(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置製造工程で基板上に繰り返されるリソグラフィのショットに対応して該基板上に複数形成される露光フィールドの所定部分の測定に基づきアライメントがなされる露光装置であって、
前記基板上からサンプリングされるｎ個（ｎは２以上の自然数）の露光フィールド中、ｍ個（ｍは１≦ｍ≦ｎ−１を満たす自然数）についてフィールド内多点測定を行い、残る（ｎ−ｍ）個についてフィールド内１点測定を行い、かつ前記ｍ個中の少なくとも１個の露光フィールドの前記フィールド内多点測定結果に基づき複数個の露光フィールドのフィールド内成分アライメントをなすと共に、少なくとも前記フィールド内１点測定の結果に基づき前記複数個の露光フィールドのフィールド間アライメントをなすことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記ｍが１であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィ技術を利用して基板上に形成される半導体デバイスの製造工程における、ステップ・アンド・リピート方式およびスキャン方式等で感光基板としてのウエハ上の各ショット領域にレチクル／マスクのパターンを露光する露光装置（ステッパー）に関し、とりわけ高スループットを実現する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子やディスプレイパネル等を製造する際のリソグラフィ工程には、投影露光装置が広く適用されている。投影露光装置は、レチクル上に形成されたパターンの像をプロジェクション光学系を通して感光基板（ウエハ）上に投影する。
このようなリソグラフィ工程では、ウエハ上に形成された回路パターンと、次に露光すべき回路パターンの像とを正確に合わせる必要があり、このため投影露光装置には基板上に形成されたアライメントマークを光学的に検出するアライメント系が設けられている。こうしたアライメント系は、静止座標系上におけるアライメントマークの位置を検出し、この検出位置情報に基づいて投影露光装置がアライメントを実行する構成とされる。
【０００３】
従来、前記のリソグラフィ技術においては、縮小投影露光装置のプロジェクションレンズの高ＮＡ化や、露光波長の短波長化、あるいは位相シフト法や変形照明法といった超解像技術の採用により、解像度の向上がなされてきた。
一方、合わせ技術においても、露光ステージの制振や温調、あるいは投影光学系の収差の改善といった装置性能の改善による、合わせ精度の向上がなされてきた。とりわけ、素子高集積度に伴うデザイン・ルール（最小加工寸法）の進捗により、高精度の合わせ操作を可能にする技術が、露光工程において要求されるに到っている。
【０００４】
露光工程では、サンプリングショットで測定された座標と基準座標系とのズレの統計処理に基づきアライメントがなされる。
例えば１次式による変換モデルを導入し、露光に先立って基板上の露光対象となるフィールドについて、測定された座標と基準座標との差分の二乗の積算の和で記述される誤差成分を１次変換モデルの各変換パラメータで偏微分して得られる連立方程式から、前記１次変換モデルの各変換パラメータを定め、ついで定めた変換パラメータを係数とした１次変換モデルに基づいてアライメント格子（予想格子）を作成し、このアライメント格子が示す座標に基づいてアライメントを行った後に露光がなされている。
【０００５】
前記のようなアライメントにおいては、高精度の合わせ誤差測定技術が必要となる。従前では、このような合わせ誤差として主としてフィールド間で発生する合わせ誤差が対象とされてきた。しかしながら近年は、ウエハ寸法が大型化され、また生産性向上のために１ショットで複数個のチップが露光されることから、個々の露光フィールドのサイズが大型化しており、この結果露光フィールド隅部の合わせ誤差への対応が、重要課題となってきた。これにはウエハの熱歪みによる位置ズレが影響しており、とりわけ複数台の露光装置を用いる量産ラインでは、露光装置毎の癖も加わって精度の劣化が避けられないという問題があった。
このため、フィールド間合わせ精度に加えて、フィールド内における合わせ精度にかかる技術が、露光工程において必要とされるに至っている。
【０００６】
従来、前記のようなフィールド間合わせ精度の測定は、１個の露光フィールド内で１個の地点を選んで合わせ誤差を測定する、フィールド内１点測定により行われている。これに対し、フィールド内成分の合わせ精度測定は、通常、１個の露光フィールド内で複数個の地点を選んで測定する、フィールド内多点測定により行われることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現状の露光装置を用いて、フィールド内成分アライメントのための前記フィールド内多点測定を行う場合には、フィールド間精度の測定用にサンプリングされた露光フィールドの個々について、多点測定を行うことになる。
【０００８】
例えば、全５２個の露光フィールドをもつウエハにおいて、５２個の中からサンプリングされた９個のサンプリング露光フィールドのすべてについて、それぞれ５個の測定地点で多点測定を行うとすると、測定地点の総数は１枚あたり、（５ポイント）×（９フィールド）で４５ポイントとなり、よって１点測定でフィールド間重ね合わせ誤差のみを測定する際の９ポイントに比べて、測定所要時間が増大し、ウエハ単位のスループットが低下するという問題が発生する。
【０００９】
さらに、１ロットが例えば２５枚のウエハから構成される際のフィールド内多点測定についても、ウエハ各葉につき４５ポイントであり、これが全２５枚のすべてにつき測定されることになるから、総数で１１２５ポイントの測定がなされることになり、大幅なスループットの低下をまねくという問題があった。
【００１０】
前記のように、従来の技術ではサンプリングポイントの増加によってリソグラフィ工程のスループットを大幅に低下させ、結果的に半導体デバイスのコストを上昇させるという欠点がある。
【００１１】
そこで本発明は、従来技術が有する前記のような問題を解決し、加工精度を維持しながらスループットを向上させることが可能な露光装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露光装置は、上述の目的を達成するために提案されるものであり、その骨子は、サンプリングされた露光フィールドのすべてについて多点測定を行うのではなく、多点測定を行う露光フィールド（以下、多点測定サンプリングフィールドと記載する）の数を、サンプリング露光フィールドの総数よりも少なくとも１以上減らし、残りの露光フィールドについては１点測定を行うものである。
【００１３】
これは、「フィールド内合わせ誤差とフィールド間合わせ誤差とは、独立に扱うことができる」という理論的根拠および、本発明者がメカサンプルを用いた実測に基づいて経験的に得た知見に依拠するものである。
【００１４】
すなわち、本発明者の検討により、ウエハ上の各露光フィールドにおけるフィールド内成分（フィールド倍率、回転）の誤差のバラつきは、実用に差し支えない程度に小さいことが確認された。これにより、倍率と回転は、同一ウエハ上の他の露光フィールドにおける倍率と回転で代表させることが可能となる。つまり、サンプリングされた露光フィールドのすべてにおいて多点測定を行う必要はなく、一部の露光フィールドについてのみ多点測定を行うようにできる。
【００１５】
前記理論ならびに知見に基づき、かつ前記目的を実現するため、本発明に係る露光装置は、半導体装置製造工程で基板上に繰り返されるリソグラフィのショットに対応して該基板上に複数形成される露光フィールドの所定部分の測定に基づきアライメントがなされる露光方法において、前記基板上からサンプリングされるｎ個（ｎは２以上の自然数）の露光フィールド中、ｍ個（ｍは１≦ｍ≦ｎ−１を満たす自然数）についてフィールド内多点測定を行い、残る（ｎ−ｍ）個についてフィールド内１点測定を行い、かつ前記ｍ個中の少なくとも１個の露光フィールドの前記フィールド内多点測定結果に基づき複数個の露光フィールドのフィールド内成分アライメントがなされる構成とされる。
また、とりわけ前記ｍを１とする構成とされる。
【００１６】
前記の本発明に係る露光装置によれば、同一のウエハ内ではフィールド内多点測定の結果を他の各露光フィールドのフィールド内成分補正に適用することができるから、１ショットあるいは数ショットについてのみフィールド内多点測定を行えばよく、これにより多点測定露光フィールド数が基板（ウエハ）単位で減少して、スループットが改善される。
【００１７】
また、本発明者が別のメカサンプルの実測から得た、別の経験的知見では、同一ロットに属するウエハ間でのフィールド内線形誤差の差も実用上差し支えない程度に小さい。すなわち、フィールド内線形誤差成分であるフィールド倍率とフィールド回転の実測値から、同一ロット内でのこれらの変動量は無視できる程度に小さいことが確認された。
したがって、この結果によると、同一ロットに属する複数枚のウエハーについては、ウエハ１枚のみ、あるい数枚おきにフィールド内成分の誤差測定を行い、この測定結果を他の各ウエハーに適用することができる。
【００１８】
前記知見に基づき、本発明に係る露光装置は、半導体装置製造工程で基板上に繰り返されるリソグラフィのショットに対応して該基板上に複数形成される露光フィールドの所定部分の測定に基づきアライメントがなされる露光方法において、前記基板が属するロットを構成する全Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）の基板中、該ロットの第１番目の基板を含むＭ枚（Ｍは１≦Ｍ≦Ｎ−１を満たす自然数）の基板に対して前記各基板上でサンプリングされる複数個の露光フィールドの少なくとも１個についてフィールド内多点測定を行い、残る（Ｎ−Ｍ）枚の基板に対して前記各基板からサンプリングされる複数個の露光フィールドについてフィールド内１点測定を行い、前記Ｍ枚の基板の前記フィールド内多点測定結果に基づき、該基板の露光フィールドに対してフィールド内成分アライメントを行うとともに、前記Ｍ枚の基板になされた前記フィールド内多点測定結果を他の（Ｎ−Ｍ）枚の基板にも適用して露光フィールドのフィールド内成分アライメントをすることを特徴とする。
また、とりわけ前記Ｍ枚の基板につきサンプリングされる複数個の露光フィールドすべてについてフィールド内多点測定を行うことを特徴とする。
【００１９】
前記の本発明に係る露光方法によれば、多点測定する露光フィールド数がロット単位で減少する。
【００２０】
さらに、本発明に係る露光装置が、ロットを構成する全Ｎ枚の基板中から、所定の頻度に基づき少なくとも１枚の多点測定用基板を設定する多点測定用ウエハ設定手段と、前記基板上のサンプリングされる露光フィールドを設定し、かつ該各サンプリング露光フィールドにつき測定点数を設定するサンプリングフィールド設定手段と、前記設定された測定点数に基づきフィールド内多点測定する多点測定手段と、前記設定された測定点数に基づきフィールド内１点測定する１点測定手段と、前記多点測定結果に基づきフィールド内成分補正量を決定するフィールド内成分補正量決定手段と、他の基板を用いて以前に決定された前記フィールド内成分補正量の基板あるいはおよびフィールドへの適用を判定する補正量適用判定手段とを備える構成であれば、補正量適用判定手段の判定によって、その基板あるいはおよびフィールドへ適用するに最適なフィールド内成分補正量が既決定済みの補正量から選択されることになり、よって精度が維持されるとともにスループットが改善される。
【００２１】
さらに、前記多点測定用基板の出現頻度を任意に設定可能な多点測定用ウエハ頻度設定手段を備え、この多点測定用ウエハ頻度設定手段によって設定された頻度に基づき、前記多点測定用ウエハ設定手段が多点測定用基板を設定する構成の場合は、ロットの状況に応じた頻度設定をなし得、よって高信頼性かつ高スループットが実現される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の露光装置の一実施形態における要部の機能ブロック図である。さらに図２は、この露光装置の全体構成を示す概略ブロック図である。
先ず図２に基づき、本発明の露光装置の全体構成を以下に説明し、ついで図１に基づいて本発明の露光装置の要部を詳説する。
【００２３】
図２に示されるように本発明の露光装置ＰＳは、大別して、ウエハ６０への露光に関わる露光系８０、ウエハ６０やレチクル５９の位置を制御する機構系８１、ウエハ６０の位置合わせに関わるアライメント系８２、さらにこれら各系を含む装置全体の動作を統轄制御する制御系８３の４系統から構成されており、とりわけ本発明はその要部が制御系８３内に構築されて成る。
【００２４】
露光系８０は、露光光源６２、露光パターンが焼込まれているレチクル５９、複数個の組合わせレンズからなるプロジェクション光学系６１から構成される。露光光源６２から射出された露光光線に照射され光線中に形成されたレチクル５９のパターン像が、プロジェクション光学系６１を介してウエハ６０上の各ショット領域に投影・結像し、各ショット領域を露光する。
【００２５】
機構系８１は、ウエハ６０とウエハホルダ５１をウエハステージ上に載置して移動あるいは回転させるステージ駆動機構５２、自ら計測用のレーザ光を発してステージからの反射光を捕捉してステージ位置を検出するレーザ干渉計５６、ウエハ６０をステージにロードし、あるいはアンロードするウエハ・ローダ／アンローダ５５、レチクル５９を移動あるいは回転あるいは傾斜させるレチクル駆動機構５３、プロジェクション光学系６１の結像特性を制御する結像特性制御装置５４から構成される。
【００２６】
プロジェクション光学系６１の光軸方向にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な２次元平面の直行座標系をＸ軸およびＹ軸とすると、ステージ駆動機構５２は、プロジェクション光学系６１の光軸に垂直な面内でウエハを２次元的に位置決めするＸステージ５２ａ及びＹステージ５２ｂ、プロジェクション光学系６１の光軸に平行なＺ方向にウエハを位置決めするＺステージ５２ｄ、およびウエハを微小回転駆動させるためのθステージ５２ｃから構成される。
例えばＸステージ５２ａはＸステージ駆動装置５２ｅによってＸ方向に駆動される。Ｙ、Ｚ、θ方向についても同様に図示されない夫々のステージ駆動装置によって駆動される。また、図示されるようにウエハ６０をチルトさせるチルトモータ５２ｆが装備されることもある。
【００２７】
ウエハステージの上面には、Ｘ軸に垂直な反射面を有する平面鏡で構成された移動鏡が固定され、この移動鏡に対向するようにレーザ干渉計５６が配置されている。レーザ干渉計５６は、Ｘ軸に沿って移動鏡にレーザビームを照射する２個のＸ線用のレーザ干渉計、およびＹ軸に沿って移動鏡にレーザビームを照射するＹ軸用のレーザ干渉計で構成され、ウエハステージのＸ座標およびＹ座標（ステージ座標系または静止座標系Ｘ、Ｙ）が計測される。
【００２８】
また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差に基づいて、ウエハステージの回転角が計測される。レーザ干渉計５６は、計測したＸ座標、Ｙ座標および回転角の情報を検出信号５６ａとして出力する。検出信号５６ａは制御系８３に供給され、制御系８３は、Ｘステージ駆動装置５２ｅ等にステージ制御信号を送り、ウエハステージの位置決め動作を制御する。
【００２９】
ウエハ重量の増加に伴い、ウエハ・ローダ／アンローダ５５にはロボットアームやコンベア等の機械搬送系が適用されている。
【００３０】
レチクル駆動機構５３は、レチクル５９を保持し、レチクル５９を移動および微小回転させるように構成されている。さらにレチクル駆動機構５３には、レチクル５９をチルトさせるためのチルトモータ５３ａが装備されている。また図示されていないが、レチクル側にもウエハ側と同様の３軸の干渉計システムが設けられていて、検出信号が制御系８３に供給され、制御系８３はレチクル駆動機構５３にレチクル駆動制御信号３４ｂを送り、レチクル５９の位置・角度等を制御する。
【００３１】
結像特性制御装置５４は、プロジェクション光学系６１に装着されていて、例えばプロジェクション光学系６１を構成するレンズ群の内の所定のレンズ群の間隔調整、または所定のレンズ群の間のレンズセルの内圧調整により、プロジェクション光学系６１の投影倍率等の調整を行う。結像特性制御装置５４の動作は、制御系８３からの結像特性制御信号３４ａによって制御される。
ウエハのフィールド内成分のアライメントは、この結像特性制御装置５４と、前記のレチクル駆動機構５３とによって実行される。
【００３２】
つぎにアライメント系８２は、露光系８０の側面にオフ・アクシスで配置されている。このアライメント系８２の備える照明光源６３からの照明光が、コリメートレンズ６４、ビームスプリッタ６５、ミラー６６および対物レンズ６７を経てウエハ上のアライメントマーク近傍に照射される。
なお、ウエハ上にはこのウエハ上に設定された座標系（ｘ、ｙ）に沿って規則的にフィールド領域が形成され、各フィールド領域には例えば接するｘ方向スクライブラインならびにｙ方向スクライブライン部にＸ軸用のアライメントマークならびにＹ軸用のアライメントマークが形成されているものとする。
【００３３】
これらのアライメントマークからの反射光は、対物レンズ６７、ミラー６６、２枚のビームスプリッタ６５および６８、また不図示の基準指標を夫々経て、ついでＸ軸用のリレーレンズ６９によってＣＣＤ７０に集光される。
一方、ビームスプリッタ６８で直角に反射された光は、Ｙ軸用のリレーレンズ７１を経てＣＣＤ７２に集光される。
ＣＣＤ７０と７２に形成された像は、基準指標とウエハ上のアライメントマークとが重なった像であり、この撮像信号を処理することによって、ＸＹ両軸のアライメントマークと基準指標との位置ずれ量が検出される。
【００３４】
次に、露光対象とするウエハの各フィールド領域（ショット領域）の位置決めを行って、各フィールド領域にそれぞれレチクルのパターン像を露光する工程の動作を説明する。
先ず露光対象とするウエハ６０をウエハホルダ５１上にロードし、ウエハ６０上の予め設定された複数個のサンプルフィールド（サンプルショット）の各につき、アライメント系８２によって前記位置ずれ量を検出する。
【００３５】
ついで前記の位置ずれ量から算出される誤差成分を最小にするに統計処理（例えばＥＧＡ計算）を行い、変換パラメータの値を定め、線形的で仮想的な１次変換モデル（座標変換式）を求める。そして、この１次変換モデルを用いて各フィールド領域のステージ座標系（Ｘ、Ｙ）での配列座標を求め、アライメント格子表（アライメント格子と略記される）を編成する。
【００３６】
このアライメント格子に基づいてステージを駆動し、ウエハの各フィールド領域の基準点を順次露光系８０による露光領域の基準点に位置決めし、ついでそのフィールドに適用することが可能な補正量を用い、結像特性制御装置５４によるレンズ結像特性の調節あるいは／およびレチクル駆動機構５３によるレチクル５９の移動／回転／傾斜等によって、フィールド内成分のアライメント補正を実行する。
【００３７】
このようにアライメントが為されたフィールドに、それぞれレチクル５９のパターンを投影露光する。上記のプロセスでそのウエハの各フィールドへの投影露光は完了すると、ウエハ・ローダ／アンローダ５５が加工済みのウエハをアンロードして、次のウエハをステージにロードする。前記の工程により、ロットの全ウエハへの露光処理が高スループットで行われる。
【００３８】
つぎに、本発明の露光装置の要部を図１に基づいて詳説する。
本発明の露光装置ＰＳの要部は、前記の制御系８３を構成する、図１に示される制御手段３０である。制御系８３は、ノイマン型のストアードプログラム式コンピュータ及びそれによって実行される複数のソフトウエアプログラム（制御手段３０）で構成されるものであり、これら複数のソフトウエアプログラムは、各種の制御機能を具現する手段として装置と同等に取り扱うことができる。このコンピュータには、マイクロコンピュータや制御コンピュータ（ＦＡコンピュータ）をはじめ、パソコンあるいはワークステーション等が適用可能である。
【００３９】
図１に示されるように、露光装置ＰＳにおけるコンピュータは、データ基幹であるコモンバス２５に、ＣＰＵ２１、第１ＲＯＭ２２、ＥＥＰＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、第２ＲＯＭ２６が接続されている。
【００４０】
前記の各手段のうち、１は多点測定用ウエハ設定手段、２はサンプリングフィールド設定手段、３は多点測定手段、４はフィールド内成分補正量決定手段、５はフィールド内成分補正量記憶手段、６は補正量適用判定手段、７は１点測定手段、８は統計処理手段、９はアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段、１０は多点測定用ウエハ頻度設定手段であり、いずれもＣＰＵ２１によって実行可能なソフトウエアプログラムで構成されている。
【００４１】
本実施形態では、多点測定用ウエハ設定手段１〜フィールド内成分補正量決定手段４と、補正量適用判定手段６〜統計処理手段８と、多点測定用ウエハ頻度設定手段１０はいずれも第１ＲＯＭ２２に格納されている。また、フィールド内成分補正量記憶手段５とアライメント格子／変換モデル編成・記憶９は、書き替え可能なＥＥＰＲＯＭ２３に格納されている。
【００４２】
さらに、第２ＲＯＭ２６には、いずれもＣＰＵ２１によって実行可能なソフトウエアプログラムで構成された全体システム制御ルーチン３１、ウエハ・ローダ／アンローダ制御ルーチン３２、移動制御ルーチン３３、フィールド内成分アライメント制御ルーチン３４が格納されている。
【００４３】
多点測定用ウエハ設定手段１は、ロットを構成する全Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）の基板中から、所定の頻度に基づき、そのロットの第１番目の基板を必ず含めたＭ枚（Ｍは１≦Ｍ≦Ｎ−１を満たす自然数）の多点測定用基板を設定して、サンプリングフィールド設定手段２に供給するとともに、設定した多点測定用基板情報１ａを補正量適用判定手段６に供給する。
このとき、ウエハ・ローダ／アンローダ５５から供給されるロード検出信号５５ａに基づき、多点測定用基板を設定する構成にすることが好ましい。
あるいは、ロード検出信号５５ａと、多点測定用ウエハ頻度設定手段１０から供給される頻度ｒに基づき、多点測定用基板を設定する構成も可能である。
【００４４】
サンプリングフィールド設定手段２は、基板上からｎ個（ｎは２以上の自然数）の露光フィールドをサンプリングフィールドとして設定し、かつ該各サンプリング露光フィールド中で、フィールド内多点測定を行うｍ個（ｍは１≦ｍ≦ｎ−１を満たす自然数）のサンプリングフィールドと、フィールド内１点測定を行う（ｎ−ｍ）個のサンプリングフィールドを設定し、さらに多点測定にかかる測定点数およびフィールド内測定点を設定して、設定結果を多点測定手段３と１点測定手段７に供給するとともに、サンプリングフィールドに関する前記情報２ａを補正量適用判定手段６に供給する。
前記設定は、予め内蔵されているアルゴリズムに基づいて実行するように構成する以外にも、例えば外部からの指示入力あるいは指定入力に基づいて各設定を実行する構成とすることもできる。
【００４５】
多点測定手段３は、サンプリングフィールド設定手段２によって設定された多点測定するサンプリングフィールドと測定点数およびフィールド内測定点に基づき、前記のアライメント系８２を駆動してフィールド内多点測定を行い、多点測定データをフィールド内成分補正量決定手段４に供給する。さらにこの多点測定データのうちの、所定のフィールド内測定点での１点分の測定データを、１点測定手段７に供給する構成とすることもできる。この場合、１点分の測定データは後の統計処理に供される。
【００４６】
フィールド内成分補正量決定手段４は、多点測定手段３による多点測定結果に基づき、該サンプリングフィールドのフィールド内成分（フィールド倍率、フィールド回転）の補正量を決定する。さらにフィールド内成分補正量記憶手段５は、フィールド内成分補正量決定手段４によって決定されたフィールド内成分補正量をサンプリングフィールド毎に記憶・保存するとともに、記憶したフィールド内成分補正量を補正量情報５ａとして補正量適用判定手段６に供給する。
【００４７】
補正量適用判定手段６は、多点測定用ウエハ設定手段１から供給された多点測定用基板情報１ａと、サンプリングフィールド設定手段２から供給されたサンプリング露光フィールドと測定点数の情報２ａと、フィールド内成分補正量記憶手段５から供給された、サンプリングフィールドの補正量情報５ａに基づき、そのウエハの、そのフィールドに適用さるべきフィールド内成分補正量を判定し、適用さるべきと判定された補正量６ａをフィールド内成分アライメント制御ルーチン３４に供給する。
【００４８】
したがって、補正量適用判定手段６によって、サンプリングフィールドフィールドにおいて以前に決定されたフィールド内成分補正量を、同一ウエハの他の（非サンプリングの）フィールドへ適用する際の最適なフィールド内成分補正量の判定がなされる。
あるいは、ロットに関し、サンプリングウエハを用いて以前に決定されているフィールド内成分補正量を、同一ロット内の他の（非サンプリングの）ウエハへ適用する際の最適なフィールド内成分補正量の判定がなされる。
【００４９】
一方、１点測定手段７は、サンプリングフィールド設定手段２によって設定された１点測定するフィールドにつき、前記のアライメント系８２を駆動してフィールド内１点測定を行い、１点測定データを統計処理手段８に供給する。
【００５０】
統計処理手段８は、１点測定手段７から供給された１点測定データに基づき、あるいはこれら１点測定データに多点測定手段３から供給された前記１点分の測定データを加えて、統計的処理手法(例えばＥＧＡ）により、絶対座標系でのズレ量をシフト、ローテーション、スケーリング等の成分に分けて統計処理し、変換モデル用のパラメータを算出してアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９に供給する。
【００５１】
アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９は、統計処理手段８から供給されたパラメータに基づき、仮想配列としてのアライメント格子を編成して記憶する。あるいは、一次変換モデルを編成して記憶する。
記憶されたアライメント格子あるいは変換モデルは、移動制御ルーチン３３によってアクセスされる。
【００５２】
多点測定用ウエハ頻度設定手段１０は、多点測定用基板の出現頻度を任意に設定可能にするもので、利用者はロットの状況に応じた任意の所望の出現頻度ｒを設定入力することができる。この出現頻度を設定入力は、図示されないキーボードあるいはマウス等の入力装置によって実現することができる。
多点測定用ウエハ頻度設定手段１０は、設定された頻度ｒを多点測定用ウエハ設定手段１に供給する。多点測定用ウエハ設定手段１は、この頻度ｒに基づき、前記のように多点測定用基板を設定する。
【００５３】
ウエハ・ローダ／アンローダ制御ルーチン３２は、ウエハロード制御信号３２ａをウエハ・ローダ／アンローダ５５に送り、ウエハのロード／アンロードを制御する。なおウエハ・ローダ／アンローダ５５はウエハのロードの度に、ロード検出信号５５ａを多点測定用ウエハ設定手段１に送る。
【００５４】
移動制御ルーチン３３は、アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９に記憶されたアライメント格子あるいは変換モデルをアクセスし、さらにレーザ干渉計５６から供給される検出信号５６ａに基づき、ステージ移動量を定めて、ステージ制御信号３３ａをステージ駆動機構５２に送り、これによりステージ移動を制御する。
【００５５】
フィールド内成分アライメント制御ルーチン３４は、補正量適用判定手段６から供給された補正量６ａに基づき、結像特性制御装置５４に結像特性制御信号３４ａを、あるいは／およびレチクル駆動機構５３にレチクル駆動制御信号３４ｂをそれぞれ送り、フィールド内成分アライメントを制御する。
【００５６】
全体システム制御ルーチン３１は、システム全体に関わる各種の制御を司るものである。
【００５７】
なおデータの記録保存は、図示されるようなＥＥＰＲＯＭ２３以外に、ＳＲＡＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリをはじめ、ＨＤＤや、あるいは着脱可能な記録媒体（フロッピーディスクやリムーバブルハードディスク、光ディスクや光磁気ディスク）に記録保存する構成にできる。
【００５８】
つぎに以下に、本発明の露光装置によるリソグラフィ加工例を説明する。
図３は、本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数を基板単位で削減する運用の説明図である。
同図に示されるように、このリソグラフィ加工はウエハＵ１上の５２個のフィールドのうち、９個のフィールドＦ１１〜Ｆ１９をサンプリングフィールドとし、さらにこれら９個のサンプリングフィールドＦ１１〜Ｆ１９のうち、中央のフィールドＦ１１のみを多点測定用サンプリングフィールド（図中、Ｍで表示）としてフィールド内５点測定を行い、残る８個のフィールドＦ１２〜Ｆ１９を１点測定用サンプリングフィールド（図中、Ｓで表示）としてフィールド内１点測定を行う。
【００５９】
そして、中央のフィールドＦ１１へのフィールド内５点測定に基づいて決定されたフィールド内成分補正量を、各サンプリングフィールドＦ１１だけでなく、ウエハＵ１１上の５２個のフィールド全てに適用してフィールド内成分アライメントを行う。例えば図中、点線で示したフィールドＦ１２０やＦ１６０等にも、この補正量を適用する。この根拠は前記のように、実測値によれば同一ウエハ上の異なるフィールド間のフィールド内線形誤差成分（フィールド倍率とフィールド回転）の変動量は無視できる程度に小さいことに拠っている。
【００６０】
前記の結果、ウエハＵ１に対してなされる測定ポイント総数は、フィールドＦ１１につき５ポイント、残る８個のフィールドＦ１２〜Ｆ１９につき各１ポイントで合計１３ポイントとなる。これら１３ポイントという少ない測定だけで、このウエハＵ１のアライメント格子を求めるためのデータと、ウエハＵ１上の全フィールドに対して適用可能なフィールド内成分補正量を求めるためのデータとを得ることができる。
【００６１】
これを、従来の全９サンプリングフィールドの各々につき５ポイントづつ、合計４５ポイントを計測する場合と比較すると、約７１％もの大幅な削減ができることになる。
このように、本実施形態では基板単位で多点測定フィールド数を減少させることにより、測定の所要時間を大幅に短縮することができる。
【００６２】
図４は、図３の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
先ずウエハがロードされると（ステップＳ１０１）、ステージが駆動されてサンプリングフィールドへ移動する（ステップＳ１０２）。
つぎにサンプリングフィールド設定手段２によって、そのサンプリングフィールドが多点測定サンプリングフィールドであるか否かが確認され（ステップＳ１０３）、多点測定サンプリングフィールドであれば、多点測定手段３によって多点測定が為される（ステップＳ１０４）。
【００６３】
この多点測定結果に基づき、フィールド内成分補正量決定手段４によってフィールド内成分補正量が決定され（ステップＳ１０５）、フィールド内成分補正量記憶手段５によって記憶される（ステップＳ１０６）。前記動作が全サンプリングフィールド終了まで反復される（ステップＳ１０８）。
【００６４】
一方、ステップＳ１０３において、そのサンプリングフィールドが多点測定サンプリングフィールドでないことが確認されると、１点測定用のサンプリングフィールドであるとして、１点測定手段７によって１点測定が為され（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８に進む。
【００６５】
ついで、各サンプリングフィールドにおいて測定された１点データ（これには多点測定サンプリングフィールドにおいて測定された多点から抽出された１点データも含まれる）に基づき、統計処理手段８が統計処理を施して変換パラメータを算出し（ステップＳ１０９）、アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９によってこのウエハのアライメント格子あるいは変換モデルが編成され、記憶される（ステップＳ１１０）。
【００６６】
以上で測定が完了すると、露光工程に入る。移動制御ルーチン３３が、ロードされているウエハのアライメント格子あるいは変換モデルをアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９から取りだし、これらを参照してこのウエハ上の各フィールド（サンプリングフィールド、非サンプリングフィールドすべて）へ移動する（ステップＳ１１１）。これは実際にはウエハが搭載されたステージ側を、光学系に対してドライブする相対移動になる。
【００６７】
ついでフィールド内成分アライメント制御ルーチン３４が、決定され記憶されている補正量をこのフィールドへ適用して、フィールド内成分アライメントを実行する（ステップＳ１１２）。
【００６８】
前記により、このフィールドのアライメントが完了することで露光の準備が整い、露光が実行される（ステップＳ１１３）。
前記の工程が、そのウエハ上の全フィールドにつき反復され（ステップＳ１１４）、全フィールドにつき露光が完了すると、運用が終了する。
【００６９】
図５は、本発明の露光装置による、多点測定フィールド数を基板単位で削減する別の運用例の説明図である。
同図に示されるように、このリソグラフィ加工はウエハＵ２上の５２個のフィールドのうち、９個のフィールドＦ２１〜Ｆ２９をサンプリングフィールドとし、さらにこれら９個のサンプリングフィールドＦ２１〜Ｆ２９のうち、フィールドＦ２１、Ｆ２２、Ｆ２４、Ｆ２６、Ｆ２８の５個だけを多点測定用サンプリングフィールド（図中、Ｍで表示）としてフィールド内５点測定を行い、残る４個のフィールドＦ２３、Ｆ２５、Ｆ２７、Ｆ２９を１点測定用サンプリングフィールド（図中、Ｓで表示）としてフィールド内１点測定を行う。
【００７０】
そして、５個の多点測定用サンプリングフィールドへのフィールド内５点測定に基づいて決定された５組のフィールド内成分補正量を、各多点測定用サンプリングフィールドだけでなく各々の周辺の、複数個のフィールド（１点測定用サンプリングフィールドおよび非サンプリングフィールド）に適用して、ウエハＵ２上の５２個のフィールド全てのフィールド内成分アライメントを行う。例えば図中、点線で示したフィールドＦ２２０には、フィールドＦ２２での５点測定に基づくフィールド内成分補正量を適用する。同様に、フィールドＦ２６０には、フィールドＦ２６での５点測定に基づくフィールド内成分補正量を適用する。
そしてさらに、１点測定用サンプリングフィールドＦ２９に隣接するフィールドＦ２９０には、最寄りの多点測定用サンプリングフィールドＦ２８での５点測定に基づくフィールド内成分補正量を適用する。
【００７１】
前記の結果、ウエハＵ２に対してなされる測定ポイント総数は、５個の多点測定用サンプリングフィールドの各につき５ポイント、残る４個のフィールドの各につき１ポイントの、合計２９ポイントとなる。これら２９ポイントの測定だけで、このウエハＵ２のアライメント格子を求めるためのデータと、ウエハＵ２上の全フィールドに対して適用可能なフィールド内成分補正量を求めるためのデータとを得ることができる。
本実施形態は、ウエハの熱歪みによる位置ズレの影響を排除するケースにおいてとりわけ有効となる。
【００７２】
図６は、図５の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
先ずウエハがロードされると（ステップＳ２０１）、ステージが駆動されてサンプリングフィールドへ移動する（ステップＳ２０２）。
つぎにサンプリングフィールド設定手段２によって、そのサンプリングフィールドが多点測定サンプリングフィールドであるか否かが確認され（ステップＳ２０３）、多点測定サンプリングフィールドであれば、多点測定手段３によって多点測定が為される（ステップＳ２０４）。
【００７３】
この多点測定結果に基づき、フィールド内成分補正量決定手段４によって多点測定サンプリングフィールド毎のフィールド内成分補正量が決定され（ステップＳ２０５）、フィールド内成分補正量記憶手段５によって記憶される（ステップＳ２０６）。前記動作が全サンプリングフィールド終了まで反復される（ステップＳ２０８）。
【００７４】
一方、ステップＳ２０３において、そのサンプリングフィールドが多点測定サンプリングフィールドでないことが確認されると、１点測定用のサンプリングフィールドであるとして、１点測定手段７によって１点測定が為され（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０８に進む。
【００７５】
ついで、各サンプリングフィールドにおいて測定された１点データ（これには多点測定サンプリングフィールドにおいて測定された多点から抽出された１点データも含まれる）に基づき、統計処理手段８が統計処理を施して変換パラメータを算出し（ステップＳ２０９）、アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９によってこのウエハのアライメント格子あるいは変換モデルが編成され、記憶される（ステップＳ２１０）。
【００７６】
以上で測定が完了すると、露光工程に入る。移動制御ルーチン３３が、ロードされているウエハのアライメント格子あるいは変換モデルをアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９から取りだし、これらを参照してこのウエハ上の各フィールド（サンプリングフィールド、非サンプリングフィールドすべて）へ移動する（ステップＳ２１１）。
【００７７】
ついで補正量適用判定手段６が、多点測定サンプリングフィールド毎のフィールド内成分補正量のうちで、そのフィールドへ適用する（すなわち、同一ウエハの他フィールドのものを流用する）補正量を選択判定し（ステップＳ２１２）、フィールド内成分アライメント制御ルーチン３４が、選択判定された補正量をこのフィールドへ適用して、フィールド内成分アライメントを実行する（ステップＳ２１３）。
【００７８】
前記により、このフィールドのアライメントが完了することで露光の準備が整い、このフィールドへの露光が実行される（ステップＳ２１４）。
前記の工程が、そのウエハ上の全フィールドにつき反復され（ステップＳ１２１５）、全フィールドにつき露光が完了すると、運用が終了する。
【００７９】
図７は、本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数をロット単位で削減する運用の説明図である。
図示されるように、このリソグラフィ加工は１ロットが４枚のウエハＵ１１〜Ｕ１４で構成され、最初のウエハＵ１１のみを多点測定用サンプリングウエハとし、このウエハＵ１１上の５２個のフィールドのうち、サンプリングされた９個のフィールドＦ１１１〜Ｆ１１９のうち、中央のフィールドＦ１１１のみについてフィールド内５点測定を行い、残る８個のフィールドＦ１１２〜Ｆ１１９でフィールド内１点測定を行う。こののち、残る３枚のウエハＵ１２〜Ｕ１４については、例えばウエハＵ１２において、９個のフィールドＦ１２１〜Ｆ１２９のすべてでフィールド内１点測定を行う。ウエハＵ１３、Ｕ１４についても同様に処理される。
【００８０】
そして、中央のフィールドＦ１１１へのフィールド内５点測定に基づいて決定されたフィールド内成分補正量を、最初のウエハＵ１１の各露光フィールドＦ１１１〜Ｆ１１９に適用してフィールド内成分アライメントを行うだけでなく、この補正量をウエハＵ１１上の５２個のフィールド全てに適用してフィールド内成分アライメントを行う。例えば図中、点線で示したフィールドＦ１１１０やＦ１１２０にも、この補正量を適用する。
【００８１】
加えてさらに、最初のウエハＵ１１のフィールドＦ１１１へのフィールド内５点測定に基づいて決定された、このフィールド内成分補正量を、後続の３枚のウエハＵ１２〜Ｕ１４上のフィールド全てに適用してフィールド内成分アライメントを行うようにする。例えば図中、点線で示した、ウエハＵ１２のフィールドＦ１２８０や、ウエハＵ１３のフィールドＦ１３６０や、ウエハＵ１４のフィールドＦ１４９０にも、すべてこの補正量を適用する。
この根拠は前記のように、同一ロットに属するウエハ間でのフィールド内線形誤差の差（バラツキ）は無視できる程度に小さいという実測結果による。
【００８２】
このように、ロット単位と基板単位の両方で多点測定フィールド数を減少させることにより、従来法に比べて測定の所要時間を大幅に短縮することができる。
【００８３】
また図８は、本発明の露光装置による、多点測定フィールド数をロット単位で削減する別の運用例の説明図である。
図示されるように、このリソグラフィ加工は１ロットが６枚のウエハＵ２１〜Ｕ２６で構成され、最初のウエハＵ２１を含み３枚おきに多点測定用サンプリングウエハを設定する。したがってこのロットの多点測定用サンプリングウエハは、Ｕ２１とＵ２４である。
【００８４】
まずウエハＵ１１上の５２個のフィールドのうち、９個のフィールドＦ２１１〜Ｆ２１９をサンプリングし、ついでこの９個のフィールドＦ２１１〜Ｆ２１９のうち、中央のフィールドＦ２１１のみについてフィールド内５点測定を行い、残る８個のフィールドＦ２１２〜Ｆ２１９でフィールド内１点測定を行う。後続の２枚のウエハＵ２２、Ｕ２３については、例えばウエハＵ２２において、９個のフィールドＦ２２１〜Ｆ２２９のすべてでフィールド内１点測定を行う。ウエハＵ２３についても同様である。
【００８５】
そして、中央のフィールドＦ２１１へのフィールド内５点測定に基づいて決定されたフィールド内成分補正量を、最初のウエハＵ２１の各フィールドＦ２１１〜Ｆ２１９に適用してフィールド内成分アライメントを行うだけでなく、この補正量をウエハＵ２１上の５２個のフィールド全てに適用してフィールド内成分アライメントを行う。例えば図中、点線で示したフィールドＦ２１２０等にも、この補正量を適用する。
【００８６】
加えてさらに、最初のウエハＵ２１のフィールドＦ２１１へのフィールド内５点測定に基づいて決定された、このフィールド内成分補正量を、後続の２枚のウエハＵ２２、Ｕ２３上のフィールド全てに適用して、フィールド内成分アライメントを行うようにする。例えば図中、点線で示した、ウエハＵ２２のフィールドＦ２２８０や、ウエハＵ２３のフィールドＦ２３６０等にも、すべてこの補正量を適用する。
【００８７】
このようにして３枚のウエハＵ２１〜Ｕ２３が処理されると、ついでロードされたウエハＵ２４は多点測定用サンプリングウエハであるから、ウエハＵ２４上の５２個のフィールドのうち、９個のフィールドＦ２４１〜Ｆ２４９をサンプリングし、ついでこの９個のフィールドＦ２４１〜Ｆ２４９のうち、中央のフィールドＦ２４１のみについてフィールド内５点測定を行い、残る８個のフィールドＦ２４２〜Ｆ２４９でフィールド内１点測定を行う。後続の２枚のウエハＵ２５、Ｕ２６については、例えばウエハＵ２５において、９個のフィールドＦ２５１〜Ｆ２５９のすべてでフィールド内１点測定を行う。ウエハＵ２６についても同様である。
【００８８】
そして、中央のフィールドＦ２４１へのフィールド内５点測定に基づいてフィールド内成分補正量が決定される。ここにおいて、以前の記憶されているフィールド内成分補正量が更新されることになる。
この更新されたフィールド内成分補正量を、ウエハＵ２４の各フィールドＦ２４１〜Ｆ２４９に適用してフィールド内成分アライメントを行うだけでなく、この補正量をウエハＵ２４上の５２個のフィールド全て（図中、点線で示したフィールドＦ２４２０を含む）に適用してフィールド内成分アライメントを行う。
加えてさらに、このフィールド内成分補正量を、後続の２枚のウエハＵ２５、Ｕ２６上のフィールド全て（図中、点線で示したフィールドＦ２５８０、Ｆ２６９０を含む）に適用して、フィールド内成分アライメントを行うようにする。
【００８９】
したがって、同一ロットに属する複数枚のウエハについては、ウエハ１枚のみ、あるい数枚おきにフィールドのフィールド内成分アライメント補正量を決定し、ついでこの補正量を、同一ロットに属する他の各ウエハのフィールドのフィールド内成分アライメントに適用することにより、測定や算出の手間を省略できてスループットが向上する。
【００９０】
図９は、図７および図８の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
先ずウエハがロードされると（ステップＳ３０１）、多点測定用ウエハ設定手段によって、ロットの最初のウエハまたはおよび多点測定用のウエハであるか否かが確認され（ステップＳ３０２）、ロットの最初のウエハまたはおよび多点測定用のウエハであると、ステージが駆動されてサンプリングフィールドへ移動する（ステップＳ３０３）。
【００９１】
ついでサンプリングフィールド設定手段２によって、そのサンプリングフィールドが多点測定サンプリングフィールドであると確認されると（ステップＳ３０４）、多点測定手段３によって多点測定が為され（ステップＳ３０５）、フィールド内成分補正量決定手段４によってフィールド内成分補正量が決定され（ステップＳ３０６）、この補正量が、フィールド内成分補正量記憶手段５によって記憶され（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０９に進む。
【００９２】
また、ステップＳ３０４において、そのサンプリングフィールドが１点測定サンプリングフィールドであると確認されると、１点測定手段７によって１点測定が為され（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、全サンプリングフィールド終了まで前記が反復され、全サンプリングフィールドが終了すると、ステップＳ３１３に進む。
【００９３】
一方、ステップＳ３０２において、ロットの最初のウエハまたはおよび多点測定用のウエハでないことが確認されると、１点測定用のウエハであるとして、ステージ駆動によりサンプリングフィールドへ移動し（ステップＳ３１０）、１点測定手段７によって１点測定が為され（ステップＳ３１１）、全サンプリングフィールド終了までこの処理が反復され（ステップＳ３１２）、全サンプリングフィールドが終了すると、ステップＳ３１３に進む。
【００９４】
ステップＳ３１３では、各ウエハ毎に、各サンプリングフィールドにおいて測定された１点データ（これには多点測定サンプリングフィールドにおいて測定された多点から抽出された１点データも含まれる）に基づき、統計処理手段８が統計処理を施して変換パラメータを算出し（ステップＳ３１３）、アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９によって各ウエハ毎のアライメント格子あるいは変換モデルが編成され、記憶される（ステップＳ３１４）。前記の処理により、ウエハがロードされる度に、各ウエハに対応したアライメント格子あるいは変換モデルが編成されることになる。
【００９５】
以上で測定が完了すると、露光工程に入る。移動制御ルーチン３３が、現在ロードされているウエハに対応したアライメント格子あるいは変換モデルをアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９から取りだし、これらを参照してこのウエハ上の各フィールド（サンプリングフィールド、非サンプリングフィールドすべて）へ移動する（ステップＳ３１５）。これは実際にはウエハが搭載されたステージ側を、光学系に対してドライブする相対移動になる。
【００９６】
ついで補正量適用判定手段６が、そのウエハへ適用するフィールド内成分補正量を判定し（ステップＳ３１６）、フィールド内成分アライメント制御ルーチン３４が、判定された補正量をそのウエハ上の全フィールドへ適用して、フィールド内成分アライメントを実行する（ステップＳ３１７）。
【００９７】
前記により、そのウエハ上のフィールドのアライメントが完了することで露光の準備が整い、そのフィールドに露光が実行される（ステップＳ３１８）。
前記の工程が、そのウエハ上の全フィールドにつき反復され（ステップＳ３１９）、全フィールドにつき露光が完了すると、後続のロットがロードされて前記操作が反復され、ロットの全ウエハの露光完了を以て（ステップＳ３２０）運用が終了する。
【００９８】
図１０は、本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数をロット単位で削減する他の運用の説明図である。
図示されるように、このリソグラフィ加工は１ロットが４枚のウエハＵ３１〜Ｕ３４で構成され、最初のウエハＵ３１のみを多点測定用サンプリングウエハとし、このウエハＵ３１上の５２個のフィールドのうち、サンプリングされた９個のフィールドＦ３１１〜Ｆ３１９すべてについてフィールド内５点測定を行う。
【００９９】
こののち、残る３枚のウエハＵ３２〜Ｕ３４については、例えばウエハＵ３２において、９個のフィールドＦ３２１〜Ｆ３２９のすべてでフィールド内１点測定を行う。ウエハＵ３３、Ｕ３４についても同様である。
【０１００】
そして、ウエハＵ３１上のサンプリングされたフィールドＦ３１１〜Ｆ３１９へのフィールド内５点測定に基づいて決定された、計９組のフィールド内成分補正量を、近接するフィールドにも適用することにより、ウエハＵ３１上の５２個のフィールド全てのフィールド内成分アライメントを行う。このように、非サンプリングフィールド（例えば図中、点線で示したフィールドＦ３１１０やＦ３１２０）には、近接したサンプリングフィールドにおいて決定された補正量が適用される。
【０１０１】
加えてさらに、最初のウエハＵ３１の各サンプリングフィールドＦ３１１〜Ｆ３１９へのフィールド内５点測定に基づいて決定された、計９組のフィールド内成分補正量を、後続の３枚のウエハＵ３２〜Ｕ３４上の対応している各フィールドならびに近接するフィールドにも適用することにより、全フィールドのフィールド内成分アライメントを行うようにする。例えば図中、点線で示した、ウエハＵ３２の露光フィールドＦ３２８０には、ウエハＵ３１のサンプリングフィールドＦ３１８で決定されたフィールド内成分補正量を適用する。またウエハＵ３３の露光フィールドＦ３３６０には、ウエハＵ３１のサンプリングフィールドＦ３１６で決定されたフィールド内成分補正量を適用する。さらにウエハＵ３４の露光フィールドＦ３４９０には、ウエハＵ３１のサンプリングフィールドＦ３１９で決定されたフィールド内成分補正量を適用する。
【０１０２】
前記によれば、５点測定フィールドを複数にすることで、ウエハ上の異なる位置のフィールドにおけるフィールド内成分誤差のバラツキが大きい場合でも、十分なアライメント精度を確保し、しかも多点測定回数をロット単位で削減して、ロット単位と基板単位の両方で多点測定フィールド数を減少させることにより、従来法に比べて測定の所要時間を大幅に短縮することができる。
【０１０３】
図１１は、本発明の露光装置による、多点測定フィールド数をロット単位で削減するさらに別の運用例の説明図である。
図示されるように、このリソグラフィ加工は１ロットが６枚のウエハＵ４１〜Ｕ４６で構成され、最初のウエハＵ４１を含み３枚おきに多点測定用サンプリングウエハが設定される。したがってこのロットの多点測定用サンプリングウエハは、Ｕ４１とＵ４４である。
【０１０４】
まずウエハＵ４１上の５２個のフィールドのうち、９個のフィールドＦ４１１〜Ｆ４１９をサンプリングし、ついでこの９個のフィールドＦ４１１〜Ｆ４１９すべてについてフィールド内５点測定を行う。こののち、残る２枚のウエハＵ４２〜Ｕ４３については、例えばウエハＵ４２において、９個のフィールドＦ４２１〜Ｆ４２９のすべてでフィールド内１点測定を行う。ウエハＵ４３についても同様である。
これ以下の操作は、前記図１０において為された運用に準ずる。
【０１０５】
このようにして、３枚のウエハＵ４１〜Ｕ４３が処理されると、これに引き続いてロードされたウエハＵ４４は、前記のように多点測定用サンプリングウエハであるから、ここで多点測定がなされ、このウエハＵ４４によるフィールド内成分補正量が決定される。したがってこの段階で、前記ウエハＵ４１によるフィールド内成分補正量が更新されることになる。
これ以下の操作は、前記運用に準ずる。
【０１０６】
図１２は、図１０および図１１の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
先ずウエハがロードされると（ステップＳ４０１）、多点測定用ウエハ設定手段によって、ロットの最初のウエハまたはおよび多点測定用のウエハであるか否かが確認され（ステップＳ４０２）、ロットの最初のウエハまたはおよび多点測定用のウエハであると、ステージが駆動されてサンプリングフィールドへ移動する（ステップＳ４０３）。
【０１０７】
本実施形態では、多点測定用のウエハの全てのサンプリングフィールドについて多点測定を実施するものであるから、直ちに多点測定手段３によって多点測定が為され（ステップＳ４０４）、フィールド内成分補正量決定手段４によって各サンプリングフィールド毎にフィールド内成分補正量が決定され（ステップＳ４０５）、これら各サンプリングフィールド毎の補正量が、フィールド内成分補正量記憶手段５によって記憶される（ステップＳ４０６）。そして全サンプリングフィールド終了まで前記が反復される（ステップＳ４０７）。
【０１０８】
一方、ステップＳ４０２において、現在のウエハがロットの最初のウエハではなく、またはおよび多点測定用のウエハでないことが確認されると、１点測定用のウエハであるとして、ステージ駆動によりサンプリングフィールドへ移動し（ステップＳ４０８）、１点測定手段７によって１点測定が為され（ステップＳ４０９）、このウエハの全サンプリングフィールド終了までこの処理が反復される（ステップＳ４１０）。
【０１０９】
ついで、各ウエハ毎に、各サンプリングフィールドにおいて測定された１点データ（これには多点測定サンプリングフィールドにおいて測定された多点から抽出された１点データも含まれる）に基づき、統計処理手段８が統計処理を施して変換パラメータを算出し（ステップＳ４１１）、アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９によって各ウエハ毎のアライメント格子あるいは変換モデルが編成され、記憶される（ステップＳ４１２）。前記の処理により、ウエハがロードされる度に、各ウエハに対応したアライメント格子あるいは変換モデルが編成されることになる。
【０１１０】
以上で測定が完了すると、露光工程に入る。
移動制御ルーチン３３が、現在ロードされているウエハに対応したアライメント格子あるいは変換モデルをアライメント格子／変換モデル編成・記憶手段９から取りだし、これらを参照してこのウエハ上の各フィールド（サンプリングフィールド、非サンプリングフィールドすべて）へ移動する（ステップＳ４１３）。これは実際にはウエハが搭載されたステージ側を、光学系に対してドライブする相対移動になる。
【０１１１】
ついで補正量適用判定手段６が、そのウエハ上のそのフィールドへ適用する（すなわち、同一ウエハの他フィールドのものを流用、もしくは他ウエハの同位置フィールドまたは他ウエハの異なる位置のフィールドのものを流用する）フィールド内成分補正量を選択判定し（ステップＳ４１４）、フィールド内成分アライメント制御ルーチン３４が、選択判定された補正量をそのウエハ上のそのフィールドへ適用して、フィールド内成分アライメントを実行する（ステップＳ４１５）。
【０１１２】
前記により、そのウエハ上のそのフィールドのアライメントが完了することで露光の準備が整い、よってそのフィールドへの露光が実行される（ステップＳ４１６）。
前記の工程が、そのウエハ上の全フィールドにつき反復され（ステップＳ４１７）、全フィールドにつき露光が完了すると、後続のロットがロードされて前記操作が反復され、ロットの全ウエハの露光完了を以て（ステップＳ４１８）運用が終了する。
【０１１３】
図１３は、本発明の露光装置に組込まれた補正量適用判定手段６の一実施形態の動作フローチャートである。
補正量適用判定手段６が動作を開始すると、先ずこのウエハが前記多点測定用ウエハ設定手段１により設定された多点測定用ウエハであるかが、情報１ａに基づき確認され（ステップＳ４１４１）、このウエハが多点測定用ウエハであると、このウエハにつき測定・決定された補正量を適用すると判定し（ステップＳ４１４３）、リターンする。
一方、このウエハが多点測定用ウエハでないと、このウエハ以前に処理されている多点測定用ウエハで測定・決定された補正量を、このウエハに適用することを判定し（ステップＳ４１４２）、リターンする。
【０１１４】
前記のように本発明に係る露光装置は、同一基板上の露光フィールドに対するフィールド内成分のアライメントを行うに際し、同一基板上の別の露光フィールドにおいて既に決定されたフィールド内成分の補正量を適用するか、あるいは同一ロットに属する各基板に対するフィールド内成分のアライメントを行うに際し、第１番目の基板を含むいずれか別の基板によって既に決定されたフィールド内成分の補正量をそのまま適用して実行することにより、多点測定露光フィールド数を、基板（ウエハ）単位あるいはロット単位の少なくとも一方で削減することを可能にするものである。
【０１１５】
また、本発明では、多点測定フィールドを基板上の任意の位置から選択することが可能であるが、露光フィールド毎のバラつきによる影響を抑えるため、対称性をもって選択することが望ましい。とりわけ、多点測定を行うサンプリングフィールド数を１個とする場合には、このサンプリングフィールドを基板中央から選択することが好ましく、これにより、ウエハーの熱変形等による影響を最小限にとどめることができる。
【０１１６】
なお、マーク検出におけるアライメント光学系は、前記のようなオフアクシス形式によるものに限定されることはなく、たとえばプロジェクション光学系を共用するＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）オンアクシス方式によるアライメント光学系であっても差し支えない。この場合は、ベースライン誤差管理を省略できるので有利となる。
【０１１７】
また、本発明は前記の各実施形態に限定されるものではなく、例えばウエハ上の露光フィールドのレイアウトならびに総数、フィールド・サイズ、サンプリングフィールドのレイアウトならびに総数、フィールド内測定地点の数およびレイアウト等の如何を問わず、実施が可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる露光装置は、基板上からサンプリングされるｎ個（ｎは２以上の自然数）の露光フィールド中、ｍ個（ｍは１≦ｍ≦ｎ−１を満たす自然数）についてフィールド内多点測定を行い、残る（ｎ−ｍ）個についてフィールド内１点測定を行い、かつ前記ｍ個中の少なくとも１個の露光フィールドの前記フィールド内多点測定結果に基づき複数個の露光フィールドのフィールド内成分アライメントをなす構成とするものであるから、多点測定する露光フィールド数をウエハ単位で削減することができ、スループットを改善して生産性を向上させることができる。
【０１１９】
本発明の請求項２にかかる露光装置は、１枚のウエハ加工につき１個の露光フィールドにのみフィールド内多点測定を行い、この測定結果に基づき該ウエハ上の全ての露光フィールドのフィールド内成分アライメントをなす構成であるから、リソグラフィ工程のスループットをさらに改善して加工時間を短縮することが可能になる。
【０１２０】
本発明の他の露光装置は、基板が属するロットを構成する全Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）の基板中、該ロットの第１番目の基板を含むＭ枚（Ｍは１≦Ｍ≦Ｎ−１を満たす自然数）の基板に対して前記各基板上でサンプリングされる複数個の露光フィールドの少なくとも１個についてフィールド内多点測定を行い、残る（Ｎ−Ｍ）枚の基板に対して前記各基板からサンプリングされる複数個の露光フィールドについてフィールド内１点測定を行い、前記Ｍ枚の基板の前記フィールド内多点測定結果に基づき、該基板の露光フィールドに対してフィールド内成分アライメントを行うとともに、前記Ｍ枚の基板になされた前記フィールド内多点測定結果を他の（Ｎ−Ｍ）枚の基板に適用して露光フィールドのフィールド内成分アライメントをする構成であるから、多点測定する露光フィールド数をロット単位で削減することができ、よってリソグラフィ工程のスループットを改善して生産性を大幅に向上させることができる。
【０１２１】
本発明のさらに他の露光装置は、Ｍ枚の基板につきサンプリングされる複数個の露光フィールドすべてについてフィールド内多点測定を行う構成であるから、ウエハ上の異なる位置の露光フィールドにおけるフィールド内成分誤差のバラツキが大きい場合でも、十分なアライメント精度を確保し、しかも多点測定回数をロット単位で削減して、リソグラフィ工程のスループットを改善することができる。
【０１２２】
本発明のさらに他の露光装置は、ロットを構成する全Ｎ枚の基板中から、所定の頻度に基づき少なくとも１枚の多点測定用基板を設定する多点測定用ウエハ設定手段と、基板上のサンプリングされる露光フィールドを設定し、かつ各サンプリング露光フィールドにつき測定点数を設定するサンプリングフィールド設定手段と、このように設定された測定点数に基づきフィールド内多点測定あるいは１点測定する多点測定手段ならびに１点測定手段と、前記多点測定結果に基づきフィールド内成分補正量を決定するフィールド内成分補正量決定手段と、他の基板を用いて以前に決定された前記フィールド内成分補正量の基板あるいはおよびフィールドへの適用を判定する補正量適用判定手段とを備えて構成するものであるから、補正量適用判定手段の判定によって、その基板あるいはおよびフィールドへ適用するに最適なフィールド内成分補正量を、既に決定済みの補正量から選択することができ、よって精度を維持してスループット向上を実現することができる。
【０１２３】
本発明のさらに他の露光装置は、前記多点測定用基板の出現頻度を任意に設定可能な多点測定用ウエハ頻度設定手段を備え、前記多点測定用ウエハ設定手段は、前記多点測定用ウエハ頻度設定手段によって設定された頻度に基づき多点測定用基板を設定する構成とするものであるから、利用者がロットの状況に応じて所望する頻度を任意に設定することが可能になり、よって高信頼性かつ高スループットを実現することができる。
【０１２４】
以上のように、本発明の露光装置は、ウエハ単位あるいはおよびロット単位で多点測定の回数を削減しつつ、しかも実用上十分な精度のアライメント補正を実現させるものである。このように、合わせ精度（補正精度）を損なうことなくサンプリング数を減少させることにより、ＴＡＴ向上とともにリソグラフィ工程の総所要時間を短縮し、よって半導体デバイス製造における信頼性向上、コスト削減、スループット向上に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態における要部の機能ブロック図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態における全体構成を示す概略ブロック図である。
【図３】  本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数を基板単位で削減する運用の説明図である。
【図４】図３の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
【図５】本発明の露光装置による、多点測定フィールド数を基板単位で削減する別の運用例の説明図である。
【図６】図５の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
【図７】本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数をロット単位で削減する運用の説明図である。
【図８】本発明の露光装置による、多点測定フィールド数をロット単位で削減する別の運用例の説明図である。
【図９】図７および図８の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
【図１０】本発明の露光装置によるリソグラフィ加工の一例として、多点測定フィールド数をロット単位で削減する他の運用例の説明図である。
【図１１】本発明の露光装置による、多点測定フィールド数をロット単位で削減するさらに別の運用例の説明図である。
【図１２】図１０および図１１の運用例における本発明の露光装置の動作フローチャートである。
【図１３】本発明の露光装置に組込まれた補正量適用判定手段の一実施形態の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１……多点測定用ウエハ設定手段、１ａ……多点測定用ウエハ情報、２……サンプリングフィールド設定手段、２ａ……サンプリングフィールド情報、３……多点測定手段、４……フィールド内成分補正量決定手段、５……フィールド内成分補正量記憶手段、５ａ……補正量、６……補正量適用判定手段、６ａ……判定された補正量、７……１点測定手段、８……統計処理手段、９……アライメント格子／変換モデル編成・記憶手段、１０……多点測定用ウエハ頻度設定手段、２１……ＣＰＵ、２２……第１ＲＯＭ、２３……ＥＥＰＲＯＭ、２４……ＲＡＭ、２５……コモンバス、２６……第２ＲＯＭ、３０……制御手段、３１……全体システム制御ルーチン、３２……ウエハ・ローダ／アンローダ制御ルーチン、３２ａ……ウエハロード制御信号、３３……移動制御ルーチン、３３ａ……ステージ制御信号、３４……フィールド内成分アライメント制御ルーチン、３４ａ……結像特性制御信号、３４ｂ……レチクル駆動制御信号、５２……ステージ駆動機構、５３……レチクル駆動機構、５４……レンズ結像特性制御装置、５５……ウエハ・ローダ／アンローダ、５５ａ……ロード検出信号、５６……レーザ干渉計、５６ａ……検出信号、ＰＳ……露光装置、ｒ……頻度。
【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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