JP2000021739A

JP2000021739A - 走査露光方法及び走査型露光装置

Info

Publication number: JP2000021739A
Application number: JP10197978A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyaji; 敬宮地
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】露光動作のスループットを維持しつつ、感応
基板の周縁部分における像くずれ領域の大きさを抑制し
て走査露光を行う。【解決手段】主制御系２０が、記憶装置１９に記憶さ
れた露光マップデータに基づいて、感応基板Ｗの外周部
の特定の区画領域に関する、適正化された同期移動速度
を決定する。そして、主制御系２０が、決定された同期
移動速度に基づいて、レチクルステージ駆動部１４及び
ウエハステージ駆動部１６とを制御し、レチクルＲとウ
エハＷとを同期移動制御する。また、主制御系２０は、
露光マップデータ内の合焦制御用データに基づいて、ア
クチュエータを制御して合焦制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査露光方法及び
走査型露光装置に係り、更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
る走査露光方法、及びその走査露光方法が適用される走
査型露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子等をフォトリソグ
ラフィ技術を用いて製造する際に、マスク又はレチクル
（以下、「レチクル」と総称する）のパターンを投影光
学系を介して、フォトレジスト等の感光材料が塗布され
たウエハ又はガラス基板等の感応基板上に転写する投影
露光装置が使用されている。一般に投影露光装置におい
ては、開口数（N.A.）が大きく焦点深度の浅い投影光学
系が使用されるため、微細な回路パターンを高い解像度
で転写するためには、感応基板の表面を投影光学系の結
像面に合わせ込むための機構が必要である。このため、
投影露光装置は感応基板表面を投影光学系の焦点深度の
範囲内に合わせ込むための合焦機構を備えている。これ
は、投影光学系の光軸方向（Ｚ方向）の感応基板表面の
位置と投影光学系の光軸方向に直交する面に対する傾き
とを検出するフォーカス／レベリング検出系と、検出さ
れた高さ及び傾きに基づいて感応基板表面の位置及び姿
勢を調整する調整機構（以下、「Ｚレベリングステー
ジ」という）から構成されている。

【０００３】一方、最近では、半導体素子のチップが大
型化する傾向にあり、より大面積のパターンを感応基板
上に投影露光するという要求がある。これに応えるた
め、レチクルと感応基板とを投影光学系に対して同期し
て走査することにより、投影光学系の有効照明領域より
広い範囲のショット領域への露光が可能ないわゆるステ
ップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置が実用化
されている。かかる従来の走査型露光装置では、フォー
カス／レベリング検出系を用いて感応基板の表面位置
（高さと傾斜）を直接測定していること、及び感応基板
表面の照明領域（露光領域）と投影光学系の結像面との
差を最も小さくするという合焦機構の目的からして、フ
ォーカス／レベリング検出系の検出範囲は露光範囲（露
光領域）と一致させることが通常である。このため、走
査型露光装置では、露光中にのみ合焦制御（フォーカス
制御及びレベリングの制御）を行う。すなわち、次のシ
ョット領域を露光位置に位置決めするためのステッピン
グ動作の際には、一旦、制御をオフし、Ｚレベリングス
テージの姿勢を固定し、露光開始の直前にフォーカス及
びレベリングの動作を再開する手順が用いられていた。
これは、ショット移動の経路が必ずしもフォーカス／レ
ベリング検出系の検出可能範囲に入るとは限らず、検出
可能領域を外れた場合に、フォーカス及びレベリング制
御を継続することが不可能となるためである。

【０００４】また、かかる走査型露光装置では、スルー
プット向上の観点から、レチクルステージを走査方向に
往復移動させながらウエハ上の複数のショット領域に順
次レチクルパターンを転写する、いわゆる完全交互スキ
ャンによる走査露光方式が採用されているのが一般的で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のいわゆる完全交
互スキャンを行うと、感応基板の周縁部分にあたるショ
ット領域に関して、感応基板の内側から外側に向かって
露光領域が進行し、露光の途中でフォーカス／レベリン
グ検出系のフォーカス検出点が検出可能領域から外れる
位置関係となるショット領域と、感応基板の外側から内
側に向かって露光領域が進行し、露光開始時にはフォー
カス／レベリング検出系のフォーカス検出点が検出可能
領域を外れていたのが露光途中から検出可能領域に入る
位置関係となるショット領域とが存在することになる。
すなわち、従来の走査型露光装置においては、１ショッ
トの画角が比較的大きいものになるため、こういった周
縁部のショットをうまく処理しないと感光基板の利用効
率を落とし、結局は露光装置の実質的な処置効率を損な
う結果となる。

【０００６】これを回避するために、前者の内側から外
側に露光が進行するショットではフォーカス／レベリン
グ検出系が検出可能領域を外れる前に合焦制御を中断
し、Ｚレベリングステージ固定し、後者の外側から内側
に露光が進行するショットではフォーカス／レベリング
検出系が検出可能範囲に入った時点から合焦制御をオン
することで、周縁部のショットであっても可能な限り広
い範囲でフォーカス制御及びレベリング制御が行われる
ように配慮していた。

【０００７】しかしながら、露光が感光基板の外側から
内側に進行するショットにおいては、フォーカス及びレ
ベリングセンサが検出可能な状態になってから合焦制御
を開始するため、合焦制御開始からＺレベリングステー
ジが整定するまで、像くずれを起こす可能性があった。
像くずれが起こった場合、そのショットは不良となるた
め、感応基板の利用効率を低下させることになる。ま
た、Ｚレベリングステージの整定時間は時間的にほぼ一
定のため、感光基板の走査速度が大きい場合には、整定
による像くずれの起きる可能性の有る領域は速度に比例
して広がり、この危険は一層大きくなる。一方、全ての
周縁部ショットを露光の進行が内側から外側に行われる
ように走査の方向を制御する方式があるが、この方式に
おいては、レチクルステージ３等の同期移動方向と逆方
向への巻き戻し動作を伴うために一般的に著しく処理速
度を落とす結果となる。

【０００８】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、完全交互スキャン方式を採用し
て露光動作のスループットを維持しつつ、感応基板の周
縁部分における像くずれ領域の大きさを抑制することが
できる走査露光方法を提供することにある。

【０００９】また、本発明の第２の目的は、感応基板の
周縁部分における像くずれ領域の大きさを抑制して完全
交互スキャン方式によるパターン転写を行うことによ
り、高いスループットで露光を行うことができる走査型
露光装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の走査露光
方法は、マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動す
るとともに、前記感応基板（Ｗ）上の照明領域（６）内
に配置された少なくとも１つの検出点に関して検出され
る前記感応基板（Ｗ）の前記投影光学系（ＰＬ）の光軸
方向の位置に基づき合焦制御しつつ、前記マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを前記感応基板（Ｗ）上の複数の
区画領域に転写する走査露光方法において、前記複数の
区画領域のうち、前記感応基板（Ｗ）の外周部に設けら
れた転写禁止領域（ＰＩＡ）に近接する特定の区画領域
への前記パターンの転写に際して、前記転写禁止領域
（ＰＩＡ）の幅、前記感応基板（Ｗ）の同期移動方向、
及び前記合焦制御の整定時間に基づいて、前記マスク
（Ｒ）及び前記感応基板（Ｗ）の同期移動の速度を決定
することを特徴とする。

【００１１】これによれば、特定の区画領域へのパター
ン転写に際し、マスク及び前記感応基板について、適性
な同期移動速度を、転写禁止領域の幅、感応基板の同期
移動方向、及び合焦制御の整定時間に基づいて決定す
る。すなわち、特定領域の走査露光では、検出点が感応
基板上に設定されて合焦制御が可能となってから合焦制
御の整定時間が経過するまでの間は、例え像くずれが発
生してもパターン転写動作には影響の無い転写禁止領域
上に検出点が存在するように同期移動速度を決定する。

【００１２】例えば、感応基板上の照明領域が感応基板
の外側から内側へ相対移動する特定の区画領域の全てに
ついて、パターン転写に際しての感応基板の同期移動の
速度Ｖ_Wを、Ｖ_W≦Ｄ／Ｔ_FS ここで、Ｄ：転写禁止領域の幅Ｔ_FS：合焦制御の整定時間によって決定する。

【００１３】そして、決定された同期移動速度で、マス
クと感応基板とを同期移動しつつ、マスクに形成された
パターンを区画領域に転写する。したがって、完全交互
スキャン方式を行いつつ、感応基板上の広い面積の領域
について、像くずれを発生させずにパターン転写をする
ことができる。

【００１４】本発明の第２の走査露光方法は、マスク
（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動するとともに、前
記感応基板（Ｗ）上の照明領域（６）内に配置された少
なくとも１つの検出点に関して検出される前記感応基板
（Ｗ）の前記投影光学系（ＰＬ）の光軸方向の位置に基
づき合焦制御しつつ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパ
ターンを前記感応基板（Ｗ）上の複数の区画領域に転写
する走査露光方法において、前記感応基板（Ｗ）の外周
部に設けられた転写禁止領域（ＰＩＡ）に近接し、前記
照明領域（６）が前記区画領域内を前記感応基板（Ｗ）
の外側から内側へ相対移動する特定の区画領域への前記
パターンの転写に際して、前記転写禁止領域（ＰＩＡ）
の幅に基づいて、前記マスク（Ｒ）及び前記感応基板
（Ｗ）の前記同期移動の速度を決定することを特徴とす
る。

【００１５】これによれば、特定の区画領域へのパター
ン転写に際し、マスク及び前記感応基板について、適性
な同期移動速度を、転写禁止領域の幅に基づいて決定す
るので、完全交互スキャン方式を行いつつ、感応基板上
の広い面積の領域について、像くずれを発生させずにパ
ターン転写をすることができる。

【００１６】本発明の第３の走査露光方法は、マスク
（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動するとともに、前
記感応基板（Ｗ）上の照明領域（６）内に配置された少
なくとも１つの検出点に関して検出される前記感応基板
（Ｗ）の前記投影光学系（ＰＬ）の光軸方向の位置に基
づき合焦制御しつつ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパ
ターンを前記感応基板（Ｗ）上の複数の区画領域に転写
する走査露光方法において、前記感応基板（Ｗ）の外周
部に設けられ、前記照明領域（６）が前記感応基板
（Ｗ）の外側から内側へ相対移動する特定の区画領域へ
の前記パターンの転写に際して、前記特定の区画領域以
外の区画領域への前記パターンの転写に際しての同期移
動速度よりも遅い同期移動速度で、前記マスク（Ｒ）及
び前記感応基板（Ｗ）を移動させることを特徴とする。

【００１７】これによれば、特定の区画領域へのパター
ン転写に際し、マスク及び前記感応基板の同期移動速度
を、他の区画領域へのパターン転写の際の同期移動速度
よりも遅く設定することにより、合焦制御の整定中にお
ける転写、すなわち、像くずれが発生する転写が行われ
る領域を低減することができる。さらに、感応基板の外
周部に転写禁止領域が設けられている場合には、同期移
動速度を転写禁止領域の幅に見合った速度まで遅くする
ことにより、有効領域の全域にわたって、像くずれ無し
に、パターン転写を行うことができる。したがって、完
全交互スキャン方式を行いつつ、感応基板上の広い面積
の領域について、像くずれを発生させずにパターン転写
をすることができる。

【００１８】本発明の走査型露光装置は、マスク（Ｒ）
と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク
（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介
して前記感応基板（Ｗ）上の複数の区画領域に転写する
走査型露光装置であって、前記マスク（Ｒ）を照明する
照明系（４０）と；前記マスク（Ｒ）を保持するマスク
ステージ（３）と；前記感応基板（Ｗ）を保持する基板
ステージ（１０）と；前記感応基板（Ｗ）表面の照明領
域（６）内の少なくとも１つの検出点の前記投影光学系
（ＰＬ）の光軸方向の位置を検出する検出系（７）と；
前記マスクステージ（３）と前記基板ステージ（１０）
と前記投影光学系（ＰＬ）の光軸と垂直な平面内で駆動
する第１駆動系（１４，１６）と；前記基板ステージ
（１０）を前記投影光学系（ＰＬ）の光軸方向へ駆動す
る第２駆動系（２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ）と；前記感応
基板（Ｗ）の外周部に設けられた転写禁止領域（ＰＩ
Ａ）に近接し、前記照明領域（６）が前記区画領域内を
前記感応基板の外側から内側へ相対移動する特定の区画
領域毎に前記転写禁止領域（ＰＩＡ）の幅に基づいて決
定された同期移動用データ及び合焦制御用データを含む
露光マップデータを記憶する記憶装置（１９）と；前記
特定の区画領域への前記パターンの転写の際に、前記記
憶装置（１９）に記憶された同期移動用データに基づい
て前記第１駆動系（１４，１６）を制御するとともに、
前記記憶装置（１９）に記憶された同期移動用データ及
び前記検出系（７）による検出結果に基づいて前記第２
駆動系（２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ）を制御する制御系
（２０）とを備える。

【００１９】これによれば、感応基板上の区画領域への
パターンの転写に際し、制御系が、記憶装置に記憶され
た露光マップデータに基づいて、第１駆動系を制御して
マスクステージに保持されたマスクと基板ステージに保
持された感応基板とを同期移動するとともに、第２駆動
系を制御して感応基板を合焦させる。かかるパターン転
写にあたって、パターン転写の対象となる区画領域が、
転写禁止領域に近接し、感応基板上の照明領域が感応基
板の外側から内側へ相対移動する特定の区画領域である
場合には、制御系は、転写禁止領域の幅に基づいて適性
化され、予め決定された、その特定の区画領域に関する
同期移動速度等の同期移動用データ及び検出系による検
出対象となる検出点等の合焦制御用データに基づいて、
同期移動制御及び合焦制御を行なう。したがって、完全
交互スキャン方式を行いつつ、感応基板上の広い面積の
領域について、像くずれを発生させずにパターン転写を
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図７に基づいて説明する。

【００２１】図１には、一実施形態に係るステップ・ア
ンド・スキャン方式の走査型露光装置１００の構成が概
略的に示されている。

【００２２】この装置１００は、図１に示されるよう
に、照明系４０、マスクとしてのレチクルＲを保持する
マスクステージとしてのレチクルステージ３、投影光学
系ＰＬ、感応基板としてのウエハＷを保持する基板ステ
ージとしての基板テーブル１０、この基板テーブル１０
を搭載するＸＹステージ１１、ウエハＷの投影光学系Ｐ
Ｌの光軸方向（Ｚ方向）位置を検出する検出系としての
フォーカスセンサ（７Ａ、７Ｂ）、及びこれらを制御す
る制御系としての主制御系２０等を備えている。

【００２３】前記照明系４０は、光源４１、照度均一化
光学系４２、ハーフミラー４３、インテグレータセンサ
４４、レチクルブラインド４５、及び折り曲げミラー４
６を含んで構成されている。

【００２４】この照明系４０の構成各部についてその作
用とともに説明すると、光源４１で発生したパルスレー
ザビームＬＢは、不図示のシャッタを通過した後、照度
均一化光学系４２により、照度分布（強度分布）がほぼ
均一な光束ＩＬとされ、ハーフミラー４３に至る。そし
て、この光束ＩＬの大部分（９７％程度）は、ハーフミ
ラー４３を透過してレチクルブラインド４５を均一な照
度で照明する。

【００２５】ここで、光源４１から出力されるパルスレ
ーザビームＬＢの単位時間当たりのパルス数及びパルス
エネルギは、主制御系２０によって制御可能となってい
る。また、レチクルブラインド４５は、２枚の可動ブラ
インドと、その近傍に配置され、開口形状が固定された
固定ブラインドとから構成されている。このレチクルブ
ラインド４５により、レチクルＲを照明する際のスリッ
ト状の照明領域１の幅を所望の大きさに設定できるよう
になっている。

【００２６】レチクルブラインド４５を通過した光束
は、折り曲げミラー４６に至り、ここで、鉛直下方（−
Ｚ方向）へ折り曲げられ、不図示のコンデンサレンズを
介してレチクルＲの照明領域部分を照明する。

【００２７】一方、ハーフミラー４３で反射された光束
ＩＬの一部（３％程度）は、インテグレータセンサ４４
で受光される。このインテグレータセンサ４４により、
レチクルＲに対する照明光量を検出することができる。
このインテグレータセンサ４４による検出結果は、主制
御系２０に供給される。

【００２８】前記レチクルステージ３上には、レチクル
ホルダ２を介して、レチクルＲが載置さる。このレチク
ルステージ３はレチクルステージ駆動部１４によって、
レチクルステージガイド４の案内面に沿って同期移動方
向（走査方向：図１におけるＹ軸方向）に駆動されるよ
うになっている。また、このレチクルステージ３上の走
査方向の一端には、移動鏡５が設置されている。この移
動鏡５に対向して、当該移動鏡５にレーザ光を照射する
と共にその反射光を受光してレチクルステージ３のＸＹ
位置を計測するレチクル干渉計１３が配置されている。
レチクル干渉計１３の計測値は主制御系２０に入力され
ており、主制御系２０はこのレチクル干渉計１３の計測
値に基づいてレチクルステージ駆動部１４を介してレチ
クルステージ３の位置及び速度を制御している。

【００２９】前記レチクルＲ上の照明領域１は照明系４
０からの照明光ＩＬにより、ほぼ均一に照明されてお
り、投影光学系ＰＬを介して、その投影像がウエハＷ上
の照明領域としての露光領域６に形成される。

【００３０】前記基板テーブル１０上にはウエハホルダ
８が載置されており、このウエハホルダ８上で、図示し
ないバキュームチャックによってウエハＷが吸着保持さ
れる。この基板テーブル１０は、図２に示されるよう
に、第２駆動系としての３つのＺ位置駆動部２１、２
２、２３にてＸＹステージ１１上に３点で支持されてい
る。これらのＺ位置駆動部２１、２２、２３は、基板テ
ーブル１０下面のそれぞれのＺ位置駆動部の支持点を投
影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に駆動するアクチ
ュエータ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａと、各Ｚ位置駆動部の
Ｚ方向位置を検出するエンコーダ２１Ｂ、２２Ｂ、２３
Ｂとを含んで構成されている（図５参照）。これらのＺ
位置駆動部２１、２２、２３の構成は、例えば特開平９
−８２６３６号公報に記載されている。

【００３１】本実施形態では、基板テーブル１０と上述
した３つのアクチュエータ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａとに
よって、ウエハＷ表面の光軸方向位置（Ｚ方向位置）及
び光軸直交面に対する傾斜を調整するＺレベリングステ
ージ６０が構成されている（図２参照）。

【００３２】図１に戻り、基板テーブル１０が搭載され
たＸＹステージ１１は、Ｘ軸、Ｙ軸方向にウエハステー
ジ駆動部１６によって駆動されるようになっており、こ
れによってウエハＷがＸ、Ｙ２次元方向に移動するよう
になっている。なお、レチクルステージ駆動部１４とウ
エハステージ駆動部１６とから第１駆動系が構成され
る。図２に示されるように、基板テーブル１０上のＸ軸
方向の一端には、移動鏡１２ＸがＹ軸方向に延設され、
この移動鏡１２Ｘに対向してＸ軸用ウエハ干渉計１５Ｘ
が配置されている。同様に、基板テーブル１０上のＹ軸
方向の一端には、移動鏡１２ＹがＸ軸方向に延設され、
この移動鏡１２Ｙに対向してＹ軸用ウエハ干渉計１５Ｙ
が配置されている。これらのウエハ干渉計１５Ｘ、１５
Ｙによって、基板テーブル１０のＸ、Ｙ２次元方向の位
置が計測されるようになっている。なお、図１では、移
動鏡１２Ｘ、１２Ｙを代表的に移動鏡１２として示し、
ウエハ干渉計１５Ｘ、１５Ｙをウエハ干渉計１５として
示している。ウエハ干渉計１５の計測値は、主制御系２
０に入力されており、主制御系２０ではこの計測値に基
づいてウエハステージ駆動部１６を介してＸＹステージ
１１の位置及び速度を制御している。露光のための走査
時には、主制御系２０はレチクルステージ３とＸＹステ
ージ１１とを同期制御する。

【００３３】前記フォーカスセンサ（７Ａ、７Ｂ）（以
下、適宜「フォーカスセンサ７」と総称する）は送光系
７Ａと受光系７Ｂとから成り、ウエハＷ表面のＺ方向位
置を検出する。図３には、このフォーカスセンサ７の検
出原理が示されている。図３（Ａ）に示されるように、
送光部７Ａから射出された光ビームのウエハＷ表面での
反射光の入射位置は、ウエハＷ表面のＺ方向位置に応じ
て受光部７Ｂの受光面上で変化し、これに対応して図３
（Ｂ）に示されるようなＳカーブ信号が受光部７Ｂから
出力される。このＳカーブ信号に基づいてウエハＷ表面
のＺ方向位置が検出される。本実施形態では、フォーカ
スセンサ７は、図４に示されるように複数のフォーカス
検出点７₁〜７_nのＺ方向位置を検出する複数のセンサ
から構成されている。なお、これらの複数のセンサは、
フォーカス検出点７₁〜７_nにそれぞれ一対一に対応し
ているので、以下では「センサ７_i（ｉ＝１〜ｎ）」と
も呼ぶことにする。複数のセンサ７₁〜７_nはウエハＷ
上の露光領域６に投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを中心とし
て２次元的に配置されている。

【００３４】なお、本実施形態の装置１００では、特開
平９−３０４０１５号公報の技術のように、不図示のセ
ンサ選択回路及び信号処理装置を更に備えており、主制
御系２０が複数のセンサ７₁〜７_nの中から指定したセ
ンサからの検出信号のみが、センサ選択回路において選
択され、選択された検出信号が信号処理装置において処
理されて、主制御系２０へ供給される。主制御系２０で
は、信号処理装置から供給されたデータに基づいて、最
小２乗法等の演算処理により近似平面等を求め、この近
似平面等に基づいて、ウエハＷ表面（厳密には露光領域
６）のＺ方向位置ｚ、非同期移動方向に関する傾斜角θ
_X、及び同期移動方向に関する傾斜角θ_Yを、選択した
センサに関するウエハＷ上のフォーカス検出点の配置に
応じて求めている。

【００３５】なお、本実施形態ではウエハＷ上の露光フ
ィールド６の傾斜角および焦点位置を検出するために複
数のセンサ７₁〜７_nを使用するが、複数のセンサの代
わりに計測点が１点のＡＦセンサを使用してもよい。こ
の場合、ウエハＷの表面に平行光束を斜めに照射し、そ
の反射光の集光位置の横ずれ量からその表面の傾斜角を
検出する平行光束斜入射方式のレベリングセンサを使用
する。

【００３６】主制御系２０は、このフォーカスセンサ７
による計測値を用いてＺレベリングステージ６０（より
具体的には、基板テーブル１０を駆動するアクチュエー
タ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ）を制御し、ウエハＷ表面の
位置を制御している。

【００３７】前述したアクチュエータ２１Ａ、２２Ａ、
２３Ａにより駆動される基板テーブル１０のそれぞれの
支持点のＺ方向位置はＺ位置駆動部２１、２２、２３に
組み込まれたエンコーダ２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂにより
計測される。この計測値ＰＺ１、ＰＺ２、ＰＺ３とＺ位
置駆動部２１、２２、２３のＸＹ２次元座標位置
（Ｘ₁，Ｙ₁）、（Ｘ₂，Ｙ₂）、（Ｘ₃，Ｙ₃）とを
用いて基板テーブル１０の位置は次の（１）式にて定義
される。

【００３８】

【数１】

【００３９】ここで、Θ_X：Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの
傾斜） Θ_Y：Ｙ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）Ｚ：Ｚ方向位置である。なお、フォーカスセンサ７によるウエハＷ表面
の座標系と、エンコーダ２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂによる
基板テーブル１０の位置の座標系はあらかじめキャリブ
レーションすることにより、その原点とスケールを一致
させている。

【００４０】前記主制御系２０は電子計算機を含んで構
成され、露光マップデータ等を記憶した記憶装置１９、
オペレータによる指示を主制御系２０へ入力したり、オ
ペレータへ動作状況を通知したりするための入出力装置
１８が接続されている。ここで、露光マップデータに
は、複数のショット領域の露光順序、露光時の同期移動
方向、各ショット領域毎の使用するフォーカスセンサ７
のセンサに関するデータに加えて、ウエハＷの外周部に
設けられた転写禁止領域ＰＩＡ（図６参照）に近接し、
露光領域６がショット領域内をウエハＷの外側から内側
へ相対移動する特定のショット領域の識別データ並びに
これらの特定のショット領域毎に転写禁止領域ＰＩＡの
幅Ｄ（図６参照）に基づいて決定された同期移動用デー
タ及び合焦制御用データを含んでいる。

【００４１】図５には、本実施形態におけるフォーカス
制御系の構成が示されている。このフォーカス制御系
は、センサ判定部４１、目標値出力部２５、最小２乗法
近似部２７、制御モード判定部２８、非干渉化器２９、
座標変換部３０、コントローラ３１、切換手段としての
マルチプレクサ３２及び３つの減算器３３Ａ〜３３Ｃ等
を有する。各部について、詳細に説明すると、前記セン
サ判定部４１は、ウエハ干渉計１５から供給された基板
テーブル１０の位置情報に基づいて、これから露光する
ショット領域に関する露光マップデータを記憶装置１９
から読み出す。そして、センサ判定部４１は、読み出し
た露光マップデータから、合焦制御に使用する１つ以上
のセンサを判定し、その判定結果を使用センサ指示信号
ＤＰＤとして、目標値出力部２５、最小２乗法近似部２
７、及び制御モード判定部２８へ供給する。

【００４２】前記目標値出力部２５は、Ｚ方向位置の第
１の目標値ｚ’、Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜（Ｙ軸
回りの傾斜）の第１の目標値θ_X’、Ｙ方向の傾斜（Ｘ
軸回りの傾斜）の第１の目標値θ_Y’を制御モード判定
部２８に常時送出する。また、この目標値出力部２５は
コントローラ３１の位置制御の目標値としてＺ方向位置
の第１の目標値ｚ’又は第２の目標値Ｚ’を出力すると
共に、センサ判定部４１による判定結果及び制御モード
判定部２８による制御モードの判定結果に応じて、Ｚ方
向位置の第１の目標値ｚ’又は第２の目標値Ｚ’をコン
トローラ３１の位置制御の目標値として出力し、Ｘ方向
の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜）の第１の目標値θ_X’又は第
２の目標値Θ_X’をコントローラ３１の位置制御の目標
値として出力し、Ｙ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）の第
１の目標値θ_Y’又は第２の目標値Θ_Y’をコントロー
ラ３１の位置制御の目標値として出力する。

【００４３】ここで、Ｚ方向位置の第１の目標値ｚ’、
Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜）の第１の目標値θ_X’
及びＹ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）の第１の目標値θ
_Y’とは、投影光学系ＰＬの結像面を予め試し焼き等に
よりキャリブレーションして得たフォーカス制御の本来
の目標値である、また、第２の目標値Ｚ’、Θ_X’、Θ
_Y’とは、、Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜）、Ｙ方向
の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）を維持するために設定される
便宜上の目標値である。本実施形態では第２の目標位置
Ｚ’、Θ_X’、Θ_Y’として、制御モードを切り換える
直前の基板テーブル１０のＺ位置及び傾斜が用いられ
る。

【００４４】前記最小２乗法近似部２７は、センサ判定
部４１から使用センサ指示信号ＤＰＤによって指示され
たフォーカスセンサ７を構成するセンサ７₁〜７_nの１
つ以上のセンサが検出するウエハＷ表面のＺ方向位置の
検出信号を、いわゆる最小２乗法を用いて平面近似等す
ることで、ウエハＷ表面の投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上
のＺ方向位置ｚ、Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜）
θ_X、又はＹ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）θ_Yの３成
分の内、指示されたセンサの配置に応じて、求めること
が可能な成分を求める。

【００４５】前記制御モード判定部２８は、センサ判定
部４１による判定結果、目標値出力部２５からの目標値
ｚ’、θ_X’、θ_Y’、最小２乗法近似部２７からの現
在値情報ｚ、θ_X、θ_Yとの差である偏差（Δθ_X、Δ
θ_Y、Δ_Z）に基づいて制御モードの判定を行なう。

【００４６】座標変換部３０は、３つのＺ位置駆動部２
１、２２、２３に組み込まれたエンコーダ２１Ｂ、２２
Ｂ、２３Ｂの計測値ＰＺ１、ＰＺ２、ＰＺ３を（１）式
に従ってＺ方向位置Ｚ、Ｘ方向の傾斜（Ｙ軸回りの傾
斜）Θ_X、Ｙ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）Θ_Yに座標
変換し、これらのＺ、Θ_X、Θ_Yをマルチプレクサ３２
及び目標値出力部２５に送出する。

【００４７】前記３つの減算器３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ
は、目標値出力部２５からの目標値ｚ’（又はＺ’）と
マルチプレクサ３２から出力される現在値ｚ（又はＺ）
との差であるＺ方向位置偏差Δ_zz、目標値出力部２５か
らの目標値θ_X’（又はΘ_X’）とマルチプレクサ３２
から出力される現在値θ_X（又Θ_X）との差であるＸ方
向の傾斜（Ｙ軸回りの傾斜）偏差Δθ_XX、目標値θ_Y’
（又はΘ_Y’）と現在値θ_Y（又はΘ_Y）との差である
Ｙ方向の傾斜（Ｘ軸回りの傾斜）偏差Δθ_YYを、それぞ
れ求める。

【００４８】前記コントローラ３１は、位置制御ループ
のコントローラであり、上記Ｚ方向位置偏差Δ_ZZ、Ｘ方
向の傾斜偏差Δθ_XX、Ｙ方向の傾斜偏差Δθ_YYを動作信
号としてＰ動作、ＰＩ動作若しくはＰＩＤ動作を行うい
わゆるＰＩＤ制御器を含んで構成されている。このコン
トローラ３１は、偏差Δ_ZZ、Δθ_XX、Δθ_YYにゲインを
かけたものをアクチュエータ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａへ
速度指令Ｖ_Z1、Ｖ_Z2、Ｖ_Z3として与える。

【００４９】また、非干渉化器２９は、線形性に依存す
るものではあるが、これをサーボループ内に挿入するこ
とにより、Ｚ方向及びＸＹ軸回りの傾斜方向の３成分が
独立に制御できるようになっている。この非干渉化器２
９は、Ｘ及びＹ軸回りの傾斜とＺ方向の３成分で与えら
れた速度指令を各Ｚ位置駆動部の現在位置のＸＹ２次元
座標値に基づいて配分するための非干渉化演算を行っ
て、その演算結果を実際にアクチュエータ（２１Ａ〜２
３Ａ）へ出力している。

【００５０】マルチプレクサ３２は、制御モード判定部
２８からの指令に応じて、最小２乗法近似部２７からの
現在値の傾斜方向の３成分（ｚ、θ_X、θ_Y）又は座標
変換部３０からの現在値の傾斜方向の２成分（Ｚ、
Θ_X、Θ_Y）のいずれかを切り換え出力する。すなわ
ち、現在位置として、フォーカスセンサ７で検出された
ウエハＷ表面の位置と各Ｚ位置駆動部のエンコーダ（２
１Ｂ〜２３Ｂ）で検出された基板テーブル１０の位置の
両方が使用できるようにマルチプレクサ３２が用意され
ているのである。

【００５１】前記３軸のアクチュエータ（２１Ａ〜２３
Ａ）は、速度マイナーループ（電流マイナーループ）を
持ち、与えられた速度指令に対して内蔵された速度検出
器（タコジェネレータ）を使用してサーボをかけ追従さ
せている。すなわち、Ｚ位置駆動部２１、２２、２３は
アクチュエータ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａに内蔵されたタ
コジェネレータを速度センサとした速度ループで制御さ
れたサブユニットとして構成されており、外部から速度
指令を与えるとそれに追従する動きをするようになって
いる。

【００５２】次に、上述のように構成された本実施形態
の走査型露光装置１００における走査露光動作を、図６
〜図７を参照して説明する。

【００５３】以下に説明する走査露光の対象となるウエ
ハＷ表面の領域は、図６（Ａ）に示されるように、３２
個の矩形状のショット領域ｓ１〜ｓ３２に応じて仮想的
に分割されており、ショット領域ｓ１からショット領域
ｓ３２までの順序で露光され、その順序に従ってウエハ
ＷとレチクルＲと同期移動方向が交互に切り換わる完全
交互スキャンとなるように露光領域６の相対移動方向
（図中の白抜き矢印）が決められているものとする。こ
こで、ウエハＷの表面には、ウエハＷの外周部を除いて
レジスト剤ＰＲＴが塗布されており、このレジスト剤Ｐ
ＲＴが塗布された円形領域ＥＡがパターン転写に関する
有効領域となっている。

【００５４】ウエハＷの外周部の構造を更に詳しく説明
すると、図６（Ｂ）に示されるように、ウエハＷの最外
周部にはテーパ状の領域（以下、「ウエハエッジ領域Ｗ
Ｅ」という）となっており、このウエハエッジ領域ＷＥ
の内側に、ウエハＷを基板ステージ１０に載置しときに
ほぼ水平となるが、レジスト剤ＰＲＴが塗布されていな
い、幅Ｄ（通常は、Ｄ＝２〜３ｍｍ）の転写禁止領域Ｐ
ＩＡが形成されている。そして、転写禁止領域ＰＩＡの
内側が有効領域ＥＡとなっている。ここで、転写禁止領
域ＰＩＡがあるのは、レジスト剤ＰＲＴも塗布の際の裏
面への回りこみ防止のため、感応基板の周辺部にレジス
ト剤ＰＲＴの塗布禁止領域を設けるためである。当然の
ことながら、転写禁止領域ＰＩＡには、レチクルのパタ
ーンは転写されない。

【００５５】ところで、上記のウエハＷの３種類の領
域、すなわち、ウエハエッジ領域ＷＥ、転写禁止領域Ｐ
ＩＡ、及び有効領域ＥＡと、フォーカスセンサ７による
位置検出との関係を見ると、フォーカス検出点がウエハ
エッジ領域ＷＥ上にあるときには、ウエハエッジ領域Ｗ
Ｅはテーパ状となっているので、フォーカスセンサ７は
フォーカス検出点のＺ方向位置を検出することができな
い。一方、フォーカス検出点が転写禁止領域ＰＩＡ又は
有効領域ＥＡ上にあるときには、フォーカスセンサ７は
フォーカス検出点のＺ方向位置を検出することができ
る。

【００５６】また、以下に説明する走査露光動作に先立
って、オペレータにより入出力装置１８等から入力され
たショット領域の配列、ショット領域のサイズ、各ショ
ット領域の露光順序、各ショット領域の走査露光におけ
るレチクルＲ及びウエハＷの同期移動方向、各ショット
領域の走査露光において使用するセンサ指定、ショット
領域がエッジショットであり、かつ、露光領域６がショ
ット領域内をウエハＷの外側から内側へ相対移動する特
定のショット領域（図６において、ｓ２、ｓ４、ｓ６、
ｓ１０、ｓ１６、ｓ１７、ｓ２３、ｓ２７、ｓ２９、及
びｓ３０が該当）であること、並びに特定のショット領
域毎に転写禁止領域ＰＩＲの幅Ｄに基づいて決定された
同期移動速度その他の必要なデータを含む露光マップデ
ータが予め作成され、記憶装置１９内に記憶されている
ものとする。

【００５７】ここで、各ショット領域の走査露光におい
て使用するセンサ指定では、ショット領域の全域がウエ
ハＷ上に乗り、ウエハＷの外縁から十分に離れた位置の
通常のショット領域の場合には、センサ７₁〜７_nのす
べてのセンサが指定される。一方、特定ショット領域を
含む、転写禁止領域ＰＩＡに近接するショット領域（図
６において、ｓ１〜ｓ６、ｓ９〜ｓ１１、ｓ１６、ｓ１
７、ｓ２２〜ｓ２４、及びｓ２７〜ｓ３２が該当し、以
下「エッジショット領域」という）の場合には、ウエハ
Ｗ上におけるショット領域の形状、同期移動方向、像く
ずれの防止を確保すべき領域の形状、及び像くずれの防
止の精度を考慮し、露光精度及び露光スループットの観
点から使用するセンサが選択され、センサ指定がなされ
ている。

【００５８】また、本実施形態における特定ショット領
域に関する同期移動速度は、ウエハＷ（すなわち、基板
テーブル１０）の同期移動速度をＶ_WS、レチクルＲ（す
なわち、レチクルステージ３）の同期移動速度をＶ_RSと
して、Ｖ_WS＝Ｄ／Ｔ_FS …（２）（ここで、Ｔ_FS：合焦制御の整定時間）Ｖ_RS＝Ｖ_WS／β …（３）（ここで、β：投影光学系ＰＬの投影倍率）で求められる。

【００５９】なお、同期移動速度Ｖ_WSを、（２）式に代
えて、Ｖ_WS＜Ｄ／Ｔ_FS …（４）によって求めておくこともできる。

【００６０】さらに、各特定ショット領域のウエハＷ上
の位置に応じて、各特定ショット領域毎の同期移動方向
に関する転写禁止領域の長さの最小値Ｄ’（≧Ｄ）に基
づき、各特定ショット領域毎の同期移動速度Ｖ_WSを、
（２）式に代えて、Ｖ_WS≦Ｄ’／Ｔ_FS …（５）によって求めておくこともできる。

【００６１】以上の前提条件の下、図７に示される制御
アルゴリズムで、ウエハＷ上のショット領域ｓ１〜ｓ３
２に、レチクルＲに形成されたパターンが転写される。
なお、この制御アルゴリズムがスタートする前に、ウエ
ハ交換、レチクルアライメントが終了しているものとす
る。

【００６２】まず、ステップ２０１において、センサ判
定部４１が、記憶装置１９に記憶された露光マップデー
タからこれから露光するショット領域を認識し、このシ
ョット領域に関して使用するセンサを判定する。そし
て、この判定結果を使用センサ指示信号ＤＰＤとして、
目標値出力部２５、最小２乗法近似部２７、及び制御モ
ード判定部２８へ供給する。

【００６３】使用センサ指示信号ＤＰＤを受信した目標
値出力部２５は、フォーカスセンサ７の検出結果に基づ
く合焦制御にあたって、使用するセンサが１個の場合に
は、目標値として（ｚ’、Θ_X’、Θ_Y’）を減算器３
３Ａ〜３３Ｃへ向けて出力する。また、目標値出力部２
５は、使用するセンサがＸ軸方向に並んだ複数個の場合
には目標値として（ｚ’、θ_X’、Θ_Y’）を、使用す
るセンサがＹ軸方向に並んだ複数個の場合には目標値と
して（ｚ’、Θ_X’、θ_Y’）を出力する。使用するセ
ンサが上記以外の場合には、目標値出力部２５は、目標
値として（ｚ’、θ_X’、θ_Y’）を出力する。

【００６４】また、使用センサ指示信号ＤＰＤを受信し
た最小２乗法近似部２７は、フォーカスセンサ７の検出
結果に基づく合焦制御にあたって、使用するセンサが１
個の場合には、現在値として（ｚ）を出力する。また、
最小２乗法近似部２７は、使用するセンサがＸ軸方向に
並んだ複数個の場合には現在値として（ｚ、θ_X）を、
使用するセンサがＹ軸方向に並んだ複数個の場合には現
在値として（ｚ、θ_Y）を出力する。使用するセンサが
上記以外の場合には、最小２乗法近似部２７は、目標値
として（ｚ、θ_X、θ_Y）を出力する。

【００６５】また、使用センサ指示信号ＤＰＤを受信し
た制御モード判定部２８は、フォーカスセンサ７の検出
結果に基づく合焦制御にあたって、使用するセンサが１
個の場合には、（ｚ、Θ_X、Θ_Y）の出力をマルチプレ
クサ３２に指示する。また、制御モード判定部２８は、
使用するセンサがＸ軸方向に並んだ複数個の場合には、
目標値出力部２５からの（ｚ’、θ_X’）と最小２乗近
似部２７からの（ｚ、θ_X）とに基づいて（ｚ、θ
_X（又はΘ_X）、Θ_Y）の出力を、使用するセンサがＹ
軸方向に並んだ複数個の場合には、目標値出力部２５か
らの（ｚ’、θ_Y’）と最小２乗近似部２７からの
（ｚ、θ_Y）とに基づいて（ｚ、Θ_X、θ_Y（又は
Θ_Y））の出力をマルチプレクサ３２に指示する。使用
するセンサが上記以外の場合には、制御モード判定部２
８は、目標値出力部２５からの（ｚ’、θ_X’、
θ_Y’）と最小２乗近似部２７からの（ｚ、θ_X、
θ_Y）とに基づいて（ｚ、θ_X（又はΘ_X）、θ_Y（又
はΘ_Y））の出力をマルチプレクサ３２に指示する。制
御モード判定部２８による、上記の目標値出力部２５か
らの出力と最小２乗近似部２７からの出力とに基づくマ
ルチプレクサ３２への出力指示の変更は、アクチュエー
タ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの駆動能力（駆動速度）限界
を考慮して行われるものであり、例えば特開平９−８２
６３６号公報に記載されている。

【００６６】次に、ステップ２０３において、主制御系
２０がこれから露光するショット領域が前述の特定ショ
ット領域であるか否かを、記憶装置１９に記憶された露
光マップデータ中の特定のショット領域の識別データを
参照して判断する。ステップ２０３における判断が肯定
的であった場合には、ステップ２０５へ移り、主制御系
２０は、当該ショット領域の走査露光におけるウエハＷ
及びレチクルＲの同期移動速度を、露光マップデータ中
の同期移動速度Ｖ_WS、Ｖ_RSに決定し、ステップ２０９へ
移る。

【００６７】一方、ステップ２０３における判断が否定
的であった場合には、ステップ２０５へ移り、主制御系
２０は、当該ショット領域の走査露光におけるウエハＷ
及びレチクルＲの同期移動速度を、前記通常のショット
領域を走査露光するときに採用される最大同期移動速度
であるＶ_W0、Ｖ_R0に決定し、ステップ２０９へ移る。

【００６８】上記のステップ２０１〜２０７は、各ショ
ット領域の露光のための同期移動方向に関する加速開始
時点までに実行される。

【００６９】次いで、ステップ２０９において、主制御
系２０が、ウエハ干渉計１５及びレチクル干渉計１３か
らの位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステー
ジ駆動部１６及びレチクルステージ駆動部１４を介し
て、ウエハＷ及びレチクルＲを決定された同期移動速度
まで加速するとともに、照明領域１がレチクルＲ上の走
査開始位置となり、露光領域６が走査開始位置となるよ
うに基板テーブル１０及びレチクルステージ３を移動制
御する。

【００７０】また、主制御系２０は、ドーズ量制御た
め、レチクルＲを照明する際のスリット状の照明領域１
の幅を、決定された同期移動速度に応じた幅に制御す
る。なお、ドーズ量制御にあたっては、主制御系２０
が、インテグレータセンサ４４による照明光量を検出し
つつ、光源４１から出力されるレーザビームＬＢの単位
時間あたりのパルス数を制御することも可能であるし、
また、レーザビームＬＢのパルスエネルギを制御するこ
とも可能である。また、照明領域１の幅、レーザビーム
ＬＢの単位時間あたりのパルス数、及びレーザビームＬ
Ｂのパルスエネルギの任意の組み合わせを制御して、ド
ーズ量制御を行うこともできる。

【００７１】また、特定ショット領域以外の場合には、
走査露光のための加速終了時点では、使用するセンサに
よるフォーカス検出点の全てをウエハＷの有効領域ＥＡ
又は転写禁止領域ＰＩＡ上に設定することができるの
で、主制御系２０は、加速終了後直ちにフォーカス制御
系による合焦制御を開始する。

【００７２】なお、特定ショット領域以外のエッジショ
ット領域では、ショット領域の走査露光中にフォーカス
検出点の一部又は全部が、ウエハＷの有効領域ＥＡ又は
転写禁止領域ＰＩＡ上からはずれることがある。かかる
ショット領域の場合には、主制御系２０は、フォーカス
検出点の最初の１点がウエハＷの有効領域ＥＡ又は転写
禁止領域ＰＩＡ上からはずれる直前にフォーカスセンサ
７の検出結果に基づく合焦制御を終了させ、以後の合焦
制御は、フォーカスセンサ７の検出結果に基づく合焦制
御終了時点のエンコーダ２１Ｂ〜２３Ｂの値に基づく一
定値制御に変更する。この一定値制御においては、目標
値出力部２５からは、フォーカスセンサ７の検出結果に
基づく合焦制御終了時点における座標変換部３０の出力
値が目標値（Ｚ’、Θ_X’、Θ_Y’）として減算器３３
Ａ〜３３Ｃへ向けて出力され、マルチプレクサ３２から
は、現在値として（Ｚ、Θ_X、Θ_Y）が出力される。

【００７３】すなわち、フォーカス制御系は、ウエハＷ
上に露光されるショットの位置情報を管理し、これと露
光中のウエハ干渉計１５の計測値を比較して、フォーカ
スセンサ７がウエハの表面を検出可能かどうかを判断
し、その結果でマルチプレクサ３２を介して前述のよう
に制御モードに切り替える。この際に、露光がウエハＷ
の外縁部の内側から外側に進行するショットにおいては
当初、フォーカスセンサ７による閉ループ位置制御を行
っていたものを途中から（フォーカスセンサ７感光基板
表面を検出不可能となる直前の時点で）エンコーダによ
る閉ループ位置制御を行うように切り替える。

【００７４】一方、主制御系２０は、特定ショット領域
の場合には、ウエハ干渉計１５からの位置情報により、
使用するセンサによるフォーカス検出点の全てがウエハ
Ｗの有効領域ＥＡ又は転写禁止領域ＰＩＡ上に設定する
ことができるようになった時点で、フォーカスセンサ７
の検出結果による合焦制御を開始させる。すなわち、フ
ォーカス制御系は、当初、エンコーダ２１Ｂ〜２３Ｂに
よる閉ループ位置制御による一定値制御を行っていたも
のを、途中からフォーカスセンサ７による閉ループ位置
制御に切り替える処理を行う。このとき、特定ショット
領域の場合には、走査露光時の同期移動速度が前述の
（２）式の通りなので、使用するセンサによるフォーカ
ス検出点の全てがウエハＷの有効領域ＥＡ内となった時
点では、合焦制御の整定時間が経過しており、以後のパ
ターン転写にあたっては像くずれが防止された状態で露
光が行われる。

【００７５】なお、特定ショット領域で使用されるフォ
ーカス検出点では、図５の最小２乗近似部２７で現在値
として（ｚ、θ_X、θ_Y）の３成分の全てを求めること
ができないときは、求めることができない成分について
は、直前に走査露光を行ったショット領域における合焦
制御の終了時点における、エンコーダ２１Ｂ〜２３Ｂの
値を目標値出力部２５が目標値として使用し、合焦制御
を行う。

【００７６】以上のように、同期移動制御、合焦制御、
及びドーズ量制御が行われつつ、１つのショット領域に
ついて走査露光が行われる。

【００７７】こうして、１つのショット領域について、
走査露光が終了すると、図７のステップ２１１におい
て、パターン転写を行うべき次のショット領域があるか
否かが判断される。ステップ２１１における判断が肯定
的な場合には、ステップ２０１に移り、以後上記と同様
にして、次のショット領域に関する走査露光が行われ
る。また、ステップ２１１における判断が否定的な場合
には、そのウエハＷに関する露光動作を終了する。

【００７８】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、完全交互スキャン方式により露光動作を行うので、
高いスループットを維持することができるとともに、特
定ショット領域の走査露光にあたって、転写禁止領域Ｐ
ＩＡの幅に応じて同期移動速度を適切な速度に設定する
ので、有効領域における転写において像くずれを防止
し、有効領域の利用効率を高めることができる。

【００７９】なお、上記の実施形態では、パターン禁止
領域の幅と合焦制御の整定時間とに基づいて、特定ショ
ット領域の同期移動速度を決定したが、転写禁止領域の
幅が所定長以上の場合には、通常のショット領域におけ
る同期移動速度とし、転写禁止領域の幅が前記所定長未
満の場合には、転写禁止領域の幅に応じて（例えば、転
写禁止領域の幅に比例して）、特定ショット領域の同期
移動速度を決定することにしても、上記実施形態と同様
の効果を奏することができる。

【００８０】また、上記の実施形態では、ウエハの外周
部の転写禁止領域に着目し、その幅と合焦制御の整定時
間とに基づいて同期移動速度を決定したが、転写禁止領
域の存在を前提とせずに、ウエハの外周部に設けられ、
露光領域がウエハの外側から内側へ移動する特定のショ
ット領域へのパターン転写に際して、特定のショット領
域以外のショット領域へのパターン転写に際しての同期
移動速度よりも遅い同期移動速度とすることもできる。
この場合には、特定のショット領域の同期移動速度は、
像くずれ領域の低減及び露光動作のスループットの確保
との調和の観点から決定される。

【００８１】また、上記の実施形態では、フォーカス検
出点をウエハ上の露光領域内に設定したが、特開平９−
３０４０１５号公報の技術のように、露光領域の走査方
向の外側にフォーカス検出点をさらに設定するいわゆる
先読み合焦制御を合せて行うことも可能である。

【００８２】また、上記の実施形態では、露光マップデ
ータに特定ショット領域の識別データを含むことにした
が、主制御系がエッジショット領域であることを判断し
た後、露光領域の移動方向がウエハの外側から内側へ相
対移動するか否かで、特定ショット領域であるか否かを
判断することにすれば、露光マップデータ中に特定ショ
ット領域の識別データを用意する必要が無くなる。さら
に、通常のショット領域についても各ショット領域毎の
同期移動速度を露光マップデータ中に含めておいてもよ
い。この場合には、主制御系の同期移動決定処理をショ
ット領域の種別（通常、特定等）にかかわり無く共通化
することができる。

【００８３】また、上記の実施形態では、露光用光源と
してパルスレーザ光源を使用したが、超高圧水銀ランプ
を使用することも可能である。この場合には、照明光の
強度調節を行うにあたっては、例えば光量絞り等を使用
する。

【００８４】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の走
査露光方法によれば、感応基板の外周部の区画領域の走
査露光にあたって、同期移動速度を適正化するので、完
全交互スキャン方式を採用しつつ、感応基板上の広い面
積の領域について、像くずれを発生させずにパターン転
写をすることができる。この結果、有効な感応基板上の
パターン転写の処理効率を極大にすることが可能とな
る。

【００８５】また、本発明の走査型露光装置によれば、
本発明の走査露光方法を使用して、マスクに形成された
パターン感応基板上に転写するので、完全交互スキャン
方式を採用しつつ、感応基板上の広い面積の領域につい
て、像くずれを発生させずにパターン転写をすることが
でき高いスループットで露光を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に係る走査型露光装置を示す概略構
成図である。

【図２】図１の基板テーブル及びその駆動機構の詳細を
示す斜視図である。

【図３】図１のフォーカスセンサの検出原理を説明する
ための図である（Ａ、Ｂ）。

【図４】図１のフォーカスセンサを構成する個々のセン
サの検出点を示す図である。

【図５】図１の装置のフォーカス制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】露光対象となるウエハＷを説明するための図で
ある（Ａ、Ｂ）。

【図７】図１の装置による露光動作のアルゴリズムを説
明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

３…レチクルステージ（マスクステージ）、６…露光領
域（照明領域）、７…フォーカスセンサ（検出系）、１
０…基板テーブル（基板ステージ）、１４…レチクル駆
動部（第１駆動系の一部）、１６…ウエハ駆動部（第１
駆動系の一部）、１９…記憶装置、２０…主制御系、２
１Ａ，２２Ａ，２３Ａ…アクチュエータ（第２駆動
系）、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（感応基
板）、ＰＬ…投影光学系、ＰＩＡ…転写禁止領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクと感応基板とを同期移動するとと
もに、前記感応基板上の照明領域内に配置された少なく
とも１つの検出点に関して検出される前記感応基板の前
記投影光学系の光軸方向の位置に基づき合焦制御しつ
つ、前記マスクに形成されたパターンを前記感応基板上
の複数の区画領域に転写する走査露光方法において、前記複数の区画領域のうち、前記感応基板の外周部に設
けられた転写禁止領域に近接する特定の区画領域への前
記パターンの転写に際して、前記転写禁止領域の幅、前
記感応基板の同期移動方向、及び前記合焦制御の整定時
間に基づいて、前記マスク及び前記感応基板の同期移動
の速度を決定することを特徴とする走査露光方法。
【請求項２】前記照明領域が前記感応基板の外側から
内側へ相対移動する前記特定の区画領域への前記パター
ン転写に際して、前記感応基板の同期移動の速度Ｖ_W、
前記転写禁止領域の幅Ｄ、及び前記整定時間Ｔ_FSは、Ｖ_W≦Ｄ／Ｔ_FS なる関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の
走査露光方法。
【請求項３】マスクと感応基板とを同期移動するとと
もに、前記感応基板上の照明領域内に配置された少なく
とも１つの検出点に関して検出される前記感応基板の前
記投影光学系の光軸方向の位置に基づき合焦制御しつ
つ、前記マスクに形成されたパターンを前記感応基板上
の複数の区画領域に転写する走査露光方法において、前記感応基板の外周部に設けられた転写禁止領域に近接
し、前記照明領域が前記区画領域内を前記感応基板の外
側から内側へ相対移動する特定の区画領域への前記パタ
ーンの転写に際して、前記転写禁止領域の幅に基づい
て、前記マスク及び前記感応基板の前記同期移動の速度
を決定することを特徴とする走査露光方法。
【請求項４】マスクと感応基板とを同期移動するとと
もに、前記感応基板上の照明領域内に配置された少なく
とも１つの検出点に関して検出される前記感応基板の前
記投影光学系の光軸方向の位置に基づき合焦制御しつ
つ、前記マスクに形成されたパターンを前記感応基板上
の複数の区画領域に転写する走査露光方法において、前記感応基板の外周部に設けられ、前記照明領域が前記
感応基板の外側から内側へ相対移動する特定の区画領域
への前記パターンの転写に際して、前記特定の区画領域
以外の区画領域への前記パターンの転写に際しての同期
移動速度よりも遅い同期移動速度で、前記マスク及び前
記感応基板を移動させることを特徴とする走査露光方
法。
【請求項５】マスクと感応基板とを同期移動しつつ、
前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して
前記感応基板上の複数の区画領域に転写する走査型露光
装置であって、前記マスクを照明する照明系と；前記マスクを保持する
マスクステージと；前記感応基板を保持する基板ステー
ジと；前記感応基板表面の照明領域内の少なくとも１つ
の検出点の前記投影光学系の光軸方向の位置を検出する
検出系と；前記マスクステージと前記基板ステージとを
前記投影光学系の光軸と垂直な平面内で駆動する第１駆
動系と；前記基板ステージを前記投影光学系の光軸方向
へ駆動する第２駆動系と；前記感応基板の外周部に設け
られた転写禁止領域に近接し、前記照明領域が前記区画
領域内を前記感応基板の外側から内側へ相対移動する前
記特定の区画領域毎に前記転写禁止領域の幅に基づいて
決定された同期移動用データ及び合焦制御用データを含
む露光マップデータを記憶する記憶装置と；前記特定の
区画領域への前記パターンの転写の際に、前記記憶装置
に記憶された同期移動用データに基づいて前記第１駆動
系を制御するとともに、前記記憶装置に記憶された同期
移動用データ及び前記検出系による検出結果に基づいて
前記第２駆動系を制御する制御系とを備える走査型露光
装置。
【請求項６】前記合焦制御用データは、前記特定の区
画領域毎に応じて使用する検出点の指定データを含むこ
とを特徴とする請求項５に記載の走査型露光装置。
【請求項７】前記制御系は、前記転写禁止領域の幅及
び前記第２駆動系を用いた合焦制御の整定時間のデータ
に基づいて、前記マスク及び前記感応基板の同期移動の
速度を決定することを特徴とする請求項６に記載の走査
型露光装置。
【請求項８】前記制御系は、前記決定された前記同期
移動の速度に基づいて前記照明系を制御し、前記照明光
の強度を調整することを特徴とする請求項７に記載の走
査型露光装置。
【請求項９】前記制御系は、前記決定された前記同期
移動の速度に基づいて前記照明系を制御し、前記マスク
の同期移動方向に関する前記マスクの照明領域の幅を調
整することを特徴とする請求項７に記載の走査型露光装
置。