(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光方法であって、
感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する第１工程と；
前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで各計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を判断する第２工程と；を含む露光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の露光方法において、
前記第２工程で更新の必要があると判断された場合に、前記補正情報を更新する更新処理を行う第３工程と；
前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う第４工程と；を更に含む露光方法。
【請求項３】
請求項２に記載の露光方法において、
前記第３工程では、前記補正情報の更新処理に際し、前記複数の区画領域のうち、前記計測区画領域を除く残りの区画領域の少なくとも一部の区画領域を新たな計測区画領域とし、その新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を用いて前記補正情報を更新することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
請求項３に記載の露光方法において、
前記新たな計測区画領域は、更新前の前記補正情報に含まれる複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて決定されることを特徴とする露光方法。
【請求項５】
請求項３に記載の露光方法において、
前記新たな計測区画領域は、前記第２工程で算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの評価結果に基づいて決定されることを特徴とする露光方法。
【請求項６】
請求項１に記載の露光方法において、
前記インターバルは、所定数の前記感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることを特徴とする露光方法。
【請求項７】
請求項１に記載の露光方法において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として、前記複数の特定区画領域のみを指定可能であることを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項１に記載の露光方法において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として、前記複数の特定区画領域に加えて残りの区画領域の少なくとも一部を指定可能であることを特徴とする露光方法。
【請求項９】
請求項１に記載の露光方法において、
前記補正情報は、補正マップ及び補正関数のいずれかであることを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光方法であって、
感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する工程と；
前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、それぞれの位置情報の実測値と前記推定値とから得られる各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を所定のインターバルで評価し、該評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する工程と；
前記新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する工程と；
前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と補正後の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う工程と；を含む露光方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、更新前の前記補正情報中の各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の大きさ及びばらつきの程度の少なくとも一方を考慮して行われることを特徴とする露光方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、所定の評価関数を用いて行われることを特徴とする露光方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記感光物体上の複数の区画領域は、予め複数ブロックにブロック化され、前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、ブロック毎に行われることを特徴とする露光方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記インターバルは、所定数の前記感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として、前記複数の特定区画領域のみを指定可能であることを特徴とする露光方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として、前記複数の特定区画領域に加えて残りの区画領域の少なくとも一部を指定可能であることを特徴とする露光方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の露光方法において、
前記補正情報は、補正マップ及び補正関数のいずれかであることを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を連続的又は断続的に行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１９】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置であって、
感光物体を保持する移動体と；
前記移動体上に保持された感光物体上の複数の区画領域のうちの任意の区画領域の位置情報の実測値を検出する検出系と；
前記検出系により検出された、前記感光物体上の複数の区画領域のうちの複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する演算装置と；
前記特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで、前記検出系により検出された各計測区画領域の位置情報の実測値と前記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を、判断する判断装置と；
前記判断装置により更新の必要があると判断された場合に、前記補正情報を更新する処理を行う更新装置と；
前記複数の区画領域各々を露光する際に、各区画領域の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記移動体を介して前記感光物体の位置を制御する制御装置と；を備える露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記更新装置は、前記感光物体上の複数の区画領域のうち、前記計測区画領域を除く残りの区画領域の少なくとも一部の区画領域を新たな計測区画領域として決定する決定装置と、前記検出系により検出された、その新たな計測区画領域の位置情報の実測値を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて、前記感光物体上の複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を、新たな補正情報として算出する算出装置と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光装置において、
前記決定装置は、前記判断装置により算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの評価結果に基づいて前記新たな計測区画領域を決定することを特徴とする露光装置。
【請求項２２】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記インターバルは、所定数の前記感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域のみを指定する第１モードと、前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域及び残りの区画領域の少なくとも一部を指定する第２モードとが設定可能に構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２４】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置であって、
感光物体を保持する移動体と；
前記移動体上に保持された感光物体上の任意の区画領域の位置情報の実測値を検出する検出系と；
前記検出系により検出された、前記感光物体上の複数の区画領域のうちの複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する演算装置と；
前記特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで、前記検出系により検出された各計測区画領域の位置情報の実測値と前記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を評価し、その評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する評価装置と；
前記検出系により検出されたその新たな計測区画領域の位置情報の実測値を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する更新装置と；
前記各区画領域を露光する際に、前記算出装置により算出された各区画領域の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記移動体を介して前記感光物体の位置を制御する制御装置と；を備える露光装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の露光装置において、
前記感光物体上の複数の区画領域は、予め複数ブロックにブロック化され、
前記評価装置は、前記各計測区画領域の位置ずれ量の非線形成分の評価をブロック毎に行うことを特徴とする露光装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の露光装置において、
前記インターバルは、所定数の前記感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることを特徴とする露光装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の露光装置において、
前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域のみを指定する第１モードと、前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域及び残りの区画領域の少なくとも一部を指定する第２モードとが設定可能に構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２８】
請求項１９〜２７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記補正情報は、補正マップ及び補正関数のいずれかであることを特徴とする露光装置。
【請求項２９】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置の制御用のコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する手順と；
前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで各計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を判断する手順と；を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項３０】
複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置の制御用のコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する手順と；
前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、それぞれの位置情報の実測値と前記推定値とから得られる各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を所定のインターバルで評価し、該評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する手順と；
前記新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する手順と；
前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と補正後の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う手順と；を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法及びデバイス製造方法、露光装置、並びプログラムに係り、更に詳しくは、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を連続的又は断続的に行う露光方法及び該露光方法を用いるデバイス製造方法、前記露光方法の実施に好適な露光装置、並びに該露光装置の制御用のコンピュータに前記露光方法を実行させるのに好適なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等のマイクロデバイスの製造ラインでは、複数の露光装置（号機）間での重ね合わせ露光がしばしば行われる。このような場合、露光装置相互間のステージのグリッド誤差（各露光装置におけるウエハの移動位置を規定するステージ座標系相互間の誤差）が存在するため、重ね合わせ誤差が生じてしまう。また、仮に露光装置相互間でステージのグリッド誤差がない場合や、同一露光装置においても、エッチング、ＣＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）などのプロセス処理工程を経た各層間における重ね合せでは、プロセス工程がショット領域の配列に歪みを与えるため重ね合わせ誤差が生じることがある。【０００３】
かかる場合に、重ね合わせ誤差（ショット領域の配列誤差）の要因であるウエハ上のショット領域の配列誤差変動が線形的な成分である場合には、１枚のウエハにおいて予め選択された複数個（３個以上必要であり、通常７〜１５個程度）のサンプルショット領域（アライメントショット領域とも呼ばれる）のみの位置座標を計測し、これらの計測値から統計演算処理（最小二乗法等）を用いてウエハ上の全てのショット領域の位置座標（ショット領域の配列）を算出するＥＧＡ方式のウエハアライメントによりその誤差を除去することが可能である（例えば特許文献１参照）。しかし、ショット領域の配列誤差変動が非線形な成分である場合には、ＥＧＡ方式のウエハアライメントでは、これを除去することが困難である。【０００４】
上述のＥＧＡ方式のウエハアライメントの欠点を改善するものとして、ウエハ上のショット領域の配列誤差変動が非線形な成分を含む場合であっても、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を実現することができる露光装置を含むリソグラフィシステムが、最近になって提案されている（例えば特許文献２参照）。【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載のリソグラフィシステムを構成する露光装置では、主に露光装置相互間のステージのグリッド誤差の補正を目的として、ロット毎に、ロット先頭のウエハについて全てのショット領域の位置情報を実際に計測し、その計測によって得た位置情報の実測値を用いて、ウエハ上のショット領域の配列ずれの線形成分と非線形成分とを求め、その非線形成分を補正値として記憶する。そして、同一ロット内の２枚目以降のウエハについては、通常の８点ＥＧＡを行って得たウエハ上の全ショット領域の配列座標と、前記ロット先頭のウエハについて得た非線形成分（補正値）とを用いて、ウエハを移動して各ショット領域に対して重ね合わせ露光を行うようになっていた。【０００６】
しかるに、ウエハ上の各ショット領域の配列ずれは、ロット毎に変動することは殆どないものと考えられる一方、どの程度の間隔でどの程度変動するかは、装置の置かれる環境、あるいは露光プロセスあるいはその組み合わせなど、種々の要因で定まるものと考えられ、それを予想することは困難である。【０００７】
従って、特許文献２に記載されるように、ロット毎にロット先頭のウエハについて全てのショット領域の位置情報を実際に計測すると、全てのショット領域の位置情報の計測に必要以上の時間を掛ける結果となり、スループットを必要以上に低下させていた。【０００８】
また、一枚のウエハについて考えて見ても、ウエハ上の場所に応じてショット領域の配列ずれの変動の様子は異なるものと経験的に知られている。従って、ロット先頭のウエハについて全てのショット領域の位置情報を実際に計測する方法は、効率的であるとは言い難い。【０００９】
【特許文献１】米国特許第４，７８０，６１７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００４２６６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述のような事情の下になされたもので、その第１の目的は、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットな処理を行うことを可能ならしめる露光方法及び露光装置、並びにプログラムを提供することにある。【００１１】
本発明の第２の目的は、マイクロデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光方法であって、感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値（区画領域各々の位置ずれ量の線形成分が補正された値）を算出する第１工程と；前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで各計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量（以下、適宜「各計測区画領域の位置ずれ量」と略述する）の非線形成分（位置情報の実測値と推定値との差）をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量（以下、適宜「複数の区画領域各々の位置ずれ量」と略述する）の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を判断する第２工程と；を含む第１の露光方法である。ここで、位置ずれ量の非線形成分の変動量は、前回算出された位置ずれ量の非線形成分と今回算出された位置ずれ量の非線形成分とに基づいて求められる。【００１３】
このように、本発明の第１の露光方法では、所定のインターバルで、感光物体上の複数の区画領域の一部の区画領域（計測区画領域）についての位置情報の実測値と、その実測値の全部又は一部から算出される計測区画領域の位置情報の推定値とに基づいて得られる位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさをチェックすることで補正情報の更新の必要性の有無を判断している。このため、複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を更新するために、ロット毎に少なくとも１回感光物体上の全ての区画領域の位置情報の実測値を求め、その実測値を用いて複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を算出する場合に比べて、位置情報の計測の対象となる区画領域数及びその計測時間を確実に低減することが可能になる。【００１４】
従って、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、スループットの向上を図ることが可能になる。【００１５】
この場合において、前記第２工程で更新の必要があると判断された場合に、前記補正情報を更新する更新処理を行う第３工程と；前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う第４工程と；を更に含むこととすることができる。かかる場合には、上記のチェックの結果、補正情報の更新の必要があると判断された場合に、補正情報の更新が行われるので、結果的に露光の際の感光物体の位置の制御性が低下することもない。【００１６】
この場合において、前記補正情報の更新処理に際しては、前記複数の区画領域のうち、前記計測区画領域を除く残りの区画領域の少なくとも一部の区画領域を新たな計測区画領域とし、その新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を用いて前記補正情報を更新することとすることができる。【００１７】
この場合において、前記新たな計測区画領域は、更新前の前記補正情報に含まれる複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて決定されることとすることもできるし、あるいは、前記新たな計測区画領域は、前記第２工程で算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの評価結果に基づいて決定されることとすることもできる。【００１８】
本発明は、第２の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光方法であって、感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値（区画領域各々の位置ずれ量の線形成分が補正された値）を算出する工程と；前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、それぞれの位置情報の実測値と前記推定値とから得られる各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分（位置情報の実測値と推定値との差）を所定のインターバルで評価し、該評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する工程と；前記新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する工程と；前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と補正後の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う工程と；を含む第２の露光方法である。【００１９】
このように、本発明の第２の露光方法では、所定のインターバルで行われる各計測区画領域の位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方が決定されるので、感光物体上の複数の区画領域の一部（複数の特定区画領域を少なくとも含む）を当初の計測区画領域として定めることができる。また、上記評価結果が良好な場合などには、追加すべき新たな計測区画領域の個数は少なくて足りる場合がある。このため、複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を更新するために、ロット毎に少なくとも１回感光物体上の全ての区画領域の位置情報の実測値を求め、その実測値を用いて複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を算出する場合に比べて、位置情報の計測の対象となる区画領域数及びその計測時間を低減することが可能になる。【００２０】
また、所定のインターバルで行われる各計測区画領域の位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方が決定されるので、その評価結果に応じて効率良く計測区画領域の配置を定めることができる。そして、その効率的に配置された新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される感光物体上の複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記補正情報が更新されるので、結果的に露光の際の感光物体の位置の制御性が低下することもない。【００２１】
従って、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットかつ重ね合わせ精度の良好な露光を行うことが可能となる。【００２２】
この場合において、前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、更新前の前記補正情報中の各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の大きさ及びばらつきの程度の少なくとも一方を考慮して行われることとすることもできるし、あるいは、前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、所定の評価関数を用いて行われることとすることもできる。この他、前記感光物体上の複数の区画領域が予め複数ブロックにブロック化されている場合、前記各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価は、ブロック毎に行われることとすることができる。【００２３】
本発明の第１、第２の露光方法のそれぞれでは、前記インターバルは、所定数の感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることとすることができる。ここで、所定数の感光物体毎は、ロット毎あるいは数ロット毎などを含む。【００２４】
本発明の第１、第２の露光方法のそれぞれでは、前記感光物体上の複数の計測区画領域として、前記複数の特定区画領域のみ、又は前記複数の特定区画領域及び残りの区画領域の少なくとも一部を、指定可能であることとすることができる。【００２５】
本発明の第１、第２の露光方法のそれぞれでは、前記補正情報は、補正マップ及び補正関数のいずれかであることとすることができる。【００２６】
本発明は、第３の観点からすると、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、本発明の第１、第２の露光方法のいずれかを用いて、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を連続的又は断続的に行うことを特徴とするデバイス製造方法である。【００２７】
本発明は、第４の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置であって、感光物体を保持する移動体と；前記移動体上に保持された感光物体上の任意の区画領域の位置情報の実測値を検出する検出系と；前記検出系により検出された前記感光物体上の複数の区画領域のうちの複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する演算装置と；前記特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで、前記検出系により検出された各計測区画領域の位置情報の実測値と前記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を、判断する判断装置と；前記判断装置により更新の必要があると判断された場合に、前記補正情報を更新する処理を行う更新装置と；前記複数の区画領域各々を露光する際に、各区画領域の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記移動体を介して前記感光物体の位置を制御する制御装置と；を備える第１の露光装置である。【００２８】
これによれば、判断装置は、所定のインターバルで、感光物体上の複数の区画領域の一部の区画領域（計測区画領域）についての位置情報の実測値と、その実測値の全部又は一部から算出される計測区画領域の推定値とに基づいて得られる位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさをチェックすることで補正情報の更新の必要性の有無を判断している。このため、複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を更新するために、ロット毎に少なくとも１回感光物体上の全ての区画領域の位置情報の実測値を求め、その実測値を用いて複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を算出する場合に比べて、位置情報の計測の対象となる区画領域数及びその計測時間を確実に低減することが可能になる。【００２９】
また、判断装置により更新の必要があると判断された場合には、更新装置は、前記補正情報を更新する処理を行う。すなわち、上記のチェックの結果、補正情報の更新の必要があると判断された場合には、補正情報の更新が行われる。【００３０】
そして、制御装置は、複数の区画領域各々を露光する際に、各区画領域の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、移動体を介して感光物体の位置を制御する。この結果、露光の際の感光物体（移動体）の位置制御が精度良く行われる。【００３１】
従って、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットかつ重ね合わせ精度の良好な露光を行うことが可能となる。【００３２】
この場合において、前記更新装置は、前記感光物体上の複数の区画領域のうち、前記計測区画領域を除く残りの区画領域の少なくとも一部の区画領域を新たな計測区画領域として決定する決定装置と、前記検出系により検出された、その新たな計測区画領域の位置情報の実測値を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を、新たな補正情報として算出する算出装置と；を有することとすることができる。【００３３】
この場合において、前記決定装置は、前記判断装置により算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの評価結果に基づいて前記新たな計測区画領域を決定することとすることができる。【００３４】
本発明は、第５の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置であって、感光物体を保持する移動体と；前記移動体上に保持された感光物体上の任意の区画領域の位置情報の実測値を検出する検出系と；前記検出系により検出された、前記感光物体上の複数の区画領域のうちの複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する演算装置と；前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで、前記検出系により検出された各計測区画領域の位置情報の実測値と前記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を評価し、その評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する評価装置と；前記検出系により検出されたその新たな計測区画領域の位置情報の実測値を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する更新装置と；前記複数の区画領域各々を露光する際に、前記算出装置により算出された各区画領域の前記位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、前記移動体を介して前記感光物体の位置を制御する制御装置と；を備える第２の露光装置である。【００３５】
これによれば、評価装置は、感光物体上の複数の区画領域の一部（複数の特定区画領域を少なくとも含む）を当初の計測区画領域として定めることができる。また、評価装置は、上記評価結果が良好な場合などには、追加すべき新たな計測区画領域の個数は少なく設定する。このため、複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を更新するために、ロット毎に少なくとも１回感光物体上の全ての区画領域の位置情報の実測値を求め、その実測値を用いて複数の区画領域の位置ずれ量の補正値を算出する場合に比べて、位置情報の計測の対象となる区画領域数及びその計測時間を低減することが可能になる。また、評価装置は、評価結果に応じて効率良く計測区画領域の配置を定めることができる。【００３６】
そして、更新装置は、検出系により検出されたその新たな計測区画領域（効率的に配置された計測区画領域）の位置情報の実測値を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する。【００３７】
そして、制御装置は、複数の区画領域各々を露光する際に、算出装置により算出された各区画領域の位置情報の推定値と最新の前記補正情報とに基づいて、移動体を介して感光物体の位置を制御する。この結果、露光の際の感光物体（移動体）の位置制御が精度良く行われる。【００３８】
従って、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットかつ重ね合わせ精度の良好な露光を行うことが可能となる。【００３９】
この場合において、前記感光物体上の複数の区画領域が、予め複数ブロックにブロック化されている場合、前記評価装置は、前記各計測区画領域の位置ずれ量の非線形成分の評価をブロック毎に行うこととすることができる。【００４０】
本発明の第１、第２の露光装置のそれぞれでは、前記インターバルは、所定数の前記感光物体毎及び所定時間毎のいずれかであることとすることができる。【００４１】
本発明の第１、第２の露光装置のそれぞれでは、前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域のみを指定する第１モードと、前記感光物体上の複数の計測区画領域として前記複数の特定区画領域及び残りの区画領域の少なくとも一部を指定する第２モードとが設定可能に構成されていることとすることができる。【００４２】
本発明の第１、第２の露光装置のそれぞれでは、前記補正情報は、補正マップ及び補正関数のいずれかであることとすることができる。【００４３】
本発明は、第６の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置の制御用のコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の前記複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する手順と；前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、所定のインターバルで各計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分をそれぞれ算出し、その算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分及び該非線形成分の変動量のいずれかの大きさに基づいて前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を判断する手順と；を前記コンピュータに実行させる第１のプログラムである。【００４４】
本発明は、第７の観点からすると、複数の感光物体のそれぞれに特定工程の露光処理を行う露光装置の制御用のコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、感光物体上の複数の区画領域から選択された複数の特定区画領域の位置情報の実測値を用いて統計演算により前記感光物体上の複数の区画領域各々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する手順と；前記複数の特定区画領域を少なくとも含む前記感光物体上の複数の計測区画領域について、それぞれの位置情報の実測値と前記推定値とから得られる各計測区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を所定のインターバルで評価し、該評価結果に基づいて追加すべき新たな計測区画領域の個数及び配置の少なくとも一方を決定する手順と；前記新たな計測区画領域を含む全ての計測区画領域の位置情報の実測値と前記推定値とに基づいて算出される前記感光物体上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、前記複数の区画領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正情報を更新する手順と；前記複数の区画領域各々の前記位置情報の推定値と補正後の前記補正情報とに基づいて、前記感光物体の位置を制御して露光を行う手順と；を前記コンピュータに実行させる第２のプログラムである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィシステムの全体構成が概略的に示す図である。
【図２】図１の露光装置１００1の概略構成を示す図である。
【図３】露光装置１００1の主制御系２０を構成するＲＡＭ等のメモリに格納されたデータテーブルを示す図である。
【図４】ホストコンピュータによるウエハの露光処理に関する処理アルゴリズムを概略的に示す図である。
【図５】図４のステップ２０８でホストコンピュータから露光指示を受けた露光装置の主制御系の処理アルゴリズムを概略的に示すフローチャートである。
【図６】図４のステップ２１０でホストコンピュータから露光指示を受けた露光装置１００1の主制御系２０の処理アルゴリズムを概略的に示すフローチャートである。
【図７】図６のサブルーチン４０６の具体的な処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】図７のサブルーチン４１８の具体的な処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】式（３）の評価関数の意味内容を説明するためのウエハＷの平面図である。
【図１０】図９に示されるウエハに対応する具体的な評価関数Ｗ1（ｓ）の一例を示す線図である。
【図１１】図７のサブルーチン４２２の具体的な処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】図７のサブルーチン４２４の具体的な処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１３】図６のサブルーチン４０８の具体的な処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係るデバイス製造方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１４のステップ７０４の詳細な処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１には、本発明の一実施形態に係るリソグラフィシステム１１０の全体構成が概略的に示されている。【００４７】
このリソグラフィシステム１１０は、Ｎ台の露光装置１００1、１００2、……、１００N、重ね合わせ測定器１２０、集中情報サーバ１３０、ターミナルサーバ１４０及びホストコンピュータ１５０等を備えている。露光装置１００1〜１００N、重ね合わせ測定器１２０、集中情報サーバ１３０及びターミナルサーバ１４０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１６０を介して相互に接続されている。また、ホストコンピュータ１５０は、ターミナルサーバ１４０を介してＬＡＮ１６０に接続されている。すなわち、ハードウェア構成上では、露光装置１００i（ｉ＝１〜Ｎ）、重ね合わせ測定器１２０、集中情報サーバ１３０、ターミナルサーバ１４０及びホストコンピュータ１５０の相互間の通信経路が確保されている。【００４８】
露光装置１００1〜１００Nのそれぞれは、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆる「ステッパ」）であっても良いし、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（以下、「走査型露光装置」という）であっても良い。なお、以下の説明においては、露光装置１００1〜１００Nの全てが、投影像の歪み調整能力を有する走査型露光装置であるものとする。特に、露光装置１００1は、ショット領域間の非線形誤差の補正機能（以下、「グリッド補正機能」とも呼ぶ）を有する走査型露光装置であるものとする。露光装置１００1〜１００Nの構成等については、後述する。【００４９】
前記重ね合わせ測定器１２０は、例えば、連続的に処理される多数ロット（１ロットは例えば２５枚）のウエハについて、各ロットの先頭の数枚のウエハ、あるいはパイロットウエハ（テストウエハ）について重ね合わせ誤差測定を実行する。【００５０】
すなわち、上記のパイロットウエハなどは、プロセスに従って所定の露光装置により露光が行われ、既に一層以上のパターンが形成された状態で、次層（レイヤ）以降で使用される可能性がある露光装置、例えば各露光装置１００iに投入され、それらの露光装置により実際にレチクルのパターン（このパターンには少なくともレジストレーション計測マーク（重ね合わせ誤差計測マーク）が含まれる）が転写され、その後に現像などの処理が行われて、重ね合わせ測定器１２０に投入される。そして、その重ね合わせ測定器１２０は、投入されたウエハ上に異なる層の露光の際に形成されたレジストレーション計測マーク像（例えばレジスト像）同士の重ね合わせ誤差（相対位置誤差）を計測し、更に所定の演算を行って重ね合わせ誤差情報（次層（レイヤ）以降で使用される可能性がある露光装置の重ね合わせ誤差情報）を算出する。すなわち、重ね合わせ測定器１２０は、このようにして各パイロットウエハの重ね合わせ誤差情報を測定する。【００５１】
重ね合わせ測定器１２０の制御系（不図示）は、ＬＡＮ１６０を介して、集中情報サーバ１３０との間で通信を行い、後述する重ね合わせ誤差データ等の所定のデータの授受を行う。また、この重ね合わせ測定器１２０は、ＬＡＮ１６０及びターミナルサーバ１４０を介して、ホストコンピュータ１５０との間で通信を行う。さらに、重ね合わせ測定器１２０は、ＬＡＮ１６０を介して露光装置１００1〜１００Nとの間で通信を行うことも可能である。【００５２】
前記集中情報サーバ１３０は、大容量記憶装置とプロセッサとから構成される。大容量記憶装置には、ウエハのロットに関する露光履歴データを記憶している。露光履歴データには、重ね合わせ測定器１２０で事前に各ロットのウエハに対応するパイロットウエハなどについて計測された各露光装置１００iの重ね合わせ誤差情報（以下、「ロットのウエハの重ね合わせ誤差情報」と呼ぶ）の他、各層の露光時における各露光装置１００iの結像特性の調整（補正）パラメータなどが含まれている。【００５３】
本実施形態では、各ロットのウエハについて特定の層間の露光時における重ね合わせ誤差データは、前述の如く、重ね合わせ測定器１２０によりパイロットウエハ（テストウエハ）又は各ロットの先頭の数枚のウエハについて計測された重ね合わせ誤差情報に基づいて重ね合わせ測定器１２０の制御系（あるいはその他のコンピュータ）によって算出され、集中情報サーバ１３０の大容量記憶装置に格納される。【００５４】
前記ターミナルサーバ１４０は、ＬＡＮ１６０における通信プロトコルとホストコンピュータ１５０の通信プロトコルとの相違を吸収するためのゲートウエイプロセッサとして構成される。このターミナルサーバ１４０の機能によって、ホストコンピュータ１５０と、ＬＡＮ１６０に接続された各露光装置１００1〜１００N及び重ね合わせ測定器１２０との間の通信が可能となる。【００５５】
前記ホストコンピュータ１５０は大型のコンピュータで構成され、本実施形態では、少なくともリソグラフィ工程を含むウエハ処理工程の統括制御を行っている。【００５６】
図２には、グリッド補正機能を有する走査型露光装置である露光装置１００1の概略構成が示されている。グリッド補正機能とは、ウエハ上に既に形成された複数のショット領域相互間の位置誤差に平行移動成分であってかつ非線形な誤差成分が含まれている場合に、これを補正する機能を意味する。【００５７】
露光装置１００1は、照明系１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感光物体としてのウエハＷが搭載される移動体としてのウエハステージＷＳＴ、及び装置全体を統括制御する主制御系２０等を備えている。【００５８】
前記照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド（マスキングブレードとも呼ばれる）、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含んで構成されている。この照明系１０では、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。【００５９】
ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。また、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等が用いられる。なお、照明系１０として特開平６-３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示される構成を採用しても良い。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、上記各公報及び対応する米国特許又は米国特許出願公開における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。【００６０】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部（不図示）によって照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。【００６１】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介して主制御系２０に供給される。ステージ制御系１９では、主制御系２０からの指示に応じ、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。【００６２】
レチクルＲの上方には、一対のレチクルアライメント系２２（但し、図１における紙面奥側のレチクルアライメント系は不図示）が、配置されている。この一対のレチクルアライメント系２２は、ここでは図示が省略されているが、照明光ＩＬと同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するためのアライメント顕微鏡とをそれぞれ含んで構成されている。アライメント顕微鏡は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、アライメント顕微鏡による撮像結果は主制御系２０に供給されている。この場合、レチクルＲからの検出光をレチクルアライメント系２２に導くための不図示の偏向ミラーが移動自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、主制御系２０からの指令により、不図示の駆動装置により偏向ミラーはそれぞれレチクルアライメント系２２と一体的に照明光ＩＬの光路外に退避される。【００６３】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、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、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域）内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。【００６４】
投影光学系ＰＬとしては、図２に６枚のレンズ素子１３を用いて代表的に示されるように、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）の複数枚のレンズ素子は、不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などによって、Ｚ軸方向（投影光学系ＰＬの光軸方向）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方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））に駆動可能な可動レンズとなっている。そして、結像特性補正コントローラ４８が、主制御系２０からの指示に基づき、各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、各可動レンズが個別に駆動され、投影光学系ＰＬの種々の結像特性（倍率、ディストーション、非点収差、コマ収差、像面湾曲など）が調整されるようになっている。なお、結像特性補正コントローラ４８は、光源を制御して照明光ＩＬの中心波長をシフトさせることができ、可動レンズの移動と同様に中心波長のシフトにより結像特性を調整可能となっている。【００６５】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置され、例えばリニアモータ等を含むウエハステージ駆動部２４によってＹ軸方向及びこれに直交するＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動可能な構成となっている。このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ２５が載置され、このウエハホルダ２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。【００６６】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、その上面に設けられた移動鏡１７を介して、ウエハレーザ干渉計システム１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、ウエハステージＷＳＴ上には、走査方向（Ｙ軸方向）に直交する反射面を有するＹ移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられ、これに対応してウエハレーザ干渉計もＹ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＹ干渉計と、Ｘ移動鏡に垂直に干渉計ビームを照射するＸ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、ウエハレーザ干渉計システム１８として示されている。すなわち、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの移動位置を規定する静止座標系（直交座標系）が、ウエハレーザ干渉計システム１８のＹ干渉計及びＸ干渉計の測長軸によって規定されている。以下においては、この静止座標系を「ステージ座標系」とも呼ぶ。なお、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して、前述した干渉計ビームの反射面（Ｙ移動鏡、Ｘ移動鏡の反射面に相当）を形成しても良い。【００６７】
ウエハステージＷＳＴのステージ座標系上における位置情報（又は速度情報）はステージ制御系１９及びこれを介して主制御系２０に供給される。ステージ制御系１９では、主制御系２０の指示に応じ、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。【００６８】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面と同じ高さに設定され、この表面にはアライメント系のベースライン計測用の基準マーク及びレチクルアライメント用の基準マークその他の基準マークが形成されている。【００６９】
投影光学系ＰＬの側面には、オフアクシス方式のアライメント系ＡＳが設けられている。このアライメント系ＡＳとしては、ここでは、例えば特開平２−５４１０３号公報及びこれに対応する米国特許第４，９６２，３１８号などに開示されているような（Field Image Alignment(ＦＩＡ)系）のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＳは、所定の波長幅を有する照明光（例えば白色光）をウエハに照射し、ウエハ上のアライメントマークの像と、ウエハと共役な面内に配置された指標板上の指標マークの像とを、対物レンズ等によって、撮像素子（ＣＣＤカメラ等）の受光面上に結像して検出するものである。アライメント系ＡＳはアライメントマーク（及び基準マーク板ＦＭ上の基準マーク）の撮像結果を、主制御系２０へ向けて出力する。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。【００７０】
露光装置１００1には、さらに、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射光学系と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する不図示の受光光学系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系が、投影光学系ＰＬを支える支持部（図示省略）に固定されている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報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、ステージ制御系１９はこの多点フォーカス検出系からのウエハ位置情報に基づいてウエハステージＷＳＴをウエハステージ駆動部２４を介してＺ軸方向及び傾斜方向（θｘ方向及びθｙ方向）に微小駆動して、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行う。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。【００７１】
主制御系２０は、マイクロコンピュータ又はワークステーションを含んで構成され、装置の構成各部を統括して制御する。主制御系２０は、前述したＬＡＮ１６０に接続されている。また、本実施形態では、主制御系２０が備えるハードディスク等の記憶装置には、露光装置１００1が使用する可能性があるショットマップデータとサンプルショット領域の選択との全ての組み合わせについて、各ショット領域の個別の基準位置（例えば設計位置）からの位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報から成る補正マップがデータベースとして格納されている。前記補正マップは、後述する第２のグリッド補正機能で用いられる。また、主制御系２０を構成するＲＡＭ等のメモリには、図３に示されるようなデータテーブルが格納されている。このデータテーブルの第１行目は、それぞれのタイトルが記憶された領域でデータの書き換えが行われない領域である。第２行目以下は、データが格納される領域で、データの書き換えが行われる領域である。このデータテーブルの第１列目、すなわち工程名ｎの領域は、ホストコンピュータ１５０から与えられる露光条件の設定プログラムであるプロセスプログラムに対応する工程名Ａ，Ｂ、Ｃ、……が格納される領域である。本実施形態では、この工程名ｎの領域には、一連の露光処理で指定される可能性のある工程名Ａ、Ｂ、Ｃ、……が予め格納されているものとする。このデータテーブルの第２列目は、対象ロットが工程名ｎ（Ａ，Ｂ、Ｃ、……）の処理が行われる何番目のロットであるかを示すパラメータＭnの値が格納される領域であり、初期状態では全て１が設定されている。また、データテーブルの第３列目は、後述する第１のグリッド補正機能で用いられる補正マップの格納領域であり、初期状態では何も格納されていない。【００７２】
なお、上記のデータベース（第２のグリッド補正機能で用いられる複数種類の補正マップから成る）の作成は、基準ウエハの作成並びに基準ウエハ上のマークの計測及びマーク計測結果に基づくデータベースの作成の手順で行われるが、その具体的な方法については、前述の米国特許出願公開第２００２／００４２６６４号明細書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、上記公報及び米国特許出願公開における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。【００７３】
その他の露光装置１００2〜１００Nも、主制御系のアルゴリズムの一部が異なる点、並びにハードディスク等の記憶装置に上記データベースが格納されていない点及びＲＡＭ等のメモリにデータテーブルが用意されていない点を除き、露光装置１００1と同様に構成されている。【００７４】
次に、本実施形態のリソグラフィシステム１１０によるウエハの露光処理について、図４〜図１３に基づいて説明する。【００７５】
図４には、リソグラフィシステム１１０を構成するホストコンピュータ１５０によるウエハの露光処理に関する処理アルゴリズムが概略的に示されている。【００７６】
なお、図４に示される露光処理に関するアルゴリズムの実行の前提として、露光対象となるウエハＷは、既に１層以上の露光が行われたものであり、また、ウエハＷの露光履歴データなどは集中情報サーバ１３０に記憶されているものとする。また、集中情報サーバ１３０には、重ね合わせ計測器１２０で計測された露光対象のロットのウエハＷと同一のプロセスを経たパイロットウエハの重ね合わせ誤差情報も格納されているものとする。【００７７】
まず、ステップ２０２において、ホストコンピュータ１５０は、ロットのウエハの処理を開始すべき状況になるのを待つ。そして、ロットのウエハの処理を開始すべき状況になると、ホストコンピュータ１５０は、次のステップ２０４に進み、露光対象ロットのウエハの重ね合わせ誤差情報を、ターミナルサーバ１４０及びＬＡＮ１６０を介して集中情報サーバ１３０から読み出し、解析する。【００７８】
次のステップ２０６において、ホストコンピュータ１５０は、上記の解析の結果、そのロットのウエハＷでは、ショット間誤差は所定値を越える非線形成分を含むか否かを判断する。【００７９】
ここで、ショット間誤差とは、ウエハＷ上に既に形成された複数のショット領域相互間の位置誤差に平行移動成分が含まれるような場合を意味する。従って、ウエハＷ上のショット領域相互間の位置誤差が、ウエハ熱膨張、ステージグリッドの号機間（露光装置間）差及びプロセスに起因する変形成分のいずれも殆ど含まない場合にのみ、ショット間誤差が無視できるが、通常は、上記のいずれかの変形成分を含むためショット間誤差は無視できない。【００８０】
そして、ステップ２０６における判断が否定された場合、すなわちショット間誤差はあるが線形成分（ウエハ倍率誤差、ウエハ直交度誤差、ウエハ回転誤差等）のみが含まれる場合には、ステップ２０８に移行する。このステップ２０８では、ホストコンピュータ１５０は、露光装置１００1〜１００Nのうちから選択した１台の露光装置１００j（ここでは、説明を簡略化するため、この露光装置１００jは予め定められているものとする）の主制御系にＥＧＡ方式のウエハアライメント及び露光を指示する。このとき、ホストコンピュータ１５０は、露光装置１００jの主制御系へ露光指示を行うとともに露光条件の設定指示情報に対応するプロセスプログラム（露光条件の設定ファイル）名を指定する。【００８１】
この一方、上記ステップ２０６における判断が肯定された場合、ホストコンピュータ１５０は、ステップ２１０に移行して、グリッド補正機能を有する露光装置（本実施形態では露光装置１００1）を選択して露光を指示する。このとき、ホストコンピュータ１５０は、露光条件の設定の指示も併せて行う。【００８２】
いずれの場合も、その後、ステップ２１２に進んで、ロットのウエハの露光処理が終了するのを待つ。【００８３】
そして、上記ステップ２０８又はステップ２１０で露光を指示した露光装置から露光終了の通知がなされると、そのロットについての処理が終了したものと判断して、ステップ２０２に戻り、ロットのウエハの処理を開始すべき状況になるのを待つ。【００８４】
そして、ロットのウエハの処理を開始すべき状況になると、上記ステップ２０４以下の処理を繰り返す。【００８５】
すなわち、このようにして、ホストコンピュータ１５０では、複数のロットのウエハに関する処理を繰り返す。【００８６】
ところで、上記ステップ２０６の判断が否定された場合に、上記ステップ２０８においてホストコンピュータ１５０から露光指示を受けた露光装置１００jの主制御系では、図５のフローチャートに示される処理アルゴリズムに従って処理を行う。【００８７】
まず、ステップ３０２において、ホストコンピュータ１５０から上記ステップ２０８において指定されたプロセスプログラムファイルを選択して、これに従って露光条件の設定を行う。【００８８】
次のステップ３０４では、不図示のレチクルローダを用いてレチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲをロードする。【００８９】
次のステップ３０６では、基準マーク板ＦＭを用いながらレチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測を行う。なお、ベースラインの計測手法に関しては、例えば特開平７-１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許５，６４６，４１３号等に開示されている。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。【００９０】
レチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測が終了すると、ステップ３０８に進む。【００９１】
ステップ３０８では、露光対象のウエハＷがロット（１ロットは例えば２５枚）内の何枚目であるかを示す（ロット内のウエハ番号を示す）不図示のカウンタのカウント値ｍを「１」に初期化（ｍ←１）した後、ステップ３１０に進む。【００９２】
次のステップ３１０では、不図示のウエハローダを用いて図２のウエハホルダ２５上の露光処理済みのウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハＷとを交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハＷ’のない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２５上に単にロードする。【００９３】
次のステップ３１２では、そのウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメントを行う。具体的には、例えば、ウエハＷ中心に関してほぼ対称に周辺部に位置する少なくとも２つのサーチアライメントマーク（以下、「サーチマーク」と略述する）をアライメント系ＡＳを用いて検出する。これらの２つのサーチマークの検出は、それぞれのサーチマークがアライメント系ＡＳの検出視野内に位置するように、ウエハステージＷＳＴを順次位置決めしつつ、かつアライメント系ＡＳの倍率を低倍率に設定して行われる。そして、アライメント系ＡＳの検出結果（アライメント系ＡＳの指標中心と各サーチマークとの相対位置関係）と各サーチマーク検出時のウエハ干渉計システム１８の計測値とに基づいて２つのサーチマークのステージ座標系上の位置座標を求める。しかる後、２つのマークの位置座標からウエハＷ残留回転誤差を算出し、この残留回転誤差がほぼ零となるようにウエハホルダ２５を微小回転させる。これにより、ウエハＷのサーチアライメントが終了する。【００９４】
次のステップ３１４では、通常のＥＧＡ（例えば８点ＥＧＡ）により、ウエハＷ上の全ショット領域の位置座標（位置情報の推定値）を算出する。より具体的には、前述と同様にアライメント系ＡＳを用いて（但し、アライメント系ＡＳの倍率を高倍率に設定して）、ウエハＷ上の予め選択された８つのショット領域（サンプルショット領域）に付設されたウエハマークを計測し、それらのサンプルショット領域のステージ座標系上における位置座標を求める。そして、その求めたサンプルショット領域の位置座標とそれぞれの設計上の位置座標とに基づいて例えば前述の米国特許第４，７８０，６１７号明細書に開示されるような最小自乗法を用いた統計演算（後述する式（２）のＥＧＡ演算）を行い、後述する式（１）の６つのパラメータａ〜ｆ（ウエハ上の各ショット領域の配列に関するローテーションθ、Ｘ軸，Ｙ軸方向のスケーリングＳｘ，Ｓｙ、直交度Ｏrt及びＸ軸，Ｙ軸方向のオフセットＯｘ、Ｏｙの６つのパラメータに対応）を算出するとともに、この算出結果とショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、全ショット領域の位置座標（配列座標）を算出する。そして、その算出結果を内部メモリの所定領域に記憶した後、ステップ３１６に進む。【００９５】
ここで、説明は前後するが、ＥＧＡ方式で行われている統計処理方法について簡単に説明する。ウエハ上のｈ（ｈは、ｈ≧３なる整数、例えばｈ＝８）個の特定ショット領域（サンプルショット領域）の設計上の配列座標を（Ｘn、Ｙn）（ｎ＝１、２、……、ｈ）とし、設計上の配列座標からのずれ（ΔＸn、ΔＹn）について次式（１）で示されるような線形モデルを仮定する。【００９６】
【数１】
0004400745.tif 000002
【００９７】
さらに、ｈ個のサンプルショット領域の各々の実際の配列座標の設計上の配列座標からのずれ（計測値）を（Δｘn、Δｙn）としたとき、このずれと上記線形モデルで仮定される設計上の配列座標からのずれとの残差の二乗和Ｅは次式（２）で表される。【００９８】
【数２】
0004400745.tif 000003
【００９９】
そこで、この式を最小にするようなパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを求めれば良い。ＥＧＡ方式では、上記の如くして算出されたパラメータａ〜ｆと設計上の配列座標とに基づいて、ウエハ上の全てのショット領域の配列座標（推定値）が算出されることになる。【０１００】
次のステップ３１６では、前述した内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標と、予め計測したベースライン量とに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ロット先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷに対する露光処理が終了する。この際に、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域間の位置誤差（線形成分）に起因する重ね合わせ誤差が補正された高精度な露光が行われる。【０１０１】
次のステップ３１８では、前述したカウンタのカウント値ｍ＞２４が成立するか否かを判断することにより、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断する。ここでは、ｍ＝１であるから、この判断は否定され、ステップ３２０に進んで、カウンタのカウント値ｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋１）した後、ステップ３１０に戻る。【０１０２】
ステップ３１０において、不図示のウエハローダを用いて図２のウエハホルダ２５上の露光処理済みのロット先頭のウエハとロット内の第２枚目のウエハＷとを交換する。その後、前述したステップ３１２〜３１６の処理を第２枚目のウエハＷに対して繰り返す。【０１０３】
上記のようにして、ロット内の第２枚目のウエハＷの露光が終了すると、ステップ３１８に進み、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断するが、ここにおける判断は否定され、ステップ３２０でカウンタのカウント値ｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋１）した後、以降、ロット内の全てのウエハの露光が終了するまで、上記ステップ３１０〜ステップ３２０のループの処理、判断が繰り返し行われる。【０１０４】
そして、ロット内の全てのウエハの露光が終了し、ステップ３１８の判断が肯定されると、ステップ３２２に移行して、ＬＡＮ１６０及びターミナルサーバ１４０を介して露光終了をホストコンピュータ１５０に通知した後、一連の処理を終了する。【０１０５】
この一方、前述の図４のステップ２０６の判断が肯定された場合に、上記ステップ２１０においてホストコンピュータ１５０から露光指示を受けた露光装置１００1の主制御系２０では、図６のフローチャートで示される処理アルゴリズムに従って処理を行う。【０１０６】
すなわち、まず、ステップ４０２において、ＬＡＮ１６０を介して集中情報サーバ１３０にその露光対象ロットを中心とする前後の複数ロットについての自装置に関するロットのウエハの重ね合わせ誤差情報を問い合わせる。そして、次のステップ４０４において、上記の問い合わせの回答として、集中情報サーバ１３０から入手した複数ロットについての重ね合わせ誤差情報に基づいて、連続するロット間の重ね合わせ誤差を所定の閾値と比較して重ね合わせ誤差が大きいか否かを判断し、この判断が肯定された場合には、第１のグリッド補正機能を用いて重ね合わせ誤差を補正して、露光を行うサブルーチン４０６に進む。【０１０７】
このサブルーチン４０６では、まず、図７のステップ４１２において、前述のステップ２１０において、ホストコンピュータ１５０から露光指示とともに与えられた露光条件の設定指示情報に対応するプロセスプログラムファイルから工程名ｎを取得する。【０１０８】
ここで、工程名ｎは、前述の図３のデータテーブル内に格納されている、一連の露光処理で指定される可能性のある工程名Ａ、Ｂ、Ｃ、……のいずれかとなる。ここでは、工程名ｎとして、工程名Ａを取得したものとする。【０１０９】
次のステップ４１４では、ステップ４１２で取得した工程名ｎ（ここでは工程名Ａ）に対応する、データテーブル内のパラメータＭnの値（この場合「１」）を、ロットの順番を示すカウンタのカウント値Ｍに設定する（Ｍ←Ｍn（＝１））。【０１１０】
次のステップ４１６では、カウント値Ｍが１であるか否か、すなわち、露光対象のロットが、取得した工程名ｎ（この場合、工程名Ａ）の処理が行われる最初のロットであるか否かを判断する。この場合、Ｍ＝１であるからここでの判断は肯定され、ステップ４１８のマップ作成ありロット処理のサブルーチンに移行する。【０１１１】
このサブルーチン４１８では、図８のフローチャートに示される処理が行われる。前提として、ロット内のウエハ番号を示す不図示のカウンタのカウント値ｍは「１」に初期化されているものとする。【０１１２】
このサブルーチン４１８では、まず、サブルーチン４３２において所定の準備作業を行う。このサブルーチン４３２では、図示は省略されているが、前述の図５のステップ３０２、３０４、３０６と同様にして、露光条件の設定、レチクルＲのロード、並びにレチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測が行われる。【０１１３】
次のステップ４３４では、不図示のウエハローダを用いて図１のウエハホルダ２５上の露光処理済みのウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハＷとを交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハＷ’のない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２５上に単にロードする。【０１１４】
次のステップ４３６では、そのウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメントを前述と同様にして行う。【０１１５】
次のステップ４３８では、前述したカウンタのカウント値ｍが、所定の値ｇ以上であるか否かを判断することにより、ウエハホルダ２５（ウエハステージＷＳＴ）上のウエハＷが、ロット内の第ｇ枚目以降のウエハであるか否かを判断する。ここでは、所定の値ｇは２以上で２５以下の任意の整数に予め設定される。以下においては、説明の便宜上から、ｇ＝２であるものとして説明を行う。この場合、ウエハＷはロット先頭（第１枚目）のウエハであるから、初期設定によりｍ＝１となっているので、ステップ４３８の判断は否定され、次のステップ４４０に進む。【０１１６】
ステップ４４０では、前述のサンプルショット領域の位置座標の計測と同様にしてウエハＷ上の全てのショット領域のステージ座標系上における位置座標を計測する。【０１１７】
次のステップ４４２では、上記ステップ４４０で計測したショット領域の位置座標とそれぞれの設計上の位置座標とに基づいて前述した式（２）のＥＧＡ演算を行い、前述した式（１）の６つのパラメータａ〜ｆを算出するとともに、この算出結果とショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、全ショット領域の位置座標（配列座標）を算出し、その算出結果、すなわちウエハＷ上の全ショット領域の位置座標（推定値）を内部メモリの所定領域に記憶する。【０１１８】
次のステップ４４４では、ウエハＷ上の全てのショット領域について、位置ずれ量の線形成分と非線形成分とを分離する。具体的には、上記ステップ４４２で算出した各ショット領域の位置座標（位置情報の推定値）とそれぞれの設計上の位置座標との差を位置ずれ量の線形成分として算出するとともに、前述したステップ４４０で実際に計測した全てのショット領域の位置座標（位置情報の実測値）とそれぞれの設計上の位置座標との差から前記線形成分を差し引いた残差を非線形成分として算出する。【０１１９】
次のステップ４４６では、上記ステップ４４４の処理中に算出した、全てのショット領域の個別の基準位置（設計上の位置）に対する位置ずれ量（実際に計測された各ショット領域の位置座標（位置情報の実測値）とそれぞれの設計上の位置座標との差）と、所定の評価関数とに基づいて、ウエハＷの非線形歪みを評価し、この評価結果に基づいて補完関数（位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分を表現する関数）を決定する。【０１２０】
以下、このステップ４４６の処理について、図９及び図１０を参照して詳述する。【０１２１】
上記のウエハＷの非線形歪み、すなわち非線形成分の規則性及びその度合いを評価するための評価関数としては、例えば次式（３）で示される評価関数Ｗ1（ｓ）が用いられる。【０１２２】
【数３】
0004400745.tif 000004
【０１２３】
図９には、上式（３）の評価関数の意味内容を説明するためのウエハＷの平面図が示されている。図９において、ウエハＷ上には複数の区画領域としてのショット領域ＳＡ（総ショット領域数Ｎ）がマトリクス状配置で形成されている。各ショット領域内に矢印で示されるベクトルｒk（ｋ＝１、２、……、ｉ、……Ｎ）は、各ショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）を示すベクトルである。【０１２４】
上式（３）において、ＮはウエハＷ内のショット領域の総数を示し、ｋはそれぞれのショット領域のショット番号を示す。また、ｓは、図９に示される着目するショット領域ＳＡkの中心を中心とする円の半径を示し、ｉは、着目するｋ番目のショット領域から半径ｓの円内に存在するショット領域のショット番号を示す。また、式（３）中のｉ∈ｓが付されたΣは、着目するｋ番目のショット領域ＳＡkから半径ｓの円内に存在する全てのショット領域についての総和をとることを意味する。【０１２５】
いま、上式（３）の右辺のかっこ内部分の関数を次式（４）のように定義する。【０１２６】
【数４】
0004400745.tif 000005
【０１２７】
上式（４）の関数ｆk（ｓ）の意味するところは、着目するショット領域の位置ずれベクトルｒk（第１ベクトル）と、その周囲（半径ｓの円内）のショット領域における位置ずれベクトルｒiが成す角度をθikとした場合のｃｏｓθikの平均値である。従って、この関数ｆk（ｓ）の値が１ならば、半径ｓの円内の全てのショット領域における位置ずれベクトルは、全て同じ方向を向いていることになる。０ならば、半径ｓの円内の全てのショット領域における位置ずれベクトルはお互いに全くランダムな方向を向いているということになる。すなわち、関数ｆk（ｓ）は、着目するショット領域の位置ずれベクトルｒkとその周囲の複数のショット領域の各位置ずれベクトルｒiとの方向に関する相関を求めるための関数であり、これはウエハＷ上の部分領域について非線形歪みの規則性や程度を評価するための評価関数である。【０１２８】
上式（３）の評価関数Ｗ1（ｓ）は、着目するショット領域ＳＡkをショット領域ＳＡ1からＳＡNに順次変更した際の関数ｆk（ｓ）の加算平均に他ならない。【０１２９】
図１０には、図９に示されるウエハＷに対応する具体的な評価関数Ｗ1（ｓ）の一例が示されている。この図１０から明らかなように、評価関数Ｗ1（ｓ）によると、ｓの値に応じてＷ1（ｓ）の値が変化するので、経験則に頼ることなく、ウエハＷの非線形歪みの規則性や程度を評価することができ、この評価結果を用いることにより、次のようにして、位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分を表現する補完関数を決定することができる。【０１３０】
まず、補完関数として、例えば次式（５）、（６）でそれぞれ示されるようなフーリエ級数展開された関数を定義する。【０１３１】
【数５】
0004400745.tif 000006
【０１３２】
【数６】
0004400745.tif 000007
【０１３３】
上式（５）において、Ａpq、Ｂpq、Ｃpq、Ｄpqは、フーリエ級数係数であり、また、δx（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分のＸ成分（補完値、すなわち補正値）を示す。また、Δx（ｘ，ｙ）は、前述したステップ４４４で算出された座標（ｘ，ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分のＸ成分である。【０１３４】
同様に、上式（６）において、Ａpq’、Ｂpq’、Ｃpq’、Ｄpq’は、フーリエ級数係数であり、また、δy（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分のＹ成分（補完値、すなわち補正値）を示す。また、Δy（ｘ，ｙ）は、前述したステップ４４４で算出された座標（ｘ，ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分のＹ成分である。また、式（５）、（６）において、ＤはウエハＷの直径を示す。【０１３５】
上式（５）、（６）の関数では、ショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の変動がウエハの直径当たり何周期存在するかを決定するパラメータｐ、ｑの最大値ｐmax＝Ｐ、ｑmax＝Ｑの決定が重要である。【０１３６】
その理由は、次の通りである。すなわち、今、ウエハＷの全ショット領域について得られたショット領域の配列ずれの非線形成分を上式（５）、（６）で展開することを考える。この場合において、ショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の変動がショット領域毎に生じているものとして、パラメータｐ、ｑの最大値ｐmax＝Ｐ、ｑmax＝Ｑを１周期がショットピッチとなる場合に相当する最大値にした場合に、いずれかのショット領域として、アライメント誤差が他のショット領域に比べて大きい所謂「跳びショット」が含まれている場合を考える。このような跳びショットは、ウエハマークの崩れ等に起因する計測エラー、又はウエハ裏面の異物等に起因する局所的な非線形歪みにより発生するものである。このような場合、その跳びショットの計測結果までも含んで補完関数で表現してしまうことになる。これを防ぐためには、Ｐ，Ｑを１周期がショットピッチとなる場合に相当する上述した最大値よりも小さな値にする必要がある。すなわち、跳びショットの計測結果などに起因する高周波成分は除去し、最適な低周波成分のみを補完関数で表現することが望ましい。【０１３７】
そこで、本実施形態では、前述した式（３）の評価関数Ｗ1（ｓ）を用いて、パラメータｐ、ｑの最大値ｐmax＝Ｐ、ｑmax＝Ｑを決定することとした。このようにすると、仮に、跳びショットが存在したとしても、その跳びショットと周囲のショット領域との間には相関は殆どない。従って、その跳びショットの計測結果は、式（３）で示されるＷ1（ｓ）の値を増加させる要因にはならないので、結果的に式（３）を用いることにより跳びショットの影響を低減あるいは除去することが可能になる。すなわち、図１０において、例えばＷ1（ｓ）＞０．７であるような半径ｓ内の領域を互いに相関がある領域とみなし、その領域を１つの補完値で表現することを考えると、図１０より、そのようなｓはｓ＝３である。Ｐ，Ｑはこの値ｓ＝３、及びウエハの直径Ｄを用いて次のように書くことができる。【０１３８】
Ｐ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３，Ｑ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３            ……（７）【０１３９】
これにより、最適なＰ，Ｑを決定することができ、これにより式（５）、（６）の補完関数を決定することができる。【０１４０】
図８に戻り、次のステップ４４８では、上述のようにして決定した式（５）、（６）の補完関数に、ステップ４４４で算出された座標（ｘ，ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分のＸ成分Δx（ｘ，ｙ）、Ｙ成分Δy（ｘ，ｙ）を、それぞれ代入して、演算を行うことにより、ウエハＷ上の全ショット領域の配列ずれの非線形成分のＸ成分（補完値、すなわち補正値）及びＹ成分（補完値、すなわち補正値）を算出し、これらの各ショット領域の配列ずれの非線形成分（Ｘ成分及びＹ成分）を、各ショット領域の補正値とする、補正情報としての補正マップを作成する。そして、この作成した補正マップを、前述のデータテーブルのステップ４１２で取得した工程名ｎ（この場合工程名Ａ）に対応するマップ格納領域に格納した後、ステップ４５２に進む。【０１４１】
ステップ４５２では、前述した内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標と、データテーブルのステップ４１２で取得した工程名ｎ（この場合工程名Ａ）に対応するマップ格納領域に格納された補正マップ内のそれぞれのショット領域の位置ずれ量の非線形成分の補正値とに基づいて、各ショット領域について位置ずれ量（線形成分及び非線形線分）が補正された重ね合わせ補正位置を算出するとともに、その重ね合わせ補正位置のデータと、予め計測したベースラインとに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ロット先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷに対する露光処理が終了する。【０１４２】
次のステップ４５４では、前述したカウンタのカウント値ｍ＞２４が成立するか否かを判断することにより、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断する。ここでは、ｍ＝１であるから、この判断は否定され、ステップ４５６に進んで、カウンタのカウント値ｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋１）した後、ステップ４３４に戻る。【０１４３】
ステップ４３４において、不図示のウエハローダを用いて図２のウエハホルダ２５上の露光処理済みのロット先頭のウエハとロット内の第２枚目のウエハとを交換する。【０１４４】
次のステップ４３６では、前述と同様にして、ウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷ（この場合、ロット内の第２枚目のウエハ）のサーチアライメントを行う。【０１４５】
次のステップ４３８では、前述したカウンタのカウント値ｍが、所定の値ｇ（＝２）以上か否かを判断することにより、ウエハホルダ２５（ウエハステージＷＳＴ）上のウエハＷが、ロット内の第ｇ（＝２）枚目以降のウエハであるか否かを判断する。この場合、ウエハＷはロット内の第２枚目のウエハであるから、ｍ＝２となっているので、ステップ４３８の判断は肯定され、ステップ４５０に移行する。【０１４６】
ステップ４５０では、通常の８点ＥＧＡにより、ウエハＷ上の全ショット領域の位置座標を算出する。より具体的には、前述と同様にアライメント系ＡＳを用いて、ウエハＷ上の予め選択された８つのショット領域（サンプルショット領域）に付設されたウエハマークを計測し、それらのサンプルショット領域のステージ座標系上における位置座標を求める。そして、その求めたサンプルショット領域の位置座標とそれぞれの設計上の位置座標とに基づいて前述した式（２）のＥＧＡ演算を行い、前述した式（１）の６つのパラメータを算出するとともに、この算出結果とショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、全ショット領域の位置座標（配列座標）を算出する。そして、その算出結果を内部メモリの所定領域に記憶した後、ステップ４５２に進む。【０１４７】
ステップ４５２では、前述と同様にして、ステップ・アンド・スキャン方式により、ロット内の第２枚目のウエハＷに対する露光処理が行われる。この際、各ショット領域の露光の際の走査開始位置（加速開始位置）へのウエハＷのステッピングに際しては、内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標と、前述のデータテーブル内の補正マップにおける各ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の補正値とに基づいて、各ショット領域について位置ずれ量（線形成分及び非線形成分）が補正された重ね合わせ補正位置が算出される。【０１４８】
上記のようにして、ロット内の第２枚目のウエハＷの露光が終了すると、ステップ４５４に進み、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断するが、ここにおける判断は否定され、ステップ４５６でカウント値ｍをインクリメントした後、ステップ４３４に戻って、以降、ロット内の全てのウエハの露光が終了するまで、上記ステップ４３４→４３６→４３８→４５０→４５２→４５４→４５６のループの処理、判断が繰り返し行われる。【０１４９】
そして、ロット内の全てのウエハの露光が終了し、ステップ４５４の判断が肯定されると、図８のサブルーチンの処理を終了し図７のサブルーチン４０６におけるステップ４２８にリターンする。【０１５０】
ステップ４２８では、カウンタのカウント値Ｍをインクリメントした後、ステップ４３０に進んで、ステップ４１２で取得した工程名ｎ（ここでは工程名Ａ）に対応する、データテーブル内のパラメータＭnにカウント値Ｍを設定する。その後、サブルーチン４０６の処理を終了して図６のメインルーチンのステップ４１０に戻る。【０１５１】
ステップ４１０では、ＬＡＮ１６０及びターミナルサーバ１４０を介してホストコンピュータ１５０に露光終了を通知した後、一連の処理を終了する。【０１５２】
上述した露光装置１００1による、第１番目のロットのウエハに対して工程名Ａの場合のステップ４０２、ステップ４０４、ステップ４０６及びステップ４１０の処理が行われている間、ホストコンピュータ１５０では、前述したように、図４のステップ２１２において露光終了を待っている。【０１５３】
そして、上記ステップ４１０における露光装置１００1の主制御系２０からの露光終了の通知を受けると、ホストコンピュータ１５０では、ステップ２１２の待ち状態が解除され、次ロット以降のウエハに対し、ステップ２０２以下の処理を繰り返し行うことになる。【０１５４】
上述のようなホストコンピュータ１５０による処理の繰り返しの過程で、所定時間後、あるロットのウエハに対して処理が開始され、ステップ２０２→２０４→２０６→２１０のルートで処理が進行し、このときステップ２１０で露光装置１００1の主制御系２０に対して露光指示とともに工程名Ａに対応するプロセスプログラムが指定されたものとする。【０１５５】
上記の露光指示を受けると、露光装置１００1の主制御系２０により、図６のステップ４０２以下の処理が開始される。このとき、ステップ４０４の判断が肯定されると、ステップ４０６のサブルーチンに移行する。【０１５６】
このサブルーチン４０６では、図７のステップ４１２において、前述のステップ２１０において、ホストコンピュータ１５０から露光指示とともに与えられた露光条件の設定指示情報に対応するプロセスプログラムファイルから工程名Ａを取得する。【０１５７】
次のステップ４１４では、ステップ４１２で取得した工程名Ａに対応する、データテーブル内のパラメータＭnの値（この場合「２」）を、ロットの順番を示すカウンタのカウント値Ｍに設定する（Ｍ←Ｍn（＝２））。【０１５８】
次のステップ４１６では、カウント値Ｍが１であるか否か、すなわち、露光対象のロットが、取得した工程名ｎ（この場合、工程名Ａ）の処理が行われる最初のロットであるか否かを判断する。この場合、Ｍ＝２であるからここでの判断は否定され、ステップ４２０に進む。【０１５９】
ステップ４２０では、カウント値ＭがＫ（Ｋは、予め定めた２以上の整数であり、ここでは一例としてＫ＝４であるものとする）であるか否かを判断する。この場合、Ｍ＝２であるから、ここでの判断は否定され、ステップ４２２のマップ更新なしロット処理のサブルーチンへ移行する。【０１６０】
このサブルーチン４２２では、図１１のフローチャートに示される処理が行われる。【０１６１】
このサブルーチン４２２では、ステップ４６２〜４７４において、前述のステップ３０２〜３１４（図５参照）と同様の処理が行われる。この結果、ステップ４７４の処理が終了した状態では、ロット先頭のウエハＷの全てのショット領域の配列座標（位置情報の推定値）が算出され内部メモリ内の所定領域に記憶される。【０１６２】
次のステップ４７６では、前述した内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標（位置情報の推定値）と、その時点で前述のデータテーブルの工程名Ａのマップ格納領域に格納されている補正マップと、予め計測したベースラインとに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。【０１６３】
すなわち、全ショット領域の配列座標（位置情報の推定値）は、前述のＥＧＡ演算から明らかなように各ショット領域の位置ずれ量の線形成分が補正された値であり、この推定値と補正マップから得られる各ショット領域の位置ずれ量の非線形線分の補正値とに基づいて、各ショット領域の位置ずれ量の線形成分及び非線形成分が補正された各ショット領域の位置座標が求められ、この位置座標とベースラインとに基づいて各ショット領域の中心のステージ座標系上における位置座標を求めることができ、この位置座標とショット領域の走査方向の長さ及び既知の加速開始位置から加速終了位置までの距離とに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置が算出される。【０１６４】
従って、上述したロット先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷに対する露光処理の際に、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域間の位置誤差（線形成分及び非線形成分）に起因する重ね合わせ誤差が補正された高精度な露光が行われる。【０１６５】
次のステップ４７８では、前述したカウンタのカウント値ｍ＞２４が成立するか否かを判断することにより、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断する。ここでは、ｍ＝１であるから、この判断は否定され、ステップ４８０に進んで、カウンタのカウント値ｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋１）し、以降、ロット内の全てのウエハの露光が終了するまで、上記ステップ４７０〜ステップ４８０のループの処理、判断が繰り返し行われる。【０１６６】
そして、ロット内の全てのウエハの露光が終了し、ステップ４７８の判断が肯定されると、サブルーチン４２２の処理を終了し、図７のステップ４２８にリターンする。【０１６７】
ステップ４２８では、カウンタのカウント値Ｍをインクリメントした後、ステップ４３０に進んで、ステップ４１２で取得した工程名ｎ（ここでは工程名Ａ）に対応する、データテーブル内のパラメータＭnにカウント値Ｍを設定する。その後、サブルーチン４０６の処理を終了して図６のメインルーチンのステップ４１０に戻る。【０１６８】
ステップ４１０では、ＬＡＮ１６０及びターミナルサーバ１４０を介してホストコンピュータ１５０に露光終了を通知した後、一連の処理を終了する。【０１６９】
ところで、露光装置１００1の主制御系２０では、その後、前述したホストコンピュータ１５０による処理（図４参照）の繰り返しの過程で、あるロットのウエハに対してステップ２０２→２０４→２０６→２１０のルートで処理が進行し、ステップ２１０で露光装置１００1の主制御系２０に対して露光指示とともに工程名Ａに対応するプロセスプログラムが指定され、ステップ４０４における判断が肯定される度に、図７のサブルーチン４０６の処理において、ステップ４１２（工程名Ａの取得）、ステップ４１４、ステップ４１６の処理を経て、ステップ４２０でＭ＝Ｋ（＝４）が成立するか否かを判断する。【０１７０】
そして、このステップ４２０における判断は、工程名Ａの処理が行われる第３番目のロットが露光対象のロットとなり、Ｍn＝３がステップ４１４でカウント値Ｍに設定されるサイクルでは否定され、その後サブルーチン４２２→ステップ４２８→ステップ４３０のルートで処理が行われる。【０１７１】
一方、ステップ４２０における判断は、工程名Ａの処理が行われる第４番目のロットが露光対象のロットとなり、Ｍn＝４がステップ４１４でカウント値Ｍに設定されるサイクルでは肯定され、ステップ４２４のマップ更新ありロット処理のサブルーチンに移行する。【０１７２】
このサブルーチン４２４では、図１２のフローチャートに示される処理が行われる。前提として、ロット内のウエハ番号を示す不図示のカウンタのカウント値ｍは「１」に初期化されているものとする。【０１７３】
このサブルーチン４２４では、まず、サブルーチン４８２において所定の準備作業を行う。このサブルーチン４８２では、図示は省略されているが、前述の図５のステップ３０２、３０４、３０６と同様にして、露光条件の設定、レチクルＲのロード、並びにレチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測が行われる。【０１７４】
次のステップ４８４では、不図示のウエハローダを用いて図１のウエハホルダ２５上の露光処理済みのウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハＷとを交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハＷ’のない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２５上に単にロードする。【０１７５】
次のステップ４８６では、そのウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメントを前述と同様にして行う。【０１７６】
次のステップ４８７では、前述と同様にアライメント系ＡＳを用いて、ウエハＷ上の予め選択された８つのショット領域（サンプルショット領域）に付設されたウエハマークを計測し、それらのサンプルショット領域のステージ座標系上における位置座標を求める。【０１７７】
次のステップ４８８では、その求めたサンプルショット領域の位置座標とそれぞれの設計上の位置座標とに基づいて前述した式（２）のＥＧＡ演算を行い、前述した式（１）の６つのパラメータを算出するとともに、この算出結果とショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、全ショット領域の位置座標（配列座標）を算出する。そして、その算出結果を内部メモリの所定領域に記憶した後、ステップ４９０に進む。【０１７８】
ステップ４９０では、前述したカウンタのカウント値ｍが、所定の値ｕ以上であるか否かを判断することにより、ウエハホルダ２５（ウエハステージＷＳＴ）上のウエハＷが、ロット内の第ｕ枚目以降のウエハであるか否かを判断する。ここで、所定の値ｕは２以上で２５以下の任意の整数に予め設定される。以下においては、説明の便宜上から、ｕ＝２であるものとして説明を行う。この場合、ウエハＷはロット先頭（第１枚目）のウエハであるから、初期設定によりｍ＝１となっているので、ステップ４９０の判断は否定され、次のステップ４９２に進む。【０１７９】
ステップ４９２では、補正マップの更新の簡易チェックのモードが第１モードに設定されているか否かを判断する。【０１８０】
本実施形態では、補正マップの更新の簡易チェックのモードとして、第１モードと第２モードとが、オペレータによる不図示の入出力装置を介した入力により選択的に設定できるようになっており、オペレータによりいずれかのモードが設定されているものとする。【０１８１】
ここで、第１モードとは、補正マップの更新の必要性についての簡易チェックを、ＥＧＡ方式のウエハアライメントにおけるサンプルショット領域をそのまま計測ショット領域として行うモードであり、第２モードとは、上記の簡易チェックを、サンプルショット領域の他に少なくとも１つのショット領域を計測ショット領域として追加して行うモードである。ここでは、計測ショット領域として追加されるショット領域としては、ウエハ上の周辺ショット領域の中から選択されたサンプルショット領域以外の１又は２以上のショット領域が予め定められているものとする。【０１８２】
そして、ステップ４９２における判断が否定された場合、すなわち第２モードが設定されていた場合には、ステップ４９４に進んで、そのサンプルショット領域以外の予め定めた計測ショット領域の位置情報（実測値）を、前述のサンプルショット領域の位置座標の計測と同様にして計測した後、ステップ４９６に移行する。【０１８３】
この一方、上記ステップ４９２における判断が肯定された場合、すなわち第１モードが設定されていた場合には、直ちにステップ４９６に移行する。【０１８４】
ステップ４９６では、各計測ショット領域について、位置ずれ量及びその非線形成分並びに該非線形成分の変動量を算出する。具体的には、前述したステップ４８７（及びステップ４９４）で実際に計測した各計測ショット領域の位置座標（実測値）とその設計値との差を各計測ショット領域の位置ずれ量（個別の基準位置からの位置ずれ量）として算出する。また、上記の各計測ショット領域の位置座標（実測値）と上記ステップ４８８で算出した位置座標（推定値）との差を、各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分として算出する。さらに、その算出した各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分と前述のデータテーブル内の補正マップに含まれる各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の補正値（又は補正マップの作成の際に前述のステップ４４４の処理により得られた各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の値）との差を、位置ずれ量の非線形成分の変動量として算出する。【０１８５】
次のステップ４９８では、上記ステップ４９６で算出された各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の変動量を所定の閾値と比較することで、位置ずれ量の非線形成分の変動量が全ての計測ショット領域で閾値内であるか否かを判断する。なお、このステップ４９８では、上記処理に代えて、補正マップの作成の際に前述のステップ４４４の処理の過程で得られた各計測ショット領域の位置ずれ量と、上記ステップ４９６で算出した各計測ショット領域の位置ずれ量との差を各計測ショット領域の位置ずれ量の変動量として算出し、その変動量を所定の閾値と比較しても良い。【０１８６】
そして、上記ステップ４９８における判断が肯定された場合には、補正マップの更新は不要であると判断できるので、ステップ５０６に移行する。この場合において、後述のステップ５０６で使用される補正マップは、Ｍn＝３までに使用されていた補正マップ(工程名ｎの処理が行われる第１番目のロットの際に算出された補正マップ)ということになる。【０１８７】
この一方、上記ステップ４９８における判断が否定された場合には、ステップ５００、ステップ５０２及びステップ５０４の処理を順次行うことで、補正マップを更新した後、ステップ５０６に移行する。【０１８８】
すなわち、ステップ５００では、各計測ショット領域について上記ステップ４９６で算出された位置ずれ量の非線形成分（又はその変動量）を所定の方法で評価し、その評価結果に基づいて追加すべき計測ショット領域を決定する。【０１８９】
ここで、このステップ５００における評価方法としては、種々の手法を採用することができる。【０１９０】
ａ．例えば、上記ステップ４９８の比較の結果、各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の変動量が閾値を越えたか否かを評価基準とし、その評価の結果、閾値を越えた計測ショット領域を中心とする複数のショット領域を追加すべき新たな計測ショット領域として決定する。あるいは、上記ステップ４９６で算出された各計測ショット領域の位置ずれ量又はその非線形成分が閾値を、越えたか否かを評価基準とし、その評価の結果、閾値を越えた計測ショット領域を中心とする複数のショット領域を追加すべき新たな計測ショット領域として決定する。あるいは、各計測ショット領域を着目するショット領域とし、その位置ずれ量又はその非線形成分（若しくはそれらの変動量）のベクトルをｒkとし、隣接する複数の計測ショット領域の位置ずれ量又はその非線形成分（若しくはそれらの変動量）のベクトルをｒiとしたときに、前述の式（４）の関数ｆk（ｓ）を用いて算出したベクトルｒkとベクトルをｒiとの方向に関する相関値がある値より小さくなる、計測ショット領域を中心とする複数のショット領域を追加すべき新たな計測ショット領域として決定する。これらの場合に、追加すべき新たな計測ショット領域の範囲を、前述した評価関数を用いて計算しても良い。【０１９１】
ｂ．この他、ウエハＷ上の複数のショット領域を、ウエハの中心を原点とする直交二軸（Ｘ軸にほぼ平行なα軸とＹ軸にほぼ平行なβ軸）により第１象限から第４象限に属する４つのブロックに予めブロック化しておき、上記ステップ４９８における比較の結果、位置ずれ量の非線形成分の変動量（又は位置ずれ量の変動量）の大きさが閾値を越える計測ショット領域が属するブロックについてのみ、そのブロックに属する計測ショット領域以外のショット領域を新たな計測ショット領域として決定することとすることもできる。【０１９２】
ｃ．この他、ウエハＷの非線形歪みは、ウエハ周辺ほど大きくなるという経験的事実に鑑みて、更新前の補正マップ中のウエハＷ上の各ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の補正値を用い、ウエハ中心のショット領域を着目するショット領域として前述の式（４）の評価関数ｆk（ｓ）に基づき、ウエハ中心からの距離ｓが変化する方向に関して、ウエハＷ上の複数のショット領域を、複数ブロックにブロック化し、各計測区画領域の非線形成分（又はその変動量）の大きさが閾値を越える計測ショット領域が属するブロックについてのみ、そのブロックに属する計測ショット領域以外のショット領域を新たな計測ショット領域として決定することとすることもできる。【０１９３】
ｄ．勿論、上記ａ．〜ｃ．の方法に限らず、算出された各計測区画領域の前記位置ずれ量あるいはその非線形成分（又はそれらの変動量）の所定の基準に基づく評価結果、又は更新前の補正マップに含まれる各ショット領域の前記位置ずれ量あるいはその非線形成分（又はそれらの変動量）の所定の基準に基づく評価結果などに基づいて、複数のショット領域を追加すべき新たな計測ショット領域として決定することとすれば良い。【０１９４】
いずれにしても、次のステップ５０２では、上記ステップ５００で決定した追加すべき新たな計測ショット領域それぞれの位置情報（ステージ座標系上における位置座標）を、前述のサンプルショット領域の位置座標の計測と同様にして計測する。【０１９５】
次のステップ５０４では、前述のデータテーブル内の工程名Ａのマップ格納領域に格納されている補正マップを更新する。具体的には、上記ステップ５０２で計測した新たな計測ショット領域それぞれの位置座標（位置情報の実測値）とそれぞれの設計値との差（新たな計測ショット領域それぞれの個別の基準位置に対する位置ずれ量）と上記ステップ４８８で算出した各計測ショット領域の位置座標（位置情報の推定値）との差を、新たな計測ショット領域それぞれの位置ずれ量の非線形成分（Ｘ成分及びＹ成分）として算出する。そして、ここで算出した新たな計測ショット領域それぞれの位置ずれ量の非線形成分（Ｘ成分及びＹ成分）の値、及び上記ステップ４９６で算出した各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分（Ｘ成分及びＹ成分）の値を、前述のステップ４４６で決定された補完関数に代入して、各計測ショット領域について、配列ずれの非線形成分(補正値)を算出する。【０１９６】
また、算出された各計測ショット領域の配列ずれの非線形成分(補正値)を用いて、補間演算により、ウエハＷ上の計測ショット領域以外のショット領域の配列ずれの非線形成分(補正値)を算出する。この補間演算としては、各ショット領域の中心位置毎に、その周囲に存在する複数の計測ショット領域についての配列ずれの非線形成分(補正値)に基づき、前述の米国特許出願公開第２００２／００４２６６４号明細書などに開示されるガウス分布を仮定した重み付け平均演算により、各ショット領域の中心位置の補正値を算出する方法を採用することができる。このとき、その重み付け平均演算の対象となる周囲に存在する複数の計測ショット領域の範囲を、前述した評価関数を用いて計算しても良い。あるいは、各ショット領域の中心位置毎に、評価関数を用いて計算した範囲内の計測ショット領域の補正値の単純平均を用いても良い。【０１９７】
そして、上述のようにして算出されたウエハＷ上の全てのショット領域についての補正値を用いて、前述のデータテーブルの工程名Ａのマップ格納領域に格納されている補正マップ内の各ショット領域の補正値を上書きすることで、その補正マップを更新する。【０１９８】
ステップ５０６では、前述のステップ４７６と同様に、前述した内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標（推定値）と、その時点で前述のデータテーブルの工程名Ａのマップ格納領域に格納されている補正マップ（補正マップの更新が行われている場合には、最新の更新後の補正マップ）と、予め計測したベースラインとに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。この場合、ロット内の第ｍ枚目（この場合、第１枚目）のウエハＷに対し、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域間の位置誤差（線形成分及び非線形成分）に起因する重ね合わせ誤差が補正された高精度な露光が行われる。【０１９９】
次のステップ５０８では、前述したカウンタのカウント値ｍ＞２４が成立するか否かを判断することにより、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断する。ここでは、ｍ＝１であるから、この判断は否定され、ステップ５１０に進んで、カウンタのカウント値ｍをインクリメント（ｍ←ｍ＋１）した後、ステップ４８４に戻る。【０２００】
ステップ４８４において、不図示のウエハローダを用いて図２のウエハホルダ２５上の露光処理済みのロット先頭のウエハとロット内の第２枚目のウエハＷとを交換する。【０２０１】
次のステップ４８６では、前述と同様にして、ウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷ（この場合、ロット内の第２枚目のウエハ）のサーチアライメントを行う。【０２０２】
次のステップ４８７、４８８では、前述と同様に、通常の８点ＥＧＡにより、ウエハＷ上の全ショット領域の位置座標を算出し、その算出結果を内部メモリの所定領域に記憶する。【０２０３】
次のステップ４９０では、前述したカウンタのカウント値ｍが、所定の値ｕ（＝２）以上か否かを判断することにより、ウエハホルダ２５（ウエハステージＷＳＴ）上のウエハＷが、ロット内の第ｕ（＝２）枚目以降のウエハであるか否かを判断する。この場合、ウエハＷはロット内の第２枚目のウエハであるから、ｍ＝２となっているので、ステップ４９０の判断は肯定され、ステップ５０６にジャンプする。【０２０４】
次のステップ５０６では、ロット内の第ｍ枚目（この場合、第２枚目）のウエハＷに対し、前述と同様にして、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作が行われ、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域間の位置誤差（線形成分及び非線形成分）に起因する重ね合わせ誤差が補正された高精度な露光が行われる。【０２０５】
上記のようにして、ロット内の第２枚目のウエハＷの露光が終了すると、ステップ５０８に進み、ロット内の全てのウエハの露光が終了したか否かを判断するが、ここにおける判断は否定され、ステップ５１０でカウント値ｍをインクリメントした後、ステップ４８４に戻って、以降、ロット内の全てのウエハの露光が終了するまで、上記ステップ４８４→４８６→４８７→４８８→４９０→５０６→５０８→５１０のループの処理、判断が繰り返し行われる。【０２０６】
そして、ロット内の全てのウエハの露光が終了し、ステップ５０８の判断が肯定されると、図１２のサブルーチンの処理を終了し図７のサブルーチン４０６におけるステップ４２６にリターンする。【０２０７】
ステップ４２６では、カウンタのカウント値Ｍを１に初期化した後（Ｍ←１）、ステップ４２８に進む。【０２０８】
ステップ４２８では、カウンタのカウント値Ｍをインクリメントした後、ステップ４３０に進んで、ステップ４１２で取得した工程名ｎ（ここでは工程名Ａ）に対応する、データテーブル内のパラメータＭnにカウント値Ｍを設定する。その後、サブルーチン４０６の処理を終了して図６のメインルーチンのステップ４１０に戻る。【０２０９】
これまでの説明からわかるように、以後、ホストコンピュータ１５０から工程Ａの露光処理が指示され、ステップ４０６の処理が実行される各ロットについて、（Ｋ−１）＝３ロットに１回、ステップ４２４のマップ更新ありロット処理のサブルーチンが実行され、それ以外のロット（ステップ４２４のサブルーチンが実行されるロット間の（Ｋ−２）＝２ロット）については、ステップ４２２のマップ更新なしロット処理のサブルーチンが実行される。【０２１０】
なお、Ｋ＝２である場合には、ホストコンピュータ１５０から工程Ａの露光処理が指示され、ステップ４０６の処理が実行される各ロットについては、第１番目のロットについて、ステップ４１８のマップ作成ありロット処理のサブルーチンが実行された後、第２番目以降の全てのロットについてステップ４２４のマップ更新ありロット処理のサブルーチンが繰り返し実行される。この場合、ステップ４２２のサブルーチンが実行されることはない。【０２１１】
この一方、前述したステップ４０４（図６参照）における判断が否定された場合、すなわち連続するロット間の重ね合わせ誤差を所定の閾値と比較して重ね合わせ誤差が大きいか否かを判断した結果、この判断が否定された場合には、第２のグリッド補正機能を用いて重ね合わせ誤差を補正して、露光を行うサブルーチン４０８に移行する。【０２１２】
このサブルーチン４０８では、露光装置１００1の主制御系２０により、露光対象のロットのウエハＷに対して図１３のフローチャートで示される処理アルゴリズムに従って処理が行われる。【０２１３】
このサブルーチン４０８では、まず、サブルーチン６０２において、前述したサブルーチン４３２と同様にして所定の準備作業を行う。すなわち、このサブルーチン６０２では、前述した図５のステップ３０２、３０４、３０６と同様にして、露光条件の設定、レチクルＲのロード、並びにレチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測が行われる。【０２１４】
次のステップ６０４では、上記ステップ２１０（図４参照）においてホストコンピュータ１５０から露光指示とともに与えられた露光条件の設定指示情報に基づいて、上記の所定の準備作業中に選択したプロセスプログラムファイル内に含まれるショットマップデータ及びサンプルショット領域の選択情報などのショットデータに対応する補正マップを記憶装置内のデータベースから選択的に読み出して内部メモリに一時的に記憶する。【０２１５】
次のステップ６０８では、不図示のウエハローダを用いて図１のウエハホルダ２５上の露光処理済みのウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハＷとを交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハＷ’のない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２５上に単にロードする。【０２１６】
次のステップ６１０では、そのウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメントを前述と同様の手順で行う。【０２１７】
次のステップ６１２では、ショットマップデータ及びサンプルショット領域の選択情報などのショットデータに従って、ＥＧＡ方式のウエハアライメントを前述と同様にして行い、ウエハＷ上の全ショット領域の位置座標を算出し、内部メモリの所定領域に記憶する。【０２１８】
次のステップ６１４では、前述した内部メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座標と、内部メモリ内に一時的に格納された補正マップ内のそれぞれのショット領域についての位置ずれ量の非線形成分の補正値（補正情報）とに基づいて、各ショット領域について位置ずれ量（線形成分及び非線形成分）が補正された重ね合わせ補正位置を算出するとともに、その重ね合わせ補正位置のデータと、予め計測したベースライン量とに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域に対する露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）を順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ロット先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷに対する露光処理が終了する。【０２１９】
次のステップ６１６では、予定枚数（例えば２５枚）のウエハに対する露光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６０８に戻り、以後上記処理、判断を繰り返し行う。【０２２０】
このようにして、予定枚数のウエハＷに対して露光が終了すると、ステップ６１６における判断が肯定され、図１３のサブルーチン４０８の処理を終了し、図６のメインルーチンのステップ４１０にリターンして、ＬＡＮ１６０及びターミナルサーバ１４０を介してホストコンピュータ１５０に露光終了を通知した後、一連の処理を終了する。【０２２１】
これまでの説明から明らかなように、露光装置１００1では、アライメント系ＡＳと、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するウエハレーザ干渉計システム１８と、これらアライメント系ＡＳの計測結果とその計測時のウエハレーザ干渉計システム１８の計測値とに基づいてウエハ上の各ショット領域に付設されたアライメントマークのステージ座標系における位置座標を算出する主制御系２０とによって、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハ上の任意のショット領域の区画領域の位置情報の実測値を検出する検出系が構成されている。【０２２２】
また、主制御系２０（より具体的にはＣＰＵ）とソフトウェアプログラムとによって、演算装置、判断装置、更新装置、制御装置、決定装置、算出装置及び評価装置が実現されている。すなわち、主制御系２０が行うステップ４８８の処理によって上記検出系により検出された、ウエハ上の複数のサンプルショット領域の位置情報の実測値を用いて統計演算によりウエハ上の各ショット領域域々の所定点との位置合わせに用いられる位置情報の推定値を算出する演算装置が実現されている。また、主制御系２０が行うステップ４９６、４９８の処理により、ウエハ上の複数のショット領域のうちのサンプルショット領域を少なくとも含む複数の計測ショット領域について、所定のインターバル（例えば（Ｋ−１）ロット（Ｋは２以上の整数）に１回の割合）で、前記検出系により検出された各計測ショット領域の位置情報の実測値と上記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測ショット領域の個別の基準位置（設計上の位置）に対する位置ずれ量の非線形成分の変動量をそれぞれ算出し、その算出された各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の変動量の大きさに基づいてウエハ上の複数のショット領域各々の個別の基準位置（設計上の位置）に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報の更新の必要性の有無を、判断する判断装置が実現されている。【０２２３】
また、主制御系２０が行うステップ５００、５０２及び５０４の処理により、判断装置により更新の必要があると判断された場合に、前記補正情報を更新する処理を行う更新装置が実現されている。このうち特にステップ５００の処理によりウエハ上の複数のショット領域のうち、前記計測区ショット領域を除く残りのショット領域の少なくとも一部のショット領域を新たな計測ショット領域として決定する決定装置が実現され、ステップ５０２、５０４の処理により、上記検出系により検出された、その新たな計測ショット領域の位置情報の実測値を含む全ての計測ショット領域の位置情報の実測値に基づいてウエハ上の複数のショット領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を、新たな補正情報として算出する算出装置が実現されている。また、主制御系２０が行う、ステップ４９０〜ステップ５００の処理により、ウエハ上の複数のショット領域のうちのサンプルショット領域を少なくとも含む複数の計測ショット領域について、所定のインターバル（例えば（Ｋ−１）ロット（Ｋは２以上の整数）に１回の割合）で、上述の検出系により検出された各ショット領域の位置情報の実測値と前記演算装置により算出された位置情報の推定値とに基づいて各計測ショット領域の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を評価し、その評価結果に基づいて追加すべき新たな計測ショット領域の個数及び配置の少なくとも一方や、補正マップを更新すべきか否かを決定する評価装置が実現されている。【０２２４】
さらに、主制御系２０が行う、ステップ５０６の処理により、各ショット領域を露光する際に、各ショット領域の前記位置情報の推定値と最新の補正情報とに基づいて、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷの位置を制御する制御装置が実現されている。【０２２５】
しかしながら、本発明の露光装置がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、上記の主制御系２０（より正確にはＣＰＵ）によるソフトウェアプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良い。【０２２６】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るリソグラフィシステム１１０によると、ホストコンピュータ１５０により、パイロットウエハ等の重ね合わせ誤差情報の解析の結果、ショット間誤差が非線形成分を多く含み、ＥＧＡ方式のウエハアライメントのみで重ね合わせ誤差の補正が困難であると判断された場合に、露光装置１００1に露光条件を指定して露光が指示される（図４のステップ２０４、２０６、２１０）。【０２２７】
そして、露光装置１００1の主制御系２０が、ロット間の重ね合わせ誤差が大きいと判断した場合には、図６のサブルーチン４０６の処理が実行される。【０２２８】
このサブルーチン４０６は、各ロットのウエハに対して、ホストコンピュータ１５０から露光装置１００1に露光条件を指定して露光が指示され、露光装置１００1の主制御系２０が、ロット間の重ね合わせ誤差が大きいと判断する都度、実行される。【０２２９】
そして、このサブルーチン４０６では、図７のフローチャートで示されるように、同一工程名（上記の説明中では工程名Ａ）の処理に関し、最初のロットのウエハについては、サブルーチン４１８の処理が実行され、第２番目〜Ｋ番目のロットのウエハについては、サブルーチン４２２の処理が（Ｋ−２）回連続して実行された後、サブルーチン４２４の処理が実行される。その後のロットのウエハについても、サブルーチン４２２の処理が（Ｋ−２）回連続して実行された後、サブルーチン４２４の処理が実行される。ここで、Ｋは２以上の整数であり、Ｋ＝２の場合は、第２番目以降のロットについては、各ロットについてサブルーチン４２４の処理が実行される。【０２３０】
サブルーチン４１８の処理において、前述したような評価関数の導入によって、経験則に頼ることなく、明確な根拠に基づいて、ウエハＷの非線形歪みを評価することができる。そして、その評価結果に基づいてウエハＷ上の各ショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分の補正値から成る補正マップを作成することができ、この補正マップ内の補正値とＥＧＡにより求めたショット領域の配列座標とに基づいて、各ショット領域の配列ずれ（線形成分のみならず非線形成分をも）が補正された重ね合せ補正位置を正確に求めることができる（図８のステップ４４０〜ステップ４５２）。従って、上記各ショット領域の重ね合せ補正位置に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせつつ、レチクルパターンをウエハＷ上の各ショット領域に転写することにより、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルパターンを非常に高精度に重ね合せることができる。【０２３１】
また、このサブルーチン４１８では、露光装置１００1の主制御系２０が、ロット内の第ｇ枚目（第２枚目）以降のウエハＷの露光に際しては、通常の８点ＥＧＡでの計測結果に基づいてウエハ上のショット領域の配列ずれの線形成分を補正するとともに、ショット領域の配列ずれの非線形成分については、その時点の補正マップ（そのロットの先頭ウエハの露光に先立って更新した補正マップ又はそれ以前に作成あるいは更新された補正マップ）をそのまま使用する（図８のステップ４５０、４５２）。【０２３２】
これは、同一ロット内のウエハについては、ショット領域の配列ずれ（位置ずれ量）は殆ど変化しないと考えられるので、このようにしても露光の際の重ね合わせ精度の低下は殆ど生じない反面、スループットの向上を図ることができるからである。【０２３３】
また、サブルーチン４２４において、図１２に示されるように、露光装置１００1の主制御系２０によりウエハステージＷＳＴを順次位置決めしつつ、アライメント系ＡＳ及びウエハレーザ干渉計システム１８を用いて、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷ上の複数のサンプルショット領域の位置座標（位置情報の実測値）が検出される（ステップ４８７）。また、主制御系２０により、検出されたサンプルショット領域の位置座標を用いてＥＧＡ演算によりウエハＷ上の各ショット領域々の所定点（例えば、レチクルパターンの投影中心）との位置合わせに用いられる位置座標（位置情報の推定値）が算出される（ステップ４８８）。【０２３４】
また、主制御系２０は、ウエハＷ上の複数の計測ショット領域について、（Ｋ−１）ロットに１回の割合で、計測した各計測ショット領域の位置情報の実測値と算出した位置情報の推定値とに基づいて各計測ショット領域の位置ずれ量及びその非線形成分並びに非線形成分の変動量をそれぞれ算出し（ステップ４９６）、その算出された各計測ショット領域の前記位置ずれ量の非線形成分（又はその変動量）の大きさに基づいてウエハＷ上の複数のショット領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正マップ（補正情報）の更新の必要性の有無を、判断する（ステップ４９８）。【０２３５】
すなわち、主制御系２０（判断装置）は、（Ｋ−１）ロットに１回の割合で、ウエハＷ上の複数のショット領域の一部のショット領域（計測ショット領域）についての位置情報の実測値と、その実測値の全部又は一部から算出される計測ショット領域の位置情報の推定値とに基づいて得られる位置ずれ量の非線形成分（又はその変動量）をチェックすることで補正マップの更新の必要性の有無を判断している。このため、複数のショット領域の位置ずれ量の補正値を更新するために、ロット毎に少なくとも１回ウエハ上の全てのショット領域の位置情報の実測値を求め、その実測値を用いて複数のショット領域の位置ずれ量の補正値を算出していた従来技術に比べて、位置情報の計測の対象となるショット領域数及びその計測時間を確実に低減することが可能になる。【０２３６】
また、更新の必要があると判断した場合には、主制御系２０（更新装置）は、補正情報を更新する処理を行う。すなわち、上記のチェックの結果、主制御系２０により補正マップの更新の必要があると判断された場合には、補正情報の更新が行われる（ステップ５００〜５０６）。【０２３７】
また、主制御系２０（評価装置）は、ウエハＷ上の複数の計測ショット領域について、（Ｋ−１）ロットに１回の割合で、検出した各計測ショット領域の位置情報の実測値と算出した位置情報の推定値とに基づいて各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分を評価し、その評価結果に基づいて追加すべき新たな計測ショット領域の個数及び配置を決定する（ステップ５００）。すなわち、計測ショット領域の数が十分でない場合、各計測ショット領域の位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて計測ショット領域が追加されるので、ウエハ上の複数のショット領域の一部（複数のサンプルショット領域を含んでいれば足りる）を当初の計測ショット領域として定めることができる。従って、この点においても、前述した従来技術に比べて、位置情報の計測の対象となるショット領域数及びその計測時間を確実に低減することが可能になる。【０２３８】
また、主制御系２０（評価装置）は、例えば、前記位置ずれ量の非線形成分が大きい計測ショット領域の周辺には、新たな計測ショット領域を多めに配置し、前記位置ずれ量の非線形成分が小さい計測ショット領域の周辺には、新たな計測ショット領域を配置しないなど、評価結果に応じて効率良く計測ショット領域の配置を定めることができる。【０２３９】
そして、主制御系２０（更新装置）は、検出したその新たな計測ショット領域（効率的に配置された計測ショット領域）の位置情報の実測値を含む全ての計測ショット領域の位置情報の実測値に基づいて補完演算により得られるウエハＷ上の複数のショット領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を用いて、複数のショット領域各々の前記位置ずれ量の非線形成分に関する補正マップを更新する（ステップ５０４）。【０２４０】
そして、主制御系２０（制御装置）は、ウエハＷ上の各ショット領域を露光する際に、各ショット領域の前記位置情報の推定値と最新の補正マップとに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の位置ずれ量（線形成分及び非線形成分）を補正した重ね合わせ補正位置を算出し、その算出結果に基づいてウエハステージＷＳＴを介してウエハＷの位置を制御する。この結果、露光の際のウエハステージＷＳＴの位置制御が精度良く行われる。【０２４１】
従って、複数ロット（１ロットは、例えば２５枚）のウエハのそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットかつ重ね合わせ精度の良好な露光を行うことが可能となる。【０２４２】
また、サブルーチン４２４では、主制御系２０が、ロット内の第ｕ枚目（第２枚目）以降のウエハＷの露光に際しては、補正マップの更新及びその必要性の有無の判断をも行うことなく、通常の８点ＥＧＡでの計測結果に基づいてウエハ上のショット領域の配列ずれの線形成分を補正するとともに、ショット領域の配列ずれの非線形成分については、その時点の補正マップ（そのロットの先頭ウエハの露光に先立って更新した補正マップ又はそれ以前に作成あるいは更新された補正マップ）をそのまま使用する（ステップ５０６）。【０２４３】
これは、前述と同様に、同一ロット内のウエハについては、ショット領域の配列ずれ（位置ずれ量）は殆ど変化しないと考えられるので、このようにしても露光の際の重ね合わせ精度の低下は殆ど生じない反面、スループットの向上を図ることができるからである。【０２４４】
また、サブルーチン４２２では、主制御系２０が、ロット内の全てのウエハＷの露光に際しては、通常の８点ＥＧＡでの計測結果に基づいてウエハ上のショット領域の配列ずれの線形成分を補正するとともに、ショット領域の配列ずれの非線形成分については、その時点の補正マップ（それ以前に作成あるいは更新された補正マップ）をそのまま使用する（ステップ４７６）。【０２４５】
この一方、露光装置１００1の主制御系２０が、ロット間の重ね合わせ誤差が小さいと判断した場合には、図６のサブルーチン４０８の処理が実行される。このサブルーチン４０８では、主制御系２０が露光条件の１つとして指定されたショットマップデータ及びサンプルショット領域に対応する補正マップを選択する（図１３のステップ６０４）。また、主制御系２０は、ウエハ上の複数のサンプルショット領域（露光条件の１つとして指定された特定の少なくとも３つのショット領域）それぞれに対応して設けられた複数のウエハマークを検出して得られる各サンプルショット領域の実測位置情報に基づいて統計演算（ＥＧＡ演算）により各ショット領域のレチクルパターンの投影位置との位置合わせに用いられる位置情報を求め、該位置情報と選択された補正マップとに基づいて、ウエハ上の各ショット領域を露光のための加速開始位置（露光基準位置）に移動した後、当該各ショット領域を走査露光する（ステップ６１２、６１４）。【０２４６】
すなわち、サブルーチン４０８では、上記の統計演算により得られる各ショット領域の個別の基準位置（設計値）からの位置ずれ量の線形成分を補正した各ショット領域のレチクルパターンの投影位置との位置合わせに用いられる位置情報を、選択した補正マップに含まれる対応する補正情報で補正した位置情報（すなわち、各ショット領域の個別の基準位置（設計値）からの位置ずれ量の線形成分及び非線形成分の両者を補正した位置情報）に基づいてウエハ上の各ショット領域が、露光のための加速開始位置に移動された後、当該各ショット領域の露光が行われる。従って、ウエハ上の各ショット領域は、位置ずれ量の線形成分のみならず非線形成分をも補正した位置に正確に移動された後露光が行われるので、重ね合わせ誤差の殆どない高精度な露光が可能となる。【０２４７】
このように、露光装置１００1及びその露光方法によると、複数ロットのウエハのそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、高スループットかつ重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うことが可能となる。【０２４８】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態のリソグラフィシステム１１０によると、露光装置相互間のステージのグリッド誤差などに起因する重ね合わせ誤差を非常に小さくすることが可能となる。特に、サブルーチン４０６の処理による場合には、ロット毎に変動するショット間誤差を精度良く補正することができ、また、サブルーチン４０８の処理による場合には、ショットマップの変更やサンプルショット領域の変更毎に変動するショット間誤差を精度良く補正することができる。【０２４９】
なお、上記実施形態では、複数ロットのウエハのそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行う際に、露光装置１００1の主制御系２０が、（Ｋ−１）＝３ロットすなわち３×２５＝７５枚のウエハ毎に、補正マップの更新の必要性の有無を判断し、その判断の結果更新が必要な場合に補正マップを更新する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、所定時間（所定日数）毎に、補正マップの更新の必要性の有無の判断などを行っても良い。【０２５０】
また、上記実施形態では、露光装置１００1が、ウエハＷ上の複数の計測ショット領域として複数のサンプルショット領域のみを指定する第１モードと、ウエハＷ上の複数の計測ショット領域として複数のサンプルショット領域及び残りのショット領域の少なくとも一部を指定する第２モードとが設定可能に構成されているものとした。しかし、本発明の露光装置が、これに限定されるものではなく、モードの選択は可能でなく、実質的に上記実施形態の第１モードと第２モードとの一方のみが設定されていても良い。すなわち、前述のステップ４９０→４９４→４９６、又はステップ４９０→４９６の処理の流れのみが設定されていても良い。【０２５１】
あるいは、上記ステップ４９２における判断が否定された場合に、上記ステップ４９６の処理に先立って、ステップ４９４の処理に代えて、各サンプルショット領域の位置ずれ量又はその非線形成分の大きさなどに基づき、上記実施形態のステップ５００と同様にして新たな計測ショット領域を決定し、その新たな計測ショット領域の位置情報を計測するようにすることも可能である。【０２５２】
なお、上記実施形態では、主制御系２０が、サブルーチン４２４のステップ５００において、各計測ショット領域について位置ずれ量の非線形成分（又はその変動量）を評価し、その評価結果に基づいて新たな（追加すべき）計測ショット領域を決定するものとしたが、これに限らず、更新前の補正マップに含まれる各区画領域の前記位置ずれ量の非線形成分の評価結果に基づいて新たな計測ショット領域を決定するようにしても良い。【０２５３】
また、上記実施形態では、補正情報は、補正マップの形式で、ＲＡＭ等のメモリ内のデータテーブルに格納されているものとしたが、これに限らず、補正情報は、補正関数の形式でメモリ内に記憶さていても良い。【０２５４】
なお、上記実施形態では、例えばサブルーチン４１８において、ロット内の第２枚目以降については、８点ＥＧＡを行うものとしたが、ＥＧＡの計測点数（アライメントマーク数（通常はサンプルショット領域数に対応）は、統計演算で求める未知パラメータ（上記実施形態では６つ）の数より多ければ、いくつでも良いことは勿論である。【０２５５】
なお、上記実施形態のサブルーチン４１８では、ロット先頭のウエハの露光に際して、全ショット領域のウエハマークの計測結果を用いてＥＧＡ演算により算出したショット配列座標と補完関数に基づいて算出した配列座標の非線形成分とに基づいて、各ショット領域を走査開始位置へ位置決めするものとしたが、これに限らず、ステップ４４０で計測した各ショット領域の位置ずれ量の実測値に基づいて、ＥＧＡ演算を行うことなく、各ショット領域を走査開始位置へ位置決めすることとしても良い。【０２５６】
また、上記実施形態において、ｇが３以上の整数に設定されている場合には、ロット内の最初の（ｇ−１）枚（複数枚）のウエハについては、ステップ４４０からステップ４４８までの処理が、繰り返し行われることとなるが、この際、ステップ４４８では、第２枚目から(ｇ−１)枚目までのウエハについては、全ショット領域の配列ずれの非線形成分（補正値）を、例えばそれまでの各回の演算結果の平均値に基づいて求めることとすれば良い。勿論、第ｇ枚目（ｇ≧３）以降のウエハでも、第（ｇ−１）枚目までの少なくとも２枚のウエハでそれぞれ算出される非線形成分（補正値）の平均値を用いるようにしても良い。【０２５７】
さらに、図８のステップ４４４では、ステップ４４０で計測した位置座標と設計上の位置座標とステップ４４２で算出した位置座標（推定値）とを用いて各ショット領域の位置ずれ量の線形成分と非線形成分とを分離したが、線形成分と非線形成分とを分離することなく、非線形成分のみを求めても良い。この場合には、ステップ４４０で計測した位置座標とステップ４４２で算出した位置座標との差を非線形成分とすれば良い。また、図５のステップ３１２、図８のステップ４３６、図１１のステップ４７２、図１２のステップ４８６及び図１３のステップ６１０のサーチアライメントは、ウエハＷの回転誤差が許容範囲内であるときなどは行わなくても良い。【０２５８】
また、上記実施形態では、グリッド補正機能を有する露光装置１００1が、前述した第１のグリッド補正機能及び第２のグリッド補正機能の両者を有する場合について説明したが、これに限らず、露光装置は、第１のグリッド補正機能のみを有していても良い。【０２５９】
なお、上記実施形態では、サブルーチン４１８におけるロット先頭のウエハの位置ずれ量の線形成分の補正データを、全ショット領域をサンプルショット領域としたＥＧＡ演算により求めるものとしたが、これに限らず、ロット内の２枚目以降のウエハと同様に指定されたサンプルショット領域のマークの検出結果を用いたＥＧＡ演算により求めることとしても良い。【０２６０】
また、上記実施形態では、ＥＧＡ方式のウエハアライメントを行うに際し、サンプルショット領域（全ショット領域又はその内の特定の複数のショット領域がサンプルショット領域として選択されている場合は、その選択された特定のショット領域）のアライメントマークの座標値を用いるものとしたが、例えばサンプルショット領域毎にその設計上の座標値に従ってウエハＷを移動してレチクルＲ上のマーク、又はアライメント系ＡＳの指標マークとの位置ずれ量を検出し、この位置ずれ量を用いて統計演算によってショット領域毎に設計上の座標値からの位置ずれ量を算出しても良いし、あるいはショット領域間のステップピッチの補正量を算出しても良い。【０２６１】
さらに、上記実施形態では、ＥＧＡ方式を前提に説明を行ったが、ＥＧＡ方式の代わりに重み付けＥＧＡ方式を用いても良いし、あるいはショット内多点ＥＧＡ方式等を用いても良い。なお、重み付けＥＧＡ方式のウエハアライメントについては、例えば特開平５−３０４０７７号公報及びこれに対応する米国特許第５，５２５，８０８号などに詳細に開示されている。【０２６２】
すなわち、この重み付けＥＧＡ方式では、ウエハ上の複数のショット領域（区画領域）のうち、予め選択された少なくとも３つのサンプルショット領域の静止座標系上における位置座標を計測する。次いで、ウエハ上のショット領域毎に、当該ショット領域（その中心点）とサンプルショット領域（その中心点）の各々との間の距離に応じて、あるいはショット領域とウエハ上で予め規定された所定の着目点との間の距離（第１情報）と、当該着目点とサンプルショット領域の各々との間の距離（第２情報）とに応じて、サンプルショット領域の静止座標系上における位置座標の各々に重み付けを行い、かつこの重み付けされた複数の位置座標を用いて統計演算（最小二乗法、又は単純なる平均化処理等）を行うことにより、ウエハ上の複数のショット領域の各々の静止座標系上における位置座標を決定する。そして、決定された位置座標に基づいて、ウエハ上に配列された複数のショット領域の各々を、静止座標系内の所定の基準位置（例えば、レチクルパターンの転写位置）に対して位置合わせする。【０２６３】
このような重み付けＥＧＡ方式によると、局所的な配列誤差（非線形な歪み）が存在するウエハであっても、サンプルショット領域数が比較的少なくて済み、かつ計算量を抑えながら、所定の基準位置に対して全てのショット領域を高精度、高速にアライメントすることが可能である。【０２６４】
また、ショット内多点ＥＧＡ方式は、例えば特開平６−３４９７０５号公報及びこれに対応する米国特許第６，２７８，９５７号などに開示されており、サンプルショット領域毎に複数のアライメントマークを検出してＸ、Ｙ座標をそれぞれ複数個ずつ得るようにし、ＥＧＡ方式で用いられるウエハの伸縮、回転等に対応するウエハパラメータの他に、ショット領域の回転誤差、直交度、及びスケーリングに対応するショットパラメータ（チップパラメータ）の少なくとも１つをパラメータとして含むモデル関数を用いて各ショット領域の位置情報、例えば座標値を算出するものである。【０２６５】
これを更に詳述すると、このショット内多点ＥＧＡ方式は、基板上に配列された各ショット領域内の基準位置に対してそれぞれ設計上一定の相対位置関係で配置された複数個のアライメントマーク（１次元マーク、２次元マークのいずれでも良い）がそれぞれ形成され、これら基板上に存在するアライメントマークの中から所定数のアライメントマークであって、Ｘ位置情報の数とＹ位置情報の数との和が上記モデル関数に含まれるウエハパラメータ及びショットパラメータの総数より多く、かつ少なくとも同一のサンプルショット領域について同一方向に複数の位置情報が得られる所定数のアライメントマークの位置情報を計測する。そして、これらの位置情報を、上記モデル関数に代入し、最小自乗法等を用いて統計処理することにより、そのモデル関数に含まれるパラメータを算出し、このパラメータと、各ショット領域内の基準位置の設計上の位置情報及び基準位置に対するアライメントマークの設計上の相対位置情報から、各ショット領域の位置情報を算出するものである。【０２６６】
これらの場合も、位置情報として、アライメントマークの座標値を用いても良いが、アライメントマークに関する位置情報であって統計処理に適切な情報であれば、如何なる情報を用いて統計演算を行っても良い。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、上記米国特許第５，５２５，８０８号、米国特許第６，２７８，９５７号における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。【０２６７】
この他、上記の評価関数を用いた評価結果により得られる半径ｓに基づいて、ＥＧＡ方式、あるいは重み付けＥＧＡ方式、又はショット内多点ＥＧＡ方式におけるＥＧＡ計測点数を適切に決定することもできる。【０２６８】
なお、上記実施形態では、マーク検出系として、オフアクシス方式のＦＩＡ系（結像式のアライメントセンサ）を用いる場合について説明したが、これに限らずいかなる方式のマーク検出系を用いても構わない。すなわち、ＴＴＲ（Through The Reticle）方式、ＴＴＬ（Through The Lens）方式、またオフアクシス方式の何れの方式であっても、更には検出方式がＦＩＡ系などで採用される結像方式（画像処理方式）以外、例えば回折光又は散乱光を検出する方式などであっても構わない。例えば、ウエハ上のアライメントマークにコヒーレントビームをほぼ垂直に照射し、当該マークから発生する同次数の回折光（±１次、±２次、……、±ｎ次回折光）を干渉させて検出するアライメント系でも良い。この場合、次数毎に回折光を独立に検出し、少なくとも１つの次数での検出結果を用いるようにしても良いし、波長が異なる複数のコヒーレントビームをアライメントマークに照射し、波長毎に各次数の回折光を干渉させて検出しても良い。【０２６９】
また、本発明は上記実施形態の如き、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に限らず、ステップ・アンド・リピート方式、又はプロキシミティ方式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする各種方式の露光装置にも全く同様に適用が可能である。【０２７０】
上記実施形態では、光源として、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザなどの遠紫外光源や、Ｆ2レーザなどの真空紫外光源、紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を発する超高圧水銀ランプなどを用いることができる。この他、真空紫外域の光を露光用照明光として用いる場合に、上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。【０２７１】
更に、露光用照明光としてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置に本発明を適用しても良い。この他、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。【０２７２】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。【０２７３】
《デバイス製造方法》
次に、上述した実施形態に係るリソグラフィシステム及びその露光方法をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。【０２７４】
図１４には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１４に示されるように、まず、ステップ７０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ７０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ７０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。【０２７５】
次に、ステップ７０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ７０１〜ステップ７０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ７０５（デバイス組立ステップ）において、ステップ７０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップ７０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。【０２７６】
最後に、ステップ７０６（検査ステップ）において、ステップ７０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。【０２７７】
図１５には、半導体デバイスの場合における、上記ステップ７０４の詳細なフロー例が示されている。図１５において、ステップ７１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ７１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ７１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ７１１〜ステップ７１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。【０２７８】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ７１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ７１６（露光ステップ）において、上で説明した露光装置及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ７１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ７１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ７１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。【０２７９】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。【０２８０】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ７１６）において、ロット毎のウエハの露光処理に際して、上記実施形態に係るリソグラフィシステム及びその露光方法が用いられるので、スループットを極力低下させることなく、レチクルパターンとウエハ上のショット領域との重ね合わせ精度の向上を図った高精度な露光が可能となる。この結果、スループットを低下させることなく、より微細な回路パターンを重ね合わせ精度良くウエハ上に転写することが可能になり、高集積度のマイクロデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることができる。特に、光源にＦ2レーザ光源等の真空紫外光源を用いる場合には、投影光学系の解像力の向上とあいまって、例えば最小線幅が０．１μｍ程度のであってもその生産性の向上が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明の露光方法及び露光装置は、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行うのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。また、本発明のプログラムは、露光装置の制御用のコンピュータに、複数の感光物体のそれぞれに対して連続的又は断続的に露光を行わせるのに適している。
【図１】
0004400745.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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