(57)【要約】所定露光条件下における調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能の情報、パターンの補正情報及び結像性能の許容範囲の情報等に基づき、パターンを補正した目標露光条件下での適正調整量を、露光装置毎に算出する工程（ステップ１１４〜１１８）と、算出された各露光装置の適正調整量に従う調整装置の調整の結果、目標露光条件下で、少なくとも１台の露光装置で許容範囲外となる結像性能がある場合、その結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する工程（ステップ１２０、１２４、１２６）と、を、全ての装置の結像性能が許容範囲内となるまで繰り返す。そして、許容範囲内となったとき、設定されている補正情報を、パターンの補正情報として決定する（ステップ１３８）。
2004099874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法であって、
前記パターンの情報を含む所定露光条件下における前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１工程と；
前記第１工程で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２工程と；
を、前記第２工程における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理工程と；
前記全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理工程で設定されている前記補正情報を、パターンの補正情報として決定する決定工程と；を含むパターン決定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記第２工程は、前記第１工程で算出された各露光装置の前記適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１つの露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断工程と、
前記第１判断工程の判断の結果、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する設定工程と、を含むことを特徴とするパターン決定方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン決定方法において、
前記第２工程は、前記第１工程で算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定工程で設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断工程を、更に含むことを特徴とするパターン決定方法。
【請求項４】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記所定の基準は、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項５】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記補正情報は、前記複数の露光装置の所定の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて設定されることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項６】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むことを特徴とするパターン決定方法。
【請求項７】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むことを特徴とするパターン決定方法。
【請求項８】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、
前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報であり、
前記第１工程では、前記差と、前記目標露光条件下における、前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出することを特徴とするパターン決定方法。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン決定方法において、
前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のパターン決定方法において、
前記重みは、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容範囲外となる部分の重みが高くなるように設定されることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のパターン決定方法において、
前記第２工程における、前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となるか否かの判断は、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と、前記第１工程で算出された適正調整量とに基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表と、に基づいて、各露光装置について算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と；
該結像性能の目標値と；の差に基づいて行われることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１２】
請求項８に記載のパターン決定方法において、
前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として、前記第２工程で前記補正情報を設定した後に計算により作成された前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表が用いられることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のパターン決定方法において、
前記所定の目標値は、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパターン決定方法において、
前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１５】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記最適化処理工程では、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を算出することを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記最適化処理工程では、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として前記適正調整量を算出することを特徴とするパターン決定方法。
【請求項１７】
請求項１に記載のパターン決定方法において、
前記第１工程と第２工程とを所定回数繰り返したか否かを判断し、前記第２工程で全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了する繰り返し回数制限工程を、更に含むパターン決定方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のパターン決定方法により、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定工程と；
該決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンを形成するパターン形成工程と；を含むマスクの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の製造方法により製造されたマスクを、前記複数台の露光装置のうちの１台の露光装置に搭載する工程と；
前記１台の露光装置の備える投影光学系の結像性能を前記マスクのパターンに合わせて調整した状態で、前記マスク及び前記投影光学系を介して物体を露光する工程と；を含む露光方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の露光方法を用いてデバイスパターンを感応物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
【請求項２１】
マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法であって、
前記複数台の露光装置の投影光学系による前記パターンの投影像の形成時の所定の結像性能がともに許容範囲内となるように、前記パターンの情報を決定するパターン決定方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載のパターン決定方法により、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定工程と；
該決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンを形成するパターン形成工程と；を含むマスクの製造方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の製造方法により製造されたマスクを、前記複数台の露光装置のうちの１台の露光装置に搭載する工程と；
前記１台の露光装置の備える投影光学系の結像性能を前記マスクのパターンに合わせて調整した状態で、前記マスク及び前記投影光学系を介して物体を露光する工程と；を含む露光方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の露光方法を用いてデバイスパターンを感応物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
【請求項２５】
マスクに形成されたパターンを物体上に投影する投影光学系の結像性能を調整する結像性能調整方法であって、
所定露光条件下における、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びにマスクの製造段階での前記パターンの補正情報を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正な調整量を算出する工程と；
前記適正調整量に従って前記調整装置を調整する工程と；を含む投影光学系の結像性能調整方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の結像性能調整方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むことを特徴とする結像性能調整方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の結像性能調整方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むことを特徴とする結像性能調整方法。
【請求項２８】
請求項２５に記載の結像性能調整方法において、
前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、
前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報であり、
前記算出する工程では、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を算出することを特徴とする結像性能調整方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の結像性能調整方法において、
前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とする結像性能調整方法。
【請求項３０】
マスクに形成されたパターンを投影光学系を用いて物体上に転写する露光方法であって、
請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の結像性能調整方法を用いて、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能を調整する工程と；
結像性能が調整された投影光学系を用いて、前記パターンを前記物体上に転写する工程と；を含む露光方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の露光方法を用いてデバイスパターンを感応物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
【請求項３２】
マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定システムであって、
投影光学系と、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置とをそれぞれ有する、複数台の露光装置と；
前記複数台の露光装置に通信路を介して接続されたコンピュータと；を備え、
前記コンピュータは、前記複数台の露光装置のうちから選択された最適化対象の露光装置について、
前記パターンの情報を含む所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量を露光装置毎に算出する第１ステップと、
前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２ステップと、
を、前記第２ステップにおける判断の結果、全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理ステップと；
前記全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理ステップで設定された補正情報を、パターンの補正情報として決定する決定ステップと；を実行することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３３】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断ステップと、
前記第１判断ステップでの判断の結果、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って補正情報を設定する設定ステップと、を実行することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定ステップで設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断ステップを、更に実行することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３５】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記所定の基準は、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３６】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記最適化処理ステップにおいて、前記複数の最適化対象の露光装置の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて前記補正情報を設定することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３７】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記投影光学系の結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、
前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報であり、
前記コンピュータは、前記第１ステップにおいて、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３８】
請求項３７に記載のパターン決定システムにおいて、
前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のパターン決定システムにおいて、
前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４０】
請求項３８に記載のパターン決定システムにおいて、
前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４１】
請求項３７に記載のパターン決定システムにおいて、
前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容範囲の内部と外部とで色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、更に実行することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４３】
請求項４１に記載のパターン決定システムにおいて、
前記重みは、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容範囲外となる部分の重みが高くなるように設定されることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４４】
請求項３７に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、
前記第２ステップにおいて、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と前記第１ステップで算出された適正調整量とに基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、に基づいて露光装置毎に算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と、
該結像性能の前記目標値との差に基づいて、
前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４５】
請求項３７に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記第２ステップにおいて、前記補正情報を設定した後に前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を計算により作成し、その後、そのツェルニケ感度表を、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として用いることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４６】
請求項３７に記載のパターン決定システムにおいて、
前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４７】
請求項４６に記載のパターン決定システムにおいて、
前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４８】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記最適化処理ステップにおいて、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を算出することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項４９】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータには、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として外部から設定可能であることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項５０】
請求項３２に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記第１ステップと第２ステップとを所定回数繰り返したか否かを判断し、前記第２ステップで全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了することを特徴とするパターン決定システム。
【請求項５１】
請求項３２〜５０のいずれか一項に記載のパターン決定システムにおいて、
前記コンピュータは、前記複数台の露光装置のいずれかの構成各部を制御する制御用コンピュータであることを特徴とするパターン決定システム。
【請求項５２】
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露光装置であって、
前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；
前記調整装置に信号線を介して接続され、所定露光条件下における前記調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びにマスクの製造段階での前記パターンの補正情報を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する処理装置と；を備える露光装置。
【請求項５３】
マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる前記マスクを設計するための所定の処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記パターンの情報を含む所定露光条件下における、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報とを含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１手順と、
前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２手順と、
を、前記第２手順における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理手順と；
前記全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理手順で設定された前記補正情報をパターンの補正情報として決定する決定手順と；を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項５４】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記第２手順として、前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断手順と、
前記第１判断手順の判断の結果、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って補正情報を設定する設定手順と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５５】
請求項５４に記載のプログラムにおいて、
前記第２手順として、前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定手順で設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断手順を、更に前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５６】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記所定の基準は、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることを特徴とするプログラム。
【請求項５７】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記所定の基準は、前記補正情報を、前記複数の露光装置の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて設定する基準であることを特徴とするプログラム。
【請求項５８】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項５９】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項６０】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記投影光学系の結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、
前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報であり、
前記第１手順として、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出する手順を、前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６１】
請求項６０に記載のプログラムにおいて、
前記投影光学系の視野内の各評価点における前記目標値の設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６２】
請求項６０に記載のプログラムにおいて、
前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数とともに前記目標値の設定画面を表示する手順と；
前記設定画面の表示に応答して設定された係数の目標値を前記結像性能の目標値に変換する手順と；を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６３】
請求項６０に記載のプログラムにおいて、
前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることを特徴とするプログラム。
【請求項６４】
請求項６３に記載のプログラムにおいて、
前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容範囲の内部と外部とで色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６５】
請求項６０に記載のプログラムにおいて、
前記第２手順において、
前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と、前記第１手順で算出された適正調整量と、に基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、露光装置毎に算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と、
該結像性能の前記目標値との差に基づいて、
前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを、前記コンピュータに判断させることを特徴とするプログラム。
【請求項６６】
請求項６０に記載のプログラムにおいて、
前記第２手順において、前記補正情報を設定した後に前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を計算により作成させるとともに、その後、そのツェルニケ感度表を、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として用いる手順を、前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６７】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記最適化処理手順において、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を、前記コンピュータに算出させることを特徴とするプログラム。
【請求項６８】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記最適化処理手順において、外部からの指定に応じて、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として前記適正調整量を前記コンピュータに算出させることを特徴とするプログラム。
【請求項６９】
請求項５３に記載のプログラムにおいて、
前記第１手順と第２手順とを所定回数繰り返したか否かを判断し、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了する手順を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７０】
請求項５３〜６９のいずれか一項に記載のプログラムが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、パターン決定方法及びシステム、マスクの製造方法、結像性能調整方法、露光方法及び装置、並びにプログラム及び情報記録媒体に係り、更に詳しくは、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法及びパターン決定システム、前記パターン決定方法を利用したマスクの製造方法、マスクに形成されたパターンを物体上に投影する投影光学系の結像性能調整方法、該結像性能調整方法を利用した露光方法及び該露光方法を実施するのに好適な露光装置、並びにマスクを設計するための所定の処理をコンピュータに実行させるプログラム及び該プログラムが記録された情報記録媒体に関する。
【背景技術】  従来より、半導体素子、液晶表示素子あるいは薄膜磁気ヘッド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物体（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する投影露光装置、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、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。
ところで、半導体素子等を製造する場合には、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必要があるため、回路パターンが形成されたレチクルと、ウエハ上の各ショット領域に既に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投影光学系の結像性能が所望の状態（例えば、ウエハ上のショット領域（パターン）に対するレチクルパターンの転写像の倍率誤差などを補正するよう）に調整されることが必要不可欠である。なお、ウエハ上の各ショット領域に第１層目のレチクルパターンを転写する場合にも、第２層目以降のレチクルパターンを精度良く各ショット領域に転写するために、投影光学系の結像性能を調整しておくことが望ましい。
また、近時における半導体素子等の高集積化に伴い、回路パターンがますます微細化しており、近時の露光装置ではザイデルの５収差（低次収差）を補正するのみでは、不十分である。このため、従来においても、露光装置の投影光学系の収差や光近接効果などに起因して生じるレチクルパターンの転写像の線幅変化などを補正するために、例えばレチクル上のパターンの一部でその線幅を設計値と異ならせてレチクルにパターンを形成することが行われていた（例えば日本国特許第３３４３９１９号公報及び対応する米国特許第５，５４６，２２５号参照）。
また、投影光学系によるパターンの結像性能ないしは結像状態の調整には、例えば投影光学系を構成するレンズエレメントなどの光学素子の位置や傾きなどを調整する結像性能調整機構などが用いられる。しかるに、結像性能は、露光条件、例えば照明条件（照明σなど）、投影光学系のＮ．Ａ．（開口数）、使用するパターンなどにより変化する。従って、ある露光条件で最適な結像性能調整機構による各光学素子の調整位置が、他の露光条件の下では、最適な調整位置とはならない場合がある。
かかる点に鑑み、最近になって、照明条件（照明σなど）、投影光学系のＮ．Ａ．（開口数）、使用するパターンなどに応じて定まる露光条件に応じて、投影光学系によるパターンの結像特性（結像性能）ないしは結像状態を最適化する調整機構の調整方法ないしは結像特性調整方法及びそのプログラムに関する発明が、提案されている（例えば国際公開０２／０５４０３６号パンフレット及び対応する米国特許出願公開第２００４／００５９４４４号参照）。
しかしながら、上記日本国特許第３３４３９１９号公報に記載の発明を複数の露光装置に適用する場合には、複数の露光装置で個別にその特許公報に記載の発明を用いて、各露光装置で使用されるレチクルのパターンの補正（最適化）が行われるので、ある露光装置に対して最適化されたレチクルを、他の露光装置で使用することができないことがある。すなわち、複数の露光装置でレチクルを共用するのが困難となり得る。これは、露光装置の投影光学系の収差状態は、露光装置（号機）毎に異なるため、号機間の収差の差（相違）の分、パターンの像の位置ずれや線幅差が発生し、事実上、そのようなレチクルの共用化は困難だからである。
一方、上記国際公開０２／０５４０３６号パンフレットに記載の発明を用いて、あるパターンに対して、複数の露光装置の投影光学系の結像特性（結像性能）を最適化する場合、要求される結像性能の誤差の許容範囲が比較的大きい場合などには、それぞれの露光装置が備える調整機構の調整可能な範囲内であれば、同一のパターンに対していずれの露光装置でも投影光学系の結像性能を最適化することができる。しかしながら、上記パンフレットに記載の発明では、レチクルのパターンは与えられたものとして、露光装置の投影光学系の結像特性（結像性能あるいは収差）を最適化することがなされていたため、上記の調整機構の調整が限界に達しやすく、特に多くの号機や異なる性能の号機で同一のレチクルを共用するような場合には、いずれかの露光装置で結像性能の調整が困難となる事態が生じる蓋然性が高くなっている。特に、要求される結像性能の誤差の許容範囲が小さくなると、上記の事態が一層生じ易くなる。
この一方、同一の半導体工場内では、より多くの露光装置で、同一のレチクルを共用できれば、結果的に半導体素子等の電子デバイスの製造コストの低減が可能であるとともに、露光装置（号機）の運用面における自由度（柔軟性）が向上するというメリットが現実に存在する。
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、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易にする、パターン決定方法及びパターン決定システムを提供することにある。
本発明の第２の目的は、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクを容易に製造することが可能なマスクの製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、マスク上のパターンに対する投影光学系の結像性能の調整能力を実質的に向上させることが可能な結像性能調整方法を提供することにある。
本発明の第４の目的は、マスク上のパターンを物体上に精度良く転写することが可能な露光方法及び露光装置を提供することにある。
本発明の第５の目的は、複数台の露光装置で用いられるマスクを、コンピュータを用いて容易に設計することを可能にするプログラム及び情報記録媒体を提供することにある。
【発明の開示】
本発明は、第１の観点からすると、マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法であって、前記パターンの情報を含む所定露光条件下における前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１工程と、前記第１工程で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２工程と、を、前記第２工程における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理工程と；前記全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理工程で設定されている補正情報を、パターンの補正情報として決定する決定工程と；を含む第１のパターン決定方法である。
本明細書において、パターンの補正情報は、補正値が零の場合を含み得る。また、「露光条件」とは、照明条件（照明σ（コヒーレンスファクタ）、輪帯比あるいは照明光学系の瞳面における光量の分布など）、投影光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）、対象パターン種別（抜きパターンか残しパターンか、密集パターンか孤立パターンか、ラインアンドスペースパターンの場合のピッチ，線幅、デューティ比、孤立線パターンの場合の線幅、コンタクトホールの場合の縦幅，横幅、ホールパターン間の距離（ピッチなど）、位相シフトパターンであるか否か、投影光学系に瞳フィルタがあるか否かなど）の組み合わせにより決定される露光に関する条件を意味する。また、適正調整量は、投影対象のパターンを投影する際の投影光学系の結像性能が調整可能な範囲でほぼ最善となる調整装置の調整量を意味する。
これによれば、まず、最適化処理工程において、次のような最適化処理が行われる。
パターンの情報（既知のパターンの情報であれば良く、例えば設計値であっても良い）を含む所定露光条件下における前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系（最適化対象の露光装置の投影光学系）の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下（前記パターンを、前記補正情報によって補正した補正後のパターンに置き換えた目標露光条件下）における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１工程と、該第１工程で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置（各露光装置の調整装置）の調整の結果、上記の目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能がある場合には、その結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２工程と、を、その第２工程における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す。
そして、上記の最適化処理工程において、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、すなわち、補正情報の設定により許容範囲外となる結像性能がなくなった場合、又は当初から全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であった場合に、上記最適化処理工程で設定されている補正情報を、パターンの補正情報として決定する（決定工程）。
従って、本発明の第１のパターン決定方法によって決定されたパターンの補正情報又はその補正情報を用いてもとのパターンを補正したパターンの情報を、マスクの製造の際に用いることで、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。
この場合において、前記第２工程は、前記第１工程で算出された各露光装置の前記適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１つの露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断工程と、前記第１判断工程の判断の結果、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する設定工程と、を含むこととすることができる。
この場合において、前記第２工程は、前記第１工程で算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定工程で設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断工程を、更に含むこととすることができる。
かかる場合には、設定工程で補正情報を設定した後、第２判断工程において、その設定された補正情報と、その他の情報（第１工程で算出された各露光装置の適正調整量、所定露光条件下における調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びに結像性能の許容範囲の情報）とに基づいて、前記補正情報の設定に先立って第１工程で算出されている適正調整量に従う調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下（前記パターンを、前記補正情報によって補正した補正後のパターンに置き換えた目標露光条件下）において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が許容範囲外となるか否かを判断する。このため、第２判断工程で、全ての露光装置の投影光学系の所定の結像性能が許容範囲内であった場合には、第１工程に戻ることなく、決定工程に移行してそのとき設定されている補正情報をパターンの補正情報として決定することとなる。従って、第１工程に戻って再度適正調整量を算出した後に、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であることを確認して、パターンの補正情報を決定する場合に比べて、短時間でパターンの補正情報を決定することが可能となる。
本発明の第１のパターン決定方法において、補正情報を決定するための所定の基準としては、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることとすることができる。従って、例えばその許容範囲外となった結像性能の１／２を補正情報（補正値）とすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記補正情報は、前記複数の露光装置の所定の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて設定されることとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法において、前記結像性能に関する情報は、調整装置の調整情報とともに、目標露光条件下における調整装置の最適な調整量の算出の基礎となる情報であれば良いので、種々の情報を含むことができる。例えば、前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むこととすることもできるし、あるいは、前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むこととすることもできる。後者の場合、投影光学系単体（例えば、露光装置に投影光学系を組み込む前）での波面収差（単体波面収差）と、基準となる露光条件下における調整後のオン・ボディ（ｏｎ  ｂｏｄｙ、すなわち露光装置に投影光学系を組み込んだ後）での投影光学系の波面収差のずれが調整装置の調整量のずれに対応するものと仮定し、演算により結像性能の理想状態からのずれに基づいてその調整量の補正量を求め、この補正量に基づいて波面収差の補正量を求めることができる。そして、この波面収差の補正量と単体波面収差と基準となる露光条件下における調整装置の位置基準の波面収差変換値の情報とに基づいて基準となる露光条件下における調整後の投影光学系の波面収差を求めることができる。
本発明の第１のパターン決定方法において、前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における、前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報である場合、前記第１工程では、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とフリンジ・ツェルニケ多項式（以下、ツェルニケ多項式と呼ぶ）の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出することとすることができる。
ここで、結像性能の所定の目標値は、結像性能（例えば収差）の目標値が零の場合をも含む。
この場合において、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。
この場合において、前記重みは、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容範囲外となる部分の重みが高くなるように設定されることとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記第２工程における、前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となるか否かの判断は、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と、前記第１工程で算出された適正調整量とに基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表と、に基づいて、各露光装置について算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と、該結像性能の目標値と、の差に基づいて行われることとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として、前記第２工程で前記補正情報を設定した後に計算により作成された前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表が用いられることとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記所定の目標値は、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることとすることができる。
この場合において、前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記最適化処理工程では、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を算出することとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記最適化処理工程では、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として前記適正調整量を算出することとすることができる。
本発明の第１のパターン決定方法では、前記第１工程と第２工程とを所定回数繰り返したか否かを判断し、前記第２工程で全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了する繰り返し回数制限工程を、更に含むこととすることができる。例えば、結像性能の許容範囲が非常に小さかった場合や、パターンの補正値をあまり大きくしたくない場合などでは、前述した最適化処理工程において、補正情報（補正値）の設定を何度行っても、要求される条件を満たした状態で全ての露光装置の適正調整量を算出できない場合が生じ得る。このような場合に、第１工程と第２工程とを所定回数繰り返した時点で処理が終了されるので、無駄な時間を費やすことを防止することが可能となる。
本発明は、第２の観点からすると、本発明の第１のパターン決定方法により、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定工程と；該決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンを形成するパターン形成工程と；を含む第１のマスクの製造方法である。
これによれば、パターン決定工程において、本発明の第１のパターン決定方法により、複数台の露光装置の投影光学系により投影像を形成した際に、いずれの露光装置においても結像性能が許容範囲内となるパターンの情報が、マスクに形成すべきパターンの情報として、決定される。次いで、パターン形成工程において、その決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンが形成される。従って、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクを容易に製造することが可能となる。
本発明は、第３の観点からすると、本発明の第１のマスクの製造方法により製造されたマスクを、前記複数台の露光装置のうちの１台の露光装置に搭載する工程と；前記１台の露光装置の備える投影光学系の結像性能を前記マスクのパターンに合わせて調整した状態で、前記マスク及び前記投影光学系を介して物体を露光する工程と；を含む第１の露光方法である。
これによれば、本発明の第１のマスクの製造方法により製造されたマスクが、前記複数台の露光装置のうちの１台の露光装置に搭載され、該１台の露光装置の備える投影光学系の結像性能をマスクのパターンに合わせて調整した状態で、マスク及び投影光学系を介して物体が露光される。ここで、マスクに形成されたパターンは、そのパターンの情報の決定段階で、複数台の露光装置のいずれでも投影光学系による結像性能が許容範囲内になるように決定されているので、上記のマスクのパターンに合わせた投影光学系の結像性能の調整により、結像性能は確実に許容範囲内に調整される。この場合の結像性能の調整は、パターンの情報の決定の段階で求めた結像性能の調整パラメータ（例えば、調整機構の調整量など）の値を記憶しておいて、その値をそのまま用いて調整を行っても良いし、結像性能の調整パラメータの適正な値を再度求めても良い。いずれにしても、上記の露光により、物体上にはパターンが精度良く転写される。
本発明は、第４の観点からすると、マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法であって、前記複数台の露光装置の投影光学系による前記パターンの投影像の形成時の所定の結像性能がともに許容範囲内となるように、前記パターンの情報を決定する第２のパターン決定方法である。
これによれば、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するに当たり、複数台の露光装置の投影光学系による前記パターンの投影像の形成時の所定の結像性能がともに許容範囲内となるように、前記パターンの情報を決定する。従って、本発明の第２のパターン決定方法によって決定されたパターンの情報をマスクの製造の際に用いることで、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。
本発明は、第５の観点からすると、本発明の第２のパターン決定方法により、マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定工程と；該決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンを形成するパターン形成工程と；を含む第２のマスクの製造方法である。
これによれば、パターン決定工程において、本発明の第２のパターン決定方法により、複数台の露光装置の投影光学系により投影像を形成した際に、いずれの露光装置においても結像性能が許容範囲内となるパターンの情報が、マスクに形成すべきパターンの情報として、決定される。次いで、パターン形成工程において、その決定されたパターンの情報を用いて、マスクブランクス上にパターンが形成される。従って、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクを容易に製造することが可能となる。
本発明は、第６の観点からすると、本発明の第２のマスクの製造方法により製造されたマスクを、前記複数台の露光装置のうちの１台の露光装置に搭載する工程と；前記１台の露光装置の備える投影光学系の結像性能を前記マスクのパターンに合わせて調整した状態で、前記マスク及び前記投影光学系を介して物体を露光する工程と；を含む第２の露光方法である。
これによれば、前述の第１の露光方法と同様の理由により、物体上にはパターンが精度良く転写される。
本発明は、第７の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に投影する投影光学系の結像性能を調整する結像性能調整方法であって、所定露光条件下における、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びにマスクの製造段階での前記パターンの補正情報を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正な調整量を算出する工程と；前記適正調整量に従って前記調整装置を調整する工程と；を含む投影光学系の結像性能調整方法である。
これによれば、所定露光条件（投影条件）下における、調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能に関する情報とともに、マスクの製造段階でのパターンの補正情報を用いて、そのパターンの補正情報を考慮した目標露光条件（投影条件）下における調整装置の適切な調整量が算出される。このため、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べてより投影光学系の結像性能が良好となるような調整量の算出が可能となる。また、パターンの補正情報を考慮しない場合に目標露光条件下で、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が困難な場合であっても、パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における調整装置の調整量を算出することにより、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が可能となる場合がある。
ここで、マスクの製造段階におけるパターンの補正情報は、一例として前述したパターンの決定方法などを用いることにより取得することができる。
そして、算出された適正調整量に従って前記調整装置が調整されることにより、投影光学系の結像性能が、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べて良好に調整される。従って、マスク上のパターンに対する投影光学系の結像性能の調整能力を実質的に向上させることが可能となる。
この場合において、前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むこととすることができる。あるいは、前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むこととすることもできる。
本発明の結像性能調整方法では、前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報である場合、前記算出する工程では、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を算出することとすることができる。
この場合において、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。
本発明は、第８の観点からすると、マスクに形成されたパターンを投影光学系を用いて物体上に転写する露光方法であって、本発明の結像性能調整方法を用いて、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能を調整する工程と；結像性能が調整された投影光学系を用いて、前記パターンを前記物体上に転写する工程と；を含む第３の露光方法である。
これによれば、本発明の結像性能調整方法を用いて、投影光学系の結像性能が良好に調整され、その結像性能が良好に調整された投影光学系を用いて、前記目標露光条件下で、前記パターンが物体上に転写される。従って、物体上にパターンを精度良く転写することが可能となる。
本発明は、第９の観点からすると、マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる、前記マスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定システムであって、投影光学系と、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置とをそれぞれ有する、複数台の露光装置と；前記複数台の露光装置に通信路を介して接続されたコンピュータと；を備え、前記コンピュータは、前記複数台の露光装置のうちから選択された最適化対象の露光装置について、露光装置毎に、前記パターンの情報を含む所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量をそれぞれ算出する第１ステップと、前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２ステップと、を、前記第２ステップにおける判断の結果、全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理ステップと；前記全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理ステップで設定された補正情報を、パターンの補正情報として決定する決定ステップと；を実行することを特徴とするパターン決定システムである。
これによれば、コンピュータは、通信路を介して接続された複数台の露光装置のうちから選択された最適化対象の露光装置について、最適化処理ステップで、次のような最適化処理を行う。
すなわち、パターンの情報（既知のパターンの情報であれば良く、例えば設計値であっても良い）を含む所定露光条件下における、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系（最適化対象の露光装置の投影光学系）の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報と、を含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下（前記パターンを、前記補正情報によって補正した補正後のパターンに置き換えた目標露光条件下）における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１ステップと、該第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置（各露光装置の調整装置）の調整の結果、上記の目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能がある場合には、その結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２ステップと、を、その第２ステップにおける判断の結果、全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す。
そして、上記の最適化処理ステップにおいて、全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、すなわち、補正情報の設定により許容範囲外となる結像性能がなくなった場合、又は当初から全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であった場合に、コンピュータは、決定ステップで、上記最適化処理ステップで設定されている補正情報をパターンの補正情報として決定する。
従って、本発明のパターン決定システムによって決定されたパターンの補正情報又はその補正情報を用いてもとのパターンを補正したパターンの情報を、マスクの製造の際に用いることで、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。
この場合において、前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断ステップと、前記第１判断ステップでの判断の結果、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って補正情報を設定する設定ステップと、を実行することとすることができる。
この場合において、前記第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定ステップで設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の最適化対象の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断ステップを、更に実行することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記所定の基準は、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記最適化処理ステップにおいて、前記複数の最適化対象の露光装置の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて前記補正情報を設定することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記投影光学系の結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報である場合に、前記コンピュータは、前記第１ステップにおいて、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出することとすることができる。
この場合において、前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることとすることができる。
この場合において、前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることとすることができるし、あるいは前記結像性能の目標値は、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数を基に悪い成分を改善すべく設定された係数の目標値が変換された結像性能の目標値であることとすることもできる。
本発明のパターン決定システムでは、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。
この場合において、前記コンピュータは、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容範囲の内部と外部とで色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、更に実行することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記重みは、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能のうち、許容範囲外となる部分の重みが高くなるように設定されることとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記第２ステップにおいて、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と前記第１ステップで算出された適正調整量とに基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、に基づいて露光装置毎に算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と、該結像性能の前記目標値との差に基づいて、前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記第２ステップにおいて、前記補正情報を設定した後に前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を計算により作成し、その後、そのツェルニケ感度表を、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として用いることとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記所定の目標値は、外部から入力された、前記投影光学系の少なくとも１つの評価点における結像性能の目標値であることとすることができる。
この場合において、前記結像性能の目標値は、選択された代表点における結像性能の目標値であることとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記最適化処理ステップにおいて、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を算出することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータには、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として外部から設定可能であることとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記第１ステップと第２ステップとを所定回数繰り返したか否かを判断し、前記第２ステップで全ての最適化対象の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了することとすることができる。
本発明のパターン決定システムでは、前記コンピュータは、前記複数台の露光装置のいずれかの構成各部を制御する制御用コンピュータであることとすることができる。
本発明は、第１０の観点からすると、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露光装置であって、前記投影光学系による前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と；前記調整装置に信号線を介して接続され、所定露光条件下における、前記調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びにマスクの製造段階での前記パターンの補正情報を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する処理装置と；を備える露光装置である。
これによれば、処理装置により、所定露光条件下における前記調整情報及び前記投影光学系の結像性能に関する情報、並びにマスクの製造段階での前記パターンの補正情報を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正な調整量が算出され、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置が制御される。
ここで、マスクの製造段階におけるパターンの補正情報は、一例として前述したパターンの決定方法などを用いることにより取得することができる。この場合、処理装置は、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べて投影光学系の結像性能がより良好となるような調整量の算出が可能となる。また、パターンの補正情報を考慮しない場合に目標露光条件下で、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が困難な場合であっても、処理装置は、パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における調整装置の調整量を算出することにより、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が可能となる場合がある。そして、算出された調整量に従って処理装置が前記調整装置を制御することにより、投影光学系の結像性能が、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べて良好に調整される。従って、この調整後の投影光学系を介してマスク上のパターンを物体上に転写することにより、パターンを物体上に精度良く転写することが可能になる。
本発明は、第１１の観点からすると、マスクに形成されたパターンの投影像を投影光学系を介して物体上に形成する複数台の露光装置で用いられる前記マスクを設計するための所定の処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記パターンの情報を含む所定露光条件下における、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報とを含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１手順と、前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２手順と、を、前記第２手順における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す最適化処理手順と；前記全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、前記最適化処理手順で設定された前記補正情報をパターンの補正情報として決定する決定手順と；を前記コンピュータに実行させるプログラムである。
このプログラムがインストールされたコンピュータに、各露光装置についての、所定露光条件下における調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報とを含む複数種類の情報が入力されると、この入力に応答して、コンピュータでは、次のような最適化処理手順の処理を行う。
すなわち、パターンの情報（既知のパターンの情報であれば良く、例えば設計値であっても良い）を含む所定露光条件下における、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記パターンの補正情報と、結像性能の許容範囲の情報とを含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下（前記パターンを、前記補正情報によって補正した補正後のパターンに置き換えた目標露光条件下）における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に算出する第１手順と、該第１手順で算出された各露光装置の適正調整量に従う前記調整装置（各露光装置の調整装置）の調整の結果、上記の目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能がある場合には、その結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正情報を設定する第２手順と、を、前記第２手順における判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断されるまで繰り返す。
そして、上記の最適化処理手順において、前記全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となったとき、すなわち、補正情報の設定により許容範囲外となる結像性能がなくなった場合、又は当初から全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であった場合に、コンピュータは、上記最適化処理手順で設定されている前記補正情報をパターンの補正情報として決定する（決定手順）。
従って、上記のようにして決定されたパターンの補正情報又はその補正情報を用いてもとのパターンを補正したパターンの情報を、マスクの製造の際に用いることで、前述と同様に、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。すなわち、本発明のプログラムによれば、複数台の露光装置で用いられるマスクを、コンピュータを用いて容易に設計することが可能になる。
この場合において、前記第２手順として、前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第１判断手順と、前記第１判断手順の判断の結果、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の結像性能が前記許容範囲外となる場合に、その許容範囲外となる結像性能に基づき、所定の基準に従って補正情報を設定する設定手順と、を前記コンピュータに実行させることとすることができる。
この場合において、前記第２手順として、前記第１手順で算出された各露光装置の適正調整量と、前記設定手順で設定された補正情報と、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の結像性能に関する情報と、前記結像性能の許容範囲の情報とに基づいて、前記適正調整量に従う前記調整装置の調整の結果、前記目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断する第２判断手順を、更に前記コンピュータに実行させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記所定の基準は、許容範囲外となった結像性能に基づく基準であり、かつその結像性能が許容範囲内になるようなパターンの補正を行う基準であることもできるし、前記補正情報を、前記複数の露光装置の結像性能の残留誤差の平均値に基づいて設定する基準であることとすることもできる。
本発明のプログラムでは、前記結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面収差の情報を含むこととすることもできるし、あるいは、前記結像性能に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報を含むこととすることもできる。
本発明のプログラムでは、前記投影光学系の結像性能に関する情報は、前記所定露光条件下における前記投影光学系の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差の情報であり、前記調整装置の調整情報は、前記調整装置の調整量の情報である場合に、前記第１手順として、前記差と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表と、前記調整装置の調整と前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表と、前記調整量との関係式を用いて、前記適正な調整量を、露光装置毎に算出する手順を、前記コンピュータに実行させることとすることができる。
この場合において、前記投影光学系の視野内の各評価点における前記目標値の設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることもできるし、あるいは、前記投影光学系の結像性能を収差分解法によって成分分解し、その分解後の分解係数とともに前記目標値の設定画面を表示する手順と；前記設定画面の表示に応答して設定された係数の目標値を前記結像性能の目標値に変換する手順と；を前記コンピュータに更に実行させることとすることもできる。
本発明のプログラムでは、前記関係式は、前記ツェルニケ多項式の各項の内の任意の項に重み付けを行うための重み付け関数を含む式であることとすることができる。
この場合において、前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能を許容範囲の内部と外部とで色分け表示するとともに、前記重みの設定画面を表示する手順を、前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記第２手順において、前記所定露光条件下における前記調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系の波面収差の情報と、前記第１手順で算出された適正調整量と、に基づいて得られる調整後の波面収差の情報と、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能とツェルニケ多項式の各項の係数との関係を示すツェルニケ感度表とに基づいて、露光装置毎に算出される、前記目標露光条件下における前記投影光学系の結像性能と、該結像性能の前記目標値との差に基づいて、前記少なくとも１台の露光装置の投影光学系の所定の結像性能が前記許容範囲外となるか否かを、前記コンピュータに判断させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記第２手順において、前記補正情報を設定した後に前記補正情報を考慮した目標露光条件下におけるツェルニケ感度表を計算により作成させるとともに、その後、そのツェルニケ感度表を、前記目標露光条件下におけるツェルニケ感度表として用いる手順を、前記コンピュータに実行させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記最適化処理手順において、前記調整装置による調整量の限界によって定まる制約条件を更に考慮して、前記適正な調整量を、前記コンピュータに算出させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記最適化処理手順において、外部からの指定に応じて、前記投影光学系の視野内の少なくとも一部を最適化フィールド範囲として前記適正調整量を前記コンピュータに算出させることとすることができる。
本発明のプログラムでは、前記第１手順と第２手順とを所定回数繰り返したか否かを判断し、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、前記所定回数繰り返したと判断した場合に、処理を終了する手順を前記コンピュータに更に実行させることとすることができる。
本発明は、第１２の観点からすると、本発明のプログラムが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体である。
また、リソグラフィ工程において、本発明の第１〜第３の露光方法のいずれかを用いてデバイスパターンを感応物体上に転写することにより、感応物体上にデバイスパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを歩留まり良く製造することができる。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１〜第３の露光方法を用いてデバイスパターンを感応物体上に転写する工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の一実施形態に係るデバイス製造システムの構成を示す図である。
図２は、図１の第１の露光装置９２２１の構成を概略的に示す図である。
図３は、波面収差計測器の一例を示す断面図である。
図４Ａは、光学系に収差が存在しない場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図、図４Ｂは、光学系に収差が存在する場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図である。
図５は、第２コンピュータ内のＣＰＵによって実行される処理アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
図６は、図５のステップ１１４における処理を示すフローチャート（その１）である。
図７は、図５のステップ１１４における処理を示すフローチャート（その２）である。
図８は、図５のステップ１１４における処理を示すフローチャート（その３）である。
図９は、図５のステップ１１４における処理を示すフローチャート（その４）である。
図１０は、図５のステップ１１４における処理を示すフローチャート（その５）である。
図１１は、制約条件違反時における処理を模式的に示す図である。
図１２は、複数の号機（Ａ号機、Ｂ号機）の収差最適化及びパターン補正の実験に際して、対象としたワーキングレチクルの一例を示す平面図である。
図１３Ａは、図１２のワーキングレチクルを用い、そのパターン補正を行わない場合のＡ号機、Ｂ号機の収差最適化の結果の一例を示す図、図１３Ｂは、図１３Ａの場合と同じＡ号機、Ｂ号機の収差最適化状態で、パターン補正を行った場合の結果の一例を示す図、図１３Ｃは、図１３Ｂと同じパターン補正を行い、その補正後のパターンに対してＡ号機、Ｂ号機の収差を最適化した結果の一例を示す図である。
図１４は、レチクル設計システム及びレチクル製造システムを用いてワーキングレチクルを製造する際の動作の一例を示すフローチャート（その１）である。
図１５は、レチクル設計システム及びレチクル製造システムを用いてワーキングレチクルを製造する際の動作の一例を示すフローチャート（その２）である。
図１６は、レチクル設計システム及びレチクル製造システムを用いてワーキングレチクルを製造する際の動作の一例を示すフローチャート（その３）である。
図１７は、図１２のワーキングレチクルを製造する際に用いる、既存のマスターレチクルの一例を示す平面図である。
図１８は、図１７のマスターレチクル、新たに製造した２種類のマスターレチクルを用いたつなぎ露光の様子を概念的に示す図である。
図１９は、第２コンピュータ内のＣＰＵによって実行される処理アルゴリズムの他の一例を示すフローチャートである。
図２０は、変形例に係るコンピュータシステムの構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の一実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。
図１には、一実施形態に係るパターン決定システムとしてのデバイス製造システム１０の全体構成が一部省略して示されている。
この図１に示されるデバイス製造システム１０は、露光装置等のデバイス製造装置のユーザであるデバイスメーカ（以下、適宜「メーカＡ」と呼ぶ）の半導体工場内に構築された社内ＬＡＮシステムである。このコンピュータシステム１０は、第１コンピュータ９２０を含みクリーンルーム内に設置されたリソグラフィシステム９１２と、該リソグラフィシステム９１２を構成する第１コンピュータ９２０に通信路としてのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９２６を介して接続された第２コンピュータ９３０を含むレチクル設計システム９３２と、第２コンピュータ９３０にＬＡＮ９３６を介して接続された工程管理用のコンピュータ９４０を含み別のクリーンルーム内に設置されたレチクル製造システム９４２とを備えている。
前記リソグラフィシステム９１２は、ＬＡＮ９１８を介して相互に接続された中型コンピュータより成る第１コンピュータ９２０、第１露光装置９２２１，第２露光装置９２２２，……，第Ｎ露光装置９２２Ｎ（以下においては、適宜「露光装置９２２」と総称する）を含んで構成されている。
図２には、前記第１露光装置９２２１の概略構成が示されている。この露光装置９２２１は、露光用光源（以下「光源」という）にパルスレーザ光源を用いたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナ）である。
露光装置９２２１は、光源１６及び照明光学系１２から成る照明系、この照明系からのエネルギビームとしての露光用照明光ＥＬにより照明されるマスクとしてのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出された露光用照明光ＥＬを物体としてのウエハＷ上（像面上）に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するＺチルトステージ５８が搭載されたウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。
前記光源１６としては、ここでは、Ｆ２レーザ（出力波長１５７ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）等の真空紫外域のパルス光を出力するパルス紫外光源が用いられている。なお、光源１６として、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）などの遠紫外域あるいは紫外域のパルス光を出力する光源を用いても良い。
前記光源１６は、実際には、照明光学系１２の各構成要素及びレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等から成る露光装置本体が収納されたチャンバ１１が設置されたクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置されており、チャンバ１１にビームマッチングユニットと呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図示の送光光学系を介して接続されている。この光源１６では、主制御装置５０からの制御情報ＴＳに基づいて、内部のコントローラにより、レーザビームＬＢの出力のオン・オフ、レーザビームＬＢの１パルスあたりのエネルギ、発振周波数（繰り返し周波数）、中心波長及びスペクトル半値幅（波長幅）などが制御されるようになっている。
前記照明光学系１２は、シリンダレンズ、ビームエキスパンダ（いずれも不図示）及びオプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）２２等を含むビーム整形・照度均一化光学系２０、照明系開口絞り板２４、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレンズ２８Ｂ、固定レチクルブラインド３０Ａ、可動レチクルブラインド３０Ｂ、光路折り曲げ用のミラーＭ及びコンデンサレンズ３２等を備えている。なお、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を用いることができる。本実施形態では、オプティカルインテグレータ２２としてフライアイレンズが用いられているので、以下ではフライアイレンズ２２とも呼ぶものとする。
前記ビーム整形・照度均一化光学系２０は、チャンバ１１に設けられた光透過窓１７を介して不図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・照度均一化光学系２０は、光源１６でパルス発光され光透過窓１７を介して入射したレーザビームＬＢの断面形状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系２０内部の射出端側に位置するフライアイレンズ２２は、レチクルＲを均一な照度分布で照明するために、前記断面形状が整形されたレーザビームＬＢの入射により、照明光学系１２の瞳面とほぼ一致するように配置されるその射出側焦点面に多数の点光源（光源像）から成る面光源（２次光源）を形成する。この２次光源から射出されるレーザビームを以下においては、「照明光ＥＬ」と呼ぶものとする。
フライアイレンズ２２の射出側焦点面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板２４が配置されている。この照明系開口絞り板２４には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り（通常絞り）、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り（図１ではこのうちの２種類の開口絞りのみが図示されている）等が配置されている。この照明系開口絞り板２４は、主制御装置５０により制御されるモータ等の駆動装置４０により回転されるようになっており、これによりいずれかの開口絞りが照明光ＥＬの光路上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目等に制限される。
なお、照明系開口絞り板２４の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の瞳面上で異なる領域に照明光を分布させる、照明光学系内に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系の光軸ＩＸに沿って少なくとも１つが可動、すなわち照明光学系の光軸方向に関する間隔が可変である複数のプリズム（円錐プリズム、多面体プリズムなど）、及びズーム光学系の少なくとも１つを含む光学ユニット（成形光学系）を、光源１６とオプティカルインテグレータ２２との間に配置し、オプティカルインテグレータ２２がフライアイレンズであるときはその入射面上での照明光の強度分布を、オプティカルインテグレータ２２が内面反射型インテグレータであるときはその入射面に対する照明光の入射角度範囲などを可変とすることで、照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布（２次光源の大きさや形状）、すなわちレチクルＲの照明条件の変更に伴う光量損失を抑えることが望ましい。なお、本実施形態では内面反射型インテグレータによって形成される複数の光源像（虚像）をも２次光源と呼ぶものとする。また、照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布の設定ではなくフレアの減光を目的とする可変開口絞り（虹彩絞り）を、その成形光学系と併用しても良い。
照明系開口絞り板２４から出た照明光ＥＬの光路上に、固定レチクルブラインド３０Ａ及び可動レチクルブラインド３０Ｂを介在させて第１リレーレンズ２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂから成るリレー光学系が配置されている。
固定レチクルブラインド３０Ａは、レチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上で照明領域ＩＡＲを規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レチクルブラインド３０Ａの近傍に走査方向に対応する方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド３０Ｂが配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レチクルブラインド３０Ｂを介して照明領域ＩＡＲを更に制限することによって、不要な部分の露光が防止されるようになっている。さらに、可動レチクルブラインド３０Ｂは走査方向と直交する非走査方向に対応する方向に関しても開口部の幅が可変であり、ウエハ上に転写すべきレチクルＲのパターンに応じて照明領域ＩＡＲの非走査方向の幅を調整できるようになっている。なお、本実施形態では固定レチクルブラインド３０Ａをデフォーカスして配置することで、レチクルＲ上での照明光ＩＬの走査方向に関する強度分布をほぼ台形状としているが、他の構成を採用する、例えば周辺部で減光率が徐々に高くなる濃度フィルタ、あるいは照明光を部分的に回折させる回折光学素子などを照明光学系内に配置して、照明光ＩＬの強度分布を台形状としても良い。また、本実施形態では固定レチクルブラインド３０Ａと可動レチクルブラインド３０Ｂとを設けているが、固定レチクルブラインドを設けないで可動レチクルブラインドのみとしても良い。さらに、矩形の射出面がレチクルのパターン面との共役面から僅かに離れて配置される内面反射型インテグレータを、オプティカルインテグレータ２２として用いることで、固定レチクルブラインドを不要としても良い。このとき、例えばレチクルのパターン面との共役面とほぼ一致するように、内面反射型インテグレータの射出面に近接して、可動レチクルブラインド（マスクキング・ブレード）を配置する。
リレー光学系を構成する第２リレーレンズ２８Ｂ後方の照明光ＥＬの光路上には、当該第２リレーレンズ２８Ｂを通過した照明光ＥＬをレチクルＲに向けて反射する折り曲げミラーＭが配置され、このミラーＭ後方の照明光ＥＬの光路上にコンデンサレンズ３２が配置されている。
以上の構成において、フライアイレンズ２２の入射面、可動レチクルブラインド３０Ｂの配置面、及びレチクルＲのパターン面（投影光学系ＰＬの物体面）は、光学的に互いに共役に設定され、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に形成される光源面（照明光学系の瞳面）、投影光学系ＰＬのフーリエ変換面（射出瞳面）は光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系となっている。
このようにして構成された照明系の作用を簡単に説明すると、光源１６からパルス発光されたレーザビームＬＢは、ビーム整形・照度均一化光学系２０に入射して断面形状が整形された後、フライアイレンズ２２に入射する。これにより、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に前述した２次光源が形成される。
上記の２次光源から射出された照明光ＥＬは、照明系開口絞り板２４上のいずれかの開口絞りを通過した後、第１リレーレンズ２８Ａを経て固定レチクルブラインド３０Ａ及び可動レチクルブラインド３０Ｂの開口を通過した後、第２リレーレンズ２８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、コンデンサレンズ３２を経て、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の長方形又は矩形のスリット状の照明領域ＩＡＲを均一な照度分布で照明する。照明領域ＩＡＲは、Ｘ軸方向に細長く伸び、その中心は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸにほぼ一致しているものとする。
前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが装填され、不図示の静電チャック（又はバキュームチャック）等を介して吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動部によって、水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（ここでは図１の紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に所定ストローク範囲で走査されるようになっている。レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置は、該レチクルステージＲＳＴに設けられ、あるいは形成された反射面を介してレチクルレーザ干渉計５４Ｒによって、所定の分解能（例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能）で計測され、この計測結果が主制御装置５０に供給されるようになっている。
なお、レチクルＲに用いる材質は、使用する光源によって使い分ける必要がある。すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザを光源とする場合は、合成石英、ホタル石等のフッ化物結晶、あるいはフッ素ドープ石英等を用いることができるが、Ｆ２レーザを用いる場合には、ホタル石等のフッ化物結晶や、フッ素ドープ石英等で形成する必要がある。
前記投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６等である。このため、前記の如くして、照明光ＥＬによりレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、そのレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによって前記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域（照明領域ＩＡＲに共役な領域）ＩＡに形成される。
投影光学系ＰＬとしては、図２に示されるように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素子（レンズ素子）１３のみから成る屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ素子１３のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚（ここでは、説明を簡略化するために５枚とする）のレンズ素子１３１，１３２，１３３，１３４，１３５は、結像性能補正コントローラ４８によって外部から駆動可能な可動レンズとなっている。レンズ素子１３１〜１３５は、不図示の二重構造のレンズホルダをそれぞれ介して鏡筒に保持されている。これらレンズ素子１３１〜１３５は、内側レンズホルダにそれぞれ保持され、これらの内側レンズホルダが不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に３点で外側レンズホルダに対して支持されている。そして、上記駆動素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ素子１３１〜１３５のそれぞれを投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ））に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。
その他のレンズ素子１３は、通常のレンズホルダを介して鏡筒に保持されている。なお、レンズ素子１３１〜１３５に限らず、投影光学系ＰＬの瞳面近傍、又は像面側に配置されるレンズ、あるいは投影光学系ＰＬの収差、特にその非回転対称成分を補正する収差補正板（光学プレート）などを駆動可能に構成しても良い。更に、それらの駆動可能な光学素子の自由度（移動可能な方向）は３つに限られるものではなく１つ、２つあるいは４つ以上でも良い。また、投影光学系ＰＬの鏡筒構造やレンズ素子の駆動機構は上記構成に限られるものでなく任意で構わない。
また、投影光学系ＰＬの瞳面の近傍には、開口数（Ｎ．Ａ．）を所定範囲内で連続的に変更可能な瞳開口絞り１５が設けられている。この瞳開口絞り１５としては、例えばいわゆる虹彩絞りが用いられている。この瞳開口絞り１５は、主制御装置５０によって制御される。
なお、照明光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光、ＫｒＦエキシマレーザ光を用いる場合には、投影光学系ＰＬを構成する各レンズ素子としてはホタル石等のフッ化物結晶や前述したフッ素ドープ石英の他、合成石英をも用いることができるが、Ｆ２レーザ光を用いる場合には、この投影光学系ＰＬに使用されるレンズの材質は、全てホタル石等のフッ化物結晶やフッ素ドープ石英が用いられる。
前記ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動部５６によりＸＹ２次元面内で自在に駆動されるようになっている。このウエハステージＷＳＴ上に搭載されたＺチルトステージ５８上には不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着（あるいは真空吸着）等により保持されている。
また、Ｚチルトステージ５８は、ウエハステージＷＳＴ上で不図示の駆動系によりＺ軸方向の移動及びＸＹ平面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ））に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。これによってＺチルトステージ５８上に保持されたウエハＷの面位置（Ｚ軸方向位置及びＸＹ平面に対する傾斜）が所望の状態に設定されるようになっている。
さらに、Ｚチルトステージ５８上には移動鏡５２Ｗが固定され、外部に配置されたウエハレーザ干渉計５４Ｗにより、Ｚチルトステージ５８のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の位置が計測され、干渉計５４Ｗによって計測された位置情報が主制御装置５０に供給されている。主制御装置５０は、この干渉計５４Ｗの計測値に基づいてウエハステージ駆動部５６（これは、ウエハステージＷＳＴの駆動系及びＺチルトステージ５８の駆動系の全てを含む）を介してウエハステージＷＳＴ（及びＺチルトステージ５８）を制御する。なお、移動鏡５２Ｗに代えて、例えばＺチルトステージ５８の端面（側面）を鏡面加工して形成される反射面を用いても良い。
また、Ｚチルトステージ５８上には、後述するアライメント系ＡＬＧのいわゆるベースライン計測用の基準マーク等の基準マークが形成された基準マーク板ＦＭが、その表面がほぼウエハＷの表面と同一高さとなるように固定されている。
また、Ｚチルトステージ５８の＋Ｙ側（図２における紙面内右側）の側面には、着脱自在のポータブルな波面計測装置としての波面収差計測器８０が取り付けられている。
この波面収差計測器８０は、図３に示されるように、中空の筐体８２と、該筐体８２の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子から成る受光光学系８４と、筐体８２の内部の−Ｘ側端部に配置された受光部８６とを備えている。
前記筐体８２は、ＸＺ断面Ｌ字状で内部に空間が形成された部材から成り、その最上部（＋Ｚ方向端部）には、筐体８２の上方からの光が筐体８２の内部空間に向けて入射するように、平面視（上方から見て）円形の開口８２ａが形成されている。また、この開口８２ａを筐体８２の内部側から覆うようにカバーガラス８８が設けられている。カバーガラス８８の上面には、クロム等の金属の蒸着により中央部に円形の開口を有する遮光膜が形成され、該遮光膜によって、投影光学系ＰＬの波面収差の計測の際に周囲からの不要な光が受光光学系８４に入射するのが遮られている。
前記受光光学系８４は、筐体８２の内部のカバーガラス８８の下方に、上から下に順次配置された、対物レンズ８４ａ，リレーレンズ８４ｂ及び折り曲げミラー８４ｃと、該折り曲げミラー８４ｃの−Ｘ側に順次配置されたコリメータレンズ８４ｄ及びマイクロレンズアレイ８４ｅとから構成されている。折り曲げミラー８４ｃは、４５°で斜設されており、該折り曲げミラー８４ｃによって、上方から鉛直下向きに対物レンズ８４ａに対して入射した光の光路がコリメータレンズ８４ｄに向けて折り曲げられるようになっている。なお、この受光光学系８４を構成する各光学部材は、筐体８２の壁の内側に不図示の保持部材を介してそれぞれ固定されている。前記マイクロレンズアレイ８４ｅは、複数の小さな凸レンズ（レンズ素子）が光路に対して直交する面内にアレイ状に配置されて構成されている。
前記受光部８６は、２次元ＣＣＤ等から成る受光素子と、例えば電荷転送制御回路等の電気回路等から構成されている。受光素子は、対物レンズ８４ａに入射し、マイクロレンズアレイ８４ｅから出射される光束のすべてを受光するのに十分な面積を有している。なお、受光部８６による計測データは、不図示の信号線を介して、あるいは無線送信にて主制御装置５０に出力される。
上述した波面収差計測器８０を用いることにより、投影光学系ＰＬの波面収差の計測を、オン・ボディにて行うことができる。なお、この波面収差計測器８０を用いた投影光学系ＰＬの波面収差の計測方法については後述する。
図２に戻り、本実施形態の露光装置９２２１には、主制御装置５０によってオン・オフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系６０ａと、それらの結像光束のウエハＷ表面での反射光束を受光する受光系６０ｂとからなる射入射方式の多点焦点位置検出系（以下、単に「焦点位置検出系」と呼ぶ）が設けられている。この焦点位置検出系（６０ａ，６０ｂ）としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報及びこれに対応する米国特許第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る。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
なお、上記公報及び米国特許に開示された焦点位置検出系では、前述の露光領域ＩＡ内だけでなくその外側にも、結像光束が照射される計測点が設定されるが、実質的に露光領域ＩＡの内部のみに複数の計測点を設定するだけでも良い。また、各計測点における結像光束の照射領域の形状はピンホールやスリットに眼定されるものでなく他の形状、例えば平行四辺形や菱形などでも良い。
主制御装置５０では、露光時等に、受光系６０ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるようにウエハＷのＺ位置及びＸＹ面に対する傾斜をウエハステージ駆動部５６を介して制御することにより、オートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。また、主制御装置５０では、後述する波面収差の計測の際に、焦点位置検出系（６０ａ，６０ｂ）を用いて波面収差計測器８０のＺ位置の計測及び位置合わせを行う。このとき、必要に応じて波面収差計測器８０の傾斜計測も行うようにしても良い。
さらに、露光装置９２２１は、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷ上のアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ上に形成された基準マークの位置計測等に用いられるオフ・アクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のアライメント系ＡＬＧを備えている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｉｍａｇｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のセンサが用いられる。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したり、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）を干渉させて検出したり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。
さらに、本実施形態の露光装置９２２１では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマーク（あるいはレチクルステージＲＳＴの基準マーク）と、対応する基準マーク板上の基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｒｅｔｉｃｌｅ）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系が設けられている。本実施形態では、アライメント系ＡＬＧ及びレチクルアライメント系として、例えば特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許第５，６４６，４１３号などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
前記制御系は、図２中、前記主制御装置５０によって主に構成される。主制御装置５０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）等からなるいわゆるワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等から構成され、前述した種々の制御動作を行う他、装置全体を統括して制御する。
また、主制御装置５０には、例えばハードディスクから成る記憶装置４２、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４５，ＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置４４、及びＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ），ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ），ＭＯ（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｃ）あるいはＦＤ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｄｉｓｃ）等の情報記録媒体のドライブ装置４６が、外付けで接続されている。さらに、主制御装置５０は、前述したＬＡＮ９１８に接続されている。
前記記憶装置４２には、露光装置の製造段階で投影光学系ＰＬが露光装置本体に組み込まれる前に、例えばＰＭＩ（Ｐｈａｓｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）と呼ばれる波面収差計測機で計測された投影光学系ＰＬ単体での波面収差（以下、「単体波面収差」と呼ぶ）の計測データが、格納されている。
また、この記憶装置４２には、後述するように複数の基準となる露光条件下で例えば投影光学系ＰＬによってウエハＷ上に投影される投影像の形成状態が適正（例えば収差が零あるいは許容値以下）となるように、前述の可動レンズ１３１〜１３５それぞれの３自由度方向の位置及びウエハＷ（Ｚチルトステージ５８）のＺ位置及び傾斜、並びに照明光の波長λを調整した状態で、波面収差計測器８０で計測された波面収差のデータあるいは波面収差補正量（波面収差と前述の単体波面収差との差）のデータと、そのときの調整量の情報、すなわち可動レンズ１３１〜１３５それぞれの３自由度方向の位置情報、ウエハＷの３自由度方向の位置情報、照明光の波長λの情報が、格納されている。ここで、上述の基準となる露光条件は、それぞれが識別情報としてＩＤにて管理されているので、以下においては、各基準となる露光条件を基準ＩＤと呼ぶものとする。すなわち、記憶装置４２には複数の基準ＩＤにおける調整量の情報、波面収差又は波面収差補正量のデータが格納されている。
ドライブ装置４６にセットされた情報記録媒体（以下の説明では便宜上ＣＤ−ＲＯＭとする）に、後述するようにして波面収差計測器８０を用いて計測された位置ずれ量をツェルニケ多項式の各項の係数に変換する変換プログラムが格納されている。
残りの露光装置９２２２、９２２３、……９２２Ｎは、上述した露光装置９２２１と同様に構成されている。
図１に戻り、前記レチクル設計システム９３２は、マスクとしてのレチクル（のパターン）を設計するためのシステムである。このレチクル設計システム９３２は、中型コンピュータ（又は大型コンピュータ）より成る第２コンピュータ９３０と、該第２コンピュータ９３０にＬＡＮ９３４を介して接続された小型コンピュータよりなる設計用の端末９３６Ａ〜９３６Ｄと、光学シミュレータ用のコンピュータ９３８とを備えている。端末９３６Ａ〜９３６Ｄにおいて、それぞれ半導体素子等の各レイヤの回路パターン（チップパターン）に対応するレチクルパターンの部分的な設計が行われる。第２コンピュータ９３０は、本実施形態では、回路設計集中管理装置を兼ねており、この第２コンピュータ９３０により、各端末９３６Ａ〜９３６Ｄにおける設計領域の分担等が管理されている。
端末９３６Ａ〜９３６Ｄのそれぞれで設計されるレチクルパターンには線幅精度の厳しい部分と比較的緩い部分とがあり、端末９３６Ａ〜９３６Ｄのそれぞれにおいて回路の分割が可能な位置（例えば線幅精度の緩い部分）を識別するための識別情報が生成され、この識別情報が部分的なレチクルパターンの設計データと共に第２コンピュータ９３０に伝送される。第２コンピュータ９３０は、各レイヤで使用されるレチクルパターンの設計データの情報、及び分割可能な位置を示す識別情報を、ＬＡＮ９３６を介してレチクル製造システム９４２中の工程管理用のコンピュータ９４０に伝送する。
前記レチクル製造システム９４２は、レチクル設計システム９３２によって設計された転写用のパターンが形成されたワーキングレチクルを製造するためのシステムである。このレチクル製造システム９４２は、中型コンピュータより成る工程管理用のコンピュータ９４０、該コンピュータ９４０にＬＡＮ９４８を介して相互に接続されたＥＢ（電子線）露光装置９４４、コータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述する）９４６及び光露光装置９４５等を備えている。ＥＢ露光装置９４４とＣ／Ｄ９４６との間、及びＣ／Ｄ９４６と光露光装置９４５との間は、インタフェース部９４７、９４９をそれぞれ介してインラインにて接続されている。
前記ＥＢ露光装置９４４は、合成石英等の石英（ＳｉＯ２）、フッ素（Ｆ）を混入した石英、あるいは蛍石（ＣａＦ２）等から成り所定の電子線レジストが塗布されたレチクルブランクス上に電子ビームを用いて所定のパターンを描画する。
前記Ｃ／Ｄ９４６は、マスターレチクル又はワーキングレチクルとなる基板（レチクルブランクス）上へのレジストの塗布及びその基板の露光後の現像を行う。
前記光露光装置９４５としては、前述した露光装置９２２１と同様のスキャニング・ステッパが用いられている。但し、この光露光装置９４５では、ウエハホルダに代えて、基板としてのレチクルブランクスを保持するための基板ホルダが設けられている。
前記インタフェース部９４７の内部には、ＥＢ露光装置９４４中の真空の雰囲気中と、ほぼ大気圧の所定の気体の雰囲気中にあるＣ／Ｄ９４６との間で基板（マスターレチクル用のレチクルブランクス）の受け渡しを行う基板搬送系が設けられている。また、前記インタフェース部９４９の内部には、ともにほぼ大気圧の所定の気体の雰囲気中にあるＣ／Ｄと、光露光装置９４５との間で基板（マスターレチクル又はワーキングレチクル用のレチクルブランクス）の受け渡しを行う基板搬送系が設けられている。
この他、不図示ではあるが、このレチクル製造システム９４２は、マスターレチクルやワーキングレチクル用の複数のレチクルブランクス（基板）を収納するブランクス収納部、及び予め製造（製作）されている複数のマスターレチクルを収納するレチクル収納部が設けられている。本実施形態では、マスターレチクルとしては、後述するようにしてこのレチクル製造システム９４２で製造されたマスターレチクルの他、クロム蒸着等によって所定の基板上に既存パターンが形成されているものなどが用いられる。
このようにして構成されたレチクル製造システム９４２では、コンピュータ９４０が、第２コンピュータ９３０から送られてきた、レチクルパターンの設計データの情報、及び分割可能な位置を示す識別情報に基づき、レチクルパターンを所定の倍率α（αは例えば４倍、又は５倍等）で拡大した原版パターンを、上記の識別情報によって定められる分割位置で複数の原版パターンに分割し、その分割した原版パターンのうち、前述したレチクル収納部に収納されたマスターレチクルとは異なるパターン（今までに作成していないパターンを含む）のデータを作成する。
次いで、コンピュータ９４０は、その作成した新規な原版パターンのデータに基づき、ＥＢ露光装置９４４を用いて、Ｃ／Ｄ９４６によって所定の電子線レジストが塗布されたマスターレチクル用の異なるレチクルブランクス上にその新規な原版パターンをそれぞれ描画する。
このようにして、新規な原版パターンがそれぞれ描画された複数のレチクルブランクスが、Ｃ／Ｄ９４６によってそれぞれ現像され、例えば電子線レジストがポジ型である場合には、電子線の照射されない領域のレジストパターンが、原版パターンとして残される。本実施形態では、電子線レジストとして、光露光装置９４２で使用される露光光を吸収する（又は反射する）色素が含まれるものが用いられているので、その現像後にレジストパターンが形成されたレチクルブランクスに対して金属膜としてのクロム膜の蒸着、及びエッチングの工程を施すことなく、そのレジストパターンが形成されたレチクルブランクスを、例えばマスターレチクル（以下、適宜「親レチクル」とも記述する）として使用できる。
そして、光露光装置９４５が、コンピュータ９４０の指示に応じ、複数のマスターレチクル（上述のようにして製造された新規なマスターレチクル及び予め用意されていたマスターレチクル）を用いて、画面継ぎを行いながら露光を行う（つなぎ露光を行う）ことにより、複数のマスターレチクル上のパターンを１／αで縮小した像を、所定の基板、すなわち表面にフォトレジストが塗布されたワーキングレチクル用のレチクルブランクス上に転写する。このようにして、半導体素子等の各レイヤの回路パターンを製造する際に使用されるワーキングレチクルが製造される。なお、このワーキングレチクルの製造に関しては、更に後述する。
次に、メンテナンス時や、前述の複数の基準となる露光条件下で、投影光学系ＰＬによってウエハＷ上に投影される投影像の形成状態が適正となるように投影光学系ＰＬが調整された状態などのときに行われる、第１〜第Ｎ露光装置９２２１〜９２２Ｎにおける波面収差の計測方法について説明する。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、波面収差計測器８０内の受光光学系８４の収差は無視できる程小さいものとする。
前提として、ドライブ装置４６にセットされたＣＤ−ＲＯＭ内の変換プログラムは、記憶装置４２にインストールされているものとする。
通常の露光時には、波面収差計測器８０は、Ｚチルトステージ５８から取り外されているため、波面計測に際しては、まず、オペレータあるいはサービスエンジニア等（以下、適宜「オペレータ等」という）によりＺチルトステージ５８の側面に対して波面収差計測器８０を取り付ける作業が行われる。この取り付けに際しては、波面計測時に波面収差計測器８０が、ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）の移動ストローク内に収まるように、所定の基準面（ここでは＋Ｙ側の面）にボルトあるいはマグネット等を介して固定される。
上記の取り付け終了後、オペレータ等による計測開始のコマンドの入力に応答して、主制御装置５０は、アライメント系ＡＬＧの下方に波面収差計測器８０が位置するように、ウエハステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移動させる。そして、主制御装置５０は、アライメント系ＡＬＧにより波面収差計測器８０に設けられた不図示の位置合わせマークを検出し、その検出結果とそのときのレーザ干渉計５４Ｗの計測値とに基づいて位置合わせマークの位置座標を算出し、波面収差計測器８０の正確な位置を求める。そして、波面収差計測器８０の位置計測後、主制御装置５０は、以下のようにして波面収差の計測を実行する。
まず、主制御装置５０は、不図示のレチクルローダによりピンホールパターンが形成された不図示の計測用レチクル（以下、「ピンホールレチクル」と呼ぶ）をレチクルステージＲＳＴ上にロードする。このピンホールレチクルは、そのパターン面の前述の照明領域ＩＡＲに対応する領域内の複数点にピンホール（ほぼ理想的な点光源となって球面波を発生するピンホール）が形成されたレチクルである。
なお、ここで用いられるピンホールレチクルには、上面に拡散面を設けるなどして、投影光学系ＰＬの瞳面のほぼ全面にピンホールパターンからの光を分布させることで、投影光学系ＰＬの瞳面の全面で波面収差が計測されるようになっているものとする。なお、本実施形態では投影光学系ＰＬの瞳面近傍に開口絞り１５が設けられているので、実質的に開口絞り１５で規定されるその瞳面で波面収差が計測されることになる。
ピンホールレチクルのロード後、主制御装置５０は、前述のレチクルアライメント系を用いて、ピンホールレチクルに形成されたレチクルアライメントマークを検出し、その検出結果に基づいて、ピンホールレチクルを所定の位置に位置合わせする。これにより、ピンホールレチクルの中心と投影光学系ＰＬの光軸とがほぼ一致する。
この後、主制御装置５０は、光源１６に制御情報ＴＳを与えてレーザビームＬＢを発光させる。これにより、照明光学系１２からの照明光ＥＬが、ピンホールレチクルに照射される。そして、ピンホールレチクルの複数のピンホールから射出された光が投影光学系ＰＬを介して像面上に集光され、ピンホールの像が像面に結像される。
次に、主制御装置５０は、ピンホールレチクル上のいずれかのピンホール（以下においては、着目するピンホールと呼ぶ）の像が結像する結像点に波面収差計測器８０の開口８２ａのほぼ中心が一致するように、ウエハレーザ干渉計５４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移動する。この際、主制御装置５０は、焦点位置検出系（６０ａ，６０ｂ）の検出結果に基づいて、ピンホール像が結像される像面に波面収差計測器８０のカバーガラス８８の上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部５６を介してＺチルトステージ５８をＺ軸方向に微少駆動する。このとき、必要に応じてウエハステージＷＳＴの傾斜角も調整する。これにより、着目するピンホールの像光束がカバーガラス８８の中央の開口を介して受光光学系８４に入射し、受光部８６を構成する受光素子によって受光される。
これを更に詳述すると、ピンホールレチクル上の着目するピンホールからは球面波が発生し、この球面波が、投影光学系ＰＬ、及び波面収差計測器８０の受光光学系８４を構成する対物レンズ８４ａ、リレーレンズ８４ｂ、ミラー８４ｃ、コリメータレンズ８４ｄを介して平行光束となって、マイクロレンズアレイ８４ｅを照射する。これにより、投影光学系ＰＬの瞳面がマイクロレンズアレイ８４ｅにリレーされ、分割される。そして、このマイクロレンズアレイ８４ｅの各レンズ素子によってそれぞれの光（分割された光）が受光素子の受光面に集光され、該受光面にピンホールの像がそれぞれ結像される。
このとき、投影光学系ＰＬが、波面収差の無い理想的な光学系であるならば、投影光学系ＰＬの瞳面における波面は理想的な波面（ここでは平面）になり、その結果マイクロレンズアレイ８４ｅに入射する平行光束が平面波となり、その波面は理想的な波面となる筈である。この場合、図４Ａに示されるように、マイクロレンズアレイ８４ｅを構成する各レンズ素子の光軸上の位置にスポット像（以下、「スポット」とも呼ぶ）が結像する。
しかるに、投影光学系ＰＬには通常、波面収差が存在するため、マイクロレンズアレイ８４ｅに入射する平行光束の波面は理想的な波面からずれ、そのずれ、すなわち波面の理想波面に対する傾きに応じて、図４Ｂに示されるように、各スポットの結像位置がマイクロレンズアレイ８４ｅの各レンズ素子の光軸上の位置からずれることとなる。この場合、各スポットの基準点（各レンズ素子の光軸上の位置）からの位置のずれは、波面の傾きに対応している。
そして、受光部８６を構成する受光素子上の各集光点に入射した光（スポット像の光束）が受光素子でそれぞれ光電変換され、該光電変換信号が電気回路を介して主制御装置５０に送られる。主制御装置５０では、その光電変換信号に基づいて各スポットの結像位置を算出し、更に、その算出結果と既知の基準点の位置データとを用いて、位置ずれ（Δξ，Δη）を算出してＲＡＭに格納する。このとき、主制御装置５０には、レーザ干渉計５４Ｗのそのときの計測値（Ｘｉ，Ｙｉ）が供給されている。
上述のようにして、１つの着目するピンホール像の結像点における波面収差計測器８０による、スポット像の位置ずれの計測が終了すると、主制御装置５０では、次のピンホール像の結像点に、波面収差計測器８０の開口８２ａのほぼ中心が一致するように、ウエハステージＷＳＴを移動する。この移動が終了すると、前述と同様にして、主制御装置５０により、光源１６からレーザビームＬＢの発光が行われ、同様にして主制御装置５０によって各スポットの結像位置が算出される。以後、他のピンホール像の結像点で同様の計測が順次行われる。
このようにして、必要な計測が終了した段階では、主制御装置５０のＲＡＭには、前述した各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データ（各ピンホール像の結像点における計測を行った際のレーザ干渉計５４Ｗの計測値（Ｘｉ，Ｙｉ））とが格納されている。なお、上記計測時に可動レチクルブラインド３０Ｂを用いて、レチクル上の着目するピンホールのみ、あるいは少なくとも着目するピンホールを含む一部領域のみが照明光ＥＬで照明されるように、例えばピンホール毎に、レチクル上での照明領域の位置や大きさなどを変更しても良い。
次に、主制御装置５０では、変換プログラムをメインメモリにロードし、ＲＡＭ内に格納されている各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ（Δξ，Δη）と、各結像点の座標データとに基づいて、以下に説明する原理に従ってピンホール像の結像点に対応する、すなわち投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜第ｎ計測点にそれぞれ対応する波面（波面収差）、ここでは、後述する式（３）のツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第１項の係数Ｚ１〜第３７項の係数Ｚ３７を変換プログラムに従って演算する。
本実施形態では、上記の位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて、変換プログラムに従った演算により投影光学系ＰＬの波面を求める。すなわち、位置ずれ（Δξ，Δη）は、波面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値になり、逆に位置ずれ（Δξ，Δη）に基づいて波面を復元することができる。なお、上述した位置ずれ（Δξ，Δη）と波面との物理的な関係から明らかなように、本実施形態における波面の算出原理は、周知のＳｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎの波面算出原理そのものである。
次に、上記の位置ずれに基づいて、波面を算出する方法について、簡単に説明する。
上述の如く、位置ずれ（Δξ，Δη）は波面の傾きに対応しており、これを積分することにより波面の形状（厳密には基準面（理想波面）からのずれ）が求められる。波面（波面の基準面からのずれ）の式をＷ（ｘ，ｙ）とし、比例係数をｋとすると、次式（１）、（２）のような関係式が成立する。
2004099874.tif 000003
スポット位置のみでしか与えられていない波面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面形状を級数に展開して、これにフィットするものとする。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェルニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方向は三角級数に展開する。すなわち、波面Ｗを極座標系（ρ，θ）で表すと、次式（３）のように展開できる。
2004099874.tif 000004
直交系であるから各項の係数Ｚｉを独立に決定することができる。ｉを適当な値で切ることはある種のフィルタリングを行うことに対応する。なお、一例として第１項〜第３７項までのｆｉをＺｉとともに例示すると、次の表１のようになる。但し、表１中の第３７項は、実際のツェルニケ多項式では、第４９項に相当するが、本明細書では、ｉ＝３７の項（第３７項）として取り扱うものとする。すなわち、本発明において、ツェルニケ多項式の項の数は、特に限定されるものではない。
【表１】
2004099874.tif 000005
実際には、その微分が上記の位置ずれとして検出されるので、フィッティングは微係数について行う必要がある。極座標系（ｘ＝ρｃｏｓθ，ｙ＝ρｓｉｎθ）では、次式（４）、（５）のように表される。
2004099874.tif 000006
ツェルニケ多項式の微分形は直交系ではないので、フィッティングは最小自乗法で行う必要がある。１つのスポット像の結像点の情報（ずれ量）はＸ方向とＹ方向につき与えられるので、ピンホールの数をｎ（ｎは、本実施形態では例えば３３とする）とすると、上記式（１）〜（５）で与えられる観測方程式の数は２ｎ（＝６６）となる。
ツェルニケ多項式のそれぞれの項は光学収差に対応する。しかも低次の項（ｉの小さい項）は、ザイデル収差にほぼ対応する。ツェルニケ多項式を用いることにより、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。
上述のような原理に従って、変換プログラムの演算手順が決められており、この変換プログラムに従った演算処理により、投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜第ｎ計測点に対応する波面の情報（波面収差）、ここでは、ツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第１項の係数Ｚ１〜第３７項の係数Ｚ３７が求められる。
図１に戻り、第１コンピュータ９２０が備えるハードディスク等の内部には、第１〜第３露光装置９２２１〜９２２３で達成すべき目標情報、例えば解像度（解像力）、実用最小線幅（デバイスルール）、照明光ＥＬの波長（中心波長及び波長幅など）、転写対象のパターンの情報、その他の露光装置９２２１〜９２２３の性能を決定する投影光学系に関する何らかの情報であって目標値となり得る情報が格納されている。また、第１コンピュータ９２０が備えるハードディスク等の内部には、今後導入する予定の露光装置での目標情報、例えば使用を計画しているパターンの情報なども目標情報として格納されている。
一方、第２コンピュータ９３０が備えるハードディスク等の記憶装置の内部には、パターンに応じた目標露光条件下において、所定のパターンの投影像のウエハ面（像面）上での形成状態が、露光装置９２２１〜９２２３などのいずれにおいても適正となるような、レチクルパターンの設計プログラムなどがインストールされるとともに、前記設計プログラムに付属する第１データベース及び第２データベースなどが格納されている。すなわち、前記設計プログラムに付属する第１データベース及び第２データベースは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの情報記録媒体に記録されており、この情報記録媒体が、第２コンピュータ９３０が備えるＣＤ−ＲＯＭドライブなどのドライブ装置に挿入され、該ドライブ装置から設計プログラムがハードディスク等の記憶装置にインストールされるとともに、第１データベース及び第２データベースがコピーされている。
前記第１データベースは、露光装置９２２１〜９２２Ｎなどの露光装置が備える投影光学系（投影レンズ）の種類毎の波面収差変化表のデータベースである。ここで、波面収差変化表とは、投影光学系ＰＬと実質的に等価なモデルを用いて、シミュレーションを行い、このシミュレーション結果として得られた、パターンの投影像のウエハ上での形成状態を最適化するのに使用できる調整パラメータの単位調整量の変化と、投影光学系ＰＬの視野内の複数の計測点それぞれに対応する結像性能、具体的には波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の第１項〜第３７項の係数の変動量との関係を示すデータを所定の規則に従って並べたデータ群から成る変化表である。
本実施形態では、上記の調整パラメータとしては、可動レンズ１３１，１３２，１３３，１３４、１３５の各自由度方向（駆動可能な方向）の駆動量ｚ１、θｘ１、θｙ１、ｚ２、θｘ２、θｙ２、ｚ３、θｘ３、θｙ３、ｚ４、θｘ４、θｙ４、ｚ５、θｘ５、θｙ５と、ウエハＷ表面（Ｚチルトステージ５８）の３自由度方向の駆動量Ｗｚ、Ｗθｘ、Ｗθｙ、及び照明光ＥＬの波長のシフト量Δλの合計１９のパラメータが用いられる。
ここで、この第１データベースの作成手順について、簡単に説明する。特定の光学ソフトがインストールされているシミュレーション用コンピュータに、まず、投影光学系ＰＬの設計値（開口数Ｎ．Ａ．、コヒーレンスファクタσ値、照明光の波長λ、各レンズのデータ等）を入力する。次に、シミュレーション用コンピュータに、投影光学系ＰＬの視野内の任意の第１計測点のデータを入力する。
次いで、可動レンズ１３１〜１３５の各自由度方向（可動方向）、ウエハＷ表面の上記各自由度方向、照明光の波長のシフト量のそれぞれについての単位量のデータを入力する。例えば可動レンズ１３１をＺ方向シフトの＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、投影光学系ＰＬの視野内の予め定めた第１計測点についての第１波面の理想波面からの変化量のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項（例えば第１項〜第３７項）の係数の変化量が算出され、その変化量のデータがシミュレーション用コンピュータのディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ１Ｐ１としてメモリに記憶される。
次いで、可動レンズ１３１をＹ方向チルト（ｘ軸回りの回転θｘ）の＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第１計測点についての第２波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ２Ｐ１としてメモリに記憶される。
次いで、可動レンズ１３１をＸ方向チルト（ｙ軸回りの回転θｙ）の＋方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第１計測点についての第３波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータＰＡＲＡ３Ｐ１としてメモリに記憶される。
以後、上記と同様の手順で、第２計測点〜第ｎ計測点までの各計測点の入力が行われ、可動レンズ１３１のＺ方向シフト、Ｙ方向チルト，Ｘ方向チルトの指令入力がそれぞれ行われる度毎に、シミュレーション用コンピュータによって各計測点における第１波面、第２波面、第３波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、各変化量のデータがディスプレイの画面上に表示されるとともに、パラメータＰＡＲＡ１Ｐ２，ＰＡＲＡ２Ｐ２，ＰＡＲＡ３Ｐ２、……、ＰＡＲＡ１Ｐｎ，ＰＡＲＡ２Ｐｎ，ＰＡＲＡ３Ｐｎとしてメモリに記憶される。
他の可動レンズ１３２，１３３，１３４，１３５についても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ＋方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、可動レンズ１３２，１３３，１３４，１３５を各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の変化量が算出され、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐ１，ＰＡＲＡ５Ｐ１，ＰＡＲＡ６Ｐ１，……，ＰＡＲＡ１５Ｐ１）、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐ２，ＰＡＲＡ５Ｐ２，ＰＡＲＡ６Ｐ２，……，ＰＡＲＡ１５Ｐ２）、……、パラメータ（ＰＡＲＡ４Ｐｎ，ＰＡＲＡ５Ｐｎ，ＰＡＲＡ６Ｐｎ，……，ＰＡＲＡ１５Ｐｎ）がメモリ内に記憶される。
また、ウエハＷについても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ＋方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、ウエハＷをＺ、θｘ、θｙの各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の変化量が算出され、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐ１，ＰＡＲＡ１７Ｐ１，ＰＡＲＡ１８Ｐ１）、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐ２，ＰＡＲＡ１７Ｐ２，ＰＡＲＡ１８Ｐ２）、……、パラメータ（ＰＡＲＡ１６Ｐｎ，ＰＡＲＡ１７Ｐｎ，ＰＡＲＡ１８Ｐｎ）がメモリ内に記憶される。
さらに、波長シフトに関しても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、単位量だけ＋方向に波長をシフトする旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、波長を＋方向に単位量だけシフトした際の第１〜第ｎ計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の変化量が算出され、ＰＡＲＡ１９Ｐ１、ＰＡＲＡ１９Ｐ２、……、ＰＡＲＡ１９Ｐｎがメモリ内に記憶される。
ここで、上記パラメータＰＡＲＡｉＰｊ（ｉ＝１〜１９、ｊ＝１〜ｎ）のそれぞれは、１行３７列の行マトリックス（ベクトル）である。すなわち、ｎ＝３３とすると、調整パラメータＰＡＲＡ１について、次式（６）のようになる。
2004099874.tif 000007
また、調整パラメータＰＡＲＡ２について、次式（７）のようになる。
2004099874.tif 000008
同様に、他の調整パラメータＰＡＲＡ３〜ＰＡＲＡ１９についても、次式（８）のようになる。
2004099874.tif 000009
そして、このようにしてメモリ内に記憶されたツェルニケ多項式の各項の係数の変化量から成るＰＡＲＡ１Ｐ１〜ＰＡＲＡ１９Ｐｎは、調整パラメータ毎に纏められ、１９個の調整パラメータ毎の波面収差変化表として並べ替えが行われている。すなわち、次式（９）で調整パラメータＰＡＲＡ１について代表的に示されるような調整パラメータ毎の波面収差変化表が作成され、メモリに内に格納される。
2004099874.tif 000010
そして、このようにして作成された、投影光学系の種類毎の波面収差変化表から成るデータベースが、第１データベースとして、第２コンピュータ９３０が備えるハードディスク等の内部に格納されている。なお、本実施形態では、同一種類（同じ設計データ）の投影光学系では１つの波面収差変化表を作成するものとしたが、その種類に関係なく、投影光学系毎に（すなわち露光装置単位で）波面収差変化表を作成しても良い。
次に、第２データベースについて説明する。
この第２データベースは、それぞれ異なる露光条件、すなわち光学条件（露光波長、投影光学系の開口数Ｎ．Ａ．（最大Ｎ．Ａ．、露光時に設定されるＮ．Ａ．など）、及び照明条件（照明Ｎ．Ａ．（照明光学系の開口数Ｎ．Ａ．）又は照明σ（コヒーレンスファクタ）、照明系開口絞り板２４の開口形状（照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布、すなわち２次光源の形状））など）、評価項目（マスク種、線幅、評価量、パターンの情報など）と、これら光学条件と評価項目との組み合わせにより定まる複数の露光条件の下でそれぞれ求めた、投影光学系の結像性能、例えば諸収差（あるいはその指標値）の、ツェルニケ多項式の各項、例えば第１項〜第３７項それぞれにおける１λ当たりの変化量から成る計算表、すなわちツェルニケ感度表（Ｚｅｒｎｉｋｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）とを含むデータベースである。
なお、以下の説明ではツェルニケ感度表をＺｅｒｎｉｋｅ  ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙあるいはＺＳとも呼ぶ。また、複数の露光条件下におけるツェルニケ感度表から成るファイルを、以下においては適宜「ＺＳファイル」とも呼ぶ。また、ツェルニケ多項式の各項における変化量は１λ当たりに限られるものでなく他の値（例えば、０．５λなど）でも構わない。
本実施形態では、各ツェルニケ感度表には、結像性能として次の１２種類の収差、すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のディストーションＤｉｓｘ、Ｄｉｓｙ、４種類のコマ収差の指標値である線幅異常値ＣＭＶ、ＣＭＨ、ＣＭＲ、ＣＭＬ、４種類の像面湾曲であるＣＦＶ、ＣＦＨ、ＣＦＲ、ＣＦＬ、及び２種類の球面収差であるＳＡＶ、ＳＡＨが含まれている。
次に、前述のレチクルパターンの設計プログラムを用いて、複数台の露光装置で共通に用いられる、レチクルに形成すべきパターンを設計する方法などについて、第２コンピュータ９３０が備えるプロセッサの処理アルゴリズムを示す図５（及び図６〜図１０）のフローチャートに沿って説明する。
この図５に示されるフローチャートがスタートするのは、例えばクリーンルーム内の第１コンピュータ９２０のオペレータから、電子メールなどにより最適化の対象となる露光装置（号機）の指定その他の必要な情報（後述する結像性能の許容値の指定に関する情報、制約条件の入力に関する情報、重みの設定に関する情報、及び結像性能の目標値（ターゲット）の指定に関する情報なども必要に応じて含まれる）などを含む、最適化の指示が送られ、第２コンピュータ９３０側のオペレータが、処理開始の指示を第２コンピュータ９３０に入力したときである。ここで、「最適化の対象となる露光装置」とは、本実施形態の場合、後述するように、上記のレチクルに形成すべきパターンを設計する過程で、選択された各露光装置９２２が備える投影光学系ＰＬによるパターンの投影像の像面上での形成状態が最適となるような結像性能の調整（投影光学系の結像性能の最適化）が行われることから、このように呼んでいるものである。
まず、ステップ１０２において、ディスプレイ上に対象号機の指定画面を表示する。
次のステップ１０４では、号機の指定がなされるのを待ち、オペレータにより先の電子メールで指定された号機、例えば露光装置９２２１、９２２２などが、例えばマウス等のポインティングデバイスを介して指定されると、ステップ１０６に進んでその指定された号機を記憶する。この号機の記憶は、例えば装置Ｎｏ．を記憶することによりなされる。
次のステップ１０８では、補正情報としてのパターン補正値をクリアする（零にする）とともに、ステップ１１０で後述する号機毎の投影光学系の結像性能の最適化、最適化の結果評価（判断）等の実行回数を示すカウンタｍを初期化する（ｍ←１）。
次のステップ１１２では、投影光学系の結像性能の最適化の対象となる号機の番号を示すカウンタｋを初期化する（ｋ←１）。
次のステップ１１４では、ｋ番目（ここでは第１番目）の号機の最適化処理のサブルーチンに移行する。
この最適化処理のサブルーチン１１４では、まず、図６のステップ２０２で、最適化の対象となる露光条件（以下、適宜「最適化露光条件」とも記述する）の情報を取得する。具体的には、第１コンピュータ９２０に対して、対象パターンの種別、及びこのパターンの最適な転写のために対象号機で設定可能な投影光学系のＮ．Ａ．、照明条件（照明Ｎ．Ａ．又は照明σ、開口絞りの種類など）の情報を問い合わせ、取得する。ここで、本実施形態の場合、複数台の対象号機で共通に使用できる、レチクルに形成すべきパターンの設計を行うことが目的であるから、第１コンピュータ９２０からは、対象パターンの情報としては、いずれの対象号機についても同一の目的とするパターンの情報が第２コンピュータに回答されることになる。
次のステップ２０４では、第１コンピュータ９２０に対して、上記の最適化露光条件に最も近い対象号機の基準ＩＤを問い合わせて、その基準ＩＤにおける投影光学系のＮ．Ａ．や照明条件（例えば、照明Ｎ．Ａ．又は照明σ、開口絞りの種類）などの設定情報を取得する。
次のステップ２０６では、第１コンピュータ９２０から、対象号機の単体波面収差及び上記基準ＩＤにおける必要情報、具体的には、基準ＩＤにおける調整量（調整パラメータ）の値、基準ＩＤにおける単体波面収差に対する波面収差補正量（又は結像性能の情報）などを取得する。
ここで、波面収差補正量（又は結像性能の情報）としているのは、基準ＩＤにおける波面収差補正量が未知の場合、結像性能から波面収差補正量（又は波面収差）を推定することができるからである。なお、この結像性能からの波面収差補正量の推定については、後に詳述する。
通常、投影光学系の単体波面収差と、露光装置に組み込まれた後の投影光学系ＰＬの波面収差（以下ではｏｎ  ｂｏｄｙでの波面収差と呼ぶ）は何らかの原因により一致しないが、ここでは、説明の簡略化のため、この修正は露光装置の立ち上げ時あるいは製造段階における調整で基準ＩＤ（基準となる露光条件）毎に行われているものとする。
次のステップ２０８では、第１コンピュータ９２０から対象号機の機種名、露光波長、投影光学系の最大Ｎ．Ａ．などの装置情報を取得する。
次のステップ２１０では、前述の最適化露光条件に対応するＺＳファイルを第２データベースから検索する。
次のステップ２１４では、最適化露光条件に対応するＺＳファイルは見つかったか否かを判断し、見つかった場合には、そのＺＳファイルをＲＡＭなどのメモリ内に読み込む。一方、ステップ２１４における判断が否定された場合、すなわち、最適化露光条件に対応するＺＳファイルが第２データベース内に存在しなかった場合には、ステップ２１８に移行して、前述した光学シミュレータ用のコンピュータ９３８に必要な情報とともに最適化露光条件に対応するＺＳファイルを作成する旨の指示を与える。これにより、コンピュータ９３８によってその最適化露光条件に対応するＺＳファイルが作成され、その作成後のＺＳファイルが、第２データベースに追加される。
なお、最適化露光条件に対応するＺＳファイルは、最適化露光条件に近い複数の露光条件下におけるＺＳデータベースを用いてそのＺＳファイルを、補完法によって作成することも可能である。
次に、図７のステップ２２０で、結像性能（前述の１２種類の収差）の許容値の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２２２で許容値が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２２６に移行して上記の許容値の入力画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２２２に戻る。一方、ステップ２２２で、オペレータにより、キーボード等を介して許容値が指定されている場合には、その指定された収差の許容値をＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２２６に移行する。すなわち、このようなステップ２２２→２２６のループ、又はステップ２２２→２２４→２２６のループを繰り返して、許容値が指定されるのを一定時間だけ待つ。
ここで、許容値は、最適化計算そのもの（本実施形態では、後述の如くメリット関数Φを用いる調整パラメータの調整量の算出）には必ずしも用いなくても良いが、例えば後述するステップ１２０などで計算結果を評価する際に必要となる。さらに本実施形態では、この許容値は後述する結像性能のウェイト（重み）の設定でも必要となる。なお、本実施形態では、許容値は、結像性能（その指標値を含む）がその性質上正負の値となり得る場合には、その結像性能の許容範囲の上限、下限を規定し、結像性能がその性質上正の値のみとなる場合には、その結像性能の許容範囲の上限値を規定する（この場合の下限は零）。
そして、一定時間が経過した時点で、ステップ２２８に移行して、デフォルト設定に従い、指定されなかった収差の許容値を、第２データベース内のＺＳデータベースから読み取る。この結果、ＲＡＭなどのメモリ内には、指定された収差の許容値と、ＺＳデータベースから読み取られた残りの収差の許容値とが、号機の識別情報、例えば号機Ｎｏ．と対応付けて格納される。なお、この許容値が格納される領域を以下においては、「一時格納領域」と呼ぶ。
次のステップ２３０では、調整パラメータの制約条件の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２３２で制約条件が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２３６に移行して、上記の制約条件の指定画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２３２に戻る。一方、ステップ２３２において、オペレータによりキーボード等を介して制約条件が指定された場合には、ステップ２３４に移行して、その指定された調整パラメータの制約条件をＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２３６に移行する。すなわち、このようなステップ２３２→２３６のループ、又はステップ２３２→２３４→２３６のループを繰り返して制約条件が指定されるのを一定時間だけ待つ。
ここで、制約条件とは、前述の可動レンズ１３１〜１３５の各自由度方向の許容可動範囲、Ｚチルトステージ５８の３自由度方向の許容可動範囲、及び波長シフトの許容範囲などの前述の各調整量（調整パラメータ）の許容可変範囲を意味する。
そして、一定時間が経過した時点で、ステップ２３８に移行して、デフォルト設定に従い、指定されなかった調整パラメータの制約条件として、各調整パラメータの上記基準ＩＤにおける値（又は現在値）に基づいて計算される可動可能な範囲を算出し、ＲＡＭなどのメモリ内に記憶する。この結果、メモリ内には、指定された調整パラメータの制約条件と、算出された残りの調整パラメータの制約条件とが格納されることとなる。
次に、図８のステップ２４０では、結像性能のウェイト指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のウェイト（重み）の指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野内の３３点の評価点（計測点）について、前述の１２種類の収差について指定する必要があるので、３３×１２＝３９６個のウェイトの指定が必要である。このため、ウェイトの指定画面では、２段階でウェイトの指定が可能となるように、まず、１２種類の結像性能のウェイトの指定画面を表示した後、視野内の各評価点におけるウェイトの指定画面が表示されるようになっている。また、結像性能のウェイト（重み）の指定画面では、自動指定の選択ボタンが併せて表示されるようになっている。
そして、ステップ２４２において、いずれかの結像性能のウェイトが指定されたか否かを判断する。そして、オペレータによりキーボードなどを介してウェイトが指定されている場合には、ステップ２４４に進んで指定された結像性能（収差）のウェイトをＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２４８に進む。このステップ２４８では、前述のウェイト指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２４２に戻る。
一方、上記ステップ２４２における判断が否定された場合には、ステップ２４６に移行して自動指定が選択されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２４８に移行する。一方、オペレータがマウス等を介して自動選択ボタンをポインティングした場合には、ステップ２５０に移行して次式（１０）に基づいて現在の結像性能を算出する。
2004099874.tif 000011
ここで、ｆは、次式（１１）で表される結像性能であり、Ｗａは前記ステップ２０６で取得した単体波面収差と基準ＩＤにおける波面収差補正量とから算出される次式（１２）で示される波面収差のデータである。また、ＺＳは、ステップ２１６又は２１８で取得した次式（１３）で示されるＺＳファイルのデータである。また、Ｃは、次式（１４）で示されるパターン補正値のデータである。
2004099874.tif 000012
2004099874.tif 000013
式（１１）において、ｆｉ，１（ｉ＝１〜３３）は、ｉ番目の計測点におけるＤｉｓｘ、ｆｉ，２はｉ番目の計測点におけるＤｉｓｙ、ｆｉ，３はｉ番目の計測点におけるＣＭＶ、ｆｉ，４はｉ番目の計測点におけるＣＭＨ、ｆｉ，５はｉ番目の計測点におけるＣＭＲ、ｆｉ，６はｉ番目の計測点におけるＣＭＬ、ｆｉ，７はｉ番目の計測点におけるＣＦＶ、ｆｉ，８はｉ番目の計測点におけるＣＦＨ、ｆｉ，９はｉ番目の計測点におけるＣＦＲ、ｆｉ，１０はｉ番目の計測点におけるＣＦＬ、ｆｉ，１１はｉ番目の計測点におけるＳＡＶ、ｆｉ，１２はｉ番目の計測点におけるＳＡＨを、それぞれ示す。
また、式（１２）において、Ｚｉ，ｊは、ｉ番目の計測点における波面収差を展開したツェルニケ多項式の第ｊ項（ｊ＝１〜３７）の係数を示す。
また、式（１３）において、ｂｐ，ｑ（ｐ＝１〜３７、ｑ＝１〜１２）は、ＺＳファイルの各要素を示し、このうちｂｐ，１は波面収差を展開したツェルニケ多項式の第ｐ項の１λ当たりのＤｉｓｘの変化、ｂｐ，２は第ｐ項の１λ当たりのＤｉｓｙの変化、ｂｐ，３は第ｐ項の１λ当たりのＣＭＶの変化、ｂｐ，４は第ｐ項の１λ当たりのＣＭＨの変化、ｂｐ，５は第ｐ項の１λ当たりのＣＭＲの変化、ｂｐ，６は第ｐ項の１λ当たりのＣＭＬの変化、ｂｐ，７は第ｐ項の１λ当たりのＣＦＶの変化、ｂｐ，８は第ｐ項の１λ当たりのＣＦＨの変化、ｂｐ，９は第ｐ項の１λ当たりのＣＦＲの変化、ｂｐ，１０は第ｐ項の１λ当たりのＣＦＬの変化、ｂｐ，１１は第ｐ項の１λ当たりのＳＡＶの変化、ｂｐ，１２は第ｐ項の１λ当たりのＳＡＨの変化をそれぞれ示す。
また、式（１４）において、右辺の３３行１２列のマトリックスとしては、一例として、各行の３、４、５、６列目の要素、すなわちＣｉ，３、Ｃｉ，４、Ｃｉ，５、Ｃｉ，６（ｉ＝１〜３３）以外の要素が全て零であるものが用いられる。これは、本実施形態においては、レチクルに形成すべきパターンの補正によりコマ収差の指標値である線幅異常値を補正することを目的としているからである。
上式（１４）において、Ｃｉ，３は、ｉ番目の計測点における縦線の線幅異常値ＣＭＶの補正値（すなわち縦線パターンの線幅差の補正値）、Ｃｉ，４は、ｉ番目の計測点における横線の線幅異常値ＣＭＨの補正値（すなわち横線パターンの線幅差の補正値）、Ｃｉ，５は、ｉ番目の計測点における右上がり斜め線（傾斜角４５°）の線幅異常値ＣＭＲの補正値（すなわち右上がり斜め線パターンの線幅差の補正値）、Ｃｉ，６は、ｉ番目の計測点における左上がり斜め線（傾斜角４５°）の線幅異常値ＣＭＬの補正値（すなわち左上がり斜め線パターンの線幅差の補正値）を、それぞれ示す。なお、これらのパターン補正値は、ステップ１０８においてクリアされているので、初期値はいずれも零となっている。すなわち、マトリックスＣの全ての要素は、当初零である。
次のステップ２５２では、算出した１２種類の結像性能（収差）のうち、先に指定された許容値に基づいて規定される許容範囲から外れる量（許容範囲からの乖離量）が多い結像性能のウェイトを大きく（１より大きく）した後、ステップ２５４に移行する。なお、必ずしもこのようにしなくても、許容範囲から外れる量が多い結像性能を色分けして画面上に表示することとしても良い。このようにすると、オペレータによる結像性能のウェイト指定のアシストが可能である。
本実施形態では、ステップ２４２→２４６→２４８のループ、又はステップ２４２→２４４→２４８のループを繰り返すことにより、結像性能のウェイトが指定されるのを前述の結像性能のウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、この間に自動指定が選択された場合には、自動指定を行う。一方、自動指定が選択されなかった場合においては、少なくとも１つ以上の結像性能のウェイトが指定された場合には、その指定された結像性能のウェイトを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ２５３に移行して、指定されなかった各結像性能のウェイトをデフォルトの設定に従って１に設定した後、ステップ２５４に移行する。
この結果、メモリ内には、指定された結像性能のウェイトと、残りの結像性能のウェイト（＝１）とが格納されることとなる。
次のステップ２５４では、視野内の評価点（計測点）におけるウェイトを指定する画面をディスプレイに表示し、ステップ２５６において評価点におけるウェイトが指定されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ２６０に移行して、上記の評価点（計測点）におけるウェイトを指定する画面の表示開始から一定時間を経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２５６に戻る。
一方、ステップ２５６において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点（通常は、特に改善を希望する評価点が選択される）についてのウェイトが指定されると、ステップ２５８に進んで、その評価点におけるウェイトを設定しＲＡＭなどのメモリに記憶した後、ステップ２６０に移行する。
すなわち、ステップ２５６→２６０のループ、又はステップ２５６→２５８→２６０のループを繰り返すことにより、評価点のウェイトが指定されるのを前述の評価点におけるウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。
そして、上記の一定時間が経過すると、ステップ２６２に移行して、指定されなかった全ての評価点におけるウェイトをデフォルトの設定に従って１に設定した後、図９のステップ２６４に移行する。
この結果、メモリ内には、指定された評価点におけるウェイトの指定値と、残りの評価点におけるウェイト（＝１）が格納されることとなる。
図９のステップ２６４では、視野内の各評価点における結像性能（前述の１２種類の収差）の目標値（ターゲット）の指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のターゲットの指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野内の３３点の評価点（計測点）について、前述の１２種類の収差について指定する必要があるので、３３×１２＝３９６個のターゲットの指定が必要である。このため、ターゲットの指定画面では、マニュアル指定の表示部分とともに、設定補助ボタンが表示されるようになっている。
次のステップ２６６では、ターゲットが指定されるのを所定時間待ち（すなわち、ターゲットが指定されたか否かを判断し）、ターゲットが指定されなかった場合（その判断が否定された場合）には、ステップ２７０に移行して、設定補助が指定されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ２７２に移行して、上記のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定されると、ステップ２６６に戻る。
一方、ステップ２７０において、オペレータがマウス等により設定補助ボタンをポインティングすることにより設定補助が指定されると、ステップ２７６に移行して収差分解法を実行する。
ここで、この収差分解法について説明する。
まず、前述した結像性能ｆの要素である各結像性能（収差）を、ｘ、ｙについて次式（１５）で示されるように、べき乗展開する。
2004099874.tif 000014
上式（１５）において、Ｇは次式（１６）で示される３３行１７列の行列（マトリックス）である。
2004099874.tif 000015
ここで、ｇ１＝１、ｇ２＝ｘ、ｇ３＝ｙ、ｇ４＝ｘ２、ｇ５＝ｘｙ、ｇ６＝ｙ２、ｇ７＝ｘ３、ｇ８＝ｘ２ｙ、ｇ９＝ｘｙ２、ｇ１０＝ｙ３、ｇ１１＝ｘ４、ｇ１２＝ｘ３ｙ、ｇ１３＝ｘ２ｙ２、ｇ１４＝ｘｙ３、ｇ１５＝ｙ４、ｇ１６＝ｘ（ｘ２＋ｙ２）、ｇ１７＝ｙ（ｘ２＋ｙ２）である。また、（ｘｉ、ｙｉ）は、第ｉ番目の評価点のｘｙ座標である。
また、上記式（１５）において、Ａは、次式（１７）で示される１７行１２列の分解項目係数を要素とするマトリックスである。
2004099874.tif 000016
上式（１５）を最小自乗法が可能となるように、次式（１８）のように変形する。
2004099874.tif 000017
ここで、ＧＴは、マトリックスＧの転置行列である。
次に、上式（１８）に基づいて最小自乗法により、マトリックスＡを求める。
2004099874.tif 000018
このようして収差分解法が実行され、分解後の各分解項目係数が求められる。
図９の説明に戻り、次のステップ２７８では、上記のようにして求めた分解後の各分解項目係数とともに、その係数の目標値の指定画面をディスプレイ上に表示する。
次のステップ２８０では、全ての分解項目係数の目標値（ターゲット）が指定されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボードなどを介して全ての分解係数のターゲットが指定されると、ステップ２８２に進んで、次式（２０）により、分解項目係数のターゲットを結像性能のターゲットに変換する。この場合において、オペレータは、改善したい係数のターゲットのみを変更したターゲット指定を行い、残りの係数のターゲットについては、表示された係数をそのままターゲットとして指定しても勿論良い。
2004099874.tif 000019
上式（２０）において、ｆｔは、指定された結像性能のターゲットであり、Ａ’は、指定された分解項目係数（改善後）を要素とするマトリックスである。
なお、収差分解法により算出した各分解項目係数を必ずしも画面上に表示する必要はなく、その算出された各分解項目係数を基に、改善が必要な係数のターゲットを自動的に設定することとすることも可能である。
この一方、上記ステップ２６６において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点におけるいずれかの結像性能のターゲットが指定されると、ステップ２６６における判断が肯定され、ステップ２６８に移行して、その指定されたターゲットを設定してＲＡＭなどのメモリ内に記憶した後、ステップ２７２に移行する。
すなわち、本実施形態では、ステップ２６６→２７０→２７２のループ、又はステップ２６６→２６８→２７２のループを繰り返すことにより、ターゲットが指定されるのを前述のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、この間に設定補助が指定された場合には、前述のようにして分解項目係数の算出及び表示並びに分解項目係数のターゲットの指定という流れでターゲット指定を行う。設定補助が指定されなかった場合には、１つ以上の評価点における１つ以上の結像性能のターゲットが指定された場合に、その指定された評価点における指定された結像性能のターゲットを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ２７４に移行して、指定されなかった各評価点における各結像性能のターゲットを、デフォルトの設定に従って全て０に設定した後、ステップ２８４に移行する。
この結果、メモリ内には、指定された評価点における指定された結像性能のターゲットと、残りの結像性能のターゲット（＝０）とが、例えば次式（２１）のような３３行１２列のマトリックスｆｔの形式で格納される。
2004099874.tif 000020
本実施形態では、ターゲットが指定されなかった評価点における結像性能は、最適化計算では考慮しないこととなっている。従って、解を得てから、再度結像性能を評価する必要がある。
次のステップ２８４では、最適化フィールド範囲を指定する画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ２８６→ステップ２９０のループを繰り返し、最適化フィールド範囲の指定画面の表示開始から一定時間だけそのフィールド範囲が指定されるのを待つ。ここで、最適化フィールド範囲を指定可能としたのは、本実施形態のようなスキャニング・ステッパなどの走査型露光装置では、投影光学系の視野の全域で結像性能あるいはウエハ上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことや、例えばステッパであっても使用するレチクル又はそのパターン領域（すなわち、ウエハの露光時に用いられるパターン領域の全体あるいはその一部）の大きさによっては投影光学系の視野の全域で結像性能あるいはウエハ上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことなどを考慮したものである。
そして、一定時間内に最適化フィールド範囲の指定がなされた場合には、ステップ２８８に移行してその指定された範囲をＲＡＭなどのメモリに記憶した後、図１０のステップ２９４に移行する。一方、最適化フィールド範囲の指定がない場合には、特に何も行うことなく、ステップ２９４に移行する。
ステップ２９４では、前述の式（１０）に基づいて、現在の結像性能を演算する。
次のステップ２９６では、調整パラメータ毎の波面収差変化表（前述の式（９）参照）と、調整パラメータ毎のＺＳ（Ｚｅｒｎｉｋｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）ファイル、すなわちツェルニケ感度表とを用いて、調整パラメータ毎の結像性能変化表を作成する。これを式で示せば、次式（２２）のようになる。
2004099874.tif 000021
この式（２２）の演算は、波面収差変化表（３３行３７列のマトリックス）とＺＳファイル（３７行１２列のマトリックス）との掛け算であるから、得られる結像性能変化表Ｂ１は、例えば次式（２３）で示される３３行１２列のマトリックスとなる。
2004099874.tif 000022
かかる結像性能変化表を、１９個の調整パラメータ毎に算出する。この結果、それぞれが３３行１２列のマトリックスから成る１９個の結像性能変化表Ｂ１〜Ｂ１９が得られる。
次のステップ２９８では、結像性能ｆ及びそのターゲットｆｔの一列化（１次元化）を行う。ここで、一列化とは、３３行１２列のマトリックスであるこれらｆ、ｆｔを、３９６行１列のマトリックスに形式変換することを意味する。一列化後のｆ、ｆｔは、それぞれ次式（２４）、（２５）のようになる。
2004099874.tif 000023
2004099874.tif 000024
次のステップ３００では、上記ステップ２９６で作成した１９個の調整パラメータ毎の結像性能変化表を２次元化する。ここで、この２次元化とは、それぞれが３３行１２列のマトリックスである１９種類の結像性能変化表を、１つの調整パラメータに対する各評価点の結像性能変化を一列化して、３９６行１９列に形式変換することを意味する。この２次元化後の結像性能変化表は例えば次式（２６）で示されるＢのようになる。
2004099874.tif 000025
上記のようにして、結像性能変化表の２次元化を行った後、ステップ３０２に移行し、前述の制約条件を考慮することなく、調整パラメータの変化量（調整量）を計算する。
以下、このステップ３０２における処理を詳述する。前述の一列化後の結像性能のターゲットｆｔと、一列化後の結像性能ｆと、２次元化後の結像性能変化表Ｂと、調整パラメータの調整量ｄｘとの間には、ウェイトを考慮しない場合には、次式（２７）の関係がある。
2004099874.tif 000026
ここで、ｄｘは、各調整パラメータの調整量を要素とする次式（２８）で示される１９行１列のマトリックスである。また、（ｆｔ−ｆ）は、次式（２９）で示される３９６行１列のマトリックスである。
2004099874.tif 000027
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上式（２７）を最小自乗法で解くと、次式のようになる。
2004099874.tif 000029
ここで、ＢＴは、前述の結像性能変化表Ｂの転置行列であり、（ＢＴ・Ｂ）−１は、（ＢＴ・Ｂ）の逆行列である。
しかし、ウェイトの指定がない（全てのウェイト＝１）場合は、稀であり、通常は、ウェイトの指定があるので、次式（３１）で示されるような重み付け関数であるメリット関数Φを最小自乗法で解くこととなる。
2004099874.tif 000030
ここで、ｆｔｉは、ｆｔの要素であり、ｆｉはｆの要素である。上式を変形すると、次のようになる。
2004099874.tif 000031
従って、ｗｉ１／２・ｆｉを新たな結像性能（収差）ｆｉ’とし、ｗｉ１／２・ｆｔｉを新たなターゲートｆｔｉ’とすると、メリット関数Φは、次のようになる。
2004099874.tif 000032
従って、上記式（３３）を最小自乗法で解いても良い。但し、この場合、結像性能変化表として、次式で示される結像性能変化表を用いる必要がある。
2004099874.tif 000033
このようにして、ステップ３０２では、制約条件を考慮することなく、最小自乗法により、ｄｘの１９個の要素、すなわち前述の１９個の調整パラメータの調整量を求める。
次のステップ３０４では、その求めた１９個の調整パラメータの調整量を、例えば上述の式（２７）などに代入して、マトリックスｆｔ−ｆの各要素、すなわち全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）のターゲット（目標値）に対する差、又はマトリックスｆの各要素、すなわち全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）を算出して、例えばＲＡＭなどのメモリ内の前述の一時格納領域に、前述した収差の許容値（及びターゲット（目標値））に対応づけて記憶した後、ステップ３０６に進む。
ステップ３０６では、上記ステップ３０２で算出された１９個の調整パラメータの調整量が、先に設定した制約条件に違反しているか否かを判断する（この判断手法については、後に更に説明する）。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ３０８に移行する。
以下、このステップ３０８を含む制約条件侵害時における処理について説明する。
この制約条件侵害時におけるメリット関数は、次式（３５）で表せる。
2004099874.tif 000034
上式において、Φ１は式（３０）で表される通常のメリット関数であり、Φ２はペナルティ関数（制約条件違反量）である。制約条件をｇｊ、境界値をｂｊとした場合に、Φ２は次式（３６）で示される境界値侵害量（ｇｊ−ｂｊ）のウェイト（重み）付き自乗和であるものとする。
2004099874.tif 000035
ここで、Φ２を境界値侵害量の２乗和にするのは、Φ２を侵害量の２乗和の形式とすると、最小自乗法の計算で、次式（３７）がｄｘについて解けるからである。
2004099874.tif 000036
すなわち、通常の最小自乗法と同様に、ｄｘが求まる。
次に、制約条件侵害時の具体的処理について説明する。
制約条件は、物理的には、可動レンズ１３１〜１３５などの３軸の駆動軸（圧電素子など）それぞれの可動範囲及びチルト（θｘ，θｙ）のリミットで決定される。
ｚ１，ｚ２，ｚ３を各軸の位置として、各軸の可動範囲は、次の式（３８ａ）〜（３８ｃ）のように表される。
2004099874.tif 000037
また、チルト独自のリミットは、一例として次式（３８ｄ）のように表される。
2004099874.tif 000038
なお、４０″としたのは、次のような理由による。４０″をラジアンに変換すると、
４０″＝４０／３６００度
＝π／（９０×１８０）ラジアン
＝１．９３９２５×１０−４ラジアン
となる。
従って、例えば可動レンズ１３１〜１３５の半径ｒを約２００ｍｍとすると、各軸の移動量は、
軸移動量＝１．９３９２５×１０−４×２００ｍｍ
＝０．０３８７８ｍｍ
＝３８．７８μｍ≒４０μｍ
となる。すなわち、チルトが４０″あると水平位置より周辺が約４０μｍ移動する。各軸の移動量は、２００μｍ程度が平均のストロークであるから、軸のストローク２００μｍと比べて、４０μｍは無視できない量だからである。なお、チルトのリミットは４０″に限られるものではなく、例えば駆動軸のストロークなどに応じて任意に設定すれば良い。また、制約条件は前述の可動範囲やチルトのリミットだけでなく、照明光ＥＬの波長のシフト範囲やウエハ（Ｚチルトステージ５８）のＺ方向及び傾斜に関する可動範囲をも考慮しても良い。
制約条件違反とならないためには、上式（３８ａ）〜（３８ｄ）が同時に満たされる必要がある。
そこで、まず、上記ステップ３０２で説明したように、制約条件を考慮しないで、最適化を行い、調整パラメータの調整量ｄｘを求める。このｄｘが、図１１の模式図に示されるような移動ベクトルｋ０（Ｚｉ、θｘｉ、θｙｉ、ｉ＝１〜７）で表せるものとする。ここで、ｉ＝１〜５は、可動レンズ１３１〜１３５にそれぞれ対応し、ｉ＝６は、ウエハ（Ｚチルトステージ）に対応し、ｉ＝７は照明光の波長シフトに対応する。照明光の波長は３自由度あるわけではないが、便宜上３自由度あるものとする。
次に、上式（３８ａ）〜（３８ｄ）の条件の少なくとも１つが満たされないか否かを判断し（ステップ３０６）、この判断が否定された場合、すなわち上式（３８ａ）〜（３８ｄ）が同時に満たされる場合には、制約条件侵害時処理が不要なので、制約条件侵害時処理を終了する。一方、上式（３８ａ）〜（３８ｄ）の条件の少なくとも１つが満たされない場合には、ステップ３０８に移行する。
このステップ３０８では、図１１に示されるように、得られた移動ベクトルｋ０をスケールダウンして、最初に制約条件違反する条件と点を見つける。そのベクトルをｋ１とする。
次に、その条件を制約条件として、制約条件違反量を収差とみなして追加し、再度最適化計算を行う。そのとき制約条件違反量に関する結像性能変化表はｋ１の点で計算する。このようにして、図１１の移動ベクトルｋ２を求める。
ここで、制約条件違反量を収差とみなすとは、制約条件違反量は、例えば、ｚ１−ｚ１ｂ、ｚ２−ｚ２ｂ、ｚ３−ｚ３ｂ、（θｘ２＋θｙ２）１／２−４０などと表せるが、この制約条件違反量が制約条件収差となり得るという意味である。
例えば、ｚ２がｚ２≦ｚ２ｂの制約条件に違反した場合、制約条件違反量（ｚ２−ｚ２ｂ）を収差とみなし、通常の最適化処理を行う。従って、この場合結像性能変化表には制約条件の部分の行が追加される。結像性能（収差）とそのターゲットにも制約条件の部分が追加される。このとき、ウェイトを大きく設定すれば、ｚ２は結果的に境界値ｚ２ｂに固定される。
なお、制約条件はｚ，θｘ，θｙに関する非線形関数であるので、結像性能変化表を取る場所により異なる微係数が得られる。従って、逐次、調整量（移動量）と結像性能変化表を計算する必要がある。
次に、図１１に示されるように、ベクトルｋ２をスケーリングして、最初に制約条件違反をする条件と点を見つける。そして、その点までのベクトルをｋ３とする。
以降、上述の制約条件の設定を逐次行い（移動ベクトルが制約条件に違反する順に制約条件を追加し）、再度最適化して移動量（調整量）を求める処理を、制約条件に違反しなくなるまで繰り返す。
これにより、最終的移動ベクトルとして
2004099874.tif 000039
を求めることができる。
なお、この場合、簡易的にはｋ１を解（答え）とする、すなわち１次近似を行うこととしても良い。あるいは、厳密に制約条件の範囲内での最適値を探索する場合、逐次計算で上式（３９）のｋを求めることとしても良い。
次に、制約条件を考慮した最適化について更に説明する。
前述の如く、一般的には、
2004099874.tif 000040
が成立する。
これを最小自乗法で解くことにより、調整パラメータの調整量ｄｘを求めることができる。
しかるに、結像性能変化表は、次式（４０）に示されるように、通常の変化表と、制約条件の変化表とに分けることができる。
2004099874.tif 000041
ここで、Ｂ１は通常の結像性能変化表で、場所に依存しない。一方、Ｂ２は制約条件の変化表で、場所に依存する。
また、これに対応して上式（２７）の左辺（ｆｔ−ｆ）も、次式（４１）のように２つに分けることができる。
2004099874.tif 000042
ここで、ｆｔ１は通常の収差のターゲットであり、ｆ１は現在収差である。また、ｆｔ２は制約条件であり、ｆ２は現在の制約条件違反量である。
制約条件の変化表Ｂ２、現在の収差ｆ１、現在の制約条件違反量ｆ２は場所に依存するので、移動ベクトル毎に新たに計算する必要がある。
その後は、この変化表を使って、通常と同じように最適化計算すれば、制約条件を考慮した最適化となる。
ステップ３０８では、上述したようにして制約条件を考慮した調整量を求めた後、ステップ３０４に戻る。
この一方、ステップ３０６の判断が否定された場合、すなわち制約条件違反がない場合及び制約条件違反が解消された場合には、この号機の最適化処理のサブルーチンの処理を終了して、図５のメインルーチンのステップ１１６にリターンする。
図５の説明に戻り、ステップ１１６では、前述のステップ１０４で指定された全ての号機について最適化が終了したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ１１８に移行してカウンタｋを１インクリメントした後、ステップ１１４に移行してｋ番目（ここでは、第２番目）の号機について前述と同様の結像性能の最適化処理を行う。
その後、ステップ１１６における判断が肯定されるまで、ステップ１１８→ステップ１１４→ステップ１１６の処理（判断を含む）を繰り返す。
なお、上記の説明では、カウンタｍが同一の値（ここでは、初期値１）のときに、ステップ１１４のサブルーチンなどの処理が３回以上行われるような説明をしたが、これはステップ１０４において、３台以上の号機が指定（選択）された場合を想定したもので、２台の号機が指定（選択）された場合には２回行われ、１台の号機のみが指定（選択）された場合には、１回のみ行われることは勿論である。すなわち、ステップ１１４、１１６は、カウンタｍの同一の値のときに、指定された号機の数と同一回数だけ行われるようになっている。
そして、指定された（選択された）すべての号機について前述の最適化が終了すると、ステップ１１６における判断が肯定され、ステップ１２０に移行して全ての号機の最適化が良好か否かを判断する。このステップ１２０における判断は、前述したＲＡＭなどのメモリ内の一時格納領域に格納されている号機Ｎｏ．と結像性能（１２種類の収差）の許容値と、各評価点における結像性能（１２種類の収差）の算出値及び対応するターゲット（目標値）（又は各評価点における結像性能（１２種類の収差）とそのターゲット（目標値）との差）とに基づいて、いずれの号機についても、いずれの評価点でも、各収差の許容値で規定される許容範囲内に、対応する収差の算出値が、全て収まっているか否かを判断することにより行われる。
そして、このステップ１２０における判断が否定された場合、すなわち、少なくとも１台の号機で、少なくとも１つの評価点において、１２種類の収差のうちの少なくとも１つの収差が、許容範囲外にある場合には、ステップ１２２に移行してカウンタｍの値がＭ以上であるか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ１２４に移行する。この場合、ｍは初期値１であるからここでの判断は否定される。
ステップ１２４では、上記ステップ１２０の判断の結果に基づき、収差の算出値が許容範囲外となった号機（ＮＧ号機）、収差の算出値が許容範囲外となった評価点（ＮＧ位置）及びその収差の種類（ＮＧ項目）を全て特定する。
次のステップ１２６では、ＮＧ位置におけるＮＧ項目の残留誤差の号機間の平均値を、前述したパターン補正値として算出し、パターン補正データＣ（前述した式（１４）で示されるマトリックスの対応する要素）を設定（更新）する。
例えば、Ａ号機とＢ号機とが、最適化対象の号機としてステップ１０４で選択されており、ｉ番目の計測点（評価点）において例えば縦線の線幅異常値ＣＭＶが、Ａ号機のみで許容範囲外となった場合、パターン補正値は、一例として次のようにして算出される。
2004099874.tif 000043
ここで、（ＣＭＶ）Ａ，ｉは、Ａ号機のｉ番目の計測点における縦線の線幅異常値、（ＣＭＶ）Ｂ，ｉは、Ｂ号機のｉ番目の計測点における縦線の線幅異常値である。また、βは、最適化対象号機として選択される露光装置の投影倍率である。なお、最適化対象の号機の台数が少ない場合には、ｉ番目の評価点において、線幅異常値ＣＭＶが許容範囲内であったＢ号機については、（ＣＭＶ）Ｂ，ｉ＝０として、上式（４２）によりパターン補正値Ｃｉ，３を算出することとしても良い。
次のステップ１２８では、前述した光学シミュレータ用のコンピュータ９３８に必要な情報を与えるとともに、前述のステップ２０２で取得したパターンの情報をパターン補正値を用いて補正した、目標露光条件（前述のステップ２０２で情報を取得した最適化露光条件とは、パターンの情報のみが異なる露光条件）に対応するＺＳファイルを作成する旨の指示を与える。これにより、コンピュータ９３８によってその目標露光条件に対応するＺＳファイルが作成され、その作成後のＺＳファイルが、第２データベースに追加される。
次にステップ１３２に移行してカウンタｍを１インクリメントした後、ステップ１１２に戻り、以後、上記ステップ１１６における判断が肯定されるまで、ステップ１１４→１１６→１１８のループを繰り返すことにより、全ての号機について前述した最適化を再度行う。但し、この２回目（ｍ＝２）のときに行われる、ステップ１１４の処理では、パターン補正値データＣとして、前述のステップ１２６で設定された値に、要素Ｃｉ，３、Ｃｉ，４、Ｃｉ，５、Ｃｉ，６の少なくとも一部が更新されたマトリックスデータが用いられる。また、ＺＳファイルとしては、前述のステップ１２８で作成されたＺＳファイルがステップ２１６で読み込まれ用いられることとなる。
そして、全ての号機について、前述の最適化が終了すると、ステップ１１６における判断が肯定され、ステップ１２０に移行して前述のようにして全ての号機の最適化が良好か否かを判断する。
そして、このステップ１２０における判断が否定された場合には、ステップ１２２に移行し、その後ステップ１２２〜１３２の処理を順次行った後、ステップ１１２に戻り、以後、前述したステップ１１２→（１１４→１１６→１１８のループ）→１２０→１２２→１２４→１２６→１２８→１３２のループの処理を繰り返す。
一方、上記ステップ１２０における判断が肯定された場合、すなわち当初から指定された（選択された）全ての号機の前述の最適化結果が良好であった場合、又はステップ１２６におけるパターン補正値の更新設定により全ての号機の前述の最適化結果が良好となった場合には、ステップ１３８に移行する。
これとは異なり、上記のループ（ステップ１１２〜１３２）の処理をＭ回繰り返す間、ステップ１２０における判断が否定され続けた場合には、Ｍ回目のループでステップ１２２における判断が肯定され、ステップ１３４に移行して最適化不能をディスプレイの画面上に表示した後、強制終了する。このようにしたのは、上記のループをある程度の回数繰り返しても、全ての号機の最適化結果が良好にならなかった場合には、パターン補正値の設定では最適化が殆ど不可能な場合と考えられるので処理を打ち切ることとしたものである。Ｍ回は、例えば１０回に設定される。
ステップ１３８では、要素が全て零のマトリックスＣのデータ、又は前述のステップ１２６でその一部の要素が更新されたパターン補正値（パターン補正データ）を、第１コンピュータ９２０に出力（伝送）するとともに、ＲＡＭなどのメモリ内にパターンの情報に対応付けて記憶する。
次のステップ１４０では、指定された（選択された）全ての号機の適正調整量（ステップ１１４において算出された号機毎の調整量）を、第１コンピュータ９２０に対してそれぞれ出力する。第１コンピュータ９２０では、それらの情報を受け取り、前述の最適化露光条件における、パターンの情報をパターン補正値を用いて補正した露光条件を、各号機の新たな基準ＩＤとし、その新たな基準ＩＤと受け取った号機毎の適正調整量の情報とを関連付けてＲＡＭなどのメモリ内に格納する。
次のステップ１４２では、終了か、続行かの選択画面をディスプレイ上に表示する。そして、ステップ１４４において、続行が選択されると、ステップ１０２に戻る。一方、終了が選択された場合には、本ルーチンの一連の処理を終了する。
ここで、上述したレチクルパターンの設計プログラムと同様のプログラムがインストールされたコンピュータを用いた実験結果の一例、具体的には、投影光学系の視野（スタティックフィールド）内の波面収差が計測されたＡ号機とＢ号機とに対して、レチクルパターンの補正と、結像性能（収差）の最適化を実施した場合について説明する。
レチクルとしては、図１２に示されるように、縦方向の微細な二本のラインパターンがパターン領域ＰＡ内に一様に分布して形成されたワーキングレチクルＲ１を想定した。この場合、投影光学系の視野（スタティックフィールド）内には、３行１１列のマトリックス状の配置で前述の波面収差の計測点（評価点）が配置され、ワーキングレチクルＲ１上には各計測点にそれぞれ対応可能な状態で２本１組の縦方向（Ｙ軸方向）に延びるラインパターンが、３行１１列のマトリックス状の配置で形成されている。なお、図１２は、ワーキングレチクルＲ１をパターン面側から見た図である。
（ステップ１）
レチクルＲ１では、パターンの線幅均一性とパターン位置が問題となるので、所定の露光条件における、評価する結像性能として、フォーカス依存性と、左右線幅差と、パターン中心位置とにつきそれぞれＺｅｒｎｉｋｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙの表（ＺＳファイル）を予め求めておく。
（ステップ２）
上記のＺＳファイルと、Ａ号機，Ｂ号機それぞれの投影光学系の視野内の波面収差データ、波面収差変化表、レンズ位置変化可能範囲データ、及び上記各結像性能（フォーカス均一性、左右線幅差、パターン位置ずれ）の許容範囲（許容値）を設定し、パターン補正値を全て零として、前述のステップ１１４と同様にして、Ａ号機、Ｂ号機それぞれの結像性能の最適化（適正調整量の算出など）を行い、その過程で、前述のステップ３０４と同様にして、各結像性能を算出した。
この結果、左右線幅差（縦線の線幅異常値）として、図１３Ａに示されるような結果が得られた。なお、この図１３Ａは、非スキャン方向（Ｘ軸方向）のほぼ同一位置に存在する各３つの計測点（この場合、２本１組の縦線パターンの投影位置）における左右線幅差の平均値を示すものである。ここで、このような平均値を求めているのは、スキャン露光を前提としているためである。
なお、ステッパなどのように静止露光を前提とする場合には、各計測点毎に、各結像性能を求めることとなる。
図１３Ａにおいて、●は、Ａ号機の左右線幅差を示し、■は、Ｂ号機の左右線幅差を示す。また、斜線部は、許容範囲内を示す。
この図１３Ａから明らかなように、Ａ号機のみ、露光領域（投影光学系のスタティックフィールド）右端において、左右線幅差の値（Ｄ１１）Ａが許容範囲外となっていることがわかる。ここで、左右線幅差（Ｄｊ）Ａ、（Ｄｊ）Ｂ（ｊ＝１〜１１）は、正の値のとき、右側のラインの線幅が左側のラインの線幅より大きいことを示す。なお、Ａ号機、Ｂ号機とも、全ての点において、フォーカス均一性、パターン位置ずれは、許容範囲内になった。
（ステップ３）
そこで、上記値（Ｄ１１）Ａの−１／（２・β）をパターン補正値（この補正値は、図１３Ａ中の矢印Ｆに対応）として、マスク設計ツールにて該当位置の左右線幅差を補正する（この補正の結果、パターン領域内の左端（投影光学系が屈折光学系であることを前提として）に位置する各２本１組のラインパターンは、左側のラインパターンが右側のラインパターンより幅が狭くなる）ものとして、その補正後のパターンのデータを用いて、上記（ステップ２）で算出した各号機の適正調整量（及び対応する波面収差）をそのまま用いて、前述のステップ３０４と同様にして、再度、各結像性能を算出した。なお、上記の補正値の算出方法は、許容範囲内にあるＢ号機の露光領域右端における左右線幅差の値（Ｄ１１）Ｂが零であるものとして、前述の式（４２）と同様の式で算出する方法と実質的に同じである。
このとき、図１３Ａがスキャン露光を前提としている関係から、この結像性能の算出に当たっても、スキャン方向に波面を平均化して、その平均化した波面を用いて、各点の波面のデータとした。
その結果、図１３Ｂに示されるような結果が得られた。なお、この図１３Ｂは、前述の図１３Ａと同様に、非スキャン方向（Ｘ軸方向）のほぼ同一位置に存在する各３つの計測点（この場合、各２本１組のラインパターンの投影位置）における左右線幅差の平均値を示すものである。
この図１３Ｂから、Ａ号機、Ｂ号機ともに、露光領域内の全域で線幅左右差の値が、許容範囲内になっていることがわかる。
（ステップ４）
念のため、上記のパターン補正値を、露光領域内右端の各計測点における線幅異常値の項目に対応する補正値に代入し、残りの補正値を全て零として、前述のステップ１１４と同様にして、Ａ号機、Ｂ号機それぞれの結像性能の最適化（適正調整量の算出など）を行い、その過程で、前述のステップ３０４と同様にして、各結像性能を算出した。
この結果、図１３Ｃに示されるような結果が得られた。なお、この図１３Ｃは、前述の図１３Ａと同様に、非スキャン方向（Ｘ軸方向）のほぼ同一位置に存在する各３つの計測点における左右線幅差の平均値を示すものである。
この図１３Ｃから、Ａ号機、Ｂ号機ともに、露光領域内の全域で左右線幅差の値が、許容範囲内になっていることがわかる。この図１３Ｃと図１３Ｂとを比較すると、パターン補正後に再度収差の最適化を行った方が、より良好な結像性能が得られることが確認できる。なお、この場合も、左右線幅差以外のフォーカス均一性、パターン位置ずれは、Ａ号機、Ｂ号機とも良好である。
ところで、前述した如く、上記ステップ１１４の処理において、基準ＩＤにおける波面収差補正量が未知の場合も考えられ、この場合には、基準ＩＤにおける結像性能から波面収差補正量を推定することができる。以下、これについて説明する。
ここでは、単体波面収差とｏｎ  ｂｏｄｙの波面収差のずれが前述の可動レンズ１３１〜１３５などの調整パラメータの調整量のずれΔｘ’と対応すると仮定して波面収差の補正量を推定する。
単体波面収差とｏｎ  ｂｏｄｙでの波面収差とが一致すると仮定したときの調整量をΔｘ、調整量の補正量をΔｘ’、ＺＳファイルをＺＳ、基準ＩＤでの理論結像性能（ｏｎ  ｂｏｄｙの波面収差のずれが無い場合の理論的結像性能）をＫ０、基準ＩＤ（同じ調整パラメータの値）での実際の結像性能をＫ１、波面収差変化表をＨ、結像性能変化表をＨ’、単体波面収差をＷｐ、波面収差補正量をΔＷｐとすると、次の２式（４３）、（４４）が成り立つ。
2004099874.tif 000044
これより、
2004099874.tif 000045
これより、上式（４５）を最小自乗法で解くと、
調整量の補正量Δｘ’は、次式（４６）のように表せる。
2004099874.tif 000046
また、波面収差の補正量ΔＷｐは、次式（４７）のように表せる。
2004099874.tif 000047
各基準ＩＤは、この波面収差補正量ΔＷｐを持つこととなる。
また、実際のｏｎ  ｂｏｄｙ波面収差は、次式（４８）のようになる。
2004099874.tif 000048
次に、図１のレチクル設計システム９３２及びレチクル製造システム９４２を用いてワーキングレチクルを製造する際の動作の一例について、図１４〜図１６のフローチャートに沿って説明する。なお、以下では、図１２に示されるワーキングレチクルＲ１を製造する場合を例として説明する。
まず、図１４のステップ７０１において、図１に示される端末９３６Ａ〜９３６Ｄより第２コンピュータ９３０に、製造対象のワーキングレチクルの部分的な設計データ、及び分割可能な箇所（本実施形態では、線幅制御精度の緩い部分）を示す識別情報を、ＬＡＮ９３４を介して入力する。これらの情報の入力に応答して、第２コンピュータ９３０は、全部の部分的な設計データを統合した１つのレチクルパターンの設計データ、及びこれに対応する識別情報をＬＡＮ９３６を介してレチクル製造システム９４２のコンピュータ９４０に伝送する。
次のステップ７０２において、コンピュータ９４０は、受け取ったレチクルパターンの設計データ、及び識別情報に基づいて、そのレチクルパターンをＰ枚の既存パターン部とＱ枚（Ｐ，Ｑは１以上の整数）の新規パターン部とに分割する。
この場合、既存パターン部とは、既に製造済みのデバイス用のマスターレチクルのパターンを光露光装置９４５の投影倍率γ（＝１／α）倍で縮小したのと同一のパターンであり、α倍で既存パターン部が形成されたマスターレチクルは、不図示のレチクル収納部に収納されている。
これに対して、新規パターン部とは、それまでに作成したことが無いか、又はレチクル収納部内のマスターレチクルには形成されていないデバイスのパターンである。
図１２には、ここでの製造対象のワーキングレチクルＲ１のパターンの分割方法（各分割線が点線で示されている）の一例が示されている。この図１２において、ワーキングレチクルＲ１上の枠状の遮光帯ＥＳに囲まれたパターン領域ＰＡが、既存パターン部Ｓ１〜Ｓ１０、新規パターン部Ｎ１〜Ｎ１０、及び新規パターン部Ｐ１〜Ｐ５よりなる２５個の部分パターンに分割されている。本実施形態の場合、既存パターン部Ｓ１〜Ｓ１０は、相互に同一のパターンであり、新規パターン部Ｎ１〜Ｎ１０も相互に同一のパターンであり、新規パターン部Ｐ１〜Ｐ５も相互に同一のパターンである。
この場合、コンピュータ９４０は、不図示のレチクル搬送機構を用いて、既存パターン部Ｓ１〜Ｓ１０を拡大したパターンが形成されている所定枚数、ここでは１枚のマスターレチクルＭＲを不図示の既存レチクル収納部から搬出し、この１枚のマスターレチクルを光露光装置９４５のレチクルライブラリに格納する。
図１７には、上記のマスターレチクルＭＲが示されている。この図１７において、マスターレチクルＭＲには既存パターン部Ｓ１〜Ｓ１０をα倍に拡大した原版パターンＳＢが形成されている。この原版パターンＳＢは、例えばクロム（Ｃｒ）膜等の遮光膜のエッチングにより形成されている。また、マスターレチクルＭＲの原版パターンＳＢはそれぞれクロム膜よりなる遮光帯ＥＳＢによって囲まれ、遮光帯ＥＳＢの外側にアライメントマークＲＭＡ，ＲＭＢが形成されている。
マスターレチクルＭＲの基板（レチクルブランクス）としては、光露光装置９４５の露光光がＫｒＦエキシマレーザ光又はＡｒＦのエキシマレーザ光等であれば石英（例えば合成石英）を使用できる。また、その露光光がＦ２レーザ光等であれば、その基板として蛍石やフッ素を混入した石英等が使用できる。
次に、コンピュータ９４０は、図１２の新規パターン部Ｎ１〜Ｎ１０，Ｐ１〜Ｐ５を投影倍率γの逆数α倍（例えば４倍、又は５倍等）で拡大した新規の原版パターンのデータを作成する。
そして、図１４のステップ７０３〜７１０において、それらの新規の原版パターンが形成されたマスターレチクルが製造される。
すなわち、まず、ステップ７０３において、コンピュータ９４０は、新規パターン部の順序を示すカウンタｎの値を０にリセットする（ｎ←０）。
次のステップ７０４では、コンピュータ９４０は、カウンタｎの値がＮ（この場合、新規のマスターレチクルは２種類（２枚）のみ製造すれば足りるので、Ｎ＝２である）に達したかどうかを調べる。そして、ｎがＮに達していないときにはステップ７０５に移行してコンピュータ９４０は、カウンタｎを１インクリメントする（ｎ←ｎ＋１）。
次のステップ７０６では、基板搬送系により不図示のブランクス収納部から取り出された蛍石、又はフッ素入りの石英等のｎ番目の基板（レチクルブランクス）にＣ／Ｄ９４６において電子線レジストが塗布され、この基板は、基板搬送系によりＣ／Ｄ９４６からインタフェース部９４７を介してＥＢ露光装置９４４に搬送される。
なお、上記の基板には、所定のアライメントマークが形成されている。また、このとき、ＥＢ露光装置９４４には、コンピュータ９４０よりＮ枚の新規パターンの拡大された原版パターンの設計データが供給されている。
そこで、ステップ７０７において、ＥＢ露光装置９４４は、その基板のアライメントマークを用いて、その基板の描画位置の位置決めを行った後、ステップ７０８に進み、その基板上にｎ番目の原版パターンを直接描画する。
その後、ステップ７０９において、原版パターンが描画された基板は、基板搬送系によりインタフェース部９４７を介してＣ／Ｄ９４６に搬送され、現像処理が行われる。本実施形態の場合、電子線レジストは、光露光装置９４５で使用される露光光（エキシマレーザ光）を吸収する特性を有するため、その現像で残されたレジストパターンをそのまま原版パターンとして使用することができる。
次のステップ７１０では、現像後のｎ番目（この場合、第１番目）の基板は、ｎ番目の新規パターン部用のマスターレチクルとして、基板搬送系によりインタフェース部９４９を介して光露光装置９４５のレチクルライブラリに搬送される。
その後、処理はステップ７０４に戻り、コンピュータ９４０は、再びカウンタｎの値がＮ（＝２）に達したかどうかを判断するが、ここでの判断は否定され、以後、ステップ７０５〜７１０の処理を繰り返すことで、ｎ番目（第２番目）の新規パターン部に対応するマスターレチクルが製造される。すなわち、このようにして、必要な数の新規パターン部に対応するマスターレチクルが製造される。
図１８には、このようにして製造された新規のマスターレチクルＮＭＲ１、ＮＭＲ２が、マスターレチクルＭＲとともに示されている。これらのマスターレチクルＮＭＲ１、ＮＭＲ２にも、原版パターンの周囲に遮光帯が形成されている。
次に、図１５のステップ７１１において、コンピュータ９４０の指示に基づき、基板搬送系により、不図示のブランクス収納部からワーキングレチクル（Ｒ１）用の基板、すなわちレチクルブランクス（石英、蛍石、フッ素を混入した石英等から成る）が取り出され、Ｃ／Ｄ９４６に搬送される。この基板（レチクルブランクス）には予めクロム膜等の金属膜が蒸着されると共に、大まかな位置合わせ用のマークも形成されている。ただし、この位置合わせ用のマークは必ずしも必要ではない。
次のステップ７１３において、コンピュータ９４０の指示に基づき、Ｃ／Ｄ９４６によりその基板上に光露光装置９４５の露光光に感光するフォトレジストが塗布される。
次に、ステップ７１５において、コンピュータ９４０は、基板搬送系を用いてインタフェース部９４９を介してその基板を光露光装置９４５に搬送し、該光露光装置９４５の主制御装置に対して複数のマスターレチクルを用いてつなぎ露光（スティッチング露光）を行うように指令を発する。このとき、図１２のパターン領域ＰＡ内での新規パターン部、及び既存パターン部の位置関係の情報も主制御装置に供給される。
次のステップ７１６では、上記の指令に応じて、光露光装置９４５の主制御装置は、不図示の基板ローダ系でその基板を外形基準で位置合わせ（プリアライメント）した後に、その基板を基板ホルダ上にロードする。この後、必要に応じて、更に例えばその基板上の位置合わせ用のマーク、及びアライメント検出系を用いてステージ座標系に対する位置合わせが行われる。
次のステップ７１７では、光露光装置９４５の主制御装置は、新規のＮ枚（ここでは２枚）のマスターレチクルの露光順序を示すカウンタｓを０にリセットした後、次のステップ７１９に進んでカウンタｎの値がＮに達したかどうかを調べる。そして、この判断が否定された場合には、次のステップ７２１に進み、カウンタｓを１インクリメント（ｓ←ｓ＋１）した後、ステップ７２３に移行する。
ステップ７２３では、主制御装置は、レチクルライブラリよりｓ番目（ここでは１番目）のマスターレチクルを取り出してレチクルステージ上に載置した後、そのマスターレチクルのアライメントマーク、及びレチクルアライメント系を用いて、そのマスターレチクルをステージ座標系、ひいてはワーキングレチクル（Ｒ１）の基板に対する位置合わせを行う。
次のステップ７２５では、主制御装置は、ワーキングレチクル（Ｒ１）の基板上の露光領域が、ｓ番目の新規なマスターレチクルの設計上の露光位置となるようにウエハステージの位置を制御した後、走査露光を開始させてそのマスターレチクルの原版パターンをその基板上の所定領域に転写する。ここで、その新規なマスターレチクルが、前述の図１２の新規パターン部Ｎ１〜Ｎ１０の原版パターンを有するマスターレチクルＮＭＲ１である場合、ワーキングレチクル（Ｒ１）の基板上の上記新規パターン部Ｎ１〜Ｎ１０に対応する領域に、そのマスターレチクルのパターンのγ倍の縮小像がつなぎ露光によって順次転写される（図１８参照）。
その後、処理は、ステップ７１９に戻り、主制御装置は、カウンタｎの値がＮに達したかどうかを再度調べ、この判断が否定された場合には、ステップ７２１〜７２５の処理が繰り返される。このとき、ステップ７２５において、ワーキングレチクル（Ｒ１）の基板上の新規パターン部Ｐ１〜Ｐ５に対応する領域に、新規パターン部の原版パターンを有する別のマスターレチクルＮＭＲ２のパターンのγ倍の縮小像がつなぎ露光によって順次転写される（図１８参照）。
このようにして、Ｎ枚（ここでは２枚）の新規なマスターレチクルを用いたつなぎ露光が終わると、処理はステップ７１９から図１６のステップ７２７に移行する。
このステップ７２７では、主制御装置は、所定枚数Ｔ（ここでは、既存のマスターレチクルは１種類（１枚）のみでたりるので、Ｔ＝１である）の既存のマスターレチクルの露光順序を示すカウンタｔの値を０にリセット（ｔ←０）した後、次のステップ７２９でカウンタｔの値がＴに達したかどうかを調べる。そして、この判断が否定された場合には、ステップ７３１でカウンタｔを１インクリメント（ｔ←ｔ＋１）した後、ステップ７３３に移行して、ｔ番目（ここでは１番目）の既存のマスターレチクルＭＲをレチクルステージ上に載置して位置合わせを行い、ステップ７３５でそのマスターレチクルＭＲのパターンの縮小像をワーキングレチクル（Ｒ１）の基板上の既存パターン部Ｓ１〜Ｓ１０に対応する領域に走査露光方式によるつなぎ露光により、それぞれ転写する（図１８参照）。
このようにして全部のマスターレチクルのつなぎ露光が終わると、処理はステップ７２９からステップ７３７に移行する。
ステップ７３７において、ワーキングレチクル（Ｒ１）の基板は、図１のＣ／Ｄ９４６に搬送されて現像処理が行われる。
その後、その現像後の基板は不図示のエッチング部に搬送され、残されたレジストパターンをマスクとしてエッチングが行われる（ステップ７３９）。更に、レジスト剥離などの処理を行うことでワーキングレチクル、例えば図１２のワーキングレチクルＲ１の製造が完了する。
更に、ステップ７１１〜７３９を繰り返すだけで、ワーキングレチクルＲ１と同じパターンを持つワーキングレチクルが、必要な枚数だけ短時間に製造される。
本実施形態において、ＥＢ露光装置９４４で描画する原版パターンはワーキングレチクルＲ１のパターンに比べて粗いと共に、描画するパターンは、ワーキングレチクルＲ１のパターン全体の１／２程度以下である。従って、ＥＢ露光装置９４４の描画時間は、ワーキングレチクルＲ１のパターンの全部を直接描画する場合に比べて大幅に短縮される。
更に、光露光装置９４５（投影露光装置）としては、一般にＫｒＦエキシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザを光源として用いて１５０〜１８０ｎｍ程度の最小線幅に対応したステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置をそのまま使用できる。
本実施形態のレチクル設計システム９３２及びレチクル製造システム９４２によって、上述したようにして、ワーキングレチクルＲ１、その他のワーキングレチクルが製造される。
これまでの説明から容易に想像されるように、本実施形態においては、前述の実験におけるＡ号機が露光装置９２２１であり、Ｂ号機が露光装置９２２２であるとすると、前述のレチクルパターンの設計プログラムを用いて、複数台の露光装置で共通に用いられる、レチクルに形成すべきパターンを設計する際に、ワーキングレチクルＲ１のパターンを対象パターンとし、前述のステップ１０４において最適化の対象号機としてこれらの露光装置９２２１、９２２２を指定（選択）することにより、ステップ１３８において、前述の実験結果と同様のパターン補正値が得られ、ステップ１４０において、その補正後のパターンの転写に適した露光装置９２２１、９２２２の各調整パラメータの調整量が得られる。
ここで、現実のワーキングレチクルＲ１の製造後に、上記のパターン補正値を求めるための処理が行われた場合に、露光装置９２２１及び露光装置９２２２で共通に用いられる、ワーキングレチクルＲ１と同様のパターンを有するワーキングレチクルを製造する場合について考える。
この場合には、上述のステップ７０２の処理に先立って、レチクルパターンの設計データとして、ワーキングレチクルＲ１の設計データのうち、パターン領域ＰＡ内の図１２における右端に位置するパターン部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０のパターンの設計データが、上述のパターン補正値に基づいて補正されたパターンデータ（パターン領域ＰＡの左端部に位置する各組２本のラインパターンの線幅差が補正されたデータ）が第２コンピュータ９３０からレチクル製造システム９４２のコンピュータ９４０に伝送される。
そして、レチクル製造システム９４２では、パターン部Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０のパターンを拡大した原版パターンを有するマスターレチクルを、前述した新規なマスターレチクルとして製造する。
そして、この新たに製造したマスターレチクルと、既に製造している残りのパターン部Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｎ１〜Ｎ１０、Ｐ１〜Ｐ５に対応するマスターレチクルとを用いて、前述のつなぎ露光などを行うことにより、ワーキングレチクルＲ１のパターンをパターン補正値に基づいて補正したパターンを有するワーキングレチクルが、短時間で確実に、必要な枚数だけ製造されることとなる。
なお、本実施形態のレチクル設計システム及びレチクル製造システムと同様のシステムを用いたレチクル製造方法については、例えば、ＷＯ９９／３４２５５号（対応する米国特許第６，６７７，０８８号）、ＷＯ９９／６６３７０号（対応する米国特許第６，６５３，０２５号）、及び米国特許第６，６０７，８６３号などに詳細に開示されており、本実施形態においてもこの国際公開公報や米国特許に開示される種々の手法をそのまま、あるいは一部変更して用いることができる。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び米国特許の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。また、レチクル製造システム９４２の光露光装置９４５は、スキャニング・ステッパ（スキャナ）であるものとしたが、静止露光型の露光装置（ステッパなど）でも良く、このステッパでも同様にステップ・アンド・スティッチ方式にて前述のつなぎ露光を行うことができる。
ところで、本実施形態に係る露光装置９２２１〜９２２Ｎでは、半導体デバイスの製造時には、デバイス製造用のワーキングレチクルがレチクルステージＲＳＴ上に装填され、その後、レチクルアライメント及びウエハアライメント系のいわゆるベースライン計測、並びに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などの準備作業が行われる。
なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば前述の特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許第５，６４６，４１３号に詳細に開示されており、また、これに続くＥＧＡについては、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号などに詳細に開示されている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報並びにこれらに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
その後、ウエハアライメント結果に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。なお、露光時の動作等は通常のスキャニング・ステッパと異なることがないので、詳細説明については省略する。
ここで、前述の如くして製造された、複数台の露光装置での共通使用を目的としたワーキングレチクルをその最適化対象の複数の露光装置で使用する場合などには、第１コンピュータ９２０では、各露光装置９２２の主制御装置５０に対して、前述のステップ１４０でＲＡＭなどのメモリ内に格納した、各号機（露光装置９２２）の新たな基準ＩＤと対応する適正調整量の情報とを与えるようになっている。各露光装置９２２の主制御装置５０では、その情報に基づいて、その新たな基準ＩＤに従う露光条件の設定を行うとともに、次のようにしてワーキングレチクルのパターンの転写像の最適化を実行する。
すなわち、適正調整量の情報として与えられた可動レンズ１３１，１３２，１３３，１３４、１３５の各自由度方向（駆動可能な方向）の駆動量ｚ１、θｘ１、θｙ１、ｚ２、θｘ２、θｙ２、ｚ３、θｘ３、θｙ３、ｚ４、θｘ４、θｙ４、ｚ５、θｘ５、θｙ５の指令値に基づき、所定の演算を行って各可動レンズを駆動する各３つの駆動素子それぞれの駆動指令値を算出し、結像性能補正コントローラ４８に与える。これにより、結像性能補正コントローラ４８により、可動レンズ１３１〜１３５をそれぞれの自由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が制御される。また、照明光ＥＬの波長のシフト量Δλに基づいて光源１６に制御情報ＴＳを与えて中心波長の調整を行う。
そして、このような各部の調整がなされた状態で、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われるが、この露光（走査露光）中に、適正調整量として与えられたウエハＷ表面（Ｚチルトステージ５８）の３自由度方向の駆動量Ｗｚ、Ｗθｘ、Ｗθｙに基づいて、前述の焦点位置検出系（６０ａ，６０ｂ）を用いるウエハＷのフォーカス・レベリング制御が実行される。
これにより、いずれの号機（露光装置９２２）においても、そのワーキングレチクルのパターンをウエハＷ上に精度良く転写することができるようになる。また、パターンの転写状態の最適化のための投影光学系ＰＬの結像性能の調整などもごく短時間で行うことができる。
しかし、上記の場合において、第１コンピュータ９２０が、必ずしも調整量の情報などを与える必要はない。かかる場合には、各露光装置９２２の主制御装置５０が、そのワーキングレチクルをレチクルステージＲＳＴ上に搭載した状態で、そのワーキングレチクルのパターンを基準として最適露光条件の設定や、投影光学系ＰＬの結像性能の調整などを行うこととなるが、この場合にも、必ず、いずれの露光装置でも、そのワーキングレチクルのパターンを精度良く転写するための露光条件の設定や投影光学系ＰＬの結像性能の調整はできる。これは、前述の如く、レチクル設計システムにより、最適化が良好であることが確認されているからである。
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、可動レンズ１３１〜１３５、Ｚチルトステージ５８、光源１６によって調整部が構成され、可動レンズ１３１〜１３５、Ｚチルトステージ５８のＺ、θｘ、θｙ方向の位置（あるいはその変化量）、及び光源１６からの照明光の波長のシフト量が調整量となっている。そして、上記各調整部と、可動レンズを駆動する駆動素子及び結像性能補正コントローラ４８、並びにＺチルトステージ５８を駆動するウエハステージ駆動部５６によって調整装置が構成されている。しかしながら、調整装置の構成は、これに限定されるものではなく、例えば調整部として可動レンズ１３１〜１３５のみを含んでいても良い。かかる場合であっても、投影光学系の結像性能（諸収差）の調整は可能だからである。
以上詳細に説明したように、本実施形態のデバイス製造システム１０によると、複数台の露光装置で用いられる、レチクル（ワーキングレチクル）に形成すべきパターンの情報を決定するに際し、第２コンピュータ９３０は、ＬＡＮ９２６、９１８を介して接続された複数台の露光装置９２２１〜９２２Ｎのうちから選択された最適化対象の露光装置について、最適化処理ステップ（図５のステップ１１０〜１３２）で、次のような最適化処理を行う。
すなわち、図６のステップ２０２で取得したパターンの情報を含む所定露光条件下における、調整装置の調整情報及びこれに対応する前記投影光学系ＰＬの結像性能に関する情報と、パターンの補正値の情報（初期値は例えば零）と、ステップ２２０〜２２８で指定された許容値に基づいて規定される結像性能の許容範囲の情報とを含む複数種類の情報に基づいて、前記パターンの補正値を考慮した目標露光条件下（前記パターンを、補正値によって補正した補正後のパターンに置き換えた目標露光条件下）における前記調整装置の適正調整量を、露光装置毎に、算出する第１ステップ（ステップ１１４〜１１８）と、該第１ステップで算出された各露光装置の適正調整量に従う各露光装置の調整装置の調整の結果、上記の目標露光条件下において、少なくとも１台の露光装置の投影光学系ＰＬの結像性能が前記許容範囲外となるか否かを判断し、その判断の結果、許容範囲外となる結像性能がある場合には、その結像性能に基づき、所定の基準に従って前記補正値を設定する第２ステップ（ステップ１２０、１２４、１２６）と、を、その第２ステップにおける判断の結果、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内となってステップ１２０における判断が肯定されるまで、繰り返す。
すなわち、ａ．まず、パターン補正値を所定の初期値、例えば零とし、既知のパターンを投影対象のパターンとして、そのパターンを投影する際の調整装置の適正調整量を、複数の露光装置のそれぞれについて算出し、ｂ．それぞれの適正調整量に基づいて各露光装置の調整装置を調整した場合に、少なくとも１台の露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲外となるか否かを判断する。ｃ．その判断の結果、１台又は複数台の露光装置で投影光学系の結像性能が許容範囲外となった場合には、その許容範囲外となった結像性能に応じて所定の基準に従ってパターンの補正値を設定する。ｄ．その設定されたパターンの補正値により上述の既知のパターンが補正されたパターンを投影対象のパターンとして、そのパターンを投影する際の調整装置の適正調整量を、複数の露光装置のそれぞれについて算出し、以後、上記ｂ．、ｃ．、ｄ．を繰り返す。
そして、上記の最適化処理ステップにおいて、全ての露光装置の投影光学系ＰＬの結像性能が許容範囲内となったとき、すなわち、補正値の設定により許容範囲外となる結像性能がなくなった場合、又は当初から全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であった場合に、第２コンピュータ９３０は、決定ステップ（ステップ１３８）で、上記最適化処理ステップで設定されている補正値をパターンの補正情報として決定し、第１コンピュータ９２０に出力（伝送）するとともに、ＲＡＭなどのメモリ内にパターンの情報に対応付けて記憶する。
従って、上記の如くして決定されたパターンの補正情報又はその補正情報を用いてもとのパターンを補正したパターンの情報を、ワーキングレチクルの製造の際に用いることで、複数の露光装置で共通に使用することができるワーキングレチクルの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。なお、本実施形態のステップ１２６で説明したパターン補正値の算出基準（設定基準）は、一例に過ぎず、例えば許容範囲外となった結像性能の１／２の値などをパターン補正値としても良く、要は、許容範囲外となった結像性能に応じ、その結像性能が許容範囲内となるように設定できる基準であっても良い。。
また、本実施形態のデバイス製造システム１０によると、第２コンピュータ９３０は、上記第１ステップと第２ステップとをＭ回（所定回数）繰り返したか否かを判断し（ステップ１２２）、前記第２ステップで全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であると判断される前に、Ｍ回繰り返したと判断した場合に、最適化不能を表示して（ステップ１３４）処理を終了する。
これは、例えば、結像性能の許容範囲が非常に狭い場合や、パターンの補正値をあまり大きくしたくない場合などでは、前述した最適化処理ステップにおいて、パターン補正値の設定を何度行っても、要求される条件を満たした状態で全ての露光装置の適正調整量を算出できない場合が生じ得ることを考慮したものである。すなわち、このような場合に、第１ステップと第２ステップとを所定回数繰り返した時点で処理を終了（強制終了）することにより、無駄な時間を費やすことを防止するのである。但し、結像性能の許容範囲がそれ程狭くない場合や、結像性能の許容範囲の広狭によらずパターン補正値が大きくなっても良い場合などもあり、このような場合には、上記のＭ回の繰り返しを判断するステップ１２２などは必ずしも必要ではない。
ここで、上記の強制終了後の対応方法について簡単に説明する。例えばＡ号機とＢ号機とで共用可能なレチクルの設計の際に、上記の強制終了が行われた場合には、例えばＡ号機、Ｂ号機それぞれに最適化したレチクルをそれぞれ設計（又は製造）する。あるいは、新たにＣ号機を最適化の候補に加え、Ａ号機とＣ号機、及びＢ号機とＣ号機とを、それぞれ最適化対象の号機に指定して、前述の図５のフローチャートに従う処理を行うなどの対応が考えられる。この場合、Ａ号機とＣ号機とで共用可能なレチクルと、Ｂ号機とＣ号機とで共用可能なレチクルとがそれぞれ設計（又は製造）可能となる。
また、本実施形態のデバイス製造システム１０では、上述の如く、レチクル設計システムを構成する第２コンピュータ９３０によって図５のフローチャートに従う処理により、パターンの補正値の情報が決定され、その決定された補正値の情報に基づいてもとのパターンを補正することにより、複数台の露光装置の投影光学系ＰＬにより投影像を形成した際に、いずれの露光装置においても結像性能が許容範囲内となるパターンの情報が決定される。
そして、このパターンの情報（又は上記の補正値の情報）が、レチクル製造システム９４２の工程管理用のコンピュータ９４０に与えられることにより、レチクル製造システム９４２において、そのパターンの情報を用いて、レチクルブランクス上にパターンが形成され、複数の露光装置で共通に使用することができるワーキングレチクルが容易に製造される。
また、本実施形態のデバイス製造システム１０によると、レチクル製造システム９４２により上記の如くして製造されたワーキングレチクルが、上記の複数台の露光装置のうち、最適化対象の号機として指定された露光装置それぞれに搭載され、該露光装置の備える投影光学系ＰＬの結像性能をワーキングレチクルのパターンに合わせて調整した状態で、そのワーキングレチクル及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷが露光される。ここで、そのワーキングレチクルに形成されたパターンは、そのパターンの情報の決定段階で、最適化対象として指定された（選択された）複数台の露光装置（号機）のいずれでも投影光学系ＰＬによる結像性能が許容範囲内になるように決定されているので、上記のワーキングレチクルのパターンに合わせた投影光学系ＰＬの結像性能の調整により、その結像性能は確実に許容範囲内に調整される。この場合、前述の如く、パターン補正値の決定のための各露光装置の結像性能の最適化の段階で求めた調整機構の調整量の値を記憶しておいて、その値をそのまま用いて投影光学系の結像性能を調整することとしても良いし、結像性能の調整パラメータの適正な値を再度求めても良い。いずれにしても、上記の露光により、ウエハ上にはパターンが精度良く転写される。
これまでの説明からもわかるように、本実施形態では、ワーキングレチクルの製造時に、そのパターンの設計に際して、そのワーキングレチクルの使用が予定されている複数台の露光装置（前述の最適化対象として指定された複数台の号機）の結像性能の最適化を併せて行うので、次のようなメリットも得られる。
すなわち、あるパターン（該パターンが形成されたワーキングレチクル）に着目すると、そのパターンを使用できる露光装置の範囲が広がる。この反対に、ある露光装置に着目すれば、同一のレチクル（マスク）を使用し、露光装置毎に結像性能（収差）の最適化のみを行う場合に比べて、良好な状態で転写できる、他の露光装置と共用が可能なパターンの範囲を広げることが可能となる。
また、前述した日本国特許第３３４３９１９号公報に記載のパターンの補正方法は、露光装置毎に投影光学系の収差などに起因するパターンの像の線幅差などの補正を行っていたため、結果的に各号機毎に別々のパターンが形成されたワーキングレチクルが製造される傾向が高かったのに対し、本実施形態では、複数の号機でワーキングレチクルの共用が可能となる結果、レチクルコストの低減、及び号機の柔軟な運用が可能となる。
なお、上記実施形態において、露光装置９２２１〜９２２Ｎのうち最適化対象の号機として指定された少なくとも１台の露光装置の主制御装置５０が、所定露光条件下、例えば前述の最適化露光条件に最も近い基準ＩＤにおける調整情報及び投影光学系ＰＬの結像性能に関する情報、レチクル設計システム９３２及びレチクル製造システム９４２によるワーキングレチクルの製造段階でのパターンの補正情報（この情報は、第１コンピュータに問い合わせることにより入手が可能である）を用いて、前記パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における調整装置の適正調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、調整装置を制御することとしても良い。この場合、その適正調整量の算出には、例えば、上記実施形態におけるステップ１１４における号機の最適化と同様の手法を採用することができる。また、この場合、主制御装置５０により、調整装置に信号線を介して接続された処理装置が構成される。
このようにしても、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べてより投影光学系ＰＬの結像性能が良好となるような調整量の算出が可能となる。また、パターンの補正情報を考慮しない場合に目標露光条件下で、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が困難な場合であっても、パターンの補正情報を考慮した目標露光条件下における調整装置の調整量を算出することにより、投影光学系の結像性能が予め定められた許容範囲内に収まるような調整量の算出が可能となる場合がある。
そして、算出された適正調整量に従って調整装置が調整されることにより、投影光学系の結像性能が、パターンの補正情報を考慮しない場合に比べて良好に調整される。従って、ワーキングレチクル上のパターンに対する投影光学系の結像性能の調整能力を実質的に向上させることが可能となる。
なお、これまでは、適宜、説明の便宜上からＡ号機とＢ号機とを最適化対象の号機として採りあげ説明したが、本実施形態のデバイス製造システム１０が、２台の露光装置間でのみワーキングレチクルの共用化を行うものでないことは、図５のフローチャートから明らかである。すなわち、本実施形態のデバイス製造システム１０によると、複数台の露光装置９２２１〜９２２Ｎのうちの任意の複数台、最大Ｎ台の露光装置で共通に使用ができるワーキングレチクルの製造が可能である。
なお、上記実施形態では、図６のステップ２０６において取得した単体波面収差の情報、最適化露光条件に最も近い基準ＩＤにおける調整量（調整パラメータ）の値、基準ＩＤにおける単体波面収差に対する波面収差補正量などを用いて算出される投影光学系ＰＬの波面収差のデータを、結像性能の算出に用いるものとしたが（ステップ２５０参照）、これに限らず、前述した結像性能の最適化の直前における各号機の調整装置の調整情報及び投影光学系の結像性能の実測データ、例えば前述した波面収差計測器８０を用いて計測された波面収差の実測データを、結像性能の算出に用いることとしても良い。かかる場合には、最適化直前に実際に計測された投影光学系の波面収差の実測データに基づいて、最適化露光条件下又は目標露光条件下における調整装置の適正調整量が算出されるので、正確な調整量の算出が可能となる。この場合算出される調整量は、実測値を基礎とするので、前述した実施形態で算出されるものに比べても同等以上の精度の高いものとなる。
この場合において、実測データとしては、調整装置の調整情報とともに最適化露光条件下（又は目標露光条件下）における調整装置の適正調整量の算出の基礎となるものであれば如何なるデータをも用いることができる。例えば、実測データは、波面収差の実測データを含んでいても良いが、これに限らず、実測データは、最適化露光条件下における任意の結像性能の実測データを含んでいても良い。かかる場合にも、その結像性能の実測データと前述したツェルニケ感度表（ＺＳファイル）とを用いることにより、簡単な演算で波面収差を求めることが可能である。
なお、上記実施形態で説明した第２コンピュータ９３０の処理アルゴリズムは、一例であって本発明がこれに限定されないことは勿論である。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。この変形例は、前述した実施形態における第２コンピュータ９３０の処理アルゴリズムに対応するプログラムとして、図１９のフローチャートで示されるプログラムを採用した点に特徴を有し、システム全体の構成などは、上記実施形態と同様である。
この図１９のフローチャートは、全体的には、前述した図５のフローチャートと略同様であるが、パターン補正後のＺＳを計算するステップ（ステップ１２８）とカウンタｍをインクリメントするステップ（ステップ１３２）との間に、ステップ１２９とステップ１３０とが追加されている点が異なる。以下では、この相違点について説明する。
図１９のステップ１２９では、ステップ１２６におけるパターン補正値の更新前に求められた各号機の適正調整量（１９個の調整パラメータの調整量）と、ステップ１２６でその一部の要素が更新されたパターン補正値（パターン補正データ（前述のマトリックスＣ）と、ステップ１２８で更新されたＺＳファイルとを用いて、各号機の全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）を次のようにして算出する。
すなわち、１９個の調整パラメータの調整量と、前述した波面収差変化表と、単体波面収差とに基づいて前述の式（１２）のマトリックスＷａの各要素を求め、そのマトリックスＷａと、ステップ１２８で更新されたＺＳファイルと、一部の要素が更新されたマトリックスＣとを用いて、前述した式（１０）の演算を行う。このようにして、算出された各号機の全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）が、例えばＲＡＭなどのメモリ内の前述の一時格納領域に、対応するターゲット（目標値）と許容値とに対応づけて記憶される。
次のステップ１３０では、上記ステップ１２９で算出された全ての評価点における１２種類の収差（結像性能）と対応するターゲットとの差が、許容値で規定される許容範囲内であるか否かを、号機毎に判断することにより、全ての号機の結像性能が良好であるか否かを判断する。この場合、ステップ１３０が、第２判断ステップに相当し、ステップ１２０が第１判断ステップに相当する。
そして、上記ステップ１３０における判断が否定された場合には、ステップ１３２に戻り、カウンタｍを１インクリメントした後、前述のステップ１１２以降の各号機の最適化処理を繰り返し行うこととなるが、この反対に、ステップ１３０における判断が肯定された場合には、ステップ１３８にジャンプして、ステップ１２６でその一部の要素が更新されたパターン補正値（パターン補正データ）を、第１コンピュータ９２０に出力（伝送）するとともに、ＲＡＭなどのメモリ内にパターンの情報に対応付けて記憶する。
その他のステップの処理は、前述した図５のフローチャートと同様である。
この図１９のフローチャートに対応するプログラムを、第２コンピュータ９３０の処理アルゴリズムに対応するプログラムとして採用した場合には、ステップ１３０で、全ての露光装置の投影光学系ＰＬの結像性能が許容範囲内であった場合には、前述の第１ステップに戻ることなく、ステップ１３８（決定ステップに相当）に移行してそのとき設定されている補正値をパターンの補正情報として決定し、出力することとなる。従って、第１ステップに戻って再度適正調整量を算出した後に、全ての露光装置の投影光学系の結像性能が許容範囲内であることを確認して、パターンの補正値を決定する、前述の実施形態に比べて、短時間でパターン補正値（パターンの補正情報）を決定し、出力することが可能となる。
なお、上記実施形態及び上記変形例においては、パターン補正値の更新後、そのパターンの情報をパターン補正値を用いて補正した目標露光条件に対応するＺＳファイルを新たに計算するものとしたが、パターン補正値が小さい場合には、パターンの補正の前後でＺＳは殆ど変化しないものと考えられるので、前述のステップ１２８は、必ずしも設けなくても良い。あるいは、パターン補正値の大小に応じて、ＺＳの再計算の要否を判断することとしても良い。
また、上記実施形態及び上記変形例において、例えば、前述したウェイト（結像性能のウェイト、視野内の各評価点のウェイト）の指定や、ターゲット（視野内の各評価点における結像性能の目標値）の指定や、最適化フィールド範囲の指定などは、必ずしもできるようになっていなくても良い。これらは、前述した如くデフォルト設定により予め指定しておくことで対応が可能だからである。
同様の理由により、許容値や制約条件の指定も必ずしもできるようにする必要もない。
この反対に、上述しなかった他の機能を付加しても良い。例えば、評価モードの指定ができるようにしても良い。具体的には、例えば絶対値モード、最大最小幅モード（軸毎、全体）など評価の仕方を指定できるようにする。この場合、最適化計算そのものは常に結像性能の絶対値を目標として、計算するので、絶対値モードをデフォルト設定とし、最大・最小幅モードをオプショナルモードとする。
具体的には、例えばディストーションなど、Ｘ軸、Ｙ軸の軸方向毎に平均値をオフセットとして差し引いても良い結像性能については、最大最小幅モード（レンジ・軸毎オフセット）の指定が可能なようにする。また、ＴＦＤ（非点収差の面内均一性と像面湾曲に依存する総合焦点差）等のＸＹ面全体の平均値をオフセットとして差し引いて良い結像性能については、最大最小幅モード（レンジ・全体オフセット）の指定が可能なようにする。
この最大最小幅モードは、計算結果を評価するときに必要となる。すなわち、幅が許容範囲内か否かを判断することにより、幅が許容範囲内でない場合には、計算条件（ウェイト等）を変えて再度最適化計算することが可能となる。
また、上記実施形態では、複数組の２本のラインパターンから成るパターンを対象パターンとして想定し、このパターンのうち少なくとも１組でその２本のラインパターンの線幅差（すなわち、コマ収差の指標値である線幅異常値に対応）を補正するためのパターン補正値を、算出する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、上記のパターンにおける各２本のラインパターンの位置ずれ（ＸＹ面内での位置ずれ）の補正を、前述の線幅差の補正とともに行うことを目的とする場合には、前述の式（１４）で示されるマトリックスＣに代えて、次式（４９）で示されるマトリックスＣ’を用いて、前述の式（１０）の計算を行うこととすれば良い。
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上式（４９）において、Ｃｉ，１は、ｉ番目の計測点におけるＸ軸方向のディストーションＤｉｓｘの補正値（すなわちパターンのＸ軸方向の位置ずれ量の補正値）、Ｃｉ，２は、ｉ番目の計測点におけるＹ軸方向のディストーションＤｉｓｙの補正値（すなわちパターンのＹ軸方向の位置ずれ量の補正値）である。
勿論、上記のパターンにおける各２本のラインパターンの位置ずれ（ＸＹ面内での位置ずれ）の補正のみを行うことを目的とする場合には、上述のマトリックスＣ’中の３、４、５、６列目の要素を全て０としたマトリックスを、マトリックスＣに代えて用いることとすれば良い。
第２コンピュータ９３０の処理アルゴリズムの上述した種々の変更は、ソフトウェアを変更することにより容易に実現できる。
なお、上記実施形態で説明したシステム構成は、一例であって、本発明に係るパターン決定システムがこれに限定されるものではない。例えば、図２０に示されるコンピュータシステムの如く、公衆回線９２６’をその一部に含む通信路を有するシステム構成を採用しても良い。
この図２０に示されるシステム１０００は、露光装置等のデバイス製造装置のユーザであるデバイスメーカ（以下、適宜「メーカＡ」と呼ぶ）の半導体工場内のリソグラフィシステム９１２と、該リソグラフィシステム９１２にその一部に公衆回線９２６’を含む通信路を介して接続されたマスクメーカ（以下、適宜「メーカＢ」と呼ぶ）側のレチクル設計システム９３２及びレチクル製造システム９４２と、を含んで構成されている。
この図２０のシステム１０００は、例えばメーカＢが、メーカＡからの依頼を受け、露光装置９２２１〜９２２Ｎのうちの複数台で共通に使用が予定されているワーキングレチクルを製造する場合などに、特に好適である。
また、上記実施形態で説明したリソグラフィシステム９１２とレチクル製造システム９４２とを、同一のクリーンルーム内に設置しても良い。この場合、レチクル製造システム９４２を構成する光露光装置９４５を設けることなく、Ｃ／Ｄ９４６と少なくとも１台の露光装置９２２とをインラインにて接続し、その露光装置９２２を、前述の光露光装置９４５の代わりにしても良い。この場合、その露光装置のウエハステージＷＳＴとして、ウエハホルダと基板ホルダとを交換可能な構造を有するものを採用する。
また、上記実施形態及び図２０の変形例では、第２コンピュータ９３０内に前述のレチクル設計システムが格納されている場合について説明したが、これに限らず、例えば少なくとも１台の露光装置９２２が備えるドライブ装置４６にレチクル設計プログラム及びこれに付属するデータベースを記録したＣＤ−ＲＯＭを装填し、ＣＤ−ＲＯＭドライブからレチクル設計プログラム及びこれに付属するデータベースをハードディスクなどの記憶装置４２内にインストール及びコピーしておいても良い。このようにすれば、露光装置９２２のオペレータが、前述した第２コンピュータ９３０のオペレータと同様の操作を行うことにより、自装置とレチクルの共用化を図りたい他の露光装置とのいずれでも使用できるパターン補正値（パターンの補正情報）を得ることが可能になり、そのパターンの補正情報を、電話、ファクシミリ、電子メールなどで、自社のマスク製造部門、又はマスクメーカなどに送るなどすることで複数台の露光装置で共用を予定しているワーキングレチクルを確実に製造させることができる。また、パターン補正値の決定、レチクルの製造、露光装置における投影光学系の結像性能の最適化などの各種の処理アルゴリズムに対応するプログラムは、単一のコンピュータ（例えばリソグラフィ工程を一括管理するコンピュータなど）によって実行される構成としても良いし、処理アルゴリズム毎あるいは処理アルゴリズムの任意の組み合わせに対応するプログラムを、複数のコンピュータがそれぞれ実行する構成としても良い。
なお、上記実施形態及び変形例で説明したパターン補正値の決定方法は、本発明のパターン決定方法の一例であり、本発明のパターン決定方法がこれに限定されないことは勿論である。すなわち、本発明のパターン決定方法は、複数台の露光装置で用いられるマスクに形成すべきパターンの情報を決定するパターン決定方法であって、前記複数台の露光装置の投影光学系によるパターンの投影像の形成時の所定の結像性能がともに許容範囲内となるように、パターンの情報を決定するものであれば良い。かかる場合には、その決定されたパターンの情報をマスクの製造の際に用いることで、複数の露光装置で共通に使用することができるマスクの製造（製作）を容易に実現することが可能となる。
この結果、上述した２つのメリット、すなわち、同一のマスクを使用し、露光装置毎に結像性能（収差）の最適化のみを行う場合に比べて、良好な状態で転写できる、他の露光装置と共用が可能なパターンの範囲を広げることができるメリット、及び複数の露光装置でマスクの共用が可能となる結果、マスクコストの低減、及び露光装置の柔軟な運用が可能になるというメリットを、得ることができる。
なお、上記実施形態及び変形例のレチクル製造システム９４２では、ＥＢ露光装置９４４にてマスターレチクルを製造し、このマスターレチクルを用いて光露光装置９４５にてワーキングレチクルを製造するものとしたが、レチクル製造システム９４２はこの構成に限られるものでなく、例えば光露光装置９４５を設けないでＥＢ露光装置９４４のみを用いてワーキングレチクルを製造するシステムでも構わない。
また、上記実施形態及び変形例では、オペレータが各種条件の入力などを行うものとしたが、例えば必要な各種露光条件の設定情報をデフォルトの設定値として設定しておき、この設定値に従って第２コンピュータ９３０が、前述した各種処理を行うものとしても良い。このようにすると、オペレータを介在させることなく各種処理を行うことが可能になる。この場合、表示画面上の表示は、前述と同様に行うものとしても良い。あるいは、上記のデフォルト設定と異なる各種条件の設定のためのファイルを予めオペレータが作成しておき、このファイルの設定データを第２コンピュータ９３０のＣＰＵが必要に応じて読み込み、その読み込んだデータに従って前述の各種処理を行うようにしても良い。このようにする場合には、上記と同様、オペレータを介在させる必要がなくなるのに加え、デフォルト設定とは異なる、オペレータが希望する条件設定に従って各種処理を第２コンピュータ９３０に行わせることが可能になる。
なお、上記実施形態では、投影光学系の結像性能の実測データとして波面収差の実測データを用いる場合、その波面収差の計測に例えば波面収差計測器を用いることができるが、その波面収差計測器として全体形状がウエハホルダと交換可能な形状を有する波面収差計測器を用いても良い。かかる場合には、この波面収差計測器は、ウエハ又はウエハホルダをウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）上に搬入し、ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ５８）から搬出する搬送系（ウエハローダなど）を用いて自動搬送することが可能である。また、波面収差計測器は図３、図４Ａ、図４Ｂの構成に限られるものでなく任意で構わない。なお、ウエハステージに搬入される波面収差計測器は、例えば前述の波面収差計測器８０の全てが組み込まれていなくても良く、その一部のみが組み込まれ、残りがウエハステージの外部に設けられていても良い。さらに、上記実施形態では、ウエハステージに対して波面収差計測器８０を着脱自在としたが、常設としても良い。このとき、波面収差計測器８０の一部のみをウエハステージに設置し、残りをウエハステージの外部に配置しても良い。さらに上記実施形態では、波面収差計測器８０の受光光学系の収差を無視するものとしたが、その波面収差を考慮して投影光学系の波面収差を決定しても良い。また、波面収差の計測に例えば米国特許第５，９７８，０８５号に開示された計測用レチクルを用いる場合には、ウエハ上のレジスト層に転写され形成された計測用パターンの潜像の基準パターンの潜像に対する位置ずれを、例えば露光装置が備えるアライメント系ＡＬＧによって検出することとしても良い。なお、計測用パターンの潜像を検出する場合には、ウエハなどの物体上の感光層としてフォトレジストを用いても良いし、あるいは光磁気材料などを用いても良い。さらに、露光装置とコータ・デベロッパとをインライン接続し、前述の計測用パターンが転写されたウエハなどの物体を現像処理して得られるレジスト像、さらにはエッチング処理をして得られるエッチング像を露光装置のアライメント系ＡＬＧで検出しても良い。また、露光装置とは別に専用の計測装置を設けて計測用パターンの転写像（潜像、レジスト像など）を検出し、この結果をＬＡＮ、インターネットなどを介して、あるいは無線通信により露光装置に送るようにしても良い。
なお、上記実施形態及び変形例では、通信路としてＬＡＮ、あるいはＬＡＮ及び公衆回線、その他の信号線を用いる場合について説明したが、これに限らず、信号線や通信路は有線でも無線でも良い。
なお、上記実施形態及び変形例では１２種類の結像性能を最適化するものとしたが、結像性能の種類（数）はこれに限られるものではなく、最適化の対象となる露光条件の種類を変更することで、更に多くの結像性能、あるいはより少ない結像性能を最適化しても良い。例えば前述のツェルニケ感度表（Ｚｅｒｎｉｋｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）に評価量としても含まれる結像性能の種類を変更することとすれば良い。
また、上記実施形態及び変形例ではツェルニケ多項式の第１項〜第ｎ項の各係数を全て用いるものとしているが、第１項〜第ｎ項の少なくとも１つの項でその係数を用いなくても良い。例えば、第２項〜第４項の各係数を用いないで、対応する結像性能を従来通りに調整しても良い。この場合、これら第２項〜第４項の各係数を用いない場合、対応する結像性能の調整を、前述の可動レンズ１３１〜１３５の少なくとも１つの３自由度方向の位置の調整で行っても良いが、ウエハＷ（Ｚチルトステージ５８）のＺ位置及び傾斜の調整で行っても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、波面計測装置で、ツェルニケ多項式の第８１項まで、波面収差計測器の場合に第３７項までを算出するものとしたが、これに限定されるものではなくその項は任意で構わない。例えば、いずれの場合にも第８２項以上の項をも算出するものとして良い。同様に、前述した波面収差変化表なども、第１項〜第３７項に関するものに限定されるものではない。
さらに、上記実施形態及び変形例では最小自乗法（Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｍｅｔｈｏｄ）または減衰最小自乗法（Ｄａｍｐｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｍｅｔｈｏｄ）により最適化を行うものとしたが、例えば（１）最急降下法（Ｓｔｅｅｐｅｓｔ  Ｄｅｃｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）や共役勾配法（Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）などの勾配法、（２）Ｆｌｅｃｉｂｌｅ  Ｍｅｔｈｏｄ、（３）Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｂｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｍｅｔｈｏｄ、（４）Ｏｒｔｈｏｎｏｍａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ、（５）Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄ、（６）２次微分法、（７）Ｇｒｏｂａｌ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ、（８）Ｇｒｏｂａｌ  Ｏｐｔｉｍａｚａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、及び（９）遺伝的アルゴリズム（ＵＳ２００１／００５３９６２Ａを参照）などを用いることが可能である。
また、上記実施形態及び変形例では、照明条件の情報として、通常照明ではσ値（コヒーレンスファクタ）、輪帯照明では輪帯比を用いるものとしたが、輪帯照明で輪帯比に加えて、あるいはその代わりに内径や外径を用いても良いし、４極照明などの変形照明（ＳＨＲＩＮＣ又は多極照明とも呼ばれる）では、照明光学系の瞳面上における照明光の光量分布はその一部、すなわち照明光学系の光軸との距離がほぼ等しい位置にその光量重心が設定される複数の部分領域で光量が高められるので、照明光学系の瞳面における複数の部分領域（光量重心）の位置情報（例えば、照明光学系の瞳面で光軸を原点とする座標系における座標値など）、複数の部分領域（光量重心）と照明光学系の光軸との距離、及び部分領域の大きさ（σ値に相当）などを用いても良い。
さらに、上記実施形態及び変形例では、投影光学系ＰＬの光学素子を移動して結像性能を調整するものとしたが、結像性能調整機構は光学素子の駆動機構に限られるものではなく、その駆動機構に加えて、あるいはその代わりに、例えば投影光学系ＰＬの光学素子間での気体の圧力を変更する、レチクルＲを投影光学系の光軸方向に移動又は傾斜させる、あるいはレチクルとウエハとの間に配置される平行平面板の光学的な厚さを変更する機構などを用いても良い。但し、この場合には上記実施形態又は変形例における自由度の数が変更され得る。
なお、上記実施形態では、露光装置としてスキャナを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば米国特許第５，２４３，１９５号等に開示されるマスクと物体とを静止した状態でマスクのパターンを物体上に転写する静止露光方式の露光装置（ステッパなど）を用いても良い。
さらに、上記実施形態及び変形例では複数台の露光装置が同一構成であるものとしたが、照明光ＥＬの波長が異なる露光装置を混用しても良いし、あるいは構成が異なる露光装置、例えば静止露光方式の露光装置（ステッパなど）と走査露光方式の露光装置（スキャナなど）とを混用しても良い。また、複数台の露光装置の一部を、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と、Ｘ線又はＥＵＶ光を用いる露光装置との少なくとも一方としても良い。また、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を用いても良い。液浸型露光装置は、反射屈折型の投影光学系を用いる走査露光方式でも良いし、あるいは投影倍率が１／８の投影光学系を用いる静止露光方式でも良い。後者の液浸型露光装置では、基板上に大きなパターンを形成するために、ステップ・アンド・スティッチ方式を採用することが好ましい。さらに、例えば特開平１０−２１４７８３号公報及び対応する米国特許第６，３４１，００７号、及び国際公開第９８／４０７９１号パンフレット及び対応する米国特許第６，２６２，７９６号などに開示されているように、それぞれ独立に可動な２つのウエハステージを有する露光装置を用いても良い。
なお、図１中に示した露光装置９２２Ｎ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、プラズマディスプレイ又は有機ＥＬなどの表示装置、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などでも良い。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でも良い。
また、上記実施形態の露光装置の光源は、Ｆ２レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザなどの紫外パルス光源に限らず、連続光源、例えば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を用いることも可能である。さらに、照明光ＥＬとして、Ｘ線、特にＥＵＶ光などを用いても良い。
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及び拡大系のいずれでも良い。また、投影光学系としては、屈折系に限らず、反射光学素子と屈折光学素子とを有する反射屈折系（カタッディオプトリック系）あるいは反射光学素子のみを用いる反射系を用いても良い。なお、投影光学系ＰＬとして反射屈折系又は反射系を用いるときは、前述した可動の光学素子として反射光学素子（凹面鏡や反射鏡など）の位置などを変更して投影光学系の結像性能を調整する。また、照明光ＥＬとして、特にＡｒ２レーザ光、又はＥＵＶ光などを用いる場合には、投影光学系ＰＬを反射光学素子のみから成るオール反射系とすることもできる。但し、Ａｒ２レーザ光やＥＵＶ光などを用いる場合にはレチクルＲも反射型とする。
なお、半導体デバイスは、前述の如くしてワーキングレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、前述した実施形態に係る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。このデバイス製造方法によると、リソグラフィ工程で、前述した実施形態に係る露光装置を用いて露光が行われるので、対象パターンに応じて結像性能が調整された投影光学系ＰＬを介してワーキングレチクルのパターンがウエハ上に転写され、これにより、微細パターンを重ね合せ精度良くウエハ（感応物体）上に転写することが可能となる。従って、最終製品であるデバイスの歩留まりが向上し、その生産性の向上が可能となる。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、本発明のパターン決定方法及びパターン決定システム、並びに本発明のマスク製造方法は、複数の露光装置で共通に使用できるマスクの製造（製作）に適している。また、本発明の結像性能調整方法は、投影光学系の結像性能の調整に適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、マスク上のパターンを物体上に転写するのに適している。また、本発明のプログラム及び情報記録媒体は、複数台の露光装置で用いられるマスクを、コンピュータを用いて設計するのに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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