JPH1167655A

JPH1167655A - 走査型露光装置及び同期誤差解析方法

Info

Publication number: JPH1167655A
Application number: JP9228837A
Authority: JP
Inventors: Susumu Makinouchi; 進牧野内; Osamu Furukawa; 治古川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-03-09
Also published as: WO1999008315A1; AU8562298A

Abstract

(57)【要約】【課題】マスクと感応基板との走査時の同期精度を露
光結果に与える要因別に解析できるようにする。【解決手段】マスクＲと感応基板Ｗの相対移動中に、
主制御系１８によってマスクＲ及び基板Ｗの位置がモニ
タされ、モニタ結果に基づいてマスクＲと基板Ｗとの同
期誤差が演算され、同期誤差に基づいて移動平均及び移
動標準偏差が演算される。このため、演算された移動平
均及び移動標準偏差の少なくとも一方を用いることによ
り、マスクＲと基板Ｗとの走査時の同期精度を露光結果
に与える要因別に解析することができる。すなわち、移
動平均を用いれば、同期誤差が基板Ｗ上に転写されるパ
ターンの位置ずれに与える影響をある程度定量的に評価
でき、また、移動標準偏差を用いれば、パターンの像の
分解能の劣化に与える影響をある程度定量的に評価する
ことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置及
び同期誤差解析方法に係り、さらに詳しくは、照明光に
よりマスク上の所定のスリット領域を照明し、マスクと
感応基板とを同期して所定の走査方向に相対移動させつ
つ、マスクに形成されたパターンを感応基板上に露光す
る走査型露光装置及び第１物体と第２物体とを同期して
所定の移動方向に移動させる際の第１物体と第２物体と
の同期誤差解析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子や液晶表示素子を
リソグラフィ工程で製造するに際しては、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンをウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、
「感応基板」という）上に露光する露光装置が用いられ
ている。

【０００３】例えば、半導体素子の製造に際しては、ス
テップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置
（いわゆるステッパー）が主として用いられ、さらに最
近ではステップ・アンド・スキャン方式の投影型露光装
置も比較的多く用いられるようになってきた。

【０００４】かかる投影型露光装置では、感応基板が載
置された基板ステージの位置決め時直後の振動特性が露
光されたパターンの像の劣化にどの程度の影響を与える
かの解析が重要であることから、この位置決め時直後の
振動特性をある程度定量的に評価することができる「ス
テージ移動制御装置」を、本願出願人は先に提案した
（特開平８−１５３６６２号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近におけ
る集積回路の高集積化に伴うパターンの微細化により、
露光装置の性能、特にパターン像の解像度に対する要求
はますます厳しくなり、今やステッパーより解像度の高
い露光が可能なステップ・アンド・スキャン方式等の走
査型露光装置が主流になりつつある。かかる走査型露光
装置では、上記の特開平８−１５３６６２号公報に記載
されるような装置により基板ステージの位置決め直後の
振動特性を定量的に評価し、これにより感応基板上に投
影露光されるパターンの像の劣化を防止するという手法
は、もはや限界となっている。すなわち、今や、レチク
ルと感応基板の位置決め直後の振動特性という静的な要
因の解析のみでは十分ではなく、走査露光時のレチクル
と感応基板との同期誤差という動的な要因が、基板上に
転写されたパターンの像の位置ずれ（又はディストーシ
ョン）や分解能の劣化に与える影響を解析することが急
務となっている。

【０００６】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、マスクと感応基板との走査時の
同期精度を露光結果に与える要因別に解析することがで
きる走査型露光装置を提供することにある。

【０００７】ところで、上記のような２物体間の同期精
度の解析は露光装置に限らず、他の装置でも必要な場合
がある。

【０００８】そこで、本発明の第２の目的は、第１物体
と第２物体との同期精度を定量的に解析することができ
る同期誤差解析方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、照明光（ＩＬ）によりマスク（Ｒ）上の所定のスリ
ット領域（ＲＡ）を照明し、前記マスク（Ｒ）と感応基
板（Ｗ）とを同期して所定の走査方向に相対移動させつ
つ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターン（ＰＡ）を
前記感応基板（Ｗ）上に露光する走査型露光装置であっ
て、前記マスク（Ｒ）の位置に関連する物理量を計測す
る第１の計測装置（４０）と；前記感応基板（Ｗ）の位
置に関連する物理量を計測する第２の計測装置（４８）
と；前記マスクと前記感応基板の前記相対移動中に前記
第１及び第２の計測装置（４０，４８）の計測値をモニ
タするモニタ装置（６８）と；前記モニタ装置（６８）
によるモニタ結果に基づいて前記マスクと前記感応基板
との同期誤差を演算する第１の演算装置（６８）と；前
記第１の演算装置で演算された同期誤差に基づいて、前
記感応基板上の任意の点が前記スリット領域に入ってか
ら出るまでの間の前記同期誤差の平均値及び前記同期誤
差の平均値のまわりの散らばり度合との少なくとも一方
を演算する第２の演算装置（６８）とを有する。

【００１０】ここで、位置に関連する物理量とは、位置
情報のみでなく、これを微分した速度、あるいはこれを
更に微分した加速度等の簡単な演算により位置を求める
ことができる物理量を意味する。

【００１１】これによれば、マスクと感応基板の相対移
動中に、モニタ装置によって第１及び第２の計測装置の
計測値がモニタされ、第１の演算装置によりモニタ装置
のモニタ結果に基づいてマスクと感応基板との同期誤差
が演算され、第２の演算装置により第１の演算装置で演
算された同期誤差に基づいて、感応基板上の任意の点が
スリット領域に入ってから出るまでの間の同期誤差の平
均値及び同期誤差の平均値のまわりの散らばり度合の少
なくとも一方が演算される。このため、第２の演算装置
により演算された感応基板上の任意の点がスリット領域
に入ってから出るまでの間の同期誤差の平均値（以下、
適宜「移動平均」という）及び同期誤差の平均値のまわ
りの散らばり度合（以下、適宜「移動標準偏差」とい
う）との少なくとも一方を用いることにより、マスクと
感応基板との走査時の同期精度を露光結果に与える要因
別に解析することができる。すなわち、上記の移動平均
を用いれば、同期誤差が感応基板上に転写されるパター
ンの位置ずれ、すなわちパターン像のディストーション
に与える影響をある程度定量的に評価することが可能に
なる。また、上記の移動標準偏差を用いれば、同期誤差
が感応基板上に転写されるパターンの像の分解能（解像
度）の劣化にどの程度の影響を与えるかをある程度定量
的に評価することが可能になる。この他、第１の演算装
置により演算される同期誤差のデータそのものを用いて
も走査露光時の装置の状態を評価することも可能であ
る。

【００１２】この場合において、モニタ装置による前記
モニタは、実際の走査露光中に行い、この結果得られた
移動平均、移動標準偏差等のデータを用いて露光終了後
に、同期精度の要因別分析を行っても勿論良いが、請求
項２に記載の発明の如く、モニタ装置による前記モニタ
が前記照明光の照射停止中の前記マスク（Ｒ）と前記感
応基板（Ｗ）の前記相対移動中に行われるようにしても
良い。このようにすれば、露光に先立って、照明光の照
射停止中にマスクと感応基板を露光時と全く同様に相対
移動させ、この相対移動中に第１及び第２の計測装置の
計測値をモニタ装置によりモニタし、その結果得られた
移動平均、移動標準偏差等を用いることにより、実際の
露光開始前に、事前に同期精度の要因別分析を行なうこ
とが可能になる。これにより同期誤差に起因して露光不
良が発生するような無駄な露光動作を回避することがで
きる。

【００１３】これらの場合において、請求項３に記載の
発明の如く、前記第２の演算装置（６８）の演算結果を
表示するための表示装置（９０）と；前記同期誤差の平
均値（移動平均）と前記同期誤差の平均値のまわりの散
らばり度合（移動標準偏差）とを前記表示装置（９０）
に同時又は別々に表示する表示制御装置（６８）とを更
に有していても良い。かかる場合には、表示制御装置に
より移動平均と移動標準偏差とが表示装置に同時又は別
々に表示されるので、その表示を見ることにより、上記
請求項１で述べたような同期精度の要因別分析を容易に
行なうことができる。

【００１４】また、請求項１又は２に記載の走査型露光
装置において、請求項４に記載の発明の如く、前記第２
の演算装置（６８）の演算結果と所定の基準値との比較
結果に応じて警告を発する警告装置（６８）を更に有し
ていても良い。このようにすれば、警告により、明らか
に露光不良が発生するような装置の不良状態を、オペレ
ータは確実に認識できるようになるからである。

【００１５】また、請求項１に記載の走査型露光装置に
おいて、請求項５に記載の発明の如く、前記第２の演算
装置（６８）の演算結果に基づいて、前記マスクと前記
感応基板の同期誤差の特性を検出し、該特性を補正する
ように前記マスクと前記感応基板との移動を制御する制
御系（１９２）を更に有していても良い。ここで、同期
誤差の特性とは、その同期誤差がマスクパターンの像の
ディストーションを発生させるか、像の分解能の劣化を
招くか等の同期誤差が露光結果に与える影響の種類と殆
ど同じ意味である。

【００１６】かかる場合には、制御系により感応基板
（あるいはその基板上のショット）の露光中に得られた
移動平均、移動標準偏差等のデータを用いて、マスクと
感応基板の同期誤差の特性が検出され、該特性を補正す
るようにマスクと感応基板との移動が制御されるので、
次の基板（あるいは基板上の次ショット）の露光の際
に、同期誤差に起因する露光不良が発生し難くなる。

【００１７】また、請求項１に記載の走査型露光装置に
おいて、請求項６に記載の発明の如く、前記第１の演算
装置による同期誤差の演算及び前記第２の演算装置によ
る前記同期誤差の平均値、同期誤差の平均値のまわりの
散らばり度合の演算は、前記走査方向、これに直交する
非走査方向及び回転方向に分離して行っても良い。

【００１８】請求項７に記載の発明に係る同期誤差解析
方法は、第１物体（Ｒ）と第２物体（Ｗ）とを同期して
所定の移動方向に沿って相対移動させる第１工程と；前
記相対移動中に前記第１物体の位置に関連する物理量と
前記第２物体の位置に関連する物理量をそれぞれ検出す
る第２工程と；前記第２工程の結果に基づいて前記第１
物体と第２物体との同期誤差を検出する第３工程と；前
記同期誤差に基づいて、前記第２物体が所定区間を通過
する時間内での前記第１物体と第２物体との同期誤差の
平均値及び前記同期誤差の平均値のまわりの散らばり度
合の少なくとも一方を算出する第４工程とを含む。

【００１９】これによれば、第４工程で得られた第２物
体が所定区間を通過する時間内での前記第１物体と第２
物体との同期誤差の平均値及び前記同期誤差の平均値の
まわりの散らばり度合の少なくとも一方に基づいて、第
１物体と第２物体との同期精度を定量的に解析すること
ができるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

《第１の実施形態》以下、本発明の第１の実施形態を図
１ないし図７に基づいて説明する。

【００２１】図１には、第１の実施形態に係る走査型露
光装置１０の概略構成が示されている。この走査型露光
装置１０は、露光光ＩＬによりマスク（及び第１物体）
としてのレチクルＲを照明する照明系１２と、レチクル
ＲをＹ軸方向（図１における左右方向）に走査するとと
もにＸＹ面内で微少駆動するレチクルステージ１４と、
このレチクルステージ１４の下方に配置された投影光学
系ＰＬと、この投影光学系ＰＬの下方に配置され感応基
板（及び第２物体）としてのウエハＷをＸＹ面内で２次
元移動させるウエハステージ１６と、装置全体を統括的
に制御するマイクロコンピュータ（又はミニコンピュー
タ）から成る主制御系１８とを備えている。

【００２２】前記照明系１２は、光源部２０、ミラー２
２、レチクルブラインド２４、リレーレンズ２６、ミラ
ー２８及びコンデンサレンズ３０等を含んで構成されて
いる。この内、光源部２０は、例えば超高圧水銀ランプ
又はレーザ光源等の光源及びオプティカルインテグレー
タ等により構成されている。また、レチクルブラインド
２４は、レチクルＲの下面のパターン形成面と共役な位
置に配置されている。

【００２３】光源部２０から出射された露光光ＩＬは、
ミラー２２、レチクルブラインド２４、リレーレンズ２
６、ミラー２８及びコンデンサレンズ３０を経て均一な
照度で、レチクルＲ上のレチクルブラインド２４によっ
て設定されたスリット状の照明領域（スリット領域）Ｒ
Ａ（図２（ｂ）参照）を照明する。この場合、スリット
状の照明領域ＲＡの長手方向がＸ方向（図１における紙
面直交方向）に設定され、レチクルＲとそのスリット状
の照明領域ＲＡとの相対走査の方向はＹ方向であるとす
る。

【００２４】前記レチクルステージ１４は、不図示のレ
チクルベース上を走査方向（Ｙ方向）に沿って移動する
レチクル粗動ステージ３４と、このレチクル粗動ステー
ジ３４上に載置されレチクルＲを保持してＸＹ平面内で
微動（回転を含む）するレチクル微動ステージ３６とを
有している。

【００２５】レチクル粗動ステージ３４上には、移動鏡
３２が設けられており、この移動鏡３２にレーザビーム
を投射し、その反射光を受光することによりレチクル粗
動ステージ３４のＹ方向の位置を検出するレチクル粗動
レーザ干渉計４２が、移動鏡３２に対向して設けられて
いる。このレチクル粗動レーザ干渉計４２の出力は、主
制御系１８に供給されており、主制御系１８ではこのレ
チクル粗動レーザ干渉計４２の出力に基づいてレチクル
粗動ステージ３４のＹ方向の位置を計測するようになっ
ている。

【００２６】また、レチクル微動ステージ３６上には、
移動鏡３８が設けられており、この移動鏡３８にレーザ
ビームを投射し、その反射光を受光することによりレチ
クル微動ステージ３６の位置を検出する第１の計測装置
としてのレチクル微動レーザ干渉計４０が、移動鏡３８
に対向して設けられている。

【００２７】ここで、実際には、図２（ｂ）の平面図に
示されるように、レチクル微動ステージ３６の＋Ｘ方向
の端部にはＹ方向に延びたＸ軸移動鏡３８ｘが固定さ
れ、また、＋Ｙ方向の端部には、、コーナーキューブよ
りなる２個のＹ軸移動鏡３８ｙ₁，３８ｙ₂がそれぞれ
固定されている。前者の移動鏡３８ｘにはＸ軸に平行に
レーザビームＬＲｘが照射され、後者の移動鏡３８
ｙ₁，３８ｙ₂にはそれぞれＹ軸に平行にレーザビーム
ＬＲ_L，ＬＲ_Rが照射されている。レーザビームＬ
Ｒ_X，ＬＲ_L，ＬＲ_Rはそれぞれ図１のレチクル微動レ
ーザ干渉計４０から供給されている。

【００２８】この場合、走査方向であるＹ方向の移動鏡
（コーナーキューブ）３８ｙ₁，３８ｙ₂で反射された
レーザビームＬＲ_L，ＬＲ_Rはそれぞれ反射ミラー３９
Ａ，３９Ｂで反射されて戻されている。即ち、そのレチ
クル用のＹ軸干渉計はダブルパス干渉計であり、これに
よって、レチクル微動ステージ３６が回転してもレーザ
ビームの位置ずれが生じない構成になっている。なお、
図２（ｂ）において符号ＲＡはレチクルＲ上のスリット
状の照明領域を示す。

【００２９】上記の如く、レチクル微動ステージ３６上
にはＸ軸の移動鏡３８ｘ、及び２個のＹ軸の移動鏡３８
ｙ₁，３８ｙ₂が固定され、これに対応してレチクル微
動レーザ干渉計４０も３軸のレーザ干渉計から構成され
ているが、図１では、これらが代表して移動鏡３８、レ
チクル微動レーザ干渉計４０として示されている。

【００３０】上記３軸のレチクル微動レーザ干渉計４０
の出力は、主制御系１８に供給されており、主制御系１
８ではレーザビームＬＲｘを測長軸とする干渉計の出力
（Ｒ _X）に基づいてレチクル微動ステージ３６のＸ位置
を計測し、レーザビームＬＲ_L，ＬＲ_Rを測長軸とする
２つのＹ軸干渉計の出力（Ｒ_L，Ｒ_R）の平均値に基づ
いてレチクル微動ステージ３６のＹ位置を算出し、２つ
のＹ軸干渉計の出力の差分とレーザビームＬＲ_L，ＬＲ
_Rの間隔Ｌとに基づいてレチクル微動ステージ３６のＸ
Ｙ面内での回転角を算出するようになっている。

【００３１】前記投影光学系ＰＬは、不図示の第１コラ
ムを介して不図示の定盤上にその光軸方向がＸＹ平面に
直交するＺ軸方向となるように支持されている。この第
１コラム上に不図示の第２コラムが設けられており、こ
の第２コラム上に前記レチクルベースが設けられてい
る。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリ
ックで所定の縮小倍率β（ここでは、β＝１／４とす
る）を有する屈折光学系が用いられている。このため、
露光時には、レチクルＲのパターン領域内のスリット状
の照明領域（図２（ｂ）の符号ＲＡ参照）のパターンが
投影光学系ＰＬを介して前記照明領域ＲＡに共役なウエ
ハＷ上の露光領域（図２（ａ）の符号ＳＡ参照）に縮小
投影され、ウエハＷ表面のフォトレジスト層にレチクル
パターンの像が転写されるようになっている。

【００３２】前記ウエハステージ１６は、実際には、不
図示のウエハベース上をＸＹ２次元方向に移動するＸＹ
ステージと、このＸＹステージ上に設けられたレベリン
グ用のステージと、このレベリング用のステージ上に配
置され、ウエハを保持するＺ・θステージ等を含んで構
成されるが、図１ではこれらが代表的にウエハステージ
１６として示されている。

【００３３】ウエハステージ１６上には、移動鏡４６が
設けられており、この移動鏡に４６にレーザビームを投
射し、その反射光を受光することによりウエハステージ
１６の位置を検出する第２の計測装置としてのウエハレ
ーザ干渉計４８が、移動鏡４６に対向して設けられてい
る。ここで、実際には、図２（ａ）の平面図に示される
ように、ウエハステージ１６の−Ｘ方向の端部にはＹ方
向に延びたＸ軸の移動鏡４６Ｘが固定され、＋Ｙ方向の
端部にはＸ方向に延びたＹ軸の移動鏡４６Ｙがそれぞれ
固定されている。移動鏡４６Ｘには、Ｘ軸に平行で且つ
それぞれ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ及び不図示のアライ
メントセンサの検出中心を通る光路に沿って間隔Ｄでレ
ーザビームＬＷＸ₁及びＬＷＸ₂が照射され、移動鏡４
６Ｙには、Ｙ軸に平行な光路に沿って間隔Ｄで２本のレ
ーザビームＬＷＹ₁及びＬＷＹ₂が照射されている。レ
ーザビームＬＷＸ₁，ＬＷＸ₂，ＬＷＹ₁，ＬＷＹ₂は
それぞれ図１のウエハレーザ干渉計４６を構成する干渉
計から供給されている。

【００３４】上記の如く、ウエハステージ１６上にはＸ
軸の移動鏡４６Ｘ及びＹ軸の移動鏡４６Ｙが固定され、
これに対応してウエハレーザ干渉計４６も４軸のレーザ
干渉計から構成されているが、図１では、これらが代表
して移動鏡４６、ウエハレーザ干渉計４８として示され
ている。

【００３５】上記４軸のウエハレーザ干渉計４８の出力
は、主制御系１８に供給されており、主制御系１８では
レーザビームＬＷＸ₁を測長軸とする干渉計の出力（Ｗ
Ｘ₁）に基づいてウエハステージ１６のＸ位置を計測
し、レーザビームＬＷＹ₁，ＬＷＹ₂を測長軸とする２
つのＹ軸干渉計の出力（ＷＹ₁，ＷＹ₂）の平均値に基
づいてウエハステージ１６のＹ位置を計測し、レーザビ
ームＬＷＸ₁を測長軸とするＸ軸干渉計の出力とレーザ
ビームＬＷＸ₂を測長軸とする干渉計の出力（ＷＸ₂）
との差と、間隔Ｄとに基づいてウエハステージ１６のＸ
Ｙ面内での回転角を算出するようになっている。また、
不図示のアライメントセンサを使用する場合のＸ方向の
位置は、所謂アッベ誤差が生じないように、レーザビー
ムＬＷＹ₂を使用する干渉計の出力（ＷＹ₂）に基づい
て制御される。

【００３６】主制御系１８は、露光時に、例えば、不図
示のレチクル駆動装置を介してレチクル粗動ステージ３
４を所定の走査速度Ｖ_Rで＋Ｙ方向に走査するのと同期
して不図示のウエハ駆動装置を介してウエハステージ１
６を−Ｙ方向に走査速度Ｖ_W（Ｖ_W＝β・Ｖ_R）で走査
し、この際に生ずるレチクル粗動ステージ３４とウエハ
ステージ１６との相対速度誤差を吸収し、レチクルＲと
ウエハＷとの相対速度と位置が４：１になるように不図
示の微動制御用の駆動装置を介してレチクル微動ステー
ジ３６の動作を制御する。これにより、露光光ＩＬで照
明されたスリット状の照明領域ＲＡに対してレチクルＲ
が＋Ｙ方向に走査されるのと同期して照明領域と共役な
露光領域ＳＡに対してウエハＷが投影光学系ＰＬの縮小
倍率に応じた速度で−Ｙ方向に走査され、レチクルＲの
パターン形成面に形成されたパターンがウエハＷ上のシ
ョット領域に逐次転写される。

【００３７】さらに、本実施形態では、主制御系１８に
メモリ８８及び表示装置９０が併設されている。表示装
置９０としては、例えばパーソナルコンピュータに用い
られるＣＲＴディスプレイや液晶表示装置が用いられ
る。

【００３８】図３には、本実施形態に係る走査型露光装
置１０のステージ制御系９２のブロック図が示されてい
る。この図３は、図１の主制御系１８を構成するマイク
ロプロセッサ６８と共に、種々の制御プログラム（ソフ
トウェア）によって実現される種々の機能をブロック化
して示したものであるが、各構成要素を対応する個々の
ハードウェアにて構成しても良いことは勿論である。

【００３９】このステージ制御系９２は、不図示のメイ
ンコンピュータからの指示に応じ、ウエハステージ１６
の速度指令値Ｖ_Wを出力するスキャン速度発生器５１
と、このスキャン速度発生器５１からの速度指令値
Ｖ_W、これを１／β倍（ここでは４倍）した速度指令値
Ｖ_Rにそれぞれ基づいてウエハステージ１６、レチクル
粗動ステージ３４の速度をそれぞれ制御するウエハステ
ージ速度制御系５２、レチクル粗動ステージ速度制御系
５４と、ウエハステージ４４の位置に基づき後述する行
列式を用いてレチクルの同期位置を演算する同期位置演
算部６２と、この同期位置演算部６２の演算結果である
位置情報に基づいてレチクル微動ステージ３６の位置
（及び速度）を制御するレチクル微動ステージ制御系５
６と、ウエハレーザ干渉計４８の計測値及びレチクル微
動レーザ干渉計４０の計測値をモニタするマイクロプロ
セッサ６８とを備えている。

【００４０】これを更に詳述すると、ウエハステージ速
度制御系５２は、例えば、速度指令値Ｖ_Wとウエハステ
ージ１６の速度との差である速度偏差を演算する減算
器、この減算器からの速度偏差を動作信号として（比例
＋積分）制御動作を行なうＰＩコントローラ等（いずれ
も図示せず）を含む１型の閉ループ制御系によって構成
することができる。なお、ウエハステージ１６の速度
は、実際にはウエハレーザ干渉計４８の計測値の微分値
から得られるものである。

【００４１】前記レチクル粗動ステージ速度制御系５４
は、例えば、レチクル粗動ステージ３４の速度指令値Ｖ
_R（＝４Ｖ_W）とレチクル粗動ステージ３４の速度との
差である速度偏差を演算する減算器、この減算器からの
速度偏差を動作信号として（比例＋積分）制御動作を行
なうＰＩコントローラ等（いずれも図示せず）を含む１
型の閉ループ制御系によって構成することができる。な
お、レチクル粗動ステージ３４の速度は、実際にはレチ
クル粗動レーザ干渉計４２の計測値の微分値から得られ
るものである。

【００４２】前記同期位置演算部６２は、ウエハステー
ジ速度制御系５２の出力を第１積分回路６４で積分して
得られるウエハステージの位置の情報（ＷＸ₁，Ｗ
Ｘ₂，ＷＹ₁，ＷＹ₂）に基づき次式（１）で示される
行列の演算を行ってレチクル微動ステージ３６、すなわ
ちレチクルＲの位置を計測するレチクル微動レーザ干渉
計４０の３軸の計測値（Ｒ_X、Ｒ_L、Ｒ_R）の目標値
（Ｒ_X’、Ｒ_L’、Ｒ_R’）を演算する。なお、上記の
位置の情報（ＷＸ₁，ＷＸ₂，ＷＹ₁，ＷＹ₂）は実際
には、ウエハレーザ干渉計の計測値である。

【００４３】

【数１】

【００４４】式（１）において、右辺第１項の３行４列
の行列は変換係数行列であり、右辺第２項の３行１列の
行列はオフセットである。

【００４５】前記レチクル微動ステージ制御系５６は、
同期位置演算部６２で演算された位置情報を目標位置と
して入力し、この目標位置と後述する第２積分回路７６
の出力であるレチクル微動ステージ３６の位置情報（レ
チクル微動レーザ干渉計４０の出力に相当）との差であ
る位置偏差を算出する減算器７４、この減算器７４の位
置偏差を目標速度に変換する位置ループのゲイン５８
（このゲイン５８は、前記位置偏差を動作信号として
（比例＋積分）制御動作を行なうＰＩコントローラ等を
含み、このＰＩコントローラによって演算される制御量
を速度に変換して出力する制御系と実質的に等価であ
る）、ゲイン５８からの出力を目標速度として制御動作
を行うレチクル微動ステージ速度制御系６０、及びこの
レチクル微動ステージ速度制御系６０の出力を積分して
レチクル微動ステージの位置に変換する第２積分回路７
６等から構成することができる。

【００４６】ここで、減算器７４では、次式（２）で示
される位置偏差ΔＲ_X、ΔＲ_L、ΔＲ_Rが求められる。

【００４７】

【数２】

【００４８】ここで、式（２）の右辺第３項の３行１列
の行列中の各要素はレチクル微動レーザ干渉計４０の実
際の計測値である。

【００４９】前記レチクル微動ステージ速度制御系６０
は、ゲイン５８からの出力である目標速度とレチクル微
動ステージの速度との差である速度偏差を演算する減算
器、この減算器からの速度偏差を動作信号として（比例
＋積分）制御動作を行なうＰＩコントローラ等（いずれ
も図示せず）を含んで構成される。

【００５０】なお、実際には、ウエハステージ１６、レ
チクル微動ステージ３６の位置は、ウエハレーザ干渉計
４８、レチクル微動レーザ干渉計４０により直接計測す
るのであって、ウエハステージ速度制御系５２、レチク
ル微動ステージ速度制御系６０の速度を積分して得られ
るわけではないが、説明の便宜上及び制御ブロック図の
書き方の慣習に従って図３においては実際の制御系と等
価な制御系を示している。

【００５１】また、前記レチクル微動ステージ制御系５
６の位置制御応答性を向上させようとの観点から、ウエ
ハステージ１６とレチクル粗動ステージ３４との速度誤
差をレチクル微動ステージ速度制御系６０にフィードフ
ォワード入力しても良い。

【００５２】次に、上述のようにして構成された走査型
露光装置１０によるレチクルＲとウエハＷの同期誤差の
チェック動作について、図４を中心に、図５ないし図７
を参照しつつ説明する。

【００５３】まず、始めに同期誤差チェックに先立って
行われる走査露光について説明する。前提として、不図
示のレチクルアライメント顕微鏡、オフアクシス・アラ
イメントセンサを用いてのレチクルアライメント、ベー
スライン計測、ウエハアライメント等の準備作業は終了
しているものとする。

【００５４】この状態で、上記の如く不図示のメインコ
ンピュータからの指示に応じて、スキャン速度発生器５
１からウエハステージ１６の速度指令値Ｖ_Wが出力され
ると、主制御系１８により前述した走査露光が開始さ
れ、図３のステージ制御系９２によって、例えば、レチ
クル粗動ステージ３４が所定の走査速度Ｖ_Rで＋Ｙ方向
に走査されるのと同期してウエハステージ１６が−Ｙ方
向に走査速度Ｖ_W（Ｖ_W＝β・Ｖ_R）で走査される。ま
た、この際に生ずるレチクル粗動ステージ３４とウエハ
ステージ１６との相対速度誤差を吸収し、レチクルＲと
ウエハＷとの相対速度と位置が４：１になるように、レ
チクル微動ステージ３６の動作が制御される。これによ
り、露光光ＩＬで照明されたスリット状の照明領域ＲＡ
に対してレチクルＲが＋Ｙ方向に走査されるのと同期し
て照明領域と共役な露光領域ＳＡに対してウエハＷが投
影光学系ＰＬの縮小倍率に応じた速度で−Ｙ方向に走査
され、レチクルＲのパターン形成面に形成されたパター
ンがウエハＷ上のショット領域に逐次転写される。

【００５５】また、１つのショット領域の露光が終了す
ると、主制御系１８ではウエハステージ１６を非走査方
向（Ｘ方向に）所定距離移動して、次のショットの露光
開始位置へのステッピング動作を行った後、走査露光を
行い、このようにしてステップ・アンド・スキャン方式
で露光を行なう。

【００５６】上記の走査露光中に、マイクロプロセッサ
６８ではウエハレーザ干渉計４８の計測値（ＷＸ₁、Ｗ
Ｘ₂、ＷＹ₁、ＷＹ₂）とレチクルレーザ干渉計４０の
計測値（Ｒ_X、Ｒ_L、Ｒ_R）とを所定のサンプリング間
隔で、同時に取り込みメモリ８８内に順次記憶している
（図４のステップ１００）。すなわち、このようにし
て、マイクロプロセッサ６８ではレチクルＲの位置とウ
エハＷの位置をモニタしている。

【００５７】これを更に詳述すると、ウエハＷ上のある
ショット領域（以下、「ショット」という）を露光（レ
チクルパターンを転写）する際に、レチクルＲとウエハ
Ｗのそれぞれの位置は、図５に模式的に示されるように
変化する。この図５には、露光開始時点である時刻ｔ₁
に露光領域ＳＡの中心に点Ｐ₁があり、以後時刻ｔ₂、
ｔ₃ 、……、ｔ_n、…と時間が経過するにつれてショッ
ト領域の中心に点Ｐ₂、Ｐ₃、……、Ｐ_n、……が移動す
る様子が示されている。マイクロプロセッサ６８では時
刻ｔ₁から上記のウエハレーザ干渉計４８の計測値及び
レチクルレーザ干渉計４０の計測値のメモリ８８への取
り込みを開始し、以後所定のサンプリング間隔で時刻ｔ
₂、ｔ₃、……、ｔ_n、……と前記計測値のメモリ８８
への取り込みを行う。

【００５８】そして、走査露光が終了すると、同期誤差
の演算を行う。具体的には、マイクロプロセッサ６８で
はメモリ８８内に同時刻に記憶されているデータ（ＷＸ
₁、ＷＸ₂、ＷＹ₁、ＷＹ₂、Ｒｘ、Ｒ_L、Ｒ_R）を用
いて、前述した式（２）により、同期誤差ΔＲ_X、ΔＲ
_L、ΔＲ_Rを演算した後、この演算結果を用いて次式
（３）によりＸ、Ｙ、θ（Ｚ軸回りの回転方向）の各方
向についてレチクルＲとウエハＷの同期誤差ＥｒｒＸ、
ＥｒｒＹ、Ｅｒｒθを求める（図４のステップ１０
２）。

【００５９】

【数３】

【００６０】ここで、上記の同期誤差の演算は、各サン
プリング時のデータ毎にそれぞれ行われる。

【００６１】この結果、１ショットの露光により、例え
ば、Ｘ、Ｙ、θのそれぞれの方向について、図６に示さ
れるような同期誤差の変化を示すグラフが得られる。こ
の図６は横軸に時間又はショット座標系のＹ軸を取って
同期誤差を縦軸として示したものである。なお、上記の
ような同期誤差の変化のグラフは実際にはサンプリング
された全てのショットについて求められる。

【００６２】次に、マイクロプロセッサ６８は、次式
（４）、（５）を用いてウエハＷ上の任意の点Ｐ_nがス
リット領域としての照明領域ＲＡ、すなわちこれと共役
な露光領域ＳＡに入ってから出るまでの間の前記同期誤
差の平均値（以下、適宜「移動平均」という）及び前記
同期誤差の平均値のまわりの散らばり度合としての標準
偏差（以下、適宜「移動標準偏差」という）を求める
（図４のステップ１０４）。ここでは、点Ｐ_nが露光領
域ＳＡに入ってから出るまでの間のデータの取り込み回
数、すなわちｎ番目のデータを中心に、スリット幅（露
光領域ＳＡの走査方向の幅）でデータを取り出したとき
のデータ数をｍ回とする。

【００６３】

【数４】

【００６４】式（４）において、Ａｖ（ＥｒｒＸ）_n、
Ａｖ（ＥｒｒＹ）_n、Ａｖ（Ｅｒｒθ）_nは、それぞれ
Ｘ、Ｙ、θ方向の移動平均を示す。

【００６５】

【数５】

【００６６】式（５）において、σ（ＥｒｒＸ）_n、σ
（ＥｒｒＹ）_n、σ（Ｅｒｒθ）_nは、それぞれＸ、
Ｙ、θ方向の移動標準偏差を示す。

【００６７】上記の移動平均、移動標準偏差の演算は、
各サンプリング点について行われる。

【００６８】この結果、１ショットの露光により、例え
ば、Ｘ、Ｙ、θのそれぞれの方向について、図７（ａ）
に示されるような移動平均の変化を示すグラフ及び図７
（ｂ）に示されるような移動標準偏差の変化を示すグラ
フが得られる。これらの図は横軸にショット座標系のＹ
軸を取り同期誤差を縦軸として示したものである。な
お、上記のような移動平均、移動標準偏差のグラフは実
際にはサンプリングされた全てのショットについて求め
られる。図７（ａ）の横軸Ｐ_nの点に対応する点Ｑは、
前述した図６の同期誤差のグラフ中の点Ｐ_n-(m-1)/2か
ら点Ｐ_n+(m-1)/2の区間の平均値に相当する。

【００６９】マイクロプロセッサ６８では上記のように
して得た図７（ａ）、（ｂ）のグラフのようなＸ、Ｙ、
θ方向の演算結果をメモリ８８に記憶する。

【００７０】次に、上で求めたＸ、Ｙ、θ方向の移動平
均、移動標準偏差の各データ中に許容範囲外となるもの
があるか否かを判断する（図４のステップ１０６）。こ
の判断は、Ｘ、Ｙ、θ方向の移動平均、移動標準偏差の
それぞれについて予め所定のしきい値を定めておき、こ
のしきい値とＸ、Ｙ、θ方向の移動平均、移動標準偏差
の各々のデータとを比較することにより行われる。

【００７１】そして、Ｘ、Ｙ、θ方向の移動平均、移動
標準偏差の内、許容範囲外となるものがあれば、その異
常を表示装置９０の表示画面上に表示して警告を発する
（図４のステップ１０８）。この際、この警告表示とと
もに警告音を発するようにしても良い。この警告表示
は、少なくとも移動平均、移動標準偏差のいずれに異常
があるかが判るような表示内容であることが望ましく、
これに加えＸ、Ｙ、θ方向のいずれであるかが判るよう
な情報であることがより一層望ましい。このようにすれ
ば、オペレータは、その異常の種類まで一目で判別でき
るからである。

【００７２】この一方、Ｘ、Ｙ、θ方向の移動平均、移
動標準偏差の内、許容範囲外となるものがなければ、マ
イクロプロセッサ６８では上記の演算結果、すなわち図
７（ａ）、（ｂ）に示されるようなＸ、Ｙ、θ方向の移
動平均、移動標準偏差のグラフを表示装置９０の表示画
面上に表示する（図４のステップ１１０）。この場合の
表示は、上記の６種類のグラフを表示画面を分割して同
時に表示するようにしても良く、あるいはオペレータの
指示に応じて画面を切り換えて１又は複数種類を順次表
示するようにしても良い。

【００７３】これにより、オペレータは、表示画面に表
示された移動平均のグラフを見て、位置ずれ、すなわち
ウエハＷ上に転写されるパターン像のディストーション
がどの程度になるかを容易に把握でき、ある程度定量的
にレチクルＲとウエハＷの同期誤差が像のディストーシ
ョンに与える影響を判別することが可能になる。

【００７４】また、オペレータは、表示画面に表示され
た移動標準偏差のグラフを見て、ウエハＷ上に転写され
るパターン像の解像度（分解能）がどの程度になるかを
容易に把握でき、ある程度定量的にレチクルＲとウエハ
Ｗの同期誤差が像の分解能の劣化に与える影響を判別す
ることが可能になる。かかる意味からすれば、前述した
警告表示は必ずしも行わなくても良い。

【００７５】また、前述したＸ、Ｙ、θのそれぞれの方
向について、図６に示されるような同期誤差の変化のグ
ラフを表示画面上に表示するようにしても良い。この
他、同期誤差をモニタした範囲を複数、例えば１０分割
して、その各区間において算出した（Ｘ、Ｙ、θ方向成
分）の度数分布を表示画面上に表示するようにしても良
い。この場合、位置ずれ（ウエハＷ上に転写されるパタ
ーン像のディストーション）と像の分解能の劣化とを同
時にある程度定量的に判別できるようになる。

【００７６】ところで、図４のステップ１００の干渉計
計測値のモニタは、上述の如く実際のステップ・アンド
・スキャン方式の露光中に行っても勿論良いが、露光に
先立って、露光用照明光のレチクルＲ上への照射を停止
した状態で、レチクルＲとウエハＷの移動を上記露光時
と同様に行い、この際に図４のステップ１００の干渉計
計測値のモニタを行うようにしても良い。このようにす
れば、実際に露光不良が発生する前に、ステージ制御に
関する装置の状態を評価できるので、その時の仕様から
許容できない程度の像のディストーションや分解能劣化
等が発生するおそれのある場合に、露光を中止すること
ができる。また、必要があれば、装置の調整、修理等を
行った後に、上記方法により露光用照明光のレチクルＲ
上への照射を停止した状態で干渉計計測値のモニタを行
い、この結果に基づいて上記ステップ１０２以降の動作
を再度行い、再度ステージ制御に関する装置の状態を評
価した後、問題がなければ露光を再開すれば良い。

【００７７】これまでの説明から明らかなように、本第
１の実施形態では、主制御系１８内のマイクロプロセッ
サ６８の機能により、モニタ装置、第１の演算装置、第
２の演算装置、表示制御装置及び警告装置が実現されて
いる。

【００７８】以上説明したように、本第１の実施形態に
係る走査型露光装置１０によると、実際の露光後に事後
的に、又は露光前にレチクルＲとウエハＷとの走査時の
同期精度を露光結果に与える要因別に解析することがで
きる。

【００７９】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。この第２
の実施形態に係る走査型露光装置は、全体的な構成は前
述した第１の実施形態とほぼ同様であり、ステージ制御
系の構成が多少異なり、これに応じてステージ制御系内
のマイクロプロセッサの制御アルゴリズムが異なるのみ
である。従って、以下においては、かかる相違点を中心
に説明するものとし、前述した第１の実施形態と同一若
しくは同等に構成部分については同一の符号を用いると
ともに、その説明を省略若しくは簡略化する。

【００８０】図８には、第２の実施形態に係るステージ
制御系１９２の構成が示されている。このステージ制御
系１９２は、マイクロプロセッサ６８にランダム・アク
セス・メモリ（ＲＡＭ）から成る補正テーブル９４が併
設され、マイクロプロセッサ６８が補正テーブル９４の
更新機能と、該補正テーブル９４のデータをレチクル微
動ステージ制御系５６に減算器９６を介して入力する機
能とを有している点のみが、前述した第１の実施形態と
異なる。

【００８１】図９には、本第２の実施形態に係る主制御
系１８内のマイクロプロセッサ６８の主要な制御アルゴ
リズムを示すフローチャートが示されている。以下、こ
のフローチャートに沿って走査露光時の動作について説
明する。

【００８２】前提として、レチクルステージ１４とウエ
ハステージ１６とのファーストショットの走査開始位置
への移動は完了しているものとする。

【００８３】まず、ステップ２００で露光対象のショッ
ト（この場合ファーストショット）の走査露光を開始す
る。具体的には、前述した如くしてレチクルＲとウエハ
Ｗの相対走査を開始するとともに、不図示の露光コント
ローラに指令を与えて露光光源からの照明光の照射を開
始させる。

【００８４】次のステップ２０２で前述した図４のステ
ップ１００と同様にレチクル微動レーザ干渉計４０及び
ウエハレーザ干渉計４８の計測値をモニタする。次のス
テップ２０４では前述した図４のステップ１０２と同様
に、その間にメモリ８８内に取り込んだデータを用いて
Ｘ、Ｙ、θ方向について同期誤差の計算を行い、その結
果をメモリ８８に記憶する。次のステップ２０６では、
算出した同期誤差のデータを用いてＸ、Ｙ、θ方向につ
いて移動平均の計算を行う。そして、次のステップ２０
８で当該ショットの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２０２〜２０６
の処理を繰り返す。そして、露光対象ショット（この場
合ファーストショット）の露光が終了し、ステップ２０
８における判断が肯定されると、不図示の露光コントロ
ーラに指令を与えて露光光源からの照明光の照射を停止
させる。ここでは、光源部２０内のシャッタを閉じるも
のとする。

【００８５】次のステップ２１２では、補正テーブル９
４の内容を更新し、その更新後のデータを減算器９６を
介して補正値としてレチクル微動ステージ制御系５６に
入力する（図８参照）。ここで、ファーストショットの
露光終了時点では、上記ステップ２０６で演算され、メ
モリ内８８内に記憶されたファーストショットの露光の
際のＸ、Ｙ、θ方向の移動平均のデータ（図７（ａ））
に示されたようなグラフのデータ）を補正テーブル９４
の内部データとする。

【００８６】そして、次のステップ２１４では、全ての
ショットの露光が終了したか否かを判断し、この判断が
否定された場合ステップ２１６に移行して次ショットの
走査開始位置へレチクルステージ１４及びウエハステー
ジ１６を移動（ここで、いわゆる交互スキャンの場合
は、レチクルステージの移動は不要である）した後、ス
テップ２００に戻って次ショットの走査露光を開始す
る。そして、その後上記のステップ２０２以降の処理・
判断を繰り返し行う。

【００８７】ここで、セカンドショットでは、補正テー
ブル９４の内容、すなわちファーストショットの露光の
際のＸ、Ｙ、θ方向の移動平均のデータが、サーボ誤差
（ΔＲ_X、ΔＲ_L、ΔＲ_R）に補正値として加えられる
ので、ファーストショットの露光時とセカンドショット
の露光時とのステージ３４、３６、１６の挙動が同じで
あれば、レチクル微動ステージ制御系５６によりレチク
ル微動ステージ３６のＸ、Ｙ、θ位置が同期位置演算部
６２で演算された目標位置に正確に制御され、ステップ
２０８で算出される移動平均は零になる筈である。しか
し、ファーストショットとセカンドショットの位置が異
なることよりウエハステージ１６の挙動が異なり、また
レチクルステージ１４がその移動方向が反対となる場合
にはその挙動が異なる場合が多いので、実際には移動平
均は零とならない。

【００８８】また、セカンドショット（及びそれ以降の
ショット）の露光が終了した時点でのステップ２１２に
おける補正テーブル９４の更新は、そのショットの露光
の際のステップ２０６で演算され、メモリ８８内に記憶
されたＸ、Ｙ、θ方向の移動平均のデータを、補正テー
ブル９４内のデータに加算することにより行われる。こ
れにより、次ショット以降の露光の際に、同期誤差（残
誤差）が徐々に修正されることになる。

【００８９】セカンドショットの露光が終了して、ステ
ップ２１４の判断が否定されると、ステップ２１６に移
行し、その後サードショット、フォースショット、フィ
フスショット、……と、ステップ・アンド・スキャン方
式で露光が行われ、各ショットの露光の度毎に更新され
た補正テーブル９４のデータを用いて同期誤差が順次補
正され、パターン像の位置ずれ及び分解能の劣化が抑制
された良好な露光が全てのショット領域について行われ
る。

【００９０】そして、全てのショットについて露光が終
了すると、本ルーチンの一連の処理を終了する。これま
での説明から明らかなように、本第２の実施形態では、
ステージ制御系１９２によって、第２の演算装置として
のマイクロプロセッサ６８の演算結果に基づいて、レチ
クルＲとウエハＷの同期誤差の特性を検出し、該特性を
補正するようにレチクルＲとウエハＷとの移動を制御す
る制御系が構成されている。

【００９１】以上説明した本第２の実施形態の装置によ
ると、あるショットの走査露光中に得られた移動平均の
データを用いて次ショットの走査露光中の同期誤差を補
正することができるので、ウエハＷ上の全てのショット
について主として位置ずれが抑制された良好なレチクル
パターンの露光が可能になる。

【００９２】なお、上記第２の実施形態では、あるショ
ットの走査露光中に得られた移動平均のデータを用いて
次ショットの走査露光中の同期誤差を補正する場合につ
いて説明したが、これに限らず、あるショットの走査露
光中に得られた移動標準偏差のデータを用いて次ショッ
トの走査露光中の同期誤差を補正するようにしても良
く、かかる場合には、ウエハ上の全てのショットについ
て主として分解能の低下が抑制された良好なレチクルパ
ターンの露光が可能になる。あるいは、移動平均及び移
動標準偏差のデータを用いて次ショットの走査露光中の
同期誤差を補正するようにしても良い。

【００９３】また、上記第２の実施形態では、あるショ
ットの走査露光中に得られた移動平均のデータを用いて
次ショットの走査露光中の同期誤差を補正する場合につ
いて説明したが、補正テーブル内のデータ領域として各
ショットに対応したデータ領域を有する場合には、全て
のショットの露光終了後に、その時に得られた補正テー
ブル内のデータを用いて、次ウエハの露光時に各ショッ
ト領域の露光の際のレチクルＲとウエハＷの同期誤差を
補正するようにしても良い。なお、図９のフローチャー
トでは同期誤差のデータを用いて移動平均の計算を行う
ようにしたが、１ショットの露光終了後にまとめて同期
誤差、移動平均を求めるようにしても良い。すなわち、
図９のフローチャートのステップ２０８とステップ２１
０の間でステップ２０４とステップ２０６の処理をまと
めて実行するようにしても良い。

【００９４】なお、上記第１、第２の実施形態では、本
発明がステップ・アンド・スキャン方式の投影型露光装
置に適用された場合について説明したが、本発明の適用
範囲がこれに限定されることはなく、これ以外の走査型
露光装置、例えばいわゆるアライナーや液晶用の等倍の
走査型露光装置等にも本発明は好適に適用できるもので
ある。

【００９５】また、本発明に係る同期誤差解析方法は、
露光装置に限らず、第１物体と第２物体とを同期して所
定の移動方向に沿って相対移動させることを必要とする
装置であれば、好適に適用できるものである。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし６
に記載の発明によれば、マスクと感応基板との走査時の
同期精度を露光結果に与える要因別に解析することがで
きるという従来にない優れた走査型露光装置を提供する
ことができる。

【００９７】また、請求項７に記載の発明によれば、第
１物体と第２物体との同期精度を定量的に解析すること
ができる同期誤差解析方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る走査型露光装置の概略構
成を示す図である。

【図２】（ａ）は図１の装置を構成するウエハステージ
の概略平面図、（ｂ）はレチクルステージの概略平面図
である。

【図３】図１の装置のステージ制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】レチクルとウエハの同期誤差のチェック動作に
ついて説明するための図であって、図３のマイクロプロ
セッサの主要な制御アルゴリズムを示すフローチャート
である。

【図５】ウエハ上のあるショット領域を露光する際のレ
チクルとウエハのそれぞれの位置の変化を模式的に示す
図である。

【図６】同期誤差の変化の一例を示すグラフである。

【図７】（ａ）は移動平均の変化の一例を示すグラフ、
（ｂ）は移動標準偏差の一例を示すグラフである。

【図８】第２の実施形態に係るステージ制御系の構成を
示すブロック図である。

【図９】第２の実施形態に係るマイクロプロセッサの主
要な制御アルゴリズムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

ＩＬ照明光Ｒレチクル（マスク、第１物体）ＲＡ照明領域（スリット領域）ＳＡ露光領域（スリット領域）Ｗウエハ（感応基板、第２物体）１０走査型露光装置４０レチクル微動レーザ干渉計（第１の計測装置）４８ウエハレーザ干渉計（第２の計測装置）６８プロセッサ（モニタ装置、第１の演算装置、第２
の演算装置、表示制御装置、警告装置）９０表示装置１９２ステージ制御系（制御系）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明光によりマスク上の所定のスリット
領域を照明し、前記マスクと感応基板とを同期して所定
の走査方向に相対移動させつつ、前記マスクに形成され
たパターンを前記感応基板上に露光する走査型露光装置
であって、前記マスクの位置に関連する物理量を計測する第１の計
測装置と；前記感応基板の位置に関連する物理量を計測
する第２の計測装置と；前記マスクと前記感応基板の前
記相対移動中に前記第１及び第２の計測装置の計測値を
モニタするモニタ装置と；前記モニタ装置によるモニタ
結果に基づいて前記マスクと前記感応基板との同期誤差
を演算する第１の演算装置と；前記第１の演算装置で演
算された同期誤差に基づいて、前記感応基板上の任意の
点が前記スリット領域に入ってから出るまでの間の前記
同期誤差の平均値及び前記同期誤差の平均値のまわりの
散らばり度合の少なくとも一方を演算する第２の演算装
置とを有する走査型露光装置。
【請求項２】前記モニタ装置による前記モニタが前記
照明光の照射停止中の前記マスクと前記感応基板の前記
相対移動中に行われることを特徴とする請求項１に記載
の走査型露光装置。
【請求項３】前記第２の演算装置の演算結果を表示す
るための表示装置と；前記同期誤差の平均値と前記同期
誤差の平均値のまわりの散らばり度合とを前記表示装置
に同時又は別々に表示する表示制御装置とを更に有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型露光装
置。
【請求項４】前記第２の演算装置の演算結果と所定の
基準値との比較結果に応じて警告を発する警告装置を更
に有する請求項１又は２に記載の走査型露光装置。
【請求項５】前記第２の演算装置の演算結果に基づい
て、前記マスクと前記感応基板の同期誤差の特性を検出
し、該特性を補正するように前記マスクと前記感応基板
との移動を制御する制御系を更に有することを特徴とす
る請求項１に記載の走査型露光装置
【請求項６】前記第１の演算装置による同期誤差の演
算及び前記第２の演算装置による前記同期誤差の平均
値、前記同期誤差の平均値のまわりの散らばり度合の演
算は、前記走査方向、これに直交する非走査方向及び回
転方向に分離して行われることを特徴とする請求項１に
記載の走査型露光装置。
【請求項７】第１物体と第２物体とを同期して所定の
移動方向に沿って相対移動させる第１工程と；前記相対
移動中に前記第１物体の位置に関連する物理量と前記第
２物体の位置に関連する物理量をそれぞれ検出する第２
工程と；前記第２工程の結果に基づいて前記第１物体と
前記第２物体との同期誤差を検出する第３工程と；前記
同期誤差に基づいて、前記第２物体が所定区間を通過す
る時間内での前記第１物体と第２物体との同期誤差の平
均値及び前記同期誤差の平均値のまわりの散らばり度合
との少なくとも一方を算出する第４工程とを含む同期誤
差解析方法。