(57)【要約】【課題】高精度な重ね合わせ露光を実現する。【解決手段】ウエハアライメントを行う際のアライメント座標系と、露光を行う際の露光座標系とが異なる場合に、ウエハテーブルに保持された基準ウエハＷT上のアライメント座標系での複数のショット領域に付設されたマークの位置情報を検出し、その検出結果に基づいて、アライメント座標系における複数のショット領域の第１配列モデルを推定する。そして、露光座標系でのマークの位置情報を検出し、その検出結果に基づいて、露光座標系における複数のショット領域の第２配列モデルを推定する。そして、第１、第２配列モデルに基づいて、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整する。【選択図】図１２
2006190794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に保持された物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第１計測装置の計測値によって規定される第１座標系と、前記検出された位置合わせに関する情報に基づいて前記物体の位置合わせを行う際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第２計測装置の計測値によって規定される第２座標系とのずれを調整する調整方法であって、
前記移動体上又はその移動体に保持された物体上に配列された複数の区画領域各々の前記第１座標系での位置情報を検出する第１検出工程と；
前記第１検出工程での検出結果に基づいて、前記第１座標系における前記複数の区画領域の第１配列モデルを推定する第１推定工程と；
前記複数の区画領域各々の前記第２座標系での位置情報を検出する第２検出工程と；
前記第２検出工程での検出結果に基づいて、前記第２座標系における前記複数の区画領域の第２配列モデルを推定する第２推定工程と；
前記推定された第１、第２配列モデルに基づいて、前記第１座標系と前記第２座標系との相対的なずれを調整する調整工程と；を含む調整方法。
【請求項２】
前記調整工程では、
前記第１座標系及び前記第２座標系の各座標軸に関する前記区画領域の位置座標を説明変数とし、前記第１計測装置及び前記第２計測装置の少なくとも一方の各座標軸に関する区画領域の計測値の補正情報を目的変数とする線形多項式で、前記第１、第２配列モデルを近似し、
その線形多項式を用いて、前記第１座標系と前記第２座標系との相対的なずれを調整することを特徴とする請求項１に記載の調整方法。
【請求項３】
前記第１検出工程及び前記第２検出工程の少なくとも一方では、
前記移動体の姿勢を変更しながら、前記複数の区画領域各々の位置情報を順次検出し、
前記調整工程では、
前記第１座標系及び前記第２座標系の座標軸のうち、前記移動体の姿勢に関する回転座標軸のずれを調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の調整方法。
【請求項４】
前記第１検出工程に先立って、
その位置情報を検出するためのマークが形成された前記複数の区画領域の配列を有する基準物体を前記移動体に保持させる保持工程をさらに含み、
前記第１検出工程及び前記第２検出工程では、
前記基準物体上の複数のマークを検出し、その検出結果に基づいて前記各区画領域の位置情報を検出す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調整方法。
【請求項５】
所定の露光装置において、マスク上に形成されたパターンを、移動体に保持された感光物体上に転写する露光方法であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の調整方法を用いて、前記感光物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系と、前記検出された位置合わせに関する情報に基づいて前記物体の位置合わせを行なう際の基準となる第２座標系とのずれを調整する工程と；
前記調整後、前記感光物体上の複数の区画領域の前記第１座標系での位置合わせに関する情報を検出する工程と；
前記第１座標系での位置合わせに関する情報に基づいて、前記第２座標系の下で前記感光物体の位置合わせを行い、前記パターンを前記感光物体上に転写する工程と；を含む露光方法。
【請求項６】
前記所定の露光装置とは異なる露光装置での露光により前記複数の区画領域が形成された物体を前記移動体に保持した状態で、前記複数の区画領域の位置情報を検出することにより、前記調整する工程を行うことを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
マスク上に形成されたパターンを、感光物体上に転写する露光装置であって、
前記感光物体を保持して移動可能な移動体と；
前記感光物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系における前記移動体に保持された物体の位置及び姿勢を計測する第１計測装置と；
前記移動体に保持された物体上の複数の区画領域の前記第１座標系での位置情報を検出可能な第１検出系と；
前記感光物体の位置合わせを行う際の基準となる第２座標系における前記移動体に保持された物体の位置及び姿勢を計測する第２計測装置と；
前記複数の区画領域の前記第２座標系での位置情報を検出可能な第２検出系と；
前記第１計測装置の計測結果及び前記第１検出系の検出結果の少なくとも一方から求められる前記複数の区画領域の位置情報に基づいて、前記第１座標系における前記複数の区画領域の第１配列モデルを推定し、前記第２計測装置の計測結果及び前記第２検出系の検出結果の少なくとも一方から求められる前記複数の区画領域の位置情報に基づいて、前記第２座標系における前記複数の区画領域の第２配列モデルを推定し、前記推定された第１、第２配列モデルに基づいて、前記第１座標系と前記第２座標系との相対的なずれを調整する調整装置と；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、調整方法、露光方法及び露光装置に係り、更に詳しくは、移動体に保持された物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第１計測装置の計測値によって規定される第１座標系と、前記検出された位置合わせに関する情報に基づいて前記物体の位置合わせを行う際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第２計測装置の計測値によって規定される第２座標系とのずれを調整する調整方法、該調整方法を用いた露光方法及びマスク上に形成されたパターンを、感光物体上に転写する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子（集積回路等）、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、マスク又はレチクルのパターンの像を、投影光学系を介して、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（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上の複数のショット領域（区画領域）の各々に転写するステップ・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）や、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（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
この種の投影露光装置では、物体又は感光物体としての基板（以下、「ウエハ」という）上に１０層以上の回路パターン（レチクルパターン）を重ね合わせて転写する。高精度な重ね合わせ転写を実現するため、この投影露光装置では、移動可能なステージ（以下、「ウエハステージ」という）にウエハを吸着保持させておき、ウエハ上の露光対象となっている前層のショット領域がレチクルパターンの投影位置（露光位置）に位置するようにウエハステージを移動させて重ね合わせ転写を行っている。
【０００４】
この重ね合わせ転写を行うにあたって、各層間での重ね合わせ精度が良好でない場合には、回路上の特性に不都合が生じることがある。このような場合、チップが所期の特性を満足せず、最悪の場合にはそのチップが不良品となり、歩留まりを低下させてしまう。そこで、投影露光装置では、ウエハ上の前層の複数のショット領域の各々に予めアライメント用のマークを付設しておき、露光前には、そのマークの位置情報を位置合わせに関する情報として検出し、このマークの位置情報に基づいてウエハ上のショット領域の配列モデルを推定し、この配列モデルに基づいて各ショット領域を露光位置に対して位置合わせした上で、重ね合わせ露光を行う。このウエハの位置合わせは、アッベ誤差を考慮して、投影光学系の光軸を通過する測長軸又は光軸を挟んで対称の位置を通過する２つの測長軸（以下、「投影光学系の光軸中心の測長軸」という）を有する干渉計の計測値によって規定される座標系を基準として行われる。
【０００５】
ところで、このウエハ上のアライメント用のマークの位置情報の検出は、露光位置とは異なる位置（投影光学系の光軸から離間した位置）に検出視野を有するオフアクシス方式のアライメント系により行われることが多い。オフアクシス方式のアライメント系を用いたマークの位置情報の検出は、アッベ誤差などを考慮して、投影光学系の光軸中心の測長軸を有する干渉計ではなく、例えばアライメント系の検出視野の検出中心の測長軸を有する別の干渉計の計測値によって規定される座標系を基準として行われる。
【０００６】
すなわち、オフアクシス方式のアライメント系を用いた投影露光装置では、ウエハの位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる座標系（これを、「第１座標系」とする）と、位置合わせを行う際の基準となる座標系（これを、「第２座標系」とする）とが異なっており、この場合、第１座標系と、第２座標系とは、それらの原点を重ね合わせたときに、お互いを高精度に一致させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、各干渉計を構成する多数の光学系の個々の製造誤差、設置状態、変形などにより、第１座標系と第２座標系との間のずれは不可避である。このずれが、第１座標系で得られたマークの位置情報に基づいて、第２座標系の下で、ショット領域を露光位置に位置合わせを行う際の位置合わせ誤差の原因となる。両座標系の成分のうち、設計値及び直接計測が可能な製造誤差による成分に関しては、予め把握することができるので、調整によりある程度まで低減できるが、最近では、重ね合わせ露光に対する高精度化の要求がますます厳しくなってきており、その調整限界を超える座標系間の微小なずれ（両座標系の座標軸の位置座標のｎ次項（ｎは自然数）を各項とし、その項の係数が互いに独立である線形結合で表されるような成分のずれ）も考慮する必要が生じてきている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の観点からすると、移動体に保持された物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第１計測装置の計測値によって規定される第１座標系と、前記検出された位置合わせに関する情報に基づいて前記物体の位置合わせを行う際の基準として、前記物体の位置及び姿勢を計測する第２計測装置の計測値によって規定される第２座標系とのずれを調整する調整方法であって、前記移動体上又はその移動体に保持された物体上に配列された複数の区画領域各々の前記第１座標系での位置情報を検出する第１検出工程（ステップ７０７，ステップ７１１）と；前記第１検出工程での検出結果に基づいて、前記第１座標系における前記複数の区画領域の第１配列モデルを推定する第１推定工程（ステップ７１９）と；前記複数の区画領域各々の前記第２座標系での位置情報を検出する第２検出工程（ステップ８０７，ステップ８１１）と；前記第２検出工程での検出結果に基づいて、前記第２座標系における前記複数の区画領域の第２配列モデルを推定する第２推定工程（ステップ８１９）と；前記推定された第１、第２配列モデルに基づいて、前記第１座標系と前記第２座標系との相対的なずれを調整する調整工程（ステップ８２１）と；を含む調整方法である。
【０００９】
ここで、「位置合わせに関する情報」とは、物体の位置合わせのために用いられる情報のことであり、例えば、物体上に形成された複数の区画領域の位置情報を含む。
【００１０】
これによれば、位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系と、実際に位置合わせを行う基準となる第２座標系とが異なっている場合に、移動体上又はその移動体に保持された物体上の複数の区画領域の配列モデルとして、第１座標系での位置情報から推定される第１配列モデルと、第２座標系での位置情報から推定される第２配列モデルとに基づいて、第１座標系と第２座標系との相対的なずれを調整するので、その調整を、統計的に妥当なものとし、第１座標系と第２座標系とのずれを高精度にキャンセルすることが可能となる。
【００１１】
本発明は、第２の観点からすると、所定の露光装置において、マスク上に形成されたパターンを、移動体に保持された感光物体上に転写する露光方法であって、本発明の調整方法を用いて、前記感光物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系と、前記検出された位置合わせに関する情報に基づいて前記物体の位置合わせを行なう際の基準となる第２座標系とのずれを調整する工程（ステップ６０１）と；前記調整後、前記感光物体上の複数の区画領域の前記第１座標系での位置合わせに関する情報を検出する工程（ステップ６１３、ステップ６１５）と；前記第１座標系での位置合わせに関する情報に基づいて、前記第２座標系の下で前記感光物体の位置合わせを行い、前記パターンを前記感光物体上に転写する工程（ステップ６２１）と；を含む露光方法である。かかる場合には、本発明の調整方法を用いて第１座標系と第２座標系とのずれが調整された状態となっているので、第１座標系で検出された複数の区画領域の位置情報を用いて、第２座標系での位置合わせを精度良く行うことができるため、高精度な重ね合わせ露光を実現することができる。
【００１２】
本発明は、第３の観点からすると、マスク上に形成されたパターンを、感光物体上に転写する露光装置であって、前記感光物体を保持して移動可能な移動体（ＷＳ，ＷＴ，ＷＨ）と；前記感光物体の位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系における前記移動体に保持された物体の位置及び姿勢を計測する第１計測装置（１８Ｘ1，１８Ｙ）と；前記移動体に保持された物体上の複数の区画領域の前記第１座標系での位置情報を検出可能な第１検出系（ＡＬＧ）と；前記感光物体の位置合わせを行う際の基準となる第２座標系における前記移動体に保持された物体の位置及び姿勢を計測する第２計測装置（１８Ｘ2，１８Ｙ）と；前記複数の区画領域の前記第２座標系での位置情報を検出可能な第２検出系（１３Ａ，１３Ｂ）と；前記第１計測装置の計測結果及び前記第１検出系の検出結果から求められる前記複数の区画領域の位置情報に基づいて、前記第１座標系における前記複数の区画領域の第１配列モデルを推定し、前記第２計測装置の計測結果及び前記第２検出系の検出結果から求められる前記複数の区画領域の位置情報に基づいて、前記第２座標系における前記複数の区画領域の第２配列モデルを推定し、前記推定された第１、第２配列モデルに基づいて、前記第１座標系と前記第２座標系との相対的なずれを調整する調整装置（２０）と；を備える露光装置である。
【００１３】
これによれば、位置合わせに関する情報を検出する際の基準となる第１座標系と、実際に位置合わせを行う基準となる第２座標系とが異なっている場合に、調整装置により、移動体上又はその移動体に保持された物体上の複数の区画領域の両座標系の下での２つの配列モデル、すなわち、第１座標系での位置情報から推定される第１配列モデルと、第２座標系での位置情報から推定される第２配列モデルとに基づいて、第１座標系と第２座標系との相対的なずれを調整するので、その調整を統計的に妥当なものとし、第１座標系と第２座標系とのずれを高精度にキャンセルすることができる。したがって、第１座標系と第２座標系とのずれが高精度に調整された状態となっているので、第１座標系で検出された複数の区画領域の位置情報を用いて、第２座標系での位置合わせを行えば、高精度な重ね合わせ露光を実現することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１３（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明の調整方法及び露光方法が適用される一実施形態の露光装置１００（所定の露光装置）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（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。
【００１６】
この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、エネルギビームとしての照明光（露光光）ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳ、投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、物体、感光物体としてのウエハＷが載置されるウエハステージＷＳ、前記レチクルステージＲＳ及び前記投影ユニットＰＵなどが搭載されたボディＢＤ及びこれらの制御系等を備えている。
【００１７】
前記照明系１０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号公報）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。この照明系１０では、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１８】
前記レチクルステージＲＳは、後述する第２コラム３４の天板を構成するレチクルベース３６上に、その底面に設けられた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ている。このレチクルステージＲＳ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着（又は静電吸着）され、保持されている。レチクルステージＲＳは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１２により、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能であるとともに、レチクルベース３６上を所定の走査方向（ここでは、図１における紙面直交方向である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。
【００１９】
レチクルステージＲＳのステージ移動面内の位置は、レチクルベース３６に取り付けられた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ている。この場合、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージＲＳ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ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、更に、これに対応して、Ｘ軸方向位置計測用の固定鏡と、Ｙ軸方向位置計測用の固定鏡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１６、固定鏡１４として示されている。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、光軸を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ＲＳ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。
【００２０】
レチクル干渉計１６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２０に送られている。ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示に応じ、レチクル干渉計１６の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部１２を介してレチクルステージＲＳを駆動制御する。
【００２１】
レチクルＲの上方には、投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳ上の一対の基準マークとこれに対応するレチクルＲ上の一対のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）がＸ軸方向に所定距離隔てて設けられている。この一対のレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）としては、例えば特開平７−１７６４６８号公報（対応する米国特許第５，６４６，４１３号）などに開示されるものと同様の構成のものが用いられており、例えば、照明光ＩＬをレチクル上に形成されたアライメントマークに照射し、ＣＣＤカメラなどで撮像したアライメントマークの画像データを画像処理してマーク位置を計測するＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式のセンサが用いられる。このレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを基準として、Ｘ軸方向に対称に配置されており、レチクルＲ上のパターン領域のＸ軸方向両側に配置された一対のレチクルアライメントマークと、投影光学系ＰＬを介したウエハＷ上又は基準マーク板上のマークとを同時に検出可能な検出視野を有している。例えば、一対のレチクルアライメントマークがともに、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心で観測された場合には、レチクルＲの投影中心が、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置しているとみなすことができる。また、ウエハＷや後述する基準マーク板ＦＭ上の一対のマークが同時に、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心で観測された場合には、一対のマークの中点が、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに位置しているとみなすことができる。
【００２２】
前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳの図１における下方でボディＢＤの一部に保持されている。このボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置されたフレームキャスタＦＣ上に設けられた第１コラム（メインフレーム）３２と、この第１コラム３２の上に固定された第２コラム３４とを備えている。
【００２３】
前記フレームキャスタＦＣは、床面Ｆ上に水平に置かれたベースプレートＢＳと、該ベースプレートＢＳ上に固定された複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９（ただし、図１における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えている。
【００２４】
前記第１コラム３２は、上記フレームキャスタＦＣを構成する複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９それぞれの上端に個別に固定された複数、ここでは３つの第１防振機構５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ（但し、図１では紙面奥側の第１防振機構５６Ｃは図示省略、図４参照）によって、ほぼ水平に支持されている。
【００２５】
前記第１コラム３２は、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成されている。この円形開口内に、投影ユニットＰＵ（フランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとによって構成されている）が、上方から挿入され、レンズワッシャＩＶを介して保持されている。
【００２６】
前記第１コラム３２の上面には、投影ユニットＰＵを取り囲む位置に、複数本、例えば３本の脚４１（但し、図１における紙面奥側の脚は図示省略）の一端（下端）が固定されている。これら複数本の脚４１によってレチクルベース３６が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース３６とこれを支持する３本の脚４１とによって第２コラム３４が構成されている。レチクルベース３６には、その中央部に照明光ＩＬの通路となる開口３６ａが形成されている。
【００２７】
前記ウエハステージＷＳは、投影ユニットＰＵの下方に水平に配置されたベースとしてのステージベース（ステージ定盤）７１の上面に、その底面に設けられた複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されている。このウエハステージＷＳ上に、ウエハホルダＷＨを介してウエハＷが真空吸着（又は静電吸着）によって固定される。
【００２８】
前記ステージベース７１は、前述のベースプレートＢＳ上に設置されたメンテプレートと呼ばれる平板ＭＰ上の複数箇所（例えば３箇所）にそれぞれ配置された、複数（例えば３つ）の支持部材７３と、該各支持部材７３の上面にそれぞれ固定された複数（ここでは３つ）の第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃ（但し、図１では紙面奥側の第２防振機構６６Ｃは図示省略、図４参照）とによって、支持金物８９Ａ〜８９Ｃをそれぞれ介してほぼ水平に支持されている。
【００２９】
前記ステージベース７１の＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージＷＳの移動基準面であるガイド面とされている。
【００３０】
前記ウエハステージＷＳは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、リニアモータ（あるいは平面モータ）などのアクチュエータを含むＸＹ駆動部３１（図１では不図示、図４参照）によって上記ガイド面に沿ってＸＹ面内で駆動されるＸＹステージ２８と、該ＸＹステージ２８上にＺ・チルト駆動部２９（図４参照）を介して搭載され、該Ｚ・チルト駆動部２９によってＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向に微小駆動されるウエハテーブルＷＴとを含んで構成されている。ウエハテーブルＷＴの上面に、ウエハホルダＷＨを介してウエハＷが真空吸着（又は静電吸着）等により固定される。
【００３１】
前記Ｚ・チルト駆動部２９は、例えば、ＸＹステージ２８上でウエハテーブルＷＴを３点で支持する３つのアクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータ又は電磁石）と、各アクチュエータによるウエハテーブルＷＴの支持点のＺ軸方向の駆動量を個別に計測する３つのリニアエンコーダとを含んで構成されている。なお、Ｚ・チルト駆動部２９は実際には、ＸＹステージ２８上に存在するが、本明細書では、一部の箇所で図示及び説明の便宜上から図１のウエハステージ駆動部２７の一部であるかのような説明を行っている（図４等参照）。
【００３２】
前記ウエハテーブルＷＴ上には、基準マーク板ＦＭが、その表面がウエハＷとほぼ同一高さとなる状態で設けられている。この基準マーク板ＦＭの表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第１基準マークと、これらの第１基準マークに対して既知の位置関係にある後述するアライメント系ＡＬＧのベースライン計測用の第２基準マークなどが形成されている。
【００３３】
ウエハテーブルＷＴ（ウエハステージＷＳ）のＸＹ面内の位置情報は、ウエハテーブルＷＴの上部に固定された移動鏡１７に測長ビームを照射するウエハ干渉計システム１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。このウエハ干渉計システム１８は、第１コラム３２に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡５７の反射面を基準とする移動鏡１７の反射面の位置情報をウエハステージＷＳの位置情報として計測する。
【００３４】
ここで、ウエハテーブルＷＴ上には、実際には、図２に示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと、非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられ、これに対応して固定鏡及びレーザ干渉計も、Ｘ軸方向位置計測用とＹ軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、固定鏡５７、ウエハ干渉計システム１８として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルＷＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。
【００３５】
前記ウエハ干渉計システム１８は、図２に示されるように、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙと、２つのＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ1、１８Ｘ2とを含んで構成されている。
【００３６】
Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙからは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交するＹ軸方向の光軸ＷＹＥを有する測長ビームがＹ固定鏡５７Ｙに照射されている。また、このＹ軸干渉計ユニット１８Ｙからは、光軸ＷＹＥの下方でウエハＷ表面とほぼ同一のＸＹ平面上をそれぞれ通り、図２，図３に示されるように、＋Ｚ側から見て光軸ＷＹＥに対して対称な配置（すなわち、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して対称な配置）のＹ軸方向の光軸ＷＹＬＵ、ＷＹＲＵ（光軸の間隔をＤＸとする）をそれぞれ有する一対の測長ビーム（測定光）がＹ移動鏡１７Ｙの上半部にそれぞれ照射されている。また、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙからは、前記光軸ＷＹＬＵ、ＷＹＲＵの下方で同一のＸＹ平面上に位置し、平面視で光軸ＷＹＬＵ、ＷＹＲＵに重なるＹ軸方向の光軸ＷＹＬＤ、ＷＹＲＤをそれぞれ有する一対の測長ビーム（測定光）がＹ移動鏡１７Ｙの下半部にそれぞれ照射されている。Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙでは、上記各測長ビームに応じた参照ビームを内部で発生させており、各測長ビームと対応する参照ビームとの光路差に対応するカウント値が観測される。
【００３７】
前記Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1からは、図２，図３に示されるように、光軸ＷＹＥと同一の面上を通り後述するオフアクシス・アライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸを通るＸ軸方向の光軸ＷＸＡを有する測長ビームがオフアクシス・アライメント系ＡＬＧに固定されたＸ固定鏡５７Ｘ1に照射されている。また、このＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ1からは、光軸ＷＸＡの下方に位置し、平面視で光軸ＷＸＡに重なるＸ軸方向の光軸ＷＸＦＵを有する測長ビーム（測定光）がＸ移動鏡１７Ｘの上半部に照射されるとともに、前記光軸ＷＸＦＵの下方に位置し、平面視で光軸ＷＸＡに重なるＸ軸方向の光軸ＷＸＦＤを有する測長ビーム（測定光）がＸ移動鏡１７Ｘの下半部に照射されている。Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1では、上記各測長ビームに応じた参照ビームを内部で発生させており、各測長ビームと対応する参照ビームとの光路差に対応するカウント値が観測される。
【００３８】
一方、前記Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2からは、図２，図３に示されるように、光軸ＷＸＡ（及びＷＹＥ）と同じＸＹ面上を通り、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに直交するＸ軸方向の光軸ＷＸＥを有する測長ビームがＸ固定鏡５７Ｘ2に照射されている。また、このＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ2からは、前記光軸ＷＸＦＵとほぼ同じＸＹ面上を通り、光軸ＷＸＥの下方に位置し、平面視で光軸ＷＸＥに重なるＸ軸方向の光軸ＷＸＢＵを有する測長ビーム（測定光）がＸ移動鏡１７Ｘの上半部に照射されるとともに、前記光軸ＷＸＢＵの下方に位置し、平面視で光軸ＷＸＢＵに重なるＸ軸方向の光軸ＷＸＢＤを有する測長ビーム（測定光）がＸ移動鏡１７Ｘの下半部に照射されている。なお、光軸ＷＸＢＵと光軸ＷＸＦＵとの間隔をＤＹとする（図３参照）。Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2では、上記各測長ビームに応じた参照ビームを内部で発生させており、各測長ビームと対応する参照ビームとの光路差に対応するカウント値が観測される。
【００３９】
本実施形態では、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙの光軸ＷＹＬＵ、ＷＹＲＵの計測値の平均値に基づいて、ウエハテーブルＷＴのＹ軸方向位置がステージ制御装置１９によって算出される。このＹ軸干渉計ユニット１８Ｙの計測値及びウエハテーブルＷＴのＹ軸方向位置に関しては、不図示の波長トラッカや環境センサの検出値に基づく波長補正、デッドパス補正、移動鏡１７Ｙに対する移動鏡曲がり補正が行われ、さらに、後述する本実施形態に係る調整方法で求められる線形多項式による補正が行われる。ウエハ干渉計システム１８の各光軸での計測値と、その計測値から求められるウエハテーブルＷＴの位置座標とに対しては、すべてこのような補正が行われる。なお、実際のウエハステージＷＳの制御では、投影光学系ＰＬに対するＹ軸方向の相対変位を用いる。そこで、その相対変位を求めるため、最終的に求められたウエハテーブルＷＴのＹ軸方向位置から、光軸ＷＹＥで同様に求められた投影光学系ＰＬのＹ軸方向の変位を差し引く必要がある。
【００４０】
また、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙの光軸ＷＹＬＵ、ＷＹＲＵの計測値の差に基づいて、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）に関するウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちヨーイング情報）が、ステージ制御装置１９によって算出される。さらに、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙの光軸ＷＹＬＵ，ＷＹＬＤの計測値の差、及び光軸ＷＹＲＵ、ＷＹＲＤの計測値の差の少なくとも一方と、光軸ＷＹＬＵ，ＷＹＬＤ（又は光軸ＷＹＲＵ、ＷＹＲＤ）の間隔ｈとに基づいて、Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）に関するウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちピッチング情報）が、ステージ制御装置１９によって算出される。
【００４１】
また、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の光軸ＷＸＦＵの計測値とに基づいて、ウエハテーブルＷＴのＸ軸方向の位置情報が、ステージ制御装置１９によって算出される。なお、実際のウエハステージＷＳ（ウエハテーブルＷＴ）の制御では、後述するアライメント系ＡＬＧに対するＸ軸方向の相対変位を用いるので、その相対変位を求めるため、最終的に求められたウエハテーブルＷＴのＸ軸方向位置から、光軸ＷＸＡで同様に求められたアライメント系ＡＬＧのＸ軸方向の変位を差し引く必要がある。また、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の光軸ＷＸＦＵ，ＷＸＦＤの計測値の差とそれらの光軸の間隔ｈとに基づいて、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ方向）に関するウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちローリング情報）が、ステージ制御装置１９によって算出される。
【００４２】
また、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2の光軸ＷＸＥの計測値と、光軸ＷＸＢＵの計測値とに基づいて、ウエハテーブルＷＴのＸ軸方向位置（投影光学系ＰＬに対するＸ軸方向の相対変位）がステージ制御装置１９によって算出される。また、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の光軸ＷＸＢＵ，ＷＸＢＤの計測値の差に基づいて、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ方向）に関するウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちローリング情報）が、ステージ制御装置１９によって算出される。
【００４３】
ステージ制御装置１９は、後述するオフアクシス・アライメント系ＡＬＧを用いてウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマーク）の位置情報を検出する際には、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴのＸ位置情報、ローリング情報を算出するが、露光時などには、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴのＸ位置情報、ローリング情報を算出する。これにより、露光時、ウエハアライメント時のいずれにおいても、いわゆるアッベ誤差なく、ウエハテーブルＷＴのＸ位置情報、ローリング情報を計測することが可能である。
【００４４】
ウエハ干渉計システム１８は、３つの干渉計ユニット１８Ｙ、１８Ｘ1、１８Ｘ2を含んで構成され、これにより、Ｚ軸方向を除く５自由度方向に関するウエハテーブルＷＴの位置情報を計測する１つのシステムとして観念することもできるが、後述するアライメント系ＡＬＧによるアライメントマークを検出する際に有効となるＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ1とＹ軸干渉計ユニット１８Ｙとを含んで構成される計測システム（第１計測装置）と、露光時に有効となるＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ2とＹ軸干渉計ユニット１８Ｙとを含んで構成される計測システム（第２計測装置）との２つの計測装置を含んで構成されるシステムとして観念することもできる。以下では、ウエハ干渉計システム１８を、アライメント時のウエハテーブルＷＴのＸ、Ｙ、θｚ、θｘ及びθｙ方向に関する位置情報を計測可能な第１計測装置と、露光時のウエハテーブルＷＴのＸ、Ｙ、θｚ、θｘ及びθｙ方向に関する位置情報を計測可能な第２計測装置とを含むシステムとして説明を行い、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の計測値とＹ軸干渉計ユニット１８Ｙの計測値、すなわち、第１計測装置の計測値で規定される座標系を「アライメント座標系」ともいい、露光時にＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ2の計測値とＹ軸干渉計ユニット１８Ｙの計測値、すなわち第２計測装置の計測値で規定される座標系を「露光座標系」ともいう。
【００４５】
ウエハステージＷＳの５自由度の位置情報（又は速度情報）は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られ、ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示に応じて、ウエハステージＷＳの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ＸＹ駆動部３１を介してウエハステージＷＳのＸＹ面内の位置を制御する。なお、アライメント時と、露光時との間で行われる座標系の切り替えをスムーズに行うため、制御系に用いられるフィードバック情報としてのアライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置情報を、露光座標系での位置情報に換算する必要がある。
【００４６】
なお、図２では、図の錯綜を防止するため、ウエハ干渉計システム１８を、レーザビームを計測対象まで１往復しかさせないシングルパスの干渉計であるように図示しているが、実際には、レーザビームを２往復させるダブルパスの干渉計とすることもできる。
【００４７】
図１に戻り、前記第１コラム３２の下面には、ウエハ干渉計システム１８が吊り下げ状態で固定されている。また、第１コラム３２の下面には、照射系４２ａ及び受光系４２ｂから成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号）等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、適宜「多点ＡＦ系」とも呼ぶ）が設けられている。このように、照射系４２ａ及び受光系４２ｂと、投影光学系ＰＬとが、同一の部材（第１コラム３２）に取り付けられており、両者の位置関係が一定に維持されている。
【００４８】
照射系４２ａは、主制御装置２０によってオンオフが制御される光源を有し、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投影光学系の結像面に向け、かつ光軸ＡＸに対して斜め方向からウエハ表面に対して照射する。一方、ウエハ表面で反射されたそれらの結像光束の反射光束は、受光系４２ｂ内の受光素子によって受光され、電気信号（焦点ずれ信号）に変換される。この焦点ずれ信号（デフォーカス信号）は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給されている。
【００４９】
ステージ制御装置１９は、走査露光時などに、主制御装置２０からの指示に応じ、焦点ずれ信号（デフォーカス信号）に基づいてウエハＷ表面のＺ位置、θｘ方向の回転，θｙ方向の回転を算出し、その算出結果にもとづいて、ウエハテーブルＷＴに対する３つの支持点のそれぞれをＺ軸方向に駆動する各アクチュエータの駆動量を算出し、ウエハテーブルＷＴのＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）（ウエハＷのフォーカス・レベリング動作）を制御する。
【００５０】
さらに、第１コラム３２の投影ユニットＰＵの−Ｙ側には、オフアクシス方式のアライメント系ＡＬＧが設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（ＣＣＤ）等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、図３に示される検出中心ＡＬＧＸ（指標中心）を基準とする検出視野内のマークの位置情報を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、この供給された情報と、ウエハ干渉計システム１８の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には前述した基準マーク板ＦＭ上の第２基準マーク又はウエハＷ上のアライメントマークのアライメント座標系（Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の光軸と、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙの光軸とによって規定される前述のウエハアライメントの際の座標系）上における位置情報を計測するようになっている。
【００５１】
さらに、第１コラム３２には、３つのＺ干渉計ユニット１０２Ａ〜１０２Ｃ（但し、図１では紙面奥側に位置するＺ干渉計ユニット１０２Ｃは、Ｚ干渉計ユニット１０２Ａの奥に隠れている）が、前述の３つの支持金物８９Ａ、８９Ｂ、８９Ｃに個別に対応して設けられている。また、この第１コラム３２には、３つのＺ干渉計ユニット１０２Ａ〜１０２Ｃに個別に対応して、その内部にＺ干渉計ユニット１０２Ａ〜１０２Ｃのそれぞれからの測長ビームのビーム路が形成された３つのストッパ８１が設けられている。ここで、Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ〜１０２Ｃの役割について説明する。
【００５２】
Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃのそれぞれは、支持金物８９Ａ、８９Ｂ、８９Ｃそれぞれの上面に固定されたコーナキューブ型ミラー（例えばレトロリフレクタ）８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ（図２参照）に、第１コラム３２に形成された貫通孔及びストッパ８１の中空部を介して測長ビームを照射し、その反射光を中空部及び貫通孔を介して受光することで、それぞれの内部の参照鏡を基準としてコーナキューブ型ミラー８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、すなわち支持金物８９Ａ、８９Ｂ、８９ＣのＺ軸方向の位置（Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃと支持金物８９Ａ、８９Ｂ、８９Ｃとの相対位置）を、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。
【００５３】
Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ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２０に供給されるようになっている。ステージ制御装置１９及び主制御装置２０は、Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの計測値に基づいて、第１コラム３２の下面（又は上面）を基準として、ステージベース７１上面のＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に関する位置情報を計測する。図２においては、Ｚ干渉計ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃそれぞれの光軸が、ＷＺＣＦ、ＷＺＬＢ、ＷＺＲＢとしてそれぞれ示されている。
【００５４】
なお、ウエハステージＷＳに４５°傾いて不図示の反射面を設置し、該反射面を介して第１コラム３２に設けられる不図示の反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出する干渉計を、別途設けても構わない。
【００５５】
図４には、本実施形態の露光装置１００における、制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。この図４中、主制御装置２０及びステージ制御装置１９を中心として、制御系が構成されている。
【００５６】
主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成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、装置全体を統括して制御する。また、ステージ制御装置１９は、マイクロコンピュータから成り、主制御装置２０の指示の下、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計システム１８から得られる両ステージＲＳ、ＷＳの位置の計測結果などに基づいて、レチクルステージ駆動部１２、ウエハステージ駆動部２７、第１防振機構５６Ａ〜５６Ｃ及び第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃ等を制御する。
【００５７】
上述した構成を有する露光装置１００では、すでに回路パターンが転写形成された前層の複数のショット領域の配列を有するウエハＷに対し、そのショット領域に対する重ね合わせ露光を行うことが可能である。この重ね合わせ露光を行う際には、まず、主制御装置２０の指示の下、ステージ制御装置１９は、アライメント系ＡＬＧの検出視野内に、ウエハＷ上の幾つかのショット領域に付設されたアライメントマークが位置するように、ウエハステージＷＳを移動させて、アライメントマークのアライメント座標系での位置情報をアライメント系ＡＬＧの検出結果及び第１計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙ）の計測結果より求め、それらの位置情報に基づいて、アライメント座標系におけるウエハＷのショット領域の配列モデルを統計的手法を用いて推定する。次に、ステージ制御装置１９は、推定された配列情報に基づいて、露光座標系の下で、投影光学系ＰＬによりウエハＷ上の各ショット領域に対する重ね合わせ露光が可能な位置（露光位置）に、ウエハテーブルＷＴを移動させて重ね合わせ露光を行う。
【００５８】
ところで、第１計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙ）の計測値から得られるウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちアライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置情報）は、ウエハテーブルＷＴの基準位置（例えばウエハ中心）を原点としたときのアライメント系ＡＬＧの検出中心との相対位置座標を示すものである。また、第２計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙ）の計測値から得られるウエハテーブルＷＴの位置情報（すなわちアライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置情報）は、ウエハテーブルＷＴの同じ基準位置（例えばウエハ中心）を原点としたときの投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの相対位置座標を示すものである。また、アライメント座標系におけるアライメントマークの位置情報に基づいて、露光座標系の下で正確に位置合わせを行うためには、アライメント座標系の下で推定されたウエハＷのショット領域の配列情報が、露光座標系でほぼ完全に再現されるようになっている必要がある。すなわち、アライメント座標系の原点と、露光座標系の原点とを一致させた場合に、両座標系がほぼ正確に重なり合うようになっていることが前提である。
【００５９】
これらの座標系は、前述のように、それぞれの座標軸を測長軸とする干渉計の計測値によって規定されるものであり、露光装置の組み立て工程では、アライメント座標系と露光座標系との間のずれが最小となるように、ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の内部の光学系の設置状態（第１コラム３２からの吊り下げ固定の状態）などの調整が行われる。しかしながら、このような調整を行っても、両座標系の間には、多少のずれが残存する。そこで、本実施形態では、実際の重ね合わせ露光に先立って、両座標系の間のずれの調整を行う。
【００６０】
次に、本実施形態における、露光装置１００の調整方法を含む一連の露光工程における動作を、図５〜図１３（Ｂ）を参照して説明する。本実施形態に係る調整方法では、図５に示される基準ウエハＷTを用いる。この基準ウエハＷTには、複数のショット領域ＳＡi（ｉ＝１〜ｉmax）がマトリックス状に形成されており、各ショット領域ＳＡiのショット中心に相当する位置には、アライメント系ＡＬＧによりその位置情報を検出可能な２次元マークＣＭが形成されている。図６には、ウエハＷ上のあるショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭをアライメント系ＡＬＧで検出する様子が示されている。図６では、ショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭがアライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸ付近に位置している様子が示されている。この場合、ウエハテーブルＷＴ（ウエハＷ）のＹ位置等はＹ軸干渉計ユニット１８Ｙで計測されており、Ｘ位置等はＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ1で計測されているので、これらの干渉計の計測結果と、アライメント系ＡＬＧの検出結果とから、アライメント座標系における基準ウエハＷTの上のショット領域ＳＡiの位置情報を求めることができる。
【００６１】
また、図５に示されるように、基準ウエハＷT上のショット領域ＳＡiには、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）によりそれぞれ同時に検出可能な一対の２次元マークＬＭ、ＲＭが形成されている。基準ウエハＷTでは、２次元マークＬＭとＲＭとの中点がショット領域ＳＡiのショット中心に対応しているものとする。すなわち、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）により同時に検出された２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報から、ショット領域ＳＡiの中心の位置情報を取得することができる。図７には、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）により、２次元マークＬＭ，ＲＭが検出される様子が示されている。この場合、ウエハテーブルＷＴ（ウエハＷ）のＹ位置等は、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙで計測されており、Ｘ位置等は、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2で計測されているので、これらの干渉計の計測結果と、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出結果とから、露光座標系における基準ウエハＷT上のショット領域ＳＡiの位置情報を求めることができる。
【００６２】
このように、アライメント系ＡＬＧによる２次元マークＣＭの位置情報により、アライメント座標系におけるショット領域ＳＡiのショット中心の位置座標を算出し、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）により検出された２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報から、それらのマークＬＭ，ＲＭの中点を求めることにより、露光座標系におけるショット領域ＳＡiのショット中心の位置座標を算出することができる。本実施形態では、後述するように、これらの算出結果により、各座標系における基準ウエハＷTのショット領域の配列モデルを推定し、それらの配列モデルに基づいて、アライメント座標系と露光座標系とのずれを調整する。
【００６３】
図８には、本実施形態における露光工程における主制御装置２０の処理手順を示すフローチャートが示されている。なお、この露光工程に先立って、ウエハ干渉計システム１８のリセット（原点復帰）がすでに行われているものとする。なお、前提として、アライメント座標系と、露光座標系とのオフセット成分等は、予め求められているものとする。図８に示されるように、まず、サブルーチン６０１では、アライメント座標系と露光座標系とのずれの検出を行う。
【００６４】
図９には、サブルーチン６０１の処理手順が示されている。図９に示されるように、まず、ステップ７０１において、図５に示される基準ウエハＷTを、不図示のウエハローダを用いて、ウエハステージＷＳにロードする。なお、基準ウエハＷTをロードするに先立って、基準ウエハＷTのプリアライメントが行われており、図５に示されるように、ショット配列の行方向がＸ軸方向に平行となり、列方向がＹ軸方向に平行となる状態で、ウエハホルダＷＨ上に吸着保持されるものとする。ここで、基準ウエハＷTが、閾値以上のオフセット成分又は回転成分を有している場合には、基準ウエハＷTのロードのリトライを行うようにしてもよい。
【００６５】
次のステップ７０３では、ショット領域ＳＡiを識別するためのショット番号を意味するカウンタ値ｉを０に初期化する。
【００６６】
次のステップ７０５では、ウエハテーブルＷＴのＺ軸方向の位置、θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向に関する姿勢を、基準の位置及び姿勢としたままで（Ｚ位置を原点位置、ピッチング量、ローリング量、ヨーイング量を０としたままで）、ショット領域ＳＡi（ここではＳＡ0）の２次元マークＣＭの設計上位置座標に基づいて、ショット領域ＳＡi（ここではＳＡ0）の２次元マークＣＭがアライメント系ＡＬＧの検出中心に位置するように、ウエハステージＷＳを位置決めする。次のステップ７０７では、この状態におけるアライメント座標系でのショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭの位置情報をアライメント系ＡＬＧの検出結果及び第１計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙ）の計測結果を用いて算出する。
【００６７】
次のステップ７０９では、ウエハテーブルＷＴの位置及び姿勢を所定範囲内で所定ピッチずらす。具体的には、ウエハテーブルＷＴをＺ軸方向に微小な所定ピッチだけずらすか、θｘ、θｙ、θｚ方向のいずれか１つの回転方向に微小な所定角度だけ回転させる。なお、Ｚ位置の移動は、ステージ制御装置１９の制御の下、Ｚ・チルト駆動部２９を介してアライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸを基準として行われ、θｘ、θｙ、θｚの回転は、ステージ制御装置１９の制御の下、Ｚ・チルト駆動部２９又はＸＹ駆動部３１を介してアライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸを回転中心として行われる。
【００６８】
次のステップ７１１では、この状態におけるアライメント座標系での各２次元マークＣＭの位置情報をアライメント系ＡＬＧの検出結果及び第１計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙ）の計測結果を用いて検出する。図１１（Ａ）では、アライメント座標系におけるショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭの位置情報の検出結果が模式的に示されている。ここでは、ショット領域ＳＡiのショット中心が、アライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸに位置するようにウエハテーブルＷＴを位置決めしているため、２次元マークＣＭは、ベクトルＰ１で示される位置にあるはずであるが、実際には、２次元マークＣＭは、ベクトルＰ２に示される位置にあったものとする。この場合には、ベクトルＰ２が、アライメント座標系における２次元マークＣＭ（ショット領域ＳＡi）の位置座標を示すベクトルとなる。
【００６９】
次のステップ７１３では、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚすべての方向に関して、ウエハテーブルＷＴを、所定範囲内で所定間隔移動させたときのショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭの位置情報の検出が完了したか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ７１５に進み、否定されればステップ７０９に戻る。ここでは、まだ、所定ピッチを１回だけずらしただけなので、判断は否定されステップ７０９に戻る。
【００７０】
以降、ステップ７１３において判断が肯定されるまで、ステップ７０９〜ステップ７１３の処理が繰り返され、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚすべての方向に関する、所定範囲内での所定ピッチ間隔でのショット領域ＳＡi（ＳＡ0）の２次元マークＣＭの位置情報が検出される。ステップ７１３において判断が肯定された後に実行されるステップ７１５では、カウンタ値ｉを１だけインクリメントし（ｉ←ｉ＋１）、次のステップ７１７では、カウンタ値ｉがｉmaxを超えたか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ７１９に進み、否定されればステップ７０５に戻る。ここでは、ｉ＝１であるので判断は否定され、ステップ７０５に戻る。
【００７１】
以降、ステップ７１７における判断が肯定されるまで、ステップ７０５〜ステップ７１７が繰り返され、ショット領域（計測対象となるサンプルショット領域）ＳＡi（ｉ＝１〜ｉmax）の２次元マークＣＭの位置情報が検出される。ステップ７１７における判断が肯定されると、ステップ７１９に進む。ステップ７１９では、上記ステップ７０７及びステップ７１１で検出された各ショット領域ＳＡiの２次元マークＣＭの位置情報に基づいて、最小二乗法を用いて、次式で示されるショット領域ＳＡiの配列モデルの係数Ｃｘi1〜i6、Ｃｙi1〜i6を求める。
【００７２】
【数１】
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ここで、Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’は、ショット領域ＳＡiのショット中心の設計上の位置座標（ショット中心の座標）であり、Ｘ，Ｙは、アライメント座標系でのそのショット領域ＳＡiのショット中心の配列モデルでの位置座標（ショット中心の座標）である。上記式（１）に示されるように、この配列モデルは、ショット領域ＳＡiの設計上の位置座標Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’を説明変数とし、実際の位置座標Ｘ，Ｙを目的変数とした線形多項式である。
【００７３】
本実施形態では、上記式（１）に示される、アライメント座標系での基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの配列モデルを、アライメント座標系と、基準となる理想的なステージの座標系との違いを表す線形多項式として扱う。例えば、干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙ（第１計測装置）の計測値に基づいて、ＸＹ座標系の座標軸方向に正確にショット領域ＳＡiが配列されているはずの基準ウエハＷTを、その配列の設計位置座標どおりに位置させた場合、アライメント系ＡＬＧの検出結果によるショット領域ＳＡiの配列が、図１２（Ａ）に示されるように傾いているように見えているときには、干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙの計測値（第１計測装置）の計測値により規定される座標系が傾いているものとして扱う。
【００７４】
上記式（１）に示される線形多項式の最高次数などは、あらかじめシミュレーションなどにより求めることができる。このシミュレーションは、ウエハ干渉計システム１８によるウエハテーブルＷＴの６自由度方向の計測状態をモデル化したものであり、このモデルに、各干渉計を構成する個々の光学系などの製造誤差や第１コラム３２に対する取り付け誤差を設定することによって、上記式（１）の線形多項式の最適な最高次数を求めることができるようになっている。このステップ７１９終了後は、図１０のステップ８０１に進む。
【００７５】
ステップ８０１では、ウエハステージＷＳを投影光学系ＰＬの下方の露光位置に移動させる。この際、ウエハステージＷＳ（ウエハテーブルＷＴ）のＸ軸方向の位置制御に関しては、適切なタイミングで、Ｘ軸ウエハ干渉計ユニット１８Ｘ1の計測値からＸ軸干渉計ユニット１８Ｘ2の計測値を用いるように制御系を切り替える。これにより、ウエハステージＷＳ（ウエハテーブルＷＴ）は、アライメント座標系に代えて、露光座標系の下で位置制御されるようになる。次のステップ８０３では、カウンタ値ｉを０に初期化する。
【００７６】
次のステップ８０５では、ウエハテーブルＷＴのＺ軸方向の位置を原点位置、θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向に関する姿勢を、基準の姿勢（ピッチング量、ローリング量、ヨーイング量を０）としたままで、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心の中点（光軸ＡＸ）に、ショット領域ＳＡi（ここではＳＡ0）のショット中心が位置するように、ウエハステージＷＳ（ウエハテーブルＷＴ）を位置決めする。次のステップ８０７では、この状態での各２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報をレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出結果及び第２計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙ）の計測結果を用いて検出する。図１１（Ｂ）では、露光座標系におけるショット領域ＳＡiの位置情報の検出結果が模式的に示されている。ここでは、２次元マークＬＭ，ＲＭが、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心にそれぞれ位置するように、すなわち、露光座標系の原点に、ショット領域ＳＡiのショット中心がくるように、ウエハテーブルＷＴを位置決めしているが、実際には、２次元マークＬＭ、ＲＭが図１１（Ｂ）に示される位置にあったものとする。この場合には、露光座標系でのショット領域ＳＡiの位置座標に相当するベクトルは、ベクトルＰ１ではなく、ベクトルＰ２’となる。
【００７７】
次のステップ８０９では、ウエハテーブルＷＴの位置及び姿勢を所定範囲内で所定ピッチずらす。具体的には、ウエハテーブルＷＴをＺ軸方向に微小な所定ピッチだけずらすか、θｘ、θｙ、θｚ方向のいずれか１つの回転方向に微小な所定角度だけ回転させる。この場合のＺ位置は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに相当する位置のＺ位置であり、回転中心は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに相当する位置となる。
【００７８】
なお、ウエハテーブルＷＴをθｙ方向に回転させた場合に、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の一方では、マークがデフォーカスする場合がある。この場合には、マークＬＭ，ＲＭの両方のマークの計測結果を用いても良いし、あるいはそれらのうちいずれか一方のマークに焦点を合わせ、一方のマークの位置情報からそのショット領域ＳＡiのショット中心の位置情報を検出するようにしてもよい。
【００７９】
次のステップ８１１では、この状態での露光座標系における各２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報を、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出結果及びウエハ干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙの計測結果を用いて検出する。
【００８０】
次のステップ８１３では、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚすべての方向に関して、所定範囲内で所定間隔移動させたときのショット領域ＳＡiの２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報の検出が完了したか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ８１５に進み、否定されればステップ８０９に戻る。ここでは、まだ、所定ピッチを１回だけずらしただけなので、判断は否定されステップ８０９に戻る。
【００８１】
以降、ステップ８１３において判断が肯定されるまで、ステップ８０９〜ステップ８１３が繰り返され、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚすべての方向に関する、所定範囲内での所定ピッチ間隔でのショット領域ＳＡiの２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報が検出される。ステップ８１３において判断が肯定された後に実行されるステップ８１５では、カウンタ値ｉを１だけインクリメントし、次のステップ８１７では、カウンタ値ｉがｉmaxを超えたか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ８１９に進み、否定されればステップ８０５に戻る。ここでは、ｉ＝１であるので判断は否定され、ステップ８０５に戻る。
【００８２】
以降、ステップ８１７における判断が肯定されるまで、ステップ８０５〜ステップ８１７が繰り返され、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出結果及び第２計測装置（干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙ）の計測結果により、ショット領域ＳＡiの２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報が検出される。ステップ８１７における判断が肯定されると、ステップ８１９に進む。ステップ８１９では、上記ステップ８０７、８１１で検出されたショット領域ＳＡiの２次元マークＬＭ、ＲＭの位置情報（それらの位置情報から一義的に求まるショット領域ＳＡiの位置情報）に基づいて、回帰分析により、具体的には最小二乗法により、次式で示されるショット領域の配列モデルの係数を求める。すなわち、２次元マークＬＭ，ＲＭの中点がショット領域ＳＡiのショット中心となるので、この回帰分析は、２次元マークＬＭ，ＲＭの位置情報から、ショット領域ＳＡiのショット中心の位置情報を求め、そのショット中心の位置情報を目的変数として行われる。
【００８３】
【数２】
2006190794.tif 000004
ここで、Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’は、ショット領域ＳＡiの設計上の位置座標（ショット中心の座標）であり、Ｘ，Ｙ，θｚ（ヨーイング成分）は、露光座標系でのそのショット領域ＳＡiの配列モデルでの位置座標（ショット中心の座標）である。上記式（２）に示されるように、この配列モデルは、ショット領域の設計上の位置座標Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’を説明変数とし、実際の位置座標Ｘ，Ｙ，θｚを目的変数とした線形多項式である。
【００８４】
本実施形態では、上記式（２）に示される、露光座標系での基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの配列モデルを、露光座標系と、基準となる理想的なステージの座標系との違いを表す線形多項式として扱う。例えば、干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙ（第２計測装置）の計測値に基づいて、ＸＹ座標系の座標軸方向にショット領域が配列されているはずの基準ウエハＷTを、その配列の設計座標どおりに位置させた場合、アライメント系ＡＬＧの検出結果によるショット領域ＳＡiの配列が、図１３（Ａ）に示されるように傾いているように見えているときには、干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙの計測値（第２計測装置）の計測値により規定される座標系が傾いているものとして扱う。
【００８５】
なお、上記式（２）に示される線形多項式の最高次数などは、上記式（１）に示される線形多項式の最高次数と同じとなるように設定されている。すなわち、この最高次数は、前述のシミュレーションなどにより予め設定されている。なお、ここで、上記式（２）を求める際に下記式（２）’のような線形方程式をたてて、各式の左辺θｘ（ピッチング成分）、θｙ（ローリング成分）を例えば多点ＡＦ系（４２ａ，４２ｂ）の出力値とし、右辺に干渉計の読み値を代入して配列モデルの係数Ｃ’θｘi1〜i6、Ｃ’θｙi1〜i6を求めるようにしてもよい。この場合、実際の露光時におけるステージ位置制御時には、この多点ＡＦ系（４２ａ，４２ｂ）の出力に基づいて次式に示される干渉計補正式（２）’を用いながらステージ位置（ピッチングθｘとローリングθｙの回転座標系）の調整を行う。
【００８６】
【数３】
2006190794.tif 000005
【００８７】
次のステップ８２１では、上記ステップ７１９で推定されたアライメント座標系でのショット配列モデルと、上記ステップ８１９で推定された露光座標系でのショット配列モデルとに基づいて、干渉計の計測値の補正関数を設定する。本実施形態では、上記式（１）で示されるショット配列モデルの線形多項式をアライメント座標系でのウエハテーブルＷＴの位置座標の補正に用いる線形多項式としてステージ制御装置１９に設定し、上記式（２）で示されるショット配列モデルの線形多項式を露光座標系でのウエハテーブルＷＴの位置座標の補正に用いる線形多項式としてステージ制御装置１９に設定する。
【００８８】
また、本実施形態では、ウエハステージＷＳのＸＹ平面内の移動により、移動鏡１７Ｘが光軸ＷＸＢＵ、ＷＸＦＵのいずれか一方からはずれる場合がある。この場合には、移動鏡１７Ｘからはずれた光軸での計測値は不定となり、移動鏡１７Ｘが再びその光軸上に戻った場合には、他方の光軸での計測値で、その光軸での計測値をプリセットする、いわゆるつなぎを行う必要がある。このプリセットは、アライメント座標系と露光座標系との間で行われるものであるため、このプリセットについても、両座標系のずれを考慮する必要がある。
【００８９】
まず、光軸ＷＸＦＵとＷＸＦＤから光軸ＷＸＢＵとＷＸＢＤにつなぐ場合を考える。この場合は、アライメント座標系から露光座標系への変換であるので、アライメント座標系の位置座標を説明変数とし、露光座標系の位置座標を目的変数とする、次式で示される、つなぎの線形多項式で座標変換を行う。つなぎの線形多項式の調整は、移動鏡１７Ｘにおいて全ての光軸が切れてない、いわゆるつながっている領域に位置している状態を維持しつつ、ウエハテーブルＷＴ（ウエハステージＷＳ）を、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ，θｙ、θｚに適当に移動させて、そのとき得られる露光座標系での位置座標とアライメント座標系での位置座標とを用いて最小二乗法を行うことにより、実現することができる。以下の式（３）の説明変数と目的変数とには、上記式（１）と式（２）の説明変数を用いてもよい。このようにした方が、干渉計各軸の計測値（カウント値）に戻しやすい。
【００９０】
【数４】
2006190794.tif 000006
ここで、Ｘ、Ｙ、θｘ、θｙ、θｚは、露光座標系での位置座標を示し、Ｘ’、Ｙ’、θｘ’、θｙ’、θｚ’はアライメント座標系での位置座標を示す。
【００９１】
次に、光軸ＷＸＢＵとＷＸＢＤとから光軸ＷＸＦＵとＷＸＦＤとにつなぐ場合を考える。この場合は、露光座標系からアライメント座標系への変換であるので、上記式（３）の逆変換の式、すなわち上記式（３）のＸ、Ｙ、θｘ、θｙ、θｚとＸ’、Ｙ’、θｘ’、θｙ’、θｚ’とを入れ替えた式を用いればよい。これを式（４）とする。
【００９２】
なお、以降の処理にしたがって、アライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置座標（すなわちウエハテーブルＷＴの位置座標Ｘ，Ｙ）は、上記式（１）の線形多項式によって補正された位置座標が用いられるものとする。すなわち干渉計ユニット１８Ｘ1，１８Ｙの計測値（Ｘ’，Ｙ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’）を、上記式（１）に代入して得られた結果（Ｘ，Ｙ）がアライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置座標（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、アライメント座標系が図１２（Ａ）に示されるＸ’Ｙ’座標系から図１２（Ｂ）に示されるＸＹ座標系に変換された場合には、ウエハテーブルＷＴに保持された基準ウエハＷTの位置及び向きが、図１２（Ｂ）に示されるような位置及び向きとなって、ほぼ設計位置座標どおりとなり、この状態で、図９のステップ７０７と同様に、アライメント系ＡＬＧによりマークＣＭの位置情報を検出する際に、マークＣＭが、アライメント系ＡＬＧの検出中心に位置するようになる。
【００９３】
また、ステージ制御装置１９は、露光座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置座標（すなわちウエハテーブルＷＴの位置座標Ｘ、Ｙ、θｚ）として、上記式（２）の線形多項式によって補正された位置座標を用いるものとする。すなわち干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙの計測値（Ｘ’，Ｙ’，θｘ’，θｙ’，θｚ’）を上記式（２）に代入して得られた結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）が露光座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）となる。例えば、露光座標系が図１３（Ａ）に示されるＸ’Ｙ’座標系から図１３（Ｂ）に示されるＸＹ座標系に変換された場合には、基準ウエハＷTの位置及び向きが、図１３（Ｂ）に示されるような位置及び向きとなってほぼ設計位置座標どおりとなり、図１０のステップ８０７と同様に、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）によりマークＬＭ，ＲＭの位置情報を検出する際には、マークＬＭ，ＲＭが、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心に位置するようになる。
【００９４】
以上のような線形多項式による補正を行うことにより、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）に示されるように、補正後のアライメント座標系と、露光座標系は、ほぼ一致するようになる。これによれば、基準ウエハＷTを介して両座標系の相対的なずれが調整されたこととなる。
【００９５】
図１０に戻り、ステップ８２３では、基準ウエハＷTをアンロードする。ステップ８２３実行後は、サブルーチン６０１の処理を終了し、図８のステップ６０３に進む。
【００９６】
ステップ６０３では、不図示のレチクルローダを介して、レチクルステージＲＳ上にレチクルＲをロードする。このレチクルロードが終了すると、次のステップ６０５→ステップ６０７において、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）及び前述した基準マーク板ＦＭなどを用いたレチクルアライメント、アライメント系ＡＬＧなどを用いたベースライン計測等の準備処理を行う。この一連の準備処理により、ロードされたレチクルＲと、干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙの計測値により規定される露光座標系（線形多項式により補正された座標系）の相対位置関係が求められ、かつ、レチクルＲの投影中心と、アライメント系ＡＬＧの検出中心ＡＬＧＸとの距離であるベースラインが求められる。なお、ベースライン計測においても、露光座標系（干渉計ユニット１８Ｘ2，１８Ｙの計測値によって規定される座標系）は、上記式（２）の線形補正式によって補正されている。
【００９７】
このような一連の準備処理が終了すると、主制御装置２０では、ウエハロード、ウエハアライメント（ここではＥＧＡ方式のウエハアライメント）及びウエハＷ上の各ショット領域に対する重ね合わせ露光を行う。この重ね合わせ露光では、上記レチクルアライメントで求められた、露光座標系におけるレチクルＲの投影中心に対応する位置が、露光座標系における重ね合わせ露光の際の基準位置となる。
【００９８】
まず、ステップ６０９では、不図示の記憶装置からショットマップを取得し、内部メモリに保持する。このショットマップにより、後述するウエハアライメントの際に、ステージ座標系における位置情報を計測する特定区画領域としてのサンプルショット領域の配置及び数（サンプル数）が後述するように決定される。次のステップ６１１では、不図示のウエハローダを介して、ウエハＷをウエハステージＷＳにロードする。ここで、本実施形態では、ウエハＷのロードに先立って、不図示のプリアライメント装置により、アライメント座標系（上記式（１）によって補正された座標系）と、ウエハＷ上のショット領域の配列により規定される座標系（以下、「ウエハ座標系」と略述する）とがある程度まで一致するように、ウエハステージＷＳに対するウエハＷの回転ずれと中心位置ずれが高精度に調整されるいわゆるプリアライメントが実施されているものとする。
【００９９】
次のステップ６１３→６１５では、サーチアライメント及びウエハアライメントを行う。サーチアライメントでは、ウエハＷ上に形成された少なくとも２つのサーチアライメントマークの位置情報がアライメント系ＡＬＧにより検出され、その位置情報により、アライメント座標系におけるウエハＷの設計上の位置及び回転に対するオフセット及び回転量がラフに検出され、続くウエハアライメント処理では、ウエハＷ上の複数のショット領域の中から選択された幾つかのサンプルショット領域に付設されたウエハアライメントマークの位置情報がアライメント系ＡＬＧにより検出され、それらの位置情報を用いて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示される最小自乗法を用いた統計演算を実行し、アライメント座標系における、ウエハＷのショット配列の回転成分、そのパラメータを所定の演算式に代入して、ウエハＷ上の各ショット領域の配列座標、スケーリング成分、オフセット成分、直交度成分等のパラメータを算出し、そのパラメータを所定の演算式に代入して、ウエハＷ上の各ショット領域の配列座標、すなわち重ね合わせ位置を算出する。このサーチアライメント、ウエハアライメントは、アライメント座標系（上記式（１）に示される線形多項式により補正された座標系）の下で行われる。
【０１００】
次いで、ステップ６１７では、ショット領域の配列番号を示すカウンタｐの値（以下、「カウンタ値ｐ」とする）に１をセットし、最初のショット領域を露光対象領域とする。
【０１０１】
次に、ステップ６１９では、ステップ６１３のウエハアライメントにおいて推定された露光対象領域の配列座標（各ショット領域の中心位置座標）に基づいて、ウエハＷの位置が、上記レチクルＲの投影中心に対応する位置から逆算して、ウエハＷ上の露光対象のショット領域に対し、走査露光により正確な重ね合わせ露光を行う為の加速開始位置となるように、ステージ制御装置１９、ウエハステージ駆動部２７を介してウエハステージＷＳを移動させるとともに、レチクルＲの位置が加速開始位置となるようにステージ制御装置１９及びレチクルステージ駆動部１２を介して、レチクルステージＲＳを移動させる。
【０１０２】
なお、ウエハテーブルＷＴ（ウエハステージＷＳ）は、光軸ＷＸＢＵが、移動鏡１７Ｘからはずれた状態でアライメント系ＡＬＧの下方から投影光学系ＰＬの下方に移動し、光軸ＷＸＢＵが移動鏡１７Ｘに再び当たるようになった場合に、上記式（３）の線形多項式を用いて、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ1の計測値を用いて、Ｘ軸干渉計ユニット１８Ｘ2の計測値をプリセットする、いわゆるつなぎを行う。以降のウエハテーブルＷＴの位置制御は、第２計測装置により計測され、上記式（２）に示される線形多項式で補正された露光座標系でのウエハテーブルＷＴの位置座標に基づいて行われる。
【０１０３】
ステップ６２１では、レチクルステージＲＳとウエハステージＷＳの相対走査を開始する。そして両ステージＲＳ、ＷＳがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系１０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走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の露光対象領域に縮小転写される。
【０１０４】
ステップ６２３では、カウンタ値ｐを参照し、全てのショット領域に露光が行われたか否かを判断する。ここでは、ｐ＝１、すなわち、最初のショット領域に対して露光が行なわれたのみであるので、ステップ６２３での判断は否定され、ステップ６２５に移行する。
【０１０５】
ステップ６２５では、カウンタ値ｐをインクリメント（ｐ←ｐ＋１）して、次のショット領域を露光対象領域とし、ステップ６１９に戻る。
【０１０６】
以下、ステップ６２９での判断が肯定されるまで、ステップ６１９→ステップ６２１→ステップ６２３→ステップ６２５の処理、判断が繰り返される。ウエハＷ上の全てのショット領域へのパターンの転写が終了すると、ステップ６２３での判断が肯定され、ステップ６２７に進む。
【０１０７】
ステップ６２７では、不図示のウエハローダに対しウエハＷのアンロードを指示する。これにより、ウエハＷは、ウエハステージＷＳ（ウエハテーブルＷＴ）上からアンロードされた後、不図示のウエハ搬送系により、露光装置１００にインラインにて接続されている不図示のコータ・デベロッパに搬送される。
【０１０８】
次のステップ６２９では、ロット内のすべてのウエハの露光が終了したか否か判断する。この判断が肯定されれば、露光処理を終了し、否定されればステップ６１１に戻る。ここでは、まだロット内の先頭（１枚目）のウエハＷの露光が終了しただけなので、判断は否定され、ステップ６１１に戻る。
【０１０９】
以降、図８のステップ６２９における判断が肯定されるまで、ステップ６１１（ウエハロード）→ステップ６１３（サーチアライメント）→ステップ６１５（ウエハアライメント）→ステップ６１７〜ステップ６２３（露光）→ステップ６２７（ウエハアンロード）→ステップ６２９（ロット終了判断）のループ処理が、ロット内のウエハそれぞれを処理対象として順次実行される。この処理の途中、アライメント時には、上記式（１）の線形多項式によって補正されたアライメント座標系におけるウエハテーブルＷＴの位置情報の検出が行われ、露光時には、上記式（２）の線形多項式によって補正された露光座標系の下での位置合わせ及び露光が行われ、移動鏡１７Ｘからはずれた光軸がリカバリーして、座標系が切り替わるときには、上記式（３）又は式（４）によるつなぎが行われる。ステップ６２９における判断が肯定されると、一連の露光処理を終了する。
【０１１０】
すなわち、上記露光処理においては、ロット内のウエハに対し、ウエハステージＷＳ上に順次ロードされたウエハＷを処理対象として、ウエハアライメント、露光処理などが実施される。
【０１１１】
以上詳細に述べたように、本実施形態によれば、ウエハＷのアライメントに関する情報を検出する際の基準となるアライメント座標系と、実際にアライメント及び重ね合わせ露光を行う基準となる露光座標系とが異なっている場合に、ウエハテーブルＷＴ上又はそのウエハテーブルＷＴに保持された基準ウエハＷT上の複数のショット領域ＳＡiのアライメント座標系での位置情報から推定される上記式（１）で示される配列モデルと、複数のショット領域ＳＡiの露光座標系での位置情報から推定される上記式（２）で示される第２配列モデルとに基づいて、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整するので、その調整を、統計的に妥当なものとし、アライメント座標系と露光座標系とのずれを高精度にキャンセルすることができる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、干渉計ユニット１８Ｘ1、１８Ｙ及び干渉計ユニット１８Ｘ2、１８Ｙの計測値により規定されるアライメント座標系と露光座標系の各座標軸に関するショット領域ＳＡiの位置座標を説明変数とし、実際のショット領域ＳＡiの位置座標を目的変数とする線形多項式（式（１）、式（２））で、第１、第２配列モデルを近似し、その線形多項式を用いて、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整する。このようにすれば、各座標系の相対的なずれを、互いに独立な係数を有する実測結果に基づく数学モデル（統計モデル）として表現することができるので、それらの座標系の補正を高精度かつ容易に行うことができる。
【０１１３】
また、本実施形態によれば、図９のステップ７０９〜７１３及び図１０のステップ８０９〜８１３のループ処理では、ウエハテーブルＷＴの姿勢を変更しながら、両座標系における各ショット領域ＳＡiの位置座標を順次検出し、ステップ８１９では、アライメント座標系及び露光座標系の座標軸のうち、ウエハテーブルＷＴの姿勢に関する回転座標軸（θｘ，θｙ、θｚ）のずれをも調整する。このようにすれば、Ｘ、Ｙ、Ｚなどの並進座標系だけでなく、回転座標系をも考慮した各座標系の調整が可能となる。
【０１１４】
また、本実施形態によれば、ステップ７０３（図９）〜ステップ８２３（図１０）に先立って、図９のステップ７０１において、その位置情報を検出するための２次元マーク（ＣＭ，ＬＭ，ＲＭ）が形成されたショット領域ＳＡiの配列を有する基準ウエハＷTをウエハテーブルＷＴ（ウエハホルダＷＨ）に保持させ、ステップ７０３（図９）〜ステップ８２３（図１０）では、基準ウエハＷT上の複数のマーク（ＣＭ，ＬＭ，ＲＭ）を検出し、その検出結果に基づいてショット領域ＳＡiの位置情報を検出する。このようにすれば、同一の基準物体としての基準ウエハＷTを介して、アライメント座標系と、露光座標系との相対的なずれを実測により求めることが可能となる。
【０１１５】
また、本実施形態によれば、実際のプロセスウエハに対する露光に先立って、サブルーチン６０１を行って、アライメント座標系及び露光座標系でのウエハステージＷＳの位置座標を、上記式（１）、式（２）の補正関数を用いてそれぞれ補正し、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれが調整されているので、アライメント座標系で検出された前層のウエハＷ上のショット領域の位置情報を用いて、露光座標系での位置合わせを精度良く行うことができるため、高精度な重ね合わせ露光を実現することができる。
【０１１６】
また、上記実施形態では、基準ウエハＷTを介して、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整したが、この基準ウエハＷTについては、露光装置１００とは別の露光装置において、前述の２次元マークＣＭ、ＬＭ、ＲＭのショット領域ＳＡiが転写形成されたウエハとすることができる。このようにすれば、アライメント座標系と、露光座標系とは、その露光装置での露光座標系との相対的なずれが調整されるようになり、その露光装置と露光装置１００との間の重ね合わせ露光を高精度に行うことができる。例えば、露光装置１００を含む複数の露光装置が稼動するリソグラフィシステムにおいて、重ね合わせ露光の基準となる一の露光装置で基準ウエハＷTを転写形成し、露光装置１００を含むすべての露光装置で、アライメント座標系と露光座標系とを上記実施形態のように調整すればよい。このようにすれば、基準ウエハＷTを転写形成した露光装置を基準として（例えば第１層の露光に用いて）、他のすべての露光装置各々を各層の重ね合わせ露光に用いた場合でも、それらの露光座標系のずれが基準となる露光装置の座標系に一致するように調整されるので、高精度な重ね合わせ露光を行うことが可能となる。
【０１１７】
なお、基準ウエハＷTでは、前述のように他の露光装置により２次元マークＣＭ，ＬＭ，ＲＭが設けられたショット領域ＳＡiを転写形成するが、そのときに用いられるレチクルの製造誤差により、２次元マークＣＭ、ＬＭ、ＲＭの位置が設計位置に対してずれている場合には、その製造誤差による各マークの位置ずれ量を考慮するようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、ショット領域ＳＡiの２次元マークＬＭ，ＲＭが、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出視野内に収まるような位置関係となっている必要がある。しかしながら、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）は、本来、レチクルのパターン領域外にあるレチクルアライメントマークと同時に、ウエハ上のショット領域外にあるマークを検出するためのもので、それらの検出中心の間のスパンは、ショット幅以上の長さとなっている。これにより、２次元マークＬＭ、ＲＭの間隔も、このショット長以上とする必要があり、ショットサイズの最大幅が同じ露光装置では、２次元マークＬＭ、ＲＭを１回の露光で転写形成することができない。そこで、上記実施形態では、ショット幅よりも、ショット長の方が長いステップ・アンド・スキャンの投影露光装置において、２次元マークＬＭ、ＣＭ、ＲＭの転写元のパターンがＹ軸方向に配置されたレチクルを用いて、基準ウエハＷTの転写形成を行い、露光装置１００において、基準ウエハＷTを用いる際には、基準ウエハＷTを、９０度回転させて（すなわち、図５に示されるような向きにして）ウエハテーブルＷＴにロードして用いるようにすればよい。
【０１１９】
勿論、基準ウエハＷTは、他の露光装置の座標系に基づくウエハでなく、そのショット内のマークの配置、ショット領域ＳＡiの配列が厳格に規定されたウエハであっても構わない。
【０１２０】
また、上記実施形態では、基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiに設けられた２次元マークＣＭ、ＬＭ、ＲＭを、十字マークとしたが、ライン・アンド・スペース・パターンであってもよいし、ボックスマークであってもよい。要は、各座標系におけるショット領域ＳＡiの位置情報を求めることが可能なマークであればよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの設計上の位置座標に基づいてウエハステージＷＳを移動させて、マークの検出を行ったが、そのマークがアライメント系ＡＬＧ又はレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出中心に位置するように、ウエハステージＷＳの位置を追い込むようにしてもよい。この場合には、干渉計システム１８の計測値により、マークの位置情報が算出されるようになる。
【０１２２】
なお、上記実施形態では、基準ウエハＷTを保持した状態で、ウエハテーブルＷＴのＺ、θｘ、θｙ、θｚ方向にずらしつつ、その都度、マークの位置情報を検出したが、これには限られない。例えば、上述のシミュレーションにより、上記式（１）〜式（４）の中に、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚのいずれかの項を設けることが不要であると判断された場合には、その項に対応する並進または回転座標軸に関する検出をすることを要しない。
【０１２３】
また、アライメント座標系及び露光座標系のいずれか一方では、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向をずらした状態での計測を行わないようにしてもよい。このようにしても、同一のＺ、θｘ、θｙ、θｚ方向の位置でのアライメント座標系でのマークの位置情報と、露光座標系でのマークの位置情報との差から、アライメント座標系と、露光座標系とのそれらの方向のオフセット成分を抽出することが可能となるからである。
【０１２４】
このように、基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの各種マークの計測は、線形多項式の各項及び次数により適宜調整されるべきものである。
【０１２５】
なお、上記実施形態では、基準ウエハＷTを介して、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整したが、ウエハテーブルＷＴ上又はウエハホルダＷＨ上に基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの各種マークに相当するマークを設け、そのマークの位置情報を検出することにより、アライメント座標系と、露光座標系とを調整するようにしてもよい。
【０１２６】
なお、上記実施形態では、基準ウエハＷT上の全てのショット領域ＳＡiの位置情報に基づいて、最小二乗法を用いて上記式（１）、式（２）の線形多項式の係数を求めたが、統計的に見て、妥当な配列モデルを算出できるのであれば、全てのショット領域ＳＡiについて位置情報を検出する必要はない。すなわち、全てのショット領域ＳＡiのうち、幾つかのショット領域ＳＡiをサンプルショット領域として抽出し、抽出されたサンプルショット領域の位置情報だけを検出するようにしてもよい。このような方法は、通常のウエハアライメント方法として採用されているＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）での推定と同様である。しかしながら、サンプルショット領域の数（サンプル数）は、算出する線形多項式の最高次数に依存するので、上記線形多項式を精度良く推定することができる程度のサンプル数が必要となる。
【０１２７】
また、上記実施形態では、アライメント座標系を上記式（１）で補正し、露光座標系を上記式（２）で補正したが、本発明はこれには限られない。例えば、次式で示される式を用いて補正するようにしてもよい。
【０１２８】
【数５】
2006190794.tif 000007
ここで、式（５）は、補正前のアライメント座標系の下で計測した基準ウエハＷT上のショット配列のモデル式であり、式（６）は、同じく補正前の露光座標系で計測した基準ウエハＷT上のショット配列のモデル式である。
【０１２９】
上記補正式を用いて補正することで、基準ウエハＷTのプリアライメント誤差、マークの位置誤差、ショット配列の歪み、ウエハの変形等の影響を排除し、かつ、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整することができる。この方法によれば、アライメント座標系においては基準ウエハＷTのショット配列は調整前と同じ形状に見えるようになる。また、露光座標系においてもアライメント座標系で計測したのと同じショット配列が得られるようになる。すなわち、アライメント座標系を基準として、２つの座標系の相対的なずれを調整できる。角度（回転）等に依存する項については、それぞれ上記式（１）又は式（２）によって調整されるので、表面に凹凸のあるウエハに対しても高精度な位置計測及び露光を行うことができる。
【０１３０】
上述した露光座標系とアライメント座標系との関係を、次式で示されるように逆にしてもよい。
【０１３１】
【数６】
2006190794.tif 000008
すなわち、このような補正式を用いて補正をすることができる。この場合には、露光座標系を基準にして調整を行ったことになる。
【０１３２】
ただし、これらの場合には、基準ウエハＷT自体の配列に関する成分は２つの式の減算により相殺されるため、基準ウエハＷTを介して他の露光装置の座標系にフィッティングさせることはできない。
【０１３３】
なお、上記実施形態では、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整したが、本発明はこれには限られない。例えば、ウエハＷのロードに先立って行われるウエハのプリアライメントを行う際に適用される座標系とアライメント座標系のずれを調整するのにも適用することができる。この場合、プリアライメントの基準となるプリアライメント座標系は、ウエハＷのエッジを検出するカメラの撮像視野により規定される座標系であることが多いため、アライメント座標系と、プリアライメント座標系との相対的なずれの調整は、そのカメラの検出結果を用いて行われることとなる。また、ウエハＷに関連する座標系だけでなくレチクルＲに関連する複数の座標系間のずれを調整する際にも本発明を適用することができる。
【０１３４】
また、上記実施形態では、干渉計システム１８の計測値を補正関数により補正することにより、アライメント座標系と露光座標系との相対的なずれを調整したが、実際に、干渉計システム１８を構成する各種光学系の調整を行って、両座標系との相対的なずれを調整するようにしてもよい。また、両座標系の調整は、干渉計の経時変化を考慮すれば、定期的に行われるようにするのが望ましい。
【０１３５】
また、上記式（１）〜式（４）は、各座標軸の補正後の位置座標を目的変数とする線形多項式であったが、これに限らず、各座標軸の位置座標の補正量を目的変数とする線形多項式を採用するようにしてもよい。この場合には、座標系の補正では、干渉計システム１８の計測値に、線形多項式による算出結果を加算することにより、補正後のウエハテーブルＷＴの位置座標を求めればよい。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、シミュレーションにより予め線形多項式の最高次数を決定しておくとしたが、これに加えて、線形多項式の各項の係数の初期値をシミュレーションによって求めておくようにしてもよい。
【０１３７】
また、ステップ７０３（図９）〜ステップ８２１（図１０）を繰り返し行い、両座標系の相対的なずれを限りなく０に収束させるようにしてもよい。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、アライメント座標系における基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの位置情報を、アライメント系ＡＬＧの検出結果から求め、露光座標系における基準ウエハＷTのショット領域ＳＡiの位置情報を、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の検出結果から求める方法であるため、両座標系におけるマークの検出精度は、できるだけ同じレベルにするのが望ましい。したがって、アライメント系ＡＬＧの撮像倍率と、投影光学系ＰＬを介したレチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の撮像倍率とが異なる場合には、基準ウエハＷT上のマークＣＭと、マークＬＭ，ＲＭの大きさをそれらにあわせたものとするようにしてもよい。
【０１３９】
また、上記実施形態では、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）が、同時に２つのマークを検出し、２つのマークの位置座標の平均をショット領域ＳＡiの位置情報とするのに対し、アライメント系ＡＬＧが、１つのマークを検出し、そのマークの位置情報をそのままショット領域ＳＡiの位置情報としている。このような検出方法の違いにより、マークの位置情報の検出精度が双方で著しく異なる場合には、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）の一方だけをマークの検出に用いるようにしてもよい。
【０１４０】
また、レチクルアライメント系（１３Ａ，１３Ｂ）でなく、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ付近に検出視野を有する別の検出系を備え、それを用いるようにしてもよい。この場合には、２次元マークＬＭ、ＲＭは不要となり、同一のマークＣＭで、両座標系での検出を行うようにすることができる。
【０１４１】
また、上記実施形態では、アライメント座標系と露光座標系とで、Ｙ軸方向に平行な測長軸を有するＹ軸干渉計ユニットを共通のものとしたが、これには限られない。すなわちアライメント座標系と露光座標系とで、Ｙ軸干渉計ユニットを別のもの（例えば、Ｙ軸干渉計ユニット１８Ｙとは別に−Ｙ側に設置されている干渉計ユニット）としても構わない。
【０１４２】
なお、上記実施形態では、移動体としてのウエハステージＷＳが、ＸＹ面内で移動するＸＹステージ２８と、該ＸＹステージ２８上にＺ・チルト駆動部２９を介して搭載されたＺ、θｘ、θｙ方向に移動可能なウエハテーブルＷＴとを含んで構成される場合について説明したが、これに限らず移動体は６自由度方向に移動可能な単一のステージであっても良い。
【０１４３】
また、上記実施形態では、本発明の製造方法及び調整方法がスキャナに適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパ）などの静止露光型の露光装置にも本発明の調整方法は適用が可能である。また、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。
【０１４４】
なお、上記実施形態では、露光装置１００が、照明光ＩＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合について説明したが、これに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）は勿論、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（例えばｇ線、ｉ線など）や、波長が１７０ｎｍ以下の光、例えばＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ光（波長１４６ｎｍ）等の他の真空紫外光を用いても良い。
【０１４５】
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。
【０１４６】
また、本発明の調整方法が適用される露光装置では、照明光として波長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の調整方法を好適に適用できる。さらに、例えば特開平１０−１５４６５９号公報などに開示される、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、あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置なども、本発明の調整方法を好適に適用できる。さらに、照明光ＩＬとして紫外光などだけでなく、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、Ｘ線露光装置などにも本発明の調整方法を好適に適用できる。
【０１４７】
なお、本発明の調整方法は、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の調整方法を適用できる。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。
【０１４８】
半導体デバイスは、デバイスの製造、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Ｒを製作するステップ（マスク製作工程）、シリコン材料からウエハを製作するステップ（ウエハ製作工程）、上記実施形態の露光装置１００によりレチクルＲのパターンをウエハＷに転写し、ウエハＷ上に回路パターンを形成するステップ（ウエハ処理工程）、メモリリペアステップ、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】
【０１４９】
本発明の調整方法は、所定の座標系での物体の位置合わせを行うために、他の座標系で位置合わせを行う装置の調整に適している。本発明の露光方法及び露光装置は、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】干渉計システムの光軸の配置等を、ウエハテーブルＷＴとともに示す斜視図である。
【図３】ウエハステージに関する座標系を規定する干渉計の測長軸の配置を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態の露光装置における、制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【図５】基準ウエハの一例を示す図である。
【図６】アライメント座標系での基準ウエハのショット領域の位置情報の検出を説明するための斜視図である。
【図７】露光座標系での基準ウエハのショット領域の位置情報の検出を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る調整方法を含む露光工程を行う際の主制御装置２０の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】サブルーチン６０１の処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１０】サブルーチン６０１の処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１１】図１１（Ａ）は、アライメント座標系における２次元マークの位置情報の検出の様子を示す図であり、図１１（Ｂ）は、露光座標系における２次元マークの位置情報の検出の様子を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、補正前のアライメント座標系における基準ウエハの状態を示す図であり、図１２（Ｂ）は、補正後のアライメント座標系における基準ウエハの状態を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、補正前の露光座標系における基準ウエハの状態を示す図であり、図１３（Ｂ）は、補正後の露光座標系における基準ウエハの状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０…照明系、１２…レチクルステージ駆動部、１３Ａ，１３Ｂ…レチクルアライメント系、１４…固定鏡、１５…移動鏡、１６…レチクル干渉計、１７…移動鏡、１７Ｘ…Ｘ移動鏡、１７Ｙ…Ｙ移動鏡、１８…干渉計システム、１８Ｘ1、１８Ｘ2…Ｘ軸干渉計ユニット、１８Ｙ…Ｙ軸干渉計ユニット、１９…ステージ制御装置、２０…主制御装置、２７…ウエハステージ駆動部、２８…ＸＹステージ、２９…Ｚ・チルト駆動部、３１…ＸＹ駆動部、３２…第１コラム、３４…第２コラム、３６…レチクルベース、３６ａ…開口、３９…脚部、４０…鏡筒、４１…脚、４２ａ…照射系、４２ｂ…受光系、５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ…第１防振機構、５７…固定鏡、５７Ｘ1，５７Ｘ2…Ｘ固定鏡、５７Ｙ…Ｙ固定鏡、６６Ａ〜６６Ｃ…第２防振機構、７１…ステージベース、７３…支持部材、８６Ａ〜８６Ｃ…コーナキューブ型ミラー、８９Ａ，８９Ｂ，８９Ｃ…支持金物、１００…露光装置、１０２Ａ〜１０２Ｃ…Ｚ干渉計ユニット、ＡＬＧ…アライメント系、ＡＸ…光軸、ＢＤ…ボディ、ＢＳ…ベースプレート、ＦＣ…フレームキャスタ、ＦＬＧ…フランジ、ＦＭ…基準マーク板、ＦＰ…メンテプレート、ＩＬ…照明光、ＩＶ…レンズワッシャ、ＰＬ…投影光学系、ＰＵ…投影ユニット、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ（物体、感光物体）、ＷＨ…ウエハホルダ、ＷＳ…ウエハステージ、ＷＴ…ウエハテーブル、ＷＸＡ，ＷＸＢＵ，ＷＸＢＤ，ＷＸＦＵ，ＷＸＦＤ，ＷＸＥ，ＷＹＥ，ＷＹＬＵ，ＷＹＲＵ、ＷＹＬＤ、ＷＹＲＤ…光軸。
【図１】
2006190794.tif 000009
【図２】
2006190794.tif 000010
【図３】
2006190794.tif 000011
【図４】
2006190794.tif 000012
【図５】
2006190794.tif 000013
【図６】
2006190794.tif 000014
【図７】
2006190794.tif 000015
【図８】
2006190794.tif 000016
【図９】
2006190794.tif 000017
【図１０】
2006190794.tif 000018
【図１１】
2006190794.tif 000019
【図１２】
2006190794.tif 000020
【図１３】
2006190794.tif 000021