JPWO2005036620A1 - 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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    • G03F7/70716—Stages
    • G03F7/70725—Stages control

Abstract

第１ステージをその位置偏差に応じて制御するコントローラ（５６）と、前記位置偏差を零に漸近させる補正値群を繰り返し学習により取得するＩＬＣコントローラ（５８）とを含む第１制御系（９２）と；第２ステージをその位置偏差に応じて制御するコントローラ（６６）と、前記位置偏差を零に漸近させる補正値群を繰り返し学習により取得するＩＬＣコントローラ（６８）とを含み、両ステージの同期移動時には、第１ステージの現在位置に応じた指令値が与えられる第２制御系（９４）と、対応する制御系に接続されたＩＬＣコントローラで取得される補正値群を逐次記憶するとともに、対応するＩＬＣコントローラが非接続とされた制御系にはそのＩＬＣコントローラで事前に取得された補正値群を位置偏差の補正値として逐次入力する制御装置（８０）と；を備える。

Description

本発明は、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子などの電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光方法及び露光装置、並びに前記露光方法をリソグラフィ工程で用いるデバイス製造方法に関する。
半導体デバイスの製造現場では、現在、ＫｒＦエキシマレーザからの波長２４８ｎｍの紫外パルスレーザ光、或いはＡｒＦエキシマレーザからの波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照明光とし、回路パターンが描画されたマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）と感光物体としてのウエハを縮小投影光学系の投影視野に対して相対的に１次元走査することで、ウエハ上の１つのショット領域内にレチクルの回路パターン全体を転写する走査露光動作とショット領域間ステッピング動作とを繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャナ、あるいはスキャニング・ステッパとも呼ばれる）が主流となりつつある。この種のスキャニング・ステッパによると、２５６Ｍ（メガ）ビットＤ−ＲＡＭクラスの集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍの回路デバイスの量産が可能である。更に、現在、１Ｇ（ギガ）ビット以上の次世代の回路デバイスを量産製造するための露光装置の開発も行われている。
ところで、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置では、レチクル（レチクルステージ）とウエハ（ウエハステージ）とを、投影光学系の投影倍率に応じた速度比を保ちながら、走査方向に関して同期移動しつつ露光を行い、レチクルに形成されたパターンをウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ転写することがなされている。このため、走査型露光装置では、走査露光時のレチクルステージとウエハステージとの同期誤差という動的な要因が、ウエハ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）や分解能の劣化などの要因となる。従って、走査型露光装置では、走査露光時の両ステージの同期誤差を極力小さくすることが望ましく、これまでも同期誤差を低減するためのさまざまな提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
しかるに、これまでに提案されていた同期誤差低減に関する技術は、走査型露光装置一般、少なくとも同一機種の装置一般に共通する要因に着目した同期誤差を低減するものが殆どであった。このため、半導体メーカ（すなわち露光装置のユーザ）毎に、製造するデバイスの性能が異なるようになってきている今日においては、これまでに提案されている技術では、十分な対応が困難となりつつある。一方、半導体素子の高集積化、デバイスルール（実用最小線幅）の微細化は、将来的に更に進むことは疑い無く、より確実に同期誤差を低減させることも重要である。
かかる背景の下、走査型露光装置のレチクルステージとウエハステージとの同期誤差の低減を図り得る技術として、繰り返し学習制御（Iterative Learning Control）が最近注目されている。
また、走査型露光装置では、ウエハ上の複数のショット領域にレチクルのパターンを順次転写するに際し、スループット向上のため、通常レチクルを交互スキャン（往復スキャン）させることで、順次次のショット領域に対する露光を行う。このため、１つのショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了した後、露光開始前のプリスキャン時（目標速度（露光時の走査速度）までの加速時間＋加速終了後に速度が所定の誤差範囲で目標速度に収束するまでの整定時間）の移動距離と同じ距離だけ、露光終了時点から更にレチクルを移動して、レチクルを次ショット領域露光のための走査開始位置まで戻す動作（オーバースキャン）が必要であり、これに対応して、ウエハを次ショット領域（前記１つのショット領域の非走査方向に隣接する別のショット領域）の露光のため非走査方向に１ショット領域分ステッピングさせる動作に加えて走査方向に移動させる動作を含むショット領域間移動動作が必要となる。
繰り返し学習制御を、走査型露光装置のレチクルステージ（マスクステージ）とウエハステージ（物体ステージ）との同期誤差の低減のために採用する場合、上記のショット領域間移動動作の影響をも考えることが重要である。
特開平１０−２７０３４３号公報
本発明は、上述したような事情の下になされたもので、その第１の目的は、個々の露光装置固有のマスクと感光物体との同期誤差を低減して、マスクに形成されたパターンを感光物体上に精度良く転写することを可能とする露光方法及び露光装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、区画領域間の移動動作に起因する物体ステージの非走査方向に関する位置ずれを抑制して、パターンを感光物体上の各区画領域に精度良く転写することを可能とする露光方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、物体ステージの位置を補正しつつ、動作条件に応じて物体ステージを制御することを可能にする露光方法及び露光装置を提供することにある。
本発明の第４の目的は、物体ステージやマスクステージ等に繰り返し学習制御を採用する場合に、その繰り返し学習制御の効果を向上させることができる露光装置を提供することにある。
本発明は、第１の観点からすると、マスクを保持するマスクステージと感光物体を保持する物体ステージとを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上に転写する露光方法であって、前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を考慮して前記マスクステージと前記物体ステージとを同期移動しながら、前記物体ステージの現在位置に応じた前記マスクステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を繰り返し学習制御により得る第１工程と；前記第１の補正値群及び第２の補正値群をそれぞれ用いて前記物体ステージ及び前記マスクステージの位置を補正しながら、前記マスクステージと前記物体ステージとを前記走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上に転写する第２工程と；を含む第１の露光方法である。
これによれば、実際の露光に先立って、物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群（これは、実験あるいは繰り返し学習制御などにより予め求められている）を考慮してマスクステージと物体ステージとを同期移動しながら、物体ステージの現在位置に応じたマスクステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を繰り返し学習制御により得る（第１工程）。
そして、実際の露光の際には、第１の補正値群及び第２の補正値群をそれぞれ用いて物体ステージ及びマスクステージの位置を補正しながら、マスクステージと物体ステージとを走査方向に同期移動し、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する（第２工程）。すなわち、走査露光時に、物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群、及び物体ステージの現在位置に応じたマスクステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群をそれぞれ用いて物体ステージ及びマスクステージの位置が補正されるので、結果的に両ステージの同期誤差が効果的に低減された状態で、走査露光が行われることとなる。特に、マスクステージの物体ステージに対する追従誤差を零に漸近させるための第２の補正値群は、事前に行われている繰り返し学習制御によって取得されているので、本発明の露光方法が適用される露光装置固有のマスクと感光物体との同期誤差をも確実に低減することができ、マスクに形成されたパターンを感光物体上に精度良く転写することが可能となる。
この場合において、前記第１工程に先立って、前記物体ステージを前記第１工程と同様に移動しながら前記第１の補正値群を繰り返し学習制御により得る第３工程を、更に含むこととすることができる。
また、前記第１工程では、前記同期移動中に前記第１の補正値群を得るための繰り返し学習制御が並行して実行されることとすることができる。すなわち、露光に先立って、マスクステージと物体ステージとを同期移動しながら、第２の補正値群のみでなく、第１の補正値群も繰り返し学習制御により取得することとすることができる。
本発明は、第２の観点からすると、感光物体を保持する物体ステージを所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ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、実際の露光動作に先立って、１つの区画領域に対する露光と次の区画領域に対する露光との間で実行される区画領域間の移動動作時と同様に前記走査方向及びこれに直交する非走査方向にともに交差する所定の経路に沿って前記物体ステージを移動しながら、前記非走査方向に関する前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を繰り返し学習制御により得る第１工程と；前記第１の補正値群を考慮して前記物体ステージの前記非走査方向の位置を補正しながら前記区画領域間の移動動作を行うとともに、該区画領域間の移動動作の前後で前記物体ステージを前記走査方向に移動して前記露光を行い、前記パターンを前記感光物体上の各区画領域に形成する第２工程と；を含む第２の露光方法である。
これによれば、実際の露光動作に先立って、１つの区画領域に対する露光と次の区画領域に対する露光との間で実行される区画領域間の移動動作時と同様に走査方向及びこれに直交する非走査方向にともに交差する所定の経路に沿って物体ステージを移動しながら、非走査方向に関する物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を繰り返し学習制御により得る（第１工程）。この場合に得られる第１の補正値群は、物体ステージを非走査方向にのみ移動する繰り返し学習制御により得られた補正値群とは異なり、物体ステージの走査方向への移動が非走査方向への移動に対して与える影響が結果的に考慮された、物体ステージの実際の区画領域間の移動動作により近い補正値群となる。また、この第１の補正値群は、繰り返し学習制御によって取得されているので、本発明の露光方法が適用される露光装置固有の物体ステージの区画領域間移動動作に起因する物体ステージの非走査方向の位置誤差を確実に低減することができる。
そして、実際の露光動作の際には、上記の第１の補正値群を考慮して物体ステージの非走査方向の位置を補正しながら実際の区画領域間の移動動作を行うとともに、該区画領域間の移動動作の前後で物体ステージを走査方向に移動して露光を行いパターンを感光物体上の各区画領域に形成する（第２工程）。従って、物体ステージの区画領域間の移動動作が終了し、次の区画領域に対する露光が開始される時点では、区画領域間の移動動作に伴う物体ステージの非走査方向の位置ずれがほぼ確実に補正され、この状態で露光が行われることとなる。従って、物体ステージの区画領域間の移動動作に起因する非走査方向に関する位置誤差殆ど存在しない状態で行われる露光により、パターンを感光物体上の各区画領域に精度良く形成することが可能となる。
この場合において、前記第１工程では、所定の経路に沿って前記物体ステージを移動する際に、前記走査方向に関する前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を考慮して前記物体ステージの前記走査方向に関する位置を補正することとすることができる。
この場合において、第１工程に先立って、上記第２の補正値群を求めるための実験などを行うこととすることもできるが、前記第１工程に先立って、露光の際の前記走査方向への移動時と同様にして前記物体ステージを前記走査方向に移動しながら前記第２の補正値群を繰り返し学習制御により得る第３工程を、更に含むこととすることもできる。
本発明は、第３の観点からすると、感光物体を保持する物体ステージを所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ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、前記物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、前記物体ステージの位置を補正しつつ、前記物体ステージを前記動作条件に応じて制御する露光工程を含む第３の露光方法である。
これによれば、露光工程において、物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、物体ステージの位置を補正しつつ、物体ステージを動作条件に応じて制御する。すなわち、露光工程における物体ステージの動作条件として複数の動作条件が設定されるのが通常であるが、その複数の動作条件毎に、物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群を実験又は繰り返し学習制御などにより予め求めておき、実際の露光工程では、そのときの動作条件に対応する補正値群を複数の補正値群の中から選択し、その補正値群に基づいて、物体ステージの位置を補正しつつ、物体ステージを動作条件に応じて制御する。従って、動作条件のいかんにかかわらず、物体ステージの位置を補正しつつ、動作条件に応じて物体ステージを制御することが可能となる。
この場合において、前記複数の補正値群は、同一行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンと、異なる行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンとに、個別に対応する補正値群を含むこととすることもできるし、あるいは、前記複数の補正値群は、前記物体ステージの複数の動作シーケンスに個別に対応する補正値群を含むこととすることもできる。
本発明の第３の露光方法では、前記複数の補正値群は、前記物体ステージの前記走査方向に関する走査動作及びステップ動作、並びに前記走査方向に直交する非走査方向に関するステップ動作のそれぞれに個別に対応する補正値群を含むこととすることができる。
また、前記各補正値群は、動作条件毎に実験などを行って予め求められていることとすることもできるが、前記各補正値群は、動作条件毎に予め行われた繰り返し学習制御によってそれぞれ取得されていることとすることもできる。
また、本発明の第３の露光方法では、前記所定のパターンはマスクに形成されたものであり、露光の際は、前記マスクを保持するマスクステージと前記物体ステージとが所定の走査方向に同期移動することで前記所定のパターンが前記感光物体上の複数の区画領域にそれぞれ転写され、更に前記露光工程では、前記マスクステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値群に基づいて、前記マスクステージの位置が補正されることとすることもできる。
この場合において、前記マスクステージの位置を補正するための前記補正値群は、実験などにより予め取得することとすることもできるが、前記マスクステージの位置を補正するための前記補正値群は、予め行われた繰り返し学習制御によって取得されていることとすることもできる。
この場合において、前記露光工程では、前記動作条件として１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスが設定され、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することとすることができる。
本発明は、第４の観点からすると、請求項１５に記載の発明は、マスクと感光物体とを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージと；前記感光物体を載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能な物体ステージと；前記物体ステージをその目標位置と現在位置との差である位置偏差に応じて制御する第１制御系と、前記位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を繰り返し学習により取得する第１の学習コントローラとを含む物体ステージ制御系と；前記マスクステージをその目標位置と現在位置との差である位置偏差に応じて制御する第２制御系と、前記位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を繰り返し学習により取得する第２の学習コントローラとを含み、前記同期移動時には、前記物体ステージの現在位置に応じた指令値が前記目標位置として与えられるマスクステージ制御系と；設定条件に応じて、前記第１及び第２の学習コントローラを対応する制御系に対して接続状態又は非接続状態に設定し、対応する制御系に対して接続状態に設定された特定の学習コントローラで取得される補正値群を逐次記憶するとともに、対応する学習コントローラが非接続状態とされた制御系に対しては前記対応する学習コントローラで事前に取得された対応する補正値群を前記位置偏差の補正値として逐次入力する制御装置と；を備える第１の露光装置である。
これによれば、例えば、露光に先立って、第１の学習コントローラを物体ステージ制御系に非接続状態とし、かつ第２の学習コントローラをマスクステージ制御系に対して接続状態とする設定条件が設定された場合、制御装置によりその設定条件に応じた設定が行われ、物体ステージ制御系とマスクステージ制御系により、マスクステージと物体ステージとの同期移動、すなわちマスクステージの物体ステージに対する追従制御が行われる。この際に、制御装置により、物体ステージ制御系に対しては第１の学習コントローラで事前に取得された対応する補正値群（第１の補正値群）が位置偏差の補正値として逐次入力され、物体ステージ制御系によりこの第１の補正値群を用いて物体ステージの位置偏差を零に漸近させるような物体ステージの位置補正が行われる。ここで、第１の学習コントローラで事前に取得された第２の補正値群が存在しない場合には、事実上補正は行われない。また、上記のマスクステージの物体ステージに対する追従制御の際に、物体ステージの位置補正と並行して、制御装置により第２の学習コントローラで繰り返し学習制御により取得される第２の補正値群が記憶される。
あるいは、露光に先立って、第１の学習コントローラを物体ステージ制御系に接続状態とし、かつ第２の学習コントローラをマスクステージ制御系に対して接続状態とする設定条件が設定された場合、制御装置によりその設定条件に応じた設定が行われ、物体ステージ制御系とマスクステージ制御系により、マスクステージと物体ステージとの同期移動、すなわち上述のマスクステージの物体ステージに対する追従制御が行われる。この際に、制御装置により、第１の学習コントローラで繰り返し学習制御により取得される第１の補正値群、及び第２の学習コントローラで繰り返し学習制御により取得される第２の補正値群が記憶される。
また、露光の際に、第１の学習コントローラを物体ステージ制御系に非接続状態とし、かつ第２の学習コントローラをマスクステージ制御系に対して非接続状態とする設定条件が設定された場合、制御装置によりその設定条件に応じた設定が行われ、物体ステージ制御系とマスクステージ制御系により、マスクステージと物体ステージとの同期移動が行われ、この同期移動中にマスクのパターンが感光物体上に転写される。このとき、制御装置により、物体ステージ制御系に対しては第１の学習コントローラで事前に取得された対応する補正値群（事前に取得された第１の補正値群又は上記記憶された第１の補正値群）が位置偏差の補正値として逐次入力されるのと並行して、マスクステージ制御系に対しては第２の学習コントローラで事前に取得された対応する補正値群として上記記憶された第２の補正値群が位置偏差の補正値として逐次入力される。これにより、物体ステージ制御系により第１の補正値群を用いて物体ステージの位置偏差を零に漸近させるような物体ステージの位置補正が行われるのと並行して、マスクステージ制御系により第２の補正値群を用いてマスクステージの位置偏差を零に漸近させるようなマスクステージの位置補正が行われる。
このように、本発明では、両ステージの同期誤差が効果的に低減された状態で、走査露光が行われ、しかも第１、第２の補正値群は、事前に行われている繰り返し学習制御によって取得されているので、露光装置固有のマスクステージと物体ステージとの同期誤差をも確実に低減することができ、これによりマスクに形成されたパターンを感光物体上に精度良く転写することが可能となる。
この場合において、前記設定条件として、前記第１の学習コントローラを前記物体ステージ制御系に接続させる第１条件と、前記第２の学習コントローラを前記マスクステージ制御系に接続させる第２条件とが、設定可能であることとすることができる。あるいは、前記設定条件として、前記第１、第２の学習コントローラを前記物体ステージ制御系、マスクステージ制御系にそれぞれ接続させる第１条件と、前記第１、第２の学習コントローラを前記物体ステージ制御系、マスクステージ制御系に対して非接続状態とする第２条件とが、設定可能であることとすることができる。
本発明は、第５の観点からすると、感光物体を所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ露光して各区画領域に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記感光物体を載置可能であるとともに、前記走査方向及びこれに直交する非走査方向を含む２次元方向に移動可能な物体ステージと；前記物体ステージを制御するとともに、前記物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、前記物体ステージの位置を補正するステージ制御系と；を備える第２の露光装置である。
これによれば、物体ステージを制御するステージ制御系が、物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、物体ステージの位置を補正する。すなわち、物体ステージの動作条件として複数の動作条件が設定されるのが通常であるが、その複数の動作条件毎に、物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群を実験又は繰り返し学習制御などにより予め求めておき、実際の露光工程では、ステージ制御系が（あるいはその上位装置がステージ制御系を介して）、そのときの動作条件に対応する補正値群を複数の補正値群の中から選択し、その補正値群に基づいて、物体ステージの位置を補正しつつ、物体ステージを動作条件に応じて制御する。従って、動作条件のいかんにかかわらず、物体ステージの位置を補正しつつ、動作条件に応じて物体ステージを制御することが可能となる。
この場合において、前記複数の補正値群は、同一行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンと、異なる行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンとに、個別に対応する補正値群を含むこととすることもできるし、あるいは、前記補正値群は、前記物体ステージの複数の動作シーケンスに個別に対応する補正値群を含むこととすることもできる。
本発明の、第２の露光装置では、前記各補正値群は、前記物体ステージの前記走査方向に関する走査動作及びステップ動作、並びに前記非走査方向に関するステップ動作のそれぞれに個別に対応する補正値群を含むこととすることができる。
また、前記各補正値群は、動作条件毎に予め行われた繰り返し学習制御によってそれぞれ取得されていることとすることができる。
この場合において、 前記所定のパターンが形成されたマスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージを更に備える場合、前記ステージ制御系は、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記物体ステージと前記マスクステージとが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することとすることができる。
本発明の第２の露光装置では、前記ステージ制御系は、前記マスクステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値群に基づいて、前記物体ステージとの同期移動時における前記マスクステージの位置を更に補正することとすることができる。
この場合において、前記マスクステージの位置を補正するための前記補正値群は、予め行われた繰り返し学習制御によって取得されていることとすることができる。
この場合において、前記ステージ制御系は、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することとすることができる。
本発明は、第６の観点からすると、マスクと感光物体とを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域にそれぞれ転写する露光装置であって、前記マスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージと；前記感光物体を載置可能であるとともに、前記走査方向及びこれに直交する非走査方向の２次元方向に移動可能な物体ステージと；前記両ステージを制御するとともに、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始するステージ制御系と；を備える第３の露光装置である。
これによれば、マスクステージと物体ステージとを制御するステージ制御系が、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する両ステージの移動シーケンスを実行する際に、１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に両ステージの加速を開始する。このため、両ステージの停止時間が一定になり（通常、減速時間は一定なため）区画領域の露光終了後の両ステージの減速時に生じる振動の減衰に関する再現性を高くすることができる。この結果、加速開始時点においては、常に同じような振動（許容レベル内の振動）が残っているようにすることができ、物体ステージとマスクステージとの少なくとも一方に繰り返し学習制御を採用する場合などにおいて、その繰り返し学習制御の効果を向上させることができる。繰り返し学習制御は、再現性のある振動などの現象に対して有効だからである。
また、リソグラフィ工程において、本発明の第１〜第３の露光方法を用いて感光物体上にパターンを転写することにより、高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の第１〜第３の露光方法のいずれかを用いるデバイス製造方法であるとも言える。
本発明の一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 レチクルステージを示す平面図である。 ウエハステージを示す平面図である。 一実施形態の露光装置のステージ制御系を示すブロック図である。 投影光学系の有効フィールドに内接するウエハ上のスリット状の照明領域とショット領域Ｓとの関係を示す平面図である。 ステージ移動時間とステージ速度との関係を示す線図である。 図１の主制御装置５０の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 一実施形態の露光装置でウエハＷ上の複数のショット領域に対する露光を行う際の照明スリット中心の移動軌跡を概略的に示す図である。 ショット領域Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3を順次露光する場合のウエハ上照明スリットＳＴの中心Ｐが各ショット上を通過する軌跡を示す図である。 第１モードの移動動作における、ウエハステージの速度曲線を示す図である。 第２モードの移動動作における、ウエハステージの速度曲線を示す図である。 第３モードの移動動作における、ウエハステージの速度曲線を示す図である。 デバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。 図１１のステップ２０４の具体例を示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１０は、半導体素子を製造するリソグラフィ装置として現在主流となりつつある、ステップ・アンド・スキャン方式により露光動作を行う投影露光装置である。この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲに形成された回路パターンの一部の像を投影光学系ＰＬを介して感光物体としてのウエハＷ上に投影しつつ、レチクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＬの視野に対して１次元方向（ここでは図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に相対走査することによって、レチクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ上の複数のショット領域（以下、適宜「ショット領域」と略述する）の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。
この露光装置１０は、照明ユニットＩＬＵ、マスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体ステージとしてのウエハステージＷＳＴ及びこれらの制御系を備えている。
前記照明ユニットＩＬＵは、例えば出力波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、或いは出力波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザなどのパルスレーザ光源から成る露光用の光源（不図示）に、ＢＭＵ（ビームマッチングユニット）と呼ばれる光軸調整用の光学系を一部に含む、送光光学系を介して接続されている。
ここで、光源からの紫外域のパルスレーザ光（以下、適宜「エキシマレーザ光」、「パルス照明光」あるいは「パルス紫外光」ともいう）を露光用照明光（以下、適宜「照明光」と略述する）ＩＬとして用いるのは、２５６Ｍ（メガ）〜４Ｇ（ギガ）ｂｉｔクラス以上の半導体メモリ素子（Ｄ−ＲＡＭ）相当の集積度と微細度とを持つマイクロ回路デバイスの量産製造に必要とされる最小線幅０．２５〜０．１０μｍ程度のパターン解像力を得るためである。従って、光源としてＦ2レーザなどの真空紫外域のパルスレーザ光を出力するレーザ光源を用いても良い。
エキシマレーザを光源とするステップ・アンド・スキャン方式の露光装置の一例は、例えば特開平２−２２９４２３号公報及びこれに対応する米国特許４，９２４，２５７号、特開平６−１３２１９５号公報及びこれに対応する米国特許５，４７７，３０４号、並びに特開平７−１４２３５４号公報及びこれに対応する米国特許５，５３４，９７０号などに開示されている。従って図１の露光装置１０においても、上記の各特許公開公報に開示された基礎技術をそのまま、或いは部分的に変更して適用することが可能である。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する各米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
前記照明ユニットＩＬＵは、照明系ハウジングと、該ハウジング内部に所定の位置関係で収容されたオプティカルインテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、可変視野絞り（レチクルブラインド又はマスキングブレードとも呼ばれる）、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含む照明光学系とを備えている。本実施形態と同様の照明光学系の構成は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報及びこれに対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号などに開示されている。この他、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号などに開示されるような照明光学系と同様に照明光学系を構成しても良い。ここで、オプティカルインテグレータとしてはフライアイレンズ、内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）、あるいは回折光学素子等が用いられる。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する米国特許出願公開又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
この照明ユニットＩＬＵでは、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上で、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（Ｘ軸方向に細長い長方形状の照明領域）ＲＡ（図２（Ａ）参照）を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。
前記レチクルステージＲＳＴは、図１に示されるように、照明ユニットＩＬＵの下方に配置されている。このレチクルステージＲＳＴは、実際には、リニアモータ等のアクチュエータを含むレチクル駆動系２９によって駆動され、不図示のレチクルベース定盤上をＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動されるとともに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動されるようになっている。レチクルステージＲＳＴ上に前記レチクルＲが吸着保持されている。
レチクルステージＲＳＴにはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」と略述する）３０からのレーザビームを反射する移動鏡３１が固定されており、レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置はレチクル干渉計３０によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。
ここで、実際には、図２（Ａ）の平面図に示されるように、レチクルステージＲＳＴの＋Ｘ側の端部にはＹ軸方向に延びたＸ軸移動鏡３１ｘが固定され、また、＋Ｙ方向の端部には、レトロリフレクタよりなる２個のＹ軸移動鏡３１ｙ1，３１ｙ2がそれぞれ固定されている。前者の移動鏡３１ｘ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３１ｙ1，３１ｙ2にはそれぞれＹ軸に平行にレーザビームＬＲL，ＬＲRが照射されている。レーザビームＬＲX，ＬＲL，ＬＲRはそれぞれ図１のレチクル干渉計３０から供給されている。
この場合、レトロリフレクタから成るＹ軸移動鏡３１ｙ1，３１ｙ2で反射されたレーザビームＬＲL，ＬＲRはそれぞれ反射ミラー３９Ａ，３９Ｂで反射されて戻されている。すなわち、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、レチクルステージＲＳＴ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（Ａ）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。
上記の如く、レチクルステージＲＳＴにはＸ軸の移動鏡３１ｘ、及び２個のＹ軸の移動鏡３１ｙ1，３１ｙ2が固定され、これに対応してレチクル干渉計３０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３１、レチクル干渉計３０として示されている。
なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（例えば移動鏡３１ｘの反射面に相当）を形成しても良い。
レチクル干渉計３０の出力は、レチクルステージ制御ユニット３３、並びに制御装置としての同期制御ユニット８０及びこれを介して主制御装置５０に供給されている。レチクルステージ制御ユニット３３は、基本的にはレチクル干渉計３０から出力される位置情報が指令値（目標位置）と一致するようにレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクル駆動系２９を制御する。
前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４（又は１／５）縮小倍率の屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。この場合、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像光束が、投影光学系ＰＬを介して、後述するウエハステージＷＳＴ上に吸着されたウエハＷ上のレジスト層に１／４又は１／５に縮小されて投影される。
なお、投影光学系ＰＬを特開平３−２８２５２７号公報及びこれに対応する米国特許第５，２２０，４５４号などに開示されているように屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系としても良いことは勿論である。
前記ウエハステージＷＳＴは、その底面に設けられた不図示の気体静圧軸受により不図示のベース上に所定のクリアランスを介して浮上支持され、リニアモータ等のアクチュエータを含むウエハ駆動系４８によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に自在に駆動されるとともに、Ｚ軸方向、θｚ方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）に微小駆動されるようになっている。
なお、ウエハ駆動系４８は、ウエハステージ制御ユニット７８によって制御されるようになっている。
ウエハステージＷＳＴ上には、ほぼ円形の不図示のウエハホルダが設けられており、このウエハホルダにウエハＷが静電吸着され、平坦化矯正されて保持されている。このウエハホルダはウエハＷの露光時の熱蓄積による膨脹変形を抑えるために温度制御されている。
なお、図１では図示が省略されているが、投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷ表面とのＺ軸方向の偏差（フォーカス誤差）や傾斜（レベリング誤差）を検出するフォーカス・レベリング検出系が投影光学系ＰＬの近傍に設けられ、ウエハステージ制御ユニット７８はフォーカス・レベリング検出系からのフォーカス誤差信号やレベリング誤差信号に応答してウエハ駆動系４８に駆動指令を出力する。そのようなフォーカス・レベリング検出系の一例は、特開平７−２０１６９９号公報などに詳細に開示されている。なお、このフォーカス・レベリング検出系の出力は、ウエハステージ制御ユニット７８を介して同期制御ユニット８０及びこれを介して主制御装置５０にも供給されるようになっている。
前記ウエハステージＷＳＴの位置は、レーザ干渉計システム７６によって逐次計測されている。これを更に詳述すると、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側及び−Ｘ側の各端面には鏡面加工が施され反射面がそれぞれ形成されている。そして、ウエハステージＷＳＴの−Ｘ側の反射面には、図２（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸に平行な光路に沿って間隔Ｄで２本のレーザビームＬＷＸ1及びＬＷＸ2がそれぞれ照射されている。これら２本のレーザビームＬＷＸ1及びＬＷＸ2は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸から同一の距離にある。また、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側の反射面には、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がそれぞれ照射されている。これら２本のレーザビームＬＷＹ1及びＬＷＹ2は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸から同一の距離にある。
レーザビームＬＷＸ1，ＬＷＸ2，ＬＷＹ1，ＬＷＹ2はそれぞれ図１のレーザ干渉計システム７６を構成する干渉計から供給されている。
上記４軸のレーザ干渉計システム７６の出力は、ウエハステージ制御ユニット７８、並びに同期制御ユニット８０及びこれを介して主制御装置５０に供給されている。同期制御ユニット８０では、レーザビームＬＷＸ1、ＬＷＸ2を測長軸とする２つのＸ軸干渉計の出力（ＷＸ1、ＷＸ2）の平均値に基づいてウエハステージＷＳＴ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ＷＳＴのＹ位置を計測し、レーザビームＬＷＸ1を測長軸とする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との差（又はレーザビームＬＷＹ1を測長軸とする干渉計の出力とレーザビームＬＷＹ2を測長軸とする干渉計の出力との差）と、間隔Ｄとに基づいてウエハステージＷＳＴのＸＹ面内での回転角を算出するようになっている。
このように、ウエハ側のレーザ干渉計は複数設けられているが、図１ではこれらが代表的にレーザ干渉計システム７６として示されている。なお、ウエハステージＷＳＴに形成された前述の各反射面に代えて、平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。
前記ウエハステージＷＳＴ上には、その表面がウエハＷの表面とほぼ同じ高さとなるようにされた基準マーク板ＦＭが設けられている。この基準マーク板ＦＭの表面には種々の基準マークが形成され、それらの基準マークは、各アライメント検出系の検出中心点のチェック（キャリブレーション）、それら検出中心点と投影光学系の投影中心との距離（ベースライン）の計測、レチクルＲのウエハ座標系に対する位置チェック、又はレチクルＲのパターン面と共役な最良結像面のＺ方向の位置チェック等のために使われる。
さらに、本実施形態の露光装置１０では、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期移動させるための同期制御ユニット８０が、制御系内に設けられている。この同期制御ユニット８０は、特に走査露光時に、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期移動させる際に、レチクルステージ制御ユニット３３によるレチクル駆動系２９の制御とウエハステージ制御ユニット７８によるウエハ駆動系４８の制御とを相互に連動させるために、レチクル干渉計３０、レーザ干渉計システム７６で計測されるレチクルＲとウエハＷの各位置情報をリアルタイムにモニタし、それらの相互の関係が所定のものとなるように管理する。その同期制御ユニット８０は、主制御装置５０からの各種のコマンドやパラメータの設定情報によって制御される。このように、本実施形態では、同期制御ユニット８０、レチクルステージ制御ユニット３３及びウエハステージ制御ユニット７８によって、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴを制御するステージ制御系（これについては更に後述する）が構成されている。
本実施形態の露光装置１０では、前記制御系は、実際には、上述した光源及び露光装置本体各部のユニット（照明ユニットＩＬＵ、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ、ウエハ搬送系等）の各々を個別に制御する複数のユニット側コンピュータ（マイクロセッサ等）と、これらのユニット側コンピュータを統括的に制御するワークステーションなどから成る主制御装置５０とを備えた分散型システムとして構築されている。
本実施形態では、上記の複数のユニット側コンピュータが主制御装置５０と連携することによって、複数枚のウエハに対する一連の露光処理が実行される。その一連の露光処理の全体的なシーケンスは主制御装置５０によって、不図示のメモリに記憶されたプロセスプログラムと呼ばれる所定の露光条件の設定ファイルに従って統括制御される。
プロセスプログラムはオペレータが作成した露光処理ファイル名のもとに、露光すべきウエハに関する情報（処理枚数、ショット領域サイズ、ショット領域配列データ、アライメントマーク配置データ、アライメント条件等）、使用するレチクルに関する情報（パターンの種別データ、各マークの配置データ、回路パターン領域のサイズ等）、そして露光条件に関する情報（露光量、フォーカスオフセット量、走査速度のオフセット量、投影倍率オフセット量、各種の収差や像歪みの補正量、照明光学系の開口数やコヒーレンスファクタσ値等の設定値、投影光学系の開口数の設定値等）をパラメータ群のパッケージとして記憶するものである。
主制御装置５０は、実行指示されたプロセスプログラムを解読してウエハの露光処理に必要な各構成要素の動作を、対応するユニット側コンピュータにコマンドとして次々に指令していく。このとき、各ユニット側コンピュータは１つのコマンドを正常終了すると、その旨のステータスを主制御装置５０に送出し、これを受けた主制御装置５０はユニット側コンピュータに対して次のコマンドを送るようになっている。
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９０のブロック図が示されている。このステージ制御系９０は、同期制御ユニット８０と、ウエハステージ制御系９２と、レチクルステージ制御系９４とを含んで構成されている。
前記ウエハステージ制御系９２は、主制御装置５０からの指示に応じて同期制御ユニット８０から出力されるウエハステージＷＳＴに対する位置指令値ＰWに基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置をフィードバック制御するフィードバック制御系である。このウエハステージ制御系９２は、位置指令値ＰWとウエハステージＷＳＴの位置との差である位置偏差を演算する減算器５２、該減算器５２の出力段に設けられた加算器５４、該加算器５４の出力信号を動作信号として例えば（比例＋積分＋微分）制御動作を行なうＰＩＤコントローラ（あるいは（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラ）から成るウエハステージコントローラ５６、及び制御対象Ｗｐとしてのウエハステージ系等を含んで構成されている。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴをその位置偏差に応じて制御する第１制御系が、ウエハステージコントローラ５６によって構成されている。
ここで、制御対象Ｗｐは、直接的にはウエハ駆動系４８であるが、ウエハ駆動系４８によってウエハステージＷＳＴが駆動され、このウエハステージＷＳＴの位置情報がレーザ干渉計システム７６によって計測され、この計測された位置情報が減算器５２にフィードバック入力されることにより位置制御ループが構成される。その意味からすると、制御対象Ｗｐは実質的にはウエハ駆動系４８及びウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ系であると言える。従って、以下では、ウエハステージ系Ｗｐ（この伝達関数はＷｐ）と記述する。
ウエハステージ制御系９２を構成する減算器５２の出力端が、回路開閉用のスイッチＳＷ１を介して第１学習コントローラとしてのＩＬＣコントローラ５８の入力端に接続され、このＩＬＣコントローラ５８の出力端が、加算器５４の第１の入力端に接続されている。この加算器５４の第２の入力端には、前述の減算器５２の出力端が接続されている。従って、スイッチＳＷ１がＯＮ状態のとき、加算器５４では、減算器５２から出力される位置偏差ΔＰwとＩＬＣコントローラ５８の出力である補正値とを加算した動作信号をウエハステージコントローラ５６に出力する。
また、ＩＬＣコントローラ５８の出力である補正値は、同期制御ユニット８０に対しても出力されるようになっている。
ここで、ＩＬＣコントローラ５８について簡単に説明する。
このＩＬＣコントローラ５８は、ＩＬＣ積分器及び該ＩＬＣ積分器の出力段に接続されたＩＬＣ補償器を含んで構成することができる。ＩＬＣ積分器は、トラッキング（追従）エラーを記憶するメモリであり、ｚ変換の演算子をＺとして、そのＩＬＣ積分器の伝達関数は、一例としてＺ-1／（１−Ｚ-1）で表される。このＩＬＣ積分器では、各繰り返しで発生したトラッキング（追従）エラーが毎回メモリ内の値に加算される。
ＩＬＣ補償器は、一例として学習ゲイン、フィルタ等を含んで構成することができる。学習ゲインＫは、学習の収束速度及び収束安定性の調整に用いられるパラメータであり、その大きさは、ＩＬＣ補償器の伝達関数をＧｃとし、ＩＬＣコントローラ５８の制御対象の伝達関数（ＩＬＣコントローラ５８を除く、フィードバック制御系の閉ループ伝達関数）をＧｐとすると、学習の収束条件である｜１−ＧｃＧｐ｜＜１を満たすように設定される。ここで、ウエハステージコントローラの伝達関数をＷｃとすると、Ｇｐ＝Ｗｃ・Ｗｐ／（１＋Ｗｃ・Ｗｐ）の関係がある。
前記フィルタは、位相特性、ゲイン特性の微調整、ノイズ除去用などに用いられる。このフィルタとして、例えばウエハステージコントローラの伝達関数と、ウエハステージ系の伝達関数との積に対する逆伝達関数を有するいわゆる逆システムと、その逆システムから出力される高周波成分を除去するためのローパスフィルタとの組み合わせを適用することができる。
この他、学習の収束安定性を良くするためにマイナスの無駄時間要素を用いても良い。
前記レチクルステージ制御系９４は、同期制御ユニット８０から出力されるレチクルステージＲＳＴに対する位置指令値ＰRに基づいて、レチクルステージＲＳＴの位置をフィードバック制御するフィードバック制御系である。このレチクルステージ制御系９４は、位置指令値ＰRとレチクルステージＲＳＴの位置との差である位置偏差ΔＰRを演算する減算器６２、該減算器６２の出力段に設けられた加算器６４、該加算器６４の出力信号を動作信号として例えば（比例＋積分＋微分）制御動作を行なうＰＩＤコントローラ（あるいは（比例＋積分）制御動作を行うＰＩコントローラ）から構成されるレチクルステージコントローラ６６、及び制御対象Ｒｐとしてのレチクルステージ系等を含んで構成されている。本実施形態では、レチクルステージＲＳＴをその位置偏差に応じて制御する第２制御系がレチクルステージコントローラ６６によって構成されている。
ここで、制御対象Ｒｐは、直接的にはレチクル駆動系２９であるが、レチクル駆動系２９によってレチクルステージＲＳＴが駆動され、このレチクルステージＲＳＴの位置情報がレチクル干渉計３０によって計測され、この計測された位置情報が減算器６２にフィードバック入力されることにより位置制御ループが構成される。その意味からすると、制御対象Ｒｐは実質的にはレチクル駆動系２９及びレチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ系であると言える。従って、以下では、レチクルステージ系Ｒｐと記述する。
レチクルステージ制御系９４を構成する減算器６２の出力端が、回路開閉用のスイッチＳＷ２を介して第２学習コントローラとしてのＩＬＣコントローラ６８の入力端に接続され、このＩＬＣコントローラ６８の出力端が、加算器６４の第１の入力端に接続されている。この加算器６４の第２の入力端には、減算器６２の出力端が接続されている。従って、スイッチＳＷ２がＯＮ状態のとき、加算器６４では、減算器６２から出力される位置偏差とＩＬＣコントローラ６８の出力である補正値とを加算した動作信号をレチクルステージコントローラ６６に出力する。
ＩＬＣコントローラ６８は、前述のＩＬＣコントローラ５８と同様に構成されている。このＩＬＣコントローラ６８の出力である補正値は、同期制御ユニット８０に対しても出力されるようになっている。
前記同期制御ユニット８０は、ユニット側コンピュータの１つであり、次のａ．〜ｆ．のような種々の役割を有している。
ａ．同期制御ユニット８０は、主制御装置５０からの指示に基づき、減算器５２に対して位置指令値ＰWを出力する。
ｂ．同期制御ユニット８０は、例えばウエハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御を行う場合に、ウエハステージ制御系９２の出力であるウエハステージＷＳＴの位置情報（ＷＸ1，ＷＸ2，ＷＹ1，ＷＹ2）に基づき次式（１）に基づいてレチクルステージＲＳＴ、すなわちレチクルＲの位置を計測するレチクル干渉計３０の３軸の計測値（ＲX、ＲL、ＲR）の目標値（ＲX’、ＲL’、ＲR’）を算出し、これをレチクルステージ制御系９４に対して位置指令値ＰRとして出力する。
Figure 2005036620
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。
なお、上記の位置情報（ＷＸ1，ＷＸ2，ＷＹ1，ＷＹ2）は、レーザ干渉計システム７６を構成する各干渉計の計測値である。
ｃ．同期制御ユニット８０は、主制御装置５０からの指示に基づき、ウエハステージＷＳＴとは無関係にあるいは単独でレチクルステージＲＳＴを移動する場合などには、減算器６２に対して主制御装置５０からの指示に応じた位置指令値ＰRを出力する。
ｄ．同期制御ユニット８０は、設定条件に応じて、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を行う。
ｅ．同期制御ユニット８０は、スイッチＳＷ１が「ＯＮ」のときには、ＩＬＣコントローラ５８から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込み、その順次取り込まれた補正値群を時系列データとして不図示の内部メモリの所定の記憶領域（バッファメモリ）に記憶する。また、同期制御ユニット８０は、スイッチＳＷ２が「ＯＮ」のときには、ＩＬＣコントローラ６８から各繰り返しの都度出力される補正値を順次取り込み、その順次取り込まれた補正値群を時系列データとして内部メモリの対応する記憶領域（バッファメモリ）に記憶する。本実施形態では、同期制御ユニット８０の内部メモリには、バッファメモリが、動作条件毎に予め用意されており、各バッファメモリに対する補正値群の取り込みが、ウエハステージＷＳＴの複数の動作条件について個別に行われる。
ｆ．同期制御ユニット８０は、スイッチＳＷ１が「ＯＦＦ」のとき、学習コントローラ６８でそのときと同一のウエハステージＷＳＴの動作条件下で事前に取得された補正値群が記憶されたバッファメモリを選択し、その補整バッファ内の補正値群を位置偏差の補正値としてウエハステージ制御系９２に対して加算器５４の第３の入力端（端点ｅ参照）を介して逐次入力する。また、同期制御ユニット８０は、スイッチＳＷ２が「ＯＦＦ」のときにウエハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御を行う場合に、学習コントローラ６８で事前に取得された補正値群を位置偏差の補正値として加算器６４の第３の入力端（端点ｆ参照）を介してレチクルステージ制御系９４に対して逐次入力する。
なお、図３において、レチクルステージ制御ユニット３３及びウエハステージ制御ユニット７８が、二点鎖線で示されている。
次に、ステージ制御系９０によって行われる１つのショット領域の露光の際のウエハステージの基本的な走査手順について図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照しつつ、簡単に説明する。
図４（Ａ）には、投影光学系ＰＬの有効フィールドＰＬ’に内接する、ウエハ上のスリット状の照明領域（レチクルＲ上の照明領域ＲＡと共役な領域；以下、「照明スリット」という）ＳＴと１つの区画領域としてのショット領域Ｓとの関係が平面図にて示され、図４（Ｂ）には、ステージ移動時間とステージ速度との関係が示されている。なお、実際には、ショット領域Ｓが照明スリットＳＴに対して矢印Ｙの反対方向に移動することで露光が行なわれるが、図４（Ａ）では、図４（Ｂ）のステージ移動時間とステージ速度の関係表と対応付けるため、照明スリットＳＴがショット領域Ｓに対し移動するように示されている。
まず、基本的（一般的な）走査手順としては、ショット領域Ｓの端部から所定量離れた位置に照明スリットＳＴの中心Ｐが位置付けられ、ウエハステージＷＳＴの加速が開始される。このとき、同時にレチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴと反対向きにかつウエハステージＷＳＴの加速度の投影倍率の逆数倍の加速度で加速が開始されている。そして、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴが所定の速度に近づいた時点で、レチクルＲとウエハＷの同期制御が開始される。この両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの加速開始時点から同期制御の開始時点までの時間Ｔ1を、加速時間と呼ぶ。同期制御開始後、ウエハとレチクルの変位誤差が所定の関係になるまでレチクルステージＲＳＴによるウエハステージＷＳＴに対する追従制御が行われ、露光が開始される。この同期制御開始後、露光開始までの時間Ｔ2を、整定時間と呼ぶ。
上記の加速開始から露光開始までの時間（Ｔ1＋Ｔ2）がプリスキャン時間と呼ばれる。このとき、例えば加速時間Ｔ1での平均加速度をａ、整定時間をＴ2とすると、プリスキャン時における移動距離は（１／２）・ａ・Ｔ1 2＋ａ・Ｔ1・Ｔ2と表すことができる。
また、等速移動により露光が行われる露光時間Ｔ3は、ショット領域長をＬ、照明スリットＳＴの走査方向の幅をｗとした場合、Ｔ3＝（Ｌ＋ｗ）／（ａ・Ｔ1）となり、移動距離はＬ＋ｗとなる。
この露光時間Ｔ3の終了時点でショット領域Ｓに対するレチクルパターンの転写は終了するが、スループット向上のため、ステップ・アンド・スキャン方式では、通常レチクルＲを交互スキャン（往復スキャン）させることで、順次次のショット領域に対する露光を行うので、前記プリスキャンでの移動距離と同じ距離だけ、露光終了時点から更にレチクルＲを移動して、レチクルＲを次ショット領域露光のための走査開始位置まで戻すことが必要である。このとき、ウエハ（ウエハステージ）はレチクル（レチクルステージ）に対応して走査方向に移動されることとなる。このための時間が、等速度オーバースキャン時間（後整定時間）Ｔ4、減速オーバースキャン時間Ｔ5であり、総じて（Ｔ4＋Ｔ5）がオーバースキャン時間である。このオーバースキャン時間における移動距離は、減速オーバースキャン時間Ｔ5における減速度をｂとすると、−（１／２）・ｂ・Ｔ5 2−ｂ・Ｔ5・Ｔ4となり、この距離が（１／２）・ａ・Ｔ1 2＋ａ・Ｔ1・Ｔ2となるようにＴ4、Ｔ5、及び減速度ｂが設定される。
一般の制御系ではａ＝−ｂなので、Ｔ1＝Ｔ5、Ｔ2＝Ｔ4に設定するのが最も容易な制御法となる。
次に、本実施形態の露光装置１０により、レチクルＲのパターンをウエハＷ上の複数のショット領域に順次転写する際の動作について、主制御装置５０（より正確には主制御装置５０内のＣＰＵ）の処理アルゴリズムを示す図５のフローチャートを中心に、かつ適宜他の図面を参照しつつ説明する。ここでは、図６に示されるような複数（例えば７６個）のショット領域に対して、同図に示されるような経路で露光を行う場合について説明する。ここで、図６中の経路は、前述の照明スリットＳＴの中心Ｐが各ショット領域上を通過する軌跡を示し、この軌跡中の実線部は、各ショット領域の露光の際の照明スリットＳＴの中心Ｐ（以下「点Ｐ」とも記述する）の経路を示し、点線部は、非走査方向の同一行内の隣接ショット領域間における点Ｐの移動軌跡を示し、一点鎖線部は、異なる行間における点Ｐの移動軌跡を示す。なお、実際には、点Ｐが固定でウエハＷが移動するのであるが、図６においては、説明を分かり易くするため、ウエハＷ上を点Ｐ（照明スリットＳＴの中心）が移動するかのように図示されている。
まず、図５のフローチャートの処理に先立って、主制御装置５０により各ユニットコンピュータを介して、不図示のレチクルアライメント系、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板ＦＭ、及び不図示のウエハアライメント検出系を用いたレチクルアライメント、ウエハアライメント検出系のベースライン計測、及びウエハアライメント（ＥＧＡ方式等）等の準備作業が行われる。
なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等については、例えば特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許５，６４６，４１３号等に詳細に開示され、また、ＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号）等に詳細に開示されている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報並びにこれらに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
このような準備作業が終了すると、図５のフローチャートがスタートする。
まず、ステップ１０２において、露光対象のショット領域が属する行の番号を示すカウンタｎ及び行内のショット領域番号を示すカウンタｍをともに１に初期化する（ｍ←１、ｎ←１）。
次のステップ１０４で、ウエハ上のファーストショットＳ1、すなわち１行目の１番目のショット領域Ｓ1の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に伝送する。ここで、各種設定情報には、前述したレチクルステージ、ウエハステージの位置制御に関連する制御情報、例えば露光に先立って行われる例えばＥＧＡ方式のウエハアライメントにより得られるＥＧＡパラメータ（ウエハのＸ，Ｙ方向のオフセットＯｘ，Ｏｙ、ウエハの移動を規定するステージ座標系の直交度誤差ｗ、ウエハの回転誤差θ、ウエハのＸ，Ｙ方向の拡大縮小（スケーリング）誤差ｒｘ，ｒｙ）の設定値（これは露光時のウエハの位置を決定するためのデータとなる）、及び露光時の両ステージの位置に関連した補正パラメータ（例えば、レチクルステージ（あるいはウエハステージ）側の移動鏡の曲がり情報）、並びに露光量制御に関するデータ、例えばエキシマレーザのパルスエネルギ密度、パルス発光数等のデータ、更には設定された露光シーケンスデータ（これには、スキャン方向（プラススキャンかマイナススキャンか）の情報が含まれる）などが含まれる。また、場合によっては、ステージ移動時の各機構部のエラー情報なども含まれる。
次のステップ１０６では、同期制御ユニット８０に対してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの移動を指示する。
上記の主制御装置５０からの指示に基づき、同期制御ユニット８０では、ウエハＷ上のファーストショットの露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハＷを移動させるためウエハステージ制御ユニット７８に指示を与える。これにより、ウエハステージ制御ユニット７８によってウエハ駆動系４８を介してウエハステージＷＳＴが上記の加速開始位置に移動される。次いで、同期制御ユニット８０では、干渉計システム７６及びレチクル干渉計３０の計測値をモニタしつつ、ウエハステージ制御ユニット７８、レチクルステージ制御ユニット３３をそれぞれ介して前述したレチクル駆動系２９及びウエハ駆動系４８を制御し、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対走査を開始する。
このとき、主制御装置５０は、ステップ１０８で、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの目標走査速度への加速が終了するのを待っている。そして、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速が終了すると、ステップ１１０に進んで光源の発光を開始する。
この光源の発光開始とほぼ同時に、同期制御ユニット８０では、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの露光前同期整定動作を開始している。
このように、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期整定が完了して露光が開始されるのに先立って、光源の発光は開始されているが、主制御装置５０によりレチクル干渉計３０の計測値に基づいて、レチクルステージＲＳＴと同期して可動レチクルブラインドの所定のブレードの移動が制御され、レチクルＲのパターン領域外の余分な部分が露光されるのが防止されているのは、通常のスキャニング・ステッパと同様である。
そして、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴが等速同期状態に達すると、照明ユニットＩＬＵからの照明光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。
同期制御ユニット８０は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗ（＝Ｖｙ）とが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光ＩＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上のファーストショットの走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してファーストショットに縮小転写される。
上記の走査露光中、主制御装置５０は、ステップ１１２で露光が終了するのを待っている。
そして、上記のようにしてファーストショットの走査露光が終了すると、ステップ１１２での判断が肯定され、ステップ１１４に進んでレーザ光の照射を停止する。この照射停止は、光源の発光そのものを停止しても良いし、光源内の不図示のシャッタを閉鎖しても良い。
次のステップ１１６では、カウンタｍを参照して、そのカウント値ｍが第ｎ行目（ここでは第１行目）の最後のショット領域の番号であるか否かを、例えばショットマップに基づいて判断する。ここでは、ｍ＝１であるため、ここでの判断は否定され、ステップ１１８に進んでカウンタｍを１インクリメントした後、ステップ１２０に移行し、第ｎ行目第ｍ番目のショット領域（ここでは、第１行目第２番目のショット領域（すなわちセカンドショット）Ｓ2の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に伝送する。この各種設定情報の伝送は、同期制御ユニット８０によって、露光終了直後の走査方向に関するウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの等速オーバースキャン（後整定）動作が行われている間に行われる。このため、同期制御ユニット８０では、送られてきた各種設定情報を無理なく受け取り内部メモリに記憶することができる。
上記の設定情報の伝送後、主制御装置５０では、ステップ１２２で第１モードの両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの移動（以下、「第１モードの移動」と略述する）を、同期制御ユニット８０に指示した後、ステップ１０８に戻り、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの目標走査速度への加速が終了するのを待つ。
このステップ１０８の待ち状態の間、同期制御ユニット８０によって、第１モードの移動動作が実行される。以下、この第１モードの移動動作について、詳述する。
＜第１モードの移動動作＞
ここでは一例として、図７に示されるような同一行に位置する隣接ショット領域、ファーストショットＳ1、セカンドショットＳ2を順次露光する場合の、ショット領域間における両ステージの移動動作について説明する。
図８には、この第１モードの移動動作に関連するウエハステージＷＳＴの走査方向に関する速度曲線Ｖy1（ｔ）が実線で示され、非走査方向に関する速度曲線Ｖx1（ｔ）が点線で示されている。この図８において、横軸は時間（ｔ）を示す。
なお、この第１モードの移動動作では、レチクルステージＲＳＴは、上記の速度曲線Ｖy1（ｔ）の投影倍率の逆数倍の大きさの速度の時間変化曲線に従って移動するので、詳細説明は省略する。
本実施形態では、実際には、ジャーク、すなわち加速度の変化する割合（位置の時間による３階微分）の時間変化を示すジャーク曲線に基づいて、加速度の時間変化を示す加速度曲線、速度の時間変化を示す速度曲線が同期制御ユニット８０によって順次算出され、さらにこの速度曲線に基づいて位置の指令値が同期制御ユニット８０によって生成される。そして、この指令値に従ってウエハステージ制御ユニット７８によってウエハ駆動系４８を介してウエハステージＷＳＴが制御されるが、以下では、説明を分かり易くするために、図８の速度曲線を中心として、適宜他の図面を参照して説明を行う。
まず、走査方向（スキャン方向）について考える。前述のようにしてショット領域Ｓ1の露光が終了した時点ｔ1（このとき点Ｐは、図７中の点Ａの位置にある）から等速オーバースキャン時間Ｔ4が経過した時点ｔ2（＝ｔ1＋Ｔ4）に、ウエハステージＷＳＴは減速（図７中の＋Ｙ方向に速度を有する時の−Ｙ方向の加速）を開始する。減速開始後、その減速度が徐々に大きくなって（−Ｙ方向の加速度がその絶対値が大きくなって）所定の一定値となり、その後一定時間ΔＴ、その一定値を維持する。但し、減速開始時点ｔ2から時間Ｔy5の間が減速時間である。
このとき、図７中の点Ａ（０，Ａｙ）を基準点としてウエハステージＷＳＴは、図８に示されるように、露光終了時点ｔ1から時間Ｔ4の間一定速度Ｖscanで＋Ｙ方向に進み、その後は、時間Ｔ4経過の時点ｔ2を時間の基準点として、図８の速度曲線Ｖy1（ｔ）に従った速度で時間Ｔy5だけ更に＋Ｙ方向に進む。この時間Ｔy5が経過した時点ｔ3で、別の区画領域としてのショット領域Ｓ2に対するプリスキャンが開始される分岐点Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）となる（図７参照）。
その後、ウエハステージＷＳＴは、加速開始点ｔ3を時間の基準として、−Ｙ方向に速度曲線Ｖy1（ｔ）に従った速度で時間Ｔy1の間加速される。
上記の如くして加速が行われ、図８中に示される時点ｔ4になると、ウエハステージＷＳＴが目標走査速度である−Ｖscan（ここで負号は、−Ｙ方向の速度という意味である）に達し、その後、レチクルＲとウエハＷの同期制御期間としての時間Ｔ2を経て、露光が開始される。露光時間Ｔ3はＴ3＝（ショット領域長Ｌｙ＋照明スリット幅ｗ）／Ｖscanで表わされる。
次に非走査方向（非スキャン方向）の移動動作（ショット領域間ステッピング動作）を考える。図８に示されるように、ショット領域Ｓ1の露光が終了した時点ｔ1で直ちに、速度曲線Ｖx1（ｔ）に従ってウエハステージＷＳＴの−Ｘ方向への加速が開始される。そして、加速開始から時間Ｔx5が経過した時点で最高速度である−Ｖxmax（ここで負号は−Ｘ方向の速度であることを意味する）に達する。このとき、ウエハステージＷＳＴのＸ座標は、−Ｂｘであり、点Ｐは、図７中の点Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）にある。次いで、その時点から速度曲線Ｖx1（ｔ）に従って減速（−Ｘ方向に速度を有する時の＋Ｘ方向の加速）を開始する。そして、減速開始時点（加速終了時点）から時間Ｔx1が経過すると減速が終了し速度０となる（すなわち非スキャン方向に関する移動を停止する）。このとき、ウエハステージのＸ座標は、−Ｌｘ（Ｌｘはステッピング長である）となっており、Ｐ点は図７中の点Ｃ（Ｌｘ，Ｃｙ）に達している。
すなわち、スキャン方向に関しては、図８に示されるように、前ショット領域の露光終了時点ｔ1から時間（Ｔ4＋Ｔy5＋Ｔy1）が経過した時点ｔ4で次ショット領域の露光のための加速が終了するが、非スキャン方向に関しては図８に示されるように、前ショット領域の露光終了時点から時間（Ｔx5＋Ｔx1）が経過した時点では加減速が終了しており、これより、仮にＴy1＝Ｔx1かつＴy5＝Ｔx5が成り立つとすると、スキャン方向の整定時間Ｔ2における同期制御開始よりＴ4だけ早くステッピング動作が終了することが分かる。この時ウエハステージＷＳＴの軌跡は、図７に示されるように放物線状となる。
上述したスキャン方向の整定時間における同期制御開始より非スキャン方向のステッピング動作が早く終了するとは、スキャン方向の速度がゼロとなる点、すなわち減速が終了して次ショット領域の露光のための加速が開始される点である図７のＢ点（Ｂｘ，Ｂｙ）のＸ座標Ｂｘがショット領域Ｓ1とＳ2の境界よりＳ2寄りとなるように、ウエハステージＷＳＴのスキャン方向のオーバースキャン及びプリスキャン動作に並行して、非スキャン方向の移動動作（ステッピング動作）が行われるように、ウエハステージ制御ユニット７８及び同期制御ユニット８０が、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙそれぞれの方向の移動を制御するようになっているということである。
上記の非走査方向のステッピングの際、図８からも明らかなように非走査方向に関して速度Ｖx1（ｔ）が常に変化しており、非走査方向に関してウエハステージＷＳＴは常に移動している。換言すれば、ウエハステージＷＳＴは途中で停止することなく、スキャン方向の助走動作と並行してステッピング動作を行う。従って、ほぼ最短時間でウエハステージＷＳＴのショット領域間移動動作（走査方向及び非走査方向を含む）が可能となり、スループットの向上が可能となる。
ところで、前述の如く、プリスキャン時間にはレチクルＲをウエハＷに完全に追従させるための整定時間Ｔ2が含まれるため、非スキャン方向に関する加減速制御はできるだけ整定時間Ｔ2の開始時点より早く終了していることが望ましい。これを実現するため、本実施形態では、ウエハステージ制御ユニット７８及び同期制御ユニット８０では、図８からも明らかなように、露光終了に続くウエハステージＷＳＴのスキャン方向での等速オーバースキャン時間Ｔ4の間に、ウエハステージＷＳＴの非スキャン方向での移動動作を開始することとしており、その等速オーバースキャン時間Ｔ4分だけ早く非スキャン方向に発生する加減速制御を終了するような制御を行っている。すなわち、非走査方向のステッピングは、走査方向の同期制御の開始より先に終了しているので、同期制御ユニット８０では、整定時間Ｔ2の間は、スキャン方向の同期制御のみに専念できる。これに加え、同期制御の際に非走査方向の減速の影響が殆どないため、同期整定時間Ｔ2の短縮及びこれに対応して等速オーバースキャン時間（後整定時間）Ｔ4の短縮も可能であり、この点においてもスループットの向上が可能である。
図５の説明に戻り、上で説明した第１モードの移動動作が行われている間、主制御装置５０では、前述の如く、ステップ１０８で両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速が終了するのを待っている。そして、上記の第１モードの移動動作が終了すると、ステップ１０８の判断が肯定される。以後、ステップ１１６における判断が肯定されるまで、ステップ１１０→１１２→１１４→１１６→１１８→１２０→１２２→１０８のループにおける処理（判断を含む）を繰り返す。これにより、第ｎ行目の第２番目のショット領域（この場合第１行目の第２番目のショット領域（セカンドショットＳ2）から第ｎ行目（この場合第１行目）の最後のショット領域（ショット領域Ｓ7）のそれぞれに対して、交互スキャンにて走査露光がそれぞれ行われ、それらのショット領域に対してレチクルＲのパターンが順次転写される。
このようにして、第１行目の最後のショット領域に対する走査露光が終了すると、ステップ１１６における判断が肯定され、ステップ１２４に移行する。
ステップ１２４では、カウンタｍを１に初期化するとともに、カウンタｎを１インクリメントする（ｍ←１、ｎ←ｎ＋１）。
次のステップ１２６では、カウンタｎを参照して、そのカウント値ｎが最終行番号Ｎより大きいか否かを判断する。この場合、ｎ＝２であるから、このステップ１２６における判断は否定され、ステップ１２８に進んでｎは偶数であるか否かを判断する。この場合、ｎ＝２であるから、ここでの判断は肯定され、ステップ１３０に進んでｎ行目（この場合２行目）の第１番目のショット領域の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に伝送した後、ステップ１３２に進んで第２モードの両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの移動（以下、「第２モードの移動」と略述する）を、同期制御ユニット８０に指示した後、ステップ１０８に戻り、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの目標走査速度への加速が終了するのを待つ。このステップ１０８の待ち状態の間、同期制御ユニット８０によって、第２モードの移動動作が実行される。以下、この第２モードの移動動作について、説明する。
＜第２モードの移動動作＞
この第２モードの移動動作は、図６中に一点鎖線で示される、異なる行間における点Ｐの移動軌跡のうち、奇数行（非走査方向に並ぶ複数のショット領域から成る行）内の最終ショット領域（便宜上「ショット領域Ａ」と呼ぶ）の露光終了後、異なる行（次の行）の最初のショット領域（便宜上「ショット領域Ｂ」と呼ぶ）の露光開始前、具体的には、図４中のショット領域Ｓ7とショット領域Ｓ8との間、ショット領域Ｓ27とショット領域Ｓ28との間、ショット領域Ｓ49とショット領域Ｓ50との間、ショット領域Ｓ69とショット領域Ｓ70との間に行われる両ステージの移動動作である。
図９には、この第２モードの移動動作に関連するウエハステージＷＳＴの走査方向に関する速度曲線Ｖy2（ｔ）が実線で示され、非走査方向に関する速度曲線Ｖx2（ｔ）が点線で示されている。この図９において、横軸は時間（ｔ）を示す。
この第２モードの移動動作のように、異なる行間の移動動作では、ウエハのスキャン露光前の加速条件とレチクルのスキャン前の加速条件とを合わせる必要があるため、ウエハステージは露光開始に先立って、非スキャン方向のみでなくスキャン方向に関しても一旦停止する必要がある。
このため、上記のショット領域Ａ、Ｂ間におけるウエハステージＷＳＴの走査方向に関する移動動作のシーケンスとしては、図９に示される速度曲線Ｖy2（ｔ）のように、ショット領域Ａの露光終了時点した時点ｔ11から等速オーバースキャン時間Ｔ4経過した時点ｔ12（＝ｔ11＋Ｔ4）に、ウエハステージＷＳＴは減速を開始する。そして、さらに減速時間Ｔy5を経過した時点ｔ13で、露光後の減速が終了し、ショット領域Ａの露光のための走査開始位置に対応する位置に達する。この時点ｔ13で、速度曲線Ｖy2（ｔ）に従ったＹ軸方向のステッピング（以下、適宜「Ｙステップ」と呼ぶ）を開始する。このＹ軸方向のステッピングは、前述した非スキャン方向のショット領域間ステッピングと同様の速度変化曲線に従って、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に移動させることにより行われる。図９の場合には、ウエハステージＷＳＴは、時点ｔ13で−Ｙ方向への加速を開始する。そして、Ｙ軸方向のステッピング開始後、時間Ｔ6を経過した時点ｔ14でＹ軸方向のステッピングを終了し、この時点から時間ΔＴ１の間、ウエハステージＷＳＴは、走査方向の移動を停止する。そして、時点ｔ14から時間ΔＴ１を経過した時点ｔ15（＝ｔ14＋ΔＴ１）でショット領域Ｂの露光のための加速が開始される。
この第２モードの移動動作では、レチクルステージＲＳＴは、前述したショット領域Ａに対する露光後の減速終了位置までウエハステージＷＳＴが移動した時点で、走査開始位置への移動を終了することができるので、この場合には、ウエハステージＷＳＴのショット領域Ｂ露光前の加速が開始されるまで停止していれば良い。なお、第２モードの移動動作では、上記のショット領域Ａの露光後の後整定期間を無くすようにしても良い。
非スキャン方向に関するウエハステージＷＳＴの移動動作は、前述の第１モードの移動動作と同様に、ショット領域Ａの露光終了後の時点ｔ11に開始され、その時点より（Ｔx5＋Ｔx1）経過した時点で終了する。
なお、図６から明らかなように、ショット領域Ｓ27とショット領域Ｓ28との間、及びショット領域Ｓ49とショット領域Ｓ50との間の第２モードの移動動作では、ウエハステージＷＳＴは非スキャン方向に関して一定の座標位置に維持されるようになっている。
図５の説明に戻り、上で説明した第２モードの移動動作が行われている間、主制御装置５０では、前述の如く、ステップ１０８で両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速が終了するのを待っている。そして、上記の第２モードの移動動作が終了すると、ステップ１０８の判断が肯定される。以後、ステップ１１６における判断が肯定されるまで、ステップ１１０→１１２→１１４→１１６→１１８→１２０→１２２→１０８のループにおける処理（判断を含む）を繰り返す。これにより、第ｎ行目（この場合第２行目）の第１番目のショット領域Ｓ8から最後のショット領域Ｓ16のそれぞれに対して、交互スキャンにて走査露光がそれぞれ行われ、それらのショット領域に対してレチクルＲのパターンが順次転写される。
このようにして、第２行目の最後のショット領域Ｓ16に対する走査露光が終了すると、ステップ１１６における判断が肯定され、ステップ１２４に移行する。
ステップ１２４では、カウンタｍを１に初期化するとともに、カウンタｎを１インクリメントする（ｍ←１、ｎ←ｎ＋１）。
次のステップ１２６では、カウンタｎを参照して、そのカウント値ｎが最終行番号Ｎより大きいか否かを判断する。この場合、ｎ＝３であるから、このステップ１２６における判断は否定され、ステップ１２８に進んでｎは偶数であるか否かを判断する。この場合、ｎ＝３であるから、ここでの判断は否定され、ステップ１３４に進んでｎ行目（この場合３行目）の第１番目のショット領域の露光に必要な各種設定情報を、同期制御ユニット８０に伝送した後、ステップ１３６に進んで第３モードの両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの移動（以下、「第３モードの移動」と略述する）を、同期制御ユニット８０に指示した後、ステップ１０８に戻り、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの目標走査速度への加速が終了するのを待つ。このステップ１０８の待ち状態の間、同期制御ユニット８０によって、第３モードの移動動作が実行される。以下、この第３モードの移動動作について、説明する。
＜第３モードの移動動作＞
この第３モードの移動動作は、図６中に一点鎖線で示される、異なる行間における点Ｐの移動軌跡のうち、偶数行内の最終ショット領域（便宜上「ショット領域Ｃ」と呼ぶ）の露光終了後、異なる行（次の行）の最初のショット領域（便宜上「ショット領域Ｄ」と呼ぶ）の露光開始前、具体的には、図６中のショット領域Ｓ16とショット領域Ｓ17との間、ショット領域Ｓ38とショット領域Ｓ39との間、ショット領域Ｓ60とショット領域Ｓ61との間に行われる両ステージの移動動作である。
図１０には、この第３モードの移動動作に関連するウエハステージＷＳＴの走査方向に関する速度曲線Ｖy3（ｔ）が実線で示され、非走査方向に関する速度曲線Ｖx3（ｔ）が点線で示されている。この図１０において、横軸は時間（ｔ）を示す。
この第３モードの移動動作においても、ウエハのスキャン露光前の加速条件とレチクルのスキャン前の加速条件とを合わせる必要があるため、ウエハステージＷＳＴは露光開始に先立って、非スキャン方向のみでなくスキャン方向に関しても一旦停止する必要がある。
このため、上記のショット領域Ｃ、Ｄ間におけるウエハステージＷＳＴの走査方向に関する移動動作のシーケンスとしては、図１０に示される速度曲線Ｖy3（ｔ）のように、ショット領域Ｃの露光が終了した時点ｔ21からほぼ時間（Ｔx5＋Ｔx1）経過した時点ｔ22で、ウエハステージＷＳＴは減速を開始する。そして、さらに減速時間Ｔy5を経過した時点ｔ23で、露光後の減速が終了し、ショット領域Ｄの露光のための走査開始位置に達する。この時点ｔ23から時間ΔＴ２の間、ウエハステージＷＳＴは、走査方向の移動を停止し、時点ｔ23から時間ΔＴ２を経過した時点ｔ24（＝ｔ23＋ΔＴ２）で、ショット領域Ｄの露光のための加速が開始される。
この第３モードの移動動作では、レチクルステージＲＳＴは、前述したショット領域Ｃに対する露光後、減速を開始し、その減速開始から時間Ｔy5経過した時点で、走査開始位置への移動を終了することができるので、この場合には、ショット領域Ｄに対する露光前におけるウエハステージＷＳＴの加速が開始されるまで停止していれば良い。
非スキャン方向に関するウエハステージＷＳＴの移動動作は、前述の第１モードの移動動作と同様に、ショット領域Ｃの露光終了後の時点ｔ11に開始され、その時点より（Ｔx5＋Ｔx1）経過した時点で終了する。
なお、図６から明らかなように、ショット領域Ｓ38とショット領域Ｓ39との間の第３モードの移動動作では、ウエハステージＷＳＴは非スキャン方向に関して一定の座標位置に維持されるようになっている。
図５の説明に戻り、同期制御ユニット８０によって、上述した第３モードの移動動作が行われている間、主制御装置５０では、前述の如く、ステップ１０８で両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速が終了するのを待っている。そして、上記の第３モードの移動動作が終了すると、ステップ１０８の判断が肯定される。以後、第３行目の第１番目のショット領域（図６の場合、ショット領域Ｓ17）から最終行（第Ｎ行）の最後のショット領域ＳM（Ｓ76）に対する露光が終了するまで、上記ステップ１０８以下の処理が繰り返される。
このようにして、ウエハＷ上のショット領域の走査露光とショット領域間のステッピング動作とが、完全交互スキャンにて繰り返し行われ、ウエハＷ上の最終ショット領域であるショット領域ＳMに対するレチクルＲのパターンの転写が終了すると、ステップ１２６における判断が肯定され、本ルーチンの一連の処理を終了する。
本実施形態の場合、図６に示されるような経路で、順次交互にスキャン露光が行なわれる。この場合、総露光行が偶数行なので、図６の左下のショット領域Ｓ1より露光が開始され、最初の１行が左→右の順で露光されると、次の行は右→左へと交互にステッピングが行なわれ、最終的に左上のショット領域ＳMの露光が終了した時点で、所定のウエハ交換位置までウエハステージＷＳＴが移動するという動作を繰り返すというシーケンスとなる。上記の交互スキャンの際に、同一行間の隣接ショット領域間では、前述した効率の良いウエハステージＷＳＴのショット領域間移動制御が行われる。
説明は前後するが、本実施形態の露光装置１０では、第１モード、第２モード、及び第３モードの移動動作におけるウエハステージの移動、及び前記第１モードの移動動作におけるウエハステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの追従制御に関して、予め繰り返し学習制御が行われ、その学習制御の結果得られた補正値群を用いて、実際の露光動作の際のウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの位置が補正されている。
以下、本実施形態における繰り返し学習制御について、さらに詳述する。
本実施形態の露光装置１０では、前述した第１モード、第２モード及び第３モードの移動動作のそれぞれについて、予め繰り返し学習制御によりウエハステージＷＳＴの目標位置に対する位置誤差を補正するための補正値群が取得され、対応するバッファメモリに記憶される。また、第１モードの移動動作に関しては、レチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従誤差を補正するための補正値群が取得され、対応するバッファメモリに記憶される。
まず、第１モードの移動動作に関する補正値群の取得について説明する。この第１モードの移動動作に関する補正値群の取得は、次のような手順で行われる。
Ａ．まず、主制御装置５０からの指示に応じて、同期制御ユニット８０によって、図３のスイッチＳＷ１が「ＯＮ」、かつスイッチＳＷ２が「ＯＦＦ」に設定される。そして、同期制御ユニット８０から図８に示される速度曲線Ｖy1（ｔ）（０≦ｔ≦ｔ3）に対応するウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置指令が出力される。これにより、ウエハステージ制御ユニット７８によって、ウエハステージ系Ｗｐが制御され、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向をスキャン方向とする正スキャンが行われる。このウエハステージＷＳＴの正スキャン中、所定のサンプリング間隔で、ＩＬＣコントローラ５８によって、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値が順次算出される。そして、この順次算出される補正値群から成る一連の時系列データが同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
なお、このとき、同期制御ユニット８０は、例えば、減算器６２に対して位置指令として、レチクル干渉計３０の計測値（ＲX，ＲL，ＲR）を入力する、あるいは（ＲX’，ＲL’，ＲR’）＝（０，０，０）を入力するようになっている。従って、前者の場合レチクルステージＲＳＴは、ある位置にそのまま静止し、後者の場合レチクルステージＲＳＴは、原点位置に復帰した後、その位置に静止する。
次いで、同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの走査方向が上と逆向きになるような図８の速度曲線Ｖy1（ｔ）（ｔ3≦ｔ≦ｔ5）に対応する位置指令を出力し、この位置指令に応答してウエハステージ制御ユニット７８によってウエハステージ系Ｗｐが制御される。そして、ウエハステージＷＳＴの負スキャンにおける、補正値群が上記と同様にして同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
Ｂ． 次に、図８に示される速度曲線Ｖy1（ｔ）、Ｖx1（ｔ）（０≦ｔ≦ｔ5）に対応するウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＸ軸方向の位置指令が同期制御ユニット８０から減算器５２に入力される。これにより、ウエハステージ制御ユニット７８により前述したショット領域Ｓ1とショット領域Ｓ2との連続した露光の際と同様の移動軌跡（図７参照）に従って、ウエハステージＷＳＴが移動される。このとき、同期制御ユニット８０では、先に内部メモリ内の対応するバッファメモリ内に記憶されている対応する各補正値をサンプリングクロックに同期して加算器５４の第３の入力端に加え、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を補正している。また、このウエハステージＷＳＴの図７の経路に沿った移動中に、所定のサンプリング間隔で、ＩＬＣコントローラ５８によって、Ｘ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値が順次算出される。そして、この順次算出される補正値群から成る一連の時系列データが同期制御ユニット８０の内部メモリ内の対応するバッファメモリに記憶される。
次いで、図８に示される速度曲線Ｖx1（ｔ）を正負反転した非スキャン方向の速度曲線及び速度曲線Ｖy1（ｔ）に対応するウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＸ軸方向の位置指令が同期制御ユニット８０から減算器５２に入力される。これにより、ウエハステージ制御ユニット７８により図７の移動軌跡を逆行するような移動軌跡に従ってウエハステージＷＳＴが移動される。このときも、同期制御ユニット８０では、上述と同様にしてウエハステージのＹ軸方向の位置を補正している。また、このウエハステージＷＳＴの移動中に、所定のサンプリング間隔で、ＩＬＣコントローラ５８によって、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値が順次算出される。そして、この順次算出される補正値群から成る一連の時系列データが同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
Ｃ． 次に、主制御装置５０からの指示に応じて、同期制御ユニット８０によって、図３のスイッチＳＷ１が「ＯＦＦ」かつスイッチＳＷ２が「ＯＮ」に設定される。そして、同期制御ユニット８０から図８に示される速度曲線Ｖy1（ｔ）に対応するウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置指令が出力される。これにより、ウエハステージ制御ユニット７８によって、ウエハステージ系Ｗｐが制御され、ウエハステージＷＳＴの正スキャンが行われる。このとき、同期制御ユニット８０では、先に内部メモリの対応するバッファメモリに記憶されている対応する各補正値をサンプリングクロックに同期して加算器５４の第３の入力端に加え、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を補正している。
また、上記のウエハステージＷＳＴの正スキャンと並行して、同期制御ユニット８０は、減算器６２に対して位置指令として、前述の式（１）で算出される目標位置（ＲX’，ＲL’，ＲR’）を入力している。これにより、レチクルステージ制御ユニット３３によりレチクルステージ系Ｒｐが制御され、これによりウエハステージＷＳＴの正スキャンに追従する、レチクルステージＲＳＴの−Ｙ方向をスキャン方向とする負スキャンが行われる。このレチクルステージＲＳＴの負スキャン中、所定のサンプリング間隔で、ＩＬＣコントローラ６８によって、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向に関する目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値が順次算出される。そして、この順次算出される補正値群から成る一連の時系列データが同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
次いで、同期制御ユニット８０では、ウエハステージＷＳＴの走査方向が上と逆向きになるような図８の速度曲線Ｖy1（ｔ）に対応する位置指令を出力し、この位置指令に応答してウエハステージ制御ユニット７８によって上述と同様にしてウエハステージ系Ｗｐが制御されるとともに、これと並行して、同期制御ユニット８０からの目標位置（ＲX’，ＲL’，ＲR’）が減算器６２に対して位置指令として入力される。これにより、レチクルステージＲＳＴの正スキャンにおける、補正値群が上記と同様にして同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
以上により、第１モードの移動動作の場合の繰り返し学習が終了し、第１モードの移動動作に関する補正値群として、ウエハステージＷＳＴのスキャン動作時の位置偏差の補正値群（正スキャン、負スキャンにそれぞれ対応する補正値群を含む）及びＸ軸方向に関するステッピング動作時の位置偏差の補正値群（−Ｘ方向へのステッピング（以下「負方向ステップ」と呼ぶ）、＋Ｘ方向へのステッピング（以下「正方向ステップ」と呼ぶ）にそれぞれ対応する補正値群を含む）、並びにレチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従誤差（同期誤差）の補正値群（正スキャン、負スキャンにそれぞれ対応する補正値群を含む）が、同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリにそれぞれ記憶（格納）されていることになる。
第２モードの移動動作に関しても、図９の速度曲線Ｖy2（ｔ）及びこれを正負反転した速度曲線（−Ｖy2（ｔ）と記述する）、並びに図９の速度曲線Ｖx2（ｔ）及びこれを正負反転した速度曲線（−Ｖx2（ｔ）と記述する）を、それぞれ用い、上記第１の移動モードの場合のＡ．及びＢ．と同様の手順で繰り返し学習が行われ、（正方向Ｙステップかつ正方向Ｘステップ）、（正方向Ｙステップかつ負方向Ｘステップ）、（負方向Ｙステップかつ正方向Ｘステップ）及び（負方向Ｙステップかつ負方向Ｘステップ）にそれぞれ対応する補正値群が同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
第３モードの移動動作に関しても、図１０の速度曲線Ｖy（ｔ）及びこれを正負反転した速度曲線（−Ｖy3（ｔ）と記述する）、並びに図１０の速度曲線Ｖx3（ｔ）及びこれを正負反転した速度曲線（−Ｖx3（ｔ）と記述する）を、それぞれ用い、上記第１の移動モードの場合のＡ．及びＢ．と同様の手順で繰り返し学習が行われ、（正スキャン後正方向Ｘステップ）、（正スキャン後負方向Ｘステップ）、（負スキャン後正方向Ｘステップ）及び（負スキャン後負方向Ｘステップ）にそれぞれ対応する補正値群が同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される。
そして、実際の露光の際には、前述したフローチャートのステップ１２２、１３２、１３６でそれぞれのモードの各ステージの移動動作が、同期制御ユニット８０からの位置指令に応じてウエハステージ制御系９２、レチクルステージ制御系９４によって実行されるが、この際、スイッチＳＷ１、ＳＷ２はともにＯＦＦ状態に設定されている。従って、第１モードの移動動作、第２モードの移動動作、第３モードの移動動作のいずれを行う場合でも、同期制御ユニット８０により、内部メモリ内の対応するモードの対応するウエハステージＷＳＴの移動方向（スキャン、Ｙステップ、Ｘステップそれぞれの正・負方向）の補正値群を構成する各補正値が、サンプリングクロックに同期して、繰り返し学習時の各補正値の取得タイミングに対応するタイミングで加算器５４、６４それぞれの第３の入力端に逐次入力される。これにより、ウエハステージＷＳＴの位置偏差、及びレチクルステージＲＳＴの位置偏差（ウエハステージＷＳＴに対する追従誤差（両ステージの同期誤差））が、零に漸近するような両ステージの位置補正が行われる。
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、露光の際には、主制御装置５０により、ＩＬＣコントローラ５８をウエハステージ制御系９２に非接続状態とし、かつＩＬＣコントローラ６８をレチクルステージ制御系９４に対して非接続状態とする設定条件が設定されると、その設定条件に応じて同期制御制御ユニット８０によりスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともに「ＯＦＦ」にされて設定条件の通りの設定が行われる。そして、この状態で、前述のフローチャートに従った処理が行われ、例えば第１モードの移動動作が主制御装置５０から指示された場合、同期制御ユニット８０の位置指令に基づき、ウエハステージ制御系９２とレチクルステージ制御系９４により、前述したレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動が行われ、この同期移動中に照明光ＩＬで照明されたレチクルＲのパターンがウエハＷ上の各ショット領域にそれぞれ転写される（ステップ１１０〜ステップ１１４参照）。
上記のレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動中、同期制御ユニット８０により、ウエハステージ制御系９２に対してはＩＬＣコントローラ５８で事前に取得された対応する補正値群（第１の補正値群と呼ぶ）が位置偏差の補正値として逐次入力されるのと並行して、レチクルステージ制御系９４に対してはＩＬＣコントローラ６６で事前に取得された対応する補正値群（第２の補正値群と呼ぶ）が位置偏差の補正値として逐次入力される。これにより、ウエハステージ制御系９２により第１の補正値群を用いてウエハステージＷＳＴの位置偏差を零に漸近させるようなウエハステージＷＳＴの位置補正が行われるのと並行して、レチクルステージ制御系９４により第２の補正値群を用いてレチクルステージＲＳＴの位置偏差（レチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従誤差、すなわち両ステージＲＳＴ、ＷＳＴ間の同期誤差）を零に漸近させるようなレチクルステージＲＳＴの位置補正が行われる。
このように、本実施形態の露光装置１０では、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期誤差が効果的に低減された状態で、走査露光が行われ、しかも上記の第１、第２の補正値群は、先に説明したように事前に行われている繰り返し学習制御によって取得されているので、露光装置１０固有の両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期誤差をも確実に低減することができ、これによりレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ上に精度良く転写することが可能となる。
また、本実施形態では、実際の露光動作に先立って、例えば第１モードの移動動作に関する補正値群の取得動作中の手順Ｂ．で説明したように、１つのショット領域に対する露光と次のショット領域に対する露光との間で実行されるショット領域間の移動動作と同様に走査方向（スキャン方向）及びこれに直交する非走査方向にともに交差する所定の経路（図７に示されるＵ字状の移動軌跡参照）に沿ってウエハステージＷＳＴを移動しながら、非走査方向（Ｘ軸方向に関するウエハステージ）の目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値群（Ｘステップに関する補正値群）を得るための繰り返し学習制御が、同期制御ユニット８０及びウエハステージ制御ユニット７８によって行われる。
この場合に得られるＸステップに関する補正値群は、ウエハステージＷＳＴを非走査方向にのみ移動する繰り返し学習制御により得られた補正値群とは異なり、ウエハステージＷＳＴの走査方向への移動が非走査方向への移動に対して与える影響が結果的に考慮された、ウエハステージＷＳＴの実際のショット領域間の移動動作（ステッピング）により近いＸステップに関する補正値群となる。
そして、実際の露光動作の際には、同期制御ユニット８０により、上記のＸステップに関する補正値群を考慮してウエハステージＷＳＴの非走査方向の位置を補正しながら実際のショット領域間移動動作が行われるとともに、該ショット領域間移動動作の前後で前述の走査露光のためのレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの走査方向の同期移動が行われ、レチクルパターンがウエハＷ上の各ショット領域に転写される。この場合、ウエハステージＷＳＴのショット領域間移動動作が終了し、次のショット領域に対する走査露光が開始される時点では、ショット領域間移動動作に伴うウエハステージＷＳＴの非走査方向（Ｘ軸方向）の位置ずれがほぼ確実に補正され、この状態で走査露光が行われることとなる。従って、物体ステージの区画領域間の移動動作に起因する非走査方向に関する両ステージＲＳＴ，ＷＳＴ間の位置ずれが殆ど存在しない状態で行われる走査露光により、パターンをウエハＷ上の各ショット領域に精度（例えば重ね合わせ精度）良く転写することが可能となる。
また、本実施形態では、Ｘステップに関する補正値群の取得のため、所定の経路に沿ってウエハステージＷＳＴを移動する際に、同期制御ユニット８０により、走査方向に関するウエハステージＷＳＴの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させるスキャンに関する補正値群を考慮してウエハステージＷＳＴの走査方向に関する位置が補正されている。これにより、Ｘステップに関する補正値群は、ウエハステージＷＳＴの走査方向への移動が非走査方向への移動に対して与える影響が結果的に考慮されるのみならず、走査方向に関する位置誤差がＸステップに与える影響を除去したものとなる。
この場合において、スキャンに関する補正値群は、予め実験（シミュレーションを含む）などで求めることもできるが、本実施形態では、前述の手順Ａ．で説明したように、手順Ｂ．に先立って、露光の際の同期移動時と同様にしてウエハステージＷＳＴを走査方向に移動しながらスキャンに関する補正値群を繰り返し学習制御により得ることとしている。このため、露光装置１０固有のウエハステージのＷＳＴのショット領域間ステッピングの際の走査方向に関する位置誤差がＸステップに与える影響を確実に除去することが可能となる。
また、本実施形態の露光装置１０によると、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとを制御するステージ制御系９０（より正確には、ステージ制御系９０を構成する同期制御ユニット８０）が、ウエハステージＷＳＴの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された、動作条件（例えば前述の第１モード〜第３モード、あるいはスキャン、Ｙステップ及びＸステップの正方向、負方向などの別）に対応する補正値群に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を補正する。
前述の如く、露光装置１０では、ウエハステージＷＳＴの動作条件として複数の動作条件が設定されるが、その複数の動作条件毎に、ウエハステージＷＳＴの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群を繰り返し学習制御により予め求めている。
そして、実際の露光工程では、ステージ制御系９０を構成する同期制御ユニット８０が、そのときの動作条件（主制御装置５０によって指定（設定）される）に対応する補正値群を複数の補正値群の中から選択し、その補正値群に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を補正しつつ、ウエハステージＷＳＴを動作条件に応じて制御している。
従って、動作条件のいかんにかかわらず、ウエハステージＷＳＴの位置を補正しつつ、動作条件に応じてウエハステージＷＳＴを制御することが可能となる。
また、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを制御するステージ制御系９０が、１つのショット領域の露光と次のショット領域の露光との間で走査方向に関して両ステージＲＳＴ、ＷＳＴが一旦停止する両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの移動シーケンスを実行する際、例えば前述した第２モードの移動動作あるいは第３モードの移動動作などを実行する際に、１つのショット領域の露光終了から一定時間の経過後に両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速を開始する。例えば、前述の第２モードの移動動作の場合は、ステージ制御系９０を構成する同期制御ユニット８０がショット領域Ａの露光終了時点ｔ11から一定時間（Ｔ4＋Ｔy5＋Ｔ6＋ΔＴ１）の経過を管理し、その一定時間の経過後に両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速を開始するようになっている。また、例えば、前述の第３モードの移動動作の場合は、ステージ制御系９０を構成する同期制御ユニット８０がショット領域Ｃの露光終了時点ｔ21から一定時間（Ｔx5＋Ｔx1＋Ｔy5＋ΔＴ２）の経過を管理し、その一定時間の経過後に両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの加速を開始するようになっている。
このため、両ステージの停止時間が一定になり（通常、減速時間（Ｔy5）は一定なため）ショット領域の露光終了後の両ステージの減速時に生じる振動が停止中に減衰するが、その振動の減衰に関する再現性を高くすることができる。この結果、加速開始時点においては、常に同じような振動（許容レベル内の振動）が残っているようにすることができ、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとの繰り返し学習制御を採用する場合に、その繰り返し学習制御の効果を向上させることができる。繰り返し学習制御は、再現性のある振動などの現象に対して有効だからである。
なお、上記実施形態では、前述した第１モードの移動動作に関する補正値群の取得に際し、露光に先立って、同期制御ユニット８０が、スイッチＳＷ１を「ＯＮ」にしてＩＬＣコントローラ５８をウエハステージ制御系９２に接続状態とし、かつスイッチＳＷ２を「ＯＦＦ」にして、レチクルステージＲＳＴを所定位置に静止させつつ、ウエハステージ制御ユニット７８によるウエハステージＷＳＴの第１モードの移動動作及びこれに伴う繰り返し学習制御が行われる。そして、ウエハステージＷＳＴの第１モードの移動動作に関する補正値群が同期制御ユニット８０の内部メモリの対応するバッファメモリに記憶される（前述の手順Ａ．及びＢ．参照）。その後、手順Ｃ．として、同期制御ユニット８０がスイッチＳＷ１を「ＯＦＦ」、かつスイッチＳＷ２を「ＯＮ」にしてＩＬＣコントローラ５８をウエハステージ制御系９２に非接続状態とし、かつＩＬＣコントローラ６８をレチクルステージ制御系９４に対して接続状態とし、ステージ制御系９０により、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動、すなわちレチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従制御が行われる。この際に、同期制御ユニット８０により、ウエハステージ制御系９２に対してはＩＬＣコントローラ５８で事前に取得された対応する補正値群を構成する各データが位置偏差の補正値として逐次入力され、ウエハステージ制御系９２によりこの補正値群を用いてウエハステージＷＳＴの位置偏差を零に漸近させるようなウエハステージＷＳＴの位置補正が行われる。また、レチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従制御の際に、ウエハステージＷＳＴの位置補正と並行して、同期制御ユニット８０によりＩＬＣコントローラ６８で繰り返し学習制御により取得される補正値群が記憶される。
すなわち、上記実施形態では、このような段階を経て、ウエハステージＷＳＴ、レチクルステージＲＳＴの位置偏差を補正するための補正値群を取得する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。
例えば、露光に先立って、同期制御ユニット８０が、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を同時に「ＯＮ」にして、ＩＬＣコントローラ５８をウエハステージ制御系９２に接続状態とし、かつＩＬＣコントローラ６８をレチクルステージ制御系９４に対して接続状態とする。そして、この状態で、ステージ制御系９０により、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動、すなわちレチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従制御を行うこととしても良い。かかる場合には、このレチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従制御中に、同期制御ユニット８０により、ＩＬＣコントローラ５８で繰り返し学習制御により取得されるウエハステージＷＳＴの位置偏差を補正する補正値群、及びＩＬＣコントローラ６８で繰り返し学習制御により取得されるレチクルステージＲＳＴの位置偏差を補正するための補正値群が、内部メモリの対応するバッファメモリにそれぞれ記憶される。すなわち、ウエハステージＷＳＴの位置偏差を補正する補正値群、及びレチクルステージＲＳＴの位置偏差を補正する補正値群を、一度に取得するようにしても良い。
かかる場合も、露光の際に、その得られた各補正値群を上記実施形態と同様に用いることで、上記実施形態と同様に、ウエハステージＷＳＴの位置偏差、及びレチクルステージＲＳＴの位置偏差（ウエハステージＷＳＴに対する追従誤差（両ステージの同期誤差））が、零に漸近するような両ステージの位置補正が可能となる。
また、上記実施形態では、第１モード〜第３モードの移動動作（ウエハステージＷＳＴの複数の動作シーケンス）に個別に対応する補正値群を予め前述した繰り返し学習制御により取得しておき、露光の際には、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴを制御するステージ制御系９０が、ウエハステージＷＳＴの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を補正する場合について説明した。しかしながら、補正値群が用意される動作条件の分類方法は、これに限らず、前記複数の補正値群は、同一行の複数のショット領域を連続して露光する際のウエハステージの動作パターンと、異なる行の複数のショット領域を連続して露光する際のウエハステージの動作パターンとに、個別に対応する補正値群を含むこととしても良い。また、動作条件に対応する補正値群に基づいてウエハステージの位置を補正することを主目的とするのであれば、補正値群は、繰り返し学習制御ではなく、シミュレーションなどで予め動作条件毎に求めておいても良い。
また、上記実施形態では、ウエハへの露光を行う前にステージを移動させて繰り返し学習制御を行う場合について説明したが、露光を行いながら前述の学習制御を行って補正値群を記憶するようにしても良い。繰り返し学習制御によって得られる補正値群は、例えば、露光装置固有の情報として各露光装置の出荷前に個別に取得して同期制御ユニットに記憶しておくことができるが、さらに出荷先での環境に合わせて繰り返し学習制御を行い、その際の補正値群を記憶するようにしても良い。
また、露光装置のレチクルステージあるいはウエハステージとして、粗動ステージと微動ステージとで構成されるステージ（以下、「粗微動型ステージ」という）が知られている。この場合、微動ステージは、レチクル又はウエハを保持すると共に、比較的短いストロークで移動可能であるが、その位置制御性（位置決め精度を含む）は高精度かつ高応答性となるように構成される。また、粗動ステージは、微動ステージを比較的長い距離に渡って移動させることができるように構成される。本発明は、このような粗微動型ステージを有する露光装置においても適用することができる。粗微動型ステージにおいても、粗動ステージ及び微動ステージの制御系は、共に位置指令値に基づくフィードバック制御系として構成することができるので、粗微動各ステージの制御系に繰り返し学習制御機能を持たせても良い。しかし、最終的な位置制御（位置決めを含む）の対象であるレチクルやウエハを保持する微動ステージの制御系にのみ、繰り返し学習制御機能を持たせても良い。いずれの場合においても、上記実施形態のように、レチクルがウエハに追従するような追従制御を行うことが可能である。例えば、レチクルステージを粗微動型ステージとした場合、上記実施形態で説明したレチクルステージの制御系をレチクル微動ステージの制御系として用いることができる。この場合、レチクル粗動ステージに対する目標位置（位置指令値）を、レチクル粗動ステージがレチクル微動ステージの近傍に位置するような値に設定することで、レチクル微動ステージが、ウエハステージへの追従制御ではなく、ウエハステージとは独立した位置のフィードバック制御を行なうように構成することが可能である。また、レチクルステージ、ウエハステージともに粗微動型ステージとした場合は、上記実施形態で説明したレチクルステージの制御系をレチクル微動ステージの制御系として用い、上記実施形態で説明したウエハステージの制御系をウエハ微動ステージの制御系として用いるようにすれば良い。この場合、レチクル微動ステージは、ウエハ微動ステージに対する追従制御が行われるように設定される。
なお、上記実施形態では露光用照明光として波長が１００ｎｍ以上の紫外光、具体的はＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などを用いる場合ついて説明したが、これに限らず、例えばｇ線、ｉ線などのＫｒＦエキシマレーザと同じ遠紫外域に属する遠紫外（ＤＵＶ）光などを用いることもできる。なお、ＹＡＧレーザの高調波などを用いても良い。
さらに、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。なお、単一波長発振レーザとしては例えばイッテルビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。
また、上記実施形態の露光装置において、露光用照明光としては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは勿論である。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行なわれている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置も本発明の適用範囲に含まれるものである。
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。例えば電子線露光装置として、例えばマスク上で互いに分離した２５０ｎｍ角程度の多数のサブフィールドに回路パターンを分解して形成し、マスク上で電子線を第１方向に順次シフトさせるとともに、第１方向と直交する第２方向にマスクを移動するのに同期して、分解パターンを縮小投影する電子光学系に対してウエハを相対移動し、ウエハ上で分解パターンの縮小像を繋ぎ合せて合成パターンを形成するマスク投影方式の露光装置を用いることができる。
ところで、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（スキャニング・ステッパ）に本発明が適用された場合について説明したが、例えばミラープロジェクション・アライナ、プロキシミティ方式の露光装置（例えばＸ線が照射される円弧状照明領域に対してマスクとウエハとを一体的に相対移動する走査型のＸ線露光装置）などにも本発明を適用できる。
また、投影光学系は縮小系だけでなく等倍系、又は拡大系（例えば液晶ディスプレイ製造用露光装置など）を用いても良い。さらに、投影光学系は屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであっても良い。なお、露光用照明光の波長によって光学素子（特に屈折素子）に使用可能な硝材やコーティング材の種類が制限され、かつ硝材毎にその製造可能な最大口径も異なるので、露光装置の仕様から決定される露光波長やその波長幅（スペクトル半値幅）、及び投影光学系のフィールドサイズや開口数などを考慮して、屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれかを選択することになる。
一般、露光波長が１９０ｎｍ程度以上であれば、硝材として合成石英と蛍石とを用いることができるので、反射系、及び反射屈折系は言うに及ばず、屈折系も比較的容易に採用することができる。また、波長が２００ｎｍ程度以下の真空紫外光では、その狭帯域化された波長幅によっては屈折系をも用いることができるが、特に波長が１９０ｎｍ程度以下では、硝材として蛍石以外に適当なものがなく、かつ波長の狭帯化も困難になることから、反射系、又は反射屈折系を採用するのが有利である。さらにＥＵＶ光では、複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射素子のみからなる反射系が採用される。なお、電子線露光装置では電子レンズ及び偏向器からなる電子光学系が用いられる。また、真空紫外域の露光用照明光ではその減衰を低減する気体（例えば窒素、ヘリウムなどの不活性ガス）で光路を満たすか、あるいはその光路を真空とし、ＥＵＶ光、又は電子線ではその光路を真空とする。
また、本発明の一部（少なくとも、マスクを構成要件として含まないもの）は、マスク（レチクル）を用いずにウエハ上に直接所定のパターンを露光する露光装置にも適用することが可能である。
さらに、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、角型のガラスプレート上に液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、プラズマディスプレイや有機ＥＬなどの表示装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置、さらにはマスク又はレチクルの製造に用いられる露光装置などにも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用される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。ここで、光露光装置（ＤＵＶ光やＶＵＶ光）などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、あるいは水晶などが用いられる。また、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又はマスク投影方式の電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
《デバイス製造方法》
次に上述した各実施形態の露光装置及びその露光方法をリソグラフィ工程で用いるデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図１１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１１に示されるように、まず、ステップ２０１（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２０２（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２０３（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。
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３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２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５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。
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久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。
図１２には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図１２において、ステップ２１１（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２１２（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２１３（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２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４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。
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２１５（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２１６（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２１７（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２１８（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２１９（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。
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。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法によると、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置及び露光方法が用いられるので、レチクルとウエハとの同期誤差を極力低減した状態で走査露光が行われ、これによりレチクルのパターンをウエハＷ上の各ショット領域に重ね合わせ精度良く転写することができる。また、ウエハ上の同一行のショット領域間ではウエハステージを停止させることなくショット領域間の移動動作が行われるので、高スループットでレチクルのパターンをウエハＷ上の各ショット領域に転写することが可能となる。従って、本実施形態のデバイス製造方法によると、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。
本発明の露光方法及び露光装置は、感光物体上にマスクのパターンを転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子、液晶表示素子などの電子デバイスの製造に適している。

Claims (28)

  1. マスクを保持するマスクステージと感光物体を保持する物体ステージとを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上に転写する露光方法であって、
    前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を考慮して前記マスクステージと前記物体ステージとを同期移動しながら、前記物体ステージの現在位置に応じた前記マスクステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を繰り返し学習制御により得る第１工程と；
    前記第１の補正値群及び第２の補正値群をそれぞれ用いて前記物体ステージ及び前記マスクステージの位置を補正しながら、前記マスクステージと前記物体ステージとを前記走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上に転写する第２工程と；を含む露光方法。
  2. 請求項１に記載の露光方法において、
    前記第１工程に先立って、前記物体ステージを前記第１工程と同様に移動しながら前記第１の補正値群を繰り返し学習制御により得る第３工程を、更に含む露光方法。
  3. 請求項１に記載の露光方法において、
    前記第１工程では、前記同期移動中に前記第１の補正値群を得るための繰り返し学習制御が並行して実行されることを特徴とする露光方法。
  4. 感光物体を保持する物体ステージを所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ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、
    実際の露光動作に先立って、１つの区画領域に対する露光と次の区画領域に対する露光との間で実行される区画領域間の移動動作時と同様に前記走査方向及びこれに直交する非走査方向にともに交差する所定の経路に沿って前記物体ステージを移動しながら、前記非走査方向に関する前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を繰り返し学習制御により得る第１工程と；
    前記第１の補正値群を考慮して前記物体ステージの前記非走査方向の位置を補正しながら前記区画領域間の移動動作を行うとともに、該区画領域間の移動動作の前後で前記物体ステージを前記走査方向に移動して前記露光を行い、前記パターンを前記感光物体上の各区画領域に形成する第２工程と；を含む露光方法。
  5. 請求項４に記載の露光方法において、
    前記第１工程では、所定の経路に沿って前記物体ステージを移動する際に、前記走査方向に関する前記物体ステージの目標位置とその現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を考慮して前記物体ステージの前記走査方向に関する位置を補正することを特徴とする露光方法。
  6. 請求項５に記載の露光方法において、
    前記第１工程に先立って、露光の際の前記走査方向への移動時と同様にして前記物体ステージを前記走査方向に移動しながら前記第２の補正値群を繰り返し学習制御により得る第３工程を、更に含む露光方法。
  7. 感光物体を保持する物体ステージを所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ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、
    前記物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、前記物体ステージの位置を補正しつつ、前記物体ステージを前記動作条件に応じて制御する露光工程を含む露光方法。
  8. 請求項７に記載の露光方法において、
    前記複数の補正値群は、同一行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンと、異なる行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンとに、個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光方法。
  9. 請求項７に記載の露光方法において、
    前記複数の補正値群は、前記物体ステージの複数の動作シーケンスに個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光方法。
  10. 請求項７に記載の露光方法において、
    前記複数の補正値群は、前記物体ステージの前記走査方向に関する走査動作及びステップ動作、並びに前記走査方向に直交する非走査方向に関するステップ動作のそれぞれに個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光方法。
  11. 請求項７に記載の露光方法において、
    前記各補正値群は、動作条件毎に予め行われた繰り返し学習制御によってそれぞれ取得されていることを特徴とする露光方法。
  12. 請求項７に記載の露光方法において、前記所定のパターンはマスクに形成されたものであり、露光の際は、前記マスクを保持するマスクステージと前記物体ステージとが所定の走査方向に同期移動することで前記所定のパターンが前記感光物体上の複数の区画領域にそれぞれ転写され、更に前記露光工程では、前記マスクステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値群に基づいて、前記マスクステージの位置が補正されることを特徴とする露光方法。
  13. 請求項１２に記載の露光方法において、
    前記マスクステージの位置を補正するための前記補正値群は、予め行われた繰り返し学習制御によって取得されていることを特徴とする露光方法。
  14. 請求項１３に記載の露光方法において、
    前記露光工程では、前記動作条件として１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスが設定され、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することを特徴とする露光方法。
  15. マスクと感光物体とを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
    前記マスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージと；
    前記感光物体を載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能な物体ステージと；
    前記物体ステージをその目標位置と現在位置との差である位置偏差に応じて制御する第１制御系と、前記位置偏差を零に漸近させる第１の補正値群を繰り返し学習により取得する第１の学習コントローラとを含む物体ステージ制御系と；
    前記マスクステージをその目標位置と現在位置との差である位置偏差に応じて制御する第２制御系と、前記位置偏差を零に漸近させる第２の補正値群を繰り返し学習により取得する第２の学習コントローラとを含み、前記同期移動時には、前記物体ステージの現在位置に応じた指令値が前記目標位置として与えられるマスクステージ制御系と；
    設定条件に応じて、前記第１及び第２の学習コントローラを対応する制御系に対して接続状態又は非接続状態に設定し、対応する制御系に対して接続状態に設定された特定の学習コントローラで取得される補正値群を逐次記憶するとともに、対応する学習コントローラが非接続状態とされた制御系に対しては前記対応する学習コントローラで事前に取得された対応する補正値群を前記位置偏差の補正値として逐次入力する制御装置と；を備える露光装置。
  16. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記設定条件として、前記第１の学習コントローラを前記物体ステージ制御系に接続させる第１条件と、前記第２の学習コントローラを前記マスクステージ制御系に接続させる第２条件とが、設定可能であることを特徴とする露光装置。
  17. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記設定条件として、前記第１、第２の学習コントローラを前記物体ステージ制御系、マスクステージ制御系にそれぞれ接続させる第１条件と、前記第１、第２の学習コントローラを前記物体ステージ制御系、マスクステージ制御系に対して非接続状態とする第２条件とが、設定可能であることを特徴とする露光装置。
  18. 感光物体を所定の走査方向に移動し、前記感光物体上の複数の区画領域をそれぞれ露光して各区画領域に所定のパターンを形成する露光装置であって、
    前記感光物体を載置可能であるとともに、前記走査方向及びこれに直交する非走査方向を含む２次元方向に移動可能な物体ステージと；
    前記物体ステージを制御するとともに、前記物体ステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる複数の補正値群の中から選択された動作条件に対応する補正値群に基づいて、前記物体ステージの位置を補正するステージ制御系と；を備える露光装置。
  19. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記複数の補正値群は、同一行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンと、異なる行の複数の区画領域を連続して露光する際の前記物体ステージの動作パターンとに、個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光装置。
  20. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記補正値群は、前記物体ステージの複数の動作シーケンスに個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光装置。
  21. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記各補正値群は、前記物体ステージの前記走査方向に関する走査動作及びステップ動作、並びに前記非走査方向に関するステップ動作のそれぞれに個別に対応する補正値群を含むことを特徴とする露光装置。
  22. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記各補正値群は、動作条件毎に予め行われた繰り返し学習制御によってそれぞれ取得されていることを特徴とする露光装置。
  23. 請求項２２に記載の露光装置において、
    前記所定のパターンが形成されたマスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージを更に備え、
    前記ステージ制御系は、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記物体ステージと前記マスクステージとが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することを特徴とする露光装置。
  24. 請求項２３に記載の露光装置において、
    前記ステージ制御系は、前記マスクステージの目標位置と現在位置との差である位置偏差を零に漸近させる補正値群に基づいて、前記物体ステージとの同期移動時における前記マスクステージの位置を更に補正することを特徴とする露光装置。
  25. 請求項２４に記載の露光装置において、
    前記マスクステージの位置を補正するための前記補正値群は、予め行われた繰り返し学習制御によって取得されていることを特徴とする露光装置。
  26. 請求項２５に記載の露光装置において、
    前記ステージ制御系は、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始することを特徴とする露光装置。
  27. マスクと感光物体とを所定の走査方向に同期移動し、前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域にそれぞれ転写する露光装置であって、
    前記マスクを載置可能であるとともに、少なくとも前記走査方向に移動可能なマスクステージと；
    前記感光物体を載置可能であるとともに、前記走査方向及びこれに直交する非走査方向の２次元方向に移動可能な物体ステージと；
    前記両ステージを制御するとともに、１つの区画領域の露光と次の区画領域の露光との間で前記走査方向に関して前記両ステージが一旦停止する前記両ステージの移動シーケンスを実行する際に、前記１つの区画領域の露光終了から一定時間の経過後に前記両ステージの加速を開始するステージ制御系と；を備える露光装置。
  28. 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１〜１４のいずれか一項に記載の露光方法により、感光物体上にパターンを転写することを特徴とするデバイス製造方法。
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