JP2002353121A - 露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スループットを極力低下させることなく重ね
合わせ精度を良好に維持した露光を行う。 【解決手段】 基板に関連する複数の条件のそれぞれに
ついて基準ウエハ上のマークの検出結果に基づいて、実
ウエハ上の複数のショット領域各々の設計値に対する位
置ずれ量の非線形成分を補正するための補正マップを、
予め用意する。そして、露光に先立って、指定されたシ
ョットデータ等に対応する補正マップを選択し（ステッ
プ３３２）、ウエハ交換、サーチアライメント、ＥＧＡ
ウエハアライメントにより全てのショット領域の配列座
標を算出し（ステップ３３４〜３３８）、その配列座標
と補正マップとに基づいて、ウエハを移動して各ショッ
ト領域に対して重ね合わせ誤差の殆どない高精度な露光
を行う。補正マップの作成は、基板の処理に関連する条
件毎に行っても露光の際のスループットに影響を与えな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、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ている。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領域の配列の規則性を求
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
ハ上のショット領域の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（ＥＧＡ）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（ショット領域の配列）を算出した後、こ
の算出したショット領域の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
領域」又は「アライメントショット領域」とも呼ばれ
る）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（Δ
Ｘ_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領域の各
々の実際の配列座標の設計上の配列座標からのずれ（計
測値）を（Δｘ_n 、Δｙ_n ）としたとき、このずれと上
記線形モデルで仮定される設計上の配列座標からのずれ
との残差の二乗和Ｅは次式（２）で表される。

【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。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】同一のデバイスの製造
ラインでは、複数の露光装置（号機）間での重ね合わせ
露光がしばしば行われる。このような場合、露光装置相
互間のステージのグリッド誤差（各露光装置におけるウ
エハの移動位置を規定するステージ座標系相互間の誤
差）が存在するため、重ね合わせ誤差が生じてしまう。
また、仮に露光装置相互間でステージのグリッド誤差が
ない場合や、同一露光装置においても、エッチング、Ｃ
ＶＤ（ケミカル・ベイパー・デポジション）、ＣＭＰ
（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）などのプロセ
ス処理工程を経た各層間における重ね合せでは、プロセ
ス工程がショット領域の配列に歪みを与えるため重ね合
わせ誤差が生じることがある。

【００１３】かかる場合に、重ね合わせ誤差（ショット
領域の配列誤差）の要因であるウエハ上のショット領域
の配列誤差変動が線形的な成分である場合には、前述し
たＥＧＡ方式のウエハアライメントにより除去すること
が可能であるが、非線形な成分である場合には、これを
除去することが困難である。これは、前述の説明からも
分かるように、ＥＧＡ方式ではウエハ上のショット領域
の配列誤差が線形であるものとして扱っているからであ
る。

【００１４】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、重ね合わせ精度を良好に維持し
た露光を行うことが可能な露光方法を提供することにあ
る。

【００１５】本発明の第２の目的は、マイクロデバイス
の生産性を向上させることができるデバイス製造方法を
提供することにある。

【００１６】

【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であって、前記基
板に関連する少なくとも２種類の条件のそれぞれについ
て、特定基板上の複数のマークの検出結果に基づいて、
前記基板上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対
する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報
から成る少なくとも２種類の補正マップを、予め作成す
るマップ作成工程と；露光に先立って、指定された条件
に対応する補正マップを選択する選択工程と；前記基板
上の複数の特定区画領域それぞれに対応して設けられた
複数のマークを検出して得られる実測位置情報に基づい
て統計演算により前記各区画領域の所定点との位置合わ
せに用いられる位置情報を求め、該位置情報と前記選択
された補正マップとに基づいて、前記基板を移動して前
記各区画領域を露光する露光工程と；を含む露光方法で
ある。

【００１７】ここで、「基板に関連する条件」とは、基
板が経てきたプロセスなどの他、例えばＥＧＡ方式など
の基板アライメントに関するアライメントショット領域
数、アライメントショット領域の配置などは勿論、基準
ウエハ等の基準基板を基準として基板のアライメントが
行われる基準基板方式によるか、干渉計ミラーの曲がり
による直交度誤差等を補正しつつ干渉計基準で基板のア
ライメントが行われる干渉計基準方式によるか等の基板
あるいは基板の処理に関連する全ての条件を含む。

【００１８】これによれば、基板に関連する少なくとも
２種類の条件のそれぞれについて、特定基板上の複数の
マークの検出結果に基づいて、前記基板上の複数の区画
領域各々の個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形
成分を補正するための補正情報から成る少なくとも２種
類の補正マップを、予め作成する。

【００１９】ここで、特定基板上の複数のマークの配置
（又はレイアウト）と複数の区画領域の配置（又はレイ
アウト）との間には、一定の関係があることは必要であ
るが、区画領域それぞれに対応してマークが設けられて
いることまでは必要でない。要は、複数のマークの検出
結果に基づいて複数の区画領域の位置情報が得られれば
良い。

【００２０】基板上の複数の区画領域各々の個別の基準
位置（例えば設計値）に対する位置ずれ量の非線形成分
は、例えば、特定基板上の複数のマークの検出結果に基
づいて得られる特定基板上の複数の区画領域の位置情報
と、前述したＥＧＡ方式のアライメントにより求めた特
定基板上の複数の区画領域の位置情報との差に基づいて
得ることができる。これは、前述の如く、ＥＧＡ方式
は、基板（この場合は特定基板）上の区画領域の配列誤
差の線形成分を補正した位置情報を各区画領域の位置情
報として算出するため、両者の差が、各区画領域の配列
誤差、すなわち各区画領域の基準位置（設計値）からの
位置ずれ量の非線形成分に他ならないからである。この
場合、補正マップの作成は、基板の処理に関連する条件
毎に行っても、露光とは無関係に予め行うので、露光の
際のスループットに影響を与えない。

【００２１】そして、露光に先立って、基板に関する条
件が、露光条件の１つとして指定されると、その指定さ
れた基板に関する条件に対応する補正マップを選択す
る。そして、基板上の複数の特定区画領域それぞれに対
応して設けられた複数のマークを検出して得られる実測
位置情報に基づいて統計演算により各区画領域の所定点
との位置合わせに用いられる位置情報を求め、該位置情
報と前記選択された補正マップとに基づいて、基板を移
動して各区画領域を露光する。すなわち、上記の統計演
算により得られる各区画領域の個別の基準位置からの位
置ずれ量の線形成分を補正した各区画領域の所定点との
位置合わせに用いられる位置情報を、選択した補正マッ
プに含まれる対応する補正情報（複数の区画領域各々の
個別の基準位置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正
するための補正情報）を用いて補正した位置情報を目標
位置として基板が移動され、基板上の各区画領域の露光
が行われる。従って、基板上の各区画領域に対して重ね
合わせ誤差の殆どない高精度な露光が可能となる。

【００２２】従って、本発明によれば、スループットを
極力低下させることなく重ね合わせ精度を良好に維持し
た露光を行うことが可能となる。

【００２３】この場合において、請求項２に記載の露光
方法の如く、前記少なくとも２種類の条件は、基板が経
由した少なくとも２種類のプロセスに関する条件を含む
場合には、前記マップ作成工程では、経由したプロセス
の異なる複数種類の特定基板のそれぞれについて前記補
正マップをそれぞれ作成し、前記選択工程では、露光対
象の基板に対応する補正マップを選択することとするこ
とができる。ここで、基板が経由した少なくとも２種類
のプロセスに関する条件には、レジスト塗布、露光、現
像、エッチング等の工程の流れは同じであるが、少なく
とも１つの工程における処理条件が異なる場合も含まれ
る。

【００２４】上記請求項１に記載の露光方法において、
請求項３に記載の露光方法の如く、前記少なくとも２種
類の条件は、前記露光工程において前記マークが検出さ
れる前記複数の特定区画領域の選択に関する少なくとも
２種類の条件を含む場合には、前記マップ作成工程で
は、前記特定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得ら
れる、個別の基準位置に対する位置ずれ量をそれぞれ求
め、前記特定区画領域の選択に関する条件毎に、前記特
定基板上の前記条件に対応する複数の特定区画領域に対
応する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各区画領域の前記位置情報を算出
し、該位置情報と前記各区画領域の前記位置ずれ量とに
基づいて、前記各区画領域の個別の基準位置に対する位
置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報から成
る補正マップを作成し、前記選択工程では、指定された
特定の区画領域の選択情報に対応する補正マップを選択
することとすることができる。

【００２５】上記請求項１及び３に記載の各露光方法に
おいて、特定基板は、プロセス基板であっても勿論良い
が、請求項４に記載の露光方法の如く、前記特定基板
は、基準基板であることとしても良い。

【００２６】上記請求項１〜４に記載の各露光方法にお
いて、請求項５に記載の露光方法の如く、前記露光工程
では、前記基板上の露光対象の区画領域に、周辺の区画
領域であって前記補正マップにその補正情報が含まれて
いない欠け領域が含まれている場合には、前記補正マッ
プ中の前記欠け領域に隣接する複数の区画領域の補正情
報を用いて、ガウス分布を仮定した重み付け平均演算に
より、前記欠け領域の補正情報を算出することとするこ
とができる。

【００２７】請求項６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
形成する露光方法であって、基準基板上の複数のマーク
を検出して各マークに対応するマーク領域の位置情報を
計測する工程と；前記計測された位置情報を用いて統計
演算により前記各マーク領域の設計値に対する位置ずれ
量の線形成分が補正された計算上の位置情報を算出する
工程と；前記計測された位置情報と前記計算上の位置情
報とに基づいて、前記各マーク領域の設計値に対する位
置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報を含む
第１補正マップを作成する工程と；露光に先立って、指
定された区画領域の配列に関する情報に基づいて前記第
１補正マップを、前記各区画領域の個別の基準位置から
の位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報を
含む第２補正マップに変換する工程と；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に基づいて
統計演算により前記区画領域それぞれの所定点との位置
合わせに用いられる位置情報を求め、前記位置情報と前
記第２補正マップとに基づいて、前記基板を移動して前
記各区画領域を露光する露光工程と；を含む露光方法で
ある。

【００２８】これによれば、基準基板上の複数のマーク
を検出して各マークに対応するマーク領域の位置情報を
計測し、この計測された位置情報を用いて統計演算によ
り各マーク領域の設計値に対する位置ずれ量の線形成分
が補正された計算上の位置情報を算出する。ここで、統
計演算としては、前述したＥＧＡ方式で行われている統
計処理と同様の演算を用いることができる。次いで、計
測された位置情報と計算上の位置情報とに基づいて、各
マーク領域の設計値に対する位置ずれ量の非線形成分を
補正するための補正情報を含む第１補正マップを作成す
る。この場合、第１補正マップの作成は、露光とは無関
係に予め行うことができるので、露光の際のスループッ
トに影響を与えない。

【００２９】そして、露光に先立って、区画領域の配列
に関する情報が露光条件の１つとして指定されると、そ
の指定された情報に基づいて第１補正マップを、各区画
領域の個別の基準位置からの位置ずれ量の非線形成分を
補正するための補正情報を含む第２補正マップに変換す
る。次いで、基板上の複数のマークを検出して得られる
実測位置情報に基づいて統計演算により区画領域それぞ
れの所定点との位置合わせに用いられる位置情報を求
め、その位置情報と第２補正マップとに基づいて、基板
を移動して各区画領域を露光する。すなわち、上記の実
測位置情報に基づいて行われる統計演算により得られる
各区画領域の個別の基準位置からの位置ずれ量の線形成
分を補正した各区画領域の所定点との位置合わせに用い
られる位置情報を、第２補正マップに含まれる対応する
補正情報（各区画領域の個別の基準位置からの位置ずれ
量の非線形成分を補正するための補正情報）を用いて補
正した位置情報を目標位置として基板が移動され、基板
上の各区画領域の露光が行われる。従って、基板上の各
区画領域に対して重ね合わせ誤差の殆どない高精度な露
光が可能となる。

【００３０】従って、本発明によれば、スループットを
極力低下させることなく重ね合わせ精度を良好に維持し
た露光を行うことが可能となる。特に、本発明によれ
ば、基準基板上のマークの検出結果に基づいて得られた
補正情報により、最終的に基板上の各区画領域の所定点
との位置合わせに用いられる位置情報が補正されるの
で、例えば同一のデバイス製造ラインで基準となる全て
の露光装置を、基準基板を基準として重ね合わせ精度の
向上を図ることができる。この場合、各露光装置におけ
る基板上の区画領域の配列に関する情報（ショットマッ
プデータ）の如何に関わらず、複数の露光装置間の重ね
合わせ露光を高精度に行うことが可能となる。

【００３１】この場合において、請求項７に記載の露光
方法の如く、前記マップの変換は、前記各区画領域の基
準位置毎に、隣接する複数のマーク領域についての補正
情報に基づき、ガウス分布を仮定した重み付け平均演算
により、各基準位置の補正情報を算出することにより行
われることとすることもできるし、請求項８に記載の露
光方法の如く、前記マップの変換は、前記基準基板上の
部分領域について非線形歪みの規則性や程度を所定の評
価関数を用いて評価した評価結果に基づいて最適化され
た単一の補完関数と、前記各マーク領域の補正情報とに
基づいて、前記各区画領域の基準位置毎に、補完演算を
行うことによって実現されることとすることもできる。

【００３２】請求項９に記載の発明は、投影像の歪みを
補正可能な露光装置を少なくとも１つ含む複数の露光装
置（１００₁〜１００_N）を用いて複数枚の基板上の複数
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
をそれぞれ形成する露光方法であって、予め測定した前
記基板と同一のプロセスを経た少なくとも１枚の特定基
板についての重ね合わせ誤差情報を解析する解析工程
と；前記解析結果に基づいて、前記特定基板上の各区画
領域の位置ずれ量に異なる平行移動成分を含む区画領域
間の誤差が支配的であるか否かを判断する第１判断工程
と；前記第１判断工程において前記区画領域間の誤差が
支配的であると判断された場合には、前記区画領域間の
誤差が所定値を越える非線形成分を含むか否かを判断す
る第２判断工程と；前記第２判断工程において前記区画
領域間の誤差が所定値を越える非線形成分を含まないと
判断された場合に、前記任意の露光装置を用いて、前記
基板上の複数の特定区画領域に対応するマークを検出し
て得られる実測位置情報を用いて統計演算により前記基
板上の各区画領域の所定点との位置合わせに用いられる
位置情報を算出し、該位置情報に基づいて基板を移動し
て前記各基板上の複数の区画領域を順次露光して各区画
領域に前記パターンを形成する第１露光工程と；前記第
２判断工程において前記区画領域間の誤差が所定値を越
える非線形成分を含むと判断された場合に、前記区画領
域間の誤差を補正した状態で基板を露光可能な露光装置
を用いて前記各基板上の複数の区画領域を順次露光して
各区画領域に前記パターンを形成する第２露光工程と；
前記第１判断工程において前記区画領域間の誤差が支配
的でないと判断された場合には、前記投影像の歪みを補
正可能な露光装置の１つを選択し、該選択した露光装置
を用いて前記各基板上の複数の区画領域を順次露光して
各区画領域に前記パターンを形成する第３露光工程と；
を含む露光方法である。

【００３３】これによれば、予め測定した露光対象の基
板と同一のプロセスを経た少なくとも１枚の特定基板に
ついての重ね合わせ誤差情報を解析し、その解析結果に
基づいて、特定基板上の各区画領域の位置ずれ量に異な
る平行移動成分を含む区画領域間の誤差が支配的である
か否かを判断する。そして、この判断の結果、区画領域
間の誤差が支配的であると判断された場合には、さらに
区画領域間の誤差が所定値を越える非線形成分を含むか
否かを判断する。

【００３４】そして、判断の結果、区画領域間の誤差が
所定値を越える非線形成分を含まないと判断された場合
には、任意の露光装置を用いて、基板上の複数の特定区
画領域に対応する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基板上の各区画領域の所
定点との位置合わせに用いられる位置情報を算出し、該
位置情報に基づいて基板を移動して各基板上の複数の区
画領域を順次露光して各区画領域にパターンを形成す
る。すなわち、基板上の区画領域間の誤差が非線形成分
を含まない（線形成分のみを含む）場合には、例えば前
述したＥＧＡ方式のアライメントと同様の統計演算によ
り求めた各区画領域の所定点との位置合わせに用いられ
る位置情報に基づいて各基板を移動して露光を行うこと
により、重ね合わせ誤差（区画領域の位置ずれ量の線形
成分）を補正した状態で高精度な露光が可能となる。

【００３５】一方、上記判断の結果、前記区画領域間の
誤差が所定値を越える非線形成分を含むと判断された場
合には、区画領域間の誤差（線形成分のみならず非線形
成分も）を補正した状態で基板を露光可能な露光装置を
用いて各基板上の複数の区画領域を順次露光して各区画
領域にパターンを形成する。この場合、重ね合わせ誤差
を補正した状態で高精度な露光が可能となる。

【００３６】この一方、前述の判断の結果、区画領域間
の誤差が支配的でないと判断された場合には、投影像の
歪みを補正可能な露光装置の１つを選択し、該選択した
露光装置を用いて各基板上の複数の区画領域を順次露光
して各区画領域にパターンを形成する。すなわち、区画
領域間の誤差が殆どない場合には、全ての区画領域に位
置ずれ及び変形の少なくとも一方が一律に生じているの
で、投影像の歪を補正可能な露光装置を用いることによ
り、仮に各区画領域に非線形な変形が生じている場合で
あっても、重ね合わせ誤差を補正した状態で高精度な露
光が可能となる。

【００３７】以上より、本発明によれば、露光対象の基
板の部分的な変形などに影響を受けることなく、複数枚
の基板に対し高精度な露光を行うことが可能となる。

【００３８】この場合において、請求項１０に記載の露
光方法の如く、前記第２判断工程において前記区画領域
間の誤差が非線形成分を含むと判断された場合に、前記
区画領域間の誤差を補正した状態で基板を露光可能な任
意の１つの露光装置を選択して露光を指示する選択工程
と；該露光が指示された露光装置による露光対象の基板
が属するロットを含む複数のロットにおける重ね合わせ
誤差の大小を判断する第３判断工程と；を更に含む場合
には、前記第２露光工程では、前記各基板上の複数の区
画領域を順次露光して各区画領域に前記パターンを形成
するに際し、前記判断の結果、ロット間の重ね合わせ誤
差が大きいと判断された場合に、前記露光装置が、その
ロットの先頭から所定数枚の基板については、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とともに、所定の関数を用いて前記
各区画領域の所定の基準位置との位置ずれ量の非線形成
分を算出し、前記算出された位置情報及び前記非線形成
分に基づいて前記基板を移動し、残りの基板について
は、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所定点との位置合わせ
に用いられる位置情報を算出し、該位置情報と前記算出
された非線形成分とに基づいて前記基板を移動し、前記
判断の結果、ロット間の重ね合わせ誤差が大きくないと
判断された場合には、ロット内の各基板について、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とともに、該位置情報と予め作成し
た基板上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に対す
る位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報か
ら成る補正マップとに基づいて前記基板を移動すること
とすることができる。

【００３９】請求項１１に記載の発明は、基板上の複数
の区画領域をそれぞれ露光して各区画領域にパターンを
形成する露光方法において、前記基板を露光する露光装
置の重ね合わせ誤差情報に基づき、前記基板上で区画領
域間の誤差が支配的であるときには第１アライメントモ
ードを選択し、かつ前記区画領域間の誤差が支配的でな
いときには前記第１アライメントモードと異なる第２ア
ライメントモードを選択し、前記選択されたアライメン
トモードに基づいて、前記基板上の複数のマークをそれ
ぞれ検出して得られる位置情報から前記各区画領域の位
置情報を決定することを特徴とする露光方法である。

【００４０】ここで、「区画領域間の誤差」とは、基板
上で各区画領域の位置ずれ量に異なる平行移動成分を含
むような基板上の誤差をいい、「区画領域内の誤差」と
は基板上で各区画領域の位置ずれ量に同一の平行移動成
分のみが含まれるかあるいは平行移動成分が含まなれな
い場合の基板上の誤差をいう。

【００４１】これによれば、基板を露光する露光装置の
重ね合わせ誤差情報に基づき、前記基板上で区画領域間
の誤差が支配的であるときには第１アライメントモード
を選択し、かつ前記区画領域間の誤差が支配的でないと
きには前記第１アライメントモードと異なる第２アライ
メントモードを選択する。そして、選択されたアライメ
ントモードに基づいて、基板上の複数のマークをそれぞ
れ検出して得られる位置情報から前記各区画領域の位置
情報を決定する。

【００４２】すなわち、基板上で区画領域間の誤差が支
配的であるときには、例えばその区画領域間の誤差を補
正できる第１アライメントモードが選択され、例えば区
画領域間の誤差が支配的でないときには区画領域内の誤
差を補正可能な第２アライメントモードが選択され、い
ずれにしても選択されたアライメントモードに従って基
板上の複数のマークがそれぞれ検出され、このマークの
検出結果に基づいて各区画領域の位置情報が決定され
る。そして、この決定した位置情報に従って基板が移動
され、基板上の複数の区画領域がそれぞれ露光され、各
区画領域にパターンが形成される。これにより、前者の
場合、区画領域内の誤差及び区画領域間の誤差を補正し
た高精度な重ね合わせ露光が可能となるとともに、後者
の場合には区画領域内の誤差を補正高精度な重ね合わせ
露光が可能となる。従って、本発明によれば、露光対象
の基板の部分的な変形などに影響を受けることなく、誤
差の発生状況に応じたアライメントモードの選択及び高
精度な重ね合わせ露光を行うことが可能となる。

【００４３】この場合において、請求項１２に記載の露
光方法の如く、前記区画領域間の誤差が所定値を越える
非線形成分を含むとき、前記基板又はこれと異なる基板
上の複数のマークを検出して得られる位置情報に基づい
て、前記各区画領域で決定された位置情報の補正に用い
られる非線形成分を算出し、前記第１アライメントモー
ドで前記各区画領域を露光するときに前記算出された非
線形成分を用いることとすることができる。

【００４４】上記請求項１１及び１２に記載の各露光方
法において、請求項１３に記載の露光方法の如く、前記
区画領域間の誤差が支配的でないとき、前記区画領域内
の誤差が所定値を超える非線形成分を含むか否かを判断
し、該判断が否定されたときは前記第２アライメントモ
ードを用いて前記基板を露光するとともに、前記判断が
肯定されたときは前記区画領域内の誤差の非線形成分を
補正可能な露光装置で前記基板の露光を行うこととする
ことができる。

【００４５】請求項１４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１〜１３のいずれか一項に記載の露
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
造方法である。

【００４６】

【発明の実施の形態】≪第１の実施形態≫図１には、本
発明の第１の実施形態に係るリソグラフィシステム１１
０の全体構成が概略的に示されている。

【００４７】このリソグラフィシステム１１０は、Ｎ台
の露光装置１００₁、１００₂、……、１００_N、重ね合
わせ測定器１２０、集中情報サーバ１３０、ターミナル
サーバ１４０、及びホストコンピュータ１５０等を備え
ている。露光装置１００₁〜１００_N、重ね合わせ測定器
１２０、集中情報サーバ１３０及びターミナルサーバ１
４０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１６０
を介して相互に接続されている。また、ホストコンピュ
ータ１５０は、ターミナルサーバ１４０を介してＬＡＮ
１６０に接続されている。すなわち、ハードウエア構成
上では、露光装置１００_i（ｉ＝１〜Ｎ）、重ね合わせ
測定器１２０、集中情報サーバ１３０、ターミナルサー
バ１４０、及びホストコンピュータ１５０の相互間の通
信経路が確保されている。

【００４８】露光装置１００₁〜１００_Nのそれぞれは、
ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわ
ゆる「ステッパ」）であっても良いし、ステップ・アン
ド・スキャン方式の投影露光装置（以下、「走査型露光
装置」という）であっても良い。なお、以下の説明にお
いては、露光装置１００₁〜１００_Nの全てが、投影像の
歪み調整能力を有する走査型露光装置であるものとす
る。特に、露光装置１００₁は、ショット領域間の非線
形誤差の補正機能（以下、「グリッド補正機能」とも呼
ぶ）を有する走査型露光装置であるものとする。露光装
置１００₁〜１００_Nの構成等については、後述する。

【００４９】前記重ね合わせ測定器１２０は、例えば、
連続的に処理される多数ロット（１ロットは例えば２５
枚）のウエハについて、各ロットの先頭の数枚のウエ
ハ、あるいはパイロットウエハ（テストウエハ）につい
て重ね合わせ誤差測定を実行する。

【００５０】すなわち、上記のパイロットウエハなど
は、プロセスに従って所定の露光装置により露光が行わ
れ、既に一層以上のパターンが形成された状態で、次層
（レイヤ）以降で使用される可能性がある露光装置、例
えば各露光装置１００_iに投入され、それらの露光装置
により実際にレチクルのパターン（このパターンには少
なくともレジストレーション計測マーク（重ね合わせ誤
差計測マーク）が含まれる）が転写され、その後に現像
などの処理が行われて、重ね合わせ測定器１２０に投入
される。そして、その重ね合わせ測定器１２０は、投入
されたウエハ上に異なる層の露光の際に形成されたレジ
ストレーション計測マーク像（例えばレジスト像）同士
の重ね合わせ誤差（相対位置誤差）を計測し、更に所定
の演算を行って重ね合わせ誤差情報（次層（レイヤ）以
降で使用される可能性がある露光装置の重ね合わせ誤差
情報）を算出する。すなわち、重ね合わせ測定器１２０
は、このうようにして各パイロットウエハの重ね合わせ
誤差情報を測定する。

【００５１】重ね合わせ測定器１２０の制御系（不図
示）は、ＬＡＮ１６０を介して、集中情報サーバ１３０
との間で通信を行い、後述するデータの授受を行う。ま
た、この重ね合わせ測定器１２０は、ＬＡＮ１６０及び
ターミナルサーバ１４０を介して、ホストコンピュータ
１５０との間で通信を行う。さらに、重ね合わせ測定器
１２０は、ＬＡＮ１６０を介して露光装置１００₁〜１
００_Nとの間で通信を行うことも可能である。

【００５２】前記集中情報サーバ１３０は、大容量記憶
装置とプロセッサとから構成される。大容量記憶装置に
は、ウエハＷのロットに関する露光履歴データを記憶し
ている。露光履歴データには、露光履歴データには、重
ね合わせ測定器１２０で事前に計測された各ロットのウ
エハに対応するパイロットウエハなどについて計測され
た各露光装置１００_iの重ね合わせ誤差情報（以下、
「ロットのウエハの重ね合わせ誤差情報」と呼ぶ）の
他、各層の露光時における各露光装置１００_iの結像特
性の調整（補正）パラメータなどが含まれている。

【００５３】本実施形態では、各ロットのウエハについ
て特定の層間の露光時における重ね合わせ誤差データ
は、前述の如く、重ね合わせ測定器１２０によりパイロ
ットウエハ（テストウエハ）又は各ロットの先頭の数枚
のウエハについて計測された重ね合わせ誤差情報に基づ
いて重ね合わせ測定器１２０の制御系（あるいはその他
のコンピュータ）によって算出され、集中情報サーバ１
３０の大容量記憶装置に格納される。

【００５４】前記ターミナルサーバ１４０は、ＬＡＮ１
６０における通信プロトコルとホストコンピュータ１５
０の通信プロトコルとの相違を吸収するためのゲートウ
エイプロセッサとして構成される。このターミナルサー
バ１４０の機能によって、ホストコンピュータ１５０
と、ＬＡＮ１６０に接続された各露光装置１００₁〜１
００_N及び重ね合わせ測定器１２０との間の通信が可能
となる。

【００５５】前記ホストコンピュータ１５０は大型のコ
ンピュータで構成され、本実施形態では、少なくともリ
ソグラフィ工程を含むウエハ処理工程の統括制御を行っ
ている。

【００５６】図２には、グリッド補正機能を有する走査
型露光装置である露光装置１００₁の概略構成が示され
ている。グリッド補正機能とは、ウエハ上に既に形成さ
れた複数のショット領域相互間の位置誤差に平行移動成
分であってかつ非線形な誤差成分が含まれている場合
に、これを補正する機能を意味する。

【００５７】露光装置１００₁は、照明系１０、マスク
としてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳ
Ｔ、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。

【００５８】前記照明系１０は、例えば特開平１０−１
１２４３３号公報、特開平６-３４９７０１号公報など
に開示されるように、光源、オプティカルインテグレー
タとしての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）等を含む照度均一化光学
系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブライ
ンド、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、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）な
どの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎ
ｍ）、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。

【００５９】前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチ
クルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチ
クルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の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１
０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軸方向とする）に指定された
走査速度で駆動可能となっている。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軸方向にも微小駆動可能な構成となってい
る。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの
方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとして
は、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられて
いる。この投影光学系ＰＬの投影倍率は例えば１／４、
１／５あるいは１／６等である。このため、照明系１０
からの照明光ＩＬによってレチクルＲ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。

【００６３】投影光学系ＰＬとしては、図１に示される
ように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素
子（レンズ素子）１３のみから成る屈折系が用いられて
いる。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ素
子１３のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚のレ
ンズ素子は、不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子など
によって、Ｚ軸方向（投影光学系ＰＬの光軸方向）にシ
フト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向（すなわちＸ軸
回りの回転方向及びＹ軸回りの回転方向）に駆動可能な
可動レンズとなっている。そして、結像特性補正コント
ローラ４８が、主制御系２０からの指示に基づき、各駆
動素子に対する印加電圧を独立して調整することによ
り、各可動レンズが個別に駆動され、投影光学系ＰＬの
種々の結像特性（倍率、ディストーション、非点収差、
コマ収差、像面湾曲など）が調整されるようになってい
る。なお、結像特性補正コントローラ４８は、光源を制
御して照明光ＩＬの中心波長をシフトさせることがで
き、可動レンズの移動と同様に中心波長のシフトにより
結像特性を調整可能となっている。

【００６４】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
光軸に直交する面に対し、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軸方向）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。

【００６５】ウエハステージＷＳＴは、走査方向（Ｙ軸
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軸
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
ショット領域の露光のための加速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は例えばリニアモータ等
を含むウエハステージ駆動部２４によりＸＹ２次元方向
に駆動される。

【００６６】ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位
置は、その上面に設けられた移動鏡１７を介して、ウエ
ハレーザ干渉計システム１８によって、例えば０．５〜
１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実
際には、ウエハステージＷＳＴ上には、走査方向（Ｙ方
向）に直交する反射面を有するＹ移動鏡と非走査方向
（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設
けられ、これに対応してウエハレーザ干渉計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
ＷＳＴの移動位置を規定する静止座標系（直交座標系）
が、ウエハレーザ干渉計システム１８のＹ干渉計及びＸ
干渉計の測長軸によって規定されている。以下において
は、この静止座標系を「ステージ座標系」とも呼ぶ。な
お、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して、前述
した干渉計ビームの反射面を形成しても良い。

【００６７】ウエハステージＷＳＴのステージ座標系上
における位置情報（又は速度情報）はステージ制御系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。

【００６８】また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷ
の近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この
基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面と同じ高さ
に設定され、この表面には後述するアライメント系のい
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。

【００６９】投影光学系ＰＬの側面には、オフアクシス
方式のアライメント系ＡＳが設けられている。このアラ
イメント系ＡＳとしては、ここでは、例えば特開平２−
５４１０３号公報に開示されているような（Field Imag
e Alignment(ＦＩＡ)系）のアライメントセンサが用い
られている。このアライメント系ＡＳは、所定の波長幅
を有する照明光（例えば白色光）をウエハに照射し、ウ
エハ上のアライメントマークの像と、ウエハと共役な面
内に配置された指標板上の指標マークの像とを、対物レ
ンズ等によって、撮像素子（ＣＣＤカメラ等）の受光面
上に結像して検出するものである。アライメント系ＡＳ
はアライメントマーク（及び基準マーク板ＦＭ上の基準
マーク）の撮像結果を、主制御系２０へ向けて出力す
る。

【００７０】露光装置１００₁には、さらに、投影光学
系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成す
るための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より
供給する不図示の照射光学系と、その結像光束のウエハ
Ｗの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受
光する不図示の受光光学系とから成る斜入射方式の多点
フォーカス検出系が、投影光学系ＰＬを支える支持部
（図示省略）に固定されている。この多点フォーカス検
出系としては、例えば特開平５−１９０４２３号公報、
特開平６−２８３４０３号公報などに開示されるものと
同様の構成のものが用いられ、ステージ制御系１９はこ
の多点フォーカス検出系からのウエハ位置情報に基づい
てウエハホルダ２５をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動す
る。

【００７１】主制御系２０は、マイクロコンピュータ又
はワークステーションを含んで構成され、装置の構成各
部を統括して制御する。主制御系２０は、前述したＬＡ
Ｎ１６０に接続されている。また、本実施形態では、主
制御系２０を構成するハードディスク等の記憶装置、あ
るいはＲＡＭ等のメモリには、予め作成された複数種類
の補正マップがデータベースとして格納されている。

【００７２】その他の露光装置１００₂〜１００_Nも、主
制御系のアルゴリズムの一部が異なる点を除き、露光装
置１００₁と同様に構成されている。

【００７３】ここで、上記の補正マップの作成の手順に
ついて、簡単に説明する。この補正マップの作成手順
は、大きくは、Ａ．特定基板としての基準ウエハの作
製、Ｂ．基準ウエハ上のマークの計測及びマーク計測結
果に基づくデータベースの作成の手順で行われる。

【００７４】Ａ．基準ウエハの作製 基準ウエハは、大略次の手順で作製される。

【００７５】まず、シリコン基板（ウエハ）のほぼ全面
に、二酸化シリコン（又は窒化シリコン、あるいはポリ
シリコンなど）の薄膜を成膜し、次いでこの二酸化シリ
コン膜の全面に不図示のレジスト塗布装置（コータ）を
用いて感光剤（レジスト）を塗布する。そして、このレ
ジスト塗布後の基板を、基準となる露光装置（例えば、
同一のデバイス製造ラインで用いられる最も信頼性の高
いスキャニング・ステッパ）のウエハホルダ上にロード
するとともに、不図示の基準ウエハ用レチクル（基準マ
ークパターンを拡大したパターンが形成された特殊なレ
チクル）をレチクルステージ上にロードして、その基準
ウエハ用レチクルのパターンをシリコン基板上に、ステ
ップ・アンド・スキャン方式で縮小転写する。

【００７６】これにより、シリコン基板上の複数のショ
ット領域（使用が予定される露光装置にロードされる実
ウエハと同数のショット領域であることが望ましい）に
基準マークパターン（実ウエハのアライメントに用いら
れるウエハアライメントマーク（サーチアライメントマ
ーク、ファインアライメントマークなど））の像が転写
形成される。

【００７７】次に、この露光が終了したシリコン基板を
ウエハホルダからアンロードし、不図示の現像装置（デ
ベロッパ）を用いて現像する。これにより、シリコン基
板表面に基準マークパターンのレジスト像が形成され
る。

【００７８】そして、この現像処理が終了したシリコン
基板に、不図示のエッチング装置を用いて基板表面が露
出するまでエッチング処理を施す。次いで、このエッチ
ング処理が終了したシリコン基板表面に残存するレジス
トを例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去す
る。

【００７９】これにより、シリコン基板上の二酸化シリ
コン膜に凹部として実ウエハと同一の配置の複数のショ
ット領域それぞれに対応して基準マーク（ウエハアライ
メントマーク）が形成された基準ウエハが作製される。

【００８０】なお、基準ウエハとしては、上記のよう
に、二酸化シリコン膜にパターンニングによってマーク
を形成するものに限らず、シリコン基板に凹部としてマ
ークを形成した基準ウエハを用いても良い。このような
基準ウエハは、次のようにして作製することができる。

【００８１】まず、シリコン基板のほぼ全面に、不図示
のレジスト塗布装置（コータ）を用いて感光剤（レジス
ト）を塗布する。そして、このレジスト塗布後のシリコ
ン基板を、前述と同様に、基準となる露光装置のウエハ
ホルダ上にロードしてステップ・アンド・スキャン方式
で基準ウエハ用レチクルのパターンを転写する。

【００８２】次に、この露光が終了したシリコン基板を
ウエハホルダからアンロードし、不図示の現像装置（デ
ベロッパ）を用いて現像する。これにより、シリコン基
板表面に基準マークパターンのレジスト像が形成され
る。そして、この現像処理が終了したシリコン基板に、
不図示のエッチング装置を用いてシリコン基板が僅かに
彫り込まれるまでエッチング処理を施す。次いで、この
エッチング処理が終了した基板表面に残存するレジスト
を例えばプラズマアッシング装置等を用いて除去する。

【００８３】これにより、シリコン基板表面に凹部とし
て、実ウエハと同一の配置の複数のショット領域それぞ
れに対応して基準マーク（ウエハアライメントマーク）
が形成された基準ウエハが作製される。

【００８４】基準ウエハは、同一のデバイス製造ライン
で用いられる複数の露光装置の精度管理用として使用さ
れるので、その製造ラインで用いられる複数の露光装置
が種々のショットマップデータ（ウエハ上の各ショット
領域のサイズ及び配列のデータ）を使用する可能性があ
る場合には、それらのショットマップデータ毎に作製す
ることが望ましい。

【００８５】Ｂ．データベースの作成 次に、上述のようにして作製された基準ウエハを用い
て、補正マップから成るデータベースを作成する際の動
作について、露光装置１００₁が備える主制御系２０内
のＣＰＵの制御アルゴリズムを概略的に示す図３のフロ
ーチャートに沿って説明する。

【００８６】前提として、露光の際に用いられるプロセ
スプログラムファイルと呼ばれる露光条件設定ファイル
と同様に、露光装置１００₁で使用される可能性がある
アライメントショット領域（ＥＧＡ方式のウエハアライ
メントの際に選択される複数の特定のショット領域（ア
ライメントショット領域））に関する情報や、ショット
マップデータに関する情報などが、予め入力され不図示
のＲＡＭ内の所定領域に記憶されているものとする。

【００８７】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上のウエ
ハ（基準ウエハを含む）と新たな基準ウエハとを交換す
る。但し、ウエハホルダ２５上にウエハのない場合は、
新たな基準ウエハをウエハホルダ２５上に単にロードす
る。ここでは、上記のＲＡＭ内の所定領域に記憶されて
いる第１番目のショットマップデータに対応するショッ
ト領域の配列を有する基準ウエハが新たな基準ウエハと
してウエハホルダ２５上にロードされることになる。

【００８８】次のステップ２０４では、そのウエハホル
ダ２５上にロードされた基準ウエハのサーチアライメン
トを行う。具体的には、例えば、基準ウエハ中心に関し
てほぼ対称に周辺部に位置する少なくとも２つのサーチ
アライメントマーク（以下、「サーチマーク」と略述す
る）をアライメント系ＡＳを用いて検出する。これらの
２つのサーチマークの検出は、それぞれのサーチマーク
がアライメント系ＡＳの検出視野内に位置するように、
ウエハステージＷＳＴを順次位置決めしつつ、かつアラ
イメント系ＡＳの倍率を低倍率に設定して行われる。そ
して、アライメント系ＡＳの検出結果（アライメント系
ＡＳの指標中心と各サーチマークとの相対位置関係）と
各サーチマーク検出時のウエハ干渉計システム１８の計
測値とに基づいて２つのサーチマークのステージ座標系
上の位置座標を求める。しかる後、２つのサーチマーク
の位置座標から基準ウエハの残留回転誤差を算出し、こ
の残留回転誤差がほぼ零となるようにウエハホルダ２５
を微小回転させる。これにより、基準ウエハのサーチア
ライメントが終了する。

【００８９】次のステップ２０６では、基準ウエハ上の
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上のファイン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、アライメント系ＡＳの倍率を高倍率に
設定して行う。

【００９０】次のステップ２０８では、ＲＡＭ内の所定
領域に記憶されている最初のアライメントショット領域
の情報を選択して読み出す。

【００９１】次のステップ２１０では、上記ステップ２
０６で計測したショット領域の位置座標の中から上記ス
テップ２０８で読み出したアライメントショット領域に
対応する位置座標と、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（基準ウエハ上の各ショット領域の配列に
関するローテーションθ、Ｘ，Ｙ方向のスケーリングＳ
ｘ，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、
この算出結果と各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、すなわち基準ウエハ上の全ショッ
ト領域の位置座標を内部メモリの所定領域に記憶する。

【００９２】次のステップ２１２では、基準ウエハ上の
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２
１０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２０６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
を位置ずれ量の非線形成分として算出する。

【００９３】次のステップ２１４では、上記ステップ２
１２で算出した非線形成分を各ショット領域の配列ずれ
を補正する補正情報として含む、その基準ウエハ（ここ
では、第１番目の基準ウエハ）に対応するショットマッ
プデータ及び上記ステップ２０８で選択したアライメン
トショット領域に対応する補正マップを作成する。

【００９４】次のステップ２１６では、ＲＡＭ内の所定
領域に記憶されている全てのアライメントショット領域
に対応する補正マップを作成したか否かを判断し、この
判断が否定された場合には、ステップ２１８に進んでＲ
ＡＭ内の所定領域に記憶されている次のアライメントシ
ョット領域の情報を選択して読み出す。以後、上記ステ
ップ２１０以下の処理を繰り返す。このようにして、第
１番目の基準ウエハに対応するショットマップデータに
関する予定される全てのアライメントショット領域に対
応する補正マップの作成が完了すると、ステップ２１６
の判断が肯定されてステップ２２０に進む。

【００９５】ステップ２２０では、ＲＡＭ内の所定領域
に記憶されている全てのショットマップデータに関する
情報に基づいて、予定数の基準ウエハについての計測が
終了したか否かを判断する。そして、この判断が否定さ
れた場合には、ステップ２０２に戻り、基準ウエハを次
の基準ウエハに交換した後、上記と同様の処理判断を繰
り返す。

【００９６】このようにして、予定していた全ての基準
ウエハ（すなわち、全ての種類のショットマップデー
タ）に関して、予定していた全てのアライメントショッ
ト領域の選択時に対応する補正マップの作成が終了する
と、ステップ２２０の判断が肯定され、本ルーチンの一
連の処理を終了する。これにより、ＲＡＭ内には、露光
装置１００₁が使用する可能性があるショットマップデ
ータとアライメントショット領域の選択との全ての組み
合わせについて、各ショット領域の個別の基準位置（例
えば設計位置）からの位置ずれ量の非線形成分を補正す
るための補正情報から成る補正マップがデータベースと
して格納される。なお、ステップ２１２では、ステップ
２０６で計測した位置座標と設計上の位置座標とステッ
プ２１０で算出した位置座標（計算値）とを用いて各シ
ョット領域の位置ずれ量の線形成分と非線形成分とを分
離したが、線形成分と非線形成分とを分離することな
く、非線形成分のみを求めても良い。この場合には、ス
テップ２０６で計測した位置座標とステップ２１０で算
出した位置座標との差を非線形成分とすれば良い。ま
た、ステップ２０４のサーチアライメントはウエハＷの
回転誤差が許容範囲内であるときなどは行わなくても良
い。

【００９７】次に、本実施形態のリソグラフィシステム
１１０によるウエハの露光処理のアルゴリズムを、図４
〜図９に基づいて説明する。

【００９８】図４には、リソグラフィシステム１１０に
よるウエハの露光処理に関する全体的なアルゴリズムが
概略的に示されている。

【００９９】なお、図４に示される露光処理のアルゴリ
ズムの実行の前提として、露光対象となるウエハＷは、
既に１層以上の露光が行われたものであり、また、ウエ
ハＷの露光履歴データなどは集中情報サーバ１３０に記
憶されているものとする。また、集中情報サーバ１３０
には、重ね合わせ計測器１２０で計測された露光対象の
ロットのウエハＷと同一のプロセスを経たパイロットウ
エハの重ね合わせ誤差情報も格納されているものとす
る。

【０１００】まず、ステップ２４２において、ホストコ
ンピュータ１５０は、露光対象ロットのウエハの重ね合
わせ誤差情報を、集中情報サーバ１３０から読み出し、
解析する。

【０１０１】次のステップ２４４において、ホストコン
ピュータ１５０は、上記の解析の結果、そのロットのウ
エハＷでは、ショット間誤差が支配的であるか否かを判
断する。ここで、ショット間誤差とは、ウエハＷ上に既
に形成された複数のショット領域相互間の位置誤差に平
行移動成分が含まれるような場合を意味する。従って、
このステップ２４４は、ウエハＷ上のショット領域相互
間の位置誤差が、ウエハ熱膨張、ステージグリッドの号
機間（露光装置間）差及びプロセスに起因する変形成分
のいずれも殆ど含まない場合に否定され、その他の場合
に肯定されることとなる。

【０１０２】そして、このステップ２４４における判断
が肯定された場合には、ステップ２５６に移行する。こ
のステップ２５６では、ホストコンピュータ１５０は、
ショット間誤差は所定値を越える非線形成分を含むか否
かを判断する。

【０１０３】そして、ステップ２５６における判断が肯
定された場合には、ステップ２６２に進む。このステッ
プ２６２では、ホストコンピュータ１５０は、グリッド
補正機能を有する露光装置（本実施形態では露光装置１
００₁）を選択して露光を指示する。このとき、ホスト
コンピュータ１５０は、露光条件の設定の指示も併せて
行う。

【０１０４】次のステップ２６４では、露光装置１００
₁の主制御系２０がＬＡＮ１６０を介して集中情報サー
バ１３０にその露光対象ロットを中心とする前後の複数
ロットについての自装置に関するロットのウエハの重ね
合わせ誤差情報を問い合わせる。そして、次のステップ
２６６において、主制御系２０は、上記の問い合わせの
回答として、集中情報サーバ１３０から入手した複数ロ
ットについての重ね合わせ誤差情報に基づいて、連続す
るロット間の重ね合わせ誤差を所定の閾値と比較して重
ね合わせ誤差が大きいか否かを判断し、この判断が肯定
された場合には、第１のグリッド補正機能を用いて重ね
合わせ誤差を補正して、露光を行うサブルーチン２６８
に進む。

【０１０５】このサブルーチン２６８では、露光装置１
００₁により、露光対象のロットのウエハＷに対して次
のようにして露光処理が行われる。

【０１０６】図５には、サブルーチン２６８において、
同一ロット内の複数枚（例えば２５枚）のウエハ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
行う場合の主制御系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズム
が示されている。以下、サブルーチン２６８において行
われる処理について、図５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。

【０１０７】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。

【０１０８】まず、サブルーチン３０１において、所定
の準備作業を行う。このサブルーチン３０１では、図６
のステップ３２６において、上記ステップ２６２におい
てホストコンピュータ１５０から露光指示とともに与え
られた露光条件の設定指示情報に対応するプロセスプロ
グラムファイル（露光条件の設定ファイル）を選択し
て、これに従って露光条件の設定を行う。

【０１０９】次のステップ３２８では、不図示のレチク
ルローダを用いてレチクルステージＲＳＴ上にレチクル
Ｒをロードする。

【０１１０】次のステップ３３０では、レチクルアライ
メント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測を行
う。具体的には、主制御系２０では、ウエハステージ駆
動部２４を介してウエハステージＷＳＴ上の基準マーク
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マーク板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、
アライメント系ＡＳを用いて基準マーク板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。この場
合、主制御系２０では、このとき得られるアライメント
系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マーク
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システム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
ライメント系ＡＳの検出中心（指標中心）との相対位置
関係）を計測する。

【０１１１】このようにして、レチクルアライメント及
びアライメント系ＡＳのベースライン計測が終了する
と、図５のステップ３０２にリターンする。

【０１１２】ステップ３０２では、不図示のウエハロー
ダを用いて図１のウエハホルダ２５上の露光処理済みの
ウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハＷと
を交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハＷ’の
ない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２５上に
単にロードする。

【０１１３】次のステップ３０４では、そのウエハホル
ダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメント
を行う。具体的には、例えば、ウエハＷ中心に関してほ
ぼ対称に周辺部に位置する少なくとも２つのサーチアラ
イメントマーク（以下、「サーチマーク」と略述する）
をアライメント系ＡＳを用いて検出する。これらの２つ
のサーチマークの検出は、それぞれのサーチマークがア
ライメント系ＡＳの検出視野内に位置するように、ウエ
ハステージＷＳＴを順次位置決めしつつ、かつアライメ
ント系ＡＳの倍率を低倍率に設定して行われる。そし
て、アライメント系ＡＳの検出結果（アライメント系Ａ
Ｓの指標中心と各サーチマークとの相対位置関係）と各
サーチマーク検出時のウエハ干渉計システム１８の計測
値とに基づいて２つのサーチマークのステージ座標系上
の位置座標を求める。しかる後、２つのマークの位置座
標からウエハＷ残留回転誤差を算出し、この残留回転誤
差がほぼ零となるようにウエハホルダ２５を微小回転さ
せる。これにより、ウエハＷのサーチアライメントが終
了する。

【０１１４】次のステップ３０６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３０６の判断は否定され、次の
ステップ３０８に進む。

【０１１５】ステップ３０８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、アライメント系ＡＳの倍率を高倍率に設定し
て行う。

【０１１６】次のステップ３１０では、上記ステップ３
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。

【０１１７】次のステップ３１２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３１
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３０８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。

【０１１８】次のステップ３１４では、上記ステップ３
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。

【０１１９】以下、このステップ３１４の処理につい
て、図７及び図８を参照して詳述する。

【０１２０】上記のウエハＷの非線形歪み、すなわち非
線形成分の規則性及びその度合いを評価するための評価
関数としては、例えば次式（３）で示される評価関数Ｗ
₁（ｓ）が用いられる。

【０１２１】

【数３】

【０１２２】図７には、上式（３）の評価関数の意味内
容を説明するためのウエハＷの平面図が示されている。
図７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。

【０１２３】上式（３）において、ＮはウエハＷ内のシ
ョット領域の総数を示し、ｋはそれぞれのショット領域
のショット番号を示す。また、ｓは、図７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（３）中のｉ∈ｓが付されたΣは、着目す
るｋ番目のショット領域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。

【０１２４】いま、上式（３）の右辺のかっこ内部分の
関数を次式（４）のように定義する。

【０１２５】

【数４】

【０１２６】上式（４）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が成す角度をθ
_ikとした場合のｃｏｓθ_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。

【０１２７】従って、式（３）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。

【０１２８】図８には、図７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８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。

【０１２９】まず、補完関数として、例えば次式
（５）、（６）でそれぞれ示されるようなフーリエ級数
展開された関数を定義する。

【０１３０】

【数５】

【０１３１】

【数６】

【０１３２】上式（５）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３１２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。

【０１３３】同様に、上式（６）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３１２で算出された座標（ｘ，
ｙ）のショット領域の位置ずれ量（配列ずれ）の非線形
成分のＹ成分である。また、式（５）、（６）におい
て、ＤはウエハＷの直径を示す。

【０１３４】上式（５）、（６）の関数では、ショット
領域の位置ずれ量（配列ずれ）の変動がウエハの直径当
たり何周期存在するかを決定するパラメータｐ、ｑの最
大値ｐ_max＝Ｐ、ｑ_max＝Ｑの決定が重要である。

【０１３５】その理由は、次の通りである。すなわち、
今、ウエハＷの全ショット領域について得られたショッ
ト領域の配列ずれの非線形成分を上式（５）、（６）で
展開することを考える。この場合において、ショット領
域の位置ずれ量（配列ずれ）の変動がショット領域毎に
生じているものとして、パラメータｐ、ｑの最大値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
領域として、アライメント誤差が他のショット領域に比
べて大きい所謂「跳びショット」が含まれている場合を
考える。このような跳びショットは、ウエハマークの崩
れ等に起因する計測エラー、又はウエハ裏面の異物等に
起因する局所的な非線形歪みにより発生するものであ
る。このような場合、その跳びショットの計測結果まで
も含んで補完関数で表現してしまうことになる。これを
防ぐためには、Ｐ，Ｑを１周期がショットピッチとなる
場合に相当する上述した最大値よりも小さな値にする必
要がある。すなわち、跳びショットの計測結果などに起
因する高周波成分は除去し、最適な低周波成分のみを補
完関数で表現することが望ましい。

【０１３６】そこで、本実施形態では、前述した式
（３）の評価関数Ｗ₁（ｓ）を用いて、パラメータｐ、
ｑの最大値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（３）で示されるＷ₁（ｓ）の値を増加さ
せる要因にはならないので、結果的に式（３）を用いる
ことにより跳びショットの影響を低減あるいは除去する
ことが可能になる。すなわち、図８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８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。

【０１３７】 Ｐ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３，Ｑ＝Ｄ／ｓ＝Ｄ／３ ……（７）

【０１３８】これにより、最適なＰ，Ｑを決定すること
ができ、これにより式（５）、（６）の補完関数を決定
することができる。

【０１３９】次のステップ３１８では、上述のようにし
て決定した式（５）、（６）の補完関数に、ステップ３
１２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３２２に進む。

【０１４０】ステップ３２２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３１
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加速開始位置（走査開
始位置）にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、
レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走
査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上
に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・
スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ロッ
ト先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷに対する露光
処理が終了する。

【０１４１】次のステップ３２４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３２５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３０２に戻る。

【０１４２】ステップ３０２において、不図示のウエハ
ローダを用いて図２のウエハホルダ２５上の露光処理済
みのロット先頭のウエハとロット内の第２枚目のウエハ
Ｗとを交換する。

【０１４３】次のステップ３０４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。

【０１４４】次のステップ３０６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３０６の判断は肯定され、ステッ
プ３２０に移行する。

【０１４５】ステップ３２０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系ＡＳ
を用いて、ウエハＷ上の予め選択された８つのショット
領域（サンプルショット領域、すなわちアライメントシ
ョット領域）に付設されたウエハマークを計測し、それ
らのサンプルショット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３２２に進
む。

【０１４６】ステップ３２２では、前述と同様にして、
ステップ・アンド・スキャン方式により、ロット内の第
２枚目のウエハＷに対する露光処理が行われる。この
際、各ショット領域の露光の際の走査開始位置（加速開
始位置）へのウエハＷのステッピングに際しては、内部
メモリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列
座標と、それぞれのショット領域について先にステップ
３１８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。

【０１４７】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３２４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３０２
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３０２〜ステップ３２４の処
理、判断が繰り返し行われる。

【０１４８】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３２４の判断が肯定されると、図５の
サブルーチンの処理を終了し図４に戻り、一連の露光処
理を終了する。

【０１４９】この一方、上記ステップ２６６における判
断が否定された場合には、第２のグリッド補正機能を用
いて重ね合わせ誤差を補正して、露光を行うサブルーチ
ン２７０に移行する。

【０１５０】このサブルーチン２７０では、露光装置１
００₁により、露光対象のロットのウエハＷに対して次
のようにして露光処理が行われる。

【０１５１】図９には、サブルーチン２７０において、
同一ロット内の複数枚（例えば２５枚）のウエハ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
行う場合の主制御系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズム
が示されている。以下、サブルーチン２７０において行
われる処理について、図９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。

【０１５２】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。

【０１５３】まず、サブルーチン３３１において、前述
したサブルーチン３０１と同様の手順で、所定の準備作
業を行った後、ステップ３３２に進む。このステップ３
３２では、上記ステップ２６２においてホストコンピュ
ータ１５０から露光指示とともに与えられた露光条件の
設定指示情報に基づいて、上記の所定の準備作業中に選
択したプロセスプログラムファイル内に含まれるショッ
トマップデータ及びアライメントショット領域の選択情
報などのショットデータに対応する補正マップをＲＡＭ
内のデータベースから選択的に読み出して内部メモリに
一時的に記憶する。

【０１５４】次のステップ３３４では、不図示のウエハ
ローダを用いて図１のウエハホルダ２５上の露光処理済
みのウエハ（便宜上「Ｗ’」と呼ぶ）と未露光のウエハ
Ｗとを交換する。但し、ウエハホルダ２５上にウエハ
Ｗ’のない場合は、未露光のウエハＷをウエハホルダ２
５上に単にロードする。

【０１５５】次のステップ３３６では、そのウエハホル
ダ２５上にロードされたウエハＷのサーチアライメント
を前述と同様の手順で行う。

【０１５６】次のステップ３３８では、ショットマップ
データ及びアライメントショット領域の選択情報などの
ショットデータに従って、ＥＧＡ方式のウエハアライメ
ントを前述と同様にして行い、ウエハＷ上の全ショット
領域の位置座標を算出し、内部メモリの所定領域に記憶
する。

【０１５７】次のステップ３４０では、前述した内部メ
モリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座
標と、内部メモリ内に一時的に格納された補正マップ内
のそれぞれのショット領域についての位置ずれ量の非線
形成分の補正値（補正情報）とに基づいて、各ショット
領域について位置ずれ量（線形成分及び非線形成分）が
補正された重ね合わせ補正位置を算出するとともに、そ
の重ね合わせ補正位置のデータと、予め計測したベース
ライン量とに基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域に
対する露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウ
エハステージＷＳＴ（ウエハＷ）を順次ステッピングさ
せる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージ
ＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパター
ンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステッ
プ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これ
により、ロット先頭（ロット内の第１枚目）のウエハＷ
に対する露光処理が終了する。

【０１５８】次のステップ３４２では、予定枚数のウエ
ハに対する露光が終了したか否かを判断し、この判断が
否定された場合には、ステップ３３４に戻り、以後上記
処理、判断を繰り返し行う。

【０１５９】このようにして、予定枚数のウエハＷに対
して露光が終了すると、ステップ３４２における判断が
肯定され、図９のサブルーチンの処理を終了し図４に戻
り、一連の露光処理を終了する。

【０１６０】一方、前述したステップ２５６における判
断が否定された場合、すなわちショット間誤差はあるが
線形成分（ウエハ倍率誤差、ウエハ直交度誤差、ウエハ
回転誤差等）のみが含まれる場合には、ステップ２５８
に移行する。このステップ２５８では、ホストコンピュ
ータ１５０は、前述した露光装置１００_j（この露光装
置１００_jは予め定められているものとする）の主制御
系にＥＧＡウエハアライメント及び露光を指示する。

【０１６１】次いで、サブルーチン２６０において、露
光装置１００_jにより、前述と同様にして所定の準備作
業が行われた後、その露光対象のロットのウエハに対し
てＥＧＡウエハアライメント、及び露光が所定の手順で
行われ、この際に、前述したように、ウエハＷ上に既に
形成されたショット領域間の位置誤差（線形成分）に起
因する重ね合わせ誤差が補正された高精度な露光が行わ
れる。

【０１６２】この一方、前述したステップ２４４におけ
る判断が否定された場合、すなわちショット内誤差が支
配的である場合には、ステップ２４６に進む。このステ
ップ２４６では、ホストコンピュータ１５０は、ショッ
ト内誤差が所定値を超える非線形成分を含むか否か、具
体的にはショット内誤差がショット倍率誤差、ショット
直交度誤差、ショット回転誤差などの線形成分以外の誤
差（所定値を超える誤差）を含むか否かを判断する。そ
して、この判断が否定された場合には、ステップ２４８
に進む。このステップ２４８では、ホストコンピュータ
１５０は、そのロットのウエハの露光に用いられる露光
装置１００_j（この露光装置１００_jは予め定められてい
るものとする）で次に用いられるプロセスプログラムフ
ァイルと呼ばれる露光条件設定ファイル内の線形オフセ
ット（ショット倍率、ショット直交度、ショット回転な
どのオフセット）を、ステップ２４２における解析結果
に基づいて再設定する。

【０１６３】その後、サブルーチン２５０に進む。この
サブルーチン２５０では、露光装置１００_jにより、通
常のスキャニング・ステッパと同様の手順で、上記の線
形オフセットが再設定された後のプロセスプログラムに
従って露光処理が行われる。なお、このサブルーチン２
５０の処理は、通常と異なるところがないので詳細説明
は省略する。その後、本ルーチンの一連の処理が終了す
る。

【０１６４】一方、上記ステップ２４６における判断が
肯定された場合には、ステップ２５２に移行する。この
ステップ２５２では、ホストコンピュータ１５０は、そ
のロットのウエハの露光に最適な像歪補正能力を有する
露光装置（１００_kとする）を露光装置１００₁〜１００
_Nの中から選択し、その露光装置１００_kに露光を指示す
る。この場合の最適な露光装置の選択には、例えば特開
２０００−３６４５１などに詳細に開示される方法と同
様の方法を用いることができる。

【０１６５】すなわち、ホストコンピュータ１５０は、
まず、重ね合わせ露光の対象となるウエハのロットの識
別子（例えば、ロット番号）と、重ね合わせ露光にあた
って重ね合わせ精度を確保すべき１層以上の露光済み層
（以下、「基準層」と呼ぶ）とを指定して、ターミナル
サーバ１４０及びＬＡＮ１６０を介して集中情報サーバ
１３０に対して重ね合わせ誤差データ及び結像特性の調
整（補正）パラメータに関する問い合わせを行う。これ
により、集中情報サーバ１３０では、受信したロットの
識別子及び基準層に応じて、大容量記憶装置に記憶され
ている露光履歴情報の中からそのロットのウエハについ
ての基準層と次層との間の露光時における重ね合わせ誤
差データ、及びそのロットのウエハについての各層の露
光時における各露光装置１００_iの結像特性の調整（補
正）パラメータを読み出し、ホストコンピュータ１５０
に送る。

【０１６６】次いで、ホストコンピュータ１５０は、上
記の種々の情報に基づいて、結像特性の調整能力範囲内
におけるそのロットのウエハの基準層と次層との重ね合
わせ誤差が最小となる結像特性の調整パラメータ値とそ
の調整パラメータを適用した際に残留する重ね合わせ誤
差（補正残留誤差）とを、露光装置１００_i毎に算出す
る。

【０１６７】次いで、ホストコンピュータ１５０は、各
補正残留誤差と所定の許容誤差とを比較し、補正残留誤
差が許容誤差以下である露光装置を、重ね合わせ露光を
行う露光装置の候補として決定する。そして、ホストコ
ンピュータ１５０は、決定した候補の露光装置について
現在の稼動状況及び将来の稼動予定を参照し、最も効率
良くリソグラフィ工程を進行させる観点から、重ね合わ
せ露光を行う露光装置を選択する。

【０１６８】その後、サブルーチン２５４に進む。この
サブルーチン２５４では、その選択された露光装置によ
り、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順で、重
ね合わせ誤差の補正残留誤差が極力小さくなるように、
投影光学系の結像特性が調整された状態で露光処理が行
われる。なお、このサブルーチン２５４の処理は、通常
の結像特性補正機構を備えたスキャニング・ステッパに
よるものと異なるところがないので詳細説明は省略す
る。その後、本ルーチンの一連の処理が終了する。な
お、上記の補正残留誤差が極力小さくなるような結像特
性の補正指令は、ホストコンピュータ１５０から選択さ
れた露光装置の主制御系に送信しても良いし、像歪み演
算装置を別に設けて、選択された露光装置の主制御系が
重ね合わせ露光の対象となるウエハＷのロットの識別子
及び自装置の識別子を指定して当該ロットのウエハＷを
露光するにあたっての投影像の歪みの調整パラメータ値
を像歪み演算装置に問い合わせるようにしても良い。

【０１６９】以上説明したように、本実施形態による
と、基準ウエハ上の複数のショット領域それぞれに対応
して設けられた複数の基準マークの検出結果に基づい
て、露光に用いられるウエハ（プロセスウエハ）上の複
数のショット領域各々の個別の基準位置（設計値）に対
する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報
から成る補正マップを、露光装置１００₁で使用される
可能性があるアライメントショット領域の選択条件毎に
予め作成する。

【０１７０】この補正マップの作成に際しては、基準ウ
エハ上の複数のショット領域の各々について、各ショッ
ト領域に対応して設けられる基準マークを検出して得ら
れる各ショット領域の位置情報、すなわち個別の基準位
置（設計値）に対する位置ずれ量をそれぞれ求める（ス
テップ３０８）。次いで、アライメントショット領域の
選択に関する条件毎に、基準ウエハ上の条件に対応する
複数のアライメントショット領域に対応する基準マーク
を検出して得られる実測位置情報を用いて統計演算（Ｅ
ＧＡ演算）により、基準ウエハ上の各ショット領域の位
置情報（位置ずれ量の線形成分が補正された位置情報）
を算出し、該位置情報と各ショット領域の個別の基準位
置の情報、及び各ショット領域の前記位置ずれ量とに基
づいて、各ショット領域の個別の基準位置(設計値)に対
する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報
から成る補正マップを作成する（ステップ３１０〜ステ
ップ３１４）。

【０１７１】また、本実施形態では、露光装置１００₁
で使用される可能性があるショットマップデータに対応
する基準ウエハを予め作製し、基準ウエハのそれぞれを
用いて、同様の手順により、露光に用いられるウエハ
（プロセスウエハ）上の複数のショット領域各々の個別
の基準位置（設計値）に対する位置ずれ量の非線形成分
を補正するための補正情報から成る補正マップを、露光
装置１００₁で使用される可能性があるアライメントシ
ョット領域の選択条件毎に予め作成する。これらの補正
マップは、主制御系２０内のＲＡＭに記憶される。

【０１７２】このように複数の補正マップを作成する
が、これらの補正マップの作成は、露光とは無関係に予
め行うので、露光の際のスループットに影響を与えな
い。

【０１７３】そして、ホストコンピュータ１５０によ
り、パイロットウエハ等の重ね合わせ誤差の計測結果に
基づいてショット間誤差が支配的であると判断され（ス
テップ２４２、ステップ２４４）、かつＥＧＡ方式のウ
エハアライメントのみで重ね合わせ誤差の補正が困難で
あると判断された場合に、露光装置１００₁に露光条件
を指定して露光が指示される（ステップ２５６、ステッ
プ２６２）。これにより、露光装置１００₁の主制御系
２０がロット間の重ね合わせ誤差の大きさを判断し（ス
テップ２６４、ステップ２６６）、ロット間の重ね合わ
せ誤差が小さい場合に、サブルーチン２７０に移行す
る。このサブルーチン２７０では、主制御系２０が露光
条件の１つとして指定されたショットマップデータ及び
アライメントショット領域に対応する補正マップを選択
する（ステップ３３２）。また、主制御系２０は、ウエ
ハ上の複数のアライメントショット領域（露光条件の１
つとして指定された特定の少なくとも３つのショット領
域）それぞれに対応して設けられた複数のウエハマーク
を検出して得られる各アライメントショット領域の実測
位置情報に基づいて統計演算（ＥＧＡ演算）により各シ
ョット領域のレチクルパターンの投影位置との位置合わ
せに用いられる位置情報を求め、該位置情報と選択され
た補正マップとに基づいて、ウエハ上の各ショット領域
を露光のための加速開始位置（露光基準位置）に移動し
た後、当該各ショット領域を走査露光する（ステップ３
３８、３４０）。

【０１７４】すなわち、本実施形態によると、上記の統
計演算により得られる各ショット領域の個別の基準位置
（設計値）からの位置ずれ量の線形成分を補正した各シ
ョット領域のレチクルパターンの投影位置との位置合わ
せに用いられる位置情報を、選択した補正マップに含ま
れる対応する補正情報で補正した位置情報に基づいてウ
エハ上の各ショット領域が、露光のための加速開始位置
に移動された後、当該各ショット領域の露光が行われ
る。従って、ウエハ上の各ショット領域は、位置ずれ量
の線形成分のみならず非線形成分をも補正した位置に正
確に移動された後露光が行われるので、重ね合わせ誤差
の殆どない高精度な露光が可能となる。

【０１７５】また、主制御系２０がロット間の重ね合わ
せ誤差が大きいと判断した場合には、サブルーチン２６
８に移行する。このサブルーチン２６８では、主制御系
２０が、ロット内の第２枚目以降のウエハＷの露光に際
しては、通常の８点ＥＧＡでの計測結果に基づいてウエ
ハ上のショット領域の配列ずれの線形成分を補正すると
ともに、ショット領域の配列ずれの非線形成分について
は、ロット先頭のウエハと第２枚目以降のウエハとが同
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（ステップ３２０、ステップ３２２）。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。

【０１７６】また、サブルーチン２６８の処理におい
て、前述したような評価関数の導入によって、経験則に
頼ることなく、明確な根拠に基づいて、ウエハＷの非線
形歪みを評価することができる。そして、その評価結果
に基づいてウエハＷ上の各ショット領域の位置ずれ量
（配列ずれ）の非線形成分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（ステップ３
０８〜ステップ３２２）。従って、上記各ショット領域
の重ね合せ補正位置に基づいて、ウエハＷ上の各ショッ
ト領域の露光のための加速開始位置（走査開始位置）に
ウエハＷを順次ステッピングさせつつ、レチクルパター
ンをウエハＷ上の各ショット領域に転写することによ
り、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルパターンを
非常に高精度に重ね合せることができる。

【０１７７】この一方、ホストコンピュータ１５０が、
パイロットウエハ等の重ね合わせ誤差の計測結果に基づ
いてショット間誤差が支配的でないと判断した場合には
（ステップ２４２、ステップ２４４）、ショット内誤差
が非線形成分を含むか否かに応じて投影像の歪の補正残
留誤差が最小となる最適な露光装置の選択、あるいはプ
ロセスプログラムの線形オフセットの再設定を行う。そ
して、線形オフセットが再設定されたプロセスプログラ
ムに従った露光、あるいは選択された露光装置による露
光が通常と同様の手順で行われる。

【０１７８】従って、本実施形態によると、スループッ
トを極力低下させることなくかつ重ね合わせ精度を良好
に維持した露光を行うことが可能となる。これまでの説
明からもわかるように、本実施形態に係るリソグラフィ
システム１１０及びその露光方法によると、例えば同一
のデバイス製造ラインで基準となる露光装置を用いて、
ファーストレイヤ（第１層）のパターンの転写が行われ
たウエハ上の各ショット領域に他の露光装置を用いてレ
チクルパターンを精度良く重ね合わせることが可能とな
る。すなわち、本実施形態によると、露光装置相互間の
ステージのグリッド誤差などに起因する重ね合わせ誤差
を非常に小さくすることが可能となる。特に、サブルー
チン２６８の処理による場合には、ロット毎に変動する
ショット間誤差を精度良く補正することができ、また、
サブルーチン２７０の処理による場合には、ショットマ
ップの変更やアライメントショットの変更毎に変動する
ショット間誤差を精度良く補正することができる。

【０１７９】なお、上記実施形態では、補正マップを作
成するために、マークが検出される特定基板が基準ウエ
ハであり、補正マップの作成の前提となる基板に関連す
る条件が、ショットマップデータの指定及びアライメン
トショット領域の選択に関する条件である場合について
説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
すなわち、ショットマップデータの指定に関する条件毎
に、補正マップを作成するのみであっても良いし、アラ
イメントショット領域の選択に関する条件毎に補正マッ
プを作成するのみであっても良い。

【０１８０】また、特定基板として、実際に露光に用い
られるプロセスウエハを用いても良い。かかる場合に
は、少なくとも２種類の条件として、基板が経由した少
なくとも２種類のプロセスに関する条件を含むことがで
きる。この場合、露光に用いられる全てのプロセスウエ
ハについて、上記実施形態におけるステップ２０２〜２
２０と同様にして、補正マップをそれぞれ作成し、露光
に先立って、ステップ３３２の処理に代えてその露光に
用いられるウエハに対応する補正マップを選択する処理
を行うことにより、上記実施形態と同等の効果を得るこ
とができる。すなわち、かかる場合にも、スループット
を極力低下させることなく重ね合わせ精度を良好に維持
した露光を行うことが可能となる。この場合には、プロ
セス処理に起因する誤差の補正が可能となる。

【０１８１】なお、上記実施形態では、サブルーチン２
６８において、ロット内の第２枚目以降については、８
点ＥＧＡを行うものとしたが、ＥＧＡの計測点数（アラ
イメントマーク数（通常はサンプルショット数に対応）
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。

【０１８２】なお、上記実施形態において、ウエハ上の
露光対象のショット領域に、ウエハ周辺のショット領域
（いわゆるエッジショット領域）であって欠けショット
領域があり、かつその欠けショット領域には必要なマー
クが存在しないため、前述した補正マップ中にその欠け
ショット領域の補正情報が含まれない場合が生じる可能
性がある。

【０１８３】このような場合には、統計処理により、そ
の欠けショット領域における非線形歪みを推定すること
が望ましい。ここで、この欠けショット領域の非線形歪
みの推定方法の一例について説明する。

【０１８４】図１０には、ウエハＷの周辺部の一部が示
されている。このウエハＷに関し、前述の手順で求めら
れた補正マップ中の非線形歪成分（ｄｘ_i，ｄｙ_i）が図
中に示されている。この図１０の場合、基準ウエハのシ
ョット領域Ｓ₅に対応するショット領域には、基準マー
クが存在しないため、その補正情報（非線形歪成分）は
補正マップの作成時には得られていないものとする。か
かる前提の下、露光の際に指定されたショットマップデ
ータには、ショット領域Ｓ₅が含まれていた場合につい
て考える。

【０１８５】このような場合に、主制御系２０では、指
定されたアライメントショット領域の情報を基に、ＥＧ
Ａ方式のウエハアライメントを行い、ショット領域Ｓ₅
を含むウエハＷ上の全てのショット領域の中心点の座標
値（ｘ_i、ｙ_i）を求める。次いで、主制御系２０では、
ショット領域Ｓ₅の補正情報（Δｘ，Δｙ）を、例え
ば、次式（８）、（９）を用いて算出する。

【０１８６】

【数７】

【０１８７】上記式（８）、（９）において、ｒ_iは、
着目するショット領域（Ｓ₅）から隣接するショット領
域（Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄）に対する距離であり、Ｗ（ｒ
_i）は、図１１のようなガウス分布で仮定される重みで
ある。この場合、標準偏差σは、隣接するショット領域
間の距離（ステップピッチ）程度である。

【０１８８】このようにして、算出したショット領域Ｓ
₅のような欠けショット領域の補正情報（Δｘ，Δｙ）
と、上記のウエハアライメントで得られたその欠けショ
ット領域の位置情報とに基づいて、ウエハ上のその欠け
ショット領域を露光のための加速開始位置（露光基準位
置）に移動して、走査露光を行うことにより、欠けショ
ット領域に対しても重ね合わせ精度良くレチクルパター
ンを転写することが可能となる。

【０１８９】なお、上記実施形態では図４のフローチャ
ートに従ってホストコンピュータ１５０が、重ね合わせ
誤差情報の解析、ショット間誤差が支配的か否かの判
断、プロセスプログラムの線形オフセットの再設定、最
適な露光装置の選択、ショット間誤差が支配的である場
合のショット間誤差が非線形成分を含むか否かの判断な
どを、自動的に行う場合について説明したが、これらの
処理は、オペレータが行うようにすることも勿論可能で
ある。

【０１９０】また、上記実施形態では、露光装置１００
₁の主制御系２０（ＣＰＵ）が、ロット間の重ね合わせ
誤差が大きいか否かの判断を行い、その判断結果に基づ
いてサブルーチン２６８、２７０のいずれに移行するか
を決定することとしたが、本発明がこれに限定されるも
のではない。すなわち、露光装置１００₁に、サブルー
チン２６８、２７０の処理を選択可能なモードをそれぞ
れ用意し、上記のロット間の重ね合わせ誤差が大きいか
否かの判断を重ね合わせ測定器の測定結果に基づいてオ
ペレータが行い、この判断結果に基づいて、対応するモ
ードを選択することとしても良い。

【０１９１】なお、上記実施形態のサブルーチン２６８
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３０８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。

【０１９２】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
３０８からステップ３１８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３１８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。

【０１９３】さらに、図５のステップ３１２では、ステ
ップ３０８で計測した位置座標と設計上の位置座標とス
テップ３１０で算出した位置座標（計算値）とを用いて
各ショット領域の位置ずれ量の線形成分と非線形成分と
を分離したが、線形成分と非線形成分とを分離すること
なく、非線形成分のみを求めても良い。この場合には、
ステップ３０８で計測した位置座標とステップ３１０で
算出した位置座標との差を非線形成分とすれば良い。ま
た、図５のステップ３０４及び図９のステップ３３６の
サーチアライメントはウエハＷの回転誤差が許容範囲内
であるときなどは行わなくても良い。さらに、図４のス
テップ２６２では露光装置の選択を行うものとしたが、
使用する露光装置がグリッド補正機能を有しているとき
は、ステップ２６２を省略しても良く、ステップ２６６
の判断結果に応じてグリッド補正機能を選択するだけで
も良い。

【０１９４】また、上記実施形態では、グリッド補正機
能を有する露光装置１００₁が、前述した第１のグリッ
ド補正機能及び第２のグリッド補正機能の両者を有する
場合について説明したが、これに限らず、露光装置は、
第１のグリッド補正機能及び第２のグリッド補正機能の
一方のみを有していても良い。すなわち、図４のステッ
プ２６８、２７０などのサブルーチンをそれぞれ単独で
実施しても良い。

【０１９５】また、上記実施形態では、図４のアルゴリ
ズムのうち、一部のステップをホストコンピュータ１５
０が実行し、残りのステップを露光装置１００₁を含む
露光装置１００_iが実行し、特にステップ２６４、２６
６、２６８、２７０を露光装置１００₁が実行する場合
について説明した。しかし、これに限らず、図４のアル
ゴリズムの全て、あるいは上記実施形態でホストコンピ
ュータ１５０が実行したステップの一部を、例えば露光
装置１００₁と同様のグリッド補正機能を有する露光装
置が行うような構成を採用することも可能である。

【０１９６】≪第２の実施形態≫次に、本発明の第２の
実施形態を図１２〜図１５に基づいて説明する。

【０１９７】本第２の実施形態では、リソグラフィシス
テムの構成等は、第１の実施形態と同様になっており、
ショット領域サイズより小さい間隔で、基準マークが形
成された基準ウエハを用いて第１補正マップが作成され
る点、及び図４のサブルーチン２７０における処理が前
述した第１の実施形態と相違するのみである。以下、こ
れらの相違点を中心として、説明する。

【０１９８】まず、予め行われる第１補正マップの作成
の際の動作の流れについて、露光装置１００₁の主制御
系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズムを簡略化して示す
図１２のフローチャートに基づいて説明する。

【０１９９】前提として、前述した第１の実施形態の場
合と同様にして、プロセスウエハ上のショット領域間隔
より小さい所定ピッチ、例えば１ｍｍピッチで矩形領域
及び各矩形領域に対応して基準マークが設けられた基準
ウエハ（以下、便宜上「基準ウエハＷ_F１」と呼ぶ）が
作製されているものとする。なお、以下の説明において
は、基準マークに対応する各矩形領域をマーク領域と呼
ぶものとする。

【０２００】なお、この基準ウエハの作製に際して用い
られる露光装置は、前述と同じ基準となる露光装置（例
えば、同一のデバイス製造ラインで用いられる最も信頼
性の高いスキャニング・ステッパ）の他、信頼性の高い
装置であれば、ステッパなどの静止型の露光装置であっ
ても良い。

【０２０１】まず、ステップ４０２において、不図示の
ウエハローダを用いて基準ウエハＷ _F１をウエハホルダ
上にロードする。

【０２０２】次のステップ４０４では、そのウエハホル
ダ上にロードされた基準ウエハＷ_F１のサーチアライメ
ントを、前述したステップ２０４と同様にして行う。

【０２０３】次のステップ４０６では、基準ウエハＷ_F
１上の全てのマーク領域（ここでは、一例としてほぼ１
ｍｍ角の領域）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２０６と同様にして計測する。

【０２０４】次のステップ４０８では、上記ステップ４
０６で計測した全てのマーク領域の位置座標と、それぞ
れの設計上の位置座標とに基づいて前述した式（２）の
ＥＧＡ演算を行い、前述した式（１）の６つのパラメー
タａ〜ｆ（基準ウエハ上の各マーク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，Ｓ
ｙ、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
出結果と各マーク領域の設計上の位置座標とに基づい
て、全マーク領域の位置座標（配列座標）を算出し、そ
の算出結果、すなわち基準ウエハ上の全マーク領域の位
置座標を内部メモリの所定領域に記憶する。

【０２０５】次のステップ４１０では、基準ウエハ上の
全てのマーク領域について、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４０
８で算出した各マーク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４０６で実際に計測し
た全てのマーク領域の位置座標とそれぞれの設計上の位
置座標との差であるマーク領域の位置ずれ量から前記線
形成分を差し引いた残差を位置ずれ量の非線形成分とし
て算出する。

【０２０６】次のステップ４１２では、上記ステップ４
１０で算出した各マーク領域の位置ずれ量を含むととも
に、各マーク領域の位置ずれ量の非線形成分を基準ウエ
ハＷ _F１上の各マーク領域の配列ずれを補正する補正情
報として含む第１の補正マップを作成し、ＲＡＭ等のメ
モリあるいは記憶装置に格納した後、本ルーチンの一連
の処理を終了する。

【０２０７】その後、基準ウエハはウエハホルダ上から
アンロードされる。

【０２０８】次に、本第２の実施形態におけるサブルー
チン２７０の処理について説明する。

【０２０９】図１３には、サブルーチン２７０におい
て、同一ロット内の複数枚（例えば２５枚）のウエハＷ
に対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処
理を行う場合の主制御系２０内のＣＰＵの制御アルゴリ
ズムが示されている。以下、サブルーチン２７０におい
て行われる処理について、図１３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。

【０２１０】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。

【０２１１】ます、サブルーチン４３１において、前述
したサブルーチン２０１と同様の手順で、所定の準備作
業を行った後、ステップ４３２に進む。ステップ４３２
では、前述したステップ２６２においてホストコンピュ
ータ１５０から露光指示とともに与えられた露光条件の
設定指示情報に基づいて、上記の所定の準備作業中に選
択したプロセスプログラムファイル内に含まれるショッ
トマップデータと、ＲＡＭ内に記憶されている第１の補
正マップとに基づいて、第２の補正マップ（ショットマ
ップデータで規定される各ショット領域の位置ずれ量の
非線形成分を補正するための補正情報から成る補正マッ
プ）を作成して、ＲＡＭ内に記憶する。すなわち、この
ステップ４３２では、第１補正マップ内の各マーク領域
の位置ずれ量と、所定の評価関数とに基づいて、基準ウ
エハＷ_F１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。そして、この決定した補完
関数と、前記各ショット領域の中心点に対応するマーク
領域（この場合、中心点を含むマーク領域）の補正情報
とを用いて、補完演算を行って、各ショット領域の位置
ずれ量の非線形成分を補正する補正情報から成る第２補
正マップを作成する。

【０２１２】ここで、このステップ４３２における処理
を詳述する。図１４には、基準ウエハＷ_F１の平面図が
示され、図１５には、図１４の円Ｆ内の拡大図が示され
ている。基準ウエハＷ_F１上には、所定ピッチ、例えば
１ｍｍピッチで複数の矩形のマーク領域ＳＢ_u（総数
Ｎ）がマトリクス状配置で形成されている。図１４にお
いて、ショットマップデータで指定された１つのショッ
ト領域に対応する領域が矩形領域Ｓ_jとして示され、こ
の領域が図１５では太枠で示されている。図１５におい
て、各マーク領域内に矢印で示されるベクトルｒ_k（ｋ
＝１、２、……、ｉ、……Ｎ）は、各マーク領域の位置
ずれ量（配列ずれ）を示すベクトルである。ｋはそれぞ
れのマーク領域の番号を示す。また、符号ｓは、図１５
に示される着目するマーク領域ＳＢ_kの中心を中心とす
る円の半径を示し、ｉは、着目するｋ番目のマーク領域
から半径ｓの円内に存在するマーク領域の番号を示す。

【０２１３】上述の説明から明らかなように、ステップ
４３２における処理において、評価関数として前述した
評価関数Ｗ₁（ｓ）を用いることができ、また、補完関
数としては、前述した補完関数δ_x（ｘ，ｙ）、δ
_y（ｘ，ｙ）を用いることができる。上記の評価関数Ｗ₁
（ｓ）によると、ｓの値に応じてＷ₁（ｓ）の値が変化
するので、前述の如く経験則に頼ることなく、基準ウエ
ハ（又はウエハ）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、前述
した手順で、位置ずれ量（配列ずれ）の非線形成分を表
現する最適なＰ，Ｑを決定することができ、これにより
式（５）、（６）の補完関数を決定することができる。

【０２１４】そこで、上述のようにして決定した式
（５）、（６）の補完関数に、第１の補正マップ内に補
正情報として記憶されている、座標（ｘ，ｙ）のマーク
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、フーリエ級数係数Ａ_pq、Ｂ_pq、Ｃ_pq、Ｄ_pq及び
Ａ_pq’、Ｂ_pq’、Ｃ_pq’、Ｄ_pq’を定め、これにより、
補完関数を具体的に決定する。そして、このフーリエ級
数係数Ａ_pq、Ｂ_pq、Ｃ_pq、Ｄ_pq及びＡ_pq’、Ｂ_pq’、Ｃ
_pq’、Ｄ_pq’をも決定した補完関数に、ウエハ上の各シ
ョット領域の中心点の座標を代入することにより、ウエ
ハ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、この算出結果に基づいて第
２の補正マップを作成し、その第２補正マップを内部メ
モリの所定領域に一時的に記憶する。また、このとき、
補正マップ以外のデータ、すなわちフーリエ級数係数が
決定された補完関数などのデータを、ＲＡＭ内に記憶す
る。

【０２１５】なお、上記のウエハ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に際して、第
１、第２ベクトルとして各マーク領域における位置ずれ
ベクトルが用いられるが、これに限らず、補正情報すな
わち各マーク領域の位置ずれ量の非線形成分を示すベク
トルを用いても良い。

【０２１６】図１３に戻り、次のステップ４３４では、
不図示のウエハローダを用いてウエハホルダ上の露光処
理済みのウエハと未露光のウエハとを交換する。但し、
ウエハホルダ上にウエハのない場合は、未露光のウエハ
をウエハホルダ上に単にロードする。

【０２１７】次のステップ４３６では、そのウエハホル
ダ上にロードされたウエハのサーチアライメントを前述
と同様の手順で行う。

【０２１８】次のステップ４３８では、ショットマップ
データ及びアライメントショット領域の選択情報などの
ショットデータに従って、ＥＧＡ方式のウエハアライメ
ントを前述と同様にして行い、ウエハ上の全ショット領
域の位置座標を算出し、内部メモリの所定領域に記憶す
る。

【０２１９】次のステップ４４０では、前述した内部メ
モリ内の所定領域に記憶された全ショット領域の配列座
標と、内部メモリに一時的に格納された第２補正マップ
内のそれぞれのショット領域についての位置ずれ量の非
線形成分の補正値とに基づいて、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、ウエハ上の各ショット領域に対する露光の
ための走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージ
（ウエハ）を順次移動させる動作と、レチクルステージ
とウエハステージ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。

【０２２０】次のステップ４４２では、予定枚数のウエ
ハに対する露光が終了したか否かを判断し、この判断が
否定された場合には、ステップ４３４に戻り、以後上記
処理、判断を繰り返し行う。

【０２２１】このようにして、予定枚数のウエハＷに対
して露光が終了すると、ステップ４４２における判断が
肯定され、図１３のサブルーチンの処理を終了し図４に
戻り、一連の露光処理を終了する。

【０２２２】ところで、サブルーチン２７０におけるス
テップ４３２では、ホストコンピュータ１５０から露光
指示ととともに指示された露光条件に対応するプロセス
プログラムに含まれるショットマップデータ（指定され
たショットマップデータ）と第１の補正マップとに基づ
いて、第２の補正マップが作成される。従って、そのシ
ョットマップデータとして異なるショットマップデータ
が指定された場合、すなわちショットマップデータが変
更された場合には、ステップ４３２において変更後のシ
ョットマップデータに基づいて、第２補正マップの書き
換えが行われる。具体的には、主制御系２０が、ＲＡＭ
内に格納されているフーリエ級数係数が決定された補完
関数を読み出し、これに変更後のショットマップデータ
に従ってウエハ上の各ショット領域の中心点の座標を代
入することにより、その変更後のショットマップデータ
に従うウエハ上の各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、この算出結果に
基づいて第２の補正マップを書き換え、その書き換え後
の第２補正マップを内部メモリの所定領域に一時的に記
憶する。その後、前述したステップ４３４〜４４２と同
様の処理・判断を繰り返し行う。

【０２２３】ショットマップデータが変更されない間
は、前述と同様の処理が行われることは言うまでもな
い。

【０２２４】なお、図１２のステップ４１０では、ステ
ップ４０６で計測した位置座標と設計上の位置座標とス
テップ４０８で算出した位置座標（計算値）とを用いて
各マーク領域の位置ずれ量の線形成分と非線形成分とを
分離したが、線形成分と非線形成分とを分離することな
く、非線形成分のみを求めても良い。この場合には、ス
テップ４０６で計測した位置座標とステップ４０８で算
出した位置座標との差を非線形成分とすれば良い。ま
た、図１３のステップ４３６のサーチアライメントは、
ウエハＷの回転誤差が許容範囲内であるときなどは行わ
なくても良い。

【０２２５】以上説明したように、本第２の実施形態に
よると、基準ウエハ上の複数の基準マークを検出して各
基準マークに対応するマーク領域の位置情報を計測し、
この計測された位置情報を用いて統計演算（ＥＧＡ演
算）により各マーク領域の設計値に対する位置ずれ量の
線形成分が補正された計算上の位置情報を算出する。次
いで、計測された位置情報と計算上の位置情報とに基づ
いて、各マーク領域の設計値に対する位置ずれ量の非線
形成分を補正するための補正情報を含む第１補正マップ
を作成する。この場合、第１補正マップの作成は、露光
とは無関係に予め行うことができるので、露光の際のス
ループットに影響を与えない。

【０２２６】そして、露光に先立って、ショットマップ
データが露光条件の１つとして指定されると、その指定
されたショットマップデータに基づいて第１補正マップ
を、各ショット領域の個別の基準位置（設計値）からの
位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情報を含
む第２補正マップに変換する。次いで、ウエハ上の複数
のマーク（アライメントショット領域のウエハマーク）
を検出して得られるショット領域のステージ座標系上に
おける位置情報に基づいて統計演算（ＥＧＡ演算）によ
りショット領域それぞれの所定点（レチクルパターンの
投影位置）との位置合わせに用いられる位置情報を求
め、その位置情報と第２補正マップとに基づいて、ウエ
ハ上の各ショット領域を加速開始位置に移動した後、各
ショット領域を露光する。すなわち、上記のショット領
域のステージ座標系上における位置情報（実測位置情
報）に基づいて行われる統計演算（ＥＧＡ演算）により
得られる各ショット領域の個別の基準位置（設計値）か
らの位置ずれ量の線形成分を補正した各ショット領域の
所定点との位置合わせに用いられる位置情報を、第２補
正マップに含まれる対応する補正情報で補正した位置情
報を目標位置として、ウエハ上の各ショット領域が加速
開始位置に移動された後、当該各ショット領域の露光が
行われる。従って、ウエハ上の各ショット領域は、位置
ずれ量の線形成分のみならず非線形成分をも補正した位
置に正確に移動された後露光が行われるので、重ね合わ
せ誤差の殆どない高精度な露光が可能となる。

【０２２７】従って、本第２の実施形態によると、第１
の実施形態と同様に、スループットを極力低下させるこ
となく重ね合わせ精度を良好に維持した露光を行うこと
が可能となる。また、本第２の実施形態によると、基準
ウエハ上の基準マークの検出結果に基づいて得られた補
正情報により、最終的にウエハ上の各ショット領域の所
定点との位置合わせに用いられる位置情報が補正される
ので、例えば同一のデバイス製造ラインで基準となる全
ての露光装置を、基準ウエハを基準として重ね合わせ精
度の向上を図ることができる。

【０２２８】また、本第２の実施形態では、露光に先立
って、ショットマップデータが露光条件の１つとして指
定されると、その指定されたショットマップデータに基
づいて第１補正マップを、各ショット領域の個別の基準
位置（設計値）からの位置ずれ量の非線形成分を補正す
るための補正情報を含む第２補正マップに変換するの
で、各露光装置におけるショットマップデータ（ウエハ
上のショット領域の配列に関する情報の一種）の如何に
関わらず、複数の露光装置間の重ね合わせ露光を高精度
に行うことが可能となる。

【０２２９】また、本第２の実施形態では、第１補正マ
ップから第２補正マップへの変換を、基準ウエハ上の部
分領域について非線形歪みの規則性や程度を前述した評
価関数を用いて評価した評価結果に基づいて最適化され
た単一の補完関数と、前記各マーク領域の補正情報とに
基づいて、前記各区画領域の基準位置（中心位置）毎
に、補完演算を行うことによって実現するものとした。
このため、その変換に際して、ウエハ上の全ての点の非
線形歪み（補正情報）を算出するための具体的な補完関
数が決定される。このため、ショットマップデータの変
更により各ショット領域が変更されても、変更後のショ
ット領域毎にその座標を上記の具体的な補完関数に代入
することによって、容易に変更後の各ショット領域の補
正情報を求めることができる。従ってショットマップデ
ータの変更への対処も容易となっている。

【０２３０】また、本第２の実施形態では、ウエハ上の
露光対象のショット領域に、ウエハ周辺のショット領域
（いわゆるエッジショット領域）であって欠けショット
領域があり、かつその欠けショット領域には必要なマー
クが存在しないため、前述した第１補正マップ中にその
欠けショット領域の補正情報が含まれない場合があって
も特に支障なく、その欠けショット領域の補正情報を求
めることができる。

【０２３１】すなわち、本第２の実施形態では、ショッ
トマップデータにその欠けショット領域が含まれていれ
ば、上記のマップの変換に際して、その欠けショット領
域の基準位置（中心位置）の座標も上記の具体的な補完
関数に代入されて、その欠けショット領域の補正情報が
自動的に算出されるからである。

【０２３２】しかしながら、第１補正マップから第２補
正マップへの変換の方法は、これに限らず、各ショット
領域の基準位置（中心位置）毎に、隣接する複数のマー
ク領域についての補正情報に基づき、先に説明したガウ
ス分布を仮定した重み付け平均演算により、各基準位置
の補正情報を算出することにより行うこともできる。こ
の場合において、その重み付け平均演算の対象となる隣
接するマーク領域の範囲を、前述した評価関数を用いて
計算しても良い。あるいは、各ショット領域の基準位置
（中心位置）毎に、評価関数を用いて計算した範囲内の
隣接するマーク領域の単純平均を用いても良い。同様
に、上記第１の実施形態において、前述した欠けショッ
ト領域の補正情報を求める場合に、評価関数と重み付け
平均、あるいは単純平均との組み合わせを用いても良
い。

【０２３３】なお、上記各実施形態では、サブルーチン
２６８におけるロット先頭のウエハの位置ずれ量の線形
成分の補正データを、全ショット領域のアライメントシ
ョット領域としたＥＧＡ演算により求めるものとした
が、これに限らず、ロット内の２枚目以降のウエハと同
様に指定されたアライメントショット領域のマークの検
出結果を用いたＥＧＡ演算により求めることとしても良
い。

【０２３４】また、上記各実施形態では、ＥＧＡ方式の
ウエハアライメントを行うに際し、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
ット領域がアライメントショット領域として選択されて
いる場合は、その選択された特定のショット領域）のア
ライメントマークの座標値を用いるものとしたが、例え
ば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
アライメント系ＡＳの指標マークとの位置ずれ量を検出
し、この位置ずれ量を用いて統計演算によってショット
領域毎に設計上の座標値からの位置ずれ量を算出しても
良いし、あるいはショット領域間のステップピッチの補
正量を算出しても良い。

【０２３５】さらに、上記各実施形態では、ＥＧＡ方式
を前提に説明を行ったが、ＥＧＡ方式の代わりに重み付
けＥＧＡ方式を用いても良いし、あるいはショット内多
点ＥＧＡ方式等を用いても良い。なお、重み付けＥＧＡ
方式のウエハアライメントについては、例えば特開平５
−３０４０７７号公報などに詳細に開示されている。

【０２３６】すなわち、この重み付けＥＧＡ方式では、
ウエハ上の複数のショット領域（区画領域）のうち、予
め選択された少なくとも３つのサンプルショット領域の
静止座標系上における位置座標を計測する。次いで、ウ
エハ上のショット領域毎に、当該ショット領域（その中
心点）とサンプルショット領域（その中心点）の各々と
の間の距離に応じて、あるいはショット領域とウエハ上
で予め規定された所定の着目点との間の距離（第１情
報）と、当該着目点とサンプルショット領域の各々との
間の距離（第２情報）とに応じて、サンプルショット領
域の静止座標系上における位置座標の各々に重み付けを
行い、かつこの重み付けされた複数の位置座標を用いて
統計演算（最小二乗法、又は単純なる平均化処理等）を
行うことにより、ウエハ上の複数のショット領域の各々
の静止座標系上における位置座標を決定する。そして、
決定された位置座標に基づいて、ウエハ上に配列された
複数のショット領域の各々を、静止座標系内の所定の基
準位置（例えば、レチクルパターンの転写位置）に対し
て位置合わせする。

【０２３７】このような重み付けＥＧＡ方式によると、
局所的な配列誤差（非線形な歪み）が存在するウエハで
あっても、サンプルショット領域数が比較的少なくて済
み、かつ計算量を抑えながら、所定の基準位置に対して
全てのショット領域を高精度、高速にアライメントする
ことが可能である。

【０２３８】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（１１）で表
されるような重み付けＷ_inを用いて、式（１０）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。

【０２３９】

【数８】

【０２４０】上式（１１）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
ンプルショット領域との距離である。Ｓは、重み付けを
決定するパラメータである。

【０２４１】あるいは、重み付けＥＧＡ方式では、次の
式（１３）で表されるような重み付けＷ_in’を用いて、
式（１２）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。

【０２４２】

【数９】

【０２４３】上式（１３）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
ット領域と着目点（ウエハセンタ）との距離である。ま
た、式（１１）、（１３）におけるパラメータＳは、一
例として次式（１４）で表される。

【０２４４】

【数１０】

【０２４５】式（１４）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
サンプルショット領域の範囲（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
ンプルショット領域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領域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。前述した評
価関数を用いることにより、ゾーンを適切かつ確実に決
定することが可能である。

【０２４６】また、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。

【０２４７】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。

【０２４８】これらの場合も、位置情報として、アライ
メントマークの座標値を用いても良いが、アライメント
マークに関する位置情報であって統計処理に適切な情報
であれば、如何なる情報を用いて統計演算を行っても良
い。

【０２４９】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。

【０２５０】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
メントセンサ）を用いる場合について説明したが、これ
に限らずいかなる方式のマーク検出系を用いても構わな
い。すなわち、ＴＴＲ（Through The Reticle）方式、
ＴＴＬ（Through The Lens）方式、またオフアクシス方
式の何れの方式であっても、更には検出方式がＦＩＡ系
などで採用される結像方式（画像処理方式）以外、例え
ば回折光又は散乱光を検出する方式などであっても構わ
ない。例えば、ウエハ上のアライメントマークにコヒー
レントビームをほぼ垂直に照射し、当該マークから発生
する同次数の回折光（±１次、±２次、……、±ｎ次回
折光）を干渉させて検出するアライメント系でも良い。
この場合、次数毎に回折光を独立に検出し、少なくとも
１つの次数での検出結果を用いるようにしても良いし、
波長が異なる複数のコヒーレントビームをアライメント
マークに照射し、波長毎に各次数の回折光を干渉させて
検出しても良い。

【０２５１】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方
式の露光装置（Ｘ線露光装置等）を始めとする各種方式
の露光装置にも全く同様に適用が可能である。

【０２５２】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。

【０２５３】《デバイス製造方法》次に、上述した各実
施形態に係るリソグラフィシステム及びその露光方法を
リソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施
形態について説明する。

【０２５４】図１６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１６に示されるように、まず、ステップ６０
１（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６０２（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６０３（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。

【０２５５】次に、ステップ６０４（ウエハ処理ステッ
プ）において、ステップ６０１〜ステップ６０３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６０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ６０４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６０５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。

【０２５６】最後に、ステップ６０６（検査ステップ）
において、ステップ６０５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。

【０２５７】図１７には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ６０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図１７において、ステップ６１１（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６１２
（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６１３（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６
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６１１〜ステップ６１４
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。

【０２５８】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６
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６１６（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６１７（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６１８（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６１９（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。

【０２５９】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。

【０２６０】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６１６）において、
ロット毎のウエハの露光処理に際して、上記各実施形態
に係るリソグラフィシステム及びその露光方法が用いら
れるので、スループットを極力低下させることなく、レ
チクルパターンとウエハ上のショット領域との重ね合わ
せ精度の向上を図った高精度な露光が可能となる。この
結果、スループットを低下させることなく、より微細な
回路パターンを重ね合わせ精度良くウエハ上に転写する
ことが可能になり、高集積度のマイクロデバイスの生産
性（歩留まりを含む）を向上させることができる。特
に、光源にＦ₂レーザ光源等の真空紫外光源を用いる場
合には、投影光学系の解像力の向上とあいまって、例え
ば最小線幅が０．１μｍ程度のであってもその生産性の
向上が可能である。

【０２６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る露光
方法によれば、重ね合わせ精度を良好に維持した露光を
行うことができるという効果がある。

【０２６２】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】本発明の露光方法を実施するための第１の実施
形態に係るリソグラフィシステムの構成を概略的に示す
図である。

【図２】図１の露光装置１００₁の概略構成を示す図で
ある。

【図３】第１の実施形態において、基準ウエハを用いて
補正マップから成るデータベースを作成する際の主制御
系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズムを概略的に示すフ
ローチャートである。

【図４】リソグラフィシステム１１０によるウエハの露
光処理に関する全体的なアルゴリズムを概略的に示すフ
ローチャートである。

【図５】図４のサブルーチン２６８において、同一ロッ
ト内の複数枚のウエハ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場合の露光装置１００
₁の主制御系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズムを示す
フローチャートである。

【図６】図５のサブルーチン３０１の処理の一例を示す
フローチャートである。

【図７】式（３）の評価関数の意味内容を説明するため
のウエハＷの平面図である。

【図８】図７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９】図４のサブルーチン２７０において、同一ロッ
ト内の複数枚のウエハ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場合の露光装置１００
₁の主制御系２０内のＣＰＵの制御アルゴリズムを示す
フローチャートである。

【図１０】欠けショット領域における非線形歪みを推定
する方法を説明するための図である。

【図１１】重みＷ（ｒ_i）の分布として仮定されたガウ
ス分布の一例を示す線図である。

【図１２】本発明の第２の実施形態において、第１補正
マップの作成の際の主制御系２０内のＣＰＵの制御アル
ゴリズムを簡略化して示すフローチャートである。

【図１３】本発明の第２の実施形態において、図４のサ
ブルーチン２７０における、同一ロット内の複数枚のウ
エハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の
露光処理を行う場合の露光装置１００₁の主制御系２０
内のＣＰＵの制御アルゴリズムを示すフローチャートで
ある。

【図１４】基準ウエハＷ_F１を示す平面図である。

【図１５】図１４の円Ｆ内の拡大図である。

【図１６】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１７】図１６のステップ６０４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】

１００₁〜１００_N……露光装置、Ｗ…ウエハ（基板）、
Ｗ_F１…基準ウエハ（基準基板）、ＳＢ_u…マーク領域、
Ｓ_j…ショット領域（区画領域）。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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であっ
   て、 前記基板に関連する少なくとも２種類の条件のそれぞれ
   について、特定基板上の複数のマークの検出結果に基づ
   いて、前記基板上の複数の区画領域各々の個別の基準位
   置に対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補
   正情報から成る少なくとも２種類の補正マップを、予め
   作成するマップ作成工程と；露光に先立って、指定され
   た条件に対応する補正マップを選択する選択工程と；前
   記基板上の複数の特定区画領域それぞれに対応して設け
   られた複数のマークを検出して得られる実測位置情報に
   基づいて統計演算により前記各区画領域の所定点との位
   置合わせに用いられる位置情報を求め、該位置情報と前
   記選択された補正マップとに基づいて、前記基板を移動
   して前記各区画領域を露光する露光工程と；を含む露光
   方法。
2. 【請求項２】 前記少なくとも２種類の条件は、基板が
   経由した少なくとも２種類のプロセスに関する条件を含
   み、 前記マップ作成工程では、経由したプロセスの異なる複
   数種類の特定基板のそれぞれについて前記補正マップを
   それぞれ作成し、 前記選択工程では、露光対象の基板に対応する補正マッ
   プを選択することを特徴とする請求項１に記載の露光方
   法。
3. 【請求項３】 前記少なくとも２種類の条件は、前記露
   光工程において前記マークが検出される前記複数の特定
   区画領域の選択に関する少なくとも２種類の条件を含
   み、 前記マップ作成工程では、前記特定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
   マークを検出して得られる、個別の基準位置に対する位
   置ずれ量をそれぞれ求め、 前記特定区画領域の選択に関する条件毎に、前記特定基
   板上の前記条件に対応する複数の特定区画領域に対応す
   るマークを検出して得られる実測位置情報を用いて統計
   演算により前記各区画領域の前記位置情報を算出し、該
   位置情報と前記各区画領域の前記位置ずれ量とに基づい
   て、前記各区画領域の個別の基準位置に対する位置ずれ
   量の非線形成分を補正するための補正情報から成る補正
   マップを作成し、 前記選択工程では、指定された特定の区画領域の選択情
   報に対応する補正マップを選択することを特徴とする請
   求項１に記載の露光方法。
4. 【請求項４】 前記特定基板は、基準基板であることを
   特徴とする請求項１又は３に記載の露光方法。
5. 【請求項５】 前記露光工程では、前記基板上の露光対
   象の区画領域に、周辺の区画領域であって前記補正マッ
   プにその補正情報が含まれていない欠け領域が含まれて
   いる場合には、前記補正マップ中の前記欠け領域に隣接
   する複数の区画領域の補正情報を用いて、ガウス分布を
   仮定した重み付け平均演算により、前記欠け領域の補正
   情報を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か一項に記載の露光方法。
6. 【請求項６】 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であっ
   て、 基準基板上の複数のマークを検出して各マークに対応す
   るマーク領域の位置情報を計測する工程と；前記計測さ
   れた位置情報を用いて統計演算により前記各マーク領域
   の設計値に対する位置ずれ量の線形成分が補正された計
   算上の位置情報を算出する工程と；前記計測された位置
   情報と前記計算上の位置情報とに基づいて、前記各マー
   ク領域の設計値に対する位置ずれ量の非線形成分を補正
   するための補正情報を含む第１補正マップを作成する工
   程と；露光に先立って、指定された区画領域の配列に関
   する情報に基づいて前記第１補正マップを、前記各区画
   領域の個別の基準位置からの位置ずれ量の非線形成分を
   補正するための補正情報を含む第２補正マップに変換す
   る工程と；前記基板上の複数のマークを検出して得られ
   る実測位置情報に基づいて統計演算により前記区画領域
   それぞれの所定点との位置合わせに用いられる位置情報
   を求め、前記位置情報と前記第２補正マップとに基づい
   て、前記基板を移動して前記各区画領域を露光する露光
   工程と；を含む露光方法。
7. 【請求項７】 前記マップの変換は、前記各区画領域の
   基準位置毎に、隣接する複数のマーク領域についての補
   正情報に基づき、ガウス分布を仮定した重み付け平均演
   算により、各基準位置の補正情報を算出することにより
   行われることを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
8. 【請求項８】 前記マップの変換は、基板上の部分領域
   について非線形歪みの規則性や程度を所定の評価関数を
   用いて評価した評価結果に基づいて最適化された単一の
   補完関数と、前記各マーク領域の補正情報とに基づい
   て、前記各区画領域の基準位置毎に、補完演算を行うこ
   とによって実現されることを特徴とする請求項６に記載
   の露光方法。
9. 【請求項９】 投影像の歪みを補正可能な露光装置を少
   なくとも１つ含む複数の露光装置を用いて複数枚の基板
   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
   パターンをそれぞれ形成する露光方法であって、 予め測定した前記基板と同一のプロセスを経た少なくと
   も１枚の特定基板についての重ね合わせ誤差情報を解析
   する解析工程と；前記解析結果に基づいて、前記特定基
   板上の各区画領域の位置ずれ量に異なる平行移動成分を
   含む区画領域間の誤差が支配的であるか否かを判断する
   第１判断工程と；前記第１判断工程において前記区画領
   域間の誤差が支配的であると判断された場合には、前記
   区画領域間の誤差が所定値を越える非線形成分を含むか
   否かを判断する第２判断工程と；前記第２判断工程にお
   いて前記区画領域間の誤差が所定値を越える非線形成分
   を含まないと判断された場合に、前記任意の露光装置を
   用いて、前記基板上の複数の特定区画領域に対応するマ
   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
   により前記基板上の各区画領域の所定点との位置合わせ
   に用いられる位置情報を算出し、該位置情報に基づいて
   基板を移動して前記各基板上の複数の区画領域を順次露
   光して各区画領域に前記パターンを形成する第１露光工
   程と；前記第２判断工程において前記区画領域間の誤差
   が所定値を越える非線形成分を含むと判断された場合
   に、前記区画領域間の誤差を補正した状態で基板を露光
   可能な露光装置を用いて前記各基板上の複数の区画領域
   を順次露光して各区画領域に前記パターンを形成する第
   ２露光工程と；前記第１判断工程において前記区画領域
   間の誤差が支配的でないと判断された場合には、前記投
   影像の歪みを補正可能な露光装置の１つを選択し、該選
   択した露光装置を用いて前記各基板上の複数の区画領域
   を順次露光して各区画領域に前記パターンを形成する第
   ３露光工程と；を含む露光方法。
10. 【請求項１０】 前記第２判断工程において前記区画領
    域間の誤差が所定値を越える非線形成分を含むと判断さ
    れた場合に、前記区画領域間の誤差を補正した状態で基
    板を露光可能な任意の１つの露光装置を選択して露光を
    指示する選択工程と；該露光が指示された露光装置によ
    る露光対象の基板が属するロットを含む複数のロットに
    おける重ね合わせ誤差の大小を判断する第３判断工程
    と；を更に含み、 前記第２露光工程では、 前記各基板上の複数の区画領域を順次露光して各区画領
    域に前記パターンを形成するに際し、前記判断の結果、
    ロット間の重ね合わせ誤差が大きいと判断された場合
    に、前記露光装置が、そのロットの先頭から所定数枚の
    基板については、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ととも
    に、所定の関数を用いて前記各区画領域の所定の基準位
    置との位置ずれ量の非線形成分を算出し、前記算出され
    た位置情報及び前記非線形成分に基づいて前記基板を移
    動し、残りの基板については、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
    より所定点との位置合わせに用いられる位置情報を算出
    し、該位置情報と前記算出された非線形成分とに基づい
    て前記基板を移動し、 前記判断の結果、ロット間の重ね合わせ誤差が大きくな
    いと判断された場合には、ロット内の各基板について、
    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とともに、該位置情報と予め作
    成した基板上の複数の区画領域各々の個別の基準位置に
    対する位置ずれ量の非線形成分を補正するための補正情
    報から成る補正マップとに基づいて前記基板を移動する
    ことを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
11. 【請求項１１】 基板上の複数の区画領域をそれぞれ露
    光して各区画領域にパターンを形成する露光方法におい
    て、 前記基板を露光する露光装置の重ね合わせ誤差情報に基
    づき、前記基板上で区画領域間の誤差が支配的であると
    きには第１アライメントモードを選択し、かつ前記区画
    領域間の誤差が支配的でないときには前記第１アライメ
    ントモードと異なる第２アライメントモードを選択し、 前記選択されたアライメントモードに基づいて、前記基
    板上の複数のマークをそれぞれ検出して得られる位置情
    報から前記各区画領域の位置情報を決定することを特徴
    とする露光方法。
12. 【請求項１２】 前記区画領域間の誤差が所定値を越え
    る非線形成分を含むとき、前記基板又はこれと異なる基
    板上の複数のマークを検出して得られる位置情報に基づ
    いて、前記各区画領域で決定された位置情報の補正に用
    いられる非線形成分を算出し、前記第１アライメントモ
    ードで前記各区画領域を露光するときに前記算出された
    非線形成分を用いることを特徴とする請求項１１に記載
    の露光方法。
13. 【請求項１３】 前記区画領域間の誤差が支配的でない
    とき、前記区画領域内の誤差が所定値を超える非線形成
    分を含むか否かを判断し、該判断が否定されたときは前
    記第２アライメントモードを用いて前記基板を露光する
    とともに、前記判断が肯定されたときは前記区画領域内
    の誤差の非線形成分を補正可能な露光装置で前記基板の
    露光を行うことを特徴とする請求項１１又は１２に記載
    の露光方法。
14. 【請求項１４】 リソグラフィ工程を含むデバイス製造
    方法であって、 前記リソグラフィ工程では、請求項１〜１３のいずれか
    一項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。