(57)【要約】【課題】  ダブルパターニングにおいて、基板のアライメントを高精度に行うことができるアライメント方法、露光装置を提供する。【解決手段】  アライメント方法において、第１計測データを記憶するステップと、第２計測データを取得するステップと、第１計測データと第２計測データとの差を第１閾値と比較して大小を判定する第１判定ステップと、差が第１閾値よりも大きいと判定した場合に第１アライメントマークを計測することにより第３計測データを取得し、第１計測データと第３計測データとの差を第２閾値と比較して大小を判定する第２判定ステップと、第１計測データと第３計測データとの差が第２判定ステップにおいて第２閾値よりも小さいと判断した場合は第３計測データを用い、それ以外の場合は第２計測データを用いて、基板のアライメントを行うステップとを有する。【選択図】  図１
2009130184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、
前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、
前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを計測することにより第２のアライメント計測データを取得するステップと、
前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差を第１の閾値と比較して大小を判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップにおいて前記差が前記第１の閾値よりも大きいと判定した場合に、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを計測することにより第３のアライメント計測データを取得し、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差を第２の閾値と比較して大小を判定する第２の判定ステップと、
前記第２の判定ステップにおいて前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第２の閾値よりも小さいと判断した場合は前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記基板のアライメントを行うステップと
を有することを特徴とするアライメント方法。
【請求項２】
第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、
前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、
前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマーク及び前記第１のアライメントマークを計測することにより、それぞれ第２のアライメント計測データ及び第３のアライメント計測データを取得するステップと、
前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差を第１の閾値と比較して大小を判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップにおいて前記差が前記第１の閾値よりも大きいと判定した場合に、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差を第２の閾値と比較して大小を判定する第２の判定ステップと、
前記第２の判定ステップにおいて前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第２の閾値よりも小さいと判断した場合は前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記基板のアライメントを行うステップと
を有することを特徴とするアライメント方法。
【請求項３】
前記アライメント計測データは、グローバルアライメントに関する前記基板の倍率または回転量を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント方法。
【請求項４】
前記アライメント計測データは、グローバルアライメントに関する前記基板の各ショットの残差、または、全ショットにおける残差のばらつきを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント方法。
【請求項５】
前記アライメント計測データは、前記アライメントマークの信号波形の非対称性を示すデータを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント方法。
【請求項６】
前記閾値は、前記第１のパターンと前記第２のパターンとの設計レイアウトに基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント方法。
【請求項７】
前記閾値は、グローバルアライメントの計測再現性をａとすると、前記第１の閾値が２ａであり、前記第２の閾値が（１＋√２）ａであることを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のアライメント方法を用いて前記基板のアライメントを行った後、前記レジストを露光して、前記第２のパターンを形成するための潜像を前記レジストに形成するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項９】
請求項８に記載の露光方法を用いて露光された前記レジストを現像するステップと、
前記レジストを現像した後、前記第２の層をエッチングして前記第２の層に前記第２のパターンを形成する形成ステップと
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の露光方法を用いて露光された前記レジストを現像するステップと、
前記レジストを現像した後、前記第２の層をエッチングして前記第２の層に前記第２のパターンを形成する形成ステップと、
前記形成ステップを実行した後、前記第１の層と前記第２の層との間に配置されたターゲット層をエッチングして前記ターゲット層に前記第１のパターンおよび前記第２のパターンを一括して形成するステップとを有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１１】
原版のパターンの像を基板上に露光する露光装置において、
前記基板上に形成されたアライメントマークを計測する計測部と、
前記計測部が前記アライメントマークを計測することにより得られるアライメント計測データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記アライメント計測データを用いて前記基板のアライメントを行う制御部とを有し、
前記基板上の第１の層に形成された前記第１のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第１のアライメント計測データと、前記第１のアライメント計測データを用いて前記制御部が前記基板をアライメントして、前記第１の層上に形成された第２の層に第１のパターンおよび第２のアライメントマークを形成した後、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第２のアライメント計測データと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第３のアライメント計測データとを前記記憶部が記憶し、
前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第１の閾値より大きく、かつ、前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差が第２の閾値より小さい場合に前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記第２の層に形成すべき第２のパターンの像を前記レジストに露光するために前記制御部が前記基板のアライメントを行うことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、
前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、
前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを計測することにより第２のアライメント計測データを取得するステップと、
前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを計測することにより第３のアライメント計測データを取得するステップと、
前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差、および、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差のうち、少なくとも前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差に基づいて、前記基板のアライメントを行うステップと
を有することを特徴とするアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアライメント方法、露光方法、パターン形成方法および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスパターンの微細化、半導体デバイスの製造効率化の要求に伴い、半導体デバイスの製造に用いられる露光装置にも高解像度かつ高効率性を実現する装置が要求されている。
【０００３】
露光装置では、レチクルやマスク等の原版に形成された回路パターンを感光性材料（レジスト）が塗布されたウエハやガラスプレート等の基板に転写する。一般に高精度に回路パターンを露光するためには、原版と基板の相対的な位置合わせ、いわゆる、アライメントを高精度に行うことが重要である。
【０００４】
従来のアライメント方法において、アライメントマークは、原版上の回路パターンの露光転写と同時に基板上に露光転写される。そして、かかるアライメントマークが形成された全ショットの中から事前に設定された複数のアライメントマークの位置をアライメント検出光学系によって計測する。さらに、その計測結果を統計的に処理し全ショットの配列を算出し、算出結果に基づいて原版に対して基板の位置決めが行われていた。
【０００５】
近年は、液浸露光技術、ケミカル・シュリンクなど、解像度を向上させる技術が開発されている。また、露光システムを大きく変更せずに実現可能なダブルパターニング（２回露光）と呼ばれる方法も、回路パターンの微細化を実現するために有望な選択肢とされている。
【０００６】
ダブルパターニングとは、図１５に模式的に示すように、回路パターンが形成された第１のレチクルを用いて、（ａ）１回目の露光（第１の露光）を行い、（ｂ）現像処理、（ｃ）１回目のエッチング処理を施す。第１の露光の前には、第１の層に設けられた第１のアライメントマークＡ１を計測して、基板の各ショットのアライメントが行われる。その結果、ターゲット層には第１のレチクルのパターンが転写され、同時に第２のアライメントマークＡ２も形成される。その後、再度、レジストを塗布し、第１のレチクルとは異なるパターンが形成された第２のレチクルを用いて、（ｄ）２回目の露光（第２の露光）を行い、（ｅ）現像処理、（ｆ）２回目のエッチング処理を施す。すると、各レチクルのパターンが同一の層に転写される。なお、第２の露光の際には、ターゲット層に形成された第２のアライメントマークＡ２を計測して、基板の各ショットのアライメントが行われる。このように、ダブルパターニングを用いれば、パターンの解像度を向上させることができることが分かる（非特許文献１を参照）。なお、ダブルパターニングにおいてはネガ型レジスト、ポジ型レジストのいずれも適用することができる。
【非特許文献１】Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ  ｉｎ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，  Ｗｉｌｌｉａｍ  Ａｒｎｏｌｄ  ｅｔ  ａｌｌ，ＭＣ−２３３，ＩＳＳＭ  ２００６  １５ｔｈ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ダブルパターニングにおいては、１回目の露光と２回目の露光との間での基板の位置合わせ誤差がＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：最小線幅）均一性に影響を与える。したがって、２回の露光間で基板を高精度に位置合わせ（アライメント）する必要がある。ダブルパターニングに必要な位置合わせ誤差は一般的にＣＤの１０％未満である。例えば、ハーフピッチ４５ｎｍのパターンを形成する場合には、位置合わせ誤差として２．６ｎｍが要求される。
【０００８】
しかし、２回目の露光の直前に、ターゲット層に形成された第２のアライメントマークＡ２を計測する際、そのマーク自体の非対称性の影響でマークの中心位置を正確に算出できない場合がある。また、図１５に示すように、そのマーク上に塗布された第２−２層のＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ：反射防止膜）や第２―２層のレジストの非対称性の影響で、マークＡ２を正確に計測できない場合がある。したがって、そのように計測して得られたデータを用いて、２回目の露光の際に基板のアライメントを行うと位置合わせ誤差が生じ、結果としてパターンがずれて形成されてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、ダブルパターニングにおいて、基板のアライメントを高精度に行うことができるアライメント方法、露光装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一側面としてのアライメント方法は、第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを計測することにより第２のアライメント計測データを取得するステップと、前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差を第１の閾値と比較して大小を判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップにおいて前記差が前記第１の閾値よりも大きいと判定した場合に、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを計測することにより第３のアライメント計測データを取得し、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差を第２の閾値と比較して大小を判定する第２の判定ステップと、前記第２の判定ステップにおいて前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第２の閾値よりも小さいと判断した場合は前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記基板のアライメントを行うステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の側面としてのアライメント方法は、第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマーク及び前記第１のアライメントマークを計測することにより、それぞれ第２のアライメント計測データ及び第３のアライメント計測データを取得するステップと、前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差を第１の閾値と比較して大小を判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップにおいて前記差が前記第１の閾値よりも大きいと判定した場合に、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差を第２の閾値と比較して大小を判定する第２の判定ステップと、前記第２の判定ステップにおいて前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第２の閾値よりも小さいと判断した場合は前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記基板のアライメントを行うステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の別の側面としての露光装置は、原版のパターンの像を基板上に露光する露光装置において、前記基板上に形成されたアライメントマークを計測する計測部と、前記計測部が前記アライメントマークを計測することにより得られるアライメント計測データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記アライメント計測データを用いて前記基板のアライメントを行う制御部とを有し、前記基板上の第１の層に形成された前記第１のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第１のアライメント計測データと、前記第１のアライメント計測データを用いて前記制御部が前記基板をアライメントして、前記第１の層上に形成された第２の層に第１のパターンおよび第２のアライメントマークを形成した後、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第２のアライメント計測データと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを前記計測部が計測して得られた第３のアライメント計測データとを前記記憶部が記憶し、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差が第１の閾値より大きく、かつ、前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差が第２の閾値より小さい場合に前記第３のアライメント計測データを用い、それ以外の場合は前記第２のアライメント計測データを用いて、前記第２の層に形成すべき第２のパターンの像を前記レジストに露光するために前記制御部が前記基板のアライメントを行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の別の側面としてのアライメント方法は、第１のアライメントマークを有する第１の層と、前記第１の層上に形成され、第１のパターンおよび第２のアライメントマークを有する第２の層とが積層された基板のアライメントを、前記第２の層に第２のパターンを形成するために実行するアライメント方法において、前記第１のアライメントマークを計測して得られる第１のアライメント計測データを用いてアライメントを行うことにより前記第２の層に前記第１のパターンと前記第２のアライメントマークを形成する際の、前記第１のアライメント計測データを記憶するステップと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第２のアライメントマークを計測することにより第２のアライメント計測データを取得するステップと、前記第２の層上に塗布されたレジストを介して前記第１のアライメントマークを計測することにより第３のアライメント計測データを取得するステップと、前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差、および、前記第１のアライメント計測データと前記第３のアライメント計測データとの差のうち、少なくとも前記第１のアライメント計測データと前記第２のアライメント計測データとの差に基づいて、前記基板のアライメントを行うステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ダブルパターニングにおいて、高精度に基板のアライメントを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例１）
本発明の第１の実施例について説明する。図２は露光装置１の概略図である。露光装置１は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式で原版（マスク、レチクル）に形成された回路パターンを基板上（ウエハ上）に露光する露光装置である。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウエハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウエハに露光すると共に、１ショットの露光終了後にウエハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」とは、レチクルに対してウエハを静止させてレチクルパターンをウエハに露光する（一括露光）と共に、１ショットの一括露光終了後にウエハをステップ移動して次の露光領域（ショット）に移動する露光方法である。
【００１６】
図２を参照するに、露光装置１は、照明光学系１００と、投影光学系１２０と、ウエハチャック１４５と、ウエハステージ１４０と、アライメント光学系１５０と、信号処理部１６０と、制御部１７０とを有する。照明光学系１００は光源１０からの光を用いてレチクル１１０を照明する。投影光学系１２０は、レチクル１１０に描画されたパターン（回路パターン等）をウエハ１３０に縮小投影する。ウエハチャック１４５は、前工程で下地パターン及びアライメントマーク１８０の形成されたウエハ１３０を保持する。ウエハステージ１４０は、ウエハ１３０を所定の位置に位置決めする。アライメント光学系１５０は、ウエハ１３０上のアライメントマーク１８０を計測する。
【００１７】
制御部１７０はＣＰＵ（演算ユニット）、メモリ（記録媒体）を有し、露光装置１００の動作を制御する。制御部１７０は、光源１０、照明光学系１００、レチクルステージ、ウエハステージ１４０および信号処理部１６０と電気的に接続され、それぞれを制御する。制御部１７０は、信号処理部１６０から送信されるアライメントに関する情報に基づいて、ウエハステージ１４０を制御し、ウエハ１３０のアライメント（位置決め）を行う。
【００１８】
次に、アライメントマーク１８０の計測について説明する。図３は、アライメントマーク１０の計測を行う計測部としてのアライメント光学系１５０の概略図である。図３を参照するに、光源１５１からの照明光は、ビームスプリッタ１５２で反射し、対物レンズ１５３を通り、ウエハ１３０上のアライメントマーク１８０を照明する。アライメントマーク１８０からの光（反射光、回折光）は、対物レンズ１５３、ビームスプリッタ１５２、レンズ１５４を通り、ビームスプリッタ１５５で分割され、それぞれＣＣＤ等の撮像センサ１５６及び１５７で受光される。
【００１９】
ここで、アライメントマーク１８０からの光は、レンズ１５３及び１５４により１００倍程度の結像倍率で拡大され、撮像センサ１５６及び１５７に結像される。撮像センサ１５６及び１５７はそれぞれ、アライメントマーク１８０のＸ方向のマーク計測用、アライメントマーク１８０のＹ方向のマーク計測用になっている。撮像センサとしてラインセンサを使用してもよく、この場合、計測方向（該ラインの方向）と垂直方向にのみにパワーを持つシリンドリカルレンズにより、計測方向と垂直方向に集光して計測を行い光学的に積分して平均化するのが好ましい。なお、Ｘ方向及びＹ方向の計測原理は同じなので、以下では、Ｘ方向の計測について説明する。
【００２０】
アライメントマーク１８０は、ウエハのスクライブライン上に配置されており、例えば、図４及び図５に示す形状のアライメントマーク１８０Ａ及び１８０Ｂを使用することができる。なお、アライメントマーク１８０は、アライメントマーク１８０Ａ及び１８０Ｂを総括するものとする。ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、アライメントマーク１８０Ａの平面図及び断面図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、アライメントマーク１８０Ｂの平面図及び断面図である。図４及び図５において、アライメントマーク１８０Ａ及び１８０Ｂはそれぞれ、等間隔で配置された４つのマーク要素１８２Ａ及び１８２Ｂを含んでいる。なお、実際には、アライメントマーク１８０Ａ及び１８０Ｂの上にレジストが塗布されているが、図４及び図５では省略している。
【００２１】
アライメントマーク１８０Ａは、図４（ａ）に示すように、計測方向であるＸ方向に４μｍ、Ｙ方向に２０μｍの矩形のマーク要素１８２ＡをＸ方向に２０μｍピッチで４つ並べられている。マーク要素１８２Ａの断面構造は、図４（ｂ）に示すように凹形状である。一方、アライメントマーク１８０Ｂは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すマーク要素１８２Ａの輪郭部分を０．６μｍの線幅で置き換えたマーク要素１８２Ｂを４つ有している。
【００２２】
図６は、アライメントマーク１８０Ａ又は１８０Ｂを撮像センサ１５６により撮像して得られた結果の一例を示すグラフである。図６に示すように、アライメントマークのエッジ部では、回折限界により高周波成分がカットされているのが一般的である。なぜならば、エッジ部の散乱光の一部が、アライメント光学系１５０の開口数によって決まる最大入射角度内で入射せず、アライメント光学系１５０を通過することができないためである。これは、アライメントマーク１８０Ａ、１８０Ｂのどちらにおいても同じである。なお、アライメントマークの計測においては明視野の画像、暗視野の画像のどちらでも用いることができる。
【００２３】
このようにして得られたアライメントマーク１８０のデータ（信号）は、信号処理部１６０によりデータ処理される。図７は、信号処理部１６０の概略と、アライメント光学系１５０及び制御部１７０との接続を示す図である。信号処理部１６０は、Ａ／Ｄ変換器１６１、記憶部１６２、演算部１６３、通信部１６４を有し、演算部１６３は、Ａ／Ｄ変換器１６１、記憶部１６２、通信部１６５と接続されている。撮像センサ１５６及び１５７からのアナログ信号は、演算部１６３からの指令に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１６１によりデジタル信号に変換される。そして、変換されたデジタル信号は記憶部１６２に記憶されて、演算処理のために演算部１６３に読み出される。演算部１６３は、記憶されたデジタル信号を読み出して、各種データ処理を行い、アライメントマークの位置（中心位置、エッジの位置等）を算出する。データ処理の方法としては、計測データからエッジ部分に相当する部分を抽出し、かかるエッジの位置を計算する方法や、テンプレートによるパターンマッチング法または対称性マッチング法によってマークの中心位置等を計算する方法（特許文献１参照）がある。例えば、図６に示す計測データから、４つのマークのそれぞれについて、マークに相当する部分を抽出し、その部分の中心を算出して、マークの中心位置（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４）とする。
【００２４】
なお、撮像センサによって得られる、アライメントマークのデータは２次元データでも１次元データでもよい。アライメントマークの２次元画像は、その水平方向の画素を垂直方向にヒストグラムを取り、画像のボーティング処理を行い主要成分で平均化することで、１次元画像に変換される。
【００２５】
また、演算部１６３は、アライメントマークの位置を算出した後、後述のように、グローバルアライメントなどのアライメントに用いられるデータ（アライメント計測データ）の算出も行う。なお、アライメント計測データとして、グローバルアライメント（ＡＧＡ）の結果を用いることができる。例えば、サンプルショットのアライメントマークを計測して計算された、ウエハ全体のシフトＳｘ、Ｓｙ、倍率成分βｘ、βｙ、回転成分θx、θy等を使用することができる。ただし、ウエハの回転成分θx、θyよりも、θｘとθｙの差であるウエハ直交度の方が、ウエハプロセスによるＡＧＡの変化をより定量的に捉えることができるパラメータであるので好ましい。
【００２６】
このように演算部１６３で算出されたアライメントに関する情報は、記憶部１６２に、ウエハＩＤとともに記憶される。また、記憶部１６２に記憶されたアライメントに関する情報は、通信部１６４を介して制御部１７０に出力され、ウエハステージの制御に用いられる。
【００２７】
なお、記憶部１９０は信号処理部１６０に内蔵されているが、信号処理部１６０または露光装置１の外部で接続されていてもよい。例えば、記憶部１６２は露光装置１とネットワークで接続されているホストコンピュータ上にあってもよい。
【００２８】
次に、ウエハ１３０のアライメントを行う方法について説明する。ウエハ１３０のアライメントは、信号処理部１６０によりデータ処理されたデータ（アライメント計測データ）を用いて、制御部１７０がウエハステージ１４０を制御することによって行われる。本実施例では、アライメント方法として、グローバルアライメント（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇｌｏｂａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：ＡＧＡ）について説明する。ただし、アライメント方法としてはこれに限定されない。ＡＧＡでは、ウエハの全ショットのうち数ショットをサンプルショットとして選択して、サンプルショット内にあるアライメントマークの位置を検出する。次に、計測されたサンプルショットにおけるアライメントマークの位置とアライメントマークの設計値（設計上の位置）を用いて、アライメントのパラメータを統計処理により決定する。パラメータとしては、ウエハ全体としての、ｘ、ｙ方向のシフトＳｘ、Ｓｙと、ｘ、ｙ方向の倍率成分βｘ、βｙ、ｘ軸、ｙ軸に関する回転成分（回転量）θｘ、θｙの６つのパラメータが挙げられる。そして、これらのパラメータを用いて、ウエハ１３０の全ショットのそれぞれに対して、露光の際にアライメントを行う。なお、これらのパラメータの算出において、アライメントの精度を高めるために、アライメントに使用することができないデータ（異常値）の除去等を適宜行うことができる。
【００２９】
次に、図１、図８及び図９を参照してダブルパターニングにおけるアライメントについて説明する。図１は、本実施例におけるダブルパターニングのフローチャートである。図８はアライメントツリーを示す図である。図９は、ダブルパターニングを説明するため図である。
【００３０】
図９に示すように、ウエハ１３０上において、ある層２００（以下、第１の層）には第１のアライメントマークＡ１が形成されている。また、第１の層上に、回路パターンが形成されるターゲット層（以下、第２の層）２３０が積層されている。第２の層２３０上には、ＢＡＲＣ及びレジストが塗布されており、このＢＡＲＣ及びレジストを総称して第２−１層２１０とする。
【００３１】
まず、このような層構造のウエハ１３０が露光装置内に搬送されてきて、第１の層２００に形成された第１のアライメントマークＡ１を、第２−１層２１０を介して計測する（Ｓ１００）。このように計測して得られたアライメントに関するデータは第１のアライメント計測データ（Ｍ０１）として、ウエハのＩＤ（識別番号）に対応づけて記憶部１６２に記憶される（Ｓ１１０）。ウエハ１３０のＩＤは、ウエハ１３０が露光装置内に搬送される前や後など、任意のタイミングで取得されうる。そして、その計測結果（Ｍ０１）に基づいてウエハ１３０をアライメントし、第１のレチクルを用いて第２−１層２１０の露光（第１の露光）が行われる（Ｓ１２０）。
【００３２】
次に、第２−１層２１０の現像、第２の層のエッチング処理を経て、第２の層２３０に第１のパターンと、第２のアライメントマークＡ２が形成される。その後、第２の層２３０上にレジスト、ＢＡＲＣが再度塗布され、第２−２層２２０が形成される（Ｓ１３０）。なお、現像、エッチング処理、レジスト塗布を行うために、ウエハ１３０は一旦、露光装置外に搬送される。
【００３３】
次に、露光装置内にウエハ１３０を搬送し、第２の層２３０に形成された第２のアライメントマークＡ２を、第２−２層を介して計測する（Ｓ１４０）。ここで計測して得られたアライメントに関するデータは、第２のアライメント計測データ（Ｍ１２）として、ウエハＩＤに対応づけて記憶部１６２に記憶される（Ｓ１５０）。ここでも、ウエハ１３０のＩＤは任意のタイミングで取得されうる。
【００３４】
次に、演算部１６３は、露光装置内に搬送されてきたウエハ１３０のＩＤに基づいて、同一ＩＤのウエハ１３０に関して、Ｍ０１とＭ１２を記憶部１６２から読み出す。そして、演算部１６３はＭ０１とＭ１２との差を算出して、その差と第１の閾値δ１とを比較して大小を判定する（Ｓ１６０）。Ｍ０１とＭ１２との差は小さいことが好ましい。しかし、第１の露光が行われた後、ウエハ１３０は現像、エッチング、レジストの塗布等のプロセスを経ているため、アライメント計測データにプロセス起因の誤差が生じ、Ｍ０１とＭ１２とで違いが生じることがある。プロセス起因の誤差はＷａｆｅｒ  ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｓｈｉｆｔ（ＷＩＳ）とも呼ばれる。例えば、図９のように、第２のアライメントマークＡ２について、第２−２層ＢＡＲＣの窪みの影響により、正確な計測データが得られない。
【００３５】
Ｍ０１とＭ１２の差が大きい場合に、Ｍ１２を用いてウエハ１３０のアライメントを行うとパターンがずれて形成されてしまう。したがって、Ｍ０１とＭ１２との差の大きさに応じて、Ｍ１２を用いてアライメントを行うことが適当かどうかを判断する必要がある。
【００３６】
本実施例では、Ｍ０１とＭ１２との差を計算し、その差の絶対値が第１の閾値δ１より大きい、すなわち、
｜Ｍ１２−Ｍ０１｜＞δ１    （式１）
に該当しなければ、第２のアライメント計測データ（Ｍ１２）を用いてアライメントを行う（Ｓ１７０）。Ｍ０１とＭ１２との差の絶対値が第１の閾値δ１よりも大きいと判断した場合は、Ｓ１８０に移行する。
【００３７】
Ｍ０１とＭ１２との差の絶対値が第１の閾値δ１よりも大きい場合は、Ｍ１２を用いてアライメントを行うことが適当ではないことを表す。したがって、第２のアライメントマークＡ２の代替として第１のアライメントマークＡ１を計測する。つまり、Ｓ１８０では、第１のアライメントマークＡ１を、第２−２層を介して計測する。このように計測して得られたアライメントに関するデータは、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）として、ウエハのＩＤ（識別番号）に対応づけて記憶部１６２に記憶される（Ｓ１９０）。
【００３８】
次に、演算部１６３は、ウエハ１３０のＩＤに基づいて、同一ＩＤのウエハ１３０に関して、Ｍ０１とＭ０２を記憶部から読み出す。そして、演算部１６３はＭ０１とＭ０２との差を算出して、その差と第２の閾値δ２とを比較し、大小を判定する（Ｓ２００）。本実施例では、Ｍ０１とＭ０２との差の絶対値が第２の閾値δ２より小さい場合、すなわち、
｜Ｍ０２−Ｍ０１｜＜δ２      （式２）
に該当すれば、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）を用いてアライメントを行う（Ｓ２１０）。Ｍ０１とＭ０２との差の絶対値が第２の閾値δ２より小さい場合に該当しない場合は、第２のアライメント計測データ（Ｍ１２）を用いてアライメントを行う（Ｓ１７０）。Ｍ０１とＭ０２との差の絶対値が第２の閾値δ２よりも小さい場合は、Ｍ１２よりもＭ０２を用いてアライメントを実行した方が位置決め精度が高いことを表す。一方、Ｍ０１とＭ０２との差の絶対値が第２の閾値δ２以上の場合は、ターゲット層に直接形成されたアライメントマークに関するデータ、つまり、Ｍ１２を用いて、アライメントを実行した方が適当であることを表す。
【００３９】
Ｍ０２またはＭ１２を用いてウエハ１３０をアライメントした後は、第２−２の層（レジスト）に、第２のレチクルに形成されたパターンの像を露光し、第２のパターンを形成するための潜像を形成する。そして、その潜像を現像し、第２の層のエッチング処理を経て、第２の層に第１のパターン及び第２のパターンが形成される。
【００４０】
ここでＡＧＡの一例を示す。８インチウエハで４６ショットの場合、ＡＧＡによるウエハ倍率計測エラーが０．０１ｐｐｍ発生すると、アライメント誤差は３σ＝１．２ｎｍ（σは標準偏差）ばらつく計算になる。そのため、位置合わせ誤差（重ね合わせばらつき）を３σ＝２．６ｎｍに抑えるためには、ウエハ倍率も０．０１ｐｐｍ以下に抑える必要がある。そこで、例えば、図１０のようなＡＧＡの結果が得られたとする。この場合、第１の閾値δ１＝０．０１ｐｐｍ、第２の閾値δ２＝０．００５ｐｐｍと規定し、ウエハのｘ方向の倍率成分βｘに着目する。｜Ｍ１２−Ｍ０１｜＝０．０１８ｐｐｍ＞δ１（＝０．０１ｐｐｍ）であり、かつ、｜Ｍ０２−Ｍ０１｜＝０．００３ｐｐｍ＜δ２（＝０．００５ｐｐｍ）を満たしている。したがって、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）に基づいてアライメントを行えばよい。
【００４１】
なお、本実施例では、第１の条件判断であるステップＳ１６０の後に、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）を取得しているが、Ｓ１６０の前に第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）を取得してもよい。ただし、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）は間接合わせによるアライメント計測データであって、本来計測する必要のない計測データである。そのため、ステップＳ１６０の前にＭ０２を取得すると、すべてのウエハにおいてＭ１２とＭ０２を取得することになり、ステップＳ１３０の条件判断が偽（Ｎ）の場合にはＭ０２を取得する時間が無駄になる場合がある。したがって、ステップＳ１６０の後にＭ０２を取得すると時間の無駄がなく、処理時間を短縮することが可能である。
【００４２】
本実施例によれば、プロセスに起因する誤差を低減して、基板のアライメントを高精度に行うことができ、パターンを形成する際のずれを低減することができる。
【００４３】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。なお、第１の実施例と重複する説明を省略する。第１の実施例では、アライメント計測データが、ＡＧＡにおけるウエハ全体のシフト、倍率、回転のパラメータであった。本実施例では、アライメント計測データとしてＡＧＡにおける残差ばらつき又は残差を用いる点が第１の実施例とは異なる。
【００４４】
図１１を参照して残差ばらつきについて説明する。図１１（ａ）に示すように、あるサンプルショットｉにおけるアライメントマークの設計上の位置をＰｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、計測されたアライメントマークの位置（計測値）をΔＰｉ（ΔＸｉ、ΔＹｉ）とする。これを全サンプルショットについて求めてＡＧＡの統計処理により得られた、サンプルショットｉのアライメントマークの位置をＰｉ’（Ｘｉ’、Ｙｉ’）とする。すると、サンプルショットｉにおける残差Ｒｉは、
Ｒｉ＝（Ｐｉ＋ΔＰｉ）−Ｐｉ’      （式３）
となる。
【００４５】
図１１（ｂ）は、サンプルショットの数を８として、数式３を用いて求められた残差ＲｉのＸ方向の成分を示した一例である。ここで、第２−１層に形成されたアライメントマークＡ２を計測して得られた残差をＲｉ１２とする。また、第１の層に形成されたアライメントマークＡ１を、第２−１層を介して計測して得られた残差をＲｉ０１、アライメントマークＡ１を、第２−２層を介して計測して得られた残差をＲｉ０２とする。８ショットについて残差Ｒｉ１２、Ｒｉ０１、Ｒｉ０２を求めて、残差の３σを残差ばらつきとしてそれぞれ算出した。図１１（ｂ）に示すように、Ｒｉ１２における残差ばらつき（Ｍ１２）が２．２ｎｍ、Ｒｉ０１における残差ばらつき（Ｍ０１）が１．３ｎｍ、Ｒｉ０２における残差ばらつき（Ｍ０２）が１．６ｎｍである。ここで、アライメント計測データとして、この残差ばらつきを用い、第１の閾値δ１＝０．６ｎｍ、第２の閾値δ２＝０．４ｎｍと規定する。Ｍ１２とＭ０１との差、Ｍ０２とＭ０１との差を比較すると、｜Ｍ１２−Ｍ０１｜＝０．９ｎｍ＞δ１（＝０．６ｎｍ）、｜Ｍ０２−Ｍ０１｜＝０．３ｎｍ＜δ２（＝０．４ｎｍ）となる。したがって、図１のフローチャとに従えば、第３のアライメント計測データ（Ｍ０２）に基づいてアライメントを実行すればよいことが分かる。
【００４６】
また、各サンプルショットにおける残差そのものをアライメント計測データとして用いてもよい。例えば、図１のフローチャートに従い、あるサンプルショットにおいて、Ｒｉ１２（Ｍ１２）とＲｉ０１（Ｍ０１）との差やＲｉ０２（Ｍ０２）とＲｉ０１（Ｍ０１）との差を算出して、その算出結果に基づいてアライメントを行ってもよい。
【００４７】
本実施例によれば、特に、ウエハの各ショットによってランダムなプロセス誤差が大きい場合にも、ウエハのアライメントを高精度に行うことができ、パターンを形成する際のずれを低減することができる。
【００４８】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。なお、第１及び第２の実施例と重複する説明を省略する。第２の実施例では、アライメント計測データとして残差や残差ばらつきを用いたが、本実施例ではアライメント計測データとして、アライメントマークの計測波形の非対称性を定量化した値を用いる点で第２の実施例と異なる。
【００４９】
図１２及び図１３を参照して、アライメントマークの波形の非対称性を定量化する波形評価値を説明する。図１２において、アライメントマークの信号波形の左区間における最大値をａＬ、最小値をｂＬ、右区間における最大値をａＲ、最小値をｂＲとする。そして、左右のコントラスト差を波形評価値Ｅｖとして数式４のように定義して、波形の非対称性を評価してもよい。
【００５０】
【数１】
2009130184.tif 000003
【００５１】
また、図１３のように、アライメント信号波形の左右の区間を統計的手法として用いられる箱型図で表現する。そして、右区間の箱の長さをＬＲ、左区間の箱の長さをＬＬとして、波形評価値を数式５のように定義して、アライメント信号波形の非対称性を評価してもよい。なお、箱型図については、Ｓ言語Ｉ（Ｒ．Ａ．ベッカー、Ｊ．Ｍ．チェンバース、Ａ．Ｒ．ウィルクス著、共立出版）を参照されたい。
【００５２】
【数２】
2009130184.tif 000004
【００５３】
本実施例では、アライメント計測データとして、前述の波形評価値を用いる。ここで、第２−１層に形成されたアライメントマークＡ２を計測して得られた波形評価値ＥｖをＥｖ１２とする。また、第１の層に形成されたアライメントマークＡ１を、第２−１層を介して計測して得られた波形評価値ＥｖをＥｖ０１、アライメントマークＡ１を、第２−２層を介して計測して得られた波形評価値ＥｖをＥｖ０２とする。そして、例えば、図１のフローチャートに従い、Ｅｖ１２（Ｍ１２）とＥｖ０１（Ｍ０１）との差やＥｖ０２（Ｍ０２）とＥｖ０１（Ｍ０１）との差を算出して、その算出結果に基づいてアライメントを行ってもよい。
【００５４】
サンプルショットｉには前述したようにＸ、Ｙ方向でアライメントマークの計測値が得られる。そのため、アライメントマークの波形評価値ＥｖをＸ方向、Ｙ方向の成分に分けて、それぞれの値の平均値を計算して、サンプルショットｉにおける波形評価値（Ｅｖｉ）としてもよい。さらに、Ｅｖｉをサンプルショットごとに求めて、そのばらつき（３σ）をアライメント計測データとしてよい。
【００５５】
本実施例によれば、アライメントマークを計測した際の波形をそのものを用いて、プロセスに起因する誤差を低減し、基板のアライメントを高精度に行うことができ、パターンを形成する際のずれを低減することができる。
【００５６】
（実施例４）
次に、本発明の第４の実施例について説明する。なお、第１乃至３の実施例と重複する説明を省略する。本実施例は第１の閾値δ１及び第２の閾値の求め方に関する。
【００５７】
第１の閾値δ１及び第２の閾値δ２は、回路パターンのデザインルール（設計レイアウト）、ウエハの処理プロセスなどを考慮して、自動的に又はユーザーにより、任意の値を設定されうる。例えば、対象とする回路パターンがハーフピッチ４５ｎｍのゲートパターンであり、アライメント計測データとしてウエハの倍率成分βｘを用いる場合は、第１の実施例のように、δ１＝０．０１ｐｐｍ、δ２＝０．００５ｐｐｍのように設定される。また、第２の実施例のように、アライメント計測データとして残差ばらつきを用いる場合は、δ１＝０．６ｎｍ、δ２＝０．４ｎｍのように設定される。なお、δ１とδ２は同じ値でもよいし、異なっていてもよい。
【００５８】
また、第１の閾値δ１および第２の閾値δ２は、ＡＧＡの計測再現性に基づいて決定されてもよい。この場合、各層間のアライメント計測データの差の絶対値が、ＡＧＡの計測再現性から決定される閾値を超えているか否かを判断して、アライメントを行う。
【００５９】
ＡＧＡの計測再現性について説明する。ＡＧＡでは、前述したように、数ショットのサンプルショット内のアライメントマークの位置計測結果から、Ｓｘ，Ｓｙ，βｘ、βｙ、θｘ、θｙの６つのパラメータを求めている。しかし、各ショットでのアライメントマークの位置計測では、ウエハプロセス誤差がないとしても、ステージの位置精度やアライメント検出系の誤差などにより計測誤差が含まれている。したがって、ＡＧＡの結果の６つのパラメータそれぞれにも上記計測誤差が生じる。
【００６０】
そこで、本実施例ではそのＡＧＡ結果の計測誤差をＡＧＡの計測再現性ａと定義する。例えば、第１の層に作成された第１のアライメントマークＡ１を、第２−１層を介して計測して得られたＡＧＡの結果（Ｍ０１）が、±ａの範囲でばらつくとする。同様に、第２の層に作成されたアライメントマークＡ２を、第２−２層を介して得られたＡＧＡの結果（Ｍ１２）も±ａの範囲でばらつくとする。一方、第１の層に作成されたアライメントマークＡ１を、第２−２層を介して計測して得られたＡＧＡの結果（Ｍ０２）は、間接合わせであるが故に、Ｍ０１やＭ１２に対して√２倍精度が低下し、±√２ａの範囲でばらつく。
【００６１】
したがって、本実施例における第１の閾値δ１は、｜Ｍ１２−Ｍ０１｜の最大値、すなわち２ａに設定すれば、｜Ｍ１２−Ｍ０１｜が２ａ以下の場合は、Ｍ１２を用いたアライメントの精度が、ＡＧＡの計測再現性の範囲内に収まっている。一方、｜Ｍ１２−Ｍ０１｜が２ａを超える場合は、Ｍ１２を用いたアライメントに、ＡＧＡの計測再現性以外の誤差、つまりウエハプロセス誤差が発生しているとみなせるので、次のステップ（Ｓ２００）において精度比較を行えばよい。
【００６２】
本実施例の第２の閾値δ２は｜Ｍ０２−Ｍ０１｜の最大値、すなわち（１＋√２）ａに設定すれば、｜Ｍ０２−Ｍ０１｜が（１＋√２）ａ以下の場合は、Ｍ０２を用いたアライメントの精度が、ＡＧＡの計測再現性の範囲内に収まっている。しかし、｜Ｍ０２−Ｍ０１｜が（１＋√２）ａを超える場合には、Ｍ０２を用いたアライメントに、ＡＧＡの計測再現性以外の誤差、つまりウエハプロセス誤差が発生しているとみなされ、この場合には、Ｍ１２を用いてアライメントを行う方がよい。
【００６３】
（実施例５）
次に、本発明の第５の実施例について説明する。なお、第１乃至４の実施例と重複する説明を省略する。本実施例はパターン形成方法に関する。
【００６４】
上述の実施例では、図９に示すように第２の層がターゲット層であり、そのターゲット層に対してエッチングを行って第１のパターンを形成した後、上述のアライメント方法を用いて基板のアライメントが行われる。そして、第２の露光、現像、エッチングを経て第２のパターンがターゲット層に形成される。すなわち、ターゲット層に第１のパターンと第２のパターンとを順じ別々に形成する。
【００６５】
本実施例では、図１４に示すように、第２の層がハードマスク層であり、第１の層と第２の層の間にターゲット層（所望のパターンを形成する層）がある。まず、レジストに対して第１の露光、現像を行い、ハードマスク層をエッチングして第１のパターンを形成する。その後、上述のアライメント方法を用いて基板のアライメントを行い、第２の露光、現像、エッチングを行い、ハードマスク層に第２のパターンを形成する。その後、第１の層と第２の層の間に配置されたターゲット層をエッチングして、ターゲット層に第１のパターンと第２のパターンを一括して形成することを特徴としている。すなわち、ハードマスク層に第１のパターンと第２のパターンとを順じ別々に形成し、ターゲット層に一括してパターンを形成する。
【００６６】
本実施例においても、上述のアライメント方法を適用することができる。したがって、本実施例によれば、プロセスに起因する誤差を低減して、基板のアライメントを高精度に行うことができ、パターンを形成する際のずれを低減することができる。
【００６７】
（実施例６）
次に、上述のアライメント方法が適用される露光装置１を利用したデバイスの製造方法について説明する。図１６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。
【００６８】
ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンの形成に適したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなど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、製作されたレチクルとウエハとを用いてリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４で作成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で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、この半導体デバイスが出荷（ステップ７）される。
【００６９】
図１７は、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、ウエハの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などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤（レジスト）を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の実施例における露光装置１を用いてレチクルの回路パターンの像をウエハ（基板）上に投影してレジストを露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハ（基板）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（基板）上に多重に回路パターンが形成される。本実施例のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位なデバイスを製造することができる。
【００７０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施例におけるダブルパターニングのフローチャートである。
【図２】本発明の一側面としての露光装置の概略図である。
【図３】アライメント光学系の概略図である。
【図４】アライメントマークの概略平面図及び概略断面図である。
【図５】アライメントマークの概略平面図及び概略断面図である。
【図６】アライメントマークを計測した場合の計測結果を示すグラフである。
【図７】信号処理部の概略図である。
【図８】アライメントツリーを示した図である。
【図９】本発明の一側面としてのダブルパターニングを説明するため図である。
【図１０】ＡＧＡの結果を表す図である。
【図１１】ＡＧＡにおける残差について説明するための図である。
【図１２】アライメントマークの波形及び波形評価値を説明するための図である。
【図１３】アライメントマークの波形及び波形評価値を説明するための図である。
【図１４】第５の実施例におけるダブルパターニングを説明するため図である。
【図１５】ダブルパターニングを説明するための図である。
【図１６】デバイス製造方法を説明するフローチャートである。
【図１７】ウエハプロセスを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１  露光装置
１１０  レチクル
１２０  投影光学系
１３０  ウエハ
１４０  ウエハステージ
１５０  アライメント光学系
１５６  撮像センサ
１５７  撮像センサ
１６０  信号処理部
１６２  記憶部
１７０  制御部
１８０  アライメントマーク
【図１】
2009130184.tif 000005
【図２】
2009130184.tif 000006
【図３】
2009130184.tif 000007
【図４】
2009130184.tif 000008
【図５】
2009130184.tif 000009
【図６】
2009130184.tif 000010
【図７】
2009130184.tif 000011
【図８】
2009130184.tif 000012
【図９】
2009130184.tif 000013
【図１０】
2009130184.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
2009130184.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
2009130184.tif 000018
【図１５】
2009130184.tif 000019
【図１６】
2009130184.tif 000020
【図１７】
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