JP5692949B2

JP5692949B2 - 露光装置

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Inventors: 祐司小杉
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Description

本発明は、半導体デバイス等のデバイスの製造に使用する露光装置に関する

例えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等をリソグラフィ工程で製造する際に、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する。)のパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置が使用される。

露光装置においては、集積回路の微細化、高密度化に伴いレチクル面上の回路パターンを基板面上に高い解像力で投影露光することが要求される。回路パターンの投影解像力は、投影光学系の開口数(ＮＡ)と露光波長に依存する。そこで、投影光学系のＮＡを大きくしたり、例えばg線よりi線、i線よりエキシマレーザー発振波長、エキシマレーザー発振波長でも、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、更には１５７ｎｍというように短波長化の取り組みが行われている。

露光面積の大画面化も進んでいる。これらを達成する手段として、ほぼ正方形状に近い露光領域を基板上に縮小して一括投影露光する方式のステッパーや、露光領域を矩形又は円弧のスリット形状とし、レチクルと基板を相対的に高速走査して大画面を精度良く露光するスキャナーがある。スキャナーは、走査露光スリット単位で基板の表面形状を最適露光像面位置に合わせ込むため、基板平面度の影響も低減できる効果を有する。スキャナーは、ステッパーと同等のレンズを使いながら、露光領域とＮＡを大きくすることができる。そのため、スキャナーは露光装置の主流となってきている。

走査型露光装置、通称スキャナーは、走査露光スリット内で基板表面を露光像面位置にリアルタイムで合わせ込む。そのために、露光スリットに差し掛かる前に基板表面位置を光斜入射系の表面位置計測器や、エアーマイクロセンサ、静電容量センサ等のギャップセンサを用いて計測し、基板を移動させる。特に、露光スリットの長手方向（走査方向と直交する方向）には、高さのみならず表面の傾きを計測すべく複数の計測箇所を有している。

図９では、走査露光スリットの前後に表面位置計測器の計測箇所をそれぞれ三点ずつ有している。図１０では、計測箇所を五点ずつ有している。前後に計測箇所を有することで、露光の為の走査が正負いずれの方向であっても、露光する前に基板のフォーカス計測が可能になっている。

縮小される焦点深度に対し高いフォーカス補正精度を達成し、一枚の基板あたりの歩留まり向上を達成する方法が提案されている。その方法では、露光装置とは別に構成したフォーカス計測系により、基板の面位置を事前に求め、該面位置を使用してフォーカス、チルトを制御・駆動する。

四辺形の露光領域を逐次円形の基板上に転写していく場合、図５に示すように、基板の周辺部では露光領域の一部が基板領域からはみ出しうる。図６に示すように、露光領域内を複数のチップで構成するいわゆるマルチチップ構成でも、基板周辺領域で一部のチップが基板領域からはみ出しうる。そのため、一部が欠如している露光領域５０１（非四辺形部分）も通常通り露光する必要がある。

また、CPUなどのように露光領域内１チップ構成の場合、イオン注入やRIE工程等で基板表面をクランピングする際に基板周辺に残存しているフォトレジストが剥離する。剥離したフォトレジストは、チップ領域のパターン部に移動し、パターン欠陥や寸法欠陥を引き起こすことがある。この場合チップの歩留まりが悪化するので、非四辺形部分にも、余分なレジストを除去する目的で、露光を行っている。

基板やチップ等のレイアウト情報から事前に走査計測時の基板表面位置の計測箇所の有効／無効判定を行い、走査露光中のフォーカス計測センサ（計測箇所）をダイナミックに切り換えながらフォーカスを計測、補正する方法がある。この方法は、基板周辺領域で露光領域の一部が欠如している非四辺形部分において、高精度な面位置計測と良好な露光とを実現している。この方法は、特許文献１に示されている。
特開平１０−１１６８７７号公報

しかしながら、近年のネットワーク社会の広がりと共にLSIに対する高性能化(高集積化、チップサイズの縮小、高速化、低消費電力化等)の要求は厳しさを増している。こうした要求に対して、半導体国際ロードマップ（ITRS）にのっとり、世代毎に配線の更なる微細化と多層化の実現を推し進めた結果、新たな問題も現出している。それは、微細化トレンドにしたがって焦点深度がきわめて小さくなり、露光すべき基板表面を最良結像面に合わせ込む精度の問題である。特に表面形状精度（平坦度）が悪い基板において、露光領域のフォーカス計測精度が問題となる。

露光装置の焦点深度に対して基板の平坦度の制御要求は、一般的に焦点深度の１／１０〜１／５であり、焦点深度が０．４μｍの場合、０．０４μｍ〜０．０８μｍのオーダーで面内バラツキが生じる。図１１に示すように、所定の間隔で配置された計測箇所ＦＰ１〜３の情報を基に基板の駆動を行うとする。計測箇所間で基板面位置情報が欠落しているから、ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３から求まる平面とのズレ量Δだけデフォーカスが発生し得る。この問題は、いわゆるフォーカスサンプリング誤差の問題でもある。

この問題を解決するために、フォーカスサンプリング間隔を極力細かくすると共に、計測箇所の位置を厳密に管理した多点フォーカス計測系を構築し、フォーカス精度ばらつきの影響を低減することが考えられる。しかしながら、フォーカス計測箇所の数の増加に比例して、メカ公差/調整公差が増大し、製造難易度が高くなって、広義のコストが増加する。また、基板上の多点フォーカス計測位置がメカ公差／調整公差を持つことは、そのまま装置毎の機差となる。例えば銅配線に代表されるような反射率差の大きい下地パターンにおいては、計測位置の微小な違いがフォーカス補正精度のばらつき要因となる。

本発明は、例えば、基板表面を像面に高精度に位置合わせをすることができる露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、原版及び投影光学系を介して基板の各ショット領域を露光する露光装置であって、基板を保持し、かつ移動する基板ステージと、各ショット領域の内側の一部の領域のみに有効領域を設定するコンソールと、基板の表面における複数の計測箇所において投影光学系の光軸の方向における表面の位置を計測する計測器と、複数の計測箇所のうちコンソールによって設定された有効領域内に位置する計測箇所に関して計測器により計測された表面の位置に基づいて、基板ステージの光軸の方向における位置を制御する制御器と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、制御器は、複数の計測箇所のうち少なくとも一つの計測箇所に関して、計測器によって計測された表面の位置に基づいて表面における計測箇所の位置を求め、求められた表面における計測箇所の位置に基づいて有効領域内に位置する計測箇所を特定することが好ましい。

本発明によれば、例えば、基板表面を像面に高精度に位置合わせをすることができる露光装置を提供することができる。

図面を参照しながら本発明に係る一実施形態を説明する。

［露光装置の実施形態］
図１は、スリット・スキャン方式の投影露光装置の部分概略図である。レチクル２はレチクルステージ３上に保持され、レチクル(原版)２のパターンは縮小投影レンズ系１の倍率で１／４ないし１／２、或いは１／５に縮小投影されその像面に像を形成する。

表面にレジストが塗布された基板４には、先の露光工程で形成された同一のパターン構造を有する多数個の被露光領域(ショット領域)が配列されている。基板４は保持治具である基板チャック５に吸着・固定される。基板チャック５は基板ステージ６に固定されている。基板ステージ６は、ＸＹステージ、Ｚ軸方向の移動やＸ、Ｙ軸回りに回転可能なレベリングステージ、Ｚ軸回りに回転可能な回転ステージにより構成されうる。レチクルパターン像を基板上の被露光領域に合致させるための６軸補正系を構成する基板ステージ６(以下、「露光ステージ」という。)は定盤７上に設置される。

第一の高さ位置計測器１０〜１９は、基板４の表面位置及び傾きを計測するために設けた計測光学系の各要素である。光源１０は、白色ランプ又は相異なる複数のピーク波長を持つ高輝度発光ダイオードの光を照射する照明ユニットよりなる。コリメータレンズ１１は、光源１０からの光束を断面の強度分布がほほ均一の平行光束として射出する。プリズム形状のスリット部材１２は、一対のプリズムを互いの斜面が相対する様に貼り合わせ、この貼り合わせ面に複数の開口(例えば２５個のピンホール)をクロム等の遮光膜を利用して設けている。両テレセントリック系の光学系１３は、スリット部材１２の複数のピンホールを通過した独立の２５本の光束をミラー１４を介して基板４面上の２５個の計測スポットに導光する。図１では１光束しか示されていないが、各光束は紙面垂直方向に２５本の光束を有している。光学系１３に対してピンホールの形成されている平面と基板４の表面を含む平面とはシャインプルーフの条件を満足するように設定している。

本実施形態において光照射手段からの各光束の基板４面上への入射角Φ(基板面にたてた垂線即ち光軸となす角) は７０°以上である。基板４面上には、図３に示すように、同一パターン構造を有する複数個のショット領域が配列されている。光学系１３を通過した２５本の光束は、図２に示すように、パターン領域の互いに独立した各計測スポットに入射・結像している。図２における２５個の計測スポットはＸ方向に、露光ステージにおける露光スリットの非スキャン方向の幅とほぼ等しいか、又はそれ以上の長さにわたって配置している。２５個の計測スポットを、例えば露光ステージにおける露光スリット幅の倍の領域に亙って配置することで、少なくとも２つのショット領域を同時に計測することができ、全ショット領域を計測する時間が短縮される。２５個の計測スポットが基板４面内で互いに独立して観察されるように、Ｘ方向(スキャン方向６ａ)からＸＹ平面内でθ°(例えば２２．５°) 回転させた方向より入射させる。

両テレセントリック系の受光光学系１６は、ミラー１５を介して基板４面からの２５本の反射光束を受光する。受光光学系１６内に設けたストッパー絞り１７は２５個の各計測スポットに対して共通に設けられ、基板４上に存在する回路パターンによって発生する高次の回折光 (ノイズ光) をカットする。両テレセントリック系の受光光学系１６を通過した光束は、補正光学系群１８の２５個の個別の補正レンズにより光電変換器群１９の計測面に、互いに同一の大きさのスポット光となるように再結像する。受光する側の要素１６〜１８は、基板４面上の各計測スポットと光電変換器群１９の計測面とが、互いに共役となるように倒れ補正を行っている。そのため、各計測スポットの局所的な傾きにより計測面でのピンホール像の位置が変化することはなく、各計測スポットの光軸方向ＡＸでの高さ変化に応答して計測面上でピンホール像が変化する。この実施形態では光電変換器群１９は２５個の例えば一次元ＣＣＤラインセンサであるが、複数の二次元位置計測素子でもよい。

レチクルステージ３に吸着・固定されたレチクル２は、図１に示す矢印３ａ(Ｙ軸方向)方向に一定速度でスキャンするとともに矢印３ａと直交する方向 (Ｘ軸方向)には目標座標位置を維持してスキャンする様に補正駆動される。レチクルステージのＸ、Ｙ方向の位置情報は、レチクルステージ３に固定されたＸＹバーミラー２０へ外部のレチクル干渉系２１から複数のレーザービームが照射されることにより常時計測される。

照明光学系８は、エキシマレーザー等のパルス光を発生する光源、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレイダー、コリメータ及びミラー等の部材で構成されうる。照明光学系８は、遠紫外領域のパルス光を効率的に透過或いは反射する材料で形成されうる。ビーム整形光学系は、入射ビームの断面形状(寸法含む)を所望の形に整形する。オプティカル・インテグレータは光束の配光特性を均一にしてレチクル２を均一照度で照明する。

照明光学系８内のマスキングブレードは、チップサイズに対応する矩形の照明領域を設定する。その照明領域で部分照明されたレチクル２上のパターンが投影レンズ１を介してレジストが塗布された基板４上に投影される。本実施形態の露光系は、照明光学系８及び縮小投影光学系１から定盤７に至る各要素より構成される。

基板チャック５はその一部に基準面９が設けられる。定盤７上又は別に設けた定盤上には、露光ステージ６と同様に６軸方向に自由に移動可能な別の露光及び計測用の基板ステージ２２(以下、「計測ステージ」という。)が配置される。基板チャック５及び基板４は、最初は計測ステージ２２上にセットされる。

第一の高さ位置計測器は、計測ステージ２２上にセットされた状態で基板チャック５上の基準面９に対する基板４上の各チップ又は任意のチップの高さ位置を計測し、計測データをメモリ１３０に記憶する。基板チャック５上の基準面９は、計測精度を高める為に基板４と略同一の高さとなるように、例えば金属薄膜や金属板等を付して構成されうる。

本実施形態において、基板４は、真空吸着や静電気等の手段によって基板チャック５に吸着されたままで露光ステージ６上を移動する。基板４が所定面上に位置するように合焦操作を行う。第二の高さ位置計測器１００は、基準面９を利用して高さ計測に相当する合焦操作を行う。例えばレチクル２上の露光可能領域(回路パターン)内又はその境界線上に設けた合焦用のマーク２３と基準面９とを利用して合焦操作を行う。マーク２３は例えばピンホールから成り、照明光学系８からの光が通過し、投影光学系１によって基板チャック５上の基準面９の近傍に結像する。基準面９で反射した光は再び投影光学系１でマーク２３近傍に再結像する。レチクル２と基準面９が完全に合焦状態となったとき、マーク２３を構成するピンホールを通過する光量は最大となる。計測器２６は、Ｚステージを駆動させながらハーフミラー２４と集光レンズ２５を用いてこの最大光量を計測し、メイン制御部１１０へ入力する。メイン制御部１１０は、光量が最大になった位置で露光ステージ６が止まるように、ドライバ１２０を介してステージ位置(Ｚ方向)を制御する。

ドライバ１２０は、露光ステージ６をＸ−Ｙ面内で移動させて、コンソール１４０で設定される各種事前情報に従って基板面上の各チップを順次露光位置に移動させる。先に計測ステージ２２上で計測し、メモリ１３０に記憶した基板５面上の基準面９に対する各チップの高さ位置がメイン制御部１１０に入力されている。ドライバ１２０は、その高さ位置に基づいて各チップが合焦位置にくるように露光ステージ６のＺステージを駆動する。その後、露光を行う。

本実施形態の面位置計測方法及びその露光方法を図８のフローチャートを用いて説明する。

図１の装置において、光源１０として例えば発光ダイオード(LED)を用い、受光器として例えば一次ＣＣＤセンサを用いる。

ステップ８０１でメイン制御部１１０は制御を開始する。ステップ８０２でメイン制御部１１０は不図示の搬送ハンドに基板４を計測ステージ２２上に搬入させ、チャック５に吸着固定させる。ステップ８０３でメイン制御部１１０は、基板サイズ・レイアウト情報からショット領域内計測間隔と、隣接ショット領域間の計測タイミング変化量を求めて計測位置情報とし、それを記憶する。基板サイズ・レイアウト情報は、例えば、コンソール１４０で設定される各種事前情報、スキャン計測領域の大きさ、ショット領域配置情報、走査スピード、ＣＣＤ蓄積時間でありうる。

ステップ８０４で、メイン制御部１１０は第一の高さ位置計測器１０〜１９等に、計測ステージ２２において基板全域を例えば図３に示す順番にてスキャンと同期して計測させる。即ち、ショット領域３００の手前でステージを加速して一定速度に達したあとは、等速スキャンでショット領域３００内の計測箇所を連続的に計測し、次いでショット領域３０１、ショット領域３０２と連続的に計測する。ショット領域３０２の領域内での計測が完了したら速やかに減速しつつＸ方向に移動を開始して隣の列に移る。ショット領域３０３の手前でステージを加速して一定速度に達した後、等速スキャンでショット領域３０３、ショット領域３０４、ショット領域３０５と、Ｙ方向の複数ショット領域を連続的に計測する。所定の範囲で計測が完了したら速やかに減速しつつＸ方向に移動して隣の列に移り、加速開始ポイントに達したらステージを反対方向に加速して等速スキャンでＹ方向の複数ショット領域を連続的に計測することを繰り返す。このようにすれば、ショット領域毎にステージを加速／減速する必要が無くなる為、短時間で基板全面の面位置計測が実現できる。メモリ１３０は基板全面の高さ位置を記憶する。

ステップ８０５で、メイン制御部１１０の制御器１１１は有効計測箇所の判定と面位置の決定を行う。制御器１１１は、第１に第一の高さ位置計測器によって計測された計測箇所の表面の位置に基づいて基板の面方向位置を補正する。制御器１１１は、第２に後述する各ショット領域の有効領域の情報、又は、当該情報と補正された面方向位置とに基づいて有効領域に位置する計測箇所を特定する。制御器１１１は、第３に有効領域に位置すると判定された計測箇所の表面の位置に基づいて各ショット領域の面位置を決定する。制御器１１１は、上記３つの機能のうち少なくとも第２及び第３の機能を実行する。

まず、制御器１１１による有効計測箇所の判定方法を、図４〜図７、図１２、図１３を使って詳細に説明する。

図５は３×２＝６チップを１ショット領域とした場合の基板上のショット配列を示す。同図において網掛けショット領域は、一部が欠如したショット領域であり、図６に拡大した図を示している。図中、網掛けしたチップ６０３〜チップ６０６は、一部が欠如した無効チップであり、チップ６０１、チップ６０２が有効チップとなる。このように、基板の周辺部では露光領域の一部が基板領域からはみ出して露光される。

図７（ａ）は有効チップに着目して面位置計測を行う様子を示している。図７（ａ）の○印及び●印は図５のショット配列におけるショット領域５０１での面位置計測箇所を表している。白抜き○印は有効な計測箇所位置を、塗り潰し●印が無効な計測箇所位置を夫々表している。

計測箇所位置は、例えば、計測箇所の配置間隔、スキャン計測領域の大きさ、ショット配置情報、走査スピード、ＣＣＤ蓄積時間を基に、ショット領域内計測間隔、隣接ショット領域間の計測タイミング変化量から決定される。その後、コンソール１４０で設定されたショット領域毎の有効領域の情報に基づいて、計測箇所毎に有効／無効が判定される。上記ショット毎の有効領域の情報は、例えばコンソールを介して入力されうる。あるいは、ショット領域毎の有効領域の情報は通信回線を介して提供されることもできる。

図１２、図１３（ａ）、（ｂ）はショット領域内の計測箇所の有効／無効判定を行う計測値有効領域の例を図示したものである。いずれもショット領域をその外縁と境界線とによって有効領域と無効領域とに区切っている。使用する境界線の数は、縦及び横の少なくともいずれかの方向に1本以上であればよい。図１３（ａ）では、縦横それぞれに1本の境界線を、図１２、図１３（ｂ）では縦横それぞれに２本の境界線を使用している。図１２では、縦横計４本の境界線により区分される９の領域のうち、ショット領域の外縁付近を除外するために、中央の白地領域１つのみが有効領域である。図１３（ａ）では、縦横計２本の境界線により区分される４の領域のうち、右上の１つの白地領域が有効領域であり、図１３（ｂ）では、縦横計４本の境界線により区分される９の領域のうち、右上の６つの白地領域が有効領域である。本発明の実施形態では、このように境界線を用いて、計測箇所毎の有効／無効を簡易な方法によって設定している。

計測箇所が無効領域内に位置する場合、制御器１１１はその計測箇所を面位置決定の基礎とはしない。制御器１１１は、有効領域内に位置する計測箇所の表面の位置計測結果に基づいて面位置を演算し、決定する。

図７（ｂ）は別の面位置計測装置における計測箇所配置の例である。計測箇所の面方向位置は、面位置計測装置のメカ公差、調整誤差等機差の影響や、図４のような斜入射光計測系の面位置計測装置においてＺ変化により発生した計測箇所位置のＸＹ変化の影響を受けている。図４は入射角ΦにおけるＺ変化量に対するＸＹ方向の変化量を説明した図である。計測された基板表面の位置４０１は基板表面のＺ変化に伴って、Ｚ×ｔａｎΦだけＸＹ方向にシフトした点４０２に位置付けられることとなる。例えばΦ＝７０°ではｔａｎΦ＝２．７４７であるが、Φ＝８５°以上ではｔａｎΦ＝１１．４３０以上となる。したがって、Ｚ計測変化が大きい場合、当該Ｚ計測値に対応するＸＹの計測値は、誤差の影響が大きく、そのまま使用することはできない。

こうした機差の影響や、計測時の基板表面の高さ情報、基板を搭載したステージ姿勢に対応するために、境界線を用いて計測箇所の有効／無効の判定手法を変化させることができる。図１２を用いて説明する。縦横２本の境界線１２０１とショット領域の外縁で包囲される領域１２０４は無効領域である。図中の１２０２と１２０３は左右上下の幅を意味しており、無効領域１２０４の範囲を定義している。制御器１１１は、高さ位置を示すＺ計測結果に基づいて計測箇所の面方向位置を補正する。制御器１１１は、補正された面方向位置に基づいて計測箇所が有効か否かを判定する。制御器１１１は、有効領域内に位置すると判定した計測箇所の基板表面の位置に基づいてショット領域毎の面位置を演算し、決定する。

以上のように、制御器１１１は、有効領域と無効領域とを区切る境界線、計測された基板表面の高さ位置の情報に基づいて、ショット領域内の計測箇所毎にその有効／無効を判断する。無効と判定された計測箇所の計測結果は面位置の演算に使用されない。制御器１１１は、有効と判定した計測箇所の計測結果のみに基づいて各ショット領域の面位置を演算し、決定する。

ステップ８０６で、制御器１１１は、ステップ８０５で決定したショット内の面位置の情報を記憶する。

ステップ８０７で基板を基板チャックに吸着したまま露光ステージに移す。ステップ８０８でレチクル合焦用のマークと基板チャック上の基準面を使って合焦駆動させる。ステップ８０９で、基板チャック上の基準面に対する先に決定された面位置の情報に基づいて、ショット内の被露光領域を像面に合わせ込むべく基板ステージの位置を制御しながら、基板を露光する。

ステップ８１０でメイン制御部１１０は基板上の全ショットの露光が終了したかを判定する。露光が終了していなければ、ステップ８０９へ戻ってショット露光領域を像面へ補正しつつ交互スキャンしながらショット毎に露光を繰り返す。全ショットの露光が終了したらステップ８１１で基板を露光ステージから搬出して、ステップ８１２で一連の露光シーケンスを終了する。

本実施形態は、図１に示したように、計測ステージと露光ステージとが別個に存在する露光装置とした。しかし、所謂オフラインでシステムが成立すれば、複数台の走査露光装置、又は一台の計測ステージと複数台の露光ステージで構成することも適用可能である。また、図１４に示すようなシングルステージタイプの走査露光装置においても同様に適用することができる。

また、図８ではステップ８０１〜８１２まで一連の流れとして説明した。しかし、計測ステージと露光ステージが別個に存在することから明らかなように、ステップ８０７以降のスキャン露光と並行して次の基板を計測ステージに搬入して、ステップ８０１〜８０６の処理を行うことは充分に可能である。この場合、無駄なく連続的に基板を処理できる為、高効率な基板露光処理を実現できる。

［デバイス製造の実施形態］
次に、図１５及び図１６を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１５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方法を例に説明する。

ステップＳ１（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Ｓ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（基板製造）ではシリコン等の材料を用いて基板を製造する。ステップＳ４（基板プロセス）は前工程と呼ばれ、マスクと基板を用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用して基板上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製された基板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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５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、それが出荷（ステップＳ７）される。

図１６は、ステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、基板の表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、基板にイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、基板に感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンを基板に露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光した基板を現像する。ステップＳ１８（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Ｓ１９（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基板上に多重に回路パターンが形成される。

スリット・スキャン方式の投影露光装置の一例を示す部分的概略図。計測光学系による面位置計測での露光スリットと各測定点の位置関係を示す説明図。基板上の被露光領域の計測順序を示す説明図。基板表面の位置の変化により計測箇所の面方向位置が変化する原理を説明した図。基板上のショットレイアウトの一例を示す図。図５の一部拡大図。計測箇所配置のメカ公差・調整公差を説明した図。面位置を決定するシーケンスの概略例を示すフローチャート図。露光スリット内３点の従来フォーカス計測システムの光学構成概略を示す平面図。露光スリット内５点の従来フォーカス計測システムの光学構成概略を示す平面図。基板表面形状にたいする計測箇所配置のサンプリング誤差を示した概念図。ショット内計測箇所の有効無効を判定する境界線配置の一例を示した概念図。ショット内計測箇所の有効無効を区別する境界線配置例を示した概念図。面位置計測方法を用いるスリット・スキャン方式の投影露光装置の一例を示す部分的概略図。露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート。図１５に示すフローチャートにおけるステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャート。

符号の説明

１・・・投影レンズ系
２・・・レチクル
３・・・レチクルステージ
４・・・基板
５・・・基板チャック
６・・・露光ステージ
７・・・定盤
８・・・照明光学系
９・・・基準面
１０・・・光源
１１・・・コリメータレンズ
１２・・・プリズム形状のスリット部材
１３，１６・・・計測レンズ
１４，１５・・・折り曲げミラー
１７・・・ストッパー絞り
１８・・・補正光学系群
１９・・・光電変換器群
２０・・・レチクルＸＹバーミラー
２１・・・レチクルステージ干渉計
２２・・・計測ステージ
２３・・・合焦用マーク
２４・・・ハーフミラー
２５・・・集光レンズ
２６・・・計測器
２７・・・ステージバーミラー
２８・・・ステージ干渉計
１００・・・高さ計測器
１１０・・・メイン制御部
１１１・・・制御器
１２０・・・ドライバ
１３０・・・メモリ
１４０・・・コンソール
３００、３０１、３０２、３０３・・・基板周辺の非四辺形ショット領域
３０４、３０５・・・四辺形ショット領域
４０１、４０２・・・計測箇所
６０１、６０２、６０３、６０４、６０５、６０６・・・チップ
１２０１・・・境界線
１２０２・・・有効無効自動判定エリアの左右幅
１２０３・・・有効無効自動判定エリアの上下幅
１２０４・・・無効領域
１２０５・・・有効領域
１３０１、１３０２・・・境界線

Claims

原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、該原版及び前記投影光学系を介して該基板の各ショット領域を露光する露光装置であって、
該基板を保持し、かつ移動する基板ステージと、
前記各ショット領域の内側の一部の領域のみに有効領域を設定するコンソールと、
該基板の表面における複数の計測箇所において前記投影光学系の光軸の方向における該表面の位置を計測する計測器と、
該複数の計測箇所のうち前記コンソールによって設定された該有効領域内に位置する計測箇所に関して前記計測器により計測された該表面の位置に基づいて、前記基板ステージの該光軸の方向における位置を制御する制御器と、
を備えることを特徴とする露光装置。
前記制御器は、該複数の計測箇所のうち少なくとも一つの計測箇所に関して、前記計測器によって計測された該表面の位置に基づいて該表面における計測箇所の位置を求め、求められた該表面における計測箇所の位置に基づいて該有効領域内に位置する計測箇所を特定することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
請求項１又は請求項２に記載される露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で該露光された基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。