JP4710827B2 - アライメント条件決定方法及び装置、並びに露光方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば基板上の各ショット領域に順次マスク又はレチクルのパターンを転写する露光方法又は露光装置において、統計処理により算出した配列座標に基づいてウエハ上の各ショット領域を順次露光位置に位置合わせする場合に適用して好適なアライメント条件決定方法及び装置に関する。

半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ等）、薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスの多くは露光装置を用いて基板上に多数層のパターンを重ねて露光転写することにより製造される。このため、２層目以降のパターンを基板上に露光転写する際には、基板上の既にパターンが形成された各ショット領域とマスクのパターン像との位置合わせ、即ち基板とレチクルとの位置合わせ（アライメント）を正確に行う必要がある。１層目のパターンが露光転写された基板上には、アライメントマークと呼ばれる位置合わせ用のマークがそれぞれ付設された複数のショット領域（チップパターン）が形成されており、これらショット領域は予め基板上に設定された配列座標に基づいて規則的に配列されている。

しかしながら、基板上の複数のショット領域の設計上の配列座標値（ショット配列）に基づいて基板を歩進（ステッピング）させても、（ａ）基板の残存回転誤差Θ、（ｂ）ステージ座標系（又はショット配列）の直交度誤差Ω、（ｃ）基板の線形伸縮（スケーリング）Γｘ，Γｙ、（ｄ）基板（中心位置）のオフセット（平行移動）Ｏｘ，Ｏｙの４つの要因（６個の誤差パラメータ）により、基板が正確に位置合わせされるとは限らない。

そこで、従来は基板上から選択された複数のショット領域（サンプルショット）について実測した計測結果を統計処理して基板上における全ショット領域の配列を求め、この配列に従って各ショット領域の位置合わせ行うエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式を用いている。

ＥＧＡ方式では、サンプルショットについて実測して得られた配列座標値と、そのショット領域の設計上の配列座標値を所定のモデル式に代入して得られた計算上の配列座標値との平均的な偏差が最小になるように、最小自乗法を用いて変換行列を決定し、この決定された変換行列と設計上の配列座標値とに基づいて、実際に位置合わせすべき位置の計算上の配列座標値を算出し、その算出された座標値をもとに基板の各ショット領域を位置決めする。

また、基板上におけるショット領域の配列誤差以外に、ショット領域に関して、（ａ）ショット領域の残存回転誤差θ、（ｂ）ショット領域内における直交度誤差ω、（ｃ）ショット領域の線形伸縮（スケーリング）γｘ，γｙの３つの要因によりショット領域内における重ね合わせ誤差が生ずる。

そこで、これらの３個の誤差量（４個の誤差パラメータ）を加味した計１０個の誤差パラメータを用いた変換行列を用いて各ショット領域の配列座標値及び各ショット領域毎の重ね合わせ誤差の補正量を求めるＥＧＡ方式も知られている。

このようなＥＧＡ方式を採用してアライメントを行う場合、どのサンプルショット（数や配置）を計測するか、計測装置（検出器）が複数種類ある場合にどの計測装置を用いるかは、演算結果に大きく影響するため、これらを最適化することが望ましい。このような最適化技術としては、特許第３３１３５４３号公報に開示されているように、計測対象とするマーク（サンプルショット）の位置及び検出器を順次変更して、ＥＧＡ演算を行い、複数のＥＧＡ演算結果に係る残留誤差成分（ランダム成分）が最も小さい、マーク位置及び検出器の組み合わせを最適なアライメント条件として選択するものが知られている。

ところで、このようなアライメント条件の最適化を行うのは、実際に基板上に露光転写された回路パターンが、その前に形成された回路パターンに高い精度で重ね合わされることを意図したものである。

しかしながら、従来のアライメント条件の最適化技術では、演算上、設計値からの残留誤差成分が最小となるものを最適なアライメント条件として選択しているため、実際に基板上に露光転写された回路パターンの重ね合わせについて、最適化されているとは限らず、演算上の残留誤差成分が最小であったとしても実際には回路パターンの重ね合わせが十分でない場合があるとともに、残留誤差成分が最小ではなくても回路パターンの重ね合わせの精度がより高いアライメント条件が存在する可能性がある。

ここで、各種のアライメント条件の組み合わせについて、実際に回路パターンの基板への露光転写・現像を行った後に、回路パターンの重ね合わせ結果（重ね合わせ誤差）を実測し、その重ね合わせ結果の最も良好なアライメント条件を最適なアライメント条件と決定することが考えられる。しかし、アライメント条件の組み合わせは膨大であり、それらの全てについて重ね合わせを実測することは、多大な時間と費用等を要するため、採用することは事実上困難である。
特許第３３１３５４３号公報

よって本発明の目的は、多大な時間と費用を費やすことなく、露光処理等の加工処理後の誤差（重ね合わせ誤差）を小さくすることが可能な方法及び装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、高精度、高品質なマイクロデバイス等を高いスループットで製造できる方法及び装置を提供することである。

本発明の第１の観点によると、物体（Ｗ）上に配列された複数の被加工領域（ＥＳ_１〜ＥＳ_Ｍ）の各々を所定の加工位置に対して位置合わせするための最適なアライメント条件を決定する方法であって、所定のアライメント条件下で、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って基準演算結果を取得する第１工程（Ｓｔｅｐ１）と、前記基準演算結果に基づいて、前記被加工領域を各々前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施した後に、該被加工領域についての加工誤差を計測して基準加工結果を取得する第２工程（Ｓｔｅｐ１１，１２）と、前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を変更しつつ、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点の位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って比較演算結果を取得する第３工程（Ｓｔｅｐ８）と、前記比較演算結果に基づいて前記被加工領域を前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施したと仮定した場合に推定される、前記被加工領域についての前記加工誤差を、前記基準演算結果と前記比較演算結果と前記基準加工結果とを用いて算出する第４工程（Ｓｔｅｐ１３）と、を有するアライメント条件決定方法が提供される。

本発明では、比較演算結果に基づいて被加工領域を前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施したと仮定した場合に推定される加工誤差を、基準演算結果と比較演算結果と基準加工結果とを用いて算出するようにしており、実際の加工誤差に近い加工誤差を推定することができる。従って、このように算出された加工誤差の大小関係から最適なアライメント条件を決定することができるようになり、この決定されたアライメント条件を用いて加工を行うことにより、加工誤差を小さくすることができる。また、加工誤差の実測は、基準加工誤差を得るために最低１回行えばよく、各種アライメント条件の組み合わせについてそれぞれ加工誤差を実測する必要がないので、多大な時間や費用等を費やすことなく、加工誤差の小さい最適なアライメント条件を得ることができる。

本発明の第１の観点に係るアライメント条件決定方法において、前記第３工程では、前記アライメント条件を複数変更しながら前記比較演算結果を複数取得し、前記第４工程では、前記基準演算結果と前記比較演算結果の各々との差分に基づいて前記基準加工結果を各々変換演算して、前記推定される加工誤差を複数算出し、前記第４工程で算出された複数の推定加工誤差、及び前記基準加工誤差を比較し、該比較結果に基づいて前記アライメント条件を決定する第５工程、を更に有することができる。この場合において、前記第５工程では、前記基準加工誤差又は前記推定加工誤差に係る前記被加工領域の各々についての加工誤差の平均値及び標準偏差の少なくとも一方に基づいて、前記最適アライメント条件を決定するようにできる。

本発明の第１の観点に係るアライメント条件決定方法において、前記第３工程では、前記アライメント条件のうち、任意の前記サンプル点の再度の光電検出を必要とせずに変更可能な第１アライメント条件を変更することによって、前記比較演算結果を算出するようにできる。この場合において、前記第１アライメント条件は、前記第１工程で光電検出されたサンプル点の中で使用する組み合わせ、前記第１工程での光電検出により得られた信号波形の処理条件、前記統計演算の際に使用する統計演算モデル、及び前記第１工程で光電検出されたサンプル点の計測位置に加えるべき補正量、のうちの少なくとも１つを含むことができる。比較演算結果はその数が多いほど、より最適なアライメント条件を得る可能性が高くなるが、サンプル点の実計測回数を増やすことは、全体としての計測時間の増大を招き好ましくない。この態様では、アライメント条件のうち、任意のサンプル点の再度の光電検出を必要とせずに変更可能な第１アライメント条件を変更することによって、比較演算結果を算出するようにしたので、計測回数を増大させることなく、より最適なアライメント条件を得る可能性を高くすることができる。

本発明の第１の観点に係るアライメント条件決定方法において、前記第３工程では、前記アライメント条件のうち、前記第１工程での光電検出とは別に、任意の前記サンプル点に対する再度の光電検出を必要とする第２アライメント条件を変更することによって、前記比較演算結果を算出するようにできる。この場合において、前記第２アライメント条件は、前記サンプル点の種類（形状が異なる場合を含む）、数、配置、前記光電検出を行う際に前記サンプル点を照明する照明条件、前記光電検出を行う際のフォーカス状態、のうちの少なくとも１つを含むことができる。

本発明の第１の観点に係るアライメント条件決定方法において、前記第３工程は、前記第１工程での前記光電検出で得られた信号波形を用いて、前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を変更しつつ、前記比較演算結果を複数個取得する第６工程（Ｓｔｅｐ８）と、前記第６工程で得られた複数の比較演算結果、及び前記基準演算結果を比較し、該比較結果に基づいて、前記第４工程にて使用されるべき前記比較演算結果の候補を選定する第７工程（Ｓｔｅｐ９，１０）と、を含むことができる。この場合において、前記第７工程では、前記比較演算結果に係る残留誤差成分に基づいて、前記候補の選定を行うようにできる。取得された比較演算結果の全てについて第４工程を行うことは、その数が特に膨大になる場合に好ましくない。一方、比較演算結果に係る例えば残留誤差成分が基準演算結果と比較して相当に大きい場合には、当該比較演算結果に係るアライメント条件で加工した場合、加工精度の向上はそれ程見込めない。この態様では、これらの点を考慮して、アライメント条件の候補をある程度絞り込んだ上で、最適アライメント条件を決定するようにしている。

本発明の第２の観点によると、マスク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）上に配列された複数のショット領域（ＥＳ_１〜ＥＳ_Ｍ）に対して露光転写する露光方法において、本発明の第１の観点に係るアライメント条件決定方法により決定された前記最適アライメント条件を用いて、前記被加工領域としての前記ショット領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って得られる演算結果に基づいて、前記ショット領域を前記所定の加工位置としての露光位置に対して、順次位置合わせしつつ、各ショット領域を露光する工程を含む露光方法が提供される。十分に最適化されたアライメント条件を用いて位置合わせが行われるので、高品質、高精度なデバイス等を製造することができるようになる。

本発明の第３の観点によると、物体（Ｗ）上に配列された複数の被加工領域（ＥＳ_１〜ＥＳ_Ｍ）の各々を所定の加工位置に対して位置合わせするための最適なアライメント条件を決定する装置であって、所定のアライメント条件下で、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って基準演算結果を取得する基準演算結果取得手段（６，６１０）と、前記基準演算結果に基づいて、前記被加工領域を各々前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施した後に、該被加工領域についての加工誤差を計測して基準加工結果を取得する基準加工結果取得手段（４００，６４０）と、前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を変更しつつ、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点の位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って比較演算結果を取得する比較演算結果取得手段（６，６２０，６５０）と、前記比較演算結果に基づいて前記被加工領域を前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施したと仮定した場合に推定される、前記被加工領域についての前記加工誤差を、前記基準演算結果と前記比較演算結果と前記基準加工結果とを用いて算出する加工誤差算出手段（６５０）と、を有するアライメント条件決定装置が提供される。

この場合において、前記比較演算結果取得手段は、前記アライメント条件を複数変更しながら前記比較演算結果を複数取得し、前記加工誤差算出手段は、前記基準演算結果と前記比較演算結果の各々との差分に基づいて前記基準加工結果を各々変換演算して、前記推定される加工誤差を複数算出し、前記加工誤差算出手段により算出された複数の推定加工誤差、及び前記基準加工誤差を比較し、該比較結果に基づいて前記アライメント条件を決定する条件決定手段（６５０）、を更に有することができる。本発明の第１の観点に係る最適アライメント条件決定方法と同様の作用効果が達成される。

本発明の第４の観点によると、マスク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）上に配列された複数のショット領域（ＥＳ_１〜ＥＳ_Ｍ）に対して露光転写する露光装置において、本発明の第３の観点に係るアライメント条件決定装置（６００）を備え、前記アライメント条件決定装置により決定された前記アライメント条件を用いて、前記被加工領域としての前記ショット領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づいて統計演算を行って得られる演算結果に基づいて、前記ショット領域を前記所定の加工位置としての露光位置に対して、順次位置合わせしつつ、各ショット領域を露光するようにした露光装置（２００）が提供される。本発明の第２の観点に係る露光方法と同様の作用効果が達成される。

本発明によれば、多大な時間と費用を費やすことなく、露光処理等の加工処理後の誤差を小さくすることができるという効果がある。また、高精度、高品質なマイクロデバイス等を高いスループットで製造できるようになるという効果がある。

図１Ａは本発明の実施形態に係る露光システムの全体構成を示すブロック図である。 図１Ｂは本発明の実施形態に係る他の露光システムの全体構成を示すブロック図である。 図２は本発明の実施形態に係る露光システムが備える露光装置の概略構成を示す図である。 図３Ａは図２の指標板上のパターン及びウエハマークを示す図である。 図３Ｂは他のウエハマークと指標マークとの関係を示す図である。 図４はウエハ上に設定されるショット領域の配列の一例を示す図である。 図５は本発明の実施形態における露光装置にインライン接続された塗布現像装置等の概略構成を示す図である。 図６は本発明の実施形態に係るアライメントシミュレータの概略構成を示すブロック図である。 図７は本発明の実施形態に係るアライメントシミュレータによるＥＧＡシミュレーション処理を示すフローチャートである。 図８は本発明の実施形態に係るアライメントシミュレータによる重ね合わせシミュレーション処理を示すフローチャートである。 図９は電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［露光システム］
まず、本実施形態に係る露光システムの全体構成について、図１Ａを参照して説明する。

この露光システム１００は、半導体ウエハやガラスプレート等の基板を処理して、マイクロデバイス等の装置を製造する基板処理工場に設置され、同図に示すように、露光装置２００、該露光装置２００に隣接して配置された塗布現像装置（Ｃ／Ｄ）３００及び該塗布現像装置３００内に配置された重ね合わせ計測器４００を備えている。同図では、図示の都合上、露光装置２００及び重ね合わせ計測器４００を含む塗布現像装置３００は、これらを一体化した基板処理装置として、一つだけを表示しているが、実際には基板処理装置は複数設けられている。基板処理装置は、基板に対して、フォトレジスト等の感光剤を塗布する塗布工程、感光剤が塗布された基板上にマスク又はレチクルのパターンの像を投影露光する露光工程、及び露光工程が終了した基板を現像する現像工程等を行う。

また、露光システム１００は、各露光装置２００により実施される露光工程を集中的に管理する露光工程管理コントローラ５００、本発明が適用されたアライメントシミュレータ６００（以降では単にシミュレータ６００と称する場合もある）、及び工場内生産管理ホストシステム７００をも備えている。

この露光システム１００を構成している各装置のうち、少なくとも各基板処理装置（２００、３００）は、気温及び湿度が管理されたクリーンルーム内に設置されている。また、各装置は、基板処理工場内に敷設されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク又は専用回線（有線又は無線）を介して接続されており、これらの間で適宜にデータ通信できるようになっている。

各基板処理装置において、露光装置２００及び塗布現像装置３００は相互にインライン接続されている。ここでのインライン接続とは、装置間及び該装置内の処理ユニット間を、ロボットアームやスライダー等の基板を自動搬送する搬送装置を介して接続することを意味する。

図１Ｂは、図１Ａで示したものと比して、重ね合わせ計測器４００が塗布現像装置３００内に設けられておらず、スタンドアローンタイプの重ね合わせ計測器である点が相違する。本発明は、図１Ａ、図１Ｂの何れのタイプのシステムであっても適用可能である。以降では図１Ａを中心として説明を続ける。

［露光装置］
各基板処理装置が備える露光装置２００の構成を、図２を参照して説明する。この露光装置２００は、ステップ・アンド・スキャン方式（走査露光方式）の露光装置であっても勿論よいが、ここでは、一例として、ステップ・アンド・リピート方式（一括露光方式）の露光装置について説明する。

なお、以下の説明においては、図２中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。

この露光装置２００は、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等の光源を含んで構成され、光源から射出される露光光をレチクルＲに導く照明光学系１を備えている。光源から射出された露光光ＥＬは、照明光学系１を通過して投影光学系ＰＬの物体面に配置されるレチクルＲに導かれてレチクルＲをほぼ均一に照明する。レチクルＲはレチクルステージ３上に保持され、レチクルステージ３はベース４上の２次元平面内で移動及び微小回転ができるように支持されている。装置全体の動作を制御する露光制御装置６が、ベース４上の駆動装置５を介してレチクルステージ３の動作を制御する。

レチクルＲを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に導かれ、これによってレチクルＲのパターン像が投影光学系ＰＬの像面に配置されるウエハＷ上に投影される。投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターン像を所定の投影倍率αでウエハＷ上に投影するものであって、例えば両側テレセントリックな光学系である。投影光学系ＰＬの投影倍率αは、例えば１／４又は１／５の縮小系である。

ウエハＷはウエハホルダー９を介してウエハステージ１０上に載置されている。ウエハステージ１０は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面内でウエハＷを２次元的に位置決めするＸＹステージ、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向（Ｚ方向）にウエハＷを位置決めするＺステージ、及びウエハＷをＸ軸、Ｙ軸、又はＺ軸の周りで微小回転させるステージ等から構成されている。

ウエハステージ１０上面の一端には移動ミラー１１が固定されており、移動ミラー１１に対向するようにレーザ干渉計１２が配置されている。尚、図２では図示を簡略化しているが、移動鏡１１はＸ軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡より構成されている。また、レーザ干渉計１２は、Ｘ軸に沿って移動鏡１１にレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干渉計及びＹ軸に沿って移動鏡１１にレーザビームを照射するＹ軸用のレーザ干渉計より構成されており、Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計及びＹ軸用の１個のレーザ干渉計により、ウエハステージ１０のＸ座標及びＹ座標が計測される。

また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ周りのウエハステージ１０の回転角が計測される。レーザ干渉計１２により計測されたＸ座標、Ｙ座標、及び回転角の情報が座標計測回路１２ａ及び露光制御装置６に供給され、露光制御装置６は、供給された座標をモニターしつつ駆動装置１３を介して、ウエハステージ１０の位置決め動作を制御する。尚、図２には示していないが、レチクル側にもウエハ側と全く同様の干渉計システムが設けられている。

図２に示す本実施形態の露光装置２００が備える投影光学系ＰＬには結像特性制御装置１４が装着されている。この結像特性制御装置１４は、例えば投影光学系ＰＬを構成するレンズ群の内の所定のレンズ群の間隔を調整し、又は所定のレンズ群の間のレンズ室内における気圧を調整することにより、投影光学系ＰＬの投影倍率、歪曲収差等の光学特性の調整を行う。結像特性制御装置１４の動作も露光制御装置６により制御されている。

また、投影光学系ＰＬの側方にはオフ・アクシス方式のアライメント系１５が配置されている。このアライメント系１５は、例えばハロゲンランプ等の広帯域波長の光を射出する光源１６を備えており、光源１６から射出されたの照明光がコリメータレンズ１７、ビームスプリッター１８、ミラー１９、及び対物レンズ２０を介してウエハＷ上に形成された計測点としてのアライメントマークＡＭ上に照射される。対物レンズ２０の光軸２０ａと投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとの間隔であるベースライン量は予め高精度に計測されている。アライメントマークＡＭからの反射光は、対物レンズ２０、ミラー１９、ビームスプリッター１８、及び集光レンズ２１を介して指標板２２上に照射され、指標板２２上にアライメントマークＡＭの像が結像される。

指標板２２を透過した光は、第１リレーレンズ２３を経てビームスプリッター２４に向かい、ビームスプリッター２４を透過した光が、Ｘ軸用第２リレーレンズ２５Ｘにより２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用撮像素子２６Ｘの撮像面上に集束され、ビームスプリッター２４で反射された光が、Ｙ軸用第２リレーレンズ２５Ｙにより２次元ＣＣＤよりなるＹ軸用撮像素子２６Ｙの撮像面上に集束される。撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像面上にはそれぞれアライメントマークＡＭの像及び指標板２２上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像信号は共に座標計測回路１２ａに供給される。

図３Ａは、図２の指標板２２上のパターンを示す図である。図３Ａにおいて、中央部に３本の直線パターンよりなるウエハマークＭｘの像ＭｘＰが結像され、この像ＭｘＰのピッチ方向であるＸＰ方向、その像ＭｘＰの長手方向であるＹＰ方向が、それぞれ図２のウエハステージ１０のステージ座標系のＸ方向及びＹ方向と共役になっている。また、ウエハマーク像ＭｘＰをＸＰ方向に挟むように２個の指標マーク３１ａ，３１ｂが形成され、ウエハマーク像ＭｘＰをＹＰ方向に挟むように２個の指標マーク３２ａ，３２ｂが形成されている。尚、ウエハＷに形成される計測点としてのアライメントマークＡＭは、Ｘ方向の位置情報を計測するウエハマークＭｘとＹ方向の位置情報を計測するウエハマークＭｙとがあり、図３Ａにおいてはアライメント系１５の視野内にウエハマークＭｘが配置されたときの様子を図示している。なお、本実施形態では、アライメントマークＡＭとして、一次元計測用マークＭｘ，Ｍｙを使用する例について説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、二次元計測用マークＡＭ２（図３Ｂ）をアライメントマークとして用いるものにも適用可能である。

ここで、ＸＰ方向で指標マーク３１ａ，３１ｂ及びウエハマーク像ＭｘＰを囲む検出領域３３Ｘ内の像は図２のＸ軸用撮像素子２６Ｘで撮像される。一方、ＹＰ方向で指標マーク３２ａ，３２ｂ及びＹ軸用のウエハマークＭｙ（Ｘ軸用のウエハマークＭｘを９０°回転したパターン）の像を囲む検出領域３３Ｙ内の像は図２のＹ軸用撮像素子２６Ｙで撮像される。

更に、撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの各画素から光電変換信号を読み取る際の走査方向はそれぞれＸＰ方向及びＹＰ方向にそれぞれ設定されており、撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像信号を処理することにより、Ｘ軸用のウエハマーク像ＭｘＰと指標マーク３１ａ，３１ｂとのＸＰ方向の位置ずれ量、及びＹ軸用のウエハマークＭｙの像と指標マーク３２ａ，３２ｂとのＹＰ方向の位置ずれ量を求めることができる。

従って、図２において、座標計測回路１２ａは、ウエハＷ上のウエハマークＭｘの像ＭｘＰと指標板２２上の指標マーク３１ａ，３１ｂとの位置関係及びそのときのレーザ干渉計１２の計測結果より、そのウエハマークＭｘのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＸ座標を求め、このように計測されたＸ座標を露光制御装置６に供給する。同様にして、Ｙ軸用のウエハマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＹ座標も計測されて、露光制御装置６に供給される。

なお、図示及び詳細説明は省略するが、この露光装置２００は、上述したＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式のアライメント系１５の他に、ＬＳＡ（Ｌａｓｅｒ Ｓｔｅｐ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＬＩＡ（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式のアライメント系、更にはＷＯ９８／３９６８９に開示されているような二重回折格子方式のアライメント系をも備えることができ、適宜に使い分けできるようになっていることが望ましい。ＬＳＡ方式のセンサは、レーザ光を基板に形成されたアライメントマークに照射し、回折・散乱された光を利用してそのアライメントマークの位置を計測するアライメントセンサであり、ＬＩＡ方式のアライメントセンサは、基板表面に形成された回折格子状のアライメントマークに、僅かに波長が異なるレーザ光を２方向から照射し、その結果生ずる２つの回折光を干渉させ、この干渉光の位相からアライメントマークの位置情報を検出するアライメントセンサであり、二重回折格子方式のアライメントセンサは、基板表面に形成された回折格子状のアライメントマークに垂直にレーザ光を照射し、その結果生ずる±ｎ次同士の回折光を、参照格子上で再回折させた光を利用してアライメントマークの位置を計測するアライメントセンサである。なお、この実施形態の露光装置２００は、ＦＩＡ方式及びＬＳＡ方式の２つのアライメント系を備えているものとする。

露光制御装置６は、デフォルト指定されたアライメント条件又は後述するアライメントシミュレータ６００により決定されたアライメント条件に従って、ウエハＷ上に設定されたショット領域（区画領域）の内から複数のショット領域（サンプルショット）のサンプル点（サンプルショットに付随したアライメントマークＡＭ）を、アライメント系１５（場合により他のＬＳＡ又はＬＩＡ方式等のセンサ）を用いて計測し、その計測結果に基づいてＥＧＡ演算処理を行い、ウエハＷ上におけるショット領域の配列を算出する。そして、このＥＧＡ演算結果に従ってウエハステージ１０を移動させて各ショット領域を露光領域（投影光学系ＰＬの投影領域）に位置合わせしつつ露光処理を行う。このとき、露光制御装置６は、ＥＧＡ演算結果及びマーク波形信号データを露光制御装置６が備えるハードディスク装置等の記憶装置にログファイルとして記憶する。このログファイルは後述するアライメントシミュレータ６００による最適なアライメント条件の決定のために使用される。

次に、露光対象としてのウエハＷ上に設定されるショット領域について説明する。図４は、ウエハＷ上に設定されるショット領域の配列の一例を示す図である。図４に示す通り、ウエハＷ上には図２に示すステージ座標系（Ｘ，Ｙ）とは異なる座標系（ｘ，ｙ）が設定されており、この座標系（ｘ，ｙ）に沿って規則的にショット領域ＥＳ_１，ＥＳ_２，…，ＥＳ_Ｍ（Ｍは２以上の整数）が形成されている。各ショット領域ＥＳ_ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）にはそれまでの工程によりそれぞれチップパターンが形成されている。また、各ショット領域ＥＳ_ｉはｘ方向及びｙ方向に伸びる所定幅のストリートライン（スクライブライン）で区切られており、各ショット領域ＥＳ_ｉに接するｘ方向に伸びたストリートラインの中央部にＸ軸用のウエハマークＭｘ_ｉが形成され、各ショット領域ＥＳ_ｉに接するｙ方向に伸びたストリートラインの中央部にＹ軸用のウエハマークＭｙ_ｉが形成されている。

本実施形態において使用するＸ軸用のウエハマークＭｘ_ｉ及びＹ軸用のウエハマークＭｙ_ｉはそれぞれｘ方向又はｙ方向に所定ピッチで３本の直線パターンを並べたものであり、これらのパターンはウエハＷの下地に凹部又は凸部のパターンとして形成されている。ウエハＷ上の座標系（ｘ，ｙ）でのウエハマークＭｘ_ｉのｘ座標（設計上の座標値／設計値）ｘ_ｉ、及びウエハマークＭｙ_ｉのｙ座標（設計上の座標値／設計値）ｙ_ｉは既知であり、図２の露光制御装置６に付属する不図示の記憶装置に記憶されている。この場合、ウエハマークＭｘ_ｉのｘ座標、及びウエハマークＭｙ_ｉのｙ座標を、それぞれショット領域ＥＳ_ｉのｘ座標及びｙ座標とみなす。

また、ウエハＷ上に設定された複数のショット領域ＥＳ_１〜ＥＳ_Ｍの内、予め所定数のショット領域がサンプルショット（サンプル領域）として選択されている。図４に示す例では、斜線を付した９個のショット領域がサンプルショットＳＡ_１〜ＳＡ_９として選択されている。サンプルショットＳＡ_１〜ＳＡ_９の各々にはウエハマークＭｘ，Ｍｙがそれぞれ設けられている。例えば、サンプルショットＳＡ_６には、ウエハマークＭｘ_６，Ｍｙ_６がそれぞれ設けられている。また、ウエハＷ上にはおおまかな位置合わせ（サーチ・アライメント）を行うための２つの２次元のサーチ・アライメントマーク（不図示）が形成されている。これら２つのサーチ・アライメントマークのウエハＷ上の座標系（ｘ，ｙ）での座標値は既知である。

［塗布現像装置］
次に、各基板処理装置が備える塗布現像装置３００及び基板搬送装置について、図５を参照して説明する。塗布現像装置３００は、露光装置２００を囲むチャンバにインライン方式で接するように設置されている。塗布現像装置３００には、その中央部を横切るようにウエハＷを搬送する搬送ライン３０１が配置されている。この搬送ライン３０１の一端に未露光若しくは前工程の基板処理装置で処理がなされた多数のウエハＷを収納するウエハキャリア３０２と、本基板処理装置で露光工程及び現像工程を終えた多数のウエハＷを収納するウエハキャリア３０３とが配置されており、搬送ライン３０１の他端に露光装置２００のチャンバ側面のシャッタ付きの搬送口（不図示）が設置されている。

また、塗布現像装置３００に設けられた搬送ライン３０１の一側に沿ってコータ部（塗布部）３１０が設けられており、他側に沿ってデベロッパ部（現像部）３２０が設けられている。コータ部３１０は、ウエハＷにフォトレジストを塗布するレジストコータ３１１、そのウエハＷ上のフォトレジストをプリベークするためのホットプレートからなるプリベーク装置３１２、及びプリベークされたウエハＷを冷却するためのクーリング装置３１３を備えて構成されている。

デベロッパ部３２０は、露光処理後のウエハＷ上のフォトレジストをベーキングする、いわゆるＰＥＢ（Ｐｏｓｔ−Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）を行うためのポストベーク装置３２１、ＰＥＢが行われたウエハＷを冷却するためのクーリング装置３２２、及びウエハＷ上のフォトレジストの現像を行うための現像装置３２３を備えて構成されている。

さらに、現像装置３２３の下流側には重ね合わせ計測器４００がインライン設置されている。この重ね合わせ計測器４００は、前の工程でウエハＷ上に形成された下地マークと、直前の露光工程（露光装置２００による露光工程）で形成されたレジストパターン（重ね合わせマーク）の相対位置を測定して重ね合わせ誤差を検出する装置であり、例えば特開２００３−９７９１３号公報に開示されているようなものを採用することができる。

なお、コータ部３１０を構成する各ユニット（レジストコータ３１１、プリベーク装置３１２、クーリング装置３１３）、デベロッパ部３２０を構成する各ユニット（ポストベーク装置３２１、クーリング装置３２２、現像装置３２３）、及び重ね合わせ計測器４００の構成及び配置について、図５に示された配置は便宜的なもの（一例にすぎないもの）であって、実際にはさらに複数の他の処理ユニットやバッファユニット等が設けられるとともに、各ユニットは空間的に配置され、各ユニット間でウエハＷを搬送するロボットアームや昇降機等も設けられている。また、処理の順番（ウエハの搬送経路）も常に同一というわけではなく、ウエハＷが各ユニット間をどのような経路で通過して処理されるかは、処理ユニットの処理内容や全体としての処理時間の高速化等の観点から最適化され、動的に変更される場合がある。

露光装置２００が備える主制御系としての露光制御装置６、コータ部３１０及びデベロッパ部３２０、重ね合わせ計測器４００並びにアライメントシミュレータ６００は、有線又は無線で接続されており、各々の処理開始又は処理終了を示す信号が送受信される。また、重ね合わせ計測器４００で計測された重ね合わせ誤差はアライメントシミュレータ６００に送られる（通知される）。アライメントシミュレータ６００は、これに付属するハードディスク等の記憶装置に、送られた情報を記録する。

露光装置２００内には、塗布現像装置３００に設けられた搬送ライン３０１の中心軸の延長線にほぼ沿うように第１ガイド部材２０１が配置され、第１ガイド部材２０１の端部の上方に直交するように、第２ガイド部材２０２が配置されている。

第１ガイド部材２０１には第１ガイド部材２０１に沿って摺動可能に構成されたスライダ２０３が配置されており、このスライダ２０３には回転及び上下動自在にウエハＷを保持する第１アーム２０４が設置されている。また、第２ガイド部材２０２にはウエハＷを保持した状態で第２ガイド部材２０２に沿って摺動可能に構成された第２アーム２０５が配置されている。第２ガイド部材２０２は、ウエハステージ９のウエハのローディング位置まで延びており、第２アーム２０５には第２ガイド部材２０２に直交する方向にスライドする機構も備えられている。

また、第１ガイド部材２０１と第２ガイド部材２０２とが交差する位置の近傍にウエハＷのプリアライメントを行うために回転及び上下動ができる受け渡しピン２０６が設置され、受け渡しピン２０６の周囲には、ウエハＷの外周部の切り欠き部（ノッチ部）及び２箇所のウエハエッジ部の位置、またはウエハＷの外周部に形成されたオリエンテーションフラット及びウエハエッジ部を検出するための位置検出装置（不図示）が設置されている。第１ガイド部材２０１、第２ガイド部材２０２、スライダ２０３、第１アーム２０４、第２アーム２０５、及び受け渡しピン２０６等からウエハローダ系（基板搬送装置）が構成されている。

［ウエハプロセス］
次に、ウエハＷに対するプロセスについて、各装置の動作をも含めて簡単に説明する。まず、図１Ａ中の工場内生産管理ホストシステム７００からネットワーク及び露光工程管理コントローラ５００を介して露光制御装置６に処理開始命令が出力される。露光制御装置６はこの処理開始命令に基づいて、露光装置２００、コータ部３１０、デベロッパ部３２０、及び重ね合わせ計測器４００に各種の制御信号を出力する。この制御信号が出力されると、ウエハキャリア３０２から取り出された１枚のウエハは、搬送ライン３０１を経て、レジストコータ３１１に搬送されてフォトレジストが塗布され、順次搬送ライン３０１に沿ってプリベーク装置３１２及びクーリング装置３１３を経て、ウエハＷは、露光装置３０の第１アーム２０４に受け渡される。その後、スライダ２０３が第１ガイド部材２０１に沿って受け渡しピン２０６の近傍に達すると、第１アーム２０４が回転して、ウエハＷが第１アーム２０４から受け渡しピン２０６上の位置Ａに受け渡されて、ここでウエハＷの外形基準で中心位置及び回転角の調整（プリアライメント）が行われる。その後、ウエハＷは第２アーム２０５に受け渡されて第２ガイド部材２０２に沿ってウエハのローディング位置まで搬送され、そこでウエハステージ１０上のウエハホルダ９にロード（搬入）される。

そして、所定のアライメント条件（デフォルト条件）下で、マーク実測処理、その実測結果に基づくＥＧＡ演算処理、及びその演算結果に基づいてウエハ上の各ショット領域を露光位置に位置決めするアライメント処理が実施された後、位置決め（アライメント）された当該ウエハＷ上の各ショット領域に対して、レチクルのパターンが露光転写される。このとき、露光制御装置６は、ＥＧＡ演算結果及び実測したマーク波形信号データを該露光制御装置６が備えるハードディスク装置等の記憶装置（メモリ）にログファイル（ログデータ）として記憶する。

露光処理を終えたウエハＷは、第２ガイド部材２０２及び第１ガイド部材２０１に沿って塗布現像装置３００の搬送ライン３０１まで搬送された後、搬送ライン３０１に沿って順次ポストベーク装置３２１及びクーリング装置３２２を経て現像装置３２３に送られる。そして、現像装置３２３で現像が行われたウエハＷの各ショット領域に、レチクルのデバイスパターンに対応した凹凸のレジストパターンが形成される。このように現像が行われたウエハＷは、各ショット又は任意のショットにおける重ね合わせ誤差が重ね合わせ計測器４００で測定され、搬送ライン３０１によってウエハキャリア３０３に収納される。このリソグラフィ工程の終了後にウエハキャリア３０３内の例えば１ロットのウエハは、他の処理装置に搬送され、エッチング、レジスト剥離等が実行される。

重ね合わせ計測器４００により測定された重ね合わせ誤差は、基準重ねデータとして、アライメントシミュレータ６００に送られる。なお、重ね合わせ誤差の測定は、計測器４００のみならず、露光装置２００内のアライメント系（ＦＩＡ）１５でも計測できるものである。このため、このアライメント系１５で重ね合わせ誤差を計測した場合には、この誤差データは露光制御装置６からシミュレータ６００に送られることになる。

上述したウエハプロセス処理は、各基板処理装置でそれぞれ行われており、各基板処理装置は、露光工程管理コントローラ５００により統括的に制御・管理される。即ち、露光工程管理コントローラ５００は、これに付属する記憶装置に、露光システム１００で処理する各ロットあるいは各ウエハについてのプロセスを制御するための種々の情報、そのための種々のパラメータあるいは露光履歴データ等の種々の情報を蓄積する。そして、これらの情報に基づいて、各ロットに適切な処理が施されるように、各露光装置２００を制御・管理する。

［アライメントシミュレータ］
図６は本露光システム１００が備えるアライメントシミュレータ６００の概略構成を示すブロック図である。アライメントシミュレータ６００は、基準ＥＧＡデータ取得部６１０、比較ＥＧＡデータ取得部６２０、マーク波形取得部６３０、基準重ねデータ取得部６４０、及びシミュレータ制御部６５０を備えて構成されている。

基準ＥＧＡデータ取得部６１０は、露光制御装置６においてデフォルト設定された所定の基準アライメント条件（基準アライメントパラメータ）下で実施されたＥＧＡ演算結果（基準演算結果）としての基準ＥＧＡデータを、露光制御装置６から取得する。なお、ここで言う基準アライメント条件（基準アライメントパラメータ）とは、計測対象となるサンプルショットの特定やそのマークを計測する時の照明条件や得られたマーク信号に対する波形処理アルゴリズムやＥＧＡ演算モデル等が予めデフォルトで所定条件に設定されている状態の条件（パラメータ）のこと（後述する波形処理パラメータ、及び要実測パラメータを含む）である。比較ＥＧＡデータ取得部６２０は露光制御装置６において基準アライメント条件の一部又は全部を変更して実施されたＥＧＡ演算結果（比較演算結果）としての比較ＥＧＡデータを、露光制御装置６から取得する。マーク波形取得部６３０は露光制御装置６からＥＧＡ計測を行った際の各マークについてのマーク波形信号データを取得する。基準重ねデータ取得部６４０は、重ね合わせ計測器４００により実施（実測）された回路パターンの重ね合わせ誤差（加工誤差）の計測結果（基準重ねデータ／基準加工結果）を取得する。シミュレータ制御部６５０は、これら各部６１０，６２０，６３０，６４０により取得された基準ＥＧＡデータ、比較ＥＧＡデータ、マーク波形信号データ、及び基準重ねデータに基づいて、後述する処理を実施して最適なアライメント条件を決定し、決定したアライメント条件を露光制御装置６に通知する処理を行う。

以下、図７及び図８に示すフローチャートに従って、アライメントシミュレータ６００における処理を露光装置２００における関連処理も含めて説明する。

まず、図７に示すアライメントシミュレーション処理についてのフローチャートを参照する。アライメントシミュレータ６００の基準ＥＧＡデータ取得部６１０は、露光制御装置６で取得された基準ＥＧＡデータを取得する（Ｓｔｅｐ１）。より具体的には、露光装置２００において、ウエハＷ（アライメント条件を最適化するために使用される基準ウエハ（計測専用ウエハ））をステージ１０にロードし、デフォルト設定された所定の基準アライメントパラメータに従って、図４に示されるサンプルショット（例えば、図４におけるＳＡ１〜ＳＡ９）について設定されたマーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）のＦＩＡ方式のアライメント系１５（又は他のＬＳＡ方式のアライメント系）による位置計測処理を実施し、その後、この計測結果と当該マーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）の設計位置とに基づきＥＧＡ演算処理を実施し、このＥＧＡ演算結果を基準ＥＧＡデータとして露光制御装置６に付属する記憶装置にログファイルとして記憶し、アライメントシミュレータ６００において、基準ＥＧＡデータ取得部６１０は、このログファイルから基準ＥＧＡデータを取得する。

なお、アライメントシミュレータ６００には、露光装置２００のアライメントユニットと同じ処理内容のアライメントユニットライブラリが搭載されており、アライメントパラメータの設定・登録の操作性に優れ、かつ複数バージョンのアライメントユニットライブラリが登録され、最適化対象の露光装置の機種やソフトバージョンに応じて選択切り換え可能な構成となっており、多様な条件を与えてのシミュレーション評価が迅速に行えるようになっている。

露光装置２００においては、このＥＧＡ計測の際の各マーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）についてのマーク波形信号データも露光制御装置６に付属する記憶装置（メモリ）にログファイル（ログデータ）として記憶している。

次に、シミュレータ制御部６５０は、波形処理パラメータ（後述）の最適化を波形検出シミュレーションにより行うか否かを、予めオペレータ入力された指示に従って判断し（Ｓｔｅｐ２）、波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションにより行うと判断した場合（ｙｅｓの場合）には、アライメントシミュレータ６００のマーク波形取得部６３０は、露光制御装置６から当該基準ＥＧＡデータに係る各マーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）についてのマーク波形信号データを上記メモリ内から抽出して取得し（Ｓｔｅｐ３）、Ｓｔｐｅ４に進む。Ｓｔｅｐ２において、波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションにより行わないと判断した場合（ｎｏの場合）には、Ｓｔｅｐ３を実行せずに、Ｓｔｅｐ４に進む。つまりこの場合には、基準ＥＧＡデータに係るマーク波形データを使って後述するＳｔｅｐ８において波形検出シミュレーションを行わないことになるので、基準ＥＧＡデータに係るマーク波形データから派生して得られる比較ＥＧＡデータは得られないことになる。

次に、アライメントシミュレータ６００の比較ＥＧＡデータ取得部６２０は、露光制御装置６で取得された比較ＥＧＡデータを取得する（Ｓｔｅｐ４）。より具体的には、露光装置２００において、ウエハステージ１０にロードされた当該ウエハＷについて、前記基準アライメントパラメータのうち、最適化対象アライメントパラメータ（後述）に含まれる要実測パラメータ（後述）についての一部又は全部を変更して比較アライメントパラメータとし、この比較アライメントパラメータに従って、サンプルショット（例えば、図４におけるサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ９又はその一部若しくは全部を変更したサンプルショット）について設定されたマーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）に対してＦＩＡ方式のアライメント系１５（又は他のＬＳＡ方式のアライメント系）による位置計測処理（実測）を実施し、その後、この計測結果と該マーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）の設計位置とに基づきＥＧＡ演算処理を実施し、このＥＧＡ演算結果を比較ＥＧＡデータとして露光制御装置６に付属する記憶装置にログファイルとして記憶し、アライメントシミュレータ６００において、比較ＥＧＡデータ取得部６２０は、このログファイルから比較ＥＧＡデータを取得する。このＳｔｅｐ４は、最適化対象アライメントパラメータの変更内容に従ってその組み合わせに相当する回数だけ繰り返し行われ（実測動作がなされ）、従って比較ＥＧＡデータは複数個取得されることになる。

なお、ウエハオフセットとローテーションの影響を避けるため、このＳｔｅｐ４は、ウエハＷをステージ１０にロード後、アンロードする前までに実施される。また、上述したＥＧＡ計測（ファイン計測）に先立ち、ウエハＷの大まかな位置を検出するためにサーチ計測（ラフ計測）が行われるが、サーチ計測に伴うオフセットの影響を避けるため、ウエハＷについて、サーチ計測の後、ＥＧＡ計測のみを条件数分繰り返し実行するように構成することが望ましい。しかしながら、露光シーケンスの都合上、サーチ計測後のＥＧＡ計測の回数が制限されているような場合（例えば、サーチ計測後のＥＧＡ計測が２回に制限されている場合）には、サーチ計測後の最初の（１回目の）ＥＧＡ計測（ファイン計測）を同一アライメントパラメータ条件下で行うようにしておき、引き続きなされる次の（２回目の）ＥＧＡ計測（ファイン計測）にてアライメントパラメータ（アライメント条件）を変更して行うように、アライメントパラメータ（アライメント条件）の設定を行う。このようにすれば２回目のＥＧＡ計測時には、既に１回目のＥＧＡ計測がなされており、その１回目のＥＧＡ計測結果を基準として反映させて２回目のＥＧＡ計測ができることになるので、サーチ計測の繰り返しに伴うオフセットの影響をＥＧＡ計測（１回目のファイン計測）の精度内に低減することができる。

ここで、アライメントパラメータは、基本的にその全てが最適化の対象となるアライメントパラメータ（本実施形態において、最適化対象アライメントパラメータという）となるものであり、本実施形態では、この最適化対象アライメントパラメータをアライメントシミュレータ６００による処理対象とする。また、最適化対象アライメントパラメータは、再度のマークの計測を必要としないアライメントパラメータ（本実施形態において、波形処理パラメータという）と再度のマークの計測を必要とするアライメントパラメータ（本実施形態において、要実測パラメータという）とに分類することができる。

この波形処理パラメータとしては、既に計測されたマークの中で使用する組み合わせ（マーク数やマーク配置（計測したマークに対して減らす方向のみに対応）、マーク単位・ショット単位でのリジェクト（特定のマークをＥＧＡ演算処理から除外すること）の有無、マーク検出時のリジェクトリミット値（マークをＥＧＡ演算処理からリジェクトする場合の閾値）、マーク検出条件（ＦＩＡ／ＬＳＡ、信号処理アルゴリズム（エッジ抽出法、テンプレートマッチング法、折り返し自己相関法等）、スライスレベル等）、統計演算の際に使用する統計演算モデル（６パラメータモデル、１０パラメータモデル、ショット内平均化モデル、ショットファクタ間接適用モデル、高次ＥＧＡ処理条件（使用次数と使用補正係数）等）、重み付けＥＧＡ処理条件、ＥＧＡオプション機能の拡張ＥＧＡ処理条件（ショット内多点ＥＧＡ実施条件、ＥＧＡ計算モデル、ショット成分補正条件等）、及び計測されたマークの計測位置に加えるべき補正量（アライメント補正値等）等が含まれる。

また、要実測パラメータには、マークの種類（形状が異なる場合を含む）、数や配置（新たなサンプル点を計測する場合）、マーク計測時にマークを照明する際の照明条件（照明波長、明／暗視野、照明強度、位相差照明の有無等）、マーク検出時のフォーカス状態（フォーカスオフセット等）、使用するアライメントセンサ等が含まれる。

なお、上述したアライメントパラメータのその全ては、既述の如く基本的に全て可変であるが、全てのアライメントパラメータを最適化対象（可変）とせずに、その一部のアライメントパラメータを不変（固定）としておくようにしても良い。その際に、どのアライメントパラメータを固定（不変）パラメータとするかは、使用者が適宜任意に選択して設定できるものとする。

露光制御装置６又はアライメントシミュレータ６００で行われるＥＧＡ演算に用いる、前記統計演算モデルとしてのショット配列変形計算モデルとしては、以下のものが例示できる。

（１）通常ＥＧＡでのショット配列変形計算モデル（ステージ座標０〜１次まで使用）
ΔX = Cx_10*Wx + Cx_01*Wy + Cx_sx*Sx + Cx_sy*Sy + Cx_00 （式１）
ΔY = Cy_10*Wx + Cy_01*Wy + Cy_sx*Sx + Cy_sy*Sy + Cy_00 （式２）
各変数の意味は以下の通り。
Wx, Wy: ウエハ中心を原点とした計測点の位置
Sx, Sy: ショット中心を原点とした計測点の位置
Cx_10: ウエハスケーリングＸ
Cx_01: ウエハ回転
Cx_sx: ショットスケーリングＸ
Cx_sy: ショット回転
Cx_00: オフセットＸ
Cy_10: ウエハ回転
Cy_01: ウエハスケーリングＹ
Cy_sx: ショット回転
Cy_sy: ショットスケーリングＹ
Cy_00: オフセットＹ
上記の変数を用いて表現すれば、ウエハ直交度は-(Cx_01 + Cy_10)、ショット直交度は -(Cx_sy + Cy_sx)である。

なお、本実施形態では、上記パラメータのうちのどれを使うかによって、ＥＧＡ演算モデル（統計処理モデル）を、６パラメータモデル（通常ＥＧＡモデル）、１０パラメータモデル（ショット内多点モデル）、ショット内平均モデルと称する。６パラメータモデルとは、上述のパラメータのうち、ウエハスケーリングＸ，Ｙと、ウエハ回転と、ウエハ直交度と、オフセットＸ，Ｙとを使用するモデルである。１０パラメータモデルとは、６パラメータモデルに、ショットスケーリングＸ，Ｙとショット回転とショット直交度の計４つのパラメータを加えたものを使用するモデルである。ショット内平均モデルとは、ショット内の複数のマークの計測値を平均してそのショットとしての代表値を１つ算出し、これを用いて上記６パラメータモデルと同様のパラメータ（６パラメータ）を使って各ショット位置のＥＧＡ演算を行うモデルである。これら以外にショットファクタ間接適用モデルもあり、このモデルは６パラメータモデルでウエハ誤差パラメータを求め、ショット誤差パラメータを求める際には、１０パラメータモデルを使いつつそのうちのウエハ誤差パラメータについては前述した６パラメータモデルで求められたウエハ誤差パラメータを代入してショット誤差パラメータを求めるモデルであり、例えば１枚目のウエハのみ又はインターバルでショット内多点計測を実行するような場合において全ウエハに対して同じ６パラメータモデルでウエハ誤差成分を求めることができるというモデルである。

（２）高次ＥＧＡでのショット配列変形計算モデル（ステージ座標０〜２次まで使用）
ΔX = Cx_20*Wx² + Cx_11*Wx*Wy + Cx_02*Wy²
+ Cx_10*Wx + Cx_01*Wy
+ Cx_00
+ Cx_sx*Sx + Cx_sy*Sy （式３）
ΔY = Cy_20*Wx² + Cy_11*Wx*Wy + Cy_02*Wy²
+ Cy_10*Wx + Cy_01*Wy
+ Cy_00
+ Cy_sx*Sx + Cy_sy*Sy （式４）

（３）高次ＥＧＡでのショット配列変形計算モデル（ステージ座標０〜３次まで使用）
ΔX = Cx_30*Wx³ + Cx_21 Wx² *Wy + Cx_12*Wx*Wy² + Cx_03*Wy³
+ Cx_20*Wx² + Cx_11 Wx *Wy + Cx_02*Wy²
+ Cx_10*Wx + Cx_01*Wy
+ Cx_00
+ Cx_sx*Sx + Cx_sy*Sy （式５）
ΔY = Cy_30*Wx³ + Cy_21*Wx² *Wy + Cy_12 Wx*Wy² + Cy_03*Wy³
+ Cy_20*Wx² + Cy_11*Wx*Wy + Cy_02*Wy²
+ Cy_10*Wx + Cy_01*Wy
+ Cy_00
+ Cy_sx*Sx + Cy_sy*Sy （式６）
ショット内１点計測の場合は、（式１）〜（式６）のショット補正係数Cx_sx、Cx_sy、Cy_sx、Cy_syを除外（即ち「０」とおく）する。

また、重み付けＥＧＡとは、例えば特開平５−３０４０７７号公報に開示されているように、位置合わせすべきショットと他のショットの各々との間の距離等に応じてサンプルショットの各座標位置に重み付けを行い、この重み付けされた複数の座標位置を統計演算することにより演算パラメータを算出するものであり、この場合には重み付けの係数の算出方法等が波形処理パラメータとして変更されることになる。

次に、シミュレータ制御部６５０は、図７において、Ｓｔｅｐ４で実測されたマーク波形データに対する波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションにより行うか否かを予めオペレータ入力された指示に従って判断し（Ｓｔｅｐ５）、波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションにより行うと判断した場合（ｙｅｓの場合）には、アライメントシミュレータ６００のマーク波形取得部６３０は、Ｓｔｅｐ４で求めた当該比較ＥＧＡデータに係る各マーク（Ｍｘ_ｉ，Ｍｙ_ｉ）についてのマーク波形信号データを露光制御装置６のメモリから抽出取得し（Ｓｔｅｐ６）、Ｓｔｅｐ７に進む。Ｓｔｅｐ５において、波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションにより行わないと判断した場合（ｎｏの場合）には、Ｓｔｅｐ６を実行せずに、Ｓｔｅｐ７に進む。Ｓｔｅｐ７で波形検出シミュレーションを行うことが設定されている場合にはＳｔｅｐ８に進み、そうでなければＳｔｅｐ９に進む。

Ｓｔｅｐ８において、シミュレータ制御部６５０は、Ｓｔｅｐ３で抽出取得した基準ＥＧＡデータに係るマーク波形信号データ、及び／又はＳｔｅｐ６で取得した比較ＥＧＡデータに係るマーク波形信号データに基づいて、前述の波形処理パラメータの一部又は全部を変更ししつつ、上述の露光制御装置６によるＥＧＡ演算と同様のＥＧＡ演算を波形処理パラメータの変更に従ってその組み合わせに相当する回数だけシミュレーション演算を実施し、複数の比較ＥＧＡデータを得る。

次いで、シミュレータ制御部６５０は、Ｓｔｅｐ４で取得された比較ＥＧＡデータ及びＳｔｅｐ８が実行された場合には該Ｓｔｅｐ８で算出された比較ＥＧＡデータの全てと、基準ＥＧＡデータとを比較・評価し（Ｓｔｅｐ９）、その比較・評価結果に基づいて、最適なアライメントパラメータ（最適化対象アライメントパラメータ）の仮決定を行う（Ｓｔｅｐ１０）。ここで仮決定とは、複数条件の中から好ましい候補を絞ることを意味する。このＳｔｅｐ１０では、例えば、基準ＥＧＡデータに係る残留誤差と各比較ＥＧＡデータに係る残留誤差とを比較し、基準ＥＧＡデータよりも残留誤差が大きいのものを除外し、小さいものを候補として仮決定する。基準ＥＧＡデータよりも残留誤差が小さいものがない場合には、ここで仮決定される候補はゼロとなる。残留誤差の評価尺度としては、残留誤差成分（ランダム誤差成分）の標準偏差（３σ値）を用いることができ、標準偏差が小さいほど、アライメントマークやアライメントセンサが安定している、即ちアライメントマーク検出位置が安定していて好ましいといえる。

なお、このＳｔｅｐ９における比較・評価は、上記に限定されず、各種のものを採用することができる。例えば、「標準偏差」以外に、「平均」、「平均の絶対値＋３σ」、あるいはその他の統計手法ないしその組み合わせを用いて比較・評価しても良い。また、基準ＥＧＡデータと比較ＥＧＡデータの各々との比較ではなく、これらを全て含めたものの中から、最も残留誤差が小さいものから所定数、あるいは残留誤差について所定の閾値を設けてこの閾値よりも小さいものを候補として仮決定しても良い。

また、Ｓｔｅｐ４においては、最適化対象アライメントパラメータのうちの要実測パラメータの一部又は全部を変更した比較アライメントパラメータに従ってＥＧＡ計測及びＥＧＡ演算が実施されるが、この際に上述の波形処理パラメータをも変更してＥＧＡ計測・演算が実施されても勿論良い。しかしながら、上述したように波形処理パラメータは種類が多いこと（パラメータ間の組み合わせも考慮を要する）、及び計測時には露光装置を占有することなどから、Ｓｔｅｐ５で、Ｓｔｅｐ４でのＥＧＡ計測結果に対して、波形処理パラメータの最適化を波形検出シミュレーションで行うよう指定し、Ｓｔｅｐ６で露光装置から各比較ＥＧＡデータに係るマーク波形信号データを取得し、Ｓｔｅｐ８で波形検出シミュレーションにて比較演算データを取得する手法の方がより効率的である。

次に、図８に示す重ね合わせシミュレーション処理のフローチャートを参照する。図７のＳｔｅｐ１０で、アライメントパラメータの候補を仮決定した後、図８のＳｔｅｐ１１に進み、露光装置２００において、基準ＥＧＡデータに基づき補正されたウエハＷの各ショットについてのショット配列に従って、各ショット領域を順次露光処理して、全てのショット領域に対する露光処理の終了後、ウエハＷをウエハステージ１０から搬出（アンロード）し、塗布現像装置３００において、ウエハＷ上に露光転写された回路パターンの現像を行い、現像後のウエハＷが重ね合わせ計測器４００に搬入される。

重ね合わせ計測器４００において、露光装置２００により露光される前の工程で形成された下地マークと露光装置２００により露光され、現像装置３２３で現像された重ね合わせマーク（レジストパターン）の相対位置が全てのショット領域又は選択されたショット領域について計測され、その計測結果が基準重ねデータとして、アライメントシミュレータ６００に通知されるので、基準重ねデータ取得部６４０はこの通知された基準重ねデータを取得する（Ｓｔｅｐ１２）。

次に、ステップ１で取得された基準ＥＧＡデータと、Ｓｔｅｐ４で取得された比較ＥＧＡデータ及びＳｔｅｐ８が実行された場合には該Ｓｔｅｐ８で算出された比較ＥＧＡデータであってＳｔｅｐ１０で仮決定されたものの各々との差分（変化分）を算出し、これをＳｔｅｐ１２で取得された基準重ねデータに反映させることにより、最適化対象アライメントパラメータ変更して、該変更したアライメントパラメータに従ってウエハＷの位置決め、露光・現像を行ったと仮定した場合における重ね合わせ誤差（推定重ねデータ）を求める（Ｓｔｅｐ１３）。ここで、より具体的には、Ｓｔｅｐ１２で取得した基準重ねデータに係る重ね合わせマーク（露光装置２００で直前に形成されたレジストパターン）の座標位置を比較ＥＧＡデータに係る前記変化分に応じて移動した座標位置と、該基準重ねデータに係る下地マーク（以前の工程で形成されたパターン）の座標位置とのずれ量（即ち、重ね合わせ誤差）を求める。

次に、シミュレータ制御部６５０は、Ｓｔｅｐ１３で取得された推定重ねデータ及び基準重ねデータの各々を互いに比較・評価し（Ｓｔｅｐ１４）、重ね合わせ誤差が最も小さいものに係る推定重ねデータ又は基準重ねデータに対応する比較ＥＧＡデータの算出の元となったアライメントパラメータを最適アライメントパラメータとして決定する（Ｓｔｅｐ１５）。

なお、Ｓｔｅｐ１４では、例えば、推定重ねデータ及び基準重ねデータのそれぞれに係る重ね合わせ誤差の標準偏差（３σ値）を比較・評価して、該重ね合わせ誤差の標準偏差が最も小さいものに係るアライメントパラメータを最適なものとして決定することができる。この標準偏差が小さいほど、重ね合わせ結果が安定していて好ましいからである。

なお、このＳｔｅｐ１４における比較・評価は、上記に限定されず、各種のものを採用することができる。例えば、異なるマーク種類間（位置の異なるマーク間）での重ね合わせ計測の比較・評価ではなく、同一マークで処理条件を変更しての比較・評価の場合は、レチクル製造誤差、ウエハ変形量、ウエハ表面形状変化、ステッピングなどの相違による影響は同じなので、「重ね合わせ誤差の３σ」以外に、「平均」、「平均の絶対値＋３σ」の値も使用して、最適なアライメントパラメータを決定するようにしても良い。その他の統計手法ないしその組み合わせを用いて比較・評価しても良い。なお、基準重ねデータが最も優れている場合には、基準ＥＧＡデータに係るアライメントパラメータが最適なものとして決定される。

なお、Ｓｔｅｐ１４では、推定重ねデータ及び基準重ねデータに係る重ね合わせ誤差の標準偏差（３σ）等と比較ＥＧＡデータ及び基準ＥＧＡデータに係る残留誤差の標準偏差（３σ）等の両方を評価尺度として、最適なアライメントパラメータを決定するようにしても良い。

露光装置２００においては、以降は、アライメントシミュレータ６００により決定された最適アライメントパラメータに従って実際のプロセスウエハ（デバイス製造用基板）に対するマーク計測、統計演算が実施され、その演算結果に基づいてプロセスウエハＷが位置決めされ、露光処理が順次実施されることになる。

ところで、上述した実施形態では、基準ウエハ（計測用ウエハ）Ｗを用いて最適なアライメント条件を求める例を示したが、実際のプロセスウエハ（デバイス製造用ウエハ）を用いて最適なアライメント条件を求めるようにしても良い。この場合においては、ＥＧＡ演算結果（ＥＧＡランダム誤差）に基づいてアライメント条件を決定することになる。なお、このランダム誤差が、所定の許容値をオーバーした場合には、アライメント条件を変えて再計測処理を行うか、あるいはそのウエハはエラーウエハであると認識して、露光処理（パターン転写処理）の対象ウエハから除外する（ウエハリジェクト又はロットリジェクト）ようにしても良い。

また、プロセスウエハを用いる場合において、、基準ＥＧＡデータ、比較ＥＧＡデータ、基準重ねデータの取得は、単一のプロセスウエハＷについて行われるものに限られず、同一処理内容（同一ロット）の複数枚のプロセスウエハＷについて、上記一連の処理を実施し、各プロセスウエハＷについて取得された各データの平均、その他の統計手法を用いて比較・評価等を行うようにしても良い。

また、プロセスウエハを用いたシミュレータ６００による最適アライメントパラメータの決定処理は、各ロットの先頭ウエハについて実施し、あるいはロットの途中のウエハについて適宜に実施され、その決定結果を露光装置２００による露光処理に反映するようにしても良い。

なお、上述した実施形態では、アライメントシミュレータ６００を基板処理装置（露光装置２００等）とは独立して設けている。この構成は、単一のアライメントシミュレータ６００により複数の基板処理装置（露光装置２００等）で用いられるアライメント条件をそれぞれ求めることができるという点で優れている。しかしながら、露光装置の例えば露光制御装置６が処理能力的に優れていれば、当該アライメントシミュレータ６００の機能を当該露光制御装置６に行わせても良い。あるいはこれらの間で若しくはこれらと他の装置の演算装置等との間で、機能分散させることにより実現しても良い。

［デバイス製造方法］
次に、上述した露光システムをリソグラフィー工程において使用したデバイスの製造方法について説明する。

図９は、例えば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電子デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図９に示すように、電子デバイスの製造工程においては、まず、電子デバイスの回路設計等のデバイスの機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行い（Ｓ８１０）、次に、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する（Ｓ８２０）。一方、シリコン等の材料を用いてプロセス（デバイス製造用）ウエハ（シリコン基板）を製造する（Ｓ８３０）。

次に、Ｓ８２０で製作したマスク及びＳ８３０で製造したプロセスウエハを使用して、リソグラフィー技術等によってプロセスウエハ上に実際の回路等を形成する（Ｓ８４０）。具体的には、まず、プロセスウエハ表面に、絶縁膜、電極配線膜あるいは半導体膜との薄膜を成膜し（Ｓ８４１）、次に、この薄膜の全面にレジスト塗布装置（コータ）を用いて感光剤（レジスト）を塗布する（Ｓ８４２）。次に、このレジスト塗布後の基板を、露光装置のウエハホルダ上にロードするとともに、Ｓ８３０において製造したマスクをレチクルステージ上にロードして、そのマスクに形成されたパターンをプロセスウエハ上に縮小転写する（Ｓ８４３）。この時、露光装置においては、上述した本発明に係るアライメントシミュレータにより決定された最適アライメントパラメータに基づきＥＧＡ計測・演算が実施されて求められたショット配列座標に従って、プロセスウエハの各ショット領域を順次露光位置に位置合わせし、各ショット領域にマスクのパターンを順次転写する。

露光が終了したら、プロセスウエハをウエハホルダからアンロードし、現像装置（デベロッパ）を用いて現像する（Ｓ８４４）。これにより、プロセスウエハ表面にマスクパターンのレジスト像が形成される。そして、現像処理が終了したプロセスウエハに、エッチング装置を用いてエッチング処理を施し（Ｓ８４５）、プロセスウエハ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（Ｓ８４６）。

これにより、プロセスウエハの各ショット領域に、絶縁層や電極配線等のパターンが形成される。そして、この処理をマスクを変えて順次繰り返すことにより、プロセスウエハ上に実際の回路等が形成される。プロセスウエハ上に回路等が形成されたら、次に、デバイスとしての組み立てを行う（Ｓ８５０）。具体的には、プロセスウエハをダイシングして個々のチップに分割し、各チップをリードフレームやパッケージに装着し電極を接続するボンディングを行い、樹脂封止等パッケージング処理を行う。そして、製造し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い（Ｓ８６０）、デバイス完成品として出荷等する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上記実施形態においては、露光装置としてステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用することも可能である。また、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤ等）の製造にも用いられる露光装置、及びレチクル、又はマスクを製造するために、ガラス基板、又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。

また、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。

さらに、上記実施形態では本発明を露光システムに適用した場合について説明したが、本発明は、搬送装置、計測装置、検査装置、試験装置、その他の物体の位置合わせを行う装置全般について適用が可能である。

本開示は、２００４年３月３１日に提出された日本国特許出願第２００４−１０５９４１号に含まれた主題に関連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれる。

Claims (15)

1. 物体上に配列された複数の被加工領域の各々を所定の加工位置に対して位置合わせするための最適なアライメント条件を決定する方法であって、
   所定のアライメント条件下で、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って基準演算結果を取得する第１工程と、
   前記基準演算結果に基づいて、前記被加工領域を各々前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施した後に、該被加工領域についての加工誤差を計測して基準加工結果を取得する第２工程と、
   前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を変更しつつ、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点の位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って比較演算結果を取得する第３工程と、
   前記比較演算結果に基づいて前記被加工領域を前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施したと仮定した場合に推定される、前記被加工領域についての前記加工誤差を、前記基準演算結果と前記比較演算結果と前記基準加工結果とを用いて算出する第４工程と、を有し、
   前記第３工程は、
   前記第１工程での前記光電検出で得られた信号波形を用いて、前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を変更しつつ、前記比較演算結果を複数個取得する第６工程と、
   前記第６工程で得られた複数の前記比較演算結果、及び前記基準演算結果を比較し、該比較結果に基づいて、前記第４工程にて使用されるべき前記比較演算結果の候補を選定する第７工程と、を含むことを特徴とするアライメント条件決定方法。
2. 前記第３工程では、前記アライメント条件を複数変更しながら前記比較演算結果を複数取得し、
   前記第４工程では、前記基準演算結果と前記比較演算結果の各々との差分に基づいて前記基準加工結果を各々変換演算して、前記推定される加工誤差を複数算出し、
   前記第４工程で算出された複数の推定加工誤差、及び前記基準加工誤差を比較し、該比較結果に基づいて前記最適アライメント条件を決定する第５工程、を更に有することを特徴とする請求項１に記載のアライメント条件決定方法。
3. 前記第５工程では、前記基準加工誤差又は前記推定加工誤差に係る前記被加工領域の各々についての加工誤差の平均値及び標準偏差の少なくとも一方に基づいて、前記アライメント条件を決定することを特徴とする請求項２に記載のアライメント条件決定方法。
4. 前記第３工程では、前記アライメント条件のうち、任意の前記サンプル点の再度の光電検出を必要とせずに変更可能な第１アライメント条件を変更することによって、前記比較演算結果を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のアライメント条件決定方法。
5. 前記第１アライメント条件は、前記第１工程で光電検出されたサンプル点の中で使用する組み合わせ、前記第１工程での光電検出により得られた信号波形の処理条件、前記統計演算の際に使用する統計演算モデル、及び前記第１工程で光電検出されたサンプル点の計測位置に加えるべき補正量、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載のアライメント条件決定方法。
6. 前記第３工程では、前記アライメント条件のうち、前記第１工程での光電検出とは別に、任意の前記サンプル点に対する再度の光電検出を必要とする第２アライメント条件を変更することによって、前記比較演算結果を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のアライメント条件決定方法。
7. 前記第２アライメント条件は、前記サンプル点の種類、数、配置、前記光電検出を行う際に前記サンプル点を照明する照明条件、前記光電検出を行う際のフォーカス状態、前記光電検出を行うアライメントセンサの種類、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載のアライメント条件決定方法。
8. 前記第７工程では、前記比較演算結果に係る残留誤差成分に基づいて、前記候補の選定を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のアライメント条件決定方法。
9. マスクのパターンを基板上に配列された複数のショット領域に対して露光転写する露光方法において、
   請求項２に記載のアライメント条件決定方法により決定された前記最適アライメント条件を用いて、前記被加工領域としての前記ショット領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って得られる演算結果に基づいて、前記ショット領域を前記所定の加工位置としての露光位置に対して、順次位置合わせしつつ、各ショット領域を露光する工程を含むことを特徴とする露光方法。
10. 物体上に配列された複数の被加工領域の各々を所定の加工位置に対して位置合わせするための最適なアライメント条件を決定する装置であって、
    所定のアライメント条件下で、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って基準演算結果を取得する基準演算結果取得手段と、
    前記基準演算結果に基づいて、前記被加工領域を各々前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施した後に、該被加工領域についての加工誤差を計測して基準加工結果を取得する基準加工結果取得手段と、
    前記所定のアライメント条件の少なくとも一部を複数変更しつつ、任意の前記被加工領域毎に設定されたサンプル点の位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づく統計演算処理を行って比較演算結果を複数個取得する比較演算結果取得手段と、
    前記比較演算結果に基づいて前記被加工領域を前記所定の加工位置に位置合わせして加工を施したと仮定した場合に推定される、前記被加工領域についての前記加工誤差を、前記基準演算結果と前記比較演算結果と前記基準加工結果とを用いて算出する加工誤差算出手段と、
    前記比較演算結果取得手段で取得された複数の前記比較演算結果、及び前記基準演算結果を比較し、該比較結果に基づいて、前記加工誤差算出手段にて使用されるべき前記比較演算結果の候補を選定する比較演算結果選定手段と、
    を有することを特徴とするアライメント条件決定装置。
11. 前記比較演算結果取得手段は、前記アライメント条件を複数変更しながら前記比較演算結果を複数取得し、
    前記加工誤差算出手段は、前記基準演算結果と前記比較演算結果の各々との差分に基づいて前記基準加工結果を各々変換演算して、前記推定される加工誤差を複数算出し、
    前記加工誤差算出手段により算出された複数の推定加工誤差、及び前記基準加工誤差を比較し、該比較結果に基づいて前記アライメント条件を決定する条件決定手段、を更に有することを特徴とする請求項１０に記載のアライメント条件決定装置。
12. マスクのパターンを基板上に配列された複数のショット領域に対して露光転写する露光装置において、
    請求項１１に記載のアライメント条件決定装置を備え、
    前記アライメント条件決定装置により決定された前記最適アライメント条件を用いて、前記被加工領域としての前記ショット領域毎に設定されたサンプル点に対する光電検出を介した位置計測処理、及び該サンプル点の計測位置と設計位置とに基づいて統計演算を行って得られる演算結果に基づいて、前記ショット領域を前記所定の加工位置としての露光位置に対して、順次位置合わせしつつ、各ショット領域を露光することを特徴とする露光装置。
13. 前記物体として、前記マスク上に形成されたデバイスパターンが露光転写されるデバイス製造用基板を使用し、
    前記比較演算結果取得手段は、前記デバイス製造用基板に対して前記アライメント条件を複数変更しながら前記位置計測処理、統計演算処理を行って前記比較演算結果を複数取得し、
    前記アライメント条件決定装置は、前記複数の比較演算結果及び前記基準演算結果を比較し、該比較結果に基づいて前記アライメント条件を決定することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
14. 前記アライメント条件決定装置は、前記比較演算結果に係るランダムな残留誤差成分に基づいて、前記アライメント条件を決定することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記ランダムな残留誤差成分が所定の許容値を超えた場合には、
    前記デバイス製造用基板を、前記デバイスパターンを転写露光する対象基板から除外するか、或いは前記比較演算結果取得手段に、前記アライメント条件を更に変更せしめて前記位置計測処理及び統計演算処理を行わしめることを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。

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