JPH11176746A

JPH11176746A - 走査型露光方法、装置及び素子製造方法

Info

Publication number: JPH11176746A
Application number: JP10032087A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Yamazaki; 真義山崎; Osamu Furukawa; 治古川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】内外走査露光時のデフォーカスに起因する色
ムラの発生防止が可能な走査型露光方法を提供する。【解決手段】レチクルと基板を相対移動しつつレチク
ル上のパターンを基板上に転写する走査型露光方法であ
って、多点フォーカスセンサによって基板上の複数の検
出点において基板の投影光学系の光軸Ｚ方向位置を検出
するフォーカス検出工程と、基板をＺ方向またはＺ直交
面に対して傾斜駆動する基板駆動工程と、基板駆動工程
における感応基板の駆動を制御する制御工程と、使用状
態にあるセンサの配列と基板上の所定のショット領域と
が所定の関係にある場合に、使用状態にあるセンサが検
出可能かを判定する判定工程とを備え、制御工程は、判
定結果に基づいて基板のＺ方向位置のみを調整するか、
基板のＺ方向位置及びＺ軸直交面に対する傾斜を調整す
るかのいずれかの調整工程を行う走査型露光方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置に
係り、さらに詳しくは半導体素子、液晶表示素子等をリ
ソグラフィ工程で製造する際に用いられる走査型露光方
法、装置及び素子製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布
されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜
「感応基板又はウエハ」という）上に投影露光する投影
露光装置が用いられている。この種の装置としては、例
えば半導体素子の製造工程では、従来は、感応基板とし
てのウエハが搭載されたウエハステージを所定量だけ
Ｘ、Ｙの２次元方向にステッピングさせた後、レチクル
のパターンを投影光学系を介して感応基板上のショット
領域に転写する静止型（ステップ＆リピート方式ともい
う）の露光装置が主流であったが、半導体素子の高集積
化に伴う回路パターンの微細化に伴い、露光装置の性能
として一層の高解像力、露光精度の高さが要求されるよ
うになり、かかる要求に応える新方式の露光装置とし
て、レチクルを保持するレチクルステージとウエハステ
ージとを投影光学系に対して所定の走査方向に相対移動
させることにより、レチクルパターンを投影光学系を介
してウエハ上に逐次転写するいわゆるステップ・アンド
・スキャン方式の走査型露光装置が製品化された。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したような走査型
露光装置では、ウエハ上のあるショット領域にレチクル
パターンを露光する際には、露光直前に、露光位置（露
光対象ショット領域内）でのウエハ表面の投影光学系の
光軸方向位置の情報（フォーカス情報）をフォーカスセ
ンサを用いて計測し、ウエハ上のショット領域表面が投
影光学系の焦点深度の範囲内に一致するように、ウエハ
を保持して前記光軸方向に微少移動する試料台（Ｚステ
ージ）を位置決めしながら、走査露光を行なう必要があ
る。

【０００４】かかる走査型露光装置では、ウエハの周辺
以外のショット領域については、露光開始直前のウエハ
のフォーカス情報は、容易に検出できるので問題はな
い。しかしながら、ウエハ周辺のショット領域の露光の
場合、Ｚステージの追従性以上のウエハ表面の光軸方向
変位が存在する場合、そのショット領域にはデフォーカ
ス状態でレチクルパターンが露光されるという不都合が
あった。

【０００５】これまで、レチクル上の照明領域と共役な
露光領域をウエハの周辺部から内部に向かって相対走査
しつつ（ここで、実際には露光領域が固定でウエハが移
動するのであるが、説明の便宜上このような表現を用い
ている）露光を行なう場合には、常に露光領域をウエハ
の内部から周辺部に向かって相対走査しながら露光する
方法や、露光ショットの有効領域の位置や形状により使
用するフォーカスセンサを選択追加する方法が行われて
いるが、逆にウエハ内部から周辺部に向かって相対走査
しつつ露光する場合について、デフォーカス状態での露
光が認められるにもかかわらず、これといった対策をさ
れることなく放置され続けてきた。

【０００６】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、本発明の目的は、露光時のデフォーカスに起因する
色ムラのさらなる発生防止ができる走査型露光方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による走査型露光方法は、図５
に示すように、レチクルと感応基板とを投影光学系に対
して所定の走査方向に相対移動しつつ、前記レチクルに
形成されたパターンを投影光学系を介して前記感応基板
上に逐次転写する走査型露光方法であって；多点フォー
カスセンサによって前記感応基板上の複数の検出点にお
ける前記感応基板表面の前記投影光学系の光軸方向の位
置を検出するフォーカス検出工程と；前記感応基板を前
記投影光学系の光軸方向への駆動または前記光軸直交面
に対して傾斜駆動する基板駆動工程と；前記基板駆動工
程における感応基板の駆動を制御する制御工程と；前記
多点フォーカスセンサのうち使用状態にあるセンサの配
列と前記感応基板上の所定のショット領域とが所定の関
係にある場合に、前記使用状態にあるセンサが検出可能
か否かを判定する判定工程（ＳＰ３）とを備え；前記制
御工程は、前記判定結果に基づいて、前記感応基板の前
記光軸方向位置のみを調整する調整工程か、前記感応基
板の光軸方向位置及び前記光軸直交面に対する傾斜を調
整する調整工程かのいずれかの調整工程を行う。

【０００８】ここで使用状態にあるセンサとは、典型的
には、ユーザーの指定するセンサ、直前の走査露光工程
で用いられていたセンサ等であり、スイッチがオンにさ
れて検出状態に設定されているセンサのことである。

【０００９】このように構成すると、使用状態にあるセ
ンサが基板の有効領域内に位置しており検出可能か否か
を判定する判定工程を備えるので、それらのセンサが基
板の位置等の制御に使用できるか否かが判定でき、制御
工程を備えるので、基板の光軸方向位置のみを調整する
調整工程か、基板の傾斜を調整する調整工程かのいずれ
かの調整工程により感応基板の表面の位置等を制御する
ことができる。

【００１０】このとき、請求項２に記載のように、前記
判定工程で、前記所定の関係にある場合が、使用状態に
ある前記センサの配列が前記所定のショット領域の露光
終了位置にある場合とするのが望ましい。

【００１１】このようにすると、露光領域がウエハ内部
から周辺部に向かって相対走査しつつ露光する場合につ
いて、周辺部のショット領域を露光する場合であって
も、フォーカス制御又はフォーカス制御及びレベリング
制御のフォーカス・レベリング制御が適切に行われる。

【００１２】以上の場合、請求項３に記載のように、前
記使用状態にあるセンサが、前の処理で選択されていた
追従センサであってもよい。このときは、あらためてセ
ンサを選択することなく直ちに判定工程を行うことがで
きる。

【００１３】以上の場合、請求項４に記載のように、セ
ンサの配列に伴って定まる調整工程が、前記使用状態に
あるセンサが、前記所定の走査方向に配列されたセンサ
を含む場合は、前記所定の走査方向の前記光軸直交面に
対する傾斜を調整する調整工程であり、前記所定の走査
方向に直交する方向に配列されたセンサを含む場合は、
前記所定の走査方向に直交する方向の前記光軸直交面に
対する傾斜を調整する調整工程としてもよい。このよう
な場合、センサの配列に応じて可能な傾斜調整をするこ
とができる。

【００１４】以上の方法において、請求項５に記載のよ
うに、前記感応基板上のショット毎にショット形状を記
録したショットマップを用意し、該ショットマップに基
づいて前記判定工程の判定をしてもよい。

【００１５】このようにすると、各ショットの形状と配
置等が事前に分かっていれば、それをショットマップに
情報として記憶しておき、その情報と使用する露光機の
センサの配置や応答速度等の露光機の特性等を組み合わ
せて、判定することができる。

【００１６】請求項６に係る発明による走査型露光方法
は、レチクルと感応基板とを投影光学系に対して所定の
走査方向に相対移動しつつ、前記レチクルに形成された
パターンを投影光学系を介して前記感応基板上に逐次転
写する走査型露光方法であって；多点フォーカスセンサ
によって前記感応基板上の複数の検出点における前記感
応基板表面の前記投影光学系の光軸方向の位置を検出す
るフォーカス検出工程と；前記感応基板を前記投影光学
系の光軸方向への駆動または前記光軸直交面に対して傾
斜駆動する基板駆動工程と；前記基板駆動工程における
感応基板の駆動を制御する制御工程と；前記感応基板上
のショット毎に所定のショット領域の露光終了位置にあ
る場合に検出可能なセンサを指定したマップを用意する
工程と；前記マップに基づいて使用状態にあるセンサの
配列を定める工程とを備え；前記制御工程は、前記セン
サの配列に伴って定まる調整工程であって、前記感応基
板の前記光軸方向位置のみを調整する調整工程か、前記
感応基板の光軸方向位置及び前記光軸直交面に対する傾
斜を調整する調整工程かのいずれかの調整工程を行う。

【００１７】このように構成すると、例えば各ショット
の形状と配置及び使用する露光機のセンサの配置や応答
速度等の露光機の特性等が事前に分かっているときに
は、それらのデータに基づいて基板上のショット毎に所
定のショット領域の露光終了位置にある場合に検出可能
なセンサを指定したマップを用意することができ、その
マップに基づいて使用状態にあるセンサの配列を定める
ことができる。そして、制御工程は、そのようなセンサ
の配列によって、基板の前記光軸方向位置のみを調整す
る調整工程か、基板の傾斜を調整する調整工程かのいず
れかの調整工程を行うことにより、フォーカス検出工程
の検出結果に基づいて基板の駆動を制御することができ
る。

【００１８】また、請求項７に記載のように、請求項１
記載の走査型露光方法では、前記判定工程の結果に基づ
いて、前記使用状態にあるセンサの配列を変更する自動
選択工程を有することとしてもよい。

【００１９】この方法においては、請求項８に記載のよ
うに、前記自動選択工程では、所定の基準を充足するフ
ォーカスセンサを、所定の順番に従って選択するように
してもよい。

【００２０】このように構成すると、所定の基準を例え
ば先頭行の最も内側と外側のように決めれば、センサの
カバーする幅を大きくとることができるのでレベリング
ができる可能性が高まり、また所定の順番を、例えばレ
ベリングに寄与するセンサを先に、単にフォーカスに寄
与するだけのセンサを後に選択するというように決めれ
ば、従来はあきらめていたレベリングも実行することが
できる。

【００２１】請求項９に係る発明による露光装置は、図
１に示されるように、レチクルＲと感応基板Ｗとを同期
して走査しながら、前記レチクルＲのパターンを投影光
学系ＰＬを介して前記基板Ｗ上のショット領域ＩＡ（図
２）に露光する露光装置１００において；設定された複
数のフォーカスセンサＳ₁₁〜Ｓ₅₉（図３）によって前記
基板Ｗ上の複数の検出点における前記基板Ｗの前記投影
光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向の位置を検出するフォーカス
検出系４０、４２と；前記基板Ｗを前記光軸ＡＸ方向ま
たは前記光軸直交面に対して傾斜駆動する駆動機構２１
と；前記フォーカスセンサと前記基板と前記ショット領
域との位置関係に基づいて、前記フォーカスセンサが検
出可能か否かを判定する判定部とを有する。

【００２２】この場合、請求項１０に記載のように、前
記判定部は、前記判定結果に基づいて前記基板の前記光
軸方向の位置と、前記基板の光軸方向の位置及び前記傾
斜とのいずれか一方を調整するように構成されていても
よい。

【００２３】さらにこの場合、請求項１１に記載のよう
に、前記判定部は、前記基板の周辺部に位置するショッ
ト領域の形状に基づいて、前記フォーカスセンサの設定
を変更するように構成してももよい。

【００２４】さらにこの場合、請求項１２に記載のよう
に、前記判定部は、前記ショット領域の両端の前記走査
方向の長さの差に基づいて前記フォーカスセンサの設定
を変更するように構成してもよい。

【００２５】請求項１３に係る発明による素子製造方法
は、レチクルと感応基板とを同期して走査しながら、前
記レチクルのパターンを前記基板上のショット領域に露
光することで前記基板上に半導体素子を製造する素子製
造方法において；複数のフォーカスセンサによって、前
記基板上の複数の検出点におけるフォーカス位置を検出
し、前記基板をフォーカス方向への駆動または前記基板
面を傾斜駆動すること；前記フォーカスセンサと前記基
板と前記ショット領域との位置関係に基づいて、前記フ
ォーカスセンサが検出可能か否かを判定すること；前記
判定結果に基づいて決定された前記フォーカスセンサを
使って前記基板の前記光軸方向の位置と前記基板の傾斜
との少なくとも一方を調整すること；前記調整後の基板
に前記レチクルのパターンを露光することを特徴とす
る。

【００２６】このようにすると、例えば基板の周辺領域
においても、可能な限りフォーカス制御あるいはレベリ
ング制御が適切になされ、全体的に露光精度とスループ
ットの両立を図りながら半導体等の素子の製造ができ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施に適した走査
型露光装置及び本発明の実施形態を図１ないし図３０を
参照して説明する。

【００２８】図１には、本発明の実施に適した走査型露
光装置１００の概略的な構成が示されている。この走査
型露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキ
ャン露光方式の投影露光装置である。

【００２９】この走査型露光装置１００は、光源１及び
照明光学系（２、３、５〜７）を含む照明系、マスクあ
るいはレチクル（以下単に「レチクル」と呼ぶ）Ｒを保
持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感応
基板としてのウエハＷを保持して、投影光学系の光軸に
平行なＺ軸に直交するＸＹ平面内をＸＹ２次元方向に移
動する基板テーブル１８を備えたＸＹステージ装置１
４、及びこれらの制御系等を備えている。

【００３０】前記照明光学系は、光源１、コリメータレ
ンズ、フライアイレンズ等（いずれも図示せず）からな
る照度均一化光学系２、リレーレンズ３、レチクルブラ
インド５、リレーレンズ６及び折り曲げミラー７（この
内、照度均一化光学系２、リレーレンズ３、６及び折り
曲げミラー７によって照明光学系が構成される）等を含
んで構成されている。

【００３１】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明すると、光源１で発生した露光光と
しての照明光ＩＬは不図示のシャッターを通過した後、
照度均一化光学系２により照度分布がほぼ均一な光束に
変換される。照明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエキシ
マレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光あるいはＦ２エキ
シマレーザー等のエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹ
ＡＧレーザの高調波、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）等が用いられる。

【００３２】照度均一化光学系２から水平に射出された
光束は、リレーレンズ３を介して、レチクルブラインド
５に達する。このレチクルブラインド５は、２枚の可動
ブレード４５Ａ、４５Ｂを有する可動ブラインド（以
下、この可動ブラインドを適宜「可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂ」と呼ぶ）と、この可動ブラインド４５Ａ、
４５Ｂの近傍に配置された開口形状が固定された固定ブ
ラインド４６とから構成される。可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂの配置面はレチクルＲのパターン面と共役と
なっている。固定ブラインド４６は、例えば４個のナイ
フエッジにより矩形の開口を囲んだ視野絞りであり、そ
の矩形開口の上下方向の幅が可動ブラインド４５Ａ、４
５Ｂによって規定されるようになっており、これにより
レチクルＲを照明するスリット状の照明領域ＩＡＲ（図
２参照）の幅を所望の大きさに設定できるようになって
いる。可動ブラインド４５Ａ、４５Ｂは、可動ブライン
ド駆動機構４３Ａ、４３Ｂによって開閉方向に駆動され
るようになっており、この駆動機構４３Ａ、４３Ｂの動
作が不図示のメモリに格納されたプロセスプログラムと
呼ばれるファイル内のマスキング情報に応じて主制御装
置２０によって制御されるようになっている。

【００３３】レチクルブラインド５を通過した光束は、
リレーレンズ６を通過して折り曲げミラー７に至り、こ
こで鉛直下方に折り曲げられて回路パターン等が描かれ
たレチクルＲの照明領域ＩＡＲ部分を照明する。

【００３４】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置決めのため、照
明光学系の光軸ＩＸ（後述する投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに一致）に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及び
これに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回
りの回転方向に）微少駆動可能に構成されている。

【００３５】また、このレチクルステージＲＳＴは、不
図示のレチクルベース上をリニアモータ等で構成された
レチクル駆動部（図示省略）により、所定の走査方向
（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で移
動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴは、
レチクルＲの全面が少なくとも照明光学系の光軸ＩＸを
横切ることができるだけの移動ストロークを有してい
る。

【００３６】レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレ
ーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６か
らのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されてお
り、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置
はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ
程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レ
チクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直
交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）
に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、レチク
ル干渉計１６は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設
けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１
５、レチクル干渉計１６として示されている。

【００３７】レチクル干渉計１６からのレチクルステー
ジＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介
して主制御装置２０に送られ、ステージ制御系１９では
主制御装置２０からの指示に応じてレチクルステージＲ
ＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部（図示省略）
を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。

【００３８】なお、不図示のレチクルアライメント系に
より所定の基準位置にレチクルＲが精度良く位置決めさ
れるように、レチクルステージＲＳＴの初期位置が決定
されるため、移動鏡１５の位置をレチクル干渉計１６で
測定するだけでレチクルＲの位置を十分高精度に測定し
たことになる。

【００３９】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるよ
うに光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚
のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されてい
る。この投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／
５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。この
ため、照明光学系からの照明光ＩＬによってレチクルＲ
の照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通
過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチ
クルＲの回路パターンの縮小像が表面にフォトレジスト
が塗布されたウエハＷ上に形成される。

【００４０】前記ＸＹステージ装置１４は、不図示のベ
ース上を走査方向であるＹ軸方向（図１における左右方
向）に往復移動可能なＹステージ１６と、このＹステー
ジ１６上をＹ軸方向と直交するＸ軸方向（図１における
紙面直交方向）に往復移動可能なＸステージ１２と、こ
のＸステージ１２上に設けられた基板テーブル１８とを
有している。また、基板テーブル１８上に、ウエハホル
ダ２５が載置され、このウエハホルダ２５によって感応
基板としてのウエハＷが真空吸着によって保持されてい
る。

【００４１】基板テーブル１８は、Ｘステージ１２上に
ＸＹ方向に位置決めされかつＺ軸方向の移動及び傾斜が
許容された状態で取り付けられている。そして、この基
板テーブル１８は、異なる３点の支持点で不図示の３本
の軸によって支持されており、これら３本の軸がウエハ
駆動装置２１によって独立してＺ軸方向に駆動され、こ
れによって基板テーブル１８上に保持されたウエハＷの
面位置（Ｚ軸方向位置及びＸＹ平面に対する傾斜）が所
望の状態に設定されるようになっている。

【００４２】基板テーブル１８上にはウエハレーザ干渉
計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザ
ビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置さ
れたウエハ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ
面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常
時検出されている。

【００４３】ここで、実際には、基板テーブル１８上に
は走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移
動鏡と非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有
する移動鏡とが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向
に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１で
はこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１とし
て示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速
度情報）はステージ制御系１９及びこれを介して主制御
装置２０に送られ、ステージ制御系１９では主制御装置
２０からの指示に応じて前記位置情報（又は速度情報）
に基づいてウエハ駆動装置２１（これは、Ｘステージ１
２、Ｙステージ１６の駆動系及び基板テーブル１８の駆
動系の全てを含む）を介してＹステージ１６、Ｘステー
ジ１２を制御する。

【００４４】また、基板テーブル１８上には、不図示の
オフアクシス方式のアライメント検出系の検出中心から
投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベースライ
ン計測等のための各種基準マークが形成された基準マー
ク板ＦＭが固定されている。本実施形態の走査型露光装
置１００においては、図２に示されるように、レチクル
Ｒの走査方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向に長手方
向を有する長方形（スリット状）の照明領域ＩＡＲでレ
チクルＲが照明され、レチクルＲは露光時に−Ｙ方向に
速度Ｖ_R で走査（スキャン）される。照明領域ＩＡＲ
（中心は光軸ＡＸとほぼ一致）は投影光学系ＰＬを介し
てウエハＷ上に投影され、照明領域ＩＡＲに共役なスリ
ット状の投影領域、すなわち露光領域ＩＡが形成され
る。ウエハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるた
め、ウエハＷは速度ＶＲの方向とは反対方向（＋Ｙ方
向）にレチクルＲに同期して速度Ｖ_Wで走査され、ウエ
ハＷ上のショット領域ＳＡの全面が露光可能となってい
る。走査速度の比Ｖ_W／Ｖ_Rは正確に投影光学系ＰＬの
縮小倍率に応じたものになっており、レチクルＲのパタ
ーン領域ＰＡのパターンがウエハＷ上のショット領域Ｓ
Ａ上に正確に縮小転写される。照明領域ＩＡＲの長手方
向の幅は、レチクルＲ上のパターン領域ＰＡよりも広
く、遮光領域ＳＴの最大幅よりも狭くなるように設定さ
れ、走査（スキャン）することによりパターン領域ＰＡ
全面が照明されるようになっている。

【００４５】この走査型露光装置１００では、上記の走
査露光の際に、不図示のアライメント検出系の検出信号
に基づいて主制御装置２０によりステージ制御系１９及
びウエハ駆動装置２１等を介してレチクルＲとウエハＷ
との位置合わせ（アライメント）が行なわれ、また、後
述する多点フォーカス位置検出系の検出信号に基づい
て、レチクルＲのパターン面とウエハＷ表面とが投影光
学系ＰＬに関して共役となるように、かつ投影光学系Ｐ
Ｌの結像面とウエハＷ表面とが一致する（ウエハ表面が
投影光学系ＰＬの最良結像面の焦点深度の範囲内に入
る）ように、主制御装置２０によりステージ制御系１９
及びウエハ駆動装置２１を介して基板テーブル１８がＺ
軸方向及び傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整（合
わせ面の設定）が行なわれる。

【００４６】本走査型露光装置１００では、上記のよう
なウエハＷ上のショット領域に対する走査露光によるレ
チクルパターンの転写と、次ショット領域の走査開始位
置へのステッピング動作とを繰り返し行なうことによ
り、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行なわ
れ、ウエハＷ上の全ショット領域にレチクルパターンが
転写されるようになっている。

【００４７】更に、本走査型露光装置では、ウエハＷ表
面の前記露光領域ＩＡ内部分及びその近傍の領域のＺ方
向（光軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射光式
のフォーカス検出系（焦点検出系）の一つである多点フ
ォーカス位置検出系が設けられている。この多点フォー
カス位置検出系は、図１に示されるように、光ファイバ
束８１、集光レンズ８２、パターン形成板８３、レンズ
８４、ミラー８５及び照射対物レンズ８６から成る照射
光学系４０と、集光対物レンズ８７、回転方向振動板８
８、結像レンズ８９、受光用スリット板９８及び多数の
フォトセンサを有する受光器９０から成る受光光学系４
２とから構成されている。

【００４８】ここで、この多点フォーカス位置検出系
（４０、４２）の構成各部について、その作用とともに
説明する。露光光とは異なるウエハＷ上のフォトレジス
トを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源
から光ファイバ束８１を介して導かれている。光ファイ
バ束８１から射出された照明光は、集光レンズ８２を経
てパターン形成板８３を照明する。

【００４９】このパターン形成板８３上には不図示の４
５個のスリット状の開口パターンが５行９列のマトリッ
クス状配置で形成されており、パターン形成板８３の各
スリット状の開口パターンを透過した照明光（開口パタ
ーンの像光束）はレンズ８４、ミラー８５及び照射対物
レンズ８６を経てウエハＷの露光面に投影され、ウエハ
Ｗの露光面にはパターン形成板８３上の５×９、合計４
５個のスリット状の開口パターンの像が投影結像され
る。ここで、実際には、照射光学系４０からの開口パタ
ーンの像光束は、ＹＺ平面、ＸＺ平面に対し４５度を成
す平面内で光軸ＡＸに対して所定角度α傾斜した方向か
らウエハＷ面（又は基準マーク板ＦＭ表面）に照射され
る。

【００５０】このため、ウエハＷ表面の露光領域ＩＡ近
傍には、図３に示されるように、５行９列のマトリクス
状配置で５×９、合計４５個のＸ軸、Ｙ軸に対して４５
度傾斜したスリット状の開口パターンの像（以下、適宜
「スリット像」という）Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉が、Ｘ軸、Ｙ軸方向
に沿ってほぼ等間隔で形成される。これらのスリット像
Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉の光束のウエハＷ面からの反射光束が、光軸
ＡＸに対して前記照射光学系４０からの像光束と対称に
所定角度α傾斜した方向に進んで、集光対物レンズ８
７、回転方向振動板８８及び結像レンズ８９を経て受光
器９０の手前側に配置された受光用スリット板９８上に
再結像される。

【００５１】これを更に詳述すると、受光器９０上には
スリット像Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉に対応して５行９列のマトリクス
状に４５個のフォトセンサＤ₁₁〜Ｄ₅₉（図４参照）が配
列されており、この受光器９０の前面（図１における下
面）に配置された受光用スリット板９８には各フォトセ
ンサＤに対向してスリットがそれぞれ形成されており、
これらのスリット上にそれぞれ図３に示されるスリット
像Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉がそれぞれ再結像される。

【００５２】ここで、主制御装置２０には発振器（ＯＳ
Ｃ．）が内蔵されており、主制御装置２０によりＯＳ
Ｃ．からの駆動信号でドライブされる加振装置９２を介
して回転方向振動板８８に所定の振動が与えられると、
受光用スリット板９８上では再結像された各像の位置が
所定方向（スリット板９８の各スリットの長手方向と直
交する方向）に振動する。これにより、各フォトセンサ
Ｄ₁₁〜Ｄ₅₉の検出信号がセンサ選択回路９３を介して信
号処理装置９１により、回転振動周波数の信号で同期検
波される。そして、この信号処理装置９１により同期検
波して得られた多数のフォーカス信号が主制御装置２０
に供給される。なお、センサ選択回路９３及び信号処理
装置９１については後述する。なお、結像レンズ８９と
スリット板９８との間に、スリット板９８上のスリット
とウエハＷからの反射スリット像の振動中心との相対関
係を、スリット板９８の各スリットの長手方向と直交す
る方向）にシフトさせるプレーンパラレルを配置しても
良い。

【００５３】以上の説明から明らかなように、本走査型
露光装置の場合、ウエハＷ上の検出点である各スリット
像Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉と受光器９０上の各フォトセンサＤ₁₁〜Ｄ
₅₉とは１対１で対応し、各スリット像の位置のウエハ表
面のＺ位置の情報（フォーカス情報）が各フォトセンサ
Ｄからの出力であるフォーカス信号に基づいて得られる
ので、以下の説明では便宜上スリット像Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉を特
に別の必要がない限りフォーカスセンサと呼ぶものとす
る。

【００５４】そして、フォーカスセンサＳ₁₁〜Ｓ₅₉の
内、図３における露光領域ＩＡ内に位置する第２行目の
フォーカスセンサＳ₂₁〜Ｓ₂₉、第３行目のフォーカスセ
ンサＳ ₃₁〜Ｓ₃₉及び第４行目のフォーカスセンサＳ₄₁〜
Ｓ₄₉の出力は、露光領域ＩＡ内の面位置設定のため基板
テーブル１８の追従制御に用いられるので、これら３行
のフォーカスセンサをそれぞれ追従センサ１０３ａ、１
０３ｂ、１０３ｃと呼ぶ。また、これら３行のフォーカ
スセンサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを纏めて追従セ
ンサ１０３と呼ぶ。

【００５５】また、本実施形態では、露光領域ＩＡの外
側に所定距離だけ離れた位置に配置された第１行目のフ
ォーカスセンサＳ₁₁〜Ｓ₁₉、第５行目のフォーカスセン
サＳ₅₁〜Ｓ₅₉の出力は、次のフォーカス状態を予測する
ため、すなわちウエハＷ表面が＋Ｚ方向又は−Ｚ方向の
いずれの方向に変化するかの予測のためにのみ用いられ
るので、これら２行のフォーカスセンサをそれぞれ先読
みセンサ１０２ａ、１０２ｂと呼ぶ。なお、各先読みセ
ンサ１０２ａ、１０２ｂを、追従センサ１０３と同様に
それぞれ複数行のセンサで構成しても良く、このように
した場合には、レベリングに関する予測も可能になる。

【００５６】次に、センサ選択回路９３及び信号処理装
置９１の構成について、図４に基づいて説明する。この
図４には、センサ選択回路９３と信号処理装置９１とが
受光器９０とともに概略的に示されている。この内、セ
ンサ選択回路９３は、スイッチ部Ａ_Sと、レジスタ部Ｒ
_Sとから成り、スイッチ部Ａ_S内には逆バイアス電圧が
印加されたフォトセンサ（ここではフォトダイオード）
Ｄ₁₁、Ｄ₁₂、……Ｄ₅₉のＰ側に一方の固定接点がそれぞ
れ接続された切替スイッチＳＡ₁〜ＳＡ₄₅と、各切替ス
イッチＳＡ₁〜ＳＡ₄₅の可動接点（共通接点）とｎ本の
出力線Ｏ₁〜Ｏ_nとの間に設けられた（４５×ｎ）個の
開閉スイッチＳＢ_1-1、ＳＢ_1-2、ＳＢ_1-3、……、Ｓ
Ｂ_45-nとが配置されている。各切替スイッチＳＡ₁〜Ｓ
Ａ₄₅の他方の固定接点は接地されている。また、フォト
センサＤ₁₁〜Ｄ₅₉のＮ側は不図示の電源回路に接続され
ている。また、ｎ本の光電変換信号の出力線Ｏ₁〜Ｏ_n
のそれぞれは、これらの出力線に対応して設けられた信
号処理回路９４₁〜９４_nにそれぞれ接続されている。

【００５７】このため、例えば、切替スイッチＳＡ₁を
フォトセンサＤ₁₁側に切り替え、開閉スイッチＳＢ_1-1
をオンにすると、フォトセンサＤ₁₁が受光する光の強さ
に比例した強さの逆電流（光電流、すなわち光電変換信
号）が、フォトセンサＤ₁₁→スイッチＳＡ₁→スイッチ
ＳＢ_1-1の順に閉回路内を流れ、この電流が信号処理回
路９４₁によって検出され、デジタル信号に変換されて
信号出力回路９５に送出される。また、例えば、切替ス
イッチＳＡ₄₅をフォトセンサＤ₅₉側に切り替え、開閉ス
イッチＳＢ_45-nをオンにすると、フォトセンサＤ₅₉が受
光する光の強さに比例した強さの逆電流（光電流）が、
フォトセンサＤ₅₉→スイッチＳＡ₄₅→スイッチＳＢ_45-n
の順に閉回路内を流れ、この電流が信号処理回路９４_n
によって検出され、デジタル信号に変換されて、信号出
力回路９５に送出される。このように、本装置では、切
替スイッチＳＡと開閉スイッチＳＢとの任意の組み合わ
せをオンにすることにより、任意のフォトセンサＤの受
光する光の強さに応じた光電流を所望の出力線Ｏを介し
て取り出すことが可能になっている。

【００５８】レジスタ部Ｒ_s 内には、切替スイッチＳＡ
₁〜ＳＡ₄₅にそれぞれ対応して設けられた４５個の第１
レジスタＲＳ₁〜ＲＳ₄₅と、開閉スイッチＳＢ_1-1〜Ｓ
Ｂ₄₅ _-nに対応してｎ個ずつ４５組設けられた第２レジス
タＲＳＳ_1-1〜ＲＳＳ_45-nとが配置されている。第１レ
ジスタＲＳ₁〜ＲＳ₄₅は、同一のラインＬ１に共通に
接続され、第２レジスタＲＳＳ_1-1〜ＲＳＳ_45-nは、同
一のラインＬ₂に共通に接続されている。従って、例え
ば、フォトセンサＤ₁₁の出力を出力線Ｏ₁に出力させる
には、ラインＬ₁にデータ（Ｄａｔａ）１（「１，０，
０，………，０」）を入力し、ラインＬ₂にデータ（Ｄ
ａｔａ）２（「１，０，０，０，０，０，０、０，０，
０，０，０，０，０、………、０，０，０，０，０，
０，０」）を入力すれば良い。これにより、第１レジス
タＲＳ₁と第２レジスタＲＳＳ_1-1とが「１」で、その
他のレジスタは０となり、切替スイッチＳＡ₁がフォト
センサＤ₁₁側に切り替えられ、開閉スイッチＳＢ_1-1が
オンとなって、フォトセンサＤ１１の出力が出力線Ｏ₁
に出力される。このように、本装置では、主制御装置２
０からラインＬ₁、ラインＬ₂を介してレジスタ部Ｒ_s
内に入力されるデータ１，データ２の内容によって、所
望のフォトセンサＤの出力を所望の出力線Ｏ、すなわち
これに対応する信号処理回路９４に出力させることがで
きる。従って、例えばｎ＝４５である場合には、各フォ
トセンサＤを各別に信号処理回路９４₁〜９４_nにそれ
ぞれ独立して接続することにより主制御装置２０では露
光領域ＩＡ及びその前後の検出領域内の個々の検出点で
あるフォーカスセンサ位置の光軸方向位置を演算するこ
とができる。

【００５９】信号処理装置９１は、出力線Ｏ₁〜Ｏ_nに
それぞれ接続されたｎ個の信号処理回路９４₁〜９４_n
を備えている。各信号処理回路９４には同期検波回路
（ＰＳＤ）が内蔵されており、このＰＳＤにはＯＳＣ．
からの駆動信号と同じ位相の交流信号が入力されてい
る。そして、各信号処理回路９４では、各出力線からの
信号を上記の交流信号の位相を基準としてそれぞれ同期
整流（同期検波）を行ない、ウエハＷ上の各スリット像
Ｓ₁₁〜Ｓ₅₉の場所のＺ軸方向位置（フォーカス位置）に
対応する焦点位置検出信号（フォーカス信号）ＦＳを生
成する。そして、信号処理回路９４₁〜９４_nからのフ
ォーカス信号ＦＳは、出力回路９５によりデジタル変換
され、シリアルデータとして主制御装置２０に出力され
るようになっている。

【００６０】ところで、各フォーカス信号ＦＳは、いわ
ゆるＳカーブ信号と呼ばれ、受光用スリット板９８のス
リット中心とウエハＷからの反射スリット像の振動中心
とが一致したときに零レベルとなり、ウエハＷがその状
態から上方に変位しているときは正のレベル、ウエハＷ
が下方に変位しているときは負のレベルになる信号であ
る。従って、各フォーカス信号ＦＳにオフセットが加え
られていない状態では、主制御装置２０によって、各フ
ォーカス信号ＦＳが零レベルになるウエハＷの高さ位置
（光軸方向位置）が合焦点としてそれぞれ検出されるこ
とになる。

【００６１】前述したように、本装置においては、所望
のフォトセンサＤの出力を所望の出力線Ｏ、すなわちこ
れに対応する信号処理回路９４に出力させることがで
き、例えば、複数のフォトセンサＤが同一出力先に設定
された場合には、その出力先として指定された（選択さ
れた）信号処理回路９４ではフォトセンサ出力の合成信
号を回転振動周波数の信号で同期検波し、その複数のフ
ォトセンサの出力の合成信号に対応するフォーカス信号
のデジタル変換データが主制御装置２０に出力される。

【００６２】先に述べた通り、先読みセンサ１０２ａ、
１０２ｂは、次のフォーカス状態を予測するためにのみ
用いられているので、以下の説明においては、先読みセ
ンサ１０２ａの各フォーカスセンサに対応するフォトセ
ンサＤ₁₁〜Ｄ₁₉、先読みセンサ１０２ｂの各フォーカス
センサに対応するフォトセンサＤ₅₁〜Ｄ₅₉は、ぞれぞれ
同一出力先である出力線Ｏ₁、出力線Ｏ_nに出力されて
いるものとする。また、追従センサ１０３を構成する各
フォーカスセンサに対応するフォトセンサＤ₂₁〜Ｄ₂₉、
Ｄ₃₁〜Ｄ₃₉、Ｄ₄₁〜Ｄ₄₉を、それぞれ異なる出力線Ｏ₂
〜Ｏ_(n-1)に個別に接続可能にするため、例えばｎ＞２
９であるものとする。

【００６３】さらに、本装置の走査型露光装置１００で
はウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン
を投影露光する際のフォーカス・レベリング制御の方法
として次の異なる３つのモードの制御方法が行なわれ
る。

【００６４】すなわち、第１の制御方法は、追従センサ
１０３を構成する各フォーカスセンサに対応するフォー
カス信号に基づいて基板テーブル１８をＺ駆動及びＸ方
向及びＹ方向に傾斜駆動する通常のオートフォーカス・
オートレベリング制御である。

【００６５】第２の制御方法は、追従センサ１０３を構
成する複数のフォーカスセンサに対応するフォーカス信
号に基づいて基板テーブル１８をＺ駆動及びＸ方向に傾
斜駆動する変則的なオートフォーカス・レベリング制御
である。

【００６６】第３の制御方法は、追従センサ１０３を構
成する１又は２以上のセンサに対応するフォーカス信号
に基づいて基板テーブル１８をＺ駆動のみするオートフ
ォーカス制御である。

【００６７】ここで、上記第１〜第３の制御方法の判定
を含む走査露光時の主制御装置２０のフォーカス・レベ
リング制御について、以下図を参照して説明する。図５
〜図９に示されるフローチャートは、実際には、露光処
理プログラムの一部であり、例えば、各ショット領域の
露光開始に先立って、１ショット露光の度毎に繰り返し
行われるが、１枚のウエハＷの露光をする前にフローチ
ャートに示されるプログラムを実行し、制御方法モード
を各ショット毎に前もって決めてしまい、それに従って
ウエハＷ全体の露光を実行するようにしてもよい。

【００６８】図５は、本発明の第１の実施の形態を示す
フロー図である。図中ステップＳＰ０において、種々の
初期設定を露光前にオペレータ入力、もしくはプロセス
プログラムへの書き込みによって制御装置２０に登録す
る。本実施の形態では、前述のセンサ選択回路９３で選
択されるセンサの初期指定と、後述するステップＳＰ２
３、ＳＰ３４Ａ等におけるセンサ自動選択のアルゴリズ
ムを初期設定する。すなわち、ステップＳＰ２３、ＳＰ
３４Ａ等において、センサの数を自動選択する場合は
「１」、自動選択しない場合は「２」を設定する。

【００６９】ここでは、追従センサとして図３のＳ２
２、Ｓ２８、Ｓ４２、Ｓ４８、Ｓ３５、先読みセンサと
して、Ｓ５２、Ｓ５５、Ｓ５８（内外用）、Ｓ１２、Ｓ
１５、Ｓ１８（外内用）が指定されている。露光で使用
状態に置くことのできるセンサの上限値は、制御装置２
０に例えば９個〜２０個のいずれかを設定する。例えば
初期指定センサを追従センサ５個と先読みセンサ３個の
計８個とし、上限９個の範囲内で使用する。したがっ
て、内外スキャンの場合には、追従センサ５個と内外用
先読みセンサ３個（Ｓ５２、Ｓ５５、Ｓ５８）が初期指
定され、外内スキャンの場合には、追従センサ５個と外
内用先読みセンサ３個（Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１８）が初
期指定される。

【００７０】次に、ステップＳＰ１において、露光対象
のショット領域がウエハＷの周辺部のショット領域であ
るか否かを判断する。このステップＳＰ１における判断
は、予め定められたショットの露光順序とショットマッ
プ等に基づいて行われる。この判断が否定された場合
は、ステップＳＰ１３に移行し、そのショット領域の走
査露光中に、多点フォーカス位置検出系（４０、４２）
の追従センサ１０３からの各フォーカス信号に基づいて
ステージ制御系１９を介してウエハ駆動装置２１を制御
して、基板テーブル１８をＸ、Ｙチルト（傾斜）及びＺ
方向の位置制御をする通常のオートフォーカス・オート
レベリング（自動傾斜）制御を行った後、本ルーチンの
処理を終了する。

【００７１】一方、ステップＳＰ１の判断が肯定された
場合は、ステップＳＰ２に進んで当該ショット領域の露
光の際に露光領域ＩＡがウエハＷの内部から外周部に向
かって相対走査されるか否かを判断する。

【００７２】そして、この判断が否定された場合は、ス
テップＳＰ４１へ移行する。ステップＳＰ４１以降の処
理については後述する。

【００７３】一方、ステップＳＰ２の判断が肯定された
場合には、次のステップＳＰ３に進み、本発明でいう使
用状態にある追従センサである初期設定された追従セン
サ（内外スキャンに関し、最後行の追従センサ）がショ
ット領域の露光終了位置にあるとき、該初期設定された
全ての追従センサが検出可能か否かを判断する。すなわ
ち、初期設定にしたがって指定された追従センサの全て
がウエハＷの有効領域内に位置しているか否かを判断す
る。

【００７４】この判断は、ウエハエッジ座標と、ショッ
トマップ等によりウエハエッジからどのくらいの距離の
所にそのショット領域があるかがわかり、また走査終了
位置とフォーカスセンサとの相対位置関係がわかってい
るので、これらに基づいて、全てのセンサがウエハＷの
有効領域にあるか否かでなされる。ここで、ウエハＷの
有効領域とは、ウエハＷの周辺部に通常パターン禁止帯
が設けられているので、その内部を意味し、したがって
ウエハエッジとは、このパターン禁止帯の内側を指す。

【００７５】そして、上記ステップＳＰ３における判断
が肯定された場合には、ステップＳＰ１３に移行し、基
板テーブル１８をＸ、Ｙチルト（傾斜）及びＺ方向の位
置制御をする通常のオートフォーカス・オートレベリン
グ（自動傾斜）制御をする。

【００７６】一方、ステップＳＰ３における判断が否定
された場合には、ステップＳＰ２１（図６）に移行す
る。ステップＳＰ２１では、Ｙ方向（スキャン方向）の
傾斜制御はあきらめ、Ｘ方向の傾斜制御及びフォーカス
制御の可否を判断するために、先読みセンサと最前行の
追従センサ（内外スキャンに関し、最前行の追従セン
サ）のみを有効と設定する。そして、ステップＳＰ２２
に進む。

【００７７】ステップＳＰ２２では、判定位置即ち最前
行の追従センサが露光終了位置にあるときに、ステップ
ＳＰ２１で設定されたセンサの内、フォーカス可能な追
従センサが少なくとも１つあるか否かを判断する。この
判断が肯定されたときは、使用可能なセンサのみを有効
に設定する（ステップＳＰ２３）。

【００７８】ここで、ステップＳＰ０の初期設定がセン
サを自動選択する（増加する）「１」に設定されている
場合は、ステップＳＰ２２で指定された追従センサの幅
（Ｘ方向に関する指定追従センサの最大幅）内で検出
（フォーカス）可能となる追従センサを判定し、該検出
可能と判定された追従センサと同列に位置する先読みセ
ンサ（検出可能な追従センサと対になる先読みセンサ）
と検出可能な追従センサとの組みを有効にする。

【００７９】一方、ステップＳＰ０の初期設定がセンサ
を自動選択しない（増加しない）「２」に設定されてい
る場合は、ステップＳＰ２２で有効と判定された追従セ
ンサ及び該有効と判定された追従センサと対になる先読
みセンサの組みを有効に設定する。

【００８０】内から外へのショットでは、先読みセンサ
がウエハＷの外縁近く或いはウエハＷの外側になり、先
読みセンサがフォーカス制御不能になっても追従センサ
は連動せずに独立してフォーカス制御可能であるので、
追従センサが露光領域内にあるときだけフォーカスが保
証されればよい。しかしながら、先読みセンサと追従セ
ンサは組で使用するのが好ましいので前記のような選定
のしかたをする。

【００８１】次にステップＳＰ２４では、そのようにし
て有効に設定された（追従）センサ中に、Ｘ方向の傾斜
制御を行うのに十分な間隔をもってＸ方向に配列された
センサが含まれているかを判定し（ステップＳＰ２
４）、含まれている場合はＸ方向の傾斜制御を行い（ス
テップＳＰ２５）、かつＺ方向の位置制御を行い（ステ
ップＳＰ２６）、Ｘ方向に配列されたセンサが無くＸ方
向傾斜制御ができない場合はＺ方向の位置制御を行う
（ステップＳＰ２６）。

【００８２】ステップＳＰ２２で、検出可能な追従セン
サがないと判定されたときには、図７のステップＳＰ３
１に進み、フォーカス可、傾斜制御不可と設定する。こ
こではショットの露光領域内でフォーカス可能な瞬間が
あるか否かを判定するものである。可能な瞬間があれば
それを利用して露光する。これは、ウエハＷの周辺領域
のショットは、その領域のショットを製品として生かす
（場合もあり得るが）よりも、それに隣接するショット
の露光を完全なものとするために、できるだけ良好な露
光をしておきたいとの要請に基づいて行われることが多
い。そのため、露光できるところはできるだけ露光しよ
うとの発想に基づいている。

【００８３】次にステップＳＰ３２に進み、露光領域の
Ｙ方向の２辺の長さを計算し、長い辺にフォーカスをか
けるために十分な長さがあるか否かを判定する。ここ
で、長い辺をＹロングと、短い辺をＹショートと呼ぶ。

【００８４】Ｙロングにフォーカスをかけるに十分な長
さがないときは全センサが使用不可であり、傾斜制御は
もちろんのこと、Ｚ方向位置制御もできないので、フォ
ーカスは行われない。しかし、この場合でも前述のでき
るだけ露光しようとの発想に基づいて露光は行われた上
で本ルーチンは終了となる。

【００８５】Ｙロングにフォーカスをかけるに十分な長
さがあると判定されたときは、とにかく露光中にフォー
カス可能となるセンサが存在していることが分かるの
で、ステップＳＰ３３に進む。ここでは、ＹロングとＹ
ショートの長さを比較し、差があまりない、即ちフォー
カスできる領域の形状がほぼ四角形であると言えるとき
はステップＳＰ３４に進む。ここでは、センサを横（Ｘ
方向）１行のみ有効にする。本実施例では、露光領域開
始端でフォーカス可能な先読みセンサを追従センサに、
フォーカス不可能な先読みセンサと追従センサを無効に
設定することにより、横１行のセンサのみを有効にして
いる。

【００８６】次にステップＳＰ３４Ａに進む。ここで、
図５のステップＳＰ０での初期設定が「１」か否かを判
定する。このステップＳＰ３４Ａでの判定が肯定された
場合は、ステップＳＰ３４Ｂに進み、初期指定された先
読みセンサのＸ方向の幅内の１行すべての先読みセンサ
を追従センサとして有効に設定し、ステップＳＰ３５に
進む。ステップＳＰ３４Ａでの判定が否定された場合
は、有効なセンサの数を増やすことなくステップＳＰ３
５に進む。

【００８７】そのように設定して、次に有効なセンサを
使ってフォーカスを行いＺ方向の位置制御をした上で
（ステップＳＰ３５）露光することになる。

【００８８】ステップＳＰ３３で、ＹロングとＹショー
トの長さの差が大きいと判定されたときは、そのショッ
トの露光領域は実質的に三角形をしていると判定し、ス
テップＳＰ３６に進み、ウエハＷの内部寄りの先読みセ
ンサと追従センサの一組のみを有効と設定する。

【００８９】その後ステップＳＰ３５に進み、その有効
なセンサを使ってフォーカスを行いＺ方向の位置制御を
した後露光することになる。

【００９０】その後、現像、エッチング、ドーピング等
のプロセスを経てコータデベロッパでレジストを塗布し
た後、露光を行う。これらの一連の動作を繰り返して半
導体素子を製造する。

【００９１】さて図５のステップＳＰ２において否定的
判定がされた場合、即ち外側から内側に走査される場合
に、ステップＳＰ４１に進む（図８）。このステップＳ
Ｐ４１は、Ｙ方向の傾斜制御が可能であるか否かを判定
する工程である。言い換えれば、Ｙ方向の傾斜制御が可
能な最低限の助走距離だけ離れた位置でフォーカスが可
能か（センサが検出可能か）を判定する。

【００９２】本実施の形態では、ステップＳＰ４１で、
最前行の追従センサと露光領域の露光開始位置がａ₁だ
け離れた状態で初期指定された全ての追従センサが検出
可能かを判定する。ここで可能の判定がされたときに
は、ステップＳＰ１３（図５）に進み、先に図５で説明
したように、Ｘ、Ｙチルト（傾斜）及びＺ方向の位置制
御を行う。ここで、距離ａ₁はＹ方向傾斜制御するのに
必要とされる最前行の追従センサ（外→内スキャンの最
前行の追従センサ）を基準とした距離であり、各センサ
間距離や露光機の応答速度などによって定まる値であ
る。

【００９３】ステップＳＰ４１の判定が否定的であっ
た、即ち一つでも検出できないセンサがあると判定され
たときには、Ｙ方向傾斜制御は断念し、Ｘ方向の傾斜制
御ができるか否かを判定する。そのために、Ｘ方向傾斜
制御するために最低限必要な助走距離だけ手前でフォー
カスが可能か否かを判定することになる。このときはＹ
方向傾斜制御は断念しているのでＹ方向に多くのセンサ
を使うことは無意味となるので、先読みセンサと最前行
の追従センサだけを有効に設定する（ステップＳＰ４
２）。そしてステップＳＰ４３に進む。

【００９４】ステップＳＰ４３では、最前行の追従セン
サと露光開始位置とがａ₂だけ離れた状態で前の処理で
選択された追従センサの中で検出可能なものがあるか否
かを判定する。外から内の走査では追従センサが先読み
センサよりもウエハＷの外側にあるので、追従センサが
検出できると保証されていれば、先読みセンサも検出可
能とみなすことができる。したがって、ここで判定対象
とするのは追従センサのみでよい。

【００９５】ここで、距離ａ₂はＸ方向傾斜制御するの
に必要とされる最前行の追従センサ（外→内スキャンの
最前行の追従センサ）を基準とした距離であり、各セン
サ間距離や露光機の応答速度などによって定まる値であ
る。（判定位置を距離ａ₁でみるか距離ａ₂でみるか
は、センサ追加のアルゴリズムには依存せず、何の判定
のために処理をしているか（Ｘ方向傾斜制御かＸＹ方向
傾斜制御か）に依存する。）ステップＳＰ４３の判定が
肯定的なときは、即ちａ₂だけ離れた位置で検出可能な
追従センサがあると判定されたときには、ステップＳＰ
２３（図６）に進む。ステップＳＰ２３以降は、図６を
参照して説明したように、Ｘ方向の傾斜制御の可否を判
定し、その判定結果によりＸ方向傾斜制御とＺ方向の位
置制御、あるいはＺ方向位置制御のみを行う。

【００９６】ステップＳＰ４３の判定が否定的なとき
は、即ちａ₂だけ離れた位置で検出可能な追従センサが
無いと判定されたときには、ステップＳＰ１００（図
９）に進む。

【００９７】ステップＳＰ４３で、検出可能なセンサが
ないと判定されたときには、図９のステップＳＰ１００
に進み、フォーカス追従可、傾斜制御不可と設定する。
ここではショットの露光領域内でフォーカス可能な瞬間
があるか否かを判定するものである。可能な瞬間があれ
ばそれを利用して露光する。これは、図７のステップ３
１の場合と同様にウエハＷの周辺領域のショットは、そ
の領域のショットを製品として生かす（場合もあり得る
が）よりも、それに隣接するショットの露光を完全なも
のとするために、できるだけ良好な露光をしておきたい
との要請に基づいて行われることが多い。そのため、露
光できるところはできるだけ露光しようとの発想に基づ
いている。

【００９８】次にステップＳＰ１０１に進み、露光領域
のＹ方向の２辺の長さを計算し、長い辺にフォーカスを
かけるために十分な長さがあるか否かを判定する。ここ
で、長い辺をＹロングと、短い辺をＹショートと呼ぶ。

【００９９】Ｙロングにフォーカスをかけるに十分な長
さがないときは全センサが使用不可であり、傾斜制御は
もちろんのこと、Ｚ方向位置制御もできないので、フォ
ーカスは行われない。しかし、この場合でも前述のでき
るだけ露光しようとの発想に基づいて露光は行われた上
で本ルーチンは終了となる。

【０１００】Ｙロングにフォーカスをかけるに十分な長
さがあると判定されたときは、とにかく露光中にフォー
カス可能となるセンサが存在していることが分かるの
で、ステップＳＰ１０２に進む。ここでは、Ｙロングと
Ｙショートの長さを比較し、差があまりない、即ちフォ
ーカスできる領域の形状がほぼ四角形であると言えると
きはステップＳＰ１０３に進む。ここでは、センサを横
（Ｘ方向）１行のみ有効にする。本実施例では、露光領
域終了端でフォーカス可能な先読みセンサを追従センサ
に、フォーカス不可能な先読みセンサと追従センサを無
効に設定することにより、横１行のセンサのみを有効に
している。

【０１０１】そして図７のステップＳＰ３４Ａに進む。
ステップＳＰ３４Ａ以降は、図７を参照して説明したよ
うに、初期設定「１」の場合はステップＳＰ３４Ｂに進
んでセンサを増やしてステップＳＰ３５に進む。初期設
定「１」でない場合は、センサを増やすことなくステッ
プＳＰ３５に進む。

【０１０２】そのように設定して、次に有効なセンサを
使ってフォーカスを行いＺ方向の位置制御をした上で
（ステップＳＰ３５）露光することになる。

【０１０３】ステップＳＰ１０２で、ＹロングとＹショ
ートの長さの差が大きいと判定されたときは、そのショ
ットの露光領域は実質的に三角形をしていると判定し、
ステップＳＰ３６に進み（図７）、ウエハＷの内部寄り
（中心寄り）の先読みセンサと追従センサの一組（一
列）のみを有効と設定する。

【０１０４】その後ステップＳＰ３５に進み、その有効
なセンサを使ってフォーカスを行いＺ方向の位置制御を
した後露光することになる。

【０１０５】その後、現像、エッチング、ドーピング等
のプロセスを経てコータデベロッパでレジストを塗布し
た後、露光を行う。これらの一連の動作を繰り返して半
導体素子を製造する。

【０１０６】次に、上で説明した図５〜図９のフローチ
ャートに従ったフォーカス・レベリング制御の具体例に
ついて、図１０〜図２１を参照して説明する。なお以下
各図においてセンサを示す丸形スポットが黒で塗りつぶ
されたものは先読みセンサ、白抜きのものは追従センサ
を示す。また各図において、ウエハＷはショット領域と
周辺部の関係を示すのに必要な部分のみ示し、他の部分
は破断線により省略して図示してある。以下の具体例で
は、図５のステップＳＰ０で先読みセンサ１０２ａはセ
ンサＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１８、追従センサ１０３ａはセ
ンサＳ２２、Ｓ２５、Ｓ２８、追従センサ１０３ｂはセ
ンサＳ３５、追従センサ１０３ｃはＳ４２、Ｓ４５、Ｓ
４８、先読みセンサ１０２ｂはセンサＳ５２、Ｓ５５、
Ｓ５８が指定されているものとする。なお、図１０以下
でセンサを示す符号は、例えばＳ１２のようにＳに全角
の数字を付したものとなっているが、これは図３のＳに
下付添字を付した例えばＳ₁₂に対応する。

【０１０７】ウエハＷを内側から外側へ走査するショッ
ト領域では、露光開始時点よりも露光終了時点でフォー
カスが可能か否か、即ちセンサによる検出が可能かが重
要である。露光終了時点でフォーカスが可能であれば、
開始時点はそれよりも内側にあるのであるから当然フォ
ーカスは可能である。

【０１０８】図１０には、先読みセンサがＸ方向に一
行、等間隔で３個（Ｓ₅₂、Ｓ₅₅、Ｓ₅₈）、先読みセンサ
の直後の行に追従センサの第１行目が前記３個の先読み
センサの両端と同列に２個（Ｓ４２、Ｓ４８）、続いて
３個の先読みセンサの中央のセンサと同列に第２行目の
追従センサが１個（Ｓ３５）、次の行に第３行目の追従
センサが第１行目の追従センサと同配列で２個（Ｓ２
２、Ｓ２８）が配置されている。都合、先読みセンサが
１行３個、追従センサが３行合計５個、等しい行間隔で
配列されている。なお、ここではＸ方向のならびを行と
呼びＹ方向のならびを列とよぶ。スリットの照明領域Ｉ
Ａは第１行目の追従センサと第３行目の追従センサの間
の領域をカバーしている。

【０１０９】図５のステップＳＰ３では、露光終了時に
設定通りの指定センサで露光が可能か否かを判定する。
ここでは追従センサの全てが検出可能か、言い換えれば
全ての追従センサがウエハＷの有効領域内にあるか否か
を判定する。先読みセンサがフォーカス不可能な領域即
ちウエハＷの有効領域外に出てしまっても、先読みセン
サが機能しなくなるだけであって、追従センサは機能し
続けるのでフォーカスは正常になされる。

【０１１０】図１０に示される場合には、指定された追
従センサのうち最後の第３行目の追従センサ（Ｓ２２、
Ｓ２８）が露光領域ＳＡのＸ方向の辺である露光終了位
置ＥＢに来たときに、第１行から第３行までの全ての追
従センサがウエハＷの有効領域内にあり、検出が可能で
あるので、図５に示される次のステップＳＰ１３に進む
ことができる。このとき先読みセンサ３個のうち右端の
センサＳ５８は有効領域をはずれているが、前述のよう
に先読みセンサがフォーカス制御不能になっても追従セ
ンサは連動せずに独立してフォーカス可能なので問題と
ならない。

【０１１１】図１１は、ステップＳＰ３の判断が否定さ
れた場合、即ち選択された追従センサの中にフォーカス
可能でないものがあった場合に（例えば図１０のような
配列の追従センサが図１１のような位置関係にある露光
領域ＳＡを検出できるかを判定した場合）、ステップＳ
Ｐ２１に進み、先読みセンサと最前行の追従センサのみ
を有効とした状態を示している。その後図６のステップ
ＳＰ２２に進む。

【０１１２】図１１は、図５のステップＳＰ３が否定さ
れ、図６のステップＳＰ２１でセンサが選択された状態
を示している。

【０１１３】図１１の例では、最前行の追従センサ（Ｓ
４２、Ｓ４８）が露光終了位置ＥＢにあるとき、検出可
能な追従センサが少なくとも１つあるか否かが判定され
る（ステップＳＰ２２）。即ち判定位置で最前行の追従
センサ（Ｓ４２、Ｓ４８）がウエハＷの有効領域内にあ
るか否かが判定される。図１１は最前行の追従センサ
（Ｓ４２、Ｓ４８）が露光終了位置ＥＢにあるとき、追
従センサ（Ｓ４２、Ｓ４８）が検出可能である様子を示
している。したがってステップＳＰ２２の判定は肯定さ
れ、ステップＳＰ２３に進む。

【０１１４】図５のステップＳＰ０で初期設定が「２」
（センサの増加なし）と設定されていた場合は、図１１
の例では、有効と判定された追従センサＳ４２と先読み
センサＳ５２の組及び有効と判定された追従センサＳ４
８と先読みセンサＳ５８の組を使用可能なセンサとして
有効に設定する。

【０１１５】図５のステップＳＰ０で初期設定が「１」
（センサの増加あり）と設定されていた場合を図１２を
参照して説明する。図１２では指定された追従センサ
（Ｓ４２、Ｓ４８）のＸ方向の幅内で検出可能な他の追
従センサ（Ｓ４３、Ｓ４４、ＳＳ４５、Ｓ４６、Ｓ４
７）を有効としてセンサの数を増やしている。そして検
出可能な各追従センサと同列に位置する先読みセンサ
（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４、Ｓ５５、Ｓ５６、Ｓ５７、
Ｓ５８）を有効に設定する。したがって、先読みセンサ
（Ｓ５２からＳ５８）と追従センサ（Ｓ４２からＳ４
８）との各組（同列毎の組）を有効に設定する。

【０１１６】尚、図１２では両端に位置する指定追従セ
ンサ（Ｓ４２、Ｓ４８）が検出可能である例を示した
が、例えば指定追従センサＳ４８のみが検出可能である
ときで初期設定が「１」と設定されていた場合は、追従
センサＳ４２とＳ４８の方向の幅内での残りの追従セン
サ（Ｓ４２からＳ４７）の中で検出可能な追従センサ及
び該検出可能な追従センサと対になる先読みセンサを有
効に設定すればよい。すなわち、図１２のケースで初期
設定が「１」と指定されている場合は、指定された追従
センサのＸ方向の幅内でセンサの数を増やすシーケンス
となる。

【０１１７】どの追従センサが検出可能であるかは、シ
ョットＳＡとウエハエッジとの位置関係、及び判定位置
における追従センサとウエハの有効領域との位置関係に
よって定まり、ウエハエッジ座標とショットマップ等及
びセンサの配置情報とセンサの指定情報に基づいて、主
制御装置２０が判定することができる。

【０１１８】図６のステップＳＰ２２の判定が否定され
た場合は、傾斜制御不可と判断し、ステップＳＰ３１に
進み、露光領域の左右の辺の長さを比較する。

【０１１９】図１３は露光領域の左右の辺の長さ（Ｙ方
向の辺の長さ）を比較する状態の一例を示す。図中ウエ
ハＷの内部寄りの辺である右側の辺の方が左側の辺より
長いので、右側がＹロングということになる。

【０１２０】図１４にステップＳＰ３３で左右の辺の長
さの差が小さいと判定された場合の例を示す。Ｙロング
とＹショートの長さの差があまりない、即ちフォーカス
できる領域の形状がほぼ四角形であると言えるような場
合であり、ステップＳＰ３４、ＳＰ３４Ａ、ＳＰ３４Ｂ
で説明したように、露光開始位置ＳＢで検出可能な先読
みセンサを横１行のみ有効にする。図１４の例では、ス
テップＳＰ３４Ａが肯定されステップＳＰ３４Ｂで横１
行の先読みセンサ（Ｓ５２〜Ｓ５８）を追従センサとす
ることで、指定センサ（Ｓ５２、Ｓ５５、Ｓ５８）から
数を増やしている。

【０１２１】図１５にステップＳＰ３３で左右の辺の長
さの差が大きいと判定された場合の例を示す。図中左側
の辺であるＹショートはゼロ、右側の辺であるＹロング
は辺の全長を残しているので、ＹロングとＹショートの
長さの差が大きい。したがって、そのショットの露光領
域は実質的に三角形をしていると判定される。そして、
ステップＳＰ３６（図７）で説明したように、ウエハＷ
の内部寄りの先読みセンサ（Ｓ５８）と追従センサ（Ｓ
４８）の一組のみを有効と設定している。

【０１２２】ステップＳＰ２１（図６）では、図１１に
示されるように、先読みセンサと最前行の追従センサの
みを有効としたが、そのようにすると、スリットの領域
が図１１に示されるよりもさらにすすんで、スリットの
最終ラインが露光領域ＳＡの露光終了位置ＥＢに来たと
きには、有効な第１行の追従センサはウエハＷの有効領
域を外れており、スリット部分はデフォーカスしている
可能性がある。しかしながら、ウエハＷの周辺領域のシ
ョットは、その領域のショットを製品として生かす（場
合もあり得るが）よりも、それに隣接するショットの露
光を完全なものとするために、できるだけ良好な露光を
しておきたいとの要請に基づいて行われることが多い。
そのため、露光終了時点で多少デフォーカスしても、ほ
とんどの領域でフォーカスされていれば問題はない。

【０１２３】但し、図１１に示されるようにする代わり
に、最終行第３行の追従センサを使用可能とすることも
できる。そのようにしたときは、露光開始時点では追従
センサは露光領域ＳＡを検出していないが、露光終了時
にはまだ検出していることになる。

【０１２４】またステップＳＰ２１のような設定は行わ
ず、ステップＳＰ２２での判定は、最前行の追従センサ
を使って行い、ステップＳＰ２３で、使用可能な全ての
追従センサと先読みセンサの組を有効とするようにして
もよい。

【０１２５】以上の実施の形態において、ショット領域
によってはＹ傾斜制御あるいはＸ傾斜制御または双方の
傾斜制御が行えない場合があるが、そのようなときには
主制御装置に当該露光領域の直前のショットの傾斜情報
を記憶しておき、その情報を用いて制御できない方向の
傾斜制御をおこなうようにしてもよい。

【０１２６】図１６は、ステップＳＰ２の判定が否定的
であった場合、即ちウエハを外側から内側に走査する処
理である場合にステップＳＰ４１に進むが、そのような
場合の典型的なウエハとセンサの位置関係を示してい
る。ステップＳＰ４１では、先に説明したように最前行
の追従センサ（Ｓ２２、Ｓ２８）と露光領域の露光開始
位置がａ₁だけ離れた状態（判定位置）で、指定された
追従センサのうち一つでも検出不可能なものがないかを
判定するが、図１６では指定された追従センサ中で右端
の追従センサ（Ｓ４８）が有効領域からはずれている。
したがって、ステップＳＰ４１の判断は否定的なものと
なり、次のステップＳＰ４２に進む（図８）。

【０１２７】図１７は、Ｙ方向傾斜制御を断念し先読み
センサ（Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１８）と最前行の追従セン
サ（Ｓ２２、Ｓ２８）のみを有効とし（ステップＳＰ４
２）、最前行の追従センサと露光開始位置とがａ₂だけ
離れた状態（判定位置）で前の処理（ステップＳＰ４
２）で指定された追従センサの中で検出可能なものがあ
るか否かを判定しようとする際（ステップＳＰ４３）の
典型的なウエハとセンサの位置関係を示している。図１
７では、有効に設定された追従センサのうち左端のセン
サ（Ｓ２２）１個がウエハＷの有効領域内に位置してい
る。したがって、ステップＳＰ４３は肯定され、次のス
テップＳＰ２３に進むことになる（図８、図６）。

【０１２８】図５のステップＳＰ０で初期設定が「２」
（センサの増加なし）と設定されていた場合は、ステッ
プＳＰ４２で設定されたセンサの中からステップＳＰ２
３において使用可能なセンサを有効に設定するため、図
１７の例では、有効と判定された追従センサＳ２２と先
読みセンサＳ１２の組のみを使用可能なセンサとして有
効に設定する。

【０１２９】しかしながら、有効に設定された追従セン
サＳ２２と先読みセンサＳ１２は同列にあるセンサであ
り、図１７の例ではＸ方向の傾斜制御を行うのに十分な
間隔を有するセンサではない。したがって、図１７の例
では次のステップＳＰ２４の判断が否定され、ステップ
ＳＰ２６へ進み、Ｚ方向位置制御のみを行う。

【０１３０】図５のステップＳＰ０で初期設定が「１」
（センサの増加あり）と設定されていた場合を図１８を
参照して説明する。図１８は指定された追従センサのＸ
方向に関する両端のセンサ（Ｓ２２、Ｓ２８）の幅内
で、追従センサＳ２３からＳ２７を検出可能なセンサと
して増やしている。そして、各検出可能な追従センサと
同列に位置する先読みセンサ（Ｓ１２からＳ１７）を有
効に設定する。したがって、先読みセンサ（Ｓ１２から
Ｓ１７）と追従センサ（Ｓ２２からＳ２７）との各組
（同列毎の組）を有効に設定する。

【０１３１】どの追従センサが検出可能であるかは、シ
ョットＳＡとウエハエッジとの位置関係、及び判定位置
における追従センサとウエハの有効領域との位置関係に
よって定まり、ウエハエッジ座標とショットマップ等及
びセンサの配置情報とセンサの指定情報に基づいて、主
制御装置２０が判定することができる。

【０１３２】図８のステップＳＰ４３の判定が否定され
た場合は、傾斜制御不可と判断し、ステップＳＰ１００
に進み、露光領域の左右の辺の長さを比較する。

【０１３３】図１９は、内外走査の場合の図１３に対応
する外内走査の場合の図であるが、露光開始位置ＳＢが
ウエハＷの周辺部側である点が異なる。本図は、ステッ
プＳＰ１００の設定をしたのち、ステップＳＰ１０１の
判定をする場合の、典型的なウエハＷとセンサの位置関
係を示している。図１９で、Ｙ方向の辺のうち右側の辺
が長いのでＹロング、左側の辺が短いのでＹショートと
いうことになる。

【０１３４】図２０は、内外走査の場合の図１４に対応
する外内走査の場合の図であるが、露光開始位置ＳＢが
ウエハＷの周辺部側である点が異なる。本図は、Ｙロン
グとＹショートの長さを比較し（ステップＳＰ１０２）
その差が小さいと判定されて、露光終了位置ＥＢで検出
可能な先読みセンサを横（Ｘ方向）１行のみ有効にした
（ステップＳＰ１０３、ＳＰ３４Ａ、ＳＰ３４Ｂ）状態
を示している。図２０の例では、ステップＳＰ３４Ａが
否定され、指定された先読みセンサ（Ｓ１２、Ｓ１５、
Ｓ１８）を追従センサとして設定している。

【０１３５】図２１は、内外走査の場合の図１５に対応
する外内走査の場合の図であるが、露光開始位置ＳＢが
ウエハＷの周辺部側である点が異なる。本図は、ステッ
プＳＰ１０２で左右の辺の長さの差が大きいと判定され
た場合の例である。即ち、そのショットの露光領域は実
質的に三角形をしていると判定され、ウエハＷの内部よ
りの先読みセンサ（Ｓ１８）と追従センサ（Ｓ２８）が
一組のみ有効と設定されている（ステップＳＰ３６）。

【０１３６】以上、内外走査の場合と重複する説明は一
部省略したが、ここで説明したように、本発明は外内走
査の場合にも応用することができる。

【０１３７】次に、図５及び図２２〜図３０を参照して
本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態
は、レベリングあるいはフォーカスを諦めずに可能な限
り実行する、またできるだけ多くのセンサを使用して実
行することを意図するものである。

【０１３８】図２２は、第２の実施の形態における内外
走査の場合を説明するフロー図である。本実施の形態で
は、図５に示されるようにウエハ周辺ショット領域では
ないと判断されたときＸＹＺ制御、即ち通常のオートフ
ォーカス・オートレベリングを行うとするのは、第１の
実施の形態と同様である。

【０１３９】図２２には、図５において内外走査かつシ
ョット領域の露光終了位置で使用状態にある追従センサ
の中に検出が出来ない、即ちウエハＷの有効領域の外に
あるセンサが少なくとも１つあると、ステップＳＰ３で
判断された以降が示されている。

【０１４０】図２２中、ステップＳＰ１５１ではステッ
プＳＰ３の判断時点で使用状態にある追従センサのう
ち、ステップＳＰ３で検出できないと判断されたセンサ
を使用状態から削除し、検出可能なセンサを有効のまま
残す。ここで使用状態にある追従センサは、典型的には
ユーザーの指定する追従センサである。例えば通常はユ
ーザーは、図３のように配列されているセンサ４５個の
うち、追従センサとして走査方向の最前行と最後行にお
ける、ショットの非走査方向の一番左端と右端、そして
中央のセンサを指定する。例えば図３でいえば、センサ
Ｓ２２、Ｓ２８、Ｓ４２、Ｓ４８、Ｓ３５を指定する。
先読みセンサとしては、このようにして指定された追従
センサに対応する、即ち走査方向の同一列上のセンサ、
図３でいえばセンサＳ５２、Ｓ５５、Ｓ５８（内外走査
における先読みセンサ）（及びＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１８
（外内走査における先読みセンサ））を指定する。この
場合使用状態に置かれるセンサは、追従センサ５個と内
外の走査方向に対しての先読みセンサ３個で合計８個と
なる（外内走査の場合は、先読みセンサはＳ１２、Ｓ１
５、Ｓ１８となる）。なお、使用状態にある追従センサ
は、他の決め方例えば当該工程の直前の工程で使用して
いたセンサとしてもよい。

【０１４１】ここでセンサの自動選択が許されている場
合、即ち初期設定が１の場合は図２６で説明するステッ
プＳＰ２１１に進む。

【０１４２】ユーザーのプロセスによっては、指定する
センサ位置（例えば前記のように前後左右と中央の合計
５点の追従センサ）以外のセンサを追加すると差し支え
のある場合がある。そのような場合はセンサの自動選択
を設定しない。自動選択が許されていない場合、即ち初
期設定が２の場合は（ステップＳＰ１５２で初期設定が
１か２かを判断し）、ステップ１５１で有効として残さ
れたセンサでＸＹレベリングが可能か否かを判断する
（ステップＳＰ１５３）。これは露光終了位置で、先頭
行の検出可能な追従センサの間隔がＸレベリングするに
十分な状態かで定まる。内外走査であるので、露光終了
位置で先頭行がＸレベリングが可能であれば、ウエハの
内部側にある後続の追従センサは当然検出可能であるの
で、Ｙレベリングも可能であることになる。したがっ
て、ステップＳＰ１５３での判断が肯定的であればステ
ップＳＰ１５４に進み、有効なセンサを使用して、Ｚフ
ォーカスとＸＹレベリング、即ち通常のオートフォーカ
ス・オートレベリングを行う。

【０１４３】ステップＳＰ１５４の後、ステップＳＰ５
００に進み、当該ショットに関して有効とすべきセンサ
の設定は終了する。そして次のショットについて有効と
すべきセンサの設定に移り、同様なステップを踏む。

【０１４４】ステップＳＰ１５３で否定的判断がされた
場合、即ち有効とされているセンサではＸレベリングの
ために十分ではないと判断された場合は、ステップＳＰ
１５５に進む。ステップ１５５では、露光終了位置で、
有効とされている先頭行の追従センサ中に１個でも検出
可能なものがあるかを判断する。

【０１４５】ステップ１５５の判定が肯定的であるとき
は、少なくとも１個は検出可能な追従センサがあるの
で、ステップＳＰ１５６に進みそのセンサを使用してＺ
フォーカスを行うものとし、有効とすべきセンサの選定
が終了する（ステップＳＰ５００）。

【０１４６】ステップ１５５の判定が否定的であるとき
は、ステップ１５７に進み、ここでは露光開始位置で、
有効とされている先頭行の追従センサ中の特に内寄りの
センサが検出可能かを判断する。露光終了位置では先頭
行の追従センサ中に検出可能なものが無くても、それよ
り条件の良い露光開始位置では検出可能なものが存在す
ることがあり、その判定が肯定的であるときはステップ
ＳＰ１５８に進み、その内寄りのセンサ１列を有効とし
てＺフォーカスを行う。レベリングは行わない。そして
エンドとする（ステップＳＰ５００）。

【０１４７】ここで、有効なセンサの配列によっては、
Ｘレベリングが不可能であってＹレベリングが可能な場
合もあるはずであるが、一般的には走査方向に直角な方
向であるＸ方向のレベリングをせずに、走査方向である
Ｙ方向のレベリングだけをするのは現実的ではない。し
たがって、以下の説明中でもＸレベリングなしでＹレベ
リングを行う場合は言及しない。ただし、そのような場
合を特許請求の範囲から排除するものではない。

【０１４８】ステップＳＰ１５７の判定が否定的である
ときは、フォーカスもレベリングも行わない（ステップ
１５９）。しかしながらこの場合でも、先に説明したよ
うにできるだけ露光しようとの発想に基づいて露光は行
うものとする。そしてエンドとする（ステップＳＰ５０
０）。

【０１４９】図２２のステップＳＰ１５２に戻り、ここ
で初期設定が自動選択を許す１であるときは、図２６に
示されるフローに進む。このフロー中の各ステップに対
応する、露光領域とセンサ配置の関係は、図２７〜図３
０に示されている。

【０１５０】図２６は、センサの自動選択が許されてい
る場合の選択のアルゴリズムを示すフローチャートであ
る。ステップ１５２で自動選択可と判定されたときは、
ステップＳＰ２１１に進む。ステップＳＰ２１１は、セ
ンサが追従センサ３行と先読みセンサ１行の合計４行配
列の場合の追従センサ選択の基準と順序を示している。

【０１５１】ステップＳＰ２１１では、次に示すような
順番（１）〜（５）で選択可能な限りセンサを選択して
ゆく。いくつのセンサまで選択可能であるかは、予め主
制御装置２０に記憶しておくか、あるいはユーザが最大
数を指定するようにしておく。例えば順番（３）で選択
可能でなくなったら、ステップＳＰ２１１は終了して、
次のステップに進む。

【０１５２】ここで選択可能か否かは、先ず例えば使用
する露光装置で使用状態に置くことができるセンサの上
限数で決まる。それは、例えば当該露光装置が含む制御
装置２０に予め設定しておくか、あるいはユーザが最大
数を指定しておく。例えば上限数が９個であれば、全セ
ンサ４５個中９個だけ使用状態に置くことができる。そ
の数を越えて選択することはできない。

【０１５３】また、判断中の位置において基板の有効領
域がカバーできるセンサの数でも決まる。その領域が狭
い場合は、極端な場合は隅の１個だけしか選択できない
場合もあり得る。

【０１５４】ステップＳＰ２１１での、センサ選択ステ
ップを説明する。本実施の形態では、選択の基本的基準
は、できるだけ最前行と最後行を、また最内側と最外側
を選択することである。順番は、下記の通り外縁を画成
してから内部へという順番である。

【０１５５】（１）先ず最前（先頭）行で内側にある検
出可能、即ちフォーカス可能なセンサを選択し有効にす
る。ここで有効にされるセンサは、図２９では、菱形マ
ーク中の１で示されるセンサＳ４２である。この場合、
指定センサの中で有効として残されていたものと一致し
ている。センサ４２に対応する先読みセンサ５２も自動
的に有効となるが、これも指定センサと一致している。

【０１５６】図２９は内外走査の場合の図であり、長手
方向がＸ方向に向いた露光領域スリットＩＡ（図２）の
後方端が、矩形の露光領域の露光終了端と接する位置
（外接位置）にある。ここでいう「矩形の露光領域」と
は、ショットに欠けがない状態を仮定した長方形（正方
形の場合もある）の領域を意味する。

【０１５７】（２）次に最前行で最も外側にある検出可
能なセンサを選択し有効にする。ここで有効にされるセ
ンサは、図２９では、菱形マーク中の２で示されるセン
サＳ４７である。これは指定センサの中で有効として残
されていたものと一致する場合もある。その場合は既に
有効であるので、新たに選択して追加する必要はない。
指定されていたセンサが例えば図３でいえばＳ４８であ
り、Ｓ４８は削除されているような場合には、ここでＳ
４７が新たに選択されて追加され得る。センサＳ４７に
対応する先読みセンサＳ５７も自動的に有効とされる。

【０１５８】（３）最後行で最内側にある検出可能なセ
ンサを選択し有効にする。ここで有効にされるセンサ
は、図２９では、菱形マーク中の３で示されるセンサＳ
２２である。この場合も、指定センサの中で有効として
残されていたものと一致する。

【０１５９】（４）次には、最後行で最外側にある検出
可能なセンサを選択し有効にする。ここで有効にされる
センサは、図２９では、菱形マーク中の４で示されるセ
ンサＳ２８である。センサＳ２８に対応する先読みセン
サＳ５８も自動的に有効とされる。

【０１６０】（５）次には、最前行と最後行との中間の
行で最内側にある検出可能なセンサを選択し有効にす
る。ここで有効にされるセンサは、図２９では、菱形マ
ーク中の５で示されるセンサＳ３２である。

【０１６１】なお、上述の（１）〜（５）は、センサの
追加の順番を示すものであり、指定センサＳ３５、Ｓ１
５は図示省略してある。したがって、センサの上限数が
９個と設定されていた場合には、実際にはセンサ３２は
追加されない。

【０１６２】前述のごとく、いずれの場合も追従センサ
が有効とされたときは、それと同列にある対応する先読
みセンサも有効にする。追従センサＳ４２、Ｓ４７、Ｓ
２８が有効にされたときは、先読みセンサＳ５２、Ｓ５
７、Ｓ５８が有効とされる。追従センサの追加で、セン
サ選択の上限値となり、対応する先読みセンサが追加で
きない場合には、その追従センサの追加を無効とするよ
うに、予め設定する方が精度上望ましい。なお、追従セ
ンサのみを追加するような設定をすることも可能であ
る。

【０１６３】ステップＳＰ２１１で選択が終了したら、
ステップ２１２に進み、まだ選択可能なセンサが残って
いるかを判断する。否定的判定のときは、選択の余裕は
残っていないので、図２２のステップＳＰ１５３に戻
る。

【０１６４】ステップＳＰ２１２での判定が肯定的なと
きは、まだセンサを選択して追加する余裕があるので、
ステップＳＰ２１３に進む。ステップ２１３では、次の
ように順番（１）から（４）に従ってセンサを選択す
る。

【０１６５】（１）先ず最前行で内側第１列にある検出
可能、即ちフォーカス可能なセンサを選択し有効にす
る。ここで有効にされるセンサは、図３０では、菱形マ
ーク中の１で示されるセンサＳ４２である。

【０１６６】（２）最前行でできるだけ外側にある検出
可能なセンサを選択し有効にする。ここで有効にされる
センサは、図３０では、菱形マーク中の２で示されるセ
ンサＳ４７である。指定センサの中で有効として残され
ていたものと一致する場合もあるが扱いは図２９の場合
と同様である。

【０１６７】なお、以上の（１）、（２）のアルゴリズ
ムは、図２９で説明したアルゴリズムと同様なので、図
２９で説明したような選択に続いて（１）、（２）のセ
ンサ選択を行った場合、このような選択は既に済んでお
り、実質的には（３）からセンサの選択が始まることに
なる。

【０１６８】（３）最前行でまだ有効とされていない検
出可能な追従センサを内側から順番に選択可能な限り選
択し有効にして行く。図３０の場合、既に有効なセンサ
Ｓ４２の隣りのセンサＳ４３が追加され、それに対応す
る先読みセンサＳ５３が自動的に追加される。

【０１６９】（４）最前行で検出可能な追従センサを内
側から順番に選択して行き、選択可能な上限数（装置設
定値あるいはユーザ指定値）に達するか、最前行で検出
可能な全ての追従センサを選択してしまったらこのステ
ップＳＰ２１３は終了する。

【０１７０】以上において、いずれの場合も追従センサ
が有効とされたときは、それと同列にある対応する先読
みセンサも有効にするが、これは図２９の場合と同様で
ある。

【０１７１】ステップＳＰ２１３で選択が終了したら、
図２２のステップＳＰ１５３に戻る。

【０１７２】なお、第１の実施の形態の図１２のセンサ
追加の場合も、この（１）〜（４）のシーケンスを適用
してもよい。

【０１７３】また、以上の実施の形態では、内外走査で
は、図２９、図３０に示されるように、センサが検出可
能か否かの判定は外接位置で行う。それは、通常は露光
終了時に追従センサが検出可能であることを要するから
である。したがって以上の実施の形態の外内走査では、
レベリングがＸ方向しか行われないということは考えて
いない。しかしながら、内外走査の場合でも、Ｙ方向の
レベリングを諦めてＸ方向のレベリング（とＺ方向のフ
ォーカス）を行って、可能な限り露光するという形態も
可能である。その場合は、センサをＸ方向の１行だけ残
し、センサが検出可能か否かの判定は、長手方向がＸ方
向に向いた露光領域スリットＩＡ（図２）の前方端が、
矩形の露光領域の露光終了端と接する位置（内接位置）
とする。センサを残す１行は、最前行とする。そしてセ
ンサの選択は、ステップＳＰ２１３のように行えばよ
い。このときは、有効にされたセンサが露光領域の露光
終了端をはずれてもまだ露光は継続されており、それ以
降はレベリングとフォーカスは正しくは行われない状態
で露光されるが、隣接するショットの露光を完全なもの
とするために、露光できるところはできるだけ露光しよ
うとの発想には沿っている。

【０１７４】また、内外走査の場合で、Ｙ方向のレベリ
ングを諦めてＸ方向のレベリングを行って、可能な限り
露光するという形態において、センサが検出可能か否か
の判定を外接位置で行い、センサを残す１行は、最後行
とすることもできる。そしてセンサの選択は、ステップ
ＳＰ２１３のように、内側のセンサから順番に有効にし
てゆく。このときは、有効にされたセンサは露光終了時
に露光領域の露光終了端にある。この場合も、Ｙ方向の
レベリングをあきらめても、隣接するショットの露光を
完全なものとするために、露光できるところはできるだ
け露光しようとの発想に沿うことができる。

【０１７５】次に、図２３〜図２５を参照して、第２の
実施の形態の外内走査の場合を説明する。この場合は、
外内走査なので追従センサ５個と先読みセンサ３個Ｓ１
２、Ｓ１５、Ｓ１８の計８個が使用状態に置かれる。図
５のステップＳＰ２で、外内走査と判定されたときは、
図２３のステップ２５１に進む。ステップＳＰ２５１で
は、そのときに使用状態にある追従センサの全てが検出
可能かを判断する。ここの判定が肯定的であるときは、
全センサが検出可能でありＸＹＺ制御が可能であるので
ステップＳＰ１３（図５）に進み、通常のオートフォー
カス・オートレベリングを行う。

【０１７６】ステップＳＰ２５１の判定が否定的である
ときは、少なくとも１個の追従センサが検出不可能であ
るので、ステップ２５２に進み、検出不可能なセンサを
削除し可能なセンサを残す。そしてステップＳＰ２５３
に進む。

【０１７７】ステップＳＰ２５３では、初期設定が１か
２かを判断する。初期設定が１のときは、センサの自動
選択が許されており、図２６のステップＳＰ２１１に進
む。これは後で説明する。

【０１７８】ステップＳＰ２５３で、初期設定２と判断
されたときは、センサの自動選択は許されていないの
で、ステップ２５４に進み、そのとき有効とされている
追従センサでＸＹレベリングが可能かを判断する。即
ち、外内走査であるので露光開始位置で、Ｙ方向の追従
センサが検出可能であり、また先頭行の検出可能な追従
センサのＸ方向の間隔幅もＸレベリングに十分なものか
を判断する。

【０１７９】ステップ２５４の判定が肯定的なときは、
ステップＳＰ２５５に進み、有効なセンサを使用して、
ＸＹＺ制御をしてオートフォーカス・オートレベリング
を行うものとする。しかる後ステップ５００に進みエン
ドとする。

【０１８０】ステップＳＰ２５４の判定が否定的なとき
は、ＸＹ両方向のレベリングはできず、Ｘレベリングの
可能性を残して、図２４に示されるステップＳＰ２５６
に進む。

【０１８１】既にＹレベリングはあきらめているので、
Ｙ方向のセンサを残すのは無意味となり、ステップＳＰ
２５６では、２行目以降のセンサを削除する。その後ス
テップＳＰ２５７に進み、初期設定が１か２かを判断す
る。

【０１８２】初期設定が１のときは、センサの自動選択
が許されるので図２６に示されるステップ２１２に進
む。これは後で説明する。

【０１８３】初期設定が２のときは、センサの自動選択
が許されないので、ステップＳＰ２５８に進み、使用状
態にある追従センサでＸレベリングが可能かを判断す
る。即ち、露光開始位置、図２７でいえば、長手方向が
Ｘ方向に向いた露光領域スリットＩＡ（図２）の前方端
が矩形の露光領域の露光開始端と接する位置より距離ａ
１だけ手前の位置にある状態を示している。ここでいう
「矩形の露光領域」は、図２９、図３０で説明した通り
である。距離ａ１は図１６で説明したように、Ｙレベリ
ング整定に必要とされる走行距離である。

【０１８４】ステップＳＰ２５８の判定が肯定的なとき
は、ステップＳＰ２５９に進み、有効な追従センサを使
用して、Ｚ方向のフォーカスとＸレベリングを行うもの
として、ステップＳＰ５００に進みエンドとする。

【０１８５】ステップＳＰ２５８の判定が否定的なとき
は、Ｘレベリングが不可能であるが、Ｚ方向のフォーカ
スの可能性を残して、図２５のステップＳＰ２６０に進
む。

【０１８６】ステップＳＰ２６０では、使用状態にある
追従センサの中に検出可能なものがあるかを判断する。
判断位置は図２８に示されるように、長手方向がＸ方向
に向いた露光領域スリットＩＡ（図２）の前方端が、矩
形の露光領域の露光開始端と接する位置より距離ａ２だ
け手前の位置にある状態を示している。ここでいう「矩
形の露光領域」の意味は先に説明した通りである。距離
ａ２は図１７で説明したように、Ｘレベリング整定に必
要とされる走行距離である。図２８は、最前行の追従セ
ンサが有効として残された場合を示しているが、後続行
のセンサも残されている場合で最前行の追従センサに注
目した場合の図としても用いられる。

【０１８７】ステップＳＰ２６０の判定が肯定的なとき
は、有効なセンサを使用してＺフォーカスを行う。レベ
リングはできないので行わない。そしてステップＳＰ５
００に進みエンドとなる。

【０１８８】ステップＳＰ２６０の判定が否定的なとき
は、ステップＳＰ２６２で初期設定を判断し、それが１
のときはステップ２６３に進む。初期設定が「１」の場
合については後述する。

【０１８９】ステップＳＰ２６２で初期設定を判断し、
それが２のときはステップ２６６に進み、露光終了位置
において、使用状態にある、即ち指定されたセンサ（例
えば９個）のうちで内寄り１列目の追従センサが検出可
能で、しかも露光領域が距離ａ２以上あるかを判定す
る。

【０１９０】ステップＳＰ２６６の判定が肯定的なとき
は、内寄り１列目の追従センサが検出可能であり、ステ
ップＳＰ２６７に進む。このステップでは、検出可能な
内寄りの追従センサとそれと対をなす先読みセンサを有
効とし、Ｚフォーカスを行うものとする。レベリングは
できないので行わない。そしてステップＳＰ５００に進
みエンドとなる。

【０１９１】ステップＳＰ２６６の判定が否定的である
ときは、レベリングはもとよりフォーカスもできないの
で、ステップＳＰ２６５に進み、ノーフォーカス、ノー
レベリングとする。そしてステップＳＰ５００に進みエ
ンドとする。

【０１９２】図２３のステップＳＰ２５３で、初期設定
が１と判定されたときは、センサの自動選択が許されて
おり、図２６のステップＳＰ２１１に進む。ステップＳ
Ｐ２１１では、図２２と共に説明した内外走査の場合と
同様な基準と順番で追従センサが選択されるが、判定位
置は図２７に示されるように、露光開始位置、即ち露光
領域スリットＩＡ（図２）の前方端が矩形の露光領域の
露光開始端から距離ａ１だけ手前の位置にある状態であ
る。

【０１９３】内外走査の場合（図２２）と同様にして図
２７では、（１）先ず、最前行で内側にある菱形マーク１で示され
る検出可能なセンサＳ２２を選択する。図２２では、指
定センサの中で有効として残されていたものと一致す
る。そしてセンサＳ２２と同列にある先読みセンサＳ１
２も有効となる。

【０１９４】（２）次に、最前行で最も外側にある検出
可能なセンサを選択する。図２７では、菱形マーク２で
示されるセンサＳ２７であり、指定センサＳ２８は、ウ
エハ上にないので、無効として削除される。そしてセン
サＳ２７と同列にある先読みセンサＳ１７も有効とす
る。

【０１９５】（３）次に、菱形マーク３で示されるよう
に、最後行で最内側にある検出可能な追従センサＳ４２
（指定センサ）を有効とし、（４）菱形マーク４で示されるように、最後行で最外側
にある検出可能なセンサＳ４５（指定センサ）及びセン
サＳ４５と同列にある先読みセンサＳ１５を有効とす
る。

【０１９６】（５）次に、菱形マーク５で示されるよう
に、最前行と最後行との中間の行で最内側にある検出可
能なセンサＳ３２を有効とする。

【０１９７】ここで検出可能であれば、Ｙレベリング整
定に必要とされる走行距離ａ１が確保されているので、
フォーカスに使用できる。選択の基準と順番は先に説明
したのと同様であるので説明は省略する。

【０１９８】ステップＳＰ２１１の後、センサ選択の余
裕がなければ図２３のステップＳＰ２５４に戻る。

【０１９９】ステップＳＰ２１１の後、まだセンサ選択
の余裕があればステップＳＰ２１３に進み、図２２と共
に説明した内外走査の場合と同様な基準と順番で追従セ
ンサが選択される。選択の基準と順番は先に説明したの
と同様であるので説明は省略する。ステップＳＰ２１３
の後、図２３のステップＳＰ２５４に戻る。以下前述と
同様の手順を行う。

【０２００】ステップ２５４の判断が否定され、図２４
のステップＳＰ２５７で、初期設定が１と判定されたと
きは、センサの自動選択が許されており、図２６のステ
ップＳＰ２１２、ＳＰ２１３に進む。ステップＳＰ２１
２、ＳＰ２１３については、図２２で共に説明した内外
走査の場合と同様な基準と順番で追従センサが選択され
る。

【０２０１】しかしながら、判定位置は図２８に示され
るように、露光開始位置、即ち露光領域スリットＩＡ
（図２）の前方端が矩形の露光領域の露光開始端から距
離ａ２だけ手前の位置にある状態である。ここで検出可
能であれば、Ｘレベリング整定に必要とされる走行距離
ａ２が確保されているので、Ｘレベリング及びフォーカ
スに使用できる。選択シーケンスについては、既に図３
０で説明したのと同様なので、説明を省略する。そし
て、ステップＳＰ２５８に戻る。

【０２０２】以下図２４、図２５を使って説明したシー
ケンスと同様である。そしてステップＳＰ２６２で初期
設定が「１」のときは、ステップＳＰ２６３に進む。

【０２０３】露光終了位置において、用意された全セン
サ（図３の例では４５個）のうちで内寄り１列目の追従
センサが検出可能で、しかも露光領域が距離ａ２以上あ
るかを判定する。距離ａ２以上あるか否かを判定するの
は、折角露光終了位置で検出可能な追従センサがあった
としても、そのセンサの位置から露光領域の端までの走
査方向の距離がＸレベリングするのに必要な助走距離で
ある距離ａ２以上なければ、結局フォーカスができない
からである。

【０２０４】ここで用意された全センサとは、指定セン
サによって規定されるセンサ範囲内に存在する全センサ
を意味する。例えばセンサＳ１２、Ｓ１５、Ｓ１８、Ｓ
２２、Ｓ２５、Ｓ２８、Ｓ３５、Ｓ４２、Ｓ４５、Ｓ４
８、Ｓ５２、Ｓ５５、Ｓ５８が指定センサであるとする
と、センサＳ１２、センサＳ１８、センサＳ５２、セン
サＳ５８で囲まれる矩形領域内に存在する全センサであ
る。

【０２０５】ステップＳＰ２６３の判定が肯定的である
ときは、その追従センサとそれに対応する先読みセンサ
の１対を選択して有効とした上で、Ｚフォーカスを行う
ものとする。レベリングはできないので行わない。そし
てステップＳＰ５００に進みエンドとする。

【０２０６】ステップＳＰ２６３の判定が否定的である
ときは、レベリングはもとよりフォーカスもできないの
で、ステップＳＰ２６５に進み、全てのセンサを無効に
設定、即ちノーフォーカス、ノーレベリングとする。そ
してステップＳＰ５００に進みエンドとする。

【０２０７】以上説明したように、本発明の第１と第２
の実施の形態によると、いかなる周辺ショット領域に関
しても、内外方向の走査露光時の最適なフォーカス制御
が可能となることから、許容し難いデフォーカス状態が
発生するのを防止することができ、これによりデフォー
カスに起因する色ムラの発生を防止することができる。

【０２０８】また外内方向の走査露光についても最適な
フォーカス制御が可能となる。

【０２０９】なお、上記実施の形態では、Ｚ方向フォ
ーカス及びＸチルト制御、Ｚ方向フォーカス及びＸ、
Ｙチルト制御、Ｚ方向フォーカス制御のみの判定を、
図５〜図９あるいは図２２〜図２６のフローチャートに
基づいて行なう場合について説明したが、これに限ら
ず、例えばウエハＷ上にどのようなショット配置を採用
し、どのような露光順序で露光を行なうかの、露光マッ
プが作成された時点で、各ショットとウエハエッジとの
位置関係を求めることができるので、各ショット毎に
〜のいずれにより面位置調整を行なうかを、テーブル
データとして作成してメモリに記憶し、走査露光の際に
は、このテーブルデータに従って面位置調整を行なうよ
うにすることも可能である。

【０２１０】また、先に説明したような制御方法の判定
機能や、センサの選択機能の追加は、ソフトウェアの簡
単な変更で実施可能なものである。

【０２１１】また、上述の実施の形態をＥＢ（電子ビー
ム）露光装置やＸ線露光装置に適用してもよい。また、
投影光学系は屈折系に限らず、反射屈折系、反射系のい
ずれの場合でもよく、ＥＢ露光装置の場合は電磁レンズ
となる。また、投影系に限らず、プロキシミティの露光
装置に適用してもよい。

【０２１２】なお、以上の説明で内外走査、外内走査と
いうときの内と外の意味は下記の通りである。基板のほ
ぼ中心に直角座標系ＸＹ座標の原点をとり、走査はＹ軸
方向に行われるとすると、第１象限と第２象限に相当す
る基板上では、Ｙ軸の正の向きに走査する場合を内外走
査、Ｙ軸の負の向きに走査する場合を外内走査と呼び、
第３象限と第４象限では、Ｙ軸の負の向きに走査する場
合を内外走査、Ｙ軸の正の向きに走査する場合を外内走
査と呼ぶ。例えば、図１０では下向き（Ｙ軸の負の向
き）の矢印と共に「スキャン方向（内→外）」と示して
ある。図１０は、基板の第４象限に相当する部分を図示
説明しているからである。図１１〜図２１も同様であ
る。但し、図１０〜図２１あるいは図２７〜図３０で
は、ＸＹ座標は方向と向きを示すものとしてのみ示さ
れ、原点は基板の中心に置かれていない。また、Ｘ軸方
向内部寄り、外寄りという場合は、基板中心原点のＸＹ
座標において、いずれの象限においてもＹ軸に近い方を
内部寄り、Ｙ軸から遠い方を外部寄りと呼んでいる。

【０２１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光時のデフォーカスに起因する色ムラの発生防止がで
きるという従来にない優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に適した走査型露光装置の概略構
成を示す図である。

【図２】図１の装置の走査露光の原理を説明するための
図である。

【図３】多点フォーカス位置検出系の各検出点であるス
リット像の配置と露光領域との位置関係を示す図であ
る。

【図４】センサ選択回路と信号処理装置の概略構成を受
光器とともに示す図である。

【図５】本発明の第１と第２の実施の形態を説明するフ
ロー図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態を説明するフロー図
である。

【図７】本発明の第１の実施の形態を説明するフロー図
である。

【図８】本発明の第１の実施の形態を説明するフロー図
である。

【図９】本発明の第１の実施の形態を説明するフロー図
である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１２】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１４】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１５】本発明の第１の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図１６】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図１７】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図１８】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図１９】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図２０】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図２１】本発明の第１の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図２２】本発明の第２の実施の形態のうち内外走査の
場合を説明するフロー図である。

【図２３】本発明の第２の実施の形態のうち外内走査の
場合を説明するフロー図である。

【図２４】図２３の続きのフローを示すフロー図であ
る。

【図２５】図２４の続きのフローを示すフロー図であ
る。

【図２６】本発明の第２の実施の形態において、センサ
の自動選択が許される場合を説明するフロー図である。

【図２７】本発明の第２の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図２８】本発明の第２の実施の形態のうち外内走査の
場合を露光領域とセンサ配置との関係において説明する
図である。

【図２９】本発明の第２の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【図３０】本発明の第２の実施の形態のうち内外走査の
場合を露光領域とセンサの配置との関係において説明す
る図である。

【符号の説明】

２０主制御装置（制御手段）２１ウエハ駆動装置（基板駆動系）４０送光光学系（フォーカス検出系の一部）４２受光光学系（フォーカス検出系の一部）９３センサ選択回路（センサ選択手段）１００走査型露光装置ＥＢ露光終了位置ＩＡＲスリット状の照明領域ＩＡスリット状露光領域Ｒレチクル（マスクＷウエハ（感応基板）ＰＬ投影光学ＤフォトセンサＳフォーカスセンサ（検出点）ＳＡショット領域ＳＢ露光開始位置ＹｌｏｎｇＹロングＹｓｈｏｒｔＹショート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レチクルと感応基板とを投影光学系に対
して所定の走査方向に相対移動しつつ、前記レチクルに
形成されたパターンを投影光学系を介して前記感応基板
上に逐次転写する走査型露光方法であって；多点フォー
カスセンサによって前記感応基板上の複数の検出点にお
ける前記感応基板表面の前記投影光学系の光軸方向の位
置を検出するフォーカス検出工程と；前記感応基板を前
記投影光学系の光軸方向への駆動または前記光軸直交面
に対して傾斜駆動する基板駆動工程と；前記基板駆動工
程における感応基板の駆動を制御する制御工程と；前記
多点フォーカスセンサのうち使用状態にあるセンサの配
列と前記感応基板上の所定のショット領域とが所定の関
係にある場合に、前記使用状態にあるセンサが検出可能
か否かを判定する判定工程とを備え；前記制御工程は、
前記判定結果に基づいて、前記感応基板の前記光軸方向
位置のみを調整する調整工程か、前記感応基板の光軸方
向位置及び前記光軸直交面に対する傾斜を調整する調整
工程かのいずれかの調整工程を行う；走査型露光方法。
【請求項２】前記判定工程で、前記所定の関係にある
場合が、使用状態にある前記センサの配列が前記所定の
ショット領域の露光終了位置にある場合である、請求項
１に記載の、走査型露光方法。
【請求項３】前記使用状態にあるセンサが、前の処理
で選択されていた追従センサであることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の、走査型露光方法。
【請求項４】センサの配列に伴って定まる調整工程
が、前記使用状態にあるセンサが、前記所定の走査方向
に配列されたセンサを含む場合は、前記所定の走査方向
の前記光軸直交面に対する傾斜を調整する調整工程であ
り、前記所定の走査方向に直交する方向に配列されたセ
ンサを含む場合は、前記所定の走査方向に直交する方向
の前記光軸直交面に対する傾斜を調整する調整工程であ
ることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の、走査型露光方法。
【請求項５】前記感応基板上のショット毎にショット
形状を記録したショットマップを用意し、該ショットマ
ップに基づいて前記判定工程の判定をすることを特徴と
する、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の、走
査型露光方法。
【請求項６】レチクルと感応基板とを投影光学系に対
して所定の走査方向に相対移動しつつ、前記レチクルに
形成されたパターンを投影光学系を介して前記感応基板
上に逐次転写する走査型露光方法であって；多点フォー
カスセンサによって前記感応基板上の複数の検出点にお
ける前記感応基板表面の前記投影光学系の光軸方向の位
置を検出するフォーカス検出工程と；前記感応基板を前
記投影光学系の光軸方向への駆動または前記光軸直交面
に対して傾斜駆動する基板駆動工程と；前記基板駆動工
程における感応基板の駆動を制御する制御工程と；前記
感応基板上のショット毎に所定のショット領域の露光終
了位置にある場合に検出可能なセンサを指定したマップ
を用意する工程と；前記マップに基づいて使用状態にあ
るセンサの配列を定める工程とを備え；前記制御工程
は、前記センサの配列に伴って定まる調整工程であっ
て、前記感応基板の前記光軸方向位置のみを調整する調
整工程か、前記感応基板の光軸方向位置及び前記光軸直
交面に対する傾斜を調整する調整工程かのいずれかの調
整工程を行う；走査型露光方法。
【請求項７】前記判定工程の結果に基づいて、前記使
用状態にあるセンサの配列を変更する自動選択工程を有
することを特徴とする、請求項１記載の走査型露光方
法。
【請求項８】前記自動選択工程では、所定の基準を充
足するフォーカスセンサを、所定の順番に従って選択す
ることを特徴とする、請求項７記載の走査型露光方法。
【請求項９】レチクルと感応基板とを同期して走査し
ながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して
前記基板上のショット領域に露光する露光装置におい
て；設定された複数のフォーカスセンサによって前記基
板上の複数の検出点における前記基板の前記投影光学系
の光軸方向の位置を検出するフォーカス検出系と；前記
基板を前記光軸方向または前記光軸直交面に対して傾斜
駆動する駆動機構と；前記フォーカスセンサと前記基板
と前記ショット領域との位置関係に基づいて、前記フォ
ーカスセンサが検出可能か否かを判定する判定部とを有
することを特徴とする；露光装置。
【請求項１０】前記判定部は、前記判定結果に基づい
て前記基板の前記光軸方向の位置と、前記基板の光軸方
向の位置及び前記傾斜とのいずれか一方を調整すること
を特徴とする、請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】前記判定部は、前記基板の周辺部に位
置するショット領域の形状に基づいて、前記フォーカス
センサの設定を変更することを特徴とする、請求項１０
記載の露光装置。
【請求項１２】前記判定部は、前記ショット領域の両
端の前記走査方向の長さの差に基づいて前記フォーカス
センサの設定を変更することを特徴とする、請求項１１
記載の装置。
【請求項１３】レチクルと感応基板とを同期して走査
しながら、前記レチクルのパターンを前記基板上のショ
ット領域に露光することで前記基板上に半導体素子を製
造する素子製造方法において；複数のフォーカスセンサ
によって、前記基板上の複数の検出点におけるフォーカ
ス位置を検出し、前記基板をフォーカス方向への駆動ま
たは前記基板面を傾斜駆動すること；前記フォーカスセ
ンサと前記基板と前記ショット領域との位置関係に基づ
いて、前記フォーカスセンサが検出可能か否かを判定す
ること；前記判定結果に基づいて決定された前記フォー
カスセンサを使って前記基板の前記光軸方向の位置と前
記基板の傾斜との少なくとも一方を調整すること；前記
調整後の基板に前記レチクルのパターンを露光するこ
と；を特徴とする素子製造方法。