(57)【要約】【課題】走査露光での同期移動制御動作中のレチクルステージ及びウエハステージの同期誤差を低減する。【解決手段】レチクルステージ、ウエハステージの同期移動制御動作の前にウエハステージの所定の制御動作が行われる場合、その所定の制御動作を互いに独立な複数の異なる基本制御動作に分解し、各基本制御動作と同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を、基本制御動作、動作条件毎に行うとともに、同期移動制御動作中における両ステージ間の同期誤差の時系列データを計測する（ステップ６０１）。複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における両ステージ間の同期誤差の時系列データの成分を抽出する（ステップ６０３〜ステップ６０９）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの移動体の同期移動制御動作の制御状態を解析する解析方法であって、
前記同期移動制御動作開始前に開始される、前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作各々と、前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合に、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を基本制御動作毎に計測する計測工程と；
前記複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する前記計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、前記各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する抽出工程と；を含む解析方法。
【請求項２】
前記複数の異なる基本制御動作には、前記少なくとも一方の移動体に対する定位置への静止制御動作と、前記同期移動制御動作中の前記各移動体の移動方向に関する前記少なくとも一方の移動体に対する単独移動制御動作と、前記同期移動制御動作中の前記各移動体の移動方向に直交する方向に関する前記少なくとも一方の移動体に対する単独移動制御動作と、前記同期移動制御動作開始前に行われる前記２つの移動体の同期移動制御動作とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の解析方法。
【請求項３】
前記計測工程では、
複数の異なる制御パラメータの下で、前記各基本制御動作と前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行い、前記各制御パラメータに対応する前記同期誤差の時系列情報を計測することを特徴とする請求項１又は２に記載の解析方法。
【請求項４】
前記制御パラメータには、各制御動作中の前記移動体の速度、移動方向、移動距離、加速度及び時間が含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の解析方法。
【請求項５】
２つの移動体の同期移動制御動作を行う際の制御性能を評価する評価方法であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の解析方法を用いて、前記同期移動制御動作開始前に開始される前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作それぞれに起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する第１工程と；
前記所定の制御動作と前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行って、その同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報をそれぞれ計測する第２工程と；
前記第１工程で抽出された各基本制御動作に対応する成分の和と、前記第２工程での計測の結果とに基づいて、前記各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性を評価する第３工程と；を含む評価方法。
【請求項６】
２つの移動体の同期移動制御動作を行う制御方法であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の解析方法を用いて、前記同期移動制御動作開始前に開始される前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作それぞれに起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する工程と；
前記同期移動制御動作開始前に開始される前記少なくとも一方の移動体に対する制御動作を分解して得られる動作成分に相当する基本制御動作に起因する前記時系列情報の成分を重ね合わせて、前記２つの移動体の同期移動制御動作に関する制御情報を算出する工程と；
前記算出された制御情報に基づいて、前記同期移動制御動作を行う工程と；を含む制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の制御方法を用いて、マスクを保持して移動可能な移動体と、物体を保持して移動可能な移動体とを、所定の走査方向に同期移動させつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する工程を含む露光方法。
【請求項８】
２つの移動体の同期移動制御動作を行う制御系の制御状態を解析する解析装置であって、
前記同期移動制御動作開始前に開始される、前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作各々と、前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合に、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を基本制御動作毎に計測する計測装置と；
前記複数の異なる基本制御動作にそれぞれに対応する前記計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、前記同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する抽出装置と；を備える解析装置。
【請求項９】
２つの移動体の同期移動制御動作を行う制御装置であって、
請求項８に記載の解析装置と；
前記解析装置により抽出された前記同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を重ね合わせて、前記同期移動制御動作中の制御情報を算出する算出装置と；
前記算出された制御情報に基づいて、前記同期移動制御動作を行う同期制御装置と；を備える制御装置。
【請求項１０】
マスクを保持して移動可能な第１の移動体と；
物体を保持して移動可能な第２の移動体と；
前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する際に、前記第１、第２の移動体の同期移動制御動作を行う請求項９に記載の制御装置と；を備える露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析方法、評価方法、制御方法、露光方法、解析装置、制御装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、２つの移動体の同期移動制御動作の制御状態を解析する解析方法、２つの移動体の同期移動制御を行う際の制御性能を評価する評価方法、２つの移動体の同期移動制御を行う制御方法、該制御方法を用いた露光方法、２つの移動体の同期移動制御動作の制御状態を解析する解析装置、該解析装置を用いた制御装置及び該制御装置を用いた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスクステージ（レチクルステージ）に保持されたマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターン像を、物体のステージ上に保持されレジスト（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性の基板（以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ）上に、投影光学系を介して転写する投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）が多用されていたが、最近では、レチクルとウエハとを同期走査しつつ露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）が注目されている。
【０００３】
このステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置は、レチクルを保持するレチクルステージと、ウエハを保持するウエハステージとを、投影光学系の投影倍率に応じた速度比を保ちながら、走査方向に関して同期移動させつつ（両ステージに対する同期制御動作を行いつつ）露光を行い、レチクルに形成されたパターンをウエハの複数のショット領域にそれぞれ転写する。このため、レチクルステージとウエハステージとの同期移動制御動作中に生じる一方のステージに対する他方のステージの追従誤差（同期誤差）が、ウエハ上に転写されたパターン像の位置ずれ（又はディストーション）や分解能の低下等の要因となる。従って、走査露光装置では、走査露光時の両ステージ間の同期誤差を極力小さくすることが望ましいことから、従来より、両ステージ間の同期誤差を低減するために、予め両ステージを試運転してその同期誤差を実測しておき、その計測結果に基づく補正量を、両ステージの制御系に与えることにより同期誤差を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１等）。
【０００４】
この同期誤差は、同期移動制御動作中の両ステージの制御状態を規定する制御パラメータに大きく依存することがわかっている。例えば、同期移動制御動作中のスキャン速度、スキャン方向（走査方向）などの制御パラメータが、その同期誤差を増減させる主な要因として挙げられる。そのため、特許文献１に開示された技術においても、同期誤差を有効に低減するために、上記各種制御パラメータの設定値を変更しながら、同期移動制御動作を複数回行って各回の同期誤差を測定して、その測定結果に基づく補正情報を作成しておき、実際の走査露光を行う際には、制御パラメータの設定値が同じであったときの測定結果に基づく補正情報から得られる補正量を、同期誤差をキャンセルすべく、両ステージの制御系に与えるようにしている。
【０００５】
また、最近の研究により、ある同期制御動作中に生じる同期誤差は、その同期移動制御動作の開始前に開始された両ステージの制御動作、例えば、前回の同期制御動作、ウエハステージのステッピング動作（露光領域を次のショット領域に移動させるための移動動作）などにも影響を受けることがわかってきており、その影響の程度も、同期移動制御動作開始前の制御動作を規定する両ステージの制御パラメータに大きく依存することがわかってきている。すなわち、ステッピング移動中のステージのステップ速度、そのステージの移動方向、ステージの動作のプロトコル（ステッピングの経路等を規定する規約）などの制御パラメータの設定値により、同期誤差が変動する。
【０００６】
したがって、同期移動制御動作開始前に開始される制御動作の影響も考慮すると、同期誤差に関連する制御パラメータの数が増えて、その設定値の組合せが膨大なものとなり、すべての組合せについて同期誤差を測定するには膨大な時間が必要となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−０６７６５５号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記事情の下になされた本発明は、第１の観点からすると、２つの移動体（ＷＳＴ、ＲＳＴ）の同期移動制御動作の制御状態を解析する解析方法であって、前記同期移動制御動作開始前に開始される、前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作各々と、前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合に、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を基本制御動作毎に計測する計測工程と；前記複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する前記計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、前記各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する抽出工程と；を含む解析方法である。
【０００９】
これによれば、２つの移動体の同期移動制御動作を行う前に少なくとも一方の移動体の所定の制御動作が開始される場合、その所定の制御動作を互いに独立な複数の異なる基本制御動作に分解し、各基本制御動作と同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を、基本制御動作毎に行うとともに、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を計測する。そして、複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する。このようにすれば、各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性が保証されている場合には、同期移動制御動作開始前の基本制御動作それぞれの同期誤差への影響を分離抽出し、その影響を詳細に解析することが可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、２つの移動体（ＷＳＴ，ＲＳＴ）の同期移動制御動作を行う際の制御性能を評価する評価方法であって、本発明の解析方法を用いて、前記同期移動制御動作開始前に開始される前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作それぞれに起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する第１工程と；前記所定の制御動作と前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行って、その同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報をそれぞれ計測する第２工程と；前記第１工程で抽出された各基本制御動作に対応する成分の和と、前記第２工程での計測の結果とに基づいて、前記各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性を評価する第３工程と；を含む評価方法である。かかる場合には、本発明の解析方法を用いて、各基本制御動作に対応する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を精度良く抽出することができるので、各基本制御動作に起因する前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性を精度良く評価することができる。
【００１１】
本発明は、第３の観点からすると、２つの移動体（ＷＳＴ、ＲＳＴ）の同期移動制御動作を行う制御方法であって、本発明の解析方法を用いて、前記同期移動制御動作開始前に開始される前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作それぞれに起因する、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する工程と；前記同期移動制御動作開始前に開始される前記少なくとも一方の移動体に対する制御動作を分解して得られる動作成分に相当する基本制御動作に起因する前記時系列情報の成分を重ね合わせて、前記２つの移動体の同期移動制御動作に関する制御情報を算出する工程と；前記算出された制御情報に基づいて、前記同期移動制御動作を行う工程と；を含む制御方法である。かかる場合には、本発明の解析方法を用いて、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を精度良く抽出することができ、同期移動制御動作開始前に開始される少なくとも一方の移動体に対する制御動作を分解して得られる動作成分に相当する基本制御動作に起因するその抽出された各成分を重ね合わせて制御情報を算出する。このようにすれば、各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報線形性が保証されている場合には、算出された制御情報に基づいて、２つの移動体の同期移動制御動作を精度良く行うことができる。
【００１２】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の制御方法を用いて、マスク（Ｒ）を保持して移動可能な移動体（ＲＳＴ）と、物体（Ｗ）を保持して移動可能な移動体（ＷＳＴ）とを、所定の走査方向に同期移動させつつ、前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する工程を含む露光方法である。かかる場合には、本発明の制御方法を用いて、マスクと物体とをそれぞれ保持する２つの移動体の同期移動動作を精度良く行うことができるので、高精度な露光を実現することができる。
【００１３】
本発明は、第５の観点からすると、２つの移動体（ＷＳＴ、ＲＳＴ）の同期移動制御動作を行う制御系の制御状態を解析する解析装置であって、前記同期移動制御動作開始前に開始される、前記２つの移動体のうちの少なくとも一方の移動体に対する所定の制御動作を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作各々と、前記同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合に、前記同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を基本制御動作毎に計測する計測装置と；前記複数の異なる基本制御動作にそれぞれに対応する前記計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、前記同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する抽出装置と；を備える解析装置である。
【００１４】
これによれば、制御系により、２つの移動体の同期移動制御動作の前に少なくとも一方の移動体の所定の制御動作を開始するような制御動作を行う場合、その所定の制御動作を互いに独立な複数の異なる基本制御動作に分解し、各基本制御動作と同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を、基本制御動作毎に行うとともに、その同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報を計測装置により計測する。そして、複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、同期移動制御動作開始前に開始される各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出装置により抽出する。このような各装置の動作により、各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性が保証されている場合には、同期移動制御動作開始前の基本制御動作それぞれの同期誤差への影響を分離抽出し、その影響を詳細に解析することが可能となる。
【００１５】
本発明は、第６の観点からすると、２つの移動体の同期移動制御動作を行う制御装置であって、本発明の解析装置と；前記解析装置による抽出された前記同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、前記同期移動制御中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を重ね合わせて、前記同期移動制御動作中の制御情報を算出する算出装置と；前記算出された制御情報に基づいて、前記同期移動制御動作を行う同期制御装置と；を備える制御装置である。かかる場合には、本発明の解析装置により、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を精度良く抽出することができ、同期移動制御動作開始前に開始される前記少なくとも一方の移動体に対する制御動作を分解して得られる動作成分に相当する基本制御動作に起因するその抽出された各成分を重ね合わせて制御情報を算出装置により算出する。このようにすれば、各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の線形性が保証されている場合には、算出された制御情報に基づいて、２つの移動体の同期移動制御動作を精度良く行うことができる。
【００１６】
本発明は、第７の観点からすると、マスクを保持して移動可能な第１の移動体と；物体を保持して移動可能な第２の移動体と；前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する際に、前記第１、第２の移動体の同期移動制御動作を行う本発明の制御装置と；を備える露光装置である。かかる場合には、本発明の制御装置により、マスクを保持する第１の移動体と、物体を保持する第２の移動体の同期移動制御動作を精度良く行うことができるので、高精度な露光を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図７に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明の解析方法、制御方法及び露光方法の実施に好適な一実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１００は、マスクとしてのレチクルＲを保持する移動体（第１の移動体）としてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハＷを保持する移動体（第２の移動体）としてのウエハステージＷＳＴ、ステージ制御装置１９及び装置全体を統括制御する主制御装置２０等を備えている。
【００１９】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターン等が描かれたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルＲ上には、不図示の照明系からの照明光ＩＬが均一に照明される。照明光ＩＬによるレチクルＲ上の照明領域は、主制御装置２０によりその動作が制御される不図示のレチクルブラインド（照明系の内部に備えられている）により規定される。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置制御のため、レチクルステージ駆動部２３により、不図示の照明系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少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。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報ＲＰ（Ｘ軸方向に関する位置情報をＲＰXとし、Ｙ軸方向に関する位置情報をＲＰYとし、まとめてＲＰ（ＲＰX，ＲＰY）とする）は、ステージ制御装置１９に送られている。ステージ制御装置１９は、レチクルステージＲＳＴの位置情報ＲＰに基づいてレチクルステージ駆動部２３を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。なお、レチクルステージＲＳＴの位置情報ＲＰは、ステージ制御装置１９を介して、主制御装置２０に供給されている。
【００２１】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている（不図示の照明系の光軸と一致する）。投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックな光学系であり、所定の縮小倍率β（例えば１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。
【００２２】
不図示のウエハホルダを介してウエハＷを保持可能なウエハステージＷＳＴは、リニアモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を含んで構成されるウエハステージ駆動部２４の駆動により、ＸＹ２次元平面内（Ｚ軸回りの回転を含む）方向に駆動可能に構成されている。ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、ウエハレーザ干渉計１８（以下、「ウエハ干渉計１８」と略述する）によって、移動鏡１７を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰ（ＷＰX，ＷＰY）は、ステージ制御装置１９に送られている。ステージ制御装置１９は、この位置情報ＷＰに基づいてウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００２３】
ウエハステージＷＳＴは、不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの直交面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）にも微動可能に構成されている。露光装置１００では、例えば特開平５−１９０４２３号公報に開示されるような不図示の多点フォーカス検出系が設けられている。ステージ制御装置１９は、この多点フォーカス検出系からのウエハの露光対象面の位置情報に基づいて、ウエハステージ駆動部２４を介して、ウエハステージＷＳＴをＺ軸方向及び傾斜方向に駆動する。
【００２４】
主制御装置２０は、ステージ制御装置１９や上記検出系などの、露光装置１００の動作全般を統括制御する。また、主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴに対する軌道条件（例えば、走査開始位置（及び初期速度）、走査終了位置（及び最終速度）等）に関する情報を含む指令ＳＴＤを、ステージ制御装置１９に供給する。主制御装置２０には、１つ又は複数のＣＰＵやメモリなど、ソフトウエアプログラムを実行可能なハードウエアが実装されているものとし、ＣＰＵがそのプログラムを処理することにより、上記各機能が実現されるものとする。
【００２５】
ステージ制御装置１９は、上位装置である主制御装置２０の指示の下で、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの位置制御を行う。より具体的には、主制御装置２０から送られた上記指令ＳＴＤに従って、ウエハステージ駆動部２４に対してウエハステージＷＳＴの駆動指令を出力し、レチクルステージ駆動部２３に対してレチクルステージＲＳＴの駆動指令を出力するとともに、これらの駆動指令に対し、レチクルステージＲＳＴがウエハステージＷＳＴに追従するように、フィードバック制御を行う。なお、ステージ制御装置１９の各機能に関しては、これらをハード・ワイヤードで実現してもよいが、設計変更の容易性の観点から、ソフトウエアプログラムによって実現するのが望ましい。
【００２６】
さらに、ステージ制御装置１９は、レチクル干渉計１６から送られるレチクルステージＲＳＴの実測位置情報ＲＰと、内部の演算により得られるレチクルステージＲＳＴに対する位置指令ＲＰ’とを主制御装置２０に送る。主制御装置２０は、この実測位置情報ＲＰ及び位置指令ＲＰ’を取得することにより、後述するレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴの同期誤差の時系列データを算出し、内部メモリに記憶する。
【００２７】
図２には、ステージ制御装置１９の概略構成が示されている。図２に示されるように、ステージ制御装置１９は、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの同期制御を統括する同期制御ユニット８０と、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行うウエハステージコントローラＷＳＣと、レチクルステージＲＳＴの位置制御を行うレチクルステージコントローラＲＳＣとを含んで構成されている。なお、図２において示されるウエハステージ系Ｗpは、ウエハステージ駆動部２４、ウエハステージＷＳＴ、ウエハ干渉計１８、不図示の多点フォーカス検出系を含んで構成されるウエハステージコントローラＷＳＣの制御対象全体を示すブロックである。また、レチクルステージ系Ｒpは、レチクルステージ駆動部２３、レチクルステージＲＳＴ、レチクル干渉計１６を含んで構成されるレチクルステージコントローラＲＳＣの制御対象全体を示すブロックである。
【００２８】
前記同期制御ユニット８０は、太線の両矢印で示されるように、主制御装置２０とデータを送受信するためのインターフェイスを有している。これにより、同期制御ユニット８０は、主制御装置２０からの指示（上記指令ＳＴＤ）を受け取り、その指示の下、ステージ制御装置１９内の他の構成要素を統括制御する。例えば、同期制御ユニット８０は、主制御装置２０から送られた指令ＳＴＤに基づいて、ウエハステージＷＳＴに対し位置指令ＷＰ’を作成して出力する。なお、この位置指令ＷＰ’は、ウエハ干渉計１８の計測値ＷＰに対応させるべく、Ｘ軸方向に関する位置指令と、Ｙ軸方向に関する位置指令とを含んでいるものとする。
【００２９】
位置指令ＷＰ’は、減算器５０に入力される。減算器５０は、位置指令ＷＰ’からウエハ干渉計１８の計測値ＷＰを減算し、その減算結果を位置偏差ΔＰWとして出力する。前記ウエハステージコントローラＷＳＣは、例えば（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラから成り、ウエハステージＷＳＴに対する目標駆動量（ウエハステージ駆動部２４が発生すべき推力指令）を、ウエハステージ系Ｗp（具体的には、ウエハステージ駆動部２４）に対して出力する。ウエハステージ系Ｗpから出力されるフィードバック情報（すなわちウエハ干渉計１８の計測値ＷＰ等）は、前述のように減算器５０に入力される。すなわち、この減算器５０、ウエハステージ系Ｗp及びウエハステージコントローラＷＳＣで、ウエハステージＷＳＴのフィードバック制御系が構築されている。
【００３０】
ウエハステージ系Ｗpから出力されるフィードバック情報ＷＰは、同期制御ユニット８０にも出力されている。前記同期制御ユニット８０は、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動制御動作を行う場合には、ウエハステージＷＳＴに対しレチクルステージＲＳＴを追従させるため、ウエハステージ系Ｗpの出力であるウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰに基づいて算出される同期位置を、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令ＲＰ’として出力する。また、同期制御ユニット８０は、ウエハステージＷＳＴとは無関係にあるいは単独でレチクルステージＲＳＴを移動させる場合などには、ウエハステージＷＳＴの位置とは独立した位置指令を位置指令ＲＰ’として出力する。
【００３１】
なお、同期制御ユニット８０は、後述する補正関数を用いて算出される補正量にしたがって、この位置指令ＲＰ’を補正する機能を有している。この補正関数は、後述する主制御装置２０の補正情報算出処理により算出される関数であり、主制御装置２０により求められたこの関数の各項の係数などの補正関数に関する情報が、制御パラメータとして同期制御ユニット８０に設定され、同期制御ユニット８０は、その情報に基づいて補正量を算出する。この補正関数は、時間を操作変数とする関数であり、同期移動開始時を時間軸の原点とする関数である。同期制御ユニット８０では、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動開始からの時間を測定する不図示のタイマを有しており、そのタイマは、同期移動開始時にリセットされた後、カウントアップされる。同期制御ユニット８０は、サンプリング毎に、このタイマにより計測された時間を補正関数に入力して、その出力結果である補正量を算出し、その補正量をレチクルステージＲＳＴに対する位置指令ＲＰ’に加算する。
【００３２】
位置指令ＲＰ’は、減算器６０に入力される。減算器６０は、この位置指令ＲＰ’から、レチクルステージ系Ｒpを構成するレチクル干渉計１６より得られるレチクルステージＲＳＴの実測位置情報ＲＰを減算し、その減算結果を位置偏差ΔＰRとして出力する。前記レチクルステージコントローラＲＳＣは、例えば（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラであり、レチクルステージＲＳＴに対する目標駆動量（レチクルステージ駆動部（不図示）が発生すべき推力指令に相当する駆動量）をレチクルステージ系Ｒp（具体的には、レチクルステージ駆動部）に対し出力する。レチクルステージ系Ｒpから出力されるフィードバック情報（すなわちレチクル干渉計１６の計測値ＲＰ等）は、前述のように減算器６０に入力される。すなわち、この減算器６０、レチクルステージ系Ｒp及びレチクルステージコントローラＲＳＣで、レチクルステージＲＳＴのフィードバック制御系が構築されている。また、この計測値ＲＰは、同期制御ユニット８０にも入力されており、同期制御ユニット８０はこの計測値ＲＰを、前述の通り、主制御装置２０に送信する。
【００３３】
次に、１つのショット領域の走査露光を行う際の両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの基本的な同期走査手順について図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照しつつ、簡単に説明する。
【００３４】
図３（Ａ）には、投影光学系ＰＬの有効フィールドＰＬ’に内接する、ウエハＷ上の幅ｗのスリット状の照明領域（レチクルＲ上の照明領域と共役な領域；以下、「照明スリット」という）ＳＴとショット長Ｌのショット領域Ｓとの関係が平面図にて示され、図３（Ｂ）には、ステージ移動時間ｔとＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの速度Ｖｙとの関係が示されている。なお、実際には、ショット領域Ｓが照明スリットＳＴに対して矢印Ｙの反対方向に移動することで露光が行なわれるが、図３（Ａ）では、図３（Ｂ）のステージ移動時間とウエハステージＷＳＴのＹ速度Ｖｙの関係と対応付けるため、照明スリットＳＴがショット領域Ｓに対し移動するように示されている。
【００３５】
まず、一般的な同期走査手順としては、ショット領域Ｓの端部から所定量離れた位置に照明スリットＳＴの中心Ｐが位置付けられ、その位置からウエハステージＷＳＴの加速が開始される。それと同時にレチクルＲとウエハＷの同期制御が開始され、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴと反対向き、かつウエハステージＷＳＴの速度の投影倍率βの逆数倍の速度で、ウエハステージＷＳＴの動きに追従するように同期移動を開始する。そして、この両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの加速開始時点から加速が終了し、一定の速度となるまでの時間Ｔaを、加速時間と呼ぶ。加速終了後には、ウエハＷとレチクルＲとの変位誤差が所定の関係になるまでレチクルステージＲＳＴによるウエハステージＷＳＴに対する追従制御が行われた状態で、露光が開始される。この加速終了後、露光開始までの時間Ｔbを、整定時間と呼ぶ。また、照明光ＩＬが照射され、実際の走査露光が行われる時間Ｔcを、露光時間と呼ぶ。また、露光時間終了後のウエハステージＷＳＴが、等速で移動する時間Ｔdを、等速度オーバースキャン時間（後整定時間）と呼び、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴが減速する時間Ｔeを、減速オーバースキャン時間と呼ぶ。
【００３６】
露光装置１００では、上述したような速度に従って走査露光を行うべく、主制御装置２０が、速度波形等に基づいて両ステージＷＳＴ，ＲＳＴが移動するような軌道条件を含む指令ＳＴＤを、ステージ制御装置１９に送信する。ステージ制御装置１９では、その指令ＳＴＤに基づいて、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを同期移動させる。
【００３７】
本実施形態では、１つのショット領域に対する走査露光を行う場合には、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを上述のように同期移動させるが、実際のプロセスでは、この走査露光を連続して行って、複数のショット領域をウエハＷ上に転写形成する必要がある。ウエハＷ上に複数のショット領域を転写形成するには、各ショット領域での走査露光の合間にウエハステージＷＳＴをＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させる必要がある。このような走査露光の合間に行われるウエハステージＷＳＴの移動を「ステッピング移動」という。
【００３８】
図４には、ショット領域Ｓのうち、同一行に位置する隣接ショット領域、ファーストショットＳ1、セカンドショットＳ2を順次露光する場合の、ショット領域間における照明スリットＳＴの移動経路が示されている。
【００３９】
まず、ファーストショットＳ1の露光を開始する時点では、照明スリットＳＴが点Ｏ（０，０）に位置するように両ステージＷＳＴ、ＲＳＴが位置しており、上述したように同期移動が行われて、ファーストショットＳ1の走査露光が行われる。そして、ウエハステージＷＳＴは、露光時間Ｔcから等速度オーバースキャン時間Ｔdに遷移するときに、図４に示される如く、照明領域が点Ａ（Ａｘ（＝０），Ａｙ）に位置するような位置に到達する。
【００４０】
点Ａに到達した時点から、ウエハステージＷＳＴは、時間Ｔdでは、スキャン速度を維持したまま＋Ｙ方向に進み、その後の時間Ｔeでは、減速を開始するが、これと同時に、例えば一定のステップ速度で−Ｘ方向への移動を開始する。これにより、時間Ｔeが経過した時点で照明領域の中心Ｐは別の区画領域としてのショット領域Ｓ2に対するプリスキャンが開始される分岐点Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）に到達する。この時点で、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の速度は０となり、セカンドショットＳ2の走査露光を行うべく、再びウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの同期移動制御動作が開始される。この後も、ウエハステージＷＳＴは、−Ｘ方向へのステッピング移動が継続されている。両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの上述したような同期移動により、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の速度が、スキャン速度に到達し、Ｘ軸方向へのステッピング移動が終了したときには、照明領域は、点Ｃ（Ｃｘ（＝Ｌｘ），Ｃｙ）に到達している。この後、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動により、セカンドショットＳ2に対する走査露光が行われる。
【００４１】
このように、ファーストショットＳ1とセカンドショットＳ2との走査露光の合間には、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向へのステッピング移動が行われる。その際のウエハステージＷＳＴの軌跡は、図４に示されるように放物線状となり、ウエハステージＷＳＴはショット領域間の移動中に停止することなく、スキャン方向の助走動作と並行してステッピング動作を行う。これにより、ウエハステージＷＳＴのショット領域間の短時間での移動動作（走査方向及び非走査方向を含む）が可能となり、スループットの向上が可能となる。
【００４２】
ウエハＷの複数のショット領域に対する走査露光は、上述のようなスキャン動作とステッピング移動動作とスキャン動作とを含む（それらを繰り返し行う）一連の制御動作により行われる。図５には、ウエハＷ上の複数（例えば７６個）のショット領域に対する走査露光を行う場合の照明スリットＳＴの中心Ｐが各ショット領域上を通過する軌跡が示されている。この軌跡は、図４に示されるような、各ショット領域の露光の際の照明スリットＳＴの中心Ｐ（以下、「点Ｐ」とも記述する）の移動経路を示している。また、この軌跡の実線部は、実際に露光が行われている区間での点Ｐの移動経路を示し、点線部は、非走査方向の同一行内の隣接ショット領域間における点Ｐの移動経路を示し、一点鎖線部は、異なる行間における点Ｐの移動軌跡を示している。なお、実際には点Ｐが固定でウエハＷが移動するのであるが、図５においては説明の便宜上、ウエハＷ上を点Ｐ（照明スリットＳＴの中心）が移動するかのように図示している。いずれの経路においても、各ショット領域の走査露光の合間には、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向又はＹ軸方向にステッピング移動している。
【００４３】
なお、露光装置１００において、ウエハＷ上のショット領域の配列及び経路は、図５に示されるものには限られない。ショット領域の配列は、この露光装置１００が稼働するリソグラフィ工程を統括制御するホストコンピュータから送られるいわゆるプロセスプログラムに含まれるショットマップに応じて決定される。ショット領域の配列が変更されれば、それに応じて照明スリットＳＴの移動経路も変わるようになるのは勿論である。
【００４４】
本実施形態では、前述したように、走査露光中において、同期制御ユニット８０において、同期誤差を低減するためにレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’の補正を行う。具体的には、予め測定された同期誤差の測定結果に基づいて作成された補正関数に基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’の補正を行う。
【００４５】
ところで、走査露光中に発生する両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期誤差の主な発生要因としては、主に、同期移動制御動作を行うステージ制御装置１９の制御系における同期移動中の制御遅れが考えられるが、この他にも様々な要因が考えられる。例えば、その同期移動を開始する前に開始されるウエハステージＷＳＴのステッピング移動や前回の走査露光中の同期移動なども、同期誤差の発生要因として挙げられる。例えば、ステッピング移動の制御動作や前回の走査露光での同期移動制御動作の影響で、制御系内に加わった振動成分が、同期移動制御動作開始後も残留した場合には、その振動成分がそのまま同期誤差となって表れるようになる。すなわち、同期誤差の発生要因には、
（１）今回の同期移動制御動作に起因する追従誤差
（２）ステッピング移動制御動作や前回の同期移動制御動作中に発生した残留誤差
の２つが存在する。
【００４６】
本実施形態では、ショット領域間のウエハステージＷＳＴの移動経路が、点線で示されるような経路である場合もあれば、一点鎖線で示される経路である場合もある。このように、同期移動制御動作開始前のウエハステージＷＳＴの移動経路が異なれば、その制御動作中に発生する上記追従誤差や残留誤差も当然異なったものとなる。しかも、露光装置１００においては、ウエハステージＷＳＴのステップ速度、スキャン速度などの制御パラメータとしては、様々な値を設定することが可能であり、これらの設定値が異なれば、上記追従誤差や残留誤差の大きさも当然変化する。そこで、本実施形態では、同期制御動作開始前に行われるステッピング移動などの制御動作の影響による同期誤差を、スキャン前のウエハステージＷＳＴの複数の経路や各種制御パラメータの設定値の複数の組合せについてそれぞれ予め計測しておき、それぞれの計測結果に基づいてその制御動作に応じた補正関数を算出し、実際の走査露光のときに行われる制御動作と、設定される制御パラメータの設定値の組合せとに対応する補正関数を選択してレチクルステージＲＳＴの位置制御の補正に用いる。
【００４７】
なお、同期制御動作開始前に行われる制御動作は、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示される基本制御動作に分解することができる。以下では、この分解された動作成分に相当する制御動作を、基本制御動作ともいう。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）において、Ｘ点で示される点は、照明スリットＳＴが、その点で静止していることを示している。
【００４８】
図６（Ａ）では、同期移動制御動作開始前には、ウエハステージＷＳＴがその定位置（加速開始位置）に静止している場合の照明スリットＳＴの中心Ｐの経路が示されている。すなわち、この図６（Ａ）における基本制御動作は、ウエハステージＷＳＴの一定位置での静止制御動作であり、全体の制御動作としては、ウエハステージＷＳＴが一定位置へ静止した後、レチクルステージＲＳＴとの同期移動動作を行って照明スリットＳＴの中心Ｐが点線矢印で示されるように移動するようになる。以下では、この一連の制御動作を、「Ａの制御動作」と呼ぶこととする。
【００４９】
図６（Ｂ）では、同期移動制御動作開始前にウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に関するステッピング移動を行う場合の照明スリットＳＴの中心Ｐの経路が示されている。この制御動作では、ウエハステージＷＳＴは、実線で示されるように、静止した状態からＸ軸方向へのステッピング移動を開始し、そのステッピング移動中に、点線で示されるように、レチクルステージＲＳＴとのＹ軸方向に関する同期移動制御動作を開始する。ステッピング移動と、同期移動制御動作が並行して行われる期間では、実際の経路は、一点鎖線で示される経路となる。すなわち、図６（Ｂ）に示される基本制御動作は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向へのステッピング移動である。以下では、この一連制御動作を、「Ｂの制御動作」とも呼ぶこととする。
【００５０】
図６（Ｃ）には、同期移動制御動作開始前にウエハステージＷＳＴがＹ軸方向に関するステッピング移動を行う場合の照明スリットＳＴの中心Ｐの経路が示されている。この制御動作では、ウエハステージＷＳＴは、静止した状態からＹ軸方向へのステッピング移動を開始し、そのステッピング移動を終了後に、レチクルステージＲＳＴとのＹ軸方向に関する同期移動制御動作を開始する。すなわち、図６（Ｃ）に示される基本制御動作は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向へのステッピング移動である。以下では、この一連の制御動作を、「Ｃの制御動作」と呼ぶこととする。
【００５１】
図６（Ｄ）には、同期移動制御動作開始前にその同期移動制御動作とは逆方向の同期移動を行う場合の照明スリットＳＴの中心Ｐの経路が示されている。この制御動作では、ウエハステージＷＳＴは、静止した状態から、例えば実線で示されるように−Ｙ方向にレチクルステージＲＳＴとの同期移動を開始し、その同期移動終了後に、点線で示されるように、＋Ｙ方向にレチクルステージＲＳＴと同期移動を行う。すなわち、図６（Ｄ）に示される基本制御動作は、前回の走査露光中に行われた同期移動制御動作である。以下では、この一連の制御動作を「Ｄの制御動作」と呼ぶこととする。
【００５２】
本実施形態では、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）にそれぞれ示されるＡ〜Ｄの制御動作を行って、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを試運転し、そのときの同期誤差を計測する。なお、実際の走査露光においては、図５に示されるような交互スキャンを行うため、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示される方向の経路だけでなく、そのスキャン方向やステッピング方向が逆の経路で上記４つの制御動作を行った場合の計測も行う必要がある。Ａの制御動作では、＋Ｙ方向と−Ｙ方向との２つのスキャン方向で２通り、Ｂの制御動作では、±Ｘ方向のステップ方向、±Ｙ方向のスキャン方向で４通り、Ｃの制御動作では、±Ｘ方向のステップ方向、±Ｙ方向のスキャン方向で４通り、Ｄの制御動作では、＋Ｙ方向の後の−Ｙ方向、−Ｙ方向の後の＋Ｙ方向で２通りの経路が存在する。そこで、本実施形態では、上記両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの試運転では、このような数通りの経路も想定し、全ての経路について同期誤差の計測を行う。また、実際の走査露光においては、プロセスプログラムに含まれるショットマップに応じて、様々なスキャン速度、加速度、移動距離などの制御パラメータの設定値が設定されるようになる。そこで、本実施形態では、設定することが予想される設定値の組合せについて、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの試運転による同期誤差の計測を行う。
【００５３】
以下の表には、この経路や、制御パラメータの組合せを含めた組合せ数の一例が示されている。
【００５４】
【表１】
2006202914.tif 000003
本実施形態では、上記表１に示される制御パラメータの設定値の組み合わせ数だけＡ〜Ｄの制御動作を繰り返し行い、その都度、同期誤差を計測する。
【００５５】
図７には、この補正関数を算出するための主制御装置２０の処理手順を示すフローチャートが示されている。図７に示されるように、まず、ステップ６０１において、上記表１に示される組合せ数分の両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの試運転を行い、その都度、同期誤差を計測し、その計測結果を不図示の記憶装置に格納する。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの実測位置ＲＰと目標位置ＲＰ’とが送られてきており、それらから同期誤差を容易に求めることができる。
【００５６】
なお、Ｂ、Ｃ、Ｄの制御動作での試運転を行う際には、Ａの制御動作に対応する、スキャン速度、スキャン方向、加速度等のスキャンに関連する制御パラメータに関しては、Ａの制御動作での制御パラメータのいずれか１つの組合せを設定しておけばよい。すなわち、本実施形態では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの制御動作での全ての制御パラメータの組合せ（上記表１では、例えば、Ｂの制御動作では、１２×６通り）での同期誤差を計測する必要はなく、６通りだけでよい。
【００５７】
ここで、その設定値の組合せの下で、Ａの制御動作で計測された同期誤差のデータを表す関数を、ｅA（ｔ）とする。さらに、Ｂ、Ｃ、Ｄの制御動作で得られた計測データをそれぞれｅB（ｔ）、ｅC（ｔ）、ｅD（ｔ）とする。なお、ここで、時点ｔは、走査露光（スキャン）開始時点を０としている。
【００５８】
この同期誤差ｅA（ｔ）は、ウエハステージＷＳＴが静止した状態（一定の位置に留まるように制御された状態）から、同期移動制御動作を開始した場合において、その同期移動制御動作中に計測された同期誤差の時系列データである。そこで、次のステップ６０３では、次式で示されるように、各組合せ（ｖscan（スキャン速度），ａscan（加速度），ｄscan（スキャン方向））でそれぞれ得られたｅA（ｔ）を、同期移動制御動作単独の同期誤差の成分の時系列データｅscan（ｔ；ｖscan，ａscan，ｄscan）として取得し、不図示の記憶装置に格納する。
【００５９】
【数１】
2006202914.tif 000004
そして、Ｂの制御動作の同期誤差の時系列データｅB（ｔ）は、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に関するステッピング移動の制御動作と、同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合において、その同期移動制御動作中に計測された同期誤差の時系列データである。ステージ制御装置１９の制御対象が線形システムであると仮定すると、Ｂの制御動作での同期誤差の時系列データｅB（ｔ）と、Ａの制御動作での同期誤差の時系列データｅA（ｔ）との差が、Ｂの制御動作のみに含まれるウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステッピング移動に起因する同期誤差の成分であるとみなすことができる。そこで、次のステップ６０５では、次式のｅx_step（ｔ；ｄx_step，ｌx_step）に相当する、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステッピング移動の影響による同期誤差の成分を、制御パラメータの設定値の組合せ（ｄx_step（ステップ方向），ｌx_step（移動距離））についてそれぞれ求める。ここでは、設定値の組合せが１２通りで、１２個のｅB（ｔ）が計測されるので、それぞれのｅB（ｔ）からｅA（ｔ）を減算して、１２個の同期誤差の成分ｅx_step（ｔ；ｄx_step，ｌx_step）を求める。
【００６０】
【数２】
2006202914.tif 000005
なお、このｅx_step（ｔ；ｄx_step，ｌx_step）は、Ｘ軸方向のステッピング移動を開始した時点でそのステッピング移動に起因して制御系に加えられたインパルス入力に対する制御系の応答であると考えることができる。このｅx_step（ｔ；ｄx_step，ｌx_step）の発生時期（入力があった時点）は、スキャン開始の時点ｔ＝０よりも前の、例えばステッピング移動の開始時点となるので、このステッピング移動の開始時点を原点とする時間軸ｔx_stepを考えると、ステッピング移動の影響による同期誤差は、ｔの関数とするより、ｔx_stepの関数であるとした方が考えやすい。スキャン開始の時点ｔ＝０と、ステッピング移動の開始時点ｔx_step＝０との時間差Ｆx_stepは、そのときのステップ距離ｌx_stepと、ステップ速度とによって変わるので、上記１２通りの同期誤差の算出結果ｅx_step（ｔ；ｄx_step，ｌx_step）を用いて、ステッピング移動の影響による同期誤差を表す関数を求めるには、そのときのステップ距離ｌx_stepによって決まるこの時間差Ｆx_stepを考慮する必要がある。すなわち、この同期誤差を表す関数を、例えば最小二乗法によるフィッティングを行って求める場合には、この関数を、ｅx_step（ｔx_step（＝ｔ＋Ｆx_step）；ｄx_step，ｌx_step）とし、スキャン開始を原点とする時間軸ｔに対し、ステッピング距離ｌx_stepに応じて時間差が変動する時間軸ｔx_stepの下でもとめる必要がある。求められた同期誤差を表す関数ｅx_step（ｔx_step；ｄx_step，ｌx_step）は、不図示の記憶装置に格納される。
【００６１】
そして、Ｃの制御動作の同期誤差の時系列データｅC（ｔ）は、ウエハステージＷＳＴがＹ軸方向に関するステッピング移動の制御動作と、同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合において、その同期移動制御動作中に計測された同期誤差の時系列データである。ステージ制御装置１９の制御対象が線形システムであると仮定すると、Ｃの制御動作の同期誤差の時系列データｅC（ｔ）と、Ａの制御動作の同期誤差の時系列データｅA（ｔ）との差を、Ｃの制御動作のみに含まれるウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関するステッピング移動の影響による同期誤差成分であるとみなすことができる。そこで、次のステップ６０７では、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関するステッピング移動の影響による同期誤差の成分ｅy_step（ｔ；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）を、次式を用いて設定値の各組み合わせ（ｖy_step（ステップ速度），ｄscan（スキャン方向），ｄy_step（ステップ方向），ｌy_step（ステップ距離））について求める。
【００６２】
【数３】
2006202914.tif 000006
なお、このｅy_step（ｔ；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）は、Ｙ軸方向のステッピング移動を開始した時点でそのステッピング移動に起因して制御系に加えられたインパルス入力に対する制御系の応答であると考えることができる。このｅy_step（ｔ；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）の発生時期（入力があった時点）は、スキャン開始の時点ｔ＝０よりも前の、例えばステッピング移動の開始時点となるので、このステッピング移動の開始時点を原点とする時間軸ｔy_stepを考えると、ステッピング移動の影響による同期誤差は、ｔの関数とするより、ｔy_stepの関数であるとした方が考えやすい。スキャン開始の時点ｔ＝０と、ステッピング移動の開始時点ｔy_step＝０との時間差Ｆy_stepは、そのときのステップ距離ｌy_stepと、ステップ速度ｖy_stepとによって変わるので、上記６通りの同期誤差の成分の算出結果ｅy_step（ｔ；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）を用いて、ステッピング移動の影響による同期誤差を表す関数を求めるには、そのときのステップ距離ｌy_step及びステップ速度ｖy_stepによって決まるこの時間差Ｆy_stepを考慮する必要がある。すなわち、この同期誤差を表す関数を、例えば最小二乗法によるフィッティングを行って求める場合には、この関数を、ｅy_step（ｔy_step（＝ｔ＋Ｆy_step）；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）とし、スキャン開始を原点とする時間軸ｔに対し、ステップ距離ｌx_step及びステップ速度ｖy_stepに応じて時間差が変動する時間軸ｔy_stepの下でもとめる必要がある。求められた同期誤差を表す関数ｅy_step（ｔy_step；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）は、不図示の記憶装置に格納される。
【００６３】
そして、Ｄの制御動作の同期誤差の時系列データｅD（ｔ）は、ウエハステージＷＳＴのレチクルステージＲＳＴとの、前回のスキャンにおける同期移動制御動作と、今回の同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行った場合において、その同期移動制御動作中に計測された同期誤差の時系列データである。ステージ制御装置１９の制御対象が線形システムであると仮定すると、Ｄの制御動作の同期誤差の時系列データｅD（ｔ）と、Ａの制御動作の同期誤差の時系列データｅA（ｔ）との差が、Ｄの制御動作のみに含まれるウエハステージＷＳＴのレチクルステージＲＳＴとの同期移動の影響による同期誤差の成分であるとみなすことができる。そこで、次のステップ６０９では、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステッピング移動の影響による同期誤差の成分ｅp_scan（ｔ；ｖp_scan，ｄp_scan）を次式を用いて制御パラメータの設定値の組合せ（ｖp_scan（前スキャン速度），ｄp_scan（前スキャン方向））についてそれぞれ求める。
【００６４】
【数４】
2006202914.tif 000007
なお、このｅp_scan（ｔ；ｖp_scan，ｄp_scan）は、前回の走査露光を開始した時点で前回のスキャンに起因して制御系に加えられたインパルス入力に対する制御系の応答であると考えることができる。このｅp_scan（ｔ；ｖp_scan，ｄp_scan）の発生時期（入力があった時点）は、今回のスキャン開始の時点ｔ＝０よりも前の、例えば前回のスキャンの開始時点となるので、この前回のスキャンの開始時点を原点とする時間軸ｔp_scanを考えると、前回のスキャンの影響による同期誤差は、ｔの関数とするより、ｔp_scanの関数であるとした方が考えやすい。スキャン開始の時点ｔ＝０と、前回のスキャンの開始時点ｔp_scan＝０との時間差Ｆp_scanは、そのときのスキャン速度ｖp_scanなどによって変わるので、上記３６通りの同期誤差の算出結果ｅp_scan（ｔ；ｖp_scan，ｄp_scan）を用いて、前回のスキャンの影響による同期誤差を表す関数を求めるには、そのときのスキャン速度ｖp_scanなどによって決まるこの時間差Ｆp_scanを考慮する必要がある。すなわち、この同期誤差を表す関数を、例えば最小二乗法によるフィッティングを行って求める場合には、この関数を、ｅp_scan（ｔp_scan；ｖp_scan，ｄp_scan）とし、スキャン開始を原点とする時間軸ｔに対し、スキャン速度ｖp_scanなどに応じて時間差が変動する時間軸ｔp_scanの下でもとめる必要がある。求められた同期誤差を表す関数ｅp_scan（ｔp_scan；ｖp_scan，ｄp_scan）は、不図示の記憶装置に格納される。
【００６５】
ステップ６０９の終了後は、処理を終了する。
【００６６】
次に、本実施形態の露光動作について説明する。前提として、図７のフローチャートに示される処理がすでに実行されており、ｅscan（ｔ；ｖscan，ａscan，ｄscan）、ｅx_step（ｔx_step；ｄx_step，ｌx_step）、ｅy_step（ｔy_step；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）、ｅp_scan（ｔp_scan；ｖp_scan，ｄp_scan）が不図示の記憶装置に格納されているものとする。また、露光対象のウエハＷには、既に１層以上の露光が行われており、主制御装置２０には、ホストコンピュータからプロセスプログラムが送られ、そのショットマップ及び走査露光の際の露光スリットＳＴの経路は、図５に示される経路であるものとする。また、ウエハステージＷＳＴ上には、そのウエハＷがすでにロードされ、ベースライン計測、レチクルアライメント、そのウエハＷに対するウエハアライメントが行われているものとする。
【００６７】
まず、主制御装置２０は、ステージ制御装置１９に対し、まず、最初に露光されるファーストショットＳ1の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に伝送する。ここで、各種設定情報には、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置制御に関連する制御情報、例えば露光に先立って行われるＥＧＡ方式のウエハアライメントにより得られるＥＧＡパラメータ（ウエハのＸ，Ｙ方向のオフセット、ウエハの移動を規定するステージ座標系の直交度誤差、ウエハＷの回転誤差、ウエハＷのＸ，Ｙ方向の拡大縮小誤差）の設定値及び設定された制御パラメータに関するデータ（スキャン速度、スキャン方向（プラススキャンかマイナススキャンか）の情報が含まれる）や、補正関数に関する情報などが含まれる。なお、このファーストショットＳ1の走査露光においては、Ａの制御動作であるとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、同期移動制御動作期間中に用いる補正関数として、次式で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送る。
【００６８】
【数５】
2006202914.tif 000008
これらの情報を受けて、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０は、ウエハＷ上のファーストショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハＷを移動させるための位置指令ＷＰ’を減算器５０へ供給する。これにより、ウエハステージコントローラＷＳＣによってウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴが上記の加速開始位置に移動される。次いで、同期制御ユニット８０は、ウエハ干渉計１８及びレチクル干渉計１６の計測値（ＷＰ，ＲＰ）をモニタしつつ、ウエハステージコントローラＷＳＣ、レチクルステージコントローラＲＳＣをそれぞれ介してレチクルステージ駆動部２３及びウエハステージ駆動部２４を制御し、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対走査を開始する。同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令に対し、不図示のタイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算してレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。これにより、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴが加速を始め、設定されたスキャン速度での等速同期状態に達し、整定時間を経過すると、不図示の照明系からの照明光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光ＩＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上のファーストショットＳ1の走査露光が終了する。すなわち、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してファーストショットＳ1に縮小転写される。
【００６９】
上記の走査露光中、主制御装置２０は、セカンドショットＳ2の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に送る。この情報の転送は、同期制御ユニット８０によって、露光終了直後の走査方向に関するウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの等速オーバースキャン（後整定）動作が行われている間に行われる必要がある。
【００７０】
なお、ファーストショットＳ1の走査露光と、セカンドショットＳ2の走査露光との合間には、ウエハステージＷＳＴは、Ｘ軸方向に関するステッピング移動を行う必要がある。換言すれば、セカンドショットＳ2の走査露光中の同期移動制御動作の開始直前には、ファーストショットＳ1の走査露光中の同期移動制御動作と、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステッピング動作とが行われる。すなわち、セカンドショットＳ2の走査露光中の同期移動制御動作の開始前には、Ａの制御動作と、Ｂの制御動作と、Ｄの制御動作とが合成された制御動作が開始されているとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、次式で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送る。
【００７１】
【数６】
2006202914.tif 000009
なお、ｅall（ｔ）を算出する際には、設定されているスキャン速度等の制御パラメータの設定値から、今回のスキャン開始時点とステッピング移動の開始時点との時間差、今回スキャン開始時点と前回のスキャン開始時点との時間差を求め、その時間差により、すべての関数の時間軸をｔに変換した上で、上記式（６）の演算を行う必要がある。以下では、ｅall（ｔ）を算出する際には、各関数の時間軸の調整を必ず行う。
【００７２】
同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰに基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’に対し、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算することにより、セカンドショットＳ2の走査露光を行う際の同期移動制御動作中のレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。
【００７３】
以降、セカンドショットＳ2〜ショット領域Ｓ7の走査露光をそれぞれ行う間には、ファーストショットＳ1とセカンドショットＳ2の走査露光と同様に、Ａの制御動作と、Ｂの制御動作と、Ｄの制御動作とが合成された制御動作が行われる。そこで、主制御装置２０では、上記式（６）に示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送り、同期制御ユニット８０では、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を、ウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰに基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’に加算することにより、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令ＲＰ’を補正する。
【００７４】
ショット領域Ｓ7の走査露光中には、主制御装置２０は、ショット領域Ｓ8の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に送る。ショット領域Ｓ7の走査露光と、ショット領域Ｓ8の走査露光との合間には、ウエハステージＷＳＴは、Ｙ軸方向に関するステッピング移動を行う必要がある。換言すれば、セカンドショットＳ8の走査露光中の同期移動制御動作の開始直前には、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関するステッピング動作とが行われるようになる。この制御動作は、Ａの制御動作と、Ｃの制御動作とが合成された制御動作であるとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、次式で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送る。
【００７５】
【数７】
2006202914.tif 000010
同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’に対し、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算することによりレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。
【００７６】
なお、ショット領域Ｓ7の走査露光と、ショット領域Ｓ8の走査露光との合間には、−Ｙ方向へのステッピング移動とスキャンとが行われるので、その方向に応じた、ｅy_step（ｔy_step；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）、ｅscan（ｔ；ｖscan，ａscan，ｄscan）を用いる必要がある。
【００７７】
以降、ショット領域Ｓ8〜ショット領域Ｓ16の走査露光をそれぞれ行う間には、ファーストショットＳ1とセカンドショットＳ2の走査露光と同様に、Ａの制御動作と、Ｂの制御動作と、Ｄの制御動作とが合成された制御動作であるとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、上記式（６）で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送り、同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰに基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’に対し、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算することにより、レチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。なお、この場合も、交互スキャン及びステッピング移動の方向に応じた補正関数（上記式（６））を用いる必要がある。
【００７８】
ショット領域Ｓ16の走査露光中には、主制御装置２０は、ショット領域Ｓ17の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に送る。ショット領域Ｓ16の走査露光と、ショット領域Ｓ17の走査露光との合間には、ウエハステージＷＳＴは、Ｙ軸方向に関するステッピング移動を行う必要がある。換言すれば、セカンドショットＳ2の走査露光中の同期移動制御動作の開始直前には、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関するステッピング動作とが行われるようになる。この制御動作は、Ａの制御動作とＣの制御動作とが合成された制御動作であるとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、上記式（７）で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送る。同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令に対し、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算することにより、レチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。
【００７９】
以降、主制御装置２０では、ショット領域Ｓ17〜ショット領域Ｓ60の走査露光での同期制御動作開始前に開始される制御動作に応じた補正関数（上記式（６）又は式（７））を、同期制御ユニット８０に設定し、同期制御ユニット８０では、設定された補正関数ｅall（ｔ）でレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’を補正する。
【００８０】
ショット領域Ｓ60の走査露光中には、主制御装置２０は、ショット領域Ｓ61の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に送る。ショット領域Ｓ60の走査露光と、ショット領域Ｓ61の走査露光との合間には、ウエハステージＷＳＴは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するステッピング移動を行う必要がある。換言すれば、ショット領域Ｓ61の走査露光中の同期移動制御動作の開始直前には、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向に関するステッピング動作とが行われるようになる。この制御動作は、Ａの制御動作と、Ｂの制御動作と、Ｃの制御動作が合成された制御動作であるとみなすことができる。そこで、主制御装置２０では、次式で示される補正関数ｅall（ｔ）に関する情報を、同期制御ユニット８０に送る。なお、ショット領域Ｓ69とショット領域Ｓ70の走査露光中に用いられる補正関数も次式が用いられる。
【００８１】
【数８】
2006202914.tif 000011
同期制御ユニット８０では、ショット領域Ｓ80の走査露光での同期移動制御動作中に、ウエハステージＷＳＴの位置情報ＷＰに基づいて作成されるレチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’に対し、タイマにより検出されたスキャン開始からの時間を補正関数ｅall（ｔ）に代入することにより得られる補正量を加算することにより補正する。
【００８２】
このようにして、ウエハＷ上のショット領域の走査露光とショット領域間のステッピング動作とが、交互スキャンにて繰り返し行われ、ウエハＷ上の最終ショット領域であるショット領域Ｓ76に対するレチクルＲのパターンの転写が終了する。この後、ウエハＷは、不図示のウエハアンローダにより、ウエハステージＷＳＴからアンロードされ、次に露光するウエハＷがある場合には、そのウエハＷをロードし、そのウエハに対し、上述した処理を再び行う。
【００８３】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置２０のＣＰＵが行う、図７のステップ６０１が計測工程に対応し、図７のステップ６０３〜ステップ６０９が抽出工程に対応する。また、主制御装置２０が、計測装置、抽出装置、算出装置に対応し、ステージ制御装置１９が同期制御装置に対応する。したがって、主制御装置２０と、ステージ制御装置１９とで、制御装置を構成する。
【００８４】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る解析方法によれば、２つのステージ（レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ）の同期移動制御動作の前にウエハステージＷＳＴの所定の制御動作（図５の経路で示される制御動作）が行われる場合、その所定の制御動作を互いに独立な複数の異なる基本制御動作に分解し、各基本制御動作と同期移動制御動作とを含む一連の制御動作（Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄの基本制御動作）を行うとともに、同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データ（ｅA（ｔ）〜ｅD（ｔ））を計測する。そして、複数の異なる基本制御動作それぞれに対応する計測の結果を比較し、その比較結果に基づいて、同期移動制御動作開始前の各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データの成分を表す関数（ｅscan（ｔ；ｖscan，ａscan，ｄscan）、ｅx_step（ｔx_step；ｄx_step，ｌx_step）、ｅy_step（ｔy_step；ｖy_step，ｄscan，ｄy_step，ｌy_step）、ｅp_scan（ｔp_scan；ｖp_scan，ｄp_scan））を抽出する。
【００８５】
この複数の異なる基本制御動作には、ウエハステージＷＳＴに対する定位置への静止制御動作と、Ｘ軸方向に関するウエハステージＷＳＴに対するステッピング移動制御動作と、Ｙ軸方向に関するウエハステージＷＳＴに対するステッピング移動制御動作と、前回の両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動制御動作とが含まれる。このような基本制御動作に起因する同期誤差を分離抽出することにより、各時系列データの線形性が保証されている場合には、同期移動制御動作の開始前に開始される制御動作に起因する同期誤差をほぼ完全に表現することができる。
【００８６】
本実施形態では、上述のような、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期制御動作を詳細に解析することができる解析方法を用いて、同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列情報の成分を精度良く抽出することができ、同期移動制御動作開始前に開始されるウエハステージＷＳＴに対する制御動作を分解して得られる動作成分に相当する基本制御動作に起因するその抽出された各成分を重ね合わせて制御情報（ｅall（ｔ））を算出する。このようにすれば、各基本制御動作に起因する、同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データの線形性が保証されている場合、すなわち制御対象を線形システムとみなせる場合には、算出された制御情報に基づいて、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動制御動作を精度良く行うことができる。
【００８７】
なお、本実施形態によれば、図７のステップ６０１では、複数の異なる制御パラメータの下で、各基本制御動作と同期移動制御動作とを含む一連の制御動作を行い、各制御パラメータに対応する同期誤差の時系列データを計測する。このような制御パラメータには、ウエハステージＷＳＴの速度ｖscan，ｖy_step，ｖx_step，ｖp_scan、移動方向ｄscan，ｄp_scan，ｄx_step，ｄy_step、移動距離ｌx_step，ｌy_step、加速度ａscanなどが含まれる。このようにすれば、制御パラメータの設定値が異なる場合でも、それぞれの設定値に応じた補正関数を用いて、レチクルステージＲＳＴの位置指令ＲＰ’の補正をすることができるので、高精度な同期制御が可能となる。
【００８８】
なお、本実施形態では、制御動作が行われた時間を制御パラメータとして用いるようにしても良い。
【００８９】
なお、本実施形態のように線形性が保証されている場合には、設定されなければならない制御パラメータの数が多くても、制御対象が線形システムであり、基本制御動作が互いに独立しているとみなすことができるため、図７のステップ６０１での計測数のように、計測する必要がある制御パラメータの設定値の組合せの数を少なくすることができるので、計測に要する時間を短縮することができるようになる。
【００９０】
そして、本実施形態では、上述のような制御方法を用いて、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージＲＳＴと、ウエハＷを保持して移動可能なウエハステージＷＳＴとを、Ｙ軸方向に同期移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ上に転写する。かかる場合には、この制御方法を用いて、レチクルＲとウエハＷとをそれぞれ保持する両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動動作を精度良く行うことができるので、高精度な露光を実現することができる。
【００９１】
このように、本実施形態に係る制御方法は、線形性が保証されているという前提の下で、行われるものである。すなわち、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期移動動作により生じる同期誤差は、その同期移動制御動作開始前に開始される制御動作に起因する成分と、同期移動により生じる成分との線形和に相当するとみなされる場合には、この制御方法は、有効となる。しかしながら、実際の露光装置によっては、このような線形性が保証されていない場合もあり、その場合には、本実施形態の制御方法をそのまま適用することが困難となる。そこで、上記解析方法は、露光装置において上記線形性が保証されているか否かを判断する場合にも適用することができる。
【００９２】
まず、図７のステップ６０１〜ステップ６０９と同様の処理を行い、同期移動制御動作開始前に行われるウエハステージＷＳＴに対する所定の制御動作（図４のステッピング移動＋交互スキャン制御動作）を分解して得られる動作成分に相当する互いに独立な複数の異なる基本制御動作それぞれに起因する、同期移動制御動作中における移動体間の同期誤差の時系列情報の成分を抽出する（第１工程）。そして、図４のステッピング移動＋交互スキャン制御動作（以下、「Ｕ字スキャン」と呼ぶ）を行い、その同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データをそれぞれ計測する（第２工程）。そして、抽出された各基本制御動作に対応する同期誤差の成分の和と、図４のＵ字スキャンでの同期誤差とを比較して、各基本制御動作に起因する同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データの線形性が保たれているか否かを評価する（第３工程）。このように、本実施形態に係る解析方法を用いて、各基本制御動作に対応する、同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列情報を精度良く抽出することができるので、各基本制御動作に起因する前記同期移動制御動作中における両ステージＷＳＴ、ＲＳＴ間の同期誤差の時系列データの線形性を精度良く評価することができる。
【００９３】
上記方法により、線形性が保証されていると判断された場合には、上記実施形態と同様の制御により高精度な露光を実現することができる。いずれにしても、本実施形態の解析方法により、同期移動制御動作開始前の基本制御動作それぞれの同期誤差への影響を分離抽出し、その影響を詳細に解析することが可能となる。
【００９４】
なお、上記実施形態におけるウエハＷ上のショット領域に対し走査露光を行う場合には、各スキャン動作の一部と、ステッピング動作とを同時に行うようにしたが、図８の経路に示されるように、スキャン動作と、ステッピング動作とを完全に分離して行うようにしてもよい。このような場合にも、補正関数ｅall（ｔ）は、スキャン動作の補正関数ｅscan（ｔ；ｖscan，ａscan，ｄscan）と、ｅx_step（ｔx_step；ｄx_step，ｌx_step）との和に相当する関数とすることができる。この和を計算する場合にも、上記実施形態と同様に、時間軸ｔと、時間軸ｔx_stepとの調整を行う必要があることはいうまでもない。
【００９５】
また、上記実施形態では、制御パラメータを、ステージの各動作における速度、移動方向、移動距離、加速度などとしたが、さらにジャーク（加速度の微分）なども制御パラメータとして含めることも可能である。
【００９６】
また、上記実施形態では、補正関数の時間軸の原点をスキャン開始時点としたが、これには限らず、整定時間Ｔbから露光時間Ｔcに移り変わる時間、すなわち、露光開始時間を原点としても良い。
【００９７】
また、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴに対しレチクルステージＲＳＴを追従させる同期制御を行なっているが、本発明がこれに限定されるものではなく、レチクルステージＲＳＴを主とし、ウエハステージＷＳＴを従として、追従制御を行なうことも勿論可能である。
【００９８】
また、上記実施形態では露光用照明光として波長が１００ｎｍ以上の紫外光、具体的にはＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えばｇ線、ｉ線などのＫｒＦエキシマレーザと同じ遠紫外域に属する遠紫外（ＤＵＶ）光などを用いることもできる。なお、ＹＡＧレーザの高調波などを用いても良い。さらに、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を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）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。なお、単一波長発振レーザとしては例えばイッテルビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
【００９９】
また、上記実施形態の露光装置において、露光用照明光としては波長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勿論である。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なわれている。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、かかる装置も本発明の適用範囲に含まれるものである。
【０１００】
ところで、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（スキャニング・ステッパ）に本発明が適用された場合について説明したが、例えばミラープロジェクション・アライナ、プロキシミティ方式の露光装置（例えばＸ線が照射される円弧状照明領域に対してマスクとウエハとを一体的に相対移動する走査型のＸ線露光装置）などにも本発明を適用できる。
【０１０１】
また、投影光学系は縮小系だけでなく等倍系、又は拡大系（例えば液晶ディスプレイ製造用露光装置など）を用いても良い。さらに、投影光学系は屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであっても良い。
【０１０２】
さらに、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、角型のガラスプレート上に液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、プラズマディスプレイや有機ＥＬなどの表示装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置、さらにはマスク又はレチクルの製造に用いられる露光装置などにも広く適用できる。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、プロキシミティ方式の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、光露光装置（ＤＵＶ光やＶＵＶ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、蛍石、あるいは水晶などが用いられる。また、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又はマスク投影方式の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。
【０１０３】
さらに、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、２つ以上の移動体を同期移動させつつ所定の処理を行う装置であれば、本発明を適用することができる。
【０１０４】
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、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
以上説明したように、本発明の解析方法は、２つの移動体の同期移動制御の解析に適しており、本発明の評価方法は、２つの移動体の同期移動制御の制御性能の評価に適しており、本発明の露光方法は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のステージ制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図３（Ａ）は、走査露光を説明するための図であり、図３（Ｂ）は走査露光におけるウエハステージの速度波形を示す図である。
【図４】ショット領域Ｓ1、Ｓ2を走査露光する際に、照明スリットＳＴの中心Ｐが軌跡を示す図である。
【図５】本発明に係る露光装置でウエハ上の複数のショット領域に対する露光を行う際の照明領域スリット中心の移動軌跡を概略的に示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、Ａの制御動作を行ったときの基本制御動作及び照明スリット中心の移動軌跡を示す図であり、図６（Ｂ）は、Ｂの制御動作を行ったときの基本制御動作及び照明スリット中心の移動軌跡を示す図であり、図６（Ｃ）は、Ｃの制御動作を行ったときの基本制御動作及び照明スリット中心の移動軌跡を示す図であり、図６（Ｄ）は、Ｄの制御動作を行ったときの基本制御動作及び照明スリット中心の移動軌跡を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る解析方法を行う主制御装置２０の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る露光装置でウエハ上の複数のショット領域に対する露光を行う際の照明領域スリット中心の移動軌跡の他の例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１５…移動鏡、１６…レチクル干渉計、１７…移動鏡、１８…ウエハ干渉計、１９…ステージ制御装置（制御装置）、２０…主制御装置（検出装置、演算装置）、２３…レチクルステージ駆動部、２４…ウエハステージ駆動部、５０…減算器、６０…減算器、８０…同期制御ユニット、１００…露光装置、ＡＸ…光軸、ＩＬ…照明光、Ｌ…ショット長、Ｐ…照明スリット中心、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ’…有効フィールド、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＰ…レチクルステージ位置情報、ＲＰ’…レチクルステージへの位置指令、Ｒp…レチクルステージ系、ＲＳＣ…レチクルステージコントローラ、ＲＳＴ…レチクルステージ（第１の移動体）、Ｓ、Ｓ1、Ｓ2…ショット領域、ＳＴ…照明スリット、ＳＴＤ…主制御装置からの指令、Ｔa…加速時間、Ｔb…整定時間、Ｔc…露光時間、Ｔd…後整定時間、Ｔe…減速オーバースキャン時間、Ｖｙ…ウエハステージＹ速度、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＰ…ウエハステージ位置情報、Ｗp…ウエハステージ系、ＷＳＣ…ウエハステージコントローラ、ＷＳＴ…ウエハステージ（第２の移動体）、β…投影倍率。
【図１】
2006202914.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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