(57)【要約】【課題】高いアライメント精度を有する露光装置を提供する。【解決手段】複数のモジュールＡ、Ｂと制御部１４を有し、各モジュールは光源からの光を利用して原版２のパターンを基板６に露光する露光装置１００において、各モジュールは、原版と基板の各ショット６ａとのアライメントに使用されるアライメントマーク６ｂを有する原版又は基板の位置を検出する位置検出装置４、１１を有し、前記制御部は、モジュール毎の前記位置検出装置の検出結果のアライメント誤差に関する情報を有し、前記露光装置は前記モジュール毎のアライメント誤差の差分を低減する手段を有する。【選択図】図１
2009200105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモジュールと制御部を有し、各モジュールは光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
各モジュールは、原版と基板の各ショットとのアライメントに使用されるアライメントマークを有する原版又は基板の位置を検出する位置検出装置を有し、
前記制御部は、モジュール毎に設定された前記位置検出装置による検出結果のアライメント誤差に関する情報を有し、
前記露光装置は前記モジュール毎のアライメント誤差の差分を低減する手段を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記アライメント誤差の差分を低減する手段は、前記アライメント誤差を補正する補正値を前記モジュール毎に設定する手段であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記補正値は、各モジュールの前記原版又は前記基板を駆動するステージ毎に設定されることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
各モジュールは、前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系を更に有し、
前記アライメント誤差は、各モジュールにおいて前記基板の前記アライメントマークを前記位置検出装置で計測した結果に基づいて一枚の基板の異なる領域を前記複数のモジュールで露光し、現像し、現像結果を重ね合わせ検査装置で計測することによって得られることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
各モジュールは、前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系を更に有し、
前記アライメント誤差は、各モジュールにおいて前記基板の前記アライメントマークを前記位置検出装置で計測した結果に基づいて一枚の基板の異なる領域を前記複数のモジュールで露光し、各モジュールの位置検出装置で対応する領域の潜像を計測することによって得られることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
各モジュールは、前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系を更に有し、
前記アライメント誤差は、各モジュールにおいて前記基板の前記アライメントマークを前記位置検出装置で計測した結果に基づいて一枚の基板の異なる領域を前記複数のモジュールで露光し、前記複数のモジュールの一つの位置検出装置で全ての領域の潜像を計測することによって得られることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露光装置。  
【請求項７】
前記複数のモジュールによる前記一枚の基板の異なる領域の露光は、各モジュールによる露光領域が市松模様に交互に基板面内に配置されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
各モジュールは、前記原版のパターンの像を前記基板に投影する投影光学系を更に有し、
各モジュールにおいて前記基板の同一のアライメントマークを前記位置検出装置で計測し、前記基板を第１のモジュールで露光し、露光結果を重ね合わせ検査装置で計測し、
前記第１のモジュールのアライメント誤差の補正値は前記重ね合わせ検査装置の計測結果から得られ、前記第１のモジュールとは異なる第２のモジュールのアライメント誤差は前記第１のモジュールのアライメント誤差の補正値に前記第１のモジュールの位置検出装置と前記第２のモジュールの位置検出装置の計測結果の差に基づいて設定された量であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項９】
前記位置検出装置は前記アライメントマークを観察するアライメントスコープを含み、前記アライメント誤差の差分を低減する手段は、前記アライメントスコープの状態を調整する手段であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】
光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
それぞれが前記原版又は前記基板を搭載して移動可能な複数のステージと、
前記複数のステージの位置を検出する複数の干渉計と、
前記複数の干渉計のそれぞれが使用する光の波長の環境によるばらつきを低減する手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
前記手段は、前記複数の干渉計の間で位置検出用の光源を共通に使用することであることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記露光装置は、複数のモジュールを有し、各モジュールは光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光し、各モジュールは、前記複数のステージのうちの少なくとも一つと前記複数の干渉計のうちの少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の露光装置によって基板を露光するステップと、
前記露光された基板を現像するステップと、
を有するデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版（マスクやレチクル）のパターンを基板に露光する露光装置は従来から使用されている。露光においてはスループットが重要なパラメータである。また、高品位な露光には原版と基板を高精度なアライメント（位置合わせ）が不可欠である。
【０００３】
スループットの向上の観点から、特許文献１は、それぞれが照明装置、原版、投影光学系及び基板を備えた露光ユニット（モジュール）を複数有し、原版供給部を共通化した露光装置を提案している。
【０００４】
また、アライメント精度の維持のために、試験基板（パイロットウエハ）を露光、現像し、現像後の基板を検査することによってアライメント誤差を補正する補正値を取得し、これを露光装置に設定する方法も知られている。アライメント誤差としては、ＴＩＳ、ＷＩＳ、ＴＩＳ−ＷＩＳ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎがある。ＴＩＳは、装置（アライメント光学系の位置検出装置）起因の誤差（Ｔｏｏｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｈｉｆｔ）である。ＷＩＳは、ウエハプロセス起因の誤差（Ｗａｆｅｒ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｈｉｆｔ）である。ＴＩＳ−ＷＩＳ  ＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎはＴＩＳとＷＩＳとの相互作用による誤差である。アライメント誤差の補正値は、ショット配列成分である倍率、回転、直交度、高次関数など、ショットの形状成分である倍率、回転、スキュー、ディストーション、高次関数などである。特許文献２は、基板の処理条件を定義するレシピにアライメント情報を記載している。
【特許文献１】特開２００７−２９４５８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、複数のモジュールが異なる原版パターンを基板に露光することを前提としているが（特許文献１段落０００２）、複数のモジュールが同一の原版パターンを基板に露光する場合も考えられる。例えば、各モジュールが同一の原版パターン（第１のパターン）を基板に露光し、次いで、別の同一の原版パターン（第２のパターン）を基板の別の層に露光する場合がある。しかし、ある基板にとって第１のパターンを露光したモジュールと第２のパターンを露光したモジュールが異なる場合には第１のパターンと第２のパターンの重ね合わせ精度が低下するおそれがある。これはアライメント誤差が各モジュールで異なるためである。基板とそれを処理するモジュールとを常に一致させることによってかかる問題は解決できるかもしれないが、これでは管理は煩雑となる。このため、一枚の基板を複数のモジュールで露光するには、アライメント誤差に関するモジュール間のばらつきを低減する必要がある。
【０００６】
アライメント誤差のモジュール間におけるばらつきは、アライメント光学系の位置検出装置、原版や基板を駆動するステージ、ステージの位置を検出する干渉計などに起因する。上述したように、ＴＩＳはアライメント光学系の位置検出装置に固有である。また、ステージに取り付けられている干渉計のバーミラーの形状差は位置検出誤差を招き、アライメント誤差を招く。更に、原版や基板をステージに取り付けるチャックの平面度が異なれば基板の変形をもたらし、アライメントマークや重ね合わせ検査用の重ね合わせマークの位置ズレが発生し、アライメント誤差を招く。また、干渉計の光源の波長は環境（気圧、温度、湿度等）により変化するため、計測誤差が発生する。複数のステージ、或いは複数種のステージを制御する干渉計はこうした環境の影響を大きく受ける。
【０００７】
そこで、本発明は、高いアライメント精度を有する露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての露光装置は、複数のモジュールと制御部を有し、各モジュールは光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、各モジュールは、原版と基板の各ショットとのアライメントに使用されるアライメントマークを有する原版又は基板の位置を検出する位置検出装置を有し、前記制御部は、モジュール毎に設定された前記位置検出装置による検出結果のアライメント誤差に関する情報を有し、前記露光装置は前記モジュール毎のアライメント誤差の差分を低減する手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、それぞれが前記原版又は前記基板を搭載して移動可能な複数のステージと、前記複数のステージの位置を検出する複数の干渉計と、前記複数の干渉計のそれぞれが使用する光の波長の環境によるばらつきを低減する手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高いアライメント精度を有する露光装置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】
【００１１】
［発明の実施の形態］
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面の露光装置について説明する。露光装置１００は、図１に示すように、複数のモジュールＡ及びＢを有するマルチモジュール型露光装置である。各モジュールは光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する。本実施例では、ＡモジュールとＢモジュールは同一構造を有し、構成要素を表す参照符号にダッシュを付している。以下の説明では、特に断らない限り、ダッシュのない参照符号はダッシュのある同一の参照符号を総括している。
【００１２】
露光装置１００は、一つの筺体内に、それぞれが照明装置、原版、投影光学系、位置検出装置及び基板を備えた複数のモジュールを収納してもよいし、各モジュールが別個の筺体内に設けられていてもよい。複数のモジュールを一つの筺体に収納することによって露光環境を一つの制御部で制御することができ、また、モジュール間で基板を移動する際に基板を筺体の外部に出す必要がない。
【００１３】
各モジュールは、照明装置１と、投影光学系３と、ウエハ駆動系と、フォーカス系、搬送系と、アライメント系と、制御部１４と、を有し、ステップアンドスキャン方式でレチクル２のパターンをウエハ６に露光する。なお、本発明は、ステップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能である。
【００１４】
照明装置１は、レチクル２を照明し、光源と、照明光学系とを有する。光源は、レーザーや水銀ランプを使用することができる。照明光学系は、レチクル２を均一に照明する光学系である。
【００１５】
レチクル２は、回路パターン（又は像）を有し、図１には省略されているレチクルステージ（後述する図４に示す６３、６３’）に支持及び駆動される。レチクルステージの位置は干渉計９で常時測定される。レチクル２から発せられた回折光は、投影光学系３を通りウエハ６上に投影される。同一パターンを有するウエハ６、６’を露光するために、本実施例のレチクル２、２’は同一パターンを有する。レチクル２とウエハ６は、光学的に共役の関係にある。露光装置１００の各モジュールはスキャナーとして機能するため、レチクル２とウエハ６を縮小倍率比の速度比で同期走査することによりレチクルパターンをウエハ６に転写する。
【００１６】
投影光学系３は、レチクルパターンを反映した光をウエハ６に投影する。投影光学系３は、屈折型光学系、反射屈折型光学系、反射型光学系のいずれも使用可能である。投影光学系３のウエハ６に最も近い最終光学素子を液体に浸漬して液浸露光を実現してもよい。
【００１７】
ウエハ６は、別の実施例では液晶基板であり、被露光体を代表する。ウエハ６の表面にはフォトレジストが塗布されている。ウエハ６にはパターンが露光され、一回の露光で行われる領域をショットと呼ぶ。また、ウエハ６上には、レチクル２とウエハ６の各ショット６ａとのアライメントに使用されるアライメントマーク６ｂが形成されており、アライメントマーク６ｂはオフアクシススコープ（ＯＡスコープ）４によって測定する。
【００１８】
図２は、ウエハ６にマトリックス状に形成されたショット６ａを示す平面図である。図２に示すように、ウエハ６は、複数の矩形のショット６ａに分割されている。本実施例は、ショット６ａの中でハッチングされたショット６ａ１を選択し、選択されたショット６ａ１に対応するアライメントマークのみをウエハステージ８を駆動しつつアライメント系で検出するグローバルアライメント方式を採用している。
【００１９】
図３は、アライメントマーク６ｂの一例を示す平面図である。アライメントマーク６ｂは、ウエハ６の各ショット６ａに対応して予め形成されている。図３に示すアライメントマーク６ｂはシングルエッジ構造であり、長さ方向寸法が３０μｍの長方形のマークが２０μmの間隔で６個構成されている。幅方向寸法（線幅）として２μｍ，４μｍ，６μｍのものが使用される。図３においては、Ｘ方向に沿って配列されているが、Ｙ方向にもこれを９０°回転させたものが配列されている。なお、アライメントマーク６ｂは１つのマークが内外二重の長方形構造を有しているダブルエッジ構造を採用してもよい。
【００２０】
アライメントマーク６ｂは、ウエハ６上に露光されるべき各ショット６ａに対応してそれぞれショット６ａのスクライブライン、即ち、隣接するショット６ａとショット６ａとの間に形成される。グローバルアライメント方式では、選択されたショット６ａ１に対応するアライメントマーク６ｂを全て検出する。その後、最小二乗近似などの統計処理を行い、検出結果の全体傾向から突出して逸脱する検出結果を除いてウエハ６の位置ずれ、ショット配列格子のウエハ倍率、直交度、縮小倍率などを算出する。
【００２１】
ウエハ駆動系は、ウエハ６を駆動し、ウエハステージ８、干渉計９を含む。ウエハステージ８は、リニアモータを利用し、ＸＹＺ及び回転方向に駆動可能であり、図示しないチャックを介してウエハ６を支持及び駆動する。ウエハステージ８の位置は、バーミラー７を参照した干渉計９で常時測定されている。ウエハステージ８上には、基準マーク１５が形成されている。レチクルパターンをウエハ６に露光する際に、グローバルアライメント方式で算出された結果に基づいてウエハステージ８やレチクルステージを駆動する。
【００２２】
一般に、干渉計の波長は環境要因（気圧、温度、湿度等）や干渉計の光源揺らぎによって変化し、計測値が変化する。マルチモジュール型露光装置においては、各モジュールのウエハステージ用の干渉計の変化が独立に発生するとアライメント精度が低下する。また、レチクルステージ用の干渉計が独立に変動するとレチクルとウエハの位置関係が崩れるおそれがある。そこで、露光装置１００においては、全ての干渉計の光源を共通なものとして構成する。具体的には、図１に示す干渉計９が内蔵する位置検出用の光源９ａからの光をミラー１３などを使用してＡモジュールとＢモジュールのウエハステージ８用の干渉計とレチクルステージ用の干渉計に使用する。尚、このミラー１３の代わりに、光ファイバーを使用してもよい。
【００２３】
図４は、露光装置１００に適用可能な干渉計の構成を示す光路図である。同図において、干渉計９の光源９ａからの光は、引き回し光路中に構成している各ハーフミラーＨＭで各干渉計のバーミラー７、７’、６４、６４’に導光される。レチクルステージ６３用の干渉計のバーミラーは６４、６４’である。バーミラーで光は反射し、ハーフミラーＨＭを透過して、干渉計９の検出部６２ｗａ、６２ｒａ、６２ｗｂ、６２ｒｂで検出され、各ステージの位置を検出することができる。図４においては、構成されている全てのステージの干渉計を一つの光源に構成しているが、必要によってはウエハステージ８、８’だけ、又は、レチクルステージ６３、６３’だけが共通の光源を使用してもよい。
【００２４】
光源を共通にすることによって光源の波長変化の影響がモジュール間或いはステージ間（ウエハステージとレチクルステージ）で共通になり、アライメント誤差のばらつき（差分）を低減することができる。光源を共通にしない場合は、環境要因を測定可能な不図示の共通の測定装置を設け、その共通の測定装置の測定結果を各モジュールの干渉計の制御誤差補正に用いてもよい。このように、共通の光源或いは共通の環境測定装置を用いることによって、モジュール間又はステージ間の誤差を低減して高精度な位置合わせを達成することができる。なお、同一モジュール内だけで、ウエハステージとレチクルステージとの差を低減するために上記手法を用い、レチクル２とウエハ６の相対位置を高精度に制御してもよい。
【００２５】
フォーカス系は、投影光学系３が形成する像のフォーカス位置にウエハ６を位置決めするためにウエハ面の光軸方向の位置を検出する。フォーカス系はフォーカス位置検出装置５を含む。より詳細には、フォーカス位置検出装置５は、ウエハ面にスリットパターンを経た光を斜入射で照射し、ウエハ面で反射したスリットパターンをＣＣＤなどの撮像素子で撮影し、撮像素子で得られたスリット像の位置からウエハ６のフォーカス位置を測定する。
【００２６】
アライメント系は、ＦＲＡ（Ｆｉｎｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系、ＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ）系、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）系、オフアクシス（ＯＡ）系を含む。
【００２７】
ＦＲＡ系は、アライメントスコープを含み、レチクル２上に構成された不図示のレチクル基準マークとレチクルステージ上に構成されたレチクル基準マーク１２とをＦＲＡスコープ（位置検出装置）１１により観察して両者を位置合わせする系である。なお、これらのレチクル基準マークはアライメントマークであり、照明装置１により照明され、ＦＲＡスコープ１１により同時に観察される。例えば、不図示のレチクル基準マークをレチクル２の投影光学系３側の面に一つの第１のマーク素子として構成し、レチクル基準マーク１２に一対の第２のマーク素子を設ける。そして、ＦＲＡスコープ１１を使用して第１のマーク素子が第２のマーク素子の間に配置されるように両者を位置合わせする。
【００２８】
ＴＴＲ系は、投影光学系３を介してレチクル２に形成された不図示のレチクル基準マークとウエハステージ８上に設けられたステージ基準マーク１５とをＦＲＡスコープ１１により観察して両者を位置合わせする系である。不図示のレチクル基準マークは、ベースラインマーク（ＢＬマーク）又はキャリブレーションマークとも呼ばれる。ＢＬマークは、レチクルパターンの中心に対応する。なお、これらの基準マークはアライメントマークであり、照明装置１により照明され、ＦＲＡスコープ１１により同時に観察される。ＦＲＡスコープ１１は、レチクル２の上方で移動可能に構成され、投影光学系３の複数の像高でレチクル２とウエハ６上の両方をレチクル２、投影光学系３を通して観察可能であり、レチクル２とウエハ６上の位置も検出可能である。尚、ＦＲＡ系のスコープとＴＴＲ系のスコープとを別個に構成してもよい。例えば、不図示のＢＬマークをレチクル２の投影光学系３側の面に一つの第３のマーク素子として構成し、ステージ基準マーク１５に一つの第４のマーク素子を設ける。そして、ＦＲＡスコープ１１を使用して第３のマーク素子が第４のマーク素子と重なるように両者を位置合わせする。
【００２９】
ＴＴＬ系は、不図示のスコープと非露光光を使用して投影光学系３を介してステージ基準マーク１５を計測する。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（発振波長６３３ｎｍ）の非露光光をファイバーで光学系に導光し、投影光学系３を介してウエハ６上のステージ基準マーク１５をケーラー照明する。ステージ基準マーク１５からの反射光は入射光とは逆方向に投影光学系３から光学系内の撮像素子上に像を形成する。像は撮像素子において光電変換され、そのビデオ信号に各種画像処理が行われて、アライメントマークの位置検出が行われる。
【００３０】
ＯＡ系は、ＯＡスコープ４を利用して投影光学系３を介さずにウエハ６のアライメントマークを検出する。ＯＡスコープ４の光軸は投影光学系３の光軸と平行である。ＯＡスコープ４は、内部に、基準マーク１５の表面と共役に配置されたインデックスマーク（図示せず）を有する位置検出装置である。干渉計９の測定結果及びＯＡスコープ４によるアライメントマーク計測結果から、ウエハ６上に形成されたショットの配列情報を算出することができる。
【００３１】
但し、それに先立って、ＯＡスコープ４の計測中心とレチクルパターンの投影像中心（露光中心）との間隔であるベースラインを求める必要がある。ＯＡスコープ４は、ウエハ６のショット６ａ内のアライメントマーク６ｂの計測中心からのずれ量を検出し、このずれ量とベースラインを加味した距離だけウエハ６をＯＡスコープ４から移動することによって当該ショット領域の中心が露光中心に位置合わせされる。ベースラインは経時間変化するために定期的に計測する必要がある。
【００３２】
なお、ショット中の複数箇所にアライメントマークを構成し、それらを測定することでショット形状情報を取得することができる。ショット形状情報に基づいてショット形状を補正して露光することによって、より高精度な位置合わせが可能となる。
【００３３】
以下、図５及び図６（ｃ）を参照して、ベースラインの測定方法について説明する。図５は、レチクル２に構成されたＢＬマーク２３を示している。図６（ｃ）は、ＢＬマーク２３の平面図である。ＢＬマーク２３は、Ｘ方向を計測する為のマーク素子２３ａとＹ方向を計測する為のマーク素子２３ｂを有する。マーク素子２３ａはＹ方向に長手方向を持つ開口部及び遮光部の繰り返しパターンとして構成され、マーク素子２３ｂは、マーク素子２３ａと直交する方向に開口部を持つマークとして構成されている。本実施例のＢＬマーク２３は、ＸＹ座標系を図６（ｃ）のように定義した場合に、ＸＹ方向に沿ったマーク素子２３ａ及び２３ｂを使用しているが、マーク素子の向きはこれに限定されるものではない。例えば、ＢＬマーク２３は、ＸＹ軸に対して４５°或いは１３５゜傾いた計測マークを有してもよい。マーク素子２３ａ、２３ｂが照明装置１によって照明されると、投影光学系３はマーク素子２３ａ、２３ｂの透過部（開口部）のパターン像をウエハ側のベストフォーカス位置に形成する。
【００３４】
次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、基準マーク１５は、ＯＡスコープ４が検出可能な位置計測マーク２１と、マーク素子２３ａ、２３ｂの投影像と同じ大きさを持つマーク素子２２ａ、２２ｂと、を有する。図６（ａ）は基準マーク１５の断面図であり、図６（ｂ）は基準マーク１５の平面図である。マーク素子２２ａ、２２ｂは、露光光に対して遮光特性を持つ遮光体３１と複数の開口部３２によって形成されている。なお、図６（ａ）では便宜上１本の開口部のみ示している。開口部３２を透過した光は、基準マーク１５の下に構成されている光電変換素子３０に到達する。光電変換素子３０によって開口部３２を透過した光の強度を測定することができる。位置計測マーク２１はＯＡスコープ４により検出される。
【００３５】
次に、基準マーク１５を用いてベースラインを求める方法について説明する。まず、マーク素子２３ａ、２３ｂを投影光学系３の露光光が通過する位置に駆動する。以下、マーク素子２３ａを例に説明する。かかる説明は、マーク素子２３ｂに適用可能である。移動されたマーク素子２３ａは照明装置１によって照明される。投影光学系３は、マーク素子２３ａの透過部を抜けた光を、ウエハ空間上の結像位置にマークパターン像として結像する。マークパターン像に対して、同形状のマーク素子２２ａをウエハステージ８を駆動して、一致する位置に配置する。この状態が、基準マーク１５がマーク素子２３ａの結像面（ベストフォーカス面）に配置されている状態であり、マーク素子２２ａをＸ方向に駆動させながら、光電変換素子３０の出力値をモニタする。
【００３６】
図７は、マーク素子２２ａのＸ方向の位置と光電変換素子３０の出力値をプロットしたグラフである。図７において、横軸がマーク素子２２ａのＸ方向の位置であり、縦軸が光電変換素子３０の出力値Ｉである。このように、マーク素子２３ａとマーク素子２２ａの相対位置を変化させると光電変換素子３０の出力値が変化する。この変化曲線２５において、マーク素子２３ａとマーク素子２２ａが一致する位置Ｘ０で最大強度となる。位置Ｘ０を求めることでマーク素子２３ａの投影光学系３によるウエハ空間側の投影像の位置を求めることができる。なお、位置Ｘ０は、変化曲線２５に対して所定の領域で重心計算や関数近似等によってピーク位置を求めることによって安定し、かつ、高精度に取得することができる。
【００３７】
マーク素子２２ａ、２２ｂがＺ方向においてマーク素子２３ａ、２３ｂと重なった時のウエハステージ８の位置Ｘ１を干渉計９から取得する。また、ＯＡスコープ４のインデックスマークがＺ方向において位置計測マーク２１と重なった時のウエハステージ８の位置Ｘ２を干渉計９から取得する。これにより、ベースラインをＸ１−Ｘ２により算出することができる。
【００３８】
なお、上述では投影像の基準マーク１５がベストフォーカス面にあると仮定しているが、実際の露光装置においては、基準マーク１５がベストフォーカス面にない場合がある。その場合、基準マーク１５をＺ方向（光軸方向）に駆動しながら、光電変換素子３０の出力値をモニタすることでベストフォーカス面を検出し、基準マーク１５をそこに配置することができる。その場合、図７において、横軸をフォーカス位置、縦軸を出力値Ｉと考えれば、同様な処理によってベストフォーカス面を算出することができる。
【００３９】
基準マーク１５がＸＹ方向にずれて、且つ、Ｚ方向にもずれている場合、いずれかの方向から計測を行い、所定の精度を確保した後、別の方向の位置を検出する。以上を交互に繰り返すことによって最終的には最適位置が算出可能である。例えば、Ｚ方向にずれている状態で、Ｘ方向に駆動してＸ方向の精度の低い計測を行い、おおよそのＸ方向の位置を算出する。その後、その位置でＺ方向に駆動して、ベストフォーカス面を算出する。次にベストフォーカス面で再度、Ｘ方向に駆動して計測することで、Ｘ方向の最適位置を高精度に求めることができる。通常、このような交互の計測を一度行えば高精度な計測は可能である。以上の例ではＸ方向からの計測を先に開始したが、Ｚ方向の計測から行っても最終的には高精度な測定が可能である。
【００４０】
装置及びウエハ６が理想的な状態ではない場合、露光後のウエハ６は、多少の位置合わせ誤差を有している。通常、位置合わせ誤差の各成分を分析し、露光装置にフィードバックして校正し、次回以降のウエハ６に対して露光が行われる。アライメント誤差成分は、ショットの配列状態においては、ショット全体のシフト成分、各ショット配列の倍率、回転、直交度等の一次成分や弓なり状等に発生する高次成分を含み、これらをＸ及びＹの個別の成分として算出される。また、ショット形状においては、ショットの倍率、回転、菱形形状や台形形状などの様々な形状成分がある。特に、スキャナーにおいては、ショットの菱形成分が発生し易い。ショット配列成分やショット形状成分を露光装置にフィードバックして補正する。
【００４１】
搬送系は、ウエハステージ８にウエハ６を搬送する一つのウエハ搬送系４０と、レチクルステージにレチクル２を搬送する一つのレチクル搬送系５０を有する。図８は、ウエハ搬送系４０のブロック図である。図９は、レチクル搬送系５０のブロック図である。
【００４２】
図８に示すように、まず、複数の露光前のウエハ４２がウエハ搬送系４０にレジストを塗布するコーターから供給される。供給されたウエハ４２は、順次、ウエハハンド４１によって各モジュールのウエハステージ８に搬送される。露光後のウエハ６はウエハハンド４１によって回収され、レジストを現像する不図示の現像装置に搬送される。また、ウエハ搬送系４０は、両モジュール間でウエハを搬送することができる。更に、露光装置１００は、ステージキャリブレーション用ウエハを収納するストッカー４３を更に有し、ウエハ搬送系４０は、キャリブレーション用ウエハ４４〜４６を各モジュールへ搬入出することもできる。
【００４３】
図９に示すように、複数のレチクル２を保管しているストッカーから適宜、制御部１４の指令に従って、レチクル２がレチクルステージに搬送される。その際、レチクル２上のパーティクルを検査する図示しないパーティクル検査器を介してレチクル２をレチクルステージ上に配置することが望ましい。図９では、一台のレチクル搬送系５０が両モジュール間を駆動可能になっており、各モジュールにレチクル２を順次搭載するが、レチクル搬送系５０の台数は限定されない。本実施例では、上述したように、同一パターンを有するレチクル２をモジュールの台数分だけ用意する。露光終了後に、レチクル搬送系５０により逆の手順で各モジュールのレチクルステージからレチクル２が回収される。
【００４４】
制御部１４は、ウエハ６の処理条件を定義する一つのレシピによって露光装置１００の複数のモジュールのアライメント計測動作や露光動作を一元的に制御する。レシピにはモジュール毎にアライメント誤差を補正する補正値（オフセット）が組み込まれている。また、ステージ毎にアライメント誤差を補正する補正値を設定することが好ましい。制御部１４は、後述するレシピ、その他制御に必要な情報を格納する図示しないメモリを含む。このように、制御部１４は、ＯＡスコープ４の計測結果と、モジュール毎に設定されたアライメント誤差を補正する補正値を使用して各モジュールにおけるレチクル２のアライメント誤差を補正することによってＡ、Ｂモジュールによる露光を制御する。
【００４５】
アライメント誤差は、ＷＩＳ、ＴＩＳ、ＴＩＳ−ＷＩＳ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎに起因する。
【００４６】
ＷＩＳは、ウエハの平坦化を行う化学機械研磨（ＣＭＰ）によってアライメントマークが崩れるディッシング（dｉｓｈｉｎｇ）やエロージョン（ｅｒｏｓｉｏｎ）や、露光前に基板の表面に塗布されるレジストの塗布ムラに起因する。しかし、ＣＭＰ条件やレジストのコーターの状態が安定している場合は、ディッシングや塗布ムラは発生するものの複数のウエハ間の差を小さくしてアライメント誤差を補正することができる場合が多い。
【００４７】
ＴＩＳはＯＡスコープ４などの位置検出装置が有する収差（特に、コマ収差や球面収差）や光学的なテレセンシティー誤差など製造誤差によって発生するため、現実的には完全に除去することができない。即ち、位置検出装置には多少なりとも残留ＴＩＳ成分がある。
【００４８】
ＷＩＳは、露光するウエハの種類（ＣＭＰ条件やレジストの塗布条件）が決まれば一律で補正可能な成分であり、ＴＩＳも装置が固定されれば、経時変化が無い限り補正可能である。ところが、ＷＩＳとＴＩＳの相互作用で発生するＴＩＳ−ＷＩＳ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎは、単純にＷＩＳとＴＩＳを補正しても除去できない。
【００４９】
あるプロセスで、ある共通なＷＩＳを有する複数のウエハをＴＩＳの異なる複数の位置検出装置で検出して露光した場合、ＴＩＳ−ＷＩＳ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎによって発生するアライメント誤差は異なる。従って、複数の位置検出装置を備えるマルチモジュール型露光装置においては、パイロットウエハを使用した一律のアライメント誤差のフィードバックでは高精度な位置合わせができないという問題が発生する。
【００５０】
また、干渉計用のバーミラーの形状のステージ間の差や経時変化はアライメント精度を低下させる要因となる。更に、ウエハチャックの形状によってウエハ間の平面度（ウエハの変形）に差が生じる結果、ショットの位置ズレが発生し、ステージ間のアライメント精度に差が発生する。一般に、ウエハ上のアライメントマークの位置と、重ね合わせ検査用のマークの位置が異なるため、それらマークでのウエハ形状による位置ズレも異なる。
【００５１】
以下、図１０乃至図１２を参照して、アライメント誤差の補正方法（補正値の設定方法）を説明する。ここで、図１０は、ウエハ６の平面図である。図１１は、露光装置１００のアライメント誤差の補正方法を説明するためのフローチャートである。
【００５２】
露光指示があると（Ｓ１０１）、複数枚のうちの少なくとも１枚のウエハ６をウエハ搬送系４０によってＡモジュールに搬送する（Ｓ１０２）。次に、搬送されたウエハ６に対して、ＡモジュールのＯＡスコープ４でウエハ６上に形成されている複数のアライメントマーク６ｂの計測を行う（Ｓ１０３）。制御部１４は、計測されたアライメントマーク６ｂの情報からショットの配列情報Ａ（Ｘ，Ｙ）を算出する（Ｓ１０４）。尚、ショット６ａ内に複数のマークが構成されている場合は、そのショット形状も合わせて算出する。次に、算出されたショット配列情報に基づいて制御部１４は露光を実行する（Ｓ１０５）。ここで、露光するショットは図１０の斜線領域６０（６０’）（以下、「Ａ領域」と呼ぶ）とする。全てのＡ領域の露光が終了するとウエハ６は、ウエハ搬送系４０によって、Ａモジュールから回収され、Ｂモジュールに搬送される（Ｓ１０６）。
【００５３】
Ｂモジュールへ搬送されたウエハ６は、アライメントマークを計測し（Ｓ１０７）、ショット配列情報Ｂ（Ｘ，Ｙ）を算出する（Ｓ１０８）。アライメントマーク６ｂの計測を行うショット６ａ１は両モジュール間で同じショットとする。ショット配列情報Ｂ（Ｘ、Ｙ）は理想的には、ショット配列情報Ａ（Ｘ，Ｙ）と同一になるはずであるが、ＴＩＳやＴＩＳ−ＷＩＳ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎの影響によってその値は異なる。ショット配列情報Ｂ（Ｘ、Ｙ）に基づいて図１０の白抜き領域６１（６１’）（以下、「Ｂ領域」と呼ぶ場合がある）の露光が行われる（Ｓ１０９）。
【００５４】
本実施形態ではＡ領域とＢ領域の配列を図１０に示すように市松模様に配置している。このような配置は、Ａ領域とＢ領域が交互にウエハ６面内（基板面内）に均一に位置することになる。このため、後述するアライメント誤差をキャンセルするための補正値を求めるにあたり、例えば露光領域のウエハ６面内の位置に依存する誤差成分の影響を低減することが可能となる。ウエハ６面内の位置に依存する誤差成分とは、例えば干渉計９でウエハステージ８の位置を測定するためのバーミラー７の表面形状の精度などが考えられる。仮にウエハ６を２分し、一方をＡ領域、他方をＢ領域とすると、Ａ領域のアライメントマークの計測とＢ領域のアライメントマークの計測の際のウエハステージ８の位置が離れているため、バーミラー７の干渉計９による光線が照射される位置も離れることとなる。このため、バーミラー７の表面形状に起因するウエハステージ位置の測定誤差がアライメント誤差に乗る恐れがある。市松模様にすると、Ａ領域とＢ領域とをウエハ面内に均一に配置することになるので、このような影響を抑えることができる。なお、Ａ領域とＢ領域の配列は図１０に示す市松模様配列に限定されるものではなく、精度が確保されるのであれば、様々な配置を取ることが可能である。
【００５５】
全てのＢ領域の露光が終了すると、ウエハ６はウエハ搬送系４０によって露光装置外に搬送されて現像され（Ｓ１１０）、重ね合わせ検査装置を使用して現像結果を重ね合わせ検査が行われる（Ｓ１１１）。重ね合わせ検査装置は、Ａ、Ｂ領域のそれぞれに対してアライメント誤差をキャンセルするための補正値（オフセット量）を算出する。Ａ領域の補正値をＡ（ＯＦＳ．）、Ｂ領域の補正値をＢ（ＯＦＳ．）とする（Ｓ１１２）。これらの値はそれぞれのモジュールへフィードバックされ（Ｓ１１３）、レシピ内に保存される。そして、以降、同一レシピではその補正値に基づいてアライメント補正がなされて露光が行われる。
【００５６】
図１２は、重ね合わせ検査装置７０のブロック図である。重ね合わせ検査装置７０は、露光装置のアライメントやディストーションを計測する装置であり、図１２に示すようにそれぞれ別々に形成された２つの重ね合わせマーク６ｃ、６ｄのマーク間の位置関係を計測する。重ね合わせ検査装置７０は、光源７１としてハロゲンランプを使用し、光学フィルタ７２，７３で所望の波長帯域を選択する。次に、照明光を光ファイバー７４で光学系７５乃至７７に導光し、ウエハ６上の重ね合わせマーク６ｃ、６ｄをケーラー照明する。ウエハ６から反射した光が光学系７７乃至７９によりＣＣＤカメラなどの撮像素子８０に導かれて像を形成する。その像が光電変換されて生成されたビデオ信号に各種画像処理が行われることにより、２つの重ね合わせマーク６ｃ、６ｄの位置関係を検出する。
【００５７】
アライメント誤差がフィードバックされた状態で残りのウエハを露光する。アライメント誤差をキャンセルするための補正値がフィードバックされているため、以降のウエハでは高精度な位置合わせが可能となる（Ｓ１１４）。Ａ(ＯＦＳ．)とＢ（ＯＦＳ．）が異なる理由は、ＴＩＳ−ＷＩＳ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎの影響や、使用したレチクルの描画誤差による。
【００５８】
以下、図１３を参照して、現像装置と重ね合わせ検査装置を使用しないアライメント誤差の補正方法について説明する。図１３において、図１１と同一のステップ（Ｓ）には同一の参照符合を付して説明を省略する。図１３は、Ｓ１１０乃至Ｓ１１２がない代わりにＳ２０１乃至Ｓ２０５を有する点で図１１とは相違する。
【００５９】
図１１と同様に、Ａ領域が露光されると（Ｓ１０１〜Ｓ１０５）、ステージに搭載された状態でＯＡスコープ４を用いて重ね合わせ検査（潜像計測）を行う（Ｓ２０１）。通常、露光されたレジストの屈折率は変化するため、ＯＡスコープ４でその像を観察することができる。ＯＡスコープ４はウエハ６上のアライメントマークのみならず、重ね合わせ検査用の重ね合わせマークの計測も可能なアルゴリズムを搭載している。ＯＡスコープ４で検出されたＡ領域のアライメント誤差の補正値Ａ（ＯＦＳ．）を算出する（Ｓ２０２）。その後、ウエハ６はＢモジュールへ搬送されてＢ領域が露光される（Ｓ１０６〜Ｓ１０９）。その後、同様にＯＡスコープ４’で重ね合わせ検査（潜像計測）が行われ（Ｓ２０３）、ＯＡスコープ４で検出されたＢ領域のアライメント誤差の補正値Ｂ（ＯＦＳ．）を算出する（Ｓ２０４）。その後、ウエハ６はウエハ搬送系４０によって露光装置外に搬送され（Ｓ２０５）、補正値Ａ（ＯＦＳ．）、Ｂ（ＯＦＳ．）をそれぞれのモジュールへフィードバックする（Ｓ１１３）。補正値は、レシピ内に保存され、以降、同一レシピではその補正値に基づいてアライメント誤差が補正されて露光が行われる。補正値がフィードバックされた状態で、残りのウエハを露光するため、ウエハでは高精度な位置合わせが可能となる（Ｓ１１４）。
【００６０】
なお、Ａモジュールの重ね合わせ検査をＡモジュールのＯＡスコープ４で行うことは必ずしも必要ではない。即ち、Ａモジュールで露光が完了すると（Ｓ１０５）、Ｓ２０１及びＳ２０２を行わずに直ちにＢモジュールで露光までを行い（Ｓ１０６乃至Ｓ１０９）、その後にＢモジュールのＯＡスコープ４’でＡ、Ｂ両領域の重ね合わせ検査を行ってもよい。これにより、重ね合わせ検査時のＴＩＳの影響が一つになるので誤差は低減する。
【００６１】
上記方法は重ね合わせ検査を前提にしているが、これは、ショット配列情報の内、シフト成分や回転成分（直交度を除く）は、一旦ウエハステージ８からウエハ６を取り外してしまうと求めることができないためである。換言すれば、シフト成分や回転成分の影響を無視できるウエハの場合は露光及び重ね合わせ検査を行わなくともモジュール間のアライメント誤差の補正値を算出することができる。
【００６２】
以下、その方法について図１４を用いて説明する。図１４において、図１１と同一のステップには同一の参照符合を付して説明を省略する。図１４は、Ｓ１０５、Ｓ１０９乃至Ｓ１１４がない代わりにＳ３０１乃至Ｓ３０４を有する点で図１１とは相違する。
【００６３】
ショット情報演算Ａ（Ｘ、Ｙ）までは同様に進められる（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）。次に、露光を行わずにＢモジュールにウエハ６を搬送する（Ｓ１０６）。上記と同様にショット情報演算Ｂ（Ｘ，Ｙ）までを行い（Ｓ１０７乃至Ｓ１０８）、Ｂ（Ｘ，Ｙ）に基づいてウエハ６全面が露光される（Ｓ３０１）。図１４では、図１１で示す部分露光（Ｓ１０５、Ｓ１０９）は行わない。ウエハ６の全面露光が終了すると、ウエハ６はウエハ搬送系４０によって露光装置外に搬送されて必要があれば現像され（Ｓ３０２）、重ね合わせ検査装置を使用して露光結果又は現像結果の重ね合わせ検査が行われる（Ｓ３０３）。重ね合わせ検査装置は、ウエハ６全体に対してＢモジュールのアライメント誤差をキャンセルするための補正値（オフセット量）を算出する。補正値は露光装置１００にフィードバックされる。以降のウエハでは、上記で算出されたＡ（Ｘ，Ｙ）とＢ（Ｘ、Ｙ）の値を用いて、露光を行う。つまり、Ａモジュール（第２のモジュール）で露光する場合、アライメント誤差の補正値と{Ｂ（Ｘ，Ｙ）−Ａ（Ｘ、Ｙ）}を考慮して露光することで高精度な露光が可能となる。Ｂモジュール（第１のモジュール）では、アライメント誤差の補正値のみを考慮すればよい。以上の複数の方法において、測定前にベースライン計測を行うことが必要である。
【００６４】
以下、図１５を参照して、アライメント誤差の補正値（オフセット）について説明する。既述したように、補正値はショット全体のシフト成分、各ショット配列の倍率、回転、直交度等の一次成分や弓なり状等に発生する高次成分等があり、これらをＸ及びＹの個別の成分として算出される。また、ショット形状においては、ショットの倍率、回転、菱形形状や台形形状などの様々な形状成分がある。これらの成分毎に入力、保存、管理することができる。補正値はレシピに保存される。図１５は、レシピの構成例を示している。Ａモジュール、Ｂモジュールそれぞれに対して補正値が入力、保存、管理できるようになっている。一般に、アライメントマークと重ね合わせマークはウエハのプロセス（レシピ）によって配置場所が異なるため、レシピに補正値を設けることで高精度な位置合わせを達成することができる。
【００６５】
先の実施例では、実際の露光するウエハ６を用いてモジュール間のアライメント誤差の補正値を算出、補正している。これに対して、別の実施例は、ステージの装置間差を測定、補正している。以下、図８及び図１６を参照して、かかる実施例について説明する。
【００６６】
図８において、ウエハストッカー４３は、ウエハステージ８の格子状態を確認する基準ウエハを収納している。基準ウエハは、ウエハステージの格子状態を確認するための格子ウエハ４４、ウエハステージ８のフォーカス精度を確認するためのフォーカスウエハ４５、ＯＡスコープ４の調整状態を確認するための調整用ウエハ４６を含む。
【００６７】
図１６（ａ）は、格子ウエハ４４上のアライメントマークＰ１１〜Ｐｎｍの配置を示す平面図である。理想的な格子の黒丸点の位置に、ＯＡスコープ４やＦＲＡスコープ１１で検出可能なマークＰ１１〜Ｐｎｍが構成されている。ＯＡスコープ４ではこれら黒丸点に構成されたアライメントマークを順次計測を行う。理想的な格子状態を持ったウエハステージは、図１６（ａ）に示す形状に計測される。ところが、Ｘ方向に駆動した際にＹ方向にずれたり、Ｙ方向に駆動した際にＸ方向にずれたりする場合には、図１６（ｂ）に示す計測結果が得られる。この要因としては、ウエハステージ８のバーミラー７の形状が直線ではないことが考えられる。図１６（ｂ）に示すような情報に基づいて補正することで理想的な格子状態にして、位置計測及び露光を行うことができる。尚、ＯＡスコープ４とＦＲＡスコープ１１で測定することによってＯＡスコープ４でのバーミラー形状と投影光学系を介したバーミラー形状の両方を求めることができる。図１６（ｂ）に示す計測結果から、Ｆｘ、Ｆｙといった関数で補正テーブルを保管してもよいし、各格子点の補正値として保管し、格子点の間は線形補間を行う方法でもよい。何れにしても、基準となる格子ウエハを用いて、ウエハステージの格子情報を算出、補正することができる。
【００６８】
以下、図１７を参照して、格子ウエハ４４を用いて実際のモジュール間差を補正する方法について説明する。まず、検査開始の指令が出される（Ｓ４０１）。検査開始は、ユーザーが入力してもよいし、装置が自動的に開始してもよい。後者の場合、実施例１で説明した手法において、制御部１４がＡ（Ｘ，Ｙ）とＢ（Ｘ，Ｙ）の差が閾値よりも大きいと判断した場合に自動的に計測を開始してもよい。検査が開始されると、ウエハストッカー４３に保管されている格子ウエハ４４がＡモジュールに搬送される（Ｓ４０２）。なお、格子ウエハ４４はウエハストッカー４３以外からＡモジュールに搬送されてもよい。ウエハステージ８上に搭載された格子ウエハ４４のアライメントマークをＯＡスコープ４にて計測する（Ｓ４０５）。
【００６９】
本シーケンスでは、格子ウエハ４４はＯＡスコープ４の調整状態を確認する機能も有する。このため、計測結果からＯＡスコープ４の性能を確認し（Ｓ４０３），必要があれば、ＯＡスコープ４の調整を行う（Ｓ４０４）。尚、調整は、ＯＡスコープ４の収差やテレセンシティーなどのＴＩＳ成分に対して行われる。ＯＡスコープ４は、ＴＩＳ成分を調整可能な機構を有し、調整方法は特に限定されない。但し、格子ウエハ４４がＯＡスコープ４の調整状態を確認する機能を有しなければ調整用ウエハ４６を使用してもよい。
【００７０】
ＯＡスコープ４の調整が完了した後、格子ウエハ４４上に形成された複数のアライメントマークの計測を行う（Ｓ４０５）。この計測によって、ウエハステージ８の格子状態Ａ（Ｘ、Ｙ）を算出する（Ｓ４０６）。検査が完了するとウエハ４４をＢモジュール側へ搬送し（Ｓ４０７）、Ｂモジュール内で上記と同様の調整、計測が行われる（Ｓ４０８〜Ｓ４１１）。以上の調整、計測が終わると、ウエハを搬出し、得られた格子情報Ａ（Ｘ、Ｙ）、Ｂ（Ｘ、Ｙ）を装置内に保管する。次に、ウエハステージ８の駆動誤差を算出する（Ｓ４１２）。以降はこの駆動誤差の補正値に基づいて、位置計測、露光が行われる。従って、モジュール間の格子状態差が少なく、理想的な格子状態を保証することができる。
【００７１】
上述の格子ウエハ４４は理想的な格子状態を前提としているが、実際には多少誤差があっても補正することができる。例えば、Ｓ４０５の計測時に、ウエハ自体を０°、９０°、１８０°の３つの状態で計測することによって、ウエハ自体が持っている誤差成分をキャンセルすることができる。従って、これらシーケンスの中に、回転させて計測する事を入れる事でより高精度な補正が可能となる。
【００７２】
調整用ウエハ４６は、ＯＡスコープ４の波長の１／８段差を持ったマークを有する。計測信号の対称性からＯＡスコープ４の調整状態を判断することができる。
【００７３】
フォーカスウエハ４５は、ウエハの表裏共に高精度な平面度を有する。フォーカスウエハ４５をウエハステージに搭載し、ＸＹ方向に駆動しながらフォーカス系で計測すると、ウエハステージ８のフォーカス誤差を算出することができる。
【００７４】
動作において、各モジュールが同一のレチクルパターン（第１のパターン）をウエハ６に露光し、次いで、別の同一のレチクルパターン（第２のパターン）をウエハ６の別の層に露光する場合がある。あるウエハ６にとって第１のパターンを露光したモジュールと第２のパターンを露光したモジュールが異なったとしてもアライメント誤差がモジュール間で略等しくなるように調整されているため第１のパターンと第２のパターンの重ね合わせ精度が維持される。
【００７５】
本発明は、液浸露光装置にも適用することができる。液浸露光装置においては、非露光時でも液浸液を維持するダミー用のウエハが必要となる場合があり、かかるウエハもウエハストッカー４３に収納することができる。
【００７６】
次に、図１８及び図１９を参照して、露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１８は、半導体デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（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２を製作する。一方、ステップ３（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４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記用意したレチクル２とウエハ６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５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では，ステップ５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、これが出荷（ステップ７）される。
【００７７】
図２１は、図２０のステップ４のウエ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、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着等によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってレチクルパターンをウエハ６に露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。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、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、複数のモジュールを使用して露光装置１００はスループットを上げることができ、また、制御部１４によりアライメント精度が確保されているので高品位な露光を提供することができる。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００７８】
本実施例では、マルチモジュール型露光装置において、実際に露光を行う基板を複数のステージに順次搭載してアライメント系で位置検出を行い、各ステージに対して得られた位置検出情報によってステージやアライメント系の位置検出装置の機差を補正する。また、少なくとも一枚の基板に関して複数の位置検出装置で位置検出及び露光をして重ね合わせ計測を行い、その計測結果を個々のステージにフィードバックすることによって高精度な位置合わせを実現する。更に、ステージの機差を取るために、調整用の基準ウエハを露光装置内に設け、装置の状態を把握して、適宜計測、補正を行い、常に、機差の少ない状態に維持する。また、一つの光源から出射した光を用いて干渉計の計測を行い、環境要因で発生する誤差を共通にする。
【００７９】
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、本実施例ではＯＡスコープ４のアライメント誤差をフィードバックしているが、ＦＲＡスコープ１１のアライメント誤差をフィードバックしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例１のマルチモジュール型露光装置のブロック図である。
【図２】図１に示す露光装置のウエハのショット配列を示す平面図である。
【図３】図１に示す露光装置のアライメントに用いられるアライメントマークの拡大平面図である。
【図４】図１に示すマルチモジュール型露光装置に適用可能な干渉計の構成を示す光路図である。
【図５】図１に示すマルチモジュール型露光装置の各モジュールにおけるベースラインの計測を説明する光路図である。
【図６】図５に示す基準マークの構成を示す断面図と平面図である。
【図７】基準マークから得られる光量変化を示すグラフである。
【図８】図１に示すウエハ搬送系を説明するブロック図である。
【図９】図１に示すレチクル搬送系を説明するブロック図である。
【図１０】図１に示すウエハの平面図である。
【図１１】図１に示すマルチモジュール型露光装置のアライメント誤差の補正方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】重ね合わせ検査装置のブロック図である。
【図１３】図１１に示すフローチャートの変形例としてのフローチャートである。
【図１４】図１１に示すフローチャートの別の変形例としてのフローチャートである。
【図１５】図１に示す制御系が使用するレシピの構成例である。
【図１６】図８に示す格子ウエハの平面図である。
【図１７】図１５に示す格子ウエハを用いてモジュール間差を補正する方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１に示す露光装置によるデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１８に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
２、２’                        レチクル
３、３’                        投影光学系
４、４’                        オフアクシススコープ
６、６’、４２                   ウエハ
６ａ、６０、６０’、６１、６１’ ショット
６ｂ                            アライメントマーク
７、７’、６４、６４’           バーミラー
８、８’                        ウエハステージ
９、９’                        干渉計
９ａ                            干渉計光源
１４                            制御部
１２、１２’、１５、１５’、２３  基準マーク
６３、６３’                    レチクルステージ
７０                            重ね合わせ検査装置
【図１】
2009200105.tif 000003
【図２】
2009200105.tif 000004
【図３】
2009200105.tif 000005
【図４】
2009200105.tif 000006
【図５】
2009200105.tif 000007
【図６】
2009200105.tif 000008
【図７】
2009200105.tif 000009
【図８】
2009200105.tif 000010
【図９】
2009200105.tif 000011
【図１０】
2009200105.tif 000012
【図１１】
2009200105.tif 000013
【図１２】
2009200105.tif 000014
【図１３】
2009200105.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2009200105.tif 000017
【図１６】
2009200105.tif 000018
【図１７】
2009200105.tif 000019
【図１８】
2009200105.tif 000020
【図１９】
2009200105.tif 000021