JP2006013090A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高露光精度及び高スループットの両立を実現する。
【解決手段】ステップ５０２においてショットマップデータを読み込み、そして、ステップ５０４において、ショットマップデータと、デフォルト設定されているアライメントパラメータ及び露光パラメータとに基づいて、露光動作を優先させた場合の、マーク検出時間Ｔ₁、露光時間Ｔ₂を算出する。さらに、ステップ５０６、ステップ５０８、ステップ５１２において、マーク検出時間Ｔ₁及びウエハ交換時間Ｔ_Wの合計時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）と露光時間Ｔ₂との大小関係を比較して、ステップ５１０、ステップ５１４において、全体のスループットが低下しない範囲で、アライメント精度等が向上するように、アライメントパラメータの調整を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、エネルギビームにより感光物体を露光してその感光物体上の複数のショット領域に所定のパターンを転写する露光装置及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスクまたはレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハまたはガラスプレート等の基板（以下「ウエハ」と総称する）上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が比較的多く用いられている。

かかる露光装置においては、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットの向上が重要であり、そのスループットの向上を図るべく、種々の技術が提案されている。近年では、特に、ウエハを保持するウエハステージを複数台備え、一方のウエハステージ側では、保持したウエハに対し露光動作を行うのと並行して、他方のウエハステージ側では、保持したウエハに対しウエハ交換動作及びアライメントマーク検出動作（アライメントマークを計測する動作）を行うツインウエハステージタイプの露光装置も提案されている（特許文献１、２等参照）。

しかしながら、上記技術を採用した場合でも、一方のウエハステージ上で行われる動作（例えば露光動作）と、他方のウエハステージ上で行われる動作（例えばウエハ交換及びマーク検出動作）とでは、それらの所要時間が同じになることはほとんどなく、一方のステージ上での動作が終了し、他方のステージ上での動作がまだ終了していない場合、一方のステージに対しては、他方ステージ上での動作が終了するまで、何らの処理も行われず、ただ待ち状態となっていた。

一方、露光装置においては、スループットの向上とともに重要なのが、露光精度の向上である。この露光精度（特に重ね合わせ露光の重ね合わせ精度）を向上させるため、露光前に行われるアライメントマークの検出動作では、ウエハ上のアライメントマークの計測点数を増やせば増やすほどそのアライメント精度（このアライメント精度は、ショット領域の重ね合わせ精度に直結する）が向上するようになる。また、スキャニング・ステッパの露光動作においては、いわゆるスキャン速度を下げれば下げるほど、ステージの動特性の影響が低減されるので、その露光精度が向上するようになる。しかしながら、アライメントマークの計測点数を増やしたり、スキャン速度を下げたりすると、アライメント動作や露光動作の所要時間が長くなってスループットが低下するようになる。すなわち、スループットと露光精度とは、いわゆるトレードオフの関係にある。
特開平１０−１６３０９８号公報 特表２０００−５１１７０４号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高露光精度及び高スループットを両立させることができる露光装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、マイクロデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、エネルギビームにより感光物体（Ｗ１，Ｗ２）を露光して前記感光物体上の複数のショット領域に所定のパターンを転写する露光装置（１００）であって、感光物体を載置可能で２次元面内で独立に移動可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；前記感光物体に形成されたマークを検出する少なくとも１つのマーク検出系（ＡＬＧ１，ＡＬＧ２）と；入力されたショットマップに応じて、デフォルトの並行処理シーケンスに従って一方のステージ上の感光物体の露光動作を優先させた場合の、要求される検出精度に応じた前記マーク検出系を用いた他方のステージ上の感光物体のマークの検出動作に要する時間を算出する算出装置（２０）と；前記算出装置で算出された前記マーク検出動作に要する時間と前記露光動作に要する時間との大小関係に応じて全体のスループット及び前記感光物体の位置検出精度の少なくとも一方が向上するような所定のパラメータの設定を行うパラメータ設定装置（２０）と；前記パラメータ設定装置で設定されたパラメータに基づいて、前記２つのステージを用いて前記露光動作とマーク検出動作とを並行して実行する処理装置（２０）と；を備える露光装置である。

これによれば、算出装置により、２つのステージのうち、一方のステージ上での露光動作に要する時間と、他方のステージ上でのマーク検出動作に要する時間とを、入力されたショットマップから算出する。そして、パラメータ設定装置により、それらの時間の大小関係に応じて全体のスループット及び感光物体の位置検出精度の少なくとも一方が向上するような所定のパラメータの設定を行う。その上で、処理装置により、設定されたパラメータに基づいて、２つのステージを用いて露光動作とマーク検出動作との並行処理を実行する。このようにすれば、全体のスループットが低下しない範囲内で、２つのステージそれぞれで行われる各動作を、スループット及び位置検出精度の少なくとも一方が向上するように実施することができるようになるため、高露光精度及び高スループットを両立させることができる。

この場合、請求項２に記載の露光装置のごとく、前記パラメータ設定装置は、前記算出された前記マーク検出動作に要する時間と一定のマージン時間との合計時間である第１の時間と、前記露光動作に要する第２の時間とのいずれが大きいかを判断し、該判断結果に応じて所定の基準に従って前記所定のパラメータを設定することとすることができる。

この場合、請求項３に記載の露光装置のごとく、前記マージン時間は、前記一方のステージ上で前記感光物体のマークの検出動作に先立って行われる感光物体の交換に要する時間であることとすることができる。

上記請求項２又は３に記載の露光装置において、請求項４に記載の露光装置のごとく、前記要求される検出精度は、デフォルト設定に対応する精度であり、前記パラメータ設定装置は、前記第１の時間が前記第２の時間より小さい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲で出来るだけ大きくなるように、かつ前記第１の時間が前記第２の時間より大きい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲となるように、マーク検出動作に関するパラメータを変更することとすることができる。

上記請求項２又は３に記載の露光装置において、請求項５に記載の露光装置のごとく、前記要求される検出精度は、デフォルト設定より厳しい精度であり、前記パラメータ設定装置は、前記第１の時間が前記第２の時間より小さい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲で出来るだけ大きくなるように前記マーク検出動作に関するパラメータを変更し、かつ前記第１の時間が前記第２の時間より大きい場合には、前記第２の時間が前記第１の時間を越えないように、かつ露光精度が向上するように露光パラメータを変更することとすることができる。

この場合、請求項６に記載の露光装置のごとく、前記露光パラメータは、ショットの露光順、走査露光の場合の走査速度、整定時間、ステージ移動シーケンス中の待ち時間の少なくとも１つを含むこととすることができる。

上記請求項４又は５に記載の露光装置において、請求項７に記載の露光装置のごとく、前記マーク検出動作に関するパラメータは、計測対象のマーク数、そのマークの計測順、配置、及び前記マーク検出系が画像処理方式である場合の計測画面数の少なくとも１つを含むこととすることができる。

請求項８に記載の発明は、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１〜７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて露光を行なうため、高露光精度及び高スループットの両立を実現することができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。

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の露光装置の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。

この露光装置１００は、エネルギビームとしての照明光ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを主として所定の走査方向（ここでは、Ｘ軸方向（図１における紙面左右方向））に駆動するレチクルステージＲＳＴを含むレチクル駆動系、レチクルステージＲＳＴの下方に配置された投影光学系ＰＬ、該投影光学系ＰＬの下方に配置され、感光物体としてのウエハＷ１、ウエハＷ２をそれぞれ保持し、独立して２次元移動可能なウエハステージＷＳＴ１、ウエハステージＷＳＴ２を含むステージ装置５０等を備えている。

前記照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号）などに開示されるように、光源、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）を含んで構成されている。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。

この照明系１０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ＩＡＲ（図２参照）部分をエネルギビームとしての照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。

前記レチクル駆動系は、レチクルＲを保持して図１に示されるレチクルベース盤３２に沿ってＸＹ２次元面内で移動可能なレチクルステージＲＳＴ、このレチクルステージＲＳＴを駆動するレチクル駆動部３０、及びレチクルステージＲＳＴの位置を計測するレチクル干渉計システム３６等を備えている。

前記レチクルステージＲＳＴは、実際には、例えばエアベアリングを介してレチクルベース盤３２の上面の上方に浮上支持され、前記レチクル駆動部３０を構成する不図示のリニアモータなどによって走査方向であるＹ軸方向に所定ストローク範囲で駆動されるレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に前記レチクル駆動部３０を構成するボイスコイルモータ等により微少駆動可能なレチクル微動ステージとを有している。このレチクル微動ステージ上に不図示の静電チャック又は真空チャックを介してレチクルＲが吸着保持されている。

レチクルステージＲＳＴは、レチクル駆動部３０によりＸ軸、Ｙ軸方向の微少駆動、θｚ方向の微少回転、及びＹ軸方向の走査駆動がなされるステージである。なお、レチクル駆動部３０は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。

レチクルステージＲＳＴ上には、図２に示されるように、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部に、レチクルステージＲＳＴと同じ素材（例えばセラミック等）から成る平行平板移動鏡３４がＹ軸方向に延設されており、この移動鏡３４のＸ軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。この移動鏡３４の反射面に向けて図１のレチクル干渉計システム３６を構成する測長軸ＢＩ６Ｘで示される干渉計からの干渉計ビームが照射され、その干渉計ではその反射光を受光して基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージＲＳＴの位置を計測している。ここで、この測長軸ＢＩ６Ｘを有する干渉計は、実際には独立に計測可能な２つの干渉計光軸を有しており、レチクルステージＲＳＴのＸ軸方向の位置計測と、ヨーイング（θｚ回転）量の計測が可能となっている。この測長軸ＢＩ６Ｘを有する干渉計は、後述するウエハステージ側の測長軸ＢＩ１Ｘ（又はＢＩ２Ｘ）を有する干渉計１６（又は１８）からのウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）のヨーイング情報やＸ位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転（回転誤差）をキャンセルする方向にレチクルステージＲＳＴを回転制御したり、Ｘ軸方向同期制御（位置合わせ）を行ったりするために用いられる。なお、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡３４の反射面に相当）を形成しても良い。

一方、レチクルステージＲＳＴの非走査方向（非スキャン方向）であるＹ軸方向の一側（図１における紙面手前側）には、図２に示されるように、一対のコーナーキューブミラー（レトロリフレクタ）３５Ａ，３５Ｂが設置されている。そして、不図示の一対のダブルパス干渉計から、これらのコーナーキューブミラー３５Ａ，３５Ｂに対して図２に測長軸ＢＩ７Ｙ，ＢＩ８Ｙで示される干渉計ビームが照射される。これらの干渉計ビームは、レチクルベース盤３２上に設けられた不図示の反射面にコーナーキューブミラー３５Ａ，３５Ｂより戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計で受光されることによって、それぞれのコーナーキューブミラー３５Ａ，３５Ｂの基準位置（レファレンス位置で前記レチクルベース盤３２上の反射面）からの相対変位が計測される。そして、これらのダブルパス干渉計の計測値が図１のステージ制御装置１９に供給され、該ステージ制御装置１９では前記計測値の平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置を算出する。

本実施形態では、上述した測長軸ＢＩ６Ｘで示される干渉計及び測長軸ＢＩ７Ｙ，ＢＩ８Ｙで示される一対のダブルパス干渉計によってレチクル干渉計システム３６（図１参照）が構成されている。

図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、例えば物体面側（レチクル側）と像面側（ウエハ側）の両方がテレセントリックで所定の投影倍率β（βは例えば１／４又は１／５など）を有する屈折系が用いられている。このため、レチクルＲに照明系１０から照明光ＩＬが照射されると、レチクルＲ上に形成された回路パターン領域のうちの照明光ＩＬによって照明された照明領域ＩＡＲ（図２参照）部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央の照射領域としての露光領域ＩＡ（図２参照）にスリット状（又は矩形状（多角形））に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像が、投影光学系ＰＬの結像面に配置された例えばウエハＷ２上の複数のショット領域Ｓ_M（図４参照）のうちの１つのショット領域の表面のレジスト層に縮小転写されるようになる。

図１に示されるように、露光装置１００では、不図示の床面上に、ステージ定盤１２₁〜１２₃が、Ｘ軸方向に並ぶように配置されている。前記ステージ装置５０は、ステージ定盤１２₁〜１２₃上を２次元平面内、すなわちＸ軸方向（図１における紙面左右方向）及びＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に互いに独立して移動可能なウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２をそれぞれ駆動するステージ駆動系等を備えている。

図１では、ウエハステージＷＳＴ１は、ステージ定盤１２₁上に不図示のエアベアリングを介して浮上支持されているが、ステージ定盤１２₃上にも移動可能であり、その際には、ステージ定盤１２₃上に不図示のエアベアリングを介して浮上支持されるようになる。また、図１においては、ウエハステージＷＳＴ２は、ステージ定盤１２₃上に不図示のエアベアリングを介して浮上支持されているが、ステージ定盤１２₂上にも移動可能であり、その際には、ステージ定盤１２₂上に不図示のエアベアリングを介して浮上支持されるようになる。

すなわち、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の底面には不図示のエアベアリングが複数ヶ所に設けられており、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、これらのエアベアリングによりステージ定盤１２₁〜１２₃の上面に形成されたガイド面に対して例えば数ミクロンの間隔を保った状態で浮上支持される。

また、ステージ定盤１２₁〜１２₃上には、図３の平面図に示されるように、Ｘ軸方向に延びる一対のＸ軸リニアガイド（例えば、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で配列された複数の永久磁石を内蔵する磁極ユニットから成る）８６、８７がＹ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。なお、Ｘ軸リニアガイド８６、８７は、実際には、ステージ定盤１２₁上の部分と、ステージ定盤１２₂上の部分と、ステージ定盤１２₃上の部分とにそれぞれ分離されており、いずれかの定盤上の部分に発生した振動が、他の定盤上の部分に伝達されないような構造となっている。ただし、それらの隣接する部分の間隔が、振動による各部分の干渉が防止される程度（数ミクロン）であるため、図３では、ステージ定盤１２₁上の部分と、ステージ定盤１２₂上の部分と、ステージ定盤１２₃上の部分とをほぼ一体として、Ｘ軸リニアガイド８６、８７として示している。

これらのＸ軸リニアガイド８６，８７の上方には、当該各Ｘ軸リニアガイド８６，８７に沿って移動可能な各２つのスライダ８２₁，８２₂及び８３₁，８３₂が不図示のエアベアリングをそれぞれ介して例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。上記合計４つのスライダ８２₁，８２₂，８３₁，８３₂は、Ｘ軸リニアガイド８６又は８７を上方及び側方から囲むような断面逆Ｕ字状の形状を有し、その内部には電機子コイルがそれぞれ内蔵されている。すなわち、本実施形態では、電機子コイルがそれぞれ内蔵されているスライダ（電機子ユニット）８２₁，８２₂とＸ軸リニアガイド８６とによって、ムービングコイル型のＸ軸リニアモータがそれぞれ構成され、同様にスライダ（電機子ユニット）８３₁，８３₂とＸ軸リニアガイド８７とによって、ムービングコイル型のＸ軸リニアモータがそれぞれ構成されている。以下においては、上記４つのＸ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８２₁、８２₂、８３₁、８３₂と同一の符号を用いて、適宜、Ｘ軸リニアモータ８２₁、Ｘ軸リニアモータ８２₂、Ｘ軸リニアモータ８３₁，及びＸ軸リニアモータ８３₂と呼ぶものとする。なお、上述したＸ軸リニアガイド８６，８７の分離構造は、スライダ８２₁，８２₂，８３₁，８３₂のスライドに影響を与えないようになっている。

上記４つのＸ軸リニアモータ（スライダ）８２₁〜８３₂の内の２つ、すなわちＸ軸リニアモータ８２₁，８３₁は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸リニアガイド（例えば、Ｙ軸方向に配列された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットから成る）８０₁の長手方向の一端と他端にそれぞれ固定されている。また、残り２つのＸ軸リニアモータ８２₂、８３₂は、Ｙ軸方向に延びる同様のＹ軸リニアガイド８０₂の一端と他端に固定されている。従って、Ｙ軸リニアガイド８０₁、８０₂は、各一対のＸ軸リニアモータ８２₁，８３₁、８２₂，８３₂によって、Ｘ軸に沿ってそれぞれ駆動されるようになっている。

ウエハステージＷＳＴ１の底部には、永久磁石を有する磁極ユニット（図示省略）が設けられており、この磁極ユニットと一方のＹ軸リニアガイド８０₁とによって、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。また、ウエハステージＷＳＴ２の底部には、永久磁石を有する磁極ユニット（図示省略）が設けられており、この磁極ユニットと他方のＹ軸リニアガイド８０₂とによって、ウエハステージＷＳＴ２をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下においては、適宜、これらのＹ軸リニアモータを、それぞれの固定子を構成するリニアガイド８０₁、８０₂と同一の符号を用いて、Ｙ軸リニアモータ８０₁、Ｙ軸リニアモータ８０₂と呼ぶものとする。

本実施形態では、上述したＸ軸リニアモータ８２₁、８３₁及びＹ軸リニアモータ８０₁によって、ウエハステージＷＳＴ１をＸＹ平面内に２次元駆動するステージ駆動系が構成され、Ｘ軸リニアモータ８２₂、８３₂及びＹ軸リニアモータ８０₂によって、ウエハステージＷＳＴ２をウエハステージＷＳＴ１とは独立してＸＹ平面内に２次元駆動するステージ駆動系が構成されている。また、前記Ｘ軸リニアモータ８２₁〜８３₂及びＹ軸リニアモータ８０₁，８０₂のそれぞれは、図１に示されるステージ制御装置１９によって制御される。

なお、一対のＸ軸リニアモータ８２₁、８３₁がそれぞれ発生する推力を僅かに異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１のヨーイングの制御が可能である。同様に、一対のＸ軸リニアモータ８２₂、８３₂がそれぞれ発生する推力を僅かに異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ２のヨーイングの制御が可能である。

前記ウエハステージＷＳＴ１上には、図１、図２等に示されるように、ウエハホルダＨ１が設けられている。このウエハホルダＨ１は、不図示のバキュームポンプの真空吸引力によりウエハＷ１を吸着保持するようになっている。

また、ウエハステージＷＳＴ１の上面には、例えば図２に示されるように、基準マーク板ＦＭ１がウエハＷ１とほぼ同じ高さになるように設置されている。この基準マーク板ＦＭ１の表面には、図３に示されるように、所定の位置関係で、一対の第１基準マークＭＫ１，ＭＫ３と、第２基準マークＭＫ２とが形成されている。

更に、ウエハステージＷＳＴ１の上面には、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端）にＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡９６ＸがＹ軸方向に延設され、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側端）にＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡９６ＹがＸ軸方向に延設されている。これらの移動鏡９６Ｘ，９６Ｙの各反射面には、図２に示されるように、後述する干渉計システムを構成する各測長軸の干渉計からの干渉計ビーム（測長ビーム）が投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各移動鏡反射面の基準位置（一般には投影光学系側面や、アライメント系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ平面内の２次元位置が計測されるようになっている。

他方のウエハステージＷＳＴ２の構成は、ウエハステージＷＳＴ１とほぼ同様となっている。

すなわち、ウエハステージＷＳＴ２上には、図２に示されるように、ウエハホルダＨ２を介して、ウエハＷ２が真空吸着されている。

ウエハステージＷＳＴ２の上面には、図２に示されるように、基準マーク板ＦＭ２がウエハＷ２とそれぞれほぼ同じ高さになるように設置されている。この基準マーク板ＦＭ２の上面にも基準マーク板ＦＭ１と同様の位置関係で第１基準マークＭＫ１，ＭＫ３、及び第２基準マークＭＫ２が形成されている。

また、ウエハステージＷＳＴ２の上面には、Ｘ軸方向の一端（＋Ｘ側端）にＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡９７ＸがＹ軸方向に延設され、Ｙ軸方向の一端（＋Ｙ側端）にＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡９７ＹがＸ軸方向に延設されている。これらの移動鏡９７Ｘ，９７Ｙの各反射面には、後述する干渉計システムを構成する各測長軸の干渉計からの干渉計ビームが投射され、ウエハステージＷＳＴ２のＸＹ平面内の２次元位置が上記ウエハステージＷＳＴ１と同様にして計測されるようになっている。

図１に戻り、前記投影光学系ＰＬのＸ軸方向の両側には、同じ機能を持ったオフアクシス（off-axis）方式のマーク検出系としての一対のアライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２が、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（レチクルパターン像の投影中心とほぼ一致）よりそれぞれ同一距離だけ離れた位置に設置されている。

前記アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２としては、本実施形態では、画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Filed Image Alignment）系のアライメントセンサが用いられている。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２は、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。これらのアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２では、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系及び指標を介してＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出基準点である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２のようなＦＩＡ系のアライメントセンサは、アルミ層やウエハ表面の非対称マークの検出に特に有効である。

本実施形態では、アライメント系ＡＬＧ１は、ウエハステージＷＳＴ１上に保持されたウエハＷ１のアライメントマーク、基準マーク板ＦＭ１上に形成された基準マークの位置計測等に用いられ、アライメント系ＡＬＧ２は、ウエハステージＷＳＴ２上に保持されたウエハＷ２のアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ２上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。

アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２からの画像信号は、不図示のアライメント制御装置により、Ａ／Ｄ変換によりデジタル波形信号に変換される。そして、アライメント制御装置は、波形信号を演算処理して指標中心を基準とするマークの位置を検出する。このマーク位置の情報が、不図示のアライメント制御装置から主制御装置２０に送られるようになっている。

なお、このアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２においては、検出対象のマークを撮像する場合に、複数回の撮像を行うことが可能である。その撮像回数は、調整可能な装置パラメータとして露光装置１００（具体的には、主制御装置２０が読み書き可能な不図示の記憶装置）に設定されている。

次に、各ウエハステージのＸＹ平面内の２次元位置を計測する前記干渉計システムについて、図１〜図３を参照しつつ説明する。

図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１上のＸ移動鏡９６Ｘの反射面には、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとアライメント系ＡＬＧ１の光軸ＳＸａ（前述した指標マークの中心に一致）とを通るＸ軸に沿って、Ｘ軸干渉計１６(図１、図３参照)からの測長軸ＢＩ１Ｘで示される干渉計ビームが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上のＸ移動鏡９７Ｘの反射面には、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとアライメント系ＡＬＧ２の光軸ＳＸｂ（前述した指標マークの中心に一致）とを通るＸ軸に沿って、Ｘ軸干渉計１８(図１、図３参照)からの測長軸ＢＩ２Ｘで示される干渉計ビームが照射されている。そして、Ｘ軸干渉計１６、１８ではＸ移動鏡９６Ｘ、９７Ｘからの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、Ｘ軸干渉計１６、１８は、図２に示されるように、各３つの光軸を有する３軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸ軸方向の計測以外に、ピッチング（Ｙ軸回りの回転（θｙ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。

なお、測長軸ＢＩ１Ｘ、測長軸ＢＩ２Ｘの各干渉計ビームは、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動範囲の全域で常にＸ移動鏡９６Ｘ、９７Ｘに当たるようになっている。従って、Ｘ軸方向については、投影光学系ＰＬを用いた露光時、アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２の使用時等のいずれのときにもウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置は、測長軸ＢＩ１Ｘ、測長軸ＢＩ２Ｘの計測値に基づいて管理される。

また、本実施形態では、図２及び図３に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸで測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘと垂直に交差する測長軸ＢＩ２Ｙを有するＹ軸干渉計４６と、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の光軸ＳＸａ，ＳＸｂで測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘとそれぞれ垂直に交差する測長軸ＢＩ１Ｙ、ＢＩ３Ｙをそれぞれ有するＹ軸干渉計４４，４８とが設けられている。

本実施形態の場合、投影光学系ＰＬを用いた露光時のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向に関する位置計測には、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通過する測長軸ＢＩ２Ｙを有するＹ軸干渉計４６の計測値が用いられ、アライメント系ＡＬＧ１の使用時等のウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向に関する位置計測には、アライメント系ＡＬＧ１の光軸ＳＸａを通過する測長軸ＢＩ１Ｙを有するＹ軸干渉計４４の計測値が用いられ、アライメント系ＡＬＧ２使用時等のウエハステージＷＳＴ２のＹ軸方向に関する位置計測には、アライメント系ＡＬＧ２の光軸ＳＸｂを通過する測長軸ＢＩ３Ｙを有するＹ軸干渉計４８の計測値が用いられる。

このように、本実施形態では、Ｘ軸干渉計１６、１８及びＹ軸干渉計４４，４６，４８の合計５つの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＸＹ２次元座標位置を管理する干渉計システムが構成されている。Ｙ軸干渉計４４，４６，４８は、図２から明らかなように、各２つの光軸を有する２軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ軸方向の計測以外に、ローリング（Ｘ軸回りの回転（θｘ回転））の計測が可能となっている。また、各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。

これまでの説明からもわかるように、本実施形態では、状況によっては、Ｙ軸干渉計の測長軸がウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の反射面より外れることとなる。すなわち、アライメント位置から露光位置への移動、あるいは露光位置からウエハ交換位置への移動などの際に、Ｙ軸方向の干渉計ビームがウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たらなくなる状態が生じ、制御に用いる干渉計の切り替えが必須となる。かかる点を考慮して、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置を計測する不図示のリニアエンコーダが設けられている。

すなわち、本実施形態では、ステージ制御装置１９が、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の上記のアライメント位置から露光位置への移動、あるいは露光位置からウエハ交換位置への移動などの際に、主制御装置２０からの指示に応じ、Ｘ軸干渉計により計測されるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ位置情報とリニアエンコーダにより計測されるウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ位置情報とに基づいて、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ位置、Ｙ位置の移動を制御する。

勿論、ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示に応じ、Ｙ軸干渉計からの干渉計ビームが再度ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たったときには、それまで制御に用いられていなかった測長軸のＹ軸干渉計をリセット（又はプリセット）し、以後、干渉計システムを構成するＸ軸干渉計，Ｙ軸干渉計の計測値のみに基づいてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動を制御する。

なお、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の端面を鏡面加工して反射面（移動鏡９６Ｘ，９６Ｙ，９７Ｘ，９７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。

上述のようにして構成された干渉計システムを構成する各干渉計の計測値は、図１に示されるステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に送られるようになっている。ステージ制御装置１９では、主制御装置２０からの指示に応じ、各干渉計の出力値に基づいてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を前述した各ステージ駆動系を介して制御する。すなわち、本実施形態では、このようにしてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は互いに独立にかつ機械的に干渉しない状態でＸＹ２次元方向に駆動される。

更に、本実施形態では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークと基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２上のマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式のレチクルアライメント検出系が設けられている。これらのレチクルアライメント検出系の検出信号は、不図示のアライメント制御装置を介して主制御装置２０に供給されるようになっている。なお、レチクルアライメント検出系の構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報に詳細に開示されている。

また、図示は省略されているが、投影光学系ＰＬ、アライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２のそれぞれには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）がそれぞれ設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及び一対のアライメント系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２のそれぞれに、ＡＦ／ＡＬ系を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されている。

《並行処理シーケンス》
次に、上述のようにして構成された、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を用いて行われる露光装置１００の基本的な並行処理シーケンスについて説明する。

ここで、投影光学系ＰＬの下方にあるウエハステージＷＳＴ２上でウエハＷ２に対してステップ・アンド・スキャン方式で露光動作が行われ、ウエハステージＷＳＴ１上でウエハ交換、マーク検出動作が行われる場合を考える。このとき、露光動作中のウエハステージＷＳＴ２の位置制御は、干渉計システムの測長軸ＢＩ２Ｘ、ＢＩ２Ｙの計測値に基づいて行われ、ウエハ交換とウエハアライメント計測動作が行われるウエハステージＷＳＴ１の位置制御は、干渉計システムの測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩ１Ｙの計測値に基づいて行われる。

まず、ウエハ交換動作について説明する。ウエハステージＷＳＴ２上での露光動作と並行して、所定の左側ウエハ交換位置（ロード位置兼アンロード位置）において、ウエハステージＷＳＴ１と不図示の搬送システムとの間でウエハの交換が行われる。このウエハ交換動作により、ウエハステージＷＳＴ１上にウエハＷ１がアンロードされ、新しいウエハがウエハＷ１としてロードされる。ここで、新しくロードされたウエハＷ１の残留回転誤差は殆ど零であるものとする。なお、一例としてアライメント系ＡＬＧ１で基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ２を検出可能な位置が、左側ウエハ交換位置として定められる。

この場合、ウエハステージＷＳＴ１上では、ウエハ交換動作に引き続いて後述するようにしてウエハＷ１上に形成されたショット領域に付設されたアライメントマークの検出動作が行われる。上記の左側ウエハ交換位置ではアライメント系ＡＬＧ１の真下にウエハステージＷＳＴ１の基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ２が来るような配置となっている。このため、ステージ制御装置１９では、主制御装置２０の指示に応じて、アライメント系ＡＬＧ１により基準マークＭＫ２を検出する以前に、干渉計システムの測長軸ＢＩ１Ｙの干渉計のリセットを実施している。

すなわち、上述したウエハ交換動作、干渉計のリセットに引き続いて、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対し、例えばＥＧＡ(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式のウエハアライメントが行われ、ウエハＷ１上の各ショット領域の配列座標が算出される。具体的には、干渉計システム（測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ１Ｙ）により、ウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ（アライメントマーク位置データ）をもとに、ウエハステージＷＳＴ１を順次移動させつつ、ウエハＷ１上の複数のアライメントショット領域（サンプルショット領域）の位置座標を、アライメント系ＡＬＧ１によるアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出結果とその検出時の干渉計システム（測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ１Ｙ）の計測値とに基づいてそれぞれ算出し、これらの算出結果とショット配列の設計座標データに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。なお、ＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報等に詳細に開示されている。

上記のＥＧＡの際の各部の動作は主制御装置２０により制御され、上記の演算は主制御装置２０により行われる。この場合、ウエハステージＷＳＴ１の位置は、主制御装置２０の指示に基づいてステージ制御装置１９により制御される。なお、上記の演算結果は、基準マーク板ＦＭ１の基準マークＭＫ２の位置を基準とする座標系に変換しておくことが望ましい。また、主制御装置２０がマーク検出動作、すなわちアライメント系ＡＬＧ１によるウエハＷ１のアライメントマークの検出動作は、後述するアライメントパラメータの設定値に基づいて制御される。

ウエハステージＷＳＴ１側で、上記のウエハ交換動作、マーク検出動作が行われている間に、ウエハステージＷＳＴ２側では、ウエハＷ２に対してステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。具体的には、前述したウエハＷ１側と同様にして、事前にＥＧＡ方式のウエハアライメントが行われており、この結果得られたウエハＷ２上のショット配列データ（基準マーク板ＦＭ２上の基準マークＭＫ２を基準とする）に基づいて、順次ウエハＷ２上のショット領域を投影光学系ＰＬの光軸下方に移動させた後、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ２とを走査方向に同期走査させることにより、スキャン露光が行われる。このウエハＷ２に対するスキャン露光中の各部の動作も主制御装置２０によって制御され、ウエハステージＷＳＴ２の位置は、主制御装置２０の指示に基づいてステージ制御装置１９により制御される。また、このスキャン露光中の各部の動作も、装置パラメータとして設定されている後述する露光パラメータの設定値に基づいて制御される。

そして、ウエハＷ２に対するスキャン露光が終了し、ウエハステージＷＳＴ２が、投影光学系ＰＬの直下から退避した後、ウエハステージＷＳＴ１は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（投影中心）の真下に基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ１，ＭＫ３の中心位置が来るまで移動されるが、この移動の途中で測長軸ＢＩ１Ｙの干渉計ビームが、ウエハステージＷＳＴ１の移動鏡９６Ｙに入射されなくなる。従って、ステージ制御装置１９では、その時点以後、主制御装置２０からの指示に基づき、ウエハステージＷＳＴ１の位置を、測長軸ＢＩ１Ｘを有する干渉計１６の計測値と不図示のリニアエンコーダの計測値とに基づいて制御する。

そして、主制御装置２０は、不図示のレチクルアライメント検出系を用いて、基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ１，ＭＫ３とこれに対応するレチクルＲ上のレチクルマークとの相対位置関係を計測するのに先立って測長軸ＢＩ２Ｙを有する干渉計４６をリセットする。リセット動作は、次に使用する測長軸の干渉計ビームがウエハステージＷＳＴ１の移動鏡９６Ｙを照射できるようになった時点で実行することができる。

このように、干渉計のリセット動作を行っても高精度なアライメントが可能である理由は、アライメント系ＡＬＧ１により基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ２を検出した後、前述したＥＧＡ方式のウエハアライメントを行い、アライメント系ＡＬＧ１によるアライメントショット領域のアライメントマークの検出結果に基づいて算出された仮想位置（ウエハＷ１上の各ショット領域の座標位置）を、基準マークＭＫ２を基準とする座標系の位置座標に変換しているためである。この時点で基準マークと露光すべき位置の相対距離が求められていることから、露光前にレチクルアライメント検出系により露光位置と基準マーク位置との対応がとれていれば、その値に前記相対距離を加えることにより、Ｙ軸方向の干渉計の干渉計ビームがウエハステージの移動中に切れて再度リセットを行ったとしても高精度な露光動作を行うことができるのである。従って、前述したリニアエンコーダの計測精度は、それ程高精度である必要がなく、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）を、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの中心（投影中心）の真下に基準マーク板ＦＭ１上の基準マークＭＫ１，ＭＫ３が来る位置まで移動できる程度の精度があれば足りる。

そして、その後ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が、前述と同様にして行われる。

一方、露光動作が終了したウエハステージＷＳＴ２は、前述のように、露光終了位置から右側ウエハ交換位置まで移動（退避）されている。この右側ウエハ交換位置は、前述した左側ウエハ交換位置と同様にアライメント系ＡＬＧ２の下に基準マーク板ＦＭ２上の基準マークＭＫ２が来るように設定されており、上記ウエハ交換動作とマーク検出動作と同様に動作が実行され、各動作が完了すると、ウエハステージＷＳＴ１側でウエハＷ１に対する露光動作が終了するのを待つこととなる。勿論、干渉計システムの測長軸ＢＩ３Ｙの干渉計のリセット動作は、アライメント系ＡＬＧ２による基準マーク板ＦＭ２上のマーク検出に先立って実行されている。

本実施形態では、このようにして、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の並行処理シーケンスが連続的に繰り返し行われることとなる。

ここで、並行処理シーケンスにおける露光動作についてさらに具体的に説明する。ここでは、図４に示されるようなウエハＷ２上の複数（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４中のウエハＷ２のショット領域Ｓ_M（Ｍ＝１〜７６）上を通過する矢印を含む線は、前述の露光領域ＩＡの中心（この点を点Ｐとする）が各ショット領域上を通過する軌跡に相当し、ショット領域の露光順に対応するものである。この軌跡中の実線は、各ショットの露光の際の露光領域ＩＡ（図２参照）の中心Ｐ（以下「点Ｐ」とも記述する）の経路を示し、点線は、非走査方向の同一行内の隣接ショット間における点Ｐの移動軌跡を示し、一点鎖線は、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Ｗ２（さらに正確にはウエハステージＷＳＴ２）が移動するのであるが、図４においては、説明を分かり易くするため、ウエハＷ２上を点Ｐ(露光領域ＩＡの中心Ｐ)が移動するかのように図示されている。なお、露光装置１００においては、このような「ショット領域の露光順」が調整可能な装置パラメータとして設定されているものとし、後述するスケジューリング処理において、このショット領域の露光順は、適宜調整されるようになる。

さらに、露光装置１００における１つのショット領域に対する基本的（一般的）な露光動作について説明する。ここでも、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対して走査露光を行う場合について説明する。

ウエハステージＷＳＴ２は、各ショット領域の走査露光を行なう際には、基本的には、走査方向に対して加速運動→等速運動→減速運動を行う。すなわち、まず、ショット領域のショット端から所定間隔離れた位置に露光領域ＩＡの中心Ｐが位置付けられ、ウエハステージＷＳＴ２の加速が開始される。そして、ウエハステージＷＳＴ２が所定の速度（スキャン速度）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。このウエハステージＷＳＴ２の加速開始時点から同期制御の開始時点までの時間を、「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による追従制御が行われ、露光が開始される。この同期制御開始時点から、露光開始時点までの時間を、「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、すなわち加速時間と整定時間との和を、「プリスキャン時間」と呼ぶ。露光装置１００では、加速時間におけるウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）の「平均加速度」と、「スキャン速度」と、「整定時間」とが調整可能な装置パラメータとして設定されている。すなわち、主制御装置２０は、装置パラメータとして設定されている「平均加速度」、「スキャン速度」、「整定時間」の各設定値に基づいてウエハステージＷＳＴ２を駆動する。このことは、逆に言えば、この「平均加速度」と「スキャン速度」の設定値から、「加速時間」を予想することができ、「加速時間」とパラメータ設定された「整定時間」とから、「プリスキャン時間」を算出することができることを示している。なお、加速時間における、ウエハステージＷＳＴ２の加速は、一定の加速度での加速であっても良いし、時間的に加速度が滑らかに変化するような加速であっても良い。すなわち、結果的に、加速時間におけるウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）の加速度の平均値が、「平均加速度」となっていれば良い。

この「プリスキャン時間」が経過した後、走査方向への「スキャン速度」での等速移動により走査露光が行われるが、この走査露光が行われる時間を「露光時間」と呼ぶ。この「露光時間」は、そのショット領域の走査方向のサイズと、パラメータ設定されている「スキャン速度」によって決まる。

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、次のショットに対する露光を行うので、露光装置１００においては、上記露光時間経過後、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を次のショットの露光のための走査開始位置まで戻す（従って、これに対応してウエハＷも走査方向に移動させる）ことが必要である。このための時間が、「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」は、スキャン速度が維持される「等速オーバースキャン時間」と、速度が減速される「減速オーバースキャン時間」とに分けることができる。この「減速オーバースキャン時間」における「平均減速度」は、上述の加速時間における「平均加速度」と同じ値が設定されるようにしても良い。また、この「等速オーバースキャン時間」も調整可能な装置パラメータとして設定されている。

図５（Ａ）には、図４に示されるような同一行に位置する隣接ショット、ファーストショットＳ₁，セカンドショットＳ₂，サードショットＳ₃を順次露光する場合の露光領域ＩＡの中心点Ｐの経路が示されている。図５（Ａ）に示されるように、点Ｐは、ショット領域Ｓ₁を通過した後、位置Ｏ（０，０）を通過し、Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）を経てショット領域Ｓ₂を通り、Ｃ（Ｃｘ，Ｃｙ）へ至り、ショット領域Ｓ₃を通過する。

図５（Ｂ）には、点Ｐが、図５（Ａ）の位置Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ）から位置Ｃ（Ｃｘ，Ｃｙ）に移動し、ショット領域Ｓ₂に対する走査露光を行う際のＸ軸方向（走査方向）の移動速度が示されている。図５（Ｂ）に示されるように、ショット領域Ｓ₂の走査露光に関しては、時間ｔ１が「加速時間」であり、時間ｔ２が「整定時間」であり、時間ｔ３が「露光時間」であり、時間ｔ４が「等速オーバースキャン時間」であり、時間ｔ５が「減速オーバースキャン時間」である。すなわち、ここでは「プリスキャン時間」がｔ１＋ｔ２となり、「オーバースキャン時間」がｔ４＋ｔ５となる。図５（Ｃ）には、その走査露光を行う際のＹ軸方向の移動速度が示されている。

図５（Ａ）から明らかなように、露光装置１００では、走査方向（Ｘ軸方向）へのウエハステージＷＳＴ２のプリスキャン及びオーバースキャンと、非スキャン方向（Ｙ軸方向）へのウエハステージＷＳＴ２のステッピングを並行して行っている。これによって、ウエハステージＷＳＴ２のショット間の移動距離を短縮し、スループットの向上を図るためである。

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、図５（Ｃ）に示されるように、本実施形態では、露光終了に続くウエハステージＷＳＴ２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ＷＳＴ２の非スキャン方向でのステッピング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う。このようにすれば、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ので、整定時間ｔ２の短縮が可能となる。

本実施形態の露光装置１００では、上述したような、プリスキャン→露光→オーバースキャン→プリスキャン→露光→オーバースキャンを繰り返すことにより、ウエハＷ２上の各ショット領域に対する走査露光を順次行うが、前述したように、プリスキャン時間、露光時間、オーバースキャン時間は、ショット領域のスキャン長、スキャン速度、平均加速度（平均減速度）によって決まるようになる。本実施形態の露光装置１００では、後述するように、実際の走査露光を行う前に、ショット領域のスキャン長、スキャン速度、平均加速度等に基づいて、プリスキャン時間、露光時間、オーバースキャン時間を算出し、ウエハ上のショット領域の走査露光に要する時間（第２の時間）を予め算出する。この第２の時間の算出は、装置パラメータとして設定されている「ショット領域の露光順」、「平均加速度（減速度）」、「整定時間」、「スキャン速度」、「等速オーバースキャン時間」の設定値に基づいて行われる。ここで、このような露光動作に関連する装置パラメータを、特に露光パラメータと呼ぶ。

次に、アライメントマークの検出動作についてさらに具体的に説明する。図６には、ウエハステージＷＳＴ１上に保持されるウエハＷ１上の各ショット領域に付設されたアライメントマークの検出順の一例が示されている。

図６においては、検出対象となっているアライメントマークが付設されたサンプルショット領域が斜線で示されており、実線矢印で示される経路で、アライメント系ＡＬＧ１の検出視野を、この経路順にステップ移動させることにより、サンプルショット領域に付設されたアライメントマークの検出を行う。

なお、ウエハアライメントにおいては、サンプルショットの数（この数が検出するアライメントマークの数に対応する）は多ければ多いほど、アライメント精度の観点から望ましいが、それだけ検出に要する時間が長くなってしまうため、スループットの観点からは望ましくない。ＥＧＡでは、通常サンプルショット数を３個〜１５個としているが、最も一般的なサンプルショット数は８個程度である。そこで、図６においては、サンプルショット数を８としている。

また、ウエハアライメントにおいては、アライメントマークの検出を行うサンプルショット領域の配置も、そのアライメント精度の上で非常な重要なポイントとなる。例えば、アライメント精度を高めるためには、各サンプルショット領域は、できるだけウエハ上に分散して配置されている方が望ましい。そこで、図６のウエハＷ１においては、サンプルショットとして、ウエハ外週部付近のショット領域が選択されているのである。このようなサンプルショットの配置が決まれば、そのサンプルショットの計測順は、例えばその計測経路を最短とする計測順を採用することができる。また、主制御装置２０は、調整可能な装置パラメータとしてのアライメントマーク検出中の「ステッピング速度」により、ウエハステージＷＳＴ１を移動させ、サンプルショットに付設されたアライメントマークがアライメント系ＡＬＧ１の検出視野に入るようにウエハステージＷＳＴ１を位置決めし、ステップ移動に起因して発生するウエハステージＷＳＴ１の振動の振幅が、ある程度の許容値（以下、これを「ステップ許容値」と呼ぶ）内に収束した状態で、アライメント系ＡＬＧ１によりアライメントマークの検出を実行する。主制御装置２０は、このマーク検出動作を例えば図６に示すような経路で繰り返し、マーク検出動作を行っていく。なお、露光装置１００においては、「サンプルショットの数」、「サンプルショットの配置」、「計測経路」、「ステッピング速度」についても、調整可能な装置パラメータとして設定されているものとする。前述のように、サンプルショットの数等は、アライメント精度に直接影響を与えるものであるため、露光装置１００では、その要求精度を満たすサンプルショットの数等がパラメータの設定値として、露光装置１００にデフォルト設定（上述の例では８が設定されている）されている。主制御装置２０は、マーク検出動作を行う際には、これらのパラメータの設定値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１を制御する。このことは、サンプルショットの数、配置、計測経路と、ステッピング速度等から、マーク検出動作の所要時間を予測することができることを意味している。

なお、サンプルショットの数等は、ウエハそれぞれのショットマップによって異なるので、サンプルショットの数や配置のパラメータは、ショットマップ毎に設定可能であるものとしても良い。ここで、ショットマップとは、そのウエハに形成すべきショットの配置、数、大きさ等が規定されているマップをいう。ショットマップは、露光装置１００が稼動するリソグラフィシステムの例えばホストコンピュータから主制御装置２０に送信されるプロセスプログラム内に含まれており、主制御装置２０は、ウエハのアライメントを行う前にそのウエハのショットマップを解析し、ショットの配置、数、大きさ（特に走査方向のスキャン長）などを把握したうえでそのショットマップに応じたアライメント、走査露光を行うように各ステージを制御する。

なお、マーク検出動作の所要時間をより正確に予測するためには、ステップ移動後の振動の振幅がステップ許容値に収束するまでの時間も考慮する必要がある。露光装置１００では、この「ステップ許容値」も調整可能な装置パラメータとして設定されている。この収束時間については、そのステップ許容値や、ウエハステージＷＳＴ２の位置を制御する制御系のサーボゲイン（例えば、位置ループゲインや速度ループゲインであり、これも調整可能な装置パラメータである）などから、予測することができる。なお、このような「サンプルショットの数、配置」、「ステップ許容値」、「サーボゲイン」などマーク検出動作に関連するパラメータを特にアライメントパラメータと呼ぶ。

なお、実際には、上記マーク検出動作においては、ショット領域毎に、そのショット領域のＸ位置を示すウエハＸマークと、Ｙ位置を示すウエハＹマークとを別々に検出する必要があるため、アライメントマークの計測経路は、図６に示されるものより複雑となる。

なお、このアライメントマーク検出動作の所要時間と、マージン時間としてのウエハ交換に要する時間とを加算して、それらの合計時間を第１の時間とする。

以上、ウエハステージＷＳＴ２に対する露光動作、ウエハステージＷＳＴ１に対するマーク検出動作を行う場合の各動作について説明したが、ウエハステージＷＳＴ１に対する露光動作、ウエハステージＷＳＴ２に対するマーク検出動作も、上記と同様に行われるのは勿論である。

また、図４に示される露光経路や図６に示されるような計測経路で、ウエハステージＷＳＴ２に対する露光動作及びウエハステージＷＳＴ１に対するマーク検出動作が行われる場合、露光動作及びマーク検出動作開始直後には、ウエハＷ１，Ｗ２の中心より＋Ｘ側のショット領域に対して各動作が行われるため、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、投影光学系ＰＬの中心又はアライメント系ＡＬＧ１の検出視野に対し、全体的に−Ｘ側によるようになる。そして、露光動作及びアライメントマーク検出動作完了直前には、ウエハの中心より−Ｘ側のショット領域に対して各動作が行われるようになるため、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、投影光学系ＰＬの中心又はアライメント系ＡＬＧ１の検出視野に対し、＋Ｘ側によるようになる。すなわち、図４、図６に示されるような露光経路及びマーク検出経路を採用すれば、露光動作及びマーク検出動作が進むにつれて、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は−Ｘ側から＋Ｘ側に進むようになる。このようにすれば、露光動作が完了した時点で、ウエハステージＷＳＴ２は、ウエハの交換位置に近い位置に位置することとなるので、速やかにウエハ交換位置に移動できるようになり、一方では、アライメントマーク検出動作が完了した時点で、ウエハステージＷＳＴ１が、露光位置に近い位置に位置することになり、速やかに露光動作を開始することができるようになる。また、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２の間隔をできるだけ短くすることができるようになり、結果的に、スループットに有利となる。

なお、ウエハＷ１に対して露光動作を行い、ウエハＷ２に対してマーク検出動作を行う場合には、ウエハＷ１に対する走査露光では、最も−Ｘ側に位置するショット領域から露光が開始され、最も＋Ｘ側に位置するショット領域の露光により、ウエハＷ２に対する露光動作が完了するようになっており、ウエハＷ２に対するアライメントマーク検出動作では、最も−Ｘ側に位置するショット領域に付設されたアライメントマークからマークの検出が開始され、最も＋Ｘ側に位置するショット領域に付設されたアライメントマークの計測により、ウエハＷ２に対するアライメントマークの計測が完了するようになっていることは勿論である。

ところで、各動作をそれぞれ行う両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動による、両ステージの干渉を防止すべく、一方のステージが他方のステージと干渉しなくなるまで、その一方のステージ上の動作を一時中断して待ち状態とする必要がある。なお、露光装置１００では、このような各動作の待ち時間についても、調整可能な装置パラメータとして設定されているものとする。

本実施形態では、後述するスケジューリング処理により、上述のようにウエハ交換の所要時間（以下、「ウエハ交換時間」と略述する）と、アライメントマーク検出の所要時間（以下、「マーク検出時間」と略述する）との和である第１の時間（ウエハ交換・マーク検出動作時間とも呼ぶ）と露光動作に要する時間（第２の時間、以下「露光時間」と略述する）とを予測し、予測された第１の時間と、第２の時間とを比較し、その比較結果に基づいて、前述した露光パラメータやアライメントパラメータの調整を行う。

上述した２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上で並行して行われる露光動作とウエハ交換・マーク検出動作とでは、ウエハ交換・マーク検出動作の方が先に終了するのが一般的である。例えば、図７に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２での露光時間をＴ₂とし、ウエハステージＷＳＴ１でのウエハ交換時間をＴ_Wとし、マーク検出時間をＴ₁とすると、Ｔ₂＞（Ｔ₁＋Ｔ_W）となっている。このまま、後述するスケジューリング処理を行わずに、そのまま、並行処理シーケンスを実行した場合、露光時間Ｔ₂、マーク検出時間Ｔ₁の時間は変わらず、ウエハ交換・マーク検出動作終了後、ウエハステージＷＳＴ１では、ウエハステージＷＳＴ２側での露光動作が完了するまで待機状態となる。そして、ウエハＷ２に対する露光動作が終了した時点で、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の移動が開始されるようになる。そこで、本実施形態では、上述した並行処理シーケンスを行う前に、一方のステージが待機状態となる時間ができるだけ小さくなるように並行処理シーケンスのスケジューリングを行う。なお、図７において、時間Ｔ_Eは、並行処理シーケンスにおける全体の所要時間を示す。

例えば、ウエハステージＷＳＴ１に対するウエハ交換時間Ｔ_Wと、マーク検出時間Ｔ₁との合計時間が、ウエハステージＷＳＴ２上の露光時間Ｔ₂よりも短い場合には、例えばサンプルショットの数などを増やし、さらに多くのアライメントマークを検出するようにする。このようにすれば、ウエハアライメントのアライメント精度をさらに高めることができるようになり、ウエハに対する露光（重ね合わせ露光）のさらなる高精度化を実現することができるようになる。

本実施形態では、このスケジューリング処理の処理モードとして、２つのモードを用意する。１つのモードは、露光動作をアライメントマーク検出動作よりも優先させる（すなわち、両ステージが干渉する場合には、露光動作を行うステージを優先して動作させ、マーク検出動作を行うステージを待ち状態とする）モードであり、第１の時間（ウエハ交換時間とマーク検出時間との合計の時間）が、第２の時間（露光時間）を上回った場合には、マーク検出時間を短縮化すべく、マーク検出動作の調整を行うモードである。これを第１のモードとする。

また、もう１つのモードは、露光動作よりもマーク検出動作を優先させるモードであり、例えば、第１の時間が、第２の時間を上回った場合には、露光動作をマーク検出動作よりも常に優先させるのではなく（マーク検出動作を行うステージを常に待ち状態とするのではなく）、マーク検出動作を優先させると、並行処理シーケンスの全体の所要時間が短くなるようであれば、マーク検出動作を優先し、露光動作に待ち状態を入れるようなシーケンスを採用するモードである。これを第２のモードとする。

これら２つのモードの選択基準は、そのウエハのアライメントの要求精度がどのようなレベルであるかによる。すなわち、アライメントに対する要求精度が、通常のレベルである場合には、第１モードが選択され、アライメントに対する要求精度が通常のレベルよりも厳しい場合には、第２モードが選択される。

すなわち、アライメントに対する要求精度が、露光装置１００に設定してあるアライメントパラメータに基づくマーク検出動作により十分満たされる場合には、第１のモードでスケジューリング処理を実行し、アライメントに対する要求精度が、露光装置１００に設定してあるアライメントパラメータに基づくマーク検出動作により達成される精度よりも厳しい場合には、その要求精度が満たされるような条件の下でマーク検出動作を行う。なお、アライメントに対する要求精度に関する情報は、露光装置１００が稼動するリソグラフィシステムのホストコンピュータ等から送信されたプロセスプログラムなどに含まれている。

以下では、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００の主制御装置２０内のＣＰＵの処理により行われる上記並行処理シーケンスのスケジューリング処理について、そのアルゴリズムを示す図８又は図９のフローチャートに沿って適宜他の図面を参照しつつ、説明する。

図８には、第１のモードが設定されているときに実行されるスケジューリング処理が示されており、図９には、第２のモードが設定されているときに実行されるスケジューリング処理が示されている。ここでも、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対して露光動作を行い、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対しウエハ交換・マーク検出動作を並行して行う際のスケジューリング処理を行う場合について説明する。なお、このスケジューリング処理を実行するタイミングは、少なくとも図７に示される時点Ｔ_Sよりも前であるものとする。また、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対しては、すでに、プロセスプログラムから、ウエハＷ２に関するショットマップデータの読み込みを終えており、ウエハ交換・マーク検出動作がすでに終了しているものとする。

まず、第１モードが設定されていた場合のスケジューリング処理について説明する。図８に示されるように、まず、ステップ５０２において、ウエハステージＷＳＴ１上にロードされるウエハＷ１に形成すべきショット領域に関するショットマップデータを、例えば露光装置１００が稼動するリソグラフィシステムのホストコンピュータ等から送信されたプロセスプログラムから読み込む。

そして、次のステップ５０４において、すでに読み込んでいるウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に関するショットマップデータと、ステップ５０２において読み込んだウエハＷ１に関するショットマップデータとに基づいて、上述した手順により、ウエハＷ２の露光時間Ｔ₂と、ウエハＷ１のマーク検出時間Ｔ₁とを算出する。なお、これらの所要時間を算出する際には、ウエハＷ２に対する露光動作が、ウエハＷ１に対するマーク検出動作から影響を受けないように、すなわち、露光動作の方を優先させた状態での所要時間を算出する。なお、これらの所要時間は、前述のように、ショットマップデータに含まれるショット領域の数、ショットサイズ（例えば、スキャン長）と、露光パラメータとしてデフォルト設定されているショットの露光順、平均加速度（平均減速度）、整定時間、スキャン速度、等速オーバースキャン時間、ステージ移動中のシーケンス中の待ち時間と、アライメントパラメータとしてデフォルト設定されている、サンプルショットの数（計測対象のマーク数）、サンプルショットの計測順（そのマークの計測順）、１つのマークの計測回数（計測画面数）、ステッピング速度、ステップ許容値、サーボゲイン等から容易に算出することができる。また、ウエハＷ１のウエハ交換時間Ｔ_Wは、一定の時間、すなわちマージン時間として設定されているものとする。

次のステップ５０６では、時間Ｔ₂から時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）を差し引いた時間Ｔを求め、ステップ５０８において、時間Ｔが０より大きいか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ５１０に進み、否定されれば、ステップ５１２に進む。

ステップ５１０では、Ｔの絶対値をとり、時間｜Ｔ｜分のマーク計測可能な新たな計測ショット領域をサンプルショットとして追加し、マーク検出動作の調整を行う。具体的には、例えば図１０（Ａ）に示されるように、ショット領域Ｓ₁₂を新たなサンプルショットに追加するなどして、時間Ｔ₂が時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）を越えない限度において、新しいサンプルショットを決定する。時間Ｔ₂がほぼ時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）となり、これ以上サンプルショットの数を増やすと時間Ｔ₂が時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）を超えてしまう場合に、アライメントマーク検出動作の調整を終了し、ステップ５１６に進む。

一方、ステップ５１２では、時間Ｔが０より小さいか否かが判断される。この判断が肯定されれば、ステップ５１４に進み、否定されれば（Ｔ₁＋Ｔ_W）≒Ｔ₂であるとして、スケジューリング処理を終了する。

ステップ５１４では、時間｜Ｔ｜分のサンプルショットの削減により、マーク検出動作の調整を行う。具体的には、図１０（Ｂ）に示されるように、ショット領域Ｓ₆₈を、サンプルショットから削除するなどして、露光時間Ｔ₂が合計時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）より短くなるか、又は、アライメント精度の下限を示す所定の基準としての最低サンプルショット数を下回るようにならない限度において、サンプルショットの数を削減する。露光時間Ｔ₂が合計時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）とほぼ等しくなるか、最低サンプルショット数を下回るようになると、アライメントパラメータの調整を打ち切り、ステップ５１６に進む。

ステップ５１６では、ステップ５１０又はステップ５１４で決定されたサンプルショット数を、アライメントパラメータとして設定することにより、アライメントパラメータを更新し、スケジューリング処理を終了する。

次に、第２モードが選択されていた場合のスケジューリング処理について説明する。

まず、図９のステップ６０２において、ウエハステージＷＳＴ１上にロードされるウエハＷ１に形成すべきショット領域に関するショットマップデータを、例えば露光装置１００が稼動するリソグラフィシステムのホストコンピュータ等から送信されたプロセスプログラムから読み込む。

そして、次のステップ６０４において、すでに読み込んでいるウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に関するショットマップデータと、ステップ６０２において読み込んだウエハＷ１に関するショットマップデータとに基づいて、露光動作を優先させた場合のウエハＷ２の露光シーケンスの所要時間Ｔ₂と、ウエハＷ１のマーク検出時間Ｔ₁とを算出する。ただし、ここでは、装置パラメータとして設定されているアライメントパラメータの設定値ではなく、プロセスプログラムに含まれるウエハＷ１のアライメントの要求精度に関する情報に指定されているアライメントパラメータ、例えばサンプルショット数や配置に基づいて、ウエハＷ１のマーク検出時間Ｔ₁を算出するものとする。

次のステップ６０６では、露光時間Ｔ₂から、ウエハ交換時間Ｔ_Wとマーク検出時間Ｔ₁との和を差し引いた時間Ｔを求める。そして、ステップ６０８では、時間Ｔが０より小さいか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ６１０に進み、否定されればステップ６１２に進む。

ステップ６１０では、マーク検出動作を優先させて、露光動作中に待ち時間を入れることで、全体の時間Ｔ_E(図７参照)が短くなるか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ６１４に進み、否定されればステップ６１８に進む。

ステップ６１４では、露光パラメータの調整を行う。具体的には、露光時間Ｔ₂が合計時間（Ｔ₁＋Ｔ_W）を超えない限度で、例えば、「スキャン速度」の設定値を低くしたり、「整定時間」の設定値をさらに長くしたりして、Ｔ₂≒（Ｔ₁＋Ｔ_W）となる設定値を求める。このようにすれば、スループットを維持しつつ（並行処理シーケンス全体の時間Ｔ_Eが長くならない程度に）、露光精度を向上させることができるようになる。ステップ６１４終了後は、ステップ６１６に進む。なお、各動作中にウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が干渉し、マーク検出動作に待ち時間が発生する場合に、逆に、マーク検出動作を優先させて、露光動作中にウエハステージＷＳＴ２の待ち状態を挿入した方が、並行処理シーケンス全体の時間Ｔ_Eが短くなるか否かを判断し、短くなると判断された場合には、その待ち時間を装置パラメータとして設定しておくようにしても良い。

ステップ６１６では、ステップ６１４において調整されたスキャン速度や整定時間などの値を、新規の露光パラメータの設定値として設定し、露光パラメータを更新する。

一方、ステップ６１８では、時間｜Ｔ｜分のサンプルショットの数を削減し、図８のステップ５１４と同様にして、アライメントパラメータの調整を行う。

また、ステップ６１２では、Ｔが０より大きいか否かが判断される。その判断が肯定されれば、ステップ６２０に進み、否定されれば、Ｔ₂≒（Ｔ₁＋Ｔ_W）であるものとして、スケジューリング処理を終了する。

ステップ６２０では、時間｜Ｔ｜分のマーク計測可能な新たなサンプルショットを追加し、図８のステップ５１０と同様にして、アライメントパラメータの調整を行う。ステップ６２０終了後は、ステップ６２２に進む。

ステップ６２２では、ステップ６１８又はステップ６２０で調整された値にアライメントパラメータの設定値を更新し、ステップ６２２終了後、スケジューリング処理を終了する。

以降、処理装置としての主制御装置２０は、時点Ｔｓにおいて、読み込んだショットマップ、調整された露光パラメータ及びアライメントパラメータに基づいて、上述したウエハステージＷＳＴ２に対する露光動作及びウエハステージＷＳＴ１に対するウエハ交換動作及びマーク検出動作を行う。

なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１に対する露光動作及びウエハステージＷＳＴ２に対するウエハ交換動作及びマーク検出動作を行う場合にも、上記と同様なスケジューリング処理が行われることは勿論である。

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置２０が、本発明の露光装置の算出装置、パラメータ設定装置、及び処理装置に対応している。すなわち、主制御装置２０のＣＰＵが行う、ステップ５０２〜ステップ５０６（図８）又はステップ６０２〜ステップ６０６の処理によって算出装置の機能が実現され、ステップ５０８〜ステップ５１６（図８）又はステップ６０８〜ステップ６２２（図９）の処理によってパラメータ設定装置の機能が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。

以上詳細に述べたように、本実施形態の露光装置では、ステップ５０６（図８）又はステップ６０６（図９）において、２つのウエハステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）のうち、一方のステージ上での露光動作に要する時間Ｔ₂と、他方のステージ上でのマーク検出動作に要する時間Ｔ₁とを、入力されたショットマップから算出する。そして、ステップ５０８〜ステップ５１４（図８）又はステップ６０８〜ステップ６２２（図９）において、それらの時間の大小関係に応じて全体のスループット及びウエハＷ１，Ｗ２のアライメント精度、露光精度の少なくとも一方が向上するように所定のパラメータ（露光パラメータ又はアライメントパラメータ）の調整を行う。その上で、主制御装置２０により、設定されたパラメータに基づいて、２つのステージ上での露光動作及びマーク検出動作の並行処理を実行する。このようにすれば、全体のスループットが低下しない範囲内で、両ステージ上で行われる各動作を規定するパラメータを、アライメント精度又は露光精度が向上する方向に調整することができるようになり、調整されたパラメータで各動作を行うことができるようになるため、高露光精度及び高スループットを両立させることができる。

なお、上記実施形態では、調整するアライメントパラメータをサンプルショット数のみとしたが、調整可能なアライメントパラメータは、このサンプルショット数だけには限られない。例えばサンプルショット（すなわち計測するアライメントマーク）の計測順や、サンプルショットの配置、ステップ許容値、サーボゲインなどを調整しても良いし、アライメント系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２が画像処理方式を採用している場合には、１つのマーク当たりの計測画面数を調整するようにしても良い。

また、上記実施形態では、調整する露光パラメータを、スキャン速度や、整定時間、ステージ移動シーケンス中の待ち時間としたが、調整可能な露光パラメータは、これらだけには限られない。例えば、ショットの露光順を調整するようにしても良い。

また、上記実施形態では、スケジューリング処理の処理モードとして、２つのモードを用意したが、モードはいずれか一方のみであっても良く、他の処理モードがあっても良い。

また、上記実施形態では、露光動作中のウエハステージの走査方向に関するオーバースキャン及びプリスキャンと同時に非走査方向に関するステッピングを行うようにしたが、本発明はこれに限らず、オーバースキャン及びプリスキャンとは非同時にステッピングを行うようにしても良いし、オーバースキャン中にステッピングを行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、ステージ装置３０の構成として、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を備える構成を採用することとしたが、本発明がこれに限られるものではない。すなわち、複数のウエハステージを備えていれば良く、３つ以上のウエハステージを備えていても勿論良い。

なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光などの遠紫外光、Ｆ₂レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ₂レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。

更に、照明光ＩＬとしてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー、及び例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。

なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。

なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及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。

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。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、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、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）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、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は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。

半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置を用いて前述の方法によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。

以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

本発明の一実施形態の露光装置の構成を示す正面図である。 露光装置の構成を概略的に示す斜視図である。 ステージ装置の構成を示す正面図である。 走査露光中の露光領域の中心点の経路を示す図である。 図５（Ａ）は、１つのショット領域での露光領域の中心点の経路を示す図であり、図５（Ｂ）は、走査方向に関するウエハステージの速度を示すグラフであり、図５（Ｃ）は、非走査方向に関するウエハステージの速度を示すグラフである。 アライメントマーク検出の検出経路を示す図である。 並行処理シーケンスの一例を示す図である。 本発明の一実施形態の露光装置における第１のモードが設定されていたときのスケジューリング処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の露光装置における第２のモードが設定されていたときのスケジューリング処理を示すフローチャートである。 図１０（Ａ）は、サンプルショットを追加したときの検出経路を示す図であり、図１０（Ｂ）は、サンプルショットを削減したときの検出経路を示す図である。

符号の説明

２０…主制御装置（算出装置、パラメータ設定装置、処理装置）、１００…露光装置、ＡＬＧ１，ＡＬＧ２…アライメント系、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ。

Claims (8)

1. エネルギビームにより感光物体を露光して前記感光物体上の複数のショット領域に所定のパターンを転写する露光装置であって、
   感光物体を載置可能で２次元面内で独立に移動可能な２つのステージと；
   前記感光物体に形成されたマークを検出する少なくとも１つのマーク検出系と；
   入力されたショットマップに応じて、デフォルトの並行処理シーケンスに従って一方のステージ上の感光物体の露光動作を優先させた場合の、要求される検出精度に応じた前記マーク検出系を用いた他方のステージ上の感光物体のマークの検出動作に要する時間を算出する算出装置と；
   前記算出装置で算出された前記マーク検出動作に要する時間と前記露光動作に要する時間との大小関係に応じて全体のスループット及び前記感光物体の位置検出精度の少なくとも一方が向上するような所定のパラメータの設定を行うパラメータ設定装置と；
   前記パラメータ設定装置で設定されたパラメータに基づいて、前記２つのステージを用いて前記露光動作とマーク検出動作とを並行して実行する処理装置と；を備える露光装置。
2. 前記パラメータ設定装置は、前記算出された前記マーク検出動作に要する時間と一定のマージン時間との合計時間である第１の時間と、前記露光動作に要する第２の時間とのいずれが大きいかを判断し、該判断結果に応じて所定の基準に従って前記所定のパラメータを設定することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記マージン時間は、前記一方のステージ上で前記感光物体のマークの検出動作に先立って行われる感光物体の交換に要する時間であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記要求される検出精度は、デフォルト設定に対応する精度であり、
   前記パラメータ設定装置は、前記第１の時間が前記第２の時間より小さい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲で出来るだけ大きくなるように、かつ前記第１の時間が前記第２の時間より大きい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲となるように、マーク検出動作に関するパラメータを変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
5. 前記要求される検出精度は、デフォルト設定より厳しい精度であり、
   前記パラメータ設定装置は、前記第１の時間が前記第２の時間より小さい場合には、前記第１の時間が第２の時間を越えない範囲で出来るだけ大きくなるように前記マーク検出動作に関するパラメータを変更し、
   かつ前記第１の時間が前記第２の時間より大きい場合には、前記第２の時間が前記第１の時間を越えないように、かつ露光精度が向上するように露光パラメータを変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
6. 前記露光パラメータは、ショットの露光順、走査露光の場合の走査速度、整定時間、ステージ移動シーケンス中の待ち時間の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記マーク検出動作に関するパラメータは、計測対象のマーク数、そのマークの計測順、配置、及び前記マーク検出系が画像処理方式である場合の計測画面数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の露光装置。
8. 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１〜７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
   
   

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