(57)【要約】【課題】非走査方向のサイズが所定値未満のショットの露光際に非走査方向の傾斜制御を含む物体の面位置制御を行うことを可能にする。【解決手段】露光対象のショットの非走査方向のサイズが所定値未満の場合に、第２モードが設定されている場合、走査方向を行方向としかつ走査方向を列方向とするマトリックス状の配置でウエハ上に設定される面位置検出用の複数の検出点（センサ）の中からショットの外部に位置する検出点（センサ）を少なくとも１つ含む前記マトリックスの異なる列にそれぞれ属する複数の検出点を選択する（ステップ３０２〜３１２）。そして、その選択された複数の検出点（センサ）における投影光学系の光軸方向に関するウエハの位置情報に基づいて、パターン転写時におけるウエハの面位置制御を実行する。【選択図】図４
2006060154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクと物体とを所定の走査方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記物体上に転写する露光方法であって、
露光対象の区画領域の前記走査方向に直交する非走査方向のサイズが所定値未満の場合に、前記走査方向を行方向としかつ前記非走査方向を列方向とするマトリックス状の配置で前記物体上に設定される面位置検出用の多数の検出点の中から前記区画領域内に位置する複数の検出点と、前記区画領域の外部に位置する複数の検出点とを選択する選択工程と；
前記選択した複数の検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報に基づいて、前記パターン転写時における前記物体の面位置制御を実行する制御工程と；を含む露光方法。
【請求項２】
露光対象の区画領域の前記物体上での位置情報と、前記区画領域の前記非走査方向のサイズに関連する情報と、前記多数の検出点に関する情報とに基づいて、前記露光対象の区画領域内に含まれる前記検出点の列数を予測する予測工程を更に含み、
前記露光対象の区画領域内に２列の検出点のみが含まれると予測される場合に、前記選択工程では、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に属する検出点と、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心寄りの列に属する検出点とを選択することを特徴とする請求請１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記選択工程では、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心寄りに前記検出点が存在しない場合に、前記多数の検出点の中から前記区画領域内の前記２列にそれぞれ属する検出点と、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心とは反対側寄りの列に属する検出点とを選択することを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
露光対象の区画領域の前記物体上での位置情報と、前記区画領域の前記非走査方向のサイズに関連する情報と、前記多数の検出点に関する情報とに基づいて、前記露光対象の区画領域内に含まれる前記検出点の列数を予測する予測工程を更に含み、
前記露光対象の区画領域内に２列未満の検出点のみが含まれると予測される場合に、前記選択工程では、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に属する検出点と、前記区画領域の外部における一側と他側のそれぞれの列に属する検出点を選択することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項５】
マスクと物体とを所定の走査方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記物体上に転写する露光装置であって、
前記走査方向を行方向としかつこれに直交する非走査方向を列方向とするマトリックス状の配置で前記物体上に設定される多数の検出点に検出光をそれぞれ照射し、各反射光を個別に受光することによって前記各検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報を検出可能な多点焦点位置検出系と；
前記物体を前記光軸方向に直交する２次元面の面内方向、該２次元面に対する傾斜方向及び前記光軸方向に駆動する駆動系と；
露光対象の区画領域の前記非走査方向のサイズが所定値未満か否かを判断する判断装置と；
前記判断装置により、前記非走査方向のサイズが所定値未満と判断された場合に、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に位置する複数の検出点と、前記区画領域の外部に位置する複数の検出点とを選択する選択装置と；
前記選択装置により選択された複数の検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報に基づいて、前記駆動系を制御することで、前記パターン転写時における前記物体の面位置制御を実行する制御装置と；を備える露光装置。
【請求項６】
前記露光対象の区画領域の前記物体上での位置情報と、前記区画領域の前記非走査方向のサイズに関連する情報と、前記多数の検出点に関する情報とに基づいて、前記露光対象の区画領域内に含まれる前記検出点の列数を予測する予測装置を更に備え、
前記予測装置が、前記区画領域内に２列の検出点のみが含まれると予測した場合、前記選択装置は、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心寄りの列に前記検出点が存在するか否かを確認し、存在する場合には、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に属する検出点と、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心寄りの列に属する検出点とを選択し、存在しない場合には、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に属する検出点と、前記区画領域の外部のうち、前記物体の中心とは反対側寄りの列に属する検出点とを選択することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記露光対象の区画領域の前記物体上での位置情報と、前記区画領域の前記非走査方向のサイズに関連する情報と、前記多数の検出点に関する情報とに基づいて、前記露光対象の区画領域内に含まれる前記検出点の列数を予測する予測装置を更に備え、
前記予測装置が、前記露光対象の区画領域内に２列未満の検出点のみが含まれると予測した場合、前記選択装置は、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に属する検出点と、前記区画領域の外部における一側と他側のそれぞれの列に属する複数の検出点を選択することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法及び露光装置に係り、さらに詳しくは半導体素子や液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で使用される露光方法及び該露光方法の実施に好適な露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子又は液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを、投影光学系を介して表面にレジスト等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光物体（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
近年、この種の投影露光装置としては、特に生産性の面から、レチクルをスリット状の照明光により照明し、その照明光に対してレチクルを所定の走査方向に相対移動させるのと同期して、前記照明領域に共役な投影光学系の像面側の照明領域（露光領域とも呼ぶ）に対してウエハを相対移動させることにより、レチクル上に形成されたパターン（レチクルパターン）を投影光学系を介してウエハ上に逐次転写するスリットスキャン又はステップ・アンド・スキャン方式などの走査型投影露光装置が、主流となりつつある。
【０００４】
ウエハ表面は、例えばレジスト膜厚の不均一性や、ウエハのうねり等によって必ずしも平坦ではない。このため、走査型露光装置では、ウエハ上のあるショットにレチクルパターンを走査露光方式で転写する際に、前述の露光領域内にマトリックス状の配置で設定された多数の検出点におけるウエハ表面の投影光学系の光軸方向に関する位置情報（面位置情報）を多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」とも呼ぶ）を用いて検出し、その検出結果に基づいて、露光領域内でウエハ表面が常時投影光学系の像面に合致する（像面の焦点深度の範囲内となる）ように、ウエハが載置されたステージ（又はテーブル）の前記光軸方向の位置及び傾きを制御する、いわゆるフォーカス・レベリング制御が行われている。
【０００５】
また、特にＤＲＡＭ等のメモリの製造過程における露光においては、回路パターンの微細化に伴い、露光エリアの有効利用及び生産性の向上を目的として、レチクルにチップパターンを複数配置し、１回の露光でウエハ上に複数のチップパターンを同時に転写する、いわゆる多チップ取りが行なわれている。かかる多チップ取りに際し、ウエハの外周縁近傍に位置し、いわゆる完全ショット領域（レチクルパターンの全てが転写されるショット領域）と形状の異なる、一部が欠けているいわゆる欠けショット領域に対しても露光を行ない、１枚のウエハからできるだけ多くのチップを得て、製品の歩留まりを向上させるような努力がなされている。
【０００６】
このため、近時においては、欠けショット領域の露光に際して、多点ＡＦ系のフォーカスセンサ（検出点）配置の列の自動シフト（列シフト）処理が行われるものがある（例えば特許文献１参照）。この列シフト処理とは、完全ショット領域に対応して定められている検出点から、そのショット領域の欠け具合に応じてフォーカス・レベリング制御に用いられる検出点をシフトする処理をいう。この列シフト処理によると、ウエハ周縁部の欠けショット領域に対しても可能な限りデフォーカスなく露光を行うことが可能となる。
【０００７】
しかるに、従来の走査型露光装置では、ウエハ周縁部の欠けショット領域の露光に際し、いわゆる外内ショットの場合には走査開始時点で、またいわゆる内外ショットの場合には走査終了時点で、露光領域内部の非走査方向の両端に位置する検出点の間隔が所定距離（例えば５．０ｍｍ）以上ない場合には、走査方向に直交する非走査方向に関する傾き（ローリング）の制御は、実施されず、フォーカス制御のみが実施されるように構成されている。所定距離は、フォーカスセンサとして用いられるフォトセンサの分解能とウエハが載置されるテーブルの駆動能力とに基づいて定められているものである。また、前述の列シフト処理により、最終的に選択されるセンサが１列のみとなる場合も非走査方向に関する傾き（ローリング）の制御は、実施できない。
【０００８】
このように、ローリング制御を行うことができない場合がしばしば生じており、その欠けショット領域の露光精度を良好に維持できなかった。また、ウエハ周縁部の欠けショット領域を露光する場合以外にも、用途によっては、ウエハ上に細長いショット領域を転写する必要がある場合も考えられる。このような場合に、そのショット領域の非走査方向の幅が狭くなりすぎて、ローリング制御が困難になる可能性があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１６８０２４号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、第１の観点からすると、マスク（Ｒ）と物体（Ｗ）とを所定の走査方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前記物体上に転写する露光方法であって、露光対象の区画領域の前記走査方向に直交する非走査方向のサイズが所定値未満の場合に、前記走査方向を行方向としかつ前記非走査方向を列方向とするマトリックス状の配置で前記物体上に設定される面位置検出用の多数の検出点（Ｓ11〜Ｓ77）の中から前記区画領域内に位置する複数の検出点と、前記区画領域の外部に位置する複数の検出点とを選択する選択工程と；前記選択した複数の検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報に基づいて、前記パターン転写時における前記物体の面位置制御を実行する制御工程と；を含む露光方法である。
【００１１】
本明細書において、「行方向」とは、マトリックスの行が変化する方向を意味し、「列方向」とは、マトリックスの列が変化する方向を意味する。
【００１２】
これによれば、露光対象の区画領域の非走査方向のサイズが所定値未満の場合に、走査方向を行方向としかつ非走査方向を列方向とするマトリックス状の配置で物体上に設定される面位置検出用の多数の検出点の中から区画領域内に位置する複数の検出点と、区画領域の外部に位置する複数の検出点とが選択される。そして、その選択された複数の検出点における投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報に基づいて、パターン転写時における前記物体の面位置制御が実行される。従って、本発明では、露光対象の区画領域の非走査方向のサイズが所定値未満で、従来であれば物体の非走査方向の傾斜（ローリング）制御が困難であったような区画領域に対するパターン転写時にも、区画領域の内部と外部との少なくとも２列にそれぞれ属する複数の検出点が選択され、その選択された複数の検出点における投影光学系の光軸方向に関する物体の位置情報に基づいて、非走査方向の傾斜（ローリング）制御を含む物体の面位置制御を実行して、露光精度を良好に維持することが可能になる。
【００１３】
本発明は、第２の観点からすると、マスク（Ｒ）と物体（Ｗ）とを所定の走査方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前記物体上に転写する露光装置であって、前記走査方向を行方向としかつこれに直交する非走査方向を列方向とするマトリックス状の配置で前記物体上に設定される多数の検出点（Ｓ11〜Ｓ77）に検出光をそれぞれ照射し、各反射光を個別に受光することによって前記各検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報（面位置情報）を検出可能な多点焦点位置検出系（５０ａ，５０ｂ）と；前記物体を前記光軸方向に直交する２次元面の面内方向、該２次元面に対する傾斜方向及び前記光軸方向に駆動する駆動系（ＷＳＴ，２２）と；露光対象の区画領域の前記非走査方向のサイズが所定値未満か否かを判断する判断装置（２８）と；前記判断装置により、前記非走査方向のサイズが所定値未満と判断された場合に、前記多数の検出点の中から前記区画領域内に位置する複数の検出点と、前記区画領域の外部に位置する複数の検出点とを選択する選択装置（２８）と；前記選択装置により選択された複数の検出点における前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置情報に基づいて、前記駆動系を制御することで、前記パターン転写時における前記物体の面位置制御を実行する制御装置（２８）と；を備える露光装置である。
【００１４】
これによれば、判断装置により露光対象の区画領域の非走査方向のサイズが所定値未満か否かが判断され、その非走査方向のサイズが所定値未満と判断された場合に、選択装置により、多点焦点位置検出系の面位置検出用の多数の検出点の中から区画領域内に位置する複数の検出点と、前記区画領域の外部に位置する複数の検出点とが選択される。そして、制御装置が、選択装置により選択された複数の検出点における投影光学系の光軸方向に関する物体の位置情報に基づいて、駆動系を制御することで、前記パターン転写時における前記物体の面位置制御を実行する。従って、本発明によれば、露光対象の区画領域の非走査方向のサイズが小さく、従来であれば物体の非走査方向の傾斜（ローリング）制御が困難であったような区画領域に対するパターン転写時にも、非走査方向の傾斜（ローリング）制御を含む物体の面位置制御を実行して、露光精度を良好に維持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、一実施形態の露光装置１００の概略的な構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる。）である。
【００１７】
この露光装置１００は、照明系ＩＯＰ、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動部２９、レチクルＲに形成されたパターンの像を感光剤（レジスト）が塗布された物体としてのウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して２次元平面（ＸＹ平面内）を移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部２２、及びこれらの制御系等を備えている。この制御系は、装置全体を統括制御する主制御装置２８を中心として構成されている。
【００１８】
前記照明系ＩＯＰは、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号）などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成されている。光源としては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）、あるいはＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）などのエキシマレーザが用いられる。
【００１９】
この照明系ＩＯＰでは、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。
【００２０】
前記レチクルステージＲＳＴは、照明系ＩＯＰの図１における下方に配置されている。このレチクルステージＲＳＴ上には不図示のバキュームチャック等を介してレチクルＲが吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸方向（図１における紙面左右方向）、Ｘ軸方向（図１における紙面直交方向）及びθｚ方向（ＸＹ面に直交するＺ軸回りの回転方向）に微小駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００２１】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）２１からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されており、レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置はレチクル干渉計２１によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計２１として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１５の反射面に相当）を形成しても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向の回転も計測できるようになっている。
【００２２】
前記レチクル干渉計２１からのレチクルステージＲＳＴの位置情報はステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２８に送られる。そして、ステージ制御装置１９では、主制御装置２８からの指示に応じてレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動部２９を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００２３】
前記レチクルＲは、一例として、ガラス基板の中央部にパターン領域（回路パターン）が形成され、そのパターン領域のＸ軸方向の両側には、少なくとも１対のレチクルアライメントマーク（いずれも図示省略）が形成されている。
【００２４】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に、その光軸ＡＸの方向がＸＹ面に直交するＺ軸方向となるように配置されている。この投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、その照明領域ＩＡＲ内の回路パターンは、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影され、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲに共役なスリット状の投影領域、すなわちウエハＷ上の照明領域（以下、前記照明領域ＩＡＲとの識別のため「露光領域」と呼ぶ）ＩＡが形成される。ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるため、ウエハＷ上の前記露光領域ＩＡ部分には、照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲのパターンの縮小像（部分倒立像）が形成される。
【００２５】
前記ウエハステージＷＳＴは、ＸＹステージ２０と、該ＸＹステージ２０上に搭載され、不図示のウエハホルダを介してウエハＷを真空吸着等により保持するウエハテーブル１８とを含んで構成されている。
【００２６】
前記ＸＹステージ２０は、不図示のウエハベースの上面の上方に不図示のエアベアリングによって例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、ウエハステージ駆動部２２を構成する不図示のリニアモータ等によって走査方向であるＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）及びこれに直交するＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に２次元駆動可能に構成されている。
【００２７】
前記ウエハテーブル１８は、３つのＺ位置駆動部５７（但し、紙面奥側のＺ位置駆動部は不図示）によってＸＹステージ２０上に３点で支持されている。各Ｚ位置駆動部５７は、ウエハテーブル１８下面のそれぞれの支持点を投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動するアクチュエータ（例えばボイスコイルモータなど）７１と、該アクチュエータ７１によるＺ軸方向の駆動量（基準位置からの変位）を検出するエンコーダ７３とを含んで構成されている。エンコーダ７３としては、例えば光学式又は静電容量式等のリニアエンコーダが使用されている。本実施形態では、各Ｚ位置駆動部は、相互に独立している。すなわち、上記アクチュエータ７１によってウエハテーブル１８を、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）及び光軸に直交する面（ＸＹ面）に対する傾斜方向、すなわちＸ軸回りの回転方向であるθｘ方向、Ｙ軸回りの回転方向であるθｙ方向に駆動する駆動装置が構成されている。また、各エンコーダ７３の検出信号（出力信号）は、図示は省略されているが、主制御装置２８に供給されるとともに、該主制御装置２８を介してステージ制御装置１９に供給されるようになっている。
【００２８】
また、ウエハテーブル１８の上面には、移動鏡２４が設けられており、この移動鏡２４にレーザビームを投射して、その反射光を受光することにより、ウエハテーブル１８のＸＹ面内の位置を計測するウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）２６が移動鏡２４の反射面に対向して設けられている。なお、実際には、移動鏡はＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡と、Ｙ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とが設けられ、これに対応してウエハ干渉計もＸ方向位置計測用のＸウエハ干渉計とＹ方向位置計測用のＹウエハ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表して移動鏡２４、ウエハ干渉計２６として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブル１８の端面を鏡面加工して反射面（移動鏡２４の反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘウエハ干渉計及びＹウエハ干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル１８のＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計２６によって、ウエハテーブル１８のＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。
【００２９】
ウエハ干渉計２６の計測値はステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２８に供給される。ステージ制御装置１９では、主制御装置２８からの指示に応じてウエハ干渉計２６の計測値に基づいてウエハステージ駆動部２２を介してＸＹステージ２０を駆動する。
【００３０】
本実施形態の露光装置１００は、さらに、主制御装置２８によってオン・オフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系５０ａと、それらの結像光束のウエハＷ表面での反射光束を個別に受光する受光系５０ｂとから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系を、備えている。なお、本実施形態の多点焦点位置検出系（５０ａ、５０ｂ）と同様の多点焦点位置検出系の詳細な構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示されている。
【００３１】
本実施形態では、一例として多点焦点位置検出系を構成する照射系５０ａの内部に７行７列のマトリックス状の配置でスリット状の開口パターンが形成されたパターン板が設けられており、各開口パターンから射出される結像光束はウエハＷの面上で、図２に示されるように、７行７列のマトリックス状配置のスリット像Ｓ11〜Ｓ77としてそれぞれ結像する。そして、これら４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77からの反射光束を個別に受光可能な７×７（＝４９）個の受光素子（フォーカスセンサ）が受光系５０ｂ内に設けられている。このように、スリット像Ｓ11〜Ｓ77のそれぞれが結像されるウエハＷ表面の投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向に関する位置情報（面位置情報）の検出点と受光素子（フォーカスセンサ）とは１：１で対応しているので、以下では特に区別が必要な場合を除き、それぞれの検出点を対応するスリット像Ｓ11〜Ｓ77と同一の符号を用いて、フォーカスセンサＳ11〜Ｓ77と記述する。また、検出点をフォーカスセンサとも記述し、フォーカスセンサを適宜センサとも略述するものとする。
【００３２】
図２において、露光領域ＩＡ内部に３行7列のマトリックス状に配置された３×７（＝２１）個のフォーカスセンサＳ31〜Ｓ57は、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御に用いられる追従センサである。また、露光領域ＩＡの走査方向の一側と他側にそれぞれ２行７列のマトリックス状に配置された、合計４×７（＝２８）個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ17、Ｓ21〜Ｓ27及びＳ61〜Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77、は、いわゆる先読みセンサである。以下においては、フォーカスセンサＳ31〜Ｓ57を追従センサとも呼び、フォーカスセンサＳ11〜Ｓ17、Ｓ21〜Ｓ27及びＳ61〜Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77を先読みセンサとも呼ぶものとする。
【００３３】
各フォーカスセンサＳi,j（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）の出力、すなわち受光素子からの光電変換信号が主制御装置２８に図１のメインＡＦ処理系６２（選択回路及び信号処理回路等を含む）を介して供給されるようになっている。この場合、信号処理回路は例えば９チャネルの信号出力回路を有しており、主制御装置２８は、走査露光時などに、４９個のフォーカスセンサＳi,jのうちから最大９個のフォーカスセンサを選択して、それぞれのフォーカスセンサの出力に基づいて各スリット像の結像点におけるウエハＷ表面のデフォーカス量を算出するとともに、該デフォーカス量に基づいてステージ制御装置１９、並びにウエハステージ駆動部２２及び３つのＺ位置駆動部５７を介してウエハテーブル１８を、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）及びθｘ方向及びθｙ方向の少なくとも１方向に駆動する。すなわち、主制御装置２８では、このようにして、ウエハＷのフォーカス制御（Ｚ位置制御）、Ｙチルト制御（θｘ回転（ピッチング）制御）及びＸチルト制御（θｙ回転（ローリング）制御）の少なくとも１つを行い、可能な限り、ウエハＷの露光領域が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に一致するようなウエハＷの面位置制御を行う。なお、上記のフォーカス制御、Ｙチルト制御及びＸチルト制御、並びにこれらの任意の組み合わせのうちのいずれのタイプにするか、すなわちウエハの面位置制御のタイプの決定等については、後述する。
【００３４】
前記主制御装置２８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、各種インタフェース等からなるいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、露光動作が的確に行われるように、例えば、レチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング、露光タイミング等を統括して制御する。
【００３５】
次に、本実施形態の露光装置１００における、ウエハの面位置制御のタイプの決定を含むフォーカスセンサの選択処理について、主制御装置２８内のＣＰＵの処理アルゴリズムを示す図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３６】
本実施形態の露光装置１００では、フォーカスセンサの選択モードとして、ユーザ又はオペレータ（以下、「オペレータ」と総称する）は入出力装置６３を介して、マニュアルモードとセンサ自動選択モードとを指定できるようになっている。ここで、センサ自動選択モードを指定した場合、オペレータは更に第１モードと第２モードとの選択設定、及び必要な場合に列シフト実行モードの設定ができるようになっている。
【００３７】
ここで、「第1モード」とは、レチクルブラインドの開口サイズに基づき、その開口サイズに応じてショット領域（以下、適宜「ショット」と略述する）の非走査（非スキャン）方向の幅の範囲内でその範囲内で非走査方向に関して最も離れている列のフォーカスセンサ（検出点）を選択する、面位置制御に用いられるフォーカスセンサ（検出点）の基本的な選択を行うモード（ブラインド幅優先モード）を意味する。また、「第２モード」とは、上記のフォーカスセンサの基本的な選択を行うものと仮定したとき、非スキャン方向のレベリングが実施できないような場合に、フォーカスセンサを追加的に選択するモードを意味する。なお、第２モードにおけるフォーカスセンサの選択の具体的方法については後述する。
【００３８】
また、列シフト実行モードとは、例えば特開２００１−１６８０２４号公報に開示されるように、いわゆる欠けショットを露光するに際して、実行されるセンサ配置の列の自動シフト（列シフト）と同様の処理を行うモードを意味する。
【００３９】
ここで、「欠けショット」とは、完全ショット以外のショット領域を意味し、「完全ショット」とは、露光開始直後に照明領域（露光領域）の後端がショット領域の前端と一致する第１位置と露光終了直前に照明領域（露光領域）の前端がショット領域の後端と一致する第２位置とを含み、その間で、フォーカスセンサ（検出点）のうち追従センサがいずれもウエハ上の有効領域から外れないショット領域を意味する。
【００４０】
ここで、「ウエハ上の有効領域」の定義の仕方は種々考えられるが、本実施形態では「ウエハ上の有効領域」とは「ウエハのエッジリンス幅＋数ｍｍ程度のマージン」で設定されるDisable Rangeの内部（ウエハ周縁部に通常設けられるパターン禁止帯の内部とほぼ一致）を意味するものとする。
【００４１】
なお、上述の完全ショット及び欠けショットの定義から明らかなように、本実施形態では、欠けショットには、ショット領域の一部が欠けているショット領域の他、非走査方向の幅が完全ショットより狭く、フォーカスセンサの一部がショット領域から外れるサイズの小さな矩形のショット領域も含まれる。
【００４２】
図３のフローチャートで示される処理アルゴリズムに対応するプログラムは、実際には、露光処理プログラムの一部であり、オペレータにより、センサ自動選択モードが指定されている場合でかつ、露光対象のショットが完全ショットでない欠けショットの場合に、例えば、各ショットの露光開始直前毎に繰り返し実行される。
【００４３】
なお、オペレータによりマニュアルモードが指定されている場合には、オペレータがマニュアルで選択すべきフォーカスセンサを指定できるようになっており、また、イリーガルなセンサ選択がなされた場合には、エラー表示等がなされるようになっている。マニュアルモードが指定されている場合については、これ以上の説明は省略する。また、露光対象のショットが、完全ショットである場合には、面位置制御に用いられるフォーカスセンサ（検出点）の基本的な選択を行った後、通常のフォーカス・レベリング制御（面位置制御）が行われるので、詳細説明は省略する。
【００４４】
まず、図３のステップ２００において、露光対象のショットがウエハＷ周縁部のショット（すなわちエッジショット）であるか否かを判断する。このステップ２００における判断は、プロセスプログラムファイルと呼ばれる露光条件の設定ファイル中に含まれる、ショットサイズ、露光順序（各ショットのスキャン方向を含む）及び各ショットのウエハ上の配置などを含む、ショットマップ、に基づいて行われる。なお、ショットマップは、プロセスプログラムファイルの読み込みと同時に、主制御装置２８のＲＡＭ内に格納されている。
【００４５】
そして、このステップ２００における判断が肯定された場合には、ステップ２０２に進んで露光対象のショットが、外内ショットか否か、すなわち当該ショットの露光の際に露光領域ＩＡがウエハＷの外周部から内部に向かって相対走査されるか否かを判断する。そして、この判断が肯定された場合には、次のステップ２０４に進み、ウエハエッジ、すなわち前述した有効領域外縁からそのショットの露光開始位置までの距離がＬ１以上で、走査開始時点で追従センサがウエハＷの有効領域内であるか否かを判断する。この判断は、ウエハエッジ座標と、ショットマップ等によりウエハエッジからどのくらいの距離の所にそのショットがあるかがわかり、また走査開始位置とフォーカスセンサとの相対位置関係がわかっているので、これらに基づいてなされる。ここで、距離Ｌ１とは、走査開始位置から露光開始位置までの助走距離であって、ウエハテーブル１８をＸチルト及びＹチルト駆動するために駆動系が追従するのに必要な距離（すなわち、Ｘ、Ｙチルトの引き込みに必要なストローク）を意味する。
【００４６】
そして、上記ステップ２０４における判断が肯定された場合には、ステップ２３０に移行して面位置制御に用いられるフォーカスセンサの基本的選択を行った後、ステップ２３２に進んで、ウエハの面位置制御のタイプを規定するフラグＦに１を設定する。一方、上記ステップ２０４における判断が否定された場合には、ステップ２０６に進んでウエハエッジからそのショットの露光開始位置までの距離がＬ２以上であるか否かを判断する。この判断も上記ステップ２０４における判断と同様に行われる。ここで、距離Ｌ２とは、走査開始位置から露光開始位置までの助走距離であってウエハテーブル１８を非走査方向に関してチルト駆動するために駆動系が追従するのに必要な距離（すなわち、Ｘチルトの引き込みに必要なストローク）を意味する。そして、このステップ２０６における判断が否定された場合には、ステップ２２４に移行し、面位置制御に用いられるフォーカスセンサの基本的な選択を行った後、ステップ２２５に進んで、前述のフラグＦに３を設定する（Ｆ←３）。
【００４７】
一方、上記ステップ２０６の判断が肯定された場合には、次のステップ２０８に進んで走査開始時点で有効領域内に位置する２行目のフォーカスセンサの内、両端のセンサ間の間隔がＤ１以上あるか否かを判断する。この判断は、センサ間隔の設計値と、フォーカスセンサの位置情報と、ショットエッジとの位置関係に基づいて行われる。ここで、間隔Ｄ１は、フォトセンサの分解能とウエハテーブル１８の駆動能力とに基づいて定められる値である。そして、このステップ２０８における判断が否定された場合は、モードに応じたセンサの選択を行う、ステップ２２７のサブルーチンに移行する。
【００４８】
このモードに応じたセンサの選択を行うサブルーチンでは、まず、図４のステップ３０２において、第２モード、すなわちレベリング優先モードが選択されているか否かを判断する。この判断は、例えば、オペレータの第２モード選択の指示に対応するフラグが立っているか否かを確認することにより行われる。
【００４９】
そして、このステップ３０２における判断が肯定された場合には、ステップ３０３に進み、露光対象のショットのウエハ上での位置情報と、そのショットの非走査方向のサイズに関連する情報と、多数のフォーカスセンサ（検出点）に関する情報とに基づいて、露光対象のショット内に含まれるフォーカスセンサ（検出点）の列数を予測（算出）する。
【００５０】
次のステップ３０４では、上記ステップ３０３の予測結果に基づき、ショットの幅にセンサ列が２列収まっているか否かを判断する。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ３０６に進み、そのショット（露光対象のショット）から見てショットの外部のうち、ウエハ中心に近い側にフォーカスセンサが存在するか否かを判断する。そして、このステップ３０６における判断が肯定された場合には、ステップ３０８に進んで、そのショットから見てショットの外部のうち、ウエハ中心に近い側の列のセンサを追加選択した後、ステップ３１４に移行して前述のフラグＦに２を設定する（Ｆ←２）。なお、上記ステップ３０８では、基本的な選択によって選択されるショット内の２列のセンサと、ショット外部でショットのウエハ中心寄りに隣接する１列のセンサとが、面位置制御に用いられるフォーカスセンサとして選択される。
【００５１】
一方、上記ステップ３０６における判断が否定された場合には、ステップ３１０に進んで、そのショットから見てショットの外部のうち、ウエハ中心とは反対側の列のセンサを追加選択した後、ステップ３１４に移行する。この場合、ステップ３１０では、基本的な選択によって選択されるショット内の２列のセンサと、ショット外部でショットのウエハ中心とは反対側に隣接する１列のセンサとが選択される。
【００５２】
一方、上記ステップ３０４における判断が否定された場合には、ステップ３１２に移行し、ショットの両隣の列のセンサを追加選択した後、ステップ３１４に移行する。この場合、ステップ３１２では、基本的な選択によって選択される１列のセンサと、その両側の列のセンサとが選択される。
【００５３】
この一方、上記ステップ３０２における判断が否定された場合、すなわち第１モードが選択されている場合には、ステップ３１６に進んで、基本的な選択によるセンサ選択を行った後、ステップ３１８に進んで、前述のフラグＦに３を設定する（Ｆ←３）。
【００５４】
そして、上記ステップ３１４又はステップ３１８のいずれかの処理の後、このモードに応じたセンサの選択を行うサブルーチンの処理を終了してメインルーチンのステップ２６０に戻る。
【００５５】
一方、前述のステップ２０８における判断が肯定された場合には、ステップ２１７に進み、基本的な選択によるセンサ選択を行った後、ステップ２１８に進み、前述の列シフト実行モードが指定されているか否かを判断する。この判断は、例えばオペレータの列シフト実行モード指定に対応するフラグが立っているか否かを確認することにより行われる。
【００５６】
そして、このステップ２１８における判断が否定された場合は、ステップ２２２に移行して、前述のフラグＦに４を設定する（Ｆ←４）。
【００５７】
一方、ステップ２１８の判断が肯定された場合には、ステップ２２０に進んで、前述の特開２００１−１６８０２４号公報に開示されるのと同様のセンサ配置の列の自動シフト（列シフト）を行った後、ステップ２２２に移行する。
【００５８】
この一方、上記ステップ２０２における判断が否定された場合、すなわち露光対象ショットが内外ショット、すなわち、当該ショットの露光の際に露光領域ＩＡがウエハＷの内部から外周部に向かって相対走査される場合には、ステップ２１０に移行し、ウエハエッジからそのショットの露光終了位置までの距離がＬ３以上で、露光終了時点で追従センサがウエハＷの有効領域内であるか否かを判断する。この判断は、前述したステップ２０４と同様に、ウエハエッジ座標と、ショットマップ等によりウエハエッジからどのくらいの距離の所にそのショットがあるかがわかり、また露光終了位置とフォーカスセンサとの相対位置関係がわかっているので、これらに基づいてなされる。ここで、距離Ｌ３とは、露光終了位置からウエハエッジまでの距離であってウエハテーブル１８をＸチルト及びＹチルト駆動するために駆動系が追従するのに必要な距離（すなわち、Ｘ、Ｙチルトの引き込みに必要なストローク）を意味する。
【００５９】
そして、上記ステップ２１０における判断が肯定された場合には、ステップ２２６に進んで、面位置制御に用いられるフォーカスセンサの基本的な選択を行った後、ステップ２２８に進んで、前述のフラグＦに１を設定する（Ｆ←１）。
【００６０】
一方、ステップ２１０における判断が否定された場合には、ステップ２１２に進んでウエハエッジからそのショットの露光終了位置までの距離がＬ４以上であるか否かを判断する。この判断も上記ステップ２０４における判断と同様に行われる。ここで、距離Ｌ４とは、露光終了位置からウエハエッジまでの距離であってウエハテーブル１８を非走査方向に関してチルト駆動するために駆動系が追従するのに必要な距離（すなわち、Ｘチルトの引き込みに必要なストローク）を意味する。そして、このステップ２１２における判断が否定された場合には、ステップ２１３に移行し、面位置制御に用いられるフォーカスセンサの基本的な選択を行った後、ステップ２１５に進んで、前述のフラグＦに３を設定する（Ｆ←３）。
【００６１】
一方、ステップ２１２における判断が肯定された場合には、ステップ２１４に進んで走査終了時点で有効領域内に位置する２行目のフォーカスセンサの内、両端のセンサ間の間隔がＤ２以上あるか否かを判断する。この判断は、前述したステップ２０８と同様にして行われる。ここで、間隔Ｄ２は、フォトセンサの分解能とウエハテーブル１８の駆動能力とに基づいて定められる値である。そして、このステップ２１４における判断が否定された場合は、ステップ２１６のモード選択に応じたセンサ選択を行うサブルーチンに移行する。
【００６２】
このステップ２１６のサブルーチンでは、前述したステップ２２７と全く同様の処理が行われる（図４参照）ので、詳細説明は省略する。
【００６３】
一方、上記ステップ２１４における判断が肯定された場合には、前述のステップ２１７に移行しセンサの基本的な選択を行った後、ステップ２１８におけるセンサ列のシフト指定の判断、その判断結果に基づくステップ２２０、２２２の処理が行われる。
【００６４】
この一方、前述のステップ２００における判断が否定された場合、すなわち露光対象のショットが内部ショットである場合には、ステップ２２９に進んでショットの非スキャン方向のサイズはＤ（Ｄはローリング制御可能なショット幅であり、例えば５．４ｍｍである）以上か否かを判断する。なお、このステップ２２９において、ショット内に位置する両端のセンサ列の間隔が所定距離、例えば５．０ｍｍ以上か否か判断することで、ショットの非スキャン方向のサイズが上記のローリング制御可能なショット幅であるか否かを判断しても良い。
【００６５】
そして、ステップ２２９における判断が肯定された場合には、先に説明したステップ２３０に移行する。一方、ステップ２２９における判断が否定された場合には、ステップ２３３のモード選択に応じたセンサ選択を行うサブルーチンに移行する。
【００６６】
このステップ２３３のサブルーチンでは、前述したステップ２２７と全く同様の処理が行われる（図４参照）ので、詳細説明は省略する。
【００６７】
上述のようにして、上記ステップ２１５、サブルーチン２１６（ステップ３１４又は３１８）、ステップ２２２、２２５、サブルーチン２２７（ステップ３１４又は３１８）、ステップ２２８、２３２、サブルーチン２３３（ステップ３１４又は３１８）のいずれかで、前述のフラグＦに１〜４のうちの所定の値を設定した後、ステップ２６０に移行する。
【００６８】
そして、ステップ２６０では、次のようにしてフラグＦの値に応じたタイプのウエハＷの面位置制御を実行しつつ、そのショットの走査露光を行う。
ａ．フラグＦに１が設定されている場合には、上で選択した多点焦点位置検出系（５０ａ、５０ｂ）の各追従センサに対応する各面位置情報（フォーカス信号）に基づいてステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２２を介してウエハテーブル１８を制御し、露光領域ＩＡ内のウエハＷ表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に極力一致するように、ウエハＷのＸ、Ｙチルト及びＺ制御を行う通常のフォーカス・レベリング制御を実行しつつ、そのショットの走査露光を行い、レチクルＲのパターンを当該ショットに転写する。
ｂ．フラグＦに２が設定されている場合には、上で選択した多点焦点位置検出系（５０ａ、５０ｂ）の各追従センサに対応する各面位置情報（フォーカス信号）に基づいてステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２２を介してウエハテーブル１８を制御し、露光領域ＩＡ内のウエハＷ表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に極力一致するように、ウエハＷのＸチルト及びＺ制御を行う変則的なフォーカス・レベリング制御を実行しつつ、そのショットの走査露光を行い、レチクルＲのパターンを当該ショットに転写する。
ｃ．フラグＦに３が設定されている場合には、上で選択した多点焦点位置検出系（５０ａ、５０ｂ）の各追従センサに対応する各面位置情報（フォーカス信号）に基づいてステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２２を介してウエハテーブル１８を制御し、露光領域ＩＡ内のウエハＷ表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に極力一致するように、ウエハＷのＺ制御のみを行うフォーカス制御を実行しつつ、そのショットの走査露光を行い、レチクルＲのパターンを当該ショットに転写する。
ｄ．フラグＦに４が設定されている場合には、上で選択した多点焦点位置検出系（５０ａ、５０ｂ）の各追従センサに対応する各面位置情報（フォーカス信号）に基づいてステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２２を介してウエハテーブル１８を制御し、露光領域ＩＡ内のウエハＷ表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に極力一致するように、ウエハＷのＸチルト及びＺ制御を行う変則的なオートフォーカス・レベリング制御（ショット内の２列以上の追従センサが選択されている場合）、又はウエハＷのＺ制御のみを行うフォーカス制御（ショット内の１列の追従センサが選択されている場合）を実行しつつ、そのショットの走査露光を行い、レチクルＲのパターンを当該ショットに転写する。
【００６９】
いずれにしても、上記ステップ２６０におけるショットの走査露光終了後、本ルーチンの処理を終了する。
【００７０】
上述のような処理が、オペレータによってセンサ自動選択モードが指定されている場合で、かつ露光対象のショットが欠けショットの場合に、その欠けショットの露光開始直前毎に繰り返し実行される。
【００７１】
本実施形態によると、図４のサブルーチンの処理において、例えば図５（Ａ）に示されるショット領域ＳＡを露光する際、センサの基本的な選択を行った場合に、同図に示される追従センサであるフォーカスセンサＳ3,k、Ｓ3,k+1、Ｓ4,k、Ｓ4,k+1、Ｓ5,k、Ｓ5,k+1が選択される場合に、第２モードが選択されているものとすると、ステップ３０４の判断が肯定され、ステップ３０６の判断がなされるが、ショットＳＡのウエハ中心側にセンサＳ3,k-1、Ｓ4,k-1、Ｓ5,k-1が存在するため、ステップ３０６における判断が肯定され、ステップ３０８でセンサＳ3,k-1、Ｓ4,k-1、Ｓ5,k-1が選択され、ステップ３１４でフラグFに２が設定される。この結果、追従センサであるフォーカスセンサＳ3,k、Ｓ3,k+1、Ｓ4,k、Ｓ4,k+1、Ｓ5,k、Ｓ5,k+1、Ｓ3,k-1、Ｓ4,k-1、Ｓ5,k-1により検出される面位置情報を用いて、走査露光中に、ウエハテーブル１８をＸチルト制御（ローリング制御）及びＺ制御する、ウエハＷの面位置制御が行われることとなる。
【００７２】
また、図４のサブルーチンの処理において、例えば図５（Ｂ）に示されるショット領域ＳＢを露光する際、センサの基本的な選択を行った場合に、同図に示される追従センサであるフォーカスセンサＳ3,p、Ｓ4,p、Ｓ5,pが選択される場合に、第２モードが選択されているものとすると、ステップ３０４の判断が否定され、ステップ３１２において、ショットＳＢの両側の列のセンサＳ3,p-1、Ｓ4,p-1、Ｓ5,p-1、Ｓ3,p+1、Ｓ4,p+1、Ｓ5,p+1が追加選択され、ステップ３１４でフラグFに２が設定される。この結果、追従センサであるフォーカスセンサＳ3,p-1、Ｓ4,p-1、Ｓ5,p-1、Ｓ3,p、Ｓ4,p、Ｓ5,p、Ｓ3,p+1、Ｓ4,p+1、Ｓ5,p+1により検出される面位置情報を用いて、走査露光中に、ウエハテーブル１８をＸチルト制御（ローリング制御）及びＺ制御する、ウエハＷの面位置制御が行われることとなる。
【００７３】
従って、本実施形態では、通常のスキャニング・ステッパで行われているセンサの基本的な選択によると、ショットの非スキャン方向のサイズが小さいため、ウエハＷ（ウエハテーブル１８）のローリング制御が実施できない場合であっても、第２モードがオペレータにより選択されている場合には、ウエハＷ（ウエハテーブル１８）のローリング制御が行われるようになっている。
【００７４】
なお、追従センサが１列のみ選択されたが、ショットの幅に収まっていない場合には、ステップ３０４→３１２→３１４の経路の処理が行われるので、ショット外で最初に選択された追従センサ及びその両側の列の追従センサが、最終的に選択されることとなる。
【００７５】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴとウエハステージ駆動部２２とによって、ウエハＷを光軸ＡＸ方向に直交する２次元面（ＸＹ面）の面内方向、該２次元面に対する傾斜方向及び光軸ＡＸ方向に駆動する駆動系が構成されている。また、主制御装置２８（より具体的にはＣＰＵ）とソフトウェアプログラムによって判断装置、予測装置、選択装置が実現されている。すなわち、主制御装置２８のＣＰＵが行う、ステップ２２９、２１４、２０８の処理によって判断装置が実現され、ＣＰＵが行う、ステップ３０４、３０６、３０８、３１０、３１２の処理によって選択装置が実現され、ＣＰＵが行う、ステップ３０３の処理によって予測装置が実現されている。また、ＣＰＵがステージ制御装置１９を介して行うステップ２６０の処理によって制御装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵによるソフトウェアプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良い。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１００及びその露光方法によると、判断装置としての主制御装置２８により露光対象のショット領域の非走査方向のサイズが所定値未満か否かが判断される（図３のステップ２２９、２１４、２０８）。その非走査方向のサイズが所定値未満と判断された場合に、第２モードが設定されているとき、選択装置としての主制御装置２８により、多点焦点位置検出系の面位置検出用の多数の検出点（フォーカスセンサ）の中から前記ショット領域の内部、外部にそれぞれ位置する検出点（フォーカスセンサ）を少なくとも各１つ含む複数の検出点（フォーカスセンサ）が選択される（図４のステップ３０２〜３１２）。そして、制御装置としての主制御装置２８が、選択された複数の検出点における投影光学系ＰＬの光軸方向に関するウエハの位置情報（面位置情報）に基づいて、駆動系を制御することで、パターン転写時におけるウエハの面位置制御を実行する（ステップ２６０参照）。従って、露光対象のショットの非走査方向のサイズが小さく、従来ウエハの非走査方向の傾斜制御（Ｘチルト制御、すなわちローリング制御）が困難であったようなショットに対するパターン転写時にも、非走査方向の傾斜制御を含むウエハの面位置制御を実行して、露光精度を良好に維持することが可能になる。
【００７７】
また、本実施形態の露光装置１００及びその露光方法によると、図３のフローチャート及びその説明から分かるように、いかなる周辺ショットに関しても、正スキャン、負スキャンのいずれであっても、露光時の最適なフォーカス制御が可能となることから、許容し難いデフォーカス状態が発生するのを防止することができ、これによりデフォーカスに起因する色ムラの発生を防止することができる。従って、色ムラの発生防止とスループットの向上とを両立させることができる。また、色ムラの発生防止により回路パターンの解像度低下を防止することができ、これにより製造される製品（半導体デバイス）の歩止まりの低下を防止しあるいは歩止まりを向上させることができる。
【００７８】
なお、上記実施形態では、ａ．フォーカス及びＸ、Ｙチルト制御、ｂ．フォーカス及びＸチルト制御、ｃ．フォーカス制御のみ、ｄ．Ｘチルト及びフォーカス制御又はフォーカス制御のみの、面位置制御のタイプの決定（判定）を、図３のフローチャートに基づいて行なう場合について説明したが、これに限らず、例えばウエハＷ上にどのようなショット配置を採用し、どのような露光順序で露光を行なうかの、露光マップが作成された時点で、各ショットとウエハエッジとの位置関係を求めることができるので、各ショット毎にａ．〜ｄ．のいずれにより面位置調整を行なうかを、テーブルデータとして作成してメモリに記憶し、走査露光の際には、このテーブルデータに従って面位置制御を行なうようにすることも可能である。
【００７９】
なお、図３のフローチャートの処理アルゴリズムは一例であって、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、前述の第２モードでのフォーカスセンサの自動選択機能を、前述の列シフト機能と併用する場合に、第２モードでのフォーカスセンサの自動選択の実行後において、列シフトが実行されるような処理アルゴリズムを採用することも可能である。但し、この場合は、ウエハの周縁部の欠けショットでは、第２モードでのフォーカスセンサの自動選択により、センサの基本的な選択により選択されたショット内部の列のセンサにショット外部の列のセンサが追加選択された後に、センサ・シフト処理が実行され、結果的にレベリングが不可能なセンサの選択となる場合があるので、このようなことが起こらないように、処理アルゴリズムを作成することが望ましい。
【００８０】
また、前述の実施形態のように、ショットに応じて、面位置制御のタイプを切り換えることなく、全てのショットで、Ｘ，Ｙチルト及びフォーカス制御を行いたい場合などに、スキャン方向チェックと呼ばれる機能が採用されることがある。「スキャン方向チェック」とは、プロセスプログラムファイルの編集時にシステムが決定した、スループットを第1優先に考えた各ショットでのスキャン方向に対して、ウエハ周縁部の欠けショットである外内ショットについては、内外スキャンにそのスキャン方向を変更する機能である。このスキャン方向チェック機能と、センサの自動選択機能を併用した場合、ウエハの周縁部の欠けショットでは、第１モード、第２モードいずれが選択されている場合も、自動選択で選ばれたセンサに対してスキャン方向チェックが行われる。この結果、第１モードと第２モードでは、スキャン方向が変更されるショットが異なる場合がある。
【００８１】
なお、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、光源としてＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザを用いる場合について説明したが、これに限らず、光源として、波長が１７０ｎｍ以下の光を発生する、例えばＦ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）等の他の真空紫外光源を用いても良い。
【００８３】
また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置などにも、本発明は適用できる。
【００８５】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用できる。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置にも本発明を適用することができる。液浸露光装置としては、反射屈折型の投影光学系を用いる走査露光方式を採用することが好ましい。
【００８６】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８７】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【００８８】
なお、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、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高精度な露光を長期に渡って実現することができる。従って、微細パターンが形成された高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の露光方法及び露光装置は、マイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係る露光装置における多点焦点位置検出系の各検出点であるスリット像（フォーカスセンサ）の配置と露光領域との位置関係を示す図である。
【図３】ウエハの面位置制御のタイプの決定を含むフォーカスセンサの選択処理に関する、主制御装置２８内のＣＰＵの処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】図３のサブルーチン２１６、２２７、２３３における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、一実施形態における幅の狭いショット領域に対する露光の際のフォーカスセンサの選択方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１８…ウエハテーブル（駆動系の一部）、２２…ウエハステージ駆動部（駆動系の一部）、２８…主制御装置（判断装置、選択装置、予測装置、制御装置）、５０ａ…照射系（多点焦点位置検出系の一部）、５０ｂ…受光系（多点焦点位置検出系の一部）、１００…露光装置、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（物体）、ＰＬ…投影光学系、Ｓ11〜Ｓ77…スリット像（検出点）。
【図１】
2006060154.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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