(57)【要約】【課題】走査露光を行う際のレチクルステージとウエハステージとを高精度に制御する。【解決手段】ステップ７０５において、各ショット領域の往復スキャン中に、ウエハステージの減速を終了する位置と加速を開始する位置との間にずれが生じると判断される場合には、ステップ７０７において、その減速が終了するタイミングと加速を開始するタイミングとが一致するようにウエハステージの速度プロファイルが変更される。そして、ステップ７１１及びステップ７１３において、変更された速度プロファイルにおける減速距離と、初期設定での速度プロファイルにおける距離のずれがキャンセルされるように補正速度プロファイルが生成され、ステップ７１５において、ウエハステージの速度プロファイルがその補正速度プロファイルと合成されることにより、補正される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の速度プロファイルに基づいて２つのステージを所定方向に沿って等速同期移動させる工程を少なくとも２工程行うステージ制御方法であって、
先行する等速同期移動の工程終了後に行われる前記一方のステージの減速が終了する位置と、後に続く等速同期移動の工程に先立って行われる前記一方のステージの加速を開始する位置との間にずれが生じると判断された場合は、前記一方のステージの前記減速が終了するタイミングと、他方のステージが前記先行する等速同期移動の工程終了後に減速を終了させるタイミングとが一致するように前記一方のステージの速度プロファイルを変更する第１ステップと；
前記第１ステップにおいて変更された速度プロファイルにおける前記一方のステージの減速に要する区間の長さと、前記所定の速度プロファイルにおける前記一方のステージの減速に要する区間の長さとの間にずれが生じる場合は、該ずれをキャンセルするように前記一方のステージの速度プロファイルを変更する第２ステップと；を含むステージ制御方法。
【請求項２】
前記第１ステップでは、
前記減速に要する区間における減速度の絶対値の最大値が、前記加速に要する区間における加速度の絶対値の最大値と一致するように、前記一方のステージの速度プロファイルを変更することを特徴とする請求項１に記載のステージ制御方法。
【請求項３】
前記第２ステップでは、
前記減速に要する区間における減速度が、所定のレベルを超えないように、前記一方のステージの速度プロファイルを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ制御方法。
【請求項４】
マスクを保持するマスクステージと、感光物体を保持する物体ステージとを、所定方向に同期移動させた状態で、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する走査露光を行う露光方法であって、
前記物体ステージを前記一方のステージとし、前記マスクステージを前記他方のステージとして請求項１〜３のいずれか一項に記載のステージ制御方法により前記物体ステージを速度制御する際の速度指令群として用いられる速度プロファイルを変更する変更工程と；
前記変更された速度プロファイルに基づいて、前記物体ステージを制御し、前記マスクステージを前記物体ステージに同期移動させた状態で、前記パターンを前記感光物体上に転写する露光工程と；を含む露光方法。
【請求項５】
前記変更工程では、
前記複数の領域のうち、続けて露光対象となる２つの領域の前記所定方向に関する位置ずれに基づいて、前記物体ステージの減速が終了する位置と加速を開始する位置とのずれを算出することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程では、請求項４又は５に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項７】
２つのステージを制御するステージ制御装置であって、
前記２つのステージのうちの一方のステージに対する目標位置と、その位置の計測値との偏差に基づいて、前記一方のステージを制御する第１制御系と；
前記第１制御系から出力される前記一方のステージの位置の計測値に基づいて、他方のステージを制御する際の目標位置を作成する目標位置作成装置と；
前記目標位置作成装置によって作成された目標位置と、前記他方のステージの位置の計測値との偏差に基づいて、前記他方のステージを制御する第２制御系と；を備え、
前記目標位置作成装置は、
前記２つのステージをそれぞれ所定方向に等速同期移動させている間には、前記一方のステージの位置の計測値に基づいて、前記他方のステージを制御する際の目標位置を作成し、
前記２つのステージを前記所定方向に加減速移動させるとともに前記一方のステージを前記所定方向の直交方向に移動させている間には、前記一方のステージの前記所定方向及び前記直交方向に関する位置の計測値と、前記一方のステージの前記直交方向に関する推定位置とに基づいて、前記他方のステージを制御する際の前記所定方向及び前記直交方向に関する目標位置を作成するステージ制御装置。
【請求項８】
前記目標位置作成装置は、
前記２つのステージを前記所定方向に加減速させるとともに前記一方のステージを前記所定方向の直交方向に移動させている間には、前記一方のステージの前記所定方向及び前記直交方向に関する位置の計測値に対応する前記他方のステージの前記直交方向に関する目標位置から、前記一方のステージの前記直交方向に関する推定移動距離に対応する前記他方のステージの移動距離を差し引くことによって得られる位置を、前記他方のステージの前記直交方向に関する目標位置とすることを特徴とする請求項７に記載のステージ制御装置。
【請求項９】
マスクを保持するマスクステージと、感光物体を保持する物体ステージとを、所定方向に同期移動させた状態で、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する走査露光を行う露光装置であって、
前記物体ステージを前記一方のステージとし、前記マスクステージを前記他方のステージとする請求項７又は８に記載のステージ制御装置と；
前記ステージ制御装置により、前記マスクステージ及び前記物体ステージが制御された状態で、前記パターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する転写装置と；を備える露光装置。
【請求項１０】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程では、請求項９に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ制御方法、露光方法、ステージ制御装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、所定の速度プロファイルに基づいて２つのステージを所定方向に沿って等速同期移動させる工程を少なくとも２工程行うステージ制御方法、該ステージ制御方法を用いる露光方法、２つのステージを制御するステージ制御装置及び該ステージ制御装置を用いる露光装置、並びに前記露光方法又は前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）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）や、このステッパに改良を加えたステップ・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）等の逐次移動型の投影露光装置（以下、「走査型露光装置」と略述する）が主として用いられている。
【０００３】
かかる走査型露光装置においては、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走査方向に等速同期移動させた状態で露光を行う、いわゆる走査露光を行っている。そのため、露光中における両ステージの同期ずれの発生を防止することが必要である。
【０００４】
この同期ずれの発生を防止するためには、例えば、レチクルステージをウエハステージに常時同期させておくことが考えられる。しかしながら、ウエハＷ上の複数のショット領域に対して連続的に露光を行なうため、露光対象のショット領域を変更するに際し、ウエハステージを２次元平面内で随時ステッピングさせる必要があるのに対し、レチクルステージに関しては、レチクルのパターンの転写状態を各ショット領域で均一とするために、往復スキャン中のレチクルステージの軌跡を一定に保つ必要がある。
【０００５】
そこで、走査型露光装置においては、少なくとも露光中（すなわち等速同期移動中）或いはその前後だけレチクルステージをウエハステージに同期させ、両ステージの減速動作及びウエハステージのステッピング動作を行う際には、レチクルステージとウエハステージとを独立して動作させるようにしていた。
【０００６】
また、ウエハ上に形成すべき同一行（走査方向を、行が変化する方向とする）のショット領域の位置は、走査方向に関して完全に同一であるとは限らない。この場合、両ステージの往復スキャンを繰り返しつつ、同一行のショット領域の露光を連続的に行おうとすると、往路のステージの減速が終了する位置と、復路のステージの加速を開始する位置とがずれてしまうため、往路のステージの減速が終了するタイミングと復路のステージの加速を開始するタイミングとを一致させることができず、最大加速度でステージを反転させること（このような反転が、スループットの観点から、最も望ましいとされている）が困難となる。
【０００７】
この場合、走査露光中のウエハステージの移動経路を多少変更することにより、往路の減速が終了するタイミングと復路の加速を開始するタイミングとを一致させることは可能である。しかしながら、このウエハステージの移動経路を変更すると、減速時には両ステージが独立して動作するため、ウエハステージの減速が終了するタイミングと、レチクルステージの減速が終了するタイミングとがずれてしまうこともあり、このずれが、両ステージの露光中の同期ずれにつながってしまう可能性があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、２つのステージを高精度に制御することができるステージ制御方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高精度な露光を実現することができる露光方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第３の目的は、２つのステージを高精度に制御することができるステージ制御装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第４の目的は、高精度な露光を実現することができる露光装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第５の目的は、デバイスの生産性の向上を図ることができるデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、所定の速度プロファイルに基づいて２つのステージを所定方向に沿って等速同期移動させる工程を少なくとも２工程行うステージ制御方法であって、先行する等速同期移動の工程終了後に行われる前記一方のステージの減速が終了する位置と、後に続く等速同期移動の工程に先立って行われる前記一方のステージの加速を開始する位置との間にずれが生じると判断された場合は、前記一方のステージの前記減速が終了するタイミングと、他方のステージが前記先行する等速同期移動の工程終了後に減速を終了させるタイミングとが一致するように前記一方のステージの速度プロファイルを変更する第１ステップと；前記第１ステップにおいて変更された速度プロファイルにおける前記一方のステージの減速に要する区間の長さと、前記所定の速度プロファイルにおける前記一方のステージの減速に要する区間の長さとの間にずれが生じる場合は、該ずれをキャンセルするように前記一方のステージの速度プロファイルを変更する第２ステップと；を含むステージ制御方法である。
【００１４】
これによれば、第１ステップにおいて、先行する等速同期移動の工程終了後に行われる一方のステージの減速を終了する位置（減速終了位置）と、後に続く等速同期移動の工程に先立って行われる前記一方のステージの加速を開始する位置（加速開始位置）との間にずれが生じる場合には、その減速が終了するタイミングと、他方のステージが先行する等速同期移動の工程終了後に減速を終了させるタイミングとが一致するように、一方のステージの速度プロファイルが変更される。このようにすれば、両ステージの加速を開始するタイミングが常に一致するようになる。
【００１５】
しかしながら、一方のステージの速度プロファイルを変更すると、その速度プロファイルにおける減速に要する区間の長さ（減速距離）も変化してしまい、結果的に減速終了位置と加速開始位置との間にずれが残ってしまう。そこで、第２ステップにおいて、変更された速度プロファイルにおける減速距離と、所定の速度プロファイルにおける減速距離とのずれがキャンセルされるように、一方のステージの速度プロファイルが変更される。以上のステップにより、両ステージの加速を開始するタイミングが常に一致するようになるので、両ステージの等速同期移動における同期ずれを防止し、２つのステージを高精度に制御することができる。
【００１６】
なお、「２つのステージの等速同期移動」とは、ここでは、各ステージを一定速度（等速）で、同期移動することを意味し、２つのステージがともに同じ速度で同期移動をする場合に限られるものではない。すなわち、各ステージの移動速度は異なっていても、その速度比が一定であればよい。
【００１７】
この場合、請求項２に記載のステージ制御方法のごとく、前記第１ステップでは、前記減速に要する区間における減速度の絶対値の最大値が、前記加速に要する区間における加速度の絶対値の最大値と一致するように、前記一方のステージの速度プロファイルを変更することとすることができる。
【００１８】
上記請求項１又は２に記載のステージ制御方法において、請求項３に記載のステージ制御方法のごとく、前記第２ステップでは、前記減速に要する区間における減速度が、所定のレベルを超えないように、前記一方のステージの速度プロファイルを変更することとすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、マスクを保持するマスクステージと、感光物体を保持する物体ステージとを、所定方向に同期移動させた状態で、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する走査露光を行う露光方法であって、前記物体ステージを前記一方のステージとし、前記マスクステージを前記他方のステージとして請求項１〜３のいずれか一項に記載のステージ制御方法により前記物体ステージを速度制御する際の速度指令群として用いられる速度プロファイルを変更する変更工程と；前記変更された速度プロファイルに基づいて、前記物体ステージを制御し、前記マスクステージを前記物体ステージに同期移動させた状態で、前記パターンを前記感光物体上に転写する露光工程と；を含む露光方法である。
【００２０】
かかる場合には、請求項１〜３のいずれか一項に記載のステージ制御方法により、マスクステージを物体ステージに同期移動させた状態で、パターンを感光物体上に転写することができるため、高精度な露光を実現することができる。
【００２１】
この場合、請求項５に記載の露光方法のごとく、前記変更工程では、前記複数の領域のうち、続けて露光対象となる２つの領域の前記所定方向に関する位置ずれに基づいて、前記物体ステージの減速が終了する位置と加速を開始する位置とのずれを算出することとすることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、前記リソグラフィ工程では、請求項４又は５に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項４又は５に記載の露光方法を用いて露光を行なうため、高精度な露光を実現することができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、２つのステージを制御するステージ制御装置であって、前記２つのステージのうちの一方のステージに対する目標位置と、その位置の計測値との偏差に基づいて、前記一方のステージを制御する第１制御系と；前記第１制御系から出力される前記一方のステージの位置の計測値に基づいて、他方のステージを制御する際の目標位置を作成する目標位置作成装置と；前記目標位置作成装置によって作成された目標位置と、前記他方のステージの位置の計測値との偏差に基づいて、前記他方のステージを制御する第２制御系と；を備え、前記目標位置作成装置は、前記２つのステージをそれぞれ所定方向に等速同期移動させている間には、前記一方のステージの位置の計測値に基づいて、前記他方のステージを制御する際の目標位置を作成し、前記２つのステージを前記所定方向に加減速移動させるとともに前記一方のステージを前記所定方向の直交方向に移動させている間には、前記一方のステージの前記所定方向及び前記直交方向に関する位置の計測値と、前記一方のステージの前記直交方向に関する推定位置とに基づいて、前記他方のステージを制御する際の前記所定方向及び前記直交方向に関する目標位置を作成するステージ制御装置である。
【００２４】
これによれば、目標位置作成装置は、一方のステージを所定方向の直交方向に移動させている間には、一方のステージの所定方向及び直交方向に関する位置の計測値と、一方のステージの直交方向に関する推定位置とに基づいて、前記他方のステージを制御する際の前記所定方向及び前記直交方向に関する目標位置を作成している。すなわち、例えば、一方のステージの直交方向に関する推定変位に基づいて算出される他方のステージの移動距離を一方のステージの直交方向に関する位置の計測値からキャンセルした状態で、他方のステージの直交方向に関する目標位置を作成している。このようにすれば、他方のステージは、その一方のステージの直交方向に関する所定の移動に対しては不感となり、一方のステージが等速同期移動の移動方向である所定方向以外に移動中であっても、他方のステージを一方のステージに常時同期させた状態で、両ステージの複数回の等速同期移動を実現することができる。これにより、両ステージの同期ずれを防止することができるため、２つのステージを高精度に制御することが可能となる。
【００２５】
この場合、請求項８に記載のステージ制御装置のごとく、前記目標位置作成装置は、前記２つのステージを前記所定方向に加減速させるとともに前記一方のステージを前記所定方向の直交方向に移動させている間には、前記一方のステージの前記所定方向及び前記直交方向に関する位置の計測値に対応する前記他方のステージの前記直交方向に関する目標位置から、前記一方のステージの前記直交方向に関する推定移動距離に対応する前記他方のステージの移動距離を差し引くことによって得られる位置を、前記他方のステージの前記直交方向に関する目標位置とすることとすることができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、マスクを保持するマスクステージと、感光物体を保持する物体ステージとを、所定方向に同期移動させた状態で、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する走査露光を行う露光装置であって、前記物体ステージを前記一方のステージとし、前記マスクステージを前記他方のステージとする請求項７又は８に記載のステージ制御装置と；前記ステージ制御装置により、前記マスクステージ及び前記物体ステージが制御された状態で、前記パターンを前記感光物体上の複数の領域に転写する転写装置と；を備える露光装置である。かかる場合には、請求項７又は８に記載のステージ制御装置を用いて、マスクステージと物体ステージとの制御を行った状態で、感光物体上にパターンを転写することができるようになるため、高精度な露光を実現することができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、前記リソグラフィ工程では、請求項９に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項９に記載の露光装置を用いて露光を行なうため、高精度な露光を実現することができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
≪第１の実施形態≫
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。
【００２９】
図１には、本発明のステージ制御方法が適用される第１の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、照明系ＩＯＰ、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感光物体としてのウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、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。
【００３０】
露光装置１００は、投影光学系ＰＬを中心に構成されている。そこで、以下では、その投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する平面内でレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とが相対走査する走査方向をＹ軸方向、該Ｙ軸に直交する非走査方向をＸ軸方向として、説明を行う。
【００３１】
前記照明系ＩＯＰ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。
【００３２】
この照明系ＩＯＰでは、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上で、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軸方向に細長い矩形状の照明領域）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。
【００３３】
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含む不図示のレチクルステージ駆動系によって、照明系ＩＯＰ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、走査方向であるＹ軸方向に、設定された走査速度で駆動可能となっている。
【００３４】
レチクルステージＲＳＴの上面には、移動鏡３８が設けられており、この移動鏡３８に対向した位置には、該移動鏡３８に対してレーザビームを投射し、その反射光を受光することによりレチクルステージＲＳＴの位置を検出するレチクルレーザ干渉計４０（以下、「レチクル干渉計４０」と略述する）が設けられている。
【００３５】
ここで、実際には、図２（Ａ）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１のレチクル干渉計４０を構成するレチクルＸ軸干渉計４０Ｘ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４０ＹL，４０ＹRがそれぞれ設けられている。レチクルＸ軸干渉計４０Ｘ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４０ＹL，４０ＹR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。
【００３６】
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４０ＹL，４０ＹR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。
【００３７】
上記３軸のレチクル干渉計の出力は、図１に示されるように、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４０Ｘの出力（ＲX）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４０ＹL，４０ＹRそれぞれの出力（ＲL，ＲR）の平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ位置を算出し、干渉計４０ＹL，４０ＹRの出力の差分と、レーザビームＬＲL，ＬＲR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するようになっている。
【００３８】
図１に戻り、投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率β（ここでは、β＝１／４とする）を有する屈折光学系が用いられている。このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによって、レチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲのパターンが照明されると、レチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が投影光学系ＰＬを介して前記照明領域と共役なウエハＷ上の露光領域ＩＡに投影され、ウエハＷ表面のフォトレジスト層に転写されるようになっている。
【００３９】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置されている。そして、このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ（不図示）が載置されており、このウエハホルダ上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハステージＷＳＴは、不図示のウエハステージ駆動系により、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。
【００４０】
ウエハステージＷＳＴ上には、移動鏡４６が設けられており、この移動鏡４６にレーザビームを投射し、その反射光を受光することによりウエハステージＷＳＴの位置を検出するウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と略述する）４８が、移動鏡４６に対向して設けられている。ここで、実際には、図２（Ｂ）の平面図に示されるように、ウエハステージＷＳＴの上面のＸ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部にはＹ軸方向を長手方向とするＸ軸移動鏡４６Ｘが固定され、Ｙ軸方向の一側（＋Ｙ側）の端部にはＸ軸方向を長手方向とするＹ軸移動鏡４６Ｙ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４６Ｘに対向した位置には、図１のウエハ干渉計４８を構成するウエハＸ軸干渉計４８Ｘが設けられ、Ｙ軸移動鏡４６Ｙに対向した位置には、ウエハ干渉計４８を構成するウエハＹ軸干渉計４８Ｙが設けられている。移動鏡４６Ｘには、ウエハＸ軸干渉計４８Ｘから、Ｘ軸に平行な光路に沿って間隔ＤでレーザビームＬＷＸB及びＬＷＸMがそれぞれ照射され、移動鏡４６Ｙには、Ｙ軸に平行な光路に沿ってレーザビームＬＷＸB，ＬＷＸMと同じ間隔Ｄで２本のレーザビームＬＷＹL及びＬＷＹRがそれぞれ照射されている。この場合、２本のレーザビームＬＷＸB，ＬＷＸMは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸から等距離（Ｄ／２）にあり、２本のレーザビームＬＷＹL、ＬＷＹRは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸から等距離（Ｄ／２）にある。
【００４１】
なお、ウエハステージＷＳＴ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４６の代わりに用いても良い。このとき、ウエハステージＷＳＴのＸ，Ｙ方向の位置及びＺ軸回り（ＸＹ面内で）の回転量（ヨーイング量）に加えて、ウエハＸ軸干渉計４８Ｘを用いてＹ軸回り（ＺＸ面内で）の回転量（ローリング量）を計測し、ウエハＹ軸干渉計４８Ｙを用いてＸ軸回り（ＹＺ面内で）の回転量（ピッチング量）を計測することが好ましい。また、ウエハステージＷＳＴに斜設される反射面と、投影光学系ＰＬの保持部材（不図示）に設けられる反射面とにレーザビームを照射して、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿った方向（Ｚ軸方向）に関するウエハステージＷＳＴの位置（投影光学系ＰＬとの間隔）を計測するウエハ干渉計を設けても良い。
【００４２】
ウエハＸ軸干渉計４８Ｘの出力（ＷＸB，ＷＸM）及びウエハＹ軸干渉計４８Ｙの出力（ＷＹL，ＷＹR）は、図１の主制御装置２０に供給されている。主制御装置２０は、レーザビームＬＷＸB，ＬＷＸMを測長軸とする干渉計の出力（ＷＸB，ＷＸM）の平均値に基づいてウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測し、レーザビームＬＷＹL，ＬＷＹRを測長軸とする２つのＹ軸干渉計の出力（ＷＹL，ＷＹR）の平均値に基づいてウエハステージＷＳＴのＹ位置を計測し、レーザビームＬＷＸBを測長軸とするＸ軸干渉計４８Ｘの出力（ＷＸB）とレーザビームＬＷＸMを測長軸とするＸ軸干渉計４８Ｘの出力（ＷＸM）との差と、間隔Ｄとに基づいてウエハステージＷＳＴのＸＹ面内での回転角を算出するようになっている。
【００４３】
制御系は、図１中、主制御装置２０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）、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。
【００４４】
また、主制御装置２０には、読み書き可能な記憶装置８８、不図示の表示装置及び入力装置が併設されている。記憶装置８８には、露光装置１００の動作を規定する装置パラメータ（例えば後述する速度プロファイルを生成するための条件となるスキャン速度、整定時間などを含む）などが記憶されており、主制御装置２０は、その記憶装置８８に記憶された装置パラメータに基づいて各種動作を行う。また、主制御装置２０の処理結果として得られる情報を保存する際にも、この記憶装置８８が用いられる。また、表示装置としては、例えばＣＲＴディスプレイや液晶表示装置が用いられ、入力装置としては、キーボードやマウス等のポインティングデバイス等が用いられる。
【００４５】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを制御するステージ制御系を含んで構成されている。このステージ制御系は、例えば、不図示のウエハステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴを−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に所定の走査速度（スキャン速度）で走査するのと同期して、不図示のレチクルステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴを所定の走査速度で＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に走査し、この際に生ずるウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの相対速度誤差（同期誤差）をできるだけ吸収し、レチクルＲとウエハＷとの速度比が４：１になるように両ステージＷＳＴ，ＲＳＴを制御する。これにより、転写装置としての主制御装置２０の制御の下、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬにより照明される領域であるスリット状の照明領域ＩＡＲに対して、レチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に走査されるのと同期して、その照明領域ＩＡＲと共役な露光領域ＩＡに対してウエハＷが投影光学系ＰＬの投影倍率１／４に応じた速度で−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に走査された状態で、レチクルＲのパターン形成面に形成されたパターンがウエハＷ上のショット領域に逐次転写される。
【００４６】
ここで、複数のショット領域を順次露光する場合のウエハステージＷＳＴの動作について説明する。図３には、連続して露光対象となる、隣接するショット領域（ファーストショットＳＡ1、セカンドショットＳＡ2、…）が図示されている。
【００４７】
この図３において太線で示される軌跡は、露光領域ＩＡの中心Ｐ（すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）のウエハＷに対する相対移動の軌跡を示す。なお、実際には、固定された露光領域ＩＡに対しウエハステージＷＳＴが移動するのであるが、図３では、説明を分かり易くするために、露光領域ＩＡの中心ＰがウエハＷ上を移動するものとし、その移動の軌跡を示している。また、ショット領域のＹ軸方向に関するショット長をＬscanとし、Ｘ軸方向に関する各ショットの中心間の距離をＬstepとする。また、露光領域ＩＡのＹ軸方向に関する幅をＬslitとする。
【００４８】
図３に示されるように、前提として、露光領域ＩＡの中心Ｐが点Ｏ、すなわちショット領域ＳＡ1を露光するための加速開始位置Ｏに位置しているものとする。ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向への加速移動を開始すると、露光領域ＩＡは、ウエハＷ上をショット領域ＳＡ1の方向（−Ｙ方向）に進むようになる。ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向の移動速度が所定のスキャン速度（これをＶscanとする）に到達すると、ウエハステージＷＳＴは、その＋Ｙ方向の加速度が０となって、スキャン速度Ｖscanを維持したまま、＋Ｙ方向に進むようになり、これにより、露光領域ＩＡはそのスキャン速度Ｖscanで、ウエハＷに対して−Ｙ方向に進むようになる。そして、ウエハステージＷＳＴがスキャン速度Ｖscanに到達してから整定時間（Ｔsettとする）経過後、露光領域ＩＡが、ショット領域ＳＡ1にさしかかるようになると、露光領域ＩＡとショット領域ＳＡ1とが重なった部分に対し、主制御装置２０の制御の下、照明系ＩＯＰにより照明光ＩＬの照射が開始され、露光が開始されるようになる。
【００４９】
そして、露光領域ＩＡとショット領域ＳＡ1とが重なっている間は、ウエハステージＷＳＴは、スキャン速度Ｖscanを維持したまま＋Ｙ方向に進み、その重なっている部分に対し照明光ＩＬが照射される。そして、露光領域ＩＡが、ショット領域ＳＡ1から完全に−Ｙ側に抜けて点Ａ（露光終了位置）に到達してから戻り整定時間（整定時間と同じＴsettとする）を経過するまでは、ウエハステージＷＳＴは、＋Ｙ方向への移動に関しては、スキャン速度Ｖscanを維持しつつ移動し続けるが、それと同時に、ステッピング動作を開始し、−Ｘ方向にも移動するようになる。これにより、露光領域ＩＡは、−Ｙ方向に移動し続けるとともに、＋Ｘ方向にも移動する。そして、戻り整定時間Ｔsett経過後、ウエハステージＷＳＴは、＋Ｙ方向に対して減速を開始し、＋Ｙ方向に関する速度が０になると、速やかに−Ｙ方向への加速を開始する（図３では、Ｙ軸方向の減速が終了したときの露光領域ＩＡの中心Ｐは点Ｂで示される）。
【００５０】
ウエハステージＷＳＴの−Ｙ方向への加速により、露光領域ＩＡの中心Ｐは、ショット領域ＳＡ2の方向（＋Ｙ方向）に進むようになる。そして、ウエハステージＷＳＴは、最終的にＸ軸方向にステップ長Ｌstepだけ移動し、点Ｃに到達するとＸ軸方向への移動を停止する。さらに、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ方向の移動速度がスキャン速度−Ｖscanに到達すると、−Ｙ方向に対する加速を停止するので、露光領域ＩＡはそのスキャン速度ＶscanでウエハＷに対して＋Ｙ方向に進むようになる。そして、ウエハステージＷＳＴがスキャン速度−Ｖscanに到達してから整定時間Ｔsett経過後、露光領域ＩＡの中心Ｐが、ショット領域ＳＡ2にさしかかるようになると、主制御装置２０の制御の下、照明系ＩＯＰにより照明光ＩＬの照射が開始され、ショット領域ＳＡ1のときと同様にして、ショット領域ＳＡ2に対する露光が開始されるようになる。以降、ショット領域ＳＡ1を露光した時及び露光した後と同様にして、ショット領域ＳＡ2に対する露光とウエハステージＷＳＴ（すなわち露光領域ＩＡ）の加減速制御とが実行され、さらに、ショット領域ＳＡ3以降のショット領域ＳＡk（ｋ＝３，４，…）の走査露光が継続して行われるようになる。
【００５１】
このようなウエハステージＷＳＴの動作に対し、レチクルステージＲＳＴは、主制御装置２０（ステージ制御系）の制御により、ウエハステージＷＳＴに対して同期移動するように制御される。すなわち、ウエハステージＷＳＴがＹ軸方向（＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）に対して加速を開始したとき（例えば、露光領域ＩＡの中心Ｐが点Ｏ又は点Ｂにあるとき）から、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴの移動方向とは反対の方向に、ウエハステージＷＳＴの４倍の速度比で等速同期移動するように制御される。
【００５２】
ウエハステージＷＳＴは、露光が終了した時点（例えば、露光領域ＩＡの中心に点Ａがあるとき）から次のショット領域を露光するため、Ｘ軸方向に対してステッピング動作を行う必要がある。これに対し、レチクルステージＲＳＴは、次のショット領域を露光する際も、今回のショット領域と同じパターンを逆方向に走査すればよいのでステッピング移動を行なう必要はない。したがって、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴが、露光終了位置（例えば、点Ａ）から、加速開始位置（例えば、点Ｂ）に移動するまでは、ウエハステージＷＳＴに同期移動せず、Ｙ軸方向のみの加減速（ショット領域ＳＡ1の露光と次のショット領域ＳＡ2の露光との間における、−Ｙ方向に関する減速と＋Ｙ方向に関する加速）のみを行う。ただし、この場合でも、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴにおいて、それぞれの加減速のタイミングをある程度一致させておかないと、次のショット領域ＳＡ2の露光の際にレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期ずれが発生し、パターンをウエハＷ上に精度良く転写することができなくなってしまう。そのため、ウエハステージＷＳＴの加速を開始するタイミングと、レチクルステージＲＳＴの加速を開始するタイミングとを一致させることが重要である。
【００５３】
ここで、本第１の実施形態におけるショット領域ＳＡ1，ショット領域ＳＡ2に対する一連の走査露光でのウエハステージＷＳＴの加減速制御について詳細に説明する。図４（Ａ）には、走査露光中のウエハステージＷＳＴの走査方向（Ｙ軸方向）に関するジャーク（ｊｅｒｋ）曲線Ｊy（ｔ）が実線で示され、非走査方向（Ｘ軸方向）に関するジャーク曲線Ｊx（ｔ）が点線で示されている。ここで、ジャークとは、加速度が変化する割合、すなわち時間による位置の３階微分のことである。
【００５４】
また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に対応するウエハステージＷＳＴの走査方向に関する加速度曲線Ａy（ｔ）が実線で示され、非走査方向に関する加速度曲線Ａx（ｔ）が点線で示されている。また、図４（Ｃ）には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に対応するウエハステージＷＳＴの走査方向に関する速度曲線Ｖy（ｔ）が実線で示され、非走査方向に関する速度曲線Ｖx（ｔ）が点線で示されている。また、これら図４（Ａ）〜図４（Ｃ）において、横軸は時間ｔを示す。
【００５５】
上述したように、本第１の実施形態では、ショット領域ＳＡ1、ショット領域ＳＡ2に対し順次走査露光を行い、その走査露光中には、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを、等速同期移動させて、往復スキャンを行う。このとき、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの高精度な等速同期移動を実現するためには、その等速同期移動前後におけるＹ軸方向に対する両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの加減速を滑らかに行う必要がある。したがって、露光装置１００においては、図４（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関するジャークを、±Jaを上限下限として、一定の傾きで増減させることにより、加速度が連続的に変化するようにしている。また、ジャークの増減後はジャークの値を０に維持することにより、図４（Ｂ）に示されるように加速度（又は減速度）をあるレベル（±Ａmax）に飽和させ、ウエハステージＷＳＴに対する加速度（又は減速度）を制限している。
【００５６】
図４（Ｃ）に示される時点ｔ1は、露光領域ＩＡの中心Ｐが、図３に示される点Ａに到達した時刻を示す。この時点ｔ1から時点ｔ2までの時間が、戻り整定時間Ｔsettである。図４（Ｃ）に示されるように、走査露光終了後の戻り整定時間Ｔsett中は、前述のように、ウエハステージＷＳＴは、Ｙ軸方向に関してはスキャン速度Ｖscanでの移動を維持するとともに、Ｘ軸方向に関しては一定の傾きでジャークを増加させ、その後一定の傾きで減少させていくジャーク曲線Ｊx（ｔ）に基づいて、加速度を大きくしながら−Ｘ方向への加速移動を開始していく（図４（Ｂ）のＡx（ｔ）、図４（Ｃ）のＶx（ｔ）参照）。
【００５７】
そして、その時点ｔ2を経過した後は、ウエハステージＷＳＴは、ジャーク曲線Ｊy（ｔ）に基づいて一定の傾きでジャークを負の方向に大きくし、Ｙ軸方向の減速度Ａy（ｔ）を徐々に大きくしていきながら、減速を開始する。そして、ジャークの値が−Ｊaに達すると、今度はジャーク曲線Ｊy（ｔ）に従ってジャークを一定の傾きで小さくし、減速度Ａy（ｔ）の傾きを小さくしていき、ジャークの値が０となったところで、ジャークの値をそのまま０に維持し、減速度Ａy（ｔ）を−Ａmaxに飽和させたまま減速を継続する。そして、ウエハステージＷＳＴの減速度Ａy（ｔ）をそのまま−Ａmaxに維持し続けると、ウエハステージＷＳＴの速度Ｖy（ｔ）は時点ｔ3で０となり、逆方向（−Ｙ方向）への加速を開始するようになる（この場合、維持させている減速度−Ａmaxは、そのまま逆方向の加速度となる）。そして、一定の加速度（−Ａmax）での加速を一定時間継続した後、Ｙ軸方向に関する加速度が小さくなるように、一定の傾きでジャークを大きくし、ジャークの値がＪaとなり、ウエハステージＷＳＴの加速度Ａy（ｔ）が、−Ａmaxの１／２となると、今度は、一定の傾きでジャークＪy（ｔ）を小さくする。そして、ジャークＪy（ｔ）が０となり、加速度Ａy（ｔ）が０となった時点ｔ4で、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する移動速度Ｖy（ｔ）がスキャン速度−Ｖscanに到達するようになる。一方、Ｘ軸方向のステップ移動に関しても、一定の傾きでジャークＶx（ｔ）を増減させ、移動速度Ｖx（ｔ）を単調増加、単調減少させて、少なくとも時点ｔ4までには、ステッピング移動を終了させるようにする。時点ｔ4から整定時間Ｔsett経過後、そのスキャン速度−Ｖscanでショット領域ＳＡ2に対する露光が行われる。
【００５８】
上述のように、往復スキャン中のウエハステージＷＳＴの反転は、スループットの観点から、最大加速度を維持した状態で行われる。すなわち、ウエハステージＷＳＴの減速が終了するタイミングと、加速を開始するタイミングとが一致した状態で、ウエハステージＷＳＴが反転するようになる。本第１の実施形態では、ウエハステージＷＳＴの速度プロファイルの変更を行うが、ウエハステージＷＳＴの減速が終了するタイミングと、加速を開始するタイミングとは、速度プロファイル変更後も必ず一致させるものとする。
【００５９】
なお、レチクルステージＲＳＴに関する加減速については、Ｙ軸方向に関しては、最大スキャン速度がウエハステージＷＳＴの４倍（±Ｖscan×４）となるが、そのＹ軸方向に関する速度曲線は、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されるジャーク曲線Ｊy（ｔ）、加速度曲線Ａy（ｔ）、速度曲線Ｖy（ｔ）とほぼ同等の加減速を行う曲線となる（レチクルステージＲＳＴは、ステッピング移動を行わないので、速度曲線Ｖx（ｔ）に示されるようなＸ軸方向の速度プロファイルに基づく動作を行わない）。そして、前述したように、ウエハステージＷＳＴが加速を開始するタイミングと、レチクルステージＲＳＴが加速を開始するタイミングとを一致させる必要があるため、レチクルステージＲＳＴの加速開始時点も図４（Ｃ）に示される時点ｔ3となっている。
【００６０】
ところで、上述のようなウエハステージＷＳＴの加減速を実現するには、まず、その加減速を行わせるための速度指令プロファイルを生成する必要がある。すなわち、露光装置１００では、例えば、図４（Ｃ）に示されるような速度プロファイルを示す速度曲線を予め生成しておき、その曲線が示すその時点での速度の値を、ウエハステージＷＳＴの速度指令として、ウエハステージＷＳＴの速度制御を行なうのである。
【００６１】
図５には、主制御装置２０内に構成された、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの制御を行うステージ制御系の機能ブロック図が示されている。この図５は、図１の主制御装置２０を構成するマイクロプロセッサにより実行される、種々の制御プログラム（ソフトウェア）によって実現される機能をブロック化して示したものである。なお、図５に示される各構成要素を対応する個々のハードウェアにて構成しても良いことは勿論である。
【００６２】
このステージ制御系は、ウエハステージＷＳＴの速度指令群である速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部５１と、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系に対する指令値を算出して、ウエハステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴを制御するウエハステージ制御部５２と、ウエハ干渉計４８から得られるウエハステージＷＳＴの位置に基づいて、後述する行列式を用いてレチクルステージＲＳＴの同期位置を演算する同期位置演算部６２と、露光終了後から次のショット領域に対する露光のための加速開始までの減速時のレチクルステージＲＳＴの速度指令群である減速プロファイルを生成する減速プロファイル生成部６１と、同期位置演算部６２の演算結果である同期位置又は減速プロファイル生成部６１から出力される速度指令の積分値に基づいてレチクルステージ駆動系への指令値を算出し、レチクルステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴを制御するレチクルステージ制御部６０と、そのレチクルステージ制御部６０への入力を切り替える切り替え部７６と、ウエハ干渉計４８の計測値を監視する監視部７８と、を備えている。
【００６３】
これを更に詳述すると、前記速度プロファイル生成部５１は、記憶装置８８に記憶されている走査露光の速度プロファイルの生成に必要なスキャン速度Ｖscanや、スキャン長Ｌscanなどの情報に基づいて、走査露光時のウエハステージＷＳＴに対する速度指令群である図４（Ｃ）に示されるＶx（ｔ），Ｖy（ｔ）に対応する速度プロファイルを生成する。そして、速度プロファイル生成部５１は、後述する加速開始位置到達信号が入力されると、速度プロファイルから得られる、その時点に対応する速度プロファイルの値を、各軸方向の速度指令（ＶX，ＶX，ＶY，ＶY）として、サンプリング周期Ｔs毎に出力する。なお、速度プロファイル生成部５１から出力される速度指令の各要素は、ウエハ干渉計４８の４つの計測値（ＷＸB，ＷＸM，ＷＹL，ＷＹR）にそれぞれ対応するものである。
【００６４】
この速度指令は、積分器５３に入力され、この積分器５３による各速度指令の積分値、すなわちウエハステージＷＳＴに対する位置指令（ＷＸB’，ＷＸM’，ＷＹL’，ＷＹR’）がサンプリング周期Ｔs毎に作成され、出力される。この位置指令（ＷＸB’，ＷＸM’，ＷＹL’，ＷＹR’）は、減算器７３に入力されている。そして、この減算器７３には、ウエハ干渉計４８から入力されたウエハステージＷＳＴの位置の計測値（現在位置）（ＷＸB，ＷＸM，ＷＹL，ＷＹR）もサンプリング周期Ｔs毎に入力されており、減算器７３は、ウエハステージＷＳＴに対する位置指令（ＷＸB’，ＷＸM’，ＷＹL’，ＷＹR’）と現在位置（ＷＸB，ＷＸM，ＷＹL，ＷＹR）との偏差（ΔＷＸB，ΔＷＸM，ΔＷＹL，ΔＷＹR）をサンプリング周期Ｔs毎に計算して、出力する。
【００６５】
この減算器７３から出力された、ウエハステージＷＳＴに対する位置指令と現在位置との偏差（ΔＷＸB，ΔＷＸM，ΔＷＹL，ΔＷＹR）は、ウエハステージ制御部５２に入力される。前記ウエハステージ制御部５２は、例えば、上記入力に基づいて（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラ等（いずれも図示せず）によって構成されている。このコントローラの動作により、不図示のウエハステージ駆動系に対する駆動指令が生成され、その駆動指令は、主制御装置２０のインタフェースを介して、ウエハステージ駆動系に出力される。この駆動指令に基づいて、ウエハステージ駆動系が、ウエハステージＷＳＴを駆動制御する。
【００６６】
前記同期位置演算部６２は、ウエハ干渉計４８から得られるウエハステージＷＳＴの現在位置（ＷＸB，ＷＸM，ＷＹL，ＷＹR）に基づいて、次式に示されるような行列式を演算し、その現在位置に対応するレチクルステージＲＳＴの目標値（ＲX’，ＲL’，ＲR’）を、サンプリング周期毎Ｔs毎に演算し、出力する。
【００６７】
【数１】
2005123220.tif 000003
ここで、上記式（１）において、右辺第１項の３行４列の行列は、ウエハ干渉計４８の測長軸に関するウエハステージＷＳＴの位置を、その位置に対応するレチクル干渉計４０の測長軸に関するレチクルステージＲＳＴの同期位置に変換するための変換係数行列であり、右辺第２項の３行１列の行列はオフセットである。上記式（１）をまとめると次式のようになる。
【００６８】
【数２】
2005123220.tif 000004
ここで、Ｒは、レチクルステージＲＳＴの同期位置の列ベクトルを示し、Ａは、３行４列の変換係数行列を示し、Ｗは、ウエハステージＷＳＴの現在位置の列ベクトルを示し、Ｂはオフセットの列ベクトルを示す。
【００６９】
一方、前記監視部７８は、ウエハ干渉計４８から得られるウエハステージＷＳＴの現在位置を監視し、ウエハステージＷＳＴが露光終了位置に到達したか、又は加速開始位置に到達したかを判断している。この監視部７８は、ウエハステージＷＳＴが加速開始位置に到達したと判断した場合には、加速開始位置到達信号を出力する。さらに、ウエハステージＷＳＴが露光終了位置に到達したと判断した場合には、露光終了位置到達信号を出力する。
【００７０】
前記監視部７８から出力された加速開始位置到達信号及び露光終了位置到達信号は、速度プロファイル生成部５１及び減速プロファイル生成部６１に出力されている。この減速プロファイル生成部６１は、露光終了位置到達信号が入力されてから、次に、加速開始位置到達信号が入力されるまで、予め設定されているスキャン速度等の生成条件に基づいて、レチクルステージＲＳＴの制御に用いられる減速プロファイルを生成し、その時点における減速プロファイルが示す速度指令のサンプリング周期Ｔs毎の出力を開始する。減速プロファイル生成部６１から出力された速度指令は、積分器７７で積分され、位置指令となって切り替え部７６に入力される。なお、積分器７７においては、その積分値の初期値を、その時点での同期位置演算部６２から出力される同期位置としている。
【００７１】
前記監視部７８から出力された加速開始位置到達信号及び露光終了位置到達信号は、切り替え部７６にも入力される。この切り替え部７６は、加速開始位置到達信号が入力されると、同期位置演算部６２から出力された同期位置が目標位置指令として減算器７４に入力されるようにし、露光終了位置到達信号が入力されると、積分器７７から出力された位置指令が目標位置指令として減算器７４に入力されるようにする。
【００７２】
減算器７４には、レチクル干渉計４０から得られるレチクルステージＲＳＴの現在位置（ＲX，ＲL，ＲR）もサンプリング周期Ｔs毎に入力されており、減算器７４は、上記目標位置指令と、この現在位置との偏差（ΔＲX，ΔＲL，ΔＲR）を、サンプリング周期Ｔs毎に出力する。
【００７３】
前記レチクルステージ制御部６０は、減算器７４により算出された、レチクルステージＲＳＴの目標値（ＲX’，ＲL’，ＲR’）と、現在位置（ＲX，ＲL，ＲR）との偏差（ΔＲX，ΔＲL，ΔＲR）に対し（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラ等（いずれも図示せず）によって構成されている。このコントローラの動作により、不図示のレチクルステージ駆動系に対する駆動指令が生成され、主制御装置２０のインタフェースを介して、レチクルステージ駆動系に出力される。この駆動指令に基づいて、レチクルステージ駆動系が、レチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００７４】
上述したように、本第１の実施形態では、ウエハ干渉計４８の計測値を監視する監視部７８の制御により、ウエハステージＷＳＴが加速開始位置に到達してから露光終了位置に至るまでは、レチクルステージＲＳＴの制御に用いられるレチクルステージＲＳＴの目標位置指令として、同期位置演算部６２から出力された同期位置が用いられる。また、露光終了位置から加速開始位置に到達するまでの間は、その目標位置指令として、減速プロファイル生成部６１から出力された速度指令の積分により得られる位置指令が用いられる。これは、前述のように、露光終了位置から、加速開始位置に至るまでの間では、レチクルステージＲＳＴをウエハステージＷＳＴから独立して駆動する必要があるためである。
【００７５】
次に、露光装置１００における露光動作の流れについて簡単に説明する。なお、ここでは、ウエハＷ上への１層目の露光がすでに終了しており、２層目以降の露光を行うものとして説明する。
【００７６】
まず、主制御装置２０（図１等参照）の管理の下、不図示のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロード、ウエハロードが行われ、不図示のアライメント系を用いて、レチクルアライメント及び前述したアライメント系のベースライン計測等の準備作業が所定の手順で行われる。
【００７７】
その後、主制御装置２０により、アライメント系を用いて例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示される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が実行される。このようなアライメントの終了後、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が行われる。
【００７８】
図６（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴ上に配置されたウエハＷが示されている。まず、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴを駆動し、図６（Ａ）に示されるようにマトリクス状に配置された区画領域としてのショット領域ＳＡkのうちの、１番目のショット領域（ファーストショット）ＳＡ1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。そして、不図示のレチクルステージ駆動系及びウエハステージ駆動系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ＷＳＴ、ＲＳＴがそれぞれスキャン速度に達し、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴが等速同期状態に達すると、照明光ＩＬ、すなわち紫外パルス光によってレチクル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、照明領域ＩＡＲを、レチクルＲのパターン領域がＹ軸方向に横切って、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に対する走査露光が完了する。
【００７９】
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、ウエハＷ上のショット領域に対する走査露光動作と、ウエハステージＷＳＴのショット間ステッピング動作（及びこれに並行して行われるレチクルステージＲＳＴの反転動作）とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象となる全てのショット領域にレチクルＲの回路パターンがステップ・アンド・スキャン方式で順次転写される。
【００８０】
ところで、図６（Ａ）に示されるように、ウエハＷ上の前工程のショット領域（図６（Ａ）では、点線で示されている）によって規定されるウエハ座標系と、ＸＹ座標系との間には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの保持状態によって、若干の回転ずれθrotが生じるようになる。したがって、今回の露光により形成されるショット領域ＳＡkを元工程のショット領域に精度良く重ねあわせるようにするためには、その回転ずれθrotを考慮した露光を行う必要がある。
【００８１】
例えば、図６（Ｂ）に示されるように、ｎ番目の露光対象であるショット領域ＳＡnの露光終了位置（ショット領域ＳＡnの＋Ｙ側の端部のＹ位置）と、その次の露光対象であるｎ＋１番目の露光対象であるショット領域ＳＡn+1の露光開始位置（ショット領域ＳＡn+1の＋Ｙ側の端部のＹ位置）は、上記回転ずれθrotにより、ＬrotだけＹ軸方向にずれるようになる。また、ｎ＋１番目の露光対象であるショット領域ＳＡn+1の露光終了位置（ショット領域ＳＡn+1の−Ｙ側の端部のＹ位置）と、その次の露光対象であるｎ＋２番目のショット領域ＳＡn+2の露光開始位置（ショット領域ＳＡn+2の−Ｙ側の端部のＹ位置）とは、上記回転ずれθrotにより、ＬrotだけＹ軸方向にずれるようになる。したがって、各ショット領域の露光を行っていく度に、露光開始（終了）位置はＬrotだけずれていくようになり、最終的に、同一行における最初の露光対象のショット領域の露光開始位置と、最後の露光対象となるショット領域の露光開始（終了）位置とは、無視することができない程度にずれるようになる。
【００８２】
上述したように、連続して露光対象となるショット領域ＳＡk間のウエハステージＷＳＴの走査方向（Ｙ軸方向）の反転は、減速度（加速度）を維持したまま行なうようにするのが、スループットの観点から望ましいが、上記回転ずれθrotがあった場合には、ｎ番目のショット領域ＳＡnの露光終了位置と、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1の露光開始位置とのＹ軸方向に関する位置ずれＬrotに伴い、ｎ番目のショット領域ＳＡnの減速終了位置と、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1の加速開始位置もＹ軸方向に関してずれてしまうようになるので、減速度（加速度）を維持したままのステージの反転動作が困難となる。
【００８３】
そこで、本第１の実施形態の露光装置１００では、図６（Ｂ）に示されるように、例えば、ショット領域ＳＡnに対する露光の際にＹ軸方向にウエハステージＷＳＴがスキャン速度Ｖscanで移動する等速移動区間を、Ｌrotだけ延長するようにする。このようにすれば、Ｙ軸方向に関して、ショット領域ＳＡnに対する露光を行う際の減速終了位置と、ショット領域ＳＡn+1に対する露光を行う際の加速開始位置とを一致させることができるので、回転ずれθrotがない場合と同様の加減速が可能となり、減速度（加速度）を維持したままのウエハステージＷＳＴの反転動作が可能となる。
【００８４】
しかしながら、このようにウエハステージＷＳＴのスキャン速度Ｖscanで移動する区間をＬrotだけ増やした場合、図７に示されるように、ウエハステージＷＳＴが減速を開始するタイミングが、そのＬrotに対応する時間ｔrotだけ遅れてしまい、ウエハステージＷＳＴが、等速移動区間延長前と同様な減速を行ったとすると、ウエハステージＷＳＴの速度が０となるタイミング（すなわち加速を開始するタイミング）も時間ｔrotだけずれてしまい、レチクルステージＲＳＴの速度が０となるタイミング（加速を開始するタイミング）と一致しなくなる。
【００８５】
一方、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1の露光終了位置と、ｎ＋２番目のショット領域ＳＡn+2の露光開始位置とのＹ軸方向に関する位置ずれに伴い、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1の減速終了位置と、ｎ＋２番目のショット領域ＳＡn+2の露光開始位置もＹ軸方向に関してＬrotずれてしまうようになる。そこで、本第１の実施形態では、ショット領域ＳＡn+1に対する露光の際にＹ軸方向にウエハステージＷＳＴがスキャン速度−Ｖscanで移動する区間を、Ｌrotだけ短縮するようにする。このようにすれば、Ｙ軸方向に関して、ショット領域ＳＡn+1に対する露光を行う際の減速終了位置と、ショット領域ＳＡn+2に対する露光を行う際の加速開始位置とを一致させることができる。
【００８６】
しかしながら、このようにウエハステージＷＳＴのスキャン速度で移動する区間をＬrotだけ短縮した場合、ウエハステージＷＳＴが減速を開始するタイミングが、そのＬrotに対応する時間ｔrotだけ速くなってしまい、ウエハステージＷＳＴが、等速移動区間短縮前と同様な減速を行ったとすると、ウエハステージＷＳＴの速度が０となるタイミング（すなわち加速を開始するタイミング）も時間ｔrotだけずれてしまい、レチクルステージＲＳＴの速度が０となるタイミング（加速を開始するタイミング）と一致しなくなる。
【００８７】
ウエハステージＷＳＴと、レチクルステージＲＳＴとの同期ずれを防止するためには、ウエハステージＷＳＴの加速を開始するタイミング（すなわち減速を終了するタイミング）と、レチクルステージＲＳＴとの加速を開始するタイミング（すなわち減速を終了するタイミング）とを一致させる必要がある。そこで、本第１の実施形態では、速度プロファイル生成部５１において、ウエハステージＷＳＴの速度指令として用いられる速度プロファイルを生成する場合には、等速移動区間を増減させた場合でも、その速度プロファイルの減速の終了のタイミングを、レチクルステージＲＳＴの速度プロファイルの減速の終了のタイミングに一致させるような条件を求め、その条件に従って、速度プロファイルを生成する。
【００８８】
《速度プロファイルの生成方法》
以下に、速度プロファイルの生成方法について具体的に説明する。図８には、速度プロファイル生成部５１において行われる速度プロファイルの生成処理を示すフローチャートが示されている。まず、この速度プロファイルの生成を行う場合の前提として、記憶装置８８には、以下の表１に示す各項目の初期設定値が記憶されているものとする。
【００８９】
【表１】
2005123220.tif 000005
ここで、ショット長Ｌshot、ステップ長Ｌstep、スリット幅Ｌslit、サンプリング周期Ｔs、スキャン速度Ｖscan、整定時間（戻り整定時間）Ｔsettに関しては、上述したとおりの情報であり、そのウエハＷのショットマップや装置パラメータ等としてすでに規定されているものであり、この速度プロファイルの生成処理においては、初期設定値をそのまま用いるものとする。ウエハ回転量θrotに関しては上述のウエハアライメントによって算出されており、記憶装置８８に記憶されているものとする。
【００９０】
Ja(k)は、ショット領域ＳＡkに対する露光でのスキャン方向におけるジャークの絶対値の最大値を示し、Ａmax(k)は、ショット領域ＳＡkに対する露光でのスキャン方向における最大加速度（絶対値）を示す。ｔa(k)は、ショット領域ＳＡkに対する露光でのジャークが一定の傾きで変化するジャーク変化時間を示し、ｔs(k)は、ショット領域ＳＡkに対する露光での加速度が飽和する加速度飽和時間を示す。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）には、ショット領域ＳＡnに対する露光での減速時間Ｔdec(n)と、ショット領域ＳＡn+1に対する露光での加速時間Ｔacc(n+1)の初期設定値を用いて速度プロファイルを生成したときに得られる、ウエハステージＷＳＴ反転時のジャーク曲線と、加速度曲線と、速度曲線とがそれぞれ示されている。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示される期間は、例えば、ｎ＝１の場合には、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の時点ｔ1〜ｔ4付近に対応している。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示されるように、減速時間Ｔdec(n)は、ジャーク変化時間ｔa(n)と、加速度飽和時間ｔs(n)とに分けることができ、加速時間Ｔacc(n+1)は、ジャーク変化時間ｔa(n+1)と、加速度飽和時間ｔs(n+1)とに分けることができる。また、初期設定では、減速時間Ｔdec(n)と加速時間Ｔacc(n)とは等しくなっているものとする。
【００９１】
本第１の実施形態では、ウエハ回転量θrotに伴いショット領域ＳＡkに対する露光での等速区間がＬrotだけ増減した場合に、ウエハステージＷＳＴの減速を終了するタイミングを、レチクルステージＲＳＴの減速を終了するタイミングに一致させるべく、減速時間Ｔdec(k)の値、すなわちジャーク変化時間ｔa(k)の値と、加速度飽和時間ｔs(k)の値を調整する。
【００９２】
すなわち、本第１の実施形態では、ジャーク変化時間ｔa(k)、加速度飽和時間ｔs(k)の値を、初期設定値から変更することにより、ウエハステージＷＳＴに対する速度指令群である速度プロファイルを、所定の速度プロファイルから、ウエハ回転量θrotに伴う等速区間の増減量Ｌrotに対応する速度プロファイルに変更する。
【００９３】
まず、ステップ７０１において、記憶装置８８から上記表１の各項目の初期設定値を読み込む。そして、ステップ７０３において、ショット領域ＳＡnを露光する際の等速移動区間の長さをＬrotだけ増加させた場合にサンプルずれが発生したか否かを判断する。ここで、サンプルずれとは、ウエハステージＷＳＴが等速移動区間にある間における、図５に示されるステージ制御系におけるサンプリング回数（以下、「サンプリング数」という）が増減することである。
【００９４】
ここで、等速移動区間の長さの増減とサンプリング数の増減との関係について説明する。図１０には、等速移動区間とサンプリング数との相関関係が模式的に示されている。まず、等速移動区間の長さを増減させる前の等速移動区間の長さＬscan_wo_rotは、図１０に示されるように、Ｙ軸方向に関するショット長Ｌshotと、Ｙ軸方向に関する露光領域ＩＡの幅（スリット長）Ｌslitと、整定時間Ｔsett及び戻り整定時間Ｔsett中にウエハステージＷＳＴが移動する距離との和であるため、次式で表される。
【００９５】
【数３】
2005123220.tif 000006
したがって、増減前の等速移動区間の長さＬscan_wo_rotから、その等速移動区間Ｌscan_wo_rotに対応するサンプリング数Ｎscan_wo_rotは、次式のように表される。
【００９６】
【数４】
2005123220.tif 000007
なお、ｆｉｘ（＊）は、零方向への丸めを意味する。上記式（４）のように、等速移動区間Ｌscan_wo_rotから、１サンプリング間にウエハステージＷＳＴが進む距離Ｖscan・Ｔsを除算することによって得られる値に０．５を加算するのは、丸め誤差を最小とするためである。図１０には、このサンプリング数Ｎscan_wo_rotと等速移動区間Ｌscan_wo_rot等との関係の一例が示されている。
【００９７】
ここで、Ｌrotだけ等速移動区間を増減させたとする。このときの等速移動区間に要するサンプリング数Ｎscanは、次式のようになる。
【００９８】
【数５】
2005123220.tif 000008
図１０には、サンプリング数Ｎscanの一例が示されている。
【００９９】
等速移動区間を増減させたことによるサンプリング数の変化Ｎrotは、次式で表される。
【０１００】
【数６】
2005123220.tif 000009
図１０には、増減前の等速移動区間のサンプリング数Ｎscan_wo_rotと、増減後の等速移動区間のサンプリング数Ｎscanとの関係の一例が示されている。なお、Ｎrot＝０となる条件式は次式で表される。
【０１０１】
【数７】
2005123220.tif 000010
したがって、等速移動区間の増減によるサンプルずれが発生しない場合の等速移動区間の増減量Ｌrotの範囲は、次式で示される。
【０１０２】
【数８】
2005123220.tif 000011
図１０には、上記式（８）から得られる下限値Ｌrot_lowerと、上限値Ｌrot_upperとが模式的に示されている。
【０１０３】
一方、ウエハ回転量θrotと、それに伴う等速移動区間の増減量Ｌrotとのステップ長Ｌstepとの関係は、次式のように表される（図６（Ｂ）参照）。
【０１０４】
【数９】
2005123220.tif 000012
したがって、サンプルずれが発生しない、すなわちＮrot＝０となるウエハ回転量θrotの範囲は、次式で表される。
【０１０５】
【数１０】
2005123220.tif 000013
図８に戻り、ステップ７０３では、ウエハ回転量θrotが上記式（１０）に示される範囲に入っているか否かを算出し、等速移動区間の増減によりサンプルずれが発生するか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ７０５に進み、否定されれば、ステップ７１７に進む。
【０１０６】
ステップ７１７では、予め設定されている上記表１の各項目の初期設定値の下で、速度プロファイルを生成する。ステップ７１７終了後は、処理を終了する。
【０１０７】
すなわち、本第１の実施形態では、上記表１の各項目の初期設定値によって、すでにウエハステージＷＳＴに対するデフォルトの速度プロファイルが仮に決定されているとみなすことができ、ウエハ回転量θrotにより、等速移動区間におけるサンプルずれが発生する場合には、後述するステップ７０５〜ステップ７１５により、その決定されている速度プロファイルを変更する。
【０１０８】
ステップ７０５では、上記式（６）を計算してサンプルずれ量Ｎrotを算出する。図９（Ｃ）に示されるショット領域ＳＡnに対する露光の減速期間Ｔdec(n)は、前述のように、ジャークの絶対値が一定の傾きで大きくなるジャーク変化時間ｔa(n)と、ジャークの絶対値が一定の傾きで小さくなるジャーク変化時間ｔa(n)と、ジャークの値が０で維持される加速度飽和時間ｔs(n)とに分けることができる。また、ショット領域ＳＡn+1に対する露光の加速期間Ｔacc(n+1)は、ジャークの絶対値が一定の傾きで大きくなるジャーク変化時間ｔa(n+1)と、ジャークの絶対値が一定の傾きで小さくなるジャーク変化時間ｔa(n+1)と、ジャークの値が０で維持される加速度飽和時間ｔs(n+1)とに分けることができる。したがって、ｎ番目のショット領域ＳＡnに対する露光での減速時間Ｔdec(n)と、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1に対する露光での加速時間Ｔacc(n+1)は、次式で表される。
【０１０９】
【数１１】
2005123220.tif 000014
通常、ウエハステージＷＳＴに対する速度指令として用いられる速度プロファイルを生成する際には、すべてのショット領域において加速時間Ｔacc(n)の初期設定値と減速時間Ｔdec(n)の初期設定値とを一致させている。そのため、ｎ番目のショット領域ＳＡnの減速時間Ｔdec(n)の初期設定値と、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1の加速時間Ｔacc(n+1)の初期設定値とは一致している。
【０１１０】
しかしながら、本第１の実施形態では、サンプルずれ（Ｎrot≠０）があった場合には、そのサンプルずれ分だけ減速時間Ｔdec(n)を増減させる。このようにすれば、等速移動区間が、サンプルずれ分だけ増減しても、そのサンプルずれを、減速時間Ｔdec(n)を増減させることによりキャンセルすることができるので、ウエハステージＷＳＴの減速が終了するタイミングを、初期設定のままで生成された速度プロファイルにおいて、レチクルステージＲＳＴの減速が終了するタイミングと一致させることができる。すなわち、本第１の実施形態では、ｎ番目のショット領域ＳＡnの減速時間Ｔdec(n)を、次式で表すものとする。
【０１１１】
【数１２】
2005123220.tif 000015
上記式（１２）を、上記式（１１）を用いて変形すると、次式のようになる。
【０１１２】
【数１３】
2005123220.tif 000016
また、ｎ番目のショット領域ＳＡnに対する露光後の減速区間、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1に対する露光前の加速区間における最高速度Ｖmax(n)、Ｖmax(n+1)は、次式で表される。
【０１１３】
【数１４】
2005123220.tif 000017
各ショット領域ＳＡk（ｋ＝１、２…）のスキャン速度Ｖmax(k)及び最高加速度Ａmax(k)はそれぞれ等しいので、上記式（１４）に基づいて次式が成立する。
【０１１４】
【数１５】
2005123220.tif 000018
ここで、ジャーク変化時間ｔa(n)，加速度飽和時間ｔs(n)，ジャーク変化時間ｔa(n+1)，加速度飽和時間ｔs(n+1)を、それぞれサンプリング周期Ｔsを用いて表現すると、次式のようになる。
【０１１５】
【数１６】
2005123220.tif 000019
ここで、ｎa(n)、ｎa(n+1)は、ジャーク変化時間ｔa(n)、ｔa(n+1)にそれぞれ対応するサンプリング数であり、ｎs(n)、ｎs(n+1)は、加速度飽和時間ｔs(n)、ｔs(n+1)にそれぞれ対応するサンプリング数である。また、上記式（１６）の関係から、上記式（１５）を次式のように変形することができる。
【０１１６】
【数１７】
2005123220.tif 000020
さらに、上記式（１７）を変形すると、各サンプリング数の間には、次式に示されるような関係があることがわかる。
【０１１７】
【数１８】
2005123220.tif 000021
この関係を時間で表すと、次式のようになる。
【０１１８】
【数１９】
2005123220.tif 000022
したがって、上記式（１９）を満足するような各時間に基づいて、速度プロファイルを生成するようにすれば、ウエハステージＷＳＴの減速を終了するタイミングと、レチクルステージＲＳＴの減速を終了するタイミングとを一致させることができるようになる。
【０１１９】
そこで、次のステップ７０７では、上記式（１９）を計算して、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を算出し、ステップ７０９では、算出された時間に基づいて速度プロファイルを生成する。
【０１２０】
しかしながら、上述のようにジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を初期設定値から変更してしまうと、減速に要する区間の長さ、すなわち減速距離が変化してしまう。図１１には、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を初期設定値としたときに生成される速度プロファイルの一部の減速曲線（実線）と、調整後のジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を用いて生成される速度プロファイルの一部の減速曲線（点線）の一例が示されている。図１１では、各速度曲線の時間積分である斜線で示される部分の面積が、それぞれ、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を初期設定値としたときに生成される速度プロファイルにおける減速距離と、調整後のジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を用いて生成される速度プロファイルにおける減速距離である。図１１に示されるように、両者の面積は、異なっている。ウエハステージＷＳＴの減速が終了する位置と、加速を開始する位置とを一致させるためには、調整後の速度プロファイルにおける減速距離を、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)を初期設定値での減速距離に一致させる必要がある。
【０１２１】
そこで、本第１の実施形態では、以下の処理においては、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)の初期設定値に対する減速距離と、ジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)調整後の減速距離とのずれを算出し、そのずれがキャンセルされるように上記ステップ７０９で生成された速度プロファイルを補正するための補正速度プロファイルを生成する。
【０１２２】
まず、ステップ７１１において、初期設定値におけるジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)に基づいて生成された速度プロファイルの減速距離Ｐd(n)と、調整後のジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)に基づく速度プロファイルでの減速距離Ｐd_crrct(n)とのずれを算出する。
【０１２３】
初期設定値のジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)の下での速度プロファイルにおける減速に要する減速距離Ｐd(n)は、ｎ＋１番目のショット領域ＳＡn+1に対する露光での加速に要する区間の距離Ｐa(n+1)に等しい。その距離Ｐa(n+1)と、調整後のジャーク変化時間ｔa(n)及び加速度飽和時間ｔs(n)の下での速度プロファイルにおける減速距離Ｐd_crrct(n)とは、次式のように定義することができる。
【０１２４】
【数２０】
2005123220.tif 000023
上記式（２０）より、変更された速度プロファイルにおける減速距離Ｐd_crrct(n)は、次式のように変形することができる。
【０１２５】
【数２１】
2005123220.tif 000024
以上のことから、減速時間Ｔdec(n)を調整したときの位置ずれ量Ｌcrrctは、次式のようになる。
【０１２６】
【数２２】
2005123220.tif 000025
また、位置ずれ量Ｌcrrctに関する上記式（２２）を、次式のように変形することができる。
【０１２７】
【数２３】
2005123220.tif 000026
そこで、ステップ７１１では、上記式（２３）を計算して、位置ずれ量Ｌcrrctを算出する。
【０１２８】
次のステップ７１３では、算出された位置ずれ量Ｌcrrctに基づいて、その位置ずれ量Ｌcrrctをキャンセルするために上記ステップ７０９で生成された速度プロファイルを補正する補正速度プロファイルを生成する。
【０１２９】
位置ずれ量Ｌcrrctをキャンセルするための補正速度プロファイルとしては、種々の加減速パターンの速度プロファイルを適用することができるが、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）には、本第１の実施形態に適用可能な補正速度プロファイルに対応するジャーク曲線、そのジャーク曲線に対応する加速度曲線、その加速度曲線に対応する速度曲線の一例がそれぞれ示されている。
【０１３０】
図１２（Ａ）に示されるように、この補正速度プロファイルにおいては、一定の傾きのジャークの下での加減速を行う。すなわち、最初の時点０から時点ｔc(k)の間では、一定の傾きでジャークを大きくし、時点ｔc(k)から時点２ｔc(k)の間は、ジャークの値が０となるまで、一定の傾きでジャークを小さくする。そして、続く時点２ｔc(k)から時点３ｔc(k)の間でも、引き続き一定の傾きでジャークを小さくし、その後の時点３ｔc(k)から時点４ｔc(k)までの間は、ジャークの値が０となるまで、一定の傾きでジャークを大きくする。以降、時点４ｔc(k)〜時点８ｔc(k)では、時点０〜時点４ｔc(k)とは全く逆のジャークの増減を行う。なお、ジャークの一定の傾きをｄＪc(k)とすると、ジャークの最大値の絶対値Ｊc(k)は次式で表される。
【０１３１】
【数２４】
2005123220.tif 000027
ジャーク曲線が図１２（Ａ）に示されるようであると、その加速度曲線は、図１２（Ｂ）に示されるようになる。すなわち、時点０〜時点２ｔc(k)の間では、加速度は大きくなり、時点２ｔc(k)で最大値Ａcmax(k)に達し、時点２ｔc(k)〜時点４ｔc(k)の間では、加速度が減少し、時点４ｔc(k)で、０となる。そして、時点４ｔc(k)〜時点６ｔc(k)の間で、負の加速度（減速度）は大きくなり、時点６ｔc(k)で最大値に達し、時点６ｔc(k)〜時点８ｔc(k)の間で、減速度が減少し、時点８ｔc(k)で０となる。なお、補正速度プロファイルにおける加速度の最大値Ａcmax(k)は次式のように表される。
【０１３２】
【数２５】
2005123220.tif 000028
加速度曲線が図１２（Ｂ）に示されるようであると、その速度曲線は、図１２（Ｃ）に示されるようになる。すなわち、時点０〜時点４ｔc(k)の間で、速度は大きくなり、時点４ｔc(k)でＶcmax(k)に達し、時点４ｔc(k)〜時点８ｔc(k)の間で、速度は減少し、時点８ｔc(k)で０となる。なお、最大値Ｖcmax(k)は次式で表される。
【０１３３】
【数２６】
2005123220.tif 000029
結果的に、この補正速度プロファイルにおける移動量Ｌc(k)は、次式のようになる。
【０１３４】
【数２７】
2005123220.tif 000030
したがって、この移動量Ｌc(k)に、位置ずれ量Ｌcrrct(k)を対応させれば、位置ずれ量Ｌcrrct(k)をキャンセルする補正速度プロファイルを生成する条件を決定することができる。すなわち、次式を解くことによって、位置ずれ量Ｌcrrctをキャンセルするためのジャークの傾きｄＪを求めることができる。
【０１３５】
【数２８】
2005123220.tif 000031
なお、位置ずれ量Ｌcrrct(k)が負であった場合には、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示されるジャーク曲線、加速度曲線、速度曲線は、すべて正負が逆となることはいうまでもない。
【０１３６】
ところで、上記式（２８）を計算するためには、補正速度プロファイルにおける加減速単位時間ｔc(k)を決定する必要がある。補正速度プロファイルによる補正が可能なのは、露光終了後の戻り整定時間Ｔsett及び減速時間Ｔdec(n)内に限られるため、補正速度プロファイルの時間８ｔc(k)が、それらの時間内に入るようにすることを条件としなければならない。補正速度プロファイルにより速度補正をする期間を（戻り整定時間Ｔsett＋減速時間Ｔdec(n)）内で終了させるためには、その補正速度プロファイルにおける時間ｔc(n)に対応するサンプリング数ｎc(n)を、以下のように設定する必要がある。
【０１３７】
【数２９】
2005123220.tif 000032
ここで、ｎsett(n)は、整定時間Ｔsettに対応するショット領域ＳＡnでのサンプリング数であり、ｎdec(n)は、ショット領域ＳＡnに対する露光後の減速時間ｔdec(n)に対応するサンプリング数である。サンプリング数は、０以上の整数であるから、上記式（２９）を展開すると、次式が得られる。
【０１３８】
【数３０】
2005123220.tif 000033
上記式（３０）を８・ｎc(n)に対する不等式として展開すると、次式のようになる。
【０１３９】
【数３１】
2005123220.tif 000034
８・ｎc(n)をｎcend(n)とすると、上記式（３１）を、次式のように変換することができる。
【０１４０】
【数３２】
2005123220.tif 000035
ここで、ｎs(n)≧９であれば、次式の不等式が導かれる。
【０１４１】
【数３３】
2005123220.tif 000036
この不等式は、補正速度プロファイルによる速度補正が終了する時点が、加速度がすでに飽和している時点となることを示している。さらに、ｎs(n)≧９＋４ｎc(n)であれば、次式の不等式が導かれる。
【０１４２】
【数３４】
2005123220.tif 000037
この不等式は、減速プロファイルが最大加速度（絶対値Ａmax(n)）へ到達した後に補正速度プロファイルの半分が終了することを表す。そこで、ステップ７１３においては、上記式（３３）又は式（３４）の条件が満たされる場合には、速度プロファイルと補正速度プロファイルとの合成の結果得られる速度プロファイルによる速度制御が最大加速度を超えないように補正速度プロファイルを再調整する必要がある。
【０１４３】
次のステップ７１５では、上記ステップ７０９で生成した速度プロファイルに、上記ステップ７１３で生成した補正速度プロファイルを合成する。このとき、補正速度プロファイルにおける補正開始時点が、速度プロファイルにおける露光終了時点と一致するように、両プロファイルが合成される。このように合成された速度プロファイルに対応する速度曲線の一例を図１３に示す。図１３に示される例では、初期設定値での速度プロファイルに対応する速度曲線が一点鎖線で示され、調整後の速度プロファイルに対応する速度曲線が点線で示され、合成後の速度プロファイルに対応する速度曲線が実線で示されている。この実線の速度曲線と、点線の速度曲線との差が、補正速度プロファイルに対応する。ステップ７１５終了後は、処理を終了する。
【０１４４】
以上述べたような速度プロファイル生成部５１の動作により、ショット領域ＳＡnを露光する際の速度プロファイルが生成されるが、この動作は、少なくともショット領域ＳＡnに対する露光が行われる前に実行されることはいうまでもない。
【０１４５】
そして、速度プロファイル生成部５１は、ウエハステージＷＳＴがショット領域ＳＡnに対する加速開始位置に到達し、加速開始位置到達信号が入力されると、上記ステップ７１５において生成された速度プロファイルに基づいて速度指令をサンプリング周期Ｔs毎に出力していく。そして、図５に示されるステージ制御系の各部の動作によって、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴが駆動され、ショット領域ＳＡnに対する走査露光が実現される。
【０１４６】
これまでの説明から明らかなように、本第１の実施形態では、主制御装置２０のＣＰＵが行う、ステップ７０５〜ステップ７０９（図８）が第１ステップに対応し、ステップ７１１〜ステップ７１５（図８）が第２ステップに対応している。
【０１４７】
以上詳細に述べたように、本第１の実施形態によれば、各ショット領域の往復スキャン中に、ウエハステージＷＳＴの減速を終了する位置と加速を開始する位置との間にずれが生じる場合には、その減速が終了するタイミングと加速を開始するタイミングとが一致するようにウエハステージＷＳＴの速度プロファイルが変更される。そして、変更された速度プロファイルにおける減速距離と、初期設定での速度プロファイルにおける距離のずれがキャンセルされるように補正速度プロファイルが生成され、ウエハステージＷＳＴの速度プロファイルがその補正速度プロファイルを用いて補正される。このようにすれば、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの加速を開始するタイミングが常に一致するようになるので、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの同期ずれを防止することができるようになり、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴを高精度に制御することができる。
【０１４８】
なお、本第１の実施形態では、図面及び本文中の説明が、Ｌrot＞０である場合についてのものであったが、当然Ｌrot＜０の場合についても、速度プロファイル生成部５１において、図８に示される処理が実行されて速度プロファイルにおける減速時間が変更され、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの加速を開始するタイミングが常に一致するようになることはいうまでもない。
【０１４９】
また、本第１の実施形態では、補正速度プロファイルに対応する速度曲線を、図１２（Ｃ）に示されるような曲線としたが、これに限らず、最大加速度が所定値以内の滑らかな加減速が可能な曲線であれば、どのような曲線を用いても良い。
【０１５０】
≪第２の実施形態≫
次に、本発明の第２の実施形態を、図１４に基づいて説明する。この第２の実施形態に係る露光装置は、主制御装置２０内のステージ制御系の構成及び動作が前述の第１の実施形態と相違するのみである。従って、以下においては、重複説明を避ける観点から上記の相違点を中心に説明する。また、同様の趣旨から同一若しくは同等の構成部分について同一の符号を用いるとともに、その説明を省略するものとする。
【０１５１】
図１４には、本第２の実施形態における主制御装置２０のステージ制御系の構成が示されている。図１４に示されるように、本第２の実施形態における主制御装置２０は、同期位置演算部６２の代わりに同期位置演算部６２’を備えている点と、減速プロファイル生成部６１と、積分器７７と、切り替え部７６とを備えていない点と、監視部６３から出力される信号が同期位置演算部６２’に入力されている点とが、上記第１の実施形態の主制御装置２０のステージ制御系と異なっている。
【０１５２】
監視部７８は、上記第１の実施形態と同様に、ウエハ干渉計４８の計測値を監視することにより、同期位置演算部６２’及び速度プロファイル生成部５１に対して、ウエハステージＷＳＴが露光終了位置に到達したときには、露光終了位置到達信号を出力し、加速開始位置に到達したときには、加速開始位置到達信号を出力している。
【０１５３】
同期位置演算部６２’は、監視部７８から、加速開始位置到達信号が送られてから、次に露光終了位置到達信号が送られてくる間は、上記式（１）を用いて（すなわちベクタＡ，Ｂを用いて）同期位置を算出している。しかしながら、監視部７８から露光終了位置到達信号が送られてきたときには、次式を用いて同期位置を算出する。
【０１５４】
【数３５】
2005123220.tif 000038
上記式（３５）において、右辺第１項の３行４列の行列は、上記式（１）と同様に、ウエハ干渉計４８の測長軸に関するウエハステージＷＳＴの位置を、その位置に対応するレチクル干渉計４０の測長軸に関するレチクルステージＲＳＴの同期位置に変換するための変換係数行列であり、オフセットの各要素は、時間の関数となっている。Ｂｘ＿１（ｔ）において、Ｂｘ＿１は、上記式（１）のオフセット（定数）であり、Ｗｘ［ｉ］は、露光終了開始時点からｉサンプリング目のウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するトラジェクトリを示す。
【０１５５】
図１５（Ａ）に示されるように、このトラジェクトリＷｘ［ｉ］は、そのサンプリング時点ｉ（ｉ＝０、１、２、…）における、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステッピングによる推定移動距離である。図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）に対応するウエハステージＷＳＴの減速時のＹ軸方向に関する速度曲線（細い実線）、Ｘ軸方向に関する速度曲線（一点鎖線）とともに、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する変位が太い実線で示されている。図１５（Ｂ）に示されるように、トラジェクトリＷｘ[ｉ]は、その時点ｔに対応するウエハステージＷＳＴのステッピング前の位置を基準とするｉ番目のサンプリングでの変位に対応するものである。したがって、上記式（３５）を用いて同期位置を算出するようにすれば、同期位置演算部６２’におけるレチクルステージＲＳＴの同期位置から、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関するステップ移動に伴う成分をキャンセルすることができるようになる。
【０１５６】
なお、Ｂｌ＿１（ｔ）、Ｂｒ＿１（ｔ）において、Ｂｌ＿１、Ｂｒ＿１は、それぞれ上記式（１）のオフセット（定数）であり、Ｌrotは、図１５（Ａ）に示されるように、上記第１の実施形態と同様に、ウエハ回転量θrotに伴う隣接するショット領域のＹ軸方向に関する位置ずれを示す。また、ｗｅｉｇｈｔは重みであり、露光終了時点では０とし、その後サンプリング周期毎にその値が一定の割合で増加し、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する減速が終了する時点で１となるように設定される。オフセットをＢｌ＿１（ｔ）、Ｂｒ＿１（ｔ）とすることにより、ウエハ回転量θrotに伴うサンプルずれが発生しても、レチクルステージＲＳＴをウエハステージＷＳＴに常時同期させることが可能となる。
【０１５７】
ところで、トラジェクトリＷｘ［ｉ］は、ステップ長Ｌstepにおいて、その値などが異なる。露光装置１００においては、ステップ長Ｌstepが最大値ＬmaxであるときのトラジェクトリＷｘ［ｉ］（ｉ＝１、２、３…）の値だけが記憶装置８８に記憶されており、同期位置演算部６２’は、実際のステップ長ＬstepにおけるトラジェクトリＷｘ［ｉ］を、ステップ長Ｌstepが最大値ＬmaxであるときのトラジェクトリＷｘ［ｉ］（これをＷｘ’[ｉ]とする）から生成する。具体的には、次式を用いてＷｘ［ｉ］を算出する。
【０１５８】
【数３６】
2005123220.tif 000039
ただし、ｊ、Ｉｎｃ［ｊ］、Ｏｆｆ［ｊ］は、次式で表される。
【０１５９】
【数３７】
2005123220.tif 000040
すなわち、ｊは、サンプリングカウント数である。Ｉｎｃ［ｊ］は、ｊ番目のサンプリングにおけるＷｘ’［ｉ］の傾きを示し、Ｏｆｆ［ｊ］は、ｊ番目のサンプリングにおけるＷｘ’［ｉ］の切片を示す。本第２の実施形態において、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する移動に関しては、図１５（Ｂ）にも示されるように、速度が時間の２次関数となっているため、結果的に、時間は、距離の３乗根に比例するようになる。したがって、時間の次元を有するサンプリングカウント数は、移動距離の比（Ｌstep／Ｌmax）の３乗根に比例する。また、Ｉｎｃ［ｊ］は、サンプル間の変化率を示し、速度の次元を有するため、時間の二乗に比例する。また、Ｏｆｆ［ｊ］は、距離の次元を有するため、移動距離の比（Ｌstep／Ｌmax）に比例する。以上のことから上記式（３６）が得られ、上記式（３６）を用いれば、ステップ長ＬstepがＬmaxでなかったときの終了時間ＴendまでのＷｘ［ｉ］を求めることができる。なお、終了時間Ｔendは、ステップ長（Ｌstep）が最大（Ｌmax）であったときの終了時間をＴend_maxとした場合に、次式で表される。
【０１６０】
【数３８】
2005123220.tif 000041
さらに、監視部７８から、加速開始位置到達信号が送られてくると、同期位置演算部６２’は、一定の期間だけ、次式を用いて同期位置の演算を行う。
【０１６１】
【数３９】
2005123220.tif 000042
上記式（３９）においても、右辺第１項の３行４列の行列は、ウエハ干渉計４８の測長軸に関するウエハステージＷＳＴの位置を、その位置に対応するレチクル干渉計４０の測長軸に関するレチクルステージＲＳＴの同期位置に変換するための変換係数行列であり、オフセットの各要素が、時間の関数となっている。Ｂｘ＿２（ｔ）、Ｂｌ＿２（ｔ）、Ｂｒ＿２（ｔ）において、Ｂｘ＿２、Ｂｌ＿２、Ｂｒ＿２は、ショット領域ＳＡn+1の中心位置と、レチクルＲの中心位置とのオフセット（定数）となっている。また、Ｂｘ＿１Ｆ、Ｂｌ＿１Ｆ、Ｂｒ＿１Ｆは、加速開始時点直前に用いられた上記式（３５）におけるＢｘ＿１（ｔ）、Ｂｌ＿１（ｔ）、Ｂｒ＿１（ｔ）の値を示す。ｗｅｉｇｈｔは、重みであり、ウエハステージＷＳＴの加速開始時点では０とし、その後サンプリング周期Ｔs毎に一定の割合で値が増加し、一定の期間経過後に１となるように設定される。
【０１６２】
一定の期間経過後、ショット領域ＳＡn+1の露光が終了するまでは、同期位置演算部６２’は、再び、同期位置の演算式を上記式（１）に置き換える。ただし、この場合、オフセットの項として、（Ｂｘ＿１、Ｂｌ＿１、Ｂｒ＿１）の代わりに、（Ｂｘ＿２、Ｂｌ＿２、Ｂｒ＿２）を用いるものとする。
【０１６３】
このようにすれば、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴが走査露光中及びステップ移動中であるかにかかわらず、ウエハステージＷＳＴの実際の位置に常時同期させる形で、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの同期移動を実現することができるようになるため、高精度な走査露光を実現することができるようになる。
【０１６４】
これまでの説明から明らかなように、本第２の実施形態では、主制御装置２０がステージ制御装置に対応している。すなわち、ウエハステージ制御部５２が第１制御系に対応しており、同期位置演算部６２’が目標位置作成装置に対応しており、レチクルステージ制御部６０が第２制御系に対応している。
【０１６５】
以上詳細に述べたように、本第２の実施形態によれば、同期位置演算部６２’は、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に移動させている間には、ウエハ干渉計４８の計測値と、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する推定位置（トラジェクトリＷｘ[ｉ]によって推定される位置）とに基づいて、レチクルステージＲＳＴを制御する際のＸ軸方向及びＹ軸方向に関する目標位置を作成している。すなわち、例えば、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する移動距離（トラジェクトリＷｘ[ｉ]）に対応する距離（Ｗ[ｉ]・４）をウエハＸ干渉計４８Ｘの計測値（ＷＸB，ＷＸM）からキャンセルするようにすると、レチクルステージＲＳＴは、そのウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する上記ステッピング移動に対しては不感となる。このようにすれば、ウエハステージＷＳＴがスキャン方向であるＹ軸方向以外に移動する場合であっても、レチクルステージＲＳＴをウエハステージＷＳＴに常時同期させた状態で、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの複数の等速同期移動（往復スキャン）を実現することが可能となるので、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴを高精度に制御することが可能となる。
【０１６６】
なお、上記第２の実施形態では、同期位置演算部６２’の同期位置演算式を上述したように適宜変更して、レチクルステージＲＳＴがウエハステージＷＳＴに所定方向に関して常に同期させることを可能とした。このように、同期位置演算部６２’の同期位置演算式を変更することにより、レチクルステージＲＳＴやウエハステージＷＳＴに対するフレキシブルなステージ制御が可能となる。
【０１６７】
例えば、ウエハステージＷＳＴを所定の位置に位置決めしたまま、レチクルステージＲＳＴをＹ軸方向に走査させたい場合には、同期位置演算部６２’が用いる同期演算式を次式のようにすれば良い。
【０１６８】
【数４０】
2005123220.tif 000043
ここで、Ｙtは、レチクルステージＲＳＴの目標プロファイル位置であり、Ｙ0は、プロファイル開始時のレチクルステージＲＳＴの位置であり、Ｒceは、レチクル中心位置である。すなわち、実際には、ウエハステージＷＳＴを所定の位置に位置決めしておいたとしても、Ｙtを、レチクルステージＲＳＴを走査したときの仮想的なＹ位置として随時変化させていけば、同期位置演算部６２’は、あたかも走査しているかのようなウエハステージＷＳＴのＹ位置を生成し、そのＹ位置に対するレチクルステージＲＳＴの同期位置を算出するようになる。このようにすれば、レチクルステージＲＳＴは、Ｙtの変化によるウエハステージＷＳＴの仮想的なＹ軸方向の移動（すなわちＹtの変化）に同期して移動するようになり、外乱などの要因により若干変動するウエハステージＷＳＴの変位に対してレチクルステージＲＳＴを同期させたままの状態で、レチクルステージＲＳＴだけのＹ軸方向の走査が可能となる。なお、この場合、レチクルステージＲＳＴの走査が行われているときでも、外乱などの要因により、ウエハステージＷＳＴの実際の位置が変動すれば、レチクルステージＲＳＴは、その変動に追従するように動作することはいうまでもない。
【０１６９】
また、レチクルステージＲＳＴを所定の位置に位置決めしたまま、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に走査させたい場合には、同期位置演算部６２’は、次式を用いて同期位置を演算するようにすれば良い。
【０１７０】
【数４１】
2005123220.tif 000044
すなわち、実際には、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に移動させて、ウエハＹ干渉計４８Ｙの計測値（ＷＹL、ＷＹR）が変化しても、Ｙtとして、その走査を行うときの例えばレチクルステージＲＳＴの軌跡（トラジェクトリ）に沿った値を随時入力していけば、同期位置演算部６２’は、ウエハステージＷＳＴのＹ位置があたかも動いていないかのような同期位置を算出するようになる。このようにすれば、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴの実際のＹ軸方向の移動にかかわらず、Ｙ軸方向にほぼ静止するようになり、ウエハステージＷＳＴだけをＹ方向に走査することができるようになる。なお、このときでも、外乱などの要因により、ウエハステージＷＳＴの実際のＹ位置とトラジェクトリに対応する位置に偏差が生じれば、レチクルステージＲＳＴは、その偏差に追従するように動作することはいうまでもない。
【０１７１】
なお、上記式（４０）、式（４１）は、次式のようにまとめることができる。
【０１７２】
【数４２】
2005123220.tif 000045
ここで、ｆｌａｇ＝１とすれば、上記式（４２）は式（４０）となり、ｆｌａｇ＝−１とすれば、上記式（４２）は式（４１）となる。このように、ｆｌａｇの値を切り替えるだけで、レチクルステージＲＳＴのみの走査やウエハステージＷＳＴのみの走査が可能となる。
【０１７３】
また、上記各実施形態では、レチクルステージＲＳＴをウエハステージＷＳＴに追従させようなステージ制御系について説明したが、ウエハステージＷＳＴをレチクルステージＲＳＴに追従させるステージ制御系に本発明を適用することも勿論可能である。
【０１７４】
また、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとを相互に逆向きに相対走査する場合について説明したが、これに限らず、投影光学系として正立像を投影する光学系を用い、あるいは投影光学系を用いることなく、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとを同じ向きに同期して走査する走査露光装置にも本発明を適用可能である。
【０１７５】
なお、上記各実施形態では、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）等の近紫外光（遠紫外光）、あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ2レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、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（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。ところで、露光装置のレチクルステージあるいはウエハステージとして、粗動ステージと微動ステージとで構成されるステージ（以下、「粗微動型ステージ」という）が知られている。この場合、微動ステージは、レチクル又はウエハを保持すると共に、比較的短いストロークで移動可能であるが、その位置制御性（位置決め精度を含む）は高精度かつ高応答性となるように構成される。また、粗動ステージは、微動ステージを比較的長い距離に渡って移動させることができるように構成される。本発明は、このような粗微動型ステージを有する露光装置においても適用することができる。この場合、上記各実施形態におけるレチクルステージＲＳＴは、レチクルを保持するレチクル微動ステージに対応するように、また、上記各実施形態におけるウエハステージＷＳＴは、ウエハを保持するウエハ微動ステージに対応するよう設定すればよい。
【０１７６】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１７７】
また、上記各実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレート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、薄膜磁気へッド、撮像素子、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【０１７８】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
【０１７９】
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１８０】
図１６には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１６に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１８１】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１８２】
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１８３】
図１７には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図１７において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１８４】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１８５】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１８６】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置１００が用いられるので、高精度な露光を実現することができる。この結果、より高集積度のデバイスを生産することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
以上説明したように、本発明に係るステージ制御方法は、所定の速度プロファイルに基づいて２つのステージを所定方向に沿って等速同期移動させるのに適しており、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おり、本発明に係るステージ制御装置は、２つのステージを等速同期移動させるのに適しており、本発明の露光装置は、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おり、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明の第１の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２（Ａ）は、図１の露光装置を構成するレチクルステージの概略平面図であり、図２（Ｂ）は、ウエハステージの概略平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の露光装置でウエハＷ上の複数のショット領域に対する露光を行う際の照明スリット中心の移動軌跡を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、露光動作における、ウエハステージのジャーク曲線を示す図、図４（Ｂ）は露光動作におけるウエハステージの加速度曲線を示す図、図４（Ｃ）は、露光動作におけるウエハステージの速度曲線を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の露光装置における主制御装置内のステージ制御系を示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は、ウエハステージ上に保持されたウエハを示す平面図であり、図６（Ｂ）は、ウエハ回転ずれによる露光領域の移動軌跡の変化を示す図である。
【図７】レチクルステージとウエハステージとの減速の様子を示す図である。
【図８】速度プロファイル生成部の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）は、速度プロファイルにおけるジャーク曲線を示す図であり、図９（Ｂ）は、速度プロファイルにおける加速度曲線を示す図であり、図９（Ｃ）は、速度プロファイルにおける速度曲線を示す図である。
【図１０】サンプルずれ等の計算過程を模式的に示す図である。
【図１１】減速時間の調整により発生する位置ずれ量を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、補正速度プロファイルにおけるジャーク曲線を示す図であり、図１２（Ｂ）は、補正速度プロファイルにおける加速度曲線を示す図であり、図１２（Ｃ）は、補正速度プロファイルにおける速度曲線を示す図である。
【図１３】最終的に生成される速度プロファイルを示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の露光装置における主制御装置内のステージ制御系を示すブロック図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、ウエハＷ上におけるトラジェクトリを示す図であり、図１５（Ｂ）は、変位曲線上におけるトラジェクトリを示す図である。
【図１６】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１６のステップ２０４の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８９】
２０…主制御装置（ステージ制御装置）、５１…速度プロファイル生成部、５２…ウエハステージ制御系（第１制御系）、６０…レチクルステージ制御系（第２制御系）、６２、６２’…同期位置演算部（目標位置作成装置）、１００…露光装置、Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（物体ステージ）。
【図１】
2005123220.tif 000046
【図２】
2005123220.tif 000047
【図３】
2005123220.tif 000048
【図４】
2005123220.tif 000049
【図５】
2005123220.tif 000050
【図６】
2005123220.tif 000051
【図７】
2005123220.tif 000052
【図８】
2005123220.tif 000053
【図９】
2005123220.tif 000054
【図１０】
2005123220.tif 000055
【図１１】
2005123220.tif 000056
【図１２】
2005123220.tif 000057
【図１３】
2005123220.tif 000058
【図１４】
2005123220.tif 000059
【図１５】
2005123220.tif 000060
【図１６】
2005123220.tif 000061
【図１７】
2005123220.tif 000062