JP2002015992A - リソグラフィ・プロセス及びリソグラフィ・システムの評価方法、基板処理装置の調整方法、リソグラフィ・システム、露光方法及び装置、並びに感光材料の状態の測定方法 - Google Patents
リソグラフィ・プロセス及びリソグラフィ・システムの評価方法、基板処理装置の調整方法、リソグラフィ・システム、露光方法及び装置、並びに感光材料の状態の測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リソグラフィ・システムを構成するレジスト
コータ、露光装置、及び現像装置のそれぞれの特性を互
いに独立に評価する。 【解決手段】 通常の露光時には、レジストコータ５４
でフォトレジストが塗布されたウエハが投影露光装置５
０のウエハステージ３９上に搬送されて露光が行われた
後、現像装置５９にて現像が行われる。特性の評価時に
は、フォトレジストが塗布されたウエハの各ショット領
域に対して、投影露光装置５０において投影光学系の有
効視野中の狭い領域で所定の評価用マークの像が露光さ
れ、現像後のレジストパターンの状態を検出することに
よって、レジストコータ５４又は現像装置５９の特性が
評価される。投影露光装置５０の結像特性の評価時に
は、その有効視野の広い領域で所定の複数の評価用マー
クの像が露光される。
コータ、露光装置、及び現像装置のそれぞれの特性を互
いに独立に評価する。 【解決手段】 通常の露光時には、レジストコータ５４
でフォトレジストが塗布されたウエハが投影露光装置５
０のウエハステージ３９上に搬送されて露光が行われた
後、現像装置５９にて現像が行われる。特性の評価時に
は、フォトレジストが塗布されたウエハの各ショット領
域に対して、投影露光装置５０において投影光学系の有
効視野中の狭い領域で所定の評価用マークの像が露光さ
れ、現像後のレジストパターンの状態を検出することに
よって、レジストコータ５４又は現像装置５９の特性が
評価される。投影露光装置５０の結像特性の評価時に
は、その有効視野の広い領域で所定の複数の評価用マー
クの像が露光される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、又は薄
膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフ
ィ・プロセス及びリソグラフィ・システムの評価方法に
関し、特にレジストコータ、露光装置、及び現像装置
（デベロッパ）を有するリソグラフィ・システムに使用
して好適なものである。
子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、又は薄
膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフ
ィ・プロセス及びリソグラフィ・システムの評価方法に
関し、特にレジストコータ、露光装置、及び現像装置
（デベロッパ）を有するリソグラフィ・システムに使用
して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの集積度及び微細度の向
上に対応するため、半導体デバイスを製造するためのリ
ソグラフィ工程（代表的にはレジスト塗布工程、露光工
程、及びレジスト現像工程からなる）中で使用される露
光装置においては、解像力、及び転写忠実度等の結像特
性を高めることが要求されている。このように結像特性
を高めるために、露光装置においては、露光ビームとし
ての露光光の波長の短波長化、投影光学系の開口数の増
大、及び変形照明等の新しい照明方式の開発等が行われ
ている。
上に対応するため、半導体デバイスを製造するためのリ
ソグラフィ工程（代表的にはレジスト塗布工程、露光工
程、及びレジスト現像工程からなる）中で使用される露
光装置においては、解像力、及び転写忠実度等の結像特
性を高めることが要求されている。このように結像特性
を高めるために、露光装置においては、露光ビームとし
ての露光光の波長の短波長化、投影光学系の開口数の増
大、及び変形照明等の新しい照明方式の開発等が行われ
ている。
【０００３】このように露光条件（露光波長、投影光学
系の開口数、照明方式等）を変更した場合に、実際にど
のように結像特性が向上するのかを評価するため、従来
は例えば、限界解像度に近い線幅のライン・アンド・ス
ペースパターンの像を投影光学系を介してフォトレジス
トの塗布されたウエハ上に投影し、そのウエハを現像し
た後に得られるレジストパターンの線幅等を走査型電子
顕微鏡（Scanning Electron Microscopy: ＳＥＭ）で計
測し、この計測結果をそれまでの計測データと比較して
いた。しかしながら、この方法では、露光装置とは別に
走査型電子顕微鏡が必要であるため、評価を行うための
設備が高価となり、かつ評価のための作業が煩雑で、評
価に要する時間が長くなるという不都合があった。
系の開口数、照明方式等）を変更した場合に、実際にど
のように結像特性が向上するのかを評価するため、従来
は例えば、限界解像度に近い線幅のライン・アンド・ス
ペースパターンの像を投影光学系を介してフォトレジス
トの塗布されたウエハ上に投影し、そのウエハを現像し
た後に得られるレジストパターンの線幅等を走査型電子
顕微鏡（Scanning Electron Microscopy: ＳＥＭ）で計
測し、この計測結果をそれまでの計測データと比較して
いた。しかしながら、この方法では、露光装置とは別に
走査型電子顕微鏡が必要であるため、評価を行うための
設備が高価となり、かつ評価のための作業が煩雑で、評
価に要する時間が長くなるという不都合があった。
【０００４】そこで、露光装置の結像特性を簡便に評価
するために、特許第２５３００８０号公報に開示されて
いるように、露光装置及びエッチング装置等を用いて半
導体基板上に複数の抵抗パターンを形成し、これらの抵
抗パターンの抵抗値を計測することによってその抵抗パ
ターンの寸法を間接的に求める評価方法が提案されてい
る。
するために、特許第２５３００８０号公報に開示されて
いるように、露光装置及びエッチング装置等を用いて半
導体基板上に複数の抵抗パターンを形成し、これらの抵
抗パターンの抵抗値を計測することによってその抵抗パ
ターンの寸法を間接的に求める評価方法が提案されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く露光装置単
独の結像特性については、従来より比較的簡便に評価す
る方法が提案されている。しかしながら、半導体デバイ
スの回路パターンの最終的な形状は、露光装置の結像特
性のみならず、レジストコータでウエハ上にフォトレジ
ストを塗布するときの塗布むら、及び現像装置でウエハ
（フォトレジスト）を現像する際の現像むら等にも影響
される。このため、露光装置を、レジストコータ、現像
装置、ベーキング装置、クーリング装置などを含むデバ
イス製造ラインに一旦組み込んでしまった後では、露光
装置単独の結像特性を評価するのは容易ではない。
独の結像特性については、従来より比較的簡便に評価す
る方法が提案されている。しかしながら、半導体デバイ
スの回路パターンの最終的な形状は、露光装置の結像特
性のみならず、レジストコータでウエハ上にフォトレジ
ストを塗布するときの塗布むら、及び現像装置でウエハ
（フォトレジスト）を現像する際の現像むら等にも影響
される。このため、露光装置を、レジストコータ、現像
装置、ベーキング装置、クーリング装置などを含むデバ
イス製造ラインに一旦組み込んでしまった後では、露光
装置単独の結像特性を評価するのは容易ではない。
【０００６】一方、半導体デバイスの更なる高集積化に
対応するためには、リソグラフィ・システムに含まれる
露光装置、レジストコータ、現像装置などの個々の装置
の性能を最適化してリソグラフィ・システム全体として
のデバイス製造精度を向上させる必要がある。本発明は
斯かる点に鑑み、リソグラフィ・システムに組み込まれ
た個々の装置の性能を有効に評価するための評価方法を
提供することを第１の目的とする。また、本発明の第２
の目的は、リソグラフィ・システムのデバイス製造精度
を向上させるためにリソグラフィ・システムを評価及び
／又は調整する方法を提供することにある。本発明の第
３の目的は、リソグラフィ・システムに組み込まれた個
々の装置の性能を有効に評価することができるリソグラ
フィ・システムを提供することにある。
対応するためには、リソグラフィ・システムに含まれる
露光装置、レジストコータ、現像装置などの個々の装置
の性能を最適化してリソグラフィ・システム全体として
のデバイス製造精度を向上させる必要がある。本発明は
斯かる点に鑑み、リソグラフィ・システムに組み込まれ
た個々の装置の性能を有効に評価するための評価方法を
提供することを第１の目的とする。また、本発明の第２
の目的は、リソグラフィ・システムのデバイス製造精度
を向上させるためにリソグラフィ・システムを評価及び
／又は調整する方法を提供することにある。本発明の第
３の目的は、リソグラフィ・システムに組み込まれた個
々の装置の性能を有効に評価することができるリソグラ
フィ・システムを提供することにある。
【０００７】更に本発明は、露光装置と共にリソグラフ
ィ・システムを構成する基板処理装置の特性を容易に調
整できる調整方法を提供することを第４の目的とする。
また、本発明はそのような評価方法を実施できる露光装
置を提供することをも目的とする。
ィ・システムを構成する基板処理装置の特性を容易に調
整できる調整方法を提供することを第４の目的とする。
また、本発明はそのような評価方法を実施できる露光装
置を提供することをも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるリソグラフ
ィ・プロセスの評価方法は、感光材料が塗布された基板
に所定の現像パターンを形成するために、感光材料の塗
布工程、露光工程及び現像工程を含むリソグラフィプロ
セスの評価方法であって、感光材料が塗布された基板
（Ｗ１〜Ｗ４）を評価用パターン（３６Ａ〜３６Ｄ，４
８，４９，６２Ａ〜６２Ｆ）を介して露光し、露光した
基板を現像して現像パターンを形成し、形成した現像パ
ターンの状態、例えば、厚さ、線幅、長さ、又は位置を
観測し、該観測結果から、現像パターンにそれぞれ影響
を与えるその塗布工程に特有の塗布因子、その露光工程
に特有の露光因子、及びその現像工程に特有の現像因子
の少なくとも一つの因子を他の因子とは独立して求める
ことを含むものである。
ィ・プロセスの評価方法は、感光材料が塗布された基板
に所定の現像パターンを形成するために、感光材料の塗
布工程、露光工程及び現像工程を含むリソグラフィプロ
セスの評価方法であって、感光材料が塗布された基板
（Ｗ１〜Ｗ４）を評価用パターン（３６Ａ〜３６Ｄ，４
８，４９，６２Ａ〜６２Ｆ）を介して露光し、露光した
基板を現像して現像パターンを形成し、形成した現像パ
ターンの状態、例えば、厚さ、線幅、長さ、又は位置を
観測し、該観測結果から、現像パターンにそれぞれ影響
を与えるその塗布工程に特有の塗布因子、その露光工程
に特有の露光因子、及びその現像工程に特有の現像因子
の少なくとも一つの因子を他の因子とは独立して求める
ことを含むものである。
【０００９】斯かる本発明によれば、実際に感光材料が
塗布された基板を所定の評価用パターンを介して露光
し、この露光後の基板（感光材料）を現像することによ
って、その基板上に感光材料の凹凸のパターンが形成さ
れる。この場合、例えばその基板の露光時の視野を所定
の狭い領域に設定することで、露光工程（露光装置）に
おいて現像パターンに影響を与える因子（結像特性等）
をほぼ一定として、塗布工程（塗布装置）おいて現像パ
ターンに影響を与える因子及び現像工程（現像装置）お
いて現像パターンに影響を与える因子の変化を受けた感
光材料の現像パターンが形成される。そこで、そのパタ
ーンの状態中の例えば厚さ、又は線幅の分布を計測する
ことによって、それぞれ塗布因子（塗布むら等）、又は
現像因子（現像むら等）が独立に評価できる。更に、そ
の基板の露光時の視野を例えば実際にデバイスパターン
を露光する場合と同程度に広い領域に設定して、その視
野の周辺部で評価用パターンの露光を行うことで、露光
因子の変化を受けた感光材料の現像パターンが形成され
る。この際には、塗布因子及び現像因子の変化の影響を
軽減するために、例えば、基板上の複数の位置における
計測値を平均化することによって、露光工程の特性（露
光因子）が独立に評価できる。この際に、その感光材料
のパターンの状態は、一例として露光装置に備えられて
いるアライメントセンサによって計測できるため、その
評価は容易に、かつ低コストで行うことができる。その
評価を実行するために、その評価用パターンは、一例と
して塗布因子、現像因子及び露光因子をそれぞれ求める
ための特有のパターンを含むものである。
塗布された基板を所定の評価用パターンを介して露光
し、この露光後の基板（感光材料）を現像することによ
って、その基板上に感光材料の凹凸のパターンが形成さ
れる。この場合、例えばその基板の露光時の視野を所定
の狭い領域に設定することで、露光工程（露光装置）に
おいて現像パターンに影響を与える因子（結像特性等）
をほぼ一定として、塗布工程（塗布装置）おいて現像パ
ターンに影響を与える因子及び現像工程（現像装置）お
いて現像パターンに影響を与える因子の変化を受けた感
光材料の現像パターンが形成される。そこで、そのパタ
ーンの状態中の例えば厚さ、又は線幅の分布を計測する
ことによって、それぞれ塗布因子（塗布むら等）、又は
現像因子（現像むら等）が独立に評価できる。更に、そ
の基板の露光時の視野を例えば実際にデバイスパターン
を露光する場合と同程度に広い領域に設定して、その視
野の周辺部で評価用パターンの露光を行うことで、露光
因子の変化を受けた感光材料の現像パターンが形成され
る。この際には、塗布因子及び現像因子の変化の影響を
軽減するために、例えば、基板上の複数の位置における
計測値を平均化することによって、露光工程の特性（露
光因子）が独立に評価できる。この際に、その感光材料
のパターンの状態は、一例として露光装置に備えられて
いるアライメントセンサによって計測できるため、その
評価は容易に、かつ低コストで行うことができる。その
評価を実行するために、その評価用パターンは、一例と
して塗布因子、現像因子及び露光因子をそれぞれ求める
ための特有のパターンを含むものである。
【００１０】また、本発明による第１のリソグラフィ・
システムの評価方法は、感光材料の塗布を基板に塗布す
る塗布装置（５４）と、感光材料が塗布された基板を露
光する露光装置（５０）と、感光材料を現像する現像装
置（５９）とを有するリソグラフィ・システムの評価方
法であって、その塗布装置によって基板上に感光材料を
塗布する第１工程（ステップ１０１，１２０，１２８）
と、その感光材料が塗布された基板をその露光装置によ
って評価用パターン（３６Ａ〜３６Ｃ，４８，４９，６
２Ａ〜６２Ｆ）を介して露光する第２工程（ステップ１
０５，１２３，１３１）と、その現像装置によってその
基板のその感光材料を現像する第３工程（ステップ１０
６，１２４，１３２）と、その現像された基板上のその
感光材料の現像パターンを計測する第４工程（ステップ
１０７，１１０，１２５，１３３）と、第４工程の計測
結果に基づいて、現像パターンにそれぞれ影響を与える
その塗布装置の特性、その露光装置の特性及びその現像
装置の特性のうちの一つの特性を他の特性とは独立に評
価する第５工程（ステップ１０８，１１１，１２６，１
３４）と、を含むものである。
システムの評価方法は、感光材料の塗布を基板に塗布す
る塗布装置（５４）と、感光材料が塗布された基板を露
光する露光装置（５０）と、感光材料を現像する現像装
置（５９）とを有するリソグラフィ・システムの評価方
法であって、その塗布装置によって基板上に感光材料を
塗布する第１工程（ステップ１０１，１２０，１２８）
と、その感光材料が塗布された基板をその露光装置によ
って評価用パターン（３６Ａ〜３６Ｃ，４８，４９，６
２Ａ〜６２Ｆ）を介して露光する第２工程（ステップ１
０５，１２３，１３１）と、その現像装置によってその
基板のその感光材料を現像する第３工程（ステップ１０
６，１２４，１３２）と、その現像された基板上のその
感光材料の現像パターンを計測する第４工程（ステップ
１０７，１１０，１２５，１３３）と、第４工程の計測
結果に基づいて、現像パターンにそれぞれ影響を与える
その塗布装置の特性、その露光装置の特性及びその現像
装置の特性のうちの一つの特性を他の特性とは独立に評
価する第５工程（ステップ１０８，１１１，１２６，１
３４）と、を含むものである。
【００１１】このリソグラフィ・システムの評価方法に
おいても、本発明のリソグラフィ・プロセスの評価方法
と同様に塗布装置、露光装置、及び現像装置の内の任意
の１つの装置の所定の特性を他の装置の特性とは独立に
容易に評価することができる。この場合、その露光装置
が、マスクパターンの像を基板上に投影する投影系（Ｐ
Ｌ）を備えているものとすると、その第２工程におい
て、その評価用パターンの像をその投影系の有効視野内
の所定の狭い領域（３５Ａ）を介してその基板上の複数
の区画領域（ＳＡ）に投影し、その第５工程において、
その塗布装置又はその現像装置の何れかの特性を評価す
るようにしてもよい。
おいても、本発明のリソグラフィ・プロセスの評価方法
と同様に塗布装置、露光装置、及び現像装置の内の任意
の１つの装置の所定の特性を他の装置の特性とは独立に
容易に評価することができる。この場合、その露光装置
が、マスクパターンの像を基板上に投影する投影系（Ｐ
Ｌ）を備えているものとすると、その第２工程におい
て、その評価用パターンの像をその投影系の有効視野内
の所定の狭い領域（３５Ａ）を介してその基板上の複数
の区画領域（ＳＡ）に投影し、その第５工程において、
その塗布装置又はその現像装置の何れかの特性を評価す
るようにしてもよい。
【００１２】又は、その第２工程において、その評価用
パターンの像をその投影系の有効視野内の所定の広い領
域（３５）を介してその基板上の複数の区画領域（Ｓ
Ｂ）に投影し、その第５工程において、その露光装置の
その投影系の何れかの特性（結像特性等）を評価するよ
うにしてもよい。また、その露光装置が、マスクと基板
とを同期移動してその基板を露光する走査露光型の露光
装置である場合、その第２工程において、その評価用パ
ターンの像を走査露光方式でその基板上の複数の区画領
域（ＳＣ）に投影し、その第５工程において、その露光
装置のダイナミックな制御特性を評価するようにしても
よい。
パターンの像をその投影系の有効視野内の所定の広い領
域（３５）を介してその基板上の複数の区画領域（Ｓ
Ｂ）に投影し、その第５工程において、その露光装置の
その投影系の何れかの特性（結像特性等）を評価するよ
うにしてもよい。また、その露光装置が、マスクと基板
とを同期移動してその基板を露光する走査露光型の露光
装置である場合、その第２工程において、その評価用パ
ターンの像を走査露光方式でその基板上の複数の区画領
域（ＳＣ）に投影し、その第５工程において、その露光
装置のダイナミックな制御特性を評価するようにしても
よい。
【００１３】この場合、そのリソグラフィ・システムの
評価方法は、更に、その基板上の複数の区画領域に形成
されたその感光材料の現像パターンのその計測方向の長
さのばらつきを計測する第６工程と、その現像装置の現
像むらを評価する第７工程とを含むことができる。その
評価方法は、更に、その塗布装置によって別の基板上に
感光材料を塗布する第８工程と、その感光材料が塗布さ
れた基板を、その評価用パターンとは異なるパターンの
像をその投影系の有効視野内の所定の広い領域を介して
その基板上の複数の区画領域に投影して感光材料を露光
する第９工程と、この第９工程で露光された感光材料を
現像する第１０工程と、この第１０工程で現像された感
光材料の現像パターンを計測してその露光装置のその投
影系の何れかの特性を評価する第１１工程とを含むこと
ができる。その評価方法は、更に、評価されたその投影
系の特性に応じて、その投影系を調整することを含むこ
とができる。
評価方法は、更に、その基板上の複数の区画領域に形成
されたその感光材料の現像パターンのその計測方向の長
さのばらつきを計測する第６工程と、その現像装置の現
像むらを評価する第７工程とを含むことができる。その
評価方法は、更に、その塗布装置によって別の基板上に
感光材料を塗布する第８工程と、その感光材料が塗布さ
れた基板を、その評価用パターンとは異なるパターンの
像をその投影系の有効視野内の所定の広い領域を介して
その基板上の複数の区画領域に投影して感光材料を露光
する第９工程と、この第９工程で露光された感光材料を
現像する第１０工程と、この第１０工程で現像された感
光材料の現像パターンを計測してその露光装置のその投
影系の何れかの特性を評価する第１１工程とを含むこと
ができる。その評価方法は、更に、評価されたその投影
系の特性に応じて、その投影系を調整することを含むこ
とができる。
【００１４】また、その露光装置がマスクと基板とを同
期移動してその基板を露光する走査露光型の露光装置で
ある場合には、投影系の調整後、塗布装置によりテスト
用基板に感光材料を塗布する第１２工程と、評価用マス
クの像を走査露光方式でその基板上の複数の区画領域に
投影して感光材料を露光する第１３工程と、この第１３
工程で露光された感光材料を現像する第１４工程と、露
光装置のダイナミックな制御特性を観測して評価する第
１５工程とを含むようにしてもよい。
期移動してその基板を露光する走査露光型の露光装置で
ある場合には、投影系の調整後、塗布装置によりテスト
用基板に感光材料を塗布する第１２工程と、評価用マス
クの像を走査露光方式でその基板上の複数の区画領域に
投影して感光材料を露光する第１３工程と、この第１３
工程で露光された感光材料を現像する第１４工程と、露
光装置のダイナミックな制御特性を観測して評価する第
１５工程とを含むようにしてもよい。
【００１５】また、本発明の第２のリソグラフィ・シス
テムの評価方法は、感光材料が塗布された基板（Ｗ）を
露光する露光装置（５０）と、その感光材料の露光前と
露光後との少なくとも一方でその基板を処理する基板処
理装置（５１）とを有するリソグラフィ・システムの評
価方法であって、リソグラフィ・システムによって評価
用パターンを感光材料に転写して転写像を形成し、転写
像の状態を計測し、該計測結果に基づいて、その露光装
置の特性とその基板処理装置の特性とを独立に評価する
ことを含むものである。この評価方法によれば、その転
写後の感光材料の状態（潜像等）を計測することで、容
易にその特性を評価できる。
テムの評価方法は、感光材料が塗布された基板（Ｗ）を
露光する露光装置（５０）と、その感光材料の露光前と
露光後との少なくとも一方でその基板を処理する基板処
理装置（５１）とを有するリソグラフィ・システムの評
価方法であって、リソグラフィ・システムによって評価
用パターンを感光材料に転写して転写像を形成し、転写
像の状態を計測し、該計測結果に基づいて、その露光装
置の特性とその基板処理装置の特性とを独立に評価する
ことを含むものである。この評価方法によれば、その転
写後の感光材料の状態（潜像等）を計測することで、容
易にその特性を評価できる。
【００１６】その第２の評価方法において、その露光装
置の特性と基板処理装置の特性を独立して求めるため
に、基板を評価用パターンを介して露光する際に、求め
る特性に応じて評価用パターンを照明する領域の大きさ
を調整してもよい。また、その評価用パターンは、一例
として露光装置の特性と基板処理装置の特性とをそれぞ
れ求めるためのパターンを含み、独立して求める特性に
応じたパターンの現像パターンを観測するようにしても
よい。また、基板処理装置は、感光材料を基板に塗布す
る塗布装置及び転写像が形成された感光材料を現像する
現像装置を含んでもよい。
置の特性と基板処理装置の特性を独立して求めるため
に、基板を評価用パターンを介して露光する際に、求め
る特性に応じて評価用パターンを照明する領域の大きさ
を調整してもよい。また、その評価用パターンは、一例
として露光装置の特性と基板処理装置の特性とをそれぞ
れ求めるためのパターンを含み、独立して求める特性に
応じたパターンの現像パターンを観測するようにしても
よい。また、基板処理装置は、感光材料を基板に塗布す
る塗布装置及び転写像が形成された感光材料を現像する
現像装置を含んでもよい。
【００１７】次に、本発明の基板処理装置の調整方法
は、感光材料が塗布された基板（Ｗ）を露光する露光装
置（５０）と共にリソグラフィ・システムを構成し、そ
の感光材料の露光前と露光後との少なくとも一方でその
基板を処理する基板処理装置（５１）の調整方法におい
て、リソグラフィ・システムによって評価用パターンを
基板上の感光材料に転写して転写像を形成し、該転写像
の状態を計測し、該計測結果に基づいて、その露光装置
の特性とは独立にその基板処理装置の特性を検出するこ
とを含むものである。この調整方法によれば、その転写
後の感光材料の状態（レジストパターン等）を検出する
ことで、この検出結果に基づいてその基板処理装置の特
性を正確に評価できる。また、その基板処理装置は、一
例として感光材料を基板に塗布する塗布装置及び転写像
が形成された感光材料を現像する現像装置を含むもので
ある。また、その調整方法は、一例として検出された特
性が所定の値を満足していない場合に、基板処理装置を
調整することを含むものである。
は、感光材料が塗布された基板（Ｗ）を露光する露光装
置（５０）と共にリソグラフィ・システムを構成し、そ
の感光材料の露光前と露光後との少なくとも一方でその
基板を処理する基板処理装置（５１）の調整方法におい
て、リソグラフィ・システムによって評価用パターンを
基板上の感光材料に転写して転写像を形成し、該転写像
の状態を計測し、該計測結果に基づいて、その露光装置
の特性とは独立にその基板処理装置の特性を検出するこ
とを含むものである。この調整方法によれば、その転写
後の感光材料の状態（レジストパターン等）を検出する
ことで、この検出結果に基づいてその基板処理装置の特
性を正確に評価できる。また、その基板処理装置は、一
例として感光材料を基板に塗布する塗布装置及び転写像
が形成された感光材料を現像する現像装置を含むもので
ある。また、その調整方法は、一例として検出された特
性が所定の値を満足していない場合に、基板処理装置を
調整することを含むものである。
【００１８】次に、本発明のリソグラフィ・システム
は、感光材料を塗布した基板に所定の現像パターンを形
成するリソグラフィ・システムであって、感光材料を基
板に塗布する塗布装置（５４）と、感光材料が塗布され
た基板を露光する露光装置（５０）と、露光された感光
材料を現像する現像装置（５９）と、その塗布装置によ
って感光材料が塗布された基板を、その露光装置によっ
て所定の評価用パターンを介して露光するように露光装
置を制御する制御系（２２）と、その露光装置によって
露光されたその基板をその現像装置によって現像して得
られるその感光材料の現像パターンの状態を計測するセ
ンサ（２３，２４）と、該センサの計測情報に基づい
て、現像パターンにそれぞれ影響を与えるその塗布装置
の特性、その露光装置の特性及びその現像装置の特性の
うちの一つの特性を他の特性とは独立に判定する判定系
（２７）と、を有するものである。このリソグラフィ・
システムは、システムを構成する個々の装置の特性を独
立に計測することができ、メンテナンスが容易であり、
より高精度のデバイスパターンを形成することができ
る。また、このリソグラフィ・システムにより本発明の
評価方法を実施することができる。
は、感光材料を塗布した基板に所定の現像パターンを形
成するリソグラフィ・システムであって、感光材料を基
板に塗布する塗布装置（５４）と、感光材料が塗布され
た基板を露光する露光装置（５０）と、露光された感光
材料を現像する現像装置（５９）と、その塗布装置によ
って感光材料が塗布された基板を、その露光装置によっ
て所定の評価用パターンを介して露光するように露光装
置を制御する制御系（２２）と、その露光装置によって
露光されたその基板をその現像装置によって現像して得
られるその感光材料の現像パターンの状態を計測するセ
ンサ（２３，２４）と、該センサの計測情報に基づい
て、現像パターンにそれぞれ影響を与えるその塗布装置
の特性、その露光装置の特性及びその現像装置の特性の
うちの一つの特性を他の特性とは独立に判定する判定系
（２７）と、を有するものである。このリソグラフィ・
システムは、システムを構成する個々の装置の特性を独
立に計測することができ、メンテナンスが容易であり、
より高精度のデバイスパターンを形成することができ
る。また、このリソグラフィ・システムにより本発明の
評価方法を実施することができる。
【００１９】また、そのセンサは、一例として感光材料
の塗布むら、現像むらの及び露光装置の結像特性の少な
くとも一つを計測する。露光装置は、一例として評価用
パターンの像を基板上に投影する投影系と投影系により
照明される評価用パターンの照明視野を制限する視野絞
りとを備え、その制御系は判定される特性に応じてその
視野絞りを制御する。また、そのセンサは、露光装置に
設けられているセンサを用いることによって、システム
に新たなセンサを導入せずに、塗布装置及び現像装置の
特性をシステム内で評価することができる。この現像さ
れたパターンを、例えば、基板を搬送する搬送系によっ
てシステムの生産ライン上で再度露光装置に戻せば足り
る。
の塗布むら、現像むらの及び露光装置の結像特性の少な
くとも一つを計測する。露光装置は、一例として評価用
パターンの像を基板上に投影する投影系と投影系により
照明される評価用パターンの照明視野を制限する視野絞
りとを備え、その制御系は判定される特性に応じてその
視野絞りを制御する。また、そのセンサは、露光装置に
設けられているセンサを用いることによって、システム
に新たなセンサを導入せずに、塗布装置及び現像装置の
特性をシステム内で評価することができる。この現像さ
れたパターンを、例えば、基板を搬送する搬送系によっ
てシステムの生産ライン上で再度露光装置に戻せば足り
る。
【００２０】次に、本発明による露光装置は、マスク
（Ｒ）を介して感光材料が塗布された基板（Ｗ）を露光
する露光装置であって、そのマスクを照明する照明系
（１〜１８）と、基板の位置決めを行う基板ステージ
と、その照明系による照明領域の大きさを切り換える可
変視野絞り（１４Ｂ）と、その基板ステージ上の基板上
の現像後の感光材料のパターンの形状に対応する物理量
を計測する第１センサ（２４）と、その基板ステージ上
の基板上の現像後の感光材料のパターンの位置を計測す
る第２センサ（２３）と、その第１センサ及び第２セン
サの検出結果を用いて、その基板上の感光材料の状態を
評価する判定系（２７）とを有するものである。本発明
の露光装置によれば、塗布装置及び現像装置の特性を評
価することができる。それゆえ、この露光装置をリソグ
ラフィ・システムに組み込むことにより、システムのメ
ンテナンスが容易となり、システムの性能を最大限に引
き出して、デバイスの現像パターンの精度を一層向上す
ることができる。また、この露光装置は、本発明の評価
方法を実施することができる。
（Ｒ）を介して感光材料が塗布された基板（Ｗ）を露光
する露光装置であって、そのマスクを照明する照明系
（１〜１８）と、基板の位置決めを行う基板ステージ
と、その照明系による照明領域の大きさを切り換える可
変視野絞り（１４Ｂ）と、その基板ステージ上の基板上
の現像後の感光材料のパターンの形状に対応する物理量
を計測する第１センサ（２４）と、その基板ステージ上
の基板上の現像後の感光材料のパターンの位置を計測す
る第２センサ（２３）と、その第１センサ及び第２セン
サの検出結果を用いて、その基板上の感光材料の状態を
評価する判定系（２７）とを有するものである。本発明
の露光装置によれば、塗布装置及び現像装置の特性を評
価することができる。それゆえ、この露光装置をリソグ
ラフィ・システムに組み込むことにより、システムのメ
ンテナンスが容易となり、システムの性能を最大限に引
き出して、デバイスの現像パターンの精度を一層向上す
ることができる。また、この露光装置は、本発明の評価
方法を実施することができる。
【００２１】また、本発明の露光装置は、一例として照
明系からの照明光を基板に投影する投影系を含みもので
ある。その判定系はその第１センサ及び第２センサの少
なくとも一方を用いて投影系の結像特性を評価してもよ
い。また、一例としてその物理量は感光材料の厚さであ
り、その感光材料の状態は感光材料の塗布むら及び現像
むらを含むものである。その露光装置は、更に、その可
変視野絞りを制御する制御系とを備え、制御系は基板上
の感光材料の状態が評価されるときに、可変視野絞りを
投影系の結像特性が観測されるときよりも狭くなるよう
に制御してもよい。また、その露光装置に備えられた第
２センサは、現像後の感光材料のパターンの位置を計測
するだけではなく、投影系からの照明光に対する基板の
アライメントを実行するためにも用いるようにしてもよ
い。
明系からの照明光を基板に投影する投影系を含みもので
ある。その判定系はその第１センサ及び第２センサの少
なくとも一方を用いて投影系の結像特性を評価してもよ
い。また、一例としてその物理量は感光材料の厚さであ
り、その感光材料の状態は感光材料の塗布むら及び現像
むらを含むものである。その露光装置は、更に、その可
変視野絞りを制御する制御系とを備え、制御系は基板上
の感光材料の状態が評価されるときに、可変視野絞りを
投影系の結像特性が観測されるときよりも狭くなるよう
に制御してもよい。また、その露光装置に備えられた第
２センサは、現像後の感光材料のパターンの位置を計測
するだけではなく、投影系からの照明光に対する基板の
アライメントを実行するためにも用いるようにしてもよ
い。
【００２２】また、本発明のリソグラフィ・システムを
用いたデバイスの製造方法は、その塗布装置によって基
板上に感光材料を塗布する第１工程と、その感光材料が
塗布された基板をその露光装置によって評価用パターン
を介して露光する第２工程と、その現像装置によってそ
の基板のその感光材料を現像する第３工程と、その現像
された基板上のその感光材料の現像パターンを計測する
第４工程と、第４工程の計測結果に基づいて、現像パタ
ーンにそれぞれ影響を与えるその塗布装置の特性、その
露光装置の特性及びその現像装置の特性のうちの一つの
特性を他の特性とは独立に評価する第５工程と、評価さ
れた特性に応じて、評価された特性を有する装置を調整
する第６工程と、この第６工程での調整後、評価用パタ
ーンの代わりにデバイス形成用のパターンを用いてその
第１〜第３の工程を実行してデバイス形成用の現像パタ
ーンが形成された基板を得る第７工程とを含むものであ
る。このデバイス製造方法によると、システムを構成し
ている個々の装置の特性が独立に評価され良好に調整さ
れているために、高いスループットで高精度なデバイス
を製造することができる。
用いたデバイスの製造方法は、その塗布装置によって基
板上に感光材料を塗布する第１工程と、その感光材料が
塗布された基板をその露光装置によって評価用パターン
を介して露光する第２工程と、その現像装置によってそ
の基板のその感光材料を現像する第３工程と、その現像
された基板上のその感光材料の現像パターンを計測する
第４工程と、第４工程の計測結果に基づいて、現像パタ
ーンにそれぞれ影響を与えるその塗布装置の特性、その
露光装置の特性及びその現像装置の特性のうちの一つの
特性を他の特性とは独立に評価する第５工程と、評価さ
れた特性に応じて、評価された特性を有する装置を調整
する第６工程と、この第６工程での調整後、評価用パタ
ーンの代わりにデバイス形成用のパターンを用いてその
第１〜第３の工程を実行してデバイス形成用の現像パタ
ーンが形成された基板を得る第７工程とを含むものであ
る。このデバイス製造方法によると、システムを構成し
ている個々の装置の特性が独立に評価され良好に調整さ
れているために、高いスループットで高精度なデバイス
を製造することができる。
【００２３】また、本発明の感光材料の状態の測定方法
は、感光材料が塗布された基板を照明する照明系と照明
された基板から戻る光を検出する検出器とを備える露光
装置により露光される基板の感光材料の塗布状態を測定
する方法であって、感光材料が塗布された基板を評価用
マークを介して感光し、照明系及び検出器を用いて、感
光した評価用マークの感光パターンの状態を観察して感
光材料の塗布状態を求めることを含む基板の感光材料の
塗布状態の測定方法である。この方法により、露光装置
を用いて感光材料の塗布状態を容易に検査することがで
きる。それゆえ、リソグラフィ・プロセス又はリソグラ
フィ・システムにおける露光装置を一層有効に用いるこ
とができる。
は、感光材料が塗布された基板を照明する照明系と照明
された基板から戻る光を検出する検出器とを備える露光
装置により露光される基板の感光材料の塗布状態を測定
する方法であって、感光材料が塗布された基板を評価用
マークを介して感光し、照明系及び検出器を用いて、感
光した評価用マークの感光パターンの状態を観察して感
光材料の塗布状態を求めることを含む基板の感光材料の
塗布状態の測定方法である。この方法により、露光装置
を用いて感光材料の塗布状態を容易に検査することがで
きる。それゆえ、リソグラフィ・プロセス又はリソグラ
フィ・システムにおける露光装置を一層有効に用いるこ
とができる。
【００２４】この測定方法において、評価用マークが感
光されてできた潜像を観察してもよく、あるいは、回折
格子状の評価用のマークが形成されている基板を用いて
基板からの回折光を観察してもよい。あるいは、感光さ
れた評価用マークを現像して、現像パターンを観察して
もよい。その検出器として基板を露光する際に、基板の
露光位置に対するアライメントを実行するために用いら
れる検出器を使用することができる。また、基板を評価
用マークを介して感光するときに、露光装置が有する光
源からの光を用いることができる。
光されてできた潜像を観察してもよく、あるいは、回折
格子状の評価用のマークが形成されている基板を用いて
基板からの回折光を観察してもよい。あるいは、感光さ
れた評価用マークを現像して、現像パターンを観察して
もよい。その検出器として基板を露光する際に、基板の
露光位置に対するアライメントを実行するために用いら
れる検出器を使用することができる。また、基板を評価
用マークを介して感光するときに、露光装置が有する光
源からの光を用いることができる。
【００２５】更に、本発明の別の感光材料の状態の測定
方法は、感光材料が塗布された基板を照明する照明系と
照明された基板から戻る光を検出する検出器とを備える
露光装置により露光される基板の感光材料の現像状態の
測定方法であって、感光材料が塗布された基板を評価用
マークを介して感光し、感光された基板を現像し、その
照明系及び検出器を用いて、現像した評価用マークの現
像パターンを観察して感光材料の現像状態を求めること
を含むものである。この方法により、露光装置を用いて
感光材料の現像状態を容易に検査することができる。そ
れゆえ、リソグラフィ・プロセス、又はリソグラフィ・
システムにおける露光装置を一層有効に用いることがで
きる。
方法は、感光材料が塗布された基板を照明する照明系と
照明された基板から戻る光を検出する検出器とを備える
露光装置により露光される基板の感光材料の現像状態の
測定方法であって、感光材料が塗布された基板を評価用
マークを介して感光し、感光された基板を現像し、その
照明系及び検出器を用いて、現像した評価用マークの現
像パターンを観察して感光材料の現像状態を求めること
を含むものである。この方法により、露光装置を用いて
感光材料の現像状態を容易に検査することができる。そ
れゆえ、リソグラフィ・プロセス、又はリソグラフィ・
システムにおける露光装置を一層有効に用いることがで
きる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は、レジストコー
タ、露光装置としての投影露光装置、及び現像装置（デ
ベロッパ）を有する半導体デバイス製造用のリソグラフ
ィ・システムの諸特性の評価を行う場合に本発明を適用
したものである。
につき図面を参照して説明する。本例は、レジストコー
タ、露光装置としての投影露光装置、及び現像装置（デ
ベロッパ）を有する半導体デバイス製造用のリソグラフ
ィ・システムの諸特性の評価を行う場合に本発明を適用
したものである。
【００２７】図１は、本例のリソグラフィ・システムを
示す概略構成図であり、この図１において、投影露光装
置５０を囲むチャンバにインライン方式で接するよう
に、基板処理装置としてのコータ・デベロッパ部５１が
設置され、投影露光装置５０及びコータ・デベロッパ部
５１の全体の動作を統轄制御するようにホストコンピュ
ータ２７が設置されている。そのコータ・デベロッパ部
５１において、中央部を横切るように基板としてのウエ
ハを搬送する搬送ライン５２が配置され、搬送ライン５
２の一端に未露光の多数のウエハを収納する第１のウエ
ハカセット５３と、露光及び現像の終わった多数のウエ
ハを収納する第２のウエハカセット６０とが配置され、
搬送ライン５２の他端が投影露光装置５０のチャンバの
側面のシャッタ付きの搬送口（不図示）の直前に設置さ
れている。
示す概略構成図であり、この図１において、投影露光装
置５０を囲むチャンバにインライン方式で接するよう
に、基板処理装置としてのコータ・デベロッパ部５１が
設置され、投影露光装置５０及びコータ・デベロッパ部
５１の全体の動作を統轄制御するようにホストコンピュ
ータ２７が設置されている。そのコータ・デベロッパ部
５１において、中央部を横切るように基板としてのウエ
ハを搬送する搬送ライン５２が配置され、搬送ライン５
２の一端に未露光の多数のウエハを収納する第１のウエ
ハカセット５３と、露光及び現像の終わった多数のウエ
ハを収納する第２のウエハカセット６０とが配置され、
搬送ライン５２の他端が投影露光装置５０のチャンバの
側面のシャッタ付きの搬送口（不図示）の直前に設置さ
れている。
【００２８】また、コータ・デベロッパ部５１におい
て、搬送ライン５２の一方の側面に沿って第１のウエハ
カセット５３から投影露光装置５０に向けて、ウエハに
感光材料としてのフォトレジストを塗布するレジストコ
ータ５４、そのウエハ上のフォトレジストをプリベーク
するためのホットプレート等からなるプリベーク装置５
５、及びプリベークされたウエハを冷却するためのクー
リング装置５６が設置されている。クーリング装置５６
としては、ウエハが載置されるベース部材の内部に冷却
水が流れるパイプ及び温度センサを設置した装置、又は
そのベース部材にペルティエ素子等の吸熱素子を埋め込
んだ装置等が使用できる。更に、搬送ライン５２の他方
の側面に沿って投影露光装置５０から第２のウエハカセ
ット６０に向けて、露光後のウエハ上のフォトレジスト
をベーキングする、即ちいわゆるＰＥＢ（Post-Exposur
e Bake）を行うためのポストベーク装置５７、ＰＥＢが
行われたウエハを冷却するためのクーリング装置５８、
及びウエハ上のフォトレジストの現像を行うための現像
装置５９が設置されている。
て、搬送ライン５２の一方の側面に沿って第１のウエハ
カセット５３から投影露光装置５０に向けて、ウエハに
感光材料としてのフォトレジストを塗布するレジストコ
ータ５４、そのウエハ上のフォトレジストをプリベーク
するためのホットプレート等からなるプリベーク装置５
５、及びプリベークされたウエハを冷却するためのクー
リング装置５６が設置されている。クーリング装置５６
としては、ウエハが載置されるベース部材の内部に冷却
水が流れるパイプ及び温度センサを設置した装置、又は
そのベース部材にペルティエ素子等の吸熱素子を埋め込
んだ装置等が使用できる。更に、搬送ライン５２の他方
の側面に沿って投影露光装置５０から第２のウエハカセ
ット６０に向けて、露光後のウエハ上のフォトレジスト
をベーキングする、即ちいわゆるＰＥＢ（Post-Exposur
e Bake）を行うためのポストベーク装置５７、ＰＥＢが
行われたウエハを冷却するためのクーリング装置５８、
及びウエハ上のフォトレジストの現像を行うための現像
装置５９が設置されている。
【００２９】また、本例の投影露光装置５０において、
露光対象のウエハＷは、ウエハホルダ３８を介してウエ
ハステージ３９上に保持され、ウエハステージ３９がウ
エハベース４０（図２参照）上を２次元的に移動する。
そして、搬送ライン５２の中心軸の延長線にほぼ沿うよ
うに第１ガイド部材４２が配置され、この第１ガイド部
材４２に沿って不図示のリニアモータで駆動されるよう
にスライダ４３が配置され、スライダ４３に回転及び上
下動自在にウエハを保持する第１アーム４４が設置され
ている。更に、第１ガイド部材４２の端部の上方に直交
するように、第２ガイド部材４６が配置され、第２ガイ
ド部材４６に沿って不図示のリニアモータで駆動される
ようにウエハを保持する第２アーム４７が配置されてい
る。第２ガイド部材４６は、ウエハステージ３９のウエ
ハのローディング位置まで延びており、第２アーム４７
には、第２ガイド部材４６に直交する方向にスライドす
る機構も備えられている。
露光対象のウエハＷは、ウエハホルダ３８を介してウエ
ハステージ３９上に保持され、ウエハステージ３９がウ
エハベース４０（図２参照）上を２次元的に移動する。
そして、搬送ライン５２の中心軸の延長線にほぼ沿うよ
うに第１ガイド部材４２が配置され、この第１ガイド部
材４２に沿って不図示のリニアモータで駆動されるよう
にスライダ４３が配置され、スライダ４３に回転及び上
下動自在にウエハを保持する第１アーム４４が設置され
ている。更に、第１ガイド部材４２の端部の上方に直交
するように、第２ガイド部材４６が配置され、第２ガイ
ド部材４６に沿って不図示のリニアモータで駆動される
ようにウエハを保持する第２アーム４７が配置されてい
る。第２ガイド部材４６は、ウエハステージ３９のウエ
ハのローディング位置まで延びており、第２アーム４７
には、第２ガイド部材４６に直交する方向にスライドす
る機構も備えられている。
【００３０】また、ガイド部材４２，４６が交差する位
置の近傍にウエハのプリアライメントを行うために回転
及び上下動ができる受け渡しピン４５が設置され、受け
渡しピン４５の周囲にウエハの外周部の切り欠き部（ノ
ッチ部）及び２箇所のエッジ部の位置を検出するための
位置検出装置（不図示）が設置されている。ガイド部材
４２，４６、スライダ４３、アーム４４，４７、及び受
け渡しピン４５等からウエハローダ系が構成されてい
る。
置の近傍にウエハのプリアライメントを行うために回転
及び上下動ができる受け渡しピン４５が設置され、受け
渡しピン４５の周囲にウエハの外周部の切り欠き部（ノ
ッチ部）及び２箇所のエッジ部の位置を検出するための
位置検出装置（不図示）が設置されている。ガイド部材
４２，４６、スライダ４３、アーム４４，４７、及び受
け渡しピン４５等からウエハローダ系が構成されてい
る。
【００３１】通常のリソグラフィ工程における図１のリ
ソグラフィ・システムの基本的な動作の一例につき説明
すると、ホストコンピュータ２７の指令に基づいて、第
１ウエハカセット５３から取り出された１枚のウエハ
は、搬送ライン５２を経てレジストコータ５４に搬送さ
れてフォトレジストが塗布される。そのフォトレジスト
が塗布されたウエハは、搬送ライン５２に沿って順次プ
リベーク装置５５及びクーリング装置５６を経て投影露
光装置の第１アーム４４に受け渡される。その後、スラ
イダ４３が第１ガイド部材４２に沿って受け渡しピン４
５の近傍に達すると、第１アーム４４が回転して、フォ
トレジストが塗布されたウエハが第１アーム４４から受
け渡しピン４５上の位置Ａに受け渡されて、ここでウエ
ハの外形基準で中心位置及び回転角の調整（プリアライ
メント）が行われる。その後、ウエハは第２アーム４７
に受け渡されて第２ガイド部材４６に沿ってウエハのロ
ーディング位置まで搬送され、そこでウエハステージ３
９上のウエハホルダ３８にロードされる。そして、その
ウエハ（ウエハＷとする）上の各ショット領域に対して
マスクとしてのレチクルの所定のデバイスパターンを通
して露光が行われる。
ソグラフィ・システムの基本的な動作の一例につき説明
すると、ホストコンピュータ２７の指令に基づいて、第
１ウエハカセット５３から取り出された１枚のウエハ
は、搬送ライン５２を経てレジストコータ５４に搬送さ
れてフォトレジストが塗布される。そのフォトレジスト
が塗布されたウエハは、搬送ライン５２に沿って順次プ
リベーク装置５５及びクーリング装置５６を経て投影露
光装置の第１アーム４４に受け渡される。その後、スラ
イダ４３が第１ガイド部材４２に沿って受け渡しピン４
５の近傍に達すると、第１アーム４４が回転して、フォ
トレジストが塗布されたウエハが第１アーム４４から受
け渡しピン４５上の位置Ａに受け渡されて、ここでウエ
ハの外形基準で中心位置及び回転角の調整（プリアライ
メント）が行われる。その後、ウエハは第２アーム４７
に受け渡されて第２ガイド部材４６に沿ってウエハのロ
ーディング位置まで搬送され、そこでウエハステージ３
９上のウエハホルダ３８にロードされる。そして、その
ウエハ（ウエハＷとする）上の各ショット領域に対して
マスクとしてのレチクルの所定のデバイスパターンを通
して露光が行われる。
【００３２】露光が終わったウエハＷは、ガイド部材４
６，４２に沿ってコータ・デベロッパ部５１の搬送ライ
ン５２まで搬送された後、搬送ライン５２に沿って順次
ポストベーク装置５７及びクーリング装置５８を通って
現像装置５９に送られる。そして、現像装置５９で現像
が行われたウエハＷの各ショット領域に、レチクルのデ
バイスパターンに対応した凹凸のレジストパターンが形
成される。そのように現像が行われたウエハＷは、搬送
ライン５２に沿って第２ウエハカセット６０に収納され
る。このリソグラフィ工程の終了後に第２ウエハカセッ
ト６０内の例えば１ロットのウエハは、例えばエッチン
グ又はイオン注入等のパターン形成工程及びレジスト剥
離工程等を実行する製造ラインに搬送される。
６，４２に沿ってコータ・デベロッパ部５１の搬送ライ
ン５２まで搬送された後、搬送ライン５２に沿って順次
ポストベーク装置５７及びクーリング装置５８を通って
現像装置５９に送られる。そして、現像装置５９で現像
が行われたウエハＷの各ショット領域に、レチクルのデ
バイスパターンに対応した凹凸のレジストパターンが形
成される。そのように現像が行われたウエハＷは、搬送
ライン５２に沿って第２ウエハカセット６０に収納され
る。このリソグラフィ工程の終了後に第２ウエハカセッ
ト６０内の例えば１ロットのウエハは、例えばエッチン
グ又はイオン注入等のパターン形成工程及びレジスト剥
離工程等を実行する製造ラインに搬送される。
【００３３】そのウエハＷ上に設計データに許容範囲内
で合致する回路パターンを形成するためには、図１のリ
ソグラフィ・システムを用いてウエハＷ上の各ショット
領域にそれぞれ高解像度、かつ高い転写忠実度でレジス
トパターンを形成する必要がある。そのためには、先ず
レジストコータ５４でウエハの全面にできるだけ均一
で、かつ目標とする厚さでフォトレジストを塗布する必
要がある。次に、投影露光装置５０によって、目標とす
る露光量で、できるだけ高い解像度で、できるだけ歪
（ディストーション及び倍率誤差）を小さくして、かつ
重ね合わせ露光時にはできるだけ高い重ね合わせ精度で
ウエハ上にレチクルのパターンを通して露光を行う必要
がある。更に最後に、現像装置５９によって、ウエハの
全面のフォトレジストをできるだけ均一に、目標とする
条件で現像する必要がある。即ち、レジストコータ５４
の特性（ここでは塗布むら）、投影露光装置５０の特性
（ここでは結像特性、重ね合わせ精度）、及び現像装置
５９の特性（ここでは現像むら）をそれぞれ所定の許容
範囲内に収めて露光を行う必要がある。そのために、本
例の投影露光装置５０にはレジストコータ５４、投影露
光装置５０自体、及び現像装置５９の所定の特性を、そ
れぞれ他の装置の特性とは独立に評価するための機構が
組み込まれている。
で合致する回路パターンを形成するためには、図１のリ
ソグラフィ・システムを用いてウエハＷ上の各ショット
領域にそれぞれ高解像度、かつ高い転写忠実度でレジス
トパターンを形成する必要がある。そのためには、先ず
レジストコータ５４でウエハの全面にできるだけ均一
で、かつ目標とする厚さでフォトレジストを塗布する必
要がある。次に、投影露光装置５０によって、目標とす
る露光量で、できるだけ高い解像度で、できるだけ歪
（ディストーション及び倍率誤差）を小さくして、かつ
重ね合わせ露光時にはできるだけ高い重ね合わせ精度で
ウエハ上にレチクルのパターンを通して露光を行う必要
がある。更に最後に、現像装置５９によって、ウエハの
全面のフォトレジストをできるだけ均一に、目標とする
条件で現像する必要がある。即ち、レジストコータ５４
の特性（ここでは塗布むら）、投影露光装置５０の特性
（ここでは結像特性、重ね合わせ精度）、及び現像装置
５９の特性（ここでは現像むら）をそれぞれ所定の許容
範囲内に収めて露光を行う必要がある。そのために、本
例の投影露光装置５０にはレジストコータ５４、投影露
光装置５０自体、及び現像装置５９の所定の特性を、そ
れぞれ他の装置の特性とは独立に評価するための機構が
組み込まれている。
【００３４】図２は、本例のステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置５０の概略構成を示し、この図２
において、露光光源１としてはＡｒＦエキシマレーザ光
源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。但し、露光光
源１としては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2 レーザ
（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生装置、
半導体レーザの高調波発生装置、又は水銀ランプ等を使
用することができる。露光光源１からの波長１９３ｎｍ
の紫外パルス光よりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、
ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）２を通り、光アッ
テネータとしての可変減光器３に入射する。ウエハ上の
フォトレジストに対する露光量を制御するための露光制
御ユニット２１が、露光光源１の発光の開始及び停止、
並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー）を制御す
ると共に、可変減光器３における減光率を段階的、又は
連続的に調整する。
ン方式の投影露光装置５０の概略構成を示し、この図２
において、露光光源１としてはＡｒＦエキシマレーザ光
源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。但し、露光光
源１としては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2 レーザ
（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生装置、
半導体レーザの高調波発生装置、又は水銀ランプ等を使
用することができる。露光光源１からの波長１９３ｎｍ
の紫外パルス光よりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、
ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）２を通り、光アッ
テネータとしての可変減光器３に入射する。ウエハ上の
フォトレジストに対する露光量を制御するための露光制
御ユニット２１が、露光光源１の発光の開始及び停止、
並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー）を制御す
ると共に、可変減光器３における減光率を段階的、又は
連続的に調整する。
【００３５】可変減光器３を通った露光光ＩＬは、レン
ズ系４Ａ，４Ｂよりなるビーム成形系５を経て第１段の
オプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又は
ホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ６に入射
する。この第１フライアイレンズ６から射出された露光
光ＩＬは、第１レンズ系７Ａ、光路折り曲げ用のミラー
８、及び第２レンズ系７Ｂを介して第２段のオプティカ
ル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ９に
入射する。
ズ系４Ａ，４Ｂよりなるビーム成形系５を経て第１段の
オプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又は
ホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ６に入射
する。この第１フライアイレンズ６から射出された露光
光ＩＬは、第１レンズ系７Ａ、光路折り曲げ用のミラー
８、及び第２レンズ系７Ｂを介して第２段のオプティカ
ル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ９に
入射する。
【００３６】第２フライアイレンズ９の射出面、即ち露
光対象のレチクルＲのパターン面（レチクル面）に対す
る光学的なフーリエ変換面（照明系の瞳面）には開口絞
り板１０が、駆動モータ１０ｅによって回転自在に配置
されている。開口絞り板１０には、通常照明用の円形の
開口絞り１０ａ、輪帯照明用の開口絞り１０ｂ、及び複
数（例えば４個）の偏心した小開口よりなる変形照明用
の開口絞り（不図示）や小さいコヒーレンスファクタ
（σ値）用の小円形の開口絞り（不図示）等が切り換え
自在に配置されている。投影露光装置５０の全体の動作
を統轄制御する主制御系２２が駆動モータ１０ｅを介し
て開口絞り板１０を回転して、照明条件を設定する。
光対象のレチクルＲのパターン面（レチクル面）に対す
る光学的なフーリエ変換面（照明系の瞳面）には開口絞
り板１０が、駆動モータ１０ｅによって回転自在に配置
されている。開口絞り板１０には、通常照明用の円形の
開口絞り１０ａ、輪帯照明用の開口絞り１０ｂ、及び複
数（例えば４個）の偏心した小開口よりなる変形照明用
の開口絞り（不図示）や小さいコヒーレンスファクタ
（σ値）用の小円形の開口絞り（不図示）等が切り換え
自在に配置されている。投影露光装置５０の全体の動作
を統轄制御する主制御系２２が駆動モータ１０ｅを介し
て開口絞り板１０を回転して、照明条件を設定する。
【００３７】図２において、第２フライアイレンズ９か
ら射出されて通常照明用の開口絞り１０ａを通過した露
光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッ
タ１１に入射する。ビームスプリッタ１１で反射された
露光光は、集光用のレンズ１９を介して光電検出器より
なるインテグレータセンサ２０に入射し、インテグレー
タセンサ２０の検出信号は露光制御ユニット２１に供給
されている。インテグレータセンサ２０の検出信号と被
露光基板としてのウエハＷ上での露光光ＩＬの照度との
関係は予め高精度に計測されて、露光制御ユニット２１
内のメモリに記憶されている。露光制御ユニット２１
は、インテグレータセンサ２０の検出信号より間接的に
ウエハＷに対する露光光ＩＬの照度（平均値）、及びそ
の積分値をモニタできるように構成されている。
ら射出されて通常照明用の開口絞り１０ａを通過した露
光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッ
タ１１に入射する。ビームスプリッタ１１で反射された
露光光は、集光用のレンズ１９を介して光電検出器より
なるインテグレータセンサ２０に入射し、インテグレー
タセンサ２０の検出信号は露光制御ユニット２１に供給
されている。インテグレータセンサ２０の検出信号と被
露光基板としてのウエハＷ上での露光光ＩＬの照度との
関係は予め高精度に計測されて、露光制御ユニット２１
内のメモリに記憶されている。露光制御ユニット２１
は、インテグレータセンサ２０の検出信号より間接的に
ウエハＷに対する露光光ＩＬの照度（平均値）、及びそ
の積分値をモニタできるように構成されている。
【００３８】ビームスプリッタ１１を透過した露光光Ｉ
Ｌは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系１２，１３を経て順
次、固定ブラインド（固定照明視野絞り）１４Ａ及び可
動ブラインド（可動照明視野絞り）１４Ｂに入射する。
後者の可動ブラインド１４Ｂはレチクル面に対する共役
面に設置され、前者の固定ブラインド１４Ａはその共役
面から所定量だけデフォーカスした面に配置されてい
る。固定ブラインド１４Ａは、例えば特開平４−１９６
５１３号公報及び対応する米国特許第５，４７３，４１
０号に開示されているように、投影光学系ＰＬの円形視
野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリッ
ト状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」と言
う）に伸びるように配置された開口部を有する。更に、
本発明の可変視野絞りに対応する可動ブラインド１４Ｂ
は、ウエハＷ上の各ショット領域への走査露光の開始時
及び終了時に不要な露光を防止するために、照明視野領
域の走査方向の幅を可変とするために使用される。更に
可動ブラインド１４Ｂは、走査方向と直交した方向（非
走査方向）に関してレチクルＲのパターン領域のサイ
ズ、又は後述のように評価対象に応じてその幅を可変と
するためにも使用される。可動ブラインド１４Ｂの開口
率の情報は露光制御ユニット２１にも供給され、インテ
グレータセンサ２０の検出信号から求められる照度にそ
の開口率を乗じた値が、ウエハＷ上の実際の照度とな
る。
Ｌは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系１２，１３を経て順
次、固定ブラインド（固定照明視野絞り）１４Ａ及び可
動ブラインド（可動照明視野絞り）１４Ｂに入射する。
後者の可動ブラインド１４Ｂはレチクル面に対する共役
面に設置され、前者の固定ブラインド１４Ａはその共役
面から所定量だけデフォーカスした面に配置されてい
る。固定ブラインド１４Ａは、例えば特開平４−１９６
５１３号公報及び対応する米国特許第５，４７３，４１
０号に開示されているように、投影光学系ＰＬの円形視
野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリッ
ト状、又は矩形状（以下、まとめて「スリット状」と言
う）に伸びるように配置された開口部を有する。更に、
本発明の可変視野絞りに対応する可動ブラインド１４Ｂ
は、ウエハＷ上の各ショット領域への走査露光の開始時
及び終了時に不要な露光を防止するために、照明視野領
域の走査方向の幅を可変とするために使用される。更に
可動ブラインド１４Ｂは、走査方向と直交した方向（非
走査方向）に関してレチクルＲのパターン領域のサイ
ズ、又は後述のように評価対象に応じてその幅を可変と
するためにも使用される。可動ブラインド１４Ｂの開口
率の情報は露光制御ユニット２１にも供給され、インテ
グレータセンサ２０の検出信号から求められる照度にそ
の開口率を乗じた値が、ウエハＷ上の実際の照度とな
る。
【００３９】通常の露光時に固定ブラインド１４Ａを通
過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー１５、結
像用のレンズ系１６、副コンデンサレンズ系１７、及び
主コンデンサレンズ系１８を介して、マスクとしてのレ
チクルＲのパターン面（下面）の照明領域（照明視野領
域）３５を照明する。露光光ＩＬのもとで、レチクルＲ
の照明領域内の回路パターンの像が両側テレセントリッ
クな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例
えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に
配置された基板（被露光基板）としてのウエハＷ上のフ
ォトレジスト層のスリット状の露光領域（照明領域３５
と共役なパターン像の投影領域）３５Ｐに転写される。
レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物
体と見なすことができ、ウエハ（wafer)Ｗは例えば半導
体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等
の円板状の基板である。以下、投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査方向
（ここでは図２の紙面に平行な方向）にＹ軸を取り、走
査方向に直交する非走査方向（ここでは図２の紙面に垂
直な方向）にＸ軸を取って説明する。
過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー１５、結
像用のレンズ系１６、副コンデンサレンズ系１７、及び
主コンデンサレンズ系１８を介して、マスクとしてのレ
チクルＲのパターン面（下面）の照明領域（照明視野領
域）３５を照明する。露光光ＩＬのもとで、レチクルＲ
の照明領域内の回路パターンの像が両側テレセントリッ
クな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例
えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に
配置された基板（被露光基板）としてのウエハＷ上のフ
ォトレジスト層のスリット状の露光領域（照明領域３５
と共役なパターン像の投影領域）３５Ｐに転写される。
レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物
体と見なすことができ、ウエハ（wafer)Ｗは例えば半導
体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等
の円板状の基板である。以下、投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査方向
（ここでは図２の紙面に平行な方向）にＹ軸を取り、走
査方向に直交する非走査方向（ここでは図２の紙面に垂
直な方向）にＸ軸を取って説明する。
【００４０】図２において、レチクルＲは、レチクルス
テージ３１上に吸着保持され、レチクルステージ３１
は、レチクルベース３２上にＹ方向に等速移動できると
共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に微動できるように載
置されている。レチクルステージ３１（レチクルＲ）の
２次元的な位置、及び回転角は駆動制御ユニット３４内
のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されてい
る。この計測結果、及び主制御系２２からの制御情報に
基づいて、駆動制御ユニット３４内の駆動モータ（リニ
アモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステー
ジ３１の走査速度、及び位置の制御を行う。駆動制御ユ
ニット３４は、更に主制御系２２からの制御情報に基づ
いて、可動ブラインド１４Ｂの開口の大きさの設定、又
は走査方向への開閉を行う。また、レチクルステージ３
１のレチクルＲの近傍にガラス基板よりなる評価マーク
板３３が固定されている。
テージ３１上に吸着保持され、レチクルステージ３１
は、レチクルベース３２上にＹ方向に等速移動できると
共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に微動できるように載
置されている。レチクルステージ３１（レチクルＲ）の
２次元的な位置、及び回転角は駆動制御ユニット３４内
のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されてい
る。この計測結果、及び主制御系２２からの制御情報に
基づいて、駆動制御ユニット３４内の駆動モータ（リニ
アモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステー
ジ３１の走査速度、及び位置の制御を行う。駆動制御ユ
ニット３４は、更に主制御系２２からの制御情報に基づ
いて、可動ブラインド１４Ｂの開口の大きさの設定、又
は走査方向への開閉を行う。また、レチクルステージ３
１のレチクルＲの近傍にガラス基板よりなる評価マーク
板３３が固定されている。
【００４１】図３（Ａ）は図２の評価マーク板３３の中
心を光軸ＡＸにほぼ合致させた状態を示す平面図であ
り、この図３（Ａ）において、投影露光装置５０の特性
の評価時には、評価マーク板３３のほぼ全体を覆うよう
に、２点鎖線で示す露光光の照明領域３５が設定され
る。照明領域３５は、図２の投影光学系ＰＬの円形の有
効視野にほぼ内接するように設定されており、走査方向
ＳＤ（Ｙ方向）に直交する非走査方向（Ｘ方向）に細長
い矩形領域である。そして、評価マーク板３３には、照
明領域３５の内部に収まるように、かつ照明領域３５の
４個の頂点に近い位置に一例として４個の２次元の同一
の評価用マーク３６Ａ，３６Ｂ，…３６Ｍが形成されて
いる。評価用マーク３６Ａは、Ｘ方向に所定ピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターンよりなるＸ
軸のマーク３７Ｘと、Ｙ方向に所定ピッチで配列された
ライン・アンド・スペースパターンよりなるＹ軸のマー
ク３７Ｙとを組み合わせた２次元マークである。評価用
マーク３６Ａを構成するライン・アンド・スペースパタ
ーンの線幅は、一例として図２の投影光学系ＰＬの限界
解像度の１倍〜２倍程度の線幅である。このとき、例え
ば線幅（ピッチ、デューティなど）が異なる複数のライ
ン・アンド・スペースパターンから各評価用マークを構
成してもよい。
心を光軸ＡＸにほぼ合致させた状態を示す平面図であ
り、この図３（Ａ）において、投影露光装置５０の特性
の評価時には、評価マーク板３３のほぼ全体を覆うよう
に、２点鎖線で示す露光光の照明領域３５が設定され
る。照明領域３５は、図２の投影光学系ＰＬの円形の有
効視野にほぼ内接するように設定されており、走査方向
ＳＤ（Ｙ方向）に直交する非走査方向（Ｘ方向）に細長
い矩形領域である。そして、評価マーク板３３には、照
明領域３５の内部に収まるように、かつ照明領域３５の
４個の頂点に近い位置に一例として４個の２次元の同一
の評価用マーク３６Ａ，３６Ｂ，…３６Ｍが形成されて
いる。評価用マーク３６Ａは、Ｘ方向に所定ピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターンよりなるＸ
軸のマーク３７Ｘと、Ｙ方向に所定ピッチで配列された
ライン・アンド・スペースパターンよりなるＹ軸のマー
ク３７Ｙとを組み合わせた２次元マークである。評価用
マーク３６Ａを構成するライン・アンド・スペースパタ
ーンの線幅は、一例として図２の投影光学系ＰＬの限界
解像度の１倍〜２倍程度の線幅である。このとき、例え
ば線幅（ピッチ、デューティなど）が異なる複数のライ
ン・アンド・スペースパターンから各評価用マークを構
成してもよい。
【００４２】一方、図１のレジストコータ５４、又は現
像装置５９の特性の評価時には、図２の可動ブラインド
１４Ｂの開口を狭くすることによって、図３（Ａ）の評
価マーク板３３の中央部の光軸ＡＸを中心とする狭い領
域に、一点鎖線で示すように照明領域３５Ａが設定され
る。照明領域３５Ａは、一例として照明領域３５に対し
てＸ方向、Ｙ方向の幅がそれぞれ１／５程度の領域であ
り、照明領域３５Ａの中央部の評価マーク板３３に２つ
の評価用マーク４８，４９が隣接して形成されている。
照明領域３５Ａは、投影光学系ＰＬの視野中の光軸ＡＸ
を中心とした狭い領域であるため、照明領域３５Ａ内の
パターンの像は、投影光学系ＰＬを介して殆ど諸収差の
無い状態で像面側に投影される。
像装置５９の特性の評価時には、図２の可動ブラインド
１４Ｂの開口を狭くすることによって、図３（Ａ）の評
価マーク板３３の中央部の光軸ＡＸを中心とする狭い領
域に、一点鎖線で示すように照明領域３５Ａが設定され
る。照明領域３５Ａは、一例として照明領域３５に対し
てＸ方向、Ｙ方向の幅がそれぞれ１／５程度の領域であ
り、照明領域３５Ａの中央部の評価マーク板３３に２つ
の評価用マーク４８，４９が隣接して形成されている。
照明領域３５Ａは、投影光学系ＰＬの視野中の光軸ＡＸ
を中心とした狭い領域であるため、照明領域３５Ａ内の
パターンの像は、投影光学系ＰＬを介して殆ど諸収差の
無い状態で像面側に投影される。
【００４３】この場合、一方の評価用マーク４８は、図
３（Ｂ）に拡大図で示すように、計測方向（ここではＸ
方向）に細長いひし形状、即ち計測方向の両端部が楔型
とされた複数のマーク４８ａ〜４８ｅを計測方向に直交
する方向（Ｙ方向）に所定ピッチで配列して形成されて
いる。マーク４８ａ〜４８ｅの最も太い部分の線幅は、
図２の投影光学系ＰＬの限界解像度の１倍〜２倍程度で
あり、評価用マーク４８は、図１の現像装置５９の特性
評価に使用される。他方の評価用マーク４９は、図３
（Ｃ）に拡大図で示すように、Ｙ方向に所定ピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターンである。評
価用マーク４９の各マークの線幅は、投影光学系ＰＬの
限界解像度の数倍程度の緩い（粗い）線幅であり、評価
用マーク４９は、図１のレジストコータ５４の特性評価
に使用される。
３（Ｂ）に拡大図で示すように、計測方向（ここではＸ
方向）に細長いひし形状、即ち計測方向の両端部が楔型
とされた複数のマーク４８ａ〜４８ｅを計測方向に直交
する方向（Ｙ方向）に所定ピッチで配列して形成されて
いる。マーク４８ａ〜４８ｅの最も太い部分の線幅は、
図２の投影光学系ＰＬの限界解像度の１倍〜２倍程度で
あり、評価用マーク４８は、図１の現像装置５９の特性
評価に使用される。他方の評価用マーク４９は、図３
（Ｃ）に拡大図で示すように、Ｙ方向に所定ピッチで配
列されたライン・アンド・スペースパターンである。評
価用マーク４９の各マークの線幅は、投影光学系ＰＬの
限界解像度の数倍程度の緩い（粗い）線幅であり、評価
用マーク４９は、図１のレジストコータ５４の特性評価
に使用される。
【００４４】図２に戻り、ウエハＷは、ウエハホルダ３
８を介してウエハステージ３９上に吸着保持され、ウエ
ハステージ３９は、ウエハベース４０上で投影光学系Ｐ
Ｌの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即
ち、ウエハステージ３９は、ウエハベース４０上でＹ方
向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステ
ップ移動する。更に、ウエハステージ３９には、ウエハ
ＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及び
Ｙ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み
込まれている。また、投影光学系ＰＬの側面に、ウエハ
Ｗの表面（被検面）の複数の計測点に斜めにスリット像
を投影する投射光学系２５Ａと、その被検面からの反射
光を受光してそれらの複数の計測点のフォーカス位置に
対応するフォーカス信号を生成する受光光学系２５Ｂと
からなる多点のオートフォーカスセンサ２５Ａ，２５Ｂ
も設けられており、それらのフォーカス信号が主制御系
２２中の合焦制御部に供給されている。
８を介してウエハステージ３９上に吸着保持され、ウエ
ハステージ３９は、ウエハベース４０上で投影光学系Ｐ
Ｌの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即
ち、ウエハステージ３９は、ウエハベース４０上でＹ方
向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステ
ップ移動する。更に、ウエハステージ３９には、ウエハ
ＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及び
Ｙ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み
込まれている。また、投影光学系ＰＬの側面に、ウエハ
Ｗの表面（被検面）の複数の計測点に斜めにスリット像
を投影する投射光学系２５Ａと、その被検面からの反射
光を受光してそれらの複数の計測点のフォーカス位置に
対応するフォーカス信号を生成する受光光学系２５Ｂと
からなる多点のオートフォーカスセンサ２５Ａ，２５Ｂ
も設けられており、それらのフォーカス信号が主制御系
２２中の合焦制御部に供給されている。
【００４５】走査露光時には、その主制御系２２中の合
焦制御部は、それらのフォーカス信号（フォーカス位
置）の情報に基づいてオートフォーカス方式でウエハス
テージ３９中のＺレベリング機構を連続的に駆動する。
これによって、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面
に合焦される。また、特性の評価時には、一例としてそ
れらのフォーカス信号に基づいてＺレベリング機構を駆
動することによって、ウエハＷのフォーカス位置を任意
の量だけ制御することができる。
焦制御部は、それらのフォーカス信号（フォーカス位
置）の情報に基づいてオートフォーカス方式でウエハス
テージ３９中のＺレベリング機構を連続的に駆動する。
これによって、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面
に合焦される。また、特性の評価時には、一例としてそ
れらのフォーカス信号に基づいてＺレベリング機構を駆
動することによって、ウエハＷのフォーカス位置を任意
の量だけ制御することができる。
【００４６】ウエハステージ３９のＸ方向、Ｙ方向の位
置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角は駆動制御ユ
ニット４１内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計
測されている。この計測結果及び主制御系２２からの制
御情報に基づいて、駆動制御ユニット４１内の駆動モー
タ（リニアモータ等）は、ウエハステージ３９の走査速
度、及び位置の制御を行う。
置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角は駆動制御ユ
ニット４１内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計
測されている。この計測結果及び主制御系２２からの制
御情報に基づいて、駆動制御ユニット４１内の駆動モー
タ（リニアモータ等）は、ウエハステージ３９の走査速
度、及び位置の制御を行う。
【００４７】また、走査露光を行う際には、予めレチク
ルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要があ
る。そのため、レチクルステージ３１上にはレチクルＲ
のアライメントマーク（レチクルマーク）の位置を計測
するレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置され
ている。更に、ウエハＷ上のアライメントマーク（ウエ
ハマーク）の位置を計測するために、投影光学系ＰＬの
側面にオフ・アクシス方式で画像処理方式（ＦＩＡ方
式：Field Image Alignment 方式）の第１のアライメン
トセンサ２３が設置されている。アライメントセンサ２
３は、例えばハロゲンランプ等からの比較的広い波長域
の照明光で被検マークを照射して、その被検マークの像
を指標マークと共に撮像し、得られた画像信号を処理し
て、その指標マークに対する被検マークのＸ方向、Ｙ方
向への位置ずれ量を求めると共に、その被検マークを構
成する個々のマークの線幅を求め、得られた計測値を主
制御系２２に供給する。
ルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要があ
る。そのため、レチクルステージ３１上にはレチクルＲ
のアライメントマーク（レチクルマーク）の位置を計測
するレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置され
ている。更に、ウエハＷ上のアライメントマーク（ウエ
ハマーク）の位置を計測するために、投影光学系ＰＬの
側面にオフ・アクシス方式で画像処理方式（ＦＩＡ方
式：Field Image Alignment 方式）の第１のアライメン
トセンサ２３が設置されている。アライメントセンサ２
３は、例えばハロゲンランプ等からの比較的広い波長域
の照明光で被検マークを照射して、その被検マークの像
を指標マークと共に撮像し、得られた画像信号を処理し
て、その指標マークに対する被検マークのＸ方向、Ｙ方
向への位置ずれ量を求めると共に、その被検マークを構
成する個々のマークの線幅を求め、得られた計測値を主
制御系２２に供給する。
【００４８】また、ウエハマークの位置計測を別の方式
でも行うことができるように、投影光学系ＰＬの側面に
オフ・アクシス方式の第２のアライメントセンサ２４が
備えられている。アライメントセンサ２３及び２４はそ
れぞれ本発明の第２のセンサ及び第１のセンサに対応し
ている。アライメントセンサ２４は、回折格子状の被検
マークに周波数の僅かに異なる２つの光束（又は一つの
光束の場合もある）を照射して、その被検マークから発
生する複数の回折光よりなる干渉光を検出するＬＩＡ
（Laser Interferometric Alignment)方式のセンサ２４
ａ（以下、「ＬＩＡセンサ２４ａ」と言う。）と、ドッ
ト列状の被検マークとスリット状に照射されるレーザビ
ームとを相対走査して、その被検マークから発生する回
折光を検出するレーザ・ステップ・アライメント方式の
センサ２４ｂ（以下、「ＬＳＡセンサ２４ｂ」と言
う。）とから構成されている。ＬＩＡセンサ２４ａにつ
いては、例えば特開平２−２２７６０２号公報（日本特
許第２８１４５２０号及び対応する米国特許第５，４８
９，９８６号）でより詳細な構成が開示されており、Ｌ
ＳＡセンサ２４ｂについては、例えば特開昭６０−１３
０７４２号公報（特公平６−１６４７８号公報及び対応
する米国特許４，６７７，３０１号）でより詳細な構成
が開示されている。なお、本例ではＬＩＡセンサ２４ａ
の代わりに、被検マークに対してほぼ垂直に１本のコヒ
ーレントビームを照射し、その被検マークから発生する
少なくとも一対の回折光（例えば次数が等しい、±ｎ次
回折光）を干渉させて受光する方式のセンサを採用して
もよい。
でも行うことができるように、投影光学系ＰＬの側面に
オフ・アクシス方式の第２のアライメントセンサ２４が
備えられている。アライメントセンサ２３及び２４はそ
れぞれ本発明の第２のセンサ及び第１のセンサに対応し
ている。アライメントセンサ２４は、回折格子状の被検
マークに周波数の僅かに異なる２つの光束（又は一つの
光束の場合もある）を照射して、その被検マークから発
生する複数の回折光よりなる干渉光を検出するＬＩＡ
（Laser Interferometric Alignment)方式のセンサ２４
ａ（以下、「ＬＩＡセンサ２４ａ」と言う。）と、ドッ
ト列状の被検マークとスリット状に照射されるレーザビ
ームとを相対走査して、その被検マークから発生する回
折光を検出するレーザ・ステップ・アライメント方式の
センサ２４ｂ（以下、「ＬＳＡセンサ２４ｂ」と言
う。）とから構成されている。ＬＩＡセンサ２４ａにつ
いては、例えば特開平２−２２７６０２号公報（日本特
許第２８１４５２０号及び対応する米国特許第５，４８
９，９８６号）でより詳細な構成が開示されており、Ｌ
ＳＡセンサ２４ｂについては、例えば特開昭６０−１３
０７４２号公報（特公平６−１６４７８号公報及び対応
する米国特許４，６７７，３０１号）でより詳細な構成
が開示されている。なお、本例ではＬＩＡセンサ２４ａ
の代わりに、被検マークに対してほぼ垂直に１本のコヒ
ーレントビームを照射し、その被検マークから発生する
少なくとも一対の回折光（例えば次数が等しい、±ｎ次
回折光）を干渉させて受光する方式のセンサを採用して
もよい。
【００４９】ＬＩＡセンサ２４ａの干渉光の光電変換信
号（検出信号）、及びＬＳＡセンサ２４ｂの回折光の光
電変換信号（検出信号）はそれぞれ主制御系２２中のア
ライメント信号処理部に供給されている。アライメント
信号処理部では、アライメント時には、ＬＩＡセンサ２
４ａ、又はＬＳＡセンサ２４ｂの検出信号と、ウエハス
テージ３９の座標の計測値とを用いて被検マークの座標
を検出する。また、リソグラフィ・システムの特性評価
時に、そのアライメント信号処理部は、ＬＩＡセンサ２
４ａの検出信号の大きさより、被検マーク上のレジスト
パターンの厚さを算出し、ＬＳＡセンサ２４ｂの検出信
号とウエハステージ３９の座標とを用いて被検マークの
計測方向の長さを算出する。
号（検出信号）、及びＬＳＡセンサ２４ｂの回折光の光
電変換信号（検出信号）はそれぞれ主制御系２２中のア
ライメント信号処理部に供給されている。アライメント
信号処理部では、アライメント時には、ＬＩＡセンサ２
４ａ、又はＬＳＡセンサ２４ｂの検出信号と、ウエハス
テージ３９の座標の計測値とを用いて被検マークの座標
を検出する。また、リソグラフィ・システムの特性評価
時に、そのアライメント信号処理部は、ＬＩＡセンサ２
４ａの検出信号の大きさより、被検マーク上のレジスト
パターンの厚さを算出し、ＬＳＡセンサ２４ｂの検出信
号とウエハステージ３９の座標とを用いて被検マークの
計測方向の長さを算出する。
【００５０】そして、アライメントセンサ２３又は２４
を用いてウエハＷのアライメントが行われた後に走査露
光が行われる。即ち、主制御系２２は、レチクルステー
ジ３１、及びウエハステージ３９のそれぞれの移動位
置、移動速度、移動加速度、位置オフセット等の各種情
報を駆動制御ユニット３４及び４１に送る。これに応じ
て、レチクルステージ３１を介して露光光ＩＬの照明領
域３５に対してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）
に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ウエハステージ
３９を介してレチクルＲのパターン像の露光領域３５Ｐ
に対してウエハＷが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度β
・Ｖｒ（βはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で
走査される。この際の走査露光の開始時及び終了時に不
要な部分への露光を防止するために、駆動制御ユニット
３４によって可動ブラインド１４Ｂの開閉動作が制御さ
れる。レチクルＲとウエハＷとの移動方向が逆であるの
は、本例の投影光学系ＰＬが反転投影を行うためであ
る。
を用いてウエハＷのアライメントが行われた後に走査露
光が行われる。即ち、主制御系２２は、レチクルステー
ジ３１、及びウエハステージ３９のそれぞれの移動位
置、移動速度、移動加速度、位置オフセット等の各種情
報を駆動制御ユニット３４及び４１に送る。これに応じ
て、レチクルステージ３１を介して露光光ＩＬの照明領
域３５に対してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）
に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ウエハステージ
３９を介してレチクルＲのパターン像の露光領域３５Ｐ
に対してウエハＷが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度β
・Ｖｒ（βはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で
走査される。この際の走査露光の開始時及び終了時に不
要な部分への露光を防止するために、駆動制御ユニット
３４によって可動ブラインド１４Ｂの開閉動作が制御さ
れる。レチクルＲとウエハＷとの移動方向が逆であるの
は、本例の投影光学系ＰＬが反転投影を行うためであ
る。
【００５１】更に主制御系２２は、ウエハＷ上の各ショ
ット領域のフォトレジストを適正露光量で走査露光する
ための各種露光条件を露光データファイルより読み出し
て、露光制御ユニット２１とも連携して最適な露光シー
ケンスを実行する。即ち、ウエハＷ上の１つのショット
領域への走査露光開始の指令が主制御系２２から露光制
御ユニット２１に発せられると、露光制御ユニット２１
は露光光源１の発光を開始すると共に、インテグレータ
センサ２０を介してウエハＷに対する露光光ＩＬの照度
（単位時間当たりのパルスエネルギーの和）の積分値を
算出する。その積分値は走査露光開始時に０にリセット
されている。そして、露光制御ユニット２１では、その
照度の積分値を逐次算出し、この結果に応じて、走査露
光後のウエハＷ上のフォトレジストの各点で適正露光量
が得られるように、露光光源１の出力（発振周波数、及
びパルスエネルギー）及び可変減光器３の減光率を制御
する。そして、当該ショット領域への走査露光の終了時
に、露光光源１の発光が停止される。
ット領域のフォトレジストを適正露光量で走査露光する
ための各種露光条件を露光データファイルより読み出し
て、露光制御ユニット２１とも連携して最適な露光シー
ケンスを実行する。即ち、ウエハＷ上の１つのショット
領域への走査露光開始の指令が主制御系２２から露光制
御ユニット２１に発せられると、露光制御ユニット２１
は露光光源１の発光を開始すると共に、インテグレータ
センサ２０を介してウエハＷに対する露光光ＩＬの照度
（単位時間当たりのパルスエネルギーの和）の積分値を
算出する。その積分値は走査露光開始時に０にリセット
されている。そして、露光制御ユニット２１では、その
照度の積分値を逐次算出し、この結果に応じて、走査露
光後のウエハＷ上のフォトレジストの各点で適正露光量
が得られるように、露光光源１の出力（発振周波数、及
びパルスエネルギー）及び可変減光器３の減光率を制御
する。そして、当該ショット領域への走査露光の終了時
に、露光光源１の発光が停止される。
【００５２】次に、本例の図１のリソグラフィ・システ
ムのレジストコータ５４、投影露光装置５０、及び現像
装置５９の所定の特性を評価するための動作（評価シー
ケンス）の一例につき図８及び図９のフローチャートを
参照して説明する。このような特性の評価は、定期的に
実行してもよいが、例えばフォトレジストの種類を変更
するか、又は現像プロセスを変更した場合に実行するよ
うにしてもよい。
ムのレジストコータ５４、投影露光装置５０、及び現像
装置５９の所定の特性を評価するための動作（評価シー
ケンス）の一例につき図８及び図９のフローチャートを
参照して説明する。このような特性の評価は、定期的に
実行してもよいが、例えばフォトレジストの種類を変更
するか、又は現像プロセスを変更した場合に実行するよ
うにしてもよい。
【００５３】先ず図８のステップ１０１において、ホス
トコンピュータ２７の制御のもとで、図１のレジストコ
ータ５４を用いて未露光のウエハＷ１にフォトレジスト
を塗布した後、そのウエハＷ１をプリベーク装置５５及
びクーリング装置５６を経て投影露光装置５０のウエハ
ステージ３９（ウエハホルダ３８）上にロードする（ス
テップ１０２）。次に、図２のレチクルステージ３１を
駆動して、評価マーク板３３の中心を投影光学系ＰＬの
有効視野の中心（光軸ＡＸ）に合わせ（ステップ１０
３）、可動ブラインド１４Ｂを制御して、露光光ＩＬの
照明領域を図３（Ａ）に示すように、有効視野の中央の
狭い照明領域３５Ａに設定する（ステップ１０４）。こ
の状態では、評価用マーク４８，４９のみが照明可能と
なり、投影光学系ＰＬの収差の影響が殆ど無い状態で評
価用マーク４８，４９の像を投影することができる。
トコンピュータ２７の制御のもとで、図１のレジストコ
ータ５４を用いて未露光のウエハＷ１にフォトレジスト
を塗布した後、そのウエハＷ１をプリベーク装置５５及
びクーリング装置５６を経て投影露光装置５０のウエハ
ステージ３９（ウエハホルダ３８）上にロードする（ス
テップ１０２）。次に、図２のレチクルステージ３１を
駆動して、評価マーク板３３の中心を投影光学系ＰＬの
有効視野の中心（光軸ＡＸ）に合わせ（ステップ１０
３）、可動ブラインド１４Ｂを制御して、露光光ＩＬの
照明領域を図３（Ａ）に示すように、有効視野の中央の
狭い照明領域３５Ａに設定する（ステップ１０４）。こ
の状態では、評価用マーク４８，４９のみが照明可能と
なり、投影光学系ＰＬの収差の影響が殆ど無い状態で評
価用マーク４８，４９の像を投影することができる。
【００５４】そこで、ステップ１０５において、図２の
投影露光装置５０を一括露光型の投影露光装置とみなし
て、ステップ・アンド・リピート方式で、照明領域３５
Ａ内の評価用マーク４８，４９の像を投影光学系ＰＬを
介してウエハＷ１上の各ショット領域ＳＡに露光する。
図４（Ａ）は、そのように露光されたウエハＷ１を示
し、この図４（Ａ）において、ウエハＷ１の露光面は、
Ｘ方向、Ｙ方向に狭い照明領域３５Ａの共役像とほぼ同
じ大きさのＮ１個のショット領域ＳＡ1 ，ＳＡ2 ，…Ｓ
ＡN1（これらを代表して「ショット領域ＳＡ」と呼ぶ）
に分かれ、各ショット領域ＳＡにそれぞれ評価用マーク
４８，４９の像４８Ｐ，４９Ｐが露光される。次のステ
ップ１０６において、露光後のウエハＷ１を図１のポス
トベーク装置５７及びクーリング装置５８を介して現像
装置５９に搬送し、現像装置５９において、ウエハＷ１
上のフォトレジストを現像し、現像後のウエハＷ１を搬
送ライン５２を介して再び投影露光装置５０のウエハス
テージ３９上にロードする。この場合、図４（Ａ）のウ
エハＷ１の各ショット領域ＳＡには、それぞれ評価用マ
ーク４８，４９の像４８Ｐ，４９Ｐに対応する凹凸のレ
ジストパターン（これも４８Ｐ，４９Ｐとする）が形成
されている。後者のレジストパターン４９Ｐは、図４
（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に所定ピッチの回折格子状
マークであり、前者のレジストパターン４８Ｐは、図５
（Ａ）に示すように、両側が楔型の複数の凹凸のパター
ンである。
投影露光装置５０を一括露光型の投影露光装置とみなし
て、ステップ・アンド・リピート方式で、照明領域３５
Ａ内の評価用マーク４８，４９の像を投影光学系ＰＬを
介してウエハＷ１上の各ショット領域ＳＡに露光する。
図４（Ａ）は、そのように露光されたウエハＷ１を示
し、この図４（Ａ）において、ウエハＷ１の露光面は、
Ｘ方向、Ｙ方向に狭い照明領域３５Ａの共役像とほぼ同
じ大きさのＮ１個のショット領域ＳＡ1 ，ＳＡ2 ，…Ｓ
ＡN1（これらを代表して「ショット領域ＳＡ」と呼ぶ）
に分かれ、各ショット領域ＳＡにそれぞれ評価用マーク
４８，４９の像４８Ｐ，４９Ｐが露光される。次のステ
ップ１０６において、露光後のウエハＷ１を図１のポス
トベーク装置５７及びクーリング装置５８を介して現像
装置５９に搬送し、現像装置５９において、ウエハＷ１
上のフォトレジストを現像し、現像後のウエハＷ１を搬
送ライン５２を介して再び投影露光装置５０のウエハス
テージ３９上にロードする。この場合、図４（Ａ）のウ
エハＷ１の各ショット領域ＳＡには、それぞれ評価用マ
ーク４８，４９の像４８Ｐ，４９Ｐに対応する凹凸のレ
ジストパターン（これも４８Ｐ，４９Ｐとする）が形成
されている。後者のレジストパターン４９Ｐは、図４
（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に所定ピッチの回折格子状
マークであり、前者のレジストパターン４８Ｐは、図５
（Ａ）に示すように、両側が楔型の複数の凹凸のパター
ンである。
【００５５】それに続くステップ１０７において、図２
の主制御系２２の制御のもとでアライメントセンサ２４
中のＬＩＡセンサ２４ａを用いて、図４（Ａ）のウエハ
Ｗ１上の全部のショット領域ＳＡのレジストパターン４
９Ｐからの干渉光（回折光）の強度に対応する検出信号
を検出し、検出結果をホストコンピュータ２７に供給す
る。ＬＩＡセンサ２４ａからは、図４（Ｂ）に示すよう
に、レジストパターン４９Ｐに２つの光束ＬＡ，ＬＢが
照射され、レジストパターン４９Ｐから光束ＬＡの＋１
次回折光ＬＡ１、及び光束ＬＢの−１次回折光ＬＢ１が
平行に干渉光として発生し、その干渉光が検出される。
この場合、その干渉光の強度の平均値は、各ショット領
域ＳＡに残存するレジストの膜厚、即ちレジストパター
ン４９Ｐの段差に応じて変化するため、例えば予め実験
的にレジストパターン４９Ｐの段差とその干渉光の検出
信号の平均値との関係をテーブルとして求めて、ホスト
コンピュータ２７のデータファイルに格納しておく。そ
して、ホストコンピュータ２７は、その各ショット領域
ＳＡでの干渉光の検出信号の平均値、及びそのテーブル
より、ウエハＷ１上に残存するレジストの膜厚の分布を
求めると共に、この膜厚の分布より、レジストコータ５
４でウエハＷ１にフォトレジストを塗布したときの平均
的な膜厚、及び膜厚のばらつき（例えば標準偏差）を塗
布むらとして推定する。
の主制御系２２の制御のもとでアライメントセンサ２４
中のＬＩＡセンサ２４ａを用いて、図４（Ａ）のウエハ
Ｗ１上の全部のショット領域ＳＡのレジストパターン４
９Ｐからの干渉光（回折光）の強度に対応する検出信号
を検出し、検出結果をホストコンピュータ２７に供給す
る。ＬＩＡセンサ２４ａからは、図４（Ｂ）に示すよう
に、レジストパターン４９Ｐに２つの光束ＬＡ，ＬＢが
照射され、レジストパターン４９Ｐから光束ＬＡの＋１
次回折光ＬＡ１、及び光束ＬＢの−１次回折光ＬＢ１が
平行に干渉光として発生し、その干渉光が検出される。
この場合、その干渉光の強度の平均値は、各ショット領
域ＳＡに残存するレジストの膜厚、即ちレジストパター
ン４９Ｐの段差に応じて変化するため、例えば予め実験
的にレジストパターン４９Ｐの段差とその干渉光の検出
信号の平均値との関係をテーブルとして求めて、ホスト
コンピュータ２７のデータファイルに格納しておく。そ
して、ホストコンピュータ２７は、その各ショット領域
ＳＡでの干渉光の検出信号の平均値、及びそのテーブル
より、ウエハＷ１上に残存するレジストの膜厚の分布を
求めると共に、この膜厚の分布より、レジストコータ５
４でウエハＷ１にフォトレジストを塗布したときの平均
的な膜厚、及び膜厚のばらつき（例えば標準偏差）を塗
布むらとして推定する。
【００５６】次のステップ１０８において、ホストコン
ピュータ２７は、レジストコータ５４に異常があるか、
即ち、ステップ１０７で推定されたフォトレジストの平
均的な膜厚、及び膜厚のばらつきがその種類のフォトレ
ジストについて定められている目標値（ばらつきについ
ては０）に対して許容範囲内に収まっているかどうかを
チェックし、異常がある場合には、オペレータにレジス
トコータ５４のアラーム情報を発する。これに応じてス
テップ１０９でレジストコータ５４のメンテナンスが行
われる。この後で、別の未露光のウエハＷ２に対してス
テップ１０１〜１０８の評価シーケンスを再び実行する
ようにしてもよい。
ピュータ２７は、レジストコータ５４に異常があるか、
即ち、ステップ１０７で推定されたフォトレジストの平
均的な膜厚、及び膜厚のばらつきがその種類のフォトレ
ジストについて定められている目標値（ばらつきについ
ては０）に対して許容範囲内に収まっているかどうかを
チェックし、異常がある場合には、オペレータにレジス
トコータ５４のアラーム情報を発する。これに応じてス
テップ１０９でレジストコータ５４のメンテナンスが行
われる。この後で、別の未露光のウエハＷ２に対してス
テップ１０１〜１０８の評価シーケンスを再び実行する
ようにしてもよい。
【００５７】なお、上記の実施の形態では、レジストコ
ータ５４の評価を行うために、現像後のレジストパター
ン４９Ｐを検出しているが、図４（Ｃ）に示すように予
めウエハＷ１上の各ショット領域ＳＡに凹凸の回折格子
状のマーク６１を形成しておき、ウエハＷ１上にフォト
レジストＰＨを塗布した後にＬＩＡセンサ２４ａから光
束ＬＡ，ＬＢをそのマーク６１に照射して、そのマーク
６１からの干渉光（ＬＡ１，ＬＢ１）を検出するように
してもよい。この場合にも、そのマーク６１からの干渉
光の強度の平均値は、そのショット領域ＳＡ上のフォト
レジストＰＨの膜厚に応じて変化するため、露光及び現
像を行うことなく、ＬＩＡセンサ２４ａの検出信号から
ウエハＷ１上のフォトレジストＰＨの膜厚の分布を求め
ることができる。この例では、露光工程及び現像工程を
省くことができるため、短時間にレジストコータ５４の
評価を行うことができる。なお、ＬＩＡセンサ２４ａか
らの光束ＬＡ，ＬＢとしては、フォトレジストＰＨに吸
収されない、即ち、フォトレジストＰＨを感光させない
波長の光が用いられる。
ータ５４の評価を行うために、現像後のレジストパター
ン４９Ｐを検出しているが、図４（Ｃ）に示すように予
めウエハＷ１上の各ショット領域ＳＡに凹凸の回折格子
状のマーク６１を形成しておき、ウエハＷ１上にフォト
レジストＰＨを塗布した後にＬＩＡセンサ２４ａから光
束ＬＡ，ＬＢをそのマーク６１に照射して、そのマーク
６１からの干渉光（ＬＡ１，ＬＢ１）を検出するように
してもよい。この場合にも、そのマーク６１からの干渉
光の強度の平均値は、そのショット領域ＳＡ上のフォト
レジストＰＨの膜厚に応じて変化するため、露光及び現
像を行うことなく、ＬＩＡセンサ２４ａの検出信号から
ウエハＷ１上のフォトレジストＰＨの膜厚の分布を求め
ることができる。この例では、露光工程及び現像工程を
省くことができるため、短時間にレジストコータ５４の
評価を行うことができる。なお、ＬＩＡセンサ２４ａか
らの光束ＬＡ，ＬＢとしては、フォトレジストＰＨに吸
収されない、即ち、フォトレジストＰＨを感光させない
波長の光が用いられる。
【００５８】また、現像後のレジストパターン４９Ｐを
検出する代わりに、レジストに形成される評価用マーク
４９の潜像を、例えばＬＩＡセンサ２４ａを用いて検出
し、その検出結果に基づいてフォトレジストの平均的な
膜厚、及び膜厚のばらつきを求めるようにしてもよい。
この場合、フォトレジストの現像工程を省くことがで
き、短時間にレジストコータ５４の評価を行うことがで
きる。ＬＩＡセンサ２４ａからの光束ＬＡ，ＬＢとして
は、フォトレジストＰＨに吸収されない、即ち、フォト
レジストＰＨを感光させない波長の光が用いられる。
検出する代わりに、レジストに形成される評価用マーク
４９の潜像を、例えばＬＩＡセンサ２４ａを用いて検出
し、その検出結果に基づいてフォトレジストの平均的な
膜厚、及び膜厚のばらつきを求めるようにしてもよい。
この場合、フォトレジストの現像工程を省くことがで
き、短時間にレジストコータ５４の評価を行うことがで
きる。ＬＩＡセンサ２４ａからの光束ＬＡ，ＬＢとして
は、フォトレジストＰＨに吸収されない、即ち、フォト
レジストＰＨを感光させない波長の光が用いられる。
【００５９】同様に、図２の投影露光装置５０に干渉計
方式又はエリプソメータ方式の膜厚測定器を備えてお
き、露光前にこの膜厚測定器でウエハ上のフォトレジス
トの厚さの分布を直接計測するようにしてもよい。ま
た、例えば原子間力顕微鏡などを用いて、フォトレジス
トの膜厚及びそのばらつきなどを検出するようにしても
よい。なお、評価用マーク４８，４９をフォトレジスト
に転写して前述の塗布むらを推定するとき、本例では評
価用マーク４８，４９を投影光学系ＰＬの投影視野の中
央（光軸ＡＸ上）に配置することで、投影光学系ＰＬの
収差の影響が殆どない状態と見なしている。しかしなが
ら、投影光学系ＰＬの収差を無視できないときは、前述
の塗布むらなどの影響を受けない計測方法、例えば評価
用マークの投影像を投影光学系ＰＬの像面側で検出す
る、いわゆる空間像計測などによって、予め投影光学系
ＰＬの収差情報（波面収差など）を求めておき、この収
差情報も用いて前述の塗布むらなどを決定することが好
ましい。
方式又はエリプソメータ方式の膜厚測定器を備えてお
き、露光前にこの膜厚測定器でウエハ上のフォトレジス
トの厚さの分布を直接計測するようにしてもよい。ま
た、例えば原子間力顕微鏡などを用いて、フォトレジス
トの膜厚及びそのばらつきなどを検出するようにしても
よい。なお、評価用マーク４８，４９をフォトレジスト
に転写して前述の塗布むらを推定するとき、本例では評
価用マーク４８，４９を投影光学系ＰＬの投影視野の中
央（光軸ＡＸ上）に配置することで、投影光学系ＰＬの
収差の影響が殆どない状態と見なしている。しかしなが
ら、投影光学系ＰＬの収差を無視できないときは、前述
の塗布むらなどの影響を受けない計測方法、例えば評価
用マークの投影像を投影光学系ＰＬの像面側で検出す
る、いわゆる空間像計測などによって、予め投影光学系
ＰＬの収差情報（波面収差など）を求めておき、この収
差情報も用いて前述の塗布むらなどを決定することが好
ましい。
【００６０】また、ステップ１０９でのレジストコータ
５４のメンテナンスは、フォトレジストの塗布条件（ス
ピンコート方式ではウエハの回転速度や回転数などを含
み、スキャンコート方式ではウエハやノズルの移動速度
などを含む）の再設定（変更）などを含むものである。
更に、ステップ１０７で求めた膜厚やそのばらつきなど
に基づき、オペレータがレジストコータ５４の調整を行
うようにしてもよいし、あるいはホストコンピュータ２
７がレジストコータ５４に指令を与えてその塗布条件の
変更などを行うようにしてもよい。
５４のメンテナンスは、フォトレジストの塗布条件（ス
ピンコート方式ではウエハの回転速度や回転数などを含
み、スキャンコート方式ではウエハやノズルの移動速度
などを含む）の再設定（変更）などを含むものである。
更に、ステップ１０７で求めた膜厚やそのばらつきなど
に基づき、オペレータがレジストコータ５４の調整を行
うようにしてもよいし、あるいはホストコンピュータ２
７がレジストコータ５４に指令を与えてその塗布条件の
変更などを行うようにしてもよい。
【００６１】そして、レジストコータ５４に異常が無い
場合には、動作はステップ１０８からステップ１１０に
移行し、今度は図２の主制御系２２は、アライメントセ
ンサ２４中のＬＳＡセンサ２４ｂを用いて、図４（Ａ）
のウエハＷ１上の全部のショット領域ＳＡのレジストパ
ターン４８Ｐからの回折光に対応する検出信号を、ウエ
ハステージ３９のＸ座標に対応させて取り込む。ＬＳＡ
センサ２４ｂからは、図５（Ａ）のショット領域ＳＡi
に示すようにＹ方向に伸びるスリット状にレーザビーム
ＬＳが照射され、ウエハステージ３９をＸ方向に駆動し
て、レジストパターン４８ＰとレーザビームＬＳとを相
対走査させると、レーザビームＬＳがレジストパターン
４８Ｐに一部でも照射されていると、レジストパターン
４８Ｐから回折光が発生する。そこで、主制御系２２
は、その回折光の検出信号のレベルが所定値以上となる
ウエハステージ３９のＸ座標の範囲を求め、この範囲を
ショット領域ＳＡi でのレジストパターン４８Ｐの長さ
ＬＸ１とする。同様にして、主制御系２２は、全てのシ
ョット領域ＳＡ中のレジストパターン４８Ｐの長さを求
め、計測値をホストコンピュータ２７に供給する。
場合には、動作はステップ１０８からステップ１１０に
移行し、今度は図２の主制御系２２は、アライメントセ
ンサ２４中のＬＳＡセンサ２４ｂを用いて、図４（Ａ）
のウエハＷ１上の全部のショット領域ＳＡのレジストパ
ターン４８Ｐからの回折光に対応する検出信号を、ウエ
ハステージ３９のＸ座標に対応させて取り込む。ＬＳＡ
センサ２４ｂからは、図５（Ａ）のショット領域ＳＡi
に示すようにＹ方向に伸びるスリット状にレーザビーム
ＬＳが照射され、ウエハステージ３９をＸ方向に駆動し
て、レジストパターン４８ＰとレーザビームＬＳとを相
対走査させると、レーザビームＬＳがレジストパターン
４８Ｐに一部でも照射されていると、レジストパターン
４８Ｐから回折光が発生する。そこで、主制御系２２
は、その回折光の検出信号のレベルが所定値以上となる
ウエハステージ３９のＸ座標の範囲を求め、この範囲を
ショット領域ＳＡi でのレジストパターン４８Ｐの長さ
ＬＸ１とする。同様にして、主制御系２２は、全てのシ
ョット領域ＳＡ中のレジストパターン４８Ｐの長さを求
め、計測値をホストコンピュータ２７に供給する。
【００６２】この場合、例えば図５（Ｂ）のショット領
域ＳＡj では現像の状態が悪かったものとすると、レジ
ストパターン４８Ｐの長さＬＸ２はＬＸ１よりも小さく
なるため、レジストパターン４８の長さが現像の状態に
対応していることになる。これに基づいて、ホストコン
ピュータ２７は、ウエハＷ１上の全部のショット領域Ｓ
Ａでのレジストパターン４８Ｐの長さの平均値、及びば
らつき（例えば標準偏差）を、現像装置５９におけるフ
ォトレジストの現像時の現像むらを表すものとする。
域ＳＡj では現像の状態が悪かったものとすると、レジ
ストパターン４８Ｐの長さＬＸ２はＬＸ１よりも小さく
なるため、レジストパターン４８の長さが現像の状態に
対応していることになる。これに基づいて、ホストコン
ピュータ２７は、ウエハＷ１上の全部のショット領域Ｓ
Ａでのレジストパターン４８Ｐの長さの平均値、及びば
らつき（例えば標準偏差）を、現像装置５９におけるフ
ォトレジストの現像時の現像むらを表すものとする。
【００６３】次のステップ１１１において、ホストコン
ピュータ２７は、現像装置５９に異常があるか、即ち、
ステップ１１０で求められた現像むら（レジストパター
ン４８Ｐの長さの平均値、及びばらつき）がその種類の
フォトレジストについて定められている目標値（ばらつ
きについては０）に対して許容範囲内に収まっているか
どうかをチェックし、異常がある場合には、オペレータ
に現像装置５９のアラーム情報を発する。これに応じて
ステップ１１２で現像装置５９のメンテナンスが行われ
る。なお、ステップ１１２ではオペレータ又はホストコ
ンピュータ２７などによってその現像むらに基づく現像
装置５９の現像条件（例えば、現像時間など）の変更な
どが行われる。この後で、ステップ１０１〜１０６，１
１０，１１１の評価シーケンスを再び実行するようにし
てもよい。
ピュータ２７は、現像装置５９に異常があるか、即ち、
ステップ１１０で求められた現像むら（レジストパター
ン４８Ｐの長さの平均値、及びばらつき）がその種類の
フォトレジストについて定められている目標値（ばらつ
きについては０）に対して許容範囲内に収まっているか
どうかをチェックし、異常がある場合には、オペレータ
に現像装置５９のアラーム情報を発する。これに応じて
ステップ１１２で現像装置５９のメンテナンスが行われ
る。なお、ステップ１１２ではオペレータ又はホストコ
ンピュータ２７などによってその現像むらに基づく現像
装置５９の現像条件（例えば、現像時間など）の変更な
どが行われる。この後で、ステップ１０１〜１０６，１
１０，１１１の評価シーケンスを再び実行するようにし
てもよい。
【００６４】そして、現像装置５９にも異常が無い場合
には、動作はステップ１１１から図９のステップ１２０
に移行して、投影露光装置５０の結像特性の評価が行わ
れる。そのため、ホストコンピュータ２７の制御のもと
で、図１のレジストコータ５４を用いて未露光のウエハ
（Ｗ３とする）にフォトレジストを塗布した後、そのウ
エハＷ３をプリベーク装置５５及びクーリング装置５６
を経て投影露光装置５０のウエハステージ３９上にロー
ドする（ステップ１２１）。次に、図２の評価マーク板
３３の中心を光軸ＡＸに合わせたままの状態で、可動ブ
ラインド１４Ｂの開口を開いて、露光光ＩＬの照明領域
を図３（Ａ）に示す通常の大きさの照明領域３５に設定
する（ステップ１２２）。この状態では、投影光学系Ｐ
Ｌの有効視野の周辺部の評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄが
照明可能となる。
には、動作はステップ１１１から図９のステップ１２０
に移行して、投影露光装置５０の結像特性の評価が行わ
れる。そのため、ホストコンピュータ２７の制御のもと
で、図１のレジストコータ５４を用いて未露光のウエハ
（Ｗ３とする）にフォトレジストを塗布した後、そのウ
エハＷ３をプリベーク装置５５及びクーリング装置５６
を経て投影露光装置５０のウエハステージ３９上にロー
ドする（ステップ１２１）。次に、図２の評価マーク板
３３の中心を光軸ＡＸに合わせたままの状態で、可動ブ
ラインド１４Ｂの開口を開いて、露光光ＩＬの照明領域
を図３（Ａ）に示す通常の大きさの照明領域３５に設定
する（ステップ１２２）。この状態では、投影光学系Ｐ
Ｌの有効視野の周辺部の評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄが
照明可能となる。
【００６５】そこで、ステップ１２３において、図２の
投影露光装置５０を一括露光型の投影露光装置とみなし
て、ステップ・アンド・リピート方式で、照明領域３５
内の評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像を投影光学系ＰＬ
を介してウエハＷ３上の各ショット領域ＳＢに露光す
る。図６（Ａ）は、そのように露光されたウエハＷ３を
示し、この図６（Ａ）において、ウエハＷ３の露光面
は、Ｘ方向、Ｙ方向に細長い照明領域３５の共役像とほ
ぼ同じ大きさのＮ２個（Ｎ２＜Ｎ１）のショット領域Ｓ
Ｂ1 ，ＳＢ2 ，…ＳＢ N2（これらを代表して「ショット
領域ＳＢ」と呼ぶ）に分かれ、各ショット領域ＳＢにそ
れぞれ評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像３６ＡＰ〜３６
ＤＰが露光される。次のステップ１２４において、露光
後のウエハＷ３を図１のポストベーク装置５７及びクー
リング装置５８を介して現像装置５９に搬送し、現像装
置５９において、ウエハＷ３上のフォトレジストを現像
し、現像後のウエハＷ３を搬送ライン５２を介して再び
投影露光装置５０のウエハステージ３９上にロードす
る。この場合、図６（Ａ）のウエハＷ３の各ショット領
域ＳＢには、それぞれ評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像
に対応する凹凸のレジストパターン（これも３６ＡＰ〜
３６ＤＰとする）が形成されている。代表的にレジスト
パターン３６ＡＰは、図６（Ｂ）に示すようにＸ方向及
びＹ方向にそれぞれ配列された凹凸のライン・アンド・
スペースパターン３７ＸＰ，３７ＹＰより構成されてい
る。
投影露光装置５０を一括露光型の投影露光装置とみなし
て、ステップ・アンド・リピート方式で、照明領域３５
内の評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像を投影光学系ＰＬ
を介してウエハＷ３上の各ショット領域ＳＢに露光す
る。図６（Ａ）は、そのように露光されたウエハＷ３を
示し、この図６（Ａ）において、ウエハＷ３の露光面
は、Ｘ方向、Ｙ方向に細長い照明領域３５の共役像とほ
ぼ同じ大きさのＮ２個（Ｎ２＜Ｎ１）のショット領域Ｓ
Ｂ1 ，ＳＢ2 ，…ＳＢ N2（これらを代表して「ショット
領域ＳＢ」と呼ぶ）に分かれ、各ショット領域ＳＢにそ
れぞれ評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像３６ＡＰ〜３６
ＤＰが露光される。次のステップ１２４において、露光
後のウエハＷ３を図１のポストベーク装置５７及びクー
リング装置５８を介して現像装置５９に搬送し、現像装
置５９において、ウエハＷ３上のフォトレジストを現像
し、現像後のウエハＷ３を搬送ライン５２を介して再び
投影露光装置５０のウエハステージ３９上にロードす
る。この場合、図６（Ａ）のウエハＷ３の各ショット領
域ＳＢには、それぞれ評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄの像
に対応する凹凸のレジストパターン（これも３６ＡＰ〜
３６ＤＰとする）が形成されている。代表的にレジスト
パターン３６ＡＰは、図６（Ｂ）に示すようにＸ方向及
びＹ方向にそれぞれ配列された凹凸のライン・アンド・
スペースパターン３７ＸＰ，３７ＹＰより構成されてい
る。
【００６６】それに続くステップ１２５において、図２
の主制御系２２の制御のもとでＦＩＡ方式のアライメン
トセンサ２３を用いて、図６（Ａ）のウエハＷ３上の全
部のショット領域ＳＢのレジストパターン３６ＡＰ〜３
６ＤＰの線幅及び位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測し、計
測値をホストコンピュータ２７に供給する。例えば図６
（Ｂ）のレジストパターン３６ＡＰでは、ライン・アン
ド・スペースパターン３７ＸＰ，３７ＹＰの凸部（レジ
スト部）の幅ｈＸ，ｈＹが計測される。この場合、本例
では既にレジストコータ５４及び現像装置５９は良好な
特性が得られるように調整されているため、レジストパ
ターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅及び位置は、投影光学
系ＰＬの結像特性（解像度、及び収差等）に依存してい
る。但し、レジストコータ５４及び現像装置５９でも或
る程度の塗布むら及び現像むらが残存しているため、ホ
ストコンピュータ２７は、計測した全部のショット領域
ＳＢ内のレジストパターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅、
及び位置を平均化して、投影光学系ＰＬの像面でのレジ
ストパターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅及び位置を求め
る。そして、ホストコンピュータ２７は、その線幅を設
計値と比較することによって投影光学系ＰＬの解像度を
評価し、その４個のレジストパターン３６ＡＰ〜３６Ｄ
Ｐの位置を設計値と比較することによって、投影光学系
ＰＬのディストーション（倍率誤差を含む）を評価す
る。
の主制御系２２の制御のもとでＦＩＡ方式のアライメン
トセンサ２３を用いて、図６（Ａ）のウエハＷ３上の全
部のショット領域ＳＢのレジストパターン３６ＡＰ〜３
６ＤＰの線幅及び位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測し、計
測値をホストコンピュータ２７に供給する。例えば図６
（Ｂ）のレジストパターン３６ＡＰでは、ライン・アン
ド・スペースパターン３７ＸＰ，３７ＹＰの凸部（レジ
スト部）の幅ｈＸ，ｈＹが計測される。この場合、本例
では既にレジストコータ５４及び現像装置５９は良好な
特性が得られるように調整されているため、レジストパ
ターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅及び位置は、投影光学
系ＰＬの結像特性（解像度、及び収差等）に依存してい
る。但し、レジストコータ５４及び現像装置５９でも或
る程度の塗布むら及び現像むらが残存しているため、ホ
ストコンピュータ２７は、計測した全部のショット領域
ＳＢ内のレジストパターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅、
及び位置を平均化して、投影光学系ＰＬの像面でのレジ
ストパターン３６ＡＰ〜３６ＤＰの線幅及び位置を求め
る。そして、ホストコンピュータ２７は、その線幅を設
計値と比較することによって投影光学系ＰＬの解像度を
評価し、その４個のレジストパターン３６ＡＰ〜３６Ｄ
Ｐの位置を設計値と比較することによって、投影光学系
ＰＬのディストーション（倍率誤差を含む）を評価す
る。
【００６７】次のステップ１２６において、ホストコン
ピュータ２７は、投影光学系ＰＬに異常があるか、即
ち、ステップ１２５で評価された解像度及びディストー
ションが目標値に対して許容範囲内に収まっているかど
うかをチェックし、異常がある場合には、オペレータに
投影光学系ＰＬのアラーム情報を発する。これに応じて
ステップ１２７で投影光学系ＰＬの調整が行われる。こ
の場合、図２の投影光学系ＰＬには、不図示であるが、
所定の複数のレンズをそれぞれ光軸方向に微動させると
共に傾斜させることができる結像特性調整機構が備えら
れており、この結像特性調整機構が使用される。この後
で、ステップ１２０〜１２６の評価シーケンスを再び実
行するようにしてもよい。結像特性調整機構について
は、特開平６−４５２１７号公報及び対応する米国特許
第６，０７８，３８０号に開示されている。なお、本例
の結像特性調整機構は露光光源１の波長調整部を制御し
て、露光光源１から発生する露光光ＩＬの中心波長をシ
フトさせることができ、この波長シフトによっても投影
光学系ＰＬの結像特性を調整可能となっている。
ピュータ２７は、投影光学系ＰＬに異常があるか、即
ち、ステップ１２５で評価された解像度及びディストー
ションが目標値に対して許容範囲内に収まっているかど
うかをチェックし、異常がある場合には、オペレータに
投影光学系ＰＬのアラーム情報を発する。これに応じて
ステップ１２７で投影光学系ＰＬの調整が行われる。こ
の場合、図２の投影光学系ＰＬには、不図示であるが、
所定の複数のレンズをそれぞれ光軸方向に微動させると
共に傾斜させることができる結像特性調整機構が備えら
れており、この結像特性調整機構が使用される。この後
で、ステップ１２０〜１２６の評価シーケンスを再び実
行するようにしてもよい。結像特性調整機構について
は、特開平６−４５２１７号公報及び対応する米国特許
第６，０７８，３８０号に開示されている。なお、本例
の結像特性調整機構は露光光源１の波長調整部を制御し
て、露光光源１から発生する露光光ＩＬの中心波長をシ
フトさせることができ、この波長シフトによっても投影
光学系ＰＬの結像特性を調整可能となっている。
【００６８】そして、投影光学系ＰＬの結像特性に異常
が無い場合には、動作はステップ１２６からステップ１
２８に移行し、今度は投影露光装置５０の最終的なダイ
ナミック特性の評価を行う。そのため、ホストコンピュ
ータ２７の制御のもとで、図１のレジストコータ５４を
用いて未露光のウエハ（Ｗ４とする）にフォトレジスト
を塗布した後、そのウエハＷ４をプリベーク装置５５及
びクーリング装置５６を経て投影露光装置５０のウエハ
ステージ３９上にロードする（ステップ１２９）。次
に、図２のレチクルステージ３１上に図７（Ｂ）に示す
テストレチクルＲ１をロードする（ステップ１３０）。
図７（Ｂ）に示すように、テストレチクルＲ１のパター
ン領域には、走査方向ＳＤ（Ｙ方向）に沿って所定間隔
で３対の２次元の評価用マーク６２Ａ〜６２Ｃ，６２Ｄ
〜６２Ｆが形成されている。評価用マーク６２Ａ〜６２
Ｆは、例えば図３（Ａ）の評価用マーク３６Ａと同様の
２つのライン・アンド・スペースパターンより形成され
ている。
が無い場合には、動作はステップ１２６からステップ１
２８に移行し、今度は投影露光装置５０の最終的なダイ
ナミック特性の評価を行う。そのため、ホストコンピュ
ータ２７の制御のもとで、図１のレジストコータ５４を
用いて未露光のウエハ（Ｗ４とする）にフォトレジスト
を塗布した後、そのウエハＷ４をプリベーク装置５５及
びクーリング装置５６を経て投影露光装置５０のウエハ
ステージ３９上にロードする（ステップ１２９）。次
に、図２のレチクルステージ３１上に図７（Ｂ）に示す
テストレチクルＲ１をロードする（ステップ１３０）。
図７（Ｂ）に示すように、テストレチクルＲ１のパター
ン領域には、走査方向ＳＤ（Ｙ方向）に沿って所定間隔
で３対の２次元の評価用マーク６２Ａ〜６２Ｃ，６２Ｄ
〜６２Ｆが形成されている。評価用マーク６２Ａ〜６２
Ｆは、例えば図３（Ａ）の評価用マーク３６Ａと同様の
２つのライン・アンド・スペースパターンより形成され
ている。
【００６９】そこで、ステップ１３１において、図２の
投影露光装置５０を用いてステップ・アンド・スキャン
方式（走査露光方式）で、テストレチクルＲ１の評価用
マーク６２Ａ〜６２Ｆの像を投影光学系ＰＬを介してウ
エハＷ４上の各ショット領域ＳＣに露光する。この場
合、図７（Ｂ）において、照明領域３５に対して走査方
向ＳＤにテストレチクルＲ１が走査され、これに応じて
図７（Ａ）に示すようにスリット状の露光領域３５Ｐに
対してウエハＷ４上の各ショット領域が走査される。
投影露光装置５０を用いてステップ・アンド・スキャン
方式（走査露光方式）で、テストレチクルＲ１の評価用
マーク６２Ａ〜６２Ｆの像を投影光学系ＰＬを介してウ
エハＷ４上の各ショット領域ＳＣに露光する。この場
合、図７（Ｂ）において、照明領域３５に対して走査方
向ＳＤにテストレチクルＲ１が走査され、これに応じて
図７（Ａ）に示すようにスリット状の露光領域３５Ｐに
対してウエハＷ４上の各ショット領域が走査される。
【００７０】図７（Ａ）は、そのように露光されたウエ
ハＷ４を示し、この図７（Ａ）において、ウエハＷ４の
露光面は、Ｘ方向、Ｙ方向に所定ピッチで製造対象とす
るデバイスとほぼ同じ大きさのＮ３個（Ｎ３＜Ｎ２）の
ショット領域ＳＣ1 ，ＳＣ2，…ＳＣN3（これらを代表
して「ショット領域ＳＣ」と呼ぶ）に分かれ、各ショッ
ト領域ＳＣにそれぞれ評価用マーク６２Ａ〜６２Ｆの像
６２ＡＰ〜６２ＦＰが露光される。次のステップ１３２
において、露光後のウエハＷ４を図１のポストベーク装
置５７及びクーリング装置５８を介して現像装置５９に
搬送し、現像装置５９において、ウエハＷ４上のフォト
レジストを現像し、現像後のウエハＷ４を搬送ライン５
２を介して再び投影露光装置５０のウエハステージ３９
上にロードする。この場合、図７（Ａ）のウエハＷ４の
各ショット領域ＳＣには、それぞれ評価用マーク６２Ａ
〜６２Ｆの像に対応する凹凸のレジストパターン（これ
も６２ＡＰ〜６２ＦＰとする）が形成されている。
ハＷ４を示し、この図７（Ａ）において、ウエハＷ４の
露光面は、Ｘ方向、Ｙ方向に所定ピッチで製造対象とす
るデバイスとほぼ同じ大きさのＮ３個（Ｎ３＜Ｎ２）の
ショット領域ＳＣ1 ，ＳＣ2，…ＳＣN3（これらを代表
して「ショット領域ＳＣ」と呼ぶ）に分かれ、各ショッ
ト領域ＳＣにそれぞれ評価用マーク６２Ａ〜６２Ｆの像
６２ＡＰ〜６２ＦＰが露光される。次のステップ１３２
において、露光後のウエハＷ４を図１のポストベーク装
置５７及びクーリング装置５８を介して現像装置５９に
搬送し、現像装置５９において、ウエハＷ４上のフォト
レジストを現像し、現像後のウエハＷ４を搬送ライン５
２を介して再び投影露光装置５０のウエハステージ３９
上にロードする。この場合、図７（Ａ）のウエハＷ４の
各ショット領域ＳＣには、それぞれ評価用マーク６２Ａ
〜６２Ｆの像に対応する凹凸のレジストパターン（これ
も６２ＡＰ〜６２ＦＰとする）が形成されている。
【００７１】それに続くステップ１３３において、図２
の主制御系２２の制御のもとでＦＩＡ方式のアライメン
トセンサ２３を用いて、図７（Ａ）のウエハＷ４上の全
部のショット領域ＳＣのレジストパターン６２ＡＰ〜６
２ＦＰの線幅及び位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測し、計
測値をホストコンピュータ２７に供給する。ホストコン
ピュータ２７は、計測した全部のショット領域ＳＣ内の
レジストパターン６２ＡＰ〜６２ＦＰの線幅、及び位置
の平均値とばらつき（例えば標準偏差）とを求め、その
計測値を設計値と比較することによって投影露光装置５
０の走査露光時のダイナミックな制御特性（レチクルス
テージとウエハステージとの同期特性等）を評価する。
なお、そのダイナミックな制御特性として、投影光学系
ＰＬのディストーションなどの結像特性を同様に検出し
てもよい。
の主制御系２２の制御のもとでＦＩＡ方式のアライメン
トセンサ２３を用いて、図７（Ａ）のウエハＷ４上の全
部のショット領域ＳＣのレジストパターン６２ＡＰ〜６
２ＦＰの線幅及び位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測し、計
測値をホストコンピュータ２７に供給する。ホストコン
ピュータ２７は、計測した全部のショット領域ＳＣ内の
レジストパターン６２ＡＰ〜６２ＦＰの線幅、及び位置
の平均値とばらつき（例えば標準偏差）とを求め、その
計測値を設計値と比較することによって投影露光装置５
０の走査露光時のダイナミックな制御特性（レチクルス
テージとウエハステージとの同期特性等）を評価する。
なお、そのダイナミックな制御特性として、投影光学系
ＰＬのディストーションなどの結像特性を同様に検出し
てもよい。
【００７２】次のステップ１３４において、ホストコン
ピュータ２７は、そのダイナミックな制御特性に異常が
あるかどうかをチェックし、異常がある場合には、オペ
レータにダイナミックな制御特性のアラーム情報を発す
る。これに応じてステップ１３５でレチクルステージ３
１、ウエハステージ３９、及びこれらの位置計測用のレ
ーザ干渉計等のステージ系の調整が行われる。この後
で、ステップ１２８〜１３４の評価シーケンスを再び実
行するようにしてもよい。そして、ステップ１３４でダ
イナミックな制御特性に異常が無かった場合には、ステ
ップ１３６に移行して通常のデバイスパターンの露光工
程が実行される。
ピュータ２７は、そのダイナミックな制御特性に異常が
あるかどうかをチェックし、異常がある場合には、オペ
レータにダイナミックな制御特性のアラーム情報を発す
る。これに応じてステップ１３５でレチクルステージ３
１、ウエハステージ３９、及びこれらの位置計測用のレ
ーザ干渉計等のステージ系の調整が行われる。この後
で、ステップ１２８〜１３４の評価シーケンスを再び実
行するようにしてもよい。そして、ステップ１３４でダ
イナミックな制御特性に異常が無かった場合には、ステ
ップ１３６に移行して通常のデバイスパターンの露光工
程が実行される。
【００７３】なお、前述のステップ１２６で投影光学系
ＰＬの解像度や結像特性などをチェックする場合に、フ
ォトレジストの現像処理を行うことなく、ウエハ上のフ
ォトレジストに形成される評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄ
の潜像をアライメントセンサ２３で検出してその線幅や
位置情報を得るようにし、その検出結果に基づいて解像
度や結像特性を求めるようにしてもよい。この場合、現
像処理を施さないため、解像度や結像特性などの評価に
あたってその現像処理の影響を受けることがない。従っ
て、ステップ１１０などで現像むらを求めることなく、
短時間にその解像度等の評価を行うことが可能となる。
また、ステップ１３３でダイナミックな制御特性を評価
するときにも、同様に評価用マーク６２Ａ〜６２Ｆのレ
ジストパターンの代わりにその潜像を検出するようにし
てもよい。このように解像度や結像特性の評価、及びダ
イナミックな制御特性の評価を行うときには、現像むら
の特性を用いる必要は無いが、コータ・デベロッパ部５
１（基板処理装置）の一部である現像装置５９の評価を
行うためにはその現像むらの特性が必要になるため、必
要に応じてその現像むらを別途検出しておくとよい。
ＰＬの解像度や結像特性などをチェックする場合に、フ
ォトレジストの現像処理を行うことなく、ウエハ上のフ
ォトレジストに形成される評価用マーク３６Ａ〜３６Ｄ
の潜像をアライメントセンサ２３で検出してその線幅や
位置情報を得るようにし、その検出結果に基づいて解像
度や結像特性を求めるようにしてもよい。この場合、現
像処理を施さないため、解像度や結像特性などの評価に
あたってその現像処理の影響を受けることがない。従っ
て、ステップ１１０などで現像むらを求めることなく、
短時間にその解像度等の評価を行うことが可能となる。
また、ステップ１３３でダイナミックな制御特性を評価
するときにも、同様に評価用マーク６２Ａ〜６２Ｆのレ
ジストパターンの代わりにその潜像を検出するようにし
てもよい。このように解像度や結像特性の評価、及びダ
イナミックな制御特性の評価を行うときには、現像むら
の特性を用いる必要は無いが、コータ・デベロッパ部５
１（基板処理装置）の一部である現像装置５９の評価を
行うためにはその現像むらの特性が必要になるため、必
要に応じてその現像むらを別途検出しておくとよい。
【００７４】更に、前述の実施の形態では、フォトレジ
ストの塗布むらと現像むらとの両方を求めるものとした
が、上記のように潜像検出を利用する場合などでは塗布
むらのみを求めるようにしてもよく、あるいは塗布むら
の影響が小さいと考えられるプロセス（レイヤ）では現
像むらのみを求めるようにしてもよい。また、前述の実
施の形態では投影露光装置５０の結像特性を求めるもの
としたが、その結像特性を求めることなく、塗布むらと
現像むらとの少なくとも一方を求めるだけでも構わな
い。
ストの塗布むらと現像むらとの両方を求めるものとした
が、上記のように潜像検出を利用する場合などでは塗布
むらのみを求めるようにしてもよく、あるいは塗布むら
の影響が小さいと考えられるプロセス（レイヤ）では現
像むらのみを求めるようにしてもよい。また、前述の実
施の形態では投影露光装置５０の結像特性を求めるもの
としたが、その結像特性を求めることなく、塗布むらと
現像むらとの少なくとも一方を求めるだけでも構わな
い。
【００７５】以上のように本例のリソグラフィ・システ
ムの評価シーケンスでは、可変視野絞りとしての可動ブ
ラインド１４Ｂを用いて狭い視野で評価用マーク４８，
４９の像を評価用のウエハ上に露光しているため、投影
露光装置５０の特性と、レジストコータ５４又は現像装
置５９の特性とを切り分けて容易に評価することができ
る。更に、２種類の評価用マーク４８，４９を用いてい
るため、レジストコータ５４の特性と現像装置５９の特
性とを切り分けて容易に評価することができる。このた
め、リソグラフィ・システムの調整を容易に迅速に行う
ことができる。なお、前述の実施の形態では塗布むら又
は現像むらが許容範囲を超えている場合、即ちレジスト
コータ５４又は現像装置５９に異常が認められる場合、
ステップ１０９，１１１でレジストコータ５４や現像装
置５９のメンテナンス（塗布条件や現像条件の変更な
ど）を行うものとした。しかしながら、このメンテナン
スによっても塗布むら又は現像むらを許容範囲内に収め
ることができないことがあるので、例えば、塗布むら又
は現像むらなどによる、ウエハ上に形成される回路パタ
ーンの線幅変化などを補償するように、投影露光装置５
０によるウエハの露光条件（露光量など）を変更しても
よい。一例としては、塗布むら又は現像むらに応じて、
ウエハ上で部分的に露光量を異ならせる。これにより、
塗布むら又は現像むらを許容範囲内に収めることができ
なくても、ウエハ上に形成される回路パターンの線幅や
形状などを設定データとほぼ一致させることが可能とな
る。また、塗布むら又は現像むらに応じて前述の露光条
件を変更する場合、前述の実施の形態で図８のステップ
１０９，１１２を実行しなくてもよい。更に、塗布むら
又は現像むらが許容範囲内となっていても、必要に応じ
て前述の露光条件の変更などを行うようにしてもよい。
ムの評価シーケンスでは、可変視野絞りとしての可動ブ
ラインド１４Ｂを用いて狭い視野で評価用マーク４８，
４９の像を評価用のウエハ上に露光しているため、投影
露光装置５０の特性と、レジストコータ５４又は現像装
置５９の特性とを切り分けて容易に評価することができ
る。更に、２種類の評価用マーク４８，４９を用いてい
るため、レジストコータ５４の特性と現像装置５９の特
性とを切り分けて容易に評価することができる。このた
め、リソグラフィ・システムの調整を容易に迅速に行う
ことができる。なお、前述の実施の形態では塗布むら又
は現像むらが許容範囲を超えている場合、即ちレジスト
コータ５４又は現像装置５９に異常が認められる場合、
ステップ１０９，１１１でレジストコータ５４や現像装
置５９のメンテナンス（塗布条件や現像条件の変更な
ど）を行うものとした。しかしながら、このメンテナン
スによっても塗布むら又は現像むらを許容範囲内に収め
ることができないことがあるので、例えば、塗布むら又
は現像むらなどによる、ウエハ上に形成される回路パタ
ーンの線幅変化などを補償するように、投影露光装置５
０によるウエハの露光条件（露光量など）を変更しても
よい。一例としては、塗布むら又は現像むらに応じて、
ウエハ上で部分的に露光量を異ならせる。これにより、
塗布むら又は現像むらを許容範囲内に収めることができ
なくても、ウエハ上に形成される回路パターンの線幅や
形状などを設定データとほぼ一致させることが可能とな
る。また、塗布むら又は現像むらに応じて前述の露光条
件を変更する場合、前述の実施の形態で図８のステップ
１０９，１１２を実行しなくてもよい。更に、塗布むら
又は現像むらが許容範囲内となっていても、必要に応じ
て前述の露光条件の変更などを行うようにしてもよい。
【００７６】また、前述の実施の形態では、例えばレジ
ストコータ５４に異常があると認められた場合、レジス
トコータ５４のメンテナンスを行ってから再度、ウエハ
にフォトレジストを塗布して評価用マークを転写し、こ
の転写像を検出して現像むらを求めるようにしてもよい
し、あるいは塗布むらに基づいてステップ１１０での現
像むらの検出結果を補正してもよい。更に、レジストコ
ータ５４と現像装置５９との少なくとも一方に異常が認
められた場合も同様に、塗布むらと現像むらとの少なく
とも一方に基づいて投影露光装置５０の結像特性の計測
結果を補正してもよいし、あるいはその少なくとも一方
の装置のメンテナンスを行ってから再度、評価用マーク
の転写などを行うようにしてもよい。
ストコータ５４に異常があると認められた場合、レジス
トコータ５４のメンテナンスを行ってから再度、ウエハ
にフォトレジストを塗布して評価用マークを転写し、こ
の転写像を検出して現像むらを求めるようにしてもよい
し、あるいは塗布むらに基づいてステップ１１０での現
像むらの検出結果を補正してもよい。更に、レジストコ
ータ５４と現像装置５９との少なくとも一方に異常が認
められた場合も同様に、塗布むらと現像むらとの少なく
とも一方に基づいて投影露光装置５０の結像特性の計測
結果を補正してもよいし、あるいはその少なくとも一方
の装置のメンテナンスを行ってから再度、評価用マーク
の転写などを行うようにしてもよい。
【００７７】なお、上記の実施の形態では、レジストコ
ータ５４又は現像装置５９の特性（塗布むら又は現像む
ら）を検出するために評価用マークの像をフォトレジス
トに投影するときに、可動ブラインド１４Ｂを用いて狭
い視野にしていたため、ウエハ上の露光面上で細かい間
隔で塗布むらや現像むらを評価できる。しかしながら、
それ程細かい間隔で塗布むらや現像むらを評価する必要
が無い場合には、その逆に広い視野で各ショット領域に
複数の評価用マークを一度の露光動作で転写してもよ
い。この場合には、例えば各ショット領域で同じ位置の
評価用マークの像を計測することで、結像特性の影響を
避けることができる。
ータ５４又は現像装置５９の特性（塗布むら又は現像む
ら）を検出するために評価用マークの像をフォトレジス
トに投影するときに、可動ブラインド１４Ｂを用いて狭
い視野にしていたため、ウエハ上の露光面上で細かい間
隔で塗布むらや現像むらを評価できる。しかしながら、
それ程細かい間隔で塗布むらや現像むらを評価する必要
が無い場合には、その逆に広い視野で各ショット領域に
複数の評価用マークを一度の露光動作で転写してもよ
い。この場合には、例えば各ショット領域で同じ位置の
評価用マークの像を計測することで、結像特性の影響を
避けることができる。
【００７８】また、上記の実施の形態では、投影露光装
置５０の評価を行うために、所定の評価用マークの像の
レジストパターンをアライメントセンサ２３で計測して
いるが、それ以外に、特許第２５３００８０号公報で開
示されているように、投影露光装置５０を用いて所定の
導電体パターンを形成し、この導電体パターンの抵抗値
を計測することによって、投影露光装置５０の例えば結
像特性のキャリブレーションを行うようにしてもよい。
置５０の評価を行うために、所定の評価用マークの像の
レジストパターンをアライメントセンサ２３で計測して
いるが、それ以外に、特許第２５３００８０号公報で開
示されているように、投影露光装置５０を用いて所定の
導電体パターンを形成し、この導電体パターンの抵抗値
を計測することによって、投影露光装置５０の例えば結
像特性のキャリブレーションを行うようにしてもよい。
【００７９】更に、図２のアライメントセンサ２３，２
４、及び各種の評価用マークは上記の実施の形態の構成
に限られるものではなく、任意の構成で構わない。更
に、レジストコータ５４、投影露光装置５０、及び現像
装置５９の少なくとも１つの特性を評価するために、評
価用マークの転写像（レジスト像又は潜像など）を検出
するとき、例えばリソグラフィ・システムに組み込まれ
るレジストレーション測定装置などを用いてもよい。
４、及び各種の評価用マークは上記の実施の形態の構成
に限られるものではなく、任意の構成で構わない。更
に、レジストコータ５４、投影露光装置５０、及び現像
装置５９の少なくとも１つの特性を評価するために、評
価用マークの転写像（レジスト像又は潜像など）を検出
するとき、例えばリソグラフィ・システムに組み込まれ
るレジストレーション測定装置などを用いてもよい。
【００８０】また、図１ではコータ・デベロッパ部５１
と投影露光装置５０とをインライン接続しているが、両
装置間に搬送装置（例えばＡＧＶなど）を設けてそのリ
ソグラフィ・システムをオフライン構成としてもよい。
また、コータ・デベロッパ部５１に組み込む装置の種類
や数は図１の構成に限られるものではなく、任意の構成
で構わない。例えばレジストコータ５４と現像装置５９
とを一体の装置で構成してもよい。あるいはコータ・デ
ベロッパ部５１の代わりに、その一部のみ、例えばレジ
ストコータ５４、又は現像装置５９のみを有する基板処
理装置を用いるようにしてもよい。更に、投影露光装置
５０とコータ・デベロッパ部５１とはそれぞれ不図示の
メインコントローラ（ミニコンピュータなど）によって
その動作が独立に制御されるように構成されているた
め、図１のホストコンピュータ２７を設けることなく、
両者間でその動作状況などを送受信することで互いにウ
エハの受け渡し動作を制御するようにしてもよい。本例
では、前述のリソグラフィ・システムを構成する（換言
すればリソグラフィ工程で使用される）装置の内で、投
影露光装置５０以外の少なくとも一つの装置を基板処理
装置としている。
と投影露光装置５０とをインライン接続しているが、両
装置間に搬送装置（例えばＡＧＶなど）を設けてそのリ
ソグラフィ・システムをオフライン構成としてもよい。
また、コータ・デベロッパ部５１に組み込む装置の種類
や数は図１の構成に限られるものではなく、任意の構成
で構わない。例えばレジストコータ５４と現像装置５９
とを一体の装置で構成してもよい。あるいはコータ・デ
ベロッパ部５１の代わりに、その一部のみ、例えばレジ
ストコータ５４、又は現像装置５９のみを有する基板処
理装置を用いるようにしてもよい。更に、投影露光装置
５０とコータ・デベロッパ部５１とはそれぞれ不図示の
メインコントローラ（ミニコンピュータなど）によって
その動作が独立に制御されるように構成されているた
め、図１のホストコンピュータ２７を設けることなく、
両者間でその動作状況などを送受信することで互いにウ
エハの受け渡し動作を制御するようにしてもよい。本例
では、前述のリソグラフィ・システムを構成する（換言
すればリソグラフィ工程で使用される）装置の内で、投
影露光装置５０以外の少なくとも一つの装置を基板処理
装置としている。
【００８１】また、上記の実施の形態では、露光装置と
して走査露光方式の投影露光装置が使用されているが、
本発明はステップ・アンド・リピート方式（一括露光方
式）の投影露光装置（ステッパー）、及び投影系を用い
ないプロキシミティ方式等の露光装置を使用する場合に
も適用することができる。また、露光光（露光ビーム）
は上記の紫外光に限られるものではなく、例えばレーザ
プラズマ光源又はＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiat
ion)リングから発生する軟Ｘ線領域（波長５〜５０ｎ
ｍ）のＥＵＶ光を用いてもよい。ＥＵＶ露光装置では、
照明光学系及び投影光学系はそれぞれ複数の反射光学素
子のみから構成される。また、露光光として硬Ｘ線、あ
るいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などを用
いてもよい。
して走査露光方式の投影露光装置が使用されているが、
本発明はステップ・アンド・リピート方式（一括露光方
式）の投影露光装置（ステッパー）、及び投影系を用い
ないプロキシミティ方式等の露光装置を使用する場合に
も適用することができる。また、露光光（露光ビーム）
は上記の紫外光に限られるものではなく、例えばレーザ
プラズマ光源又はＳＯＲ（Synchrotron Orbital Radiat
ion)リングから発生する軟Ｘ線領域（波長５〜５０ｎ
ｍ）のＥＵＶ光を用いてもよい。ＥＵＶ露光装置では、
照明光学系及び投影光学系はそれぞれ複数の反射光学素
子のみから構成される。また、露光光として硬Ｘ線、あ
るいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などを用
いてもよい。
【００８２】そして、図２のウエハＷより半導体デバイ
スが製造できる。その半導体デバイスは、デバイスの機
能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいた
レチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハ
を制作するステップ、前述した実施の形態の投影露光装
置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステッ
プ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボン
ディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ
等を経て製造される。
スが製造できる。その半導体デバイスは、デバイスの機
能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいた
レチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハ
を制作するステップ、前述した実施の形態の投影露光装
置によりレチクルのパターンをウエハに露光するステッ
プ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボン
ディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ
等を経て製造される。
【００８３】なお、リソグラフィ・システムの用途とし
ては半導体素子製造用に限定されることなく、例えば、
角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若し
くはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用のリ
ソグラフィ・システムや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイ
クロマシン、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製
造するためのリソグラフィ・システムにも広く適用でき
る。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが
形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォ
トリソグフィ工程を用いて製造する際にも適用すること
ができる。リソグラフィ・システムに用いられる個々の
装置及びプロセスの詳細については、例えば、米国特許
第４，９００，９３９号に開示されている。
ては半導体素子製造用に限定されることなく、例えば、
角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若し
くはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用のリ
ソグラフィ・システムや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイ
クロマシン、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製
造するためのリソグラフィ・システムにも広く適用でき
る。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが
形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォ
トリソグフィ工程を用いて製造する際にも適用すること
ができる。リソグラフィ・システムに用いられる個々の
装置及びプロセスの詳細については、例えば、米国特許
第４，９００，９３９号に開示されている。
【００８４】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
【００８５】
【発明の効果】本発明によれば、リソグラフィ・システ
ムによって実行されるレジスト塗布工程、露光工程、及
びレジスト現像工程のそれぞれの特性を容易に互いに独
立に評価することができる。更に、リソグラフィ・シス
テムを構成するレジストコータ、露光装置、及び現像装
置のそれぞれの特性を容易に互いに独立に評価すること
もできる。
ムによって実行されるレジスト塗布工程、露光工程、及
びレジスト現像工程のそれぞれの特性を容易に互いに独
立に評価することができる。更に、リソグラフィ・シス
テムを構成するレジストコータ、露光装置、及び現像装
置のそれぞれの特性を容易に互いに独立に評価すること
もできる。
【００８６】更に本発明によれば、必要に応じてリソグ
ラフィ・システムの一部の基板処理装置の特性等を露光
装置の特性とは独立に容易に評価することができる。
ラフィ・システムの一部の基板処理装置の特性等を露光
装置の特性とは独立に容易に評価することができる。
【図１】 本発明の実施の形態の一例のリソグラフィ・
システムを示す概略構成図である。
システムを示す概略構成図である。
【図２】 図１中の投影露光装置を示す一部を切り欠い
た構成図である。
た構成図である。
【図３】 （ａ）は、図２の評価マーク板３３を示す平
面図であり、（ｂ）は評価用マーク４８を示す拡大平面
図であり、（ｃ）は評価用マーク４９を示す拡大平面図
である。
面図であり、（ｂ）は評価用マーク４８を示す拡大平面
図であり、（ｃ）は評価用マーク４９を示す拡大平面図
である。
【図４】 （ａ）はレジストコータ及び現像装置の評価
用のウエハのショット配列を示す平面図であり、（ｂ）
はレジストパターン４９Ｐの計測方法の説明に供する拡
大断面図であり、（ｃ）はフォトレジストの膜厚の計測
方法の他の例を示す拡大断面図である。
用のウエハのショット配列を示す平面図であり、（ｂ）
はレジストパターン４９Ｐの計測方法の説明に供する拡
大断面図であり、（ｃ）はフォトレジストの膜厚の計測
方法の他の例を示す拡大断面図である。
【図５】 両端が楔型のレジストパターンの計測方法の
説明図である。
説明図である。
【図６】 （ａ）は投影露光装置の投影光学系の評価用
のウエハのショット配列を示す平面図であり、（ｂ）は
そのウエハ上の各ショット領域に形成されるレジストパ
ターンを示す拡大平面図である。
のウエハのショット配列を示す平面図であり、（ｂ）は
そのウエハ上の各ショット領域に形成されるレジストパ
ターンを示す拡大平面図である。
【図７】 （ａ）は投影露光装置のダイナミック制御特
性の評価用のウエハのショット配列を示す平面図であ
り、（ｂ）はその際に使用されるテストレチクルを示す
平面図である。
性の評価用のウエハのショット配列を示す平面図であ
り、（ｂ）はその際に使用されるテストレチクルを示す
平面図である。
【図８】 本発明の実施の形態のリソグラフィ・システ
ムの評価シーケンスの前半部を示すフローチャートであ
る。
ムの評価シーケンスの前半部を示すフローチャートであ
る。
【図９】 そのリソグラフィ・システムの評価シーケン
スの後半部を示すフローチャートである。
スの後半部を示すフローチャートである。
１…露光光源、１４Ｂ…可動ブラインド、Ｒ…レチク
ル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ，Ｗ１〜Ｗ４…ウエハ、２２
…主制御系、２７…ホストコンピュータ、３１…レチク
ルステージ、３３…評価マーク板、３６Ａ〜３６Ｄ，６
２Ａ〜６２Ｆ…評価用マーク、３９…ウエハステージ、
４８，４９…評価用マーク、５０…投影露光装置、５１
…コータ・デベロッパ部、５２…搬送ライン、５４…レ
ジストコータ、５５…プリベーク装置、５６…クーリン
グ装置、５７…ポストベーク装置、５８…クーリング装
置、５９…現像装置
ル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ，Ｗ１〜Ｗ４…ウエハ、２２
…主制御系、２７…ホストコンピュータ、３１…レチク
ルステージ、３３…評価マーク板、３６Ａ〜３６Ｄ，６
２Ａ〜６２Ｆ…評価用マーク、３９…ウエハステージ、
４８，４９…評価用マーク、５０…投影露光装置、５１
…コータ・デベロッパ部、５２…搬送ライン、５４…レ
ジストコータ、５５…プリベーク装置、５６…クーリン
グ装置、５７…ポストベーク装置、５８…クーリング装
置、５９…現像装置
Claims (53)
- 【請求項１】 感光材料が塗布された基板に所定の現像
パターンを形成するために、感光材料の塗布工程、露光
工程及び現像工程を含むリソグラフィ・プロセスの評価
方法であって、 感光材料が塗布された基板を評価用パターンを介して露
光し；露光した基板を現像して現像パターンを形成し；
形成した現像パターンを観測し；該観測結果から、現像
パターンにそれぞれ影響を与える前記塗布工程に特有の
塗布因子、前記露光工程に特有の露光因子、及び前記現
像工程に特有の現像因子の少なくとも一つの因子を他の
因子とは独立して求めることを含む評価方法。 - 【請求項２】 前記塗布因子及び現像因子をそれぞれ露
光因子とは独立して求めるために、基板を評価用パター
ンを介して露光する際に、評価用パターンを照明する領
域を制限する請求項１に記載の評価方法。 - 【請求項３】 前記評価用パターンが、塗布因子、現像
因子及び露光因子をそれぞれ求めるためのパターンを含
み、前記一つの因子を他の因子とは独立して求めるため
に、該一つの因子を求めるためのパターンの現像パター
ンを観測する請求項２に記載の評価方法。 - 【請求項４】 塗布因子、現像因子及び露光因子をそれ
ぞれ独立に求める請求項１に記載の評価方法。 - 【請求項５】 現像パターンから塗布因子を求めた後、
現像因子を求める請求項１に記載の評価方法。 - 【請求項６】 塗布因子が塗布むらであり、現像因子が
現像むらである請求項１に記載の評価方法。 - 【請求項７】 感光材料を基板に塗布する塗布装置と、
感光材料が塗布された基板を露光する露光装置と、感光
材料を現像する現像装置とを有するリソグラフィ・シス
テムの評価方法であって、 前記塗布装置によって基板上に感光材料を塗布する第１
工程と；前記感光材料が塗布された基板を前記露光装置
によって評価用パターンを介して露光する第２工程と；
前記現像装置によって前記基板の前記感光材料を現像す
る第３工程と；前記現像された基板上の前記感光材料の
現像パターンを計測する第４工程と；第４工程の計測結
果に基づいて、現像パターンにそれぞれ影響を与える前
記塗布装置の特性、前記露光装置の特性及び前記現像装
置の特性のうちの一つの特性を他の特性とは独立に評価
する第５工程と；を含むリソグラフィ・システムの評価
方法 - 【請求項８】 前記露光装置は、マスクパターンの像を
基板上に投影する投影系を備え、 前記第２工程において、前記評価用パターンの像を前記
投影系の有効視野内の所定の狭い領域を介して前記基板
上の複数の区画領域に投影し、 前記第５工程において、前記塗布装置の特性又は前記現
像装置の特性を評価する請求項７に記載のリソグラフィ
・システムの評価方法。 - 【請求項９】 前記第４工程において、前記基板上の複
数の区画領域に形成された前記感光材料の現像パターン
の厚さのばらつきに対応する物理量を計測し、 前記第５工程において、前記塗布装置による前記感光材
料の塗布むらを評価する請求項８に記載のリソグラフィ
・システムの評価方法。 - 【請求項１０】 前記評価用パターンは、計測方向に交
差する方向に配列された複数個の楔型のパターンであ
り、 前記第４工程において、前記基板上の複数の区画領域に
形成された前記感光材料の現像パターンの前記計測方向
の長さのばらつきを計測し、 前記第５工程において、前記現像装置の現像むらを評価
する請求項９に記載のリソグラフィ・システムの評価方
法。 - 【請求項１１】 前記露光装置は、マスクパターンの像
を基板上に投影する投影系を備え、 前記第２工程において、前記評価用パターンの像を前記
投影系の有効視野内の所定の広い領域を介して前記基板
上の複数の区画領域に投影し、 前記第５工程において、前記露光装置の前記投影系の特
性を評価する請求項７に記載のリソグラフィ・システム
の評価方法。 - 【請求項１２】 前記露光装置は、マスクと基板とを同
期移動して前記基板を露光する走査露光型の露光装置で
あり、 前記第２工程において、前記評価用パターンの像を走査
露光方式で前記基板上の複数の区画領域に投影し、 前記第５工程において、前記露光装置のダイナミックな
制御特性を評価する請求項８に記載のリソグラフィ・シ
ステムの評価方法。 - 【請求項１３】 前記物理量を、露光装置に備えられた
第１センサにより計測する請求項９に記載のリソグラフ
ィ・システムの評価方法。 - 【請求項１４】 前記現像パターンの前記計測方向の長
さのばらつきを、露光装置に備えられた第２センサによ
り計測する請求項１０に記載のリソグラフィ・システム
の評価方法。 - 【請求項１５】 更に、前記基板上の複数の区画領域に
形成された前記感光材料の現像パターンの前記計測方向
の長さのばらつきを計測する第６工程と、 前記現像装置の現像むらを評価する第７工程とを含む請
求項９に記載のリソグラフィ・システムの評価方法。 - 【請求項１６】 更に、前記塗布装置によって別の基板
上に感光材料を塗布する第８工程と；前記感光材料が塗
布された基板を、前記評価用パターンとは異なるパター
ンの像を前記投影系の有効視野内の所定の広い領域を介
して前記基板上の複数の区画領域に投影して感光材料を
露光する第９工程と；前記第９工程で露光された感光材
料を現像する第１０工程と；前記第１０工程で現像され
た感光材料の現像パターンを計測して前記露光装置の前
記投影系の何れかの特性を評価する第１１工程とを含む
請求項１５に記載のリソグラフィ・システムの評価方
法。 - 【請求項１７】 更に、評価された前記投影系の特性に
応じて、前記投影系を調整することを含む請求項１６に
記載のリソグラフィ・システムの評価方法。 - 【請求項１８】 前記露光装置は、マスクと基板とを同
期移動して前記基板を露光する走査露光型の露光装置で
あり、更に、塗布装置によりテスト用基板に感光材料を
塗布する第１２工程と；評価用マスクの像を走査露光方
式で前記基板上の複数の区画領域に投影して感光材料を
露光する第１３工程と；前記第１３工程で露光された感
光材料を現像する第１４工程と；露光装置のダイナミッ
クな制御特性を観測して評価する第１５工程とを含む請
求項１７に記載のリソグラフィ・システムの評価方法。 - 【請求項１９】 感光材料が塗布された基板を露光する
露光装置と、前記感光材料の露光前と露光後との少なく
とも一方で前記基板を処理する基板処理装置とを有する
リソグラフィ・システムの評価方法であって、 リソグラフィ・システムによって評価用パターンを感光
材料に転写して転写像を形成し；転写像の状態を計測
し；該計測結果に基づいて、前記露光装置の特性と前記
基仮処理装置の特性とを独立に評価することを含むリソ
グラフィ・システムの評価方法。 - 【請求項２０】 前記露光装置の特性と基板処理装置の
特性を独立して求めるために、基板を評価用パターンを
介して露光する際に、求める特性に応じて評価用パター
ンを照明する領域の大きさを調整する請求項１９に記載
の評価方法。 - 【請求項２１】 前記評価用パターンが、露光装置の特
性と基板処理装置の特性をそれぞれ求めるためのパター
ンを含み、独立して求める特性に応じたパターンの現像
パターンを観測する請求項２０に記載の評価方法。 - 【請求項２２】 転写像が、感光材料が感光してできた
潜像である請求項１９に記載の評価方法。 - 【請求項２３】 基板処理装置が、感光材料を基板に塗
布する塗布装置及び転写像が形成された感光材料を現像
する現像装置を含む請求項１９に記載の評価方法。 - 【請求項２４】 前記露光装置の特性が、露光装置に備
えられた投影系の結像特性であり、前記基板処理装置の
特性が感光材料の塗布むらである請求項１９に記載の評
価方法。 - 【請求項２５】 感光材料が塗布された基板を露光する
露光装置と共にリソグラフィ・システムを構成し、前記
感光材料の露光前と露光後との少なくとも一方で前記基
板を処理する基板処理装置の調整方法において、 リソグラフィ・システムによって評価用パターンを基板
上の感光材料に転写して転写像を形成し；該転写像の状
態を計測し；該計測結果に基づいて、前記露光装置の特
性とは独立に前記基板処理装置の特性を検出することを
含む基板処理装置の調整方法。 - 【請求項２６】 更に、検出された特性が所定の値を満
足していない場合に、基板処理装置を調整することを含
む請求項２５に記載の調整方法。 - 【請求項２７】 転写像が、感光材料が感光してできた
潜像である請求項２５に記載の調整方法。 - 【請求項２８】 基板処理装置が、感光材料を基板に塗
布する塗布装置及び転写像が形成された感光材料を現像
する現像装置を含む請求項２５に記載の調整方法。 - 【請求項２９】 前記露光装置の特性が、露光装置に備
えられた投影系の結像特性であり、前記基板処理装置の
特性が感光材料の塗布むらである請求項２５に記載の調
整方法。 - 【請求項３０】 前記評価用パターンが、基板処理装置
の特性を露光装置の特性とは独立して求めるためのパタ
ーンを含む請求項２５に記載の調整方法。 - 【請求項３１】 感光材料を塗布した基板に所定の現像
パターンを形成するリソグラフィ・システムであって、 感光材料を基板に塗布する塗布装置と；感光材料が塗布
された基板を露光する露光装置と；露光された感光材料
を現像する現像装置と；前記塗布装置によって感光材料
が塗布された基板を、前記露光装置によって所定の評価
用パターンを介して露光するように露光装置を制御する
制御系と；前記露光装置によって露光された前記基板を
前記現像装置によって現像して得られる前記感光材料の
現像パターンの状態を計測するセンサと；該センサの計
測情報に基づいて、現像パターンにそれぞれ影響を与え
る前記塗布装置の特性、前記露光装置の特性及び前記現
像装置の特性のうちの一つの特性を他の特性とは独立に
判定する判定系と；を有するリソグラフィ・システム。 - 【請求項３２】 前記センサは、感光材料の塗布むら、
現像むらの及び露光装置の結像特性の少なくとも一つを
計測する請求項３１に記載のリソグラフィ・システム。 - 【請求項３３】 前記判定系は、前記一つの特性を、予
定された特性と比較する請求項３２に記載のリソグラフ
ィ・システム。 - 【請求項３４】 露光装置が、評価用パターンの像を基
板上に投影する投影系と投影系により照明される評価用
パターンの照明視野を制限する視野絞りとを備え、前記
制御系は判定される特性に応じて前記視野絞りを制御す
る請求項３３に記載のリソグラフィ・システム。 - 【請求項３５】 前記センサが、露光装置に設けられて
いる請求項３１に記載のリソグラフィ・システム。 - 【請求項３６】 更に、基板を搬送する搬送系を含む請
求項３１に記載のリソグラフィ・システム。 - 【請求項３７】 前記評価用パターンが、感光材料の塗
布むら、現像むらの及び露光装置の結像特性をそれぞれ
計測するためのパターンを含む請求項３１に記載のリソ
グラフィ・システム。 - 【請求項３８】 マスクを介して感光材料が塗布された
基板を露光する露光装置であって、 前記マスクを照明する照明系と；基板の位置決めを行う
基板ステージと；前記照明系による照明領域の大きさを
切り換える可変視野絞りと；前記基板ステージ上の基板
上の現像後の感光材料のパターンの形状に対応する物理
量を計測する第１センサと；前記基板ステージ上の基板
上の現像後の感光材料のパターンの位置を計測する第２
センサと；前記第１センサ及び第２センサの検出結果を
用いて、前記基板上の感光材料の状態を評価する判定系
とを有する露光装置。 - 【請求項３９】 更に、照明系からの照明光を基板に投
影する投影系を含み、判定系は前記第１センサ及び第２
センサの少なくとも一方を用いて投影系の結像特性を評
価する請求項３８に記載の露光装置。 - 【請求項４０】 前記物理量が感光材料の厚さであり、
前記感光材料の状態が感光材料の塗布むら及び現像むら
を含む請求項３８に記載の露光装置。 - 【請求項４１】 更に、前記可変視野絞りを制御する制
御系を備え、 前記制御系は基板上の感光材料の状態が評価されるとき
に、前記可変視野絞りを前記投影系の結像特性が観測さ
れるときよりも狭くなるように制御する請求項３９に記
載の露光装置。 - 【請求項４２】 前記第２センサは、前記投影系からの
照明光に対する基板のアライメントを実行するためにも
用いられる請求項３９に記載の露光装置。 - 【請求項４３】 リソグラフィ・システムを用いたデバ
イスの製造方法であって、 塗布装置によって基板上に感光材料を塗布する第１工程
と；前記感光材料が塗布された基板を露光装置によって
評価用パターンを介して露光する第２工程と；現像装置
によって前記基板の前記感光材料を現像する第３工程
と；前記現像された基板上の前記感光材料の現像パター
ンを計測する第４工程と；第４工程の計測結果に基づい
て、現像パターンにそれぞれ影響を与える前記塗布装置
の特性、前記露光装置の特性及び前記現像装置の特性の
うちの一つの特性を他の特性とは独立に評価する第５工
程と；評価された特性に応じて、評価された特性を有す
る装置を調整する第６工程と；前記第６工程での調整
後、評価用パターンの代わりにデバイス形成用のパター
ンを用いて前記第１〜第３の工程を実行してデバイス形
成用の現像パターンが形成された基板を得る第７工程と
を含むデバイスの製造方法。 - 【請求項４４】 感光材料が塗布された基板を照明する
照明系と、照明された基板から戻る光を検出する検出器
とを備える露光装置により露光される基板の感光材料の
塗布状態の測定方法であって、 感光材料が塗布された基板を評価用マークを介して感光
し；感光した評価用マークの感光パターンの状態を検出
して感光材料の塗布状態を求めることを含む基板の感光
材料の塗布状態の測定方法。 - 【請求項４５】 前記基板には評価用のマークが形成さ
れている請求項４４に記載の測定方法。 - 【請求項４６】 基板を評価用マークを介して感光した
後、現像することを更に含み、現像された評価用マーク
の感光パターンの状態を検出して感光材料の塗布状態を
求める請求項４４に記載の測定方法。 - 【請求項４７】 前記検出器を用いて前記感光パターン
の状態を検出し、前記検出器は、基板を露光する際に、
基板の露光位置に対するアライメントを実行するために
用いられる検出器である請求項４４に記載の測定方法。 - 【請求項４８】 基板を評価用マークを介して感光する
ときに、露光装置が有する光源からの光を用いる請求項
４４に記載の測定方法。 - 【請求項４９】 感光材料が塗布された基板を照明する
照明系と照明された基板から戻る光を検出する検出器と
を備える露光装置により露光される基板の感光材料の現
像状態の測定方法であって、 感光材料が塗布された基板を評価用マークを介して感光
し；感光された基板を現像し；現像した評価用マークの
現像パターンを検出して感光材料の現像状態を求めるこ
とを含む基板の感光材料の現像状態の測定方法。 - 【請求項５０】 前記検出器を用いて前記現像パターン
の状態を検出し、前記検出器は、基板を露光する際に、
基板の露光位置に対するアライメントを実行するために
用いられる検出器である請求項４９に記載の測定方法。 - 【請求項５１】 基板を評価用マークを介して感光する
ときに、露光装置が有する光源からの光を用いる請求項
４９に記載の測定方法。 - 【請求項５２】 請求項４４に記載の測定方法を用いて
測定される塗布状態に基づいて、前記露光装置における
デバイスパターンを有する第１物体を介した感光性の第
２物体の露光条件を調整する工程を含む露光方法。 - 【請求項５３】 請求項４９に記載の測定方法を用いて
測定される現像状態に基づいて、前記露光装置における
デバイスパターンを有する第１物体を介した感光性の第
２物体の露光条件を調整する工程を含む露光方法。
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| JP2001126644A JP2002015992A (ja) | 2000-04-25 | 2001-04-24 | リソグラフィ・プロセス及びリソグラフィ・システムの評価方法、基板処理装置の調整方法、リソグラフィ・システム、露光方法及び装置、並びに感光材料の状態の測定方法 |
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