(57)【要約】【課題】露光工程のスループットを維持しつつ露光精度の向上を図ること。【解決手段】主制御装置２０のメインタスク３１は、アライメントマークがウエハ上に転写される際のアライメントマークの転写状態に関する各種トレースデータを計測する。ＰＣ上で動作する最適化アプリケーション１３０Ａのデータ変換タスク４２は、サンプルショット領域での各種トレースデータに基づいて、各サンプル地点での転写状態に関する情報のＭＥＡＮ値及びＭＳＤ値を算出し、シミュレーションタスク４３は、各サンプル地点のΔＣＤ値を推測し、サンプルショット領域の走査露光時に転写された露光範囲のΔＣＤマップを作成する。最適化タスク４４は、作成されたΔＣＤマップに基づいて、ウエハアライメントを最適化（アライメントマークのリジェクト及びパラメータ調整）する。【選択図】図３
2007027219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される際の当該パターン像の転写状態に関する情報を計測する第１工程と；
前記計測された前記パターン像の転写状態に関する情報に基づいて、前記パターン像の転写により前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報を推測する第２工程と；
前記推測された前記パターンの形成状態に関する情報に基づいて、前記パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する第３工程と；を含む最適化方法。
【請求項２】
前記第１工程に先立って、
前記パターン像が前記感光物体上に転写される際のその転写状態と前記パターンの形成状態との関係に関する情報を検出する第４工程をさらに含み、
前記第２工程における推測では、前記第４工程において検出された前記パターン像の転写状態と前記パターンの形成状態との関係に関する情報を用いることを特徴とする請求項１に記載の最適化方法。
【請求項３】
前記第３工程では、
前記形成状態が良好でないと推測されるパターンを、位置情報の検出対象から除外することを特徴とする請求項１又は２に記載の最適化方法。
【請求項４】
前記第３工程では、
前記推測されたパターンの形成状態に応じて、前記パターンの計測条件又は位置情報の検出条件を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の最適化方法。
【請求項５】
前記パターン像は、照明光により照明される照明領域に対して前記マスクを１次元方向に走査することにより、投影光学系を介して投影される前記マスク上のパターンの投影像であり、
前記感光物体上に形成されるパターンは、前記マスクの走査と同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して前記感光物体を同期走査することにより、前記感光物体上に転写形成されるパターンであり、
前記感光物体上のパターン像の転写状態に関する情報は、前記パターンが転写形成される前記感光物体の面形状に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のフォーカスに関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記マスクと前記感光物体との同期精度誤差に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記照明光のエネルギー量に関する情報との少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の最適化方法。
【請求項６】
前記第２工程では、
前記感光物体上のパターン像の転写状態に関する情報に、前記パターンが転写形成される前記感光物体の面形状に関する情報と、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のフォーカスに関する情報が含まれる場合には、
前記パターンが形成される前記感光物体の面位置を基準として、前記パターン像が転写される間の前記パターン像に対する前記感光物体のデフォーカス量の移動平均と移動標準偏差との少なくとも一方を算出し、その算出結果に基づいて、前記パターンの形成状態に関する情報を推測することを特徴とする請求項５に記載の最適化方法。
【請求項７】
前記パターン像は、位置合わせマークのパターン像であり、
前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報は、前記感光物体上に形成される前記位置合わせマークのサイズ及び位置ずれ量の少なくとも一方であることを特徴とする請求項５又は６に記載の最適化方法。
【請求項８】
前記一連の処理は、前記位置合わせマークの計測処理と、当該計測の結果に基づく位置合わせマークの位置情報の検出処理とを含み、
前記処理条件には、
前記位置合わせマークの計測条件及びその位置情報の検出条件の少なくとも一方が含まれることを特徴とする請求項７に記載の最適化方法。
【請求項９】
照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法であって、
前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを、同時に表示する表示方法。
【請求項１０】
前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報には、当該パターン領域が転写形成される間の前記感光物体のフォーカスに関する情報と、当該パターン領域が転写形成される間の前記マスクと前記感光物体との同期精度誤差に関する情報と、当該パターン領域が転写形成される間の前記照明光のエネルギー量に関する情報と、当該パターン領域に付設される位置合わせ用マークのサイズ及び位置ずれ量に関する情報とが含まれることを特徴とする請求項９に記載の表示方法。
【請求項１１】
前記位置合わせは、前記感光物体上に既に形成されている複数のパターン領域のうちの少なくとも２つの実測位置情報から推定されるパターン領域の配列の統計モデルに基づいて前記各パターン領域の位置情報を補正することにより行われ、
前記位置合わせに関する複数種類の情報には、前記感光物体上に既に形成されている少なくとも２つのパターン領域の実測位置に関する情報と、前記統計モデルに基づく前記各パターン領域の位置情報の補正量と、前記補正後の前記各パターン領域の位置の実測位置に対する残差成分とが含まれ、
前記重ね合わせに関する複数種類の情報には、重ね合わせ誤差の実測値に関する情報と、前記統計モデルに対応する前記重ね合わせ誤差の実測値の成分と、前記統計モデルに対応しない前記重ね合わせ誤差の実測値の成分とが含まれることを特徴とする請求項９又は１０に記載の表示方法。
【請求項１２】
前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する情報を等高線表示し、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する情報をベクトル表示することを特徴とする請求項９〜１１のいずれ一項に記載の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最適化方法及び表示方法に係り、さらに詳しくは、検出対象の位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する最適化方法、照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置（以下、「露光装置」と略述する）が主として用いられている。
【０００３】
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が、各層間での重ね合わせ精度が悪いと、回路上の特性に不都合が生じることがある。このような場合、チップが所期の特性を満足せず、最悪の場合にはそのチップが不良品となり、歩留りを低下させてしまう。このため、露光工程では、いわゆるロット内のウエハ１枚１枚について、回路パターンが形成されたウエハ上の複数のショット領域の各々に予めアライメントマークを付設しておき、重ね合わせ露光を行う場合には、全ショット領域の中からサンプルとして選択された幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に付設された各アライメントマークを何らかの観察装置で観察し、その観察結果に対し所定の処理を施すことによってアライメントマークの位置情報を検出し、（ウエハを保持するウエハステージのステージ座標系（該ウエハステージの移動を規定する座標系、通常はレーザ干渉計の測長軸によって規定される座標系）上の座標値）を、その観察結果に基づいて計測する。しかる後、この計測結果、すなわちマークの位置情報と既知のレチクルパターンの投影位置の位置情報（これは事前測定される）とに基づいて、ステージ座標系と、ウエハ上の複数のショット領域によって規定される配列座標系とのずれが統計的に求められ、そのずれを考慮して、各ショット領域とレチクルパターンの投影位置との位置関係を求める、いわゆるウエハアライメント（ファインアライメント）が行われる（例えば、特許文献１、２等）。
【０００４】
このウエハアライメントの結果は、サンプルショット領域の選択（すなわち、マークの選択）とマークの位置情報の処理パラメータの設定値などによって左右されるため、それらの選択及び設定を適切に行う必要がある。そのため、従来より、そのウエハに対する露光処理中又は露光処理前において、サンプルショット領域の選択や処理パラメータの調整が行われている。しかしながら、マークの選択や処理パラメータの調整をウエハＷの露光処理中または露光処理前に行うことは、リソグラフィシステムの負荷の軽減やスループットの観点からすると、あまり望ましいことではない。なお、この露光処理は、複数枚のウエハを１単位（この単位を、ロットという）として行われるため、ロット処理ともいう。
【０００５】
また、ロット処理において重要な点は、回路パターン等の転写精度であり、中でも特に重要なのは、各層のパターンの差ね合わせ精度や、ラインパターンの線幅均一性などである。そこで、従来より、あるウエハにおける重ね合わせ精度又は線幅均一性などに関する情報をグラフィカルに表示して、露光装置のユーザがそれを見て露光工程の評価を行うことができる評価システムが提供されている。
【０００６】
しかしながら、このような評価システムでは、重ね合わせ精度を評価指標とする場合には、重ね合わせ精度に関する情報のみを表示し、線幅均一性を評価指標とする場合には、線幅均一性に関する情報のみを表示するようになっている。この場合、本来、要求精度が同時に満たされるべき重ね合わせ精度と線幅均一性を同時に評価しようとすれば、表示画面を切り替えるなどの煩雑な作業が必要となってしまうという不都合があった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−４４４２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−８４５１６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の観点からすると、少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される際の当該パターン像の転写状態に関する情報を計測する第１工程と；前記計測された前記パターン像の転写状態に関する情報に基づいて、前記パターン像の転写により前記感光物体上に形成されるパターンの形成状態に関する情報を推測する第２工程と；前記推測された前記パターンの形成状態に関する情報に基づいて、前記パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を最適化する第３工程と；を含む最適化方法である。
【０００９】
これによれば、第１工程において、少なくとも１つのパターン像が感光物体上に転写される間における、そのパターン像の転写状態に関する情報を計測しておく。続く、第２工程において、計測されたパターン像の転写状態に関する情報に基づいて、そのパターンの形成状態に関する情報を推測する。そして、第３工程において、パターンの位置情報を検出するための一連の処理の処理条件を、推定されたパターンの形成状態に関する情報に基づいて最適化する。このようにすれば、上記一連の処理の最適化のために実際にパターンの形成状態に関する情報を計測する必要がなくなる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、照明光により照明される照明領域に対してマスクを走査し、これと同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して感光物体を走査する同期走査により、前記マスクに形成されたパターンが転写されるパターン領域を、前記感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する表示方法であって、前記感光物体上に既に転写形成されている前記パターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、前記パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを、同時に表示する表示方法である。
【００１１】
これによれば、マスクと感光物体との同期走査により、そのマスク上のパターン領域を、感光物体上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関する情報を表示する際に、感光物体上に既に転写形成されているパターン領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報と、パターン領域に対する位置合わせ及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類の情報のうちの少なくとも１種類の情報とを同時に表示する。すなわち、感光物体上のパターン領域の転写状態又は形成状態に関する情報と、位置合わせ又は重ね合わせの情報とを同時に表示させることができるようになるので、それらの総合的な評価が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、本発明の最適化方法及び表示方法が適用される一実施形態に係る露光装置１００の概略的な構成が示されている。この露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。
【００１４】
この露光装置１００は、照明系１０、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、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、アライメント系ＡＳ及びこれらの制御系（主制御装置２０及びステージ制御装置１９を含む）等を備えている。露光装置１００は、投影光学系ＰＬを中心に構成されている。そこで、以下では、その投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向をＺ軸方向（図１における紙面内上下方向）とし、Ｚ軸方向に直交する平面内でレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とが相対走査される走査方向をＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）とし、該Ｙ軸に直交する非走査方向をＸ軸方向（図１における紙面直交方向）として、説明を行う。
【００１５】
前記照明系１０は、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの照明光ＩＬを−Ｚ側に照射する。この照明系１０は、主制御装置２０及びステージ制御装置１９から送られた照明光ＩＬの強度の目標値に基づいて、照明光ＩＬの強度を制御する露光量制御系１１と、照明光ＩＬの照射範囲を制限するレチクルブラインド（１２Ａ、１２Ｂ）とを備えている。
【００１６】
この露光量制御系１１には、照明光ＩＬの強度を計測する不図示のセンサが備えられている。ウエハＷ上に対する実際の露光量（単位面積当たりのエネルギー積算値）と、このセンサの出力との関係は予め求められており、センサの出力から、ウエハＷ上の露光量を推測することができるようになっている。このようなセンサを備えることにより、走査露光中であっても、ウエハＷ上の露光量を計測することが可能となる。
【００１７】
照明光ＩＬの強度がこの目標値に沿ったものとなることは、ウエハＷ上に転写されるパターンが設計どおりのものとするための要件の１つであるため、この露光量制御系１１では、設定された照明光ＩＬの強度の目標値とセンサの出力との偏差（すなわち露光量誤差）が低減するように照明光ＩＬの強度を調整する。このセンサ出力は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られている。
【００１８】
レチクルブラインド１２Ａは、照明光ＩＬの通過領域としての開口が固定であるブラインドである。また、レチクルブラインド１２Ｂは、その開口部をＹ軸方向に移動させることが可能なブラインドである。
【００１９】
レチクルブラインド１２Ａは、レチクルＲ上において照明光ＩＬが照射される領域、すなわち照明領域ＩＡＲを規定する。この照明領域ＩＡＲの中心は、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸにほぼ一致している。この照明領域ＩＡＲは、Ｘ軸方向に細長く延びる矩形状（すなわちスリット状）の領域となっており、照明領域ＩＡＲ内の照明光ＩＬの強度は均一となっている。
【００２０】
レチクルブラインド１２Ｂは、走査露光中、ステージ制御装置１９の制御の下、後述する両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期走査に同期してＹ軸方向を移動する。このレチクルブラインド１２Ａの駆動により、露光開始直後及び露光終了直前において、ウエハＷ上の露光すべきでない部分へ照明光ＩＬが照射されるのが防止される。なお、レチクルブラインド１２ＢのＹ軸方向の開口幅を２Ｌとする。この開口幅２Ｌにより、走査露光におけるレチクルＲ上のパターン領域のＹ軸方向の幅と、ウエハＷ上に転写されるそのパターンの転写領域のＹ軸方向の幅とが規定される。
【００２１】
なお、本実施形態の照明系１０の詳細な構成は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号公報）などに開示されている。
【００２２】
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保持されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置制御のため、不図示のレチクルベース上をリニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とするレチクルステージ駆動部２９により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向（これをθｚとする）に微少駆動可能に構成されている。また、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、レチクルＲの全面が少なくとも照明光ＩＬ（すなわち、照明領域ＩＡＲ）を横切ることができるだけの移動ストロークを有している。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置及び姿勢（Ｘ、Ｙ、θｚ）はレチクルレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計とする）１６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。レチクル干渉計１６の計測値は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られる。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示に応じて、レチクル干渉計１６の計測値から得られるレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２９を用いてレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００２４】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの−Ｚ側に配置されている。この投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックな縮小光学系であり、その投影倍率は、例えば１／４、１／５あるいは１／６である。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、照明領域ＩＡＲ内にあるレチクルＲ上の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影される。この部分倒立像が投影される照明領域ＩＡＲと共役なウエハＷ上の領域を、露光領域ＩＡという。
【００２５】
前記ウエハステージＷＳＴは、ＸＹステージＷＳと、該ＸＹステージＷＳ上に搭載され、不図示のウエハホルダを介してウエハＷを真空吸着等により保持するウエハテーブルＷＴとを含んで構成されている。
【００２６】
前記ＸＹステージＷＳは、ウエハステージ駆動部２２の少なくとも一部を構成する不図示のリニアモータ等によってＸ、Ｙ、θｚ方向に２次元駆動可能に構成されている。
【００２７】
前記ウエハテーブルＷＴは、Ｚ軸方向に駆動するボイスコイルモータ等の３つのアクチュエータ７１（図１では、その１つを不図示としている）によってＸＹステージＷＳ上に３点で支持されている。各アクチュエータ７１のＺ軸方向の駆動量は、光電式又は静電容量式の各エンコーダ７３でそれぞれ検出されている。この３つのアクチュエータ７１の駆動により、ウエハテーブルＷＴを、Ｚ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転θｘ方向と、Ｙ軸回りの回転θｙ方向）に駆動することが可能である。３つのエンコーダ７３の検出信号は、ステージ制御装置１９に送られている。
【００２８】
ウエハテーブルＷＴのＸＹ平面内の位置（Ｘ、Ｙ）及び姿勢（θｚ、θｘ、θｙ）方向の傾斜は、ウエハレーザ干渉計（以下、ウエハ干渉計という）１８によって計測されている。これらの計測値は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られる。ステージ制御装置１９は、主制御装置２０からの指示に応じ、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、ウエハステージ駆動部２２を駆動し、ＸＹステージＷＳをＸ、Ｙ平面内（θｚ回転を含む）に移動させる。
【００２９】
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が固定されている。このアライメント系ＡＳでは、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた不図示の基準マーク板上の基準マーク及びウエハＷ上の後述するアライメントマークを、所定の計測処理を実行して計測し、その計測結果に基づいて、それらのマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置情報を、所定の検出処理を実行して検出する。検出されたマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置情報や、マークが検出できなかったときに発生するマーク検出エラーに関する情報など、マークの検出結果に関連するデータは、主制御装置２０に送られ、後述するウエハアライメント等に用いられることになる。
【００３０】
アライメント系ＡＳにおけるマークの計測処理の具体的な処理方法については幾つかのバリエーションが用意されており、調整が可能となっている。例えば、このアライメント系ＡＳは、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）系、ＦＩＡ（Field Image Alignment）系の２種類のアライメントセンサを有しており、一方のセンサをマーク計測用のセンサとして選択することが可能となっている。ここで、ＬＳＡ系は、レーザ光をマークに照射してマークをスキャンし、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサである。また、ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサである。いずれのセンサを選択するかは、装置パラメータの設定によって決定される。このようなマークの計測処理に関連する装置パラメータを、マーク計測条件パラメータともいう。このマーク計測条件パラメータの設定は、主制御装置２０によってなされる。なお、このようなアライメント系ＡＳ（ＦＩＡ系とＬＳＡ系を両方有するアライメント系）の構成に関しては、例えば特開平７−３２１０２８号公報等に開示されているので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
マーク計測条件パラメータとしては、この他、フォーカシングモード（マーク毎、最初のマークのみ、ウエハ中心付近のマークのみなど、フォーカス調整を行うタイミングの設定可能）、ＬＳＡ系での計測スキャン回数、スキャンステップ、ＦＩＡ系における上記画像データの１次元化の際の平均化ライン数、Ｘ位置検出用マークＹ位置検出用マークを含むマークに対しそれらの同時計測を行うか否かなどの指定を行うためのパラメータなどが用意されている。これらのパラメータについても、すべて、主制御装置２０により設定される。アライメント系ＡＳは、設定されたマーク計測条件パラメータにしたがって、マークの計測を行う。なお、このマーク計測条件パラメータについては、後に更に詳述する。
【００３２】
マーク計測処理の結果、各座標軸に沿った１次元波形データが得られる。マークの位置情報は、この１次元データから、マークに相当する部分を抽出することにより、検出される。アライメント系ＡＳでは、この１次元波形データを用いて、そのマークの位置情報を検出する検出処理を実行する。この検出処理についても、様々な調整が可能となっている。例えば、その１次波形からマーク波形を検出するための検出アルゴリズムについては、中点検出法、最大傾斜法、中点差分法などの幾つかのアルゴリズムが用意されており、そのいずれかを選択することができるようになっている。一般に、これらのアルゴリズムは、マークの種類によって決定される。例えば、検出精度の観点からすれば、マーク波形の非対称性が強い場合には、中点検出法や、最大傾斜法などが選択される方が望ましく、一本マークに対応する波形が山割れするような状況であった場合には、そのような山割れに対し比較的頑健である中点差分法が選択されるのが望ましい。このようなマーク検出アルゴリズムの選択も装置パラメータによって設定され、その装置パラメータを主制御装置２０が設定することができるようになっている。このようなマーク検出処理に関連する装置パラメータを以下ではマーク検出パラメータともいう。
【００３３】
このようなマーク検出パラメータには、他にも、検出対象から除外すべきマークの指定、スライスレベル、処理ゲート幅、検出対象のマークがマルチマークであったときのパラメータ、エッジを検出する方法、検出対象とするエッジの指定（エッジ選択モード）、コントラストリミットなどを指定するためのパラメータが用意されている。これらのマーク検出パラメータも、主制御装置２０により設定される。
【００３４】
この他、アライメント系ＡＳでは、このマークの計測結果が、そのマークの位置情報を検出するものとしてふさわしいものであるか否かをチェックするエラーチェックも行っている。このエラーチェックを行うための閾値、例えば、マークピッチ許容値、マーク幅許容値なども装置パラメータとして主制御装置２０によって設定可能である。主制御装置２０は、この他、また、後述するウエハアライメントにおけるＥＧＡ処理において、統計演算からにそのマークの位置情報を用いるか否かを決定するための閾値となるマークリジェクト値やＥＧＡリミット値なども装置パラメータとして設定可能となっている。
【００３５】
さらに、露光装置１００は、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、その光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系６０ａと、それらの結像光束がウエハＷの表面で反射することにより得られる反射光束を個別に受光する受光系６０ｂとから成る斜入射方式の多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）を備えている。
【００３６】
図２（Ａ）には、結像光束によりウエハＷ上に形成されたスリット像Ｓ11〜Ｓ77の一例が示されている。図２（Ａ）に示されるように、スリット像Ｓ11〜Ｓ77は、７行７列にマトリックス配置されている。スリット像の間隔は、Ｙ軸方向にｄ（例えば４ｍｍ）、Ｘ軸方向にｄ’（例えば３．５ｍｍ）である。受光系６０ｂは、これら４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77に対応する反射光束を受光する受光素子の受光結果に基づいて、各スリット像に対応するウエハＷの面位置（Ｚ軸方向の面高さ）を検出する。すなわち、スリット像Ｓ11〜Ｓ77が投影される位置は、ウエハＷの面位置が計測される計測点となっている。以下では、各スリット像に対応する計測点を、計測点Ｓ11〜Ｓ77と呼ぶ。この検出結果は、ステージ制御装置１９に送られる。この多点ＡＦ系の具体的な構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示されている。
【００３７】
図２（Ａ）において、露光領域ＩＡ内に３行７列のマトリックス状に配置された３×７（＝２１個）の計測点Ｓ31〜Ｓ57は、露光領域ＩＡ内に配置されている。また、１行の計測点Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67は、走査露光中における所定時間経過後のウエハＷの面位置の先読みに用いられる。さらに、計測点Ｓ21〜Ｓ27の＋Ｙ側に配置された１行の計測点Ｓ11〜Ｓ17、計測点Ｓ61〜Ｓ67の−Ｙ側に配置された１行の計測点Ｓ71〜Ｓ77は、計測点Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67よりもさらに先のウエハＷの面位置の先読みに用いられる。
【００３８】
ステージ制御装置１９には、主制御装置２０の指示の下、走査露光中においては、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）の計測結果を用いて、露光領域ＩＡ内のウエハＷの面を、投影光学系ＰＬの焦点深度内に一致させるように、ウエハのオートフォーカス／レベリング制御（以下、ＡＦ／Ｌ制御という）を行う不図示のＡＦ／Ｌ制御系が構築されている。このＡＦ／Ｌ制御系では、走査開始位置において、計測点Ｓ11〜Ｓ77がウエハ面を捉えている場合には、走査露光中（ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に走査される場合）は、図２（Ｂ）で実線で示される計測点のうち、９つの計測点での計測値が制御に使用される。また、走査開始位置において、計測点Ｓ11〜Ｓ77がウエハ面を捉えていない場合（いわゆるウエハ外周付近に位置するショット領域をウエハＷの外側から内側に露光していくような場合）、走査露光中は、図２（Ｃ）で実線で示される計測点のうち、９つの計測点で同時に計測された計測値が制御に使用される。
【００３９】
ここで、ＡＦ／Ｌ制御系についてさらに具体的に説明する。ステージ制御装置１９におけるＡＦ／Ｌ制御系では、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）で実線で示される先読みの計測点を含む９つの計測点で計測されたウエハの面位置の計測値に基づいて、ＡＦ／Ｌ制御におけるＺ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、θｙ方向のロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、θｘ方向のピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇを作成する。これら９つの計測点で囲まれるウエハ面は、所定時間経過後に露光領域ＩＡに達する面であるため、各制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、Ｒ＿ｔａｒｇ、Ｐ＿ｔａｒｇは、そのウエハ面が露光領域ＩＡに到達した時点での目標値となる。なお、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇについては、３つのエンコーダ７３の出力が０レベルであったときの、投影光学系ＰＬの像面に対するウエハテーブルＷＴの傾斜を考慮した値とする必要がある。
【００４０】
また、ステージ制御装置１９におけるＡＦ／Ｌ制御系では、ＡＦ／Ｌ制御におけるＺ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒも所定のサンプリング間隔で算出される。これらの制御目標値、追従誤差値の作成方法等の詳細については、例えば、特開２００１−３３８８７０号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒは、主制御装置２０に送られる。
【００４１】
前記主制御装置２０は、マルチタスクを実行可能なＣＰＵ、メモリ、各種インタ−フェイス等からなるいわゆるマイクロコンピュータを含んで構成されている。主制御装置２０上では、図３に示されるように、メインタスク３１と、後述するＰＣ１３０とデータの送受信を行う送受信タスク３３とが動作しており、記憶装置３２を備えている。一連の露光動作が的確に行われるように、例えば、レチクルＲとウエハＷの同期走査、ウエハＷのステッピング、露光タイミング等を、ステージ制御装置１９などを介して統括して制御し、走査露光を行ってレチクルＲ上の回路パターン等をウエハＷ上の複数のショット領域に転写する。
【００４２】
主制御装置２０のメインタスク３１は、不図示の上位装置（リソグラフィ工程のホストコンピュータ）などから、露光対象となっているウエハＷの設計情報としてのいわゆるプロセスプログラムファイルを得ている。主制御装置２０は、一連の露光工程が開始されたとき、まず、このプロセスプログラムファイルの内容を解析し、露光対象のウエハＷを露光する際の露光条件、例えば、照明光ＩＬの波長、照明系１０の照明光ＩＬの強度の目標値、照明ＮＡ、照明σ、照明形状などの照明条件や、回路パターンに含まれるラインパターンの設計線幅、投影光学系のＮＡ、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの走査条件や、ショットマップ（ウエハＷ上に転写されるショット領域のサイズや数、設計上の位置座標などのショット配列に関する情報を含むマップ）を取得する。
【００４３】
メインタスク３１は、ステージ制御装置１９や照明系１０などの露光装置１００の各種構成要素に対して、露光条件の設定を行う。この設定により、照明系１０、ステージ制御装置１９がその露光条件に従った状態に調整される。
【００４４】
露光条件の設定後、メインタスク３１は、主制御装置２０からの指示の下、走査露光を開始する。まず、ステージ制御装置１９を介して、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを走査開始位置に移動させ、その走査開始位置から両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを同期走査させる。ステージ制御装置１９では、ウエハステージＷＳＴに対しレチクルステージＲＳＴを追従させる同期制御系が構築されている。この同期制御系は、レチクルブラインド１２Ｂの同期制御も行っている。
【００４５】
また、ステージ制御装置１９は、この同期走査と並行して、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点の計測値、エンコーダ７３の出力に基づくＡＦ／Ｌ制御を行い、露光領域ＩＡ内のウエハ面を投影光学系ＰＬの焦点深度内に位置させるように、３つのアクチュエータ７１を駆動制御する。
【００４６】
また、これと同時に、照明系１０の露光量制御系１１は、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ内に回路パターン等が投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷ上の露光領域ＩＡ内に転写される間、照明光ＩＬの強度が一定となるように露光量制御を行う。
【００４７】
前述したように、この走査露光中、主制御装置２０には、照明系１０のセンサ出力（露光量）、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒなどが送られている。主制御装置２０のメインタスク３１は、その走査露光における露光対象となっているショット領域が、次の層での露光の際のウエハアライメントにおいて、アライメント系ＡＳにより計測対象となるショット領域（すなわちサンプルショット領域）であった場合には、これらのデータを、そのサンプルショット領域の走査露光中の時系列データ（トレースデータ）として記憶装置３２に保存する。具体的には、照明系１０のセンサ出力に対応する露光量［ｍＪ／ｃｍ2］の時系列データを、露光量トレースデータとして保存し、レチクル干渉計１６の計測値、ウエハ干渉計１８の計測値の時系列データを、同期精度トレースデータとして保存し、Ｚ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇ、ロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇ、ピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇ、Ｚ追従誤差値Ｚ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差値Ｒ＿ｅｒｒｏｒ、ピッチ追従誤差値Ｐ＿ｅｒｒｏｒの時系列データを、フォーカストレースデータとして保存する。
【００４８】
各種トレースデータは、一定時間でサンプリングされた順で、サンプリング番号（トレース番号）が付与されている。各種トレースデータは、その走査露光の対象であったウエハＷの番号（ウエハ番号）、ショットマップ上のそのショット領域の配列番号、ショット領域の位置座標、ウエハステージＷＳＴのスキャン方向、可動レチクルブラインド１２Ｂのブラインド幅（±Ｌ）、レチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の測定光の波長、必要な場合の原点オフセット、データのサンプル数などの付随的な情報（ヘッダ情報）とともに、ファイル形式で記憶装置３２に保存される。このデータが、どのウエハのどのショット領域に対応するものであるかについては、このヘッダ情報を参照することによって識別することができ、このヘッダ情報を参照すれば、これらのトレースデータから各種データを変換する際に必要な情報を取得することができるようになっている。
【００４９】
また、露光量トレースデータのヘッダ情報には、そのときに露光量制御系１１に設定されていた目標露光量も含まれている。また、フォーカストレースデータにおける各サンプルデータは、そのサンプリング時点におけるウエハ干渉計１８の計測値とともに格納される。また、同期精度トレースデータには、ウエハ干渉計１８の計測値からレチクルステージＲＳＴの目標位置指令を算出するために用いられた変換行列（回転行列等）に関する情報も含まれている。
【００５０】
ところで、ウエハＷ上のショット領域内のパターンの転写状態は、走査露光中の照明系ＩＬの目標露光量と実際の露光量との誤差（露光量誤差）、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ウエハ面のパターン像の像面からのフォーカスずれなどに左右される。もし、これらの誤差が大きい場合には、パターン形状（ラインパターンの線幅）及びパターンの転写位置が設計どおりではなくなり、露光精度が低下する。このため、走査露光は、このような誤差が十分に低減された状態で行われるのが望ましい。主制御装置２０のメインタスク３１によってファイル形式で保存された各種トレースデータは、その後、パターンの形成状態の推定に用いられることになる。
【００５１】
≪ウエハフラットネス計測≫
ところで、ウエハＷ上のパターンの形成状態は、露光量、同期精度、フォーカスの他に、ウエハＷの面形状、すなわちフラットネスの影響も受ける。このフラットネスが悪化すると、フォーカスの追従誤差が大きくなると予想される。そこで、本実施形態では、走査露光中の露光量、同期精度、フォーカスのトレースに加え、ウエハのフラットネスの計測も行う。
【００５２】
ウエハＷのフラットネスデータを計測する方法については、以下に示す３つの方法がある。
（１）走査露光前プリスキャンのフォーカストレースによる計測
これは、ウエハＷの走査露光前（ウエハステージＷＳＴのウエハＷのロード後）に、ＡＦ／Ｌ制御を行わない状態で、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴのプリスキャン動作（照明光ＩＬによる照射を行わない状態で、走査露光と同様に両ステージＷＳＴ、ＲＳＴを同期走査させる動作）を行うと同時に、その同期走査の際に得られる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果を取得し、取得された計測結果から算出される前述のフォーカストレースデータに基づいてフラットネスを取得する方法である。
（２）走査露光中のフォーカストレースによる計測
これは、ウエハＷの走査露光中（当然、ＡＦ／Ｌ制御を行っている）に得られる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果を取得し、取得された計測結果から算出されるフォーカストレースに基づいてフラットネスを取得する方法である。この方法では、ＡＦ／Ｌ制御を行っているため、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測結果から３つのアクチュエータ７１のＺ駆動によるウエハテーブルＷＴのＺ、θｘ、θｙの駆動量（３つのエンコーダ７３の出力から算出される）を差し引く必要がある。また、フラットネスデータは、ウエハＷ上で予め決められた代表地点でのウエハＷの面位置であるため、一定時間間隔でサンプルされる多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の複数の計測点の計測結果からウエハＷのフラットネスを求める場合には、適宜、データの補間を行う必要もある。
（３）多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）でない他の計測装置によるウエハＷのフラットネスデータの計測
このような計測装置には、例えば、フィゾー干渉計などがある。この計測装置は、露光装置１００内に設けられていてもよいが、外部に設けられていてもよい。
【００５３】
本実施形態では、上記（１）〜（３）までの計測方法を用いて、ウエハＷのフラットネスが計測される。いずれかの計測方法による計測の結果得られたフラットネスデータが、主制御装置２０内の記憶装置３２にファイル形式で格納される。なお、このフラットネスデータは、ウエハＷ上の代表地点（この代表地点は、原則としてマトリックス状に配置されている）でのウエハ面位置を表す面位置マップとなっており、離散的な値となっている。以下では、この面形状マップをＦｌｔ（Ｘ、Ｙ）で表すものとする。
【００５４】
ところで、露光装置１００では、露光対象のウエハＷに対するフラットネスデータが既に得られている状態で走査露光を行う場合には、そのフラットネスデータに基づくＡＦ／Ｌ制御を行うことができる。例えば、走査露光中、露光領域ＩＡ内のウエハ面を投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に位置させるための目標となる目標近似平面を、このフラットネスデータを基準として作成することができる。なお、この目標近似平面にウエハ面を近づけさせるためのウエハテーブルＷＴの位置及び姿勢の目標位置を目標スリット姿勢ともいう。
【００５５】
走査露光中に、この目標スリット姿勢を算出する場合には、露光領域ＩＡ内に位置するウエハ面のフラットネスデータに基づく目標近似平面を算出するのではなく、そのときのＡＦ／Ｌ制御に使用されている多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点に対応する地点のフラットネスデータに基づいて目標近似平面を算出する必要がある。フラットネスデータが計測されている地点が、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点と一致しない場合には、フラットネスデータのＸ軸方向の１次補間を行うことにより、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点に対応する地点でのフラットネスデータを算出すればよい。
【００５６】
この１次補間の補間幅は、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点を基準として±Ｘ方向で固定としている。多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の計測点は等間隔の同一ピッチでＸ軸方向に配置されているため、各計測点に対応する補間幅もＸ軸方向に同一ピッチとなっている。この補間幅にフラットネスデータが１つしか存在しない場合には、露光装置１００における不図示の表示装置の画面上にワーニング表示を行い、その最寄のデータをその計測点に対応する地点のフラットネスデータとして使用することができる。
【００５７】
また、Ｙ軸方向にも補間を行う必要がある場合には、上述のようにＸ軸方向の補間により求められたフラットネスデータを用いて、改めてＹ軸方向の補間を行えばよい。Ｙ軸方向についても補間幅が固定となっており、その補間幅にフラットネスデータが１つしかない場合や、フラットネスデータが計測されている地点と一致している場合には、データ補間を行わないようにしてもよい。データ補間を行わない場合には、最寄の地点のフラットネスデータをそのまま用いることができる。また、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）の各計測点を基準として、±Ｙ方向でフラットネスデータの計測地点の間隔の１／２の範囲内に、フラットネスデータが存在しない場合には、ワーニング表示を行い、最寄の地点のフラットネスデータをその計測点に対応する地点のフラットネスデータとして使用する。
【００５８】
なお、フォーカス／同期精度／露光量トレースデータを、各種制御に用いる場合にも、上述したデータ補間処理と同様な補間処理を適宜適用することができる。
【００５９】
ところで、露光装置１００において、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域に対して、重ね合わせ露光を行う場合には、上述したような走査露光に先立って、ウエハアライメントを行う必要がある。このウエハアライメントでは、まず、ウエハＷ上に既に形成されたショット領域のうち幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に付設された位置検出用のアライメントマークを、アライメント系ＡＳを用いて所定の計測処理を行って計測し、その計測結果に基づいて、そのアライメントマークの位置情報を検出する。そして、それらのサンプルショット領域に付設されたアライメントマークの位置情報に基づく統計演算（いわゆるＥＧＡ演算）により、ショット領域の配列座標を推定し、推定された配列座標を基準として重ね合わせ露光を行う。このようなウエハアライメントは、例えば、特開昭６１−４４４２９号公報などに開示されているので、詳細な説明を省略するが、以下では、このＥＧＡ演算により求められる、各ショット領域の位置のＸＹ補正量を、ＥＧＡ補正量といい、サンプルショット領域の実測位置（すなわちアライメントマークの実測位置）と、ＥＧＡ補正量により補正されたそれらの位置とのずれを残留誤差という。なお、以下では、このアライメントマークが、主として、ライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）マークであるものとして説明を行う。
【００６０】
これらのアライメントマークは、そのマークが属するショット領域が走査露光により転写されるときに同時に転写され形成されたものであり、その転写状態は、そのショット領域の回路パターンと同様に、走査露光中の照明系ＩＬの目標露光量と実際の露光量との誤差（露光量誤差）、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ウエハ面のパターン像の像面からのフォーカスずれなどに左右される。もし、これらの誤差が大きい場合には、転写形成されたアライメントマークの線幅及び転写位置が設計どおりではなくなり、その位置情報の検出及びその検出結果を用いた処理を良好に行うことが困難となる。
【００６１】
このことは、逆にいえば、アライメントマークが転写される間の露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス追従誤差などから、アライメントマークの形成状態を、ある程度推測することができることを示している。例えば、転写時の露光量、フォーカス状態などに応じて、転写されたアライメントマークのサイズ（例えば、ラインパターンの線幅など）が変化するが、露光量誤差や、デフォーカス量などから、ラインパターンの線幅をある程度推測することができる。また、ウエハＷ上に転写されるアライメントマークの転写位置は、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差に応じてずれるが、その同期精度誤差の大きさから、アライメントマークの転写位置の位置ずれ量をある程度推測することができる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、フォーカストレースデータ、露光量トレースデータ、同期精度トレースデータから、アライメントマークが転写される間の露光量誤差、同期精度誤差、フォーカス追従誤差を求め、求められた各種誤差に基づいてアライメントマークのΔＣＤ値（ラインパターンの線幅の設計値からの誤差）を推測する。そして、本実施形態では、その推測結果に基づいて、ウエハアライメントに関連する処理（アライメント系ＡＳにおけるアライメントマークの検出処理及びその位置情報の計測処理、これに続く主制御装置２０での統計演算処理などの一連の処理）の最適化を行う。
【００６３】
ところで、上述したピッチ追従誤差Ｐ＿ｅｒｒｏｒ、ロール追従誤差Ｒ＿ｅｒｒｏｒなどを考慮すると、同じアライメントマークが転写される領域内においても、ラインパターンの線幅が均一ではなくなることもある。そこで、本実施形態では、ウエハＷ上の転写領域内の線幅均一性を表すΔＣＤマップ（ΔＣＤ値のマップ）を求め、そのΔＣＤマップを用いて、アライメントマークの形成状態を推測し、ウエハアライメントを最適化する。
【００６４】
アライメントマークの形成状態の推測及びウエハアライメントの最適化は、図１に示されるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）１３０で行われる。ＰＣ１３０は、そのＣＰＵやメインメモリなどの情報処理装置を備えるＰＣ本体１３０Ｐ、マンマシンインターフェイスとしてのディスプレイ１３０Ｄ、キーボード１３０Ｋ、マウス１３０Ｍなどを備える一般的なコンピュータであり、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワークを介して主制御装置２０と接続されている。このＰＣ１３０上では、露光装置１００での走査露光により転写形成されたアライメントマークの形成状態を推測し、その推測結果に基づいて露光装置１００において行われるウエハアライメントの処理条件を最適化するためのアプリケーションソフトウエア（以下、最適化アプリケーションという）が動作可能となっている。
【００６５】
＜最適化アプリケーション＞
図３に示されるように、この最適化アプリケーション１３０Ａは、複数の処理タスクから構成されている。この最適化アプリケーション１３０Ａは、主制御装置２０の送受信タスク３３との間のデータの送受信を行う送受信タスク４１と、主制御装置２０から送られた各種ファイルのデータを、ΔＣＤ値を算出するために必要なデータに変換するデータ変換処理を行うデータ変換タスク４２と、変換されたデータを用いて、パターンの転写領域内の各代表地点におけるΔＣＤ値を求め、そのパターンの転写領域内のΔＣＤマップを作成するシミュレーションタスク４３と、作成されたΔＣＤマップに基づいて、ウエハアライメントに関する処理を最適化する最適化タスク４４とを備えている。
【００６６】
送受信タスク４１は、主制御装置２０の送受信タスク３３から送られてきた各種トレースファイルを受信して記憶装置４６へ格納し、記憶装置４６に格納されたアライメントマークのリジェクトに関する情報や、ウエハアライメント関連のパラメータの調整に関する情報を、主制御装置２０の送受信タスク３３に送る通信インターフェイスタスクである。主制御装置２０のメインタスク３１は、ウエハＷ上でのサンプルショット領域に対する走査露光が行われる度に、その走査露光における各種トレースファイル（フォーカス／同期精度／露光量トレースデータファイル）、フラットネスデータファイルをそのサンプルショット領域毎に作成し、記憶装置３２に保存している。オペレータがキーボード１３０Ｋ又はマウス１３０Ｍの操作により、最適化対象のウエハＷのウエハ番号やサンプルショット領域のショット領域番号を指定すると、その指定情報は、送受信タスク４１に伝達される。送受信タスク４１は、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）によりそのウエハ番号に対応するウエハＷでのすべての各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルの転送を、送受信タスク３３にリクエストする。送受信タスク３３は、指定されたウエハ番号のウエハＷに対応するすべてのサンプルショット領域の各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルを送受信タスク４１にＦＴＰ転送する。送受信タスク４１は、受信した各種トレースデータファイル、フラットネスデータファイルを、記憶装置４６に格納する。
【００６７】
記憶装置４６に対する各種トレースデータファイルの保存が完了すると、データ変換タスク４２の処理、シミュレーションタスク４３の処理、最適化タスク４４の処理がこの順で行われるようになる。
【００６８】
＜データ変換タスク＞
データ変換タスク４２は、各種トレースデータファイル（フォーカストレースデータファイル、同期精度トレースデータファイル、露光量トレースデータファイル）をファイルオープンして、その内容を読み込み、その中のフォーカストレースデータ、同期精度トレースデータ、露光量トレースデータを取得する。
【００６９】
上述した各種トレースデータに基づいて、ウエハＷ上のサンプルショット領域の走査露光において転写されたパターンの形成状態を推測するためには、まず、そのパターンの転写領域内の地点における像の転写状態がどのようなものであったかを求める必要がある。図４（Ａ）では、走査露光中にウエハＷ上を露光領域ＩＡが移動する様子が示されている。実際には、露光領域ＩＡに対してウエハＷが移動するようになるのであるが、図４（Ａ）では、説明を簡単にするために、ウエハＷ上を露光領域ＩＡが移動するように示している。
【００７０】
図４（Ａ）では、露光領域ＩＡのＹ軸方向中心がＹ＝Ａに位置している時点から露光が開始され、露光領域ＩＡのＹ軸方向中心がＹ＝Ｄに位置している時点で露光が終了している。上記各種トレースデータは、露光領域ＩＡがＡからＤに移動するまでのサンプリングデータとなっている。ショット領域のＹ軸方向のショット長２Ｌ’が３３ｍｍであるとし、レチクルブラインドによって規定される露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗが８ｍｍであるとすると、各種トレースデータは、Ｙ軸方向に、３３＋８＝４１ｍｍの範囲で取得されている。
【００７１】
ここで、パターンの転写領域内のある地点（任意の地点）について考える。この地点のショット内座標（ショット中を原点とする座標系）を（ｘ１、ｙ）とする。この地点の転写像の形成状態は、露光領域ＩＡがＢからＣに移動するまでのパターンの転写状態、すなわちその地点が露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間に観測された露光量誤差、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差、ＡＦ／Ｌ制御の追従誤差などに左右される。
【００７２】
この地点が露光領域ＩＡに差し掛かったときの露光領域ＩＡの位置（サンプリング位置）は、点線で示されるように、地点から−Ｙ側に、露光領域ＩＡの幅ｗの半分（ｗ／２）だけオフセットを有する地点が露光領域ＩＡの中心に位置しているときの位置（すなわちｙ−ｗ／２）である。また、地点が露光領域ＩＡから抜けるときのウエハステージＷＳＴの位置（サンプリング位置）は、その地点から＋Ｙ側に露光領域ＩＡの幅ｗの半分（ｗ／２）だけオフセットを有する地点が露光領域ＩＡの中心に位置しているときの位置（すなわちｙ＋ｗ／２）である。露光領域ＩＡがＢに位置しているときのショット内座標系におけるＹ座標のトレース番号を、ｋ−ｎとし、Ｃに位置しているときのショット内座標系におけるＹ座標のトレース番号をｋ＋ｎとする。
【００７３】
ここで、フォーカストレースデータについて着目する。データ変換タスク４１では、フラットネスデータＦｌｔ（Ｘ、Ｙ）及びフォーカストレースデータを用いて、ある地点（ｘ１、ｙ）が、露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間の総合的なフォーカス追従誤差の移動平均値ＺMEAN及び移動標準偏差ＺMSDを、その地点（ｘ１、ｙ）に転写される点像の転写状態に関する情報として算出する。
【００７４】
地点（ｘ１、ｙ）が、露光領域ＩＡに差し掛かってから抜けるまでの間の総合的なフォーカス追従誤差の移動平均値（すなわちＺ平均オフセット）ＺMEAN（ｘ１、ｙ）は、次式で表すことができる。
【００７５】
【数１】
2007027219.tif 000003
ｚ（ｊ）は、ショット内Ｙ位置ｊの地点（ショット内座標）が露光領域ＩＡのＹ軸方向中心にあったときのＺ制御目標値Ｚ＿ｔａｒｇとＺ追従誤差Ｚ＿ｅｒｒｏｒとの和である。Ｔｘ（ｊ）は、Ｙ位置ｊでのロール制御目標値Ｒ＿ｔａｒｇとロール追従誤差Ｒ＿ｅｒｒｏｒとの和である。Ｔｙ（ｊ）は、Ｙ位置ｊでのピッチ制御目標値Ｐ＿ｔａｒｇとピッチ追従誤差Ｐ＿ｅｒｒｏｒとの和であり、ａｍ（ｙ−ｊ）は、露光領域ＩＡの中心に対応するショット内位置座標（０，ｊ）と、地点（ｘ１、ｙ）とのＸ軸方向の距離である。Ｆｌｔ（ｘ１、ｙ）は、前述したように、地点（ｘ１，ｙ）でのフラットネスデータである。ｍは、その地点が、露光領域ＩＡがＢからＣまで移動する間のサンプリングデータの総数である。
【００７６】
すなわち、図４（Ｂ）において模式的に示されるように、地点（ｘ１、ｙ）における総合的なフォーカス追従誤差の移動平均（Ｚ平均オフセット）ＺMEAN（ｘ１、ｙ）は、Ｚ方向の総合的なフォーカスずれｚ（ｊ）と、ロールによるフォーカスずれＴｘ（ｊ）・ｘ１と、Ｔｙ（ｊ）・ａｍ（ｙ−ｊ）との和から、その地点での基準となるフラットネスＦｌｔ（ｘ１、ｙ）を差し引いたものの平均となる。
【００７７】
また、地点（ｘ１、ｙ）の位置が露光領域ＩＡに入ってから出るまでの間のフォーカス追従誤差の標準偏差（すなわちＺ移動標準偏差）ＺMSD（ｘ１、ｙ）は、次式で求められる。
【００７８】
【数２】
2007027219.tif 000004
データ変換タスク４２は、フラットネスデータＦｌｔ（Ｘ，Ｙ）から、各サンプルショット領域に対応するフラットネスデータＦｌｔ（ｘ１，ｙ）をショットフラットネスデータとして抽出する。図５（Ａ）には、このショットフラットネスデータＦｌｔ（ｘ１，ｙ）の一例が示されている。また、データ変換タスク４２は、パターンの転写領域の複数の代表地点それぞれについて、フォーカス追従誤差の移動平均ＺMEAN、移動標準偏差ＺMSDの値を上記式（１）、（２）に代入することによって求め、各代表地点でのＺ平均オフセットＺMEAN及びＺ移動標準偏差ＺMSDとして記憶装置４６に格納する。図５（Ｂ）には、Ｚ平均オフセットＺMEANの一例が示され、図５（Ｃ）には、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの一例が示されている。
【００７９】
また、データ変換タスク４２は、露光量誤差も算出する。図６には、露光量トレースデータの一例が示されている。露光量トレースデータは、ウエハ干渉計１８の計測値とセットで保存されていないため、まず、Ｙ軸方向に関するサンプリング間隔を求める。このサンプリング間隔ΔＹは、露光量トレースデータとともに保存されたスキャン長２Ｌ’（ブラインド幅２Ｌに対応）を、全トレースデータ数で除算することにより得られる。この除算により得られたサンプリング間隔をΔＹとする。
【００８０】
次に、各ショット領域のショット位置座標とブラインド幅とに基づいて、Ｙ軸方向に関する露光範囲の両端の位置座標を求める。これらの位置座標を基準として、スキャン方向に沿って、各サンプリング番号での露光量に対応するショット内Ｙ位置を求めることができる。そして、フォーカストレースデータと同様にして、パターンの転写領域内における各代表点での露光量誤差の移動平均値及び移動標準偏差値を求め、露光量誤差の移動平均と移動標準偏差の少なくとも一方に基づく露光量誤差の大きさを示す指標値としての露光量誤差ΔＩを求める。
【００８１】
さらに、データ変換タスク４２は、同期精度トレースデータ、すなわちトレース番号におけるレチクル干渉計１６、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、走査露光中でのそのサンプリング時点での両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）を求める。具体的には、ウエハ干渉計１８の計測値から得られるウエハステージＷＳＴの位置に対し、ファイル内に登録された変換行列を用いた演算により得られるレチクルステージＲＳＴの完全同期位置と、レチクル干渉計１６の計測値から得られるレチクルステージＲＳＴの実測位置との差を、干渉計の測定光の波長なども考慮して、同期精度誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向）として求める。
【００８２】
また、データ変換タスク４２は、各トレース番号に対応するレチクルステージＲＳＴのＹ位置（ただし、ウエハステージ換算とする）を、レチクル干渉計１６の測定光の波長と計測値とを用いて求める。各トレース番号に対応するＹ位置が、サンプリング位置となる。
【００８３】
次に、データ変換タスク４２は、同期精度トレースファイルのヘッダ情報として取得されているそのサンプルショット領域の位置座標と、ブラインド幅とに基づいて、そのサンプルショット領域の走査露光におけるウエハ座標系におけるＹ軸方向の露光範囲（露光対象領域Ｙ）の上限値、下限値を求める。
【００８４】
データ変換タスク４２は、上記、フォーカス追従誤差や露光量誤差と同様にして、各サンプリング位置におけるＸ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動平均及び移動標準偏差を求め、その移動平均及び移動標準偏差の少なくとも一方に基づくＸ軸、Ｙ軸、θｚ全体の同期精度誤差の大きさを示す指標値を同期精度誤差ｅを求める。図７（Ａ）には、Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動平均の一例が示され、図７（Ｂ）には、Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ方向の露光領域ＩＡのＹ軸方向の幅ｗの範囲内にある同期精度誤差の移動標準偏差の一例が示されている。
【００８５】
データ変換タスク４２は、このようにして、各サンプリング位置に対応するウエハＷ上の地点が露光されていた間の、Ｚ平均オフセットＺMEAN、移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差ΔＩを露光された領域内の各サンプリング位置（例えば、フラットネスが計測されていた代表地点）で求める。求められたＺ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩ（図３では、ＭＥＡＮ値及びＭＳＤ値と示されている）は、その各サンプリング位置に対応付けされて、記憶装置４６に格納される。
【００８６】
＜シミュレーションタスク＞
次に、シミュレーションタスク４３の動作について具体的に説明する。このシミュレーションタスク４３は、データ変換タスク４２によって求められた各代表地点のＺ平均オフセットＺMEAN、移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩに基づいて、サンプルショット領域内の各代表地点でのΔＣＤ値を推測する。
【００８７】
記憶装置４６には、ΔＣＤ値を推測するためのテーブル群が記憶されている。これらのテーブル群は、露光条件毎に備えられている。シミュレーションタスク４３では、そのテーブル群を参照して各代表地点でのΔＣＤ値を推測し、推測されたΔＣＤ値に関するマップであるΔＣＤマップを作成する。
【００８８】
図８には、このテーブル群の一例が模式的に示されている。図８に示されるように、このテーブル群は、メインテーブル５１と、幾つかのテーブル群５２とを備えている。
【００８９】
メインテーブル５１には、同期精度誤差ｅの代表値として５、１５、２５、３５μｍが指定され、露光量誤差ΔＩとして、５、１０、１５、３０ｍＪ／ｃｍ2が指定されており、各代表値の組合せにそれぞれ対応するテーブル群５２のテーブル名（Ｔ11〜Ｔ44）が設定されている。
【００９０】
複数のテーブル群５２（テーブル名（Ｔ11〜Ｔ44））には、それぞれ、Ｚ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSDを参照すれば、その値でのΔＣＤ値を求めることが可能なΔＣＤテーブルが用意されている。なお、同じＺMEAN、ＺMSDであってもΔＣＤ値は、像高（すなわちショット内Ｘ座標）ごとに異なるため、テーブル群５２では、ΔＣＤテーブルが像高の幾つかの代表値（ｆ1〜ｆM）ごとに用意されている。
【００９１】
シミュレーションタスク４２では、まず、データ変換タスク４１によって算出された同期精度誤差ｅと、露光量誤差ΔＩに基づいて、このメインテーブル５１を参照して、それらの値に近い代表値に対応するテーブル群をＴ11〜Ｔ44の中から選択する。
【００９２】
ここで、同期精度誤差ｅと露光量誤差ΔＩとがともにメインテーブル５１に登録された代表値と同じ値であった場合には、それらの代表値に対応するテーブル群を選択するようになる。また、同期精度誤差ｅと露光量誤差ΔＩとのどちらか一方が代表値であり、他方が代表値でない場合には、その代表値近傍の２つのテーブル群を選択することになる。具体的には、同期精度誤差ｅが１５であり、露光量誤差ΔＩが７である場合には、テーブル群Ｔ12、Ｔ22が選択されるようになる。また、同期精度誤差ｅが１０であり、露光量誤差ΔＩが１０である場合には、テーブル群Ｔ21、Ｔ22が選択される。
【００９３】
また、例えば、同期精度誤差ｅが１０で、露光量誤差ΔＩが７であったとする。この場合には、その値近傍の代表値に対応する４つのテーブル群Ｔ11、Ｔ12、Ｔ21、Ｔ22が選択されることになる。以下、４つのテーブル群が選択された場合のΔＣＤ値の算出方法について説明する。
【００９４】
同期精度誤差ｅに関して、複数のテーブル群が選択された場合、選択されたテーブル群に対応する同期精度誤差ｅの代表値のうち、小さい方を同期精度誤差最良値と呼び、大きい方を同期精度誤差最悪値と呼ぶ。また、露光量誤差ΔＩに関して、選択されたテーブル群に対応する露光量誤差ΔＩの代表値のうち、小さい方を露光量誤差最小値と呼び、大きい方を露光量誤差最大値と呼ぶ。
【００９５】
次に、シミュレーションタスク４２は、選択された４つのテーブル群の中から、アライメントマークのショット内Ｘ座標に対応する像高fk（ｋ＝１〜Ｍ）のテーブルを参照し、以下に示される４つのΔＣＤテーブルを読み出す。
（１）同期精度誤差最良値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル１
（２）同期精度誤差最悪値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル２
（３）同期精度誤差最良値と露光量誤差最小値での像高ｆkのΔＣＤテーブル３
（４）同期精度誤差最悪値と露光量誤差最大値での像高ｆkのΔＣＤテーブル４
【００９６】
まず、ΔＣＤテーブル１、２を参照して、ＺMEAN、ＺMSDに対応するΔＣＤ値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差ｅの、その内分比に基づく１次補間により、ΔＣＤテーブル１、２から読み出されたΔＣＤ値から、その同期精度誤差ｅに対応するΔＣＤ値を算出する。より具体的には、ΔＣＤと同期精度とを各座標軸とする２次元面内における２つのΔＣＤテーブル１、２から読み出されたΔＣＤ値、直線の切片と傾きを求め、同期精度誤差ｅにおけるその直線の値を、その同期精度誤差ｅに対応するΔＣＤ値として求める。
【００９７】
同様に、ΔＣＤテーブル３、４を参照して、ＺMEAN、ＺMSDに対応するΔＣＤ値を読み出す。そして、同期精度誤差最悪値と同期精度誤差最良値との間を内分する同期精度誤差の値のその内分比に基づく１次補間により、ΔＣＤテーブル３、４から読み出されたΔＣＤ値から、その同期精度誤差に対応するΔＣＤ値を算出する。
【００９８】
続いて、算出された２つのΔＣＤ値を、露光量誤差最小値と露光量誤差最大値との間を内分する露光量誤差の値の、その内分比に基づく１次補間により、その露光量誤差に対応するΔＣＤ値を算出する。このΔＣＤ値が、このサンプル地点における線幅誤差ΔＣＤ値となる。
【００９９】
上記補間は、上記２つのテーブルが選択された場合（同期精度誤差ｅ及び露光量誤差ΔＩのいずれか一方が代表値であった場合）にも用いられる。
【０１００】
シミュレーションタスク４３では、サンプルショット領域の走査露光での露光範囲の領域内の各代表地点でのΔＣＤ値を上述のテーブル群の選択（必要な場合には、選択されたテーブル群のΔＣＤ値による補間）によって求め、各サンプル点でのΔＣＤ値に基づいて、ΔＣＤマップを作成する。図９には、そのように作成されたΔＣＤマップの一例が、等高線表示で示されている。作成されたΔＣＤマップは、記憶装置４６に格納される。
【０１０１】
＜テーブル作成処理＞
ところで、このようなシミュレーションを行うためには、参照するに先立って、ΔＣＤテーブルに予めΔＣＤ値を予め登録しておく必要があるのは勿論である。そのため、Ｚ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、同期精度誤差値ｅ、露光量誤差値ΔＩと、ΔＣＤ値との関係を求める。ここで、このテーブルの作成処理について説明する。
【０１０２】
このΔＣＤテーブルは、ΔＣＤ値の実測により作成される。まず、例えば、Ｘ軸方向のＬ／ＳマークとＹ軸方向のＬ／Ｓマークとを含む計測用マークがパターン領域全面にマトリクス状に配置された計測用レチクルをレチクルＲに代えて、レチクルステージＲＳＴ上にロードし、通常の露光工程と同様に、ウエハＷ上の複数の異なる領域に対する走査露光を行うと同時に、主制御装置２０のメインタスク３１において、上述したようにフォーカストレース、露光量トレース、同期精度誤差トレースを取得する。各種トレースデータは、上述したように送受信タスク３３、４１間のＦＴＰ転送によりＰＣ１３０に転送され、の記憶装置４６に格納される。データ変換タスク４２は、この各種トレースデータを用いて、ウエハＷ内のアライメントマークが転写された地点のＺ平均オフセットＺmean、Ｚ移動標準偏差ＺMSD、露光量誤差ΔＩ、同期精度誤差ｅが算出される。
【０１０３】
さらに、計測用マークが全面に転写されたウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードして、現像した後、ＳＥＭやＯＣＤ法又は可能であればアライメント系ＡＳなどを用いてウエハＷ上のアライメントマークのラインパターンの線幅を計測し、各ラインパターンにおけるΔＣＤ値を算出する。算出されたΔＣＤ値の情報は、ＰＣ１３０に送られ、記憶装置４６に格納される。
【０１０４】
このアプリケーションには、データ変換タスク４１、シミュレーションタスク４２、最適化タスク４３の他、不図示のテーブル設定タスクを備えている。このテーブル設定タスクは、テーブル群５２のΔＣＤテーブルにおけるΔＣＤ値を登録するタスクである。このテーブル設定タスクは、テーブルに設定されているＺ移動平均Ｚmean、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの範囲、露光量誤差ΔＩ、同期精度誤差ｅの代表値を基準とする所定の範囲で、記憶装置４６に格納されたΔＣＤ値をグループ分けし、同じグループに属するΔＣＤ値の平均値を、そのグループのΔＣＤ値として、ΔＣＤテーブルに登録する。
【０１０５】
なお、ΔＣＤ値は、露光条件によっても異なるため、これらのテーブル群は、露光条件ごとに用意されるのが望ましい。このようなΔＣＤテーブルの作成方法の具体例については、例えば特開２００１−３３８８７０号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。
【０１０６】
＜最適化タスク＞
次に、最適化タスク４４の動作について説明する。シミュレーションタスク４３がΔＣＤマップを作成した後に実行される。最適化タスク４４は、記憶装置４６に格納されたΔＣＤマップ（サンプルショット領域のΔＣＤマップ）を読み出し、サンプルショット領域内におけるアライメントマークが転写形成されている領域でのΔＣＤ値の均一性（線幅均一性）を求め、求められた線幅均一性に基づいて、アライメントマークの形成状態を評価する。最適化タスク４４は、アライメントマークの形成状態の評価結果に基づいて、このままでは、その位置情報を精度良く検出することが困難な形成状態であると判断した場合には、そのアライメントマークを計測対象から除外したり、そのアライメントマークの検出処理及び計測処理に関連するパラメータの調整を行う。
【０１０７】
＜アライメントマークのリジェクト＞
シミュレーションタスク４３によって作成されたサンプルショット領域におけるΔＣＤマップが図９に示されるようなものであったとする。最適化タスク４４は、まず、このΔＣＤマップを用いて、計測対象となっているアライメントマークが形成されている領域での線幅均一性を評価する。アライメントマークが形成されている領域は、設計上の位置座標から求めることができる。最適化タスク４４は、この線幅均一性が所定のレベル以下であるアライメントマークについては、ウエハアライメントの計測対象から除外することができる。
【０１０８】
＜パラメータの調整＞
最適化タスク４４は、ΔＣＤマップに基づいてウエハアライメントに関連する装置パラメータの調整を行うことができる。ウエハアライメントに関連する装置パラメータは多数存在し、その最適化方法としてはそのパラメータの性質に応じた方法を適用することができる。ここでは、代表的なパラメータについての最適化の方法について幾つか例示する。上述したように最適化の対象となるウエハアライメント関連のパラメータとしては、前述のように、マークの計測処理に用いられるマーク計測条件パラメータと、マークの位置情報の検出処理に用いられるマーク検出パラメータと、マーク検出許容値とに分類することができるので、以下、それぞれのパラメータの種別ごとにまとめて説明する。
【０１０９】
＜マーク計測条件パラメータ＞
（１）センサ選択パラメータ
上述したように、アライメント系ＡＳでは、アライメントセンサとして、ＦＩＡ系とＬＳＡ系とが用意されており、このパラメータはそのいずれかを選択するためのパラメータである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域内の線幅均一性が悪く、マークの非対称性が強いと判断した場合には、ＬＳＡ系でなく、ＦＩＡ系を選択することができる。
【０１１０】
（２）フォーカシングモードパラメータ
フォーカシングモードとは、センサのフォーカスの調整を、どの程度の頻度で行うかを設定するためのモードであり、このパラメータはそのモードを設定するためのパラメータである。例えば、このパラメータにより、最初のマークの検出時のみフォーカス調整を行うモード、マーク毎にフォーカス調整を行うモード、ウエハの中央部のマークだけフォーカス調整を行うモードなど、様々なタイミングでのフォーカス調整の設定が可能となっている。最適化タスク４４は、露光対象のウエハにおいて、アライメントマークが転写された領域の線幅均一性が悪いと判断した場合には、アライメントマーク毎に、フォーカス調整を行うように設定することができる。ただし、個々のマークにおける線幅均一性は良好なものであっても、サンプルショット領域間で線幅均一性にムラがある場合には、サンプルショット領域毎にフォーカス調整を行うように設定することもできる。
【０１１１】
（３）ＬＳＡ系関連パラメータ
ＬＳＡ系関連のパラメータとしては、例えば、その測定光の計測スキャン回数や、スキャンステップがある。最適化タスク４４は、マークが形成された領域内の線幅均一性が悪い場合には、ＬＳＡ系の計測スキャン回数を増やし、そのスキャンステップを大きく設定することができる。
（４）ＦＩＡ系関連パラメータ
ＦＩＡ系関連のパラメータとしては、例えば、平均化ライン数がある。最適化タスク４４は、マーク領域内の線幅均一性が悪い場合には、ＦＩＡ系の平均化ライン数を多く設定することができる。
なお、上記（３）、（４）のパラメータは、一般的に、データの平均化などに関わるものであるため、その最適化は、ΔＣＤマップ内のΔＣＤ値の分布状態により異なったものとなる。
【０１１２】
（５）ＸＹマーク設定パラメータ
このパラメータは、計測対象のマークを、Ｘ軸方向に関するもののみ、Ｙ軸方向に関するもののみとすることを指定することができる装置パラメータである。最適化タスク４４は、マーク領域内の線幅均一性が特定の軸方向だけ悪化している場合には、その軸方向のマークだけを検出対象から外すように設定することができる。このようにすれば、位置情報を精度良く検出することができないマークを計測対象から外すことができるので、その計測を行う必要がなくなり、スループットの向上が期待される。
【０１１３】
＜マーク検出パラメータの調整＞
（１）マーク検出アルゴリズムの選択パラメータ
前述のように、この露光装置１００では、マーク検出アルゴリズムとして、中点検出法、最大傾斜法、中点差分法が用意されている。マークの非対称性が強い場合には、その検出アルゴリズムとしては、中点検出法、最大傾斜法などが適しており、マークが山割れしているような場合には、その検出アルゴリズムとしては、中点差分法が適している。そこで、最適化タスク４４では、ΔＣＤマップにおけるそのマークが形成されている領域でのΔＣＤ面が一方に傾いているような場合には、中点検出法、最大傾斜法を選択することができ、ΔＣＤマップにおけるそのマークの領域内のΔＣＤ面に上に凸又は下に凸であるような場合には、中点差分法を選択するようにすることができる。なお、中点検出法、最大傾斜法などについては、例えば、特開平１１−２３３４２０号公報、特開平１０−２３９０３９号公報などに開示されているので詳細な説明を省略する。
【０１１４】
（２）マーク選択パラメータ
アライメントマークとして複数のマークが存在する場合に、複数のマークの中から幾つかのマークを選択するモードである。最適化タスク４４は、その中の幾つかのマークにおける線幅均一性が悪化している場合に、そのマークを個別に検出対象から外すように設定することができる。この場合、例えば、中央のマークを数本、左側のマークを数本、右側のマークを数本はずしたりというように細かく指定することができる。
【０１１５】
（３）スライスレベルのパラメータ
スライスレベルとは、位置情報を検出するために信号レベルをスライスするレベルのことである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域内の線幅均一性が悪い場合には、このスライスレベルを下げるようにすることができる。
【０１１６】
（４）処理ゲート幅のパラメータ
処理ゲート幅とは、アライメントマークの設計上の位置座標を中心として定められる所定幅の領域のことであり、この処理ゲート幅内でアライメントマークの計測が行われるようになる。最適化タスク４４は、マークが転写された領域のΔＣＤ値を参照して、マークの線幅が細くなっている場合には、処理ゲート幅を狭くし、逆に、太くなっている場合には、処理ゲート幅を太くする。
【０１１７】
（５）マルチマークの両端の設定パラメータ
アライメントマークが、Ｘ軸方向又はＹ軸方向で所定ピッチで配列されたマルチマークであった場合、最適化タスク４４は、マークが転写された領域周辺の線幅均一性が悪い場合には、そのマルチマークの両端を、検出対象から除外することができる。
（６）マルチマークエラーモード
アライメントマークが、上記マルチマークであった場合、最適化タスク４４は、マークが転写された領域の線幅均一性が悪い場合には、エラーの頻発を防ぐためにエラーが発生するマークの許容本数を増やし、逆に、線幅均一性が良好で、検出する位置情報を高精度なものとするためにエラーが発生するマークの許容本数を減らすことができる。
【０１１８】
（７）エッジ検出法
一般的に、アライメントマークの位置を検出しようとする場合には、まず、そのマークのエッジと思われる位置の候補を検出することにより行われるが、そのエッジ候補を検出するためには、得られた波形データを微分する必要がある。そして、この微分データからエッジ候補位置を検出する方法として、主に、スライス法と最大傾斜法の２つが考えられる。最適化タスク４４は、サンプルショット領域の線幅均一性が悪くアライメントマークの非対称性が高い場合には、スライス法よりも、マークの非対称性に対して頑健な最大傾斜法を選択することができる。
【０１１９】
（８）エッジ選択モード
アライメントマークがボックスマークである場合には、通常は、外側のエッジと、内側のエッジとを両方エッジの検出対象としているが、このパラメータにより、内側のエッジのみ検出するか、外側のエッジのみを検出するかを指定することができる。最適化タスク４４は、ボックスマークが転写された領域内の線幅均一性が悪く、マークの非対称性が高い場合、そのボックスマークが凹マークである場合には、外側のエッジを検出対象とし、凸マークである場合、内側のエッジを検出対象とするように、このパラメータを調整することができる。
【０１２０】
（９）コントラストリミット
コントラストリミットは、そのリミット値以下のレベルの波形の変動をノイズ成分として０レベルとみなすためのものである。最適化タスク４４は、アライメントマークが転写された領域の線幅均一性が悪く、マーク検出信号波形のレベルにばらつきがある場合には、コントラストリミットを下げるように設定することができる。
【０１２１】
マーク計測条件パラメータ、マーク検出パラメータは上述のものには限られない。また、マーク計測条件パラメータ、マーク検出パラメータの他、マーク検出エラーのエラー検出処理や、統計演算処理に用いられる各種許容値（マークピッチ許容値、マーク幅許容値、マークリジェクト値、ＥＧＡリミット値）などを調整することができる。例えば、マークが転写された領域の線幅均一性が悪い場合には、マークピッチ許容値、マーク幅許容値を緩めに設定することにより、マーク検出エラーの頻発を防止し、マークリジェクト値、ＥＧＡリミット値をタイトに設定することにより、アライメントの精度を確保することができる。すなわち、最適化タスク４４では、ウエハアライメントに関連するすべてのパラメータが最適化の対象と成り得る。
【０１２２】
最適化タスク４４は、上述したようなアライメントマークのリジェクト、ウエハアライメント関連のパラメータの調整を行った後、それら最適化の結果に関する情報（すなわちリジェクトされるアライメントマークの識別番号や、最適化後のパラメータの設定値）を記憶装置４６に格納する。
【０１２３】
送受信タスク４１は、主制御装置２０の送受信タスク３３に対し、計測対象から除外するアライメントマークに関する情報や、最適化されたアライメント関連のパラメータの設定値を送信する。送受信タスク３３は、これらの情報を、記憶装置３２に格納する。
【０１２４】
主制御装置２０では、このウエハＷの次の層の露光を行うにあたって、上記情報を参照し、リジェクトすべきアライメントマークをアライメント系ＡＳの計測対象からはずすととともに、ウエハアライメント関連のパラメータの設定値を更新した上で、ウエハアライメントを行う。
【０１２５】
＜アプリケーションにおける表示＞
上述したように、この最適化アプリケーションでは、サンプルショット領域内のΔＣＤマップを作成し、作成されたΔＣＤマップに基づいてウエハアライメントの最適化を行ったが、オペレータによる、キーボード１３０Ｋ及びマウス１３０Ｍの操作により、作成されたΔＣＤマップをディスプレイ１３０Ｄに表示することもできる。
【０１２６】
図１０には、この最適化シミュレーションのウィンドウ画面の一例が示されている。このウインドウ画面には、露光されたウエハＷのショットマップがイメージ表示されており、幾つかのショット領域（サンプルショット領域）に対応するセルでは、４つのベクトルが表示されている。この４つのベクトルは、サンプルショット領域で計測された重ね合わせ誤差を表すベクトルである。このサンプルショット領域には、その４角の近傍に、重ね合わせ誤差計測用マークが回路パターンとともに転写されており、このウエハＷの現像後には、現工程での重ね合わせ誤差計測用マークと、元工程での重ね合わせ誤差計測用マークとの位置ずれ量が計測されているものとする。その計測結果は、記憶装置４６に格納されている。
【０１２７】
この最適化アプリケーションでは、その重ね合わせ誤差を表すベクトルをショットマップ上に重ね合わせて表示している。
【０１２８】
さらに、オペレータがマウス１３０Ｍ等を操作して、表示されたショットマップにおけるサンプルショット領域をクリックすると、そのサンプルショット領域のΔＣＤマップがポップアップ表示されるようになる。なお、このΔＣＤマップは、右下に示されるように、３次元グラフとして表示することも可能である。
【０１２９】
また、このΔＣＤマップ表示に重ね合わせて、ショットマップ上に表示されていた重ね合わせ誤差ベクトルを表示するようにしてもよい。このようにすれば、オペレータが、線幅均一性と重ね合わせ誤差とを同時に評価することができるようになる。
【０１３０】
なお、ΔＣＤマップと同時に表示する情報としては、重ね合わせ誤差のみに留まらない。例えば、ＥＧＡ関連のデータ、例えばＥＧＡ補正量、残留誤差などをΔＣＤマップに重ね合わせるように表示するようにしてもよい。また、重ね合わせ誤差成分を、線形１次モデル式で近似した場合に得られるその１次成分、重ね合わせ誤差からその１次成分を除いた時に得られる残差成分の少なくとも一方を表示するようにしてもよい。
【０１３１】
さらに、重ね合わせ誤差等は、ベクトルで表示するようにしなくてもよく、例えば、そのベクトルの終点を結んで形成される矩形を表示するようにしてもよい。
【０１３２】
また、ショットマップのセルをマウス１３０Ｍでクリックしたときにポップアップ表示されるのは、ΔＣＤマップのみとしなくてもよい。例えば、ΔＣＤマップ、図５（Ａ）に示されるフラットネスデータ、図５（Ｂ）に示されるＺ平均オフセット、図５（Ｃ）に示されるＺ移動標準偏差、図６に示される露光量トレースデータ、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示される同期精度トレースデータのいずれか、又は全てのデータを表示するようにしてもよい。また、ΔＣＤマップは、シミュレーションタスク４３により作成されたものでなく、ＳＥＭ等の実測により作成されたΔＣＤマップであってもよい。
【０１３３】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、少なくとも１つのアライメントマーク（Ｌ／Ｓマーク）がウエハＷ上に転写される際に、そのアライメントマークの転写状態に関するデータとして、フォーカストレースデータ、同期精度トレースデータ、露光量トレースデータを計測し、取得しておく。続いて、これらの各種トレースデータに基づいて、アライメントマークの形成状態としてその線幅均一性を推測する。そして、ウエハアライメントを、推測された線幅均一性に基づいて最適化する。このようにすれば、アライメントマークの線幅などを実際に計測する工程を省略することができるので、露光精度を維持しつつ、スループットを向上させることができる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、アライメントマークを計測し、その位置情報を検出する一連のアライメント処理を含むウエハアライメントの最適化のために、アライメントマークの転写状態を計測し、その線幅均一性を推測したが、本発明はこれには限られない。例えば、重ね合わせ誤差計測処理の最適化のために、重ね合わせ誤差計測用マークの転写状態を計測し、そのマークの線幅均一性を推測するようにしてもよい。また、本発明は、回路パターンのΔＣＤ値の推測及び露光工程の最適化にも適用が可能である。例えば、シミュレーションタスク４３が作成したΔＣＤマップに基づいて、ＡＦ／Ｌ制御の目標スリット姿勢や目標露光量を補正するように調整することもできる。
【０１３５】
また、本実施形態では、ＰＣ１３０上で動作する最適化アプリケーション１３０Ａにおいて、アライメントマークの線幅均一性の推測及びウエハアライメントの最適化を行ったが、露光装置１００の主制御装置２０でこれを行うようにしてもよいことは勿論である。
【０１３６】
また、本実施形態では、実際のプロセスに先立って、パターンの転写状態とのΔＣＤ値との関係を計測しておき、その計測結果をテーブルに登録しておく。そして、アライメントマークの線幅均一性の推測は、そのテーブルを参照して行う。このようにすれば、アライメントマークにおける線幅均一性の推測を適切なものとすることができる。また、本実施形態では、このテーブルの作成のためのΔＣＤ値を、ウエハＷに形成されたアライメントマークを実測することにより取得した。このようにすれば、アライメントマークの線幅均一性の推測を、実測に基づいた高精度なものとすることができる。ただし、ΔＣＤ値は、空間像計測装置により、ウエハＷ像面上のそのマークの空間像を計測することにより取得されるようにしてもよい。
【０１３７】
また、本実施形態では、最適化アプリケーション１３０Ａの最適化タスク４４が、ΔＣＤマップに基づいて、形成状態が良好でないと推測されるアライメントマークを、位置情報の検出対象から除外する。このようにすれば、ウエハアライメントにおいて、形成状態が良好でないアライメントマークの位置情報を除外して統計演算（ＥＧＡ演算）を行うことができるので、ウエハＷの高精度な位置合わせを実現することができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、推測されたアライメントマークの形成状態に応じて、アライメントマークの計測条件又は位置情報の検出パラメータなどを調整する。このようにすれば、アライメントマークの形成状態に応じたそのマークの計測処理及びその位置情報の検出処理を行うことができるので、ウエハＷの高精度な位置合わせを実現することができる。
【０１３９】
なお、本実施形態では、アライメントマークのリジェクトと、アライメントの調整とを両方行ったが、これはどちらか一方が行われればよい。また、ウエハアライメントの最適化の内容はこれには限られない。例えば、サンプルショット領域のサンプル数を増減（新たなサンプルショット領域の計測を行う）させ、アライメントマークの再計測を、アライメント系ＡＳに促すようにしてもよい。また、グローバルアライメント方式、ダイバイダイアライメント方式などの方式選択、ショット配列のモデル式の高次元化など、ウエハアライメントの処理内容自体を変更するようにしてもよい。
【０１４０】
また、本実施形態では、ΔＣＤ値の推測に用いるデータとしては、ウエハＷのフラットネスデータと、アライメントマークが転写される間のウエハＷのフォーカス状態と、アライメントマークが転写される間のレチクルＲとウエハＷとの同期精度誤差と、露光量誤差とが採用されている。しかしながら、本発明では、これらのすべてのデータを取得する必要はなく、少なくとも１種類のデータが取得されていればよい。この場合には、マークの形成状態にもっとも影響の大きいものが選ばれるようにするのが望ましい。
【０１４１】
なお、アライメントマークの転写状態はこれらには限られず、例えば、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴとレチクルブラインド１２Ｂとの同期精度に関するデータを計測対象としてもよい。また、フォーカス、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度、照明光ＩＬの露光量などに関するデータの計測方法も、上記のものに限られず、ウエハ上の各地点に対応する、フォーカス、同期精度、露光量などの移動平均、移動標準偏差などの算出式や求め方も適宜変更が可能である。要は、マークの線幅に大きな影響を与えるその転写状態が適切に計測され取得されればよい。
【０１４２】
本実施形態のように、アライメントマークの転写状態に関するデータに、アライメントマークが転写形成されるウエハ面のフラットネスデータと、アライメントマークが転写される間のウエハＷのフォーカス追従誤差が含まれる場合には、アライメントマークが形成されるウエハＷの面位置を基準として、アライメントマークが転写される間のアライメントマークに対するＺ平均オフセットとＺ移動標準偏差とを算出し、それらに基づいて、アライメントマークの形成状態を推測することができる。このようにすれば、ΔＣＤ値の推測に用いられるウエハＷのデフォーカス量をウエハ面に合致した高精度なものとすることができる。
【０１４３】
また、例えば、ΔＣＤ値の推測に、フラットネスデータを用いないようにすることもできる。この場合には、上述したＺ平均オフセットＺMEAN、Ｚ移動標準偏差ＺMSDの代わりに、フォーカストレースデータ（ＺＴ  Ｔｒａｃｅ  Ｄａｔａ：Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）などの移動平均、移動標準偏差を用いるようにすることができる。フォーカストレースデータ（Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）の移動平均、移動標準偏差についても、露光量誤差、同期精度誤差の移動平均、移動標準偏差と同様に算出することができる。図１１（Ａ）には、フォーカストレースデータＺ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差）の一例が示され、図１１（Ｂ）には、それらの移動平均が示され、図１１（Ｃ）には、移動標準偏差が示されている。これらの移動平均及び移動標準偏差の算出方法についても、上記実施形態における方法と同様な方法を採用することができる。
【０１４４】
なお、本実施形態では、露光量トレース、フォーカストレース、同期精度トレースに基づいてΔＣＤマップを作成し、作成されたΔＣＤマップに基づいて、アライメントマークのリジェクトや、ウエハアライメントに関連するパラメータの調整を行ったが、これには限られない。例えば、パターンの転写領域内におけるマークのＸＹ平面内の位置ずれ量のマップ、すなわち位置ずれ量マップを作成し、作成された位置ずれ量マップに基づいて、アライメントマークのリジェクトや、ウエハアライメントに関連するパラメータの調整を行うようにしてもよい。
【０１４５】
一般に、ΔＣＤ値は、フォーカス、露光量、θｙ方向の追従誤差などの影響が大きいと考えられるが、アライメントマークの転写位置の位置ずれ量は、両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの同期精度誤差などの影響が最も大きいと考えられる。このため、位置ずれ量のテーブルは、同期精度誤差を主としたものとするのが望ましい。
【０１４６】
また、本実施形態では、同期精度誤差ｅ、露光量誤差ΔＩは、それらの移動平均、移動標準偏差の少なくとも一方に基づいて得られた１つの指標値であったが、同期精度誤差、露光量誤差の移動平均、移動標準偏差を、そのまま各テーブルに適用するようにしてもよい。この場合には、テーブルは、２次元のものではなく、多次元のものとなる。また、推測するパターンの形成状態によっては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向の同期精度誤差の移動平均、移動標準偏差を、そのまま各テーブルに適用した方が望ましい。上述したように、マークの位置ずれ量をその形成状態として推測する場合には、そのようにすべきである。
【０１４７】
本実施形態においては、ウエハアライメントの一連の処理には、アライメントマークの計測処理と、その計測の結果に基づくアライメントマークの位置情報の検出処理とが含まれており、ウエハアライメントに関連するパラメータには、アライメントマークの計測条件パラメータ及びその位置情報の検出パラメータが含まれている。このような調整は、すべてのパラメータについて行う必要はなく、一部について行えばよい。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、レチクルＲとウエハＷとの同期走査により、そのレチクルＲ上のパターン領域を、ウエハＷ上の複数のパターン領域に順次重ね合わせて転写形成する露光工程に関するデータを表示する際に、ウエハＷ上に既に転写形成されているショット領域の転写状態又は形成状態に関する複数種類のデータのうちの少なくとも１種類のデータと、パターン領域に対するウエハアライメント及び重ね合わせの結果の少なくとも一方に関する複数種類のデータのうちの少なくとも１種類のデータとを、同時に表示可能とした。すなわち、これによれば、走査露光によりウエハＷ上に重ね合わせ露光を行ったときの、その走査露光でのマークの転写状態又はその転写状態に関するデータと、アライメント等の重ね合わせ結果に関連するデータとを同時に表示させることができる。この結果、露光精度の総合的な評価が容易となり、評価をするものの負担が軽減する。
【０１４９】
表示されるショット領域の転写状態又は形成状態に関するデータとしては、フォーカスに関するデータ、同期精度に関するデータ、露光量に関するデータ、ΔＣＤ値、位置ずれ量などを適宜選択できるようになっているのが望ましく、それらを複数種類同時に表示可能となっているのがより望ましい。また、表示されるウエハアライメント及び重ね合わせの結果のデータとしては、アライメントマークの実測位置に関するもの、ＥＧＡ補正量、残留誤差や、重ね合わせ誤差実測値、その１次成分、その残りの成分などを適宜選択できるようになっているのが望ましく、複数種類同時に表示可能となっているのがより望ましい。
【０１５０】
なお、このような多様な表示形式は、主制御装置２０から、表示するデータが取得されていることが前提となるのは勿論である。
【０１５１】
また、上記実施形態では、アライメントマークを主としてＬ／Ｓマークとしたが、これには限られず、１本のラインマークでも良いし、ボックスマークあるいはそれらのマークの集合であってもよい。検出対象となるマークは、２次元、１次元を問わず、また、マークの形状、大きさ等も任意のもので良い。
【０１５２】
なお、上記実施形態では、アライメント系ＡＳが、オフアクシス方式のＦＩＡ系（結像式のアライメントセンサ）、ＬＳＡ系のセンサを有する場合について説明したが、これに限らず、いずれか一方のセンサのみを有するアライメント系であっても構わない。また、アライメント系ＡＳは、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よい。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よいし、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よい。
【０１５３】
また、上記実施形態では、ウエハ上に位置合わせ用マークを検出する場合について述べたが、本発明は、レチクル上に形成された位置合わせ用マーク、すなわちレチクルアライメントマークの転写形成などにも適用可能であることはいうまでもない。
【０１５４】
上記実施形態の露光装置１００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よい。
【０１５５】
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よい。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Ｗ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よい。また、露光装置は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報や国際公開ＷＯ９８／４０７９１号パンフレットなどに開示されているように、投影光学系を介してレチクルパターンの転写が行われる露光位置と、ウエハアライメント系によるマーク検出が行われる計測位置（アライメント位置）とにそれぞれウエハステージを配置して、露光動作と計測動作とをほぼ並行して実行可能なツイン・ウエハステージタイプでも良い。さらに、投影光学系ＰＬは、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。
【０１５６】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（または位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク、あるいは光反射性の基板上に所定の反射パターンを形成した光反射型マスクを用いたが、これらのマスクに代えて、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。このような電子マスクは、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されている。
【０１５７】
なお、上述の電子マスクとは、非発光型画像表示素子と自発光型画像表示素子との双方を含む概念である。ここで、非発光型画像表示素子は、空間光変調器（Spatial Light Modulator）とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器と反射型空間光変調器とに分けられる。透過型空間光変調器には、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ:Liquid Crystral Display）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が含まれる。また、反射型空間光変調器には、ＤＭＤ（Digital Mirror Device,またはDigital Micro-mirror Device）、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（EPD:ElectroPhoretic Display）、電子ペーパ（又は電子インク）、光回折ライトバルブ（Grating Light Value）等が含まれる。
【０１５８】
また、自発光型画像表示素子には、ＣＲＴ（Cathod Ray Tube）、無機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ:Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ:Plasma Display Panel）や、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだ固体光源アレイ（例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ、ＬＤ（Laser Diode）ディスプレイ等）等が含まれる。なお、周知のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）の各画素に設けられている蛍光物質を取り除くと、紫外域の光を発光する自発光型画像表示素子となる。
【０１５９】
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。
【０１６０】
半導体デバイスは、デバイスの製造、性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハＷを製作するステップ、上記実施形態の露光装置１００によりレチクルのパターンをウエハＷに転写するステップ、メモリリペアステップ、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。
【０１６１】
また、上記実施形態では、露光装置及びその解析・評価に本発明を適用する場合について述べたが、本発明は、露光装置の他、上記各種ステップで用いられる検査装置、搬送装置、計測装置、試験装置、その他の装置で、ウエハ上に形成された何らかのパターンを計測し、その位置情報を検出し、その検出結果を用いて一連の処理を行う装置及びその解析・評価であれば適用が可能である。この場合にも、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置ではなく、露光装置などの各種装置本体に上記アプリケーション機能を組み込んで本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
以上説明したように、本発明の最適化方法は、露光工程を含む基板処理工程に用いられるのに適しており、本発明の表示方法は、露光工程の評価に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、多点ＡＦ系の計測点の配置の一例を示す図であり、図２（Ｂ）は、ＡＦ／Ｌ制御系に用いられる計測点の一例（その１）であり、図２（Ｃ）は、ＡＦ／Ｌ制御系に用いられる計測点の一例（その２）である。
【図３】露光装置の主制御装置のソフトウエア構成と、最適化アプリケーションのソフトウエア構成とを示すブロック図である。
【図４】図４（Ａ）は、走査露光中における露光領域ＩＡの軌跡の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は、Ｚ平均オフセット、Ｚ移動標準偏差の算出方法を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）はショットフラットネスデータの一例を示す図であり、図５（Ｂ）は、Ｚ平均オフセットの一例を示す図であり、図５（Ｃ）は、Ｚ移動標準偏差の一例を示す図である。
【図６】露光量トレースデータの一例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、同期精度誤差の移動平均を示す図であり、図７（Ｂ）は、同期精度誤差の移動標準偏差を示す図である。
【図８】各種トレースデータに基づいてのΔＣＤ値を推測するためのテーブルの一例を示す図である。
【図９】ΔＣＤマップの一例を示す図である。
【図１０】重ね合わせ誤差とΔＣＤマップとを同時表示している様子を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の一例を示す図であり、図１１（Ｂ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の移動平均の一例を示す図であり、図１１（Ｃ）は、Ｚ追従誤差、ピッチ追従誤差、ロール追従誤差の移動平均の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１０…照明系、１１…露光量制御系、１２Ａ，１２Ｂ…レチクルブラインド、１６…レチクル干渉計、１８…ウエハ干渉計、１９…ステージ制御装置、２０…主制御装置、２２…ウエハステージ駆動部、２９…レチクルステージ駆動部、３１…メインタスク、３２…記憶装置、３３…送受信タスク、４１…送受信タスク、４２…データ変換タスク、４３…シミュレーションタスク、４４…最適化タスク、４６…記憶装置、６０ａ、６０ｂ…多点ＡＦ系、７１…アクチュエータ、７３…エンコーダ、１００…露光装置、１３０…パーソナルコンピュータ、１３０Ａ…最適化アプリケーション、１３０Ｄ…ディスプレイ、１３０Ｋ…キーボード、１３０Ｍ…マウス、１３０Ｐ…ＰＣ本体、ＡＳ…アライメント系、ＡＸ…光軸、ＩＡ…露光領域、ＩＡＲ…照明領域、ＩＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ＸＹステージ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴ…ウエハテーブル。
【図１】
2007027219.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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