JP2009302154A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
レチクルとウェハ（ウェハステージ）との位置合わせ計測に用いる手順を状況に応じて変更させるようにした露光装置及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】
原板（レチクル）ステージに保持された原板を基板（ウェハ）ステージに保持された基板に位置合わせして原板のパターンを基板に投影し基板を露光する露光装置であって、原板に付されたマークと基板ステージに付されたマークとの位置関係を計測する計測部と、原板に付されたマークと基板ステージに付されたマークとを計測部の視野内に入れて計測部に計測を実行させる制御部とを具備し、制御部は、第１の手順（第１の手順は、第２の手順よりも計測部による原板に付されたマークの計測回数が少ない）及び第２の手順を少なくとも含む複数の手順のいずれかにしたがって計測部に計測を実行させ、当該実行した計測により得られた結果に応じて位置合わせを行なうように構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の対象物を相互に位置合わせする露光装置及びデバイス製造方法に関する。
半導体素子製造用の露光装置では、回路パターンの微細化に伴い、原板（以下、レチクルと言う）上に形成されている電子回路パターンと基板（以下、ウェハと言う）上のパターンとを高精度にアライメントすることが要求されている。
近年、露光装置においては、処理速度を向上させるため、ウェハを保持、移動するためのウェハステージを装置内に複数台備えた装置が提案されている。例えば、ウェハステージが２つ設けられた露光装置には、ウェハのアライメント誤差、フォーカス情報を計測する計測エリアと、計測エリアでの計測結果に基づいてレチクルのパターンをウェハに転写する露光エリアとが設けられる。各ウェハステージは、露光処理シーケンスに応じて装置内の２つのエリアを行き来することになる。
各エリアには、ウェハステージの位置を計測する干渉計が設けられる。各干渉計は、各エリアにおいてウェハステージの位置の計測を行なうが、ウェハステージのエリアが切り替わる度に、計測対象となるステージの情報を切り替える必要がある。これは、干渉計によるウェハステージの位置の計測は、絶対位置を保証するものではなく、位置の変化を計測するためである。そのため、ウェハステージが計測エリアから露光エリアに移動し、干渉計が切り替えられると、ウェハステージは微量ながらも位置誤差を持つこととなる。
干渉計の切り替えにより生じるウェハステージの位置誤差の計測には、例えば、ＴＴＲ（Throug The Reticle）計測が用いられる。ＴＴＲ計測では、レチクルに付されたマークとウェハステージに付されたウェハステージ基準マークとの位置ずれを、露光レンズを通してダイレクトに検出する（特許文献１、特許文献２参照）。より詳細には、レチクルに付されたマークとウェハステージ基準マークとを計測器の視野内に入れて位置合わせすることにより、レチクルの変形誤差や置き誤差とウェハステージの位置誤差との相対誤差を計測する。また、この計測方法では、装置内雰囲気や露光熱により投影光学系の収差が変動して生じる誤差成分についても計測することができる。
このようにして露光装置では、レチクル、ウェハ、ステージ、投影光学系における各位置誤差を補正演算し、露光ショットの正確な位置を算出する。そして、露光装置は、レチクルステージ、ウェハステージをスキャン＆ステップ駆動し、また更に、投影光学系による結像特性を補正しながら、各ショットにおいて順次露光を行なう。
特開２００５−１７５４００号公報 特開平０５−０４５８８９号公報
干渉計の切り替えにより生じるウェハステージの位置誤差等を補正するための計測に際して、レチクルの変形誤差や置き誤差、及びウェハステージの位置誤差をそれぞれ算出する場合、レチクル上下に付された複数のマークのずれ量を計測する必要性がでてくる。
例えば、図７に示すように、レチクルの上部、下部にそれぞれ、Ｘ方向の変位を計測できるマーク群ＸＵ及びＸＤ、Ｙ方向の変位を計測できるマーク群ＹＵ及びＹＤが配置されているものとする。ここで、特許文献１や特許文献２に記載された計測器を用いると、露光スリットの長手方向の線上に並んだＹＵ、ＸＵのマーク群を同時に計測することができる。また同様にＹＤ、ＸＤのマーク群も同時に計測することができる。しかし、レチクルの上部、下部に分かれたマーク群（例えば、ＸＵ、ＸＤ）の両方を計測する場合は、レチクルステージを駆動しなければならない。
ここで、ウェハステージとレチクルとの相対回転誤差（ウェハステージの位置誤差）は、ＹＵＬ、ＹＵＲのずれ量の差分を元にして算出するため、ＹＵマーク群（或いはＹＤマーク群）のみを計測すればよい。これに対して、レチクルとレチクルステージとの相対回転誤差（レチクルの置き誤差）は、レチクルステージのＹ軌道に対するＸマークの上下差から算出するため、ＸＵ、ＸＤ両方のマーク群を計測しなければならない（図８参照）。なお、図８では、簡略化のためＸＵＲ、ＸＤＲマークのみ記載している。
また、レチクルが露光負荷を受けて物理的に膨張した場合にも、その誤差を計測する必要性が生じてくる。Ｘ方向のレチクル膨張誤差（レチクルの変形誤差）は、ＸＵＬ、ＸＵＲのずれ量の差分から算出するため、ＸＵマーク群（或いはＸＤマーク群）のみを計測すればよい。これに対して、Ｙ方向のレチクル膨張誤差（レチクルの変形誤差）は、Ｙずれ量の差分を計測するため、ＹＵ、ＹＤ両方のマーク群を計測しなければならない。
このようにレチクルの変形や置き位置により生じる誤差の計測には、同時に計測できないマーク群の計測が必要となってしまう場合がある。仮に、高速処理可能な計測器を用いて１マーク辺り数１０〜数１００ｍｓｅｃで計測したとしても、ウェハ処理のスループットの低下は避けられない。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レチクルとウェハ（ウェハステージ）との位置合わせ計測に用いる手順を状況に応じて変更させるようにした露光装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、原板ステージに保持された原板を基板ステージに保持された基板に位置合わせして該原板のパターンを該基板に投影し該基板を露光する露光装置であって、前記原板に付されたマークと前記基板ステージに付されたマークとの位置関係を計測する計測部と、前記原板に付されたマークと前記基板ステージに付されたマークとを前記計測部の視野内に入れて前記計測部に計測を実行させる制御部とを具備し、前記制御部は、第１の手順及び第２の手順を少なくとも含む複数の手順のいずれかにしたがって前記計測部に計測を実行させ、前記実行した計測により得られた結果に応じて前記位置合わせを行なうように構成され、前記第１の手順は、前記第２の手順よりも前記計測部による前記原板に付されたマークの計測回数が少ないことを特徴とする。
また、本発明の一態様によるデバイスの製造方法は、上記のような露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記工程で露光された基板を現像する工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、原板と基板（基板ステージ）との位置合わせ計測に用いる手順を状況に応じて変更させる。これにより、例えば、原板と基板ステージとの相対位置関係の位置合わせの精度を維持しつつ、原板の変形誤差や回転誤差等の計測に伴った原板ステージの駆動を起因としたスループットの低下を抑制させられる。
以下、本発明に係わる露光装置及びデバイス製造方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１、図２は、本発明の一実施の形態に係わる露光装置の構成の一例を示す図である。図１は装置を上方から見た図であり、図２は装置を側面から見た図である。なお、図１、図２に示す露光装置は、複数（この場合、２つ）のウェハステージを有する。
図１、図２において、１は原板であるレチクル（マスク）、２はレチクルを保持した状態で移動するレチクルステージ（原板ステージ）である。５、６は基板であるウェハ７を保持して任意の位置に移動するウェハステージ（基板ステージ）である。
９はレーザー干渉計であり、各ウェハステージ５、６は、このレーザー干渉計９によりその位置を正確に制御される。ウェハ７は、ウェハ搬送手段（不図示）により、装置外から運ばれ、ウェハステージ５或いはウェハステージ６に保持される。ウェハステージ５及びウェハステージ６は、露光処理シーケンスに応じて装置内の２つのエリア（第１のエリア、第２のエリア）を行き来することになる。
第１のエリアは、ウェハ７のアライメント誤差、フォーカス情報を計測する領域（図中、１２の破線で囲まれた領域）である。以下、この第１のエリアを「計測エリア」と呼ぶ。また、第２のエリアは、計測エリア１２で計測されたウェハ７の情報に基づいてレチクル１のパターンを投影光学系３を通してウェハ７に転写する領域（図中、１１の破線で囲まれた領域）である。以下、この第２のエリアを「露光エリア」と呼ぶ。
計測エリア１２では、ウェハアライメントスコープ４を用いて、ウェハ７の平面方向、鉛直方向の変位、変形情報を計測する。ウェハアライメントスコープ４は、ウェハ上のパターンを計測しウェハのＸＹ方向のずれを計測するための顕微鏡、ウェハ上の各点の高さ情報を検出するためのレベリング計測器の機能を具備する計測部として機能する。計測エリア１２におけるウェハ７の変位や変形情報の計測は、露光エリア１１においてウェハ７の露光処理を行なっている間に行なわれる。したがって、複数ステージを有する露光装置は、単一のウェハステージを有する装置に比べて、処理速度及び精度がともに向上する。
レーザ干渉計９は、ウェハステージ５、６の位置を計測するが、双方のウェハステージの移動エリアが切り替わる度に、計測対象となるステージの情報を切り替える必要がある。上述した通り、レーザ干渉計９は絶対位置を保証するものではなく、位置の変化を計測するためである。そのため、ウェハステージ５、６が計測エリア１２から露光エリア１１に移動し、レーザー干渉計９が切り替えられると、ステージは微量ながらも位置誤差を持つこととなる。干渉計の切り替えにより生じるウェハステージ５、６の位置（姿勢を含む）の誤差には、平面方向のずれ、高さ、回転、傾き等の誤差成分が考えられる。露光装置においては、レチクル１とウェハ７とを高精度に位置合わせしなければならないため、微量であってもこれらのステージ誤差を計測、補正する必要がある。例えば、ウェハステージ５、６にリジッドに固定されたガラス基板上におけるマークパターンの位置情報を検出し、ウェハステージ５、６の位置誤差を計測する方法が知られている。図１、図２では、８に示すウェハステージ基準マーク（以下、ステージ基準マーク）と呼ばれるガラス基板がウェハステージ５、６の各ステージ上に具備される。計測エリア１２でのステージ位置誤差は、ウェハアライメントスコープ４を用いてステージ基準マーク上のパターンを検出することによって計測、補正される。
ウェハステージ５、６の変位を計測する場合は、図４に示すＸＵ／ＹＵ或いは、ＸＤ／ＹＤのいずれか１組のマーク群のみを計測すればよく、レチクルステージ２の駆動は伴わない。一方、レチクル１の変形誤差、置き誤差を計測するには、上述したＸＵ、ＹＵ、ＸＤ、ＹＤのマークの計測が必要となり、レチクルステージ２の駆動が伴う。なお、レチクル１の置き誤差は、レチクル交換が行なわれた時に発生し、それ以降では無視できるほど微量にしか変わらない。また、１枚のレチクルに対して多数のウェハ群を処理する場合、ロット内の先頭にのみレチクル交換が発生し、ロット内における処理ではレチクル交換が行なわれない。これらの処理の特徴から本実施形態においては、ロット先頭でレチクル交換が行なわれた時にのみ、レチクルの置き誤差を計測する。すなわち、ロットの先頭において、ＸＵ／ＹＵ、ＸＤ／ＹＤのマーク群を計測し、以後、同一レチクルを用いたロット内における処理においては、ウェハステージの変位のみを補正するために、ＸＵ／ＹＵ或いはＸＤ／ＹＤいずれか一方のマーク群のみを計測する。そうすることにより、ロット内２枚目以降のウェハ処理においては、レチクルマークの計測回数を減らすことができる。また、ロットの先頭でレチクル置き誤差の補正が行なわれているため、当該誤差による影響も受けない。
ここで、図３を用いて、図１、図２に示す露光装置における露光処理シーケンスについて説明する。ここでは、干渉計の切り替えにより生じるステージ誤差を補正してレチクルとウェハとを位置合わせする処理を重点的に取り上げて説明する。なお、説明の便宜上、図１、図２の５に示すウェハステージ（１）が計測エリア１２に存在する状態で処理が開始されるものとし、また、図１、図２の６に示すウェハステージ（２）の処理の説明については省略する。ウェハステージ（１）、（２）は独立に並行動作でき、計測エリア１２において、ウェハステージ（１）が処理状態にあれば、ウェハステージ（２）は、露光エリア１１において、ウェハステージ（１）と同様に処理状態にある。
露光装置は、まず、制御部（例えば、不図示の装置制御用のコンピュータ）において、レチクル搬送手段（不図示）を制御し、レチクル１をレチクルステージ２に搬入する（ステップＳ１０１）。レチクル搬送手段は、メカニカルな誤差を持っているため、レチクルステージ２に搬入されるレチクル１の置き誤差はレチクル１が搭載される度、変位する。なお、レチクル１の置き誤差は、後述の処理（ステップＳ１０６）で計測される。次に、露光装置は、制御部において、ウェハ搬送手段（不図示）を制御し、露光処理対象であるウェハ７をウェハステージ５に搬入する（ステップＳ１０２）。ウェハステージ５に搭載されたウェハ７は、位置（姿勢を含む）誤差を有している。このウェハ搭載時に生じる誤差は、ウェハ７の置き誤差、外形基準からのパターンずれ、厚み、パターンの高さ方向ずれ等を起因として生じる。
レチクルステージ２及びウェハステージ５の搬入が済むと、露光装置は、計測エリア１２におけるウェハステージ５の位置を計測する（ステップＳ１０３）。この計測は、制御部による制御に基づいて行なわれる。ステップＳ１０３における計測処理では、計測エリア１２に設けられたアライメントスコープ４を用いてステージ基準マーク８が計測され、ウェハアライメントスコープ４を基準にしたウェハステージの正確な位置が算出される。結果としてウェハステージが本来あるべき位置からの変位（位置誤差）が検出される。このとき、露光装置は、制御部において、ウェハステージ５の位置誤差をデータＡとしてＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリに保持する。なお、ステップＳ１０１の処理におけるレチクル搬入、ステップＳ１０２の処理におけるウェハ搬入、ステップＳ１０３におけるウェハステージの位置誤差の計測は、図３に示す順序通りに行なう必要はない。例えば、各処理の順序は入れ替わってもよいし、また可能であれば並行に処理されてもよい。
露光装置の制御部は、アライメントスコープ４を用いて、ステップＳ１０２におけるウェハ搭載時に生じた誤差を計測する。具体的には、ウェハ７のＺ高さ、ウェハ上パターンのＸＹずれを計測し、ウェハ７及びウェハ上の各露光ショットにおける位置誤差を計測する（ステップＳ１０４）。ここで、計測されたウェハ７及び各ショットの位置誤差は、データＢとしてデータＡ同様にＲＡＭ等のメモリに保持される。
次に、露光装置は、制御部において、ウェハ駆動機構を制御し、計測エリア１２から露光エリア１１にウェハステージ５を駆動させる（ステップＳ１０５）。この駆動により、ウェハステージの位置制御に使われるレーザー干渉計９が切り替わる。つまり、露光エリア１１におけるウェハステージ５は、レーザー干渉計９の切り替えにより、例えば、ＸＹ変位、θ回転、Ｚ変位、傾きといった位置誤差を有する。
露光エリア１１にウェハステージが駆動されると、露光装置は、制御部において、干渉計の切り替えにより生じたウェハステージ５の位置誤差等を計測する（ステップＳ１０６）。上述した通り、この誤差の計測には、例えば、ＴＴＲ計測が用いられる。すなわち、レチクル１に付されたマークとウェハステージ５に付されたステージ基準マークとをアライメントスコープ４の視野内に入れて位置合わせすることにより、レチクルの変形誤差や置き誤差とウェハステージの位置誤差との相対誤差を計測する。また同時に、装置内雰囲気や露光熱により投影光学系３の収差が変動して生じる誤差成分についても計測する。露光装置は、制御部において、この工程で得られたウェハステージの位置誤差をデータＣとしてＲＡＭ等のメモリに保持する。なお、ステップＳ１０６の処理では、ＴＴＲ計測により各種位置誤差を計測するが、この処理では従来、レチクルの変形誤差や置き誤差の計測、ウェハステージの位置誤差の計測等が一律に全て行なわれるのが一般であった。これに対して本実施形態においては、必ずしもこの処理全てを行なわない。このステップＳ１０６における処理の詳細については後述するが、例えば、レチクルの置き誤差等の計測は、ロット先頭でレチクル交換が行なわれた時にのみ行なうことになる。
続いて、露光装置は、制御部において、上述した処理でＲＡＭ等に格納されたデータＡ、データＢ、データＣから、レチクル、ウェハ、ステージ、投影光学系の各位置誤差を補正演算して、露光ショットの正確な位置を算出する。そして、制御部は、その結果に基づいてレチクルステージ２、ウェハステージ５をスキャン＆ステップ駆動、更に、投影光学系３による結像特性を補正しながら、各ショットにおいて順次露光を行なう（ステップＳ１０７）。
一連のショットが済んだ後、露光装置は、制御部において、レチクル交換処理が必要であるか否かの判定を行なう。レチクル交換は、例えば、複数のレチクルパターンの多重露光を行なう場合に必要となる。なお、多重露光とは、同一の露光ショットで複数のレチクルパターンをウェハに転写する露光方法である。レチクル交換が必要な場合は（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、レチクル交換処理を行なった後（ステップＳ１０９）、再度、レチクルとウェハステージとの相対誤差を算出するために、ステップＳ１０６処理に戻る。また、一枚のウェハ上で処理すべきレチクルがない場合には（ステップＳ１０８でＮＯ）、露光装置は、制御部において、ウェハ駆動機構を制御し、ウェハステージ５を計測エリア１２に駆動する（ステップＳ１１０）。この結果、ウェハ搬送手段によりウェハが露光装置外へ搬出される（ステップＳ１１１）。
その後、露光装置は、制御部において、処理すべきウェハが存在するか否かを判断し、処理すべきウェハが存在すれば（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、再度、ステップＳ１０２の処理に戻る。処理すべきウェハが存在しない場合には（ステップＳ１１２でＮＯ）、この露光処理シーケンスを終了する。
このように上述した一連の露光処理シーケンスを実行することで、ウェハやレチクルを搬入する際に生じる誤差や、干渉計の切り替えにより生じる誤差が検出された場合であっても、レチクルとウェハ（ウェハステージ）とを正確に位置合わせすることができる。
ここで、図３のステップＳ１０６における処理の詳細な流れについて説明する。具体的には、ＴＴＲ計測により干渉計の切り替えにより生じるウェハステージの位置誤差等を計測する際の処理の詳細について説明する。
この処理が開始されると、露光装置は、制御部において、直前にレチクル交換が行なわれたか否かを判定する。すなわち、レチクル交換が行なわれた直後の露光処理シーケンスであるか否かの判定を行なう。直前にレチクル交換が行なわれていれば（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、露光装置は、制御部において、第２の手順に従った計測処理を開始する。この計測処理手順では、まず、レチクル１に付されたＸＵ／ＹＵのマーク群（図７に示すＸＵＬ、ＸＵＲ、ＹＵＬ、ＹＵＲ）と、ウェハステージ基準マーク８とをＴＴＲ計測する（ステップＳ２０２）。ここでは、レチクルマークに対するステージ基準マークのずれ量をそれぞれ、δｘｕｌ、δｘｕｒ、δｙｕｌ、δｙｕとする。
続いて、露光装置は、レチクル１に付されたＸＤ／ＹＤのマーク群（図７に示すＸＤＬ、ＸＤＲ、ＹＤＬ、ＹＤＲ）と、ウェハステージ基準マーク８とをＴＴＲ計測する（ステップＳ２０３）。このときのレチクルマークに対するステージ基準マークのずれ量をそれぞれ、δｘｄｌ、δｘｄｒ、δｙｄｌ、δｙｄとする。
この計測が済むと、露光装置は、制御部において、レチクルステージ２の走り方向に対するレチクル１の回転誤差（レチクル置き誤差）を算出する（ステップＳ２０４）。この回転誤差の算出は、δｘｕｌ、δｘｕｒ、δｘｄｌ、δｘｄｒの値を用いて行なわれる。ここで、レチクル回転誤差θｒは以下の式で求められる。
θｒ＝（δｘｕｌ＋δｘｕｒ−δｘｄｌ−δｘｄｒ）／（２×Ｍｓｐａｎ）・・・（１）
式（１）中のＭｓｐａｎは、レチクル上におけるＸＵマーク群とＸＤマーク群との距離を示している。ここで、露光装置は、制御部において、当該計算により導出されたレチクルの回転誤差量θｒをＲＡＭ等のメモリ上に記憶させる。
続いて、露光装置は、δｙｕｌ、δｙｕｒ、δｙｄｌ、δｙｄｒの値を用いて、レチクルＹ倍率算出（レチクルのＹ方向変形誤差）を算出する（ステップＳ２０５）。レチクルＹ倍率誤差βｒは以下の式で求められる。
βｒ＝（δｙｕｌ＋δｙｕｒ−δｙｄｌ−δｙｄｒ）／（２×Ｍｓｐａｎ）・・・（２）
露光装置は、制御部において、当該計算により導出された倍率誤差βｒをＲＡＭ等のメモリ上に記憶させる。
最後に、露光装置は、ＸＤ／ＹＤ群のマークから得られた情報のみを用いて、ウェハステージの位置誤差を算出する（ステップＳ２０６）。ＹＤマーク群のＬ／Ｒのずれ量の差分からウェハステージの回転量θｗを求めることができる。
θｗ＝（δｙｄｒ−δｙｄｌ）／Ｍｓｐａｎ・・・（３）
ＸＤマーク群、ＹＤマーク群のずれ量の平均値からウェハステージの並進量Ｓｘ、Ｓｙを求めることができる。
Ｓｘ＝（δｘｄｒ＋δｘｄｌ）／２
Ｓｙ＝（δｙｄｒ＋δｙｄｌ）／２・・・（４）
また、ステップＳ２０１における判定において、直前にレチクル交換が行なわれていない場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、露光装置は、制御部において、第１の手順に従った計測処理を開始する。この計測処理手順では、レチクルＸＤ／ＹＤ群のマークのみを計測する（ステップＳ２０７）。すなわち、レチクルの変形誤差、置き誤差の計測に際して必要となるＸＵ、ＹＵ群のマークの計測は行なわない。この計測後、露光装置は、上述したステップＳ２０６の処理に進み、式（３）、式（４）を用いてウェハステージの変位θｗ、Ｓｘ、Ｓｙを算出する。なお、レチクルの置き誤差、変形量（θＲ、βＲ）は既に算出されたＲＡＭ等のメモリ上に記憶されている値を使う。
このように直前にレチクル交換が行なわれたか否かを判定するように構成することで、直前にレチクル交換が行なわれていない場合には、レチクルＸＵ／ＹＵ群のマーク計測処理を省略できるため、処理時間を短縮できる。
なお、本実施形態では、レチクルのマーク数を合計８個（ＸＵＬ、ＸＵＲ、ＹＵＬ、ＹＵＲ、ＸＤＬ、ＸＤＲ、ＹＤＬ、ＹＤＲ）として説明を行ったが、マークの個数、組み合わせを限定しているわけではない。レチクルの置き誤差、変形量、ウェハステージの変位量を独立に計測するために必要なマーク数やマークの組み合わせであれば、本実施形態の方法を適用可能である。
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。上述した実施形態１では、レチクル交換が直前に行なわれた場合にのみ、第２の手順（レチクルの置き誤差等の計測を含む）に従った計測を行なっていた。これは、レチクルの置き誤差は、レチクル交換が行なわれた時に発生し、それ以降では無視できるほど微量にしか変わらないためである。この処理に関して、実施形態２では、ロット内においてレチクル誤差の計測を所定条件に該当する場合にも行なうようにしてロット内で間欠的に複数回実行する場合について説明する。これは、レチクルに照射される露光光の影響でレチクル自身が微量ながらも変形していく事を考慮している。レチクルの変形誤差、置き誤差の計測は、例えば、ウェハ処理枚数ｎ枚おきに行なう。これは、露光装置に設けられた入力部（不図示）を介して操作者により入力されたパラメータ（ｎ枚）にしたがって行なう。なお、パラメータの入力は、操作者が任意のタイミングでこの計測の実施を指示できるようにしてもよい。
ここで、図５を用いて、実施形態２に係わる露光装置における露光処理シーケンスについて説明する。ここでは、ＴＴＲ計測により干渉計の切り替えにより生じるウェハステージの位置誤差等を計測する際の処理の流れについて説明する。なお、レチクルの変形計測をウェハｎ枚おきに実施するように予めパラメータ入力がなされているものとする。また、図５のステップＳ３０１及びステップＳ３０２以外の処理は、実施形態１で説明した図４の処理と同様となるため、ここでは、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２以外の処理についての説明は省略する。
この処理が開始されると、露光装置は、制御部において、直前にレチクル交換が行なわれたか否かを判定する。すなわち、レチクル交換が行なわれた直後の露光処理シーケンスであるか否かの判定を行なう。直前にレチクル交換が行なわれていれば（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、露光装置は、制御部において、第２の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０２〜ステップＳ２０６と同様の処理を実施する（ステップＳ３０３〜ステップＳ３０７）。
一方、直前にレチクル交換が行なわれていなければ（ステップＳ３０１でＮＯ）、露光装置は、制御部において、ウェハの処理枚数が所定枚数目（ｎ枚目）であるか否かを判定する。すなわち、パラメータ入力された指定ウェハ枚数に現在の処理ウェハ枚数が達したか否かの判定を行なう。ウェハの処理枚数が所定枚数目であれば（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、露光装置は、制御部において、第２の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０２〜ステップＳ２０６と同様の処理を実施する（ステップＳ３０３〜ステップＳ３０７）。そうでなければ（ステップＳ３０２でＮＯ）、露光装置は、制御部において、第１の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０７と同様の処理を実施する（ステップＳ３０８）。
このようにレチクル変形計測を間欠的（ｎ枚目毎）に実施できるようコンピュータへのパラメータ指定ができるようにしておくことで、ロット処理中にレチクル変形が発生しても正しい計測が行なえる。
なお、実施形態２においては、レチクル変形計測の間欠実施タイミングの一例として、ウェハ枚数を用いる場合を例に挙げたが、「（前回）レチクル変形計測実施時からの経過時間」等を用いてもかまわない。この場合、（前回）レチクル変形計測実施時からの経過時間が予め決められた時間を越えていれば、レチクル変形計測が実施されることになる。
また、レチクル変形が熱負荷によって発生している場合、その変形量は指数関数的な変化を示すものと考えられる。そのため、実施タイミングを等間隔とせず、ロット処理の前半では頻繁に実施し、ロット処理の後半（中盤以降）ではまばらに実施するようにスケジュールしてもよい。これは、実施間隔のパラメータを不等間隔で指定できるようにすればよい。例えば、ロット内でのレチクル変形計測のタイミングの指定がウェハ処理枚数「１、２、５、１０、２０」のように不等間隔指定できるようにする。この場合、ロット処理の前半から後半にかけて処理間隔を示すウェハ処理枚数が大きい値に指定されることになる。このようにすることでロット処理の初期におけるレチクルの急激な変形を補正しつつ、変形が安定したロット処理後半ではレチクル変形計測の頻度を下げることができる。これにより、精度の向上とともにロット処理速度を高めることができる。
（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。上述した実施形態２では、操作者がレチクル変形計測の実施タイミングをパラメータ入力する場合について説明したが、実施形態３では、レチクル変形計測の実施タイミングを自動で決定する場合について説明する。
一般に、透過型のレチクルにおいては、レチクルの透過率が低いほど、レチクル変形が顕著に発生する。また、反射型レチクルにおいては、レチクルの反射率が高いほど、レチクル変形が顕著に発生する。つまり、露光光をレチクルが吸収する、すなわち、露光光吸収率によってレチクル変形の発生量が予測できる。そのため、実施形態３においては、レチクル変形計測の実施タイミングをレチクルの透過率に合わせて自動で決定する。
ここで、図６を用いて、実施形態３に係わる露光装置における露光処理シーケンスについて説明する。ここでは、ＴＴＲ計測により干渉計の切り替えにより生じるウェハステージの位置誤差等を計測する際の処理の流れについて説明する。また、図６のステップＳ４０１〜ステップＳ４０４以外の処理は、実施形態１で説明した図４の処理と同様となるため、ここでは、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４以外の処理についての説明は省略する。
この処理が開始されると、露光装置は、制御部において、直前にレチクル交換が行なわれたか否かの判定を行なう。直前にレチクル交換が行なわれていれば（ステップＳ４０１でＹＥＳ）、露光装置は、制御部において、当該レチクルの透過率を計測する（ステップＳ４０２）。なお、レチクル透過率の計測は、例えば、特開昭６３−１３２４２７に記載されているような既知の方法で自動計測できるため、その説明について省略する。

レチクル透過率の計測が済むと、露光装置は、制御部において、当該計測結果に基づきレチクル変形計測をウェハ処理枚数何枚目（ｎ枚目）に行なうかを決定する（ステップＳ４０３）。例えば、レチクル透過率が３％未満なら、レチクル変形計測の実施間隔を「ウェハ１０枚おき」とし、レチクル透過率が３０〜６０％未満であれば、「ウェハ５枚おき」、６０％以上であれば、「ウェハ３枚おき」とパラメータを制御部が自動に判断する。
このようにしてレチクル変形計測を行なうタイミングが決定すると、露光装置は、制御部において、第２の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０２〜ステップＳ２０６と同様の処理を実施する（ステップＳ４０５〜ステップＳ４０９）。
一方、直前にレチクル交換が行なわれていなければ（ステップＳ４０１でＮＯ）、露光装置は、制御部において、ウェハの処理枚数が所定枚数目（ｎ枚）であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ４０３の処理で決定された指定ウェハ枚数に現在の処理ウェハ枚数が合致したか否かの判定を行なう。ウェハの処理枚数が所定枚数目であれば（ステップＳ４０４でＹＥＳ）、露光装置は、制御部において、第２の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０２〜ステップＳ２０６と同様の処理を実施する（ステップＳ４０５〜ステップＳ４０９）。そうでなければ（ステップＳ４０４でＮＯ）、露光装置は、制御部において、第１の手順に従った計測処理を開始する。具体的には、実施形態１の図４に示すステップＳ２０７と同様の処理を実施する（ステップＳ４１０）。
こうすることで使用されるレチクルに応じて、レチクル変形計測を実施することになるため、生産性が向上する。また、操作者による判断ミスや操作ミスを防ぐ効果も得られる。
なお、実施形態３においては、レチクル変形計測の間欠実施タイミングの一例として、ウェハ枚数を用いる場合を例に挙げたが、実施形態２同様に、「（前回）レチクル変形計測実施時からの経過時間」等を用いてもかまわない。この場合、（前回）レチクル変形計測実施時からの経過時間が予め決められた時間を越えていれば、レチクル変形計測が実施されることになる。
また、レチクル変形量の実測値の変化量から、レチクル変形計測の実施タイミングを自動で決定してもよい。例えば、処理開始時は、ウェハ毎にレチクル変形計測を実施し、前回からのレチクル変形量の変動差分の量に応じて、次回の実施タイミングを決定するようにすればよい。この場合、実際のレチクル変形の変動傾向に応じてロット内での計測回数が決定されるので、無駄な計測を削減できる。
以上説明したように実施形態１〜３によれば、レチクルとウェハ（ウェハステージ）との位置合わせ計測に用いる手順を状況に応じて変更させる。これにより、例えば、レチクルとウェハステージとの相対位置関係の位置合わせの精度を維持しつつ、レチクルの変形誤差や置き誤差等の計測に伴ったレチクルステージの駆動を起因としたスループットの低下を抑制させられる。
以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
例えば、上述した実施形態１〜３では、レチクルステージを駆動させて、例えば、レチクルに付されたマークとウェハステージに付されたマークとをアライメントスコープの視野内に入れていたが、これに限られない。例えば、レチクルステージを駆動させずにアライメントスコープを駆動させるようにしてもよい。すなわち、レチクルステージ及びアライメントスコープの少なくとも一方を駆動させてマーク等を位置合わせしてもよいということである。
なお、デバイス（半導体集積回路、液晶表示素子等）は、上記した図１、図２に示す露光装置を用いて、感光剤を塗布した基板を露光する露光工程と、露光されたその基板を現像する現像工程と、他の周知の工程とを経ることにより製造されることになる。
本実施形態に係わる露光装置の構成の一例を示す図である（上面図）。 本実施形態に係わる露光装置の構成の一例を示す図である（側面図）。 図１、図２に示す露光装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図３に示すＳ１０６における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態２に係わる露光装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態３に係わる露光装置における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 レチクル上におけるマークの配置構成の一例を示す図である。 レチクルの相対回転誤差の計測方法の一例を説明するための図である。
符号の説明
１ レチクル
２ レチクルステージ
３ 投影光学系
４ ウェハアライメントスコープ
５、６ ウェハステージ
７ ウェハ
８ ウェハステージ基準マーク
９ レーザー干渉計
１１ 露光エリア
１２ 計測エリア

Claims (11)

  1. 原板ステージに保持された原板を基板ステージに保持された基板に位置合わせして該原板のパターンを該基板に投影し該基板を露光する露光装置であって、
    前記原板に付されたマークと前記基板ステージに付されたマークとの位置関係を計測する計測部と、
    前記原板に付されたマークと前記基板ステージに付されたマークとを前記計測部の視野内に入れて前記計測部に計測を実行させる制御部と
    を具備し、
    前記制御部は、
    第１の手順及び第２の手順を少なくとも含む複数の手順のいずれかにしたがって前記計測部に計測を実行させ、
    前記実行した計測により得られた結果に応じて前記位置合わせを行なうように構成され、
    前記第１の手順は、前記第２の手順よりも前記計測部による前記原板に付されたマークの計測回数が少ない
    ことを特徴とする露光装置。
  2. 前記制御部は、
    露光処理シーケンスにおいて原板の交換が実施されていない場合における前記位置合わせでは、前記第１の手順により前記計測部に計測を実行させ、露光処理シーケンスにおいて原板の交換が実施された直後の前記位置合わせでは、前記第２の手順により前記計測部に計測を実行させる
    ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  3. 前記制御部は、
    露光処理シーケンスにおいて原板の交換が実施された直後に前記位置合わせを行なう場合及び処理された基板の枚数が所定の値に達した場合には、前記第２の手順により前記計測部に計測を実行させ、それ以外の場合には、前記第１の手順により前記計測部に計測を実行させる
    ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  4. 前記制御部は、
    露光処理シーケンスにおいて原板の交換が実施された直後に前記位置合わせを行なう場合及び前記第２の手順により前記位置合わせを行なった後からの経過時間が所定の値に達した場合には、前記第２の手順により前記計測部に計測を実行させ、それ以外の場合には、前記第１の手順により前記計測部に計測を実行させる
    ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  5. 前記制御部は、
    操作者により入力装置を介して入力された値に基づき前記所定の値を決める
    ことを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。
  6. 前記制御部は、
    原板の露光光吸収率に応じて前記所定の値を決める
    ことを特徴とする請求項３又は４記載の露光装置。
  7. 前記制御部は、
    １つのロットの中で複数回にわたって前記計測部に計測を実行させ、
    前記ロット内における前半から後半にかけて前記第２の手順にしたがった前記計測の頻度を減らす
    ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  8. 前記制御部は、
    前記第１の手順において、前記原板に対する前記基板ステージの変位量の計測を実行する
    ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の露光装置。
  9. 前記制御部は、
    前記第２の手順において、前記基板ステージに対する前記原板の回転量、前記原板の変形量、及び前記原板に対する前記基板ステージの変位量の計測を実行する
    ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の露光装置。
  10. 前記制御部は、
    前記原板に付されたマークと前記基板ステージに付されたマークとを前記計測部の視野内に入れるために前記原板ステージ及び前記計測部の少なくとも一方を駆動させる
    ことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の露光装置。
  11. デバイス製造方法であって、
    請求項１記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光された基板を現像する工程と
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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