JP2005129674A - 走査露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 面形状におけるベストフォーカス追従性能を向上させる。
【解決手段】 基板を走査しながら前記基板にパターンを投影する走査露光装置であって、前記基板を移動させる駆動手段と、前記投影方向における、前記基板の被処理領域の位置を計測する計測手段と、前記計測手段による計測結果に基づいて、前記被処理領域の近似面形状を算出する第１算出手段と、前記近似面形状と、前記計測手段による前記投影中の計測結果とに基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段とを備える。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、走査露光装置およびデバイス製造方法に関するものである。

まず、ウエハ等の基板を走査しながらその表面位置を計測してパターンオフセットを求める処理（以下、ＳＰＯＣ(Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｏｆｆｓｅｔ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ)ともいう）について説明する。このＳＰＯＣとは、プロセスウエハ上の複数のショットをスキャンして、配線や絶縁体等によって形成されたショット内の凹凸を求めることである。複数ショット分の計測データを平均化したものを、スキャン露光時のフォーカス計測器の出力を補正するためのパターンオフセットデータとして利用する。これによって、ショット内パターンの細かい段差に追従させることなく、滑らかなフォーカシング（ウエハ移動）が可能となる。静止露光装置の場合は、下地パターンによる凹凸や散乱に影響されないショット代表平面を求めることにより、フォーカス片ぼけやオフセットの発生を軽減することができた。走査露光装置におけるフォーカス計測は一括で行わずにあらかじめ複数定義されたショット内のフォーカス計測ポイントを露光中に逐一計測し、そのときの計測結果に基づいて、ウエハを保持したステージを駆動するため、下地パターンによってフォーカス計測値が振られると、ステージに不必要な外乱を位置目標値として与えることになり、結果としてＸＹ方向の同期精度の悪化をきたしてしまう。このため、パターンオフセット補正を行って、ショット内の下地パターンに依存した周期の短い起伏の情報を抑制することにより、フォーカス制御性能と同期制御性能の両立を実現している。

原板パターンが投影された露光領域像面に被露光物体である基板の位置を合わせるための面位置検出機構は、例えば、特開昭６２−２９９７１６号公報（特許文献１）や特開平２−１０２５１８号公報（特許文献２）に記載されている様な、基板上の露光領域内の複数点を計測する高さ位置検出系を設け、この複数点の高さ位置情報より、露光領域の傾き及び高さ位置を算出し、調整する方法などが知られている。

また、露光領域内の複数点を計測するために配置された高さ位置検出系、いわゆるフォーカスセンサ間の検出誤差を除去するための方法については、特公平６−５２７０７号公報（特許文献３）に記載されている様な方法が知られている。

それらの例に見られるように、現在、面位置検出機構は、レーザ、ＬＥＤ等を光源とした光学方式を用いるのが主流となっている。一般にその光学方式は、光源より照明されたスリット像を、被検出物体である基板上に、投影結像光学系を用いて斜入射投影し、さらに、基板上で反射したスリット像を、受光結像光学系を用いて位置検出素子上に再結像させ、被検出物体である基板面の上下方向位置を、位置検出素子上のスリット像の位置として検出している。

この光学方式は、被検出面である基板表面が、レジストを塗布することで、十分に平坦化され、光学的な鏡面と見なし得る必要がある。そして、基板表面への入射角度を７０度以上に設けることにより、平坦化されたレジスト表面での反射率を高め、レジスト表面の位置を検出しようとするものである。

また、面位置検出機構は、基板上の露光領域を投影光学系の結像面に合致させるために、露光領域内の複数点に対する位置検出系を設けて、露光領域の傾き及び高さ位置を計測し、面位置調整機構は、当該計測結果に基づいて基板の面位置を調整することにより、精度良く面位置合わせを行っている。さらに、下地パターンに依存した、基板表面形状の高周波成分（パターンオフセット）を補正（抑制）することにより、安定した高精度の面位置合わせを行っている。

現在の露光装置のパターンオフセット計測はグローバルチルト計測結果により決定されたグローバルチルト面に基づいて、ウエハステージのＺ、ωx、ωy軸の目標値を固定してスキャンフォーカス計測を行っている。これによって求められた面位置計測値に対し、高周波成分の抽出を行うなどして、フォーカス計測器の計測値を補正するためのパターンオフセットを求めている。この方法によれば、ウエハステージ走り平面とウエハパターン面の近似曲面（近似平面）との差分値がフォーカス計測器のパターンオフセットとしてセットされることになる。これにより、露光時のステージの目標座標軌跡は、パターンオフセットがキャンセルされた、おおよそ滑らかな曲面（平面）に近い面をベストフォーカス面としてトレースすることになる。

例えば、従来例に関する特公平６−５２７０７号公報（特許文献３）においては、パターン要因によるオフセットを差し引いた複数点のフォーカス計測結果から最小自乗平面を求め、被露光領域がこの平面にならうように位置決めして露光を行うことが開示されている。

転写パターンの微細化に伴い、露光装置の投影レンズが大口径化することにより、パターン結像面の焦点深度は、０．１１[μｍ]の着目線幅に対して ０．３〜０．４[μｍ] の値が一般的である。この焦点深度に対し、ウエハ上への露光パターンのフォーカシングに割り振ることができる誤差配分は ３０ 〜 ４０[ｎｍ]となる。このような焦点深度内に、ショット領域全面にわたって被露光領域を追い込むには、プロセスウエハの局所的厚みむらＬＴＶ(Ｌｏｃａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ)を厳しくする必要があり、ウエハコストやプロセス管理の面で不利な条件を強いることになる。よって、ウエハのＬＴＶを厳しく拘束することなく、精度の高いフォーカス及び露光処理を行う方法が求められていた。
特開昭６２−２９９７１６号 特開平２−１０２５１８号公報 特公平６−５２７０７号公報

スリットスキャンによる走査露光方式によれば、被露光基板の位置をスキャン中の被露光ショットの局所的な形状に合わせることにより、静止一括露光方式に比べてフォーカスマージンが有利に確保できる長所をもっている。従来例ではウエハ形状を多項式関数で表現された曲面に見立て、基板面位置計測値から当該曲面を差し引くことによりパターンオフセットを求める方法が開示されている。しかし、走査露光装置においては、フォーカスセンサーの計測値のパターンオフセット補正を行うだけでは、離散的なフォーカス計測及び追従制御を行うにあたり、ランプ波形のような高次のウエハ表面形状に対して追従偏差を解消するのは難しい。

本発明は、走査露光方式におけるフォーカス追従性能を向上させることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、基板を走査しながら前記基板にパターンを投影する走査露光装置であって、前記基板を移動させる駆動手段と、前記投影方向における、前記基板の被処理領域の位置を計測する計測手段と、前記計測手段による計測結果に基づいて、前記被処理領域の近似面形状を算出する第１算出手段と、前記近似面形状と、前記計測手段による前記投影中の計測結果とに基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明は、前記近似面形状と、前記計測手段による計測結果とに基づいて、前記計測手段による前記投影中の計測結果を補正するための補正データを算出する第２算出手段を備え、前記制御手段は、前記補正データにも基づいて、前記駆動手段を制御することを特徴としてもよく、前記近似面形状を、前記投影方向に直交する面内の位置に関する多項式で表現したことを特徴とすることができ、上記多項式の次数および項数の少なくとも一方が変更可能であることを特徴とすることができ、前記近似面形状に基づいて、前記パターンの結像面の形状を変更する変更手段を備えたことを特徴とすることもできる。前記第１算出手段は、複数のゾーンに分割された前記被処理領域における、前記ゾーン毎に、前記近似面形状を算出するものであることが好ましく、前記ゾーン分割を指定する指定手段を備えたことを特徴としてもよい。前記第１算出手段は、ショット毎に前記近似面形状を算出することを特徴としてもよい。

また、前記第１算出手段は、サンプルショット毎に前記近似面形状を算出するものであってもよく、前記第１算出手段は、前記サンプルショット以外のショットの前記近似面形状を、前記サンプルショットの前記近似面形状に基づいて求めるものであってもよい。また、本発明は、前記記録手段に記録された前記近似面形状に基づいて、エラーを報知する報知手段を備えることが好ましく、前記第１算出手段は、前記基板のロットのうちの最初の基板を含む一部の基板に関して、前記近似面形状を算出することを特徴としてもよく、前記計測手段による前記投影中の計測結果に基づいて、前記ロットのうちの次の基板に関し、前記第１算出手段による前記近似面形状の算出を行うことを特徴とすることもできる。

また、本発明に係るデバイス製造方法は、上記いずれかの走査露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、走査露光方式におけるフォーカス追従性能を向上させることができる。

本発明を実施するための最良の形態として、露光対象としての基板が半導体ウエハである場合の実施例につき、以下において図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態の走査露光装置の概略構成を示す図である。エキシマレーザー等の光源部から出力された露光光は、第一コンデンサレンズ群２を経由してスリット４に達する。スリット４は、露光光をＺ方向に７ｍｍ程度の幅を有するスリット状のビームに絞る他、Ｚ軸方向に積分した照度がＸ軸方向の所定範囲内にわたって均一になるように調整する。マスキングブレード１は、レチクルステージ（原版ステージ）５とウエハステージ（基板ステージ）１６をスキャンさせて露光する際に、レチクル（原版）６のパターン描画画角の端に追従して移動する。マスキングブレード１は、レチクル６のパターンの転写が終了してレチクルステージ５が減速している間に、レチクル６の光透過部に露光光が当たってウエハ２１上に投光されることを防止する。マスキングブレード１を通過した露光光は、第二コンデンサレンズ群３を経由してレチクルステージ５上のレチクル６に照射される。レチクル６のパターンを通過した露光光は、投影レンズ１１を通してウエハ（基板）２１表面近傍に該パターンの結像面を形成する。投影レンズ１１内には、ＮＡ絞り１２が設けられており、これにより露光時の照明モードを変更することができる。

１次元方向に移動可能なＴＴＬスコープ８は、該ＴＴＬスコープ８の絶対位置基準を基準として、レチクル６上及びウエハ２１又はウエハステージ１６上の基準マーク１９に形成されたアライメントマークのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の位置を計測する。リレーレンズ７は、ＴＴＬスコープ８のフォーカスを調整するために使用される。アライメントマークのフォーカスが最も合っている状態でのリレーレンズ７の位置を参照することにより、検出対象物のフォーカス（Ｚ軸方向の位置）を計測することができる。図１では、作図の便宜上、２基のＴＴＬスコープ８がＹ方向に沿って配置されているが、実際にはこれらのＸ方向にもさらに１基のＴＴＬスコープが配置されている。この配置により、レチクルアライメントマークとウエハ２１上又はウエハステージ１６上の基準マーク１９との間のωｘ, ωｙ方向の傾きを計測することができる。図１中に記載されたＴＴＬスコープ８は、画角中心方向（Ｙ軸方向）への駆動が可能である。

レチクルステージ５は、３つのレチクルレーザー干渉計１０を利用してＸ、Ｙ、θ方向に制御される。図１では、１つのレチクルレーザー干渉計１０のみが記載されているが、実際には、Ｙ軸に沿って２つ、Ｘ軸方向に１つのレーザー干渉計１０が配置されている。レチクルステージ５は、鏡筒定盤１３上に設けられたガイドに沿ってＸ、Ｙ、θ方向に移動可能である。レチクルステージ５は、Ｙ軸に関しては、ウエハステージ１６と同期して移動しながらスキャン露光を実行するために長ストロークにわたって移動可能であり、Ｘ、θ軸に関しては、レチクルステージ５にレチクル６を吸着させた際の位置誤差を解消できれば十分なため、微少範囲内でのみ移動可能である。この露光装置は、レチクルステージ５を駆動した際の反力がベースプレート１８と剛につながっている不図示の反力吸収装置に逃がされる構造を有し、駆動の反動による鏡筒定盤１３の揺れは発生しない。レチクルステージ５上にはレチクル基準プレート９が搭載されており、ＴＴＬスコープ８によって観察できるマークがプレート上に描画されている。

１４はフォーカス検出器であり、レーザーダイオードなどの発光素子から出射される計測光を斜めに測定対象物に照射することによって、その反射光が測定対象物のフォーカス方向の位置に応じて受光側の反射光スポットの位置が変動するので、この受光スポットの重心位置を計測することで、計測光をウエハ面上に投光した場所におけるフォーカス値（フォーカス方向における基板面位置）を求める。

投影レンズ１１を介することなく、ウエハステージ（基板ステージ）１６上に搭載されたウエハ２１又は基準マーク１９のＺ、ωｘ、ωｙ方向の位置は、マークの有無にかかわらず、高速にて計測される。レチクルステージ５とウエハステージ１６を同期スキャンさせながら露光を行う際のフォーカス（基板面位置）の検出にはこのフォーカス検出器１４が用いられる。フォーカス検出器１４は、計測精度の長期安定性を保証するために、ウエハステージ１６上の基準マーク１９をＴＴＬスコープ８によって計測した結果と、基準マーク１９をフォーカス計測器１４で計測した結果とを比較することにより、自己キャリブレーションを行う。

オフアクシススコープ２０は、一眼によるフォーカス計測機能とＸＹ方向のアライメント誤差計測機能とを持っている。通常の量産ジョブにおいてウエハをアライメントする際には、このオフアクシススコープ２０においてグローバルチルト計測兼グローバルアライメント計測を行う。グローバルチルト補正とグローバルアライメント補正は、ウエハの露光エリアが投影レンズ１１の下に位置するようにウエハステージ１６をステップさせる際に一括して行われる。

鏡筒定盤１３は、この露光装置の高精度な計測器を取り付ける基台になっている。鏡筒定盤１３は、床の上に直接置かれたベースプレート１８に対し微少量上方に浮上した状態で位置決めされている。先に説明したフォーカス検出器１４及びＴＴＬスコープ８は鏡筒定盤１３に取り付けられているので、これらの計測器の計測値は結果的に鏡筒定盤１３からの相対的な距離を計測していることになる。定盤間干渉計１５は、鏡筒定盤１３とステージ定盤１７との相対的な位置関係を計測する。この実施例１では、定盤間干渉計１５による計測結果とウエハステージ１６に実装されている不図示の３軸のＺセンサーによる計測結果の和が、上位シーケンスから指令される目標値に一致するように制御（図６において説明）を行うことにより、ウエハステージ１６上のウエハ２１が、鏡筒定盤１３に対して、フォーカス方向において上位シーケンスから指定される目標値に一致するように維持される。ウエハステージ干渉計２４は、レチクルステージ５についての干渉計と同様に３つ配置され、ウエハステージ１６のＸ、Ｙ、θ方向の制御に利用される。

ステージ定盤１７は、ベースプレート１８から、鏡筒定盤１３と同様に、微少量浮上して位置決めされている。ステージ定盤１７は、床からベースプレート１８を経由してウエハステージ１６に伝達される振動を取り除く機能と、ウエハステージ１６を駆動したときの反力をなまらせてベースプレート１８に逃がす機能とを備えている。ウエハステージ１６は、ステージ定盤１７の上に微少距離浮上して搭載されている。

２２はレチクルフォーカス計測器であり、レチクルステージ５に吸着保持されたレチクル６のパターン描画面のフォーカス方向の位置を計測する。レチクルフォーカス計測器２２は、図１において紙面に対して垂直方向に複数計測点が配置されたフォーカス計測センサであり、計測方式としてはフォーカス検出器１４と同様な反射光の重心位置計測によるものである。レチクルステージ５がレーザー干渉計１０で位置計測されるＹ方向に動くと、Ｙ方向における任意の位置でのレチクルパターン面のフォーカス計測が可能となる。

ここで計測されたレチクル面のフォーカス計測情報は不図示の記憶装置に記憶され、ウエハ２１の露光処理の際にスキャン動作するウエハステージ１６のフォーカス・チルト方向の目標位置軌道の補正に用いられる。

図２は、走査露光中のショット内フォーカス計測点配置を表す図、図３は本実施例における走査露光装置本体に固定された露光スリット３０１のショット上の位置とフォーカス計測スポットの照射位置とを表す図である。図３において、走査露光中にウエハが紙面上部から紙面下部に向けて走査した場合、フォーカス制御情報のためのセンサとしてチャンネルＣＨ１,ＣＨ２,ＣＨ３,ＣＨ４,ＣＨ５,ＣＨ６を用い、逆方向に走査する場合は、チャンネルＣＨ７,ＣＨ８,ＣＨ９,ＣＨ４,ＣＨ５,ＣＨ６を用いる。説明の便宜上、本実施例における走査露光時の走査方向はＹ軸方向とし、ウエハステージは、ＸＹ平面において任意の位置に駆動できるものとし、また、投影レンズのフォーカス方向（Ｚ方向）に微少駆動できるものとする。それぞれのスキャン方向における センサＣＨ１, ＣＨ２, ＣＨ３及びセンサＣＨ７, ＣＨ８, ＣＨ９は、露光スリットがウエハ上の被露光エリアを露光する前にフォーカスを計測できるセンサであることから、プリフォーカスセンサと呼ぶこととし、これに対し、スリット位置に配置されたフォーカスセンサであるチャンネルＣＨ４, ＣＨ５,ＣＨ６をスリットセンサと呼ぶこととする。各チャンネルは複数のフォーカス計測マークで構成されており、各マークの計測値の平均値がチャンネル毎のフォーカス計測値となる。例えば、プリフォーカスセンサＣＨ１,ＣＨ２,ＣＨ３からは３チャンネル分のフォーカス計測値が得られ、これらの値と既知のチャンネル間距離とからプリフォーカスセンサ計測位置におけるＺ, ωｙ軸方向の座標値（基板面位置）を計算し、フォーカス制御用のデータとして供する。スリットセンサＣＨ４, ＣＨ５, ＣＨ６およびプリフォーカスセンサＣＨ７, ＣＨ８, ＣＨ９の計測値に関しても同様である。また、走査露光中のフォーカス計測は１ショットにつき複数回行われるが、走査露光装置における標準サイズのショット(たとえば現状の標準規格は２６[ｍｍ]ｘ３３[ｍｍ])に対して４[ｍｍ]ピッチのフォーカス計測ポイントを配した例を図２に示す。本実施例では、プリフォーカスセンサとスリットセンサの配置スパンを１２[ｍｍ]としたので、プリフォーカスセンサが計測した場所と同じ場所を３サイクル遅れてスリットセンサがたどることができるようになっている。チャンネルＣＨ１〜ＣＨ９のフォーカス計測光の投光スポットの厳密な位置は、フォーカス検出器１４の中に搭載されているプリズム素子の加工寸法公差等によって、チャンネルごとに若干の設計値からのずれを持っており、こうしたずれは、露光処理対象であるウエハ上で指定されたショット（座標）に対しフォーカス制御および露光を行うに際し、計測スポットがウエハ上に存在するかどうかを判断する際に補正量として反映される。図２において、ウエハ上に立って観察した場合、露光スリットが通過する順番に<Ｐ０><Ｐ１>....<Ｐ８>とフォーカス計測ポイントを定義している。ショットがウエハの端部にかかっている場合は、上記判断に基づき、ウエハ外もしくは周辺の禁止領域に位置するフォーカス計測単位（マーク、チャンネルもしくはポイント）は無効化され、無効化された計測単位におけるフォーカス計測は行われなくなる。

図４は、プロセスを経たウエハ２１のパターンオフセットを計測するためのサンプルショット(５０１〜５０８)の配置の一例を示す図である。ショット５０４及び５０８はプリアライメント計測のサンプルショットも兼ねている。パターンオフセット計測は、上記サンプルショット５０１〜５０８に関して、紙面上下方向の計測スキャンを行う。サンプルショット５０１〜５０８の計測順序は、トータルの計測シーケンス所用時間が最短になるように最適化された順序が計算されて、与えられる。

図１２は、パターンオフセット計測を行った計測値の一例を示すグラフである。図２に示す矢印方向スキャンにおいては、ショット内の計測点Ｐ０〜Ｐ８において計測されたセンサ群ＣＨ７〜ＣＨ９およびセンサ群ＣＨ４〜ＣＨ６の計測データが計測点数分得られ、直ちに各センサ群ごとのＺおよびωｙ成分の計測値に変換される。図２における矢印逆方向のスキャンにおいてはセンサ群ＣＨ１〜ＣＨ３およびセンサ群ＣＨ４〜ＣＨ６の計測データが同様に得られるようになっている。図１２の折れ線グラフの例は、センサ群ＣＨ１〜ＣＨ３から得られたＺ軸方向の計測値の一例を想定して示している。他のセンサ群および制御軸に関しても同様である。パターンオフセット計測においては、フォーカス追い込み駆動をかけない状態でステージをスキャン駆動しながらフォーカス（面位置）計測を行う。計測データ列は図４で指定したサンプルショット数分得られ、図中の折れ線プロファイルはこれらをＰ０からＰ８までの計測ポイント毎に平均したものである。該プロファイルは、ステージをスキャンさせたときのＺ方向のステージ走り面位置とウエハパターン面位置との間の、複数サンプルショットにおいて平均された、差分に依存したものとなる。代表面関数Ｓ（ショット面形状近似面）は、折れ線プロファイルの平均平面（近似平面）とした場合、１次関数（１次多項式）に対する最小２乗近似で求められる。代表面関数Ｓの傾きは後に説明する補正係数９０１として利用される。代表面関数Ｓは１次関数に限らず高次多項式によるものであってもよく、多項式の次数、項数を大きくする程よりフォーカス制御精度が向上する。

図１３は、図１２の計測値と上記代表面関数Ｓとの差分値としてのパターンオフセットを示すグラフであり、このデータ列が後に説明するパターンオフセット補正テーブル９１６に反映される。すなわち、このパターンオフセット補正テーブル９１６に見込んだ補正量に対しては、ウエハの下地に形成された微細な回路パターンに起因する起伏と見倣して、スキャン露光中にウエハステージの目標値を変更して追従させるようなことは行わないようにする。

図５は、図１２で説明した代表面関数Ｓが２次多項式である例を示している。５Ａはショット内のパターンオフセット計測ポイント毎の計測値、５Ｂは５Ａに関する２次の代表面（２次多項式による近似面）を表す多項式関数、５Ｃはパターンオフセット補正テーブル９１６（図９参照）に反映されるパターンオフセットデータ（計測値５Ａとショット面形状近似面５Ｂとの差分データ）である。

図１４から図１７は、代表面関数Ｓが２次以下の関数であるとした場合に取り得るショット面形状の例である。
図１４： Ｚ＝Ａ＊Ｘ＾２＋Ｂ＊Ｙ＾２
図１５： Ｚ＝Ｃ＊Ｘ＊Ｙ
図１６： Ｚ＝Ｄ＊Ｘ＋Ｅ＊Ｙ
図１４のような曲面はウエハのプロセスによる伸縮率がウエハ面内で異った値を取った時に発生する。図１５のような曲面はウエハチャックとウエハチャックの支持台との間に異物がはさまったような場合、ウエハチャックの裏面の平面加工誤差が大きい場合等に発生する。ウエハチャック等の装置要因で発生したショット曲面形状は、ジョブに依存しないので、別途マシン固有の補正パラメータ枠を設けておいても良い。図１６のような傾斜平面は、パターンオフセット計測を行うまえに実行するグローバルチルト計測１００８（図１０参照）の精度が悪い場合、ウエハの面形状が不規則な場合等に発生する。図１７は上記要因が複合して起こった場合の形状例である。これらのショット面形状は、本来ウエハ面形状を悪化させる要因論に基づいて是正されることが望ましいが、本来加工の難しい部品や頻繁に交換されることを前提とした部品に関しては、計測によって得られた歪み形状を露光時にソフト的に補償することは、部品のコスト削減や管理を行う上でメリットがある。

図６は、代表面関数ＳがＸ方向に２次の曲率を有している場合の補正方法の具体例である。Ａは２次成分補正量が０である場合の投影レンズ１１の像面、Ｂは２次成分補正量が０以外の量を持った場合の投影レンズ１１の像面である。この様な投影レンズ１１の像面のベストフォーカス形状の変更は、投影レンズ１１内における不図示の複数のレンズ位置を変更することにより実施可能である。

図７は、露光中のフォーカス(およびチルト)制御を行う際に、フォーカス検出器１４で計測したウエハ面に対してウエハステージ１６を駆動し、フォーカス追い込みを行うシーケンスを示す概念図である。

図８は、フォーカス(およびチルト)制御を行うにあたって、特徴的なフェーズを説明するためのウエハ上のショット、フォーカス計測器のフォーカス計測ＣＨ１〜ＣＨ９、および露光スリット３０１、並びにスキャン方向（矢印）を示す図である。

図２における矢印のスキャン方向でスキャン露光に入る際、露光スリット３０１が露光エリアに差しかかる前にＣＨ１〜ＣＨ３がショット内の露光エリアのフォーカス計測を行うことができる(図８のＰＰ)。このときのフォーカス計測をプリフォーカス計測ＰＰと呼ぶものとする。プリフォーカスによって得られた計測値に基づいてＺ方向およびωｙ方向の必要駆動量が算出され、スリットセンサＣＨ４〜ＣＨ６がフォーカス計測を行うポイントに達するまでにＰＰで計測されたフォーカスおよびチルト量の望ましい目標値からの差分を解消する基板面の駆動プロファイル(ＰＰからＰ０までの曲線)が、ウエハステージのＺ軸およびωｙ軸方向における目標軌道として生成される。ウエハステージのＹ軸方向駆動に伴ってウエハ面のＺ軸やωｙ軸方向における位置が、フォーカス検出器１４の原点が形成する平面と平行になっていれば、スキャン露光フェーズが図８におけるＰ０に達してスリットセンサで計測を行った際にウエハ表面位置が望ましい制御目標値に一致することが確かめられる。本実施例においては、露光処理シーケンスに入る前に、キャリブレーションシーケンスによって、フォーカス検出器１４の原点平面とウエハステージの走り（原点平面）とを平行化する調整が予め行われている。

図７におけるウエハステージ軌跡(１)では、露光フェーズがＰ０に差しかかると、制御ロジックはスリットセンサＣＨ４〜ＣＨ６でウエハ面形状を計測した結果と望ましい制御目標値との差分を計算し、次のフォーカス計測ポイントＰ１の計測までに計算した差分が解消するプロファイルを生成することを、露光ショット最後の計測ポイントＰ８まで繰り返す。計測ポイントＰ０に着目すると、Ｐ０の位置において計測されるスリットセンサのフォーカス計測値は、ＰＰの位置においてプリフォーカスセンサによって計測されたフォーカス目標値との差分が解消されているので、０、すなわち次回の駆動においてステージのフォーカス目標値を補正する必要なし、と計算される。しかし、ショット表面は傾斜しているので、次の計測ポイントＰ１に達するまでに、(ショットの傾斜分)×(フォーカス計測ピッチ)の距離だけフォーカス目標値との偏差が発生する。ポイントＰ２においては、Ｐ１において計測された偏差に相当する量を解消するだけのステージ駆動が行われているが、ポイントＰ１からポイントＰ２に移動する間に新たに発生する偏差は解消されない。かくして、露光対象とするショットのパターンオフセットを除いた面形状が図７に示すようなランプ関数形状もしくはそれ以上の次数をもった変化を呈する場合、ウエハステージひいてはショット表面の駆動軌跡の形状は１計測ピッチ分遅れて追従するため、望ましいフォーカス目標値に対して発生する定常偏差を解消することができない。フォーカス制御の方法として、本説明においては、ショット露光中のフォーカス制御を行っている間に参照するフォーカスセンサをスリットセンサのみとしているが、プリフォーカスセンサを使用しても構わない。しかしながら、こうした方法を用いても、上記定常偏差を抑制することはできても、上記定常偏差を実質的に解消することは難しい。

そこで本発明においては、パターンオフセット計測シーケンスにおいて、ショット面形状を、平面ではなく高次多項式関数によって表現される曲面と見立て、各フォーカス計測単位（チャンネル）の計測値（位置）が同曲面から乖離した分をパターンオフセットデータとしてパターンオフセット補正テーブル９１６に反映させ、一方、ショット面形状近似で求めた多項式曲面関数を、後述の補正係数９０１（図９参照）に代入して、ウエハステージ制御目標値とフォーカス現在位置とにそれぞれ加算してフィードフォワード制御を行っている。この結果、ウエハステージの軌跡は図７におけるウエハステージ軌跡(２)のようになり、ショット面形状に対する追従性が向上する。

図９は本発明を適用したフォーカス制御機構の機能ブロック図である。９０１は上記多項式曲面関数を決定する係数であり、関数演算部９０６に読み込まれて露光中のステージＹ座標に応じた近似曲面のプロファイルを計算する。９０２はフォーカス目標値であり、オペレータもしくは外部のオンラインホストから処理対象ロットに応じた最適なＺおよびωｘ、ωｙ軸方向におけるフォーカス計測器基準の目標値が与えられる。９０８は制御目標値演算器であり、フォーカス目標値９０２、プリフォーカスセンサの計測値９０４およびスリットセンサの計測値９０５から、次のフォーカス計測点までの駆動量を計測ポイント毎目標値として計算する。関数演算部９０６から計算されたＹ座標に応じたショット面形状近似値(Ｚ,ωｙ)は、加算器９１４、９１２にて、フォーカス座標変換部９１１から出力されるスリットセンサ現在位置（スリットセンサの計測値９０５）、およびステージ計測ポイント毎目標値にそれぞれ加算される。９０７は、プロファイラであり、ウエハステージのＺ,ωｙ軸方向における位置が、加算器９１２から計測ポイント毎に出力される目標値に、次のフォーカス計測ポイントに達するまでにスムーズな軌跡を取って到達するように、サーボサンプルクロック毎の目標値を逐一生成する。９０９はウエハステージ制御機構であり、サーボクロック毎に目標値と干渉計２４等によって計測されるステージの現在位置との差分が０になるようにリアルタイムな制御を行っている。９１０はプリフォーカスセンサおよびスリットフォーカスセンサから構成されるフォーカス計測器であり、ウエハステージ上に搭載されたウエハの投影レンズ下におけるショットのフォーカス計測を行う。９１６はパターンオフセット補正テーブルであり、フォーカス計測スポット毎の計測値を補正するためのパターンオフセットデータを記憶する。９１５はパターンオフセット補正の有効／無効を切り替えるスイッチであり、パターンオフセット計測スキャンを行う際にはＯＦＦとなってパターンオフセット補正テーブルの反映をバイパスし、露光処理の際はＯＮとなってパターンオフセット補正テーブルのパターンオフセットデータを加算器９１３により計測値に加算する。９１１はフォーカス座標変換器であり、加算器９１３から出力された、プリフォーカス位置およびスリットセンサ位置における、フォーカス計測チャンネル単位のＺ方向位置データを、Ｚ、ωｙ座標におけるデータに変換する。

図１０は、本発明を適用した実施例におけるウエハ露光シーケンスの一例を示すフローチャートである。オペレータもしくはオンラインホストから指定されたＪＯＢを開始（ステップ１００１）し、パターンオフセットデータやフォーカス計測器の調光値、アライメントマークのベストフォーカス位置等を含むジョブ依存の計測パラメータをクリアする(ステップ１００２)。次にウエハロードの過程でウエハステージにウエハを載せる前に、ウエハに刻まれたオリエンテーションフラットもしくはノッチを不図示のメカプリアライメント系で計測し、おおまかなウエハの回転および中心位置を合わせるメカプリアライメントを行う(ステップ１００３)。次に不図示の搬送ロボットによりウエハをウエハステージにロードし(ステップ１００４)、例えば図４におけるショット５０４と５０７のようなプリアライメントサンプルショットのプリアライメントマークを計測するプリアライメント計測ループに移行する(ステップ１００５、ステップ１００６)。処理しようとしているウエハが１枚目より以降の場合は、１枚目のウエハで計測したパターンオフセット値やＩｍａｇｅ Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ計測値等が流用できるため、これらのパラメータ計測は省略される。

ステップ１００８、ステップ１００９はグローバルチルト計測ループである。当該計測ループでは、図４のパターンオフセット計測サンプルショット５０１〜５０８のショット中心をスリットフォーカスセンサのＣＨ５だけの単眼で計測し、ショットの中心位置（ｘ、ｙ座標）とフォーカス（Ｚ座標）の計測結果で規定される位置とから求められる最小２乗近似平面（グロチル面とも呼ぶ）を求める。ステップ１０１０はスキャンフォーカス調光シーケンスであり、上記ショット５０１〜５０８で指定されたショットの内の１ショットに関し、グロチル面にウエハを位置決めした状態でＹスキャンを行い、スキャン中に得られた計測光の強度が所望の精度を満たすための光量値になるように、フォーカス計測器の投光側の発光強度を調整する。ステップ１０１１、ステップ１０１２はパターンオフセット計測ループであり、パターンオフセット計測サンプルショットに指定したショット５０１〜５０８において、所定のスキャン方向に関してパターンオフセット計測を行う。パターンオフセットを計測する際のウエハステージのＺ、ωｘ、ωｙ軸方向の目標値は、上述のグロチル面が水平になるように固定され、図９にて説明したフォーカスセンサを用いたフォーカス追い込みは、パターンオフセット計測ループにおいては行わない。

ステップ１０１３は、パターンオフセット補正テーブルおよび、ショット近似面係数の計算シーケンスであり、これについての詳細な説明は図１１を用いて後述する。ステップ１０１４はＩｍａｇｅ Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ計測シーケンスであり、複数のアライメント計測サンプルショット(不図示)における各アライメントマークのベストフォーカスポジションを求める工程である。ステップ１０１５、ステップ１０１６はオートアライメント計測ループであり、２枚目以降のウエハもこのループを経由してアライメント計測を行う。

ステップ１０１７、ステップ１０１８は露光処理ループであり、ウエハをフォーカス制御（ウエハの被露光ショット面をパターン結像面に合わせこむように駆動）しながら露光する。露光処理ループに於いては、ステップ１０１３で計算したパターンオフセット補正テーブルおよびショット近似曲面係数がフォーカス制御に反映される。露光を終えたウエハはアンロードされ、搬送系により回収されて、次の現像工程に送られる(ステップ１０１９)。ジョブに予め指定された枚数のウエハをすべて処理し終えたところで(ステップ１０２０)、ジョブが終了する(ステップ１０２１)。

図１１は、本発明を適用した実施例１におけるパターンオフセットデータおよびショット近似曲面係数計算工程（上述のステップ１０１３）の詳細手順を示すフローチャートである。ステップ１１０２において、各パターンオフセット計測サンプルショット内で同じ位置を計測したマーク毎(計測スポットまたは計測位置毎)の計測値の平均値をスキャン方向毎に計算する。この計算は、従来例に開示されているように、各ショット内の同一位置（ｘ及びｙ方向位置）に対応した複数のｚ方向計測値に基づいて生成された平均２乗平面のＺ軸切片をマーク（計測位置）毎に求める方法に依ってもかまわない。マーク毎に算出したショット面形状データ（ｚ方向位置データ）は、図２に示したショット内のマーク数×スキャン方向数 (具体的には９×３×５（１３５マーク／方向）×２（方向）＝２７０（マーク）)分だけ求められる。

次にステップ１１０３では、ステップ１１０２で求めたショット形状データを、所定の次数及び項数の多項式を用いて、最小２乗法を使って近似し、当該多項式関数における各項の係数を求める。ショット面形状を近似する多項式の次数、項数は、本発明に於いては不図示のマンマシンインターフェースもしくはオンラインホスト等からジョブパラメータとして露光装置に与えられる。次数が０の場合は、グロチル面との差分が複数サンプルショットにわたって平均化されることにより、パターンオフセット補正テーブルが生成される。例えば、２次多項式とした場合、以下のような関数Ｆｚになる。ここで、Ａ〜Ｆは、ステップ１１０３で求めるべき係数である。係数Ａは、図６に示したように、投影レンズ像面（ベストフォーカス面）を補正して、当該像面がショット面にならうようにするために利用される。
Ｆｚ(Ｘ，Ｙ)＝Ａ＊Ｘ＾２＋Ｂ＊Ｙ＾２＋Ｃ＊Ｘ＊Ｙ＋Ｄ＊Ｘ＋Ｅ＊Ｙ＋Ｆ
ステップ１１０４では、上記関数 Ｆｚに対するショット形状データの差分を演算する。演算した結果は、各マークに関して近似曲面から外れた相対量となる。このずれ量は回路（下地）パターン起因のオフセットとみなして、パターンオフセット補正テーブル９１６としてセットされる値となる。なお、本実施例においては、ショット面形状近似曲面の関数プロファイルを、ＸＹ座標値を因数に取った高次多項式に当てはめることにより求めたが、当該近似面を求める方法はこれに限ったものではない。たとえば、ショット面形状データに対して適当な遮断空間周波数をもったフィルタ関数を畳み込む演算処理を行って近似曲面を求めることによっても、同等の結果が得られる。すなわち、ショット面形状データを、適当な低域の空間周波数成分だけを含む表現（近似関数、テーブル等）で表現すればよい。このようにして、当該表現で表現できるプロファイルをフォーカス制御で追従させるべきショット面形状とみなす。また、当該表現からの差分を、下地に形成された回路パターンもしくはそれによるフォーカス計測光の散乱で発生するフォーカス計測誤差とみなして、フォーカス制御で追従させないように区別する。こうした観点において、ショット面形状の近似方法には、上記例以外にも様々な方法を取り得る。

上記説明における遮断空間周波数に関しては、ウエハステージの駆動応答周波数が高く設計されてどのような形状の目標値に追従できたとしても、結像結果は露光スリットの幅によって平均化されてしまうため、駆動目標プロファイルにあまり高い空間周波数成分を持たせても無意味であり、かえってＸＹ方向の加振要因となって、レチクルステージとウエハステージとの間の同期精度を悪化させてしまう。こうしたことを考慮して、ショットサイズ（画角）を２６ｘ３３ミリ、スリット幅を７ミリ程度とすると、駆動目標プロファイルとしては、高々２周期／ショットサイズ程度の空間周波数成分を含むものが実施して効果的であり、それ以上の空間周波数成分を含むものとしてもあまり効果的でない。

図１８は、ウエハ２１内の露光ショットを複数のゾーンに分割した図である。上記近似曲面関数 Ｆｚ(Ｘ，Ｙ)は図１８における各ゾーン１８０１〜１８０３ごとに求めても良い。ただし、ゾーンを増やすと近似曲面関数を求めるためのサンプルショット数も増やす必要がでてくる。ウエハ２１の半径が大きくなり、ショット面形状が均一でないプロセスウエハに対しては有効である。当該ゾーン分けは、ジョブが始まる前に、不図示のユーザーインターフェースやオンラインホストから、ゾーンレイアウト情報として指定できるようになっている。

また、パターンオフセット計測サンプルショット５０１〜５０８（図４）ごとに近似曲面関数 Ｆｚ(Ｘ，Ｙ)を求めても良い。サンプルショット以外の露光ショットの近似曲面関数は、サンプルショットの位置関係から各係数を内挿／外挿等の手段を用いて推定することにより、求めることが可能である。ゾーン間の境界領域に配置されたショットの係数も、この方法を用いて推定することにより、ゾーン間におけるショット面形状変化に滑らかに追従させることができる。表面形状が荒れているウエハは、上記近似曲面関数の係数がパターンオフセットサンプルショット毎に大きく変化するため、サンプルショット毎の係数の値もしくはその統計値（分散値等）に対して異常値判断ロジックを設けておき、不良ウエハ判断を行ってもよい。不良ウエハが発見された場合には、オペレータにエラーメッセージを表示し、続行が指示された場合には、次に処理を行うウエハにてパターンオフセット計測を行うようにすればよい。

図１９および図２０は、サンプルショットの位置関係から各係数を内挿／外挿等の手段を用いて推定する手順の一例である。Ｘ方向に隔たったパターンオフセットサンプルショット５０３の近似曲面関数 Ｆｚ５０３の係数Ａ、Ｂと、サンプルショット５０８の近似曲面関数 Ｆｚ５０８の係数Ａ、Ｂが個別に求められたとすると、サンプルショット以外の場所に配置されたショットの係数Ａ、Ｂは、Ｆｚ５０３のＡ、ＢとＦｚ５０８のＡ、Ｂとの間で、Ｘ軸依存性に関して、例えば直線補間することによって求めることが可能である。図２０のＹ軸依存性に関しても、全く同様の手順によって求めることができる。これらの補間演算はスキャン方向毎に得られる係数に対して行われる。補間方法に関しては、サンプルショット数が自由度を満たせていれは、高次関数やスプライン関数などを用いた高度な補間計算を適用してもよい。また、近似曲面関数のほかの係数に関しても、上記補間方法を用いて求めることができるのは言うまでもない。また、上記補間計算の代用となる方法として、サンプルショットごとの重み配分（係数の重み付け加算）を行って上記係数を求める方法に依っても、同等の効果が得られる。十分なサンプルショット数が得られない場合などに有効である。

また、ショット面形状がウエハ枚葉ごとに変化することも懸念される。図１０に示した例においては、１ジョブでパターンオフセット計測を最初のウエハのみ１回行うシーケンスを説明した。しかし、例えば処理ウエハ枚数の多いジョブに関しては、枚葉ごとの変動を軽減するために、パターンオフセット計測１０１１を複数回行ってもよい。例えば、ジョブ毎に指定するパラメータとして、パターンオフセット計測を行う枚数間隔を指定して、指定枚数に達したらパターンオフセット計測１０１１を行い、図９の補正係数９０１、パターンオフセット補正テーブル９１６を更新することにより、枚葉間で発生するショット面形状の変動の影響を軽減できる。このほか、露光中のショットにおけるスリットセンサで計測した、ショット面位置のパターン結像面位置からの偏差量、例えばＺ軸に関する偏差量の絶対値のショット内平均値が予め指定した許容値を、ウエハ内で複数ショットにおいて超えた場合に、上記パターンオフセットの再計測を行うようにすれば、ジョブ内のパターンオフセット計測回数を必要最小限にとどめることができる。

図２１は、本発明を適用した実施例に於けるパターンオフセット計測結果を記録したログの一例を示ものである。パターンオフセットの計測および再計測によって得られる近似曲面関数の係数をロギングし、変化をトレースすることはプロセスウエハの均一性向上を図るうえにおいて意味のあることである。ＬｏｔＩＤは処理対象のロットを識別するためのＩＤを示すタグである。ＳＰＯＣ計測関連のログデータは、ＳＰＯＣタグで挟まれて、別のシーケンスから生成されるタグと区別しやすいようになっている。ＳＰＯＣ_ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＮｏ はロット内のパターンオフセット計測延べ回数をカウントした量を識別するタグである。ＳＰＯＣｓｉｇｍａは、図９のパターンオフセット補正テーブル９１６を構成する値の標準偏差値である。この値は処理するプロセスウエハの下地によって様々な値を取り得るが、値が大きいことは下地パターン要因の段差が大きいと言うことであり、ウエハの歪みがおおきいということではない。ＳＰＯＣｄｉｆｆはスキャン方向（上下方向）間のパターンオフセット補正テーブルの差に関する情報（オフセット相対差情報）を識別するタグである。ＳＰＯＣｆｕｎｃは上記多項式近似曲面の係数であり、スキャン方向別に記録される。その後には、ＳＰＯＣ計測にひき続いて行われる Ｗｉａｆ(Ｗａｆｅｒ Ｉｍａｇｅ Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ)のログが記録され、パターンオフセット再計測が行われた際には、そのタイミングで、上記ＳＰＯＣタグに囲まれた上述と同様のデータがログとして記載される。

かくして、ウエハ枚葉間にわたる上記多項式近似曲面すなわちショット面形状を、上記例に示したログを用いて監視でき、これにより、ロット内のプロセスウエハの均一性を観察することが可能であり、場合によっては、当該ログ情報に基づくエラー判断を行って処理を停止させることもできる。
（デバイス生産方法の実施例）

次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図２２は微小デバイス（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）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図２３は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明したデバイス製造装置の１つである露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。

本発明の好適な実施の形態の走査露光装置の概略構成を示す図である。 走査露光中のショット内フォーカス計測位置及びフォーカス計測スポットの配置を表す図である。 本実施例における走査露光装置本体に固定されたの露光スリットのショット上の位置とフォーカス計測スポットの照射位置を表す図である。 プロセスを経たウエハ２１のパターンオフセットを計測するためのサンプルショット(５０１〜５０８)の配置の一例を示す図である。 図４で説明した代表面関数（関数近似曲面）Ｓが２次多項式である場合の近似例を示す図である。 代表面関数ＳがＸ方向に２次の曲率を有している場合の投影レンズ像面補正方法の一例を示す図である。 フォーカス追い込みシーケンスによってウエハ表面を目標位置に駆動する軌跡を示す概念図である。 スキャン露光開始直前と露光中フォーカス計測スポット及び露光スリットおよび露光対象のショットの位置関係を表す図である。 本発明を適用したフォーカス制御機構の機能ブロック図である。 本発明を適用した実施例におけるウエハ露光シーケンスの一例を示すフローチャートである。 本発明を適用した実施例におけるパターンオフセットおよび、ショット近似曲面係数計算工程の詳細手順を示すフローチャートである。 あらかじめ指定したサンプルショットにおいてパターンオフセット計測を行った計測値の一例を表現したグラフである。 第１２に関してショット形状近似面を差し引いた残りのパターンオフセット補正量を表現したグラフである。 本発明におけるショット形状近似面の例（Ｚ＝Ａ＊Ｘ＾２＋Ｂ＊Ｙ＾２）を示す斜視図である。 本発明におけるショット形状近似面の例（Ｚ＝Ｃ＊Ｘ＊Ｙ）を示す斜視図である。 本発明におけるショット形状近似面の例（Ｚ＝Ｄ＊Ｘ＋Ｅ＊Ｙ）を示す斜視図である。 本発明におけるショット形状近似面の例（上記第１４〜１６図の複合例）を示す斜視図である。 ウエハ内の露光ショットを複数のゾーンに分割した図である。 サンプルショットの位置関係から各係数項を内挿／外挿等の手段を用いて推定する手順の一例（Ｘ軸に関する補間例）を示す図である。 サンプルショットの位置関係から各係数項を内挿／外挿等の手段を用いて推定する手順の一例（Ｙ軸に関する補間例）を示す図である。 本発明を適用した実施例に於けるパターンオフセット計測結果を記録したログの一例である。 微小デバイスの製造の流れを示す図である。 図２２におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。

符号の説明

５:レチクル原版を搭載したレチクルステージ、
６:レチクル原版、
１６：レチクルパターンを転写するウエハ２１を搭載したウエハステージ、
１１：レチクル原版のパターンを縮小投影する投影レンズ、
１４：ウエハ上の投影レンズフォーカス方向の距離を複数の計測スポットでフォーカス計測することができるフォーカス検出器、
２１：ウエハステージ上に搭載されたウエハ、
２０１：ウエハ上に複数配置された露光ショット、
Ｐ０〜Ｐ８：スキャン位置に応じてフォーカス検出器１４によってフォーカス計測が行われるフォーカス計測ポイント、
３０１：露光スリット、
ＣＨ１〜ＣＨ９：１回のフォーカス検出で同時にフォーカス計測可能なフォーカス計測チャンネル、
５０１〜５０８：ウエハ上に複数個指定されたパターンオフセット計測サンプルショット、
５Ａ：パターンオフセット計測によって得られるフォーカスセンサの計測値、
５Ｂ：ショット形状近似曲面、
５Ｃ：露光時のフォーカス検出器のオフセットにセットするパターンオフセット補正テーブル、
９０５：ショット形状近似曲面関数の係数項からフォーカス検出器の計測値とウエハステージ制御機構のフィードフォワード量を計算する関数演算部、
９０７：計測ポイントごとのウエハステージ目標値からサーボクロックごとの連続的かつ滑らかな目標値軌道を生成するプロファイラ、
９０８：フォーカス計測器から得られたフォーカス計測結果に基づきウエハステージ制御目標値を演算する制御目標値演算器、９１０：フォーカス計測器（信号処理部分）、
９１１：フォーカス計測スポット毎のＺ成分計測値を、フォーカス計測ポイント毎の座標値(Ｚ, ωｘ, ωｙ)に変換するフォーカス座標変換器、
９１５：パターンオフセット補正テーブルの反映を切り替えるスイッチ、
１８０１〜１８０３：ウエハ内の複数ショットを含むゾーン

Claims (15)

1. 基板を走査しながら前記基板にパターンを投影する走査露光装置であって、
   前記基板を移動させる駆動手段と、
   前記投影方向における、前記基板の被処理領域の位置を計測する計測手段と、
   前記計測手段による計測結果に基づいて、前記被処理領域の近似面形状を算出する第１算出手段と、
   前記近似面形状と、前記計測手段による前記投影中の計測結果とに基づいて、前記駆動手段を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする走査露光装置。
2. 前記近似面形状と、前記計測手段による計測結果とに基づいて、前記計測手段による前記投影中の計測結果を補正するための補正データを算出する第２算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記補正データにも基づいて、前記駆動手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
3. 前記近似面形状を、前記投影方向に直交する面内の位置に関する多項式で表現したことを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
4. 上記多項式の次数および項数の少なくとも一方が変更可能であることを特徴とする請求項３に記載の走査露光装置。
5. 前記近似面形状に基づいて、前記パターンの結像面の形状を変更する変更手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
6. 前記第１算出手段は、複数のゾーンに分割された前記被処理領域における、前記ゾーン毎に、前記近似面形状を算出することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
7. 前記ゾーン分割を指定する指定手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の走査露光装置。
8. 前記第１算出手段は、ショット毎に前記近似面形状を算出することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
9. 前記第１算出手段は、サンプルショット毎に前記近似面形状を算出することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
10. 前記第１算出手段は、前記サンプルショット以外のショットの前記近似面形状を、前記サンプルショットの前記近似面形状に基づいて求めることを特徴とする請求項９に記載の走査露光装置。
11. 前記近似面形状を記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
12. 前記記録手段に記録された前記近似面形状に基づいて、エラーを報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の走査露光装置。
13. 前記第１算出手段は、前記基板のロットのうちの最初の基板を含む一部の基板に関して、前記近似面形状を算出することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
14. 前記計測手段による前記投影中の計測結果に基づいて、前記ロットのうちの次の基板に関し、前記第１算出手段による前記近似面形状の算出を行うことを特徴とする請求項１３に記載の走査露光装置。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の走査露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
    

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