(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察物体の位置を位置検出系により検出する位置検出方法において、
前記観察物体上に配列されたアライメントマークのマーク間隔を前記位置検出系により複数回計測し、この計測結果として得られるマーク間隔情報に基づいて、前記位置検出系の計測再現性を評価することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
観察物体の位置を位置検出系により検出する位置検出方法において、
前記観察物体上に配列された複数のアライメントマークの各マーク間隔を前記位置検出系により計測し、この計測結果として得られるマーク間隔情報に基づいて、前記複数のアライメントマークの中から特定のマークを選択することを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】
観察物体の位置を位置検出系により検出する位置検出方法において、
前記観察物体上に配列されたアライメントマークのマーク間隔を前記位置検出系により複数回計測し、この計測結果として得られる複数の計測値から算出されるマーク間隔の再現性に基づいて、前記位置検出系の計測性能を評価することを特徴とする位置検出方法。
【請求項４】
観察物体の位置を位置検出系により検出する位置検出方法において、
前記観察物体上に配列されたアライメントマークを前記位置検出系に対して、前記アライメントマークの計測方向に相対的に移動させ、且つ複数の相対位置におけるマーク間隔を前記位置検出系により計測し、当該複数の相対位置でのマーク間隔から変動量を算出し、
前記変動量に基づいて、前記位置検出系の計測性能を評価することを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】
観察物体の位置を位置検出系により検出する位置検出方法において、
前記観察物体上に配列されたアライメントマークを前記位置検出系に対して、フォーカス方向に相対的に移動させ、且つ複数の相対位置におけるマーク間隔を前記位置検出系により計測し、当該複数の相対位置でのマーク間隔から変動量を算出し、
前記変動量から前記位置検出系の軸外テレセンシティを調整することを特徴とする位置検出方法。
【請求項６】
前記軸外テレセンシティは、前記位置検出系における前記観察物体に対して略フーリエ変換位置に配置された部材により調整され、当該部材は、前記位置検出系に対して位置を調整可能であることを特徴とする請求項５記載の位置検出方法。
【請求項７】
前記軸外テレセンシティを調整部材は、前記位置検出系における前記観察物体に対して略フーリエ変換位置の近傍に配置された光学部材であることを特徴とする請求項５又は６記載の位置検出方法。
【請求項８】
アライメントマークが形成された被露光体を、当該アライメントマークの計測結果に基づいて位置決めして投影露光する露光装置であって、
前記被露光体上に配列されたアライメントマークのマーク間隔を前記被露光体の位置を検出する位置検出系により計測し、この計測結果として得られるマーク間隔情報に基づいて前記位置検出系の計測再現性を評価することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
アライメントマークが形成された被露光体を、当該アライメントマークの計測結果に基づいて位置決めして投影露光する露光装置であって、
前記被露光体上に配列された複数のアライメントマークの各マーク間隔を前記被露光体の位置を検出する位置検出系により計測し、この計測結果として得られるマーク間隔情報に基づいて、前記複数のアライメントマークの中から特定のマークを選択することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
アライメントマークが形成された被露光体を、当該アライメントマークの計測結果に基づいて位置決めして投影露光する露光装置であって、
前記被露光体上に配列されたアライメントマークのマーク間隔を前記被露光体の位置を検出する位置検出系により複数回計測し、この計測結果として得られる複数の計測値から算出されるマーク間隔の再現性に基づいて、前記位置検出系の計測性能を評価することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
アライメントマークが形成された被露光体を、当該アライメントマークの計測結果に基づいて位置決めして投影露光する露光装置であって、
前記被露光体上に配列されたアライメントマークを前記位置検出系に対して、前記アライメントマークの計測方向に相対的に移動させ、且つ複数の相対位置におけるマーク間隔を前記被露光体の位置を検出する位置検出系により計測し、当該複数の相対位置でのマーク間隔から変動量を算出し、
前記変動量に基づいて、前記位置検出系の計測性能を評価することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
アライメントマークが形成された被露光体を、当該アライメントマークの計測結果に基づいて位置決めして投影露光する露光装置であって、
前記被露光体上に配列されたアライメントマークを前記位置検出系に対してフォーカス方向に相対的に移動させ、且つ複数の相対位置におけるマーク間隔を前記被露光体の位置を検出する位置検出系により計測し、当該複数の相対位置でのマーク間隔から変動量を算出し、
前記変動量から前記位置検出系の軸外テレセンシティを調整することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する工程を有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体IC、LSI、CCD、液晶パネル、磁気ヘッド等の各種デバイス製造時に、ウエハ等に形成された検出対象像を観察することによりウエハ位置を高精度に検出及び位置合わせできる位置検出方法、位置検出装置、露光装置及び露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、半導体素子の製造技術の進展は目覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光装置、通称ステッパーが主流であり、更なる解像力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が図られている。
【０００３】
露光波長の短波長化に伴って、露光光源もg線、i線の高圧水銀ランプからKrF更にArFのエキシマレーザーに変移してきている。
【０００４】
一方、投影パターンの解像力の向上に伴って、投影露光装置におけるウエハとマスク（レチクル）を相対的位置合わせするアライメントについても高精度化が必要とされている。投影露光装置は高解像度の露光装置であると同時に高精度な位置検出装置としての機能も要求されている。
【０００５】
その為、ウエハ等の上に構成されたアライメントマークを検出する位置検出装置、所謂アライメントスコープ自体の性能も高精度化が要求されている。
【０００６】
アライメントスコープの形態として、大きく２つの方法が提案、使用されている。一つは、投影露光光学系を介さず別個に構成されて、アライメントマークを光学的に検出する所謂、オフアクシスアライメント検出系（Off-Axis AA以下「OA」と呼ぶ。）がある。
【０００７】
従来のi線露光装置でのアライメント方式として、TTL-AA（Through the Lens Auto Alignment）と呼ばれる投影光光学系を介して、非露光光のアライメント波長を用いてウエハ上のアライメントマークを検出する方法がある。
【０００８】
現在、何れの検出系においても、観察対象となるアライメントマークの像（画像データ）を光電変換素子により電気的な信号に変換し、その電気信号に基づいて、位置算出する方法が精度上、或いは様々な半導体プロセスに対する柔軟性から主流となりつつある。
【０００９】
従来のOA検出系を備えた投影露光光学系について、図４に示す概略図を用いて説明する。
【００１０】
露光光源を含む露光照明光学系1（光源としては水銀ランプ、KrFエキシマレーザ、やArFエキシマレーザ等）から出射した光ILは、パターンを形成しているマスク（レチクル）2を照明する。この時レチクル2は、レチクル2上方（或いは下方）に配置されたアライメント検出系11によって投影露光光学系3の光軸AXとレチクルパターンの中心が一致するように、レチクルフォルダー12,12'に予め位置決めされている。
【００１１】
レチクルパターンを通った光によって、投影露光光学系3によりその像をウエハステージ8上に保持されたウエハ6に所定の倍率で転写する。尚、レチクル上方から照射光を照射し、投影露光光学系を介して、固定位置でレチクルパターンをウエハ6上に順次露光するのがステッパーと呼ばれ、レチクル及びウエハが相対的に駆動（レチクルの駆動量はウエハ駆動量の投影倍率を乗じた分）される露光装置をスキャナー（走査型露光装置）と呼ぶ。
【００１２】
一方、ウエハ6にはセカンドウエハと呼ばれる既にパターンが形成されている種類のものが有り、このウエハに次のパターンを形成する場合には、予めウエハの位置を検出しておかなければならない。その位置検出方法に上記のTTL-AA方式やOA検出方式がある。
【００１３】
ここでは、OA検出系を備えたアライメント方式に関して、図４に基づいて説明する。
【００１４】
OA検出系4は、図４に示すように投影露光光学系3とは、別個に構成されており、ウエハステージ8は横方向距離を計測できる干渉計9に基づいて駆動し、OA検出系4の観察領域にウエハ6を位置決めする。干渉計9によって位置決めされたウエハ6に対して、ウエハ6上に形成されたアライメントマークをOA検出系4で位置検出し、ウエハ6上に形成されたチップ（素子）の配列情報を得ることができる。
【００１５】
次に、このチップ（素子）の配列情報に基づいて、ウエハ6を投影露光光学系3の露光領域（レチクルの転写領域）にウエハステージ8を駆動して、順次露光を行っていく。
【００１６】
ここで、通常投影露光光学系3の露光領域には、投影露光光学系3のフォーカス方向を計測するフォーカス検出系5が構成されている。このフォーカス検出系5の構成は、照明光源501から出射した光を照明レンズ502を介してスリットパターン503を照明する。スリットパターン503を透過した光で照明光学系504、ミラー505によってウエハ6上にスリットパターンを結像する。
【００１７】
ウエハ6上に投影されたスリットパターンはウエハ表面上で反射し、フォーカス検出系5と反対側に構成されたミラー506、検出光学系507に入射する。検出光学系507はウエハ6上に形成されたスリット像を光電変換素子508上に再結像させる。ウエハ6が上下することで、光電変換素子508上のスリット像が移動し、その移動量からウエハ6のフォーカス方向の距離を測定できる。通常は、このスリットを複数（ウエハ6上の多点）用意しておき、それぞれのフォーカス位置を検出すること（ウエハ6上の多点計測）で、投影露光光学系3のレチクル像の像面に対するウエハの傾きを計測することもできる。
【００１８】
以上の様な投影露光装置において、ウエハ6上に構成されるアライメントマークAMは、縦構造や横構造が実プロセスウエハでは異なっている。更に、アライメント検出系として、それら様々なアライメントマークに対しても、高精度な検出が可能なように、照明条件（以下「照明モード」）を可変にしたり（波長選択や、NA可変など）することができる形態を採っている。
【００１９】
尚、TTL-AA方式についての説明はここでは割愛するが、基本的にはOA検出系で投影光学系を介して、ウエハ上を観察する構成にしている点が異なっているだけで、様々なアライメントマークを照明条件を変えて検出できる構成を採っている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様なアライメントスコープによりウエハ上のマークを観察して位置検出する場合、アライメントマークの構造（縦構造、横構造）、種類によって得られるアライメント検出信号が変化してしまい、これに対して高精度な検出を可能とするために照明モードの最適化が必要となる。その為、様々なウエハプロセスに対して、最適なアライメントマーク構造、照明モードを選択し、ユーザーに対し推奨することが、装置側として要求されている。
【００２１】
従来、こうした様々なプロセスに対して、最適な照明モードを選択する際に、得られるアライメント検出信号波形のコントラストだけで選択されており、その結果、最終的なアライメント精度との整合性がとれないケースがある。
【００２２】
更には、アライメントスコープの性能評価をする際に、ウエハステージ上に形成したアライメントマーク（ウエハ上の構成も含めて）を連続計測して、その再現性（例えは、３σやレンジ）から判断していた。しかしながら、この場合、ウエハステージ自体の安定性（干渉計の安定性など）の影響により、本来欲しいアライメント検出系の性能を上手く評価することができなかったと言う問題がある。
【００２３】
更に、アライメント検出系の性能の一つであるリニアリティ（アライメントマークを計測方向に駆動した時の計測値の線形性）が出来なりであり、且つその線形性からのずれ（以下「リニアリティ残差」と呼ぶ）が発生していた。それに対して、その原因の特定、調整方法が確立されていなかった。
【００２４】
そうした計測方向に対するアライメントマーク位置の計測精度（リニアリティ）が悪くなると、アライメント検出系に対して、アライメントマークを所定の位置に送り込まなくてはならなくなり、スループットの低下を招いていた。
【００２５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、正確なマーク位置検出性能評価が可能となる位置検出方法、位置検出装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の様なアライメント検出系が持つ問題に対して、観察物体の位置を検出するアライメント検出系により前記観察物体上に配列されたアライメントマークのマーク間隔を複数回計測し、この計測結果として得られるマーク間隔情報に基づいて前記アライメント検出系の計測再現性を評価することで、従来ウエハステージの安定性の影響によって、正確に評価できなかった純粋なアライメント検出系の性能を正確に評価することが可能となる。
【００２７】
更に、マーク間隔情報とは、アライメントマークを静止した位置で連続計測を行い、そのマーク間隔の再現性（以下「マーク間隔再現性」）としたり、或いはアライメントマークを計測方向に駆動しながら複数位置でそのマーク間隔を計測し、そこから得られるマーク間隔変動量（以下「マーク間隔安定性」）とする。
【００２８】
また、これらマーク間隔再現性やマーク間隔安定性に着目することで、実プロセスウエハに対して、最適アライメントマークの選定や最適照明条件（照明σ、NA、波長など）の選定を可能とする。これにより、実プロセスウエハでのアライメント精度の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
更には、観察物体の位置を検出するアライメント検出系により前記観察物体上に配列された複数のアライメントマークを前記アライメント検出系に対してフォーカス方向に相対的に移動させ、且つ複数の相対位置におけるマーク間隔を算出し、当該複数の相対位置でのマーク間隔情報から変動量を算出し、前記変動量からアライメント検出系のデフォーカス時の倍率、Dist変化（以下「軸外テレセンシティ」と呼ぶ）を調整することで、アライメントマークのデフォーカス計測時のリニアリティ精度を向上させることが可能となる。
【００３０】
以上の様に、マーク間隔という不変の基準を元に評価を行う為、従来に比べより高精度なアライメント検出系の提供が可能となる。
【００３１】
また、上記アライメント検出系を半導体露光装置や液晶露光装置に適用することで高精度な位置検出が可能な半導体などのデバイスの製造方法が提供できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図４に示す投影露光装置のOA検出系（アライメント検出系）4について、図８の詳細図を参照して説明する。
【００３３】
図８において、照明光源400（ファイバー等）から導光された光は、照明リレー光学系401、401'を通過する。照明系リレー光学系401、401'によって、ファイバー端面が後述する回転開口絞り415上に結像するように構成されている。尚、ここで、ファイバー端面、開口絞り415は後述する対物レンズの瞳位置PL（対物絞り）と共役な関係となっている。回転開口絞り415を通過した特定の光は、更に照明光学系402を通過した後、偏光ビームスプリッタ403に導かれる。偏光ビームスプリッタ403によって反射された紙面垂直なS偏光光は、リレーレンズ404、λ/4板409を通過した後、円偏光に変換され、対物レンズ405を通ってウエハ6上に形成されたアライメントマークAMをケーラー照明する。
【００３４】
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、再度対物レンズ405、λ/4板409、リレーレンズ404を戻り、今度は紙面平行なP偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ403を通過し、結像光学系410によって、アライメントマークAMの像を光電変換素子411（例えばCCDカメラ）上に形成する。光電変換されたアライメントマーク像の位置に基づいて、ウエハ6の位置を検出する。
【００３５】
この時、ウエハ6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の像が鮮明に検出されなければならない。つまり、OA検出系4のピントがアライメントマークAMに合っていなければならない。
【００３６】
その為に、一般的には不図示のAF検出系が構成されており、その検出結果に基づいて、アライメントマークをOA検出系のベストフォーカス面に駆動して、アライメントマークの検出を行っている。
【００３７】
更に、ここで回転開口絞り415の役割について詳細に説明する。図８の回転開口絞り415の板材には特定の光が通過する空間的な絞りが複数構成されている。この回転開口絞り415は、回転駆動系420に構成されており、制御系421の指令に基づき、回転することで光路上に様々な絞り形状（415-a〜f）を交換、挿入することができる。尚、本図においては、白抜き部分が光を透過する領域で、斜線領域が遮光領域である。回転開口絞り415は、機械的な板材で構成しても良いし、ガラスにクロムのパターンが構成されている形状等でも良い。更に各絞り（415-a〜f）の大きさは、上記対物絞りPLの位置に換算した場合、対物絞りPLの大きさよりも等しいか又は小さいものである。また、各絞り（415-a〜f）に対するファイバー端面の大きさの関係は、ファイバー端面を回転開口絞り415上に換算した時にファイバー端面の方が大きくなる様に構成されている。
【００３８】
また、これら開口絞り415は、その形状を異ならせるだけではなく、例えば、同じ形状でも一方には拡散板の様な光強度の面内分布を均一化する部材を構成しても良い。
【００３９】
以上の様な構成で、回転開口絞り415の各絞り（415-a〜f）を選択することができ、OA検出系にとっての所謂照明σ或いは変形照明を可変にすることができる。照明σを変更する効果については別途以下に説明する。
【００４０】
尚、絞り415-aは、対物絞りの大きさと同じ大きさに相当し、σ1と呼び、415-bは対物絞りPLよりも小さく(中σと呼ぶ)、415-cは更に小さい(小σと呼ぶ)。また、415-dは４重極照明、415-eはリング照明１、415-fはリング照明２として構成している。尚、実際のσ(絞り形状)は上記の構成に限定されておらず、OA検出系にとって最適な様々な形態を採っている。
【００４１】
上記構成では、照明光源400（ファイバー）には、波長選択できる機構は記載されていないが、不図示の波長切替えフィルタを構成することで、OA検出系にとっての波長を選択することができる。
【００４２】
波長及び照明σを可変にする効果を図２、図３を用いて更に説明する。
【００４３】
図２(a)と図３(a)は共に、異なるアライメントマークを上から観察した模式図であり、計測方向は紙面横方向である。図２(b)と図３(b)はそれらアライメントマークの断面構造を示しており、積層しているプロセスは同じものと考える。また、斜線部はアライメント波長に対して、透明な層であると仮定している。図２(c)-(f)と図３(c)-(f)は、照明σ及び使用波長を変更した場合に得られるアライメントマーク検出信号を夫々示している。以下、照明σ、波長選択の組み合わせを「照明モード」と呼ぶ。
【００４４】
図２(c)と図３(c)は、ある第１の中心波長を持つσ１で観察したときのアライメント検出信号、図２(d)と図３(d)は同じ波長でσを小σで観察したときのアライメント検出信号である。図２と図３の(e)、(f)は、σ１で波長を第２、３の中心波長を持つ場合のアライメント信号を示している。以上の様に、照明モードを変更することで、同じマークに対しても検出信号波形を可変にすることができる。更に、同じ照明モードでもマーク形状が変わることで、やはり得られるアライメント信号波形が変化する。
【００４５】
尚、OA検出系は、図８に示す構成に限定されず、例えば、照明系の導光位置が異なる或いは、結像光学系410、光電変換素子411が複数構成されるといった検出系に対しても本発明を適用可能である。
【００４６】
また、本例では、投影光学系とは別構成になっているOA検出系についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、投影光学系を介してウエハ上を観察するTTL―AA方式でも同様な構成は可能で、本発明を適用可能である。
【００４７】
従来、アライメント検出系の性能を評価する方法として、ウエハステージ上のアライメントマークAM（ウエハ上に構成も可）をアライメント検出系で連続計測し、その計測再現性を用いて評価していた。或いは、実プロセスウエハの複数種のアライメントマークを選定する際には、同様にウエハステージ上のアライメントマークAMをアライメント検出系に対する再現性として評価し、その情報に基づいて選定していた。
【００４８】
しかし、ウエハステージ上に構成されたアライメントマークAMの計測再現性では、ステージ位置の安定性が影響してしまい、アライメント検出系或いはアライメント信号としての評価にならない可能性がある。その理由として、通常ウエハステージは静止した状態の安定性は、実露光性能に対して余り重要な要素ではない。つまり、実露光時は、チップを次々に露光する（ステージを駆動する）状態で干渉計等が安定していれば良いからである。従って、ある意味では通常必要とされる使い方ではない状況で、アライメントマークAMの計測再現性の評価を行っていることになる。
【００４９】
そこでアライメントマークの計測再現性の評価もマーク間隔の再現性として評価することで、純粋なアライメント検出系としての性能評価を行うことが可能となる。
【００５０】
マーク間隔は、アライメントマーク自身の伸縮が無い限り、安定した状態にあって、常に一定の間隔である。たとえ伸縮があったとしても、熱的変形の為、複数回計測という短時間の計測の中で変動するものではない。また、マーク間隔も数μm〜数十μm程度である為、熱的伸縮では間隔変動は無視できる程度である。
【００５１】
従って、マーク間隔の再現性を調べることで、ウエハステージの安定性に影響されず、正確にアライメント検出系の性能評価が可能となる。更には、複数種のアライメントマークに対し、マーク間隔の再現性として比較することで優れているアライメントマークを選定することが可能となる。
【００５２】
更に別な観点として、図８に示されるようなアライメント検出系により、ウエハ6上のアライメントマークAMを光電変換した電気信号として検出する。図１にはウエハ6上に構成されたアライメントマークAMの模式図を示す。図１(a)は、アライメントマークAMをウエハ上方から見た状態を示し、図１(b)には、その光電変換された検出信号を示している。尚、本発明では、アライメントマークは2本以上の複数で構成されていれば、同様な効果が得られるが、本実施形態では、4本のアライメントマークを使用している。アライメントマークの計測方向は、各マーク（M1〜M4）の長手方向と垂直方向である。
【００５３】
こうしたアライメントマークを計測方向に駆動しながら、計測していくと所謂デジタル誤差が発生する。このデジタル誤差を持っていると計測値が、非線形に変動してしまい、アライメント検出誤差となってしまう。その現象を図５と図６を参照して説明する。
【００５４】
図５(a)は、１本のマークを計測方向に駆動した時の計測結果を模式的に表したものであり、検出系にデジタル誤差が発生しているとマークの位置に応じて、計測値が周期的に変化してしまう。図５(a)の横軸はアライメント検出系に対するマーク位置（例えば、ウエハステージの干渉計の読み値）であり、縦軸はアライメント検出系から得られるそのマークの計測値である。理想的には、直線的に変化するのが望ましい。図中のRDは計測値の生データを示しており、この生データ（周期的変化）に対して、直線近似したものがLDである。このLDに基づいて、直線成分からの残差をΔLとして示しているのが、図５(b)である。このようにマーク位置に対して計測誤差ΔLが発生してしまう場合、アライメント検出系に対して、どこにアライメントマークが存在するかによって計測値の誤差が変動してしまう。これでは、高精度なアライメント検出ができなくなる。
【００５５】
ここで、もう少しデジタル誤差の発生メカニズムについて、図６を用いて説明する。
【００５６】
図６は、図１に示すアライメントマーク１本に着目した検出信号波形を示している。また、図中の点線Ｄは、検出系のサンプリングポイントを示しており、ＣＣＤカメラの様な検出系の場合、画素サイズに相当し、レーザービームスキャンの様に時間的に信号をサンプリング検出する場合、そのサンプリング時間に相当する。尚、ここではＣＣＤカメラの画素サイズとして説明する。ＣＣＤカメラで取り込まれたアライメント画像は、サンプリング間隔（画素サイズ）ΔＤの間隔で、波形表示、検出される。図６(a)は、ＣＣＤカメラのある位置に対して、アライメントマークAMの位置が一致した状態で、図６(b)及び(c)は、ＣＣＤカメラ位置から1/4画素分ずれた位置にアライメントマークがある時のアライメントマークの検出信号波形を示している。尚、本例においては、アライメントマーク位置を変えずに、画素の位置を変更した場合として示している。従って、計測される位置（例えば、波形の重心位置）は、変化しないのが理想である。
【００５７】
ところが、図６(b)と(c)では、1/4画素のずれる方向が(a)を境に反転しており、その為、アライメントマークの位置は変化していないにも関わらず、計測値は、ずれた方向に誤差Δ分だけ発生してしまう。つまり１画素内でアライメントマーク位置が変化すると、周期的に計測値がずれてしまうため、こうしたデジタル誤差を正しく評価する必要がある。従来こうしたデジタル誤差を計測する為に、ウエハステージ8上に構成されたアライメントマークをステージの干渉計を横軸に縦軸を計測値から算出していた。とことが、実際の干渉計では、空気の揺らぎ等があり、干渉計自体の安定性も含まれてしまっていた。
【００５８】
そこで、本発明では、複数列のアライメントマークを使用して、その間隔に着目して、これらデジタル誤差を評価する。本実施形態の場合、図１のように、４本マークを使用して、それらの間隔ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を用いて評価する。アライメント検出系に対するマーク位置に関して、デジタル誤差のある場合について、これらマーク計測値の変動（図７）とマーク間隔の変動（図９）の様子を模式的に示す。図７では、各マークの計測値がそれぞれ独立に変動していることが判る。実際のアライメントマークとアライメント検出系を考えた場合、アライメントマークの形状誤差や、アライメント検出系の倍率誤差等によって、ＣＣＤカメラの画素にかかる入り方が各マークで異なっている。従って、デジタル誤差の発生する位相は、この様に異なったものとなっている。通常、画素分解能は、0.1μｍ程度以下であり、それに対して、マークの間隔の絶対値も同程度の誤差を持っていると考えられる。或いは、アライメント検出系として、画素分解能とアライメントマークの間隔が同期しない様に設計値を制御している。そうすることで、デジタル誤差が、ランダムに発生し、できるだけトータル（４本マーク計測値の平均値）の計測値には、影響しない様に工夫する。但し、現実の検出系に対しては、検出系の製造誤差等がある為、これらの評価が必要となる。
【００５９】
図９には、これら4本マークのそれぞれが比較的独立したデジタル誤差を持っている場合のマーク間隔変動を示している。この様に、マーク間隔（ＳＰ１〜ＳＰ４）も周期的に変化してしまう。
【００６０】
この計測結果には、マーク間隔と言う不変の基準を用いている為、ステージの干渉計の誤差が載っておらず、従って、正確なデジタル誤差の測定が可能となる。
【００６１】
以上の様に、これらステージを駆動した時のマーク間隔の変動量やマーク位置を固定した時のマーク間隔再現性を見ることで、アライメント検出系として或いはアライメント信号の純粋な精度評価を行うことが可能となる。
［第２実施形態］
次に、複数列のアライメントマークのマーク間隔の計測結果を用いて、実プロセスウエハのアライメントマーク或いは、照明モードの最適化について、図１０、図１１を用いて説明する。
【００６２】
図１０は、あるアライメントマークのマーク間隔の計測再現性（例えば、３σやレンジ）と、コントラスト（例えば、信号強度のMin/Max比）の関係を示している。このグラフからコントラストが高ければ、高いほどマーク間隔の計測再現性が向上する。つまり、複数列（４本）のマークの中心位置の計測再現性も向上することを意味している。このようになる１つの理由としては、光電変換素子からの光電変換信号の中に、電気処理系のノイズ成分が混入しており、コントラストの高い程、S/N比が改善されることが考えられる。従って、できるだけコントラストの高い照明モード或いは、アライメントマークを選択することで、計測再現性の向上が見込まれる。
【００６３】
一方、図１１は、コントラストとデジタル誤差との関係を示したグラフを表している。デジタル誤差の場合、１画素内で急峻に信号が変化（コントラストが高い）していると、画素と画素の境界領域で信号が飛ぶ為、コントラストが極端に高くなるとデジタル誤差も劣化してくることを示している。
【００６４】
つまり、マークの計測再現性とデジタル誤差はコントラストに対して、測定精度が相反する方向に作用する。
【００６５】
従って、上記マーク位置の計測再現性（マーク間隔再現性）とデジタル誤差の発生量の両方を考慮しながら、最適アライメントマーク或いは照明モードの選択が必要となる。
【００６６】
尚、以上のようなマーク間隔の再現性やデジタル誤差といった性能は、ＣＣＤカメラの様なアライメントマークAMを像として検出する物に限定されないことは、上述したとおりである。
【００６７】
例えば、アライメントアークAMに対して、スリット形状の照射ビームをスキャンし、回折、散乱した光によってマーク位置を検出するレーザービームスキャンタイプのアライメント検出系への適用も可能である。上記で示したＣＣＤカメラの画素サイズは、レーザービームスキャンの場合、サンプリング時間に相当し、マーク間隔はあるマークを検出した時間と別なマークを検出した時間として、評価することで本発明の同様な効果を得られることは、明白であろう。
【００６８】
更に、上記実施形態では、ウエハ上のアライメントマークAMを検出するアライメント検出系について言及してきたが、これに限定されるものでもない。例えば、レチクルの位置合わせを行うアライメント検出系（図３中１１相当）への適用や、レチクル２、投影光学系３を通してレチクル上マークとウエハ上マークを同時に見る所謂TTR−AA（Through the Reticle）タイプのアライメント検出系（不図示）への本発明の適用は可能であることは明白である。
【００６９】
次に、実プロセスウエハのアライメントマークの最適化と最適照明モードの選択方法について、図１２、図１３を用いて説明する。
【００７０】
図１２において、ウエハ処理が開始されると、ウエハのラフアライメント（メカプリアライメント）が行われる（ステップＳ１２）。このラフアライメントは、その後のファインアライメント（所謂、グローバルアライメント）が行える精度で実行される。ファインアライメントでは、ウエハのショットレイアウトをアライメント検出系及びウエハステージの干渉計にて計測し、ショット（チップ）の配列情報が算出される（ステップＳ１３）。
【００７１】
その後、予め設定された特定ショットの第１のアライメントマーク（ｊ＝１）をアライメント検出位置に駆動する（ステップＳ１４）。尚、この際、既に求められているショット配列情報に基づいて駆動される。
【００７２】
一方、アライメント検出系は、ある第１の照明モード（i=1；照明σや使用波長）の設定を行う（ステップＳ１５）。尚、何種類の照明モード、何種類のアライメントマークを使用するかは、ユーザーが予め設定できるようになっている。その設定の中で、第１番目のアライメントマークを第１の照明モードで計測するようになっている。
【００７３】
第１のアライメントマークを第１の照明モードで観察している状態で、次にウエハのZ方向の計測（フォーカス計測）を行い、アライメント検出系にとって、BestFocus位置を算出した後、その位置に、ウエハを駆動する（ステップＳ１６）。このオートフォーカスは、アライメントマークの検出波形のコントラストが最大になる位置や信号波形の微分値に着目して計測される。以上までで、第１アライメントマークを第１の照明モードでコントラストの高い状態で計測可能となる。
【００７４】
次に、第１のアライメントマーク像から光電変換した検出信号を複数回取り込み、その各回の検出信号よりマーク間隔を算出し、それら計測値から再現性ΔSPij(i=1,j=1)及び、マーク間隔の絶対値SPijk（i=1,j=1,k=1）を算出する（ステップＳ１７）。マーク間隔再現性の評価は、統計的な３σでも良いし、Rangeを使ってもよい。また、マーク間隔の絶対値SPijkは、複数回取り込んだ計測値の平均値とする。尚、計測回数については、予めユーザーが設定できるようになっても良いし、装置特定の回数としても良い。
【００７５】
次に、ステージ微少駆動した後、上記ステップＳ１７と同様にマーク間隔の絶対値SPijk（i=1,j=1,k=2）を算出する（ステップＳ１８）。
【００７６】
この際、計測再現性は算出しても、しなくても良く、算出しない場合、ステップＳ１７で算出したマーク間隔再現性を第１アライメントマーク、第１照明モードの再現性とする。もし、再現性を再度算出する場合、計測再現性の平均値を第１アライメントマーク、第１照明モードの再現性として使用できる。即ち、
ΔSPij=ΣΔSPijk/k(max)；k(max)は、Stage駆動回数
となる。
【００７７】
ここで、ステージの微少駆動及びマーク間隔変動の算出部分（Ｓ１７〜Ｓ１９まで）について、図１３を用いて、詳細に説明する。
【００７８】
図１３において、ステップＳ１７の計測開始後、光電変換素子により、信号の取り込みを行い４本マークの各マーク位置を算出する。その時、複数回取り込むことは上述したとおりである（ステップＳ１０２）。その後、各マーク位置からマーク間隔（SPijk；i=1,j=1,k=1）を算出した後（ステップＳ１０３）、ウエハステージを微少駆動する（ステップＳ１０４）。駆動量は、予め設計値的に決めたものでも良く、或いはユーザーが設定できるものでも良い。何れの場合も、画素分解能よりも小さな量で駆動するのが望ましい。次に、駆動計測回数が所定の数だけ終わったかどうかの判断を行い、未達成の場合、ステップＳ１０２に戻り再度マーク間隔（SPijk；i=1,j=1,k=2〜）の算出を行う（ステップＳ１０５）。
【００７９】
以上の様に、特定のStage駆動範囲で、Stageを微少駆動しながらマーク間隔の変動量ΔSPmaxijを算出する。尚、Stage駆動範囲についても、ユーザー設定、設計値設定が可能である。Stage駆動しながら、得られたマーク間隔の変動量ΔSPmaxijを第１アライメントマーク、第１照明モードの数字とする（ステップＳ１０６＆Ｓ１９）。図１２に戻って、ここまでで、第1のアライメントマーク、第1の照明モードで、マーク間隔再現性ΔSPij(i=1,j=1)とマーク間隔変動量ΔSPmaxij（i=1,j=1）の２つの数字が得られた。
【００８０】
その後、指定照明モードでの計測が完了したかの判断を行い（ステップＳ２０）、未達成の場合、ステップＳ１５に戻って別の照明モードへ切替えて、同様にΔSP2j、ΔSPM2jを算出する。
【００８１】
指定照明モードでの評価が完了すると、次に複数種あるアライメントマークの評価が完了したかの判断を行う（ステップＳ２１）。未完であれば、Stageを次のアライメントマーク位置に駆動して、同様に、ΔSPij、ΔSPmaxijを算出する。
【００８２】
以上の様なシーケンスにより、複数のアライメントマークと複数の照明モードに対するΔSPijとΔSPmaxijを得ることができる。これら、ΔSPij、ΔSPmaxijに基づいて、最適アライメントマーク及び照明モード（最適条件）の算出を行うことが可能となる。
【００８３】
尚、最適条件を算出する際、ΔSPijとΔSPmaxijのバランスについては、予め設定することができ、例えば、ΔSPij＝ΔSPmaxijになる条件等で、その他その比率を変えても構わない。要するに、マーク間隔の再現性やマーク間隔変動に基づいて、最適条件を算出することに本発明の特徴がある。また、本例ではマーク間隔の変動量ΔSPmaxijは、変動量のレンジから算出しているが、これに限定されるものではなく、３σ等を用いても評価しても良い。
【００８４】
上述の様にして、求められた最適アライメントマーク、最適照明モードを使用して、以下通常のアライメント動作及び露光が開始される。
【００８５】
尚、本例では、１枚のウエハ、特定ショットを使った評価を行っているが、複数枚のウエハや、複数ショットで同様に評価して、その結果に基づいて最適条件を選定することも可能である。こうした測定を行う背景としては、ウエハ間でのプロセスばらつきが大きい場合やショット間でのばらつきが大きい場合に効果がある。特定ウエハや特定ショットでは最高値が得られるが、ばらつきが大きい場合、全てのウエハに対して最適とは限らない。従って、複数の情報を用いることで平均的に安定している最適条件を算出することが可能となる。
［第３実施形態］
次に、マーク間隔を使った別の実施形態について説明する。図１４、１５は、図８に示したアライメント検出系の対物レンズ405と対物絞りPＬ（物体面のフーリエ変換面；瞳）を夫々抜き出している。更に、ウエハ6上に構成されているアライメントマーク（AM1〜AM4）とそれらアライメントマークからの主光線（I１〜I4）を模式的に表現している。図１４はそれぞれのアライメントマークから出た主光線（I1〜I4）が全て平行に且つウエハ面に対して垂直になるよう検出される様子を示している（所謂、軸外テレセンシティが良い状態にある）。
【００８６】
一方、図１５では対物レンズ405の製造誤差や不図示の照明系の入射光軸傾きや開口絞り415のFocus方向Zの位置ずれ等よって、軸外テレセンシティが悪い状態にあることを示している。この場合、各アライメントマークからの主光線（I1〜I4）が平行ではなく、且つウエハに対して垂直になっていない。
【００８７】
こうした場合、ウエハのFocus方向Zの位置に対して、マーク間隔が変動してしまう。図１４の場合、ウエハがデフォーカスした状態でも、マーク間隔の変化は発生せず、仮にデフォーカスした状態で、計測方向にマークがずれた場合でも、マーク間隔の変動は発生しない（リニアリティ残差が発生しない）。
【００８８】
一方、図１５に示す状態になっていると、デフォーカスするとマーク間隔が変化してしまい、更に軸外（像高別）でその主光線の傾きが異なる為、計測方向にマークを駆動した場合、マーク間隔の変動を発生してしまう（リニアリティ残差が発生してしまう）。
【００８９】
ここで、軸外テレセンシティが悪く且つデフォーカスした状態で、マークを計測方向に駆動した場合の計測誤差（リニアリティ）について、図１６を用いて説明する。軸外テレセンシティが悪く、デフォーカスした状態とは、あたかも検出範囲内でディストーション（歪曲収差）が発生しているのに相当する。つまり、検出範囲内で、画角に依存して、倍率が変化していることに相当する。そうした場合、マーク間隔の変動は、図１６に示した様に、横軸をマーク計測方向に駆動した位置、縦軸にマーク間隔の変動を取ると、マーク間隔が狭まったり、広がったりした挙動を示す。こうした変化を持つ検出系において、４本マークの中心位置もマークが検出系のどこにあるかで計測値がずれてしまい、結果線形的な位置計測が出来なくなる（リニアリティ残差が発生する）。
【００９０】
これでは、検出系に対するマークの送り込みを正確に行わなければ、その残差分だけ計測値のずれが発生し、結果アライメント精度を低下させてしまう。
【００９１】
それを回避する方法としては、マークを常に所定の軸外に送り込んで計測する方法（クローズ追込み計測）も考えられるが、これではスループットの低下を招いてしまい、装置としてデメリットを持ってしまう。従って、検出範囲内でできるだけリニアリティ残差の少ない計測が重要となる。
【００９２】
この図１５の様に、軸外テレセンシティが悪くなってしまう理由としては、図１７に示すように、対物レンズの瞳の結像トレースをした時の瞳面上での球面収差が発生している場合等がある（瞳の球面収差が悪い）。各像高から出てきた平行な主光線が、瞳面上で集光せずに、球面収差を持ってしまっている。その他、照明系としての瞳の球面収差がある場合や、瞳の位置がFocus方向にずれている場合（開口絞り４１５位置がずれている場合）等がある。
【００９３】
以上の様に軸外テレセンシティが悪く、アライメントマークが検出系に対して、デフォーカスして計測するとリニアリティの残差が発生してしまい、アライメント精度の劣化を発生してしまう。そこで、この軸外テレセンシティを測定し、調整する必要がある。
【００９４】
複数列で構成されているアライメントマーク（本実施形態では、４本）を使って、ウエハをFocus方向Zに駆動し、各Z位置に対してマーク間隔を計測すればよい。その一例を図１８に示す。図１８では、４本の主光線（I1〜I4）の全てが傾きを持っており、どれも平行でない場合を想定している。更に、I2とI3の傾き量の絶対値が異なっている場合を想定している。横軸には、ウエハのZ位置を示し、縦軸には、BestFocus位置のマーク間隔を基準とした時のマーク間隔変化の様子を表している。この様に、軸外テレセンシティが悪い場合、マーク間隔がZに対して、変化してしまう。こうした検出系の調整状態で、デフォーカスした位置でリニアリティを測定すると、検出系に対するマーク位置に対して、計測リニアリティの残差成分が発生してしまう。
【００９５】
現実的な露光装置においてのアライメント検出系を考えた場合、実プロセスウエハのレジスト膜厚ばらつき等で、BestFocus位置がウエハやチップに依って、多少変化する可能性がある。そうした場合、結果としてデフォーカスした状態で計測される為、上記の様な誤差成分は極力小さくしなくてはならない。
【００９６】
図１８に示すように、ウエハをFocus方向Z振りながら、マーク間隔を計測することで、発生している軸外テレセンシティを観察でき、マーク間隔の変動が発生しないように、アライメント検出系を調整する。
【００９７】
調整方法としては、対物絞りPLの位置をFocus方向Zに調整するとか、光軸と直交する方向に調整するなどが考えられる。更には、照明系の中に構成されている開口絞り（図8中415）のFocus調整によっても同様な効果が得られる。或いは、対物レンズ自体に調整機構を設け瞳の球面収差を調整したりすることでも可能で、何れの方法でも良く、本発明の特徴はウエハをFocus方向Zに振りながら、マーク間隔を計測することにある。
【００９８】
ここで、対物絞りPLの位置調整により、軸外テレセンシティを調整する方法を図１９に基づいて説明する。尚、本例では、先の瞳の球面収差は存在せず、薄肉系の光学系として説明する。図１９(a)は、理想的なアライメントマーク位置と対物レンズ405と対物絞りPLの位置関係を示している。対物レンズ405の焦点距離をfとした場合、対物絞りPLの位置を対物レンズからfの位置に配置することで、全ての画角の主光線I１〜I4が平行になる。つまり軸外テレセンシティが良好な状態になる。ところが、対物絞りPLがfの位置からずれてしまっている場合（図１９(b),(c)）、主光線I1'〜I4'はもはや平行にはならなくなる。つまり軸外テレセンシティが崩れた（悪く）状態になる。これでは、アライメントマークAMがデフォーカスしてしまうとマーク間隔が変動してしまい、更にデフォーカスしたままリニアリティを計測するとリニアリティ残差を発生してしまう。
【００９９】
対物絞りPLの位置調整は、この対物絞りPLの位置を理想的なfの位置になるようにする。その際、デフォーカスしながらマーク間隔の変動（図１８）を見ることで、軸外テレセンシティが観察可能となる。この図１８に示すグラフにおいて、全てのマーク間隔変動の傾きが無くなるように調整すればよい。
【０１００】
以上では、対物絞りPLをFocus方向Zに調整した例を示したがこれに、限定されるものではなく、
対物絞りPLと共役位置に配置した別の絞りをFocus方向に調整しても同じ効果が得られる。具体的には、図３に示す回転開口絞り415をFocus方向に調整しても同様な効果が得られる。
【０１０１】
又、瞳の球面収差を取る形態として、図２０に一例を示す。
【０１０２】
本例では、対物レンズ405と対物絞りPLの間にガラスを構成した例を示している。対物レンズ405の設計値（瞳の球面収差の出方等）によってこのガラス部材は様々な形態を取る。単純なガラス板で構成することが可能な場合もあるし、曲率を持たせた（所謂レンズ）を挿入することでも補正は可能である。何れにしても、こうした光学部材を対物絞り近傍に配置することで、瞳の球面収差を補正することが出来、結果軸外テレセンシティの補正、調整が可能となる。実際の調整では、マーク間隔変動量を見ながら、ガラスの板厚を変更したり、曲率を変更することで、製造上で発生する瞳の球面収差も補正が可能である。
【０１０３】
以上の様に、アライメントマークをFocus方向Zに駆動し、各Z位置でのマーク間隔をプロットしていくことで、所謂軸外テレセンシティが観察でき、この軸外テレセンシティを良くする（全ての画角の主光線について、マークに垂直に入射している）ことで、マークデフォーカス時の計測においても、リニアリティ残差が発生しなく、高精度ない位置検出が可能となる。
【０１０４】
以上の各実施形態は、OA検出系に限定されないことは明白であろう。つまり、投影光学系を介して、ウエハ上のアライメントマークAMを観察するアライメント検出系やレチクル位置を検出するアライメント検出系、レチクルとウエハとを投影光学系を介して検出するTTR−AA系にも適用可能である。
【０１０５】
また、上記アライメント検出系を半導体露光装置や液晶露光装置に適用することで高精度な位置検出が可能な装置を提供できる。
［半導体生産システムの実施形態］
次に、本発明に係わる露光装置を用いた半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【０１０６】
図２１は全体システムをある角度から切り出して表現したものである。図中、１０１は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置等）を想定している。事業所１０１内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム１０８、複数の操作端末コンピュータ１１０、これらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０９を備える。ホスト管理システム１０８は、ＬＡＮ１０９を事業所の外部ネットワークであるインターネット１０５に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【０１０７】
一方、１０２〜１０４は、製造装置のユーザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工場１０２〜１０４は、互いに異なるメーカに属する工場であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各工場１０２〜１０４内には、夫々、複数の製造装置１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１と、各製造装置１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム１０７とが設けられている。各工場１０２〜１０４に設けられたホスト管理システム１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１を工場の外部ネットワークであるインターネット１０５に接続するためのゲートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１からインターネット１０５を介してベンダ１０１側のホスト管理システム１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム１０８のセキュリティ機能によって限られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、インターネット１０５を介して、各製造装置１０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場１０２〜１０４とベンダ１０１との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１でのデータ通信には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。また、ホスト管理システムはベンダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【０１０８】
さて、図２２は本実施形態の全体システムを図２１とは別の角度から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。図中、２０１は製造装置ユーザ（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置２０２、レジスト処理装置２０３、成膜処理装置２０４が導入されている。なお図２２では製造工場２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置はＬＡＮ２０６で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム２０５で製造ラインの稼動管理がされている。
【０１０９】
一方、露光装置メーカ２１０、レジスト処理装置メーカ２２０、成膜装置メーカ２３０などベンダ（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム２１１，２２１，２３１を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム２０５と、各装置のベンダの管理システム２１１，２２１，２３１とは、外部ネットワーク２００であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダからインターネット２００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【０１１０】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例えば図２３に一例を示す様な画面のユーザインタフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種３０１、シリアルナンバー３０２、トラブルの件名３０３、発生日３０４、緊急度３０５、症状３０６、対処法３０７、経過３０８等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能３１０〜３１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができる。ここで、保守データベースが提供する保守情報には、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最新のソフトウェアも提供する。
【０１１１】
次に上記説明した生産システムを利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図２４は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ステップＳ２０１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２０２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ２０３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ２０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ２０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ２０４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、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）等の組立て工程を含む。ステップＳ２０６（検査）ではステップＳ２０５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップＳ２０７）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【０１１２】
図２５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ２１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップＳ２１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ２１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ２１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ２１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップＳ２１８（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Ｓ２１９（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り、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マーク間隔というウエハステージの安定性に左右されない計測値を用いることで、正確なマーク検出性能評価が可能となる。併せて、マーク間隔の再現性、マークを駆動した際のマーク間隔変動を計測すれば、最適なアライメントマーク、照明モードの選定が可能となる。更に、アライメントマークをデフォーカスしながらマーク間隔の変化を見れば、アライメント検出系の軸外テレセンシティを観察し、軸外テレセンシティが最良になるよう調整できる。また、そうすることで、アライメントマークをデフォーカスした状態で計測を行っても、計測方向のリニアリティが保証され高精度な位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アライメントマークの間隔計測と検出信号波形について示す模式図である。
【図２】第１アライメントマークと照明モード変更による検出信号波形の模式図である。
【図３】第２アライメントマークと照明モード変更による検出信号波形の模式図である。
【図４】アライメント検出系を備えた投影露光装置の概略図である。
【図５】アライメントマーク位置に対するデジタル誤差を示す模式図である。
【図６】アライメントマーク検出信号波形とデジタル誤差の発生メカニズムを示す模式図である。
【図７】アライメントマーク位置に対するデジタル誤差を示す模式図である。
【図８】オフアクシスアライメント検出系を示す概略図である。
【図９】アライメントマーク位置に対するマーク間隔変動を示す概略図である。
【図１０】計測再現性とコントラストを示す模式図である。
【図１１】デジタル誤差とコントラストを示す模式図である。
【図１２】最適アライメントマークと照明モードを選定する手順を示すフローチャートである。
【図１３】最適アライメントマークと照明モードを選定する手順を示すフローチャートである。
【図１４】軸外テレセンシティの良好な模式図である。
【図１５】軸外テレセンシティの悪い場合の模式図である。
【図１６】軸外テレセンシティが悪くデフォーカス計測時のアライメントマーク計測位置を示す模式図である。
【図１７】瞳の球面収差を示す模式図である。
【図１８】軸外テレセンシティが悪くデフォーカス計測時のマーク間隔変動を示す模式図である。
【図１９】対物絞りPL位置と軸外テレセンシティの関係を示す模式図である。
【図２０】瞳の球面収差を補正する一例を示す模式図である。
【図２１】本発明に係わる露光装置を用いた半導体デバイスの生産システムをある角度から見た概念図である。
【図２２】本発明に係わる露光装置を用いた半導体デバイスの生産システムを別の角度から見た概念図である。
【図２３】ユーザインタフェースの具体例である。
【図２４】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図２５】ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
１  投影露光照明系
２  レチクル
３  投影露光光学系
４  OA検出系
５  AF検出系
６  ウエハ
７  干渉計ミラー
８  ウエハステージ
９  干渉計
１０  ステージ制御部
１１  レチクルアライメント検出系
１２,１２'  レチクルフォルダ
１３  基準マーク
１４  制御部
１０１  ベンダの事業所
１０２，１０３，１０４  製造工場
１０５  インターネット
１０６  製造装置、
１０７  工場のホスト管理システム
１０８  ベンダ側のホスト管理システム
１０９  ベンダ側のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
１１０  操作端末コンピュータ
１１１  工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
２００  外部ネットワーク
２０１  製造装置ユーザの製造工場
２０２  露光装置
２０３  レジスト処理装置
２０４  成膜処理装置
２０５  工場のホスト管理システム
２０６  工場のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
２１０  露光装置メーカ
２１１  露光装置メーカの事業所のホスト管理システム
２２０  レジスト処理装置メーカ
２２１  レジスト処理装置メーカの事業所のホスト管理システム
２３０  成膜装置メーカ
２３１  成膜装置メーカの事業所のホスト管理システム
３０１  製造装置の機種
３０２  シリアルナンバー
３０３  トラブルの件名
３０４  発生日
３０５  緊急度
３０６  症状
３０７  対処法
３０８  経過
３１０〜３１２  ハイパーリンク機能
４０１  アライメント光源
４０２  照明光学系
４０３  偏光ビームスプリッタ
４０４  リレーレンズ
４０５  対物レンズ
４０９  λ/4板
４１０  結像光学系
４１１  光電変換素子（検出面）
【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１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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