を有する屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向は、ＸＹ平面に直交するＺ方向に設定されている。尚、投影光学系ＰＬが備える複数のレンズ素子の硝材は、露光光ＥＬの波長に応じて、例えば石英又は蛍石が用いられる。また、本実施形態では、レチクルＲに形成されたパターンＤＰの倒立像をウェハＷ上に投影する投影光学系ＰＬを例に挙げて説明するが、勿論パターンＤＰの正立像を投影するものであっても良い。
【００２３】
投影光学系ＰＬには、温度や気圧を計測するとともに、温度、気圧等の環境変化に応じて投影光学系ＰＬの結像特性等の光学特性を一定に制御するレンズコントローラ部１５が設けられている。このレンズコントローラ部１５の温度や気圧の計測結果は主制御系ＭＣに出力され、主制御系ＭＣはレンズコントローラ部１５から出力された温度や気圧の測定結果に基づいて、レンズコントローラ部１５を介して投影光学系ＰＬの結像特性等の光学特性を制御する。
【００２４】
ウェハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に配置されており、真空吸着又は静電吸着等によりウェハＷを保持する。このウェハステージＷＳＴは、ウェハ支持台（定盤）１６の上面上で走査方向（Ｙ方向）に所定ストロークで移動可能に構成されているとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動可能に構成されており、更にＺ方向へ微動（Ｘ軸回りの回転及びＹ軸回りの回転を含む）可能に構成されている。このウェハステージＷＳＴによって、ウェハＷをＸ方向及びＹ方向へ移動させることができ、またウェハＷのＺ方向の位置及び姿勢（Ｘ軸周りの回転及びＹ軸周りの回転）を調整することができる。
【００２５】
ウェハステージＷＳＴ上の一端には移動鏡１７が設けられており、ウェハステージＷＳＴの外部にはレーザ光を移動鏡１７の鏡面（反射面）に照射するレーザ干渉計（以下、ウェハ干渉計という）１８が設けられている。このウェハ干渉計１８は、移動鏡１７の鏡面にレーザ光を照射してその反射光を受光することによりウェハステージＷＳＴのＸ方向及びＹ方向の位置、並びに姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸周りの回転θＸ，θＹ，θＺ）を検出する。ウェハ干渉計１８の検出結果は主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、ウェハ干渉計１８の検出結果に基づいてウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。
【００２６】
また、本実施形態の露光装置２ａは、送光系２０ａ及び送光系２０ｂから構成され、投影光学系ＰＬに関してレチクルＲ上の照明領域と共役なウェハＷ上の露光スリット領域の内部及びその近傍に設定された複数の検出点でそれぞれウェハＷの表面のＺ方向（光軸ＡＸ方向）の位置を検出する多点ＡＦセンサ２０を投影光学系ＰＬの側方に備える。多点ＡＦセンサ２０は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向におけるウェハＷの表面位置及び姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸周りの回転θＸ，θＹ：レベリング）を検出するものである。
【００２７】
この多点ＡＦセンサ２０の検出結果は主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、多点ＡＦセンサ２０の検出結果に基づいてウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。具体的には、主制御系ＭＣには予めウェハＷの表面を合わせ込む基準となる基準面（以下、ＡＦ面という）が設定されており、主制御系ＭＣは多点ＡＦセンサ２０の検出結果に基づいてウェハＷの表面がＡＦ面に一致するようウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。
【００２８】
更に、本実施形態の露光装置２ａは、投影光学系ＰＬのＹ方向の側面に、ウェハＷ上に設定されたショット領域に付設されたアライメントマークＡＭの位置情報を計測するためのＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメントセンサ２１が配置されている。尚、ウェハＷにはアライメントマークＡＭが複数形成されているが、図２においては簡略化のために１つのみを図示している。アライメントセンサ２１は、ＣＣＤ等の撮像素子を備えており、ウェハＷ上のアライメントマークＡＭを撮像してその画像信号を得る。尚、アライメントセンサ２１の光軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行とされている。アライメントセンサ２１の計測結果は主制御系ＭＣに供給され、主制御系ＭＣで画像処理、演算処理、フィルタリング処理、パターンマッチング等の処理が施されてアライメントマークＡＭの位置情報が求められる。
【００２９】
かかるアライメントセンサ２１の詳細な構成は、例えば特開平９−２１９３５４号公報及びこれに対応する米国特許第５，８５９，７０７号等に開示されている。主制御系ＭＣは、得られたアライメントマークＡＭの位置情報を用いてＥＧＡ計測を行う。ここで、ＥＧＡ計測とは、ウェハＷに形成された代表的な数個（３〜９個）のアライメントマークＡＭの計測結果を用いて所定の統計演算（ＥＧＡ演算）を行い、ウェハＷ上に設定された全てのショット領域の配列を求める計測方法である。
【００３０】
本実施形態の露光装置２ａ，２ｂ，…は、動作モードとして３つの動作モードを有している。第１動作モードは、露光レシピに従ってウェハＷに形成されたアライメントマークＡＭの計測（ＥＧＡ計測）とウェハＷの露光とをウェハＷ毎に順次行う動作モードである。第２動作モードは、ウェハＷに形成されたアライメントマークＡＭの計測のみを行い、アライメントに関する情報やショット領域の形状の補正情報等の情報（処理情報）をウェハＷ毎に求める動作モードである。つまり、第２動作モードとは、露光装置をあたかも事前測定装置４のようにマーク計測処理の専用機として使用するものである。
【００３１】
ここで、アライメントに関する情報とはＥＧＡ計測において計測すべきアライメントマークＡＭを示す情報やＥＧＡ補正情報等をいい、ショット領域の形状の補正情報とはショット領域の形状変化に合わせてレンズコントローラ部１５を介して投影光学系ＰＬの倍率等の光学特性を補正することで、投影されるパターン像の形状を補正するために用いる情報をいう。また、第３動作モードは、他の露光装置や事前測定装置４で得られた処理情報で指定されるアライメントマークＡＭの計測を行い、又は他の露光装置や事前測定装置４で得られた処理情報に含まれるショット領域の形状の補正情報に基づいて投影光学系ＰＬの光学特性を補正した上でウェハＷの露光を行う動作モードである。
【００３２】
上記の第１動作モード〜第３動作モードの切り替えは、例えばユーザが主制御系ＭＣに設けられた不図示の入力装置を操作して主制御系ＭＣに対して指示することにより行う。尚、ユーザが露光装置２ａの主制御系ＭＣに対して第２動作モードを指示した場合には、露光装置２ａ以外の露光装置２ｂ，…の中から、少なくとも１つの露光装置を第３動作モードに設定する必要がある。また、露光装置２ａ，２ｂ，…の何れかを第２動作モードに設定した場合には、得られた処理情報を送信すべき露光装置も併せて指定する。
【００３３】
主制御系ＭＣは、ネットワークＮを介して図１に示すホストコンピュータ１に接続されており、ホストコンピュータ１からネットワークＮを介して送信される露光レシピ（露光制御情報）に従った露光処理を行う。ここで、主制御系ＭＣの動作モードとして第１動作モードが設定されている場合には、主制御系ＭＣはアライメントセンサ２１を制御して露光レシピで指定されるアライメントマークＡＭの計測を行い、この計測結果を用いてＥＧＡ計測を行う。
【００３４】
主制御系ＭＣの動作モードとして第２動作モードが設定されている場合には、主制御系ＭＣはアライメントセンサ２１を制御してウェハＷ上に形成されている全てのアライメントマークＡＭの計測（ＥＧＡ計測）を行い、この計測結果の全てを用いてＥＧＡ演算処理を行う。加えて、アライメントマークの組み合わせを複数選択し、アライメントマークの組み合わせ毎に、選択されたアライメントマークの計測結果を用いてＥＧＡ演算を行い、ＥＧＡ演算を行う上で最適な１つの組み合わせを選択する。主制御系ＭＣの動作モードとして第３動作モードが設定されている場合には、主制御系ＭＣは、他の露光装置（例えば、図２に示す露光装置２ｂ）又は事前測定装置４、又はこれらから得られた情報がホストコンピュータ１に集約される場合には、このホストコンピュータ１からネットワークＮを介して送信されてくる処理情報で指定されるアライメントマークＡＭの計測を行い、この計測結果を用いてＥＧＡ計測を行う。
【００３５】
そして、動作モードとして第１動作モード又は第３動作モードが設定されている場合には、主制御系ＭＣは、上記のＥＧＡ計測結果に基づいてウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴを移動させて、レチクルＲに形成されたパターンＤＰの投影位置と露光すべきショット領域との位置合わせを行った上で各ショット領域を露光する。
【００３６】
以上、露光装置２ａについて詳細に説明したが、図１に示す事前測定装置４も露光装置２ａが備えるアライメントセンサ２１と同様のアライメントセンサを備えており、ウェハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭの計測が可能になっている。また、事前測定装置４は、マークの計測結果をホストコンピュータ１や、次に露光処理すべき露光装置に送信する（この場合、その送信先でＥＧＡ演算処理を行うことになる）ようにしても良いし、或いはＥＧＡ演算処理までも行った上でその演算結果を送信するようにしても良い。（つまり、露光装置２ａが備える主制御系ＭＣと同様に、アライメントセンサの計測結果に基づいて、ウェハＷ上のショット領域の配列を求めるようにしても良い。）尚、測定検査装置３は、上記のアライメントセンサの計測結果、又はこの計測結果を用いたＥＧＡ計測結果に基づいてウェハＷの各ショット領域を検査位置に位置合わせして重ね合わせ精度又は線幅の測定検査を行う。
【００３７】
次に、本発明の一実施形態による処理方法について説明する。尚、以下の説明では、図１に示す露光装置２ａ，２ｂを用いて露光処理を行う場合を例に挙げて説明する。図３は、本発明の一実施形態による処理方法の概略を示すフローチャートである。図３に示す通り、本実施形態においては、まず露光装置２ｂを用いて複数枚（例えば２５枚）のウェハＷを単位とした１ロット分のウェハＷの各々に形成されたアライメントマークＡＭを計測し、その計測結果から露光装置１ａで露光処理を行う際に用いる処理装置を算出する（工程Ｓ１）。次に、露光装置２ｂで算出された処理情報が露光装置２ａに送信され（工程Ｓ２）、露光装２ａにおいて露光装置２ｂからの処理情報に基づいて露光処理が行われる（工程Ｓ３）。このように、本実施形態では、１ロット分のウェハＷを単位としてアライメントマークＡＭの計測及び処理情報の算出、並びに、露光処理が行われる。
【００３８】
尚、本実施形態では、図３の工程Ｓ１（即ち、図４の各工程）の動作を、露光装置２ｂを用いて行うものとしているが、本発明はこれに限らず、上述の事前測定装置４において図３の工程Ｓ１の動作を行うようにしても良い。この場合には、事前測定装置４で得られた情報は、図３の工程Ｓ２において露光装置２ａに直接、或いは上述のホストコンピュータ１を介して間接的に送信されることになる。
【００３９】
次に、図４に示す工程Ｓ１，Ｓ２の詳細について説明する。図４は、図３中の工程Ｓ１の詳細を示すフローチャートである。まず、ユーザが１ロット分のウェハＷが収容されたＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）等のキャリアを露光装置２ｂのウェハロード開始位置に配置する。次いで、ユーザが露光装置２ｂの主制御系ＭＣに設けられた不図示の入力装置を操作して、露光装置２ｂの動作モードを第２動作モードに設定する。更に、ユーザは処理情報を送信すべき露光装置も併せて指定する。本実施形態では、この露光装置として図１に示す露光装置２ａを指定する。以上の前準備が終了し、ユーザが処理開始を指示すると、露光装置２ｂの主制御系ＭＣは、不図示のウェハ搬送装置（ウェハローダ）を制御してキャリアに収容されたウェハＷをキャリアから取り出させて露光装置２ａの内部にロードさせる。ウェハ搬送装置によって搬送されたウェハＷはウェハステージＷＳＴ上に保持される（工程Ｓ１１）。
【００４０】
ウェハステージＷＳＴ上にウェハＷが保持されると、主制御系ＭＣはウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴをＸＹ面内でステップ移動させて、ウェハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭをアライメントセンサ２１の計測視野内に順次配置し、各々のアライメントマークＡＭをアライメントセンサ２１で計測する（工程Ｓ１２）。ここで、ショット領域及びアライメントマークについて説明する。図５は、ウェハＷ上に設定されるショット領域及びウェハＷ上に形成されるアライメントマークの一例を示す図である。
【００４１】
図５（ａ）に示す通り、ウェハＷ上には矩形形状のショット領域ＳＨが一定間隔で配列されており、ショット領域ＳＨの各々にはアライメントマークＡＭが付設されている。尚、図５（ａ）においては、図示の都合上、アライメントマークＡＭを大きめに図示している。ショット領域ＳＨの大きさ及び数は製造するデバイス毎に変更されることがあり、またアライメントマークＡＭの形状及びショット領域ＳＨ内における位置は形成すべきレイヤー毎に変更されることがある。
【００４２】
図５（ｂ）に示す通り、アライメントマークＡＭは、例えばＹ方向に延びた矩形形状であってＸ方向に等間隔に配列されたＸマークｍｘと、Ｘ方向に延びた矩形形状であってＹ方向に等間隔に配列されたＹマークｍｙとからなる。アライメントマークＡＭのＸマークｍｘを計測することによってそのアライメントマークＡＭが設けられたショット領域ＳＨのＸ方向の位置が求められ、Ｙマークｍｙを計測することによってそのアライメントマークＡＭが設けられたショット領域ＳＨのＹ方向の位置が求められる。つまり、アライメントマークＡＭを計測して得られる位置情報は、そのアライメントマークＡＭが設けられているショット領域ＳＨを代表する位置情報である。上述した工程Ｓ１２では、ウェハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭの全てが計測され、各々のショット領域を代表する位置情報（例えば、ショット領域ＳＨの中心位置を示す情報）が求められる。
【００４３】
全てのアライメントマークＡＭの計測が終了すると、主制御系ＭＣは、全てのアライメントマークＡＭの計測結果を用いてＥＧＡ演算を行う（工程Ｓ１３）。このＥＧＡ演算によってウェハＷ上に配列されたショット領域配列上の（基板内の）線形的な誤差成分（基板誤差の線形成分）、ショット領域内の線形的な位置誤差（ショット内誤差の線形成分）、及びランダムな誤差成分（ランダム成分）が求められる。ここで、上記の基板誤差の線形成分としては、レイヤーを形成する際のウェハステージＷＳＴの誤差（位置誤差）や投影光学系ＰＬの倍率誤差等に起因するＸ方向へのずれ量（オフセット）、Ｙ方向へのずれ量、ウェハＷの回転量（ローテーション）、Ｘ方向の倍率（スケーリング）、Ｙ方向の倍率、及び直交度の６つがある。
【００４４】
また、上記のショット内誤差の線形成分としては、レイヤーを形成する際の投影光学系ＰＬの収差等に起因するものがある。図６は、ＥＧＡ演算により求められるランダム成分とショット内誤差の非線形成分の一例を示す図である。ウェハＷ上にレイヤーを形成する際に行われる露光工程において、投影光学系ＰＬに糸巻き型の歪曲収差（ディストーション）が生じている場合には、図５（ａ）に示すショット領域ＳＨが、例えば図６に示す通りに変形する。図６は、ＥＧＡ演算により求められる非線形成分の一例を説明するための図である。尚、図６において、各ショット領域ＳＨ内に記した丸印はショット領域ＳＨの中心位置を表している。
【００４５】
図６を参照すると、各ショット領域ＳＨの形状が変化しているのみならず、その中心位置が非線形的に位置ずれしていることが分かる。ここで、各ショット領域ＳＨに付設されたアライメントマークＡＭを計測しても各ショット領域ＳＨの位置（例えば、図６中の丸印の位置）が得られるだけであり、ショット領域ＳＨの形状変化を直接的に計測することはできないが、各ショット領域ＳＨの配列からショット領域ＳＨの形状変化を間接的に求めることは可能である。本実施形態では、後述する工程Ｓ１３で行われるＥＧＡ演算の演算結果からショット領域ＳＨの形状変化を求めて、それを補正する補正情報（後述する工程Ｓ２５で使用する像形状の変形補正量）を算出している。
【００４６】
ここで、前述した通り、ウェハＷには歪シリコンからなる領域が部分的に形成されており、この歪シリコンに影響されてウェハＷ上のアライメントマークＡＭは位置ずれが生ずる。ウェハＷの全面に歪シリコンが形成されていれば、この歪シリコンによるアライメントマークＡＭの位置ずれがほぼ一様であるとみなし、上記のＥＧＡ演算によって得られる線形成分又は非線形成分を用いれば補正が可能であると考えられる。
【００４７】
しかしながら、歪シリコンからなる領域がウェハＷ上に部分的に形成されている場合には、その歪みはランダムなものになるとなる。このため、図７に示す通り、アライメントマークＡＭの位置ずれ（ショット配列のずれ）もランダムになると考えられる。つまり、アライメントマークＡＭの計測結果（工程Ｓ１２での全マークの計測値）と、上記工程Ｓ１３で得られたＥＧＡ演算値（各マークのＥＧＡ演算上の座標位置）との差分（ランダム成分）は各ショット（マーク）毎における局所的な歪みを示す歪み情報であると考えられる。本工程Ｓ１３では、この歪み情報を、後述するサンプルショットの最適化を行う際の基準指標（比較対象）として使用するために、各ショット毎（マーク毎）に算出すると共に記憶するようにする。
【００４８】
図７は、部分的な歪みに起因して生ずるアライメントマークＡＭの位置ずれの一例を示す図である。尚、図７において、各ショット領域ＳＨ内に記した丸印は設計上のショット領域ＳＨの中心位置を表しており、各ショット領域ＳＨ内に記した矢印は実際に形成されているアライメントマークＡＭから求められるショット領域ＳＨの中心の位置ずれ方向及び位置ずれ量を表している。前述したランダム成分（歪み情報）は、アライメントマークＡＭのランダムな位置ずれに起因するものであり、歪シリコンに影響されて部分的な歪みが大きくなるとランダム成分も大きくなる。
【００４９】
全てのアライメントマークＡＭの計測結果を用いたＥＧＡ演算が終了すると、主制御系ＭＣは、ウェハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭから数個（例えば、３〜９個）のアライメントマークＡＭを、組み合わせを変えて複数選択する（工程Ｓ１４）。例えば、ウェハＷ上にｎ個（ｎは正の整数）のショット領域ＳＨ１〜ＳＨｎが設定されており、これらから３個のアライメントマークＡＭを選択する場合には、ショット領域ＳＨｉ，ＳＨｊ，ＳＨｋの３つを選択する。ここで、ｉ，ｊ，ｋは、互いに異なる１以上ｎ以下の整数である。
【００５０】
つまり、主制御系ＭＣは、変数ｉ，ｊ，ｋの各々を異なる値に設定してショット領域ＳＨｉ，ＳＨｊ，ＳＨｋに付設されたアライメントマークＡＭの第１の組み合わせを選択する。次いで、変数ｉ，ｊ，ｋの内の少なくとも１つの変数の値を先に設定した値と異なる値に設定してショット領域ＳＨｉ，ＳＨｊ，ＳＨｋに付設されたアライメントマークＡＭの第２の組み合わせを選択する。以下同様に、変数ｉ，ｊ，ｋの値の全てが先に設定した値と等しくならないよう変数ｉ，ｊ，ｋの値を設定してショット領域ＳＨｉ，ＳＨｊ，ＳＨｋに付設されたアライメントマークの組み合わせを選択する。
【００５１】
アライメントマークＡＭの組み合わせの選択を終えると、主制御系ＭＣは、工程Ｓ１４で選択したアライメントマークＡＭの組み合わせ毎に、選択されたアライメントマークＡＭの計測結果を用いてＥＧＡ演算を行う（工程Ｓ１５）。上記の工程Ｓ１４で、ｍ（ｍは、２以上の整数）通りの組み合わせが選択された場合には、各々の組み合わせで選択されたアライメントマークＡＭの計測結果を用いたＥＧＡ演算がｍ回行われる。これにより、各組み合わせ毎に前述した線形成分、非線形成分、及びランダム成分が求められる。また、ＥＧＡ演算を行うことによりウェハＷ上におけるショット領域のＳＨの配列が求められるが、主制御系ＭＣはこの演算結果からショット領域の形状変化を求め、これを補正する補正情報も算出する。
【００５２】
以上の工程が終了すると、主制御系ＭＣは、上記のＥＧＡ演算結果に基づいて、アライメントマークＡＭの複数の組み合わせから、ＥＧＡ演算を行う上で最適な１つの組み合わせを選択する。具体的には、工程Ｓ１２で計測された各ショット毎の座標値から線形成分、即ち各組み合わせ毎に算出された各ショットのＥＧＡ演算値を除去した残留ランダム成分（歪み情報）と、上述の工程Ｓ１３で算出し記憶された各ショット毎の歪み情報との差分が、各ショットをみまわして最小となる組み合わせを選択する（工程Ｓ１５）。つまり、ここでは、工程Ｓ１３で求め記憶した歪み情報と、本工程Ｓ１５で算出した歪み情報とをショット毎に比較し、その差がウェハ全体として最小となるマークの組み合わせを選択するものである。この工程では、歪シリコンの影響を反映しつつウェハ全体として歪みの影響が極力小さいアライメントマークＡＭの組み合わせが選択される。尚、この選択方法は、換言すれば、ＥＧＡ演算で求められる線形誤差成分（ＥＧＡパラメータ）が、全ショットに付随したアライメントマークの実測値及び設計値を使ってなされる全ショットＥＧＡにおけるＥＧＡパラメータに対して最も類似（近似）するＥＧＡパラメータが得られる組み合わせ（アライメントマークの組み合わせ）を、複数の組み合わせの中から選択することである。
【００５３】
また、他の選択方法として、次のような手法も考えられる。具体的には、線形成分を除去した残留ランダム成分が最小となる組み合わせを選択する（工程Ｓ１５）。ここで、前述した通りランダム成分は、アライメントマークＡＭのランダムな位置ずれに起因するものであり、歪シリコンの影響が大きくなるとランダム成分も大きくなる。このため、この工程では、歪シリコンの影響が極力小さいアライメントマークＡＭの組み合わせが選択される。尚、アライメントマークの組み合わせを無限にとると演算に多大な時間を要してしまうので、予め適当な数、配置のサンプルショットを複数（例えば、２０個程）選んでおき、その中から任意の個数、配置のマークの組み合わせを複数選択するようにしておくのが計測スループット上は望ましい。
【００５４】
尚、本実施形態では、工程Ｓ１５において、アライメントマークＡＭの組み合わせ毎にＥＧＡ演算を行い、その演算結果からショット領域の形状変化を補正する補正情報を算出する場合を例に挙げている。しかしながら、補正情報を算出するために要する時間を省くために、工程Ｓ１５でアライメントマークＡＭの組み合わせ毎のＥＧＡ演算結果を一時的に記憶しておき、工程Ｓ１６で１つのアライメントマークＡＭの組み合わせを選択した後で、この組み合わせについてのＥＧＡ演算結果を用いて補正情報を算出するのが望ましい。アライメントマークＡＭの組み合わせが選択されると、主制御系ＭＣは、その選択結果（補正情報を含む）を一時的に記憶する（工程Ｓ１７）。
【００５５】
以上の工程が終了すると、露光装置２ｂの主制御系ＭＣは、計測すべきウェハＷの有無を判断する（工程Ｓ１８）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、不図示のウェハ搬送装置を制御してウェハステージＷＳＴ上のウェハＷを搬出（アンロード）させてキャリアに収容させる。これとともに、キャリアに収容された新たなウェハＷをキャリアから取り出させて露光装置２ｂの内部にロードさせてウェハステージＷに保持させ（工程Ｓ１１）、そのウェハＷに対する計測を行う。一方、工程Ｓ１８の判断結果が「ＮＯ」である場合には、１ロット分のウェハＷについて全アライメントマークＡＭを計測する工程、即ち図１に示す工程Ｓ１が終了する。尚、上記の工程Ｓ１７で一時的に記憶した情報は、図４に示す処理が終了した後で、ユーザによって指定された露光装置２ａに送信される（図３の工程Ｓ２）。
【００５６】
図８は、図３中の工程Ｓ３の詳細を示すフローチャートである。まず、露光装置２ｂを用いて計測が行われた１ロット分のウェハＷが収容されたキャリアをユーザが露光装置２ａのウェハロード開始位置に配置する。次いで、ユーザが露光装置２ａの主制御系ＭＣに設けられた不図示の入力装置を操作して、露光装置２ａの動作モードを第３動作モードに設定する。
【００５７】
以上の前準備が終了し、ユーザが処理開始を指示すると、まず露光装置２ａの主制御系ＭＣは、不図示のレチクル搬送装置（レチクルローダ）を制御して、露光レシピに従ったレチクルＲを搬送させる。レチクル搬送装置によって搬送されたレチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に保持される（工程Ｓ２１）。尚、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上に保持されると、レチクルＲとウェハステージＷＳＴとの相対位置関係を調整する処理（レチクルアライメント）が行われる。
【００５８】
次いで、主制御系ＭＣは、不図示のウェハ搬送装置（ウェハローダ）を制御してキャリアに収容されたウェハＷをキャリアから取り出させて露光装置２ａの内部にロードさせる。ウェハ搬送装置によって搬送されたウェハＷがウェハステージＷＳＴ上に保持される（工程Ｓ２２）。尚、本実施形態では、露光装置２ａ，２ｂの両方でウェハＷに形成されたアライメントマークＡＭの計測を行っている。このため、露光装置２ａのウェハステージＷＳＴ上におけるウェハＷの保持方法と、露光装置２ｂのウェハステージＷＳＴ上におけるウェハＷの保持方法とが異なると、例えば歪シリコンに起因する局所的な歪み方に相違が生じ、露光装置２ｂでの計測結果が全く無意味になってしまう。よって、ウェハＷの保持方法は、露光装置２ａと露光装置２ｂとで同じにするのが望ましい。
【００５９】
ウェハステージＷＳＴ上にウェハＷが保持されると、主制御系ＭＣはウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴをＸＹ面内でステップ移動させて、露光装置２ｂから送信された処理情報で指定されるアライメントマークＡＭのみをアライメントセンサ２１の計測視野内に順次配置し、各々のアライメントマークＡＭをアライメントセンサ２１で計測する（工程Ｓ２３）。前述した通り、露光装置２ｂでの計測によって、ＥＧＡ演算を行う上で最適なアライメントマークＡＭの組み合わせが選択されている。ここでは、この選択されたアライメントマークＡＭの計測が行われる。尚、処理情報はウェハＷ毎に求められているため、主制御系ＭＣはウェハステージＷＳＴ上に保持されているウェハＷの処理情報を用いて上記の処理を行う。
【００６０】
アライメントマークＡＭの計測を終えると、主制御系ＭＣはアライメントマークＡＭの計測結果を用いてＥＧＡ演算を行う。これにより、ウェハＷ上におけるショット領域の配列が求められる（工程Ｓ２４）。次いで、露光装置２ａの主制御系ＭＣは、露光装置２ｂからの処理情報に含まれる補正情報に基づいて、レンズコントローラ部１５を介して投影光学系ＰＬの光学特性を制御する（工程Ｓ２５）。これにより、投影光学系ＰＬを介してウェハＷ上に投影されるパターンＤＰの像の形状が、ショット領域ＳＨの形状変化に合わせて補正される。尚、ここでは、ウェハＷに形成された複数のショット領域ＳＨの内の最初に露光すべきショット領域ＳＨの形状変化に合わせて投影光学系ＰＬの光学特性が制御される。
【００６１】
以上の処理が終了すると、ウェハＷに設定されたショット領域ＳＨの露光処理が開始される。露光処理が開始されると、まず露光装置２ａの主制御系ＭＣは、レチクル駆動装置１４を介してレチクルステージＲＳＴを駆動してレチクルＲを露光開始位置に配置する。併せて、ウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴを駆動してウェハＷ上の最初に露光すべきショット領域ＳＨを露光開始位置に配置する。
【００６２】
以上の配置が終了すると、主制御系ＭＣは、レチクル駆動装置１４及びウェハ駆動装置１９を介してレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動をそれぞれ開始させる。両ステージの移動を開始させた後、主制御系ＭＣは、レチクル干渉計１３及びウェハ干渉計１８の検出結果に基づいてレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動速度を算出し、各々が所定速度に達したか否かを判断する。また、レチクル干渉計１３及びウェハ干渉計１８の検出結果に基づいてレチクルステージＲＳＴとウェハステージＷＳＴとが同期したか否か、及び両ステージが所定の位置（露光開始位置）に達したか否かを判断する。
【００６３】
レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴが所定速度に達し、且つ同期して所定の位置に達したと判断した場合には、主制御系ＭＣは照明光学系ＩＬＳに制御信号を出力して露光光ＥＬの射出を開始させ、スリット状の露光光ＥＬをレチクルＲに照射する。露光光ＥＬの照射により、レチクルＲに形成されたパターンＤＰの一部（露光光ＥＬが照明された部分）の像が投影光学系ＰＬによって最初に露光すべきショット領域内に投影される。ここで、レチクルステージＲＳＴとウェハステージＷＳＴとが同期して移動しているため、レチクルＲ上における露光光ＥＬの照射位置が連続的に変化するとともに、ショット領域内におけるパターン像の投影位置も連続的に変化する。これにより、最初に露光すべきショット領域内が逐次露光される。
【００６４】
尚、ショット領域の露光を行っている最中に、主制御系ＭＣは、多点ＡＦセンサ２０の検出結果に基づいて、ウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴのＺ方向における位置及び姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸周りの回転θＸ，θＹ：レベリング）の制御（オートフォーカス制御）を行う。これにより、ウェハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合わせ込まれた状態でショット領域が露光される。
【００６５】
１つのショット領域に対する露光処理が終了すると、主制御系ＭＣは他に露光すべきショット領域があるか否かを判断する（工程Ｓ２７）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、主制御系ＭＣは、露光装置２ｂからの処理情報に含まれる補正情報に基づいて、レンズコントローラ部１５を介して投影光学系ＰＬの光学特性を制御する（工程Ｓ２５）。これにより、投影光学系ＰＬを介してウェハＷ上に投影されるパターンＤＰの像の形状が、次に露光すべきショット領域ＳＨの形状変化に合わせて補正される。
【００６６】
次に、主制御系ＭＣは、ウェハ駆動装置１９を介してウェハステージＷＳＴを駆動して次に露光すべきショット領域ＳＨを露光開始位置に配置する。また、レチクル駆動装置１４を介してレチクルステージＲＳＴを駆動してレチクルＲを露光開始位置に配置する。そして、主制御系ＭＣは、レチクル駆動装置１４及びウェハ駆動装置１９を介してレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動をそれぞれ開始させて、次に露光すべきショット領域ＳＨを露光する（工程Ｓ２６）。露光すべきショット領域がある間（工程Ｓ２７の判断結果が「ＹＥＳ」の間）は、工程Ｓ２５，Ｓ２６が繰り返される。
【００６７】
一方、工程Ｓ２７の判断結果が「ＮＯ」になると、露光装置２ａの主制御系ＭＣは、計測すべきウェハＷの有無を判断する（工程Ｓ２８）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、不図示のウェハ搬送装置を制御してウェハステージＷＳＴ上のウェハＷを搬出（アンロード）させてキャリアに収容させる。これとともに、キャリアに収容された新たなウェハＷをキャリアから取り出させて露光装置２ａの内部にロードさせてウェハステージＷに保持させ（工程Ｓ２２）、そのウェハＷに対する露光を行う。一方、工程Ｓ２８の判断が「ＮＯ」の場合には、１ロット分のウェハＷを露光する工程、即ち図１に示す工程Ｓ３が終了する。
【００６８】
以上説明した通り、本実施形態においては、まずロット単位のウェハＷに形成された全アライメントマークＡＭを露光装置２ｂを用いて計測して、ウェハＷ毎にＥＧＡ演算を行う上で最適なアライメントマークＡＭの組み合わせ、及びショット領域の形状を補正する補正情報を求めている。そして、露光装置２ｂを用いて得られた処理情報を露光装置２ａに送信し、露光装置２ａを用いて処理情報に基づいたアライメントマークＡＭの計測、及び投影光学系ＰＬの光学特性の制御を行った上でロット単位のウェハＷを露光している。
【００６９】
１ロットに含まれるウェハＷの全てのアライメントマークＡＭの計測と露光とは、各々異なる露光装置で行われるため、計測と露光とを並列して行うことができ、その結果としてスループットの低下を防止することができる。また、露光装置２ｂで行われた計測結果に基づいて、ウェハＷ毎にＥＧＡ演算を行う上で最適なアライメントマークＡＭの組み合わせが求められているため、露光装置２ａで露光を行う際に重ね合わせ精度を向上させることができる。更に、ショット領域の形状変化に応じてパターン像の形状が補正されるため、これによっても重ね合わせ精度を向上させることができる。以上から、ウェハＷ毎に異なる歪みが生じていても、スループットの低下を防止しつつ重ね合わせ精度等の処理精度を向上させることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ウェハＷ毎に全てのアライメントマークＡＭの計測を行い、ウェハＷ毎にＥＧＡ計測を行う上で最適なアライメントマークＡＭの組み合わせを求めていた。しかしながら、１ロットに含まれるウェハＷには同じパターンが形成されているため、歪シリコンに起因する局所的な歪みが生ずる傾向がウェハＷ間で似通うことも考えられる。このため、全ウェハＷのアライメントマークＡＭの計測結果から平均的に良好な計測精度（ＥＧＡ計測の計測精度）が得られる全ウェハＷに共通したアライメントマークＡＭの組み合わせを選択するようにしても良い。
【００７１】
また、必ずしも１ロットに含まれる全ウェハＷに形成された全てのアライメントマークＡＭの計測を行う必要はない。但し、計測精度を向上させる観点から、計測すべきアライメントマークＡＭの数は多い方が望ましい。更に、上記実施形態では各ウェハＷについてショット領域の形状を補正する補正情報をショット領域毎に求めていたが、ウェハＷ間におけるショット領域の形状変化が似通った傾向を示す場合には、ウェハＷ間で共通する補正情報を求め、この補正情報を用いて各ウェハＷのショット領域の形状変化を補正するようにしても良い。
【００７２】
また、上記実施形態では露光装置２ｂで計測を行い、この計測結果を用いて露光装置２ａで露光処理を行っていた。しかしながら、ウェハＷのアライメントマークＡＭを計測して処理情報を求める装置によって上記の計測を行っても良い。更に、上記実施形態では、ウェハＷのアライメントマークＡＭの計測結果を用いて露光処理を行う場合を例に挙げて説明したが、上記の計測結果を測定検査装置３での測定検査に用いても良い。例えば、測定検査装置３で重ね合わせ精度を測定検査する場合には、測定検査装置３の検査位置に各ショット領域を位置合わせする必要がある。このため、上記の計測結果を用いて所定のアライメントマークのみを計測してＥＧＡ計測を行ってショット領域の配列を求め、これに基づいて測定検査すべきショット領域を検査位置に配置して測定検査を行うのが好適である。
【００７３】
また、露光装置２ａ，２ｂが備える主制御系ＭＣがコンピュータからなる場合には、以上説明したアライメントセンサ２１を制御してアライメントマークＡＭの計測を行わしめる機能と、計測結果から最適なアライメントマークＡＭの組み合わせを求め、又は補正情報を求める機能とを備えるプログラムがコンピュータに格納されており、このプログラムが実行されることにより各種機能が実現されて、前述した計測が行われる。このプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。この記録媒体に記録されたプログラムをＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭドライブ等のドライブ装置を用いて読み取れば、コンピュータにインストールすることができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、本発明をステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置に適用することもできる。また、本発明は、ウェハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウェハステージに適用してもよい。
【００７５】
また、国際公開第９９／４９５０４号公報に開示されているような液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。ここで、本発明は、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の何れの露光装置にも適用可能である。
【００７６】
更に、上記の露光装置としては、半導体素子の製造に用いられてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光装置以外に、液晶表示素子の製造に用いられて回路パターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等を用いることができる。
【００７７】
次に、デバイスの製造方法について説明する。図９は、マイクロデバイスとしての半導体素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。図９に示す通り、まず、ステップＳ３１（設計ステップ）において、半導体素子の機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ３２（マスク製作ステップ）において、設計したパターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ３３（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００７８】
次に、ステップＳ３４（露光処理ステップ）において、ステップＳ３１〜ステップＳ３３で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ３５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ３４で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ３５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ３６（検査ステップ）において、ステップＳ３５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００７９】
図１０は、図９のステップＳ３４の詳細なフローの一例を示す図である。図１０において、ステップＳ４１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ４２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ４３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ４４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ４１〜ステップＳ４４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００８０】
ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ４５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ４６（露光工程）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマスクのパターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ４７（現像工程）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ４８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ４９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重にパターンが形成される。
【００８１】
以上説明したマイクロデバイス製造方法においては、露光工程（ステップＳ４６）において前述した露光装置２ａ，２ｂを用いて計測及び露光が行われる。また、図１に示す測定検査装置３，事前測定装置４を用いた測定検査が行われる。このため、ウェハ上に形成されたアライメントマークを全て検査してもスループットの低下を招くことはなく、また重ね合わせ精度を高めることができる。これにより、微細なデバイスを歩留まり良く効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態による処理装置を備える処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による処理装置の一種である露光装置２ａの概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による処理方法の概略を示すフローチャートである。
【図４】図３中の工程Ｓ１の詳細を示すフローチャートである。
【図５】ウェハＷ上に設定されるショット領域及びウェハＷ上に形成されるアライメントマークの一例を示す図である。
【図６】ＥＧＡ演算により求められるランダム成分とショット内誤差の非線形成分の一例を示す図である。
【図７】部分的な歪みに起因して生ずるアライメントマークＡＭの位置ずれの一例を示す図である。
【図８】図３中の工程Ｓ３の詳細を示すフローチャートである。
【図９】マイクロデバイスとしての半導体素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ３４の詳細なフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
２ａ，２ｂ    露光装置
３            測定検査装置
４            事前測定装置
２１          アライメントセンサ
ＡＭ          アライメントマーク
ＤＰ          パターン
ＭＣ          主制御系
Ｒ            レチクル
ＳＨ          ショット領域
Ｗ            ウェハ
【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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