JP2002033271A - 投影露光方法、それを用いたデバイス製造方法、及び投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影光学系の投影倍率調整に伴って光軸のず
れが発生しても、重ね合わせ精度の悪化を防止する。 【解決手段】 基板ステージ上に載置された基板上に形
成されているマークの計測結果に基づいて投影光学系の
投影倍率を調整した後に、投影光学系を介して基板を所
定パターンで露光する。投影倍率の調整後であって且つ
基板の露光前に、投影光学系の結像位置に関する情報を
計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板ステージ上に
載置された基板上に投影光学系を介して所定のパターン
を投影露光する投影露光方法および投影露光装置に関
し、特に、基板上の複数のショット領域に露光形成され
たマークを計測して、各ショット領域の位置情報を統計
処理により求める投影露光方法および投影露光装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスまたは液晶表示デバイス
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマ
スク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）のパ
ターン像を投影光学系を介して感光基板上の各ショット
領域に投影する投影露光装置が使用されている。近年、
この種の投影露光装置としては、感光基板を２次元的に
移動自在なステージ上に載置し、このステージにより感
光基板をステップ移動させて、レチクルのパターン像を
感光基板上の各ショット領域に順次露光する動作を繰り
返す、いわゆるステップ・アンド・リピート方式の露光
装置、例えば縮小投影型の露光装置（ステッパー）が多
用されている。

【０００３】例えば半導体デバイスなどのマイクロデバ
イスは、感光基板として、感光材が塗布されたウエハ上
に多数層の回路パターンを重ねて形成されるので、２層
目以降の回路パターンをウエハ上に投影露光する際に
は、ウエハ上の既に回路パターンが形成された各ショッ
ト領域とこれから露光するレチクルのパターン像との位
置合わせ、即ちウエハとレチクルとの位置合わせ（アラ
イメント）を精確に行う必要がある。

【０００４】例えば、回路パターンが露光されるショッ
ト領域をマトリックス状に配置した一枚のウエハに対し
て、重ね合わせ露光を行う際にウエハをアライメントす
る方式としては、例えば特開昭６１−４４４２９号公報
に開示されている、いわゆるエンハンスド・グローバル
・アライメント（ＥＧＡ）が主流となっている。

【０００５】ＥＧＡ方式とは、ウエハ上に形成された複
数のショット領域のうち、少なくとも三つの領域（以下
ＥＧＡショットと称する）を指定し、各ショット領域に
付随したアライメントマーク（マーク）の座標位置を、
例えばオフアクシスアライメント系にて計測する。その
後、計測値と設計値とに基づいてウエハ上のショット領
域の配列特性（位置情報）に関する誤差パラメータ（オ
フセット、スケール、回転、直交度）を最小二乗法等に
より統計演算処理して決定する。そして、この決定され
たパラメータの値に基づいて、ウエハ上の全てのショッ
ト領域に対してその設計上の座標値を補正し、この補正
された座標値に従ってウエハステージを、投影光学系と
オフアクシスアライメント系との間の距離であるベース
ライン量を用いてステッピングさせてウエハを位置決め
する方式である。この結果、レチクルパターンの投影像
とウエハ上の複数のショット領域のそれぞれとが、ショ
ット領域内に設定された加工点（座標値が計測、又は算
出される基準点であり、例えばショット領域の中心）に
おいて正確に重ね合わされて露光されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の投影露光方法および投影露光装置には、
以下のような問題が存在する。ＥＧＡ計測により、上記
の誤差パラメータのうち、ウエハスケーリング（ウエハ
全体のスケーリング）やショットスケーリング（ショッ
ト領域毎のスケーリング）が算出された場合には、図９
のフローチャートに示すように、投影光学系における光
学レンズを駆動させて投影倍率を調整する（以下、レン
ズ倍率駆動と称する）ことにより、ウエハ上のショット
サイズと、露光時のショットサイズとが一致するように
制御していた。ところが、この場合、レンズ倍率駆動を
実行することにより、投影光学系内のレンズ間において
機械的なずれが生じ、投影光学系の光軸が微少ながらシ
フトしてしまうことが判明している。

【０００７】従来、この光軸のずれを考慮せず、ずれが
発生する前に実施したＥＧＡの結果に基づいてウエハを
位置決めしていたため、パターン像がシフトした状態で
露光され、ウエハ上の既に回路パターンが形成された各
ショット領域とこれから露光するレチクルのパターン像
との相対位置がずれる、いわゆる重ね合わせ精度の悪化
という不都合が発生していた。

【０００８】この不都合を回避するために、所定の条件
下で予め評価露光を実施しておき、上記ＥＧＡ計測で得
られた誤差パラメータをこの評価結果を用いて補正する
という方法も採られていたが、レンズ倍率駆動にヒステ
リシスが存在したり、大気圧等、評価時の条件が実露光
時と異なる等の理由で、実際に生じる光軸のずれが評価
結果と必ずしも一致せず、重ね合わせ精度の悪化が解消
しきれないという問題があった。

【０００９】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、投影光学系の投影倍率調整に伴って光軸の
ずれが発生しても、重ね合わせ精度の悪化を防止できる
投影露光方法および投影露光装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図７に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明の投影露光
方法は、基板ステージ（１０）上に載置された基板
（Ｗ）上に形成されているマーク（ＹＥＭ、ＸＥＭ）の
計測結果に基づいて投影光学系（９）の結像特性を調整
した後に、投影光学系（９）を介して基板（Ｗ）を所定
パターンで露光する投影露光方法であって、結像特性の
調整後であって且つ基板（Ｗ）の露光前に、投影光学系
（９）の結像位置に関する情報を求めることを特徴とす
るものである。

【００１１】また、本発明の投影露光装置は、マスク
（Ｒ）上に形成された所定パターンを、投影光学系
（９）を介して、基板ステージ（１０）上に載置された
基板（Ｗ）上に投影露光する投影露光装置（１）であっ
て、基板（Ｗ）上に形成された複数のマーク（ＹＥＭ、
ＸＥＭ）の位置情報を計測する計測手段（１６、１７）
と、計測手段（１６、１７）による計測結果に基づい
て、投影光学系（９）の結像特性を調整する調整手段
（２２）と、調整手段（２２）による結像特性の調整に
起因する投影光学系（９）の結像位置の変化に関する情
報を求める検出手段（１９）と、を有することを特徴と
するものである。

【００１２】従って、本発明の投影露光方法および投影
露光装置では、マーク（ＹＥＭ、ＸＥＭ）の計測結果で
あるＥＧＡ計測で算出された誤差パラメータに基づい
て、投影光学系（９）の結像特性を調整することで光軸
にずれが発生しても、結像特性の調整後に、投影光学系
（９）の結像位置の変動に関する情報を用いて、上記誤
差パラメータを再補正することができる。そのため、誤
差パラメータには、結像特性の調整に伴う光軸のずれ分
が含まれることになり、所定の位置決め精度を維持した
状態で基板（Ｗ）に所定パターンを露光することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の投影露光方法およ
び投影露光装置の第１の実施の形態を、図１ないし図４
を参照して説明する。ここでは、例えば、半導体デバイ
ス製造用のウエハ上の複数のショット領域にそれぞれレ
チクル上の回路パターンを露光する際に、ウエハ上の各
ショット領域の位置情報を算出する場合の例を用いて説
明する。

【００１４】図１は、露光装置（投影露光装置）１の概
略構成図である。超高圧水銀ランプやエキシマレーザ等
の光源２から射出された照明光は、反射鏡３で反射され
て露光に必要な波長の光のみを透過させる波長選択フィ
ルタ４に入射する。波長選択フィルタ４を透過した照明
光は、オプティカルインテグレータ（フライアイレン
ズ、又はロッド）５によって均一な強度分布の光束に調
整されて、レチクルブラインド（視野絞り）６に到達す
る。レチクルブラインド６は、駆動系６ａによって開口
Ｓを規定する複数のブレードがそれぞれ駆動し、開口Ｓ
の大きさを変化させることで、照明光によるレチクル
（マスク）Ｒ上の照明領域を設定するものである。

【００１５】レチクルブラインド６の開口Ｓを通過した
照明光は、反射鏡７で反射されてレンズ系８に入射す
る。このレンズ系８によってレチクルブラインド６の開
口Ｓの像がレチクルステージ２０上に保持されたレチク
ルＲ上に結像され、レチクルＲの所望領域が照明され
る。なお、図１では、これら波長選択フィルタ４、オプ
ティカルインテグレータ５、レチクルブラインド６、レ
ンズ系８により照明光学系が構成される。また、レチク
ルステージ２０は、投影光学系９の光軸と垂直な面内で
２次元移動可能であるとともに、レチクルステージ２０
（ひいてはレチクルＲ）の位置及び回転量が不図示のレ
ーザ干渉計によって検出される。このレーザ干渉計の計
測値は、後述するステージ制御系１４、主制御系（算出
手段、補正手段）１５、及びアライメント制御系（検出
手段）１９にそれぞれ出力される。

【００１６】レチクルＲの照明領域に存在する回路パタ
ーン（所定パターン）ＰＴ及び／又はアライメントマー
ク（マスクマーク）ＲＭの像は、レジストが塗布された
ウエハ（基板）Ｗ上に投影光学系９によって結像され
る。これにより、ウエハステージ（基板ステージ）１０
上に載置されるウエハＷ上の特定領域（ショット領域）
にレチクルＲのパターンＰＴの像及び／又はアライメン
トマークＲＭの像が露光される。

【００１７】投影光学系９は、鏡筒内に光軸方向に沿っ
て所定間隔をあけて配置され、群構成とされた複数のレ
ンズエレメントによって、例えば１／４縮小倍率でパタ
ーンＰＴの像及び／又はアライメントマークＲＭの像を
ウエハＷ上に投影するものである。そして、このレンズ
エレメントが、周方向に複数配置された伸縮可能な駆動
素子の駆動によって光軸方向に移動することで、投影光
学系９の種々の結像特性が調整可能である。例えば、レ
ンズエレメントを光軸方向に移動させた場合には、光軸
を中心として倍率を変化させることができる。また、光
軸に垂直に交わる軸を中心にレンズエレメントを傾斜さ
せた場合には、ディストーションを変化させることがで
きる。また、レンズエレメントを動かすのではなく、レ
ンズエレメント間に設けられた密閉された空間の気圧を
制御することによっても、投影光学系の結像特性を調整
することができる。また投影光学系９の結像特性の調整
（制御）手法の別の手法として、光源２から射出される
照明光の波長（中心波長）を変更制御する手法（いわゆ
る波長シフト）を採用しても良い。この波長シフトによ
り、例えば投影倍率を変化させることができる。また上
述した種々の結像特性調整手法を組み合わせることによ
り、種々の結像特性を調整するようにしても良いし、１
つの特定の結像特性（例えば投影倍率）を上述した複数
の調整手法を組み合わせて調整するようにしても良い
（例えば投影倍率が波長シフト手法のみでは調整しきれ
ない場合には、その調整しきれない調整量をレンズエレ
メントの光軸方向の移動を行うように調整するようにし
ても良い）。これらの投影光学系９の結像特性は、上記
主制御系１５により統括的に制御される結像特性調整系
（調整手段）２２によって制御される。

【００１８】ウエハステージ１０は、ウエハＷを真空吸
着するウエハホルダ（不図示）を有するとともに、リニ
アモータ等の駆動装置１１によって、投影光学系９の光
軸と垂直で互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動され
る。これにより、投影光学系９に対してその像面側でウ
エハＷが２次元移動され、例えばステップ・アンド・リ
ピート方式（又はステップ・アンド・スキャン方式）
で、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパター
ン像が転写されることになる。

【００１９】また、ステージ移動座標系（直交座標系）
ＸＹ上でのウエハステージ１０（ひいてはウエハＷ）の
Ｘ、Ｙ方向の位置、及び回転量（ヨーイング量、ピッチ
ング量、ローリング量）は、ウエハステージ１０の端部
に設けられた移動鏡（反射鏡）１２にレーザ光を照射す
るレーザ干渉計１３によって検出される。レーザ干渉計
１３の計測値（位置情報）は、ステージ制御系１４、主
制御系１５、及びアライメント制御系１９にそれぞれ出
力される。

【００２０】ステージ制御系１４は、主制御系１５及び
レーザ干渉計１３等からの位置情報に基づいて、駆動装
置１１等を介してレチクルステージ２０及びウエハステ
ージ１０の移動をそれぞれ制御する。主制御系１５は、
駆動系６ａを介してレチクルブラインド６の開口Ｓの大
きさや形状を制御するとともに、アライメント制御系１
９から出力されるウエハＷ上のアライメントマークの位
置情報に基づいてＥＧＡ計算を行う他、ＥＧＡ計算によ
り算出された誤差パラメータに基づいて、投影光学系９
の投影倍率を算出する。主制御系１５には、ショット領
域の配列位置や露光順序等の露光データ（レシピ）を記
憶する記憶装置２１が付設されており、主制御系１５は
この露光データに基づいて、装置全体を統括制御する。

【００２１】この投影露光装置１には、レチクルＲとウ
エハＷとの位置合わせを行うために、ＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式（第１計測方式）のアライメントセ
ンサ（計測手段）１６が備えられている。

【００２２】レチクル・アライメントセンサ１６は、例
えば露光用照明光を用いてレチクルＲに形成されたアラ
イメントマークＲＭと投影光学系９とを介して基準マー
ク部材１８上の基準マーク、またはウエハ上に形成され
た後述するアライメントマーク（基板上のマーク）ＷＭ
（図３参照）を検出する。露光光アライメント方式で
は、撮像素子（ＣＣＤ）を用いてレチクルＲのアライメ
ントマークと基準マークとをモニタに表示することで、
その位置関係を直接的に観察できる。基準マーク部材１
８は、ウエハステージ１０上に固定され、ウエハＷの表
面と同じ高さに基準マークが形成されている。

【００２３】そして、レチクル・アライメントセンサ１
６は、レチクルＲのアライメントマークＲＭと、基準マ
ークまたはアライメントマークＷＭとを同時に撮像した
撮像信号をアライメント制御系１９に出力する。アライ
メント制御系１９は、その撮像信号に基づいて両マーク
の位置ずれ量を検出するとともに、レチクルステージ２
０及びウエハステージ１０の位置をそれぞれ検出するレ
ーザ干渉計１３などの測定値も入力し、両マークの位置
ずれ量が所定値、例えば零となるときのレチクルステー
ジ２０及びウエハステージ１０の各位置を求める。これ
により、ウエハステージ移動座標系ＸＹ上でのレチクル
Ｒの位置が検出される、換言すればレチクルステージ移
動座標系とウエハステージ移動座標系ＸＹとの対応付け
（即ち、相対位置関係の検出）が行われ、アライメント
制御系１９はその結果（位置情報）を主制御系１５に出
力する。なお、アライメントセンサ１６には、アライメ
ント用照明光として単一波長のレーザビーム（Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザなど）、多波長光、広帯域光、及び露光光など
のいずれを用いてもよいし（但し、露光光以外をアライ
メント照明光として用いる場合には、投影レンズで発生
する色収差を補正する公知の補正光学素子を、レチクル
と投影光学系との間、または投影光学系の瞳面近傍に配
置する必要がある）、受光素子として撮像素子やＳＰＤ
などを用いてもよい。

【００２４】アライメント制御系１９は、レチクル・ア
ライメントセンサ１６からの撮像信号に基づいて両マー
クの位置ずれ量を検出するとともに、レーザ干渉計１３
の測定値も入力してその位置ずれ量が所定値、例えば零
となるときのウエハステージ１０の位置をウエハステー
ジ移動座標系ＸＹ上でのアライメントマークの座標値と
して求め、その位置情報を主制御系１５に出力する。主
制御系１５は、アライメント制御系１９に対してその信
号処理条件などに関する指令を与えるとともに、アライ
メント制御系１９から出力されるアライメントマークの
位置情報（座標値）に基づいてＥＧＡ計算を行う、即ち
ウエハＷ上の各ショット領域（基準点、例えばショット
センタ）の位置情報（座標値）を算出する。さらに主制
御系１５は、アライメント制御系１９が算出した座標値
を補正し、この補正した座標値をステージ制御系１４に
出力する。ステージ制御系１４は、主制御系１５からの
位置情報に基づいて、駆動装置１１を介してウエハステ
ージ１０の移動を制御する。これにより、例えばステッ
プ・アンド・リピート方式（又はステップ・アンド・ス
キャン方式）で、ウエハＷ上の各ショット領域にレチク
ルＲのパターン像が転写されることになる。

【００２５】次に、本実施形態のウエハＷについて説明
する。図２に示すように、ウエハＷには、複数（図では
２８ヶ）のショット領域ＳＳ…がマトリックス状に配列
されており、各ショット領域ＳＳには前工程での露光処
理及び現像処理等によりそれぞれチップパターンが形成
されている。図３に示すように、各ショット領域ＳＳに
は、回路パターンＰＴが露光されるパターン領域ＰＡの
外側隅部に位置して、サーチアライメントに用いられる
Ｙ方向用のＹサーチマークＹＳＭとＸ方向用のＸサーチ
マークＸＳＭとが形成されるとともに、ファインアライ
メントであるＥＧＡ計測に用いられるＹ方向用のＹマー
ク（マーク）ＹＥＭとＸ方向用のＸマーク（マーク）Ｘ
ＥＭとがそれぞれ各領域毎に形成されている。そして、
これらのマークＹＳＭ、ＸＳＭ、ＹＥＭ、ＸＥＭにより
アライメントマークＷＭが構成される。なお、本実施の
形態では、各ショット領域ＳＳにサーチマークＹＳＭ、
ＸＳＭを形成するようにしたが、必ずしも全ショット領
域に形成する必要はなく、最低２つのショット領域に形
成されていればよい。

【００２６】サーチマークＹＳＭ、ＸＳＭは、複数のド
ットからなるラインパターンが複数本（図３では三
本）、Ｙ方向およびＸ方向にスペースをあけて平行に配
置された１次元マークになっている。また、各サーチマ
ークにおけるラインパターン間の距離は、回路パターン
などと区別できるように互いに異なるように非対称に設
定されている。なお、これらサーチマークＹＳＭ、ＸＳ
Ｍは、ウエハ・アライメントセンサ１７が２光束干渉方
式のアライメント系又はレーザステップアライメント方
式のアライメント系であっても適用できる。

【００２７】また、サーチマークＸＳＭ、ＹＳＭでは、
複数のドットからなるラインパターンの代わりに、例え
ば直線状のバーパターンを用いるようにしてもよい。さ
らに、サーチマークＸＳＭ、ＹＳＭを一つに合わせた２
次元方向検出用のマーク構成としてもよい。なお、図２
ではサーチマークＸＳＭ、ＹＳＭのマーク本数を３本と
したが、１本以上であれば何本でも構わない。また、サ
ーチマークＸＳＭ、ＹＳＭのマーク間隔を異ならせる代
わりに、マーク間隔を均一として、長手方向（配列方向
と直交する方向）のパターン長さを部分的に異ならせる
ようにしてもよい。

【００２８】ＹマークＹＥＭ、ＸマークＸＥＭは、それ
ぞれＸ方向、Ｙ方向に延在するラインがＹ方向、Ｘ方向
に等距離のスペースをあけて平行配置された１次元マー
クであるライン・アンド・スペースパターンから構成さ
れている。なお、サーチマークＹＳＭ、ＸＳＭは、ウエ
ハＷのプリアライメント精度がラフであっても検出可能
なように、ＹマークＹＥＭ、ＸマークＸＥＭに比較して
長さが大きく形成されている。

【００２９】続いて、回路パターンおよびアライメント
マークが形成されたウエハＷに対して、上記の構成の投
影露光装置１により２ｎｄ露光を行う動作について、図
３に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、
記憶装置２１に、ショット領域のサイズやステップピッ
チ（ショット間隔）、所定の精度で計測がなされるサー
チアライメントを行うショット領域、およびサーチアラ
イメントよりも高い精度で計測がなされるＥＧＡ計測を
行うショット領域（以下、適宜ＥＧＡショットと称す
る）の位置、サーチ用マークやアライメントマークの位
置や計測順序等が予め入力・編集されているものとす
る。なお、ここでは、ウエハＷ上の全てのショット領域
の中、ＥＧＡショットとして６個の領域が設定されてい
るものとする。なお、このＥＧＡショットは、３つ以上
であれば６個に限定されるものではない。また、このＥ
ＧＡショットは、必ずしもサーチアライメントを行うシ
ョット領域と一致している必要はない。

【００３０】まず、アライメントセンサ１６を用いてレ
チクルＲのアライメントマークＲＭおよび基準マーク部
材１８の基準マークを計測することにより、レチクルＲ
をアライメントする。

【００３１】次に、ウエハステージ１０上にロードされ
たウエハＷに対してアライメントを行う。ここで、ウエ
ハステージ１０上にロードされるウエハＷは、プリアラ
イメントされた状態で載置されるが、ファインアライメ
ントとしてのＥＧＡ計測を実行できるレベルでの位置決
めはされていない。そのため、通常、ＥＧＡ計測を実行
する前にＥＧＡ計測に支障を来さない程度にウエハＷを
粗調整する、いわゆるサーチアライメントが行われてい
る。このサーチアライメントは、予め指定されたショッ
ト領域（例えば２箇所、以下サーチショットと称する）
においてサーチアライメント用マークを計測し、この計
測結果に基づいてショット領域の座標値を補正するもの
である。

【００３２】そのため、前工程が完了したウエハＷがウ
エハステージ１０にプリアライメントされた状態でロー
ドされると、設定された計測順序に従ってサーチアライ
メントを実行する。具体的には、ステージ制御系１４が
駆動装置１１を介してウエハステージ１０を駆動するこ
とでアライメントセンサ１６の検出位置に、サーチショ
ットＳＳのＹサーチマークＹＳＭ、ＸサーチマークＸＳ
Ｍを順次移動させる。なお、ウエハＷの位置は、ウエハ
ステージ１０を介してレーザ干渉計１３により高精度に
モニターされており、ステージ制御系１４はこのモニタ
ー結果に基づきウエハＷの位置を高精度に位置決めする
ことができる。

【００３３】サーチマークを検出位置にセットすると、
ウエハＷのフォーカス調整を行った後に、アライメント
センサ１６を用いてサーチマークの位置を順次計測す
る。そして、得られた計測結果に基づいて、ウエハＷ上
に設定されているＥＧＡ計測を実行するショット領域の
ＹマークＹＥＭ、ＸマークＸＥＭの位置を補正する。

【００３４】即ち、主制御系１５は、この計測されたＸ
サーチマークＸＳＭ及びＹサーチマークＹＳＭのウエハ
ステージ移動座標系ＸＹ上での座標値、及び対応する設
計上の座標値とに基づいて、ＥＧＡショット毎にウエハ
ステージ移動座標系ＸＹ上でのＸマークＸＥＭ、及びＹ
マークＹＥＭの設計上の座標値を補正する。ステージ制
御系１４は、この補正された座標値を目標値とし、レー
ザ干渉計１３の測定値に基づいてウエハステージ１０を
移動し、ＥＧＡショット毎にＸマークＸＥＭ、及びＹマ
ークＹＥＭをそれぞれアライメントセンサ１６の検出領
域内に位置決めする。

【００３５】サーチアライメントが終了すると、ＥＧＡ
計測を実行する（ステップＳ１）。即ち、アライメント
センサ１６の検出位置に、ＥＧＡショットのＹマークＹ
ＥＭを移動させる。このとき、上記のサーチアライメン
トによりＹマークＹＥＭ、ＸマークＸＥＭの位置情報は
補正されているので、ＹマークＹＥＭを支障なくアライ
メントセンサ１６の検出可能位置に移動できる。そし
て、フォーカス調整を行った後に、アライメントセンサ
１６によりＹマークＹＥＭの位置を計測する。次に、ウ
エハＷを移動してＸマークＸＥＭの位置を計測する。こ
の後、上記と同様の手順により、ウエハＷの移動を伴っ
て、全てのＥＧＡショットのＹマークＹＥＭ、Ｘマーク
ＸＥＭの位置を設定された計測順序に従って順次計測す
る。なお、ステップＳ１における計測を、露光光を用い
て行う場合には、ウエハ上に塗布されたレジストを感光
させない程度の光量で行われる。但し、その光量がアラ
イメントマークを検出するのに必要最小限度の光量を上
回っていることはいうまでもないことである。

【００３６】ＥＧＡショットにおけるＹマークＹＥＭ、
ＸマークＹＥＭの位置計測が終了すると、得られた計測
値と設計値とに基づいて最小二乗法等の統計演算処理に
より、ウエハＷ上のショット領域の配列特性に関する位
置情報として、Ｘシフト、Ｙシフト、Ｘスケール、Ｙス
ケール、回転、直交度の６個の誤差パラメータを算出す
る。そして、これらの誤差パラメータに基づいて、ウエ
ハＷ上の全てのショット領域に対して設計上の座標位置
を補正する。また、得られたＸスケール、Ｙスケールを
平均して、ショット倍率駆動量（ショット倍率）を算出
する（ステップＳ２）。

【００３７】なお、前述の６個の誤差パラメータを算出
するのではなく、例えば特開昭６１−４４４２９号公報
に開示されているように、この６個の誤差パラメータを
含む、ショット領域の配列特性を表すモデル関数（例え
ば行列式）の係数（要素）を統計演算処理にて算出し、
ショット領域毎にこの係数が算出されたモデル関数に設
計上の座標値を代入して、ウエハステージ移動座標系Ｘ
Ｙ上での座標値を算出するようにしてもよい。前述した
６個の誤差パラメータの少なくとも１つを求める必要が
あるときは、先に算出した係数を用いてその少なくとも
１つの誤差パラメータを求めればよい。

【００３８】この後、投影光学系９の結像特性（例えば
レンズ倍率（投影倍率））を調整する前に、投影光学系
９の１回目の像シフト計測を実施する（ステップＳ
３）。具体的には、まず、ウエハステージ１０を駆動し
て、アライメントセンサ１６の検出位置に、基準マーク
部材１８の基準マークを順次移動させる。そして、この
基準マークとレチクルＲのアライメントマークＲＭをア
ライメントセンサ１６で同時に計測して、両マークの位
置ずれ量を計測値１として検出し記憶する。

【００３９】続いて、上記ステップＳ２で算出されたシ
ョット倍率駆動量に基づくレンズ倍率駆動を含む投影光
学系９の結像特性を、誤差パラメータに基づいて、既述
した種々の調整手法（レンズエレメント駆動や、密閉空
間の気圧制御や、波長シフトなど）を用いながら結像特
性調整系２２により調整する（ステップＳ４）。この結
像特性調整、特にレンズ倍率駆動に伴って投影光学系９
には、像シフトが発生する。そのため、投影光学系９の
結像特性調整後に、再度アライメントセンサ１６により
基準マークとレチクルＲのアライメントマークＲＭを同
時に検出して、２回目の像シフト計測を実施する。そし
て、両マークの位置ずれ量を計測値２として検出し記憶
する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ３とステップ
Ｓ５の計測を露光光を用いて行う場合の露光光の光量
は、基準マークが計測位置に配置されている限り（レジ
ストが塗布されたウエハ上のマークを検知しない限り）
特に制限はない。

【００４０】ステップＳ６では、ステップＳ５で得られ
た計測値２と、ステップＳ３で得られた計測値１との差
（計測値２−計測値１）から、レンズ倍率駆動を含む結
像特性調整に起因して生じた像シフト量を算出する。そ
して、上記ＥＧＡ計測で求められた誤差パラメータのう
ち、ＸシフトおよびＹシフトをこの算出された像シフト
量を用いて補正する（ステップＳ７）。

【００４１】この後、補正（シフト量については再補
正）された座標位置を用いてウエハステージ１０を順次
ステップ移動させて、ステップ・アンド・リピート方式
でレチクルＲ上の回路パターンＰＴをウエハＷ上の各シ
ョット領域ＳＳに順次露光する（ステップＳ８）。

【００４２】本実施の形態の投影露光方法および投影露
光装置では、露光処理前に投影光学系９に対するレンズ
倍率駆動で生じた像シフト量を計測して、ＥＧＡ計測に
より得られた誤差パラメータに還元しているので、像シ
フトに起因するウエハＷの位置決め誤差を排除すること
ができる。そのため、本実施の形態では、予め回路パタ
ーンが形成されたショット領域に所定の精度でパターン
を露光することが可能になり、重ね合わせ精度が悪化す
ることを未然に防ぐことができる。しかも、本実施の形
態では、実際の露光処理工程内で像シフト量を計測して
いるので、別途評価露光を行ったときのように、評価結
果が実露光と異なるようなことはなく、像シフト量を正
確、且つ迅速に得ることができる。

【００４３】しかも、本実施の形態では、像シフトが生
じる投影光学系９を介して基準マークとアライメントマ
ークＲＭとの位置ずれ量を計測しているので、より正確
に像シフト量を検出することができるとともに、レチク
ルＲのアライメントマークＲＭを介して上記位置ずれ量
を求めることによって、レチクルＲを基準とした像シフ
ト量を検出でき、レチクルＲに対するアライメント精度
も向上させることができる。

【００４４】図５は、本発明の投影露光方法および投影
露光装置の第２の実施形態を示す図である。この図にお
いて、図１ないし図４に示す第１の実施の形態の構成要
素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を
省略する。第２の実施の形態と上記の第１の実施形態と
が異なる点は、投影光学系９を介さずにウエハＷ上のア
ライメントマークＷＭを計測するオフアクシス方式（第
２計測方式）のウエハ・アライメントセンサ（計測手
段）１７を配設したことである。

【００４５】オフアクシス方式のウエハ・アライメント
センサ１７のアライメント方式としては、ＦＩＡ方式、
ＬＳＡ方式、ＬＩＡ方式を適用できる。ウエハ・アライ
メントセンサ１７には、ＬＳＡ方式、ＬＩＡ方式ではＳ
ＰＤ等の光電変換素子を使用し、ＦＩＡ方式ではＣＣＤ
カメラ等の撮像素子を使用する。これらの方式のうち、
本実施形態ではＦＩＡ方式を採用している。

【００４６】即ち、ウエハ・アライメントセンサ１７は
投影光学系９とは別設される対物光学系を介して、ウエ
ハＷ上のレジストを感光させない波長域の照明光、例え
ば波長が５５０〜７５０ｎｍ程度の広帯域光（ブロード
バンド光）をウエハＷ上のアライメントマークＷＭに照
射するとともに、その対物光学系を通して撮像素子（Ｃ
ＣＤ）の受光面上に指標マークの像とともにそのアライ
メントマークの像を形成し、両マーク像の撮像信号（画
像信号）をアライメント制御系１９に出力する。また、
ウエハ・アライメントセンサ１７は、ＡＦ（オートフォ
ーカス）機能、即ち前述の対物光学系の光軸に沿った方
向に関するウエハＷの位置情報を検出する機能を備えて
おり、その位置情報に基づいてウエハステージ１０を駆
動することで、ウエハＷ上のアライメントマークを前述
の対物光学系の焦点面に配置することが可能となってい
る。

【００４７】アライメント制御系１９は、ウエハ・アラ
イメントセンサ１７からの撮像信号に基づいて両マーク
の位置ずれ量を検出するとともに、レーザ干渉計１３の
測定値も入力してその位置ずれ量が所定値、例えば零と
なるときのウエハステージ１０の位置をウエハステージ
移動座標系ＸＹ上でのアライメントマークの座標値とし
て求め、その位置情報を主制御系１５に出力する。

【００４８】主制御系１５は、アライメント制御系１９
に対してその信号処理条件などに関する指令を与えると
ともに、アライメント制御系１９から出力されるアライ
メントマークの位置情報（座標値）に基づいてＥＧＡ計
算を行い、ウエハＷ上の各ショット領域の位置情報（座
標値）を算出する。さらに、主制御系１５は、レチクル
Ｒの中心（または、投影光学系９）とウエハ・アライメ
ントセンサ１７との間の距離であるベースライン量に基
づいてその算出した座標値を補正し、この補正した座標
値をステージ制御系１４に出力する。

【００４９】上記の構成の投影露光装置で２ｎｄ露光を
実施するには、ウエハステージ１０にロードされたウエ
ハＷに対して、まず、フォーカス調整およびサーチアラ
イメントを実施した後に、ウエハ・アライメントセンサ
１７を用いてウエハＷ上のＹマークＹＥＭ、ＸマークＸ
ＥＭの位置を順次検出して図４に示したＥＧＡ計測（ス
テップＳ１）を実施する。この後、図４のフローチャー
トに沿って、レチクル・アライメントセンサ１６を用い
て像シフト量を算出し、ＥＧＡ計測で得られたオフセッ
ト量を補正した後に、ステップ・アンド・リピート方式
で回路パターンをウエハＷ上に露光する。

【００５０】本実施形態の投影露光方法および投影露光
装置では、オフアクシス方式のウエハ・アライメントセ
ンサ１７を用いる場合でも、ＴＴＲ方式のレチクル・ア
ライメントセンサ１６を用いて、投影光学系９の投影倍
率調整に伴う像シフト量を算出することで、上記第１の
実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００５１】図６は、本発明の投影露光方法および投影
露光装置の第３の実施形態を示すフローチャート図であ
る。この図において、図４に示す第１の実施の形態のフ
ローチャートと同一のステップについては同一符号を付
し、その説明を簡略化する。第３の実施形態と上記の第
１の実施形態とが異なる点は、像シフト量計測を実行す
るか否かを判別するステップを設けたことである。

【００５２】すなわち、図６に示すように、本実施の形
態では、ステップ１でレチクル・アライメント系１６に
よりＥＧＡ計測を実施し、ステップ２でレンズ倍率駆動
量を算出した後に、このレンズ倍率駆動量がトレランス
（しきい値）よりも小さいか否かを判別する（ステップ
Ｓ９）。このトレランスは、レンズ駆動量が微少であ
り、像シフト量が無視できる程度である所定値に設定さ
れる。

【００５３】そして、レンズ倍率駆動量がトレランスよ
りも小さい場合には、像シフト計測を実行することな
く、レンズ倍率駆動を含めて投影光学系９の結像特性を
結像特性調整系２２により調整し（ステップＳ４）、Ｅ
ＧＡ計測で求められた誤差パラメータに基づいてウエハ
ステージ１０をステップ移動させて、ウエハＷ上の各シ
ョット領域ＳＳに回路パターンＰＴを順次露光する（ス
テップＳ８）。

【００５４】一方、ステップＳ９でレンズ倍率駆動量が
トレランスよりも大きい場合、すなわち像シフト量が無
視できない程度にレンズ倍率駆動を実行する場合は、引
き続いて１回目の像シフト計測（ステップＳ３）、レン
ズ倍率駆動（ステップＳ４）、２回目の像シフト計測
（ステップＳ５）を順次行い、像シフト量を算出（ステ
ップＳ６）した後に、ＥＧＡ計測で得られたＸシフトお
よびＹシフトの誤差パラメータを算出された像シフト量
を用いて補正し（ステップＳ７）、露光処理を実行する
（ステップＳ８）。

【００５５】本実施の形態の投影露光方法および投影露
光装置では、レンズ駆動量が微少であり、像シフト量が
無視できる程度であれば、ウエハステージ１０の駆動を
伴う像シフト計測を実施しないため、露光処理に伴うス
ループットを向上させることができる。なお、本実施の
形態でも、ＥＧＡ計測はＴＴＲ方式のレチクル・アライ
メントセンサ１６に限られず、オフアクシス方式のアラ
イメントセンサ１７を用いることができる。

【００５６】図７は、本発明の投影露光方法および投影
露光装置の第４の実施形態を示すフローチャート図であ
る。この図において、図６に示す第３の実施形態のフロ
ーチャートと同一のステップについては同一符号を付
し、その説明を簡略化する。第４の実施形態と上記の第
３の実施形態とが異なる点は、サーチアライメント結果
に基づいてレンズ倍率駆動を実施するか否かを判別する
ステップを設けたことである。

【００５７】以下、このフローチャートを用いて、２ｎ
ｄ露光を実施する手順を説明する。まず、投影光学系９
に設定されている投影レンズ倍率をＭ0とする（ステッ
プＳ１０）。次いで、アライメントセンサ１６によりサ
ーチショットのＹサーチマークＹＳＭおよびＸサーチマ
ークＸＳＭの位置を計測してサーチアライメントを実施
する（ステップＳ１１）。なお、この計測を露光光で行
う場合には、その露光光の光量は、サーチマークを検出
するのに必要最低限な光量以上で、且つウエハ上のレジ
ストを感光させない程度の光量とする。そして、サーチ
アライメントで得られた各サーチマークの計測結果か
ら、サーチショットのショット倍率（以下、Ｍsearchと
称する）を算出する（ステップＳ１２）。

【００５８】ここで、ＭsearchとＭ0との差がトレラン
スα１よりも大きいか否かを判別し（ステップＳ１
３）、大きくない場合、すなわち、調整すべき投影倍率
の値がしきい値以下の場合は、引き続いてＥＧＡ計測を
実施する（ステップＳ１）。

【００５９】一方、ステップＳ１３において、Ｍsearch
とＭ0との差がトレランスα１よりも大きい場合には、
Ｍsearchを使ってレンズ倍率駆動を行う（ステップＳ１
４）。これにより、投影光学系９の投影倍率が、サーチ
アライメントで得られた倍率に設定される。また、この
ときのＭsearchをＭ0として設定する（ステップＳ１
５）。サーチアライメントの結果を用いてのレンズ倍率
駆動の実行（または実行せず）が終了すると、アライメ
ントセンサ１６によりＥＧＡショットのＹマークＹＥＭ
およびＸマークＸＥＭを順次計測してＥＧＡ計測を実施
し（ステップＳ１）、露光処理を行う際のショット倍率
（以下、Ｍegaと称する）を算出する（ステップＳ
２）。

【００６０】そして、ＭegaとＭ0との差がトレランスα
２よりも大きいか否かを判別し（ステップＳ１６）、大
きくない場合、すなわち、レンズ駆動量が微少であり、
像シフト量が無視できる程度である場合には、像シフト
計測を実行することなく、レンズ倍率駆動を含めて投影
光学系９の結像特性を結像特性調整系２２により調整し
（ステップＳ４）、ＥＧＡ計測で求められた誤差パラメ
ータに基づいてウエハステージ１０をステップ移動させ
て、ウエハＷ上の各ショット領域ＳＳに回路パターンＰ
Ｔを順次露光する（ステップＳ８）。

【００６１】また、ステップＳ１６において、Ｍegaと
Ｍ0との差がトレランスα２よりも大きい場合、すなわ
ち像シフト量が無視できない程度にレンズ倍率駆動を実
行する場合は、続いて１回目の像シフト計測（ステップ
Ｓ３）、レンズ倍率駆動（ステップＳ４）、２回目の像
シフト計測（ステップＳ５）を順次行い、像シフト量を
算出（ステップＳ６）した後に、ＥＧＡ計測で得られた
ＸシフトおよびＹシフトの誤差パラメータを算出された
像シフト量を用いて補正し（ステップＳ７）、露光処理
を実行する（ステップＳ８）。

【００６２】そして、ステップＳ８における露光処理が
終了してウエハＷが搬出されるとともに、新たなウエハ
がウエハステージ１０上にロードされると、上記シーケ
ンスを繰り返し実行する。

【００６３】本実施の形態の投影露光方法および投影露
光装置では、上記第３の実施形態と同様の効果が得られ
ることに加えて、サーチアライメントを実行した結果を
用いて、ショット倍率がしきい値よりも大きい場合には
投影光学系９のレンズ倍率を駆動するため、ＥＧＡ計測
を実行するときには、露光処理を実施する際の投影倍率
に概ね調整されているため、より実露光に近い状態でＥ
ＧＡ計測を実行して誤差パラメータを得ることができ、
重ね合わせ精度を向上させることができる。また、この
サーチアライメントは、像シフト計測の有無に拘わら
ず、元来ＥＧＡ計測前に必ず実施するものであり、像シ
フト計測のように別途計測工程を設けるものではないの
で、スループットの低下を招くことなく、重ね合わせ精
度の向上を実現している。

【００６４】さらに、本実施の形態では、サーチアライ
メント結果に基づく投影光学系９の倍率調整後に、ＥＧ
Ａ計測を実施しているので、例えば、サーチアライメン
ト時にサーチすべきマークとは異なるサーチマークを計
測した場合などのように、投影倍率調整にミスが発生し
てもＥＧＡ計測時に速やかに検知でき、露光不良に到る
ことを未然に防止することができる。しかも、本実施の
形態では、ＥＧＡ計測結果に基づく投影倍率の再調整の
前後でも像シフト計測を行っているので、再調整に伴い
像シフトが発生しても、確実に誤差パラメータを補正し
て、重ね合わせ精度を維持することができる。

【００６５】また、本実施の形態では、サーチアライメ
ント結果に基づくレンズ倍率駆動、およびＥＧＡ計測結
果に基づく像シフト計測を、必ず実施するのではなく、
ステップＳ１３、Ｓ１６においてそれぞれトレランスと
比較し、所定の場合のみ実施しているので、不必要なシ
ーケンスを実行することがなくなり、露光処理に伴うス
ループットを向上させることができる。特に、本実施の
形態では、多くの場合、ＥＧＡ計測によって、像シフト
計測を実施する必要がない程度の誤差パラメータを得る
ことができるため、ウエハステージ１０の駆動を伴う像
シフト計測をほとんど実施する必要がなくなり、露光処
理に伴うスループットを一層向上させることができる。

【００６６】なお、上記第４の実施形態においても、ス
テップＳ３、Ｓ５の像シフト計測にＴＴＲ方式のアライ
メントセンサ１６を用いれば、サーチアライメント、Ｅ
ＧＡ計測には、図５で示したオフアクシス方式のアライ
メントセンサ１７を用いる構成としてもよい。

【００６７】また、上記各実施の形態では、像シフト計
測を行うアライメントセンサがレチクルＲを介してウエ
ハＷ上の基準マークを計測する構成としたが、これに限
定されるものではなく、投影光学系９を介して計測する
方式、いわゆるＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式であ
れば、必ずしもレチクルＲを介して計測を行う必要はな
い。

【００６８】さらに、上記各実施の形態では、像シフト
計測時にウエハステージ１０上のマークとして、基準マ
ーク部材１８の基準マークを計測する構成としたが、基
準となるマークであればこれに限られず、例えばウエハ
Ｗ上に形成されたサーチマークＹＳＭ、ＸＳＭやＥＧＡ
計測用のマークＹＥＭ、ＸＥＭ等のアライメントマーク
ＷＭを計測しても、同様の作用・効果が得られる。この
場合、基準マークに比較して、アライメントマークＷＭ
の方がＴＴＲ方式のアライメントセンサの検出位置によ
り近い位置にあるので、ウエハステージ１０の移動距離
が短くなり、スループットをより向上させることが可能
になる。

【００６９】ところで上述の各実施形態では、投影光学
系９の結像特性の調整に伴う投影光学系の光軸のシフト
（像シフト）を、結像特性の調整前後にマーク計測する
こと（即ちマークを少なくとも２回計測すること）によ
り求めている。しかしながら、既述したレンズ駆動倍率
のヒステリシスを加味した上で、種々の環境（温度、湿
度、大気圧など）条件下において評価露光（実験）や、
或いはシミュレーションを行って、「結像特性調整量と
像シフト量との関係」を示す情報を、各条件毎（細分化
された条件毎）に予め求めておけば、その関係情報に基
づいてＥＧＡ誤差パラメータを補正することも可能であ
る。ここでは像シフト計測を行わない第５の実施形態に
ついて説明する。この第５の実施形態によれば、結像特
性調整後に像シフトを求めるためにマークを計測すると
いう手間を省けるため、装置のスループットを向上させ
ることが可能となる。

【００７０】第５の実施形態を実現するためには、例え
ば図１に示した記憶装置２１に上述した関係情報を記憶
させておいても良いが、この関係情報の情報量を記憶す
るためには大容量の記憶装置を必要とする場合には、こ
の記憶装置２１とは別に、上述の関係情報を記憶するた
めの専用の記憶装置（不図示）を露光装置に設けるよう
にしても良い。またこの専用の記憶装置を露光装置の外
部に設けておき、この外部の記憶装置（不図示）と露光
装置とが、例えば複数の露光装置を統括管理する不図示
のホストコンピュータやネットワークを介して通信する
ように構成しても良い。このように構成すれば、露光装
置側（露光装置１の主制御系１５）が必要な時のみ外部
の記憶装置と通信して上述の関係情報を得るようにする
ことができる。

【００７１】なお関係情報の形態としては、「結像特性
調整量と像シフト量と環境条件との関係」をテーブルの
形態で保持しておいても良いし、或いは環境条件毎に両
者（結像特性調整量と像シフト量）の関係式の形態で保
持しておいても良いし、その他種々の形態が考えられ
る。また第５の実施形態では、不図示の環境センサ（温
度センサや湿度センサや気圧センサなど）を投影光学系
９の周辺、及び／又は投影光学系９の内部に設置して、
それらの環境センサの検知結果を主制御系１５に送信で
きるようにしておく。

【００７２】次に第５の実施形態の動作を説明する。こ
こでは図４を用いながら、既述の第１の実施形態の動作
との変更点のみ説明する形で第５の実施形態の動作を説
明する。まず図４と同様に、ステップＳ１，ステップＳ
２の動作を行う。次にステップＳ３の動作はとばして
（実行せずに）、ステップＳ４の結像特性調整動作を行
う。このステップＳ４の動作時に、上述の環境センサの
出力値をモニタしておく。なお環境センサのモニタのタ
イミングとしては、結像特性調整中の少なくとも１回で
も良いし、結像特性調整中に複数回行っても良い。複数
回行った場合にはその平均値をセンサ出力値として使用
する。また環境センサのモニタを結像特性の調整の前後
に行うようにしても良い（この場合も前後にモニタした
出力値の平均値を使用するようにしても良いし、調整前
後の環境の変化が大きければ調整後の出力値のみを用い
るようにしても良い）。

【００７３】次にステップＳ５の動作はとばして（実行
せずに）、ステップＳ６の像シフト量の算出を行う。こ
こでは上述した記憶装置に記憶された、「結像特性調整
量と像シフト量との関係」を各条件（環境条件）毎に示
す情報（関係情報）を用いて、上記の環境センサの出力
及びステップＳ４で行った結像特性調整量に基づいて、
最適な像シフト量を求める。一例として上記の関係情報
がテーブルの形態で記憶されている場合には、環境セン
サ出力値と結像特性調整量とに基づいて最適な像シフト
量を抽出する。また一例として上記の関係情報が関係式
の形態で記憶されている場合には、その関係式に環境セ
ンサ出力値と結像特性調整量と入力して最適な像シフト
量を算出する。

【００７４】次にステップＳ７において、ステップＳ６
で求めた像シフト量に基づいて、誤差パラメータ（Ｘシ
フト、Ｙシフト）を補正する。以降の動作は、上述した
各実施例と同様に、補正された座標位置を用いてウェハ
ステージ１０を順次ステップ移動させて、ステップ・ア
ンド・リピート方式でレチクルＲ上の回路パターンＰＴ
をウェハＷ上の各ショット領域ＳＳに順次露光する。

【００７５】以上が第５の実施形態の動作である。な
お、投影光学系９の結像特性は、上述した環境条件のみ
ならず、種々の露光条件（例えば投影光学系に入射する
露光用照明光の光量変動や、露光用照明光の照明条件の
変化）によっても変化する。このため、これら種々の露
光条件をも加味した「結像特性調整量と像シフト量との
関係」を、上述した記憶装置に記憶させておくようにし
ても良い。

【００７６】例えば、露光用照明光の変動に関しては、
レチクルＲと光源２との間のいずれかの位置に照明光を
分岐させる光学部材（不図示）を配置するとともに、そ
の分岐された照明光を光電検出する光量センサ（不図
示）を構成しておく。このような光量センサ自体は公知
の技術である。そしてその光量センサの出力をモニタす
ることで、照明光の光量変動を検知し、その検知結果を
主制御系１５に送信するように構成する。そして記憶装
置には、「結像特性調整量と像シフト量と照明光量との
関係」を示す関係情報を、予め求めて記憶しておく。そ
して主制御系１５は、その光量センサの出力値、及びス
テップＳ４で行った結像特性調整量に基づいて、最適な
像シフト量を求める。この像シフト量を求める際に、上
述した環境条件も最適な像シフト量を求めるための１つ
のパラメータとして用いても良い（この場合には、上記
の関係情報を「結像特性調整量と像シフト量と環境条件
と照明光量との関係」を示す関係情報として予め求めて
おく）。

【００７７】一方、照明条件としては、照明系の瞳面上
における光量分布が照明光軸を含むいわゆる通常照明条
件や、照明系の瞳面上における光量分布が照明光軸近傍
よりもその外側で高められるいわゆる変形照明条件があ
る。更に変形照明条件の中には、照明系の瞳面上での光
量分布が輪帯状となる輪帯照明条件や、照明系の瞳面上
での光量分布が照明光軸から偏心した複数の局所領域で
高められる局所照明条件がある。これら複数の照明条件
を任意の照明条件に切り換える切換機構と、この切換機
構による照明条件の変更を検知する検知機構とを露光装
置に構成しておく。このような切換機構や検知機構自体
は公知の技術である。そしてその検知機構の出力をモニ
タすることで、設定された照明条件を検知し、その検知
結果を主制御系１５に送信するように構成する。そして
記憶装置には、「結像特性調整量と像シフト量と照明条
件との関係」を示す関係情報を、予め求めて記憶してお
く。そして主制御系１５は、その検知機構の出力、及び
ステップＳ４で行った結像特性調整量に基づいて、最適
な像シフト量を求める。この像シフト量を求める際に、
上述した環境条件や照明光量なども、最適な像シフト量
を求めるための１つのパラメータとして用いても良い
（この場合には、上記の関係情報を「結像特性調整量と
像シフト量と照明条件と環境条件と照明光量との関係」
を示す関係情報として予め求めておく）。

【００７８】なお第５の実施形態において、上述した関
係情報を、各種条件（上述した環境条件や露光条件な
ど）毎に全て記憶しておかなくとも、公知の補間方法
（補間演算）を用いることにより、結像特性調整を行っ
た時の各種条件に対して最適の像シフト量を算出するよ
うに構成しても良い。即ち、記憶装置に記憶されている
上記関係情報を用いて補間演算を実行するようにしても
良い。

【００７９】ところで、投影光学系９の結像特性（例え
ばレンズ倍率）を大きく駆動させるのは、ロットの先頭
である場合が多い。そのため、上記の各実施の形態で説
明した像シフト計測や像シフト算出（抽出）は、ロット
の先頭のみ行ってもよく、またウエハＷに対して求めら
れる露光精度が高い場合にはウエハ毎に実施してもよ
い。また上記各実施の形態では、ＥＧＡ計測結果（ステ
ップＳ１）から、ショット倍率駆動量を算出し（ステッ
プＳ２）、その算出されたショット倍率駆動量に基づき
投影光学系９の結像特性を調整している。そして各実施
形態では、その結像特性の調整に起因して生じる像シフ
ト量を求めている。

【００８０】しかしながら本発明はこれに限られるもの
では無い。例えば投影光学系９のディストーションや、
その他の種々の収差（コマ収差など）を補正するために
投影光学系９の結像特性を調整する場合がある。このよ
うな収差補正やディストーション補正のために投影光学
系の結像特性を調整した場合にも、上述したような像シ
フト量は発生する。この場合の像シフト量も、上記の各
実施の形態に記載したような計測手法（即ち結像特性の
調整前後にマーク計測し、その計測結果に基づき像シフ
ト量を求める手法）や、記憶装置に記憶された上記関係
情報に基づく算出及び抽出手法を用いて求めることがで
きる。

【００８１】また上記の各実施の形態では、求められた
像シフト量を用いて、ＥＧＡ計測で求められた誤差パラ
メータ（具体的にはオフセットパラメータ）を補正して
いるが、本発明はこれに限られるものでは無い。アライ
メントに関する種々の情報（例えばＥＧＡ演算を行って
算出される各ショット毎の算出位置や、オフアクシスア
ライメントセンサのベースライン量など）に対して、こ
の求められた像シフト量を用いて補正しても良い。

【００８２】なお、各ショット領域におけるＥＧＡ計測
用のＹマーク、Ｘマークを２組以上設けたり、Ｘ方向お
よびＹ方向の位置情報を計測するための２次元のＸＹマ
ークを２個以上設けてもよい（いわゆるショット内多点
計測）。この場合、これらのマークを計測することで各
ショット領域の位置情報も得ることができる。具体的に
は、各ＥＧＡショットで３組以上のＸマーク及びＹマー
ク（２次元マークの場合は３個以上のＸＹマーク）を検
出してその位置情報を得ることで、各ショット領域のＸ
スケール、Ｙスケール、回転、直交度の４個の誤差パラ
メータを算出することが可能になり、ショット領域の配
列特性に関する（ウエハに関する）６個の誤差パラメー
タと併せて１０個の誤差パラメータを求めることがで
き、各ショット領域の重ね合わせを一層高精度に行うこ
とができる。また、ショット領域の４個の誤差パラメー
タを全て算出しなくてもよく、その誤差パラメータの数
は１個〜３個のいずれであってもよい。例えば、各ＥＧ
Ａショットで２組のＸマーク及びＹマーク（２次元マー
クの場合は２個のＸＹマーク）を検出してその位置情報
を得ることで、ショット領域のＸスケール、Ｙスケー
ル、及び回転の３個の誤差パラメータを算出するように
してもよい。なお、Ｘスケール及びＹスケールはそれぞ
れＸ方向及びＹ方向に関するショット領域の倍率誤差で
ある。

【００８３】なお、本実施の形態の基板としては、半導
体デバイス製造用の半導体ウエハＷのみならず、ディス
プレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用の
セラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマス
クまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）
等が適用される。

【００８４】投影露光装置１としては、レチクルＲとウ
エハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光
し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アン
ド・リピート方式の投影露光装置（ステッパー）の他
に、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲ
のパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン
方式の走査型露光装置（スキャニング・ステッパー；US
P5,473,410）にも適用することができる。また、本発明
はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重
ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光
装置にも適用できる。

【００８５】露光装置１の種類としては、ウエハＷに半
導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装
置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製
造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣ
Ｄ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための
露光装置などにも広く適用できる。

【００８６】また、光源２として、超高圧水銀ランプか
ら発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．
ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（１２６
ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒
子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場
合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボ
ライト（ＬａＢ6）、タンタル（Ｔａ）を用いることが
できる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波
などを用いてもよい。

【００８７】例えば、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トリ
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、かつ非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した
高調波を露光光として用いてもよい。なお、単一波長レ
ーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内
とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、
即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光
が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内
とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調
波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得ら
れる。

【００８８】また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲか
ら発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば
波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ(Extreme
Ultra Violet)光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ
露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学
系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミ
ラー）のみからなる縮小系となっている。さらに、硬Ｘ
線（例えば波長が１ｎｍ程度以下）を露光光として用い
てもよく、この露光装置ではプロキシミティ方式が採用
される。

【００８９】投影光学系９は、縮小系のみならず等倍系
および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系９は
屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであってもよ
い。なお、露光光の波長が２００ｎｍ程度以下であると
きは、露光光が通過する光路を、露光光の吸収が少ない
気体（窒素、ヘリウムなどの不活性ガス）でパージする
ことが望ましい。また電子線を用いる場合には光学系と
して電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用い
ればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態に
することはいうまでもない。

【００９０】ウエハステージ１０やレチクルステージ２
０にリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参
照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上
型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁
気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ１
０、２０は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、
ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

【００９１】各ステージ１０、２０の駆動機構として
は、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元に
コイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力に
より各ステージ１０、２０を駆動する平面モータを用い
てもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットと
のいずれか一方をステージ１０、２０に接続し、磁石ユ
ニットと電機子ユニットとの他方をステージ１０、２０
の移動面側に設ければよい。

【００９２】ウエハステージ１０の移動により発生する
反力は、投影光学系９に伝わらないように、特開平８−
１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されている
ように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃
がしてもよい。レチクルステージ２０の移動により発生
する反力は、投影光学系９に伝わらないように、特開平
８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載
されているように、フレーム部材を用いて機械的に床
（大地）に逃がしてもよい。

【００９３】以上のように、本願実施形態の投影露光装
置１は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を
含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精
度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造さ
れる。これら各種精度を確保するために、この組み立て
の前後には、各種光学系については光学的精度を達成す
るための調整、各種機械系については機械的精度を達成
するための調整、各種電気系については電気的精度を達
成するための調整が行われる。各種サブシステムから露
光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、
機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続
等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への
組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工
程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露
光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００９４】半導体デバイスは、図８に示すように、デ
バイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設
計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するス
テップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するステ
ップ２０３、前述した実施形態の露光装置１によりレチ
クルのパターンをウエハに露光するウエハ処理ステップ
２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、
ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検
査ステップ２０６等を経て製造される。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る投
影露光方法は、結像特性の調整後、且つ基板の露光前
に、投影光学系の結像位置に関する情報を求める手順と
なっている。これにより、この投影露光方法では、光軸
のずれに起因する基板の位置決め誤差を排除することが
できるため、基板に所定の精度でパターンを露光するこ
とが可能になり、重ね合わせ精度が悪化することを未然
に防ぐことができる。また、請求項２に係る投影露光方
法は、実際の露光処理工程内で光軸のずれを計測してい
るので、別途評価露光を行ったときのように、評価結果
が実露光と異なるようなことはなく、像シフト量を正
確、且つ迅速に得ることができるという効果を奏する。

【００９６】請求項３に係る投影露光方法は、基板ステ
ージ上のマークの位置情報を投影光学系を介して計測す
ることにより、結像位置に関する情報を計測する手順と
なっている。これにより、この投影露光方法では、より
正確に光軸のずれ量を検出できるという効果が得られ
る。

【００９７】請求項４に係る投影露光方法は、基板ステ
ージ上に設置された基準マークと、基板ステージ上に載
置された基板上のマークとのいずれか一方の位置情報
を、投影光学系を介して計測する手順となっている。こ
れにより、この投影露光方法では、基準マークと基板上
のマークとのいずれかを用いてより正確に光軸のずれ量
を検出できるという効果が得られる。

【００９８】請求項５に係る投影露光方法は、基板ステ
ージ上のマークの位置情報を、所定パターンが形成され
たマスクを介して計測する手順となっている。これによ
り、この投影露光方法では、マスクを基準とした光軸の
ずれ量を検出でき、マスクに対するアライメント精度も
向上するという効果が得られる。

【００９９】請求項６に係る投影露光方法は、マスク上
のマスクマークと基板ステージ上のマークとの相対位置
関係を計測することにより、結像位置に関する情報を計
測する手順となっている。これにより、この投影露光方
法では、マスクマークと基板ステージ上のマークとによ
りマスクを基準とした光軸のずれ量を検出できるという
効果が得られる。

【０１００】請求項７に係る投影露光方法は、基板上の
マークの位置情報を所定の計測精度で計測した結果に基
づいて、投影倍率の調整を行う手順となっている。これ
により、この投影露光方法では、基板上のマークを計測
する際に、より実露光に近い状態で計測を実行できると
いう効果が得られる。

【０１０１】請求項８に係る投影露光方法は、所定の計
測精度よりも高い計測精度での複数のマークの計測結果
に基づき、基板上の複数のショット領域の位置情報を算
出する手順となっている。これにより、この投影露光方
法では、より実露光に近い状態で計測を実行して誤差パ
ラメータを得ることができ、重ね合わせ精度を向上させ
ることができるという効果が得られる。また、投影倍率
調整にミスが発生しても、所定の計測精度よりも高い計
測精度での計測時に速やかに検知でき、露光不良に到る
ことを未然に防止できるという効果も得られる。

【０１０２】請求項９に係る投影露光方法は、所定の計
測精度よりも高い計測精度での複数のマークの計測結果
に基づいて、投影倍率の再調整を行い、再調整前後にそ
れぞれ計測された結像位置に関する情報に基づき、算出
された基板上の複数のショット領域の位置情報を補正す
る手順となっている。これにより、この投影露光方法で
は、投影倍率の再調整に伴い光軸のずれが発生しても、
確実に誤差パラメータを補正して、重ね合わせ精度を維
持できるという効果が得られる。

【０１０３】請求項１０に係る投影露光方法は、算出さ
れた投影倍率の再調整量に応じて、結像位置に関する情
報の計測を実行するか否かの判別を行う手順となってい
る。これにより、この投影露光方法では、不必要なシー
ケンスを実行することがなくなり、露光処理に伴うスル
ープットを向上させることができるという効果が得られ
る。

【０１０４】請求項１１に係る投影露光方法は、複数の
マークの位置情報を計測した結果を用いて統計処理する
ことにより、基板上の複数のショット領域の位置情報お
よび投影倍率の調整量を算出し、投影倍率の調整前後に
それぞれ計測された結像位置に関する情報に基づき、算
出された基板上の複数のショット領域の位置情報を補正
する手順となっている。これにより、この投影露光方法
では、光軸のずれに起因する基板の位置決め誤差を排除
することができるため、基板のショット領域に所定の精
度でパターンを露光することが可能になり、重ね合わせ
精度が悪化することを未然に防ぐことができるととも
に、実際の露光処理工程内で光軸のずれを計測している
ので、別途評価露光を行ったときのように、評価結果が
実露光と異なるようなことはなく、像シフト量を正確、
且つ迅速に得ることができるという効果を奏する。

【０１０５】請求項１２に係る投影露光方法は、統計処
理により算出された投影倍率の調整量に応じて、結像位
置に関する情報の計測を実行するか否かの判別を行う手
順となっている。これにより、この投影露光方法では、
不必要なシーケンスを実行することがなくなり、露光処
理に伴うスループットを向上させることができるという
効果が得られる。

【０１０６】請求項１３に係る投影露光方法は、複数の
マークの位置情報が投影光学系を介して、または投影光
学系を介さずに計測される手順となっている。これによ
り、この投影露光方法では、ＴＴＲ（またはＴＴＬ）方
式またはオフアクシス方式のいずれのアライメントセン
サを用いて基板上のマークを計測しても、光軸のずれに
起因する基板の位置決め誤差を排除できるという効果が
得られる。

【０１０７】また、本発明は上記いずれかに記載の投影
露光方法を用いて、マスク上に形成されたデバイスパタ
ーンを基板上に転写する工程を含むデバイス製造方法を
提供するものである。

【０１０８】請求項１５に係る投影露光装置は、計測手
段が基板上に形成された複数のマークの位置情報を計測
し、調整手段が計測手段による計測結果に基づいて、投
影光学系の結像特性を調整し、検出手段が、調整手段の
調整に起因する前記投影光学系の結像位置の変化に関す
る情報を求める構成となっている。これにより、この投
影露光装置では、光軸のずれに起因する基板の位置決め
誤差を排除することができるため、基板に所定の精度で
パターンを露光することが可能になり、重ね合わせ精度
が悪化することを未然に防ぐことができる。

【０１０９】請求項１６に係る投影露光装置は、実際の
露光処理工程内で光軸のずれを計測しているので、別途
評価露光を行ったときのように、評価結果が実露光と異
なるようなことはなく、像シフト量を正確、且つ迅速に
得ることができるという効果を奏する。

【０１１０】請求項１７に係る投影露光装置は、検出手
段が投影光学系を介して、ステージ上に載置された基準
マーク、または基板上のマークの位置情報を計測する構
成となっている。これにより、この投影露光装置では、
基準マークと基板上のマークとのいずれかを用いてより
正確に光軸のずれ量を検出できるという効果が得られ
る。

【０１１１】請求項１８に係る投影露光装置は、算出手
段が計測手段による計測結果を用いて統計処理し、基板
上の複数のショット領域の位置情報および調整手段によ
る調整量を算出し、補正手段が検出手段により検出され
た結像位置に関する情報に基づき、算出手段により算出
された複数のショット領域の位置情報を補正する構成と
なっている。これにより、この投影露光装置では、より
実露光に近い状態で計測を実行して誤差パラメータを得
ることができ、重ね合わせ精度を向上させることができ
るという効果が得られる。また、投影倍率調整にミスが
発生しても、所定の計測精度よりも高い計測精度での計
測時に速やかに検知でき、露光不良に到ることを未然に
防止できるという効果も得られる。

【０１１２】請求項１９に係る投影露光装置は、計測手
段が投影光学系を介して位置情報を計測する第１計測方
式、または投影光学系を介さずに位置情報を計測する第
２計測方式のいずれかにより、マークの位置情報を計測
する構成となっている。これにより、この投影露光装置
では、ＴＴＲ（またはＴＴＬ）方式またはオフアクシス
方式のいずれのアライメントセンサを用いて基板上のマ
ークを計測しても、光軸のずれに起因する基板の位置決
め誤差を排除できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、投影露光装置の概略構成図である。

【図２】 複数のショットを有するウエハの平面図で
ある。

【図３】 各ショット領域の拡大図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態を示すフローチ
ャート図である。

【図５】 本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、投影露光装置の概略構成図である。

【図６】 本発明の第３の実施の形態を示すフローチ
ャート図である。

【図７】 本発明の第４の実施の形態を示すフローチ
ャート図である。

【図８】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ
ローチャート図である。

【図９】 従来の投影露光方法の一例を示すフローチ
ャート図である。

【符号の説明】

ＰＴ 回路パターン（所定パターン） Ｒ レチクル（マスク） ＲＭ アライメントマーク（マスクマーク） ＳＳ ショット領域 ＸＥＭ Ｘマーク（マーク） ＹＥＭ Ｙマーク（マーク） Ｗ ウエハ（基板） ＷＭ アライメントマーク（マーク） １ 露光装置（投影露光装置） ９ 投影光学系 １０ ウエハステージ（基板ステージ） １５ 主制御系（算出手段、補正手段） １６ アライメントセンサ（計測手段） １７ アライメントセンサ（計測手段） １９ アライメント制御系（検出手段） ２２ 結像特性調整系（調整手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｗ ５２５Ｄ Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA14 AA53 BB02 BB28 CC20 DD00 EE05 FF01 FF04 FF15 GG04 GG06 GG22 GG23 HH13 HH15 JJ03 JJ09 JJ16 JJ19 JJ26 MM02 PP12 PP24 QQ03 QQ18 QQ25 QQ38 RR02 UU04 UU05 UU07 5F046 BA04 DA13 ED01 FC04 FC06

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板ステージ上に載置された基板上に形
   成されているマークの計測結果に基づいて投影光学系の
   結像特性を調整した後に、前記投影光学系を介して前記
   基板を所定パターンで露光する投影露光方法であって、 前記結像特性の調整後であって且つ前記基板の露光前
   に、前記投影光学系の結像位置に関する情報を求めるこ
   とを特徴とする投影露光方法。
2. 【請求項２】 前記結像特性は前記投影光学系の投影倍
   率を含み、 前記結像特性の調整後であって且つ前記基板の露光前
   に、前記投影光学系の結像位置に関する情報を計測する
   ことにより、前記投影光学系の結像位置に関する情報を
   求めることを特徴とする請求項１に記載の投影露光方
   法。
3. 【請求項３】 前記投影光学系を介して、前記基板ステ
   ージ上のマークの位置情報を計測することにより、前記
   結像位置に関する情報を計測することを特徴とする請求
   項２に記載の投影露光方法投影露光方法。
4. 【請求項４】 前記基板ステージ上のマークは、前記基
   板ステージ上に設置された基準マークと、前記基板ステ
   ージ上に載置された前記基板上のマークとのうちのいず
   れか一方を含むことを特徴とする請求項３記載の投影露
   光方法。
5. 【請求項５】 前記所定パターンが形成されたマスクを
   介して前記基板ステージ上の前記マークの位置情報を計
   測することにより、前記結像位置に関する情報を計測す
   ることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の投
   影露光方法。
6. 【請求項６】 前記マスク上にはマスクマークが形成さ
   れており、 前記マスクマークと前記基板ステージ上のマークとの相
   対位置関係を計測することにより、前記結像位置に関す
   る情報を計測することを特徴とする請求項５に記載の投
   影露光方法。
7. 【請求項７】 前記基板上に形成されたマークの位置情
   報を所定の計測精度で計測した結果に基づいて、前記投
   影光学系の投影倍率の調整を行うことを特徴とする請求
   項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の投影露光方
   法。
8. 【請求項８】 前記所定の計測精度での計測結果に基づ
   く前記投影倍率の調整後に、前記基板上に形成された複
   数のマークの位置情報を、前記所定の計測精度よりも高
   い計測精度で計測し、 前記所定の計測精度よりも高い計測精度での前記複数の
   マークの計測結果に基づき、前記基板上の複数のショッ
   ト領域の位置情報を算出することを特徴とする請求項７
   に記載の投影露光方法。
9. 【請求項９】 前記所定の計測精度よりも高い計測精度
   での前記複数のマークの計測結果に基づいて、前記投影
   光学系の投影倍率の再調整を行い、 前記投影倍率の再調整前および再調整後に、前記結像位
   置に関する情報の計測をそれぞれ行い、 前記投影倍率の再調整前後にそれぞれ計測された結像位
   置に関する情報に基づき、前記算出された前記基板上の
   複数のショット領域の位置情報を補正することを特徴と
   する請求項８に記載の投影露光方法。
10. 【請求項１０】 前記所定の計測精度よりも高い計測精
    度での前記複数のマークの計測結果に基づき算出された
    前記投影倍率の再調整量に応じて、前記結像位置に関す
    る情報の計測を実行するか否かの判別を行うことを特徴
    とする請求項９に記載の投影露光方法。
11. 【請求項１１】 前記基板上に形成された複数のマーク
    の位置情報を計測し、該計測結果を用いて統計処理する
    ことにより、前記基板上の複数のショット領域の位置情
    報および前記投影倍率の調整量を算出し、 前記算出された投影倍率の調整量に基づき、前記投影倍
    率の調整を行い、 前記投影倍率の調整前および調整後に、前記結像位置に
    関する情報の計測をそれぞれ行い、 前記投影倍率の調整前後にそれぞれ計測された前記結像
    位置に関する情報に基づき、前記算出された基板上の複
    数のショット領域の位置情報を補正することを特徴とす
    る請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の投影露
    光方法。
12. 【請求項１２】 前記統計処理により算出された前記投
    影倍率の調整量に応じて、前記結像位置に関する情報の
    計測を実行するか否かの判別を行うことを特徴とする請
    求項１１に記載の投影露光方法。
13. 【請求項１３】 前記複数のマークの位置情報は、前記
    投影光学系を介して、または前記投影光学系を介さずに
    計測されることを特徴とする請求項１１または請求項１
    ２に記載の投影露光方法。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至請求項１３のうちのいず
    れか一項に記載の投影露光方法を用いて、マスク上に形
    成されたデバイスパターンを基板上に転写する工程を含
    むデバイス製造方法。
15. 【請求項１５】 マスク上に形成された所定パターン
    を、投影光学系を介して、基板ステージ上に載置された
    基板上に投影露光する投影露光装置であって、 前記基板上に形成された複数のマークの位置情報を計測
    する計測手段と、 前記計測手段による計測結果に基づいて、前記投影光学
    系の結像特性を調整する調整手段と、 前記調整手段による前記結像特性の調整に起因する前記
    投影光学系の結像位置の変化に関する情報を求める検出
    手段と、を有することを特徴とする投影露光装置。
16. 【請求項１６】 前記結像特性は前記投影光学系の投影
    倍率を含み、 前記検出手段は、前記調整手段による調整の前後に、前
    記投影光学系の前記結像位置に関する情報をそれぞれ検
    出することを特徴とする請求項１５に記載の投影露光装
    置。
17. 【請求項１７】 前記検出手段は、前記投影光学系を介
    して、前記ステージ上に載置された基準マーク、または
    前記基板上のマークの位置情報を計測することにより、
    前記結像位置に関する情報を計測することを特徴とする
    請求項１６に記載の投影露光装置。
18. 【請求項１８】 前記計測手段による計測結果を用いて
    統計処理し、前記基板上の複数のショット領域の位置情
    報および前記調整手段による調整量を算出する算出手段
    と、 前記検出手段により検出された前記結像位置に関する情
    報に基づき、前記算出手段により算出された前記複数の
    ショット領域の位置情報を補正する補正手段と、を更に
    有することを特徴とする請求項１６または請求項１７に
    記載の投影露光装置。
19. 【請求項１９】 前記計測手段は、前記投影光学系を介
    して前記位置情報を計測する第１計測方式、または前記
    投影光学系を介さずに前記位置情報を計測する第２計測
    方式のいずれかにより、前記マークの位置情報を計測す
    ることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８のいずれ
    か１項に記載の投影露光装置。