(57)【要約】【課題】高精度な露光を実現する。【解決手段】相対走査中のレチクルステージＲＳＴの動特性に関する補正関数を、基準ウエハＷTに対する計測用マークの焼付け結果から作成し、その補正関数に基づく補正マップ（Ｒx（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i））を用いて、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの位置を制御し、自号機のショット歪みを補正する。さらに、２つの異なる露光装置の重ね合わせ誤差を実際の重ね合わせ焼付け結果から検出して、検出された重ね合わせ誤差による位置ずれを補正するための関数を作成し、その関数に基づく補正マップを用いて、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの位置を制御し、重ね合わせ誤差を補正する。【選択図】図８
2005166951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査露光を行う露光方法であって、
前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する第１工程と；
前記複数の計測マークの転写結果から、前記投影光学系の光軸に直交する２次元平面内における前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する第２工程と；
前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記２次元平面内における動特性に関する少なくとも１つの関数を作成する第３工程と；
前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する第４工程と；を含む露光方法。
【請求項２】
前記第３工程では、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも１つの補正関数を作成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３】
前記第３工程では、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向の直交方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための補正関数をさらに作成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】
前記第３工程では、
前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための補正関数として、前記所定方向と直交する互いに離れた２つの位置での、位置制御にそれぞれ用いられる２つの補正関数を作成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５】
前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正する補正関数は、前記所定方向の直交方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置の１次の項を含むことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記所定の物体は、前記走査露光により、前記複数の計測マークの像が予め転写形成されている物体であり、
前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報は、予め形成された計測マークの像の形成位置を基準とする位置ずれに関する情報であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
前記所定の物体は、他の露光装置での露光により、前記複数の計測マークの像が予め転写形成されている物体であり、
前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報は、予め形成された計測マークの像の形成位置を基準とする情報であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項８】
前記複数の計測マークの像の転写形成時の走査露光の走査条件と、前記第１工程における走査露光の走査条件とが一致していることを特徴とする請求項６又は７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記関数の各項は、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、べき関数及び正弦関数の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査露光を行う露光装置であって、
前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する転写装置と；
前記複数の計測マークの転写結果から得られる、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記２次元平面内における動特性に関する少なくとも１つの関数を作成する関数作成装置と；
前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する制御装置と；を備える露光装置。
【請求項１１】
前記関数作成装置は、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも１つの補正関数を作成することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記複数の計測マークの転写結果に基づいて、前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
少なくとも１台は、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査型露光装置である複数の露光装置と；
前記複数の露光装置のうち、少なくとも一方の露光装置が走査型露光装置である２つの露光装置各々での露光による、マスク上に配置された複数の計測マークの重ね合わせ転写結果に基づいて、前記２つの露光装置の投影光学系の光軸に直交する２次元平面内における前記各計測マークの重ね合わせの位置ずれに関する情報を検出する検出装置と；
前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記２つの露光装置間における前記重ね合わせの位置ずれを補正するための関数を作成する関数作成装置と；を備え、
前記２つの露光装置のうちの少なくとも一方の走査型露光装置は、前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御するリソグラフィシステム。
【請求項１４】
前記関数作成装置は、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正する補正関数を作成することを特徴とする請求項１３に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１５】
前記第３工程では、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記検出結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１６】
前記関数作成装置は、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記複数の計測マークの転写結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記関数作成装置は、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記検出結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項１３に記載のリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法、露光装置及びリソグラフィシステムに係り、さらに詳しくは、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期走査により、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物体上に転写する走査露光を行う露光方法及び露光装置、その露光装置を少なくとも１台含むリソグラフィシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォト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、表面にフォト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基板上に転写する露光装置、例えばステップ・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）の他、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）等が用いられている。
【０００３】
スキャニングステッパでは、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を、スキャン方向に同期走査させつつ露光（いわゆる走査露光）を行っている。走査露光では、投影光学系の収差の影響を低減し、かつ、大面積のショット領域を形成することができるという利点があり、最近では、両ステージの制御技術が格段に向上してきていることから、現在では、ステッパよりも、むしろスキャニング・ステッパの方が主流となってきている。
【０００４】
一方、このような露光装置の性能に対する最も重要な要求は、レチクル上のパターンを、ウエハ上に正確に転写することである。この正確な転写を妨げる要因としては、投影光学系の結像特性に依存するショット歪や、上記ステージ制御技術における制御精度の低下が挙げられる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査露光を行う露光方法であって、前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する第１工程と；前記複数の計測マークの転写結果から、前記投影光学系の光軸に直交する２次元平面内における前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する第２工程と；前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記２次元平面内における動特性に関する少なくとも１つの関数を作成する第３工程と；前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する第４工程と；を含む露光方法である。
【０００６】
これによれば、実際の走査露光による転写結果から得られる、マスクと物体との相対走査中の動特性に関する関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を精度良く制御することができる。
【０００７】
この場合において、前記第３工程では、前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも１つの補正関数を作成することとすることができる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査露光を行う露光装置であって、前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する転写装置と；前記複数の計測マークの転写結果から得られる、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記２次元平面内における動特性に関する少なくとも１つの関数を作成する関数作成装置と；前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する制御装置と；を備える露光装置である。
【０００９】
これによれば、マスクと物体との相対走査中の動特性に関する関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を制御することができる。
【００１０】
本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１台は、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、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走査型露光装置である複数の露光装置と；前記複数の露光装置のうち、少なくとも一方の露光装置が走査型露光装置である２つの露光装置各々での露光による、マスク上に配置された複数の計測マークの重ね合わせ転写結果に基づいて、前記２つの露光装置の投影光学系の光軸に直交する２次元平面内における前記各計測マークの重ね合わせの位置ずれに関する情報を検出する検出装置と；前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記２つの露光装置間における前記重ね合わせの位置ずれを補正するための関数を作成する関数作成装置と；を備え、前記２つの露光装置のうちの少なくとも一方の走査型露光装置は、前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御するリソグラフィシステムである。
【００１１】
これによれば、２つの異なる露光装置の重ね合わせ誤差を実際の転写結果から検出して、検出された重ね合わせ誤差による位置ずれを補正するための関数を作成し、その関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を精度良く制御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】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、本発明の露光方法が適用される一実施形態に係るリソグラフィシステム１００の構成が概略的に示されている。このリソグラフィシステム１００は、Ｎ台の投影露光装置１１０1〜１１０N、記憶装置１４０、ターミナルサーバ１５０、及びホストコンピュータ１６０、計測装置１９０を備えている。この内、露光装置１１０k（ｋ＝１、２、……、Ｎ）、ターミナルサーバ１５０、計測装置１９０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１７０に接続されている。また、記憶装置１４０は、スカジー（ＳＣＳＩ）等の通信路１８０を介してホストコンピュータ１６０に接続されている。また、ホストコンピュータ１６０は、ターミナルサーバ１５０を介してＬＡＮ１７０に接続されている。すなわち、ハードウエア構成上では、露光装置１１０k、ターミナルサーバ１５０、ホストコンピュータ１６０及び計測装置１９０の相互間の通信経路が確保されている。なお、本システムにおける実際の構成要素相互間の通信については後述する。
【００１４】
計測装置１９０としては、例えばウエハ上に形成された複数のマークを撮像して、該マーク間の相対的な位置関係（位置ずれ量）を測定する画像処理方式の計測装置が使用される。なお、図１に示される露光装置１１０pは、上述した装置とはＬＡＮ接続されていない露光装置であり、本実施形態においては、後述する基準ウエハＷTを作成する際に使用されるものである。
【００１５】
前記露光装置１１０1〜１１０Nのそれぞれはステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置、すなわちいわゆるステッパ（以下、「静止型露光装置」と呼ぶ）であっても良いし、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちスキャニング・ステッパ（以下、「走査型露光装置」と呼ぶ）であっても良い。但し、露光装置１１０1〜１１０Nの少なくとも１台は、走査型露光装置であることが必要である。以下では、露光装置１１０1が少なくとも走査型露光装置であるものとして説明する。
【００１６】
前記ホストコンピュータ（以下、「ホスト」と略称する）１６０は、このリソグラフィ工程を統括的に管理するコンピュータである。このホスト１６０は、このリソグラフィ工程を含む、半導体素子等の製造ラインを包括的に管理するコンピュータであっても良い。
【００１７】
また、関数作成装置としてのホスト１６０は、露光装置１１０1〜１１０Nのうちの２つの露光装置間の重ね合わせ誤差をキャンセルするための後述する補正関数を作成する機能も有している。ホスト１６０によって作成された補正関数に関する情報は、ホスト１６０によって記憶装置１４０に格納されて管理され、露光装置１１０kに対して重ね合わせ露光を指示する際には、その補正関数に関する情報を、記憶装置１４０から読み出してその露光装置１１０kに送る。
【００１８】
前記ＬＡＮ１７０には、バス型ＬＡＮ及びリング型ＬＡＮのいずれも採用可能であるが、本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２規格のキャリア敏感型媒体アクセス／競合検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）方式のバス型ＬＡＮを採用している。
【００１９】
前記計測装置１９０は、ＣＣＤ等から成る撮像装置を備えており、露光装置１１０k等から搬送されてきたウエハを撮像し、その撮像結果に対し所定の画像処理を施すことにより、ウエハ上の後述する計測マークの像の転写位置を計測し、設計上の転写位置からの位置ずれ量を検出する。この計測装置１９０での前記位置ずれ量の検出結果は、露光装置１１０k又はホスト１６０に送られ、露光装置１１０k又はホスト１６０によって管理されるようになる。
【００２０】
図２には、走査型露光装置の代表としての露光装置１１０1の概略的な構成の一例が示されている。この露光装置１１０1は、照明系１０、マスクとしてのレチクルＲが載置されるレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハＷが保持されるウエハステージＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ、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。
【００２１】
前記照明系１０は、例えば特開平６−３４９７０１号公報等に開示されるように、光源、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、可変視野絞り（レチクルブラインド又はマスキング・ブレードとも呼ばれる）、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含んで構成されている。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が用いられる。
【００２２】
この照明系１０では、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上で、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（Ｘ軸方向に細長い長方形状の照明領域）部分を照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００２３】
前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系１０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、所定方向（ここでは図２における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に、設定された走査速度で駆動（走査動作）可能となっている。
【００２４】
レチクルステージＲＳＴには、レーザ光を反射するＸ軸方向及びＹ軸方向に面した例えば移動鏡から成る反射面が形成されており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、その反射面にレーザ光を照射する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、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。
【００２５】
ここで、実際には、図３の平面図に示されるように、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部にはＹ軸方向に延びたＸ軸移動鏡３８Ｘが固定され、＋Ｙ側の端部には、レトロリフレクタより成る２個のＹ軸移動鏡３８ＹL，３８ＹRがそれぞれ固定されている。また、これに対応してＸ軸移動鏡３８Ｘに対向する位置には、図２のレチクル干渉計１６を構成するレチクルＸ軸干渉計１６Ｘが設けられ、Ｙ軸移動鏡３８ＹL，３８ＹRそれぞれに対向する位置には一対のレチクルＹ軸干渉計１６ＹL，１６ＹRがそれぞれ設けられている。レチクルＸ軸干渉計１６Ｘからは、Ｘ軸移動鏡３８Ｘに向けて、Ｘ軸に平行にレーザビームＬＲXが照射され、レチクルＹ軸干渉計１６ＹL，１６ＹRのそれぞれからは、Ｙ軸移動鏡３８ＹL，３８ＹRに向けてそれぞれＹ軸に平行にレーザビームＬＲL，ＬＲRが照射されている。
【００２６】
この場合、走査方向であるＹ軸方向の移動鏡（レトロリフレクタ）３８ＹL，３８ＹRで反射されたレーザビームＬＲL，ＬＲRは、それぞれ反射ミラー３９Ａ，３９Ｂで反射され、再び移動鏡３８ＹL，３８ＹRで反射されてレチクルＹ軸干渉計１６ＹL，１６ＹRに戻されている。なお、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面を形成し、この反射面を移動鏡の代わりに用いても良い。
【００２７】
上記３軸のレチクル干渉計の出力は、図２に示されるように、ステージ制御装置１９を介して、主制御装置２０に供給されており、主制御装置２０では、レーザビームＬＲXを測長軸とする干渉計１６Ｘの出力に基づいてレチクルステージＲＳＴのＸ位置を計測し、レーザビームＬＲL，ＬＲRをそれぞれ測長軸とする２つのＹ軸干渉計１６ＹL，１６ＹRそれぞれの出力に基づいて、それぞれのＹ軸干渉計１６ＹL，１６ＹRそれぞれの測長軸におけるＸ位置に関するレチクルステージＲＳＴのＹ位置を計測する。また、干渉計１６ＹL，１６ＹRの出力の差分と、レーザビームＬＲL，ＬＲRと、レチクルステージＲＳＴの原点位置を通過するＹ軸に平行な直線との間隔Ｌとに基づいて、レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内での回転角を算出している。
【００２８】
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（ヨーイング量などの回転情報を含む）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。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０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不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御し、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲの位置を制御する。
【００２９】
レチクルＲの上方には、Ｘ軸方向に所定距離隔てて一対のレチクルアライメント検出系２２（但し、図２においては紙面奥側のレチクルアライメント検出系２２は不図示）が配置されている。各レチクルアライメント検出系２２は、ここでは図示が省略されているが、それぞれ照明光ＩＬと同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するための検出系とを含んで構成されている。検出系は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、この検出系による撮像結果（すなわちレチクルアライメント検出系２２によるマークの検出結果）は、主制御装置２０に供給されている。この場合、落射照明系から射出された照明光をレチクルＲ上に導き、且つその照明によりレチクルＲから発生する検出光をレチクルアライメント検出系２２の検出系に導くための不図示のミラー（落射用ミラー）が照明光ＩＬの光路上に挿脱自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、レチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に転写するための照明光ＩＬの照射の前に、主制御装置２０からの指令に基づいて不図示の駆動装置により落射用ミラーは照明光ＩＬの光路外に退避される。
【００３０】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図２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。投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで所定の縮小倍率１／Ｍ（Ｍは、例えば４又は５である。）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、レチクルＲの回路パターンの照明領域部分の縮小像（部分倒立像）が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の前記照明領域に共役な投影光学系ＰＬの視野内の投影領域に投影され、ウエハＷ表面のレジスト層に転写される。
【００３１】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図２における下方で、不図示のベース上に配置されている。このウエハステージＷＳＴ上にウエハホルダ２５が載置されている。このウエハホルダ２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。
【００３２】
ウエハステージＷＳＴは、図２のウエハステージ駆動部２４により、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｚ（Ｚ軸回りの回転方向）、θｘ（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ（Ｙ軸回りの回転方向）の６自由度方向に駆動可能な単一のステージである。
【００３３】
ウエハステージＷＳＴには、レーザ光を反射するＸ軸方向及びＹ軸方向に面した移動鏡等から成る反射面が形成されており、前記ウエハステージＷＳＴの位置は、その反射面にレーザ光を照射する、外部に配置されたウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８により、例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。なお、実際には、Ｘ軸方向に測長軸を有する干渉計及びＹ軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図２ではこれらが代表的にウエハ干渉計１８として示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージＷＳＴ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。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示に応じて、ウエハステージＷＳＴ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を駆動制御し、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷの位置を制御する。
【００３４】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面とほぼ同じ高さに設定され、この表面には少なくとも一対のレチクルアライメント用基準マーク、及びアライメント検出系ＡＳのベースライン計測用の基準マーク等が形成されている。
【００３５】
前記アライメント検出系ＡＳは、投影光学系ＰＬの側面に配置された、オフアクシス方式のアライメントセンサである。このアライメント検出系ＡＳ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（アライメント検出系ＡＳ内に設けられた指標板上の指標パターン）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。なお、アライメント検出系ＡＳのアライメントセンサとしては、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。このアライメント検出系ＡＳの撮像結果は、主制御装置２０へ出力されている。
【００３６】
制御系は、図２中、主制御装置２０及びこの配下にあるステージ制御装置１９などによって主に構成される。主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メイン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、本実施形態では、この主制御装置２０は、露光装置１１０1に併設された不図示のコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と呼ぶ）をも制御する。
【００３７】
主制御装置２０には、例えばハードディスクから成る記憶装置、キーボード，マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置、及びＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置（いずれも図示省略）が、外付けで接続されている。
【００３８】
なお、図１においては、露光装置１１０kがＬＡＮ１７０に接続されているように図示されているが、実際には、主制御装置２０がＬＡＮ１７０に接続されており、ＬＡＮ１７０を介してホスト１６０等と通信を行っている。
【００３９】
主制御装置２０は、例えば、走査露光を実行する場合には、ステージ制御装置１９に対し、その動作を指示するとともに、その動作に必要な情報をステージ制御装置１９に送信する。ステージ制御装置１９には、レチクルステージＲＳＴの位置を制御するためのフィードバック制御系としての位置フィードバック制御系と、ウエハステージＷＳＴの位置を制御するためのフィードバック制御系としての位置フィードバック制御系とが構築されている。
【００４０】
ステージ制御装置１９は、その指示及び情報を受けると、その情報に基づいて、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置フィードバック制御系に対する単位時間当たりの位置指令を作成する。すると、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置フィードバック制御系が、その位置指令に対応するレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの目標駆動量を算出する。ステージ制御装置１９は、算出された目標駆動量に応じて、レチクルステージ駆動部及びウエハステージ駆動部２４を介して、例えば、走査露光中のレチクルＲとウエハＷの同期走査や、ウエハＷの移動（ステッピング）等を行っている。
【００４１】
なお、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期走査を実現するために、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの位置フィードバック制御系は、一方が主で、一方が従の関係となっていても良い。例えば、レチクルステージＲＳＴの制御系のフィードバック制御量に基づいて、ウエハステージＷＳＴの制御系に対する位置指令を作成するようになっていても良く、また、その逆となっていても良い。
【００４２】
また、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの位置フィードバック制御系は、その制御ループの内部に速度フィードバック制御系が構築されていても良い。
【００４３】
より具体的には、前記ステージ制御装置１９は、例えば走査露光時には、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴを介して、設定されたスキャン方向に基づいて、＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に設定されたスキャン速度で走査されるのに同期して、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷが、前述の照明領域に共役な投影領域に対してレチクルステージＲＳＴの移動方向とは逆（スキャン方向）にレチクルＲの速度の（１／Ｍ）倍の速度で走査されるように、フィードバック制御系に対する走査露光中の指令値を作成する。その位置指令値が前述のフィードバック制御系に入力されると、そのフィードバック制御系は、その位置指令値と、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値に基づくフィードバック量との偏差を算出し、その偏差がキャンセルされるように、不図示のレチクルステージ駆動部、ウエハステージ駆動部２４をそれぞれ介してレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置をそれぞれ制御する。
【００４４】
また、ステッピングの際には、ステージ制御装置１９は、設定されたステップ速度に基づいて、ステップ移動時の位置指令値を作成し、作成した位置指令値を、フィードバック制御系に入力し、そのフィードバック制御系において、その指令値と、ウエハ干渉計１８の計測値に基づくフィードバック量との偏差に基づいて、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴの位置を制御する。
【００４５】
さらに、本実施形態の露光装置１１０1は、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射系と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束を、それぞれスリットを介して受光する不図示の受光系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系を備えている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許５，４４８，３３２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、この多点フォーカス検出系の出力が主制御装置２０に供給されている。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示により、この多点フォーカス検出系からのウエハの位置情報に基づいて、ステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴをＺ方向及び傾斜方向に駆動する。
【００４６】
本リソグラフィシステムにおける露光装置１１０kのうちの走査型露光装置の基本的な構成は、上記露光装置１１０1の構成とほぼ同一であるものとする。
【００４７】
次に、上記構成を有するリソグラフィシステム及び露光装置１１０1によって行われる、本実施形態の露光方法について説明する。露光装置１１０1では、前述のように、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）及びウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）のＹ軸方向の同期走査により、レチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に転写する走査露光を行う。このような走査露光では、レチクルＲ上のパターンの転写精度は、相対走査中のレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの動特性に大きく左右されるようになる。例えば、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴのＹ軸方向の相対移動中に、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの相対位置関係が、Ｘ軸方向に次第にずれていくような動特性を有していれば、ウエハＷ上に転写されるパターン像は、レチクルＲ上のパターンに対して歪んだものとなる。このような歪みは、ショット領域内のショットディストーション成分となって露光結果に表れる。
【００４８】
このようなショット歪みの問題に対処するため、本実施形態の露光装置１１０1では、走査露光中のレチクルステージＲＳＴに対する位置指令の補正を行う。例えば、レチクルステージＲＳＴが、Ｙ軸方向への同期走査中に、次第に＋Ｘ方向にずれていくような場合、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令を−Ｘ方向に補正してやれば、結果的に、レチクルステージＲＳＴが＋Ｘ側にずれずに、すなわち、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの相対位置関係にＸ軸方向に関するずれが生じることなく、相対走査が行われるようになる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、実際の走査露光を行う前に、まず、所定のレチクル（後述する計測用レチクルＲT）を、図２のレチクルＲに代えてレチクルステージＲＳＴ上にロードして走査露光を行い、その走査露光により、ウエハ上に転写された露光結果（焼付結果）を計測してショット領域の歪み成分を検出し、検出された歪み成分に基づいて、走査露光中のレチクルステージＲＳＴに対する位置指令の補正値を与える補正関数を作成し、走査露光中においては、その補正関数を用いて、レチクルステージＲＳＴの位置フィードバック制御系に対する位置指令を補正するものとする。
【００５０】
例えば、上記例のように、レチクルステージＲＳＴが、Ｙ軸方向への同期走査中に、次第に＋Ｘ方向にずれていくような場合、そのショット領域の歪みは、走査方向に関して−Ｘ方向にずれていくような歪みとなる。したがって、レチクルステージＲＳＴの位置指令に対し−Ｘ側にずれていくような補正を加えてやれば、ショット領域の−Ｘ方向への歪みが軽減される。
【００５１】
また、リソグラフィ工程では、異なる回路パターンをウエハ上に幾層にも積み重ねて形成するが、本実施形態のリソグラフィシステムでは、スループットを高めるために、同一のウエハの各レイヤ（層）の回路パターンを、異なる露光装置で転写形成するようなプロセス管理を行っている。例えば、露光装置１１０2で１層目の露光を行ったウエハの２層目のショット領域を、露光装置１１０1で転写形成することもある。このような号機間での重ね合わせを行うプロセス管理においての懸案が、レイヤ間のショット領域の重ね合わせ精度であり、この重ね合わせ精度を低下させる最大の要因が、号機間の転写像の歪み誤差（重ね合わせ誤差）である。なお、以下では、重ね合わせ露光において、重ね合わせの基準となる露光済みのレイヤを元工程レイヤ、あるいは単に元工程と呼び、重ね合わせにより転写形成されるレイヤを現工程レイヤ、あるいは単に現工程と呼ぶものとする。
【００５２】
そこで、本実施形態では、この号機間の重ね合わせ誤差を予め検出しておき、検出された重ね合わせ誤差をキャンセルするような補正関数を作成し、走査露光中においては、その補正関数を用いて、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正するものとする。
【００５３】
すなわち、本実施形態では、以下に示すような露光装置１１０1の走査露光に関する補正関数を作成する。
（Ａ）自号機におけるショット歪み成分をキャンセルするための補正関数
（Ｂ）号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数
この２つの補正関数は、作成方法及び適用方法がそれぞれ異なるため、以下ではそれぞれの補正関数の作成方法について個別に説明する。なお、本実施形態では、上記２つの補正関数のうち、まず、（Ａ）の補正関数を作成し、その（Ａ）の補正関数によってレチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正した状態での走査露光により、（Ｂ）の補正関数の作成のための露光を行い、その結果に基づいて（Ｂ）の補正関数を作成する。このようにすれば、自号機のショット歪みを補正した状態で、重ね合わせ誤差を検出することができるので、自号機のショット歪み成分と、重ね合わせ誤差成分とを、互いに重複することなく独立して分離抽出することができるようになる。
【００５４】
なお、説明を簡単にするため、通常、本実施形態においては、各露光装置１１０1〜１１０Nのうち、走査型露光装置（露光装置１１０1等）に関しては、露光を行う際の両ステージＲＳＴ、ＷＳＴのスキャン速度を、全て同一の速度としているものとする。
【００５５】
まず、本実施形態の補正関数の作成に用いられる計測用レチクルの一例について説明する。
【００５６】
図４には、計測用レチクルＲTの一例が示されている。この図４は、計測用レチクルＲTを、パターン面側（図２における下面側）から見た平面図である。
【００５７】
この計測用レチクルＲTでは、略長方形のガラス基板４２の一面（パターン面）に、斜線で示される遮光帯から成るパターン領域ＰＡが形成されており、そのパターン領域ＰＡ内に、所定の計測マークＭpが、所定の間隔で、マトリクス状に配置されている。図４では、所定の計測マークＭpが、３行５列（Ｙ軸方向を行とする）の計１５個だけ（Ｍ1〜Ｍ15）だけ図示されているが、実際には、より多数のマークがパターン領域ＰＡ内に形成されている。
【００５８】
また、パターン領域ＰＡの中心、すなわち計測用レチクルＲTの中心（レチクルセンタ）を通るパターン領域ＰＡのＸ軸方向の両側には、一対のレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２が形成されている。これらのレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２と同一のＸ軸方向の位置関係でレチクルアライメントマークがＹ軸方向に沿って複数組形成されている。また、図４では図示されていないが、計測用レチクルＲT上には、このパターン領域ＰＡの中心との位置関係が既知であるウエハマーク（アライメントマーク）も配設されている。このウエハマークは、走査露光の際に、計測マークＭpとともに、ウエハＷ上に転写され、後述するウエハアライメント処理に用いられる。
【００５９】
図５には、所定の計測マークＭpの一例が示されている。図５に示されるように、計測マークＭpには、Ｘ軸方向に延びるＬ／ＳパターンＭＸ1、ＭＸ2と、Ｙ軸方向に延びるＬ／ＳパターンＭＹ1、ＭＹ2とが形成されている。図５においては、計測マークＭpにおけるクロム部は斜線で示されており、光透過部は無地で示されている。図５に示されるように、Ｌ／ＳパターンＭＸ1、ＭＸ2、ＭＹ1、ＭＹ2では、ラインが光透過部となっており、スペースがクロム部となっている。Ｌ／ＳパターンＭＸ1、ＭＹ1は、その配列方向の両端に３本のラインパターンが形成され、中央付近にＬ／ＳパターンＭＸ2、ＭＹ2をそれぞれ内包可能な領域を有するスペース（クロム部）が形成されたパターンとなっている。Ｌ／ＳパターンＭＸ1、ＭＹ1は、それぞれＬ／ＳパターンＭＸ2、ＭＹ2と、計測用レチクルＲT上において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に距離Ｍ×ｗだけ離間して設けられている。
【００６０】
次に、上記（Ａ）の補正関数を作成する際のリソグラフィシステムの動作について説明する。ここでは、走査型露光装置の代表としての露光装置１１０1における（Ａ）の補正関数を作成する際の動作について説明する。
【００６１】
まず、オペレータにより、不図示の入力装置を介して、結像条件、例えば照明条件等が設定され、露光装置１１０1の主制御装置２０に対し、露光の指示がなされると、主制御装置２０による制御の下、不図示のレチクル搬送系により、計測用レチクルＲTが搬送され、ローディングポジションにあるレチクルステージＲＳＴに吸着保持される。これにより計測用レチクルＲTのロードが完了する。
【００６２】
次に、計測用レチクルＲTの位置合わせ等の準備作業を行う。具体的には、主制御装置２０が、ステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動させ、基準マーク板ＦＭを投影光学系ＰＬの直下の所定位置（以下、便宜上「基準位置」と呼ぶ）に位置決めする。次いで、基準マーク板ＦＭ上の一対の第１基準マークとその第１基準マークに対応する計測用レチクルＲT上の一対のレチクルアライメントマークＲＭ１、ＲＭ２との相対位置を前述の一対のレチクルアライメント検出系２２を用いて検出する。そして、主制御装置２０では、レチクルアライメント検出系２２の検出結果と、その検出時のレチクル干渉計１６及びウエハ干渉計１８の計測値とをメインメモリに記憶する。
【００６３】
次いで、主制御装置２０では、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを、それぞれ所定距離だけＹ軸方向に沿って相互に逆向きに移動して、基準マーク板ＦＭ上の別の一対の第１基準マークと、その第１基準マークに対応する計測用レチクルＲT上の別の一対のレチクルアライメントマークとの相対位置を前述の一対のレチクルアライメント検出系２２を用いて検出する。そして、主制御装置２０では、レチクルアライメント検出系２２の検出結果と、その検出時の干渉計１６、１８の計測値とをメインメモリに記憶する。次いで、上記と同様にして、基準マーク板ＦＭ上の更に別の一対の第１基準マークと、その第１基準マークに対応するレチクルアライメントマークとの相対位置関係を更に計測する。
【００６４】
そして、主制御装置２０では、このようにして得られた複数の第１基準マークと対応するレチクルアライメントマークとの相対位置関係の情報と、それぞれの計測時の干渉計１６，１８の計測値とを用いて、干渉計１６の測長軸で規定されるレチクルステージ座標系と干渉計１８の測長軸で規定されるウエハステージ座標系との相対位置関係を求める。これにより、レチクルアライメントが終了する。以下の走査露光では、ウエハステージ座標系のＹ軸方向にレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期走査することにより走査露光を行うが、その際には、このレチクルステージ座標系とウエハステージ座標系との相対位置関係に基づいて、レチクルステージＲＳＴの走査が行われるようになる。
【００６５】
次に、主制御装置２０は、ベースライン計測を行う。具体的には、ウエハステージＷＳＴを前述の基準位置に戻し、その基準位置から所定量、例えばベースラインの設計値だけＸＹ面内で移動して、アライメント検出系ＡＳを用いて基準マーク板ＦＭ上の第２基準マークを検出する（ウエハ干渉計１８の計測値をメインメモリに記憶する）。主制御装置２０では、このとき得られるアライメント検出系ＡＳの検出中心と第２基準マークの相対位置関係の情報及び先にウエハステージＷＳＴが基準位置に位置決めされた際に計測した一対の第１基準マークと、その第１基準マークに対応する一対のレチクルアライメントマークとの相対位置関係の情報と、それぞれの計測時のウエハ干渉計１８の計測値と、ベースラインの設計値と、既知である第１基準マーク及び第２基準マークの位置関係（基準マーク板ＦＭ上での両基準マーク間の設計上の位置関係情報）とに基づいて、アライメント検出系ＡＳのベースライン、すなわちレチクルパターンの投影中心とアライメント検出系ＡＳの検出中心（指標中心）との距離（位置関係）を算出する。このベースラインを算出しておけば、アライメント検出系ＡＳの計測による後述するウエハアライメント後の露光に際し、ウエハステージＷＳＴを、各ショット領域の露光位置に正確に位置決めすることができるようになる。
【００６６】
次に、主制御装置２０の制御の下、基準ウエハＷTがウエハステージＷＳＴにロードされる。この基準ウエハＷTには、露光により、複数のショット領域に計測用レチクルＲTのパターン転写が行われ、各ショット領域に計測マークＭpの像（例えばレジスト像又はエッチング像）が形成されており、不図示のＣ／Ｄにより、その表面上にネガ型フォトレジストが塗布されたウエハであるものとする。なお、この基準ウエハＷTが、（Ａ）の補正関数を作成するための試料となり、すでに形成されている計測マークＭpのレジスト像が、その補正関数を作成するために計測される位置ずれ量の基準となる。
【００６７】
なお、基準ウエハＷTの計測マークＭpの像の設計上の形成位置からの位置ずれ量（ｄｘ’p、ｄｙ’p）は、例えば光波測定器を用いて予め求められており、記憶装置１４０に格納されているものとする。
【００６８】
次に、主制御装置２０は、ロードされた基準ウエハＷTに対し、ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメントを実行する。すなわち、主制御装置２０は、基準ウエハＷT上にすでに形成されている複数のショット領域（サンプルショット）にそれぞれ付設されたウエハマークをアライメント検出系ＡＳの検出視野内に順次位置させるようなウエハステージＷＳＴの目標位置をステージ制御装置１９に与える。ステージ制御装置１９は、この目標位置に応じて、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを順次位置決めする。この位置決めの都度、主制御装置２０は、ウエハマークの位置情報を、アライメント検出系ＡＳによって検出する。
【００６９】
次いで、主制御装置２０は、ウエハマークの検出結果である、指標中心に対するウエハマークの位置と、そのときのウエハ干渉計１８の計測値とに基づいて、各ウエハマークのステージ座標系上の位置座標をそれぞれ算出する。そして、主制御装置２０では、算出したウエハマークの位置座標を用いて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応米国特許第４，７８０，６１７号）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、基準ウエハＷTの各ショット領域の配列座標系とステージ座標系との回転成分、スケーリング成分、オフセット成分、ステージ座標系のＸ軸とＹ軸の直交度成分等の所定の回帰モデルのパラメータを算出し、そのパラメータを回帰モデルに代入して、基準ウエハＷT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。
【００７０】
これにより、ウエハアライメントが終了し、次に、主制御装置２０は、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なう。
【００７１】
この露光動作にあたって、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置１９に対して、ウエハステージＷＳＴを移動させるように指示する。この指示に応じ、ステージ制御装置１９は、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつ、基準ウエハＷTのファーストショット（第１番目のショット領域）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴを移動させる。
【００７２】
なお、この走査開始位置（加速開始位置）は、上記ウエハアライメントにより求められたファーストショット（すなわち元工程の第１番目のショット領域）の中心位置座標に対して、今回の走査露光により転写形成されるショット領域の中心位置座標が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関してそれぞれｗだけずれるような位置とする。
【００７３】
そして、ステージ制御装置１９では、レチクルステージ駆動部、ウエハステージ駆動部２４を介してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の走査を開始し、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、照明光ＩＬによって計測用レチクルＲTのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。
【００７４】
すなわち、ステージ制御装置１９では、特に上記の走査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが投影光学系ＰＬの投影倍率１／Ｍに応じた速度比に維持されるようにレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。
【００７５】
そして、計測用レチクルＲT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、基準ウエハＷT上のファーストショットの走査露光が終了する。これにより、計測用レチクルＲTの回路パターンが投影光学系ＰＬを介してファーストショットに縮小転写される。
【００７６】
このようにして、ファーストショットの走査露光が終了すると、主制御装置２０は、ステージ制御装置１９に指示を与え、ウエハステージＷＳＴをＸ、Ｙ軸方向にステップ移動させ、セカンドショット（第２番目のショット領域）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）に移動させる。なお、この場合も、ファーストショットと同様に、その走査開始位置は、上記ウエハアライメントにより求められた元工程のセカンドショットの中心位置座標に対して、今回の走査露光により転写形成されるショット領域の中心位置座標が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関してそれぞれ間隔ｗだけずれるような位置とする。
【００７７】
そして、主制御装置２０は、セカンドショットに対して上述した動作と同様の走査露光を実行する。
【００７８】
このようにして、基準ウエハＷT上のｍ番目（ｍは自然数）のショット領域の走査露光とｍ＋１番目のショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し実行され、基準ウエハＷT上の全ての露光対象ショット領域に計測用レチクルＲTのパターンが順次転写される。
【００７９】
そして、主制御装置２０により不図示のウエハ搬送系を用いてウエハホルダ２５上の基準ウエハＷTがアンロードされ、不図示のＣ／Ｄに搬送される。そして、このＣ／Ｄによりその基準ウエハＷTの現像が行われ、その現像後、基準ウエハＷT上に、計測用レチクルＲTの複数の計測マークＭpのレジスト像、すなわち、現工程の計測マークＭpのレジスト像が形成される。
【００８０】
図６（Ａ）には、走査露光が設計どおりに行われた場合の基準ウエハＷT上の露光結果（転写結果）が模式的に示されている。図６（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴを−Ｘ方向及び−Ｙ方向に間隔ｗだけシフトさせて走査露光を行うことにより、計測用レチクルＲT上に形成された各計測マークＭpにおける元工程のレジスト像と、現工程のレジスト像との重ね合わせ像ＭＰpが＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に、ｗ（投影倍率により、レチクルＲT上の１／Ｍ倍となっている）だけシフトされて重ね合わせ転写されるようになる。
【００８１】
図６（Ｂ）には、走査露光における各マークＭPの転写結果の一例が拡大して示されている。図６（Ｂ）に示されるように、重ね合わせの走査露光の結果、Ｌ／ＳパターンＭＸ1と、Ｌ／ＳパターンＭＸ2とが重なるように転写され、Ｌ／ＳパターンＭＹ1と、Ｌ／ＳパターンＭＹ2とが重なるように転写される。この結果、Ｌ／ＳパターンＭＸ1の像と、Ｌ／ＳパターンＭＸ2の像とでＬ／Ｓパターン像ＭＸＰPが形成され、Ｌ／ＳパターンＭＹ1の像と、Ｌ／ＳパターンＭＹ2の像とで、Ｌ／Ｓパターン像ＭＹＰpが形成されるようになる。
【００８２】
図７（Ａ）には、計測マークＭpが、上記走査露光により設計値どおりに転写された場合のＬ／Ｓパターン像ＭＸＰpが、拡大して示されている。図７（Ａ）に示されるように、上記重ね合わせの走査露光において、各計測マークＭpが正確に転写された場合、Ｌ／ＳパターンＭＸ1の像ＭＸ1’の中心とＬ／ＳパターンＭＸ2の像ＭＸ2’の中心とは一致するようになっており、Ｌ／Ｓパターン像ＭＸ1’の両端の各Ｌ／Ｓパターンの像の中心と、Ｌ／Ｓパターン像ＭＸ2’の中心との距離は、それぞれ所定の距離Ｌ１、Ｌ２となる。なお、Ｌ／ＳパターンＭＹ1とＬ／ＳパターンＭＹ2との距離についても、上述のＬ／ＳパターンＭＸ1とＬ／ＳパターンＭＸ2との関係と同様に、それらの転写像の中心を一致させて重ね合わせたときの各パターンの像の位置関係が既知となっているものとする。
【００８３】
しかしながら、図７（Ｂ）に示されるように、元工程の走査露光で形成された計測マークＭpの像に対し、現工程での走査露光で形成された計測マークＭpのレジスト像が、Ｘ軸方向に関して位置ずれしている場合、パターン像ＭＸ2’とパターン像ＭＸ1’の両端のＬ／Ｓパターンとのそれぞれの距離は、Ｌ１，Ｌ２とは異なるようになり、図７（Ｂ）に示されるような位置ずれ量ｄｘpが生じる。また、同様に、マーク像ＭＹＰpに関するＬ／Ｓパターン像ＭＹ1’とＬ／Ｓパターン像ＭＹ2’との間にもＹ軸方向の位置ずれ量ｄｙpが生じる。
【００８４】
なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、Ｌ／Ｓパターン像ＭＸ1’と、Ｌ／Ｓパターン像ＭＸ2’とが一体的にデューティ比５０％のＬ／Ｓパターンを形成するかのように図示されているが、その必要はない。むしろ、Ｌ／ＳパターンＭＸ1の像ＭＸ1’の中心とＬ／ＳパターンＭＸ2の像ＭＸ2’の中心とが多少ずれていたとしても、Ｌ／ＳパターンＭＸ1のラインパターン像と、Ｌ／ＳパターンＭＸ2のラインパターン像とが重ならないように、Ｌ／ＳパターンＭＸ2の中央のクロム部を十分に広くとるようにするのが望ましい。なぜならば、後述する工程では、計測用レチクルＲT上に形成されたＬ／ＳパターンＭＸ1とＬ／ＳパターンＭＸ2とを、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示されるように、重ね合わせるように転写し、その重ね合わせの転写結果において、Ｌ／ＳパターンＭＸ1の像ＭＸ1’と、Ｌ／ＳパターンＭＸ2の像ＭＸ2’の２つのラインパターンとの距離が、それぞれＬ１、Ｌ２からどのくらいずれているかを検出する必要があり、そのずれを正確に算出するには、各ラインパターンが基準ウエハＷT上にほぼ完全に再現されている必要があるからである。
【００８５】
上記位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）を計測するため、基準ウエハＷTは、ウエハステージＷＳＴからアンロードされ、不図示の搬送系により、計測装置１９０に搬送される。計測装置１９０では、全てのショット領域における計測マークＭpに対応する位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）を計測し、計測した位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）を、主制御装置２０に送る。
【００８６】
計測した位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）が送られてくると、主制御装置２０は、全ての、又は少なくとも一部のショット領域の計測マーク毎の位置ずれ量の平均値を算出し、算出された位置ずれ量の平均値をその計測マークＭpの位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）とみなす。そして、主制御装置２０は、ホスト１６０に対し、元工程での計測マークＭpの設計上の転写位置からの位置ずれ量（ｄｘ’p，ｄｙ’p）の問い合わせを行う。ホスト１６０は、上記問い合わせを受け取ると、記憶装置１４０に格納されていた位置ずれ量（ｄｘ’p、ｄｙ’p）を読み出し、露光装置１１０1の主制御装置２０に送る。
【００８７】
なお、上記平均値でなく、ウエハＷ上のいずれか１つのショット領域における各計測マークＭpの位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）をそのまま今回の計測マークＭpの位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）とみなすようにしても良い。
【００８８】
主制御装置２０は、上記位置ずれ量（ｄｘ’p，ｄｙ’p）を受け取ると、各計測マークＭpに対応する位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）を位置ずれ量（ｄｘ’p、ｄｙ’p）だけ補正する。このように、元工程での計測マークＭpの位置ずれ量（ｄｘ’p、ｄｙ’p）を補正すれば、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの動特性に関する成分以外の誤差成分（例えば、計測用レチクルＲTにおけるレチクル製造誤差による成分）をキャンセルすることができる。なお、このような誤差成分には、基準ウエハＷTの置き換えに伴う誤差成分、例えば、基準ウエハＷTの変形成分や上記ＥＧＡによる元工程のショット領域に付設されたウエハマークに基づいてＥＧＡを行ったことにより発生する、現工程のショット領域の理想格子からの位置ずれに起因する成分を含ませるようにしても良い。
【００８９】
次に、主制御装置２０は、（Ａ）の補正関数の算出を実行する。具体的には、上記位置ずれ量（ｄｘ’p、ｄｙ’p）がキャンセルされた位置ずれ量（ｄｘp、ｄｙp）と、ショット領域の中心点を原点とするショット内座標系における計測マークＭpの設計上の位置座標（ｘp、ｙp）とに関して、次式に示されるような関係式を設定し、その式の係数ｋ0〜ｋ16を、最小二乗近似によって求める。
【００９０】
【数１】
2005166951.tif 000003
なお、上記式（１）における、ｄｘpの関係式は、計測マークＭpの像の設計上の位置座標ｙpのべき乗の関数となっており、ｄｙpの関係式は、マークＭpの像の設計上の位置座標ｙpのべき乗の項と、マークＭpの像の設計上の位置座標ｙpのべき乗と位置座標ｘp（１次）との積の項とを含む式となっている。
【００９１】
上記最小二乗近似により、係数ｋ0〜ｋ16を求めると、主制御装置２０は、求められた係数ｋ0〜ｋ16の値を、装置パラメータとして設定する。これにより、（Ａ）の補正関数の各係数の値の決定処理が完了する。
【００９２】
なお、本実施形態において作成される補正関数は、前述のように、レチクルステージＲＳＴの位置指令を補正する関数である。したがって、この補正関数における独立変数は、ショット内座標系換算のレチクルステージのＹ位置となる。レチクル干渉計１６の計測値Ｙpと、レチクルステージＲＳＴの原点Ｙ0と、投影倍率（１／Ｍ）とから、上記ショット内座標系換算のレチクルステージＲＳＴのＹ位置Ｙ’pは、次式のように表される。
【００９３】
【数２】
2005166951.tif 000004
したがって、上記レチクルステージＲＳＴのＹ位置Ｙ’pを独立変数とするＸ軸方向、Ｙ軸方向に関する補正関数は次式で表される。なお、実際には、レチクルステージの軌道上の、露光スリット幅長（例えば８ｍｍ）の移動平均が焼き付け（パターン転写）結果となる。ここで、露光スリットとは、前述のレチクルブラインドで規定されるスリット状の照明領域の規定部分であり、パターン転写時はレチクルＲ上において、この露光スリットで規定されたスリット状の照明領域部分が照明光で照明されることになる。また、露光スリット幅長とは、露光スリットの、走査方向（Ｙ軸方向）の幅（長さ）のことである。
【００９４】
従って、スキャン露光した際の焼き付け（パターン転写）結果は、露光スリット幅長とレチクルステージ軌道のコンボリューション結果となる。このため、焼き付け結果から算出された上記（１）式を、スリット幅長に基づいてデコンボリューション演算処理した上で下記（３）式を求めることが望ましい。
【００９５】
【数３】
2005166951.tif 000005
すなわち、本実施形態においては、Ｘ軸方向に関する補正関数を、ショット内座標系のスキャン方向に関する設計上の位置座標Ｙ’pを独立変数とする関数ＨX（Ｙ’p）とする。そして、Ｙ軸方向に関する補正関数を、ショット内座標系のスキャン方向に関する設計上の位置座標Ｙ’pを独立変数とし、さらに設計上の位置座標Ｘ’pの１次の項を含む関数ＨY（Ｘ’p，Ｙ’p）として表すことができる。なお、Ｙ’pを独立変数とする関数ｆx（Ｙ’p）、ｆy（Ｙ’p）、ｐy（Ｙ’p）を位置項と呼ぶ。ｏx、ｏyはオフセットである。最小二乗近似に用いられる式が上記式（１）である場合には、上記式（３）の補正関数におけるｆx（Ｙ’p）、ｆy（Ｙ’p）、ｐy（Ｙ’p）は、Ｙ’pのべき乗の項となる。
【００９６】
次に、露光装置１１０1における走査露光の際の（Ａ）の補正関数の適用方法について説明する。前提として、レチクルステージＲＳＴ上には、転写対象となる回路パターンが形成されたレチクルＲが、計測用レチクルＲTと交換されロードされており、そのレチクルＲに対するレチクルアライメントやベースライン計測が行われ、さらに、露光装置１１０1のウエハステージＷＳＴには、すでに１層以上の露光が終了したウエハＷがロードされ、そのウエハＷに対して上記ＥＧＡによるウエハアライメントが行われ、ウエハＷ上の各ショット領域の位置座標が求められているものとする。
【００９７】
まず、主制御装置２０は、作成された（Ａ）の補正関数に基づいて、自号機のショット歪み成分を補正するための補正マップを作成する。この補正マップは、以下の式（４）〜式（６）に示される、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置Ｙ’i（ｉ＝１〜ｑ）における補正関数Ｈx（Ｙ’p）の値ＲX（Ｙ’i）、補正関数Ｈy（Ｘ’p，Ｙ’p）の値ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）のマップである。このように、Ｙ軸方向に関しては、２つのＹ干渉計１６ＹL，１６ＹRが存在し、レチクルステージＲＳＴの制御は、各干渉計の測長軸を基準に制御が行われるため、各干渉計１６ＹL、１６ＹRの測長軸に応じた、２つの補正マップ（ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）のマップ）が作成される。また、以下のＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）では、ショット内座標系換算のレチクルステージＲＳＴのＸ位置Ｘ’iが、各Ｙ干渉計の測長軸のＸ軸方向に関する位置（±Ｌ／Ｍ）に置き換えられている。
【００９８】
【数４】
2005166951.tif 000006
【００９９】
【数５】
2005166951.tif 000007
【０１００】
【数６】
2005166951.tif 000008
作成された自号機のショット歪み補正マップは、主制御装置２０の記憶装置に格納される。
【０１０１】
次に、この補正マップの適用方法について説明する。まず、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置１９に対して、ウエハステージＷＳＴを移動させるように指示する。
【０１０２】
なお、このとき、主制御装置２０は、ステージ制御装置１９に対し、ファーストショットの走査露光中におけるウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴに対する位置指令の作成も併せて指示する。また、このとき、不図示の記憶装置に格納していた上記補正マップ（ＲX（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i））を読み出して、ステージ制御装置１９に送る。
【０１０３】
ステージ制御装置１９は、設定されているスキャン速度に基づいて、そのスキャン速度に応じたウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴに対する位置指令プロファイルを作成する。すなわち、ステージ制御装置１９は、設定されたスキャン速度に基づいて一定のスキャン速度でレチクルステージＲＳＴを走査する場合の位置指令プロファイルを作成し、そのプロファイルにおける単位時間当りの位置指令Ｙiに対し、補正マップＲX（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）で表現される補正量を加算し、その加算結果を最終的な位置指令プロファイルとする。なお、位置指令Ｙiと、ショット内座標系換算のレチクルＹ位置Ｙ’iとにずれがある場合には、そのＹ位置Ｙiの近傍の２つのレチクルＹ位置Ｙ’iでの補正マップＲX（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）の補間値（直線補間その他どのような補間値であっても良い）を補正量として加算すればよい。
【０１０４】
位置指令プロファイルの補正終了後、ステージ制御装置１９は、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつ、ウエハＷのファーストショット（第１番目のショット領域）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴを移動させるとともに、レチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、レチクルステージＲＳＴを加速開始位置に移動させる。
【０１０５】
そして、各干渉計１６、１８の計測値により、ウエハステージＷＳＴと、レチクルステージＲＳＴが、加速開始位置に到達したことを確認すると、ステージ制御装置１９は、補正された位置指令プロファイルから単位時間毎の位置指令値を、レチクルステージＲＳＴの位置フィードバック制御系に入力するとともに、ウエハステージＷＳＴの位置フィードバック制御系にも位置指令値を入力する。すると、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴが、上記補正関数で表現されるショット歪みを考慮した状態で、スキャン方向に同期移動され、レチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上に転写される。
【０１０６】
図８（Ａ）の斜視図には、Ｘ軸方向に関する位置指令の補正マップの値ＲX（Ｙ’i）によるＸ軸方向に関するレチクルステージＲＳＴの位置の補正の一例が模式的に示され、図８（Ｂ）の斜視図には、Ｙ軸方向に関する位置指令の補正マップの値ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）によるＹ軸方向に関するレチクルステージＲＳＴの位置の補正の一例が模式的に示されている。図８（Ａ）に示される一点鎖線で示される矢印は、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの進行方向を示す。この一点鎖線で示される矢印に付された太線の矢印は、Ｙ’iに相当するＹ位置でのレチクルステージＲＳＴに対するＸ軸方向に関する補正マップＲX（Ｙ’i）を表している。すなわち、この例によると、図８（Ａ）の太線で表されるような補正マップＲX（Ｙ’i）により、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正した場合、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの軌跡は、＋Ｘ軸方向に凸となる。この補正マップＲX（Ｙ’i）は、図８（Ａ）のウエハＷ上に点線で示されるＸ軸方向に関するショット領域の歪みから算出されたものである。したがって、上述のような補正マップＲX（Ｙ’i）によりレチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正すれば、ウエハＷ上において実線で示されるように、歪みのないショット領域が得られるようになる。
【０１０７】
一方、図８（Ｂ）においても、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの進行方向を示す一点鎖線で示される矢印に付された太線の矢印は、そのレチクルステージＲＳＴに対するＹ軸方向に関する補正マップＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）を表している。すなわち、図８（Ｂ）の太線で表されるような補正マップＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）により、レチクルステージＲＳＴに対するＹ軸方向の位置指令を補正すると、走査露光中におけるレチクルステージＲＳＴのスキャン速度や向きが、そのＹ位置に応じて変化するようになる。この補正マップＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）は、図８（Ｂ）のウエハＷ上に点線で示されるようなＹ軸方向に関するショット領域の歪みから算出されたものである。したがって、上述のような補正マップＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）によりレチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正すれば、ウエハＷ上において実線で示されるように、歪みのないショット領域が得られるようになる。
【０１０８】
なお、露光装置１１０1では、レチクルＲ上のパターンと、ウエハＷ上のパターン像とが倒立の関係にあるため、補正の向きと、ショット歪みが修正される方向は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示されるように逆向きとなるが、これらの関係が正立である場合には、同じ向きとなるため、注意を要する。
【０１０９】
次に、号機間の重ね合わせ誤差をキャンセルするための上記（Ｂ）の補正関数を作成する際のリソグラフィシステムの動作について説明する。前提として、露光装置１１０1以外の露光装置１１０k（すなわち露光装置１１０2〜１１０N）において、計測用レチクルＲTを用いた露光が行われ、露光装置１１０2〜１１０Nそれぞれでの計測用レチクルＲTの転写により元工程レイヤが形成された基準ウエハＷTがあるものとし、その基準ウエハＷTの作成の後、計測用レチクルＲTが、露光装置１１０1のウエハステージＷＳＴにロードされているものとする。
【０１１０】
主制御装置２０は、この露光装置１１０2〜１１０Nにおいて、それぞれ露光が完了した（Ｎ−１）枚の基準ウエハＷTを露光装置１１０1のウエハステージＷＳＴに順次ロードし、ＥＧＡ処理を行って、元工程のショット領域に対し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に間隔ｗだけずらした状態で、設定されたスキャン速度での走査露光を行う。なお、このときの走査露光中に、上記（Ａ）の補正関数（露光装置１１０1において予め上述の方法で求められていた上記（Ａ）の補正関数）に基づく位置指令により、露光装置１１０1は、レチクルステージＲＳＴの制御を行っているものとする。
【０１１１】
露光が完了した基準ウエハＷTは、計測装置１９０に送られ、計測装置１９０において、上記（Ａ）の補正関数を作成するときと同様に、基準ウエハＷT毎に、位置ずれ量（ｄｘp,k、ｄｙp,k）が計測される。
【０１１２】
この位置ずれ量（ｄｘp,k、ｄｙp,k）は、ＬＡＮ１７０を介して、ホスト１６０に送られる。ホスト１６０は、露光装置１１０kによる露光により転写形成された各ショット領域の計測マークＭpの位置ずれ量（ｄｘp,k、ｄｙp,k）の平均値を、記憶装置１４０に格納する。
【０１１３】
そして、ホスト１６０は、この位置ずれ量（ｄｘp,k、ｄｙp,k）に基づいて、（Ｂ）の補正関数の算出を実行する。具体的には、位置ずれ量（ｄｘp,k、ｄｙp,k）と、ショット内座標系におけるマークＭpのレジスト像の設計上の位置座標（ｘp、ｙp）とに関して、次式に示されるような関係式を設定し、次式の係数ｋ’0〜ｋ’10を、最小二乗近似によって求める。
【０１１４】
【数７】
2005166951.tif 000009
上記式（１）と同様に、上記式（７）における、ｄｘp,kに関するモデル式は、計測マークＭpのレジスト像の設計上の位置座標ｙpのべき乗の関数となっており、ｄｙp,kに関するモデル式は、計測マークＭpのレジスト像の設計上の位置座標ｙpのべき乗の項と、マークＭpのレジスト像の設計上の位置座標ｙpのべき乗と位置座標ｘpとの積の項とを含む式となっている。
【０１１５】
上記最小二乗近似により、係数ｋ’0〜ｋ’10を求めると、ホスト１６０は、求められた係数ｋ’0〜ｋ’10の値を、露光装置１１０kと（ｋ＝２〜Ｎ）と露光装置１１０1との重ね合わせの補正関数の係数の値として記憶装置１４０に格納する。これにより、露光装置１１０kと、露光装置１１０1との重ね合わせを補正するための（Ｂ）の補正関数の係数の値の算出が完了する。
【０１１６】
なお、（Ｂ）の補正関数は、（Ａ）の補正関数と同様に、次式で表されるレチクルステージＲＳＴの位置指令を補正する関数となる。すなわち、この補正関数での独立変数は、レチクルステージＲＳＴのＹ位置となる。
【０１１７】
【数８】
2005166951.tif 000010
すなわち、本実施形態においては、Ｘ軸方向に関する補正関数を、スキャン方向に関する位置座標Ｙ’pを独立変数とする関数Ｈ’x（Ｙ’p）とし、Ｙ軸方向に関する補正関数を、スキャン方向に関する位置座標Ｙ’pを独立関数とし、Ｘ軸方向に関する位置座標Ｘ’pの１次の項を含む関数Ｈ’Y（Ｘ’p，Ｙ’p）として表すことができる。なお、ｆ’x（Ｙ’p）、ｆ’y（Ｙ’p）、ｐ’y（Ｙ’p）を位置項と呼ぶ。ｏ’x、ｏ’yはオフセットである。最小二乗近似に用いられる式が上記式（７）である場合には、上記式（８）の補正関数におけるｆ’x（Ｙ’p）、ｆ’y（Ｙ’p）、ｐ’y（Ｙ’p）は、Ｙ’pのべき乗の項となる。
【０１１８】
以降、同様にして、露光装置１１０3〜１１０Nそれぞれで元工程のショット領域が形成されたウエハＷを、さらに露光装置１１０1で走査露光することにより、その重ねあわせ露光における計測マークＭpの位置ずれ量の計測結果に基づいて補正関数の係数の値が算出され、記憶装置１４０に格納され、ホスト１６０により、管理される。
【０１１９】
なお、上記実施形態では、上記（Ｂ）の補正関数（号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数）を作成するにあたって、計測用レチクルＲTの転写により元工程レイヤが形成された基準ウエハＷTを、露光装置１１０1以外の全ての露光装置１１０k（１１０2〜１１０N）のそれぞれにおいて作成しておくことを前提としている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ある号機（図１に示されるＬＡＮ１７０に接続されていない露光装置１１０p、或いはＬＡＮ接続されている露光装置１１０1〜１１０Nのうちのいずれか１つの露光装置）に計測用レチクルＲTをロードし、上記（Ｂ）の補正関数（以下では補正関数Ｂと称することもある）を求めたい号機間に必要な枚数（少なくとも号機の数だけ）基準ウエハＷTを作成しておき、その各基準ウエハＷTを用いながら補正関数Ｂを用いるようにしても良い。
【０１２０】
以下では、この手法について、例えば３台の露光装置１１０1〜１１０3のそれぞれの号機間の補正関数Ｂを求める場合（かつ、基準ウエハＷT作成号機を露光装置１１０pとするものとして）を想定して具体的に述べる。
【０１２１】
まず、露光装置１１０pを用いて基準ウエハＷTを３枚（それぞれ基準ウエハ１〜３とする）作成する。
【０１２２】
次に、基準ウエハＷT上に形成された計測マークＭpの像の設計上の形成位置（便宜上、理想格子と称す）と、計測マークＭpの像のウエハ上での実際の形成位置（便宜上、形成格子と称す）との間の位置ずれ量を、例えば光波測定器等の測定装置を用いて、３枚の基準ウエハＷT（基準ウエハ１〜３）ともにそれぞれ計測しておく。
【０１２３】
次に、計測用レチクルＲTと基準ウエハ１とを露光装置１１０1にロードして、基準ウエハ１上に上述した実施形態と同様に、計測用レチクルＲTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。同様に露光装置１１０2には、基準ウエハ２をロードして、また露光装置１１０3には、基準ウエハ３をロードして、それぞれ計測用レチクルＲTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。
【０１２４】
その後、上述の実施形態と同様に、露光装置１１０1〜１１０3で重ね焼き付けされた３枚の基準ウエハＷT（基準ウエハ１〜３）のそれぞれの重ね合わせ転写結果を、計測装置１９０を用いて測定する。そしてこれらの転写結果と、重ね合わせ露光の前に光波測定装置等で各基準ウエハＷT（基準ウエハ１〜３）毎に計測されていた理想格子からの位置ずれ量とを用いて、上記実施形態と同様の方法で補正関数Ｂを作成する。各基準ウエハ１〜３それぞれの形成格子相互間における相対的な偏差は、理想格子を基準として相対的に算出できるので、各露光装置で使用される基準ウエハＷTが異なることは問題とはならない。そして、露光装置１１０1〜１１０3間における焼き付け位置ずれ量は、基準ウエハＷTを介して算出できるので、後はこの算出された位置ずれ量に基づいて上記実施形態と同様に式（７）、式（８）で補正関数Ｂを算出するようにすれば良い。
【０１２５】
次に、露光装置１１０1における走査露光の際の（Ｂ）の補正関数の適用方法について説明する。
【０１２６】
まず、ホスト１６０が、例えば、露光装置１１０1に、ロットＡのウエハＷの露光を指示する。この指示には、ロットＡのウエハの露光に用いられるプロセスプログラムと呼ばれる露光条件を決定するデータ・ファイルの転送が含まれる。このプロセスプログラムには、重ね合わせの補正関数の係数の値も含まれている。
【０１２７】
主制御装置２０は、このプロセスプログラムから、重ね合わせの補正関数の係数の値を読み出す。そして、その補正関数の係数の値に基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置指令に対する補正量のマップである補正マップを作成する。この補正マップは、以下の式（９）〜式（１１）に示される、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置Ｙ’i（ｉ＝１〜ｑ）における補正関数Ｈ’x（Ｙ’p）の値Ｒ’X（Ｙ’i）、補正関数Ｈy（Ｘ’p，Ｙ’p）の値Ｒ’YL（Ｙ’i）、Ｒ’YR（Ｙ’i）のマップである。Ｙ軸方向に関しては、２つのＹ干渉計１６ＹL、１６ＹRが存在するため、各干渉計１６ＹL、１６ＹRの測長軸に応じた、２つの補正マップ（Ｒ’YL（Ｙ’i）、Ｒ’YR（Ｙ’i）のマップ）が作成される。作成されたマップは、主制御装置２０の記憶装置に格納される。なお、Ｒ’YL（Ｙ’i）、Ｒ’YR（Ｙ’i）については、Ｘ’iが、各干渉計の測長軸のＸ軸方向に関する位置（±Ｌ／Ｍ）に置き換えられている。
【０１２８】
【数９】
2005166951.tif 000011
【０１２９】
【数１０】
2005166951.tif 000012
【０１３０】
【数１１】
2005166951.tif 000013
【０１３１】
ここで、レチクルステージＲＳＴ上には、転写対象となる回路パターンが形成されたレチクルＲが、計測用レチクルＲTと交換されているものとする。そして、そのレチクルＲに対するレチクルアライメントやベースライン計測が行われ、さらに、露光装置１１０1のウエハステージＷＳＴには、すでに１層以上の露光が終了したウエハＷがロードされ、そのウエハＷに対して上記ＥＧＡによるウエハアライメントが行われ、ウエハＷ上の各ショット領域の位置座標が求められているものとする。
【０１３２】
次に、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置１９に対して、ウエハステージＷＳＴを移動させるように指示する。
【０１３３】
なお、このとき、主制御装置２０は、ステージ制御装置１９に対し、ファーストショットの走査露光中におけるウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴに対する位置指令の作成も併せて指示する。また、このとき、不図示の記憶装置に記憶された補正マップもステージ制御装置１９に送る。
【０１３４】
ステージ制御装置１９は、設定されているスキャン速度に基づいて、そのスキャン速度に応じたウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴに対する位置指令プロファイルを作成する。
【０１３５】
ここで、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令プロファイルは、上記補正関数を考慮したものとなる。すなわち、まず、設定されたスキャン速度に基づいて一定のスキャン速度でレチクルステージＲＳＴを走査する場合の位置指令プロファイルを作成し、その位置指令Ｘi，Ｙiに対し、（Ａ）の補正関数から作成される補正マップの値ＲX（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）と、（Ｂ）の補正関数から作成される補正マップの値Ｒ’X（Ｙ’i）、Ｒ’YL（Ｙ’i）、Ｒ’YR（Ｙ’i）とを加算する。この場合も、位置指令Ｙiと、ショット内座標系換算のレチクルＹ位置Ｙ’iとにずれがある場合には、そのＹ位置Ｙiの近傍の２つのレチクルＹ位置Ｙ’iでの補正マップＲX（Ｙ’i）、ＲYL（Ｙ’i）、ＲYR（Ｙ’i）、Ｒ’X（Ｙ’i）、Ｒ’YL（Ｙ’i）、Ｒ’YR（Ｙ’i）の補間値（直線補間その他どのような補間値であっても良い）を補正量として加算すればよい。
【０１３６】
そして、ステージ制御装置１９は、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつ、ウエハＷのファーストショット（第１番目のショット領域）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴを移動させるとともに、レチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、レチクルステージＲＳＴを加速開始位置に移動させる。
【０１３７】
そして、各干渉計１６、１８の計測値により、ウエハステージＷＳＴと、レチクルステージＲＳＴが、加速開始位置に到達したことを確認すると、ステージ制御装置１９は、作成された位置指令プロファイルから単位時間毎の位置指令値を、レチクルステージＲＳＴの位置フィードバック制御系に入力していく。すると、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴが、上記補正関数で表現されるショット歪みを考慮した状態で、スキャン方向に同期移動され、レチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上に転写される。
【０１３８】
上述した補正関数及び補正マップの算出方法の動作を、図９、図１０に示されるフローチャートにまとめる。図９のフローチャートは、上記補正関数Ａを算出する際のリソグラフィシステム１０の動作の流れを示すフローチャートであり、図１０は、上記補正関数Ｂを算出する際のリソグラフィシステム１０の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１３９】
すなわち、本実施形態では、（Ａ）の自号機のショット歪みを補正するための補正関数に基づく補正マップと、（Ｂ）の号機間のショット歪みを補正するための補正関数に基づく補正マップとによって、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正することにより、元工程のショット領域に、現工程のショット領域の形状を精度良く重ね合わせることが可能となる。
【０１４０】
なお、露光装置１１０1以外の走査型露光装置についても、同様にして（Ａ）の補正関数及び（Ｂ）の補正関数を作成し、走査露光中に適用することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態では、補正関数を、ショット内座標系に対応するレチクルステージＲＳＴのＹ位置Ｙ’pのべき乗の関数としたが、これには限られない。例えば、補正関数を、例えば次式で示されるようなＹ位置Ｙ’pに応じた三角関数とするようにしても良い。
【０１４２】
【数１２】
2005166951.tif 000014
ここで、Ｈy（Ｙ’p）は、Ｙ軸方向に関する補正量を与える補正関数であり、ＬSは、ショット領域のＹ軸方向（スキャン方向）に関する長さ、すなわちスキャン長である。そして、ａn、ｂnは、それぞれ正弦関数、余弦関数の係数である。
【０１４３】
また、上記実施形態で用いられる計測マークは、図５に示されるような計測マークＭpに限られない。例えば、Ｌ／ＳパターンＭＸ1、ＭＹ1は、単なる１つのＬ／Ｓパターンであっても良い。また、図５に示されるＬ／ＳパターンＭＸ1、ＭＸ2、ＭＹ1、ＭＹ2の他に、他のＬ／Ｓパターンや、ボックス・イン・ボックス・パターンとなるようなパターンを含むマークを用いても良い。このようなパターンでも、外側のパターンと内側のパターンとの重ね合わせのずれを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量として検出することが可能である。また、このように、１つのマークの中で、複数の位置ずれ量計測用のパターンを設けるようにすれば、１つのマークにつき、各軸方向について、複数の位置ずれ量を検出することができるため、検出された複数の位置ずれ量の平均値をそのマークでの位置ずれ量として、位置ずれ量の検出精度を高めることも可能となる。
【０１４４】
また、計測用レチクルＲTにおける計測マークＭpの配置は、図４に示されるように均一でなくても良い。
【０１４５】
また、上記実施形態では、Ｙ軸方向に関する補正関数の係数を求める際に、Ｘ’iの値を特定せずに全ての計測マークＭpにおける位置ずれ量を用いて最小二乗近似を行ったが、
Ｙ軸方向に関する補正関数を求める際には、Ｘ’i＝（±Ｌ／Ｍ）を上記式（１）又は式（７）に代入したうえで、Ｙ干渉計１６ＹL，１６ＹRの測長軸に対応するマークＭpの位置ずれ量のみを用いて、最小二乗近似を行うようにしても良い。このようにすれば、最小二乗近似における計算量を少なくし、計算時間を短くすることが可能となる。
【０１４６】
また、上記実施形態では、最小二乗法を適用して、補正関数の各項の係数を求めた。しかしながら、求めるパラメータに対する関数モデルの非線形性が高い場合には、最急降下法等の非線形最小二乗法を適用して、補正関数の係数を求めるようにしても良い。
【０１４７】
また、上記実施形態では、号機間の重ね合わせ誤差を補正するための（Ｂ）の補正関数の係数に関する情報は、プロセスプログラムに含まれるものとし、ホスト１６０から露光装置１１０1に送られるものとしたが、これには限られず、露光装置１１０1自身（主制御装置２０）が、自らと他の号機との重ね合わせ誤差を補正するための補正関数の係数を管理するようにしても良い。また、一方、自号機のショット歪みを補正するための（Ａ）の補正関数の各係数に関する情報は、露光装置１１０1自身（主制御装置２０）が管理するものとしたが、これらをホスト１６０で管理するようにしても良い。
【０１４８】
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が、本発明の露光装置の転写装置、関数作成装置に対応しており、ステージ制御装置１９が、制御装置に対応している。また、本実施形態では、露光装置１１０kが、本発明のリソグラフィシステムの露光装置に対応しており、そのうち露光装置１１０1が走査型露光装置となっている。そして、計測装置１９０が検出装置に対応しており、ホスト１６０が関数作成装置に対応している。
【０１４９】
以上詳細に述べたように、本実施形態の露光装置１１０1によれば、相対走査中のレチクルステージＲＳＴの動特性に関する補正関数を、基準ウエハＷTに対する計測用マークＭpの焼付け結果から作成し、その補正関数を用いて、走査露光中のレチクルステージＲＳＴ（結果的にレチクルＲ）の位置を制御することができるため、自号機のショット歪みを補正して、高精度な露光を実現することができる。
【０１５０】
また、本実施形態のリソグラフィシステム１００によれば、露光装置１１０2〜１１０Nと露光装置１１０1との重ね合わせ誤差を検出して、検出された重ね合わせ誤差による位置ずれを補正するための関数（補正関数Ｈx（Ｙ’i）、Ｈy（Ｘ’i，Ｙ’i））を作成し、その関数を用いて、走査露光中のレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）の位置を制御することができるようになるので、重ね合わせ誤差を補正して、高精度な露光を実現することができる。
【０１５１】
なお、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令に対する補正量を与える補正関数を作成したが、これに限定されるものではなく、ウエハステージＷＳＴに対する位置指令の補正量を与える補正関数を作成して、適用するようにしても良く、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの補正を同時に行うようにしても良い。また、それぞれ独立に可動な２つのウエハステージを有する場合には、ステージ毎に補正関数を有するようにすることもできる。
【０１５２】
また、上記実施形態では、ステージ制御装置１９が、補正関数に基づく補正マップに基づいて、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令を補正していたが、これに限られず、ステージ制御装置１９が、主制御装置２０から、補正関数の各係数を受け取り、各サンプリング時点におけるレチクルステージＲＳＴのＹ方向に関する位置指令を補正関数に代入してその値を求め、その値を位置指令の補正量とするようにしても良い。
【０１５３】
また、上記実施形態では、自号機のショット歪みを補正しつつ、重ね合わせ誤差を測定し、それをキャンセルする補正関数を作成したが、必ずしも自号機のショット歪みを補正する必要はない。この補正がなくても、重ね合わせ誤差さえキャンセルすれば、高精度な露光を実現することが可能であるからである。ただし、ウエハ上の１層目の露光においては、自号機のショット歪みを補正するのが望ましい。このようにすれば、１層目のショット領域に忠実に重ね合わせるように２層目以降の露光を行った場合にも、その２層目以降のショット領域の形状を理想格子に近づけることができるからである。
【０１５４】
また、上記実施形態では、（Ａ）の自号機のショット歪み成分を補正するための補正関数を５次の関数とし、（Ｂ）の号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数を３次の関数としたが、これには限られず、双方とも何次の関数であっても良い。ただし、Ｘ位置Ｘ’iを含む項に関しては、ステージの構造上、１次以上の項に限られることはいうまでもない。
【０１５５】
また、上記実施形態では、レチクルステージＲＳＴに対する位置指令に対する補正量を与える補正関数を用いて補正したが、これに限定されるものではなく、レチクル干渉計１６の計測値を、作成した補正関数を用いて補正するようにしても良い。
【０１５６】
また、上記実施形態では、計測用レチクルＲTの転写を行う際のスキャン速度を、一定のスキャン速度としたが、本発明はこれには限られない。スキャン速度等の走査条件に応じたショット歪みを補正する機能を常に有効にしていれば、走査条件に依存するショット歪みは一定となり、自号機のショット歪み補正や、号機間の重ね合わせ誤差を上記実施形態と同様に計測することができる。ただし、このような補正機能を露光装置１１０kが有していない場合には、上記実施形態のように、同一のスキャン条件（スキャン速度やスキャン長など）で、計測用レチクルＲTを焼き付けたものを用いるのが望ましい。
【０１５７】
このように、上記実施形態における補正関数による補正機能は、ステージ制御に用いられる他の様々の補正機能に加えて適用することができる。このような機能には、上述の走査条件に応じたショットディストーションの補正機能の他、例えば、移動鏡曲がり補正や、偏荷重補正機能などが挙げられる。
【０１５８】
例えば、移動鏡曲がりの補正では、レチクルステージＲＳＴを、同一Ｘ位置に位置決めしつつ、複数の異なるＹ位置に順次位置決めしながら、レチクルステージＲＳＴ上に保持された例えば計測用レチクルＲT上のレチクルアライメントマークＲＭ１、ＲＭ２をレチクルアライメント検出系２２で検出していき、それらのレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２のＸ位置の計測値の位置ずれを計測することによって移動鏡３８Ｘの曲がり具合を計測する。そして、実際の走査露光では、その計測結果に基づいて、この移動鏡の曲がりにレチクルステージＲＳＴの実際の位置が左右されないように、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの位置指令又はレチクルＸ干渉計１６Ｘの計測値を補正する。
【０１５９】
また、偏荷重の補正では、レチクルステージＲＳＴを、複数の異なるＹ位置Ｙiに順次位置決めしながら、そのＹ位置でのステージ全体の重心からのレチクルステージＲＳＴの位置の偏り、すなわち偏荷重によって発生するレチクルステージＲＳＴの姿勢変化に応じて発生するレチクル干渉計１６の計測誤差を不図示のセンサにより検出していく。そして、実際の走査露光では、その検出結果に基づいて、この偏荷重にレチクルステージＲＳＴの実際の位置が左右されないように、走査露光中のレチクルステージＲＳＴの位置指令又はレチクルＸ干渉計１６Ｘの計測値を補正する。
【０１６０】
なお、このような移動鏡曲がりや、偏荷重は、上記計測方法からも明らかであるように、いずれもステージの動特性ではなく、静特性としてとらえられるものである。したがって、このような補正機能は、ステージの動特性に関する補正機能ではないものといえる。
【０１６１】
したがって、上記実施形態における補正関数による補正機能は、ステージの動特性に関する補正機能であり、この移動鏡曲がり補正や、偏荷重補正などとともに、走査露光中に同時に実行することができる。
【０１６２】
また、上記実施形態では、計測マークＭpのＬ／Ｓパターンでは、ライン部を光透過部とし、スペース部を遮光部としたが、これに限らず、ライン部を遮光部とし、スペース部を光透過部とするようにしても良い。この場合には、ウエハ上には、ネガ型フォトレジストでなく、ポジ型フォトレジストが塗布されるようになる。
【０１６３】
また、上記実施形態においては、露光装置１１０1〜１１０Nの中には、レチクルステージＲＳＴ上に、２つのレチクルを同時に搭載可能で、ウエハ上の同じ領域に対し、この２つのレチクル上のパターンを重ねるように転写する、いわゆる二重露光を行うことが可能な走査型露光装置が含まれることもある。このような露光装置で二重露光を行う場合には、レチクルステージＲＳＴに搭載された２つのレチクルの製造誤差の違いが、露光精度向上の妨げとなる。そこで、２つのレチクルのレチクル製造誤差を何らかの方法（例えばレチクル上のマークを光波計測器を用いて計測する方法）で検出し、検出されたレチクル製造誤差に応じて、２つのレチクル各々について上記補正関数を別にもたせるようにして（すなわち補正関数の係数をレチクル毎にもたせるようにして）、レチクル毎に、レチクルステージＲＳＴの位置指令の補正を行うようにすれば良い。このようにすれば、レチクル毎の上記補正関数の違いにより、二重露光における２つのレチクル間のレチクル製造誤差による重ね合わせ誤差を除去することも可能である。このことは、三重露光以上の多重露光でも同様である。
【０１６４】
このように、異なるレチクルを使用して露光（二重露光や重ね露光）することは、換言すれば、異なる露光条件（プロセス／工程）で露光を行うことでもある。上記では、各レチクル（プロセス）毎に補正関数を持つものについて述べたが、これに限らず、使用レチクル以外の露光条件（プロセス／工程）毎に補正関数を求めるようにしても良い。
【０１６５】
以下では、このような補正関数を、
（Ｃ）プロセス間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数
と称し、この（Ｃ）の補正関数を求める方法について次に述べる。
【０１６６】
なお、ここで言う「プロセス」としては、上述のレチクルの相違のみに限られるものではなく、例えば照明条件（通常照明／傾斜照明／照明開口値等）や露光条件（投影レンズのＮＡやσ、露光量等）、現像・コーティング条件（レジストの種類、レジスト膜厚等のレジストに関する条件や、現像の際の加熱温度、加熱時間等の現像条件など）等の、種々のものが含まれる。
【０１６７】
≪（Ｃ）の補正関数作成方法≫
元工程をプロセス１、現工程をプロセス２として説明する。なお、プロセス１とプロセス２との相違は、例えば使用レチクルの相違やレジストの相違等の上述したような「プロセス」の相違である。
【０１６８】
元工程の露光を露光装置１１０k（ｋ＝１〜Ｎ）、現工程の露光を露光装置１１０1で露光することとする。なお、ここでｋに１が含まれているのは、自号機の重ね露光（同一の露光装置で元工程の露光と現工程の露光とを行うこと）においても、上記プロセスの相違（例えば使用レチクルの相違や、照明条件の相違等）によってディストーションが変化することがあるためである。
【０１６９】
以下では、プロセス（工程）間のディストーション変化の要因（原因）が明らかである場合と、そうでない場合とに分けて、上記Ｃの補正関数（以降では補正関数Ｃと称すこともある）の求め方について述べる。
【０１７０】
＜方法Ａ：原因が明らかでない場合＞
上記補正関数Ｂの算出方法と同様に、まず基準ウエハＷTを用意し、その基準ウエハＷTに対して、プロセス１（元工程）として、露光装置１１０kで計測用レチクルＲTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。
【０１７１】
次に、上記補正関数Ｂの算出方法と同様の方法で、計測装置１９０を用いて、基準ウエハＷTを計測し、位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を求め、その後、その位置ずれ量に基づいて上記式（７）、式（８）を作成する。これにより、プロセス１（元工程）での補正関数Ｃが得られる。プロセス２（現工程）についてもプロセス１と同様の方法（但し使用する露光装置は露光装置１１０1）で補正関数Ｃを求める。
【０１７２】
＜方法Ｂ：原因が明らかである場合＞
ここでは、焼き付け誤差がレチクル起因であることが明らかである場合について説明する。
【０１７３】
まず、光波測定器などを用いて、元工程（上記プロセス１）で使用するレチクルそのもの（レチクル上に形成されたマーク）を測定する。
【０１７４】
このレチクル測定結果から得られた誤差（レチクル上に実際に形成されているレチクルマークの実測値と、そのレチクルマークのレチクル上での設計値との間の位置ずれ量）を、上記方法Ａにおいて上記プロセス１（元工程）に関して求めた上記式（８）（レチクルステージＲＳＴの目標値関数）でフィッティングし、これにより補正関数Ｃを求める。
【０１７５】
現工程についても上記と同様に、プロセス２で使用するレチクルのレチクルマークの誤差（位置ずれ量）を、上記方法Ａにてプロセス２（現工程）に関して求めた式（８）でフィッティングすることにより補正関数Ｃを求める。
【０１７６】
次に、補正関数Ｃの適用方法について述べる。適用方法としては２通り考えられ、１つは元工程で補正可能な場合の適用方法Ａであり、もう１つは元工程で補正不可能な場合の適用方法Ｂである。
【０１７７】
ここで、元工程（プロセス１、露光装置１１０k）の補正関数Ｃを補正式（イ）とし、現工程（プロセス２、露光装置１１０1）の補正関数Ｃを補正式（ロ）とする。なお、補正式（イ）、（ロ）は、上記で求められた補正関数Ｃ（式（８））を、上述したような補正マップを示す上記式（９）〜（１１）に変換したものとする。
【０１７８】
＜適用方法Ａ：元工程で補正可能＞
まず、元工程では、上記補正式（イ）で補正を行い、次の現工程では上記補正式（ロ）で補正を行う。
【０１７９】
＜適用方法Ｂ：元工程で補正不可能＞
まず、上記補正式（イ）、（ロ）を用いて、以下の補正式（ハ）を作成する。
補正式（ハ）＝−補正式（イ）＋補正式（ロ）
そして、現工程では、下式で示される「レチクルステージ目標軌道」を用いてレチクルステージ位置を制御する。
レチクルステージ目標軌道＝目標軌道−補正式（ハ）
【０１８０】
ところで、上記実施形態では、最小二乗近似の際に採用する式を、上記式（１）又は上記式（７）としたが、次式としても良い。
【０１８１】
【数１３】
2005166951.tif 000015
ｇ1〜ｇ6は、レチクルステージＲＳＴのＸ位置Ｘpのべき乗を含む項の係数である。すなわち、最小二乗近似を求める際には、レチクルステージＲＳＴのＸ位置Ｘpのべき乗の項も考慮した上で、補正関数の各係数を求めることができる。なお、露光装置１１０1の投影光学系ＰＬが像歪み補正能力を有している場合には、レチクルステージＲＳＴのＸ位置Ｘpのべき乗の項の成分に関しては、投影光学系ＰＬの像歪み補正により対応することが可能である。
【０１８２】
また、上記実施形態では、元工程が、露光装置１１０2〜１１０Nのいずれかで行われ、現工程が、露光装置１１０1で行われる場合に、その露光装置１１０1での走査露光の際に、補正関数を適用したが、ホスト１６０が、あるウエハの元工程を、露光装置１１０1で行い、現工程を露光装置１１０2〜１１０Nのいずれかで行うことを決定している場合には、その元工程での露光装置１１０1での走査露光の際に、補正関数を適用するようにしても良い。すなわち、補正関数は、現工程レイヤの形成の際ではなく、元工程レイヤの形成の際に適用するようにしても良い。
【０１８３】
また、上記実施形態では、計測装置１９０で、計測用レチクルＲTの転写結果における位置ずれ量を計測したが、これに限らず、露光装置１１０kのアライメント検出系ＡＳなどで、位置ずれ量を計測するようにしても良い。
【０１８４】
また、上記実施形態では、アライメント検出系ＡＳとして、ＦＩＡ方式のアライメントセンサを用いたが、前述したように、レーザ光をウエハＷ上の点列状のアライメントマークに照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出するＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式のアライメントセンサや、そのアライメントセンサと上記ＦＩＡ方式とを適宜組み合わせたアライメントセンサにも本発明を適用することは可能である。また、例えばコヒーレントな検出光を被検面のマークに照射し、そのマークから発生する２つの回折光（例えば同次数）を干渉させて検出するアライメントセンサを、単独で、あるいは上記ＦＩＡ方式、ＬＳＡ方式などと適宜組み合わせたアライメントセンサに本発明を適用することは勿論可能である。
【０１８５】
なお、アライメント検出系はオン・アクシス方式（例えばＴＴＬ（Through The Lens）方式など）でも良い。また、アライメント検出系は、アライメント検出系の検出視野内にアライメントマークをほぼ静止させた状態でその検出を行うものに限られるものではなく、アライメント検出系から照射される検出光とアライメントマークとを相対移動させる方式であっても良い（例えば前述のＬＳＡ系や、ホモダインＬＩＡ系など）。かかる検出光とアライメントマークとを相対移動させる方式の場合には、その相対移動方向を、前述の各アライメントマークを検出する際のウエハステージＷＳＴの移動方向と同一方向とすることが望ましい。
【０１８６】
また、投影光学系ＰＬは、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。
【０１８７】
さらに、本発明が適用される露光装置の光源は、ＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2レーザとしたが、他の真空紫外域のパルスレーザ光源であっても良い。この他、露光用照明光として、例えば、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（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。
【０１８８】
この他、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などに本発明を適用しても良い。
【０１８９】
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、並びにアライメント検出系ＡＳ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およ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。
【０１９０】
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、撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシン及び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することができる。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、ホタル石、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。
【０１９１】
また、本発明は、露光装置に限らず、２次元平面内に移動可能なステージに、物体を搭載し、そのステージをその２次元平面内の所定方向に移動させながら、物体に処理を施す装置であれば、適用が可能である。
【０１９２】
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】
【０１９３】
以上述べたように、本発明の露光装置、露光方法及びリソグラフィシステムは、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】
【０１９４】
【図１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】走査露光装置である露光装置１１０1の概略的な構成を示す図である。
【図３】レチクルステージ及びレチクル干渉計を含む平面図である。
【図４】計測用レチクルの一例を示す図である。
【図５】計測用レチクルに形成された計測マークの一例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、自号機のショット歪みを補正するための補正関数を作成するための基準ウエハに対する重ね合わせ露光の露光結果を模式的に示す図であり、図６（Ｂ）は、計測マークの転写結果の拡大図である。
【図７】図７（Ａ）は、計測マークの重ね合わせの結果形成されるＬ／Ｓパターン像の拡大図であり、図７（Ｂ）は、Ｘ軸方向の位置ずれ量を示す、計測マークの重ね合わせの結果形成されるＬ／Ｓパターン像の拡大図である。
【図８】図８（Ａ）は、Ｘ軸方向に関するショット領域の歪み成分と、補正マップとの関係を示す図であり、図８（Ｂ）は、Ｙ軸方向に関するショット領域の歪み成分と、補正マップとの関係を示す図である。
【図９】自号機におけるショット歪み成分をキャンセルするための補正関数Ａを求める際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図１０】号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数Ｂを求める際の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９５】
１９…ステージ制御装置（制御装置）、２０…主制御装置（転写装置、関数作成装置）、１１０1〜１１０N…露光装置、１６０…ホストコンピュータ、１９０…計測装置、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲT…計測用レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷT…基準ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【図１】
2005166951.tif 000016
【図２】
2005166951.tif 000017
【図３】
2005166951.tif 000018
【図４】
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【図５】
2005166951.tif 000020
【図６】
2005166951.tif 000021
【図７】
2005166951.tif 000022
【図８】
2005166951.tif 000023
【図９】
2005166951.tif 000024
【図１０】
2005166951.tif 000025