(57)【要約】【課題】短時間に、かつ高精度な露光を実現する。【解決手段】サブルーチン６０１において、ウエハステージをＸ軸方向に移動させつつ、ウエハステージのＸＹ平面内のヨーイング量を計測する干渉計により、Ｘ軸方向に延びるＹ位置計測用の移動鏡のＸ軸及びＺ軸方向の曲がりを検出する。そして、サブルーチン６０３において、検出された移動鏡の曲がりを考慮しつつウエハへの所定パターンの焼付けを行い、その結果から移動鏡曲がりの残留誤差を検出する。ステップ６１３の露光などでは、その残留誤差をウエハステージのピッチング量の計測結果の補正値とし、補正されたピッチング量で、アッベ誤差に起因するレチクルステージＲＳＴの相対位置ずれを補正する。【選択図】図６
2005310832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法であって、
前記マスクステージと前記物体ステージとの少なくとも一方に設けられた該ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報を検出し、前記形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正する第１の補正情報を生成する第１工程と；
前記第１の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ前記パターンの転写を行なう第２工程と；
前記第２工程によって転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第２の補正情報を生成する第３工程と；
前記第１及び第２の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行う第４工程と；を含むステージ制御方法。
【請求項２】
前記基準面に沿った第１軸方向に所定間隔離れた複数の第１計測点により前記第１軸と直交する第２軸方向に関する前記基準面の位置を計測する第１計測装置を備えておき、
前記第１工程は、
前記ステージを前記第１軸方向に沿って所定間隔で移動させつつ、前記第１計測点間における前記基準面の位置の前記第２軸方向に関する差分を順次計測する第１副工程と；
前記計測結果に基づいて、前記基準面の前記形状情報を検出する第２副工程と；を含む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１軸と前記第２軸とに直交する第３軸に沿って所定間隔離れた複数の第２計測点により前記第２軸方向に関する前記基準面の位置を計測する第２計測装置をさらに備えておき、
前記第１工程は、前記複数の第１計測点を前記第３軸方向に前記所定間隔ずらした後、前記第１副工程を更に行う第３副工程を含み、
前記第２副工程では、前記第１副工程の計測結果と前記第３副工程の計測結果とに基づいて、前記基準面の前記形状情報を検出することを特徴とする請求項２に記載のステージ制御方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の補正情報の少なくとも一方を、曲線補間法を用いて、前記第１軸方向に関する連続的な補正関数として検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のステージ制御方法。
【請求項５】
前記第４工程では、前記物体ステージに対する前記マスクステージの位置を補正して位置合わせを行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のステージ制御方法。
【請求項６】
パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法であって、
２次元平面内の互いに直交する２つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置に前記物体ステージを移動させつつ、前記物体ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する第１工程と；
互いに隣接する区画領域での前記２つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量に基づいて、前記２次元平面内における前記区画領域の配列基準からの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、前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行なう第３工程と；を含むステージ制御方法。
【請求項７】
前記第２工程では、
前記各軸方向に並ぶ区画領域での前記所定パターンの位置ずれ量を用いた関数フィッティングにより、前記２つの軸方向に関する位置ずれ量を表す連続値関数を、前記配列基準からのずれに関する情報として作成することを特徴とする請求項６に記載のステージ制御方法。
【請求項８】
前記第２工程では、
前記連続値関数を作成する際の、前記２つの軸のうちの一方の軸方向に隣接する区画領域間における前記所定パターンの位置ずれ量の重みを、他方の軸方向に隣接する区画領域間における前記所定パターンの位置ずれ量の重みよりも大きくすることを特徴とする請求項７に記載のステージ制御方法。
【請求項９】
マスクに形成されたパターンを感光物体に転写する露光方法であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のステージ制御方法を用いて、感光物体を保持する物体ステージ及びマスクを保持するマスクステージを制御しつつ、前記物体ステージに保持された感光物体に対し前記パターンを転写する工程を含む露光方法。
【請求項１０】
パターンが形成されたマスクを保持して移動可能なマスクステージと；
前記パターンが転写される物体を保持して２次元平面内の第１軸方向及び該第１軸に直交する第２軸方向に沿って移動可能であり、前記第２軸に直交する基準面を有する物体ステージと；
前記基準面を用いて前記第２軸方向に関する前記物体ステージの位置情報を計測する計測装置と；
前記第１軸方向に沿って前記物体ステージを移動させつつ前記計測装置によって計測した前記位置情報から前記移動鏡の基準面の形状情報を検出し、該形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置の補正に用いる第１の補正情報を生成する第１生成装置と；
前記第１の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第２の補正情報を生成する第２生成装置と；
前記第１生成装置により生成された第１の補正情報と前記第２生成装置により生成された前記第２の補正情報とに基づいて、前記物体ステージと前記マスクステージとの位置制御を行なう制御装置と；を備えるステージ装置。
【請求項１１】
前記計測装置は、
前記第１軸方向に所定間隔離れた複数の第１計測点での前記基準面上の前記第２軸に関する位置情報をそれぞれ計測する第１装置と；
前記２次元平面に直交する第３軸に沿って所定間隔で離れた複数の第２計測点において、前記第２軸方向に関する前記基準面の位置情報をそれぞれ計測する第２装置と；を備えることを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記第１の補正情報と前記第２の補正情報とに基づいて、前記物体ステージに対する前記マスクステージの相対位置を調整することを特徴とする請求項１１に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記第１装置は、前記基準面に対し前記第２軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するダブルパス方式の干渉計であり、
前記第２装置は、前記基準面に対し前記第２軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するシングルパス方式の干渉計であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のステージ装置。
【請求項１４】
露光に用いられる物体を保持して２次元平面内を移動可能なステージ装置であって、
前記２次元平面内の互いに直交する２つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置にステージを移動させつつ、前記ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する転写装置と；
互いに隣接する区画領域間における前記２つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量から算出された、前記２次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報に基づいて、前記ステージ上の物体と転写対象のパターンとの位置合わせ制御を行なう制御装置と；を備えるステージ装置。
【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、露光方法及びステージ装置に係り、さらに詳しくは、パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法及びステージ装置、該ステージ制御方法を用いた露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスクステージ（レチクルステージ）に保持されたマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を、投影光学系を介して、物体ステージ上に保持されレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光性の基板（以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査しつつ露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）も注目されている。
【０００３】
これらの露光装置においては、露光精度の観点からレチクル又はウエハを保持する両ステージの制御精度を向上させるべく、各ステージの位置情報を計測する干渉計の測長ビームを反射するためステージ上に延設された移動鏡（平面鏡）の微小な歪み（いわゆる移動鏡曲がり）を干渉計自体の計測結果や実際の露光結果などから検出し、検出された移動鏡曲がりを考慮しつつそのステージの制御を行っている。
【０００４】
例えば、ステージを移動鏡の延設方向に沿って移動させながらステージに保持された基板上に所定パターンを順次転写していき、基板上に形成された所定パターン像の位置ずれ量から移動鏡曲がりを検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。また、移動鏡の延設方向に沿って所定間隔でステージを移動させつつ、その延設方向に沿って所定間隔を隔てて互いに平行に照射される測長ビームにより計測されるステージの位置情報の差分を、その移動鏡の局所的な傾斜として順次計測していき、その差分の積算値に基づいて移動鏡曲がりを検出していく方法も提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００５】
このように、露光精度の向上に伴いステージ制御の更なる高精度化が要求されており、移動鏡曲がりまでもが懸案事項とされるまでに至っている。しかしながら、特許文献１に開示された、露光結果から移動鏡の曲がりを検出する方法は、実際の露光結果を用いているので検出精度が非常に良好ではあるが、パターンを実際にウエハ上に転写し、そのウエハを現像する必要があり、時間的な観点からすれば有利な方法ではなく、複数回の計測には不向きである。また、この方法では、実際にウエハ上へのパターンの転写が可能な範囲に対応する移動鏡曲がりしか検出することができず、移動鏡の反射面全域の曲がりを実際に計測できるわけではないという不都合もあった。
【０００６】
また、干渉計の計測値の差分の積算値から移動鏡曲がりを検出する方法では、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数成分が、測長ビームの間隔によって限定されてしまうという不都合があった。
【０００７】
さらに最近では、投影光学系の光軸に直交する平面内におけるウエハを保持するウエハステージの位置のみならず、その平面に対するウエハステージの傾斜も干渉計により計測されるようになってきている。この場合、この干渉計によって計測されるウエハステージの傾斜により生ずるいわゆるアッベ誤差を補正するため、そのアッベ誤差分だけ例えばレチクルを保持するレチクルステージの位置をウエハステージの位置に対し相対的にずらすなどしてレチクルステージとウエハステージとの相対位置を制御している。
【０００８】
この方法、すなわちウエハステージの傾斜を計測し、その計測結果に基づきアッベ誤差分の補正を行う方法では、その平面に直交する方向に関する移動鏡曲がりも懸案事項となっており、その曲がりを補正する方法も提案されている（例えば、特許文献３等参照）。このように、移動鏡に対する測長ビームの照射ポイントは増加の一途を辿っており、移動鏡曲がりも多面的に検出する必要が生じている。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に開示された方法では、特許文献２に開示された方法と同様な制約により、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数成分に限界がある。また、ウエハステージの傾斜を計測する干渉計が、移動鏡に対する測長ビームの照射回数が１回であるシングルパス方式の干渉計である場合には、移動鏡曲がりの影響が大きくなる傾向があるので、検出可能な移動鏡曲がりの検出精度の向上が期待されているが、特許文献３に開示された方法では、ウエハステージの傾斜を計測する干渉計の計測値を、他の干渉計の計測値から得られた移動鏡の傾斜量で補正しているので、計測機器の違いにより計測誤差が生じる場合もあった。
【特許文献１】特開平８−２２７８３９号公報
【特許文献２】特開平９−２７５０７２号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ００／２２３７６号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、パターンが形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（ＲＳＴ）と、前記パターンが転写される物体（Ｗ）を保持する物体ステージ（ＷＳＴ）とを制御するステージ制御方法であって、前記マスクステージと前記物体ステージとの少なくとも一方に設けられた該ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報を検出し、前記形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正する第１の補正情報を生成する第１工程と；前記第１の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ前記パターンの転写を行なう第２工程と；前記第２工程によって転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第２の補正情報を生成する第３工程と；前記第１及び第２の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行う第４工程と；を含むステージ制御方法である。
【００１１】
これによれば、第１工程において、マスクステージ及び物体ステージのうちのいずれか一方のステージの位置計測に用いる基準面の形状情報から両ステージの相対位置を補正する第１の補正情報を生成した後で、第３工程において、その第１の補正情報に基づいて両ステージの相対位置を制御しつつ転写された物体上のパターンの配列情報に基づいて第２の補正情報を生成し、第４工程において、第１及び第２の補正情報、すなわち基準面の形状情報及び転写された物体上のパターンの配列情報の両方に基づく両ステージの相対位置制御を実現することができる。
【００１２】
本発明は、第２の観点からすると、パターンが形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（ＲＳＴ）と、前記パターンが転写される物体（Ｗ）を保持する物体ステージ（ＷＳＴ）とを制御するステージ制御方法であって、２次元平面内の互いに直交する２つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置に前記物体ステージを移動させつつ、前記物体ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域Ｓ（ｍ，ｎ）を順次転写形成する第１工程と；互いに隣接する区画領域での前記２つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量に基づいて、前記２次元平面内における前記区画領域の配列基準からの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、前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行なう第３工程と；を含むステージ制御方法である。
【００１３】
これによれば、第１工程では、パターンを含む区画領域を物体上にマトリクス状に転写形成し、第２工程では、隣接する区画領域でのパターンの転写位置の位置ずれ量に基づいて２次元平面内における区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出する。このようにすれば、実際の転写結果から、区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出することができる。
【００１４】
本発明は、第３の観点からすると、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを感光物体（Ｗ）に転写する露光方法であって、本発明のステージ制御方法を用いて、感光物体を保持する物体ステージ（ＷＳＴ）及びマスクを保持するマスクステージ（ＲＳＴ）を制御しつつ、前記物体ステージに保持された感光物体に対し前記パターンを転写する工程を含む露光方法である。かかる場合には、本発明のステージ制御方法を用いて感光物体を保持する物体ステージ及びマスクを保持するマスクステージを制御しつつ、感光物体に対するマスク上に形成されたパターンの転写を行うことができるので、高精度な露光を実現することができる。
【００１５】
本発明は、第４の観点からすると、パターンが形成されたマスク（Ｒ）を保持して移動可能なマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記パターンが転写される物体（Ｗ）を保持して２次元平面内の第１軸方向及び該第１軸に直交する第２軸方向に沿って移動可能であり、前記第２軸に直交する基準面を有する物体ステージ（ＷＳＴ）と；前記基準面を用いて前記第２軸方向に関する前記物体ステージの位置情報を計測する計測装置（１８Ｙ）と；前記第１軸方向に沿って前記物体ステージを移動させつつ前記計測装置によって計測した前記位置情報から前記移動鏡の形状情報を検出し、該形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置の補正に用いる第１の補正情報を生成する第１生成装置（２０）と；前記第１の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第２の補正情報を生成する第２生成装置（２０）と；前記第１生成装置により生成された第１の補正情報と前記第２生成装置により生成された前記第２の補正情報とに基づいて、前記物体ステージと前記マスクステージとの位置制御を行なう制御装置（１９）と；を備えるステージ装置である。
【００１６】
これによれば、第１生成装置により、ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報から両ステージの相対位置を補正する第１の補正情報を生成した後で、第２生成装置により、その第１の補正情報に基づいて両ステージの相対位置を制御しつつ転写された物体上のパターンの配列情報に基づいて、両ステージの相対位置を更に補正する第２の補正情報を生成し、制御装置により、第１及び第２の補正情報、すなわち基準面の位置情報及び転写された物体上のパターンの配列情報の両方に基づいて、両ステージの相対位置制御を行うことができる。
【００１７】
本発明は、第５の観点からすると、露光に用いられる物体（Ｗ等）を保持して２次元平面内を移動可能なステージ装置であって、前記２次元平面内の互いに直交する２つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置にステージ（ＷＳＴ）を移動させつつ、前記ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する転写装置（２０）と；互いに隣接する区画領域間における前記２つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量から算出された、前記２次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報に基づいて、前記ステージ上の物体と転写対象のパターンとの位置合わせ制御を行なう制御装置（１９）と；を備えるステージ装置である。
【００１８】
これによれば、転写装置により、所定パターンを含む区画領域を物体上にマトリクス状に転写形成し、制御装置により、互いに隣接する区画領域での所定パターンの実際の転写位置の位置ずれ量に基づいて２次元平面内における区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出し、その情報に基づいて、すなわち実際の転写結果に基づいてステージとパターンとの位置合わせ制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１２を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１には、本発明のステージ制御方法が適用される一実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である。なお、本実施形態では、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な軸をＺ軸としている。また、Ｘ軸が本発明の第１軸に対応し、Ｙ軸が第２軸に対応し、Ｚ軸が第３軸に対応している。
【００２１】
この露光装置１００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（感光物体）としてのウエハＷが搭載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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）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。
【００２４】
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１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可能となっている。
【００２５】
レチクルステージＲＳＴでは、例えば−Ｘ側側面及び＋Ｙ側側面に、移動鏡等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。ここで、実際には、レチクルＸ干渉計とレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクル干渉計１６として示されている。そして、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。ここでは、レチクルＹ干渉計を２軸干渉計とする。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（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。
【００２６】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。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β（例えば１／５又は１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系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上の回路パターンのうち、照明領域に対応する部分のパターンの縮小像（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（以下、「露光領域」ともいう）に投影され、ウエハＷの表面のレジスト層に転写される。
【００２７】
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おり、リニアモータ及びエンコーダが付設されたアクチュエータ等から成る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。このウエハステージＷＳＴ上には不図示のウエハホルダが載置されており、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。
【００２８】
ウエハステージＷＳＴでは、−Ｘ側側面及び＋Ｙ側側面に、移動鏡から成る反射面（基準面）が形成されており、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ウエハレーザ干渉計システム（以下、「ウエハ干渉計システム」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、図２（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴにおいては、移動鏡２７Ｙが＋Ｙ側側面に沿ってＸ軸方向に延設されており、移動鏡２７Ｘが−Ｘ側側面に沿ってＹ軸方向に延設されている。ウエハ干渉計システム１８は、Ｙ軸に平行な測長軸を有し移動鏡２７Ｙに測長ビームを照射するウエハＹ干渉計システム１８Ｙと、Ｘ軸に平行な測長軸を有し移動鏡２７Ｘに測長ビームを照射するウエハＸ干渉計システム１８Ｘとを含んで構成されている。
【００２９】
前記ウエハＹ干渉計システム１８Ｙは、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で配置されたレーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＹＰを含んで構成されている。このうち、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲは、移動鏡２７Ｙに一度照射され反射した測長ビームを、移動鏡２７Ｙに再度照射するダブルパス方式の干渉計であり、レーザ干渉計１８ＹＰは、２本の測長ビームを有し、各測長ビームを、互いのＸ位置が同一でＺ位置が異なる２つの計測点に対し１回だけ照射するシングルパス方式の干渉計である。
【００３０】
図２（Ｂ）に示されるように、レーザ干渉計１８ＹＬの測長ビームＬＹＬの移動鏡２７Ｙの反射面上の照射位置ＹＬ（以下、「計測点ＹＬ」とする）と、レーザ干渉計１８ＹＲの測長ビームＬＹＲの移動鏡２７Ｙの反射面上の照射位置ＹＲ（以下、「計測点ＹＲ」とする）とのＺ位置はともにＺAで同一となっており、それらの間隔は所定間隔ＬＹ１となるように設定されている。また、計測点ＹＬ，ＹＲは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対し線対称となるように配置されている。また、レーザ干渉計１８ＹＰの２本の測長ビームのうちの＋Ｚ側（上段）の測長ビームＬＹＡの移動鏡２７Ｙの反射面上の照射位置ＹＡ（以下、計測点ＹＡとする）のＺ位置はＺAで、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測点ＹＬ，ＹＲのＺ位置と同一となっている。また、このＺ位置ＺAと−Ｚ側（下段）の測長ビームＬＹＢの照射位置ＹＢ（以下、計測点ＹＢとする）とのＺ軸方向に関する間隔はＤで規定されており、計測点ＹＢのＺ位置をＺBとしている。また、Ｚ位置ＺAとウエハＷの表面との高さの差をＬとする。
【００３１】
また、図２（Ａ）等では図示していないが、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲは、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側側面に固定された不図示の参照鏡に対してもＹ軸に平行な測長ビームをそれぞれ照射し、その反射ビームを受光している。レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲは、これらの反射ビームと受光した測長ビームＬＹＬ，ＬＹＲとを合成し、その合成光の受光結果から計測点ＹＬ，ＹＲにおける移動鏡２７Ｙの反射面のＹ位置を検出している。検出された計測点ＹＬ，ＹＲにおける移動鏡２７Ｙの反射面のＹ位置は、ステージ制御装置１９に出力されている。また、レーザ干渉計１８ＹＰは、計測点ＹＡ，ＹＢにおける移動鏡２７Ｙの反射面のＹ位置を検出し、計測点ＹＡ，ＹＢ間のＹ位置の差分をステージ制御装置１９に対し出力している。
【００３２】
ウエハＸ干渉計システム１８Ｘは、ウエハＹ干渉計システム１８Ｙと同様な構成を有している。すなわち、ウエハＸ干渉計システム１８Ｘは、ダブルパス方式のレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲと、シングルパス方式のレーザ干渉計１８ＸＰとから構成されている。レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲは、互いのＺ位置が同一でＹ位置が所定間隔（ＬＸ１とする）だけ異なる移動鏡２７Ｘ上の２つの計測点（計測点ＸＬ，ＸＲとする。光軸ＡＸに対し線対称に配置されている）に対し測長ビームＬＸＬ，ＬＸＲをそれぞれ照射し、計測点ＸＬ，ＸＲでの移動鏡２７Ｘの反射面のＸ位置を計測し、ステージ制御装置１９に送っている。また、レーザ干渉計１８ＸＰは、互いのＹ位置が同一でＺ位置が所定間隔（Ｄと同じでもよい）異なる２つの計測点（計測点ＸＡ，ＸＢとする。）に対し、それぞれ測長ビームＬＸＡ，ＬＸＢを照射し、計測点ＸＡ，ＸＢでの移動鏡２７ＸのＸ位置を計測し、そのＸ位置の差分をステージ制御装置１９に送っている。計測点ＸＡのＺ位置は、計測点ＸＬ，ＸＲのＺ位置と同じで、計測点ＸＡと計測点ＸＲとの間隔をＬＸ２としている。
【００３３】
なお、図示されてはしないが、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＸＬ，１８ＸＬの移動鏡２７Ｙ，２７Ｘへの照射光束の光路を変更するためのプリズム等から成る不図示の光路変更板が設けられている。この光路変更板は、主制御装置２０の指示の下、不図示の駆動装置により、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＸＬ，１８ＸＲの各測長ビームの光路上に挿入／退避可能に構成されている。光路変更板が、これら測長ビームの光路上に挿入されると、各測長ビームは−Ｚ方向及び−Ｙ方向（又は＋Ｘ方向）に折り曲げられ、例えば図２（Ｃ）に示されるように、移動鏡２７Ｙの反射面上の計測点ＹＬ，ＹＲ等のＺ位置が、計測点ＹＢのＺ位置と同じＺBとなる。これら光路変更板及びウエハ干渉計システム１８の詳細な構成は、例えば、国際公開ＷＯ００／２２３７６号パンフレットに開示されているので、詳細な説明を省略する。
【００３４】
ステージ制御装置１９では、ウエハ干渉計システム１８から送られてきた検出結果に基づいてウエハステージＷＳＴの位置情報を取得する。例えば、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値（例えばそれらの平均値）に基づいてウエハステージＷＳＴのＹ位置を取得し、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値（計測点ＹＡ，ＹＢでの反射面の位置の差分）に基づいてウエハステージＷＳＴのピッチング量（Ｘ軸回りの回転）θｘを取得する。また、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴのＸ位置（例えば平均値）を算出し、レーザ干渉計１８ＸＰの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴのローリング量（Ｙ軸回りの回転）θｙを取得する。さらに、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値の差分及びレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値の差分に基づいて、ヨーイング量（θｚ）を取得する。すなわちステージ制御装置１９は、ウエハ干渉計システム１８の計測値により、ウエハステージＷＳＴの５自由度方向の位置情報を少なくとも取得可能となっている。
【００３５】
図３には、ステージ制御装置１９の制御ブロックの概略的な構成が示されている。ステージ制御装置１９は、同期制御ユニット８０と、ウエハステージコントローラＷＳＣと、レチクルステージコントローラＲＳＣとを含んで構成されている。図３において、ウエハステージ系Ｗｐは、ウエハステージ駆動部２４、ウエハステージＷＳＴ、ウエハ干渉計システム１８とを一体の制御対象モデルとして表現した制御ブロックであり、レチクルステージ系Ｒｐは、不図示のレチクルステージ駆動部、レチクルステージＲＳＴ、レチクル干渉計１６とを一体の制御モデルとして表現した制御ブロックである。
【００３６】
前記同期制御ユニット８０は、主制御装置２０からの指示の下、ウエハステージコントローラＷＳＣに対し、ウエハステージＷＳＴの移動指令Ｐwを出力する。ウエハ干渉計システム１８から送られた計測値は、ウエハステージコントローラＷＳＣに入力される。前記ウエハステージコントローラＷＳＣは、この移動指令Ｐwと、ウエハ干渉計システム１８から送られた計測値に基づいて、例えばフィードバック制御を行い、ウエハステージ系Ｗｐ（具体的には、ウエハステージ駆動部２４）に対する駆動指令を出力している。
【００３７】
同期制御ユニット８０には、ウエハ干渉計システム１８の計測値も入力されている。同期制御ユニット８０は、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの同期制御を行う場合、ウエハ干渉計システム１８の計測値に基づいて、レチクルステージＲＳＴがウエハステージＷＳＴに追従して動作するような移動指令ＰRを作成し、レチクルステージコントローラＲＳＣに出力する。その際、同期制御ユニット８０は、予め設定されている補正関数によってウエハ干渉計システム１８の計測値により得られるウエハステージＷＳＴの５自由度の位置情報を補正しつつ、補正されたウエハステージＷＳＴの５自由度の位置情報に基づいてレチクルステージＲＳＴに対する移動指令ＰRを出力する。この補正関数については、後述する。
【００３８】
前記レチクルステージコントローラＲＳＣは、上記移動指令ＰRと、レチクル干渉計１６から取得される位置情報とに基づいて、例えばフィードバック制御を行い、レチクルステージ系Ｒｐ（具体的には不図示のレチクルステージ駆動部）に対する駆動指令を出力する。
【００３９】
このように、ステージ制御装置１９では、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの同期制御を行う際には、ウエハステージＷＳＴに対しレチクルステージＲＳＴを追従させるように動作させる。もっとも、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴを同期させる必要がない場合、例えば走査露光時以外の場合においては、ステージ制御装置１９を構成する同期制御ユニット８０は、主制御装置２０の指示の下、ウエハステージコントローラＷＳＣとレチクルステージコントローラＲＳＣとに対し、それぞれ独立した移動指令を出力することができるようになっている。
【００４０】
すなわち、ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示により、その指示に応じた両ステージＷＳＴ，ＲＳＴに対する制御を行うことができるようになっている。例えば、主制御装置２０からの指示により、ＸＹ平面に平行となるようにウエハステージＷＳＴを制御することも可能であり、移動鏡２７Ｙ（又は２７Ｘ）の反射面上の計測点ＹＡ，ＹＢ（又はＸＡ，ＸＢ）での計測値の差分が常に０となるようにウエハステージＷＳＴを制御することも可能である。
【００４１】
図１に戻り、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。
【００４２】
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、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）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。
【００４３】
さらに、本実施形態の露光装置１００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Ｗの露光領域付近の表面上の位置情報に基づいて、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴをＺ方向及び傾斜方向に駆動する。これにより、例えば走査露光中には、投影光学系ＰＬの像面にウエハＷ上の露光領域を焦点深度内に合わせこむ、いわゆるオートフォーカス／レベリング制御が実現されている。
【００４４】
制御系は、図１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、このＣＰＵによって後述するフローチャートで示される露光動作時の処理アルゴリズムに対応するプログラムなどを実行することにより、装置全体を統括して制御する。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。
【００４５】
ところで、ウエハ干渉計システム１８は、移動鏡２７Ｙ，２７Ｘの反射面を基準面として各計測点における計測を行うため、移動鏡２７Ｙ，２７Ｘの反射面には高い平面性が要求される。しかし、移動鏡２７Ｙ，２７Ｘには、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の移動ストロークに応じてウエハ干渉計システム１８の測長軸に直交する方向にある程度の長さが要求されるので、図４に誇張して示されるように、その反射面がある程度の曲がりを有するようになる。そこで、この移動鏡２７Ｙ，２７Ｘの反射面の曲がり具合に関する情報を予め記憶しておき、ウエハステージＷＳＴの制御がその曲がりの影響を受けないように、ウエハ干渉計システム１８の計測値を補正する必要がある。図３に示されるステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０では、移動鏡２７Ｙ，２７Ｘの曲がり具合に関する補正情報が格納されており、その補正情報を用いてウエハ干渉計システム１８の計測値を補正し、補正されたウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージＲＳＴの移動指令ＰRを作成する。
【００４６】
また、この露光装置１００では、上述したように、走査露光中において多点フォーカス検出系の計測によりオートフォーカス／レベリング制御を行っている。この制御を行うと、例えば図５（Ａ）に示されるように、ウエハＷの表面がＺ軸方向に対して角度θだけ傾斜していた場合、ステージ制御装置１９では、ウエハステージＷＳＴをその角度θだけＸ軸回りに回転させるようになる。この動作により、投影光学系ＰＬの像面にウエハＷの表面が焦点深度内で一致することになるが、ウエハＷの実際のＹ位置と、移動鏡２７Ｙの反射面を基準面としてレーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲにより計測されたウエハステージＷＳＴのＹ位置とにいわゆるアッベ誤差が生じるようになる。例えば、計測Ｚ位置ＺAとウエハＷ表面のＺ位置との差をＬとすると、アッベ誤差の大きさΔＹAは、次式のように表される。
ΔＹA＝Ｌ・θ  …（１）
【００４７】
このように、ウエハステージＷＳＴを角度θだけＸ軸回りに回転させている場合、レーザ干渉計１８ＹＰの出力値（計測点ＹＡでの計測値と計測点ＹＢでの計測値との差分）は、移動鏡２７Ｙ自体に傾斜がなければ、Ｄ・θに相当する値となるはずである。したがって、この計測値をＤＡとすると、計測値ＤＡからアッベ誤差ΔＹAを次式を用いて算出することができる。
ΔＹA＝（ＤＡ／Ｄ）・Ｌ  …（２）
【００４８】
そこで、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値ＤＡからこのアッベ誤差ΔＹAを導き出し、同期制御ユニット８０において算出されるレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向に関する移動指令を、このアッベ誤差ΔＹAに基づいて補正すれば、このアッベ誤差に関わらず、レチクルＲの照射領域とウエハＷ上の露光領域との相対位置を精度良く制御することができる。これにより、レチクルＲに形成されたパターンがＹ軸方向にずれることなく精度良くウエハＷに転写されるようになる。
【００４９】
ところで、上述したように移動鏡２７Ｙ，２７Ｘは、Ｚ軸方向にもある程度傾斜しており、その延設方向に関してその傾斜具合は一様ではない。図５（Ｂ）には、ウエハＷの表面の角度θは０であるが、移動鏡２７ＹのＺ軸に対する傾斜角度がθであった場合が示されている。この場合でも、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値ＤＡは、Ｄ・θに相当する値となる。したがって、この計測値により、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０は、上記式（２）を演算してアッベ誤差を求め、ウエハＷの傾斜角度θが０であるにも関わらず、ウエハステージＷＳＴが角度θだけＸ軸回りに回転していると誤認して、レチクルステージＲＳＴのＹ位置をＬ・θだけ補正するように移動指令を生成してしまい、結果的に、却って転写位置がΔＹAだけずれてしまうようになる。そこで、本実施形態では、このような誤認を避けるため、移動鏡２７ＹのＺ軸に対する傾斜角度も予め計測しておき、この傾斜角度を考慮して両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの相対位置制御を行う。
【００５０】
次に、上記構成を有する露光装置１００における露光動作について主制御装置２０内のＣＰＵの処理アルゴリズムを示す図６〜図８のフローチャートに沿って説明する。この露光動作では、説明の簡略化のため、移動鏡２７Ｙのみの曲がり及び傾斜の計測を行い、その曲がり及び傾斜を考慮したステージ制御を行いつつ走査露光を行うものとする。なお、前提として、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０には補正情報がまだ設定されていないものとする。
【００５１】
図６に示されるように、まず、ウエハ干渉計システム１８を用いた移動鏡曲がり計測のサブルーチン６０１を行う。このサブルーチン６０１では、まず、図７に示されるように、ステップ７０１において、ウエハステージＷＳＴの表面がＸＹ平面とほぼ平行となるように、ステージ制御装置１９に対しウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを制御するように指示する。
【００５２】
次のステップ７０３では、不図示のプレート駆動装置を介して光路変更板を駆動し、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ等から射出された測長ビームＬＹＬ，ＬＹＲの光路上から退避させる。この結果、測長ビームＬＹＬ，ＬＹＲは、移動鏡２７ＹのＺ位置ＺAに照射されることになる。引き続き、ステップ７０５において、ステージ制御装置１９によりウエハステージＷＳＴがＸＹ平面に対し平行となるように制御された状態で、ウエハステージＷＳＴを、計測開始位置に移動させるようにステージ制御装置１９に対し指示する。ステージ制御装置１９は、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを計測開始位置に移動させる。この計測開始位置としては、例えば図９に実線で示されるような位置が設定される。この位置は、ウエハステージＷＳＴが最も−Ｘ側に位置しているときのウエハステージＷＳＴの位置である。この位置では、測長ビームＬＹＬに対応する計測点ＹＬが、移動鏡２７Ｙの反射面の＋Ｘ側端部付近に位置するようになる。なお、以下では、このときのウエハステージＷＳＴのＸ位置をＸ0とする。
【００５３】
次のステップ７０７において、ウエハステージＷＳＴが計測開始位置に位置した状態で、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＹＰの計測値をリセットする。これにより、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＹＰの計測値はすべて０となる。次いで、ステップ７０９において、Ｚ位置ＺAにおけるＸ軸方向に沿った移動鏡２７Ｙの移動鏡曲がり（１次元形状）を計測する。以下では、この移動鏡曲がりの計測方法について詳述する。
【００５４】
まず、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを、例えば計測点ＹＬと計測点ＹＲとの間の間隔ＬＹ１で＋Ｘ方向に移動させつつ、各移動先でのウエハ干渉計システム１８の計測値を、ステージ制御装置１９を介して順次取得する。すなわち、間隔ＬＹ１での移動が完了する毎に、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲにより計測点ＸＬ，ＸＲにて計測される移動鏡２７Ｘの反射面のＸ位置，レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲにより計測点ＹＬ，ＹＲにて計測されるＹ位置を、ステージ制御装置１９を介して取得する。
【００５５】
ここで、ウエハステージＷＳＴは＋Ｘ方向に移動するので、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲから射出された測長ビームＬＸＬ，ＬＸＲは、実質的に、移動鏡２７Ｘ上の同一位置に照射され続け、移動鏡２７Ｘ上の計測点ＸＬ，ＸＲの位置は変わらず、これらのレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの測定結果は移動鏡２７Ｘの形状の影響を受けない。したがって、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値から検出される回転量は、ウエハステージＷＳＴのヨーイング量そのものであるとみなすことができる。
【００５６】
これに対し、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲから射出された計測点ＹＬ，ＹＲは、実質的に、移動鏡２７Ｙ上を移動するので、これらの干渉計の測定結果は移動鏡２７Ｙの反射面の形状の影響を受けるようになる。この影響を分析すると、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測点ＹＬ，ＹＲにおける計測値の差は、ウエハステージＷＳＴのヨーイング量θｚとＺ位置ＺAにおける移動鏡２７Ｙの反射面の局所的な形状の和であるとみなすことができる。したがって、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲによって計測された計測値によって求められる回転量θｙから、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲによって計測された計測値によって求められる回転量θｘを差し引いた値（θｙ−θｘ）に計測点ＹＬ，ＹＲの間隔ＬＹ１を乗じた値を、移動鏡２７Ｙの局所的な傾斜量ｄＹとして求めることができる。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴが各Ｘ位置Ｘi（ｉ＝０，１，２，３，…）にあるときの局所的な傾斜量ｄＹをそれぞれ求める。この傾斜量ｄＹを求めたときのウエハステージＷＳＴのＸ位置Ｘiは、レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値の平均から求めることができる。
【００５７】
すなわち、このステップ７０９においては、Ｚ位置ＺAにおける移動鏡２７ＹのＸ軸方向に関する各Ｘ位置Ｘn（ｎ＝１，２，３，…）での移動鏡２７Ｙの局所的な傾斜（ｄＹ（Ｘn，ＺA）とする）を計測し、不図示の記憶装置に格納する。
【００５８】
次のステップ７１１では、上下段の移動鏡２７Ｙの曲がりの計測が終了したかいなかを判断する。この判断が肯定されればステップ７１５に進み、否定されればステップ７１３に進む。ここでは、まだ下段における移動鏡２７Ｙの曲がりの計測が完了していないので判断は否定され、ステップ７１３に進む。
【００５９】
次のステップ７１３では、不図示のプレート駆動装置を介して、光路変更板を測長ビームＬＹＬ，ＬＹＲの光路上に挿入し、計測点ＹＬ，ＹＲのＺ位置をＺBに変更する。ステップ７１３終了後は、ステップ７０５に戻る。
【００６０】
以下、ステップ７０５（計測開始位置に移動）→ステップ７０７（ウエハ干渉計システム１８のリセット）→ステップ７０９（移動鏡２７Ｙの形状計測）→ステップ７１１（判断）が再度実行され、下段、すなわちＺ位置ＺBにおける干渉計２７ＹのＸ軸方向に関する移動鏡２７Ｙの局所的な傾斜ｄＹ（Ｘn，ＺB）が算出され、不図示の記憶装置に格納される。
【００６１】
ステップ７１１における判断が肯定されるとステップ７１５に進む。ステップ７１５では、Ｚ位置ＺAに関する移動鏡２７Ｙの１次元形状データＤＹ（Ｘn，ＺA）を、次式を用いて生成する。
【００６２】
【数１】
2005310832.tif 000003
生成されたＸ位置Ｘnに対応する移動鏡２７Ｙの１次元形状データＤＹ（Ｘn，ＺA）は、不図示の記憶装置に格納される。同様に、Ｚ位置ＺBに関する移動鏡２７Ｙの１次元形状データＤＹ（Ｘn，ＺB）を、上記式（３）と同様の演算により生成して、不図示の記憶装置に格納する。
【００６３】
次のステップ７１７では、例えばスプライン曲線等による曲線補間法を用いて、不図示の記憶装置に格納された１次元形状データＤＹ（Ｘn，ＺA）、ＤＹ（Ｘn，ＺB）をＸＹ平面内で滑らかに補間して、Ｘ軸方向に関する移動鏡２７Ｙの１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ＤＹ（Ｘ，ＺB）を生成する。算出された関数に関する情報、例えばその関数の係数などは不図示の記憶装置に格納される。ここで、求められた関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）が次式のようであったとすると、式中の係数ａjが格納されるようになる。
【００６４】
【数２】
2005310832.tif 000004
【００６５】
図１０には、このようにして求められた１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ＤＹ（Ｘ，ＺB）の一例が示されている。この１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ＤＹ（Ｘ，ＺB）の差は、移動鏡２７ＹにおけるＺ軸方向に関する傾斜成分を表しているため、後述するステージ制御では、この傾斜成分を考慮して、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値に基づくアッベ誤差の補正を行う。
【００６６】
ところで、この１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ＤＹ（Ｘ，ＺB）はともに、上記ステップ７０９においてウエハステージＷＳＴが計測開始位置にあるときにリセットされたウエハ干渉計１８の計測値に基づいて算出されたものであるので、計測開始位置における１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ＤＹ（Ｘ，ＺB）の差分は、その位置での移動鏡２７Ｙの傾斜成分に関わらず０となってしまう。この計測開始位置での干渉計のリセットに起因するずれにより、ＤＹ（Ｘ，ＺA）とＤＹ（Ｘ，ＺB）との差分と、実際の移動鏡２７Ｙの傾斜成分との間には、オフセットが生じる。
【００６７】
そこで、次のステップ７１９では、このオフセット成分を算出する。ここでは、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値、すなわち計測点ＹＡ、ＹＢでの計測値の差分が０となるように、ウエハステージＷＳＴを制御しながら、上記ステップ７０９と同様に、ウエハステージＷＳＴを計測開始位置から＋Ｘ方向に移動させ、ウエハステージ駆動部２４を構成するアクチュエータに付設されそのアクチュエータの駆動量を計測するエンコーダ等から得られる情報により、ウエハステージＷＳＴのピッチング量θｘを取得していく。そして、上記ステップ７０９における移動鏡曲がり計測において求められたＤＹ（Ｘ，ＺA）とＤＹ（Ｘ，ＺB）との差分に基づくウエハステージＷＳＴの回転量の変化と、今回のウエハステージＷＳＴのピッチング量θｘの変化との差を求める。この差は、ウエハステージＷＳＴに対し、ピッチング量θｘに関する制御を行っていたかいなかったかの違いによって生じるものであり、計測開始位置における移動鏡２７Ｙの傾斜成分に対応するものであるとみなすことができる。そこで、本実施形態では、この差を、補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）と補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺB）との間のオフセット成分として算出し、これを補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺB）に反映する。
【００６８】
なお、ステップ７１９を実行する代わりに、ステップ７０１に先立って、ウエハステージＷＳＴ上にＸＹ２次元方向に関する複数の基準マークが形成された工具ウエハをロードし、上記Ｚ位置ＺAでの計測時において、ウエハステージＷＳＴが計測開始位置にあるときの工具ウエハ上の基準マークの位置と、Ｚ位置ＺBの計測時に、ウエハステージＷＳＴが計測開始位置にあるときの工具ウエハ上の基準マークの位置とをアライメント検出系ＡＳなどを用いて検出し、Ｚ位置ＺAの計測時とＺ位置ＺBの計測時とにおけるその基準マークの位置ずれ量から、このオフセット成分を求めるようにしてもよい。このようなオフセット成分の計測方法は、国際公開ＷＯ００／２２３７６号パンフレットに開示されているので、詳細な説明を省略する。
【００６９】
図７に戻り、次のステップ７２１では、関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）とＤＹ（Ｘ，ＺB）との差分に、上記ステップ７１９で検出したオフセット成分を加算することにより得られる関数を、計測点ＹＡ，ＹＢでの計測値の差分を補正する関数、すなわちピッチング補正関数Ｐ（Ｘ）として作成する。
【００７０】
次のステップ７２３では、ステージ制御装置１９を構成する同期制御ユニット８０に対して、Ｚ位置ＺAでの１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、ピッチング補正関数Ｐ（Ｘ）に関する情報（例えばそれらの関数の係数など）を装置パラメータとして設定する。この設定が完了した後は、同期制御ユニット８０は、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値の差分を、１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）で補正するとともに、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値、すなわち計測点ＹＡでの移動鏡２７Ｙの反射面の位置の計測値と、計測点ＹＢでの移動鏡２７Ｙの反射面の位置の計測値との差分を、ピッチング補正関数Ｐ（Ｘ）を用いて補正するようになる。以下、このピッチング関数による補正方法について説明する。
【００７１】
まず、現在のレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値の平均値、すなわちウエハステージＷＳＴのＸ位置をＸとする。この場合、計測点ＹＡ，ＹＢのＸ位置Ｘ’は、次式で求められる。
Ｘ’＝Ｘ−ＬＹ１／２−ＬＹ２      …（５）
ここで、上記式（５）において、ＸにＸ0を代入したときに得られるＸ’の値、すなわちレーザ干渉計１８ＹＰのリセット時の計測点ＹＡ，ＹＢのＸ位置をＸ’0とする。
【００７２】
すると、移動鏡２７ＹのＺ軸方向に関する傾斜によって発生する光路差Ｌ’は、次式を用いて求めることができる。
Ｌ’＝｛ＤＹ（Ｘ’，ＺA）−ＤＹ（Ｘ’，ＺB）
−（ＤＹ（Ｘ’0，ＺA）−ＤＹ（Ｘ’0，ＺB））｝      …（６）
【００７３】
ウエハステージＷＳＴのピッチング量θｘに相当するウエハステージＷＳＴの測長ビームの光路差ＤＡ’は、レーザ干渉計１８ＹＰの実際の計測値をＤＡとすると、次式を用いて求めることができる。
ＤＡ’＝ＤＡ−Ｌ’      …（７）
【００７４】
そこで、ステージ制御装置１９を構成する同期制御ユニット８０では、まず、ウエハステージＷＳＴのＸ位置から、上記式（５）を用いてＸ’を算出し、さらにこのＸ’から、上記式（６）を用いてＬ’を計算し、このＬ’とレーザ干渉計１８ＹＰの実際の計測値ＤＡとから、上記式（７）を用いてＤＡ’を算出する。そして、同期制御ユニット８０では、算出されたＤＡ’を次式に代入してアッベ誤差ΔＹAを求め、このアッベ誤差ΔＹAをキャンセルすべく、レチクルステージＲＳＴに対するＹ軸方向に関する位置指令をΔＹAだけ補正するようになる。
ΔＹA＝（ＤＡ’／Ｄ）・Ｌ  …（８）
【００７５】
図７に戻り、ステップ７２１の処理終了後、サブルーチン６０１を終了し、図６の焼付けによる移動鏡曲がり計測のサブルーチン６０３に進む。このサブルーチン６０３では、図８に示されるように、まず、ステップ８０１において、焼付け計測用の計測用レチクルＲTをレチクルステージＲＳＴにロードし、ステップ８０３では、ウエハを交換する。これにより、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされる。ここで、ウエハステージＷＳＴ上に工具ウエハが保持されている場合には、不図示のウエハアンローダを用いてウエハステージＷＳＴ上の工具ウエハをアンロードし、不図示のウエハローダを用いて、ウエハステージＷＳＴ上に未露光のウエハをロードする。
【００７６】
図１１（Ａ）には、計測用レチクルＲTの一例が示されている。図１１（Ａ）においては、計測用レチクルＲTが、レチクルステージＲＳＴに保持されている状態で、そのパターン領域ＰＡを−Ｚ側から見たときの様子が示されている。この図１１（Ａ）では、レチクルの中心、すなわちレチクルセンタＲＣを通過し、Ｘ軸に対応するレチクル上の軸をＸRとし、Ｙ軸に対応するレチクル上の軸をＹRとして示している。図１１（Ａ）に示されるように、この計測用レチクルＲTのパターン領域ＰＡ内における、＋ＸR方向の端部には、ＹR軸方向に等間隔で同一の評価用マークＡ1，Ａ2，Ａ3が形成されており、＋ＹR方向の端部には、ＸR軸方向に等間隔で同一の評価用マークＢ1，Ｂ2，Ｂ3が形成されており、−ＸR方向の端部には、ＹR軸方向に等間隔で同一の評価用マークＣ1，Ｃ2，Ｃ3が形成されており、−ＹR方向の端部には、ＸR軸方向に等間隔で同一の評価用マークＤ1，Ｄ2，Ｄ3が形成されている。
【００７７】
評価用マークＡ1，Ａ2，Ａ3と評価用マークＣ1，Ｃ2，Ｃ3とは、ＹR軸に関してほぼ線対称な位置に形成されており、評価用マークＢ1，Ｂ2，Ｂ3と評価用マークＤ1，Ｄ2，Ｄ3とは、ＸR軸に関してほぼ線対称な位置に形成されている。
【００７８】
評価用マークＡ1〜Ａ3，Ｃ1〜Ｃ3は、図１１（Ｂ）に代表して示される評価用マークＡ1のように、例えばＸ軸方向に所定ピッチで配列されたドットパターン列であり、その評価用マークＡ1を９０°回転した形の評価用マークＢ1〜Ｂ3，Ｄ1〜Ｄ3は、図１１（Ｃ）に代表して示される評価用マークＢ1のように、例えばＹ軸方向に所定ピッチに配列されたドットパターン列である。評価用マークＡ1等は、遮光膜中に開口パターンとして形成されたものでも、透過部中に遮光膜より形成されたものでも良い。いずれにしても、それらの評価用マークＡ1，Ｂ1，…の像をフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に露光して現像を行うと、凸凹のドットパターン列よりなるレジストパターン像（評価用マーク像）が得られる。なお、これに限らず、評価用マークＡ1〜Ａ3，Ｂ1〜Ｂ3，Ｃ1〜Ｃ3，Ｄ1〜Ｄ3をラインパターンで構成するようにしてもよい。また、各評価用マークが遮光膜であるか否かに応じて、ウエハＷ上のフォトレジストをポジ型又はネガ型であるかを選択しておく必要がある。また、計測用レチクルＲTには、その外周付近に、レチクルアライメント用の２個の十字型のアライメントマーク（不図示）が対向して形成されている。
【００７９】
図８に戻り、次のステップ８０５では、隣接する転写像間でのＸ軸方向及びＹ軸方向の端部が互いに重なるように、ｍ行ｎ列のレチクルパターン像をウエハＷ上に転写する。具体的には、ウエハステージＷＳＴを、Ｘ軸方向に所定間隔だけステッピング駆動することにより所定ピッチで移動させながら、隣接する像間でのＸ軸方向（これを列方向とする）の端部が互いに重なるように、計測用レチクルＲTのレチクルパターン像であるｎ個のレチクルパターン像を、走査露光により、順次転写形成する。以下では、このレチクルパターン像をそれぞれショット領域と称し、それぞれショット領域Ｓ（１，１）、Ｓ（１，２）、…、Ｓ（１，ｎ）とする。そして、ウエハステージＷＳＴを所定ピッチだけＹ軸方向（これを行方向とする）に移動させた後、再びウエハステージＷＳＴをＸ軸に沿って所定ピッチずつ移動させながら、隣接する像間でのＸ軸方向の端部が互いに重なるように、かつ各像が、それぞれ同じ列に対応するショット領域Ｓ（１，ｎ）と、Ｙ軸方向の端部が互いに重なるように、計測用レチクルＲTの像をｎ個のショット領域を走査露光により、Ｘ軸方向（列方向）に順次転写形成する。このショット領域を、それぞれＳ（２，１）、Ｓ（２，２）、…、Ｓ（２，ｎ）とする。同様にして、３行目、４行目、…、ｍ行目についてそれぞれｎ個のショット領域をＸ軸方向（列方向）に沿って順次転写形成する。このようにして、ウエハＷ上に、マトリクス状にｍ行ｎ列のショット領域が転写形成される。
【００８０】
図１２には、ｍ行ｎ列のショット領域の一部として代表的にショット領域Ｓ（１，１）、Ｓ（１，２）、Ｓ（１，３）が示されている。なお、このショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）の中心と隣接するショット領域の中心とのＸ軸方向に関する間隔は、計測点ＹＬ，ＹＲの間隔ＬＹ１よりは小さくなるように規定されている。なお、このとき、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０では、１次元形状関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）に基づいてレーザ干渉計１８ＹＬ，ＹＲの計測値を補正しており、ピッチング補正関数Ｐ（Ｘ’）により、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値を補正しているものとする。
【００８１】
次のステップ８０７では、不図示のウエハアンローダにより、ウエハステージＷＳＴ上からウエハをアンロードする。アンロードされたウエハは、不図示のコータ・デベロッパに搬送され、現像される。この現像が終了すると、次のステップ８０９に進み、不図示のウエハローダを用いて、ウエハを再びウエハステージＷＳＴ上にロードする。なお、このとき、ウエハは、前回ウエハステージＷＳＴ上に載置されていたのとほぼ同じように載置されるものとする。
【００８２】
次のステップ８１１では、アライメント検出系ＡＳを用いて、ｍ行ｎ列のショット領域において、隣接するショット領域におけるパターン像Ａ1〜Ａ3と、パターン像Ｃ1〜Ｃ3との間の位置ずれ量を計測する。例えば、図１２には、ショット領域Ｓ（１，１）中のパターン像Ｃ1〜Ｃ3及びショット領域Ｓ（１，２）中のパターン像Ａ1〜Ａ3のＹ軸方向の位置ずれ量ＢＹ111〜ＢＹ113と、ショット領域Ｓ（１，２）中のパターン像Ｃ1〜Ｃ3及びショット領域Ｓ（１，３）中のパターン像Ａ1〜Ａ3のＹ軸方向の位置ずれ量ＢＹ121〜ＢＹ123とが示されている。このステップ８１１では、ウエハステージＷＳＴを必要に応じて駆動し、アライメント検出系ＡＳを用いて、図１２に示される位置ずれ量ＢＹ111〜ＢＹ113及び位置ずれ量ＢＹ121〜ＢＹ123を含む、ショット領域Ｓ（ｉ，ｊ）中のパターン像Ｃ1〜Ｃ3と、隣接するショット領域Ｓ（ｉ，ｊ＋１）中のパターン像Ａ1〜Ａ3とのＹ軸方向の位置ずれ量ＢＹij1〜ＢＹij3をすべて計測する。この計測結果は、アライメント検出系ＡＳから主制御装置２０に送られる。これらの計測結果は、不図示の記憶装置に格納される。
【００８３】
次のステップ８１３では、ショット領域Ｓ（ｉ，ｊ）に対応する位置ずれ量ＢＹijkの平均値を次式を用いて算出する。
【００８４】
【数３】
2005310832.tif 000005
ここで、ＢＹijは、ショット領域（ｉ，ｊ）での位置ずれ量ＢＹijkの平均値である。次のステップ８１５では、平均値ＢＹijのｊ列（ｊ＝１〜ｎ−１）での平均値ＢＹjを次式を用いてそれぞれ算出する（ｉ＝１〜ｍ−１）。
【００８５】
【数４】
2005310832.tif 000006
次のステップ８１７では、列毎（ｊ行、ｊ＝１〜ｎ−１）の平均値ＢＹjから、そのＢＹjの平均値を、次式を用いて差し引いた値ＢＹ’jを求める。
【００８６】
【数５】
2005310832.tif 000007
次のステップ８１９では、次式を用いてＢＹ’jを列毎に積算し、ｊ列におけるＹ軸方向の位置ずれ量ＢＹ’jの積算値ＢＹ''jを作成する。
【００８７】
【数６】
2005310832.tif 000008
次のステップ８２１では、両端、すなわち第１列目及び最終列目でのＹ軸方向の位置ずれ量の積算値がともに０となるように、次式を用いて、積算値ＢＹ''jから傾斜成分（一次成分）を差し引いて、最終的な位置ずれ量の積算値ＢＹ'''jを求める。
【００８８】
【数７】
2005310832.tif 000009
ここで、この積算値ＢＹ'''jは、ｊ列のショット領域の中心のＸ座標（これをＸjと置く）における位置ずれ量に対応しているので、積算値ＢＹ'''jを、積算値ＢＹ'''（Ｘj）とおくことができる。この積算値ＢＹ'''（Ｘj）が、本発明の配列情報に対応する。
【００８９】
次のステップ８２３では、ショットの中心Ｘ座標Ｘjを、計測点ＬＹ，ＬＲの間隔ＬＹ１、計測点ＹＡと計測点ＬＲとの間隔ＬＹ２に基づいて、次式を用いてレーザ干渉計１８ＹＰの計測点ＹＡ，ＹＢの位置座標Ｘ’jに変換する。
Ｘ’j＝Ｘj−ＬＹ１／２−ＬＹ２      …（１４）
【００９０】
次のステップ８２５では、例えばスプライン補間などの曲線補間法を用いて、ＸＹ平面内で、ＢＹ'''（Ｘ’j）を曲線補間することにより、Ｘ軸方向に関する補正関数ＢＹ（Ｘ’）を作成する。この補正関数ＢＹ（Ｘ’）が、本発明の第２の補正情報に対応する。
【００９１】
次のステップ８２７では、作成した補正関数ＢＹ（Ｘ’）に関する情報を、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０に設定する。以降、同期制御ユニット８０は、ウエハ干渉計１８ＹＰからの測定値、すなわち計測点ＹＡ，ＹＢでの移動鏡２７Ｙの位置情報の差分ＤＡから、Ｘ軸方向に関する移動鏡２７Ｙの曲がり成分Ｌ’（上記式（６）参照）を減算し、その減算結果から、ウエハステージＷＳＴのＸ位置、すなわちレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲの計測値の平均値を、上記式（１４）のＸに代入してそのときのＸ’を求め、そのＸ’を補正関数ＢＹに代入したときに得られる値でさらに補正し、補正された差分に基づいてアッベ誤差ΔＹAを求める。すなわち、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０では、アッベ誤差ΔＹAが、次式を用いて算出されるようになる。
ΔＹA＝（（ＤＡ−Ｌ’−ＢＹ（Ｘ’））／Ｄ）・Ｌ  …（１５）
以降、同期制御ユニット８０は、走査露光中においては、上記式（１５）により求められたアッベ誤差分だけＹ軸方向に関するレチクルステージＲＳＴの移動指令を補正する。
【００９２】
ステップ８２７終了後は、サブルーチン６０３の処理を終了し、図６のステップ６０５に進む。
【００９３】
ステップ６０５では、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルが交換される。この時点では、レチクルステージＲＳＴ上に計測用レチクルＲTが保持されているので、計測用レチクルＲTを不図示のレチクルアンローダによりアンロードしてから、不図示のレチクルローダによりレチクルＲをロードする。そして、ステップ６０７において、基準マーク板ＦＭ等を用いて、いわゆるレチクルアライメント及びベースライン計測などの準備作業を行う。
【００９４】
次のステップ６０９では、ウエハステージＷＳＴ上のウエハを交換する。これにより、ウエハステージＷＳＴ上に保持されている計測用のウエハが不図示のウエハアンローダによってアンロードされ、不図示のウエハローダによってウエハステージＷＳＴ上にウエハＷがロードされる。このウエハＷは、すでに一層以上のショット領域が形成されているウエハであるものとする。
【００９５】
そして、ステップ６１１において、ウエハＷ上における各ショット領域のウエハステージの座標系上での配列座標を求めるためのウエハアライメントが行われる。かかるウエハアライメントでは、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号等に開示されているように、図１のアライメント検出系ＡＳを用いて、ウエハＷ上から選択された所定個数のショット領域（サンプルショット）のウエハマーク（不図示）の座標位置を検出し、この計測結果を統計処理するＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式でウエハＷ上の全部のショット領域に関する配列座標を算出する。なお、ウエハマークの座標位置は、上述のレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲ，１８ＹＬ，１８ＹＲによる計測値、レーザ干渉計１８ＹＰ及びレーザ干渉計１８ＸＰによる計測値に基づいて検出される。
【００９６】
そして、次のステップ６１３では、ウエハＷ上の各ショット領域の配列座標、べースライン及びウエハステージＷＳＴの座標系と上記補正関数が考慮されたレチクルステージＲＳＴの座標系との関係に基づいて、ウエハＷ上の露光対象のショット領域が走査開始位置に位置決めされるとともに、レチクルＲも対応する位置に位置決めし、露光光ＩＬを照射しつつ、レチクルＲとウエハＷとを同期移動させることにより、走査露光動作を行う。すなわち、走査露光中では、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０は、ウエハステージＷＳＴを、上述のレーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲ，１８ＹＬ，１８ＹＲによる計測値を、補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）に基づいて補正したうえで、レチクルステージＲＳＴに対する移動指令ＰRを生成している。
【００９７】
また、走査露光中、ウエハＷ上の露光領域のＺ位置、ピッチング量及びローリング量は、不図示の多点フォーカス検出系によって検出されており、この検出結果に基づいて、ステージ制御装置１９が、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを駆動し、ウエハＷ上の露光領域を投影光学系ＰＬの像面と焦点深度の範囲内で一致させている。そこで、同期制御ユニット８０は、この制御により生ずるウエハステージＷＳＴの傾斜によって生ずるアッベ誤差を補正すべく、レーザ干渉計１８ＹＰによる計測値に基づいて上記式（１４）等を計算してアッベ誤差を算出し、そのアッベ誤差分だけＹ軸方向に関する移動指令を補正する。このようにすれば、移動鏡２７Ｙの曲がり及び傾斜に関わらず、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴの相対位置を制御することができるようになり、ウエハＷ上に形成されるショット領域の配列の歪みが補正される。
【００９８】
次のステップ６１５では、ウエハＷをアンロードする。ステップ６１５終了後は、露光動作を終了する。
【００９９】
なお、本実施形態では、サブルーチン６０１における干渉計を用いた各Ｚ位置（ＺA，ＺB）における移動鏡曲がり計測回数と、サブルーチン６０３におけるウエハに対するショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）のショット配列の形成回数とをそれぞれ１回ずつとしたが、これは複数回行うようにしてもよい。このようにすれば、計測誤差による影響を低減することができる。この場合、干渉計を用いた移動鏡曲がり計測については、１回当たりの計測時間が比較的短いので、計測回数を増やすのは容易にできるが、ウエハに対する露光を伴う計測は、１回当たりの計測時間が長くなるので、計測回数を増やせばそれだけ全体の計測時間が長くなってしまうため、１回とするのが望ましい。
【０１００】
また、本実施形態における演算式、すなわち上記式（１）〜式（１５）は、種々の変形を加え得るものであり、その演算順の入れ替えも矛盾が生じない限り可能であり、また、幾つかの演算式は省略することができる。
【０１０１】
なお、図６〜図８では、移動鏡２７Ｙの曲がり及び傾斜による誤差を補正するための、ウエハＹ干渉計システム１８Ｙの計測値を補正する補正関数を生成する処理についてのみ説明したが、移動鏡２７Ｘの曲がり及び傾斜によるウエハＸ干渉計システム１８Ｘ（レーザ干渉計１８ＸＬ，１８ＸＲ，１８ＸＰ）の計測値を補正する補正関数についても、サブルーチン６０１，６０３と同様の処理を行うことにより、生成することができる。生成されたその補正関数の情報（係数など）を装置パラメータとして同期制御ユニット８０に設定すれば、移動鏡２７Ｘの曲がり成分及び傾斜成分に関わらず、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴのＸ軸方向等に関する相対位置を精度良く制御しつつ、走査露光を行うことができる。
【０１０２】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置１００では、レチクルステージＲＳＴがマスクステージに対応し、ウエハステージＷＳＴが物体ステージに対応する。また、ウエハ干渉計システム１８が計測装置に対応し、このうち、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲが、第１計測装置（第１装置）に対応し、レーザ干渉計１８ＹＰが第２計測装置（第２装置）に対応する。また、主制御装置２０が、第１生成装置、第２生成装置に対応する。
【０１０３】
すなわち、主制御装置２０のＣＰＵが行う、サブルーチン６０１（図６，図７）の処理によって第１生成装置の機能が実現され、サブルーチン６０３（図６，図８）の処理によって第２生成装置の機能が実現されている。また、上段の移動鏡曲がり計測時のステップ７０９（図７）が第１副工程に対応し、下段の移動鏡曲がり計測時のステップ７０９（図７）が第３副工程に対応する。また、ステップ７１５〜ステップ７２１が第２副工程に対応する。なお、本実施形態では、主制御装置２０の機能を、１つのＣＰＵで実現したが、複数のＣＰＵで実現しても良い。
【０１０４】
以上詳細に述べたように、本実施形態のステージ制御方法によれば、サブルーチン６０１では、Ｘ軸方向に沿ってウエハステージＷＳＴを移動させつつＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの基準面（移動鏡２７Ｙの反射面）の位置情報をウエハ干渉計システム１８を用いて順次計測し、その計測結果としてウエハステージＷＳＴの位置情報の補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、補正関数Ｐ（Ｘ’）を生成する。そして、サブルーチン６０３では、計測用レチクルＲTのレチクルパターンを転写し、そのレチクルパターンの転写結果（ショット領域の配列情報）に基づいて移動鏡２７Ｙの移動鏡曲がりの残差としての補正関数ＢＹ（Ｘ’）を生成する。さらに、ステップ６１３では、これらの補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）、Ｐ（Ｘ’）、ＢＹ（Ｘ’））に基づいてウエハステージＷＳＴを制御しつつ走査露光を行う。このようにすれば、移動鏡２７Ｙの反射面の形状情報及び転写されたウエハ上のパターンの配列情報の両方に基づいて両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの相対位置制御を行うので、パターンの配列の転写を複数回行って移動鏡曲がりを求めるよりも、計測時間を短くすることができるようになり、干渉計による移動鏡曲がりの計測のみでは求められなかった移動鏡曲がりをも計測することができるようになるので、高精度なステージ制御を実現することができる。
【０１０５】
実際の露光結果でなければ計測することが困難な成分の１つに、上記アッベ誤差の誤認の原因となる移動鏡２７Ｙ等の傾斜成分の影響がある。これは、走査露光中においては、上記オートフォーカス／レベリング制御に伴うアッベ誤差の発生の計測誤差の要因となるものであり、本実施形態の露光装置１００では、レチクルステージＲＳＴの位置を調整することによりアッベ誤差を吸収しているためである。例えばサブルーチン６０１の干渉計計測（すなわちウエハステージ側の動作のみの計測）では、移動鏡２７Ｙ等の傾斜成分を、高精度に計測することができたとしても、それ以外の誤差の影響を受けてしまう。したがって、ショット領域の配列を高い精度で正確に形成するためには、本実施形態のように、実際の露光結果による補正を加えるのが望ましい。
【０１０６】
また、サブルーチン６０３で転写形成するショット領域の間隔は、計測点ＹＬ，ＹＲの間隔ＬＹ１よりも小さく規定されているので、実際の露光結果から移動鏡曲がりを計測することにより、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数を向上させることができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、干渉計計測により移動鏡曲がりを求めているので、移動鏡の反射面全域の曲がりを直接的に精度良く計測することができる。すなわち、特開平８−２２７８３９号公報に開示される方法のように、露光結果から直接計測することができない移動鏡曲がりを推定せずに、直接移動鏡曲がりを精度良く計測することができる。
【０１０８】
また、本実施形態の露光装置１００では、移動鏡２７Ｙの反射面に沿ったＸ軸方向に所定間隔ＬＹ１離れた２つの計測点ＹＬ，ＹＲによりＹ軸方向に関する移動鏡２７Ｙの反射面の位置をそれぞれ計測するレーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲを備えている。そして、サブルーチン６０１では、そのステップ７０９において、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に沿って所定間隔ＬＹ１で移動させつつ、計測点ＹＬ，ＹＲ間における移動鏡２７Ｙの反射面の位置のＹ軸方向に関する差分を順次計測し、ステップ７１５〜ステップ７２１において、上記ステップ７０９での計測結果に基づいて、移動鏡２７Ｙの反射面のＸ軸方向に関する移動鏡曲がりを検出している。このようにすれば、露光装置１００を構成するウエハＹ干渉計システム１８Ｙ自体の計測により、移動鏡２７Ｙの反射面の曲がりを容易に検出することができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、サブルーチン６０１で行われる移動鏡２７Ｙの曲がりの計測においては、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に所定間隔ＬＹ１で順次移動させ、その都度、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値の差分から移動鏡２７Ｙの局所的な傾斜を求めたが、本発明はこれには限られない。例えば、ウエハステージＷＳＴを等速で、Ｘ軸方向に移動させ、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＰのうちのいずれか一方の干渉計で移動鏡２７Ｙの反射面のＹ位置を、所定のサンプリングで取得するようにしても良い。
【０１１０】
また、この計測は、ウエハＹ干渉計システム１８Ｙによるものには限られない。例えばウエハＹ干渉計システム１８Ｙとは異なる別の干渉計システムにより、移動鏡２７ＹのＸ軸方向に関する移動鏡曲がりを求めるようにしても良い。例えば、移動鏡２７ＹのＸ軸方向に関する曲がりを一度に計測可能なフィゾー干渉計などを用いても良い。この場合には、ウエハ干渉計システム１８と、移動鏡曲がり計測用の干渉計システムとの計測誤差が、本実施形態よりも大きくなることも予想されるため、実際の焼付けからも補正関数を生成する本発明の効果がより発揮されることとなる。
【０１１１】
また、本実施形態では、Ｚ軸に沿って所定間隔Ｄ離れた２つの計測点ＹＡ，ＹＢにより移動鏡２７Ｙの反射面のＹ位置を計測するレーザ干渉計１８ＹＰをさらに備えており、サブルーチン６０１では、ステップ７１３において光路変更板を用いて２つの計測点ＹＬ，ＹＲのＺ位置を−Ｚ側に所定間隔ＤだけずらしＺBとした後、再度ステップ７０５〜ステップ７０９を行い、ステップ７１５では、１回目のステップ７０９での計測結果と２回目のステップ７０９での計測結果とに基づいて、移動鏡２７Ｙの反射面のＸ軸方向に関する１次元形状を検出する。このようにすれば、上段での移動鏡２７Ｙの反射面の１次元形状と、下段での移動鏡２７Ｙの反射面の１次元形状とから、移動鏡２７Ｙの反射面のＺ軸方向に関する傾斜成分を容易に計測することができる。
【０１１２】
もっとも、移動鏡２７ＹのＺ軸方向に関する傾斜成分を求める方法はこれには限られない。例えば、ウエハステージＷＳＴを所定間隔ＬＹ１だけ移動させる毎に、光路変更板を挿入／退避させて、同一Ｘ位置に対するレーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測点ＬＹ，ＬＲのＺ位置がＺAであるときと、ＺBであるときの両方の局所的な傾斜をまとめて求めるようにしてもよい。また、前述のフィゾー干渉計を用いれば、Ｘ軸方向に関する曲がりとともに傾斜も計測することができる。
【０１１３】
また、本実施形態では、ウエハＹ干渉計システム１８Ｙが、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＹＰから構成されるものとしたが、これには限られない。例えば、レーザ干渉計１８ＹＰはなくても良い。この場合には、サブルーチン６０３で生成される補正情報（補正関数ＢＹ（Ｘ’））を、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値を補正する補正関数として用いればよい。また、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲに加えて、新たなレーザ干渉計により、ウエハステージＷＳＴのＹ位置を検出するようにしてもよい。この場合には、３つ以上の干渉計の計測値の平均値がウエハステージＷＳＴのＹ位置となり、ウエハステージＷＳＴのヨーイング量は、例えば３つ以上の計測値の最小二乗近似によって求められるようにすればよい。この求め方は、レーザ干渉計１８ＹＰが３つの測長ビームを備えている場合でも同様である。これらの構成の変形の可能性は、ウエハＸ干渉計システム１８Ｘについても同様である。
【０１１４】
また、本実施形態では、サブルーチン６０３で求められた配列情報に基づく第２の補正情報としての補正関数ＢＹ（Ｘ’）を、レーザ干渉計１８ＹＰの計測値の補正に用いるものとしたが、これには限られず、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲの計測値の補正に用いるようにしてもよいのは勿論である。
【０１１５】
また、本実施形態では、図１１（Ａ）に示される計測用レチクルＲTを用いたがこれには限られない。例えば、パターンＡ2，Ｂ2，Ｃ2，Ｄ2のみ形成されたレチクルを用いてもよい。各パターンは、ライン・アンド・スペース・パターンであってもよいし、ボックスマークであってもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、ステップ７１７及びステップ８２５において、曲線補間法により得られるＹ軸方向に関する連続的な補正関数を、第１及び第２の補正情報として検出している。このようにすれば、離散的なＸ位置だけでなく連続したＸ位置に対応する移動鏡２７Ｙの反射面の曲がりを検出することができ、その補正関数を用いて連続で滑らかな補正を実現することができる。なお、曲線補間時に採用される曲線としては、上述したスプライン曲線のほか、ベジェ曲線などのあらゆる曲線を採用することができる。
【０１１７】
もっとも、補間方法は、曲線補間には限られず、直線補間であってもよい。また、補正関数を生成することなく、サブルーチン６０１及びサブルーチン６０３で求められたＸ位置Ｘにおける移動鏡曲がりのデータをＸ軸方向に関してマッピングすることにより生成される補正マップを不図示の記憶装置に格納しておき、その補正マップを用いて計測値の補正等を行うようにしてもよい。この場合でも、ウエハステージＷＳＴのＸ位置が補正マップ上のＸ位置でない場合には、補正マップ上の近傍のＸ位置での補正マップの値の補間値を、計測値の補正量とすることができる。
【０１１８】
また、本実施形態の露光装置１００では、ステップ６１３における走査露光時には、アッベ誤差の補正に際し、レチクルステージＲＳＴの位置を調整している。このようにしても、レチクルＲとウエハＷとの相対位置を補正して、ウエハＷ上に転写されるショット領域のアッベ誤差等による位置ずれを低減することができるからである。もっとも、これに限らず、ウエハステージＷＳＴの位置情報を直接補正してもよいのは勿論である。また、移動鏡２７ＹのＸ軸方向に関する補正関数ＤＹ（Ｘ，ＺA）についてはウエハステージＷＳＴの位置情報の補正に用いて、アッベ誤差の補正に用いる補正関数Ｐ（Ｘ’）、ＢＹ（Ｘ’）については、レチクルステージＲＳＴの移動指令の補正に用いるようにしてもよい。
【０１１９】
そして、本実施形態の露光動作では、上述のようにして作成された補正関数を用いて両ステージＷＳＴ，ＲＳＴの相対位置を制御しつつ、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷに対し、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲに形成されたパターンを転写するので、高精度な露光を実現することができる。
【０１２０】
もっとも、サブルーチン６０１，６０３は、露光動作に先立って行われる必要はない。露光装置１００の立ち上げ時、ウエハホルダを交換する時及びステージを交換する時にサブルーチン６０１，６０３を行うようにしてもよい。
【０１２１】
また、本実施形態の露光装置１００において、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲは、移動鏡２７Ｙの反射面に対しＹ軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームＬＹＬ，ＬＹＲを照射するダブルパス方式の干渉計とし、レーザ干渉計１８ＹＰを、その反射面に対し前記Ｙ軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するシングルパス方式の干渉計としたが、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＹＰは、すべてダブルパス方式の干渉計であってもよいし、シングルパス方式の干渉計であってもよい。上記実施形態のようにレーザ干渉計１８ＹＰをシングルパス方式とし、レーザ干渉計１８ＹＬ，１８ＹＲをダブルパス方式とした場合には、移動鏡の傾斜の計測誤差が大きくなる傾向にあるため、本実施形態におけるサブルーチン６０３で生成される補正関数ＢＹ（Ｘ’）による補正は、著しい効果を発揮する。また、本実施形態の露光装置において、レーザ干渉計ＹＰを計測点ＹＡ，ＹＢ間のＹ位置の差分を計測する差動型の干渉計としているが、これに換えて、計測点ＹＡの参照鏡に対するＹ位置及び計測点ＹＢの参照鏡に対するＹ位置をそれぞれ独立に計測する２つの絶対値計測型の干渉計としても構わない。この場合、それぞれ独立に計測された計測値の差分をとることで移動鏡２７ＹのＺ軸方向に関する傾斜成分を求めることができる。更にこの場合には、計測点ＹＡを計測する干渉計をレーザ干渉計１８ＹＲと共用することもできる。このようにすれば、ウエハＹ干渉計システム１８Ｙの有する干渉計の軸数を削減することができる。
【０１２２】
なお、上記実施形態では、計測用パターン（パターンＡ1〜Ａ3，Ｂ1〜Ｂ3、Ｃ1〜Ｃ3，Ｄ1〜Ｄ3）が形成された計測用レチクルＲTによりウエハに対し実際にその計測用パターンＲTを転写し、その転写結果（パターンの位置ずれ量）に基づいてウエハステージＷＳＴ上の移動鏡曲がりの残差を求めたが、計測用レチクルＲTを用いて上記実施形態におけるサブルーチン６０３と同様の処理を行うことにより、露光装置１００におけるウエハＷ上のショット配列（いわゆるウエハグリッド）の歪みをも計測することができる。以下では、ウエハグリッドの歪みの計測方法について説明する。
【０１２３】
この計測に際しては、まず、図８のサブルーチン６０３（具体的には、ステップ８０５）と同様に、ｍ行ｎ列のショット領域を、隣接する像同士のＸ軸方向及びＹ軸方向の端部が重なるように、ベアのウエハＷ上のほぼ全域に転写し、さらに、そのウエハＷを現像して、図１３（Ａ）に示されるように、マトリクス状にショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）を形成する（第１工程）。なお、ここでも、Ｘ軸方向を列方向（列番号をｎとする）とし、Ｙ軸方向を行方向（行番号をｍとする）としている。
【０１２４】
図１３（Ｂ）には、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）と、それに隣接するショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）とショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）とが代表的に示されている。図１３（Ｂ）に示されるように、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）は、ショット領域の配列（グリッド）に歪みがなければ、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）を基準とした場合に、点線で示される位置に形成されるはずである。しかしながら、実際には、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）は、実線で示される位置に形成されているものとする。この場合、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）の中心は、図１３（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向にＳＸ（ｍ，ｎ）、Ｙ軸方向にＢＹ（ｍ，ｎ）ほど位置ずれしている。また、ショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）についても、その形成位置は、グリッド歪みがないとしたときの点線で示される位置から実線で示される位置に位置ずれしているものとし、この中心の位置ずれ量を、Ｘ軸方向にＢＸ（ｍ，ｎ），Ｙ軸方向にＳＹ（ｍ，ｎ）とする。
【０１２５】
この位置ずれ量ＳＸ（ｍ，ｎ），ＢＹ（ｍ，ｎ），ＢＸ（ｍ，ｎ），ＳＹ（ｍ，ｎ）は、隣接するショット領域が重なった部分に形成されたパターンの位置ずれ量から求めることができる。すなわち、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）のパターンＣ1〜Ｃ3の像と、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）のパターンＡ1〜Ａ3の像とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量の平均値が、それぞれＳＸ（ｍ，ｎ），ＢＹ（ｍ，ｎ）に対応し、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）のパターンＤ1〜Ｄ3の像と、ショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）のパターンＢ1〜Ｂ3の像とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量の平均値が、それぞれＢＸ（ｍ，ｎ），ＳＹ（ｍ，ｎ）に対応する。これらのパターン像同士の位置ずれ量は、上記実施形態（ステップ８１１）と同様に、アライメント検出系ＡＳを用いて検出することができる。
【０１２６】
上述のようにして求められた位置ずれ量は、あくまで、隣接するショット領域に対する相対的な位置ずれ量である。そこで、本実施形態では、これらの位置ずれ量を積算し、各ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）におけるショット中心の座標（Ｘn+1，Ｙm）のずれ量ΔＸ（Ｘn+1，Ｙm）、及びショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）におけるショット中心の座標（Ｘn，Ｙm+1）のずれ量ΔＸ（Ｘn，Ｙm+1）を次式を用いて算出する。
【０１２７】
【数８】
2005310832.tif 000010
ここで、ｎminは、ｍ行において、最も−Ｘ側に存在するショット領域の列番号であり、ｍminは、ｎ列において、最も−Ｙ側に存在するショット領域の行番号であるものとする。すなわち、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）における中心座標（Ｘm,n+1，Ｙm,n+1）におけるＸ軸及びＹ軸方向に関するグリッドの歪み量は、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎmin）からショット領域Ｓ（ｍ，ｎ＋１）までのＳＸ（ｍ，ｊ），ＢＹ（ｍ，ｊ）の積算値となる（ｊ＝ｎmin〜ｎ＋１）。また、ショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）における中心座標（Ｘm+1,n，Ｙm+1,n）におけるＸ軸及びＹ軸方向に関するグリッドの歪み量は、ショット領域Ｓ（ｍmin，ｎ）からショット領域Ｓ（ｍ＋１，ｎ）までのＢＸ（ｉ，ｎ），ＳＹ（ｉ，ｎ）の積算値となる（ｉ＝ｍmin〜ｍ＋１）。
【０１２８】
なお、上記式（１６）、式（１７）、式（１８）、式（１９）における境界条件としては、それぞれΔＸ（Ｘnmin，Ｙm）＝０、ΔＹ（Ｘnmin，Ｙm）＝０、ΔＸ（Ｘn，Ｙmmin）＝０、ΔＹ（Ｘn，Ｙmmin）＝０がそれぞれ設定され、設定された境界条件に基づいて、位置座標（Ｘn，Ｙm）におけるグリッドの歪み量ΔＸ（Ｘn，Ｙm）、ΔＹ（Ｘn，Ｙm）が算出される。
【０１２９】
上記式（１６）、式（１７）、式（１８）、式（１９）を用いて、位置座標（Ｘn，Ｙm）におけるＸ軸及びＹ軸方向に関するグリッドの歪み量ΔＸ（Ｘn，Ｙm）、ΔＹ（Ｘn，Ｙm）を算出した後は、この検出結果に基づいて、２次元の補正マップを算出する（第２工程）。
【０１３０】
なお、この場合、位置座標（Ｘn,Ｙm）におけるＸ軸及びＹ軸方向に関するグリッドの歪み量の補正マップに対し、それぞれ３次関数又はフーリエ級数の多項式などによる関数フィッティングを行うようにしてもよい。図１４には、理想的な配列基準に対する実際のショット配列のずれの一例が示されている。この図１４では、ショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）のショット中心の座標（Ｘn，Ｙm）の設計値が、点線で格子上に結ばれている。そして、実線で示される縦線、横線は、各行、各列に対応する、上記関数フィッティングにより作成されたグリッドの歪み量を表す補正関数Ｆ（Ｘ1）、Ｆ（Ｘ2）、Ｆ（Ｘ3）、…、Ｆ（Ｘ7）、Ｆ（Ｙ1）、Ｆ（Ｙ2）、Ｆ（Ｙ3）、…、Ｆ（Ｙ7）を、点線で示される理想的なグリッド（配列基準）からのずれで模式的に表した線である。
【０１３１】
なお、上記式（１６）〜式（１９）を全て計算した場合には、同一のＸＹ座標で、２つのΔＸ（Ｘn，Ｙm），ΔＹ（Ｘn，Ｙm）が算出されるようになる。この場合、その２つの値の平均値を最終的なΔＸ（Ｘn，Ｙm），ΔＹ（Ｘn，Ｙm）として算出して、その平均値を用いて補正マップ又は補正関数の作成に用いるようにしてもよいし、いずれか一方を選択するようにしてもよい。また、グリッドの歪み量の算出においては、式（１６）、式（１７）の算出結果の重みと、式（１８），式（１９）の算出結果の重みとの比を１：１とせず、どちらかの式の算出結果に比重を置くようにしても良い。この場合、式（１８），式（１９）に関しては、それらの式を求める際に用いるグリッドの歪み量に関し、行毎の平均値（すなわちｊ列（ｊ＝ｎmin〜ｎmax）での平均値）を算出し、その算出結果を補正マップ又は補正関数の生成に用いるようにしてもよい。
【０１３２】
上述のようにして作成された補正マップ又は補正関数は、上記実施形態と同様にステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０に設定される。そして、ステージ制御装置１９の同期制御ユニット８０において設定された補正関数に基づいて、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの相対位置制御が行われ、ステップ６１３と同様な走査露光を行う（第３工程）。このようにすれば、露光装置１００に固有のショット領域の配列の歪みによる影響をキャンセルすることができるので、より高精度な重ね合わせ露光を実現することができる。
【０１３３】
これまでの説明から明らかなように、このウエハグリッドの歪みの補正するにあたっては、主制御装置２０が、転写装置と制御装置の一部とに対応し、ステージ制御装置１９が、制御装置の一部に対応する。
【０１３４】
以上述べたように、この方法によれば、パターン像を含むショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）をウエハ上にマトリクス状に転写形成し、隣接するショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）でのパターンの転写位置の位置ずれ量ＳＸ（ｍ，ｎ）、ＢＹ（ｍ，ｎ）、ＢＸ（ｍ，ｎ）、ＳＹ（ｍ，ｎ）に基づいてＸＹ平面内におけるショット領域Ｓ（ｍ，ｎ）の配列基準からのずれに関する情報を検出する。このようにすれば、実際の転写結果により、ショット領域の配列基準からのずれに関する情報を精度良く検出することができる。
【０１３５】
なお、この場合にも、グリッドの歪み量に基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置でなく、ウエハステージＷＳＴの位置を補正するようにしてもよい。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴに設けられた移動鏡２７Ｙ等の曲がり及び傾斜を補正する補正関数を生成したが、同様にして、レチクルステージＲＳＴ上に設けられた移動鏡の曲がり及び傾斜を補正する場合にも、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【０１３７】
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、レチクルまたはウエハを保持するとともに、比較的短いストロークを高精度（高応答性）に位置決めでき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わた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。
【０１３８】
なお、複数のレンズから構成される投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込み、その後、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ＲＳＴやウエハステージＷＳＴ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１００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。
【０１３９】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置における露光にも本発明を好適に適用することができる。また、ウエハステージを２基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。また、液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができるのは勿論である。
【０１４０】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、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、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、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。
【０１４１】
また、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザ光源に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光源、Ｆ2レーザ光源などのパルスレーザ光源や、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、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。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
【０１４２】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。
【０１４３】
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。例えば、電子線を用いる露光装置では、電磁レンズを備えた光学系が用いられる。
【０１４４】
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】
【０１４５】
以上述べたように、本発明のステージ制御方法及びステージ装置は、露光に用いられる物体を保持するステージを制御するのに適しており、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】
【０１４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、ウエハステージ及びウエハ干渉計システムの構成を概略的に示す図であり、図２（Ｂ）は、移動鏡上におけるウエハ干渉計システムの計測点を示す図であり、図２（Ｃ）は、２つの計測点が下段にあるときの図である。
【図３】ステージ制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】移動鏡曲がりを説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）は、アッベ誤差によりレチクルステージの位置が補正される様子を示す図であり、図５（Ｂ）は、移動鏡の傾斜によりレチクルステージの位置が補正される様子を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における露光装置での露光動作を示すフローチャートである。
【図７】干渉計による移動鏡曲がり計測のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】焼付けによる移動鏡曲がり計測のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】干渉計による移動鏡曲がり計測を行う際のウエハステージの移動の様子を示す図である。
【図１０】上下段の移動鏡曲がりの補正関数を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、計測用レチクルの全体図であり、図１１（Ｂ）は、パターンＡ1の拡大図であり、図１１（Ｃ）は、パターンＢ1の拡大図である。
【図１２】計測用レチクルの焼付け結果の一例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、グリッド補正情報を検出する際のウエハＷへの焼付け結果を示す図であり、図１３（Ｂ）は、その焼付け結果におけるショット領域Ｓ（ｎ，ｍ）周辺の拡大図である。
【図１４】理想的なグリッドと、実際のグリッドとのずれを示す図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１８…ウエハ干渉計システム（計測装置）、１８ＹＬ，１８ＹＲ，１８ＸＬ，１８ＹＲ…レーザ干渉計（第１計測装置、第１装置）、１８ＹＰ，１８ＸＰ…レーザ干渉計（第２計測装置、第２装置）、１９…ステージ制御装置（制御装置）、２０…主制御装置（第１生成装置、第２生成装置、転写装置、制御装置の一部）、２４…ウエハステージ駆動部、１００…露光装置、ＰＬ…投影光学系、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（マスクステージ）、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（物体ステージ）。
【図１】
2005310832.tif 000011
【図２】
2005310832.tif 000012
【図３】
2005310832.tif 000013
【図４】
2005310832.tif 000014
【図５】
2005310832.tif 000015
【図６】
2005310832.tif 000016
【図７】
2005310832.tif 000017
【図８】
2005310832.tif 000018
【図９】
2005310832.tif 000019
【図１０】
2005310832.tif 000020
【図１１】
2005310832.tif 000021
【図１２】
2005310832.tif 000022
【図１３】
2005310832.tif 000023
【図１４】
2005310832.tif 000024