JPH0982597A - 露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 投影露光装置におけるマスクと感光基板との
位置合わせ精度及び、マスクパターン像と基板上のショ
ット領域との重ね合わせ精度を向上させる。 【解決手段】 マスク上に形成された少なくとも３個の
位置検出用マークのステージ上での位置を各々計測し、
これに基づいて、先に計測されたマスクの位置に対する
オフセットデータを統計演算によって算出する。次に、
このオフセットデータに基づいて、マスクの位置を補正
するとともに、当該オフセットデータを一旦記憶してお
く。そして、補正されたマスクの位置に基づいて、マス
クと感光基板との位置合わせを行う。その後、ロットの
途中で、マスクの位置とベースラインとを新たに計測し
た時に、記憶しておいたオフセットデータに基づいて、
当該新たに計測されたマスクの位置を補正して、マスク
と記感光基板との位置合わせを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レチクル等に形成
された露光用のパターンをウエハ等の感光基板上に転写
する露光方法に関し、特に露光用のパターンと感光基板
の露光領域との精密な位置合わせ及び重ね合わせの手法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造するに際し、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フォトレジストが塗布されたウエ
ハ（又はガラスプレート等）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る。投影露光装置として
は、ウエハを２次元的に移動自在なステージ上に載置
し、露光とウエハの歩進（ステッピング）動作を繰り返
して、レチクルのパターン像をウエハ上の各ショット領
域に順次露光する、ステップ・アンド・リピート方式の
露光装置、所謂ステッパーが多く利用されている。

【０００３】近年、半導体素子は、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、各ショッ
ト領域と、その上に露光されるべき次のレチクルのパタ
ーン像との位置合わせ、即ちアライメントを精確に行う
必要がある。従来のステッパー等におけるウエハの位置
合わせ方法としては、次に述べるようなエンハンスト・
グローバル・アライメント（以下、「ＥＧＡ」という）
方式が知られている（例えば特開昭６１−４４４２９号
公報参照）。

【０００４】即ち、ウエハ上に予め設定された配列座標
に基づいて規則的に配列された多数のショット領域上に
は、それぞれ位置合わせ用のマーク（アライメントマー
ク）を含むチップパターンが形成されている。形成され
たパターン上に別のパターンを重ねる際、設定された配
列座標に基づいてウエハをステッピングさせた場合、種
々の要因により重ね合わせ誤差が生じる。すなわち、ウ
エハの残存回転誤差、ステージ座標系（又はショット配
列）の直交度誤差、ウエハの線形伸縮及び、ウエハ中心
位置のオフセット（平行移動）によって、重ね合わせ誤
差が生じる。

【０００５】そこで、ウエハ上から選択された複数のシ
ョット領域について実測して得られた配列座標値と、対
応するショット領域について求められた計算上の配列座
標値との平均的な偏差が最小になるように、最小自乗法
を用いて、所定の変換行列を算出する。次に、この変換
行列と設計上の配列座標値とに基づいて、実際に位置合
わせすべき位置の計算上の配列座標値を算出し、その算
出された座標値をもとにウエハの各ショット領域を位置
決めしていた。

【０００６】しかしながら、上記のようにＥＧＡ方式で
算出された配列座標値に基づいてウエハの位置合わせを
行ったとしても、レチクルのパターン側に回転又はオフ
セット（平行移動）が生じていると、レチクルのパター
ン像とウエハ上の各ショット領域のチップパターンとが
正確に重ならない。このため、従来においては、アライ
メント顕微鏡等を用いてレチクルのパターンの位置決め
精度を検出し、その位置決め精度を所定の許容範囲内に
追い込んだ状態で露光を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方式でレチクルのパターン像とウエハ上の
各ショット領域のチップパターンとを位置決めした場
合、レチクルを交換する毎に煩雑な作業を繰り返して行
う必要があり、露光工程のスループットが低下するとい
う問題点があった。

【０００８】また、従来は投影光学系の投影倍率は設計
値通りであるとみなしていたが、実際には投影光学系の
投影倍率の誤差、又はレチクルのパターンの描画誤差等
により、レチクルのパターンの投影光学系を介した投影
像の倍率が設計値から外れていることがあった。このよ
うな誤差量は極めて小さいもので従来は特に問題視され
ていなかったが、製造対象とする半導体素子等が益々微
細化するのに応じて、無視できなくなってきている。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑み、マスクと感光基
板との位置合わせ精度及び、マスクパターン像と基板上
のショット領域との重ね合わせ精度を向上できる投影露
光装置の露光方法を提供することを目的とする。本発明
は、更に、複数のウエハによって構成される作業ロット
単位で、スループットを低下させることなくマスクの位
置合わせ精度を向上できる投影露光装置の露光方法を提
供することを他の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の露光方法においては、まず、パターンが形
成されたマスクの位置を計測するとともに、感光基板の
位置検出装置の検出中心位置とマスクの中心の感光基板
上の投影点との相対距離であるベースラインを検出す
る。次に、パターンが露光される先行する感光基板の露
光に先立って、マスク上に形成された少なくとも３個の
位置検出用マークの投影光学系を介した像の感光基板側
での位置を各々計測すし、これに基づいて、先に計測さ
れたマスクの位置に対するオフセットデータを統計演算
によって算出する。次に、このオフセットデータに基づ
いて、投影光学系の結像状態の調整、マスクと感光基板
との位置合わせを行った後、マスクのパターンを感光基
板上に露光するとともに、当該オフセットデータを記憶
する。その後、先行する感光基板の露光の後に、マスク
の位置とベースラインとを新たに計測した際に、記憶さ
れたオフセットデータに基づいて、投影光学系の結像状
態の調整、マスクと感光基板との位置合わせを行ない、
マスクのパターンを感光基板上に露光する。

【００１１】なお、上述したオフセットデータは、例え
ば、マスクの中心位置オフセットと、マスクの回転オフ
セットと、マスクの倍率誤差とする。また、マスクの位
置の計測は、ステージ上に形成された基準マークを用い
て、ベースラインの計測と同時に実行することが望まし
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による露光方法の一
実施例につき図面を参照して説明する。本実施例はステ
ップ・アンド・リピート方式で感光基板としてのウエハ
上の各ショット領域にレチクルのパターンを縮小投影す
る縮小投影露光装置（ステッパー）の露光工程に本発明
を適用したものである。

【００１３】図３は本実施例の露光装置を示し、この図
３において、照明光学系１から射出された露光光ＩＬ
が、ほぼ均一な照度でレチクル２を照明する。レチクル
２はレチクルステージ３上に保持され、レチクルステー
ジ３はベース４上の２次元平面内で移動及び微小回転が
できるように支持されている。装置全体の動作を制御す
る主制御系６が、ベース４上の駆動装置５を介してレチ
クルステージ３の動作を制御する。

【００１４】露光光ＩＬのもとで、レチクル２のパター
ン像が投影光学系ＰＬを介してウエハ８上の各ショット
領域に投影される。ウエハ８はウエハホルダー９を介し
てウエハステージ１０上に載置されている。ウエハステ
ージ１０は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面内で
ウエハ８を２次元的に位置決めするＸＹステージ、光軸
ＡＸに平行な方向（Ｚ方向）にウエハ８を位置決めする
Ｚステージ、及びウエハ８を微小回転させるステージ等
より構成されている。

【００１５】ウエハホルダー９（又はウエハステージ１
０の最上段のステージ）上のウエハ８の近傍には、光電
センサ７が固定されている。光電センサ７は、レチクル
２上に形成されているアライメントマーク（後述）の投
影像の明部と同じパターンのスリットが形成されたスリ
ット板の下に、そのスリット板を透過した光束を光電変
換する光電検出器を配置して構成され、そのスリット板
の表面はウエハ８の露光面と同じ高さに設定されてい
る。光電センサ７中の光電検出器の出力信号が主制御系
６に供給されている。本実施例では、光電センサ７を投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内で走査すること
により、レチクル２に形成されたアライメントマークの
投影像の位置を計測する。

【００１６】ウエハステージ１０の上面には移動ミラー
１１が固定され、移動ミラー１１に対向するようにレー
ザー干渉計１２が配置されている。図２では簡略化して
表示しているが、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面
内の直交座標系をＸ軸及びＹ軸として、移動鏡１１はＸ
軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びＹ軸に垂直な反射
面を有する平面鏡より構成されている。また、レーザー
干渉計１２は、Ｘ軸に沿って移動鏡１１にレーザービー
ムを照射する２個のＸ軸用のレーザー干渉計及びＹ軸に
沿って移動鏡１１にレーザービームを照射するＹ軸用の
レーザー干渉計より構成され、Ｘ軸用の１個のレーザー
干渉計及びＹ軸用の１個のレーザー干渉計により、ウエ
ハステージ１０のＸ座標及びＹ座標が計測される。この
ように計測されるＸ座標及びＹ座標よりなる座標系
（Ｘ，Ｙ）を、以下ではステージ座標系又は静止座標系
と呼ぶ。

【００１７】Ｘ軸用の２個のレーザー干渉計の計測値の
差により、ウエハステージ１０の回転角が計測される。
レーザー干渉計１２により計測されたＸ座標、Ｙ座標及
び回転角の情報が座標計測回路１２ａ及び主制御系６に
供給され、主制御系６は、供給された座標をモニターし
つつ駆動装置１３を介して、ウエハステージ１０の位置
決め動作を制御する。なお、図２には示していないが、
レチクル側にもウエハ側と全く同じ干渉計システムが設
けられている。

【００１８】本実施例の投影光学系ＰＬには結像特性制
御装置１４が装着されている。結像特性制御装置１４
は、例えば投影光学系ＰＬを構成するレンズ群の内の所
定のレンズ群の間隔を調整するか、又は所定のレンズ群
の間のレンズ室内の気体の圧力を調整することにより、
投影光学系ＰＬの投影倍率、歪曲収差の調整を行う。結
像特性制御装置１４の動作も主制御系６により制御され
ている。また、ウエハのロットの管理データがオペレー
タによる入力、若しくは、ウエハに設けられたバーコー
ドを不図示のバーコードリーダによって、ウエハの管理
データ（これから露光しようとするウエハがロットの何
枚目かを示すデータ等）が、主制御系６に記憶される。

【００１９】本実施例では、投影光学系ＰＬの側面にオ
フ・アクシス方式のアライメント系１５が配置され、こ
のアライメント系１５において、光源１６からの照明光
がコリメータレンズ１７、ビームスプリッター１８、ミ
ラー１９及び対物レンズ２０を介してウエハ８上のアラ
イメントマーク２９の近傍に照射される。アライメント
マーク２９からの反射光は、対物レンズ２０、ミラー１
９、ビームスプリッター１８及び集光レンズ２１を介し
て指標板２２上に照射され、指標板２２上にアライメン
トマーク２９の像が結像される。対物レンズ２０の光軸
２０ａと投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとの間隔であるベー
スライン量は、予め計測しておく。

【００２０】指標板２２を透過した光が、第１リレーレ
ンズ２３を経てビームスプリッター２４に向かい、ビー
ムスプリッター２４を透過した光が、Ｘ軸用第２リレー
レンズ２５Ｘにより２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用撮像素
子２６Ｘの撮像面上に集束され、ビームスプリッター２
４で反射された光が、Ｙ軸用第２リレーレンズ２５Ｙに
より２次元ＣＣＤよりなるＹ軸用撮像素子２６Ｙの撮像
面上に集束される。撮像素子２６Ｘ及び２６Ｙの撮像面
上にはそれぞれアライメントマーク１９の像及び指標板
２２上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子
２６Ｘ及び２６Ｙの撮像信号は共に座標位置計測回路１
２ａに供給される。

【００２１】図４は図３の指標板２２上のパターンを示
し、中央部に十字形のアライメントマーク２９の像２９
Ｐが結像され、この像２９Ｐの直交する直線パターン像
２９ＸＰ及び２９ＹＰにそれぞれ垂直なＸＰ方向及びＹ
Ｐ方向が、それぞれ図２のウエハステージ１０のステー
ジ座標系のＸ方向及びＹ方向と共役になっている。そし
て、アライメントマーク像２９ＰをＸＰ方向に挟むよう
に２個の指標マーク３１Ａ及び３１Ｂが形成され、アラ
イメントマーク像２９ＰをＹＰ方向に挟むように２個の
指標マーク３２Ａ及び３２Ｂが形成されている。

【００２２】この場合、ＸＰ方向で指標マーク３１Ａ，
３１Ｂ及び直線パターン像２９ＸＰを囲む検出領域３３
Ｘ内の像が図２のＸ軸用撮像素子２６Ｘで撮像され、Ｙ
Ｐ方向で指標マーク３２Ａ，３２Ｂ及び直線パターン像
２９ＹＰを囲む検出領域３３Ｙ内の像が図３のＹ軸用撮
像素子２６Ｙで撮像される。更に、撮像素子２６Ｘ及び
２６Ｙの各画素から光電変換信号を読み取る際の走査方
向はそれぞれＸＰ方向及びＹＰ方向に設定され、撮像素
子２６Ｘ及び２６Ｙの撮像信号を処理することにより、
アライメントマーク像２９Ｐと指標マーク３１Ａ，３１
Ｂ及び３２Ａ，３２ＢとのＸＰ方向及びＹＰ方向の位置
ずれ量を求めることができる。従って、図３において、
座標計測回路１２ａは、ウエハ８上のアライメントマー
ク２９の像と指標板２２上の指標マークとの位置関係及
びそのときのレーザー干渉計１２の計測結果より、その
アライメントマーク２９のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上
での座標を求め、このように計測された座標値を主制御
系６に供給する。

【００２３】なお、図示しないが、ウエハステージ上に
は、オフアクシスアライメント系１５によって検出可能
な第１基準マークと、投影光学系ＰＬを介して検出可能
な第２の基準マークとが、予め定められた設計上の位置
関係で並置されている。図５（ａ）は本実施例のレチク
ル２を示す。レチクル２の中央部のパターン領域４１に
露光用の回路パターンが形成される。パターン領域４１
の周囲で、且つ投影光学系ＰＬの有効露光フィールドと
共役な領域４２Ｒの内側に８個の同一のアライメントマ
ーク４３Ａ〜４３Ｈが形成されている。これらアライメ
ントマーク４３Ａ〜４３Ｈの位置は、レチクル２の中心
を原点（０，０）とした直交座標系（ξＲ，ηＲ）上で
予め定められている。レチクル２上には、アライメント
マーク４３Ａ〜４３Ｈの他に、レチクル２の位置を検出
するためのレチクルマークＲＭ１、ＲＭ２が各々対角位
置に形成されている。

【００２４】図５（ｂ）はアライメントマーク４３Ａの
形状を示す。アライメントマーク４３Ａは、遮光膜４４
を背景としてξＲ方向に所定ピッチで配列された開口パ
ターンよりなるライン・アンド・スペースパターン４
５、及びηＲ方向に所定ピッチで配列された開口パター
ンよりなるライン・アンド・スペースパターン４６を形
成したものである。ライン・アンド・スペースパターン
４５及び４６により、それぞれアライメントマーク４３
ＡのξＲ方向及びηＲ方向の位置が指定されている。他
のアライメントマーク４３Ｂ〜４３Ｈも同一形状であ
る。なお、図３の光電センサ７のスリット板には、図５
（ｂ）のライン・アンド・スペースパターン４５及び４
６と共役なパターンが形成されている。

【００２５】次に、図１及び図２に示されたフローチャ
ートを参照して、本実施例におけるレチクル２のパター
ンをウエハ８の各ショット領域へ露光する動作につい
て、ウエハ８とレチクル２との位置合わせ動作を中心に
説明する。先ず、レチクル２をレチクルステージ３上に
ロードし（ステップ１０１）、レチクル２のアライメン
ト及びベースライン計測を同時に行なう（ステップ１０
２）。レチクル２のアライメントを行う際には、レチク
ル２の端部上方に配置されたアライメント顕微鏡（不図
示）等を用いて、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２の位置
をＴＴＬ（Through The Lens）方式又はＴＴＲ（Throug
h The Reticle）方式で検出し、レチクル２の中心位置
Ｘｃ、Ｙｃ及びレチクル２の残留ローテーション量θＲ
を計測する。以下、このような動作を「レチクルアライ
メントチェック」と称する。このようなアライメントチ
ェックは、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２とウエハステ
ージ上の第２基準マーク（図示せず）との位置ずれを検
出することによって行われる。

【００２６】一方、上記レチクルアライメントチェック
と同時に行われるベースライン計測においては、レチク
ル中心位置とアライメント系１５の検出中心位置との相
対距離を計測する。すなわち、ウエハステージ上の第１
の基準マーク（図示せず）の検出中心からの位置ずれを
検出し、第１基準マークと第２基準マークとの設計上の
間隔と、上記のように検出された各位置ずれ量とに基づ
いてレチクルマークＲＭ１、ＲＭ２（レチクル２の中心
位置）のウエハステージ上の投影点と、オフアクシスア
ライメント系１５の検出中心点との相対距離であるベー
スラインを算出する。なお、上記のように、本実施例に
おいては、レチクルアライメントチェックとベースライ
ン計測とを同時に行う、所謂「同時ベースライン計測」
を採用するが、同時ベースライン計測の詳細に関して
は、特開平４−３２４９２３号公報を参照されたい。

【００２７】なお、ベースライン計測を行うセンサとし
ては、ウエハステージを静止させた状態でＣＣＤ等を用
いてウエハマークを検出することによって計測を行うＦ
ＩＡ（Field Image Alignment）、ウエハマークに照射
した２本の光束の干渉を利用したＬＩＡ（Laser Interf
erometric Alignment）と、ステージをスキャンさせて
計測を行うＬＳＡ（Laser Step Alignment）がある。ま
た、ベースライン計測を行う場合、静止型のセンサとス
キャン型のセンサは同時に計測を行うことができないた
め、各々別々に行う。この際、レチクルアライメントに
よって計測されるレチクルの中心位置は、各々異なった
値となる。すなわち、レチクル中心位置は、静止型のセ
ンサと同時に計測したときの値を用いるため、スキャン
型のセンサにはベースラインのオフセットが存在するこ
とになる。

【００２８】また、上述したレチクルアライメントチェ
ックは、画像処理アライメント（ＶＲＡ）方式を採用
し、上述したＦＩＡ、ＬＩＡといったステージ静止型の
アライメントセンサとの同時ベースライン計測を可能と
している。また、ＬＳＡのようなステージ走査型のアラ
イメントセンサの場合は、レチクルアライメントチェッ
クはウエハステージ上に設けられたスリットを利用して
行うＩＳＳ（Image SlitSensor）方式を採用する。セン
サの違いによるレチクルアライメントチェック誤差は、
オフセットとして記憶しておき、これに基づいてベース
ラインの補正処理を行う。次に、ステップ１０２−１に
おいて、これからロードされるウエハがロットの先頭
（一枚目）のウエハか否かを主制御系６が判断する。ロ
ットの先頭である場合は、ステップ１０３に進み、先頭
でない場合はステップ１０６に進む。

【００２９】次に、ステップ１０３において、レチクル
２上の８個のアライメントマーク４３Ａ〜４３Ｈの内
の、３個以上のアライメントマークのウエハステージ１
０上への投影像のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標を
計測する。図６は、図５（ａ）に示すレチクル２のアラ
イメントマーク４３Ａ〜４３Ｈのウエハステージ１０上
への投影像を示し、この図６において、投影光学系ＰＬ
の有効露光フィールド４２内に８個のアライメントマー
ク像４３ＡＷ〜４３ＨＷが投影されている。また、投影
光学系ＰＬの結像状態が理想的である場合の、レチクル
２上の座標系（ξＲ，ηＲ）のウエハステージ１０上へ
の投影像を座標系（ξ，η）で表している。本実施例で
は、レチクル２の座標系（ξＲ，ηＲ）上でのアライメ
ントマーク４３Ａ〜４３Ｈの設計上の配列座標（ＣＲξ
Ｘｎ,ＣＲηＹｎ)（ｎ＝１〜８）を、ウエハステージ１
０上の座標系（ξ，η）上でのアライメントマーク像４
３ＡＷ〜４３ＨＷの配列座標（ＣＲＸｎ,ＣＲＹｎ)に換
算する。そして、アライメントマーク像４３ＡＷ〜４３
ＨＷのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での配列座標を（ＦＲ
Ｘｎ,ＦＲＹｎ)とする。

【００３０】この場合、レチクル２はステージ座標系
（Ｘ，Ｙ）に対して次のような誤差要因を有するため、
配列座標（ＣＲＸｎ,ＣＲＹｎ)は配列座標（ＦＲＸｎ,
ＦＲＹｎ)とは合致しない。 （１）レチクルの回転：これはステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）に対するレチクルのウエハ側に換算した座標系
（ξ，η）の残留回転誤差ΘＲで表される。 （２）レチクルの座標系（ξ，η）の直交度：これはξ
軸方向及びη軸方向のパターンが描画誤差により正確に
直交していない誤差であり、直交度誤差ＷＲで表され
る。 （３）レチクルの座標系（ξ，η）におけるξ方向及び
η方向の倍率誤差：これはレチクル２のパターンの長さ
が誤差を有する場合、又は投影光学系ＰＬの投影倍率が
設計値（例えば１／５）からずれていることにより生ず
る誤差である。この誤差はξ方向及びη方向についてそ
れぞれ倍率誤差ＲＲｘ及びＲＲｙで表される。ただし、
ξ方向の倍率誤差ＲＲｘはウエハステージ上の２つのア
ライメントマーク像間のξ方向の間隔の実測値と設計値
との比、η方向の倍率誤差ＲＲｙは２つのアライメント
マーク像間のη方向の間隔の実測値と設計値との比で表
すものとする。 （４）レチクルの座標系（ξ，η）のステージ座標系
（Ｘ，Ｙ）に対するオフセット：これはレチクル２の投
影像がウエハステージ１０に対して全体的に微小量だけ
ずれることにより生じ、オフセット誤差ＯＲＸ,ＯＲＹ
で表される。

【００３１】上記の（１）〜（４）の誤差要因が加わっ
た場合、設計上の座標値が（ＣＲＸｎ,ＣＲＹｎ)のアラ
イメントマーク像の、ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上の座
標（ＦＲＸｎ,ＦＲＹｎ)は以下のように表される。

【００３２】

【数１】

【００３３】ここで、直交度誤差ＷＲ及び残留回転誤差
ΘＲが微小量であるとして一次近似を行うと、（数１）
は次のようになる。

【００３４】

【数２】

【００３５】次に、（数２）の行列及びベクトルを次の
ように行列ＦＲｎ，ＡＲ及びベクトルＣＲｎ，ＯＲで置
き換える。

【００３６】

【数３】

【００３７】これにより、（数２）は次のように表現さ
れる。

【００３８】

【数４】

【００３９】この（数４）における行列ＡＲ内の４個の
誤差（以下、「誤差パラメータ」とも呼ぶ）ＲＲｘ，Ｒ
Ｒｙ，ＷＲ,ΘＲ及びベクトルＯＲ内の２個のオフセッ
ト誤差（誤差パラメータ）ＯＲＸ,ＯＲＹを求めること
が目的であり、このためにはウエハのショット配列算出
用のＥＧＡ方式の計算手法が適用できる。即ち、求める
べき誤差パラメータは６個であるため、図６のアライメ
ントマーク像４３ＡＷ〜４３ＨＷの内から３個以上のア
ライメントマーク像のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座
標を求め、この計測された座標と（数４）により定まる
計算上の座標との自乗和（残留誤差成分）が最小になる
ようにすればよい。

【００４０】なお、図６の各アライメントマーク像４３
ＡＷ〜４３ＨＷは、Ｘマーク、Ｙマークが組み合わされ
たマークであり、ウエハのＥＧＡと同様に、Ｘ、Ｙマー
クの組がレチクル内に３組以上存在する。また、図６の
アライメントマーク像４３ＡＷ〜４３ＨＷの内から選択
する３個以上のアライメントマーク像は同一直線上に位
置していないことが条件となる。更に、計測するアライ
メントマーク像は、投影光学系ＰＬの有効露光フィール
ド４２内で偏ることなく、光軸に関してほぼ点対称とな
るように分布することが望ましい。

【００４１】そこで、ステップ１０３では、図６におい
て斜線を施して示すように、光軸に関してほぼ点対称の
例えば４個のアライメントマーク像４３ＢＷ，４３Ｄ
Ｗ，４３ＦＷ，４３ＨＷのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）で
の配列座標を計測する。この際には、図３の光電センサ
７をＸＹ平面内で走査して、光電変換信号がそれぞれ極
大となる位置を求めればよい。その後、ステップ１０４
において、上述の最小自乗法により（数４）を満足する
６個の誤差パラメータ（ＲＲｘ，ＲＲｙ，ＷＲ,ΘＲ,Ｏ
ＲＸ,ＯＲＹ)の値を求める。なお、上記のように３個以
上のアライメントマークを用いて行われるレチクルの計
測を、便宜上「レチクル多点計測」と呼ぶこととする。
また、本実施例ではこのレチクル多点計測にＩＳＳを用
いているが、ステージ上に光が通過するスリット及びそ
の下にディテクタを配置し、これらの構成によってレチ
クルマークの投影像を検出して、レチクル２の位置を計
測する方法（ステージスリット法）を採用してもよい。

【００４２】上記のようにレチクル多点計測で算出され
た誤差パラメータのうちのＲＲｘ，ＲＲｙ，ΘＲ,ＯＲ
Ｘ,ＯＲＹ、又は、ＲＲｘ，ＲＲｙ，ΘＲ,ＯＲＸ,ＯＲＹ
のうち必要なパラメータをオフセットデータとして主
制御系６内のメモリに記憶しておく（ステップ１０
５）。本実施例においては、上述したレチクル多点計測
は、ロットの最初にのみ行い、求められたオフセットデ
ータは記憶しておく。その後、ロットの途中で新たに同
時ベースライン計測を行う場合（ロット内で、例えばウ
エハを１０枚露光する毎にとか、各ウエハ毎に次に露光
するウエハの露光に先立ってベースライン計測を行う場
合）には、記憶されたオフセットデータを読み出し（ス
テップ１０６）、これを利用する。また、各ウエハ毎に
ベースライン計測を行う場合、ウエハ数枚おきに記憶さ
れたオフセットデータを読み出し（ステップ１０６）、
これを利用するようにしても良い。

【００４３】なお、上述の方法は通常のＥＧＡ方式を適
用したものであるが、図６のアライメントマーク像の計
測データに対して、例えばレチクル２の中心からの距離
に応じて重み付けを行うような所謂重み付けＥＧＡ方式
で、それら６個の誤差パラメータを求めるようにしても
よい。重み付けＥＧＡ方式については後述する。また、
場合によっては直交度誤差ＷＲを無視し（０とみな
し）、且つ倍率誤差ＲＲｘ及びＲＲｙを共通に平均値Ｒ
Ｒ（＝（ＲＲｘ＋ＲＲｙ）／２）で置き換えてもよいこ
とがある。この場合には、（数４）の行列ＡＲは次のよ
うに近似できる。

【００４４】

【数５】

【００４５】この近似のもとでは、求めるべき誤差パラ
メータの個数は４個になるため、最小自乗法を適用する
ために計測すべきアライメントマーク像の個数は、２次
元マークの場合で２個以上でよくなる。なお、マークを
２個とした場合には、これらのマークは従来のＲＡマー
クの近傍に配置するのが望ましい。次に、本実施例では
従来のＥＧＡ方式を拡張した方式で、ウエハについても
回転、線形伸縮等を計測する。以下ではその方法につき
説明する。

【００４６】図７（ａ）は本実施例のウエハ８を示し、
この図７（ａ）において、ウエハ８上の直交する座標系
（α，β）に沿って複数のショット領域２７−ｎ（ｎ＝
１，２，‥‥）がマトリックス状に配列され、各ショッ
ト領域２７−ｎには前工程での露光及び現像等によりそ
れぞれチップパターンが形成されている。図７（ａ）で
は、複数のショット領域の内の５つのショット領域２７
−１〜２７−５のみを代表して表している。

【００４７】各ショット領域２７−ｎにはそれぞれ基準
位置が定められている。例えば基準位置を各ショット領
域２７−ｎの中心の基準点２８−ｎとすると、この基準
点２８−ｎの、ウエハ８上の座標系（α，β）における
設計上の座標値は、それぞれ（ＣＸｎ,ＣＹｎ)で表され
るものとする。また、各ショット領域２７−ｎには、そ
れぞれ４個の位置合わせ用のアライメントマーク２９−
ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ，３５−ｎが付随して設けられ
ている。この場合、図７（ａ）のウエハ上の座標系
（α，β）に平行に、各ショット領域２７−ｎに図７
（ｂ）に示すようにショット領域上の座標系（ｘ，ｙ）
を設定すると、アライメントマーク２９−ｎ，３０−
ｎ，３４−ｎ，３５−ｎの座標系（ｘ，ｙ）上における
設計上の座標はそれぞれ（Ｓ１Ｘｎ,Ｓ１Ｙｎ)，（Ｓ２
Ｘｎ,Ｓ２Ｙｎ)，（Ｓ３Ｘｎ,Ｓ３Ｙｎ)及び（Ｓ４Ｘ
ｎ，S４Ｙｎ)で表される。

【００４８】図７（ａ）に戻り、ウエハ８をウエハステ
ージ１０上に載置し、ステップ・アンド・リピート方式
で既にチップパターンが形成された複数のショット領域
の各々にレチクルの投影像を順次重ね合わせて露光が行
われる。このとき、ウエハステージ１０の移動位置を規
定するステージ座標系（Ｘ，Ｙ）とウエハ８自体の座標
系（α，β）との対応関係が必ずしも前工程における関
係と同じには限らない。このため、座標系（α，β）に
関する各ショット領域２７−ｎの基準点２８−ｎの設計
上の座標値（ＣＸｎ,ＣＹｎ)からステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）上の座標を求めて、この座標に基づいてウエハ８を
移動させても、各ショット領域２７−ｎが精密に位置合
わせされないことがある。そこで、本実施例では、先ず
従来例と同様にその位置合わせの誤差が次の４つの要因
から生じたものとする。 （１）ウエハの回転：これはステージ座標系（Ｘ，Ｙ）
に対するウエハの座標系（α，β）の残留回転誤差Θで
表される。 （２）ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）の直交度：これはＸ軸
方向及びＹ軸方向のウエハステージ１０の送りが正確に
直交していないことにより生じ、直交度誤差Ｗで表され
る。 （３）ウエハの座標系（α，β）におけるα方向及びβ
方向の線形伸縮（ウエハスケーリング）：これはウエハ
８が加工プロセス等によって全体的に伸縮することであ
る。この伸縮量はα方向及びβ方向についてそれぞれウ
エハスケーリングＲｘ及びＲｙで表される。ただし、α
方向のウエハスケーリングＲｘはウエハ８上のα方向の
２点間の距離の実測値と設計値との比、β方向のウエハ
スケーリングＲｙはβ方向の２点間の実測値と設計値と
の比で表すものとする。 （４）ウエハ上の座標系（α，β）のステージ座標系
（Ｘ，Ｙ）に対するオフセット：これはウエハ８がウエ
ハステージ１０に対して全体的に微小量だけずれること
により生じ、オフセット量ＯＸ,ＯＹで表される。

【００４９】上記の（１）〜（４）の誤差要因が加わっ
た場合、基準点の設計上の座標値が（ＣＸｎ,ＣＹｎ)の
ショット領域について、実際に露光するにあたって位置
決めすべきステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上の座標（Ｃ′Ｘ
ｎ,Ｃ′Ｙｎ)は以下のように表される。

【００５０】

【数６】

【００５１】ここで、直交度誤差Ｗ及び残留回転誤差Θ
が微小量であるとして一次近似を行うと、（数６）は次
のようになる。

【００５２】

【数７】

【００５３】ここまでは、各ショット領域２７−ｎ上の
基準位置（本実施例では各ショット領域の中心の基準
点）を正確に位置合わせすることについて説明してき
た。しかし、各ショット領域の基準点がそれぞれ正確に
位置合わせされたからといって、必ずしも各ショット領
域内のチップパターン全体とレチクル２の投影像とが隅
々まで正確に重なり合うとは限らない。

【００５４】次に、各ショット領域内の重ね合わせ誤差
について説明する。既に説明したように、図７（ｂ）に
おいて、任意のショット領域２７−ｎ上の座標系（ｘ，
ｙ）上の設計上の座標値が（Ｓ１Ｘｎ,Ｓ１Ｙｎ)〜（Ｓ
４Ｘｎ,Ｓ４Ｙｎ)である位置にそれぞれアライメントマ
ーク２９−ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ，３５−ｎが形成さ
れている。本実施例では、その各ショット領域内の重ね
合わせ誤差が以下の要因から生じたものとする。 （５）チップパターンの回転（チップローテーショ
ン）：これは、例えばウエハ８上にレチクル２の投影像
の露光を行う際、レチクル２がステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）に対して回転していたり、あるいはウエハステージ
１０の動きにヨーイングが混入していたりするときに生
じるものであり、ショット領域の座標系（ｘ，ｙ）に対
する回転誤差θで表される。 （６）チップの直交度誤差：これは、例えばウエハ８上
にレチクル２の投影像を露光する際に、レチクル２上の
パターン自体の歪みや投影光学系ＰＬのディストーショ
ン（歪曲収差）等によって生じるチップパターンの直交
度の誤差であり、角度誤差ｗで表される。 （７）チップの線形伸縮（チップスケーリング）：これ
は、例えばウエハ８にレチクル２の投影像の露光を行う
際の投影倍率の誤差、あるいはウエハ８の加工プロセス
によってウエハ８が全体的又は部分的に伸縮することに
よって生じるものである。ここでは、ショット領域の座
標系（ｘ，ｙ）のｘ方向の２点間の距離の実測値と設計
値との比であるｘ方向のチップスケーリングｒｘ、及び
ｙ方向の２点間の距離の実測値（あるいは実測値の変動
分）と設計値との比であるｙ方向のチップスケーリング
ｒｙで２方向の線形伸縮を表すものとする。

【００５５】例えば、図８（ａ）は前工程で形成された
各ショット領域２７−ｎのチップパターンに回転誤差及
び倍率誤差が生じているウエハ８Ａを示し、この図８
（ａ）において、回転誤差及び倍率誤差が無い場合のシ
ョット領域の例を破線で囲んだショット領域３６−６〜
３６−１０で表す。それに対して、ウエハ８Ａ上に実際
に形成されているショット領域２７−６〜２７−１０は
回転角及び倍率が異なっている。これらの誤差は、図８
（ｂ）に示すように、ショット領域２７−ｎが本来のシ
ョット領域３６−ｎに対して傾斜しているチップローテ
ーション誤差と、図８（ｃ）に示すように、ショット領
域２７−ｎの倍率が本来のショット領域３６−ｎの倍率
と異なっているチップスケーリング誤差とに分離でき
る。

【００５６】但し、図８の例ではチップパターンの直交
度誤差ｗが無く、且つｘ方向のチップスケーリングｒｘ
とｙ方向のチップスケーリングｒｙとが等しい場合を示
している。上記の（５）〜（７）の誤差要因が加わった
場合、ショット領域２７−ｎ上の設計上の座標値が（Ｓ
ＮＸｎ,ＳＮＹｎ)（Ｎ＝１〜４）のアライメントマーク
２９−ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ，３５−ｎについて、実
際に位置合わせすべきショット領域の座標系（ｘ，ｙ）
上での座標値（Ｓ′ＮＸｎ ，Ｓ′ＮＹｎ ）は以下のよ
うに表される。

【００５７】

【数８】

【００５８】ここで、直交度誤差ｗ及び回転誤差θが微
小量であるとして一次近似を行うと、（数８）は次式で
表される。

【００５９】

【数９】

【００６０】図７（ｂ）において、任意のショット領域
２７−ｎの基準点２８−ｎのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）
上での配列座標値は（ＣＸｎ,ＣＹｎ)であるため、その
任意のショット領域上の任意のアライメントマーク（２
９−ｎ又は３０−ｎ）のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上の
設計上の座標値（ＤＮＸｎ ，ＤＮＹｎ )は、次のよう
に表される。但し、上述のようにＮの値（１〜４）によ
ってアライメントマーク２９−ｎ〜３５−ｎの区別を行
っている。

【００６１】

【数１０】

【００６２】上述の（５）〜（７）の３個の誤差は、ウ
エハ８上の各ショット領域のアライメントマークを焼き
付けた層にチップパターンを焼き付けた際に生じる。実
際には更に、ウエハ８の加工プロセスによって生じる上
述の（２）や（３）の誤差の影響を受けるため、アライ
メントマーク２９−ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ，３５−ｎ
がステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上で実際にあるべき位置の
座標を（ＦＮＸｎ,ＦＮＹｎ)（Ｎ＝１〜４）とすると、
この座標値（ＦＮＸｎ,ＦＮＹｎ)は（数８）及び（数１
０）から次のように表される。

【００６３】

【数１１】

【００６４】次に、本実施例では最小自乗法の適用を容
易にするため、その（数１１）中のα方向のウエハスケ
ーリングＲｘ、及びβ方向のウエハスケーリングＲｙを
それぞれ新たなパラメータΓｘ、及びΓｙを用いて次の
（数１２）のように表す。同様に、その（数１１）中の
ｘ方向のチップスケーリングｒｘ、及びｙ方向のチップ
スケーリングｒｙをそれぞれ新たなパラメータγｘ、及
びγｙを用いて次の（数１１）のように表す。

【００６５】

【数１２】

【００６６】これら新たなそれぞれ線形伸縮の変化分を
示す４個のパラメータΓｘ、Γｙ、γｘ、及びγｙを用
いてその（数１１）を書き換えると、（数１１）は近似
的に次のようになる。

【００６７】

【数１３】

【００６８】この（数１３）において、２次元ベクトル
を２行×１列の行列とみなすと、この（数１３）を以下
のような変換行列を用いた座標変換式に書き直すことが
できる。

【００６９】

【数１４】

【００７０】但し、（数１４）の各変換行列は次のよう
に定義される。

【００７１】

【数１５】

【００７２】（数１４）の座標変換式における変換行列
Ａ，Ｂ，Ｏに含まれる１０個の誤差パラメータ（Θ，
Ｗ，Γｘ（＝Ｒｘ−１），Γｙ，ＯＸ,ＯＹ,θ，ｗ，γ
ｘ（＝ｒｘ−１），γｙ）は例えば最小自乗法により求
めることができる。本実施例では、（数１４）の座標変
換式に基づいてウエハ８の各ショット領域のステージ座
標系（Ｘ，Ｙ）上での計算上の座標、及びチップの各誤
差を求める。そして、それをもとに、チップローテーシ
ョン誤差及びチップ倍率誤差等の補正を行った上で、ウ
エハ８の各ショット領域とレチクルとの位置合わせを行
う。なお、必ずしも最小自乗法を（数１４）に適用する
必要はなく、例えば（数１１）の段階で１０個の誤差パ
ラメータを求めても良い。

【００７３】また、本実施例では以下で説明するよう
に、ウエハ８上のショット領域から予め選択されたショ
ット領域（サンプルショット）内で、更に選択されたア
ライメントマークの座標位置を計測し、この計測結果を
（数１４）に適用して最小自乗法により１０個のパラメ
ータを求め、このパラメータに基づいて各ショット領域
の配列座標を算出している。

【００７４】具体的に、図２のステップ１０７におい
て、ウエハホルダー９上に今回の露光対象であるウエハ
８のロードが行われる。ウエハ８の各ショット領域には
それぞれ、前工程において既にチップパターンが形成さ
れている。更に、図７（ｂ）に示すように、ウエハ８上
の各ショット領域２７−ｎにはそれぞれ４個の十字型の
アライメントマーク２９−ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ及び
３５−ｎが形成されている。

【００７５】次に、図２のステップ１０８において、ウ
エハ８の原点設定（プリアライメント）を行う。その後
ステップ１０９において、図３のオフ・アクシス方式の
アライメント系１５を用いて、ウエハ８上の５個以上の
アライメントマーク（２９−ｎ，３０−ｎ，３４−ｎ又
は３５−ｎ）のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上での座標値
（ＦＭＮＸｎ,ＦＭＮＹｎ)を実測する。１個のアライメ
ントマークにはＸ方向及びＹ方向の２つの成分があるた
め、５個以上のアライメントマークの座標値を実測する
ことにより、１０個以上のパラメータの値を決定するこ
とができる。

【００７６】本実施例で実測するアライメントマーク
は、３個以上のショット領域２７−ｎから選択する必要
があるが、必ずしも１個のショット領域２７−ｎから４
個のアライメントマーク２９−ｎ〜３５−ｎを選択する
必要はなく、１個のショット領域２７−ｎからそれぞれ
１個のアライメントマーク（２９−ｎ，３０−ｎ，３４
−ｎ又は３５−ｎ）を選択するようにしてよい。

【００７７】この場合、ウエハ８上で選択された複数の
ショット領域２７−ｎの基準点２８−ｎの、ウエハ８上
の座標系（α，β）上での設計上の配列座標値（ＣＸ
ｎ,ＣＹｎ)と、測定されたアライメントマークの各ショ
ット領域２７−ｎ上の座標系（ｘ，ｙ）での設計上の座
標値（相対座標値）（ＳＮＸｎ,ＳＮＹｎ)とが予め分か
っている。次に、ステップ１１０において、（数１１）
の右辺に、測定されたアライメントマークが属するショ
ット領域の基準点の設計上の配列座標値（ＣＸｎ,ＣＹ
ｎ)、及びそのアライメントマークの基準点に関する設
計上の相対座標値（ＳＮＸｎ,ＳＮＹｎ)を代入すること
により、そのアライメントマークがステージ座標系
（Ｘ，Ｙ）上であるべき計算上の座標値（ＦＮＸｎ,Ｆ
ＮＹｎ)を求める。

【００７８】次に、最小自乗法により（数１４）を満足
する１０個の誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Γｘ，Γｙ，Ｏ
Ｘ,ＯＹ,θ，ｗ，γｘ，γｙ）を求める。具体的には、
実際に計測された座標値（ＦＭＮＸｎ,ＦＭＮＹｎ)とそ
の計算上の座標値（ＦＮＸｎ,ＦＮＹｎ)との差（ＥＮＸ
ｎ,ＥＮＹｎ)をアライメント誤差と考える。従って、Ｅ
ＮＸｎ ＝ＦＭＮＸｎ −ＦＮＸｎ 、ＥＮＹｎ ＝ＦＭＮ
Ｙｎ −ＦＮＹｎ が成立している。そして、５組以上の
アライメント誤差（ＥＮＸｎ,ＥＮＹｎ)、即ち１０個以
上のアライメント誤差の自乗和をそれら１０個の誤差パ
ラメータで順次偏微分し、その値がそれぞれ０になるよ
うな方程式をたてて、それら１０個の連立方程式を解け
ば１０個の誤差パラメータを求めることができる。これ
が本実施例のＥＧＡ演算である。

【００７９】その後ステップ１１１において、（数４）
の変換行列ＡＲ中のレチクルの回転誤差ΘＲを基準とし
て、（数９）の変換行列Ａ中のウエハの残留回転誤差
（ウエハローテーション誤差）Θと変換行列Ｂ中のチッ
プローテーションの回転誤差θとの和（Θ＋θ）を回転
誤差ΘＲに合わせ込む。そのためには、図３のウエハス
テージ１０によりウエハ８を回転させると共に、ウエハ
ステージ１０の走り方向をレチクル２の回転に合わせて
斜めに設定する。なお、ウエハ８を回転する代わりに、
レチクル２側を回転してもよい。

【００８０】但し、ウエハ８を回転した場合には、ウエ
ハ８のオフセット誤差（ＯＸ,ＯＹ)が変化する虞がある
ため、再びアライメントマークの座標値の計測を行った
後、従来の通常のＥＧＡ演算を行って誤差パラメータを
求め直す必要がある。そこで、例えばウエハ８を所定角
度だけ回転した場合には、従来のチップパターン内の誤
差を考慮しない場合と同様に、ウエハ８上の少なくとも
３個のショット領域のアライメントマークのステージ座
標系（Ｘ，Ｙ）での座標値を計測し直す。そして、その
結果から６個の誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Ｒｘ，Ｒｙ，
ＯＸ,ＯＹ)の値を決定し、この結果から算出した配列座
標に基づいて各ショット領域の位置合わせを行って露光
を行う。これは、ウエハ８の回転後の新たな残留回転誤
差Θが、ステップ１１１で回転した角度に対応する値か
どうかを確認する意味もある。

【００８１】レチクル２の直交度誤差ＷＲ、及びチップ
の直交度誤差ｗは、厳密な意味では補正できないが適度
にレチクル２を回転させることで、その誤差を小さく抑
えることができる。そこで、レチクル２の直交度誤差Ｗ
Ｒ、ウエハ８の回転誤差Θ、チップの回転誤差θ及び直
交度誤差ｗのそれぞれの絶対値の和が最小になるよう
に、レチクル２の回転量を最適化することも可能であ
る。

【００８２】次に、ステップ１１２において、（数４）
の行列ＡＲ内のレチクル２の投影像の倍率誤差ＲＲｘ，
ＲＲｙ、及び（数９）の変換行列Ｂ中のチップスケーリ
ング誤差ｒｘ，ｒｙを補正するように、図２の結像特性
制御装置１４を介して投影光学系ＰＬの投影倍率を調整
する。この場合、本実施例では、レチクル２の投影像の
倍率を直接計測できるため、先ずウエハ８上の第１層目
に露光を行う際には、レチクル２の倍率誤差ＲＲｘ及び
ＲＲｙが正確に１になるように、投影光学系ＰＬの投影
倍率を調整する。倍率誤差ＲＲｘ及びＲＲｙが正確に１
になる状態で、レチクル２のパターンの投影光学系ＰＬ
による投影像が、設計値通りの大きさになる。

【００８３】なお、図６に示すように本実施例のレチク
ル２のアライメントマーク像４３ＡＷ〜４３ＨＷは、投
影光学系ＰＬの有効露光フィールド４２内で実際の矩形
の露光領域の外側にあることもあるため、投影光学系Ｐ
Ｌの投影倍率を計測する際に、レンズのディストーショ
ンの影響を大きく受ける。そこで、予め露光領域内にア
ライメントマーク像が投影されるような基準レチクルを
用いて、この基準レチクルの投影像の倍率が設計値通り
になるように、投影光学系ＰＬの投影倍率のオフセット
補正を行っておいてもよい。この場合には、ウエハ８上
の第１層目に露光を行う際の投影倍率の補正は不要とな
る。

【００８４】次に、ウエハ８の第２層目以降にレチクル
２のパターン像を露光する際には、チップスケーリング
誤差ｒｘ，ｒｙを基準として、投影光学系ＰＬの投影倍
率を補正する。これにより、レチクル２の投影像の大き
さとウエハ２上に既に形成されているチップパターンの
大きさとが等しくなる。その後、図２のステップ１１３
において、ステップ１１０で求めた誤差パラメータより
なる要素を含む変換行列Ａ及びＯを用いて、次式にウエ
ハ８上の各ショット領域２７−ｎの基準点２８−ｎの設
計上の配列座標値（ＣＸｎ,ＣＹｎ)を代入することによ
り、その基準点２８−ｎのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上
での計算上の配列座標値（ＧＸｎ,ＧＹｎ)を求める。但
し、上述したように、ステップ１０７でローテーション
誤差を補正するためにウエハ８側を回転した場合には、
再び計測したアライメントマークの座標に基づいて、各
基準点２８−ｎのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上での計算
上の配列座標値（ＧＸｎ,ＧＹｎ)を求める。

【００８５】

【数１６】

【００８６】そして、ステップ１１４において、計算に
より得られた配列座標（ＧＸｎ,ＧＹｎ)及び予め、同時
ベースライン計測によって求めてあるベースライン量に
基づいて、ウエハ８上の各ショット領域２７−ｎの基準
点２８−ｎを順次投影光学系ＰＬの露光フィールド４２
内の所定の位置に位置合わせして、当該ショット領域２
７−ｎに対してレチクル２のパターン像を投影露光す
る。そして、ウエハ８上の全てのショット領域への露光
が終了した後に、ウエハ８の現像等の処理が行われる。

【００８７】その後、ロットの途中の所定枚数、また
は、１枚のウエハの露光処理が終了した時点で、新たに
同時ベースライン計測を行う。このとき、上述したレチ
クル多点計測（ステップ１０３、１０４）は行わず、予
めロットの最初で算出し、記憶されているオフセットデ
ータ（ＲＲｘ，ＲＲｙ，ΘＲ,ＯＲＸ,ＯＲＹ ）を読み
出す。以降は、上述したとおりの手順によって露光作業
を行うのであるが、ステップ１０６で読み出したオフセ
ットデータを使ってステップ１１１、１１２を実行する
点が、ロットの最初のウエハを処理する場合と異なる。

【００８８】本実施例では（数４）及び（数１４）に示
すように、変換行列Ａ及びＯのみならず、レチクルの回
転誤差、レチクルの倍率誤差、チップローテーション、
及びチップスケーリングのパラメータ等をも考慮してい
るので、レチクル２の回転、投影光学系ＰＬの倍率誤
差、各ショット領域に転写されるチップパターン自体の
伸縮や回転などの影響を小さく抑え、ウエハ上の各ショ
ット領域のチップパターンとレチクルのパターンの投影
像とをより高精度に重ね合わせることができる。

【００８９】なお、上述実施例では図７（ｂ）に示した
ように、ステージ座標系上のＸ方向及びＹ方向に同時に
位置合わせできる十字型のアライメントマーク２９−ｎ
〜３５−ｎをショット領域の座標系上のｘ軸上に２個、
及びｙ軸上に２個設けている。しかしながら、例えば１
直線上に４個のアライメントマークが配列されないよう
にすれば、必ずしもそのような配置でなくとも良い。例
えば、各ショット領域の４隅にアライメントマークを配
置する。また、各アライメントマークは各ショット領域
間のストリートライン領域上に形成しても良い。また、
Ｘ方向用の１次元のアライメントマークとＹ方向用の１
次元のアライメントマークとをそれぞれ別に設けても、
その配置に注意すれば上述実施例と全く同様に（数１
４）の変換行列Ａ，Ｂ，Ｏを求めることができる。

【００９０】但し、本実施例のような２次元の位置を特
定できる十字マークの代わりに、Ｘ方向又はＹ方向の位
置だけを検出できる１次元のアライメントマーク（回折
格子マーク等）を使用する場合には、１０個のパラメー
タの値を決定するために、１０個以上の１次元のアライ
メントマークの座標値を実測する必要がある。また、上
述実施例では、チップローテーションの回転誤差θ、チ
ップの直交度誤差ｗ及びチップスケーリングｒｘ，ｒｙ
を求めるために、ウエハ８の各ショット領域２７−ｎ内
に４個の２次元のアライメントマーク２９−ｎ〜３５−
ｎを設けている。しかしながら、各ショット領域２７−
ｎの基準点のオフセット（ｘ方向及びｙ方向）を考慮し
ても、求めるべきパラメータは６個であるため、各ショ
ット領域２７−ｎには３個の２次元のアライメントマー
ク（例えば２９−ｎ，３０−ｎ及び３４−ｎ）を設ける
だけでも良い。このように２次元のアライメントマーク
を使用する際には、常に２つのアライメントマークが選
択されることになる。但し、１次元のアライメントマー
クであれば、各ショット領域２７−ｎにそれぞれ６個の
アライメントマークを形成する必要がある。

【００９１】また、上述実施例では、ウエハ８上の各シ
ョット領域内で多点計測を行っているが、通常のＥＧＡ
方式をそのまま適用して各ショット領域内ではそれぞれ
特定の１個のマークの位置を検出するようにしてもよ
い。この場合には、（数１４）において行列Ｂを無視し
て、例えばウエハローテーションの誤差Θをレチクルの
回転誤差ΘＲに合わせるようにすればよい。

【００９２】また、上述実施例では、レチクル２の直交
度誤差ＷＲについては積極的に補正を行っていない。し
かしながら、例えば投影光学系ＰＬを構成する一部のレ
ンズをトロイダル面に形成しておき、そのレンズを光軸
の回りに回転できる機構を設け、この機構で投影像の直
交度誤差ＷＲが最小になるように、そのレンズを回転さ
せてもよい。これにより、レチクル２の描画誤差等に起
因する直交度誤差ＷＲを小さくすることができる。

【００９３】更に、上述実施例のように、ウエハ８のシ
ョット配列誤差が線形であるものとしたアライメント方
式は、ＥＧＡ方式に属するものである。更に、上述実施
例のＥＧＡ方式では、ショット領域毎のチップローテー
ションやチップ倍率（ディストーションを含む）の誤差
が同一ウエハ内では一定であるものとして、チップロー
テーションやチップ倍率誤差を求めていた。そこで、ウ
エハ上の局所的な配列誤差やディストーション成分の変
動（非線形性）が大きい場合にも、それらチップローテ
ーションやチップ倍率誤差を良好に補正して、高精度に
位置合わせができるアライメント方式が望まれる。以下
では、上述のＥＧＡ方式を改良してより高精度に位置合
わせができる本発明の第２実施例につき説明する。この
アライメント方式は、上述実施例に特願平４−２９７１
２１号で提案されているアライメント方式を適用したも
のである。

【００９４】本発明の第２実施例につき図９を参照して
説明する。本実施例でも図３に示す投影露光装置を使用
するが、本実施例では第１実施例で使用されたＥＧＡ方
式のアライメントを更に改良した、第１の重み付きのエ
ンハンスト・グローバル・アライメント方式（以下、
「Ｗ１−ＥＧＡ方式」という）のアライメントを行う。
このＷ１−ＥＧＡ方式のアライメントは、「規則的な非
線形歪み」に対して有効なもので、「規則的な非線形歪
みを持つ基板であっても、当該基板上の局所領域内での
配列誤差はほぼ等しい」ことに着目したものである。そ
して、このＷ１−ＥＧＡ方式のアライメントでは、後述
のようにサンプルショットとの距離に応じて重み付けが
行われる。

【００９５】図９は本実施例で露光対象とするウエハ８
を示し、この図９において、ウエハ８上のｉ番目のショ
ット領域ＥＳｉの計算上の座標位置を決定する際、この
ショット領域ＥＳｉとｍ個（図８ではｍ＝９）のサンプ
ルショットＳＡ１〜ＳＡ９との間の距離ＬＫ１〜ＬＫ９
に応じて、それら９個のサンプルショット内のアライメ
ントマークの計測された座標位置（アライメントデー
タ）のそれぞれに重みＷｉｎが与えられる。具体的にサ
ンプルショットＳＡ１の２個のアライメントマークＭＡ
１，ＭＢ１の計測された座標位置には、距離ＬＫ１に応
じた重みＷｉ１が与えられる。なお、より厳密には、シ
ョット領域ＥＳｉの基準点から各サンプルショット内の
各アライメントマークまでの距離に応じて、それぞれ重
みを付すことが望ましい。また、各サンプルショットに
おいて、必ずしも２個のアライメントマークの座標を計
測する必要はない。

【００９６】このＷ１−ＥＧＡ方式では、ＥＧＡ方式に
おける単なる自乗和の残留誤差成分の代わりに、次の
（数１２）よりなる残留誤差成分Ｅｉを定義する。この
（数１７）において、座標値（ＦＭＮＸｎ ，ＦＭＮＹ
ｎ ）は、ｎ番目のサンプルショット内のＮ番目のアラ
イメントマークの実際に計測された座標値、座標値（Ｆ
ＮＸｎ ，ＦＮＹｎ)はその計算上の座標値である。

【００９７】

【数１７】

【００９８】そして、このように定義される残留誤差成
分Ｅｉが最小になるように（数１４）を満足する１０個
の誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Γｘ，Γｙ，ＯＸ,ＯＹ,
θ，ｗ，γｘ，γｙ）を求める。なお、ここでは各ショ
ット領域ＥＳｉ毎に使用するサンプルショットＳＡ１〜
ＳＡ９は同一であるが、当然に各ショット領域ＥＳｉ毎
に各サンプルショットＳＡｎまでの距離は異なる。従っ
て、サンプルショットＳＡｎの座標位置（アライメント
データ）に与える重みＷｉｎはショット領域ＥＳｉ毎に
変化する。そして、ショット領域ＥＳｉ毎に誤差パラメ
ータ（Θ，Ｗ，Ｒｘ，Ｒｙ，ＯＸ,ＯＹ,θ，ｗ，ｒｘ，
ｒｙ）を決定して、先ず（数１４）の変換行列Ａ中のウ
エハローテーション誤差Θ、及び変換行列Ｂ中のチップ
ローテーション誤差θを補正すると共に、（数１４）の
変換行列Ｂ中のチップ倍率誤差（チップスケーリングγ
ｘ，γｙ）を補正する。

【００９９】その後、誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Γｘ，
Γｙ，ＯＸ,ＯＹ)よりなる要素を含む変換行列Ａ及びＯ
を用いて、（数１６）にウエハ８上の当該ショット領域
ＥＳｉの設計上の配列座標値を代入することにより、そ
のショット領域ＥＳｉの基準点のステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）上での計算上の配列座標値を求める。なお、既に説
明したように、ウエハ８側を回転させた場合には、改め
て計測したアライメントマークの座標に基づいて、通常
のＥＧＡ演算により配列座標値を求める。

【０１００】このようにＷ１−ＥＧＡ方式ではウエハ８
上の各ショット領域ＥＳｉ毎に、各サンプルショットＳ
Ａｎの座標データに対する重みＷｉｎが変化する。一例
としてその重みＷｉｎを、ｉ番目のショット領域ＥＳｉ
とｎ番目のサンプルショットＳＡｎとの距離ＬＫｎの関
数として次のように表す。但し、パラメータＳは重み付
けの度合いを変更するためのパラメータである。

【０１０１】

【数１８】

【０１０２】この（数１８）から明かなように、ｉ番目
のショット領域ＥＳｉまでの距離ＬＫｎが短いサンプル
ショットＳＡｎ程、そのアライメントデータに与える重
みＷｉｎが大きくなるようになっている。また、（数１
８）において、パラメータＳの値が十分大きい場合、統
計演算処理の結果は上述実施例のＥＧＡ方式で得られる
結果とほぼ等しくなる。一方、ウエハ８上の露光すべき
ショット領域ＥＳｉを全てサンプルショットＳＡｎと
し、パラメータＳの値を十分零に近づけると、各ショッ
ト領域毎にウエハマークの位置を計測して位置合わせを
行う所謂ダイ・バイ・ダイ方式で得られる結果とほぼ等
しくなる。即ち、Ｗ１−ＥＧＡ方式では、パラメータＳ
を適当な値に設定することにより、ＥＧＡ方式とダイ・
バイ・ダイ方式との中間の効果を得ることができる。例
えば、非線形成分が大きなウエハに対しては、パラメー
タＳの値を小さく設定することで、ダイ・バイ・ダイ方
式とほぼ同等の効果（アライメント精度）を得ることが
でき、非線形成分によるアライメント誤差を良好に除去
することができる。また、アライメントセンサーの計測
再現性が悪い場合には、パラメータＳの値を大きく設定
することで、ＥＧＡ方式とほぼ同等の効果を得ることが
でき、平均化効果によりアライメント誤差を低減するこ
とができる。

【０１０３】更に、（数１８）の重み付け関数を、アラ
イメントマークのＸ座標及びＹ座標について別々に用意
し、Ｘ座標とＹ座標とで重みＷｉｎを独立に設定するこ
とができるようにしてもよい。この場合には、ウエハの
非線形歪みの程度（大小）、規則性又はステップピッ
チ、即ち隣接した２つのショット領域の中心間距離（ウ
エハ８上のストリートラインの幅にも依るが、ほぼショ
ットサイズに対応した値）がＸ方向とＹ方向とで異なっ
ていても、パラメータＳの値を独立に設定することで、
ウエハ８上のショット配列誤差を高精度に補正すること
ができるようになっている。この際、パラメータＳの値
は上記の如くＸ座標とＹ座標とで異ならせるようにして
も良く、更にＸ座標及びＹ座標のパラメータＳの値が同
一又は異なる場合の何れであっても、パラメータＳの値
は、「規則的な非線形歪み」の大小、規則性、ステップ
ピッチ又はアライメントセンサーの計測再現性等に応じ
て適宜変更すれば良い。

【０１０４】以上のことから、パラメータＳの値を適宜
変更することで、ＥＧＡ方式からダイ・バイ・ダイ方式
までその効果を変えることができる。従って、各種レイ
ア、更には各成分（Ｘ方向及びＹ方向）に対し、例えば
非線形成分の特徴（例えば大小、規則性等）、ステップ
ピッチ、アライメントセンサーの計測再現性の良否等に
応じてアライメントを柔軟に変更させ、各レイア、各成
分に対して最適な条件でアライメントを行うことができ
る。

【０１０５】次に、図１０を参照して、第２の重み付き
のエンハンスト・グローバル・アライメント方式（以
下、「Ｗ２−ＥＧＡ方式」という）のアライメント方法
につき説明する。ここでは説明を簡単にするため、ウエ
ハ８に規則的に、特に点対称な非線形歪みが生じ、且つ
その点対称中心がウエハ８の中心（ウエハセンター）と
一致しているものとする。

【０１０６】図１０は本実施例で露光対象とするウエハ
８を示し、この図１０において、ウエハ８の変形中心点
（非線形歪みの点対称中心）、即ちウエハセンターＷｃ
と、ウエハ８上のｉ番目のショット領域ＥＳｉとの間の
距離（半径）をＬＥｉとして、ウエハセンターＷｃとｍ
個（図１２ではｍ＝９）のサンプルショットＳＡ１〜Ｓ
Ａ９のそれぞれとの間の距離（半径）をＬＷ１〜ＬＷ９
とする。そして、このＷ２−ＥＧＡ方式でも、Ｗ１−Ｅ
ＧＡ方式と同様に、距離ＬＥｉ及び距離ＬＷ１〜ＬＷ９
に応じて、９個のサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ９中の
アライメントマークの計測された座標位置（アライメン
トデータ）の各々に重みＷｉｎ′を与える。このＷ２−
ＥＧＡ方式では、サンプルショット毎に２個のアライメ
ントマーク（ＭＡｉ，ＭＢｉ）を検出した後、（数１
８）と同様に、残留誤差成分Ｅｉ′を次の（数１９）で
定義し、その（数１９）が最小となるように（数１４）
の誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Γｘ，Γｙ，ＯＸ,ＯＹ,
θ，ｗ，γｘ，γｙ）を決定する。

【０１０７】

【数１９】

【０１０８】このＷ２−ＥＧＡ方式でもＷ１−ＥＧＡ方
式と同様に、アライメントデータに与える重みＷｉｎ′
はショット領域ＥＳｉ毎に変化するため、ショット領域
ＥＳｉ毎に統計演算を行って誤差パラメータ（Θ，Ｗ，
Γｘ，Γｙ，ＯＸ,ＯＹ,θ，ｗ，γｘ，γｙ）を決定し
て、チップローテーション、チップ直交度、チップ倍率
誤差及び計算上の配列座標値を決定することになる。

【０１０９】そして、ウエハ８上の各ショット領域ＥＳ
ｉ毎に、各サンプルショットに対する重みＷｉｎ′を変
化させるため、（数１９）における重みＷｉｎ′を、ウ
エハ８上のｉ番目のショット領域ＥＳｉとウエハセンタ
ーＷｃとの距離（半径）ＬＥｉの関数として次のように
表す。但し、パラメータＳは重み付けの度合を変更する
ためのパラメータである。

【０１１０】

【数２０】

【０１１１】この（数２０）から明かなように、サンプ
ルショットＳＡｎからウエハセンターＷｃに対する距離
ＬＷｎが、ウエハセンターＷｃとウエハＷ上のｉ番目の
ショット領域ＥＳｉとの間の距離ＬＥｉに近いサンプル
ショット程、そのアライメントデータに与える重みＷｉ
ｎ′が大きくなるようになっている。換言すれば、ウエ
ハエンターＷｃを中心とした半径ＬＥｉの円上に位置す
るサンプルショットのアライメントデータに対して最も
大きな重みＷｉｎ′が与えられ、その円から半径方向に
離れるに従ってアライメントデータに対する重みＷｉ
ｎ′が小さくなっている。

【０１１２】また、（数２０）におけるパラメータＳの
値は、Ｗ１−ＥＧＡ方式と同様に要求されるアライメン
ト精度、非線形歪みの特徴（例えば大小、規則性等）、
ステップピッチ、アライメントセンサーの計測再現性の
良否等に応じて適宜定めれば良い。即ち、非線形成分が
比較的大きいときには、パラメータＳの値をより小さく
設定することで、ウエハセンターＷｃからの距離ＬＷｎ
が大きく異なるサンプルショットの影響を小さくするこ
とができる。一方、非線形成分が比較的小さいときに
は、パラメータＳの値をより大きく設定することで、計
測再現性が悪いアライメントセンサー（又はレイア）に
おけるアライメント精度の低下を防止することができ
る。

【０１１３】更に、Ｗ２−ＥＧＡ方式では、ウエハＷ上
の点対称中心からほぼ等距離にある複数のショット領
域、即ちその点対称中心を中心とした同一の円上に位置
する複数のショット領域の各々では、当然ながらサンプ
ルショットのアライメントデータに与える重みＷｉｎ′
が同一となる。このため、その点対称中心を中心とした
同一の円上に複数のショット領域が位置している場合、
何れか１つのショット領域のみにおいて上記の重み付け
及び統計演算を行って誤差パラメータ（Θ，Ｗ，Γｘ，
Γｙ，ＯＸ,ＯＹ,θ，ｗ，γｘ，γｙ）を算出すれば、
残りのショット領域については先に算出した誤差パラメ
ータをそのまま用いてそのチップローテーション、チッ
プ直交度、チップ倍率誤差及び座標位置を決定すること
ができる。これにより、計算量が減少するという利点が
ある。

【０１１４】ところで、Ｗ２−ＥＧＡ方式に好適なサン
プルショットの配置は、非線形歪みの点対称中心、即ち
ウエハセンターＷｃに関して対称となるように指定する
ことが望ましく、例えばウエハセンターＷｃを基準とし
たＸ字型又は十字型等に指定すれば良い。それ以外に、
Ｗ１−ＥＧＡ方式と同様の配置としても良い。また、非
線形歪みの点対称中心がウエハセンターＷｃ以外の場合
には、その点対称中心を基準としたＸ字型又は十字型の
配置とすればよい。また、誤差パラメータの値を決定す
るに際しては、（数２０）に示す重み付け関数をＸ方向
及びＹ方向の各々で独立に設定するようにしても良い。
また、アライメントマーク毎に重み付け関数を独立に設
定してもよいことは言うまでもない。

【０１１５】なお、Ｗ１−ＥＧＡ方式及びＷ２−ＥＧＡ
方式では、チップパターンに関する４個の誤差パラメー
タ（θ，ｗ，ｒｘ，ｒｙ）を基に回転誤差や倍率誤差を
補正するときには、各ショット領域毎に求められるそれ
らパラメータを用いて各ショット領域毎に補正を行って
も良い。又は、ショット領域毎に求められる１組のパラ
メータを平均化して１組のパラメータを求め、このパラ
メータに基づいてウエハ全体として１回だけ補正を行う
ようにしても良い。更に、ウエハ８を複数のブロックに
分け、各ブロック毎に補正を行うようにしても良い。ま
た、Ｗ２−ＥＧＡ方式では、点対称の中心に対して同心
円上に位置するショット領域では、ショット領域毎にパ
ラメータを求める必要はなく、何れか１つのショット領
域について求めたパラメータを使用するようにしても良
い。

【０１１６】また、上述実施例では、レチクルローテー
ションの補正又はレチクル２の投影像の投影倍率の補正
（２層目以降の露光での補正）を行う際に、ウエハ８及
びチップパターン側の回転や伸縮をも考慮している。し
かしながら、例えば同一ロット内のそれまでの露光によ
り、ウエハ８及びチップパターンの倍率誤差や回転誤差
等が十分小さいことが分かっている場合等には、レチク
ル２の（数４）に基づく計測（ＥＧＡ計測）の結果のみ
を用いて、レチクルの回転補正又は投影光学系の投影倍
率の補正を行うようにしてもよい。

【０１１７】また、本発明はステップ・アンド・リピー
ト方式の露光装置（例えば縮小投影型のステッパーや等
倍投影型のステッパー）のみならず、所謂ステップ・ア
ンド・スキャン露光方式の露光装置、又はプロキシミテ
ィタイプのステッパー（Ｘ線露光装置等）等にも広く適
用できるものである。また、露光装置以外でも半導体ウ
エハや複数のチップパターンを有するレチクル等を検査
する装置（欠陥検査装置、プローバ等）で、各チップ毎
にステップ・アンド・リピート方式で検査視野やプロー
ブ針等の基準位置に対して位置合わせする装置において
も、本発明を同様に適用することができる。

【０１１８】更に、ステップ・アンド・スキャン露光方
式の露光装置を始めとする走査型の露光装置で上述のア
ライメント方法を適用する場合には、上述の実施例で求
めた座標位置に所定のオフセット（パターンサイズ、レ
チクル及びウエハの助走区間等に応じて一義的に定まる
値）を加えた位置にウエハを位置決めしてから、走査露
光を行うことになる。このように、本発明は上述実施例
に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
構成を取り得る。上述の実施例では、ロットの先頭のウ
エハを処理する際にレチクルのオフセットデータを記憶
したが、ロットの途中でベースライン計測を行うとき
に、前述と同様にしてレチクルのオフセットデータを記
憶し（あるいは更新し）、以降のロット中のウエハを処
理する際にベースライン計測を行う場合に、このロット
の途中で記憶された（あるいは更新された）オフセット
データを利用するようにしても良い。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、マスク上の少なくとも
３個の位置検出用のマークの基板上の像の位置を計測
し、この計測結果を統計処理して、マスクのパターンの
回転角や、そのパターンの直交度等のオフセット値を求
めているため、マスク上のパターンと基板上のパターン
との位置合わせ精度及び重ね合わせ精度を高めることが
できる。更に、ロット単位で露光制御を考えた場合に
は、ロットの先頭でのみレチクルの多点計測を行い、そ
の後のロットの途中で同時ベースライン計測を行う際に
は、再びレチクルの多点計測を行うことなく、先に求め
たデータを用いて位置合わせを行っているため、スルー
プットを低下させることなく、マスクと感光基板の位置
合わせ精度及び重ね合わせ精度を向上できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による露光方法の一実施例の動
作の前半を示すフローチャートである。

【図２】図２は、本発明による露光方法の一実施例の動
作の後半を示すフローチャートである。

【図３】図３は、本実施例の露光方法が実施される投影
露光装置の一例を示す構成図である。

【図４】図４は、図３の指標板上のアライメントマーク
の像を示す拡大図である。

【図５】図５において、（ａ）は実施例で使用するレチ
クル２のパターン配置を示す平面図、（ｂ）はレチクル
２上のアライメントマークの構成を示す拡大平面図であ
る。

【図６】図６は、図５（ａ）のレチクル２の投影像を示
す平面図である。

【図７】図７において、（ａ）は実施例のウエハ上のシ
ョット領域の配列の一例を示す平面図、（ｂ）は図５
（ａ）内のショット領域を示す拡大平面図である。

【図８】図８において、（ａ）はチップパターンの回転
誤差及びチップ倍率の誤差を含んだウエハの一例を示す
平面図、（ｂ）はチップローテーション誤差の説明図、
（ｃ）はチップ倍率誤差の説明図である。

【図９】図９は、本発明の他の実施例においてＷ１−Ｅ
ＧＡ方式のアライメントが行われるウエハ上のショット
配列を示す平面図である。

【図１０】図１０は、本発明の他の実施例においてＷ２
−ＥＧＡ方式のアライメントが行われるウエハ上のショ
ット配列を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 照明光学系 ２ レチクル ６ 主制御系 ７ 光電センサ ８ ウエハ １０ ウエハステージ １２ レーザー干渉計 １４ 結像特性制御装置 １５ オフ・アクシス方式のアライメント系 ２７−１〜２７−５，２７−ｎ ショット領域 ４３Ａ〜４３Ｅ レチクルアライメントマーク ＰＬ 投影光学系 ＲＭ１、ＲＭ２ レチクルマーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクのパターンを投影光学系を介し
   て、ステージにセットされた感光基板上に投影する露光
   方法において、 前記マスクの位置を計測する第１の工程と；前記感光基
   板の位置検出装置の検出中心位置と前記マスクの中心の
   前記感光基板上の投影点との相対距離であるベースライ
   ンを検出する第２の工程と；前記パターンが露光される
   先行する前記感光基板の露光に先立って、前記マスク上
   に形成された少なくとも３個の位置検出用マークの前記
   投影光学系を介した像の前記感光基板側での位置を各々
   計測する第３の工程と；前記第３の工程で検出された前
   記位置検出用マークの検出位置に基づいて、前記第１の
   工程で計測された前記マスクの位置に対するオフセット
   データを統計演算によって算出する第４の工程と；前記
   第４の工程で算出されたオフセットデータに基づいて、
   前記投影光学系の結像状態の調整、前記マスクと前記感
   光基板との位置合わせを行った後、前記マスクのパター
   ンを前記感光基板上に露光するとともに、当該オフセッ
   トデータを記憶する第５の工程と；前記先行する感光基
   板の露光の後に、前記マスクの位置と前記ベースライン
   とを新たに計測した際に、前記第５の工程で記憶された
   オフセットデータに基づいて、前記投影光学系の結像状
   態の調整、前記マスクと前記感光基板との位置合わせを
   行った後、前記マスクのパターンを前記感光基板上に露
   光する第６の工程とを含むことを特徴とする投影露光装
   置の露光方法。
2. 【請求項２】 前記第４の工程において、前記マスクの
   位置のオフセットデータは、前記マスクの中心位置に対
   する中心位置オフセットと、前記マスクの回転オフセッ
   ト量と、マスクの倍率誤差とを含むことを特徴とする前
   記請求項１記載の露光方法。
3. 【請求項３】 前記第１の工程における前記マスクの位
   置の計測は、前記ステージ上に形成された基準マークを
   用いて、前記第２の工程と同時に実行することを特徴と
   する前記請求項１または２記載の露光方法。