(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版を介して基板を露光するための投影光学系と、前記基板を前記原版に対して位置決めする位置決め手段と、前記基板に形成されたアライメントマークを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記アライメントマークの位置を得、前記位置決め手段を制御する制御手段とを備えた露光装置において、
前記投影光学系を介して、原版に形成されたアライメントマークおよび検査マークを基板に投影し、
前記投影により前記基板に生成されたアライメントマークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記アライメントマークの検出結果に基づいて、前記投影により前記基板に生成された検査マークを、前記制御手段および前記位置決め手段により位置決めし、
前記位置決めされた前記検査マークを前記検出手段により検出し、
前記制御手段により、前記検出手段による前記検査マークの検出結果に基づいて前記検査マークの位置を得、前記投影光学系の歪曲収差を求める
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検査マークが前記検出手段の検出位置に位置するように、設計上の前記検査マークの位置に従って前記位置決め手段を制御し、かつ、得られた前記検査マークの位置と前記設計上の位置とに基づいて前記歪曲収差を求めることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板に生成された検査マークは、現像により得られたマークおよび潜像マークのいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御手段により求められた歪曲収差の情報に基づいて、前記投影光学系の歪曲収差を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
原版を介して基板を露光するための投影光学系と、前記基板を前記原版に対して位置決めする位置決め手段と、前記基板に形成されたアライメントマークを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記アライメントマークの位置を得、前記位置決め手段を制御する制御手段とを備えた露光装置を用いて、前記投影光学系の歪曲収差を求める方法において、
前記投影光学系を介して、原版に形成されたアライメントマークおよび検査マークを基板に投影し、
前記投影により前記基板に生成されたアライメントマークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記アライメントマークの検出結果に基づいて、前記投影により前記基板に生成された検査マークを、前記制御手段および前記位置決め手段により位置決めし、
前記位置決めされた前記検査マークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記検査マークの検出結果に基づいて前記検査マークの位置を得、前記投影光学系の歪曲収差を求める
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記検査マークが前記検出手段の検出位置に位置するように、設計上の前記検査マークの位置に従って前記位置決め手段を制御し、かつ、得られた前記検査マークの位置と前記設計上の位置とに基づいて前記歪曲収差を求めることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記基板に生成された検査マークは、現像により得られたマークおよび潜像マークのいずれかであることを特徴とする請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか記載の露光装置を用い、原版を介して基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項９】
請求項５〜７のいずれか記載の方法を用いて露光装置の投影光学系の歪曲収差を求める第１のステップと、前記第１のステップで求められた前記歪曲収差の情報に基づいて前記投影光学系の歪曲収差を補正する第２のステップと、前記第２のステップで前記投影光学系の歪曲収差が補正された前記露光装置を用い、原版を介して基板を露光する第３のステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置、該露光装置における投影光学系の歪曲収差を求める方法、およびデバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体露光装置に使用されるレンズでは、レチクルを忠実な形としてウエハ上に露光するために、ディストーション（歪曲収差）が良好に補正されていることが望ましい。ディストーションが大きいレンズを用いて製造した集積回路は、好ましくない。したがって、従来、半導体製造工程においては、あらかじめ半導体露光装置設置時に、レンズディストーションを計測し、そのディストーションを補正してから半導体製造を行なっている。
【０００３】
その際、ディストーション計測をするためには、ウエハ上に、ディストーション計測用のパターン（バーニヤ）を描き、これについて、検査作業者が専用の検査装置で計測したり、目視検査を行なったりしている。計測したディストーションは、物体の形状（レチクルパターン）に対する像形状（ウエハ上のレジストパターン）との差で、像高（方位含む）の関数として表されている。表されたディストーション各成分のうちには、像高に対する一次関数で表されるもの（最小二乗倍率）と像高に対する三次（奇数）関数で表されるもの（対称ディストーション）等がある。最小二乗倍率を測定する手段としては、特公平６−６６２４４号公報に開示されたもの等が利用でき、これを利用すれば他のディストーション成分（対称ディストーション等）の計測も可能である。
【０００４】
半導体露光装置においては、各ウエハプロセスにおいて、ウエハ上に塗られたレジストや位置合せマークの形状等により、一番精度のよい照明系（ＮＤフィルタ、しぼり等）や露光条件を選択することができる。そしてそれらの条件が変化する毎にレンズディストーションが変化する。従来、各ウエハプロセス時の温度変化、照明系（ＮＤフィルタ、しぼり）変更等により発生したディストーションは、アライメント処理において求められる計測データを最小二乗倍率として( 成分分けをしないで）算出し、これを元にレンズ倍率のみの補正を行なうことができる。また、前述の最小二乗倍率と対称ディストーションについては、半導体製造装置内で補正することが可能であり、半導体露光装置設置時にのみ実際に補正を行なっている。ただし、成分分けをしたディストーションの補正を行なうのは、半導体製造装置設置時のみであり、ウエハを焼く際のような各ウエハプロセスにおいては、最小二乗倍率の補正を行なう以外は設置時に補正したディストーションを変更しないように、他のオフセットの補正を行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、アライメントオフセットの検査には、１ロットの数１０から数１００枚のウエハのうち、先行ウエハと呼ばれる１ないし２枚を使用するのが普通である。先行ウエハによる検査は、レジスト塗布、露光、現像、専用計測装置での検査（もしくは目検査）の全てを作業者が行ない、検査結果確認後、露光装置に結果を入力し、補正してから、ウエハを製造工程ラインに流している。また、上述のように、レンズディストーションの補正については、半導体露光装置設置時にのみ行なうのが通常であり、各ロットごとに検査・補正の作業は行なっていない。
【０００６】
ところが、各ロットを流すウエハプロセスについては、ウエハに塗布されたレジストの厚さや露光時に形成するマーク線幅等の条件により、照明系（ＮＤフィルタ、しぼり等）やその他の露光条件を変更している。そしてレンズディストーションも、これらの変更に伴って変化してしまうことがわかっている。したがって、露光装置においては、ウエハプロセス毎の変更に伴うレンズディストーション変化にも対応してレンズディストーションを計測し、補正を行なう必要がある。つまり、アライメントオフセットの先行ウエハの検査と共にディストーション検査用ウエハを流し、ディストーションを検査し、検査結果確認後、露光装置に結果を入力し、補正してから、ウエハを製造工程ラインに流し、より良い状態で露光を行なわなければならない。
【０００７】
しかし、ディストーションを検査する際、目視検査によれば、検査時間が長いため製造ラインの停止が長時間となり、製造効率が低下してしまう。また、検査量が多くなると、作業者の疲労により計測誤差が発生する。また、補正のために計測結果を統計結果を計算および入力する場合も、検査量の増大により効率が低下してしまう。さらに検査作業者が変わった場合、目視検査の結果に大きな差が出る。
【０００８】
また、ディストーション検査を専用計測装置で行なう場合、これら専用計測装置は、オフラインで半導体露光装置と別個に置かれており、半導体露光装置で露光されたウエハは、現像後、自動計測の検査装置に運ぶことになる。このような場合、露光装置に検査結果をフィードバックする間、露光装置自体は使用されず、待ち状態にある場合が多い。ところが、露光装置には、レンズディストーションの計測を行なうための高精度の計測機構を装備している。このような無駄は、システムとしての効率上、極めて悪い。
【０００９】
つまり、従来のディストーション検査方法および補正方法では、装置設置時においてのみ検査と補正がなされている。さらにその検査方法は、専用計測装置もしくは目視検査でのみ行なわれ、補正も装置設置者が行なうしかない。またウエハプロセスにおけるディストーションの変化には対応できていない。
【００１０】
これに対し、最初にあらゆる照明系条件や露光条件でのレンズディストーションを計測して管理することも考えられるが、変更するパラメータが多い中、使用されない条件までディストーションを計測するのは、多量の計測データを管理しなければならず、非効率的である。また、各ウエハプロセスごとのレンズディストーションを計測できたとしても、そのディストーションの補正に関連するパラメータを手計算で算出し、補正用パラメータを人間が入力するのは、大変な労力を伴う。
【００１１】
そこで本発明の目的は、投影光学系の歪曲収差を簡便に求めることができる技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成するため本発明の露光装置は、 原版を介して基板を露光するための投影光学系と、前記基板を前記原版に対して位置決めする位置決め手段と、前記基板に形成されたアライメントマークを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記アライメントマークの位置を得、前記位置決め手段を制御する制御手段とを備えた露光装置において、
前記投影光学系を介して、原版に形成されたアライメントマークおよび検査マークを基板に投影し、
前記投影により前記基板に生成されたアライメントマークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記アライメントマークの検出結果に基づいて、前記投影により前記基板に生成された検査マークを、前記制御手段および前記位置決め手段により位置決めし、
前記位置決めされた前記検査マークを前記検出手段により検出し、
前記制御手段により、前記検出手段による前記検査マークの検出結果に基づいて前記検査マークの位置を得、前記投影光学系の歪曲収差を求めることを特徴とする。
【００１４】
また、原版を介して基板を露光するための投影光学系と、前記基板を前記原版に対して位置決めする位置決め手段と、前記基板に形成されたアライメントマークを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記アライメントマークの位置を得、前記位置決め手段を制御する制御手段とを備えた露光装置を用いて、前記投影光学系の歪曲収差を求める方法は、
前記投影光学系を介して、原版に形成されたアライメントマークおよび検査マークを基板に投影し、
前記投影により前記基板に生成されたアライメントマークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記アライメントマークの検出結果に基づいて、前記投影により前記基板に生成された検査マークを、前記制御手段および前記位置決め手段により位置決めし、
前記位置決めされた前記検査マークを前記検出手段により検出し、
前記検出手段による前記検査マークの検出結果に基づいて前記検査マークの位置を得、前記投影光学系の歪曲収差を求めることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のデバイス製造方法は、前記露光装置を用い、原版を介して基板を露光するステップを有することを特徴とする。
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記方法を用いて露光装置の投影光学系の歪曲収差を求める第１のステップと、前記第１のステップで求められた前記歪曲収差の情報に基づいて前記投影光学系の歪曲収差を補正する第２のステップと、前記第２のステップで前記投影光学系の歪曲収差が補正された前記露光装置を用い、原版を介して基板を露光する第３のステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態においては、ディストーション値を得るに際し、情報処理手段の制御により、各マークの像がマーク検出手段の検出位置に位置するように、設計上の各マークの位置に従って、順次位置決めして各マーク像の位置を得、その位置と前記設計上の位置とに基づいてディストーション値を得る。
【００１７】
あるいは、情報処理手段の制御により、投影光学系の中心部のみを用いて、原版の複数マークのうちの１つの像を、基板上に形成された各マークの像に重ねて露光し、それぞれの重なりあった２つのマーク像間のずれをマーク検出手段により検出し、その結果に基づいてディストーション値を得る。
【００１８】
また、半導体製造装置は、レジストを塗布する手段、基板を現像する手段、およびこれら手段と前記位置決め手段との間で基板を搬送する手段を備え、情報処理手段によりこれらの手段を制御して、これら手段間の基板の搬送を行い、前記露光前に基板上へレジストを塗布し、および前記露光後に基板の現像を行う。
【００１９】
また、半導体製造装置は投影光学系のディストーションを補正する補正手段を備え、情報処理手段により、得られたディストーション値に基づいて前記補正手段により前記ディストーションの補正を行う。ディストーション値の取得および補正は、半導体製造装置においてディストーションが変化するような操作が行われたときに行えばよい。
【００２０】
前記マーク検出手段は通常、マーク像を撮像する撮像手段であり、情報処理手段は、その撮像データを画像処理することにより、前記マーク像の位置を得ることができる。
【００２１】
このように、半導体製造装置が有する露光装置と周辺装置を１つのディストーション検査システムとして構成することにより、工程ディストーションの計測の高速化が図られる。すなわち、コータ（レジスト塗布装置）、現像装置（デベロッパ）、および露光と検査機構を持つステッパ（レンズによって縮小投影する露光装置）をオンラインで制御し、これにより検査用のウエハである先行ウエハをコータからステッパに送ってデベロッパで現像した後、再びステッパへ送ってディストーションを計測し、その結果をステッパにフィードバックするという一貫した作業が自動的に行なわれる。また、画像処理によるずれ量計測方法を用いているため、最小の計測誤差で計測が行なわれる。更に、前記得られた計測結果により自動的にディストーションを補正することができる。
【００２２】
【実施例】
［実施例１］
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係わる半導体製造ライン (装置) の構成を示す斜視図、図２〜図４はこの装置における自動検査工程の流れを示すフローチャート、図５は本実施例で使用するレチクルの平面図、図６は本実施例で使用するウエハのレイアウトおよびウエハとレチクルの斜視図、図７は検査に使用するマークの形成方法を示す説明図、図８はディストーション計測データを行列表現した概略図、そして図９は、本実施例に使用する装置に設置している投影レンズの概略的な構成を示す図である。図９におけるレンズ駆動機構Ｋ１、Ｋ２を左右に移動させることによって、レンズＧ１、Ｇ２が上下に駆動し、レンズディストーションを補正することができる。
【００２３】
この半導体製造装置は、図１に示すように、ウエハＷＦの露光時のディストーションの検査を自動化するために、コータＣＯ、ステッパＳＴおよびディベロッパＤＥを直列に結合して備える。コータＣＯは、検査するウエハにレジストを塗布する機構を有する。ステッパＳＴは、レチクルＲＴのパターンを検査ウエハに重ね焼き露光する機構、およびウエハ上に形成されたずれ量計測用マークＷＰ（図６（ｅ））の計測を行なう機構を有する。ディベロッパＤＥは、ステッパＳＴで露光された検査ウエハを現像する機構を有する。
【００２４】
検査は制御装置ＣＵの指令によって、コータＣＯの入口におかれた検査用ウエハを、各機構間を移動させながら自動的に行なわれる。計測されたずれ量から算出されたレンズ・ディストーションは、ステッパＳＴの制御装置ＣＵに入力され、製品用ウエハのディストーション補正値として使用される。検査用ウエハは、製品ウエハと同一のプロセスを経たウエハである。前記算出されたディストーション補正値は、自動的に投影レンズＬＮのディストーション補正に使用される。
【００２５】
次に図２〜４を参照しながら、図１を用いて、詳細な自動検査補正工程を示す。但し、以下のステップの制御は、ステッパ制御機構ＣＵによって行なわれ、各機器とステッパ制御装置ＣＵとは、通信ケーブルでつながれている。
半導体露光装置（ステッパ）は、まず、装置設置時にレンズディストーション計測・補正を行なう（ステップＳＳ１）。
【００２６】
次に、後述のステップＳＳ５で行なう製品ウエハの露光を行なうための照明系パラメータ（ＮＤフィルタ、しぼり）をセットし、そのためのユニット駆動を行なう（ステップＳＳ２）。ここで、レンズディストーションが変化するような要因があったか否かを判定し（ステップＳＳ３）、あった場合は、後述するレンズディストーション自動計測・補正を行なう（ステップＳＳ４（図３のステップＳ００１〜Ｓ０１３））。
もし、ステップＳＳ２で設定されたパラメータとその駆動がレンズディストーションの変化に影響しないものであれば、ステップＳＳ４は実行しない。
ＳＳ４でレンズディストーション自動計測・補正を行なった後、製品ウエハの露光を行なう（ステップＳＳ５）。
【００２７】
次に、全ウエハの露光を終了したか否かを判断し（ステップＳＳ６）、終了していなければ次のウエハの露光の為にステップＳＳ２にもどる。全ウエハの露光を終了していれば、露光処理を終了する。
このようにして製品ウエハの露光が全て終了するまで、各ウエハプロセスに最適なパラメータを設定して（ステップＳＳ２）露光を行なう。
【００２８】
次に、レンズディストーション自動計測・補正動作であるステップＳＳ４について説明する。
第１ステップ（Ｓ００１〜Ｓ００３）において、検査対象となるウエハは、ウエハセットテーブルＷＳＴに置かれ（Ｓ００１）、ウエハは搬送路Ｒ１を通り、レジスト塗布装置（コータ）ＣＯでレジストが塗られ（Ｓ００２）、搬送路Ｒ２を介してステッパＳＴに送られ、オートハンドＨＡＳでＸＹステージＸＹＳ上のウエハチャックＷＳに載せられて真空吸着される（Ｓ００３）。
【００２９】
第２ステップ（Ｓ００４〜Ｓ００５）は、レチクルＲＴに描かれたパターンをウエハ上に塗布されたレジストに露光する工程である。ここで、１度に露光されるパターン領域をショットと言う。また、ＸＹステージＸＹＳは、Ｘ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＸ，ＭＲＸ、さらにＹ軸方向をレーザ干渉計ＩＦＹ，ＭＲＹにより精密に位置計測され、モータＭＸ，ＭＹの回転を制御しながらウエハの任意の位置を縮小投影レンズＬＮの下に移動させることができる。
【００３０】
この工程ではまず、ＸＹステージＸＹＳを、１ｓｔ（第１）露光レイアウト (図６（ａ）) の第１ショットが縮小投射レンズＬＮの下に来るように移動し（図６（ｃ））、アライメントし、露光用シャッタＳＨＴを開く。これにより、レチクルパターンＲＴに照射された露光光源ＩＬの光が、縮小投射レンズＬＮを通して１／５に縮小され、ウエハＷＦ上に塗布されているレジストを感光させて１ｓｔ露光が行なわれる。１ｓｔ露光ではレンズＬＮ全面を用いて４ショット露光する。
【００３１】
ｌｓｔ露光後、再びＸＹステージＸＹＳを２ｎｄ（第２）露光レイアウト（図６（ｂ））の第１ショットが縮小投射レンズＬＮの下に来るように移動し、重合せのためにウエハを０．３４８ｍｍずらして、レンズＬＮの中心部だけを用いて (露光用シャッタＳＨＴの開きを小さくする）１００ショットの重ね焼き露光を行なう（図６（ｄ））（ステップＳ００４）。ここで述べた、ステージ移動、アライメント、露光、ステージ移動の繰り返しをステップアンドリピートという。重ね焼き露光が全て終了すると、ウエハを回収ハンドＨＡＲでウエハチャックから現像装置の搬入通路Ｒ３へ送り（ステップＳ００５）、第３ステップに移行する。
【００３２】
第３ステップ（Ｓ００６）では、搬入通路Ｒ３に送られたウエハを、現像機ＤＥへ送り現像する。現像を終了すると、ウエハを搬入通路Ｒ４を介して搬入通路Ｒ５へ送り、検査工程である第４ステップへ移行する。
【００３３】
第４ステップ（Ｓ００７〜Ｓ０１１）においては、ウエハを第１ステップで使用した搬入通路Ｒ１を介して、コータＣＯではレジストを塗布しないで、そのまま搬入通路Ｒ２へ送り、供給ハンドＨＡＳにより再びウエハチャック上に載せ（ステップＳ００７）、オフアクシス光学系ＯＥによってウエハの位置を合わせる（ステップＳ００８）。そして、アライメント精度をｌｓｔ露光レイアウトで予め焼き付けられている( 重ね焼き露光により潰れていない）ウエハ上のアライメントマークＷＰを使用して検査する（ステップＳ００９）。アライメント終了後、第２ステップで露光されたディストーション検査用マークＤＭ（図５（ｂ））を使用して検査する（ステップＳ０１０）。すなわち、図４に示すように、ウエハ第１ショットから最終ショットまで順にＸＹステージを２ｎｄ露光のレイアウトでステップアンドリピートさせながら、ディストーション（ずれ量）計測マークの測定を行ない、その測定値を制御装置ＣＵ内部に蓄積する（ステップＳＢ００１〜ＳＢ００４）。計測を終了したウエハは、回収ハンドＨＡＲでウエハチャックから、現像装置の搬入から、現像装置の搬入通路Ｒ３へ送り、現像装置ＤＥでは、現像作業をしないでＲ４へ送って、ウエハ受取テーブルＷＥＮでウエハを取り出し（ステップＳ０１１）、ディストーションの補正である第５ステップヘ移行する。
【００３４】
第５ステップ（Ｓ０１２〜Ｓ０１３）においては、ステッパ制御装置ＣＵは、それに蓄積されたずれ量 (ディストーション）計測値から、ディストーションの成分分けを行ない、最小二乗倍率、対称ディストーション（１次成分、３次成分）を算出して出力する。算出したディストーション値は、レンズＬＮのディストーション値として半導体製造装置に自動設定される（ステップＳ０１２）。ここで、レンズＬＮは、図９に示すレンズ駆動機構Ｋ１、Ｋ２を有しており、これらを左右に駆動させることによりレンズＧ１、Ｇ２を上下に駆動することができる。レンズＧ１、Ｇ２を上下に駆動することで、レンズＬＮのディストーションを補正することができる。ステッパ制御装置ＣＵは、設定された倍率ディストーション値と対称ディストーション（１次成分、３次成分）とから、レンズＧ１，Ｇ２の最適な駆動量を算出する。そして、レンズＧ１、Ｇ２を算出された駆動量に合わせて駆動させることによって、レンズＬＮをディストーションを補正する（ステップＳ００１３）。
【００３５】
以上、自動検査補正工程について説明したが、次に上述のディストーション（ずれ）量計測マークＤＭの形成法について、図７を用いて説明する。
検査するウエハは、図７のようにして形成される。つまり、ｌｓｔ露光によりウエハ上には５×５の重ね焼きされていない計測用マークが入ったショット（図７（ａ）、図７（ｃ））が、４ショット分できる。ウエハ上の１ショットには、図５（ａ）に示されるレチクルのパターンが形成される。また２ｎｄ露光においては、１ｓｔ露光でできたマークに対して、図７（ｂ）、（ｄ）に示すように、レンズ中心を使用して１０×１０＝１００ショット分を図６（ｂ）のレイアウトで露光する。これにより、ディストーション（ずれ）量計測マークＤＭ（図５（ｂ））が形成される。つまり、ディストーション検査マークだけを考えれば、図６（ｅ）のようなレイアウトで形成されることになる。
【００３６】
次にこのようにしてできたマーク位置ＤＭの検出と、ディストーション (ずれ量) の計算について説明する。
図５（ｂ）に示すように、ｌｓｔ露光マークの中心座標を（Ｒ１Ｘ，Ｒ１Ｙ）、２ｎｄ露光マークの中心座標を（Ｒ２Ｘ，Ｒ２Ｙ）とすれば、これらマーク間のずれ量Ｃｘ、Ｃｙは次式で求められる。
【００３７】
【数１】
0003797638.tif 000002
この各マーク中心間のずれ量からディストーションを求める。計測結果から得られる１ｓｔ露光レイアウトの第ｉショットの（ｍ，ｎ）における計測データを
【００３８】
【数２】
0003797638.tif 000003
とおけば、計測データは、図８のように表記できる。
ここで、Ｘ方向、Ｙ方向の最小二乗倍率は、次式により算出することができる。
【００３９】
【数３】
0003797638.tif 000004
【００４０】
データ数が少ないときなどのように１次関数でしか近似できない場合は、これを用いて補正することになる。本実施例の場合、計測ポジションが１００個あり、対称ディストーションを求めることができる。
対称ディストーション（１次成分、３次成分）については、ｘデータに対するｙデータのバラツキに当てはめる３次（奇数）関数曲線を
【００４１】
【数４】
0003797638.tif 000005
とおき、観測データと求める曲線との差をεとすると、
【００４２】
【数５】
0003797638.tif 000006
とおける。
【００４３】
【数６】
0003797638.tif 000007
【００４４】
【数７】
0003797638.tif 000008
なるａ，ｂをもとめれば、対称ディストーションが求まる。以後、上記により求まった対称ディストーションの１次成分、３次成分をそれぞれ
【００４５】
【数８】
0003797638.tif 000009
と表記する。
【００４６】
次に前記により算出された対称ディストーションの補正について説明する。
レンズＧ１、Ｇ２は、それぞれある一定の敏感度をもっている。これは、あらかじめわかっている値であり、本実施例の場合は、表１のような場合を考える。
【００４７】
【表１】
0003797638.tif 000010
つまり、前記算出された対称ディストーションを補正するのに、レンズＧ１をｘ［ｕｍ］、Ｇ２をｙ［ｕｍ］アップさせたとすると、
【００４８】
【数９】
0003797638.tif 000011
の連立方程式を解くことによってレンズＧ１、Ｇ２の補正量が求まり、補正することができる。
【００４９】
［実施例２］
重ね焼き露光を行なわない検査用ウエハで、ディストーションの自動計測補正を行なう装置について、図１０を用いて説明する。
第１ステップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）の自動検査補正工程は、上述実施例と同一思想で実行できるので説明を省略する。
【００５０】
第２ステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１０５）は、レチクルＲＴに描かれたパターンをウエハ上に塗布されたレジストに露光する工程である。ここでは、上述実施例１とは異なり１ｓｔ露光のみ行なう。つまり、ＸＹステージＸＹＳを、ｌｓｔ露光レイアウトの第１ショットが縮小投射レンズＬＮの下になるように移動し、露光用シャッタＳＨＴを開く。これにより、レチクルパターンＲＴに照射された露光光源ＩＬの光が、縮小投射レンズＬＮを通して１／５に縮小され、ウエハＷＦの上に塗布されているレジストを感光しｌｓｔ露光が行なわれる。１ｓｔ露光ではレンズＬＮ全面を用いて４ショット露光する。
【００５１】
第３ステップ（Ｓ１０６）の自動検査補正工程は、上述実施例１と同一思想で実行できるので説明を省略する。
【００５２】
第４ステップ（Ｓ１０７〜Ｓ１１１）では、上述実施例１と同様にＴＶＰＡ（ステップＳ００８）およびＡＧＡ（ステップＳ００９）を行なった後、計測を行なう。すなわち、図１１で示すレイアウトで、ウエハ第１ショットから最終ショットまで順にＸＹステージを一定の間隔（２．６２３５ｍｍ）で、ステップアンドリピートさせながら、ステージがステップした時の座標と検査マークのある位置との差でディストーション（ずれ量）を計測し（マークの本来の設計位置と計測した時のマーク位置のずれを計る）、測定値を制御装置ＣＵ内部に蓄積する。
【００５３】
第５ステップ（Ｓ１１２〜Ｓ１１３）の自動検査補正工程は、上述実施例１と同一思想で実行できるので説明を省略する。
つまり、本発明においてディストーション（ずれ量）計測の算出の仕方は、どのように行なってもかまわない。また、実施例１、２では、最小二乗倍率および対称ディストーションにのみ説明したがその他のディストーション成分を計測補正してもかまわない。また、実施例１、２では、２枚のレンズＧ１、Ｇ２での補正例を述べたが、他の補正方法で補正を行なってもかまわない。また、実施例１、２では、図３、図１０のフローチャートに“現像”の処理が入っている（ステップＳ００６、Ｓ１０６）。
【００５４】
しかし、ディストーション（ずれ量）検査の場合などは、現像処理を行なわなず、露光によるレジストの変化を計測することによって、ずれ量検査を行なう“潜像”とよばれる処理も実施されている。“潜像”の場合、図３や図１０の現像処理がなくなることになる。本発明はこれらフローの処理やシーケンスに限定されない。
なお、実施例１、２では触れなかったが、ウエハをレジスト現像装置に自動搬送する際、コータＣＯ、ステッパＳＴ及びディベロッパＤＥを直列に結合して備えていてもよい。例えば、図１２に示すようなステッパＳＴ、コータＣＯ、ディベロッパＤＥ間で搬送経路１２０を経てウエハをロボット搬送させてもよい。
【００５５】
以上説明したように、上述実施例によれば、半導体製造装置において、ウエハ位置ずれの自動計測システムを露光装置であるステッパと、コータ、デベロッパを含む周辺装置とで構成するようにしたため、ウエハプロセスごとのディストーション計測補正ができる。また、人によって行なわれていた従来のディストーション計測およびレンズの補正動作に比べて、計測精度が向上し、かつ検査時間が短縮され、しかも検査条件や精度の安定性を良好に維持することができる。
【００５６】
次に、この露光装置を利用することができるデバイス製造例を説明する。図１３は微小デバイス（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）の製造のフローを示す。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なう。ステップ２（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なう。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７）する。
【００５７】
図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）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を塗布する。ステップ１６（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なうことによってウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストで製造することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、投影光学系の歪曲収差を簡便に求めることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における半導体製造ライン（装置）の構成を示す斜視図である。
【図２】  本発明の実施例１におけるフローチャートである。
【図３】  図２のフローチャートの１部の処理を示すフローチャートである。
【図４】  図３のフローチャートの１部の処理を示すフローチャートである。
【図５】  本発明の実施例１で使用するレチクルおよびこれによって形成される検査用マークを示す図である。
【図６】  本発明の実施例１で使用するウエハのレイアウトおよびウエハとレチクルの斜視図である。
【図７】  本発明の実施例１で使用するマークの形成方法を示す説明図である。
【図８】  本発明の実施例１で説明するディストーション計測データのレイアウトを示す図である。
【図９】  本発明の実施例１で使用する装置に設置しているレンズの概略的な構成を示す図である。
【図１０】  本発明の実施例２を示すフローチャートである。
【図１１】  本発明の実施例２のウエハのレイアウトを示す図である。
【図１２】  本発明に適用可能なロボットによるウエハの搬送の様子を示す図である。
【図１３】  図１の装置により製造し得る微小デバイスの製造の流れを示すフローチャートである。
【図１４】  図１３におけるウエハプロセスの詳細な流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
ＷＦ：ウエハ、ＣＯ：コータ、ＤＥ：ディベロッパ、ＳＴ：ステッパ、ＲＴ：レチクル、ＷＰ：ずれ量計測用（アライメント）マーク、ＣＵ：制御装置、ＬＮ：投影レンズ、ＨＡＳ：オートハンド、ＸＹＳ：ＸＹステージ、ＷＳ：ウエハチャック、ＩＦＸ，ＭＲＸ：Ｘ方向レーザ干渉計、ＩＦＹ，ＭＲＹ：Ｘ方向レーザ干渉計、ＭＸ，ＭＹ：モータ、ＩＬ：露光光源、ＨＡＲ：回収ハンド、Ｇ１，Ｇ２：レンズ、１２０：搬送経路。
【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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