JP2001345243A - 評価方法、位置検出方法、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １ロットの基板を処理するに当たり、基板上
の複数領域の位置を高精度かつ高スループットで検出す
る。 【解決手段】 ロット内のｎ枚目（ｎ≧２）より前のウ
エハについては、全ショットの位置を検出し、各位置ず
れ量を非線形成分と線形成分とに分離し（ステップ１０
８〜１１２）、その位置ずれ量と評価関数とを用いてウ
エハの非線形歪みを評価し、その評価結果に基づいて決
定された補完関数に基づいて全ショットの位置ずれ量の
非線形成分を算出する（ステップ１１４〜１１８）。一
方、ｎ枚目以降のウエハについては、ＥＧＡにより位置
ずれ量の線形成分を補正した全ショットの位置座標を算
出する（ステップ１２０）。そして、その線形成分を補
正した全ショットの位置座標と、上で算出された非線形
成分とに基づいてショットの位置を検出する（ステップ
１２２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、評価方法、位置検
出方法、露光方法及びデバイス製造方法に係り、更に詳
しくは、基板の非線形歪みの規則性や程度を評価する評
価方法、該評価方法を利用して基板上に配列された複数
の区画領域の位置を検出する位置検出方法、該位置検出
方法を用いる露光方法、及び該露光方法を用いるデバイ
ス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子等のデバイスの製造工
程では、ステップ・アンド・リピート方式、又はステッ
プ・アンド・スキャン方式等の露光装置、ウエハプロー
バ、あるいはレーザリペア装置等が用いられる。これら
の装置では、基板上に規則的（マトリックス状）に配列
された複数のチップパターン領域（ショット領域）の各
々を、基板の移動位置を規定する静止座標系（すなわち
レーザ干渉計によって規定される直交座標系）内の所定
の基準点（例えば、各種装置の加工処理点）に対して極
めて精密に位置合わせ（アライメント）する必要があ
る。

【０００３】特に、露光装置では、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
ンの投影位置に対して基板（半導体ウエハやガラスプレ
ート等）を位置合わせ（アライメント）するに際して、
製造段階のチップでの不良品の発生による歩留りの低下
を防止するため、その位置合わせ精度を常に高精度かつ
安定に維持しておくことが望まれている。

【０００４】通常、露光工程では、ウエハ上に１０層以
上の回路パターン（レチクルパターン）を重ね合わせて
転写するが、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。
そこで、露光工程では、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、ステ
ージ座標系上におけるそのマーク位置（座標値）を検出
する。しかる後、このマーク位置情報と既知のレチクル
パターンの位置情報（これは事前測定される）とに基づ
いてウエハ上の１つのショット領域をレチクルパターン
に対して位置合わせ（位置決め）するウエハアライメン
トが行われる。

【０００５】ウエハアライメントには大別して２つの方
式があり、１つはウエハ上のショット領域毎にそのアラ
イメントマークを検出して位置合わせを行うダイ・バイ
・ダイ（Ｄ／Ｄ）アライメント方式である。もう１つ
は、ウエハ上のいくつかのショット領域のみのアライメ
ントマークを検出してショット配列の規則性を求めるこ
とで、各ショット領域を位置合わせするグローバル・ア
ライメント方式である。現在のところ、デバイス製造ラ
インではスループットとの兼ね合いから、主にグローバ
ル・アライメント方式が使用されている。特に現在で
は、例えば特開昭６１─４４４２９号公報、特開昭６２
─８４５１６号公報などに開示されるように、ウエハ上
のショット配列の規則性を統計的手法によって精密に特
定するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧ
Ａ）方式が主流となっている。

【０００６】ＥＧＡ方式とは、１枚のウエハにおいて予
め特定ショット領域として選択された複数個（３個以上
必要であり、通常７〜１５個程度）のショット領域のみ
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（ショット配列）を算出した後、この算出
したショット配列に従ってウエハステージをステッピン
グさせていくものである。このＥＧＡ方式は計測時間が
短くて済み、ランダムな計測誤差に対して平均化効果が
期待できるという長所がある。

【０００７】ここで、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ｍ（ｍ≧３
なる整数）個の特定ショット領域（サンプルショット）
の設計上の配列座標を（Ｘ_n、Ｙ_n）（ｎ＝１、２、…
…、ｍ）とし、設計上の配列座標からのずれ（ΔＸ_n、
ΔＹ_n）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。

【０００８】

【数１】

【０００９】さらに、ｍ個のサンプルショットの各々の
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（Δｘ_n 、Δｙ_n ）としたとき、このモデルを当
てはめたときの残差の二乗和Ｅは次式（２）で表され
る。

【００１０】

【数２】

【００１１】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が算出されることになる。以上のよ
うに、ＥＧＡ方式ではウエハ上のショット配列誤差が線
形であるものとして扱っている、換言すればＥＧＡ演算
は線形な１次近似である。従って、ＥＧＡ方式を用いて
補正できる成分は、ウエハの伸縮、回転等の線形成分の
みである。

【００１２】しかし、露光装置間の重ね合せ、又は同一
露光装置においても表面処理などのプロセス工程を経た
各層間における重ね合せでは、ウエハの歪みに非線形的
な成分が生じることがある。その原因としては、前者の
場合、露光装置間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などがあり、後者の場合、
プロセス工程がショット配列に歪みを与えることなどが
ある。

【００１３】このようにして生じたウエハ上の局所的な
配列誤差変動、すなわち非線形な歪み成分には、ＥＧＡ
方式により対応することは困難である。

【００１４】現状では、このような状況に対し、例えば
特開平５−３０４０７７号公報などに詳細に開示される
いわゆる重み付けＥＧＡ方式のウエハアライメントによ
り対応することがなされている。ここで、この重み付け
ＥＧＡ方式について簡単に説明する。

【００１５】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（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。

【００１６】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。

【００１７】ところで、重み付けＥＧＡ方式では、上記
公報にも開示されるように、例えば次の式（４）で表さ
れるような重みづけＷ_inを用いて、式（３）で示される
ような残差の二乗和Ｅ_iが最小となるようなパラメータ
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆをショット領域毎に求める。

【００１８】

【数３】

【００１９】上式（４）において、Ｌ_knは、対象となる
ショット領域（ｉ番目のショット領域）とｎ番目のサン
プルショットとの距離である。Ｓは、重み付けを決定す
るパラメータである。

【００２０】あるいは、重み付けＥＧＡ方式では、次の
式（６）で表されるような重み付けＷ_in’を用いて、式
（５）で示されるような残差の二乗和Ｅ_i’が最小とな
るようなパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆをショット
領域毎に求める。

【００２１】

【数４】

【００２２】上式（６）において、Ｌ_Eiは、対象となる
ショット領域（ｉ番目のショット領域）と着目点（ウエ
ハセンタ）との距離、Ｌ_Wnは、ｎ番目のサンプルショッ
トと着目点（ウエハセンタ）との距離である。また、式
（４）、（６）におけるパラメータＳは、一例として次
式（７）で表される。

【００２３】

【数５】

【００２４】式（７）において、Ｂは、重みパラメータ
であり、この重みパラメータＢの物理的意味は、ウエハ
上の各ショット領域の位置座標を計算するのに有効なサ
ンプルショットの範囲（以下、単に「ゾーン」と呼ぶ）
である。従って、ゾーンが大きい場合は有効なサンプル
ショットの数が多くなるので、従来のＥＧＡ方式で得ら
れる結果に近くなる。逆にゾーンが小さい場合は、有効
なサンプルショットの数が少なくなるので、Ｄ／Ｄ方式
で得られる結果に近くなる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】現状の露光装置では、
上述した重みパラメータは、５段階（最大ウエハと同じ
サイズ）に設定することが可能であるが、その設定は、
オペレータの経験に基づき、若しくは実験（実際に重ね
合せ露光をし）、又はシミュレーションにより、最適な
領域を設定するという手法が採用されている。すなわ
ち、重みパラメータ（ゾーン）の設定の根拠が明確とな
っていないため、経験則的に決定する他なかった。

【００２６】また、重み付けＥＧＡ方式では、多数枚の
ウエハを連続的に処理する場合、それらのウエハが同一
のプロセスを経たウエハであっても、全てのウエハに対
して少なくとも選択されたサンプルショットについては
アライメントマークの計測（アライメント計測）を行わ
なければならない。特に、アライメントの計測精度をＤ
／Ｄ方式と同程度に向上させるためには、全点に近いＥ
ＧＡ計測点について計測を行う必要があるが、このよう
な場合にはスループットが低下してしまう。

【００２７】さらに、従来、重み付けＥＧＡ方式等で
は、ＥＧＡ計測点の数も、経験則により決定していた。

【００２８】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、基板の非線形な歪みを経験則に
よらず、適切に評価することができる評価方法を提供す
ることにある。

【００２９】本発明の第２の目的は、経験則によらず、
基板上の複数の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わ
せに用いられる位置情報を精度良くかつ高スループット
で検出することができる位置検出方法を提供することに
ある。

【００３０】本発明の第３の目的は、複数枚の基板を露
光処理するに当たり、露光精度とスループットとをとも
に向上させることができる露光方法を提供することにあ
る。

【００３１】本発明の第４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。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板の非線形歪みの規則性や程度を評価する評価方
法であって、基板上の複数の区画領域の各々について、
各区画領域に対応して設けられるマークを検出して所定
の基準位置との位置ずれ量を求める工程と；前記基板上
の着目する区画領域の前記位置ずれ量を示す第１ベクト
ルと、その周囲の複数の区画領域それぞれの前記位置ず
れ量を示す各第２ベクトルとの間の少なくとも方向につ
いての相関を求める評価関数を用いて、前記基板の非線
形歪みの規則性や程度を評価する工程と；を含む。

【００３３】これによれば、基板上の複数の区画領域の
各々について、各区画領域に対応して設けられるマーク
を検出して所定の基準位置との位置ずれ量を求める。そ
して、基板上の着目する区画領域の前記位置ずれ量を示
す第１ベクトルと、その周囲の複数の区画領域それぞれ
の前記位置ずれ量を示す各第２ベクトルとの間の少なく
とも方向についての相関を求める評価関数を用いて、基
板の非線形歪みの規則性や程度を評価する。この評価関
数により求められた相関が高い（１に近い）程、その着
目する区画領域とその周囲の区画領域とには、ほぼ同じ
方向の非線形歪みが生じ、相関が低い（０に近い）程、
その着目する区画領域とその周囲の区画領域とには、ラ
ンダムな方向の非線形歪みが生じている。また、複数の
区画領域の中に、計測誤差が他の区画領域に比べて大き
いいわゆる「跳び領域」が含まれている場合を考える
と、その区画領域は周囲の区画領域との相関が殆ど零で
あるから、結果的に上記の評価関数を用いることによ
り、そのような跳び領域の影響を効果的に低減すること
ができる。

【００３４】従って、基板の非線形な歪みを経験則によ
らず、適切に評価することが可能となる。また、この評
価結果に基づいて、例えば、ＥＧＡあるいは重みづけＥ
ＧＡにおける計測点（位置情報の計測に用いるマークの
数及び配置の少なくとも一方）を、経験則によらず適切
に決定することができる。なお、位置情報の計測に用い
るマークは、通常、予め選択された基板上の特定の複数
のショット領域（サンプルショット）に対応して設けら
れる。

【００３５】この場合において、請求項２に記載の発明
の如く、前記評価関数は、前記第１ベクトルと前記各第
２ベクトルとの間の方向及び大きさについての相関を求
めるための関数であることとしても良い。

【００３６】上記請求項１及び２に記載の各発明におい
て、請求項３に記載の発明の如く、前記評価関数を用い
て、前記各区画領域を所定点に位置合わせするのに用い
る位置情報の補正値を決定する工程を更に含むこととす
ることができる。

【００３７】上記請求項１〜３に記載の各発明におい
て、請求項４に記載の発明の如く、前記評価関数は、前
記基板上の着目する区画領域を前記基板上のＮ個（Ｎは
自然数）の区画領域のそれぞれに順次変更して得られる
前記第１ベクトルとその周囲の複数のショット領域の各
第２ベクトルとの少なくとも方向に関する相関を求める
ためのＮ個の第１関数の相加平均に相当する第２関数で
あることとすることができる。かかる評価関数によれ
ば、Ｎ個の区画領域を含む基板上の領域について、経験
則に頼ることなく、非線形歪みの規則性や程度を評価す
ることができる。特に、Ｎ個の区画領域が基板上の全区
画領域に相当する場合には、基板の全体について経験則
に頼ることなく、非線形歪みの規則性や程度を評価する
ことができる。

【００３８】請求項５に記載の発明は、基板上の複数の
区画領域でそれぞれ所定点との位置合わせに用いられる
位置情報を検出する位置検出方法において、前記基板上
の複数のマークを検出して得られる実測位置情報を用い
て統計演算により前記位置情報を算出するとともに、前
記基板上の着目する区画領域の所定の基準位置との位置
ずれ量を示す第１ベクトルと、その周囲の複数の区画領
域それぞれの前記基準位置との位置ずれ量を示す各第２
ベクトルとの間の少なくとも方向についての相関を求め
る関数を用いて、前記位置情報の補正値及び該補正値を
決定する補正パラメータの少なくとも一方を決定するこ
とを特徴とする。

【００３９】これによれば、基板上の複数のマークを検
出して得られる実測位置情報を用いて統計演算により基
板上の複数の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わせ
に用いられる位置情報を算出する。そして、上記の実測
位置情報に基づいて得られる基板上の着目する区画領域
の所定の基準位置との位置ずれ量を示す第１ベクトル
と、その周囲の複数の区画領域それぞれの基準位置との
位置ずれ量を示す各第２ベクトルとの間の少なくとも方
向についての相関を求める関数を用いて、前記位置情報
の補正値及び該補正値を決定するパラメータの少なくと
も一方を決定する。すなわち、上記関数を用いれば、請
求項１で説明したように、経験則によらず、基板の非線
形歪みを評価することができ、結果的にその関数を用い
て、基板の非線形歪みの程度及び大きさを考慮した前記
位置情報の補正値及び該補正値を決定するパラメータの
少なくとも一方を、経験則によらず、決定することがで
きる。従って、経験則によらず、基板上の複数の区画領
域でそれぞれ所定点との位置合わせに用いられる位置情
報を精度良く検出することができ、しかも実測位置情報
を得るための複数のマークの検出は、基板上の一部のマ
ークについて行えば足りるので、高スループットな検出
が可能である。

【００４０】この場合において、請求項６に記載の発明
の如く、前記統計演算によって前記各区画領域の位置誤
差の線形成分が補正されて前記位置情報が算出され、前
記関数によって前記位置誤差の非線形成分が補正される
ように前記補正値が決定されることとすることができ
る。

【００４１】上記請求項５及び６に記載の各発明に係る
位置検出方法において、請求項７に記載の発明の如く、
前記実測位置情報は、前記区画領域の設計位置情報に基
づく前記所定点との位置偏差に対応し、前記複数の区画
領域のうち少なくとも３つの特定区画領域でそれぞれ得
られる前記実測位置情報を用いて統計演算を行い、前記
位置情報を導出する変換式のパラメータを算出すること
とすることができる。

【００４２】この場合において、請求項８に記載の発明
の如く、前記特定区画領域毎に前記実測位置情報に重み
を与えて前記パラメータを算出するとともに、前記関数
を用いて前記重みを決定することとしても良い。かかる
場合には、重みを経験則によらず、適切に決定すること
ができる。

【００４３】上記請求項５及び６に記載の各発明に係る
位置検出方法において、請求項９に記載の発明の如く、
前記実測位置情報は、前記基板の移動位置を規定する静
止座標系上における前記マークの座標値であり、前記位
置情報は、前記各区画領域の前記静止座標系上における
座標値であることとすることができる。

【００４４】上記請求項５〜９に記載の各発明に係る位
置検出方法において、請求項１０に記載の発明の如く、
前記位置情報の補正値は、前記関数を用いて最適化され
た補完関数に基づいて決定されることとしても良い。

【００４５】請求項１１に記載の発明は、基板上の複数
の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わせに用いられ
る位置情報を検出する位置検出方法において、複数枚の
基板でそれぞれ前記区画領域の位置情報を検出するため
に、前記複数枚の基板のうち第２枚目以降の第ｎ枚目の
基板については、該第ｎ枚目の基板上の複数のマークを
検出して得られる、少なくとも３つの特定区画領域での
その設計位置情報に基づく前記所定点との位置偏差に対
応する実測位置情報を用いて統計演算により算出した前
記各区画領域の位置情報の線形成分と、前記第ｎ枚目よ
り前の少なくとも１枚の基板での前記各区画領域の位置
情報の非線形成分とを用いることを特徴とする。

【００４６】ここで、「位置情報」とは、各区画領域の
設計値からの位置ずれ量や、所定の基準位置に対する各
区画領域の相対位置（例えば、露光装置の場合のマスク
に対する基板上の区画領域の位置）や、区画領域相互の
中心間距離など、各区画領域の位置に関する情報であっ
て統計処理に適切な情報の全てを含む。

【００４７】これによれば、複数枚、例えば、１ロット
の基板でそれぞれ区画領域の位置情報を検出するに当た
り、ロット内の第２枚目以降の第ｎ枚目の基板について
は、該第ｎ枚目の基板上の複数のマークを検出して得ら
れる、少なくとも３つの特定区画領域でのその設計位置
情報に基づく前記所定点との位置偏差に対応する実測位
置情報を用いて統計演算により算出した前記各区画領域
の位置情報の線形成分と、前記第ｎ枚目より前の少なく
とも１枚の基板での前記各区画領域の位置情報の非線形
成分とを用いる。このため、第ｎ枚目の基板について
は、基板上の予め選択された最低３つの特定区画領域の
位置情報を求めるための複数マークの検出を行うだけ
で、複数の区画領域それぞれの位置情報を正確に、かつ
高スループットで検出することが可能になる。特に第ｎ
枚目以降の全ての基板について、第ｎ枚目と同様にし
て、複数の区画領域各々の位置情報を求める場合、最も
スループットを向上することができる。

【００４８】この場合において、請求項１２に記載の発
明の如く、前記複数の区画領域の各々についての位置情
報の非線形成分は、前記第ｎ枚目より前の少なくとも１
枚の基板についての前記各区画領域の位置情報の計測結
果を所定の評価関数を用いて評価した評価結果から得ら
れる前記基板の非線形歪みの規則性や程度を示す指標に
基づいて最適化された単一の補完関数と、前記第ｎ枚目
より前の少なくとも１枚の基板について求められた前記
各区画領域の位置情報の非線形成分とに基づいて求めら
れることとすることができる。この場合、前述した請求
項１、２及び４に記載の評価関数を用いることができ
る。

【００４９】この場合において、請求項１３に記載の発
明の如く、前記補完関数は、フーリエ級数展開された関
数である場合、前記評価結果に基づいて前記フーリエ級
数展開の最高次数が最適化されることとすることができ
る。

【００５０】上記請求項１１に記載の発明において、請
求項１４に記載の発明の如く、前記各区画領域について
の前記位置情報の非線形成分は、前記第ｎ枚目より前の
少なくとも１枚の基板上の複数のマークを検出して得ら
れる実測位置情報に重み付けをし、該重み付け後の情報
を用いて統計演算を行って算出した前記各区画領域の位
置情報と、前記基板上の複数のマークを検出して得られ
る実測位置情報を用いて統計演算を行って算出した前記
各区画領域の位置情報との差に基づいて求められること
とすることができる。

【００５１】請求項１５に記載の発明は、基板上の複数
の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わせに用いられ
る位置情報を検出する位置検出方法において、複数枚の
基板でそれぞれ前記各区画領域の位置情報を検出するた
めに、前記複数枚の基板のうち第２枚目以降の第ｎ枚目
の基板については、前記第ｎ枚目より前の少なくとも１
枚の基板についての前記各区画領域の前記所定点との位
置偏差に対応する実測位置情報を所定の評価関数を用い
て評価した評価結果から得られる前記基板の非線形歪み
の規則性や程度を示す指標に基づいて前記複数の区画領
域を、予めブロック化し、前記ブロック毎に各ブロック
に属する全ての区画領域の数である第１の数よりも小さ
い第２の数の区画領域についての前記所定点との位置偏
差に対応する実測位置情報を用いて対応するブロックに
属する全ての区画領域の前記位置情報を決定することを
特徴とする。

【００５２】これによれば、複数枚、例えば１ロットの
基板でそれぞれ各区画領域の位置情報を検出するに際
し、ロット内の第２枚目以降のｎ枚目の基板について
は、前記第ｎ枚目より前の少なくとも１枚の基板につい
ての各区画領域の前記所定点との位置偏差に対応する実
測位置情報を所定の評価関数を用いて評価した評価結果
から得られる基板の非線形歪みの規則性や程度を示す指
標に基づいて複数の区画領域を、予めブロック化し、ブ
ロック毎に各ブロックに属する全ての区画領域の数であ
る第１の数よりも小さい第２の数の区画領域についての
前記所定点との位置偏差に対応する実測位置情報を用い
て対応するブロックに属する全ての区画領域の前記位置
情報を決定する。すなわち、第ｎ枚目の基板について
は、評価結果を用いることにより、基板の非線形歪みの
規則性や程度に応じて適切なブロック分けを行い、その
各ブロックに属する第１の数の区画領域を１つの大きな
区画領域と見做して、区画領域毎に前述したダイバイダ
イ方式と同様の手法によりそのブロック内の１又は複数
の区画領域の位置情報（線形成分及び非線形成分を含
む）を検出し、その検出位置情報が１つの場合はその位
置情報を、その検出位置情報が複数の場合はそれらの平
均値を、対応するブロックに属する全ての区画領域の位
置情報とする。従って、従来のダイバイダイ方式に比べ
て、区画領域の位置情報の検出精度を維持しつつ、検出
（実測）に要する時間を短縮することができる。特に、
第ｎ枚目以降の全ての基板について、上記の手法を採用
する場合には、最もスループットを向上させることがで
きる。

【００５３】請求項１６に記載の発明は、基板上の複数
の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わせに用いられ
る位置情報を検出する位置検出方法において、前記基板
上の複数のマークを検出して得られる実測位置情報に重
み付けをし、該重み付け後の情報を用いて統計演算によ
り前記位置情報を算出するとともに、前記基板上の着目
する区画領域の所定の基準位置との位置ずれ量を示す第
１ベクトルと、その周囲の複数の区画領域それぞれの前
記基準位置との位置ずれ量を示す各第２ベクトルとの間
の少なくとも方向についての相関を求める関数を用い
て、前記重み付けのための重みパラメータを決定するこ
とを特徴とする。

【００５４】これによれば、上記関数を用いることによ
り、請求項１で説明したように、経験則によらず、基板
の非線形歪みを評価することができ、結果的にその関数
を用いて、基板の非線形歪みの程度及び大きさを考慮し
た重み付けのための重みパラメータを、経験則によら
ず、決定することができる。従って、経験則によらず、
基板上の複数の区画領域でそれぞれ所定点との位置合わ
せに用いられる位置情報を精度良く検出することがで
き、しかも実測位置情報を得るための複数マークの検出
は、基板上の複数区画領域の一部の区画領域に対応する
マークについて行えば足りるので、高スループットな検
出が可能である。

【００５５】請求項１７に記載の発明は、基板上の複数
の区画領域を順次露光して各区画領域に所定のパターン
を形成する露光方法において、複数枚の基板を露光処理
するに当たり、前記複数枚の基板の内の第２枚目以降の
第ｎ枚目の基板については、請求項５〜１６のいずれか
一項に記載の位置検出方法を用いて、各区画領域の位置
情報を検出し、該検出結果に基づいて前記各区画領域を
露光基準位置に順次移動した後、当該各区画領域を露光
することを特徴とする。

【００５６】これによれば、複数枚、例えば１ロットの
基板を露光処理するに当たり、ロット内の第２枚目以降
の第ｎ枚目の基板については、請求項５〜１６のいずれ
か一項に記載の位置検出方法を用いて、前記複数の区画
領域それぞれの位置情報を検出するので、基板上の複数
の区画領域の位置情報を精度良く、かつ高スループット
で検出することができる。また、この精度良く検出され
た位置情報を用いて各区画領域を露光基準位置に順次移
動した後、露光を行うので、重ね合せ精度の良好な露光
が可能になる。特に、第ｎ枚目以降の全ての基板に対し
て上記の位置検出方法を適用する場合、最もスループッ
トを向上させることができる。

【００５７】請求項１８に記載の発明は、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１７に記載の露光方法を用いて露光
を行うことを特徴とする。

【００５８】これによれば、リソグラフィ工程で、請求
項１７に記載の発明に係る露光方法が用いられるので、
重ね合わせ精度を高精度に維持し、かつ高いスループッ
トで露光が行われる。この結果、より微細な回路パター
ンを重ね合わせ精度良く基板上に形成することが可能に
なり、スループットの向上とあいまって高集積度のマイ
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。

【００５９】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。

【００６０】図１には、本発明の一実施形態に係る露光
方法を実施するための露光装置１００の概略構成が示さ
れている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・
スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１０
０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、基板とし
てのウエハＷが搭載されるウエハステージ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。

【００６１】前記照明系１０は、例えば特開平１０−１
１２４３３号公報などに開示されるように、光源、フラ
イアイレンズ又はロッドインテグレータ（内面反射型イ
ンテグレータ）等からなる照度均一化光学系、リレーレ
ンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、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部分を照明光ＩＬによりほぼ均一
な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、Ｋｒ
Ｆ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。

【００６２】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、ここでは、磁気浮上型の２次元
リニアアクチュエータから成る不図示のレチクルステー
ジ駆動部によって、レチクルＲの位置決めのため、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Ｙ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。さらに、本実施
形態では、上記磁気浮上型の２次元リニアアクチュエー
タとして、Ｘ駆動用コイル、Ｙ駆動用コイルの他にＺ駆
動用コイルを含むものを用いているため、レチクルステ
ージＲＳＴをＺ方向にも微小駆動可能な構成となってい
る。

【００６３】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。

【００６４】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、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。

【００６５】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で所定の縮小倍率（例
えば１／５、又は１／４）を有する屈折光学系が使用さ
れている。このため、照明光学系からの照明光ＩＬによ
ってレチクルＲの照明領域が照明されると、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
してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小
像（部分倒立像）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。

【００６６】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、このウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダ２
５が載置されている。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。ウエハ
ホルダ２５は不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの
光軸直交面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）にも微動可能に構成
されている。また、このウエハホルダ２５は光軸ＡＸ回
りの微小回転動作も可能になっている。

【００６７】ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ方
向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領
域を前記照明領域と共役な露光領域に位置させることが
できるように、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ方
向）にも移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各シ
ョット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のシ
ョットの露光開始位置まで移動する動作とを繰り返すス
テップ・アンド・スキャン動作を行う。このウエハステ
ージＷＳＴはモータ等を含むウエハステージ駆動部２４
によりＸＹ２次元方向に駆動される。

【００６８】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１８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もの
である。すなわち、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴ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。

【００６９】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１
９、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。

【００７０】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、この表面にはいわゆる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。

【００７１】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顕微鏡ＡＳが設けられている。この
アライメント顕微鏡ＡＳとしては、ここでは、例えば特
開平２−５４１０３号公報に開示されているような（Fi
eld Image Alignment(ＦＩＡ）系）のアライメントセン
サが用いられている。このアライメント顕微鏡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、対物
レンズ等によって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、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
メント顕微鏡ＡＳはアライメントマーク（及び基準板Ｆ
Ｍ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。

【００７２】露光装置１００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５−１９０４２３号公報に開示
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ホルダ２５をＺ方向及び傾斜方向
に駆動する。

【００７３】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。

【００７４】次に、上述のようにして構成された本実施
形態の露光装置１００により、ウエハＷに対して第２層
目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う際の動
作について、主制御系２０による制御アルゴリズムを示
す図２のフローチャートに沿って、かつ適宜他の図面を
参照しつつ説明する。

【００７５】まず、不図示のレチクルローダにより、レ
チクルステージＲＳＴ上にレチクルＲがロードされ、主
制御系２０では、レチクルアライメント及びベースライ
ン計測を行う。具体的には、主制御系２０では、ウエハ
駆動装置２４を介してウエハステージＷＳＴ上の基準板
ＦＭを投影光学系ＰＬの直下に位置決めし、レチクルア
ライメント系２２を用いてレチクルＲ上の一対のレチク
ルアライメントマークと基準板ＦＭ上の前記一対のレチ
クルアライメントマークにそれぞれ対応するレチクルア
ライメント用の一対の第１基準マークとの相対位置を検
出した後、ウエハステージＷＳＴを所定量、例えばベー
スライン量の設計値だけＸＹ面内で移動して、アライメ
ント顕微鏡ＡＳを用いて基準板ＦＭ上のベースライン計
測用の第２基準マークを検出する。このとき、主制御系
２０では、このとき得られるアライメント顕微鏡ＡＳの
検出中心と第２基準マークの相対位置関係及び先に計測
したレチクルアライメントマークと基準板ＦＭ上の第１
基準マークとの相対位置と、それぞれに対応するウエハ
干渉計１８の計測値とに基づいて、ベースライン量（レ
チクルパターンの投影位置とアライメント顕微鏡ＡＳの
検出中心（指標中心）との相対位置関係）を計測する。

【００７６】このような一連の準備作業が終了した時点
で、図２のフローチャートが開始する。この図２のフロ
ーチャートは、同一ロット内の複数枚、例えば２５枚の
ウエハを処理する場合の主制御系２０の制御アルゴリズ
ムを示す。また、前提として、ロット内の全てのウエハ
は同一条件、同一工程で各種処理が施されているものと
する。さらに、前提として、後述するロット内のウエハ
番号（ｍ）を示す不図示のカウンタのカウント値は
「１」に初期設定されている（ｍ←１）ものとする。

【００７７】まず、ステップ１０２において、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。

【００７８】次のステップ１０４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）
をアライメント顕微鏡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
がアライメント顕微鏡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
アライメント顕微鏡ＡＳの倍率を低倍率に設定して行わ
れる。そして、アライメント顕微鏡ＡＳの検出結果（ア
ライメント顕微鏡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
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
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。

【００７９】次のステップ１０６では、前述したカウン
タのカウント値ｍが、所定の値ｎ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ｎ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ｎ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、ｎ＝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１０６の判断は否定され、次の
ステップ１０８に進む。

【００８０】ステップ１０８では、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。具体的には、前述したサーチアライメント時に
おける各サーチマークの位置座標の計測と同様にして、
ウエハＷ上のウエハアライメントマーク（ウエハマー
ク）のステージ座標系上における位置座標、すなわち、
ショット領域の位置座標を求める。但し、ウエハマーク
の検出は、アライメント顕微鏡ＡＳの倍率を高倍率に設
定して行う。

【００８１】次のステップ１１０では、上記ステップ１
０８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特開昭６１−４４４２９号
公報等に開示されるような最小自乗法を用いた統計演算
（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（ウエハＷ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，Ｙ方向
のスケーリングＳｘ，Ｓｙ、直交度Ｏrt、Ｘ，Ｙ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を内部メモリの所定領
域に記憶する。

【００８２】次のステップ１１２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１１
０で算出した各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１０８で実際に計測
した全ての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。

【００８３】次のステップ１１４では、上記ステップ１
１２の処理中に算出した全てのショット領域の位置座標
（実測値）とそれぞれの設計上の位置座標との差である
位置ずれ量と、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。

【００８４】以下、このステップ１１４の処理につい
て、図３及び図４を参照して詳述する。

【００８５】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（８）で示される評価関数Ｗ
₁（ｓ）が用いられる。

【００８６】

【数６】

【００８７】図３には、上式（８）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３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ｒ_k（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。

【００８８】上式（８）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３に示される着
目するショット領域ＳＡ_k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（８）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ＳＡ_k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。

【００８９】いま、上記式（８）の右辺のかっこ内部分
の関数を次式（９）のように定義する。

【００９０】

【数７】

【００９１】上式（９）の関数ｆ_k（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ｒ_k
（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ｒ_iが成す角度ｃｏ
ｓθ_ikの平均値である。従って、この関数ｆ_k（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ｆ
_k（ｓ）は、着目するショット領域の位置ずれベクトル
ｒ_k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ｒ_i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。

【００９２】従って、式（８）の評価関数Ｗ₁（ｓ）
は、着目するショット領域ＳＡ_kをショット領域ＳＡ₁か
らＳＡ_Nに順次変更した際の関数ｆ_k（ｓ）の加算平均に
他ならない。

【００９３】図４には、図３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４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。

【００９４】まず、補完関数として、例えば次式（１
０）、（１１）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。

【００９５】

【数８】

【００９６】

【数９】

【００９７】上式（１０）において、Ａ_pq、Ｂ_pq、
Ｃ_pq、Ｄ_pqは、フーリエ級数係数であり、また、δ
_x（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、Δ_x（ｘ，ｙ）は、前述
したステップ１１２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。

【００９８】同様に、上式（１１）において、Ａ_pq’、
Ｂ_pq’、Ｃ_pq’、Ｄ_pq’は、フーリエ級数係数であり、
また、δ_y（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、Δ_y（ｘ，ｙ）
は、前述したステップ１１２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（１０）、（１１）にお
いて、ＤはウエハＷの直径を示す。

【００９９】上式（１０）、（１１）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ｐ_max＝Ｐ、ｑ_max＝Ｑの決定が重要である。

【０１００】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（１０）、（１
１）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ｐ_max＝Ｐ、ｑ_max＝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
ット領域が、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。

【０１０１】そこで、本実施形態では、前述した式
（８）の評価関数Ｗ₁（ｓ）を用いて、パラメータｐ、
ｑの最大値ｐ_max＝Ｐ、ｑ_max＝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（８）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（８）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４において、例えばＷ
₁（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４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。

【０１０２】 Ｐ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３，Ｑ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３ ……（１２）

【０１０３】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（１０）、（１１）の補完関数を
決定することができる。

【０１０４】次のステップ１１８では、上述のようにし
て決定した式（１０）、（１１）の補完関数に、ステッ
プ１１２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Δ
_x（ｘ，ｙ）、Ｙ成分Δ_y（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
した後、ステップ１２２に進む。

【０１０５】ステップ１２２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、それぞれのショット領域について上記ステップ１１
８で算出された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。

【０１０６】次のステップ１２４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１２６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１０２に戻る。

【０１０７】ステップ１０２において、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。

【０１０８】次のステップ１０４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。

【０１０９】次のステップ１０６では、前述したカウン
タのカウント値ｍが、所定の値ｎ＝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Ｗ
ＳＴ）上のウエハＷが、ロット内の第ｎ＝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１０６の判断は肯定され、ステッ
プ１２０に移行する。

【０１１０】ステップ１２０では、通常の８点ＥＧＡに
より、ウエハＷ上の全ショット領域位置座標を算出す
る。より具体的には、前述と同様にアライメント顕微鏡
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）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
標とに基づいて特開昭６１−４４４２９号公報等に開示
されるような最小自乗法を用いた統計演算（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１２２に進む。

【０１１１】ステップ１２２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、それぞれ
のショット領域について先にステップ１１８で算出され
た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。

【０１１２】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１２４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１０２
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１０２〜ステップ１２４の処
理、判断が繰り返し行われる。

【０１１３】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１２４の判断が肯定されると、本ルー
チンの一連の処理を終了する。

【０１１４】以上説明したように、本第１の実施形態に
よると、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上の各区画領域の位置ずれ量
（配列ずれ）の非線形成分を算出することができ、この
算出結果とＥＧＡにより求めたショット領域の配列ずれ
の線形成分とに基づいて、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）、ひいては重ね
合せ補正位置を正確に求めることができる。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。

【０１１５】また、本実施形態では、ロット内の第２枚
目のウエハ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、ロット先頭のウエハと第２
枚目のウエハとが同じ非線形成分を持っているものとみ
なして、非線形成分の補正値についてはロット先頭で求
めた値をそのまま使用する。このため、ロット内の全て
のウエハに対して全点ＥＧＡを行う場合に比べて、計測
点数の削減により、スループットを向上することができ
る。

【０１１６】なお、上記実施形態では、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。

【０１１７】また、例えば、図３中に仮想線で示される
ウエハＷ上の欠けショット領域ＳＡ ₁’〜ＳＡ₄’を考
え、これらの欠けショット領域をも露光する場合を考え
る。この場合、欠けショットの何れにもＥＧＡの計測点
を設定しない場合であっても、本第１の実施形態では、
これらの欠けショットＳＡ₁’〜ＳＡ₄’についても位置
ずれ量の線形成分は勿論非線形成分についても補正が可
能である。

【０１１８】なお、上記実施形態では、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１０
８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。

【０１１９】また、上記実施形態において、ｎ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
（ｎ−１）枚（複数枚）のウエハについては、ステップ
１０８からステップ１１８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１１８では、第２
枚目からｎ−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ｎ枚目（ｎ≧３）以降のウエハ
でも、第（ｎ−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。

【０１２０】なお、前述した評価関数は、一例であっ
て、これに限らず、例えば、式（８）の評価関数に代え
て、次の式（１３）で示されるような評価関数Ｗ
₂（ｓ）を用いても良い。

【０１２１】

【数１０】

【０１２２】この式（１３）の評価関数によると、着目
するショット領域の位置ずれベクトルｒ_k（第１ベクト
ル）と、その周囲（半径ｓの円内）の各ショット領域に
おける位置ずれベクトルｒ_i（第２ベクトル）との間の
方向及び大きさについての相関をも求めることができ
る。通常、この式（１３）の評価関数Ｗ₂（ｓ）による
と、上記実施形態に比べて、より正確にウエハの非線形
歪みの規則性やその程度を評価することができる。但
し、この式（１３）の評価関数では、大きさをも考慮し
ているが故に、ウエハＷ上の各ショット領域の位置ずれ
量の発生の状況によっては、却って評価の精度が低下す
ることが、非常に稀ではあるが、起こり得る。

【０１２３】そのような場合を考慮して、式（８）の評
価関数Ｗ₁（ｓ）と式（１３）の評価関数Ｗ₂（ｓ）とを
同時に用い、これらの評価関数が共に高い相関を示す
（ともに１に近い）範囲の半径ｓを求めることにより、
ウエハの非線形歪みを評価することとしても良い。ま
た、この場合、このようにして求めたｓを用いて、前述
した補完関数を決定すれば良い。

【０１２４】なお、上記第１の実施形態におけるステッ
プ１１４の処理を省略しても良い。すなわち、ステップ
１１２において分離された位置ずれ量の非線形成分をそ
のまま、ステップ１２２において、各ショット領域の位
置ずれ量の非線形成分（補正値）として用いても良い。

【０１２５】また、上記第１の実施形態では、ｎ≧３と
したとき、１〜（ｎ−１）枚目までの複数のウエハ（基
板）の少なくとも１枚で全てのショット領域の座標値を
検出するだけでも良いし、その少なくとも１枚のウエハ
が第１枚目のウエハを含まなくても良い。さらに、上記
第１の実施形態では（ｎ−１）枚目のウエハで座標値
（マーク）が検出されるショット領域は全ショット領域
でなくても良い。特に、ウエハの全面で非線形歪みの傾
向がほぼ揃っていると、ある程度予想されるときは、例
えば１つおきのショット領域について座標値を検出する
だけで良い。また、ＥＧＡ方式では、アライメントショ
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、例えばアラ
イメント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
メント顕微鏡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。これは、重み付けＥＧＡ方式や
後述するショット内多点ＥＧＡ方式でも同様である。

【０１２６】すなわち、ＥＧＡ（重み付けＥＧＡ、ショ
ット内多点ＥＧＡ、ブロック化ＥＧＡ等を含む）方式で
は、アライメントショット領域の座標値に限らず、アラ
イメントショット領域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
算を行っても良いし、各ショット領域の座標値に限ら
ず、各ショット領域の位置に関する情報であれば、いか
なる情報を算出しても良い。

【０１２７】さらに、上記第１の実施形態では、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、ショット内
多点ＥＧＡ方式は、例えば特開平６−３４９７０５号公
報などに開示されており、アライメントショット領域毎
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。

【０１２８】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アライメントショット領域に
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。

【０１２９】この場合も、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。

【０１３０】また、本発明を重み付けＥＧＡ方式に適用
する場合は、式（４）又は（６）の重みパラメータＳを
前述の評価関数を用いて決定する。具体的には、前述し
た図２のステップ１０８と同様にして、例えばロット内
の第１枚目のウエハ上の全ショット領域の位置座標の計
測を行い、この計測結果と各ショット領域の設計値との
差を演算することにより、各ショット領域の位置ずれ
量、すなわち位置ずれベクトルを求める。次いで、この
位置ずれベクトルと例えば式（８）の評価関数Ｗ
₁（ｓ）とに基づいて、ウエハＷの非線形歪みを評価
し、例えばＷ₁（ｓ）＞０．８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、そのようなｓを
求める。そして、このｓの値をそのまま、あるいは一定
の係数を乗じて、例えば式（７）のＢに代入することに
より、式（４）又は（６）中の重みパラメータＳ、ひい
ては重み付けＷ_in又はＷ_in’を、経験則によることな
く、決定することができる。

【０１３１】このようにして重みパラメータＳ並びに重
み付けＷ_in又はＷ_in’を決定する重み付けＥＧＡ方式を
採用する、例えば１ロットのウエハの処理シーケンスと
しては、例えば、次のような２つの処理シーケンスが考
えられる。

【０１３２】（第１のシーケンス）例えば、ロット先頭
のウエハに対して図２のステップ１０８、１１０の処理
を行った後、次のａ．〜ｄ．の処理を順次行う。

【０１３３】ａ．全ショット領域の位置ずれ量を算出す
る。ｂ．位置ずれ量と上記評価関数を用いて前述のよう
にして重みパラメータＳを決定する。ｃ．重みパラメー
タＳを用いて重み付けＥＧＡ方式により全ショット領域
の配列座標を算出する。ｄ．上記ｃ．で求めた配列座標
（重み付けＥＧＡ結果）とステップ１１０で求めた配列
座標（ＥＧＡ結果）との差に基づいて全ショット領域の
配列ずれの非線形成分（補正値）のマップ（非線形成分
の補完マップ）を作成する。

【０１３４】そして、ロット先頭のウエハに対する露光
に際しては、上記の非線形成分の補完マップとステップ
１１０で求めた配列座標とに基づいて各ショット領域の
重ね合わせ補正位置を算出し、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の露光のための走査開始位
置にウエハＷを順次ステッピングさせつつ、ステップ・
アンド・スキャン方式の露光を行う。第２枚目以降のウ
エハについては、ステップ１２０の処理を行い、このス
テップ１２０の通常の８点ＥＧＡの結果と上記の非線形
成分の補完マップとに基づいて、各ショット領域の重ね
合わせ補正位置を算出し、その重ね合わせ補正位置のデ
ータを用いて、上記と同様にしてステップ・アンド・ス
キャン方式の露光を行う。

【０１３５】この第１のシーケンスによると、上述した
第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。

【０１３６】（第２のシーケンス）例えば、ロット先頭
のウエハに対して図２のステップ１０８と同様にして、
全ショット領域の位置座標計測を行った後、全ショット
領域についてその計測結果と設計上の配列座標との差で
ある位置ずれ量を算出する。次に、位置ずれ量と上記評
価関数を用いて前述のようにして重みパラメータＳを決
定する。次に、重みパラメータＳを用いて重み付けＥＧ
Ａ方式により全ショット領域の配列座標を算出する。そ
して、ロット先頭のウエハに対する露光に際しては、上
記の重み付けＥＧＡ方式により算出された全ショット領
域の配列座標を重ね合せ補正位置とし、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の露光のための走
査開始位置にウエハＷを順次ステッピングさせつつ、ス
テップ・アンド・スキャン方式の露光を行う。

【０１３７】第２枚目以降のウエハのアライメントに際
しては、ロット先頭のウエハのアライメントの際に決定
した重みパラメータＳに基づいて、サンプルショットの
数及び配置を決定し、その決定したサンプルショットの
アライメントマークの位置座標の計測と、その計測結果
に基づいて重み付けＥＧＡ方式により各ショット領域の
配列座標を算出する。勿論、この際に、ロット先頭のウ
エハのアライメントの際に決定した重みパラメータＳに
応じた重み付けが行われることは言うまでもない。そし
て、算出された配列座標を重ね合わせ補正位置として、
第２枚目以降のウエハに対してステップ・アンド・スキ
ャン方式の露光を行う。

【０１３８】すなわち、この第２のシーケンスは、従来
の重み付けＥＧＡ方式のアライメントに際して、前述し
た評価関数を用いて例えばロット先頭のウエハの非線形
歪みを評価し、その評価結果に基づいて重みパラメータ
Ｓを、ロット先頭のウエハは勿論、第２枚目以降につい
ても、経験則に頼ることなく、決定するものである。こ
の第２のシーケンスによると、ウエハの非線形歪みの程
度、大きさに応じた適切なサンプルショットの配置と数
とを決定することができるとともに、適切な重み付けを
行うことができるので、従来の重み付けＥＧＡ方式を採
用するにもかかわらず、高精度な重ね合わせ露光を、必
要最低限のサンプルショットの設定で実現することが可
能になる。

【０１３９】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図５に基づいて説明する。この第２の実施形
態は、装置構成等は、前述した第１の実施形態と同一で
あり、主制御系２０の制御アルゴリズムが異なるのみで
あるので、以下においては、この相違点を中心として説
明する。

【０１４０】図５には、本第２の実施形態の露光装置に
より、ウエハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以
降の層の露光処理を行う際、主制御系２０による制御ア
ルゴリズムを示すフローチャートが示されている。

【０１４１】前述した第１の実施形態と同様の手順で、
レチクルロード、レチクルアライメント及びベースライ
ン計測などの一連の準備作業が終了した時点で、図５の
フローチャートが開始する。この図５のフローチャート
は、同一ロット内の複数枚、例えば２５枚のウエハを処
理する場合の主制御系２０の制御アルゴリズムを示す。
また、前提として、ロット内の全てのウエハは同一条
件、同一工程で各種処理が施されているものとする。さ
らに、前提として、後述するロット内のウエハ番号
（ｍ）を示す不図示のカウンタのカウント値は「１」に
初期設定されている（ｍ←１）ものとする。

【０１４２】まず、ステップ２０２において、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（あるいは、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。

【０１４３】次のステップ２０４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、前述した第１の実施形態と同様の手順で行う。

【０１４４】次のステップ２０６では、前述したカウン
タのカウント値ｍが、所定の値ｎ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ｎ）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ｎ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、ｎ＝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２０６の判断は否定され、次の
ステップ２０８に進む。

【０１４５】ステップ２０８では、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、
前述したステップ１０８と同様にして計測する。

【０１４６】次のステップ２１０では、上記ステップ２
０８の計測結果に基づいて、ウエハＷ上の全てのショッ
ト領域について、位置ずれ量（設計値からの位置ずれ
量）をそれぞれ算出する。

【０１４７】次のステップ２１２では、上記ステップ２
１０で算出したショット領域毎の位置ずれと評価関数と
を用いて、ウエハＷの非線形歪みを評価し、その評価結
果に基づいて、ウエハＷ上のショット領域を複数のブロ
ックにブロック化する。具体的には、ステップ２１０で
算出したショット領域毎の位置ずれ量に基づいて、前述
した式（８）の評価関数Ｗ₁（ｓ）と、式（１３）の評
価関数Ｗ₂（ｓ）とをそれぞれ求め、それぞれの評価関
数が共に例えば０．９〜１となる、半径ｓの値を求め
る。この半径ｓに基づき、位置ずれ量（非線形歪み）が
ほぼ似たような傾向を示す相互に隣接するショット領域
の範囲を算出し、この算出結果に基づいて、ウエハＷ上
の複数のショット領域をブロック化し、ブロック毎のシ
ョット領域の情報を各ブロック内の代表的なショット領
域、例えば各ブロックに属する任意の１つのショット領
域における位置ずれ量の計測値にそれぞれ対応づけて、
内部メモリ内の所定領域に記憶する。

【０１４８】そして、次のステップ２１６では、各ブロ
ック内の代表ショット領域の位置ずれ量に基づいて重ね
合わせ露光を行う。具体的には、まず、設計上のショッ
ト領域の位置座標（配列座標）と、各ショット領域が属
するブロック内の代表ショット領域における位置ずれデ
ータとに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の重ね
合わせ補正位置を算出する。すなわち、各ブロックに属
するショット領域については、その代表ショット領域に
おける位置ずれデータを共通に用いてブロック内の各シ
ョット領域の設計上の位置座標をそれぞれその位置ずれ
データによって補正して、ウエハＷ上の各ショット領域
の重ね合わせ補正位置を算出する。そして、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の露光のた
めの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ＷＳ
Ｔ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。

【０１４９】次のステップ２１８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２２０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２０２に戻る。

【０１５０】ステップ２０２において、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。

【０１５１】次のステップ２０４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。

【０１５２】次のステップ２０６では、前述したカウン
タのカウント値ｍが、所定の値ｎ＝２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ｎ＝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２０６の判断は肯定され、
ステップ２１４に移行する。

【０１５３】ステップ２１４では、各ブロック内の代表
ショット領域の位置ずれを計測する。具体的には、内部
メモリ内の所定領域に記憶されたブロック化の情報に基
づいて、各ブロックに属するショット領域の内からそれ
ぞれ任意の１つのショット領域を代表ショット領域とし
てそれぞれ選択し、それら各ブロック毎の代表ショット
領域のウエハマークのステージ座標系における位置座標
を検出する。そして、、その検出結果に基づいて各ブロ
ック毎の代表ショット領域のウエハマークの設計上の位
置座標からの位置ずれ量を算出し、この算出結果を用い
て各ブロックの情報と対応付けて内部メモリ内の所定領
域に記憶されている位置ずれ量の計測値を更新した後、
ステップ２１６に進む。

【０１５４】なお、このステップ２１４において、各ブ
ロックに属するショット領域の内から選択される代表シ
ョット領域は、必ずしも１つでなくても、各ブロックに
属するショット領域の総数より少ない数の任意の複数個
のショット領域であっても良い。代表ショット領域とし
て複数個のショット領域を選択する場合には、各ショッ
ト領域のウエハマークの設計上の位置座標からの位置ず
れ量を上述と同様にしてそれぞれ算出し、それらの算出
結果の平均値を用いて各ブロックの情報と対応付けて内
部メモリ内の所定領域に記憶されている位置ずれ量の計
測値を更新することとしても良い。

【０１５５】ステップ２１６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。そし
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２１８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２０２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２
０２〜ステップ２１８の処理、判断が繰り返し行われ
る。

【０１５６】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２１８の判断が肯定されると、本ルー
チンの一連の処理を終了する。

【０１５７】以上説明した本第２の実施形態によると、
前述した第１の実施形態と同様に、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
域を同様の傾向の歪みが存在するショット領域毎にブロ
ック化し、各ブロック毎に、ブロックを１つの単位とし
て、従来のダイ・バイ・ダイ方式と同様の方式のウエハ
アライメント（以下、便宜上「ブロック・バイ・ブロッ
ク」方式と呼ぶ）を行うので、各ショット領域の配列ず
れを線形成分のみならず非線形成分をも含めてほぼ正確
に求めることができる。従って、上記各ショット領域の
配列ずれに基づいて、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。

【０１５８】また、本実施形態では、ロット内の第２枚
目以降のウエハＷの露光に際しては、ロット先頭のウエ
ハと第２枚目以降のウエハとが同様の傾向の歪みが生じ
るものとして、同一のブロック分けをそのまま用いてブ
ロック毎の代表ショット領域についての位置ずれ量を計
測するのみである。このため、ロット内の全てのウエハ
について全ショット領域の位置計測を行う場合に比べ
て、計測点数の削減により、スループットを向上するこ
とができる。

【０１５９】なお、上記第２の実施形態では、ロット先
頭のウエハの露光に際して、設計上のショット領域の位
置座標（配列座標）と、各ショット領域が属するブロッ
ク内の代表ショット領域における位置ずれデータとに基
づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の重ね合わせ補正
位置を算出し、算出結果に基づいて、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、上記のような演算を行うことなく、ステップ２１０
で算出した各ショット領域の位置ずれ量の算出値に基づ
いて、各ショット領域を走査開始位置へ位置決めするこ
ととしても良い。

【０１６０】また、上記第２の実施形態において、ｎ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（ｎ−１）枚（複数枚）のウエハについては、ステ
ップ２０８からステップ２１２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２１２では、
第２枚目から第（ｎ−１）枚目までのウエハについて
は、例えばそれまでの各回の評価結果を総合的に勘案し
てショット領域のブロック化を決定することとすれば良
い。また、第（ｎ−１）枚目までのウエハでそれぞれシ
ョット領域のブロック化を決定する必要はなく、少なく
とも１枚のみでブロック化を決定するだけでも良い。

【０１６１】なお、上記第１及び第２の実施形態では、
ウエハＷの非線形歪みを評価するために、ショット領域
毎にアライメントマークを検出してその座標値を求める
ようにしたが、これに限らず、ショット領域毎にその設
計上の座標値にベースライン量を加えた座標値にウエハ
を位置決めした状態でアライメント顕微鏡ＡＳによって
アライメントマークを検出して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前述した非線形歪
みを評価するようにしても良い。さらに、アライメント
顕微鏡ＡＳの代わりにレチクルアライメント系２２を用
いて、ショット領域毎にそのアライメントマークとレチ
クルＲのマークとの位置ずれ量を検出し、この位置ずれ
量を用いて前述した非線形歪みを評価するようにしても
良い。すなわち、非線形歪みの評価に際しては、マーク
の座標値を必ずしも求める必要はなく、アライメントマ
ーク又はこれに対応するショット領域に関する位置情報
であれば、如何なる情報であっても、これを用いて前述
した非線形歪みを評価することができる。

【０１６２】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。

【０１６３】なお、上記各実施形態では、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
メント顕微鏡）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（ＬＳＡ（Laser St
ep Alignment）系、ＬＩＡ（Laser interferometric Al
ignment）系などであっても構わない。

【０１６４】さらに、本発明に係る位置検出方法は、露
光装置においてソフトウェア、ハードウェアのいずれで
実現しても良い。また、本発明は上記各実施形態の如
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
ティー方式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする
各種方式の露光装置は勿論、露光装置以外のリペア装
置、ウエハプローバ等に対しても全く同様に適用が可能
である。

【０１６５】なお、露光装置で用いる露光用照明光（エ
ネルギビーム）は紫外光に限られるものではなく、Ｘ線
（ＥＵＶ光を含む）、電子線やイオンビームなどの荷電
粒子線などでも良い。また、ＤＮＡチップ、マスク又は
レチクルなどの製造用に用いられる露光装置でも良い。

【０１６６】《デバイス製造方法》次に、上述した各実
施形態に係る露光装置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。

【０１６７】図６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６に示されるように、まず、ステップ３０１
（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３０２（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３０３（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。

【０１６８】次に、ステップ３０４（ウエハ処理ステッ
プ）において、ステップ３０１〜ステップ３０３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３０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ３０４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３０５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。

【０１６９】最後に、ステップ３０６（検査ステップ）
において、ステップ３０５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。

【０１７０】図７には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ３０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図７において、ステップ３１１（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３１２
（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３１３（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３
１４（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３１１〜ステップ３１４
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。

【０１７１】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３
１５（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３１６（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３１７（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３１８（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３１９（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。

【０１７２】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。

【０１７３】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３１６）において、
ロット毎のウエハの露光処理に際して、上記実施形態の
露光装置及びその露光方法が用いられるので、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
を高精度に維持し、かつ高いスループットで露光が行わ
れる。この結果、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、スルー
プットの向上とあいまって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。

【０１７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る評価
方法によれば、基板の非線形な歪みを経験則によらず、
適切に評価することができるという効果がある。

【０１７５】また、本発明に係る位置検出方法による
と、複数枚の基板を処理するに当たり、経験則によら
ず、基板上の複数の区画領域の位置を精度良くかつ高ス
ループットで検出することができるという効果がある。

【０１７６】また、本発明に係る露光方法によれば、複
数枚の基板を露光処理するに当たり、露光精度とスルー
プットとをともに向上させることができるという優れた
効果がる。

【０１７７】また、本発明に係るデバイス製造方法によ
れば、マイクロデバイスの生産性を向上させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の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】第１の実施形態の露光装置によりウエハに対し
て第２層目以降の層の露光処理を行う際の主制御系の制
御アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図３】式（８）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４】図３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５】第２の実施形態の露光装置によりウエハに対し
て第２層目以降の層の露光処理を行う際の主制御系の制
御アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図６】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７】図６のステップ３０４の詳細な処理の一例を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｗ…ウエハ（基板）、ＳＡ…ショット領域（区画領
域）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA14 BB01 BB28 CC20 DD00 DD06 FF01 FF04 FF61 GG02 HH04 HH13 JJ03 JJ26 MM02 PP11 QQ13 QQ18 QQ25 QQ34 QQ38 RR02 RR08 UU05 5F046 BA05 DD03 EB05 ED02 FA17 FC04 FC08

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の非線形歪みの規則性や程度を評価
   する評価方法であって、 基板上の複数の区画領域の各々について、各区画領域に
   対応して設けられるマークを検出して所定の基準位置と
   の位置ずれ量を求める工程と；前記基板上の着目する区
   画領域の前記位置ずれ量を示す第１ベクトルと、その周
   囲の複数の区画領域それぞれの前記位置ずれ量を示す各
   第２ベクトルとの間の少なくとも方向についての相関を
   求める評価関数を用いて、前記基板の非線形歪みの規則
   性や程度を評価する工程と；を含む評価方法。
2. 【請求項２】 前記評価関数は、前記第１ベクトルと前
   記各第２ベクトルとの間の方向及び大きさについての相
   関を求めるための関数であることを特徴とする請求項１
   に記載の評価方法。
3. 【請求項３】 前記評価関数を用いて、前記各区画領域
   を所定点に位置合わせするのに用いる位置情報の補正値
   を決定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１又
   は２に記載の評価方法。
4. 【請求項４】 前記評価関数は、前記基板上の着目する
   区画領域を前記基板上のＮ個（Ｎは自然数）の区画領域
   のそれぞれに順次変更して得られる前記第１ベクトルと
   その周囲の複数のショット領域の各第２ベクトルとの少
   なくとも方向に関する相関を求めるためのＮ個の第１関
   数の相加平均に相当する第２関数であることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか一項に記載の評価方法。
5. 【請求項５】 基板上の複数の区画領域でそれぞれ所定
   点との位置合わせに用いられる位置情報を検出する位置
   検出方法において、 前記基板上の複数のマークを検出して得られる実測位置
   情報を用いて統計演算により前記位置情報を算出すると
   ともに、前記基板上の着目する区画領域の所定の基準位
   置との位置ずれ量を示す第１ベクトルと、その周囲の複
   数の区画領域それぞれの前記基準位置との位置ずれ量を
   示す各第２ベクトルとの間の少なくとも方向についての
   相関を求める関数を用いて、前記位置情報の補正値及び
   該補正値を決定する補正パラメータの少なくとも一方を
   決定することを特徴とする位置検出方法。
6. 【請求項６】 前記統計演算によって前記各区画領域の
   位置誤差の線形成分が補正されて前記位置情報が算出さ
   れ、前記関数によって前記位置誤差の非線形成分が補正
   されるように前記補正値が決定されることを特徴とする
   請求項５に記載の位置検出方法。
7. 【請求項７】 前記実測位置情報は、前記区画領域の設
   計位置情報に基づく前記所定点との位置偏差に対応し、
   前記複数の区画領域のうち少なくとも３つの特定区画領
   域でそれぞれ得られる前記実測位置情報を用いて統計演
   算を行い、前記位置情報を導出する変換式のパラメータ
   を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の位
   置検出方法。
8. 【請求項８】 前記特定区画領域毎に前記実測位置情報
   に重みを与えて前記パラメータを算出するとともに、前
   記関数を用いて前記重みを決定することを特徴とする請
   求項７に記載の位置検出方法。
9. 【請求項９】 前記実測位置情報は、前記基板の移動位
   置を規定する静止座標系上における前記マークの座標値
   であり、前記位置情報は、前記各区画領域の前記静止座
   標系上における座標値であることを特徴とする請求項５
   又は６に記載の位置検出方法。
10. 【請求項１０】 前記位置情報の補正値は、前記関数を
    用いて最適化された補完関数に基づいて決定されること
    を特徴とする請求項５〜９のいずれか一項に記載の位置
    検出方法。
11. 【請求項１１】 基板上の複数の区画領域でそれぞれ所
    定点との位置合わせに用いられる位置情報を検出する位
    置検出方法において、 複数枚の基板でそれぞれ前記区画領域の位置情報を検出
    するために、前記複数枚の基板のうち第２枚目以降の第
    ｎ枚目の基板については、該第ｎ枚目の基板上の複数の
    マークを検出して得られる、少なくとも３つの特定区画
    領域でのその設計位置情報に基づく前記所定点との位置
    偏差に対応する実測位置情報を用いて統計演算により算
    出した前記各区画領域の位置情報の線形成分と、前記第
    ｎ枚目より前の少なくとも１枚の基板での前記各区画領
    域の位置情報の非線形成分とを用いることを特徴とする
    位置検出方法。
12. 【請求項１２】 前記各区画領域についての前記位置情
    報の非線形成分は、前記第ｎ枚目より前の少なくとも１
    枚の基板についての前記各区画領域の位置情報の計測結
    果を所定の評価関数を用いて評価した評価結果から得ら
    れる前記基板の非線形歪みの規則性や程度を示す指標に
    基づいて最適化された単一の補完関数と、前記第ｎ枚目
    より前の少なくとも１枚の基板について求められた前記
    各区画領域の位置情報の非線形成分とに基づいて求めら
    れることを特徴とする請求項１１に記載の位置検出方
    法。
13. 【請求項１３】 前記補完関数は、フーリエ級数展開さ
    れた関数であり、前記評価結果に基づいて前記フーリエ
    級数展開の最高次数が最適化されることを特徴とする請
    求項１２に記載の位置検出方法。
14. 【請求項１４】 前記各区画領域についての前記位置情
    報の非線形成分は、前記第ｎ枚目より前の少なくとも１
    枚の基板上の複数のマークを検出して得られる実測位置
    情報に重み付けをし、該重み付け後の情報を用いて統計
    演算を行って算出した前記各区画領域の位置情報と、前
    記基板上の複数のマークを検出して得られる実測位置情
    報を用いて統計演算を行って算出した前記各区画領域の
    位置情報との差に基づいて求められることを特徴とする
    請求項１１に記載の位置検出方法。
15. 【請求項１５】 基板上の複数の区画領域でそれぞれ所
    定点との位置合わせに用いられる位置情報を検出する位
    置検出方法において、 複数枚の基板でそれぞれ前記各区画領域の位置情報を検
    出するために、前記複数枚の基板のうち第２枚目以降の
    第ｎ枚目の基板については、前記第ｎ枚目より前の少な
    くとも１枚の基板についての前記各区画領域の前記所定
    点との位置偏差に対応する実測位置情報を所定の評価関
    数を用いて評価した評価結果から得られる前記基板の非
    線形歪みの規則性や程度を示す指標に基づいて前記複数
    の区画領域を、予めブロック化し、 前記ブロック毎に各ブロックに属する全ての区画領域の
    数である第１の数よりも小さい第２の数の区画領域につ
    いての前記所定点との位置偏差に対応する実測位置情報
    を用いて対応するブロックに属する全ての区画領域の前
    記位置情報を決定することを特徴とする位置検出方法。
16. 【請求項１６】 基板上の複数の区画領域でそれぞれ所
    定点との位置合わせに用いられる位置情報を検出する位
    置検出方法において、 前記基板上の複数のマークを検出して得られる実測位置
    情報に重み付けをし、該重み付け後の情報を用いて統計
    演算により前記位置情報を算出するとともに、前記基板
    上の着目する区画領域の所定の基準位置との位置ずれ量
    を示す第１ベクトルと、その周囲の複数の区画領域それ
    ぞれの前記基準位置との位置ずれ量を示す各第２ベクト
    ルとの間の少なくとも方向についての相関を求める関数
    を用いて、前記重み付けのための重みパラメータを決定
    することを特徴とする位置検出方法。
17. 【請求項１７】 基板上の複数の区画領域を順次露光し
    て各区画領域に所定のパターンを形成する露光方法にお
    いて、 複数枚の基板を露光処理するに当たり、前記複数枚の基
    板の内の第２枚目以降の第ｎ枚目の基板については、請
    求項５〜１６のいずれか一項に記載の位置検出方法を用
    いて、各区画領域の位置情報を検出し、該検出結果に基
    づいて前記各区画領域を露光基準位置に順次移動した
    後、当該各区画領域を露光することを特徴とする露光方
    法。
18. 【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１７に記載の露光方
    法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方
    法。