JP2001077012A - 投影露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板チャッキング時に起因する基板表面の変
形等によって生じる基板面方向歪みによるアライメント
マークや露光ショットの非線形シフトを正確に算出して
高精度の位置補正を行ない、オーバーレイ精度の向上を
図る。 【解決手段】 ウエハ６に形成されたアライメントマー
クを検出するアライメント検出器９にマーク近傍面とそ
の傾きを測定するＡＭフォーカス検出系を備えるととも
に、アライメントマーク露光形成時のマーク近傍面の傾
きの履歴値を保持する記憶手段を備え、アライメント検
出器９による計測結果に基づく全露光ショットの位置推
定に先立って、ＡＭフォーカス検出系２６により計測さ
れた傾きと記憶手段に保持されている傾きの履歴値との
差分からアライメント位置の計測値を補正し、ウエハ表
面の変形等によるウエハ面分布応力によって発生する非
線形シフトを正確に算出し、非線形シフトの位置補正の
後に露光を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原版に描画された
微細パターンをウエハ等の基板上に露光転写する投影露
光装置ならびにデバイス製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶ディスプレー等の
微細パターン形成工程には、一般にフォトリソグラフィ
と呼ばれる投影転写技術が利用されており、この投影転
写は次のように行なわれている。レチクルまたはマスク
と呼ばれる石英ガラス基板上に形成された原版パターン
が照明され、投影光学系を介して、感光性レジストが塗
布された半導体ウエハまたは液晶用ガラス基板等の基板
に潜像パターンを転写露光する。潜像パターンはレジス
トパターンに現像された後に、パターンとレジスト下地
面との加工選択比が高いエッチング加工により基板が微
細加工される。

【０００３】このような微細パターン形成工程におい
て、特に高い微細度と加工精度が要求される最新のＭＰ
ＵやＤＲＡＭに代表される半導体デバイス製造における
投影露光工程では、ステッパと呼称される縮小投影型露
光装置が主に利用されている。ステッパは、ウエハ上に
等分分割された露光領域（露光ショット）をウエハ搭載
ステージにより投影光学系の下の露光画角内へ順次移動
させてパターン露光を繰り返し行なう、いわゆるステッ
プ・アンド・リピート方式の露光装置である。

【０００４】また、スキャナと呼称されるステップ・ア
ンド・スキャン方式の露光装置は、矩形状の照明領域を
持つ投影光学系に対し、ウエハおよびレチクルを走査露
光する方式であり、ステッパと比べて露光画角が広く、
パターン均一性が高いことを特徴とする。

【０００５】ところで、これらのステッパとスキャナの
いずれの装置においても、近年の半導体微細化要求に答
えるべく、投影光学系の解像力の向上が求められてお
り、様々な手法が開発され製品に適用されている。

【０００６】解像力を向上すべく投影光学系に対してこ
れまでに行なわれてきた手段としては、例えば、波長を
固定して投影光学系のＮＡを大きくする手法や、ｇ線か
らｉ線、さらにＫｒＦあるいはＡｒＦエキシマレーザの
発振波長というように露光波長をより短波長化する手法
である。また、照明光源の形状を変え、斜入斜照明光を
強調する変形照明法や、隣接するレチクルパターン間の
透過光に位相差を設ける位相シフトマスク等により光露
光による加工限界を拡げる試みが行なわれている。

【０００７】このような解像力向上に伴なって、半導体
プロセスの制御精度がますます厳しくなる一方で、例え
ば投影光学系の焦点深度やトータルオーバーレイの許容
量など、いわゆるプロセスマージンが減少してきてい
る。他方、解像力向上とは別に、オーバーレイ精度自身
の向上も要求されている。その理由は、オーバーレイ精
度が高まりパターンの配置マージンが軽減してデバイス
サイズの縮小が可能となり、基板単位でのデバイス収率
が上がる結果、コストダウンが図れるためである。

【０００８】投影露光装置は、これらの要求に答えるべ
く、露光フォーカスシステムとオーバーレイ精度に直接
関わるアライメントシステムの改良が行なわれている。
以下に、その露光フォーカスシステムの従来例について
簡単に説明し、次いでオーバーレイ精度に関わるアライ
メントシステムについて説明する。

【０００９】露光フォーカスシステムにおけるフォーカ
ス検出器は、検出面に対してプローブ光を斜入射させ反
射光の集光位置より検出を行なうオフ・アクシス型のも
のが一般的であり、検出器は通常投影光学系の像面周辺
に固設されている。ステッパにおいては、露光ショット
を露光画角内に位置決めした後に、検出器で測定された
ウエハ面の高さと傾斜量に基づいて、ウエハステージを
上下および傾斜駆動（フォーカシング）させ、投影レン
ズの結像平面と転写領域の被結像平面とを一致させて露
光を行なう。スキャナにおいては、この測定とフォーカ
シングが走査露光と同時に行なわれている。

【００１０】ウエハアライメントがオーバーレイ精度の
支配的要因であることは論を待たない。アライメントシ
ステムは、ウエハ上に形成されたアライメントマークを
計測するアライメント検出器と、位置計測値を所定の方
法により処理した結果に従って各ショットを露光位置に
位置決めするアライメント手段から構成されている。前
者のアライメント検出器は、露光ショットに隣接して形
成されたアライメントマーク位置より該当ショット位置
を計測する。検出方式としては、投影光学系を介して位
置計測するＴＴＬ方式や投影光学系を介さないオフ・ア
キシス方式がある。検出時には両方式ともにウエハ上の
アライメントマークを検出面と一致させるいわゆるフォ
ーカス動作が必要であり、検出面高さの計測は前述した
投影光学系のフォーカス検出器を併用するもの、あるい
はアライメント検出系自身にフォーカス検出手段を併せ
もつもの等がある。

【００１１】アライメント手段としては、各露光ショッ
トごとに露光位置を計測して位置合わせを行なうダイバ
イダイ方式があるが、現在一般によく用いられているの
は、グローバルアライメントと呼ばれるアライメント方
式である。この方式は、予め指定された適切な数のサン
プルショットの位置計測を行ない、その結果から位置に
対する線形補正式を作成して全ショット位置を推定し位
置合わせを行なう手法である。グローバルアライメント
による位置補正式によって、ウエハシフト成分のみなら
ず、ショット配置に関るウエハ全体の倍率、直交性、回
転の補正が可能であり、さらに計測点によってはショッ
ト自身の倍率、回転も補正が可能である。このようにグ
ローバルアライメントは高スループット、高精度の位置
合わせが得られるなどの優れた点がある他、ウエハ全域
に対して同一の補正式に従った位置合わせを行なうた
め、基板内の数点を測定すれば位置合わせの状態が判断
できるなどの使い勝手の上でも利点がある。

【００１２】一方、被露光ショット間相互の位置偏差が
位置に対して線形性がない場合、つまり非線形性をもつ
場合、線形補正量から乖離する非線形偏差が直接アライ
メント誤差となり、オーバーレイ精度を悪化させる。ま
た、サンプルショット位置に非線形偏差が発生している
場合は、サンプルショット位置から算出する線形補正式
に誤差を与える。従って、オーバーレイ精度を向上させ
る上で、被露光ショット間相互の非線形偏差の軽減は重
要な課題である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、オー
バーレイ精度が厳しくなり、前述の非線形偏差を軽減す
る必要性がますます高まってきており、抑制すべき非線
形偏差発生の原因となる要因因子の対象範囲も拡がりつ
つある。特に、最近顕在化してきた要因因子の一つにウ
エハチャッキング時のウエハ面方向歪みがある。これ
は、ウエハ面内において局所的な伸び縮みが発生して、
被露光パターンやアライメントマークの位置がシフトす
る現象である。

【００１４】投影露光装置では一般的に平面度を保障し
たピンコンタクトチャックにウエハを真空吸着して、ウ
エハの平面矯正を行なっている。しかしながら、ピンと
ウエハ間に異物の挟入、あるいはＣＶＤ等の成膜プロセ
スを経てウエハ接触面の凹凸形状が堆積物で変化した場
合、また、露光プロセスを経る度にウエハとチャックの
位置関係が変わるのに伴ないピンとウエハの凹凸形状の
接触状態が変わる場合等において、ウエハ接触面の吸着
反力に応じて発生する曲げモーメントによりウエハに歪
みが発生する。このときのウエハ内の歪み分布にしたが
って、被露光ショット間相互の非線形シフトが発生し、
オーバーレイ精度が悪化する。

【００１５】このような非線形シフトが発生する理由に
ついて図６を用いて説明する。

【００１６】図６は、ピンコンタクトチャック上のウエ
ハが異物の挟入により歪みが発生している状態を示す図
であり、Ｐ₁ 、Ｐ₂ …はピンコンタクトチャックのピ
ン、Ｗは厚さ２ｈのウエハ、ＤはピンＰ₂ とウエハＷの
間に挟入された異物であり、ピン高さ基準面はＯ−Ｒで
示し、ここで問題とする検査面をＢ−Ｂ₁ 面とする。ウ
エハＷは、異物Ｄの挟み込みがない場合には、ピンＰ
₁ 、Ｐ₂ …に保持されて平面に維持され、ピンＰ₁ 上の
面Ｏ−Ｏ₁ 、検査面Ｂ−Ｂ₁ 、およびピンＰ₂ 上の面Ａ
−Ａ₁ は互いに平行となるけれども、ピンＰ₂ 上に異物
Ｄの挟み込みがある場合には、この異物Ｄにより、ウエ
ハＷの支持点であるＯとＡの高さの差による曲げモーメ
ントが発生し、このため、検査面Ｂ−Ｂ₁ は、Ｏ−Ｏ₁
面に対して微小角Δθの傾きをもつようになる。なお、
図中、ウエハＷの断面中央に位置する一点鎖線で示す面
Ｏ₂ −Ｂ₂ −Ａ₂ は、曲げモーメントによって伸縮が発
生しない中立面である。ここで、(1) 曲げモーメントに
よるピン高さ基準面方向の距離変化はΔθの２次以上の
オーダーより無視し、(2) Ｂ−Ｂ₁ は中立面Ｏ₂ −Ｂ₂
−Ａ₂ に対して直交する（Bernoulli-Navierの仮説）と
すると、異物Ｄの挟み込みにより発生するシフトΔｒ
は、次式で表せる。 Δｒ＝ｈ×Δθ

【００１７】微小角Δθは、ピン高さ基準面Ｏ−Ｒ、つ
まりチャック基準面に対するウエハ面の傾きを表してい
る。したがって、微小角Δθが例えばアライメントマー
ク面で検出されれば、上記の非線形シフト量を算出して
計測値より減算することにより、正確なショット位置線
形補正式を得られ、アライメント精度が向上する。

【００１８】ところで従来の露光装置におけるアライメ
ントシステムでは、以下のような問題があった。

【００１９】(1) 従来の露光装置においては、アライメ
ントマーク近傍面の微小角Δθを検出する機能を備えて
いない。

【００２０】(2) また、アライメントマーク近傍面の微
小角Δθは、露光面検出用のフォーカスシステムで計測
することは一応可能であるが、アライメント検出系で計
測する前にあるいは後にΔθの計測をする場合、アライ
メントとフォーカスの計測を行なうウエハ位置が異なる
ため、ウエハをフォーカス計測位置に移動する時間が追
加されてしまい、その結果、装置スループットが低下す
る。

【００２１】また、露光面検出用のフォーカスシステム
は、複数のウエハ高さ測定点間距離を露光ショット領域
長程度（１０〜２０ｍｍ）に設けられているために、高
々□０．１ｍｍ程度の局所的なアライメントマーク領域
の傾きを計測するため、同程度にウエハ位置を変えて複
数回計測することが必要となる。この場合、フォーカス
計測時間が増大してスループットが悪化する。

【００２２】(3) さらに、問題となるのは、アライメン
トマーク露光形成時とアライメント計測時の非線形な位
置偏差である。すなわち、シフト量を補正するための計
測対象となるアライメントマーク近傍面の微小角Δθ
は、アライメントマーク面の形成時傾きΔθprと計測時
傾きΔθpoの差分である。

【００２３】したがって、アライメントマーク形成時に
Δθprを測定して、Δθprを履歴値として保存し、アラ
イメントマークの位置計測時に、Δθprの履歴値を読み
出し、このΔθprとΔθpoから微小角Δθを算出するこ
とが必要である。しかし、Δθprの測定は、前記(1) お
よび (2)で述べたと同様の問題があり、また、従来の露
光装置においては、Δθprの保存と読み出しの機能を備
えていない。

【００２４】また、露光ショット位置自身の非線形シフ
トも、アライメントと同様に、ショット面の微小角Δθ
ａから補正可能であり、実際露光時には露光フォーカス
システムにより微小角Δθａの検出と補正を行なってい
るが、従来の露光装置においては、微小角Δθａに基づ
いた露光ショット位置の補正機能がなく、また、前記
(3) と同様に、オーバーレイ精度で問題となるのは、正
確には被露光ショットのレジスト下地パターンの露光形
成時と当該レジストへの露光時の間に発生する非線形シ
フトである。したがって、計測対象となるショット面の
微小角Δθａは、下地パターン露光形成時の露光面傾き
Δθａprと当該レジスト露光時の露光面傾きΔθａpoの
差分である。一方、下地パターン露光形成時にはフォー
カスシステムにより被露光面傾きΔθａprを検出補正し
てはいるが、露光履歴として保存はされていない。した
がって、ΔθａprとΔθａpoの差分をとって正確なΔθ
ａを算出することはできなかった。

【００２５】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、ウエハ
等の基板のチャッキング時の基板面方向歪みによるアラ
イメントマークや露光ショットの非線形シフトを正確に
算出して位置補正を行なうことができるようになし、オ
ーバーレイ精度の向上を図ることができる投影露光装置
ならびにデバイス製造方法を提供することを目的とする
ものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の投影露光装置は、基板被露光面の複数の露
光ショットに原版パターンを投影光学系を介して投影す
る投影露光装置において、前記複数の露光ショットの一
部のサンプルショットに形成されたアライメントマーク
位置を検出するアライメント検出器と、該アライメント
検出器の検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推
定して前記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に
位置決めするアライメント手段と、前記アライメントマ
ーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測
定する手段と、前記アライメントマーク露光形成時のア
ライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分
の履歴値を保持する記憶手段と、前記全露光ショットの
位置推定に先立って前記傾斜差分値と前記傾斜差分の履
歴値との差分から前記アライメント位置の計測値を補正
する手段を具備することを特徴とする。

【００２７】本発明の投影露光装置において、前記アラ
イメントマーク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜
差分値を測定する手段は、前記アライメント検出器に設
けられていることが好ましい。

【００２８】本発明の投影露光装置においては、当該露
光に関するアライメントマーク近傍面と基板の被露光基
準面の傾斜差分値を測定し履歴値として前記記憶手段に
保存することが好ましく、また、前記記憶手段は、当該
露光に関する電子ファイルであるＪｏｂファイルのパラ
メータとして前記履歴値を保持または保存することが好
ましい。

【００２９】本発明の投影露光装置において、前記被露
光基準面の傾斜面は、グローバルチルト面であることが
好ましい。

【００３０】また、本発明の投影露光装置は、基板被露
光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系
を介して投影する投影露光装置において、基板被露光面
に形成されたアライメントマークの位置を検出する第１
の検出器と、該アライメントマーク近傍面の高さと傾き
を計測する第２の検出器とを備えたことを特徴とする。

【００３１】本発明の投影露光装置においては、前記第
２の検出器の計測値に基づいて、前記第１の検出器の計
測値の補正を行なうことが好ましく、また、前記アライ
メントマーク露光形成時のアライメントマーク近傍面と
前記被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持する記憶手
段と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露
光基準面の傾斜差分値を求める手段とを備え、該傾斜差
分値と該履歴値との差分に基づいて前記アライメント位
置の計測値を補正することが好ましい。

【００３２】さらに、本発明の投影露光装置は、基板被
露光面の別パターンが転写された複数の露光ショットに
原版パターンを投影光学系を介して投影する投影露光装
置において、前記被露光基準面に対する全露光ショット
の高さおよび傾きである当該ショットフォーカス値を測
定して前記投影光学系の前記原版パターン像面と一致さ
せるフォーカス手段と、前記別パターンの転写露光時の
被露光基準面に対する高さおよび傾きである別パターン
フォーカス値の履歴値を保持する記憶手段と、前記当該
ショットフォーカス値と前記別パターンフォーカス値の
履歴値の差分から、前記露光ショット位置を補正する手
段と、次回の露光プロセスのアライメントに使用する前
記複数の露光ショットの一部のサンプルショットの露光
ショット位置の補正量を履歴値として保持し、次回の露
光プロセスのアライメント時に前記履歴値をオフセット
として反映する手段とを具備することを特徴とする。

【００３３】本発明の投影露光装置においては、前記記
憶手段は、当該露光に関する電子ファイルであるＪｏｂ
ファイルのパラメータとして、前記２つの履歴値を保持
または保存することが好ましい。

【００３４】本発明の投影露光装置においては、前記複
数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成され
たアライメントマーク位置を検出するアライメント検出
器と、該アライメント検出器の検出結果に基づいて全露
光ショットの位置を推定して前記露光ショットを前記投
影光学系の露光画角に位置決めするアライメント手段
と、前記アライメントマーク近傍面と前記基板の被露光
基準面の傾斜差分値を測定する手段と、前記アライメン
トマーク露光形成時のアライメントマーク近傍面と前記
被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持する記憶手段
と、前記全露光ショットの位置推定に先立って前記傾斜
差分値と前記傾斜差分の履歴値との差分から前記アライ
メント位置の計測値を補正する手段をさらに具備するこ
とが好ましい。

【００３５】さらに、本発明の投影露光装置は、基板被
露光面の複数の露光ショットに原版パターンを投影光学
系を介して投影する投影露光装置において、前記複数の
露光ショットの一部のサンプルショットに形成されたア
ライメントマーク位置を検出するアライメント検出器
と、前記アライメントマーク近傍面の傾斜を測定する手
段とを備え、前記基板の最初の層の露光時に、露光ショ
ットの傾きに基づいて露光ショットの位置を補正するこ
とを特徴とする。

【００３６】さらに、本発明のデバイス製造方法は、上
述した投影露光装置を用いて基板を露光する工程を含む
製造工程によってデバイスを製造することを特徴とす
る。

【００３７】

【作用】本発明の投影露光装置によれば、基板被露光面
の複数の露光ショットの一部のサンプルショットに形成
されたアライメントマーク位置を検出するアライメント
検出器と、該アライメント検出器の検出結果に基づいて
全露光ショットの位置を推定して露光ショットを投影光
学系の露光画角に位置決めするアライメント手段と、ア
ライメントマーク近傍面と基板被露光基準面の傾斜差分
値を測定する手段を備えるとともに、アライメントマー
ク露光形成時のアライメントマーク近傍面と被露光基準
面の傾斜差分の履歴値を保持する記憶手段を備え、測定
された傾斜差分値と前記記憶手段に保持されている傾斜
差分の履歴値との差分からアライメント位置の計測値を
補正することにより、基板とピン間の異物挟入あるいは
基板吸着保持に起因する基板表面の変形等による基板面
分布応力によって発生する非線形シフト量を正確に算出
することができ、非線形シフトの位置補正を高精度に行
なうことが可能となり、アライメント精度とそれに伴な
うオーバーレイ精度を大きく向上させることができる。

【００３８】さらに、露光ショット位置に関しても、露
光前のフォーカス計測時に得られるａ層の各露光ショッ
ト傾きを履歴情報化して、ｂ層露光前に得られるフォー
カス計測値との差分から非線形シフトを算出することに
より、露光ショット位置を同様に高精度に補正すること
ができ、オーバーレイ精度の向上を図ることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００４０】図１は、本発明に係る投影露光装置の一実
施例の要部構成を概略的に図示する構成図であり、本実
施例の装置は、露光光源にパルス発振型のエキシマレー
ザを使用したいわゆるステップ・アンド・スキャン方式
のスキャナ型投影露光装置である。

【００４１】図１において、露光光源としてのパルス発
振型のエキシマレーザ１から放射された光束は、ビーム
整形光学系２により、強度および照明方向が均一な所望
のスリット形状の露光光束に整形され、原版としてのレ
チクル３に入射する。このレチクル３は、基板としての
ウエハ６に転写する素子パターンが形成されており、２
次元的に移動可能なレチクルステージ４上に載置され、
レチクルステージ４とともに位置制御される。

【００４２】照明されたレチクル３上の素子パターン像
は投影光学系５を介して光学的共役面にスリット形状に
集光結像される。投影光学系５は、縮小率が例えば１／
４または１／５の両側テレセントリック光学系である。
また、ウエハ（被露光基板）６は、ウエハステージ７上
にウエハチャック７ａを介して保持され、ウエハステー
ジ７とともに位置制御される。ウエハ６上には、予め露
光光によって化学反応を効果的に起こす感光材であるフ
ォトレジスト材料が薄く塗布されており、次工程のエッ
チングマスクとして機能する。

【００４３】露光フォーカス検出器８は、光束を放射す
る投光系８ａとウエハ６からの反射光の位置情報を検出
する受光系８ｂとから構成され、ウエハ６の被露光面の
面高さや傾きを検出する。走査露光時には、このフォー
カス検出器８の検出情報を基に、ウエハステージ７がウ
エハ６の被露光面をパターン像面と一致するよう制御を
行なう。このとき、レチクルステージ４とウエハステー
ジ７は投影光学系５に対し同期走行し、同時に、ウエハ
６はスリット光により露光され、ウエハ６上のフォトレ
ジスト層にパターンが転写される。また、アライメント
検出器９（図３を参照して後述する）は、ウエハ６のサ
ンプルショットに形成されたアライメントマーク位置を
検出し、ウエハステージ７の移動により複数のショット
位置を計測し、グローバルアライメントによりウエハを
位置決めする。

【００４４】図１において、１１〜１７は、本実施例の
投影露光装置の制御システムを構成する各構成要素で、
１１はステージ駆動制御系であり、レチクルステージ４
とウエハステージ７を駆動するドライバー機能をもつ。
１２は同期制御系であり、露光面位置制御まで含めた走
査露光時のレチクルステージ４とウエハステージ７の同
期走行制御を行なう。１３はフォーカス計測系であり、
フォーカス検出器８から入力されるウエハ高さ情報から
被検出面の高さと傾きを算出し、同期制御系１２に出力
する。１４はアライメント計測系であり、アライメント
検出器９から入力されるアライメントマーク信号からマ
ーク位置の算出を行なう。また、アライメント検出器９
に配設されたＡＭフォーカス検出系２６（図３参照）か
らの検出値からアライメントマーク近傍面の高さと傾き
の算出も行なう。１５は主制御部であり、記憶部１６に
記憶されているＪｏｂ（ウエハの露光ショットレイアウ
トや露光量等の露光条件、ウエハやレチクルの情報など
露光プロセスに必要な情報ファイル）に従って装置の露
光シーケンスを制御する。また、装置の起動停止や装置
固有の制御パラメータ、Ｊｏｂ情報の変更修正は、マン
マシンインターフェースもしくはメディアインターフェ
ースである入力部１７から主制御部１５に入力され、記
憶部１６に記憶される。

【００４５】次に、以上のように構成された本実施例に
おける各ステージの駆動制御およびフォーカス系につい
て説明する。ここで、投影光学系５の像平面と光軸の交
点を座標原点、像平面をＸＹ平面、光軸方向をＺ方向と
し、また、走査方向をＹ方向とする。そして、各ＸＹＺ
軸の右手系回転方向をωｘ、ωｙ、θ方向とする。

【００４６】レチクルステージ４は、ＸＹ平面上のＸＹ
θ軸位置決め制御ができるように構成され、ウエハステ
ージ７は６軸位置決め制御ができるように構成されてい
る。両ステージのアクチュエーター（不図示）はリニア
モータであり、ステージ駆動制御系１１より駆動電力が
供給される。また、両ステージにはそれぞれステージ位
置計測系（不図示）が配設されており、レチクルステー
ジ４にはＸＹθ３軸干渉計、ウエハステージ７にはＸＹ
Ｚωｘωｙθ６軸干渉計がそれぞれ配設され、これらの
干渉計により計測されたレチクルおよびウエハの両ステ
ージの位置は、ステージ駆動制御系１１に出力され、同
期制御系１２で処理された後、ステージ駆動量信号とし
て再びステージ駆動制御系１１に戻り、ステージ駆動電
流に変換される。

【００４７】露光時のＸＹθ方向の位置制御は、一方の
対象（マスター）に対して他方の対象（スレーブ）を追
従させるマスター・スレーブ方式を採用し、制御帯域が
より高いレチクルステージ４をスレーブ、ウエハステー
ジ７をマスターにしてＸＹθ方向の位置ずれを補正す
る。Ｚωｘωｙ方向の制御は、ウエハステージ７側で行
ない、フォーカス計測系１３で算出されるウエハ面の位
置傾き補正（Ｚ方向位置や面傾きωｘ、ωｙ）を行な
う。

【００４８】投影光学系５に対するウエハ６の被露光面
のＺ方向位置を計測するフォーカス検出器８は、６組の
投光系８ａと受光系８ｂが投影光学系５下の露光領域を
挟峙するように配設され、投光系８ａからはウエハ６上
に塗布されたフォトレジストの非感光波長の検出光を用
いた光束がウエハ６に斜入射されてスリット像を形成す
る。ウエハ６からの反射光は受光系８ｂ内の不図示のＣ
ＣＤ受光センサ面上でスリット像として再結像する。Ｃ
ＣＤ受光センサは結像したスリット像の位置を直接測定
し、基準位置からの差分からウエハ６上のスリット光と
ウエハ６の反射面自身の位置を算出する。

【００４９】フォーカス検出器８における露光スリット
光束に対する各６組の投光受光系の計測位置（Ｆａ，Ｆ
ｂ，Ｆｃ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃ）は、図２に示すように、
露光スリット光束に対し走査方向であるＹ方向に所定の
距離だけ離れるように設定されている。このように計測
位置を露光スリット光束から所定の距離だけ離している
には、露光に先だって計測を行なう（先読み計測）こと
により、フォーカシングに時間余裕を設けるためであ
り、また、露光スリット光束に対して対称的に配置する
ことにより、往復走査露光を可能にする。計測を行なう
計測スリットは３個を基本組としており（ここでは、Ｆ
ａ，Ｆｂ，ＦｃとＢａ，Ｂｂ，Ｂｃという組み合わせを
基本組とする）、露光スリット光束の長手方向であるＸ
方向に一致している。また、走査中は計測サンプル時間
にしたがって露光ショット内を所定ピッチごとに計測
し、各々の検出点でのＺ方向位置情報から露光スリット
領域の被検面高さと面傾きの算出を行なう。この算出は
フォーカス計測系１３で行なわれ、その算出値は、ステ
ージ干渉計の位置情報と同様に、同期制御系１２にて処
理され、処理後も同様にステージ駆動制御系１１によっ
てステージ駆動電流に変換され、ウエハステージ７をＺ
ωｘωｙ方向に駆動制御する。

【００５０】次に、アライメントシステムについて、ア
ライメント検出器９の概略構成を示す図３を参照して説
明する。

【００５１】アライメント検出器９は、ウエハ６の表面
上のアライメントマーク６ａの投影光学系５の光軸に垂
直な方向であるＸＹ方向位置の検出とともに、アライメ
ントマーク近傍面の高さと傾き、つまりＺωｘωｙ方向
の検出もできるように構成されている。すなわち、アラ
イメントマーク６ａの光軸方向の位置を検出するＡＭフ
ォーカス検出系としての機能を合わせもっている。この
アライメント検出器９は投影光学系５を介さずに検出を
行なうタイプであり、オフアキシス方式と呼ばれるもの
である。

【００５２】光源を含む照明光学系２１から出射した光
束は、ライトガイド２２を経由してアライメント検出器
９本体に出射され、ビームスプリッター２３で反射し、
ミラー２４を経て、ウエハ６上のアライメントマーク６
ａを照明する。ウエハ６上のアライメントマーク６ａに
よって反射した信号光は、再び順にミラー２４を経てビ
ームスプリッター２３に入射する。ビームスプリッター
２３に入射した信号光は、ビームスプリッター２３を透
過し、ＣＣＤカメラ２５の撮像面２５ａ上にアライメン
トマーク６ａの像を結像する。ＣＣＤカメラ２５からの
アライメントマーク像に基づく画像信号は、アライメン
ト計測系１４に転送され、アライメントマーク像と事前
に得たアライメント検出器９内にある基準マーク像（不
図示）の両者を比較し、アライメントマーク６ａのＸＹ
方向位置を計測する。

【００５３】また、アライメント検出器９に設けられた
ＡＭフォーカス検出系２６は、アライメント検出器の対
物光軸近傍でアライメントマーク近傍面が検出可能とな
るよう、光束を放射する投光系２６ａと反射光の位置情
報を検出する受光系２６ｂが検出器の対物光軸を挟んで
対称に設けられている。これらの投光系２６ａと受光系
２６ｂは全体として３個ずつ（不図示）搭載されてお
り、アライメントマーク６ａの近傍面の３点を計測する
ことにより、アライメントマーク近傍面のウエハ面位置
（高さ）と傾きが同時に測定可能である。

【００５４】次に、本実施例における基本シーケンスに
ついて図４に示すフローチャートにしたがって説明す
る。ここでは、ウエハバルク層から上に向かって順にａ
ｂｃの３パターン層から構成される半導体デバイスの製
造プロセスにおけるｂ層を露光する露光シーケンスを例
にとって説明する。ｂ層は、ａ層パターンのアライメン
トマークをターゲットに位置決めされ、また、ｃ層の位
置決めターゲット用にｂ層にもアライメントマークを露
光形成するものとする。

【００５５】ステップＳ１（Ｊｏｂ転送と露光シーケン
ス起動） 先ず、入力部１７からＪｏｂ名と露光シーケンス起動信
号を入力する。主制御部１５は、入力されたＪｏｂ名に
基づいて、記憶部１６から入力名と一致するＪｏｂを検
索し読み込む。ここで、Ｊｏｂには、露光ショットレイ
アウトや露光条件、ロット中の各ウエハ毎のａ層露光時
に形成されたｂ層用のアライメントマークの位置や非線
形シフトを算出するための傾き履歴情報、ｂ層露光時に
形成されるｃ層用のアライメントマーク位置等が含まれ
ている。

【００５６】露光ショットレイアウトとサンプルショッ
ト、およびアライメントマークの一例を図５の（ａ）お
よび（ｂ）に図示する。各格子は露光ショットを表わ
し、ハッチングを施したショット１０１〜１０４がサン
プルショットであり、隣接するショット間のクリアラン
スエリアであるスクライブライン１０５に、図５の
（ｂ）に示すように、ｂ層用のアライメントマーク１０
１ｂが形成されており、その近傍にｃ層用のアライメン
トマーク１０１ｃがｂ層露光によって形成される。

【００５７】読み込まれたＪｏｂの情報に沿ったシーケ
ンスパラメータが同期制御系１２や図示しないウエハ・
レチクル搬送制御系に転送される。

【００５８】ステップＳ２（ウエハ・レチクルロード） シーケンスパラメータが転送されたウエハ・レチクル搬
送制御系は、図示しないウエハ・レチクル搬送系を駆動
させ、ウエハ６およびレチクル３を、それぞれ、ウエハ
ステージ７およびレチクルステージ４に搬送する。この
ウエハ・レチクル搬送系による搬送時にウエハ６および
レチクル３はともに各ステージに対し粗い位置決めが行
なわれる。なお、搬送源は、シーケンスパラメータに従
うが、通常、ウエハは投影露光装置とインライン接続さ
れているコーターディベロッパから搬入され、レチクル
は投影露光装置内のレチクルストッカから搬入される。

【００５９】ステップＳ３（マークフォーカスおよびグ
ローバルアライメント計測） Ｊｏｂに沿ったサンプルショットのｂ層用アライメント
マークの高さ傾きと位置を次のような手順により計測す
る。

【００６０】ショット１０１のアライメントマーク１０
１ｂ（図５の（ｂ））がアライメント検出器９の検出視
野内に位置決めされるようにウエハ６が送り込まれる。
ウエハ６はショット配列格子の算出のためのアライメン
ト計測に入る前に、ＡＭフォーカス検出系２６により、
アライメントマーク１０１ｂの近傍面の高さＺ_101bおよ
び傾きωｘ_101bとωｙ_101bが測定され、アライメント検
出器９の検出面高さと一致するようにウエハ６が位置決
めされる。通常、この位置決めは、アライメントマーク
傾きによる検出高さの差は検出深度に対して小さく無視
できるために、高さ方向のみで行なう。

【００６１】位置決め後、アライメント検出器９にてア
ライメントマーク１０１ｂの位置をＸ、Ｙ両方向に関し
検出し、検出値はアライメント計測系１４にてＸＹ位置
（Ｘ _101b，Ｙ_101b）で算出される。ショット１０１のｂ
層用アライメントマーク１０１ｂの計測後、ウエハ６を
移動させてアライメント検出器９の検出視野内に隣接す
るｃ層用アライメントマーク１０１ｃを送り込み、その
近傍面の高さＺ_101cおよび傾き値ωｘ_101cとωｙ_101cを
計測する。なお、ｂ層用およびｃ層用の各アライメント
マークが十分に近接していて、互いの面傾きがほぼ等し
く、ωｘ_101b＝ωｘ_101c、ωｙ_101b＝ωｙ_101cと見做せ
る場合はこの計測を行なわない。この計測を行なうか否
かの判断は、ｂ層用およびｃ層用の各アライメントマー
ク間の距離により主制御部にて判断するように構成す
る。

【００６２】次に、ウエハ６をウエハステージ７により
移動させて、ショット１０２をアライメント検出器９の
検出視野内に送り込み、以下、ショット１０４の計測終
了まで、ショット１０１の計測と同様の計測を繰り返
す。

【００６３】そして、これらの検出結果は、アライメン
ト計測系１４から主制御部１５に転送される。

【００６４】ステップＳ４（グローバルチルトと非線形
シフト量算出と線形補正式の算出） 全アライメント計測終了後、主制御部１５において、高
さ計測値Ｚ_101b〜Ｚ_{10 4b}から最小自乗近似による一次平
面と、ウエハステージ走行面（ウエハ像面）に対するウ
エハ全面の傾きωｗｘ、ωｗｙを算出し、この一次平面
がウエハ像面と一致するようにウエハステージ７のＺω
ｘωｙ方向を補正する。この補正シーケンスをグローバ
ルチルト補正と呼ぶ。

【００６５】次いで、アライメントマークの非線形シフ
ト量を算出するためのアライメントマーク近傍面の傾き
（［ωｘ_ib］、［ωｙ_ib］）（なお、ｉ＝１０１〜１０
４であり、以下同様とする。）を求める。このアライメ
ントマーク近傍面の傾きは、ウエハ全面の傾き（ωｗ
ｘ、ωｗｙ）を考慮し、アライメントマーク計測時にお
けるその近傍面の傾きとアライメントマークの露光形成
時における近傍面の傾きとの差から算出することができ
る。ここで、アライメントマーク計測時におけるその近
傍面の傾きは、ステップＳ３において計測された値（ω
ｘ_ib、ωｙ_ib、ωｘ_ic、ωｙ_ic）であり、アライメント
マークの露光形成時における近傍面の傾き（すなわち、
ａ層露光時に形成されるｂ層用アライメントマーク近傍
面の傾き［ωｘ_iab ］、［ωｙ_iab ］）は、本実施例に
おいては、ａ層露光時に、ＡＭフォーカス系でａ層露光
の前にあるいは後に測定算出されて、予め履歴情報化さ
れ、記憶部１６のＪｏｂ内に保存されている。

【００６６】そこで、非線形シフト量を算出するための
アライメントマーク近傍面の傾き（［ωｘ_ib］、［ωｙ
_ib］）は、Ｊｏｂ内のａ層露光時に形成されるｂ層用ア
ライメントマークの近傍面の傾き［ωｘ_iab ］、［ωｙ
_iab ］を記憶部１６から読み出し、次式（１）および
（２）から求めることができる。 ［ωｘ_ib］＝ωｘ_ib−ωｗｘ−［ωｘ_iab ］ ……（１） ［ωｙ_ib］＝ωｙ_ib−ωｗｙ−［ωｙ_iab ］ ……（２）

【００６７】そして、同時に、ｂ層露光時に形成するｃ
層用アライメントマークの近傍面の傾き（［ωｘ
_ibc ］、［ωｙ_ibc ］）は、ステップＳ３において計測
されたｃ層用アライメントマークの近傍面の傾きω
ｘ_ic、ωｙ_icから、次式（３）および（４）で算出する
ことができ、 ［ωｘ_ibc ］＝ωｘ_ic−ωｗｘ ……（３） ［ωｙ_ibc ］＝ωｙ_ic−ωｗｙ ……（４） これらの値（［ωｘ_ibc ］、［ωｙ_ibc ］）は、記憶部
１６の次プロセスのｃ層露光用Ｊｏｂ内に当該ウエハの
アライメントマーク傾き履歴情報として自動的に保存さ
れ、ｃ層露光時に使用されることとなる。

【００６８】また、非線形シフト量Δｘ_i 、Δｙ_i は前
記の算出されたアライメントマーク近傍面の傾き［ωｘ
_ib］および［ωｙ_ib］から計算でき、次式（５）および
（６）のように、アライメント計測値Ｘ_i 、Ｙ_i を補正
して、真値［Ｘ_i ］および［Ｙ_i ］を得ることができる
（なお、ここでウエハの厚さを２ｈとする）。 ［Ｘ_i ］＝Ｘ_i −Δｘ_i ＝Ｘ_i −ｈ×［ωｘ_ib］ ……（５） ［Ｙ_i ］＝Ｙ_i −Δｙ_i ＝Ｙ_i −ｈ×［ωｙ_ib］ ……（６） そして、これらの真値［Ｘ_i ］および［Ｙ_i ］より位置
に対する線形補正式を作成して全ショット位置を推定す
る。

【００６９】ステップＳ５（露光） 露光スリット光束位置をウエハ６上の第１露光ショット
領域の走査開始位置と一致させてから走査露光を行な
う。走査開始時は、ウエハ面はグローバルチルト補正に
よりステージ走行面と一致させ、露光直前のフォーカス
先読み計測値に従い、ウエハステージのＺωｘωｙを制
御してショット領域のフォーカシングを行ないながら走
査露光をする。露光終了後直ちに次ショット領域に移動
し次走査露光開始位置に位置決めし、その後同様に走査
露光を繰り返す。ショット領域はウエハ上に２次元格子
状に配列されており、通常、Ｘ方向同列のショットが順
に露光され、同一列の露光が終了した後、Ｙ方向にステ
ップし露光対象ショット列を変えて露光を続ける。

【００７０】ステップＳ６（ウエハアンロードと終了） 走査露光を反復して行ない全ショットの露光が終了した
後、ウエハ６をウエハステージ７からアンロードして終
了する。なお、引き続き露光を行なう際には、次露光ウ
エハに交換される。

【００７１】以上の露光シーケンスを行なうことによ
り、ピンとウエハ間の異物挟入、あるいはウエハ吸着保
持に起因するウエハ表面の変形等によるウエハ面分布応
力によって発生する非線形シフト量を正確に算出するこ
とができ、グローバルアライメントによる正しい位置線
形補正式が得られ、アライメント精度とそれに伴なうオ
ーバーレイ精度を大きく向上させることができる。ま
た、次層の露光プロセスに使用するアライメントマーク
の傾き履歴情報も自動的に得られる。なお、本実施例の
露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式のスキャ
ナ型として説明したが、ステッパ型の露光装置でも全く
同様に適用することが可能である。

【００７２】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００７３】前述した実施例では、アライメントマーク
近傍面の傾き履歴情報を用いてアライメントマークの非
線形シフトを補正するようにしたが、同様に、露光ショ
ット位置の補正に適用することもできる。すなわち、露
光前のフォーカス計測時に得られるａ層の各露光ショッ
ト傾きを履歴情報化して、ｂ層露光前に得られるフォー
カス計測値との差分から非線形シフトを算出することに
より、露光ショット位置を補正することができる。この
場合にも、露光ショット自身の位置シフト量として履歴
情報化し、次層露光ショットの露光位置に反映させる必
要がある。

【００７４】また、露光ショットの位置シフト量の履歴
情報に基づき、サンプルショットのアライメントマーク
位置のシフト量を、次層の露光プロセスのアライメント
計測値から減算してグローバルアライメントの線形補正
式を算出するようにし、アライメントマークの位置校正
をすることもできる。

【００７５】なお、本実施例の露光ショットの非線形シ
フト補正は、露光装置がスキャナ型である場合には、露
光ショット内のスキャン方向全域で可能となるが、ステ
ッパ型の露光装置においては、露光ショットの中心位置
のみの補正となる。

【００７６】このように、本実施例では、各露光ショッ
トで発生する非線形シフトまで補正することができ、オ
ーバーレイ精度の大幅な向上が可能となる。

【００７７】また、下地パターンとのアライメントを行
なわない第１層であるａ層露光時において、各露光ショ
ット傾きによる非線形シフト量を露光ショット位置に反
映させることもできる。このとき、各露光ショットに傾
きがなくなった場合に絶対格子に対する非線形シフトが
解消するため、逆にいえば傾きに比例して非線形シフト
が発生することを意味する。したがって、前層の露光プ
ロセスにおける各露光ショット傾きの履歴情報を用いる
ことなく、当該層露光ショットの傾き量に比例して露光
位置を補正するのみでよい。また、アライメントマーク
に関しては、マーク近傍傾きとマークの該当サンプルシ
ョット露光時の非線形シフト量を履歴情報化してグロー
バルアライメントに反映させる。

【００７８】次に、上述した本発明の投影露光装置を利
用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。

【００７９】図７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Ｓ
１１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行な
う。ステップＳ１２（マスク製作）では設計したパター
ンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ１３
（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いて
ウエハを製造する。ステップＳ１４（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Ｓ１５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップＳ１４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Ｓ１６（検査）では
ステップＳ１５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、これが出荷（ステップ
Ｓ１７）される。

【００８０】図８は、上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ２１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（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Ｓ２
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ２５（レジスト処理）ではウエハにレジストを
塗布する。ステップＳ２６（露光）では上記説明した投
影露光装置によってマスクの回路パターンをウエハの複
数のショット領域に並べて焼き付け露光する。ステップ
Ｓ２７（現像）では露光したウエハを現像する。ステッ
プＳ２８（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Ｓ２９（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が形成される。

【００８１】このようなデバイスの製造方法を用いれ
ば、従来は製造が困難であった高集積度のデバイスを安
定的に低コストで製造することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ等の基板チャッキング時の基板面方向歪みによる
アライメントマークや露光ショットの非線形シフトを正
確に算出して位置補正を行なうことができ、非線形シフ
トの位置補正を行なった上で露光を行なうことにより、
オーバーレイ精度を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投影露光装置の一実施例の要部構
成を概略的に図示する構成図である。

【図２】本発明に係る投影露光装置の一実施例における
露光フォーカス検出器による露光スリット光束に対する
計測位置を示す図である。

【図３】本発明に係る投影露光装置の一実施例における
アライメント検出器の構成を概略的に示す図である。

【図４】本発明に係る投影露光装置の一実施例における
基本シーケンスのフローチャートである。

【図５】（ａ）は露光ショットレイアウトとサンプルシ
ョットの一例を示す図であり、（ｂ）はアライメントマ
ークの配置関係を示す図である。

【図６】ピンコンタクトチャックに吸着保持されたウエ
ハにおける非線形シフトを説明するための模式図であ
る。

【図７】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャー
トである。

【図８】ウエハプロセスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 露光光源（エキシマレーザ） ２ ビーム整形光学系 ３ レチクル（原版） ４ レチクルステージ ５ 投影光学系 ６ ウエハ（基板） ６ａ アライメントマーク ７ ウエハステージ ７ａ ウエハチャック ８ （露光）フォーカス検出器 ８ａ 投光系 ８ｂ 受光系 ９ アライメント検出器 １１ ステージ駆動制御系 １２ 同期制御系 １３ フォーカス計測系 １４ アライメント計測系 １５ 主制御部 １６ 記憶部 １７ 入力部 ２１ 照明光学系 ２３ ビームスプリッター ２４ ミラー ２５ ＣＣＤカメラ ２６ ＡＭフォーカス検出系 ２６ａ 投光系 ２６ｂ 受光系 １０１〜１０４ サンプルショット １０１ｂ、１０１ｃ アライメントマーク １０５ スクライブライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野川 秀樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 塚本 泉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 JA04 JA38 JA50 MA27 PA09 5F046 BA04 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC16 DA05 DA14 DB05 DC10 DD06 ED02 FA10 FA17 FC04 FC05

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板被露光面の複数の露光ショットに原
   版パターンを投影光学系を介して投影する投影露光装置
   において、前記複数の露光ショットの一部のサンプルシ
   ョットに形成されたアライメントマーク位置を検出する
   アライメント検出器と、該アライメント検出器の検出結
   果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前記露光
   ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決めするア
   ライメント手段と、前記アライメントマーク近傍面と前
   記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段と、
   前記アライメントマーク露光形成時のアライメントマー
   ク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分の履歴値を保持
   する記憶手段と、前記全露光ショットの位置推定に先立
   って前記傾斜差分値と前記傾斜差分の履歴値との差分か
   ら前記アライメント位置の計測値を補正する手段を具備
   することを特徴とする投影露光装置。
2. 【請求項２】 前記アライメントマーク近傍面と前記基
   板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前記
   アライメント検出器に設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の投影露光装置。
3. 【請求項３】 当該露光に関するアライメントマーク近
   傍面と基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定し履歴値
   として前記記憶手段に保存することを特徴とする請求項
   １または２記載の投影露光装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、当該露光に関する電子
   ファイルであるＪｏｂファイルのパラメータとして前記
   履歴値を保持または保存することを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
5. 【請求項５】 前記被露光基準面の傾斜面は、グローバ
   ルチルト面であることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれか１項に記載の投影露光装置。
6. 【請求項６】 基板被露光面の複数の露光ショットに原
   版パターンを投影光学系を介して投影する投影露光装置
   において、基板被露光面に形成されたアライメントマー
   クの位置を検出する第１の検出器と、該アライメントマ
   ーク近傍面の高さと傾きを計測する第２の検出器とを備
   えたことを特徴とする投影露光装置。
7. 【請求項７】 前記第２の検出器の計測値に基づいて、
   前記第１の検出器の計測値の補正を行なうことを特徴と
   する請求項６記載の投影露光装置。
8. 【請求項８】 前記アライメントマーク露光形成時のア
   ライメントマーク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分
   の履歴値を保持する記憶手段と、前記アライメントマー
   ク近傍面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を求め
   る手段とを備え、該傾斜差分値と該履歴値との差分に基
   づいて前記アライメント位置の計測値を補正することを
   特徴とする請求項６または７記載の投影露光装置。
9. 【請求項９】 基板被露光面の別パターンが転写された
   複数の露光ショットに原版パターンを投影光学系を介し
   て投影する投影露光装置において、前記被露光基準面に
   対する全露光ショットの高さおよび傾きである当該ショ
   ットフォーカス値を測定して前記投影光学系の前記原版
   パターン像面と一致させるフォーカス手段と、前記別パ
   ターンの転写露光時の被露光基準面に対する高さおよび
   傾きである別パターンフォーカス値の履歴値を保持する
   記憶手段と、前記当該ショットフォーカス値と前記別パ
   ターンフォーカス値の履歴値の差分から、前記露光ショ
   ット位置を補正する手段と、次回の露光プロセスのアラ
   イメントに使用する前記複数の露光ショットの一部のサ
   ンプルショットの露光ショット位置の補正量を履歴値と
   して保持し、次回の露光プロセスのアライメント時に前
   記履歴値をオフセットとして反映する手段とを具備する
   ことを特徴とする投影露光装置。
10. 【請求項１０】 前記記憶手段は、当該露光に関する電
    子ファイルであるＪｏｂファイルのパラメータとして、
    前記２つの履歴値を保持または保存することを特徴とす
    る請求項９記載の投影露光装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の露光ショットの一部のサン
    プルショットに形成されたアライメントマーク位置を検
    出するアライメント検出器と、該アライメント検出器の
    検出結果に基づいて全露光ショットの位置を推定して前
    記露光ショットを前記投影光学系の露光画角に位置決め
    するアライメント手段と、前記アライメントマーク近傍
    面と前記基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手
    段と、前記アライメントマーク露光形成時のアライメン
    トマーク近傍面と前記被露光基準面の傾斜差分の履歴値
    を保持する記憶手段と、前記全露光ショットの位置推定
    に先立って前記傾斜差分値と前記傾斜差分の履歴値との
    差分から前記アライメント位置の計測値を補正する手段
    をさらに具備することを特徴とする請求項９または１０
    記載の投影露光装置。
12. 【請求項１２】 前記アライメントマーク近傍面と前記
    基板の被露光基準面の傾斜差分値を測定する手段は、前
    記アライメント検出器に設けられていることを特徴とす
    る請求項１１記載の投影露光装置。
13. 【請求項１３】 基板被露光面の複数の露光ショットに
    原版パターンを投影光学系を介して投影する投影露光装
    置において、前記複数の露光ショットの一部のサンプル
    ショットに形成されたアライメントマーク位置を検出す
    るアライメント検出器と、前記アライメントマーク近傍
    面の傾斜を測定する手段とを備え、前記基板の最初の層
    の露光時に、露光ショットの傾きに基づいて露光ショッ
    トの位置を補正することを特徴とする投影露光装置。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれか１項に
    記載の投影露光装置を用いて基板を露光する工程を含む
    製造工程によってデバイスを製造することを特徴とする
    デバイス製造方法。