JP2000031015A - 位置検出方法、位置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデバイス製造方法 - Google Patents
位置検出方法、位置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデバイス製造方法Info
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- JP2000031015A JP2000031015A JP10196953A JP19695398A JP2000031015A JP 2000031015 A JP2000031015 A JP 2000031015A JP 10196953 A JP10196953 A JP 10196953A JP 19695398 A JP19695398 A JP 19695398A JP 2000031015 A JP2000031015 A JP 2000031015A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査露光中に感応基板又はマスクの位置を高
精度に検出する。 【解決手段】マスクＲ側の投影光学系ＰＬの投影視野
（イメージサークル）内に位置する照明領域ＩＡＲ、Ｉ
ＢＲを露光光ＩＬにより照明し、マスクＲと感応基板Ｗ
との同期移動中に、照明領域の１つ（ＩＢＲ）を検出用
照明領域として、Ｙ方向、Ｘ方向、及びＺ方向の内の少
なくとも一方向に関するマスクＲ及び感応基板Ｗの少な
くとも一方の位置又は両者の相対位置を、位置検出装置
３０により露光光を使って光学的に検出する。通常、投
影光学系ＰＬは露光光の波長に対して収差が殆どないよ
うに結像性能が調整されていることから、走査露光中に
露光光を用いて殆ど無収差でマスク及び感応基板の少な
くとも一方の位置又は両者の相対位置を高精度に検出す
ることができる。
精度に検出する。 【解決手段】マスクＲ側の投影光学系ＰＬの投影視野
（イメージサークル）内に位置する照明領域ＩＡＲ、Ｉ
ＢＲを露光光ＩＬにより照明し、マスクＲと感応基板Ｗ
との同期移動中に、照明領域の１つ（ＩＢＲ）を検出用
照明領域として、Ｙ方向、Ｘ方向、及びＺ方向の内の少
なくとも一方向に関するマスクＲ及び感応基板Ｗの少な
くとも一方の位置又は両者の相対位置を、位置検出装置
３０により露光光を使って光学的に検出する。通常、投
影光学系ＰＬは露光光の波長に対して収差が殆どないよ
うに結像性能が調整されていることから、走査露光中に
露光光を用いて殆ど無収差でマスク及び感応基板の少な
くとも一方の位置又は両者の相対位置を高精度に検出す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出方法、位
置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデ
バイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子や液
晶表示素子等のマイクロデバイスの製造におけるリソグ
ラフィ工程で用いられる走査型露光装置、この装置に適
用される走査露光方法、この走査露光中のマスク又は感
応基板の位置検出方法及び位置調整方法、並びに前記走
査型露光装置及び走査露光方法を用いたデバイス製造方
法に関する。
置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデ
バイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子や液
晶表示素子等のマイクロデバイスの製造におけるリソグ
ラフィ工程で用いられる走査型露光装置、この装置に適
用される走査露光方法、この走査露光中のマスク又は感
応基板の位置検出方法及び位置調整方法、並びに前記走
査型露光装置及び走査露光方法を用いたデバイス製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマ
スク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）の
パターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト
等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の
感応基板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露光装置（いわゆるス
テッパ）が用いられている。このステッパは、各ショッ
ト領域の露光がレチクルと感応基板とを静止させた状態
で行われるため、静止型露光装置とも呼ばれる。
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマ
スク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）の
パターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト
等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の
感応基板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露光装置（いわゆるス
テッパ）が用いられている。このステッパは、各ショッ
ト領域の露光がレチクルと感応基板とを静止させた状態
で行われるため、静止型露光装置とも呼ばれる。
【０００３】ところで、半導体素子等を製造する場合に
は、異なる回路パターンを感応基板上に幾層にも積み重
ねて形成する必要があるため、回路パターンが描画され
たレチクルと、感応基板上の各ショット領域に既に形成
されたパターンとを精確に重ね合わせることが重要であ
る。
は、異なる回路パターンを感応基板上に幾層にも積み重
ねて形成する必要があるため、回路パターンが描画され
たレチクルと、感応基板上の各ショット領域に既に形成
されたパターンとを精確に重ね合わせることが重要であ
る。
【０００４】ところで、集積回路等は年々高集積化して
おり、これに伴って回路パターンの最小線幅（デバイス
ルール）も年々微細化の傾向を強め、重ね合わせ精度を
含む露光精度に対する要求も厳しくなってきた。
おり、これに伴って回路パターンの最小線幅（デバイス
ルール）も年々微細化の傾向を強め、重ね合わせ精度を
含む露光精度に対する要求も厳しくなってきた。
【０００５】かかる背景の下、近年では、矩形又は円弧
状の照明光によりレチクルを照明し、レチクル及び感応
基板を投影光学系に対して１次元方向に同期走査するこ
とにより、レチクルパターンを投影光学系を介して感応
基板上に逐次転写する所謂スリット・スキャン方式、あ
るいは、所謂ステップ・アンド・スキャン方式などの走
査型露光装置が開発され、現在ではこの走査型露光装置
が主流になりつつある。かかる走査型露光装置によれ
ば、収差の最も少ない投影光学系の有効露光フィールド
の一部（中央部）のみを使用してレチクルパターンの転
写が可能となるため、静止型露光装置に比べてより微細
なパターンをより高精度に露光することが可能になる。
また、走査型露光装置によれば、走査方向には投影光学
系の制限を受けずに露光フィールドを拡大することがで
きるので、大面積露光が可能であり、また、投影光学系
に対してレチクル及びウエハを相対走査することで平均
化効果があり、ディストーションや焦点深度の向上が期
待出来る等のメリットがある。
状の照明光によりレチクルを照明し、レチクル及び感応
基板を投影光学系に対して１次元方向に同期走査するこ
とにより、レチクルパターンを投影光学系を介して感応
基板上に逐次転写する所謂スリット・スキャン方式、あ
るいは、所謂ステップ・アンド・スキャン方式などの走
査型露光装置が開発され、現在ではこの走査型露光装置
が主流になりつつある。かかる走査型露光装置によれ
ば、収差の最も少ない投影光学系の有効露光フィールド
の一部（中央部）のみを使用してレチクルパターンの転
写が可能となるため、静止型露光装置に比べてより微細
なパターンをより高精度に露光することが可能になる。
また、走査型露光装置によれば、走査方向には投影光学
系の制限を受けずに露光フィールドを拡大することがで
きるので、大面積露光が可能であり、また、投影光学系
に対してレチクル及びウエハを相対走査することで平均
化効果があり、ディストーションや焦点深度の向上が期
待出来る等のメリットがある。
【０００６】図１８には、従来の走査型露光装置の一例
が示されている。この走査型露光装置は、照明装置１０
１、レチクルＲを保持してＹ方向に移動するレチクルス
テージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸ
Ｙ２次元方向に移動するウエハテーブル１０６等を備え
ている。この走査型露光装置では、照明装置１０１から
発せられる露光用照明光により、その下面に回路パター
ンが描画されたレチクルＲのスリット状の照明領域ＩＡ
Ｒが照明され、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ内に存在す
る回路パターンの像が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ
上に投影される。この場合、レチクルＲ上の照明領域Ｉ
ＡＲ内の回路パターンとウエハＷ上の照明領域ＩＡとは
共役関係にあり、レチクルＲ（レチクルステージＲＳ
Ｔ）が−Ｙ方向に等速度ＶRで走査されるのに同期して
ウエハＷ（ウエハテーブル１０６）が＋Ｙ方向に等速度
ＶW（ＶW＝β・ＶR、βは投影光学系ＰＬの投影倍率）
で走査されることにより、ウエハＷ上にレチクルＲに描
画された回路パターンの縮小像を歪み無く形成すること
ができる。このような焼き付け、露光の仕方を同期露
光、スキャン露光、あるいは走査露光と呼ぶ。
が示されている。この走査型露光装置は、照明装置１０
１、レチクルＲを保持してＹ方向に移動するレチクルス
テージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸ
Ｙ２次元方向に移動するウエハテーブル１０６等を備え
ている。この走査型露光装置では、照明装置１０１から
発せられる露光用照明光により、その下面に回路パター
ンが描画されたレチクルＲのスリット状の照明領域ＩＡ
Ｒが照明され、レチクルＲの照明領域ＩＡＲ内に存在す
る回路パターンの像が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ
上に投影される。この場合、レチクルＲ上の照明領域Ｉ
ＡＲ内の回路パターンとウエハＷ上の照明領域ＩＡとは
共役関係にあり、レチクルＲ（レチクルステージＲＳ
Ｔ）が−Ｙ方向に等速度ＶRで走査されるのに同期して
ウエハＷ（ウエハテーブル１０６）が＋Ｙ方向に等速度
ＶW（ＶW＝β・ＶR、βは投影光学系ＰＬの投影倍率）
で走査されることにより、ウエハＷ上にレチクルＲに描
画された回路パターンの縮小像を歪み無く形成すること
ができる。このような焼き付け、露光の仕方を同期露
光、スキャン露光、あるいは走査露光と呼ぶ。
【０００７】この場合、ウエハＷはウエハテーブル１０
６上にウエハホルダ１０７を介して吸着保持されてお
り、ウエハテーブル１０６は不図示のＺ・レベリング機
構（レベリング・フォーカシングアクチュエータ）によ
って、Ｘ方向に移動するＸステージ１０８上に３点支持
されており、このＸステージ１０８は不図示のベース上
をＹ方向に移動するＹステージ１１０上に載置されてい
る。前記ウエハテーブル１０６と不図示のＺ・レベリン
グ機構とによってウエハＷをＺ位置及びＸＹ面に対する
傾斜方向に駆動するＺレベリングステージが構成されて
いる。また、ウエハＷの複数点のＺ方向位置が斜入射光
式の多点焦点位置検出系（１４１、１４２）によって計
測されている。そして、スキャン露光中に不図示の制御
系によって、多点焦点位置検出系（１４１、１４２）の
計測値に基づいてＺ・レベリング機構を介してテーブル
１０６がＺ方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に駆動さ
れ、ウエハＷ上の上記照明領域ＩＡがレチクルＲのパタ
ーン面と共役になるように駆動され、このようにしてい
わゆるオートフォーカス（ＡＦ）・オートレベリング
（ＡＬ）動作が行われるようになっている。
６上にウエハホルダ１０７を介して吸着保持されてお
り、ウエハテーブル１０６は不図示のＺ・レベリング機
構（レベリング・フォーカシングアクチュエータ）によ
って、Ｘ方向に移動するＸステージ１０８上に３点支持
されており、このＸステージ１０８は不図示のベース上
をＹ方向に移動するＹステージ１１０上に載置されてい
る。前記ウエハテーブル１０６と不図示のＺ・レベリン
グ機構とによってウエハＷをＺ位置及びＸＹ面に対する
傾斜方向に駆動するＺレベリングステージが構成されて
いる。また、ウエハＷの複数点のＺ方向位置が斜入射光
式の多点焦点位置検出系（１４１、１４２）によって計
測されている。そして、スキャン露光中に不図示の制御
系によって、多点焦点位置検出系（１４１、１４２）の
計測値に基づいてＺ・レベリング機構を介してテーブル
１０６がＺ方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に駆動さ
れ、ウエハＷ上の上記照明領域ＩＡがレチクルＲのパタ
ーン面と共役になるように駆動され、このようにしてい
わゆるオートフォーカス（ＡＦ）・オートレベリング
（ＡＬ）動作が行われるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した図１８に示さ
れるような走査型露光装置では、ウエハＷとレチクルＲ
とのＸＹ方向の相対位置合わせのためウエハＷ上のアラ
イメントマークを検出するマーク検出系としては、従来
の静止露光（ステップ・アンド・リピート露光）方式の
ステッパと同様のオフアクシスアライメントセンサ１４
０が用いられ、同様にしてアライメントが行われてい
る。すなわち、この走査型露光装置では、レチクルＲ及
びウエハＷの静止時に、アライメントセンサ１４０を用
いてウエハＷ上の複数のアライメントマークとアライメ
ントセンサ１４０の検出中心との相対位置を順次検出
し、この検出結果及びその検出時のテーブル１０６の位
置を計測する干渉計の計測値とに基づいて干渉計測長軸
で規定されるステージ座標系上で前記複数のアライメン
トマークの位置を求め、これらのアライメントマークの
位置座標を用いて例えばＥＧＡ（エンハンスト・グロー
バル・アライメント）と呼ばれる統計処理演算によりウ
エハＷ上のショット配列座標を算出する。そして、各シ
ョットの露光の際には、上記のショット配列座標と予め
計測したベースライン量（レチクルパターンの投影位置
とオフアクシスアライメントセンサ１４０の検出中心と
の距離）とに基づいて、各ショットの露光のための走査
開始位置にウエハＷを位置決めし、それ以後のスキャン
露光中のウエハＷ及びレチクルＲの位置制御は干渉計の
計測値のみに基づいて行われている。換言すれば、スキ
ャン露光中にウエハＷとレチクルＲとのＸＹ方向の相対
位置合わせ（アライメント）を行うことが困難であり、
ベースライン量の変動等に起因して重ね合せ誤差が生じ
るという不都合があった。
れるような走査型露光装置では、ウエハＷとレチクルＲ
とのＸＹ方向の相対位置合わせのためウエハＷ上のアラ
イメントマークを検出するマーク検出系としては、従来
の静止露光（ステップ・アンド・リピート露光）方式の
ステッパと同様のオフアクシスアライメントセンサ１４
０が用いられ、同様にしてアライメントが行われてい
る。すなわち、この走査型露光装置では、レチクルＲ及
びウエハＷの静止時に、アライメントセンサ１４０を用
いてウエハＷ上の複数のアライメントマークとアライメ
ントセンサ１４０の検出中心との相対位置を順次検出
し、この検出結果及びその検出時のテーブル１０６の位
置を計測する干渉計の計測値とに基づいて干渉計測長軸
で規定されるステージ座標系上で前記複数のアライメン
トマークの位置を求め、これらのアライメントマークの
位置座標を用いて例えばＥＧＡ（エンハンスト・グロー
バル・アライメント）と呼ばれる統計処理演算によりウ
エハＷ上のショット配列座標を算出する。そして、各シ
ョットの露光の際には、上記のショット配列座標と予め
計測したベースライン量（レチクルパターンの投影位置
とオフアクシスアライメントセンサ１４０の検出中心と
の距離）とに基づいて、各ショットの露光のための走査
開始位置にウエハＷを位置決めし、それ以後のスキャン
露光中のウエハＷ及びレチクルＲの位置制御は干渉計の
計測値のみに基づいて行われている。換言すれば、スキ
ャン露光中にウエハＷとレチクルＲとのＸＹ方向の相対
位置合わせ（アライメント）を行うことが困難であり、
ベースライン量の変動等に起因して重ね合せ誤差が生じ
るという不都合があった。
【０００９】一方、フォーカス・レベリング制御につい
ては、テーブル制御にダイナミックな制御能力が要求さ
れるという点を除けば、従来のステップ・アンド・リピ
ート方式と同様の斜入射方式の多点ＡＦセンサ（１４
１、１４２）を用いても現時点（最小線幅０．３５μ
ｍ）では特に支障はない。
ては、テーブル制御にダイナミックな制御能力が要求さ
れるという点を除けば、従来のステップ・アンド・リピ
ート方式と同様の斜入射方式の多点ＡＦセンサ（１４
１、１４２）を用いても現時点（最小線幅０．３５μ
ｍ）では特に支障はない。
【００１０】しかしながら、２５６Ｍ（メガ）ビット、
１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラスの集積度を有し、
最小線幅が０．２５μｍ、０．１７μｍ以下の次世代、
次次世代の回路デバイスの量産に対応する露光装置に
は、スキャン露光中の投影光学系の像面のＺ位置の計測
及びフォーカシングの精度の更なる向上が要求される
が、上記斜入射光式のフォーカスセンサは、実際の像面
を計測しているものではないため、かかる要求に対応す
ることが困難であるという不都合があった。また、露光
装置の解像力向上のための投影光学系の大Ｎ．Ａ．化に
伴い、ワーキングディスタンス（作動距離：投影光学系
を構成する対物レンズ（先玉）とウエハとの距離）がま
すます縮小してきており、斜入射光式のフォーカスセン
サではウエハ面上の上記照明領域（露光領域）のＺ位置
を計測することが困難となりつつあり、ワーキングディ
スタンスの縮小に対応できる別の焦点位置検出方式の開
発が急務となっている。
１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラスの集積度を有し、
最小線幅が０．２５μｍ、０．１７μｍ以下の次世代、
次次世代の回路デバイスの量産に対応する露光装置に
は、スキャン露光中の投影光学系の像面のＺ位置の計測
及びフォーカシングの精度の更なる向上が要求される
が、上記斜入射光式のフォーカスセンサは、実際の像面
を計測しているものではないため、かかる要求に対応す
ることが困難であるという不都合があった。また、露光
装置の解像力向上のための投影光学系の大Ｎ．Ａ．化に
伴い、ワーキングディスタンス（作動距離：投影光学系
を構成する対物レンズ（先玉）とウエハとの距離）がま
すます縮小してきており、斜入射光式のフォーカスセン
サではウエハ面上の上記照明領域（露光領域）のＺ位置
を計測することが困難となりつつあり、ワーキングディ
スタンスの縮小に対応できる別の焦点位置検出方式の開
発が急務となっている。
【００１１】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、走査露光中に感応基板又はマス
クの位置を高精度に検出することが可能な位置検出方法
を提供することにある。
で、その第１の目的は、走査露光中に感応基板又はマス
クの位置を高精度に検出することが可能な位置検出方法
を提供することにある。
【００１２】また、本発明の第２の目的は、走査露光中
に感応基板又はマスクの位置を高精度に調整することが
できる位置調整方法を提供することにある。
に感応基板又はマスクの位置を高精度に調整することが
できる位置調整方法を提供することにある。
【００１３】また、本発明の第３の目的は、走査露光中
に感応基板又はマスクの位置を高精度に検出することが
可能な走査型露光装置を提供することにある。
に感応基板又はマスクの位置を高精度に検出することが
可能な走査型露光装置を提供することにある。
【００１４】また、本発明の第４の目的は、露光精度を
一層向上させることができる走査型露光装置及び走査露
光方法を提供することにある。
一層向上させることができる走査型露光装置及び走査露
光方法を提供することにある。
【００１５】また、本発明の第５の目的は、より高集積
度のマイクロデバイスの生産性の向上を図ることができ
るデバイス製造方法を提供することにある。
度のマイクロデバイスの生産性の向上を図ることができ
るデバイス製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方
向）に同期移動させつつ前記マスクに形成されたパター
ンを投影光学系（ＰＬ）を介して感応基板上に逐次転写
する走査露光を行う際の位置検出方法において、前記マ
スク側の前記投影光学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置
する複数の照明領域（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（Ｉ
Ｌ）により照明し、前記マスクと感応基板との前記同期
移動中に、前記複数の照明領域の少なくとも１つ（ＩＢ
Ｒ）を検出用照明領域として、前記第１方向、前記マス
クの移動面内で前記第１方向に直交する第２方向（Ｘ方
向）、及び前記第１、第２方向に直交する第３方向（Ｚ
方向）の内の少なくとも一方向に関する前記マスク及び
前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対位
置を前記露光光を使って光学的に検出することを特徴と
する。
は、マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方
向）に同期移動させつつ前記マスクに形成されたパター
ンを投影光学系（ＰＬ）を介して感応基板上に逐次転写
する走査露光を行う際の位置検出方法において、前記マ
スク側の前記投影光学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置
する複数の照明領域（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（Ｉ
Ｌ）により照明し、前記マスクと感応基板との前記同期
移動中に、前記複数の照明領域の少なくとも１つ（ＩＢ
Ｒ）を検出用照明領域として、前記第１方向、前記マス
クの移動面内で前記第１方向に直交する第２方向（Ｘ方
向）、及び前記第１、第２方向に直交する第３方向（Ｚ
方向）の内の少なくとも一方向に関する前記マスク及び
前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対位
置を前記露光光を使って光学的に検出することを特徴と
する。
【００１７】これによれば、マスク側の投影光学系の投
影視野（イメージサークル）内に位置する複数の照明領
域を露光光により照明し、マスクと感応基板との同期移
動中に、複数の照明領域の少なくとも１つを検出用照明
領域として、第１方向、前記マスクの移動面内で前記第
１方向に直交する第２方向、及び第１、第２方向に直交
する第３方向の内の少なくとも一方向に関するマスク及
び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対位置
を露光光を使って光学的に検出する。通常、投影光学系
は露光光の波長に対して収差が殆どないように結像性能
が調整されていることから、本請求項１の位置検出方法
によれば走査露光中に露光光を用いて殆ど無収差でマス
ク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を高精度に検出することができる。
影視野（イメージサークル）内に位置する複数の照明領
域を露光光により照明し、マスクと感応基板との同期移
動中に、複数の照明領域の少なくとも１つを検出用照明
領域として、第１方向、前記マスクの移動面内で前記第
１方向に直交する第２方向、及び第１、第２方向に直交
する第３方向の内の少なくとも一方向に関するマスク及
び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対位置
を露光光を使って光学的に検出する。通常、投影光学系
は露光光の波長に対して収差が殆どないように結像性能
が調整されていることから、本請求項１の位置検出方法
によれば走査露光中に露光光を用いて殆ど無収差でマス
ク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を高精度に検出することができる。
【００１８】請求項２に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方向）に同期移動させ
つつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して感応基板上に逐次転写する走査露光を行う
際の位置調整方法において、前記マスク側の前記投影光
学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置する複数の照明領域
（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（ＩＬ）により照明し、前
記マスクと感応基板との前記同期移動中に、前記複数の
照明領域の少なくとも１つ（ＩＢＲ）を検出用照明領域
として、前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記第
１方向に直交する第２方向、及び前記第１、第２方向に
直交する第３方向の内の少なくとも一方向に関する前記
マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両
者の相対位置を前記露光光を使って光学的に検出し、こ
の検出結果に基づいて前記マスク及び前記感応基板の少
なくとも一方の前記検出方向の位置を調整することを特
徴とする。
感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方向）に同期移動させ
つつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して感応基板上に逐次転写する走査露光を行う
際の位置調整方法において、前記マスク側の前記投影光
学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置する複数の照明領域
（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（ＩＬ）により照明し、前
記マスクと感応基板との前記同期移動中に、前記複数の
照明領域の少なくとも１つ（ＩＢＲ）を検出用照明領域
として、前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記第
１方向に直交する第２方向、及び前記第１、第２方向に
直交する第３方向の内の少なくとも一方向に関する前記
マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両
者の相対位置を前記露光光を使って光学的に検出し、こ
の検出結果に基づいて前記マスク及び前記感応基板の少
なくとも一方の前記検出方向の位置を調整することを特
徴とする。
【００１９】これによれば、請求項１の位置検出方法と
同様に、走査露光中に露光光を用いて殆ど無収差でマス
ク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を高精度に検出することができ、この検出結果に基
づいてマスク及び感応基板の少なくとも一方の検出方向
の位置を調整することにより、走査露光中に感応基板及
びマスクの一方の位置又は両者の相対位置を高精度に調
整することが可能となる。
同様に、走査露光中に露光光を用いて殆ど無収差でマス
ク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を高精度に検出することができ、この検出結果に基
づいてマスク及び感応基板の少なくとも一方の検出方向
の位置を調整することにより、走査露光中に感応基板及
びマスクの一方の位置又は両者の相対位置を高精度に調
整することが可能となる。
【００２０】請求項３に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
感応基板（Ｗ）との各々を所定方向に同期移動させつつ
前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）
を介して感応基板上に逐次転写する走査露光方法におい
て、前記投影光学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置する
照明領域（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（ＩＬ）により照
明し、前記マスクと前記感応基板の同期移動中に、前記
照明領域の少なくとも一部（ＩＢＲ部分）を検出用照明
領域として、前記マスクと前記感応基板との相対位置関
係を前記検出領域に照射される露光光を使って光学的に
検出し、この検出結果に基づいて前記マスク及び前記感
応基板の位置関係を調整しながら、前記マスクと前記感
応基板とを同期移動させることを特徴とする。
感応基板（Ｗ）との各々を所定方向に同期移動させつつ
前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）
を介して感応基板上に逐次転写する走査露光方法におい
て、前記投影光学系の投影視野（ＰＬ’）内に位置する
照明領域（ＩＡＲ、ＩＢＲ）を露光光（ＩＬ）により照
明し、前記マスクと前記感応基板の同期移動中に、前記
照明領域の少なくとも一部（ＩＢＲ部分）を検出用照明
領域として、前記マスクと前記感応基板との相対位置関
係を前記検出領域に照射される露光光を使って光学的に
検出し、この検出結果に基づいて前記マスク及び前記感
応基板の位置関係を調整しながら、前記マスクと前記感
応基板とを同期移動させることを特徴とする。
【００２１】ここで、検出用照明領域は、複数の照明領
域の内の少なくとも一部の照明領域、あるいは単一の照
明領域の少なくとも一部の何れであっても良い。
域の内の少なくとも一部の照明領域、あるいは単一の照
明領域の少なくとも一部の何れであっても良い。
【００２２】これによれば、マスクと感応基板との各々
を所定方向に同期移動させつつマスクに形成されたパタ
ーンを投影光学系を介して感応基板上に逐次転写する走
査露光方法において、投影光学系の投影視野内に位置す
る照明領域を露光光により照明し、前記マスクと感応基
板の同期移動中に、照明領域の少なくとも１部を検出用
照明領域として、マスクと感応基板との相対位置関係を
検出用照明領域に照射される露光光を使って光学的に検
出し、この検出結果に基づいてマスク及び感応基板の位
置関係を調整しながら、マスクと感応基板とを同期移動
させる。このため、マスクと感応基板との同期移動中
に、マスク及び感応基板の相対位置関係を高精度に検出
し、かつ高精度に調整することができるので、結果的に
露光精度を一層向上させることができる。
を所定方向に同期移動させつつマスクに形成されたパタ
ーンを投影光学系を介して感応基板上に逐次転写する走
査露光方法において、投影光学系の投影視野内に位置す
る照明領域を露光光により照明し、前記マスクと感応基
板の同期移動中に、照明領域の少なくとも１部を検出用
照明領域として、マスクと感応基板との相対位置関係を
検出用照明領域に照射される露光光を使って光学的に検
出し、この検出結果に基づいてマスク及び感応基板の位
置関係を調整しながら、マスクと感応基板とを同期移動
させる。このため、マスクと感応基板との同期移動中
に、マスク及び感応基板の相対位置関係を高精度に検出
し、かつ高精度に調整することができるので、結果的に
露光精度を一層向上させることができる。
【００２３】この場合において、請求項４に記載の発明
の如く、前記マスク（Ｒ）と前記感応基板（Ｗ）との相
対位置関係は、前記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）
方向の位置関係と前記投影光学系の光軸と垂直な方向の
位置関係の少なくとも一方を含んでいることが望まし
い。すなわち、投影光学系の光軸方向のマスクと感応基
板との相対位置関係の調整はフォーカスの調整に他なら
ず、投影光学系の光軸と垂直な方向のマスクと感応基板
との相対位置関係の調整は重ね合わせの調整に他ならな
いので、いずれにしても露光精度（線幅制御性、重ね合
せ精度）が向上する。
の如く、前記マスク（Ｒ）と前記感応基板（Ｗ）との相
対位置関係は、前記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）
方向の位置関係と前記投影光学系の光軸と垂直な方向の
位置関係の少なくとも一方を含んでいることが望まし
い。すなわち、投影光学系の光軸方向のマスクと感応基
板との相対位置関係の調整はフォーカスの調整に他なら
ず、投影光学系の光軸と垂直な方向のマスクと感応基板
との相対位置関係の調整は重ね合わせの調整に他ならな
いので、いずれにしても露光精度（線幅制御性、重ね合
せ精度）が向上する。
【００２４】請求項５に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
感応基板（Ｗ）とを同期移動させつつ、前記マスクのパ
ターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前記感応基板上に
転写する走査露光方法であって、前記同期移動中に、前
記マスクと前記感応基板との相対的な位置関係を露光光
（ＩＬ）を使って検出し、前記同期移動中に、その検出
結果に基づいて前記マスクと前記感応基板との相対的な
位置関係を調整することを特徴とする。
感応基板（Ｗ）とを同期移動させつつ、前記マスクのパ
ターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前記感応基板上に
転写する走査露光方法であって、前記同期移動中に、前
記マスクと前記感応基板との相対的な位置関係を露光光
（ＩＬ）を使って検出し、前記同期移動中に、その検出
結果に基づいて前記マスクと前記感応基板との相対的な
位置関係を調整することを特徴とする。
【００２５】これによれば、マスクと感応基板との同期
移動中にマスクと前記感応基板との相対的な位置関係を
露光光を使って殆ど収差なく検出し、かつ同期移動中
に、その検出結果に基づいてマスクと感応基板との相対
的な位置関係が調整されるので、結果的に露光精度が向
上する。
移動中にマスクと前記感応基板との相対的な位置関係を
露光光を使って殆ど収差なく検出し、かつ同期移動中
に、その検出結果に基づいてマスクと感応基板との相対
的な位置関係が調整されるので、結果的に露光精度が向
上する。
【００２６】この場合において、請求項４と同様に、前
記相対的な位置関係は、前記投影光学系の光軸方向の位
置関係と前記投影光学系の光軸と垂直な方向の位置関係
との少なくとも一方を含むことが望ましい。
記相対的な位置関係は、前記投影光学系の光軸方向の位
置関係と前記投影光学系の光軸と垂直な方向の位置関係
との少なくとも一方を含むことが望ましい。
【００２７】上記請求項５に記載の走査露光方法におい
て、請求項７に記載の発明の如く、前記同期移動中に前
記マスク（Ｒ）上の位置合わせマーク（ＲＭ）と前記感
応基板上の位置合わせマーク（ＷＭ）とを露光光（Ｉ
Ｌ）を使って検出することにより前記相対的な位置関係
を検出しても良い。
て、請求項７に記載の発明の如く、前記同期移動中に前
記マスク（Ｒ）上の位置合わせマーク（ＲＭ）と前記感
応基板上の位置合わせマーク（ＷＭ）とを露光光（Ｉ
Ｌ）を使って検出することにより前記相対的な位置関係
を検出しても良い。
【００２８】請求項８に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方向）に同期移動させ
つつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して感応基板上に逐次転写する走査型露光装置
であって、前記マスク側の前記投影光学系の投影視野
（ＰＬ’）内に位置する複数の照明領域（ＩＡＲ、ＩＢ
Ｒ）を露光光（ＩＬ）により照明する照明系（１０）
と；前記マスクと感応基板との同期移動中に、前記複数
の照明領域の少なくとも１つ（ＩＢＲ）を検出用照明領
域として、前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記
第１方向に直交する第２方向（Ｘ方向）、及び前記第
１、第２方向に直交する第３方向（Ｚ方向）の内の少な
くとも一方向に関する前記マスク及び前記感応基板の少
なくとも一方の位置又は両者の相対位置を前記露光光を
使って光学的に検出する位置検出装置（３０）とを備え
る。
感応基板（Ｗ）とを第１方向（Ｙ方向）に同期移動させ
つつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して感応基板上に逐次転写する走査型露光装置
であって、前記マスク側の前記投影光学系の投影視野
（ＰＬ’）内に位置する複数の照明領域（ＩＡＲ、ＩＢ
Ｒ）を露光光（ＩＬ）により照明する照明系（１０）
と；前記マスクと感応基板との同期移動中に、前記複数
の照明領域の少なくとも１つ（ＩＢＲ）を検出用照明領
域として、前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記
第１方向に直交する第２方向（Ｘ方向）、及び前記第
１、第２方向に直交する第３方向（Ｚ方向）の内の少な
くとも一方向に関する前記マスク及び前記感応基板の少
なくとも一方の位置又は両者の相対位置を前記露光光を
使って光学的に検出する位置検出装置（３０）とを備え
る。
【００２９】これによれば、照明光学系によりマスク側
の投影光学系の投影視野内に位置する複数の照明領域が
露光光により照明され、位置検出装置により、マスクと
感応基板との同期移動中に、複数の照明領域の少なくと
も１つを検出用照明領域として、第１方向、マスクの移
動面内で第１方向に直交する第２方向、及び第１、第２
方向に直交する第３方向の内の少なくとも一方向に関す
るマスク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者
の相対位置が露光光を使って光学的に検出される。通
常、投影光学系は露光光の波長に対して収差が殆どない
ように結像性能が調整されていることから、本請求項８
の走査型露光装置によれば走査露光中に露光光を用いて
殆ど無収差でマスク及び感応基板の少なくとも一方の位
置又は両者の相対位置を高精度に検出することができ
る。
の投影光学系の投影視野内に位置する複数の照明領域が
露光光により照明され、位置検出装置により、マスクと
感応基板との同期移動中に、複数の照明領域の少なくと
も１つを検出用照明領域として、第１方向、マスクの移
動面内で第１方向に直交する第２方向、及び第１、第２
方向に直交する第３方向の内の少なくとも一方向に関す
るマスク及び感応基板の少なくとも一方の位置又は両者
の相対位置が露光光を使って光学的に検出される。通
常、投影光学系は露光光の波長に対して収差が殆どない
ように結像性能が調整されていることから、本請求項８
の走査型露光装置によれば走査露光中に露光光を用いて
殆ど無収差でマスク及び感応基板の少なくとも一方の位
置又は両者の相対位置を高精度に検出することができ
る。
【００３０】この場合において、請求項９に記載の発明
の如く、前記マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）との同期移
動中に、前記位置検出装置（３０）の検出結果に基づい
て前記マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の前記
検出方向の位置を調整する駆動装置（ＲＳＴ、１２、１
６、１８、１９、２０、２１）を備えることが望まし
い。かかる場合には、駆動装置によりマスクと感応基板
との同期移動中、すなわち走査露光中に位置検出装置の
検出結果に基づいてマスク及び感応基板の少なくとも一
方の検出方向の位置が調整されるので、両者の相対位置
関係の高精度な調整が可能になり、結果的に露光精度を
向上させることができる。
の如く、前記マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）との同期移
動中に、前記位置検出装置（３０）の検出結果に基づい
て前記マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の前記
検出方向の位置を調整する駆動装置（ＲＳＴ、１２、１
６、１８、１９、２０、２１）を備えることが望まし
い。かかる場合には、駆動装置によりマスクと感応基板
との同期移動中、すなわち走査露光中に位置検出装置の
検出結果に基づいてマスク及び感応基板の少なくとも一
方の検出方向の位置が調整されるので、両者の相対位置
関係の高精度な調整が可能になり、結果的に露光精度を
向上させることができる。
【００３１】上記請求項８に記載の走査型露光装置にお
いて、位置検出装置の構成は種々考えられるが、例えば
請求項１０に記載の発明の如く、前記位置検出装置（３
０）は、前記マスク（Ｒ）からの反射光及び前記投影光
学系（ＰＬ）を介しての前記感応基板（Ｗ）からの反射
光の少なくとも一方を２分割する分割光学素子（４２）
と、該分割光学素子で分割された２光束を受光し、それ
ぞれの入射位置に応じた信号を出力する光電変換素子
（４６Ａ、４６Ｂ）と、該光電変換素子の出力に応じて
前記マスク及び感応基板の少なくとも一方の前記第３方
向の位置を求める演算装置（３６）とを有する焦点位置
検出装置であっても良く、あるいは請求項１１に記載の
発明の如く、前記位置検出装置（３０）は、前記マスク
（Ｒ）からの反射光及び前記投影光学系（ＰＬ）を介し
ての前記感応基板（Ｗ）からの反射光を前記感応基板表
面の共役面で受光する撮像素子（５８）と、該撮像素子
からの撮像信号に基づいて前記マスクと前記感応基板と
の前記第１方向及び第２方向の少なくとも一方の方向の
相対位置を算出する演算装置（３６）とを有するアライ
メント装置であっても良い。
いて、位置検出装置の構成は種々考えられるが、例えば
請求項１０に記載の発明の如く、前記位置検出装置（３
０）は、前記マスク（Ｒ）からの反射光及び前記投影光
学系（ＰＬ）を介しての前記感応基板（Ｗ）からの反射
光の少なくとも一方を２分割する分割光学素子（４２）
と、該分割光学素子で分割された２光束を受光し、それ
ぞれの入射位置に応じた信号を出力する光電変換素子
（４６Ａ、４６Ｂ）と、該光電変換素子の出力に応じて
前記マスク及び感応基板の少なくとも一方の前記第３方
向の位置を求める演算装置（３６）とを有する焦点位置
検出装置であっても良く、あるいは請求項１１に記載の
発明の如く、前記位置検出装置（３０）は、前記マスク
（Ｒ）からの反射光及び前記投影光学系（ＰＬ）を介し
ての前記感応基板（Ｗ）からの反射光を前記感応基板表
面の共役面で受光する撮像素子（５８）と、該撮像素子
からの撮像信号に基づいて前記マスクと前記感応基板と
の前記第１方向及び第２方向の少なくとも一方の方向の
相対位置を算出する演算装置（３６）とを有するアライ
メント装置であっても良い。
【００３２】上記請求項１１に記載の発明において、請
求項１２に記載の発明の如く、前記アライメント装置
は、前記マスク（Ｒ）上のマーク（ＲＭ）と前記感応基
板（Ｗ）上のマーク（ＷＭ）の相対位置を検出する装置
であり、前記マスク上の検出用照明領域（ＩＢＲ）を照
明する露光光の光量を所定レベルまで減光する減光部材
（６８）を備えていても良い。露光光は、ある光量以上
では感応基板上の感光剤を感光させるので、減光部材に
よりマスク上の検出用照明領域を照明する露光光の光量
を所定レベルまで減光することにより、感応基板上のマ
ークが現像後のプロセスによって荒らされるのを防止で
きるからである。
求項１２に記載の発明の如く、前記アライメント装置
は、前記マスク（Ｒ）上のマーク（ＲＭ）と前記感応基
板（Ｗ）上のマーク（ＷＭ）の相対位置を検出する装置
であり、前記マスク上の検出用照明領域（ＩＢＲ）を照
明する露光光の光量を所定レベルまで減光する減光部材
（６８）を備えていても良い。露光光は、ある光量以上
では感応基板上の感光剤を感光させるので、減光部材に
よりマスク上の検出用照明領域を照明する露光光の光量
を所定レベルまで減光することにより、感応基板上のマ
ークが現像後のプロセスによって荒らされるのを防止で
きるからである。
【００３３】この場合において、請求項１３に記載の発
明の如く、前記減光部材（６８）を前記マスク（Ｒ）上
の前記マーク（ＲＭ）領域に対向した位置に保持して前
記マスクと同期移動する移動体（６６Ａ、６６Ｂ）を有
する可動ブラインド装置（６４）を更に備えていること
が望ましい。かかる場合には、マスクと感応基板との同
期移動中ずっと減光部材がマーク領域に対向した位置に
保持されるので、感応基板上のマークが現像後のプロセ
スによって荒らされるのを確実に防止することができ
る。
明の如く、前記減光部材（６８）を前記マスク（Ｒ）上
の前記マーク（ＲＭ）領域に対向した位置に保持して前
記マスクと同期移動する移動体（６６Ａ、６６Ｂ）を有
する可動ブラインド装置（６４）を更に備えていること
が望ましい。かかる場合には、マスクと感応基板との同
期移動中ずっと減光部材がマーク領域に対向した位置に
保持されるので、感応基板上のマークが現像後のプロセ
スによって荒らされるのを確実に防止することができ
る。
【００３４】この場合、請求項１４に記載の発明の如
く、前記減光部材（６８）は、前記移動体（６６Ａ、６
６Ｂ）に対し前記第１方向に相対移動可能であっても良
い。かかる場合には、マスク上のマーク（ＲＭ）及び感
応基板（Ｗ）上のマーク（ＷＭ）が第１方向の異なる位
置に形成されても感応基板上のマークが現像後のプロセ
スによって荒らされるのを確実に防止することができ
る。すなわち、いわゆるマークの打ち替えがあっても対
応が可能である。
く、前記減光部材（６８）は、前記移動体（６６Ａ、６
６Ｂ）に対し前記第１方向に相対移動可能であっても良
い。かかる場合には、マスク上のマーク（ＲＭ）及び感
応基板（Ｗ）上のマーク（ＷＭ）が第１方向の異なる位
置に形成されても感応基板上のマークが現像後のプロセ
スによって荒らされるのを確実に防止することができ
る。すなわち、いわゆるマークの打ち替えがあっても対
応が可能である。
【００３５】上記請求項８に記載の走査型露光装置にお
いて、請求項１５に記載の発明の如く、前記位置検出装
置（３０）は、前記複数の照明領域の内の第１の照明領
域を前記マスク（Ｒ）の位置を検出するための検出用照
明領域として用い、前記複数の照明領域の内の第２の照
明領域を前記感応基板（Ｗ）の位置を検出するための検
出用照明領域として用いても良い。
いて、請求項１５に記載の発明の如く、前記位置検出装
置（３０）は、前記複数の照明領域の内の第１の照明領
域を前記マスク（Ｒ）の位置を検出するための検出用照
明領域として用い、前記複数の照明領域の内の第２の照
明領域を前記感応基板（Ｗ）の位置を検出するための検
出用照明領域として用いても良い。
【００３６】また、上記請求項９に記載の走査型露光装
置において、請求項１６に記載の発明の如く、前記照明
系（１０）は、前記複数の照明領域として、前記マスク
（Ｒ）と前記感応基板（Ｗ）の相対的な位置関係を検出
するための検出用照明領域（ＩＢＲ）と前記マスクのパ
ターンを前記感応基板上に転写するための露光用照明領
域（ＩＡＲ）とを前記第１方向（Ｙ方向）に並べて形成
し、前記位置検出装置（３０）は、前記同期移動中に前
記マスク上のあるパターン領域が前記露光用照明領域内
に位置する前に前記検出用照明領域へ照射される露光光
を使って前記マスクと前記感応基板との位置関係を検出
し、前記駆動装置は、前記検出結果に基づいて、前記同
期移動中に前記マスク上のあるパターン領域が前記露光
用照明領域内に位置するときの前記マスクと前記感応基
板との位置関係を調整するようにしても良い。
置において、請求項１６に記載の発明の如く、前記照明
系（１０）は、前記複数の照明領域として、前記マスク
（Ｒ）と前記感応基板（Ｗ）の相対的な位置関係を検出
するための検出用照明領域（ＩＢＲ）と前記マスクのパ
ターンを前記感応基板上に転写するための露光用照明領
域（ＩＡＲ）とを前記第１方向（Ｙ方向）に並べて形成
し、前記位置検出装置（３０）は、前記同期移動中に前
記マスク上のあるパターン領域が前記露光用照明領域内
に位置する前に前記検出用照明領域へ照射される露光光
を使って前記マスクと前記感応基板との位置関係を検出
し、前記駆動装置は、前記検出結果に基づいて、前記同
期移動中に前記マスク上のあるパターン領域が前記露光
用照明領域内に位置するときの前記マスクと前記感応基
板との位置関係を調整するようにしても良い。
【００３７】上記請求項９に記載の走査型露光装置にお
いて、請求項１７に記載の発明の如く、前記位置検出装
置（３０）は、前記マスク（Ｒ）からの反射光及び前記
投影光学系（ＰＬ）を介しての前記感応基板（Ｗ）から
の反射光を２分割する分割光学素子（５６）と、該分割
光学素子で分割された一方の光束を前記感応基板表面の
共役面から光路前方側に所定量だけデフォーカスした位
置で受光する第１の撮像素子（５８Ａ）と、該分割光学
素子で分割された他方の光束を前記感応基板表面の共役
面から光路後方側に前記所定量だけデフォーカスした位
置で受光する第２の撮像素子（５８Ｂ）とを備える場合
には、前記駆動装置（ＲＳＴ、１２、１６、１８、１
９、２０、２１）は、前記第１の撮像素子で撮像された
像のコントラストと前記第２の撮像素子で撮像された像
のコントラストとが一致するように前記マスクと感応基
板との前記第３方向（Ｚ方向）の相対位置を調整するよ
うにしても良い。
いて、請求項１７に記載の発明の如く、前記位置検出装
置（３０）は、前記マスク（Ｒ）からの反射光及び前記
投影光学系（ＰＬ）を介しての前記感応基板（Ｗ）から
の反射光を２分割する分割光学素子（５６）と、該分割
光学素子で分割された一方の光束を前記感応基板表面の
共役面から光路前方側に所定量だけデフォーカスした位
置で受光する第１の撮像素子（５８Ａ）と、該分割光学
素子で分割された他方の光束を前記感応基板表面の共役
面から光路後方側に前記所定量だけデフォーカスした位
置で受光する第２の撮像素子（５８Ｂ）とを備える場合
には、前記駆動装置（ＲＳＴ、１２、１６、１８、１
９、２０、２１）は、前記第１の撮像素子で撮像された
像のコントラストと前記第２の撮像素子で撮像された像
のコントラストとが一致するように前記マスクと感応基
板との前記第３方向（Ｚ方向）の相対位置を調整するよ
うにしても良い。
【００３８】上記請求項１０に記載の発明において、前
記光電変換素子は、単一の光電変換素子であっても勿論
良いが、請求項１８に記載の発明の如く、前記光電変換
素子は、前記分割光学素子で分割された２光束を個別に
受光するものが２つ設けられていても良い。
記光電変換素子は、単一の光電変換素子であっても勿論
良いが、請求項１８に記載の発明の如く、前記光電変換
素子は、前記分割光学素子で分割された２光束を個別に
受光するものが２つ設けられていても良い。
【００３９】また、請求項１０に記載の発明において、
請求項１９に記載の発明の如く、前記焦点位置検出装置
（３０）は、前記マスク（Ｒ）上の前記検出用照明領域
（ＩＢＲ）に入射する前記露光光（ＩＬ）の光路上に配
置された偏光ビームスプリッタ（４８）と、前記マスク
と前記感応基板との間の前記検出用照明領域を透過した
前記露光光の光路上に配置された四分の一波長板（５
０）とを更に有していても良く、あるいは請求項２０に
記載の発明の如く、前記焦点位置検出装置（３０）は、
前記マスクと前記感応基板との間の前記検出用照明領域
を透過した前記露光光の光路上に配置された遮光板（５
２）を更に有していても良い。
請求項１９に記載の発明の如く、前記焦点位置検出装置
（３０）は、前記マスク（Ｒ）上の前記検出用照明領域
（ＩＢＲ）に入射する前記露光光（ＩＬ）の光路上に配
置された偏光ビームスプリッタ（４８）と、前記マスク
と前記感応基板との間の前記検出用照明領域を透過した
前記露光光の光路上に配置された四分の一波長板（５
０）とを更に有していても良く、あるいは請求項２０に
記載の発明の如く、前記焦点位置検出装置（３０）は、
前記マスクと前記感応基板との間の前記検出用照明領域
を透過した前記露光光の光路上に配置された遮光板（５
２）を更に有していても良い。
【００４０】上記請求項８、９、１０、１１、１７に記
載の各発明において、請求項２１に記載の発明の如く、
前記複数の照明領域の内の少なくとも１つの検出用照明
領域と、その残りの露光用照明領域とが、前記第１方向
に並置されている場合には、前記複数の照明領域に照射
される露光光の光量の前記第１方向（Ｙ方向）の積算値
が前記第２方向（Ｘ方向）についてほぼ均一となるよう
に、前記各照明領域内に照射される露光光の光量が設定
されていることが望ましい。
載の各発明において、請求項２１に記載の発明の如く、
前記複数の照明領域の内の少なくとも１つの検出用照明
領域と、その残りの露光用照明領域とが、前記第１方向
に並置されている場合には、前記複数の照明領域に照射
される露光光の光量の前記第１方向（Ｙ方向）の積算値
が前記第２方向（Ｘ方向）についてほぼ均一となるよう
に、前記各照明領域内に照射される露光光の光量が設定
されていることが望ましい。
【００４１】また、上記請求項８、９、１０、１１、１
７に記載の各発明において、請求項２２に記載の発明の
如く、前記複数の照明領域の内の露光用照明領域が少な
くとも一部に前記第１及び第２方向に交差する傾斜部を
有し、前記検出用照明領域が前記第１方向で前記傾斜部
に重なる傾斜部を有していても良い。
７に記載の各発明において、請求項２２に記載の発明の
如く、前記複数の照明領域の内の露光用照明領域が少な
くとも一部に前記第１及び第２方向に交差する傾斜部を
有し、前記検出用照明領域が前記第１方向で前記傾斜部
に重なる傾斜部を有していても良い。
【００４２】請求項２３に記載の発明に係るデバイス製
造方法は、請求項３又は５に記載の走査露光方法を用い
たことを特徴とする。
造方法は、請求項３又は５に記載の走査露光方法を用い
たことを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１ないし図６に基づいて説明す
る。
の第１の実施形態を図１ないし図６に基づいて説明す
る。
【００４４】図１には、第１の実施形態に係る走査型露
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。
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。
【００４５】この走査型露光装置１００は、光源及び照
明光学系を含む照明系１０、マスクとしてのレチクル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ＸＹ平面内をＸＹ
２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１４、及びこれらを制御する制御系等を備え
ている。
明光学系を含む照明系１０、マスクとしてのレチクル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ＸＹ平面内をＸＹ
２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１４、及びこれらを制御する制御系等を備え
ている。
【００４６】前記照明系１０は、光源、照度均一化光学
系（コリメータレンズ、フライアイレンズ等から成
る）、リレーレンズ系、レチクルブラインド、及びコン
デンサレンズ等（いずれも図示せず）を含んで構成され
ている。光源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、ＡｒＦエキ
シマレーザ光あるいはＦ2エキシマレーザ光（波長：１
５７ｎｍ）等のエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹＡ
Ｇ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。
系（コリメータレンズ、フライアイレンズ等から成
る）、リレーレンズ系、レチクルブラインド、及びコン
デンサレンズ等（いずれも図示せず）を含んで構成され
ている。光源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、ＡｒＦエキ
シマレーザ光あるいはＦ2エキシマレーザ光（波長：１
５７ｎｍ）等のエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹＡ
Ｇ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。
【００４７】照度均一化光学系から射出された光束は、
リレーレンズ系を介してレチクルＲのパターン面と共役
な位置及びその近傍に配置されたレチクルブラインドに
達する。レチクルブラインドとしては、ここでは開口形
状が可変な可動ブラインドと、開口形状が固定された固
定ブラインドとが設けられている点は通常と同様である
が、その固定ブラインドによってレチクルＲを照明する
露光用照明領域（レジスト露光用）としてのスリット状
照明領域ＩＡＲと、検出用照明領域として落射照明領域
ＩＢＲとが規定されるようになっている点が通常と異な
る。この場合、レチクルブラインドを通過した光束は、
リレーレンズ系、コンデンサレンズ系を通過して回路パ
ターン等が描かれたレチクルＲの照明領域ＩＡＲ及び上
記落射照明領域ＩＢＲ部分をそれぞれ照明する。
リレーレンズ系を介してレチクルＲのパターン面と共役
な位置及びその近傍に配置されたレチクルブラインドに
達する。レチクルブラインドとしては、ここでは開口形
状が可変な可動ブラインドと、開口形状が固定された固
定ブラインドとが設けられている点は通常と同様である
が、その固定ブラインドによってレチクルＲを照明する
露光用照明領域（レジスト露光用）としてのスリット状
照明領域ＩＡＲと、検出用照明領域として落射照明領域
ＩＢＲとが規定されるようになっている点が通常と異な
る。この場合、レチクルブラインドを通過した光束は、
リレーレンズ系、コンデンサレンズ系を通過して回路パ
ターン等が描かれたレチクルＲの照明領域ＩＡＲ及び上
記落射照明領域ＩＢＲ部分をそれぞれ照明する。
【００４８】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（又は静電吸着）により固定さ
れている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、磁気
浮上型２次元リニアアクチュエータから成る不図示のレ
チクルステージ駆動系により、後述する投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ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）微少駆動可能であるとともに、不図示
のレチクルベース上を所定の走査方向（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
が少なくとも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを横切ることが
できるだけのＹ軸方向の移動ストロークを有している。
また、本実施形態では、上記の磁気浮上型２次元リニア
アクチュエータとして、Ｘ制御用コイル、Ｙ制御用コイ
ルの他にＺ制御用コイルを備えたタイプが用いられてお
り、これによってレチクルステージＲＳＴがＺ軸方向に
も微小範囲で駆動可能に構成されている。
ルＲが、例えば真空吸着（又は静電吸着）により固定さ
れている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、磁気
浮上型２次元リニアアクチュエータから成る不図示のレ
チクルステージ駆動系により、後述する投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ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）微少駆動可能であるとともに、不図示
のレチクルベース上を所定の走査方向（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
が少なくとも投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを横切ることが
できるだけのＹ軸方向の移動ストロークを有している。
また、本実施形態では、上記の磁気浮上型２次元リニア
アクチュエータとして、Ｘ制御用コイル、Ｙ制御用コイ
ルの他にＺ制御用コイルを備えたタイプが用いられてお
り、これによってレチクルステージＲＳＴがＺ軸方向に
も微小範囲で駆動可能に構成されている。
【００４９】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）１３
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ＸＹ面内の位置はレチ
クル干渉計１３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１３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１５、レチ
クル干渉計１３として示されている。
レーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３
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ＸＹ面内の位置はレチ
クル干渉計１３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１３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１５、レチ
クル干渉計１３として示されている。
【００５０】レチクル干渉計１３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
してワークステーション（又はマイクロコンピュータ）
から成る主制御装置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ＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系
を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
ジＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介
してワークステーション（又はマイクロコンピュータ）
から成る主制御装置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ＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系
を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００５１】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、照明系１０からの照明光ＩＬ
によってレチクルＲのスリット状照明領域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を介してそのスリット状照明領域Ｉ
ＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立
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。
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ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、照明系１０からの照明光ＩＬ
によってレチクルＲのスリット状照明領域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を介してそのスリット状照明領域Ｉ
ＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立
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。
【００５２】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（又は静電吸着）によ
って保持されている。
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（又は静電吸着）によ
って保持されている。
【００５３】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。すなわち、こ
の基板テーブル１８は、異なる３点の支持点でピエゾ素
子等から成るレベリング・フォーカシングアクチュエー
タ（図示省略）によって支持されており、これら３つの
レベリング・フォーカシングアクチュエータがウエハ駆
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。
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。すなわち、こ
の基板テーブル１８は、異なる３点の支持点でピエゾ素
子等から成るレベリング・フォーカシングアクチュエー
タ（図示省略）によって支持されており、これら３つの
レベリング・フォーカシングアクチュエータがウエハ駆
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。
【００５４】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。
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。
【００５５】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。
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。
【００５６】また、基板テーブル１８上には、後述する
レチクルアライメントのための基準マーク等が形成され
た基準マーク板ＦＭが固定されている。
レチクルアライメントのための基準マーク等が形成され
た基準マーク板ＦＭが固定されている。
【００５７】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
方形のスリット状照明領域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ＶRで走査
（スキャン）される。照明領域ＩＡＲは投影光学系ＰＬ
（図２においてはレチクルＲ側のイメージサークルが符
号ＰＬ’で示され、またウエハＷ側のイメージサークル
が符号ＰＬ”で示されている）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投影領域、
すなわち露光領域ＩＡＷ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Ｖ
R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ＶWで走査され、ウエハＷ上のショット領域Ｓ
の全面が露光可能となっている。走査速度の比ＶW／ＶR
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、上記の如く、ウエハＷとレチクルＲの同期移動
が行われることにより、図３に示されるように、レチク
ルＲのパターン領域ＰＡのパターン（ここでは、「Ｆパ
ターン」を含むパターン）がウエハＷ上のショット領域
Ｓ上に正確に（歪みなく）縮小転写される。スリット状
照明領域ＩＡＲの長手方向の幅は、実際には、照明系１
０内の固定ブラインドによって、レチクルＲ上のパター
ン領域ＰＡよりも広く、パターン領域ＰＡを区画する遮
光領域の最大幅よりも狭くなるように設定され、レチク
ルＲを走査（スキャン）することによりパターン領域Ｐ
Ａ全面が照明されるようになっている。
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
方形のスリット状照明領域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ＶRで走査
（スキャン）される。照明領域ＩＡＲは投影光学系ＰＬ
（図２においてはレチクルＲ側のイメージサークルが符
号ＰＬ’で示され、またウエハＷ側のイメージサークル
が符号ＰＬ”で示されている）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投影領域、
すなわち露光領域ＩＡＷ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Ｖ
R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ＶWで走査され、ウエハＷ上のショット領域Ｓ
の全面が露光可能となっている。走査速度の比ＶW／ＶR
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、上記の如く、ウエハＷとレチクルＲの同期移動
が行われることにより、図３に示されるように、レチク
ルＲのパターン領域ＰＡのパターン（ここでは、「Ｆパ
ターン」を含むパターン）がウエハＷ上のショット領域
Ｓ上に正確に（歪みなく）縮小転写される。スリット状
照明領域ＩＡＲの長手方向の幅は、実際には、照明系１
０内の固定ブラインドによって、レチクルＲ上のパター
ン領域ＰＡよりも広く、パターン領域ＰＡを区画する遮
光領域の最大幅よりも狭くなるように設定され、レチク
ルＲを走査（スキャン）することによりパターン領域Ｐ
Ａ全面が照明されるようになっている。
【００５８】本実施形態の走査型露光装置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うこ
とにより、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行
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。
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うこ
とにより、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行
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。
【００５９】図１に戻り、この走査型露光装置１００に
は、投影光学系の投影視野（イメージサークル内）を常
時モニタするための位置検出装置３０が設けられてい
る。この位置検出装置３０は、照明系１０とレチクルＲ
との間に斜設されたビームスプリッタ３２と、センサユ
ニット３４と、信号処理装置３６とを含んで構成されて
いる。この位置検出装置３０は、前述した落射照明領域
ＩＢＲを検出用照明領域として、後述するような種々の
計測を行う。照明領域ＩＢＲは、前述したスリット状照
明領域ＩＡＲがウエハＷ上の露光領域ＩＡＷと共役関係
にあるのと同様に、ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷと共役
関係にあり、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ表面の照
明領域ＩＢＷ内に照射（投射）された照明光ＩＬの光束
はウエハＷによって反射され、その反射光束は入射光路
と同一の光路を反対向きに進んで、ビームスプリッタ３
２に到達し、センサユニット３４に向かって反射され
る。センサユニット３４は、例えば２次元のＣＣＤカメ
ラやポジションセンシティブセンサ（ビーム位置検出
器）などの光電変換素子、レンズエレメント等の光学素
子などによって構成されている。
は、投影光学系の投影視野（イメージサークル内）を常
時モニタするための位置検出装置３０が設けられてい
る。この位置検出装置３０は、照明系１０とレチクルＲ
との間に斜設されたビームスプリッタ３２と、センサユ
ニット３４と、信号処理装置３６とを含んで構成されて
いる。この位置検出装置３０は、前述した落射照明領域
ＩＢＲを検出用照明領域として、後述するような種々の
計測を行う。照明領域ＩＢＲは、前述したスリット状照
明領域ＩＡＲがウエハＷ上の露光領域ＩＡＷと共役関係
にあるのと同様に、ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷと共役
関係にあり、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ表面の照
明領域ＩＢＷ内に照射（投射）された照明光ＩＬの光束
はウエハＷによって反射され、その反射光束は入射光路
と同一の光路を反対向きに進んで、ビームスプリッタ３
２に到達し、センサユニット３４に向かって反射され
る。センサユニット３４は、例えば２次元のＣＣＤカメ
ラやポジションセンシティブセンサ（ビーム位置検出
器）などの光電変換素子、レンズエレメント等の光学素
子などによって構成されている。
【００６０】本実施形態では、センサユニット３４は、
レチクルＲのパターン面からの反射光束や投影光学系Ｐ
Ｌ及びレチクルＲを介してのウエハ面からの反射光束を
受光して光電変換したり、あるいはレチクルＲの回路パ
ターンの画像や投影光学系ＰＬ及びレチクルＲを介して
のウエハＷ上の回路パターンの画像やアライメント用マ
ークの画像等を取り込んで画像信号に変換したりするよ
うになっている。そして、信号処理装置３６ではセンサ
ユニット３４からの信号を処理するとともに所定の演算
によってウエハＷのＸ，Ｙ，Ｚ位置、あるいはレチクル
ＲのＸ、Ｙ、Ｚ位置、あるいはレチクルＲとウエハＷと
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置を算出するようになってい
る。
レチクルＲのパターン面からの反射光束や投影光学系Ｐ
Ｌ及びレチクルＲを介してのウエハ面からの反射光束を
受光して光電変換したり、あるいはレチクルＲの回路パ
ターンの画像や投影光学系ＰＬ及びレチクルＲを介して
のウエハＷ上の回路パターンの画像やアライメント用マ
ークの画像等を取り込んで画像信号に変換したりするよ
うになっている。そして、信号処理装置３６ではセンサ
ユニット３４からの信号を処理するとともに所定の演算
によってウエハＷのＸ，Ｙ，Ｚ位置、あるいはレチクル
ＲのＸ、Ｙ、Ｚ位置、あるいはレチクルＲとウエハＷと
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置を算出するようになってい
る。
【００６１】ここで、図２に示されるように、レチクル
Ｒ上ではスリット状照明領域ＩＡＲより先に落射照明領
域ＩＢＲがレチクルＲのパターン領域ＰＡに到達するよ
うに、従ってウエハＷ上では露光領域ＩＡＷに先行して
照明領域ＩＢＷがショット領域Ｓの上を横切るように、
照明領域ＩＡＲと照明領域ＩＢＷが定められている。こ
のため、位置検出装置３０では、実際の露光に先立っ
て、レチクルＲとウエハＷとの同期移動開始時にレチク
ルＲ及びウエハＷの少なくとも一方の回路パターンの
Ｘ，Ｙ，Ｚ位置を検出することができるので、いわゆる
先読み制御が可能であり、制御応答遅れが発生し難く、
位置合わせの精度向上が期待される。また、照明領域Ｉ
ＡＲとＩＢＲとの走査方向の間隔は基板テーブル１８の
制御応答特性等を総合して最適な間隔とする。すなわ
ち、基板テーブル１８の動作が緩慢なほど両者の間隔を
広げることが望ましい。
Ｒ上ではスリット状照明領域ＩＡＲより先に落射照明領
域ＩＢＲがレチクルＲのパターン領域ＰＡに到達するよ
うに、従ってウエハＷ上では露光領域ＩＡＷに先行して
照明領域ＩＢＷがショット領域Ｓの上を横切るように、
照明領域ＩＡＲと照明領域ＩＢＷが定められている。こ
のため、位置検出装置３０では、実際の露光に先立っ
て、レチクルＲとウエハＷとの同期移動開始時にレチク
ルＲ及びウエハＷの少なくとも一方の回路パターンの
Ｘ，Ｙ，Ｚ位置を検出することができるので、いわゆる
先読み制御が可能であり、制御応答遅れが発生し難く、
位置合わせの精度向上が期待される。また、照明領域Ｉ
ＡＲとＩＢＲとの走査方向の間隔は基板テーブル１８の
制御応答特性等を総合して最適な間隔とする。すなわ
ち、基板テーブル１８の動作が緩慢なほど両者の間隔を
広げることが望ましい。
【００６２】ここで、上述のようにして構成された本第
１の実施形態の走査型露光装置１００の露光動作の流れ
を簡単に説明する。
１の実施形態の走査型露光装置１００の露光動作の流れ
を簡単に説明する。
【００６３】先ず、最初に、基板テーブル１８上の基準
板ＦＭ上の基準点が投影光学系ＰＬの光軸の直下に位置
するように、主制御装置２０によってＸステージ１２、
Ｙステージ１６が駆動される。次に、主制御装置２０で
はレチクルＲ上のレチクルアライメントマーク（以下、
適宜「レチクルマーク」という）ＲＭ１、ＲＭ２（図２
参照）とこれらに対応する基準マーク板ＦＭ上の不図示
のレチクルアライメント用基準マークとを位置検出装置
３０によって同時に観察可能な位置までレチクルステー
ジＲＳＴを移動させ、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２と
これらに対応する基準板ＦＭ上のレチクルアライメント
用基準マークとを位置検出装置３０によて同時に観察す
る。同様にして、主制御装置２０ではレチクルＲ上のレ
チクルマークＲＭ３、ＲＭ４（又はＲＭ５、ＲＭ６）と
これらに対応する基準マーク板ＦＭ上のレチクルアライ
メント用基準マークとを位置検出装置３０によって同時
に観察する。そして、主制御装置２０では、上記の計測
によって得られた相互に対応するレチクルマークＲＭと
レチクルアライメント用基準マークとの相対位置ずれが
全て同時に最小になるように、レチクルステージＲＳＴ
をＸＹ面内で微少駆動して、レチクルＲの初期位置設
定、すなわちレチクルアライメントを行う。
板ＦＭ上の基準点が投影光学系ＰＬの光軸の直下に位置
するように、主制御装置２０によってＸステージ１２、
Ｙステージ１６が駆動される。次に、主制御装置２０で
はレチクルＲ上のレチクルアライメントマーク（以下、
適宜「レチクルマーク」という）ＲＭ１、ＲＭ２（図２
参照）とこれらに対応する基準マーク板ＦＭ上の不図示
のレチクルアライメント用基準マークとを位置検出装置
３０によって同時に観察可能な位置までレチクルステー
ジＲＳＴを移動させ、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２と
これらに対応する基準板ＦＭ上のレチクルアライメント
用基準マークとを位置検出装置３０によて同時に観察す
る。同様にして、主制御装置２０ではレチクルＲ上のレ
チクルマークＲＭ３、ＲＭ４（又はＲＭ５、ＲＭ６）と
これらに対応する基準マーク板ＦＭ上のレチクルアライ
メント用基準マークとを位置検出装置３０によって同時
に観察する。そして、主制御装置２０では、上記の計測
によって得られた相互に対応するレチクルマークＲＭと
レチクルアライメント用基準マークとの相対位置ずれが
全て同時に最小になるように、レチクルステージＲＳＴ
をＸＹ面内で微少駆動して、レチクルＲの初期位置設
定、すなわちレチクルアライメントを行う。
【００６４】次に、上記のレチクルアライメントの終了
後、ウエハＷが載置された基板テーブル１８とレチクル
ステージＲＳＴとが主制御装置２０によって第１ショッ
トの露光（レチクルパターンの転写）のための走査開始
位置まで移動され、その第１ショットに対し前述の如く
して走査露光が行われる。この走査露光中に、位置検出
装置３０により前述した種々の検出が行われ、該位置検
出装置３０を構成するセンサユニット３４からの信号に
基づいて信号処理装置３６によってレチクルＲ又はウエ
ハＷのＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置及びレチクルＲとウエハＷ
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置が算出される。そして、こ
の信号処理装置３６の算出結果が主制御装置２０に通知
され、主制御装置２０ではこの算出結果に基づいてステ
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、すなわちウエハＷの位置・姿勢を制御す
る、あるいはこれとともにレチクルステージ駆動系を介
してレチクルステージＲＳＴ、すなわちレチクルＲの位
置を制御することにより、ウエハＷとレチクルＲとの
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置合わせを、スキャン中（レチ
クルＲとウエハＷの同期移動中）に行う。
後、ウエハＷが載置された基板テーブル１８とレチクル
ステージＲＳＴとが主制御装置２０によって第１ショッ
トの露光（レチクルパターンの転写）のための走査開始
位置まで移動され、その第１ショットに対し前述の如く
して走査露光が行われる。この走査露光中に、位置検出
装置３０により前述した種々の検出が行われ、該位置検
出装置３０を構成するセンサユニット３４からの信号に
基づいて信号処理装置３６によってレチクルＲ又はウエ
ハＷのＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置及びレチクルＲとウエハＷ
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置が算出される。そして、こ
の信号処理装置３６の算出結果が主制御装置２０に通知
され、主制御装置２０ではこの算出結果に基づいてステ
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、すなわちウエハＷの位置・姿勢を制御す
る、あるいはこれとともにレチクルステージ駆動系を介
してレチクルステージＲＳＴ、すなわちレチクルＲの位
置を制御することにより、ウエハＷとレチクルＲとの
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の相対位置合わせを、スキャン中（レチ
クルＲとウエハＷの同期移動中）に行う。
【００６５】これまでの説明から明らかなように、本第
１の実施形態では、主制御装置２０、ステージ制御系１
９、ウエハ駆動装置２１、Ｘステージ１２、Ｙステージ
１６、基板テーブル１８、レチクルステージＲＳＴ（不
図示のレチクルステージ駆動系を含む）、によってレチ
クルＲとウエハＷとの同期移動中に、位置検出装置３０
の検出結果に基づいてレチクルＲ及びウエハＷの少なく
とも一方の検出方向の位置を調整する駆動装置が構成さ
れている。
１の実施形態では、主制御装置２０、ステージ制御系１
９、ウエハ駆動装置２１、Ｘステージ１２、Ｙステージ
１６、基板テーブル１８、レチクルステージＲＳＴ（不
図示のレチクルステージ駆動系を含む）、によってレチ
クルＲとウエハＷとの同期移動中に、位置検出装置３０
の検出結果に基づいてレチクルＲ及びウエハＷの少なく
とも一方の検出方向の位置を調整する駆動装置が構成さ
れている。
【００６６】次に、上記の位置検出装置３０についてさ
らに具体的に説明する。この位置検出装置３０は、ウエ
ハＷ又はレチクルＲの投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向位
置、あるいは両者の光軸ＡＸ方向の相対位置（ずれ）を
検出するいわゆる焦点位置検出装置として構成しても良
く、あるいはウエハＷとレチクルＲのＸＹ位置又は両者
のＸＹ面内で相対位置関係を検出するアライメント装置
として構成しても良く、あるいは上記の如くその両方の
機能を備えた位置検出装置として構成しても良い。
らに具体的に説明する。この位置検出装置３０は、ウエ
ハＷ又はレチクルＲの投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向位
置、あるいは両者の光軸ＡＸ方向の相対位置（ずれ）を
検出するいわゆる焦点位置検出装置として構成しても良
く、あるいはウエハＷとレチクルＲのＸＹ位置又は両者
のＸＹ面内で相対位置関係を検出するアライメント装置
として構成しても良く、あるいは上記の如くその両方の
機能を備えた位置検出装置として構成しても良い。
【００６７】図４には、図１の位置検出装置３０を焦点
位置検出装置としてとして構成した一構成例が示されて
いる。この図４においては、ＸＹステージ装置１４等の
構成部分は図示が省略されている。
位置検出装置としてとして構成した一構成例が示されて
いる。この図４においては、ＸＹステージ装置１４等の
構成部分は図示が省略されている。
【００６８】この図４においては、レチクルＲ上の落射
照明領域ＩＢＲ内の任意の点が照明系１０からのスポッ
ト状の照明光ＩＬによって照明されている。また、この
場合、センサユニット３４は、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２、分割光学素子としての瞳分割プリズム
４４及び一対の光電変換素子としてのビーム位置検出器
４６Ａ、４６Ｂを含んで構成されている。ここで、この
位置検出装置３０の検出原理について簡単に説明する
と、レチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲ内の任意の点が
スポット状の照明光ＩＬで照明されると、該照明光ＩＬ
は投影光学系ＰＬを介してこれと共役なウエハＷ上の点
ＩＢＷに投射される。そして、この照明光ＩＬはウエハ
Ｗの表面によって反射され、入射光路を逆向きに進んで
ビームスプリッタ３２によって反射されて、レンズ３
８、ミラー４０、レンズ４２を経て瞳面に配置された瞳
分割プリズム（プリズムビームスプリッタ）４４に到達
し、該瞳分割プリズム４４によって２つの光束に分割さ
れ、一対のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に光スポ
ットを結像する。ウエハＷがレチクルＲのパターン形成
面と共役な位置からＺ方向にデフォーカスしていると、
ビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に結像される光スポ
ットの光量の重心位置は、該ビーム位置検出器４６Ａ、
４６Ｂの受光面上で中心位置から左右（図４中ではＹ方
向）にずれる。このずれ量、すなわちビーム位置検出器
４６Ａ、４６Ｂ上での光スポットの結像位置に応じたデ
フォーカス信号が信号処理装置３６に入力され、この信
号処理装置３６では所定の信号処理を施すとともに所定
の演算を行ってウエハＷ表面のＺ位置（投影光学系ＰＬ
の最良結像面からのＺ方向の位置ずれ量）を求める。こ
の場合、ビーム位置検出器は１つでもその受光面上での
光スポットの光量の重心位置の変化に応じてウエハＷの
デフォーカス量を検出することは可能であるが、一対
（２つ）のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂが設けられ
ていることから、これら２つのビーム位置検出器４６
Ａ、４６Ｂからのデフォーカス信号を用いることによ
り、ウエハＷ表面が傾斜していてもその影響をほぼ確実
に排除して、高精度にウエハＷのＺ位置を求めることが
できる。なお、ビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂとし
て、４分割受光素子等のビームの光量の重心位置の変化
として２次元の位置ずれを検出可能な光電変換素子を用
いる場合などには、これらの素子からの光電変換信号に
基づいて所定の演算により、デフォーカス量とともに
Ｘ、Ｙ軸回りの傾斜を求めることも可能である。また、
位置検出装置３０において、信号処理装置３６では信号
処理のみを行い、デフォーカス量、相対位置ずれ等の演
算は、主制御装置で行うようにしても良いことは勿論で
ある。
照明領域ＩＢＲ内の任意の点が照明系１０からのスポッ
ト状の照明光ＩＬによって照明されている。また、この
場合、センサユニット３４は、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２、分割光学素子としての瞳分割プリズム
４４及び一対の光電変換素子としてのビーム位置検出器
４６Ａ、４６Ｂを含んで構成されている。ここで、この
位置検出装置３０の検出原理について簡単に説明する
と、レチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲ内の任意の点が
スポット状の照明光ＩＬで照明されると、該照明光ＩＬ
は投影光学系ＰＬを介してこれと共役なウエハＷ上の点
ＩＢＷに投射される。そして、この照明光ＩＬはウエハ
Ｗの表面によって反射され、入射光路を逆向きに進んで
ビームスプリッタ３２によって反射されて、レンズ３
８、ミラー４０、レンズ４２を経て瞳面に配置された瞳
分割プリズム（プリズムビームスプリッタ）４４に到達
し、該瞳分割プリズム４４によって２つの光束に分割さ
れ、一対のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に光スポ
ットを結像する。ウエハＷがレチクルＲのパターン形成
面と共役な位置からＺ方向にデフォーカスしていると、
ビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に結像される光スポ
ットの光量の重心位置は、該ビーム位置検出器４６Ａ、
４６Ｂの受光面上で中心位置から左右（図４中ではＹ方
向）にずれる。このずれ量、すなわちビーム位置検出器
４６Ａ、４６Ｂ上での光スポットの結像位置に応じたデ
フォーカス信号が信号処理装置３６に入力され、この信
号処理装置３６では所定の信号処理を施すとともに所定
の演算を行ってウエハＷ表面のＺ位置（投影光学系ＰＬ
の最良結像面からのＺ方向の位置ずれ量）を求める。こ
の場合、ビーム位置検出器は１つでもその受光面上での
光スポットの光量の重心位置の変化に応じてウエハＷの
デフォーカス量を検出することは可能であるが、一対
（２つ）のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂが設けられ
ていることから、これら２つのビーム位置検出器４６
Ａ、４６Ｂからのデフォーカス信号を用いることによ
り、ウエハＷ表面が傾斜していてもその影響をほぼ確実
に排除して、高精度にウエハＷのＺ位置を求めることが
できる。なお、ビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂとし
て、４分割受光素子等のビームの光量の重心位置の変化
として２次元の位置ずれを検出可能な光電変換素子を用
いる場合などには、これらの素子からの光電変換信号に
基づいて所定の演算により、デフォーカス量とともに
Ｘ、Ｙ軸回りの傾斜を求めることも可能である。また、
位置検出装置３０において、信号処理装置３６では信号
処理のみを行い、デフォーカス量、相対位置ずれ等の演
算は、主制御装置で行うようにしても良いことは勿論で
ある。
【００６９】ここで、レチクルＲの反射が問題になると
きは、図５に示されるように、図４のビームスプリッタ
３２に代えて偏光ビームスプリッタ４８を用い、さらに
レチクルＲとウエハＷとの間（図４ではレチクルＲと投
影光学系ＰＬとの間）の光路上に四分の一波長板（λ／
４板）５０を配置し、いわゆるアイソレータの構成とし
ても良い。
きは、図５に示されるように、図４のビームスプリッタ
３２に代えて偏光ビームスプリッタ４８を用い、さらに
レチクルＲとウエハＷとの間（図４ではレチクルＲと投
影光学系ＰＬとの間）の光路上に四分の一波長板（λ／
４板）５０を配置し、いわゆるアイソレータの構成とし
ても良い。
【００７０】この場合、照明系１０から射出された照明
光ＩＬ（所定の直線偏光）は、偏光ビームスプリッタ４
８を透過してレチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲ内の任
意の１点を照明する。次に、このレチクルＲを通過した
照明光ＩＬは、四分の一波長板５０を通過することによ
り、円偏光に変換される。そして、この照明光ＩＬ（円
偏光）は投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン
面と共役なウエハＷ上の点ＩＢＷに投射される。そし
て、この照明光ＩＬはウエハＷの表面で反射され、入射
光路を逆向きに進んで四分の一波長板５０を通過するこ
とにより、位相が前とλ／４（π／２）異なる直線偏光
に変換される。そして、この照明光ＩＬは、偏光ビーム
スプリッタ４８によって反射されて、レンズ３８、ミラ
ー４０、レンズ４２を経て瞳分割プリズム４４に到達
し、該瞳分割プリズム４４によって２つの光束に分割さ
れ、一対のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に光スポ
ットを結像する。
光ＩＬ（所定の直線偏光）は、偏光ビームスプリッタ４
８を透過してレチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲ内の任
意の１点を照明する。次に、このレチクルＲを通過した
照明光ＩＬは、四分の一波長板５０を通過することによ
り、円偏光に変換される。そして、この照明光ＩＬ（円
偏光）は投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン
面と共役なウエハＷ上の点ＩＢＷに投射される。そし
て、この照明光ＩＬはウエハＷの表面で反射され、入射
光路を逆向きに進んで四分の一波長板５０を通過するこ
とにより、位相が前とλ／４（π／２）異なる直線偏光
に変換される。そして、この照明光ＩＬは、偏光ビーム
スプリッタ４８によって反射されて、レンズ３８、ミラ
ー４０、レンズ４２を経て瞳分割プリズム４４に到達
し、該瞳分割プリズム４４によって２つの光束に分割さ
れ、一対のビーム位置検出器４６Ａ、４６Ｂ上に光スポ
ットを結像する。
【００７１】この一方、レチクルＲのパターン面で反射
された照明光ＩＬは、偏光ビームスプリッタ４８に達す
るが、これをそのまま透過して照明系１０の方に進み、
レンズ３８には全く入射しない。従って、図５のように
すれば、レチクルＲからの反射光の影響を遮断すること
が可能である。
された照明光ＩＬは、偏光ビームスプリッタ４８に達す
るが、これをそのまま透過して照明系１０の方に進み、
レンズ３８には全く入射しない。従って、図５のように
すれば、レチクルＲからの反射光の影響を遮断すること
が可能である。
【００７２】上記と反対に、レチクルＲの回路パターン
の描画面のＺ位置を検出する場合には、図６に示される
ように、遮光部材としてのシャッタ５２をレチクルＲと
ウエハＷとの間（図６ではレチクルＲと投影光学系ＰＬ
との間）の光路上に挿入すればよい。この図６のような
構成は、デバイスルール（最小線幅）が小さくなるにつ
れ、必要度が高くなるものと予想される。すなわち、両
側テレセントリックの投影光学系と言ってもウエハ側は
ともかく、レチクル側まで厳密にテレセントリックに調
整することは殆ど困難であり、レチクル側が僅かながら
非テレセントリックになっているのが通常である。この
ため、レチクルＲのＺ方向位置ずれ（フォーカス誤差）
は、結果的にウエハＷ面上での像の横ずれの原因とな
る。かかる横ずれは、最小線幅が０．２５μｍ、０．１
７μｍ以下の次世代、次次世代の回路デバイスを量産す
る将来の露光装置では、無視できなくなると予想される
ので、レチクルＲの回路パターンの描画面のＺ位置を検
出する必要性が高くなるからである。
の描画面のＺ位置を検出する場合には、図６に示される
ように、遮光部材としてのシャッタ５２をレチクルＲと
ウエハＷとの間（図６ではレチクルＲと投影光学系ＰＬ
との間）の光路上に挿入すればよい。この図６のような
構成は、デバイスルール（最小線幅）が小さくなるにつ
れ、必要度が高くなるものと予想される。すなわち、両
側テレセントリックの投影光学系と言ってもウエハ側は
ともかく、レチクル側まで厳密にテレセントリックに調
整することは殆ど困難であり、レチクル側が僅かながら
非テレセントリックになっているのが通常である。この
ため、レチクルＲのＺ方向位置ずれ（フォーカス誤差）
は、結果的にウエハＷ面上での像の横ずれの原因とな
る。かかる横ずれは、最小線幅が０．２５μｍ、０．１
７μｍ以下の次世代、次次世代の回路デバイスを量産す
る将来の露光装置では、無視できなくなると予想される
ので、レチクルＲの回路パターンの描画面のＺ位置を検
出する必要性が高くなるからである。
【００７３】この一方、ウエハ面のＺ位置（投影光学系
ＰＬの光軸方向位置）を検出する焦点位置検出装置とし
て現在用いられている斜入射光式の装置の如く間接的に
像面の位置を検出する装置では、次世代、次次世代の露
光装置に要求されるスキャン露光中の投影光学系の像面
のＺ位置の計測及びフォーカシング精度の更なる向上に
対応できず、また解像力の向上に伴う投影光学系の高
Ｎ．Ａ．化によるワーキングディスタンスの縮小化にも
対応できないため、先に説明した図４や図５のような焦
点位置検出装置の必要性も高くなる。
ＰＬの光軸方向位置）を検出する焦点位置検出装置とし
て現在用いられている斜入射光式の装置の如く間接的に
像面の位置を検出する装置では、次世代、次次世代の露
光装置に要求されるスキャン露光中の投影光学系の像面
のＺ位置の計測及びフォーカシング精度の更なる向上に
対応できず、また解像力の向上に伴う投影光学系の高
Ｎ．Ａ．化によるワーキングディスタンスの縮小化にも
対応できないため、先に説明した図４や図５のような焦
点位置検出装置の必要性も高くなる。
【００７４】このような理由により、図５（又は図４）
の焦点位置検出装置と図６の焦点位置検出装置とを同時
に用いる必要性も高い。かかる場合には、投影光学系Ｐ
Ｌのイメージサークル内で視野分割（検出用の照明領域
を分割配置）すれば良い。具体的には、例えば、非走査
方向（Ｘ方向）に長いスリット状の照明領域をＹ方向に
並置し、その一方を図５（又は図４）の焦点位置検出装
置によるウエハＷのＺ位置検出用照明領域として用い、
他方をレチクルＲの回路パターン描画面のＺ位置検出用
照明領域として用いれば良い。
の焦点位置検出装置と図６の焦点位置検出装置とを同時
に用いる必要性も高い。かかる場合には、投影光学系Ｐ
Ｌのイメージサークル内で視野分割（検出用の照明領域
を分割配置）すれば良い。具体的には、例えば、非走査
方向（Ｘ方向）に長いスリット状の照明領域をＹ方向に
並置し、その一方を図５（又は図４）の焦点位置検出装
置によるウエハＷのＺ位置検出用照明領域として用い、
他方をレチクルＲの回路パターン描画面のＺ位置検出用
照明領域として用いれば良い。
【００７５】いずれにしても前述した図１の位置検出装
置３０を採用する本第１の実施形態の走査型露光装置１
００によると、先に説明した走査露光の際に、位置検出
装置３０によって露光用照明光ＩＬによって投影光学系
ＰＬの収差による影響を受けることなく、レチクルＲ及
びウエハＷのＸ、Ｙ、Ｚ位置及び両者のＸ、Ｙ、Ｚ方向
の相対位置の任意の１つ、あるいは任意の組み合わせを
高精度に検出することができる。従って、主制御装置２
０では、この位置検出装置３０からの検出信号に基づい
て、レチクルＲとウエハＷの同期移動中にステージ制御
系１９、不図示のレチクルステージ駆動系及びウエハ駆
動装置２１等を介してレチクルステージＲＳＴや基板テ
ーブル１８を所定の方向（Ｚ軸方向及び傾斜方向を含
む）に駆動することにより、走査露光中にレチクルＲと
ウエハＷとのＸＹ方向の相対位置合わせ（アライメン
ト）や、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ＰＬ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）ような面位置の調整を、将来の要求に応えられる
程度に高精度に行うことができる。従って、重ね合せ精
度を含む露光精度を向上させることができる。
置３０を採用する本第１の実施形態の走査型露光装置１
００によると、先に説明した走査露光の際に、位置検出
装置３０によって露光用照明光ＩＬによって投影光学系
ＰＬの収差による影響を受けることなく、レチクルＲ及
びウエハＷのＸ、Ｙ、Ｚ位置及び両者のＸ、Ｙ、Ｚ方向
の相対位置の任意の１つ、あるいは任意の組み合わせを
高精度に検出することができる。従って、主制御装置２
０では、この位置検出装置３０からの検出信号に基づい
て、レチクルＲとウエハＷの同期移動中にステージ制御
系１９、不図示のレチクルステージ駆動系及びウエハ駆
動装置２１等を介してレチクルステージＲＳＴや基板テ
ーブル１８を所定の方向（Ｚ軸方向及び傾斜方向を含
む）に駆動することにより、走査露光中にレチクルＲと
ウエハＷとのＸＹ方向の相対位置合わせ（アライメン
ト）や、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ＰＬ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）ような面位置の調整を、将来の要求に応えられる
程度に高精度に行うことができる。従って、重ね合せ精
度を含む露光精度を向上させることができる。
【００７６】また、本実施形態に係る走査型露光装置１
００では、前述の如く、実際の露光に先立って、回路パ
ターンのＸ，Ｙ，Ｚ位置を検出することができ、いわゆ
る先読み制御が可能なように、露光用照明領域ＩＡＲと
検出用照明領域ＩＢＲとの配置が定められている（図２
参照）ので、制御応答遅れが発生し難く、位置合わせの
精度向上が期待される。かかる意味では、露光用照明領
域の走査方向の一側と他側にそれぞれ検出用照明領域を
配置するような視野分割を行い、いわゆる交互スキャ
ン、例えば完全交互スキャンに対応できるようにするこ
とが一層望ましい。
００では、前述の如く、実際の露光に先立って、回路パ
ターンのＸ，Ｙ，Ｚ位置を検出することができ、いわゆ
る先読み制御が可能なように、露光用照明領域ＩＡＲと
検出用照明領域ＩＢＲとの配置が定められている（図２
参照）ので、制御応答遅れが発生し難く、位置合わせの
精度向上が期待される。かかる意味では、露光用照明領
域の走査方向の一側と他側にそれぞれ検出用照明領域を
配置するような視野分割を行い、いわゆる交互スキャ
ン、例えば完全交互スキャンに対応できるようにするこ
とが一層望ましい。
【００７７】更に、本実施形態では先読み制御のための
検出用照明領域ＩＢＲと露光用照明領域ＩＡＲとが走査
方向に並置されているにもかかわらず、図２からも明ら
かなように、いわゆるダブルフライアイレンズ等により
照度均一性を高くするだけで、２つの照明領域ＩＡＲ、
ＩＢＲに照射される露光光の光量の走査方向（Ｙ方向）
の積算値が非走査方向（Ｘ方向）についてほぼ均一とな
るので、露光量ムラを防止することは容易である。な
お、露光量ムラを防止するためＮＤ（ニュートラルデン
シティ）フィルタによって光量分布を照明領域内で制御
しても良いことは勿論である。
検出用照明領域ＩＢＲと露光用照明領域ＩＡＲとが走査
方向に並置されているにもかかわらず、図２からも明ら
かなように、いわゆるダブルフライアイレンズ等により
照度均一性を高くするだけで、２つの照明領域ＩＡＲ、
ＩＢＲに照射される露光光の光量の走査方向（Ｙ方向）
の積算値が非走査方向（Ｘ方向）についてほぼ均一とな
るので、露光量ムラを防止することは容易である。な
お、露光量ムラを防止するためＮＤ（ニュートラルデン
シティ）フィルタによって光量分布を照明領域内で制御
しても良いことは勿論である。
【００７８】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図７〜図８に基づいて説明する。ここで、前
述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分に
ついては同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略
にし若しくは省略するものとする。
実施形態を図７〜図８に基づいて説明する。ここで、前
述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分に
ついては同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略
にし若しくは省略するものとする。
【００７９】この第２の実施形態に係る走査型露光装置
１１０は、前述した第１の実施形態における位置検出装
置としての焦点位置検出装置３０の構成が多少異なる
点、及びこれに伴い照明視野の分割方法が第１の実施形
態と異なる点に特徴を有する。
１１０は、前述した第１の実施形態における位置検出装
置としての焦点位置検出装置３０の構成が多少異なる
点、及びこれに伴い照明視野の分割方法が第１の実施形
態と異なる点に特徴を有する。
【００８０】図７に示される走査型露光装置１１０に備
えられた焦点位置検出装置３０は、照明系１０とレチク
ルＲとの間に斜設されたビームスプリッタ３２と、セン
サユニット５４と、信号処理装置３６とを含んで構成さ
れている。
えられた焦点位置検出装置３０は、照明系１０とレチク
ルＲとの間に斜設されたビームスプリッタ３２と、セン
サユニット５４と、信号処理装置３６とを含んで構成さ
れている。
【００８１】この図７の走査型露光装置１１０において
は、レチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲが照明系１０か
らの照明光ＩＬによって照明されている。図８には、こ
の走査型露光装置１１０におけるレチクルＲ側の投影光
学系ＰＬのイメージサークルＰＬ’内に設定された露光
用照明領域ＩＡＲと検出用照明領域（落射照明領域）Ｉ
ＢＲ（ＩＢＲ１とＩＢＲ２）、及びこれらに対応するウ
エハＷ側の投影光学系ＰＬのイメージサークルＰＬ”内
に形成される照明領域ＩＡＷと検出用照明領域（落射照
明領域）ＩＢＷ（ＩＢＷ１とＩＢＷ２）が示されてい
る。この図８は、フォーカス制御開始直前の状態を示し
たものである。この図８から明らかなように、イメージ
サークルＰＬ’内に設定された露光用照明領域ＩＡＲ
は、非走査方向（Ｘ方向）に細長い長方形の両端部が一
部三角形状に切り取られた形状を有しており、２つの照
明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が丁度この切り取られた三角
形状を有し、これら２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２
は、本露光（レチクルパターン像転写のための露光）に
先立って、フォーカス制御動作（いわゆる先読み制御）
を開始できるような位置、すなわち照明領域ＩＡＲから
極く僅かに走査方向（Ｙ方向）に離れた位置にそれぞれ
配置されている。このように、本実施形態では先読み制
御のため２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２と露光用照
明領域ＩＡＲとが走査方向に並置されているにもかかわ
らず、いわゆるダブルフライアイレンズ等により照度均
一性を高くするだけで、３つの照明領域ＩＡＲ、ＩＢＲ
１、ＩＢＲ２に照射される露光光の光量の走査方向（Ｙ
方向）の積算値が非走査方向（Ｘ方向）についてほぼ均
一となるので、露光量ムラを防止すること容易である。
なお、露光量ムラを防止するための手法は、本実施形態
の如く、照明領域の分割形状（スリット幅の変化の形
状）を工夫する他、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フ
ィルタによって光量分布を照明領域内で制御しても良
い。但し、本実施形態の如く、照明領域の分割部分の境
界線を斜め線にすることで露光用照明領域ＩＡＲと、検
出用照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２のＸ方向の位置ずれが
あっても、積算露光量のＸ方向についてのバラツキは僅
かとなり、パターン転写像が殆ど劣化することがないよ
うになるというメリットがある。上記３つの照明領域Ｉ
ＡＲ、ＩＢＲ１、ＩＢＲ２は照明系１０内部の固定レチ
クルブラインドによって規定される。
は、レチクルＲ上の落射照明領域ＩＢＲが照明系１０か
らの照明光ＩＬによって照明されている。図８には、こ
の走査型露光装置１１０におけるレチクルＲ側の投影光
学系ＰＬのイメージサークルＰＬ’内に設定された露光
用照明領域ＩＡＲと検出用照明領域（落射照明領域）Ｉ
ＢＲ（ＩＢＲ１とＩＢＲ２）、及びこれらに対応するウ
エハＷ側の投影光学系ＰＬのイメージサークルＰＬ”内
に形成される照明領域ＩＡＷと検出用照明領域（落射照
明領域）ＩＢＷ（ＩＢＷ１とＩＢＷ２）が示されてい
る。この図８は、フォーカス制御開始直前の状態を示し
たものである。この図８から明らかなように、イメージ
サークルＰＬ’内に設定された露光用照明領域ＩＡＲ
は、非走査方向（Ｘ方向）に細長い長方形の両端部が一
部三角形状に切り取られた形状を有しており、２つの照
明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が丁度この切り取られた三角
形状を有し、これら２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２
は、本露光（レチクルパターン像転写のための露光）に
先立って、フォーカス制御動作（いわゆる先読み制御）
を開始できるような位置、すなわち照明領域ＩＡＲから
極く僅かに走査方向（Ｙ方向）に離れた位置にそれぞれ
配置されている。このように、本実施形態では先読み制
御のため２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２と露光用照
明領域ＩＡＲとが走査方向に並置されているにもかかわ
らず、いわゆるダブルフライアイレンズ等により照度均
一性を高くするだけで、３つの照明領域ＩＡＲ、ＩＢＲ
１、ＩＢＲ２に照射される露光光の光量の走査方向（Ｙ
方向）の積算値が非走査方向（Ｘ方向）についてほぼ均
一となるので、露光量ムラを防止すること容易である。
なお、露光量ムラを防止するための手法は、本実施形態
の如く、照明領域の分割形状（スリット幅の変化の形
状）を工夫する他、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フ
ィルタによって光量分布を照明領域内で制御しても良
い。但し、本実施形態の如く、照明領域の分割部分の境
界線を斜め線にすることで露光用照明領域ＩＡＲと、検
出用照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２のＸ方向の位置ずれが
あっても、積算露光量のＸ方向についてのバラツキは僅
かとなり、パターン転写像が殆ど劣化することがないよ
うになるというメリットがある。上記３つの照明領域Ｉ
ＡＲ、ＩＢＲ１、ＩＢＲ２は照明系１０内部の固定レチ
クルブラインドによって規定される。
【００８２】図７に戻り、前記センサユニット５４は、
レンズ３８、ミラー４０、レンズ４２、及び分割光学素
子としてのビームスプリッタ５６、及び第１、第２の撮
像素子としてのＣＣＤカメラ５８Ａ、５８Ｂ等を含んで
構成されている。前述の如く、本実施形態では、検出用
照明領域が２つ設けられているので、これに対応してセ
ンサユニット５４も実際には２つ設けられている。
レンズ３８、ミラー４０、レンズ４２、及び分割光学素
子としてのビームスプリッタ５６、及び第１、第２の撮
像素子としてのＣＣＤカメラ５８Ａ、５８Ｂ等を含んで
構成されている。前述の如く、本実施形態では、検出用
照明領域が２つ設けられているので、これに対応してセ
ンサユニット５４も実際には２つ設けられている。
【００８３】ここで、図７に示される焦点位置検出装置
３０の検出原理について簡単に説明すると、レチクルＲ
上の落射照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が照明光ＩＬで照
明されると、該照明光はＩＬは投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２にそれぞれ投
射される。そして、この照明光ＩＬはウエハＷの表面に
よって反射され、入射光路を逆向きに進んでビームスプ
リッタ３２によって反射されて、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２を経て、ビームスプリッタ５６によって
２分割される。この内、ビームスプリッタ５６を透過し
た光束は、ウエハＷ表面の共役面に対して所定量だけ光
路前方側にデフォーカスした位置にその光検知面（撮像
面）が配置されたＣＣＤカメラ５８Ａに入射する。一
方、ビームスプリッタ５６で反射された光束は、ウエハ
Ｗ表面の共役面に対して前記所定量だけ光路後方側にデ
フォーカスした位置にその光検知面が配置されたＣＣＤ
カメラ５８Ｂに入射する。
３０の検出原理について簡単に説明すると、レチクルＲ
上の落射照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が照明光ＩＬで照
明されると、該照明光はＩＬは投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２にそれぞれ投
射される。そして、この照明光ＩＬはウエハＷの表面に
よって反射され、入射光路を逆向きに進んでビームスプ
リッタ３２によって反射されて、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２を経て、ビームスプリッタ５６によって
２分割される。この内、ビームスプリッタ５６を透過し
た光束は、ウエハＷ表面の共役面に対して所定量だけ光
路前方側にデフォーカスした位置にその光検知面（撮像
面）が配置されたＣＣＤカメラ５８Ａに入射する。一
方、ビームスプリッタ５６で反射された光束は、ウエハ
Ｗ表面の共役面に対して前記所定量だけ光路後方側にデ
フォーカスした位置にその光検知面が配置されたＣＣＤ
カメラ５８Ｂに入射する。
【００８４】この場合、レチクルＲの回路パターン（物
体）の像の形成される像面にウエハＷ表面を合わせるこ
とが目的であるから、レチクル側の照明領域ＩＢＲ１、
ＩＢＲ２内に所定のパターン、例えばレチクルアライメ
ントマークＲＭがある状態で、このレチクルアライメン
トマークＲＭの直接像及びこのウエハＷ面上への投影像
の光束を前記の如くしてＣＣＤカメラ５８Ａ、５８Ｂの
撮像面上で結像させて、これらのＣＣＤカメラ５８Ａ、
５８Ｂの撮像信号を信号処理装置３６で画像処理して得
られた画像データを主制御装置２０に供給することによ
り、主制御装置２０ではそれぞれのＣＣＤカメラ５８
Ａ、５８Ｂから得られる画像データによる画像のコント
ラストに基づいて、フォーカシングエラー（位置誤差）
を検出し、この位置誤差がなくなるように、すなわち両
画像のコントラストがほぼ一致するように、ステージ制
御系１９、ウエハ駆動装置２１、及び不図示のレチクル
ステージ駆動系を介してウエハテーブル１８、レチクル
ステージＲＳＴのどちらか一方又は両方の位置を調整す
ることによって、オートフォーカスを実行する。ここ
で、上記のフォーカシングエラー（位置誤差）の検出及
びオートフォーカスの動作は、レチクルＲとウエハＷの
同期移動中に行われるので、レチクルアライメントマー
クＲＭの直接像又はウエハＷによる反射像の取り込み中
にも、レチクルＲ、ウエハＷは移動するため、ＣＣＤカ
メラ５８Ａ、５８Ｂとしては、ＴＤＩ（Time Delay Int
egration；時間遅延積分）センサを用いることが望まし
い。ＴＤＩセンサは、画像の動きに垂直方向のクロック
及びＴＤＩ転送方向を同期（一致）させることにより、
電荷をＴＤＩの段数に応じて加算する。従って、ライン
スキャンセンサに比べてＴＤＩの段数倍（例えば、３
２、６４、９６倍）の露光時間を与えて高感度な撮像が
可能になる。また、このＴＤＩセンサによると、解像度
やスキャニング速度を犠牲にすることなく、平均化効果
によりノイズが減少してＳＮ比が向上するというメリッ
トがある。勿論、通常のＣＣＤの２次元センサを用いて
も良い。
体）の像の形成される像面にウエハＷ表面を合わせるこ
とが目的であるから、レチクル側の照明領域ＩＢＲ１、
ＩＢＲ２内に所定のパターン、例えばレチクルアライメ
ントマークＲＭがある状態で、このレチクルアライメン
トマークＲＭの直接像及びこのウエハＷ面上への投影像
の光束を前記の如くしてＣＣＤカメラ５８Ａ、５８Ｂの
撮像面上で結像させて、これらのＣＣＤカメラ５８Ａ、
５８Ｂの撮像信号を信号処理装置３６で画像処理して得
られた画像データを主制御装置２０に供給することによ
り、主制御装置２０ではそれぞれのＣＣＤカメラ５８
Ａ、５８Ｂから得られる画像データによる画像のコント
ラストに基づいて、フォーカシングエラー（位置誤差）
を検出し、この位置誤差がなくなるように、すなわち両
画像のコントラストがほぼ一致するように、ステージ制
御系１９、ウエハ駆動装置２１、及び不図示のレチクル
ステージ駆動系を介してウエハテーブル１８、レチクル
ステージＲＳＴのどちらか一方又は両方の位置を調整す
ることによって、オートフォーカスを実行する。ここ
で、上記のフォーカシングエラー（位置誤差）の検出及
びオートフォーカスの動作は、レチクルＲとウエハＷの
同期移動中に行われるので、レチクルアライメントマー
クＲＭの直接像又はウエハＷによる反射像の取り込み中
にも、レチクルＲ、ウエハＷは移動するため、ＣＣＤカ
メラ５８Ａ、５８Ｂとしては、ＴＤＩ（Time Delay Int
egration；時間遅延積分）センサを用いることが望まし
い。ＴＤＩセンサは、画像の動きに垂直方向のクロック
及びＴＤＩ転送方向を同期（一致）させることにより、
電荷をＴＤＩの段数に応じて加算する。従って、ライン
スキャンセンサに比べてＴＤＩの段数倍（例えば、３
２、６４、９６倍）の露光時間を与えて高感度な撮像が
可能になる。また、このＴＤＩセンサによると、解像度
やスキャニング速度を犠牲にすることなく、平均化効果
によりノイズが減少してＳＮ比が向上するというメリッ
トがある。勿論、通常のＣＣＤの２次元センサを用いて
も良い。
【００８５】その他の部分の構成等は、前述した第１の
実施形態と同様になっている。
実施形態と同様になっている。
【００８６】以上のようにして構成された本第２の実施
形態の走査型露光装置１１０によると、先に説明した走
査露光の際に、焦点位置検出装置３０によって露光用照
明光ＩＬを用いて投影光学系ＰＬの収差による影響を受
けることなく、レチクルＲ及びウエハＷのＺ位置又は両
者のＺ方向の相対位置を高精度に検出することができ
る。従って、主制御装置２０では、この焦点位置検出装
置３０からの検出信号に基づいて、レチクルＲとウエハ
Ｗの同期移動中にステージ制御系１９、不図示のレチク
ルステージ駆動系及びウエハ駆動装置２１等を介してレ
チクルステージＲＳＴや基板テーブル１８を所定の方向
（Ｚ軸方向）に駆動することにより、走査露光中にレチ
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ＰＬ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）ような
面位置の調整を、将来の要求に応えられる程度に高精度
に行うことができる。従って、露光精度を向上させるこ
とができる。
形態の走査型露光装置１１０によると、先に説明した走
査露光の際に、焦点位置検出装置３０によって露光用照
明光ＩＬを用いて投影光学系ＰＬの収差による影響を受
けることなく、レチクルＲ及びウエハＷのＺ位置又は両
者のＺ方向の相対位置を高精度に検出することができ
る。従って、主制御装置２０では、この焦点位置検出装
置３０からの検出信号に基づいて、レチクルＲとウエハ
Ｗの同期移動中にステージ制御系１９、不図示のレチク
ルステージ駆動系及びウエハ駆動装置２１等を介してレ
チクルステージＲＳＴや基板テーブル１８を所定の方向
（Ｚ軸方向）に駆動することにより、走査露光中にレチ
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ＰＬ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）ような
面位置の調整を、将来の要求に応えられる程度に高精度
に行うことができる。従って、露光精度を向上させるこ
とができる。
【００８７】《第３の実施形態》次に、本発明の第３の
実施形態を図９〜図１１に基づいて説明する。ここで、
前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分
については同一の符号を用いるとともに、その説明を簡
略にし若しくは省略するものとする。
実施形態を図９〜図１１に基づいて説明する。ここで、
前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分
については同一の符号を用いるとともに、その説明を簡
略にし若しくは省略するものとする。
【００８８】この第３の実施形態に係る走査型露光装置
１２０は、前述した第１の実施形態における位置検出装
置としてアライメント装置３０が設けられている点、及
びこれに伴い照明視野の分割方法として前述した第２の
実施形態と同様のものが採用されている点に特徴を有す
る。
１２０は、前述した第１の実施形態における位置検出装
置としてアライメント装置３０が設けられている点、及
びこれに伴い照明視野の分割方法として前述した第２の
実施形態と同様のものが採用されている点に特徴を有す
る。
【００８９】図９に示される走査型露光装置１２０に備
えられたアライメント装置３０は、照明系１０とレチク
ルＲとの間に斜設されたビームスプリッタ３２と、セン
サユニット６４と、信号処理装置３６とを含んで構成さ
れている。
えられたアライメント装置３０は、照明系１０とレチク
ルＲとの間に斜設されたビームスプリッタ３２と、セン
サユニット６４と、信号処理装置３６とを含んで構成さ
れている。
【００９０】走査型露光装置１２０においては、レチク
ルＲ上の落射照明領域ＩＢＲが照明系１０からの照明光
ＩＬによって照明されている。図１０には、この走査型
露光装置１２０におけるレチクルＲ側の投影光学系ＰＬ
のイメージサークルＰＬ’内に設定された露光用照明領
域ＩＡＲと検出用照明領域（落射照明領域）ＩＢＲ（Ｉ
ＢＲ１とＩＢＲ２）、及びこれらに対応するウエハＷ側
の投影光学系ＰＬのイメージサークルＰＬ”内に形成さ
れる照明領域ＩＡＷと検出用照明領域（落射照明領域）
ＩＢＷ（ＩＢＷ１とＩＢＷ２）が示されている。この図
１０は、アライメント制御開始直前の状態を示したもの
である。この図１０から明らかなように、本実施形態で
は、イメージサークルＰＬ’内に設定された露光用照明
領域ＩＡＲは、非走査方向（Ｘ方向）に細長い長方形の
両端部が一部三角形状に切り取られた形状を有してお
り、２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が丁度この切り
取られた三角形状を有し、これら２つの照明領域ＩＢＲ
１、ＩＢＲ２は、本露光（レチクルパターン像転写のた
めの露光）に先立って、アライメント制御動作（いわゆ
る先読み制御）を開始できるような位置、すなわち照明
領域ＩＡＲから極く僅かに走査方向（Ｙ方向）に離れた
位置にそれぞれ配置されている。
ルＲ上の落射照明領域ＩＢＲが照明系１０からの照明光
ＩＬによって照明されている。図１０には、この走査型
露光装置１２０におけるレチクルＲ側の投影光学系ＰＬ
のイメージサークルＰＬ’内に設定された露光用照明領
域ＩＡＲと検出用照明領域（落射照明領域）ＩＢＲ（Ｉ
ＢＲ１とＩＢＲ２）、及びこれらに対応するウエハＷ側
の投影光学系ＰＬのイメージサークルＰＬ”内に形成さ
れる照明領域ＩＡＷと検出用照明領域（落射照明領域）
ＩＢＷ（ＩＢＷ１とＩＢＷ２）が示されている。この図
１０は、アライメント制御開始直前の状態を示したもの
である。この図１０から明らかなように、本実施形態で
は、イメージサークルＰＬ’内に設定された露光用照明
領域ＩＡＲは、非走査方向（Ｘ方向）に細長い長方形の
両端部が一部三角形状に切り取られた形状を有してお
り、２つの照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が丁度この切り
取られた三角形状を有し、これら２つの照明領域ＩＢＲ
１、ＩＢＲ２は、本露光（レチクルパターン像転写のた
めの露光）に先立って、アライメント制御動作（いわゆ
る先読み制御）を開始できるような位置、すなわち照明
領域ＩＡＲから極く僅かに走査方向（Ｙ方向）に離れた
位置にそれぞれ配置されている。
【００９１】図９に戻り、前記センサユニット６４は、
レンズ３８、ミラー４０、レンズ４２、及び撮像素子と
してのＣＣＤカメラ５８等を含んで構成されている。前
述の如く、本実施形態では、検出用照明領域が２つ設け
られているので、これに対応してセンサユニット６４も
実際には２つ設けられている。
レンズ３８、ミラー４０、レンズ４２、及び撮像素子と
してのＣＣＤカメラ５８等を含んで構成されている。前
述の如く、本実施形態では、検出用照明領域が２つ設け
られているので、これに対応してセンサユニット６４も
実際には２つ設けられている。
【００９２】ここで、図９に示されるアライメント装置
３０の検出原理について簡単に説明すると、レチクルＲ
上の落射照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が照明光ＩＬで照
明されると、該照明光はＩＬは投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２にそれぞれ投
射される。そして、この照明光ＩＬはウエハＷの表面に
よって反射され、入射光路を逆向きに進んでビームスプ
リッタ３２によって反射されて、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２を経て、ＣＣＤカメラ５８に入射する。
この場合、ＣＣＤカメラ５８の光検知面（撮像面）はウ
エハＷ表面と共役になっており、アライメント装置３０
では、レチクルＲの透明部及び投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の回路パターンや位置合わせマークとしての
ウエハアライメントマーク（ウエハマーク）ＷＭを観察
できる。これと、同時にレチクルＲ上の回路パターンと
レチクルアライメントマーク（レチクルマーク）ＲＭも
観察可能なので、これらの相対的な位置関係を検出する
ことが可能である。
３０の検出原理について簡単に説明すると、レチクルＲ
上の落射照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２が照明光ＩＬで照
明されると、該照明光はＩＬは投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２にそれぞれ投
射される。そして、この照明光ＩＬはウエハＷの表面に
よって反射され、入射光路を逆向きに進んでビームスプ
リッタ３２によって反射されて、レンズ３８、ミラー４
０、レンズ４２を経て、ＣＣＤカメラ５８に入射する。
この場合、ＣＣＤカメラ５８の光検知面（撮像面）はウ
エハＷ表面と共役になっており、アライメント装置３０
では、レチクルＲの透明部及び投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上の回路パターンや位置合わせマークとしての
ウエハアライメントマーク（ウエハマーク）ＷＭを観察
できる。これと、同時にレチクルＲ上の回路パターンと
レチクルアライメントマーク（レチクルマーク）ＲＭも
観察可能なので、これらの相対的な位置関係を検出する
ことが可能である。
【００９３】例えば、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２を
ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２に合わせる場合、レチクル
側の照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２内にレチクルアライメ
ントマークＲＭ１、ＲＭ２があり、該マークＲＭ１、Ｒ
Ｍ２が形成されたレチクルパターン面と共役なウエハＷ
側の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２内にウエハマークＷＭ
１、ＷＭ２がある状態で、ＣＣＤカメラ５８でこれらの
画像を取り込み、このＣＣＤカメラ５８の撮像信号を信
号処理装置３６で画像処理するとともに、その結果得ら
れた画像データに基づいて所定の演算によりアライメン
トエラー、すなわちレチクルマークＲＭ１とウエハマー
クＷＭ１とのＸＹ面内での相対位置ずれ、及びレチクル
マークＲＭ２とウエハマークＷＭ２とのＸＹ面内での相
対位置ずれを算出する。そして、このアライメントエラ
ーの算出結果が主制御装置２０に通知され、主制御装置
２０ではこのアライメントエラーがともに最小となるよ
うに、ステージ制御系１９、ウエハ駆動装置２１、及び
不図示のレチクルステージ駆動系を介してウエハテーブ
ル１８、レチクルステージＲＳＴのどちらか一方又は両
方のＸＹ位置を調整することによって、ウエハＷとレチ
クルＲの相対位置を逐次制御する。この場合も、上記の
アライメントエラー（相対位置ずれ）の検出及び相対位
置合わせの動作は、レチクルＲとウエハＷの同期移動中
に行われることから、レチクルアライメントマークＲ
Ｍ、ウエハマークＷＭの画像取り込み中にも、レチクル
Ｒ、ウエハＷは移動するため、ＣＣＤカメラ５８として
は、ＴＤＩ（Time Delay Integration；時間遅延積分）
センサ又２次元ＣＣＤセンサを用いることが望ましい。
ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２に合わせる場合、レチクル
側の照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２内にレチクルアライメ
ントマークＲＭ１、ＲＭ２があり、該マークＲＭ１、Ｒ
Ｍ２が形成されたレチクルパターン面と共役なウエハＷ
側の照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２内にウエハマークＷＭ
１、ＷＭ２がある状態で、ＣＣＤカメラ５８でこれらの
画像を取り込み、このＣＣＤカメラ５８の撮像信号を信
号処理装置３６で画像処理するとともに、その結果得ら
れた画像データに基づいて所定の演算によりアライメン
トエラー、すなわちレチクルマークＲＭ１とウエハマー
クＷＭ１とのＸＹ面内での相対位置ずれ、及びレチクル
マークＲＭ２とウエハマークＷＭ２とのＸＹ面内での相
対位置ずれを算出する。そして、このアライメントエラ
ーの算出結果が主制御装置２０に通知され、主制御装置
２０ではこのアライメントエラーがともに最小となるよ
うに、ステージ制御系１９、ウエハ駆動装置２１、及び
不図示のレチクルステージ駆動系を介してウエハテーブ
ル１８、レチクルステージＲＳＴのどちらか一方又は両
方のＸＹ位置を調整することによって、ウエハＷとレチ
クルＲの相対位置を逐次制御する。この場合も、上記の
アライメントエラー（相対位置ずれ）の検出及び相対位
置合わせの動作は、レチクルＲとウエハＷの同期移動中
に行われることから、レチクルアライメントマークＲ
Ｍ、ウエハマークＷＭの画像取り込み中にも、レチクル
Ｒ、ウエハＷは移動するため、ＣＣＤカメラ５８として
は、ＴＤＩ（Time Delay Integration；時間遅延積分）
センサ又２次元ＣＣＤセンサを用いることが望ましい。
【００９４】さらに、本実施形態では、図９に示される
ように、レチクルＲのＺ方向上方に可動ブラインド装置
としてのマークブラインド６５が設けられている。この
マークブラインド６５は、図１０に示されるように、レ
チクルＲのＸ方向両側に配置されそれぞれＹ方向に延び
る一対の移動体としての支持部材６６Ａ、６６Ｂと、こ
れらの支持部材６６Ａ、６６ＢによってレチクルＲに対
向してそれぞれ保持された各３つ合計６つの減光部材と
しての透過光減衰部材６８とを備えている。支持部材６
６Ａ、６６Ｂは、不図示の駆動系によりＸＹ面内でＹ方
向に、レチクルＲと同じ向きに同じ速度で走査される。
ここで、前記６つの透過光減衰部材６８は、不図示の駆
動機構により支持部材６６Ａ、６６Ｂに対してＹ方向に
相対移動可能されており、この駆動機構が主制御装置２
０によって制御される。通常、主制御装置２０では走査
露光の開始に先立って、レチクルマークＲＭ１〜ＲＭ６
にそれぞれ対向する位置に、各透過光減衰部材６８を移
動させる。これは、レチクルマークＲＭ１〜ＲＭ６に当
たる照明光ＩＬの光量をウエハＷ上のレジストが感光し
ない程度まで減衰させるためである。透過光減衰部材６
８としては、例えばガラス上にクロム膜などの金属膜が
形成されたもの、又はメッシュ上の金属網などが用いら
れる。なお、マークブラインド６５は、照明系１０内部
に配置しても良く、その場合には可動ブラインドを構成
する各ブレードに透過光減衰部材を取り付ければ良い。
ように、レチクルＲのＺ方向上方に可動ブラインド装置
としてのマークブラインド６５が設けられている。この
マークブラインド６５は、図１０に示されるように、レ
チクルＲのＸ方向両側に配置されそれぞれＹ方向に延び
る一対の移動体としての支持部材６６Ａ、６６Ｂと、こ
れらの支持部材６６Ａ、６６ＢによってレチクルＲに対
向してそれぞれ保持された各３つ合計６つの減光部材と
しての透過光減衰部材６８とを備えている。支持部材６
６Ａ、６６Ｂは、不図示の駆動系によりＸＹ面内でＹ方
向に、レチクルＲと同じ向きに同じ速度で走査される。
ここで、前記６つの透過光減衰部材６８は、不図示の駆
動機構により支持部材６６Ａ、６６Ｂに対してＹ方向に
相対移動可能されており、この駆動機構が主制御装置２
０によって制御される。通常、主制御装置２０では走査
露光の開始に先立って、レチクルマークＲＭ１〜ＲＭ６
にそれぞれ対向する位置に、各透過光減衰部材６８を移
動させる。これは、レチクルマークＲＭ１〜ＲＭ６に当
たる照明光ＩＬの光量をウエハＷ上のレジストが感光し
ない程度まで減衰させるためである。透過光減衰部材６
８としては、例えばガラス上にクロム膜などの金属膜が
形成されたもの、又はメッシュ上の金属網などが用いら
れる。なお、マークブラインド６５は、照明系１０内部
に配置しても良く、その場合には可動ブラインドを構成
する各ブレードに透過光減衰部材を取り付ければ良い。
【００９５】その他の部分の構成等は、前述した第１の
実施形態と同様になっている。
実施形態と同様になっている。
【００９６】次に、本第３の実施形態の走査型露光装置
１２０による複数レイヤ（層）のレチクルパターンをウ
エハＷ上に重ね焼きする際の動作の流れを簡単に説明す
る。
１２０による複数レイヤ（層）のレチクルパターンをウ
エハＷ上に重ね焼きする際の動作の流れを簡単に説明す
る。
【００９７】先ず、最初に、前述した如くして、レチク
ルＲの初期位置設定、すなわちレチクルアライメントが
行われる。
ルＲの初期位置設定、すなわちレチクルアライメントが
行われる。
【００９８】この状態で、前述したステップ・アンド・
スキャン方式の走査露光が行われ、ファーストレイヤ
（第１層）の回路パターンがウエハＷ上の各ショット領
域に順次転写される。このファーストレイヤの回路パタ
ーンの転写の際には、レチクルブラインド６５は、所定
の待機位置、例えば図１０の位置にそのまま停止してお
り、レチクルステージＲＳＴのみが基板テーブル１８と
Ｙ方向に同期移動する。このため、レチクルＲ上のレチ
クルマークＲＭ１〜ＲＭ６が、回路パターンとともにウ
エハＷ上の各ショット領域内またはショット間のストリ
ートライン上に転写される。
スキャン方式の走査露光が行われ、ファーストレイヤ
（第１層）の回路パターンがウエハＷ上の各ショット領
域に順次転写される。このファーストレイヤの回路パタ
ーンの転写の際には、レチクルブラインド６５は、所定
の待機位置、例えば図１０の位置にそのまま停止してお
り、レチクルステージＲＳＴのみが基板テーブル１８と
Ｙ方向に同期移動する。このため、レチクルＲ上のレチ
クルマークＲＭ１〜ＲＭ６が、回路パターンとともにウ
エハＷ上の各ショット領域内またはショット間のストリ
ートライン上に転写される。
【００９９】その後、後に詳細に説明するように、現像
等の処理が行われ、セカンドレイヤ（第２層）のレチク
ルＲのレチクルアライメント等の処理の後、第２層（セ
カンドレイヤ）の回路パターン転写のためのステップ・
アンド・スキャン方式の走査露光が行われるが、この第
２層の回路パターンの転写のための走査露光の際には、
主制御装置２０ではウエハＷ上のレジストを介して（レ
ジスト越し）に、ウエハＷ上のアライメントマークＷＭ
を検出することになる。従って、このとき、主制御装置
２０では前述したマークブラインド６５をレチクルステ
ージＲＳＴと同期させてＹ方向に移動し、照明領域ＩＢ
Ｗ１、ＩＢＷ２に照射される光の光量が、ウエハＷ上の
レジスト層の下に形成されたアライメントマークの位置
検出に十分な光量かつ、レジストを感光させない光量と
なるようにする。なお、アライメント精度が必要になる
ときは、照明光の輝度は増加させずに、マークの面積を
増加させる。
等の処理が行われ、セカンドレイヤ（第２層）のレチク
ルＲのレチクルアライメント等の処理の後、第２層（セ
カンドレイヤ）の回路パターン転写のためのステップ・
アンド・スキャン方式の走査露光が行われるが、この第
２層の回路パターンの転写のための走査露光の際には、
主制御装置２０ではウエハＷ上のレジストを介して（レ
ジスト越し）に、ウエハＷ上のアライメントマークＷＭ
を検出することになる。従って、このとき、主制御装置
２０では前述したマークブラインド６５をレチクルステ
ージＲＳＴと同期させてＹ方向に移動し、照明領域ＩＢ
Ｗ１、ＩＢＷ２に照射される光の光量が、ウエハＷ上の
レジスト層の下に形成されたアライメントマークの位置
検出に十分な光量かつ、レジストを感光させない光量と
なるようにする。なお、アライメント精度が必要になる
ときは、照明光の輝度は増加させずに、マークの面積を
増加させる。
【０１００】図１１（Ａ）〜（Ｃ）には、一例としてセ
カンドレイヤ（第２層目）以降の露光の際のアライメン
トに用いられるウエハＷ上に形成されたアライメントマ
ーク（ウエハマーク）部分の断面図が示されている。図
１１（Ａ）のアライメントマークは、シリコンウエハ
Ｗ’上に、第１層目の材質、例えばＳｉＯ膜８０によっ
て形成され、その上にレジスト層８２が形成されてい
る。また、図１１（Ｂ）のアライメントマークは、シリ
コンウエハＷ’上に、例えばＳｉＯ膜８０によって形成
され、さらにその上にアルミ層８４がスパッタされ、さ
らにその上にレジスト層８２が形成されている。図１１
（Ｃ）のアライメントマークは、最近見られるようにな
ったもので、シリコンウエハＷ’上に、例えばＳｉＯ膜
８０によって形成され、さらにその上にアルミ層８４が
スパッタされ、そのアルミ層８４をウエハ平坦化技術の
１つであるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）
やエッチングによって平坦化し、その上にレジスト層８
２を形成したものである。この図１１（Ｃ）のようにＣ
ＭＰによって平坦化したウエハ上にレジストを塗布する
場合には、レジスト層を薄く塗布できるという効果のあ
ることが知られている。
カンドレイヤ（第２層目）以降の露光の際のアライメン
トに用いられるウエハＷ上に形成されたアライメントマ
ーク（ウエハマーク）部分の断面図が示されている。図
１１（Ａ）のアライメントマークは、シリコンウエハ
Ｗ’上に、第１層目の材質、例えばＳｉＯ膜８０によっ
て形成され、その上にレジスト層８２が形成されてい
る。また、図１１（Ｂ）のアライメントマークは、シリ
コンウエハＷ’上に、例えばＳｉＯ膜８０によって形成
され、さらにその上にアルミ層８４がスパッタされ、さ
らにその上にレジスト層８２が形成されている。図１１
（Ｃ）のアライメントマークは、最近見られるようにな
ったもので、シリコンウエハＷ’上に、例えばＳｉＯ膜
８０によって形成され、さらにその上にアルミ層８４が
スパッタされ、そのアルミ層８４をウエハ平坦化技術の
１つであるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）
やエッチングによって平坦化し、その上にレジスト層８
２を形成したものである。この図１１（Ｃ）のようにＣ
ＭＰによって平坦化したウエハ上にレジストを塗布する
場合には、レジスト層を薄く塗布できるという効果のあ
ることが知られている。
【０１０１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）はアライメントマー
ク部分の例であるがアラインメントマーク以外の回路パ
ターンもこのような構造になっており、実際の回路パタ
ーンを用いてアライメントを行う場合も、事情は同じで
ある。しかし、レチクルＲのパターン領域を介してウエ
ハＷ上に既に形成されたパターンを検出する際は観察で
きる場所はレチクルＲ上のパターンの光透過部分に制約
される。
ク部分の例であるがアラインメントマーク以外の回路パ
ターンもこのような構造になっており、実際の回路パタ
ーンを用いてアライメントを行う場合も、事情は同じで
ある。しかし、レチクルＲのパターン領域を介してウエ
ハＷ上に既に形成されたパターンを検出する際は観察で
きる場所はレチクルＲ上のパターンの光透過部分に制約
される。
【０１０２】セカンドレイヤの露光の際には、図１１か
ら明らかなように、レジスト層８２を介してアライメン
トマークＷＭ（８０）を検出することになる。露光波長
に対し、レジスト層の透過率は様々であるが、今後主流
となるとみられる化学増幅型レジストは露光波長に対す
る透過率が高いため、本実施形態のように露光光を照明
光として用いてアライメントマークの位置検出を行う場
合、化学増幅型レジストを用いればレジスト層の下にあ
るアライメントマークを直接観察することが可能であ
り、レジスト層の膜の厚さムラなどに起因するアライメ
ントエラー（位置検出誤差）を低減することができる。
ら明らかなように、レジスト層８２を介してアライメン
トマークＷＭ（８０）を検出することになる。露光波長
に対し、レジスト層の透過率は様々であるが、今後主流
となるとみられる化学増幅型レジストは露光波長に対す
る透過率が高いため、本実施形態のように露光光を照明
光として用いてアライメントマークの位置検出を行う場
合、化学増幅型レジストを用いればレジスト層の下にあ
るアライメントマークを直接観察することが可能であ
り、レジスト層の膜の厚さムラなどに起因するアライメ
ントエラー（位置検出誤差）を低減することができる。
【０１０３】また、現在一般的に使われているポジ型レ
ジストは化学増幅型レジストに限らず、ガンマ値が高
く、コントラストが高い。すなわち、ある露光量（適正
露光量）を閾値として一挙にレジスト膜の膜減りが進行
するため、適正露光量に達するまでは現像しても何の像
も転写しない。この性質を応用し、適正露光量以下のエ
ネルギでウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマー
ク）ＷＭを観察すればウエハマークＷＭ上のレジストを
感光させずにマーク検出が行え、現像処理後も、ウエハ
マークＷＭ上のレジスト膜の厚さが減少することはな
く、結果的に現像後のプロセス（エッチング、ＣＶＤな
ど）によってウエハマークＷＭが荒らされることがレジ
スト膜の存在によって防止される。このような意味か
ら、本実施形態の走査型露光装置１２０でもウエハＷ上
のウエハマークＷＭ部分のレジストを感光させずに、レ
チクルマークＲＭとウエハマークＷＭの相対位置ずれを
検出できることが望ましい。
ジストは化学増幅型レジストに限らず、ガンマ値が高
く、コントラストが高い。すなわち、ある露光量（適正
露光量）を閾値として一挙にレジスト膜の膜減りが進行
するため、適正露光量に達するまでは現像しても何の像
も転写しない。この性質を応用し、適正露光量以下のエ
ネルギでウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマー
ク）ＷＭを観察すればウエハマークＷＭ上のレジストを
感光させずにマーク検出が行え、現像処理後も、ウエハ
マークＷＭ上のレジスト膜の厚さが減少することはな
く、結果的に現像後のプロセス（エッチング、ＣＶＤな
ど）によってウエハマークＷＭが荒らされることがレジ
スト膜の存在によって防止される。このような意味か
ら、本実施形態の走査型露光装置１２０でもウエハＷ上
のウエハマークＷＭ部分のレジストを感光させずに、レ
チクルマークＲＭとウエハマークＷＭの相対位置ずれを
検出できることが望ましい。
【０１０４】かかる点を考慮して、本実施形態の走査型
露光装置１２０では、前述したマークブラインド６５を
設け、主制御装置２０が走査露光の開始に先立って、レ
チクルマークＲＭ１〜ＲＭ６にそれぞれ対向する位置
に、各透過光減衰部材６８を移動させ、レチクルマーク
ＲＭ１〜ＲＭ６部分に当たる照明光ＩＬの光量をウエハ
Ｗ上のレジストが感光しない程度まで減衰させた状態
で、走査露光を開始し、この際にマークブラインド６５
をレチクルステージＲＳＴと同期移動させることとした
ものである。
露光装置１２０では、前述したマークブラインド６５を
設け、主制御装置２０が走査露光の開始に先立って、レ
チクルマークＲＭ１〜ＲＭ６にそれぞれ対向する位置
に、各透過光減衰部材６８を移動させ、レチクルマーク
ＲＭ１〜ＲＭ６部分に当たる照明光ＩＬの光量をウエハ
Ｗ上のレジストが感光しない程度まで減衰させた状態
で、走査露光を開始し、この際にマークブラインド６５
をレチクルステージＲＳＴと同期移動させることとした
ものである。
【０１０５】その他の部分の構成等は、前述した第１の
実施形態と同様になっている。
実施形態と同様になっている。
【０１０６】以上のようにして構成された本第３の実施
形態の走査型露光装置１２０によると、先に説明した走
査露光の際に、アライメント装置３０によって露光用照
明光ＩＬを用いて投影光学系ＰＬの収差による影響を受
けることなく、レチクルＲとウエハＷとのＸＹ方向の相
対位置を高精度に検出することができる。従って、主制
御装置２０では、このアライメント装置３０からの検出
信号に基づいて、レチクルＲとウエハＷの同期移動中に
ステージ制御系１９、不図示のレチクルステージ駆動系
及びウエハ駆動装置２１等を介してレチクルステージＲ
ＳＴや基板テーブル１８を所定の方向（Ｘ、Ｙ方向）に
駆動することにより、走査露光中にレチクルＲのパター
ンとウエハＷの各ショット領域に既に形成された回路パ
ターンとを高精度に位置合わせすることができ、重ね合
せ精度を向上させることができる。また、走査露光中に
レチクルＲを介してウエハＷ上のウエハトマークＷＭを
検出するにもかかわらず、ウエハマークＷＭ上のレジス
トを感光させずにマーク検出ができるので、ウエハマー
ク（アライメントマーク）があらされることもない。
形態の走査型露光装置１２０によると、先に説明した走
査露光の際に、アライメント装置３０によって露光用照
明光ＩＬを用いて投影光学系ＰＬの収差による影響を受
けることなく、レチクルＲとウエハＷとのＸＹ方向の相
対位置を高精度に検出することができる。従って、主制
御装置２０では、このアライメント装置３０からの検出
信号に基づいて、レチクルＲとウエハＷの同期移動中に
ステージ制御系１９、不図示のレチクルステージ駆動系
及びウエハ駆動装置２１等を介してレチクルステージＲ
ＳＴや基板テーブル１８を所定の方向（Ｘ、Ｙ方向）に
駆動することにより、走査露光中にレチクルＲのパター
ンとウエハＷの各ショット領域に既に形成された回路パ
ターンとを高精度に位置合わせすることができ、重ね合
せ精度を向上させることができる。また、走査露光中に
レチクルＲを介してウエハＷ上のウエハトマークＷＭを
検出するにもかかわらず、ウエハマークＷＭ上のレジス
トを感光させずにマーク検出ができるので、ウエハマー
ク（アライメントマーク）があらされることもない。
【０１０７】また、本実施形態においても、３つの照明
領域ＩＡＲ、ＩＢＲ１、ＩＢＲ２に照射される露光光の
光量の走査方向（Ｙ方向）の積算値が非走査方向（Ｘ方
向）についてほぼ均一となり、露光量ムラが防止されて
いる。また、検出用照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２のＸ方
向の位置ずれがあっても、積算露光量のＸ方向について
のバラツキは僅かとなり、パターン転写像が殆ど劣化す
ることがないようになるというメリットがある。
領域ＩＡＲ、ＩＢＲ１、ＩＢＲ２に照射される露光光の
光量の走査方向（Ｙ方向）の積算値が非走査方向（Ｘ方
向）についてほぼ均一となり、露光量ムラが防止されて
いる。また、検出用照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２のＸ方
向の位置ずれがあっても、積算露光量のＸ方向について
のバラツキは僅かとなり、パターン転写像が殆ど劣化す
ることがないようになるというメリットがある。
【０１０８】なお、他のレイヤの露光の際に用いられる
レチクルＲのアライメントマークＲＭ１’〜ＲＭ６’、
ウエハＷのアライメントマークＷＭ１’〜ＷＭ６’の位
置が、図１２に示されるように、図１０の場合と異なる
場合には、図１２に示されるように、主制御装置２０で
は走査露光の開始に先立って、透過光減衰部材６８をＹ
方向にシフトさせ、レチクルマークＲＭ１’〜ＲＭ６’
に対向する位置に初期設定し、この状態でレチクルＲと
同一方向同一速度でマークブラインド６５をＹ方向に走
査すれば良い。これにより、いわゆるマークの打ち替え
が行われたときにも容易に対応が可能である。図１２に
おいては、図１０の場合のレチクルアライメントマーク
ＲＭ１〜ＲＭ６が点線で示されている。
レチクルＲのアライメントマークＲＭ１’〜ＲＭ６’、
ウエハＷのアライメントマークＷＭ１’〜ＷＭ６’の位
置が、図１２に示されるように、図１０の場合と異なる
場合には、図１２に示されるように、主制御装置２０で
は走査露光の開始に先立って、透過光減衰部材６８をＹ
方向にシフトさせ、レチクルマークＲＭ１’〜ＲＭ６’
に対向する位置に初期設定し、この状態でレチクルＲと
同一方向同一速度でマークブラインド６５をＹ方向に走
査すれば良い。これにより、いわゆるマークの打ち替え
が行われたときにも容易に対応が可能である。図１２に
おいては、図１０の場合のレチクルアライメントマーク
ＲＭ１〜ＲＭ６が点線で示されている。
【０１０９】《第４の実施形態》次に、本発明の第４の
実施形態を図１３〜図１５に基づいて説明する。ここ
で、前述した第３の実施形態と同一若しくは同等の構成
部分については同一の符号を用いるとともに、その説明
を省略するものとする。この第４の実施形態の走査型露
光装置では、その構成は、基本的には前述した第３の実
施形態とほぼ同様になっているが、投影光学系ＰＬのイ
メージサイクルＰＬ’内の照明領域の視野分割の方法が
異なる。
実施形態を図１３〜図１５に基づいて説明する。ここ
で、前述した第３の実施形態と同一若しくは同等の構成
部分については同一の符号を用いるとともに、その説明
を省略するものとする。この第４の実施形態の走査型露
光装置では、その構成は、基本的には前述した第３の実
施形態とほぼ同様になっているが、投影光学系ＰＬのイ
メージサイクルＰＬ’内の照明領域の視野分割の方法が
異なる。
【０１１０】図１３には、第４の実施形態に係る走査型
露光装置のイメージサークルＰＬ’内の視野分割の方法
とアライメントマーク位置、形状を説明するための図が
示されている。本実施形態は、本発明に係る位置検出方
法によると、露光光を検出光として用いる関係から投影
光学系ＰＬを介してマーク検出が可能であり、大Ｎ．
Ａ．でアライメントマークの像を検出できるという点に
着目した実施形態である。すなわち、大きなＮ．Ａ．に
よりアライメントマークを検出する場合、アライメント
マークを微細化できるので露光用照明領域ＩＡＲの非走
査方向両端部の微小幅の帯状領域を検出用照明領域ＩＢ
Ｒ１、ＩＢＲ２として利用するものである。
露光装置のイメージサークルＰＬ’内の視野分割の方法
とアライメントマーク位置、形状を説明するための図が
示されている。本実施形態は、本発明に係る位置検出方
法によると、露光光を検出光として用いる関係から投影
光学系ＰＬを介してマーク検出が可能であり、大Ｎ．
Ａ．でアライメントマークの像を検出できるという点に
着目した実施形態である。すなわち、大きなＮ．Ａ．に
よりアライメントマークを検出する場合、アライメント
マークを微細化できるので露光用照明領域ＩＡＲの非走
査方向両端部の微小幅の帯状領域を検出用照明領域ＩＢ
Ｒ１、ＩＢＲ２として利用するものである。
【０１１１】図１３の上側は投影光学系ＰＬのレチクル
Ｒ側のイメージサークルＰＬ’と各照明領域を示し、下
側は投影光学系ＰＬのウエハＷ側のイメージサークルＰ
Ｌ”と各照明領域を示す。
Ｒ側のイメージサークルＰＬ’と各照明領域を示し、下
側は投影光学系ＰＬのウエハＷ側のイメージサークルＰ
Ｌ”と各照明領域を示す。
【０１１２】レチクルＲ側では照明領域ＩＢＲ１、ＩＢ
Ｒ２、ウエハＷ側では照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２が検
出用照明領域、すなわちＸ，Ｙアライメント用照明領域
である。この領域に対応するレチクルＲ上の領域、具体
的にはパターン描画エリア（パターン領域）ＰＡの非走
査方向（Ｘ方向）の両側にアライメントマーク描画エリ
アＡＬＡ１、ＡＬＡ２があり、各アライメントマーク描
画エリアにはスキャン中逐次同期制御を行えるだけの
Ｘ，Ｙ方向のアライメントマークが書き込まれている。
Ｒ２、ウエハＷ側では照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２が検
出用照明領域、すなわちＸ，Ｙアライメント用照明領域
である。この領域に対応するレチクルＲ上の領域、具体
的にはパターン描画エリア（パターン領域）ＰＡの非走
査方向（Ｘ方向）の両側にアライメントマーク描画エリ
アＡＬＡ１、ＡＬＡ２があり、各アライメントマーク描
画エリアにはスキャン中逐次同期制御を行えるだけの
Ｘ，Ｙ方向のアライメントマークが書き込まれている。
【０１１３】第１層（ファーストレイヤ）の走査露光に
際しては、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ、ＩＢＲ１、
ＩＢＲ２が露光光によって照明され、ウエハＷ上のショ
ット領域Ｓに回路パターン（Ｆパターン）が転写され
る。この際、そのショット領域ＳのＸ方向の両端のスト
リートラインの領域ＷＭＡ１、ＷＭＡ２にレチクルＲの
照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２に照射され、アライメント
マーク描画エリアＡＬＡ１、ＡＬＡ２部分を透過した光
束が、投影光学系ＰＬによってウエハＷ上のアライメン
ト用照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２内に照射され、アライ
メントマークの像が転写されウエハマークＷＭが形成さ
れる。このウエハマークＷＭはセカンドレイヤ以降の露
光の際の重ね合せのためのＸ，Ｙのアライメントに用い
られるものである。
際しては、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ、ＩＢＲ１、
ＩＢＲ２が露光光によって照明され、ウエハＷ上のショ
ット領域Ｓに回路パターン（Ｆパターン）が転写され
る。この際、そのショット領域ＳのＸ方向の両端のスト
リートラインの領域ＷＭＡ１、ＷＭＡ２にレチクルＲの
照明領域ＩＢＲ１、ＩＢＲ２に照射され、アライメント
マーク描画エリアＡＬＡ１、ＡＬＡ２部分を透過した光
束が、投影光学系ＰＬによってウエハＷ上のアライメン
ト用照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２内に照射され、アライ
メントマークの像が転写されウエハマークＷＭが形成さ
れる。このウエハマークＷＭはセカンドレイヤ以降の露
光の際の重ね合せのためのＸ，Ｙのアライメントに用い
られるものである。
【０１１４】セカンドレイヤ以降の露光の際には、前述
の如く、レジスト層を介してアライメントマークＷＭを
検出することになる（図１１参照）。このとき、前述の
如く、照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２がアライメントマー
クＷＭを当該アライメントマークＷＭの位置検出に十分
な光量かつ、レジストを感光させない光量で照明するこ
とが重要である。アライメント精度が必要になるときは
照明光の輝度は増加させずに、マーク面積を増加させれ
ば良い。
の如く、レジスト層を介してアライメントマークＷＭを
検出することになる（図１１参照）。このとき、前述の
如く、照明領域ＩＢＷ１、ＩＢＷ２がアライメントマー
クＷＭを当該アライメントマークＷＭの位置検出に十分
な光量かつ、レジストを感光させない光量で照明するこ
とが重要である。アライメント精度が必要になるときは
照明光の輝度は増加させずに、マーク面積を増加させれ
ば良い。
【０１１５】このため、本第４の実施形態においても、
図１４に示されるように、レチクルＲのＺ方向上方にマ
ークブラインド６５が設けられている。このマークブラ
インド６５は、レチクルＲのＸ方向両側に配置されそれ
ぞれＹ方向に延びる一対の移動体としての支持部材６６
Ａ、６６Ｂと、これらの支持部材６６Ａ、６６Ｂによっ
てレチクルＲに対向してそれぞれ保持された減光部材と
しての板状の透過光減衰部材６８とを備えている。この
場合、透過光減衰部材６８は支持部材６６Ａ、６６Ｂに
対して固定で良い。支持部材６６Ａ、６６Ｂは、不図示
の駆動系によりＸＹ面内でＹ方向に、レチクルＲと同じ
向きに同じ速度で走査される。これにより、アライメン
トマークＲＭに当たる照明光ＩＬの光量をウエハＷ上の
レジストが感光しない程度まで減衰させることができ、
これにより、第３の実施形態と同様に、現像後のプロセ
ス（エッチング、ＣＶＤなど）によってウエハＷ上のア
ライメントマークが荒らされることがレジスト膜の存在
によって防止される。
図１４に示されるように、レチクルＲのＺ方向上方にマ
ークブラインド６５が設けられている。このマークブラ
インド６５は、レチクルＲのＸ方向両側に配置されそれ
ぞれＹ方向に延びる一対の移動体としての支持部材６６
Ａ、６６Ｂと、これらの支持部材６６Ａ、６６Ｂによっ
てレチクルＲに対向してそれぞれ保持された減光部材と
しての板状の透過光減衰部材６８とを備えている。この
場合、透過光減衰部材６８は支持部材６６Ａ、６６Ｂに
対して固定で良い。支持部材６６Ａ、６６Ｂは、不図示
の駆動系によりＸＹ面内でＹ方向に、レチクルＲと同じ
向きに同じ速度で走査される。これにより、アライメン
トマークＲＭに当たる照明光ＩＬの光量をウエハＷ上の
レジストが感光しない程度まで減衰させることができ、
これにより、第３の実施形態と同様に、現像後のプロセ
ス（エッチング、ＣＶＤなど）によってウエハＷ上のア
ライメントマークが荒らされることがレジスト膜の存在
によって防止される。
【０１１６】図１５には、本第４の実施形態の走査型露
光装置に最適なウエハＷ上のアライメントマークの形成
方法の一例が示されている。通常のＬＳＩプロセスにお
いて、ウエハＷ上のアライメントマークは６〜７種類の
物質の膜によって形成される。ウエハＷ上のパターン描
画領域（ショット領域）Ｓ内にＸ，Ｙそれぞれ７種類程
度のアライメントマークを描画する必要があるので、図
１５に示されるように分離してアライメントマークＷＭ
１〜ＷＭ７を形成する。アライメントマークＷＭ１〜Ｗ
Ｍ７の占有するＸ方向の幅Ｄは小さい程良いが、実用的
にはウエハＷを切断して複数のＬＳＩチップに分離する
際に用いるダイシングソー（鋸）の歯の幅（隣接ショッ
トＳ相互間のストリートラインＷＭＡの幅にほぼ一致）
が１００μｍ程度であるのでその程度以内なら支障はな
い。
光装置に最適なウエハＷ上のアライメントマークの形成
方法の一例が示されている。通常のＬＳＩプロセスにお
いて、ウエハＷ上のアライメントマークは６〜７種類の
物質の膜によって形成される。ウエハＷ上のパターン描
画領域（ショット領域）Ｓ内にＸ，Ｙそれぞれ７種類程
度のアライメントマークを描画する必要があるので、図
１５に示されるように分離してアライメントマークＷＭ
１〜ＷＭ７を形成する。アライメントマークＷＭ１〜Ｗ
Ｍ７の占有するＸ方向の幅Ｄは小さい程良いが、実用的
にはウエハＷを切断して複数のＬＳＩチップに分離する
際に用いるダイシングソー（鋸）の歯の幅（隣接ショッ
トＳ相互間のストリートラインＷＭＡの幅にほぼ一致）
が１００μｍ程度であるのでその程度以内なら支障はな
い。
【０１１７】なお、上記第２〜第４実施形態では、走査
型露光装置が位置検出装置として焦点位置検出装置、ア
ライメント装置のいずれかを備えた場合について説明し
たが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。
すなわち、本発明によれば、検出光として露光光を用い
るため、投影光学系を介してウエハ面、ウエハＷ上のア
ライメントマーク（又は回路パターン）の検出を行うこ
とができ、投影光学系の視野を必要な数だけ分割するこ
とにより、ウエハＷのＸ、Ｙ、Ｚ位置とレチクルのＸ、
Ｙ、Ｚ位置との任意の組み合わせを同時に検出すること
ができるので、先に説明した第１の実施形態と同様に、
スキャン露光中に３次元のアライメントを行うようにし
ても勿論良い。
型露光装置が位置検出装置として焦点位置検出装置、ア
ライメント装置のいずれかを備えた場合について説明し
たが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。
すなわち、本発明によれば、検出光として露光光を用い
るため、投影光学系を介してウエハ面、ウエハＷ上のア
ライメントマーク（又は回路パターン）の検出を行うこ
とができ、投影光学系の視野を必要な数だけ分割するこ
とにより、ウエハＷのＸ、Ｙ、Ｚ位置とレチクルのＸ、
Ｙ、Ｚ位置との任意の組み合わせを同時に検出すること
ができるので、先に説明した第１の実施形態と同様に、
スキャン露光中に３次元のアライメントを行うようにし
ても勿論良い。
【０１１８】なお、上記各実施形態では、投影光学系Ｐ
Ｌの投影視野内の複数の照明領域を露光光により照明
し、レチクルＲとウエハＷとの同期移動中に、前記複数
の照明領域の一部を検出用照明領域として、レチクルＲ
とウエハＷとの相対位置関係をその検出用照明領域に照
射される露光光を使って光学的に検出するものとした
が、本発明に係る走査露光方法がこれに限定されるもの
ではない。すなわち、投影光学系ＰＬの投影視野内の照
明領域の視野分割を行うことなく、すなわちブラインド
によって照明領域を区画することなく、単一の照明領域
の少なくとも一部を検出用照明領域として、レチクルＲ
とウエハＷの同期移動中に、レチクルＲ及びウエハＷの
位置あるいは両者の相対位置関係をその検出用照明領域
に照射される露光光を使って光学的に検出し、この検出
結果に基づいてレチクルＲとウエハＷとの位置関係を調
整しながら、スキャン露光を行うようにしても良い。こ
の場合、照明領域を１つにしてその照明光路内の例えば
レチクルＲの上方に上記実施形態と同様にビームスプリ
ッタ３２を挿入して、いわゆるＴＴＲ（through-the-re
ticle）タイプのセンサを構成するようにすれば良い。
Ｌの投影視野内の複数の照明領域を露光光により照明
し、レチクルＲとウエハＷとの同期移動中に、前記複数
の照明領域の一部を検出用照明領域として、レチクルＲ
とウエハＷとの相対位置関係をその検出用照明領域に照
射される露光光を使って光学的に検出するものとした
が、本発明に係る走査露光方法がこれに限定されるもの
ではない。すなわち、投影光学系ＰＬの投影視野内の照
明領域の視野分割を行うことなく、すなわちブラインド
によって照明領域を区画することなく、単一の照明領域
の少なくとも一部を検出用照明領域として、レチクルＲ
とウエハＷの同期移動中に、レチクルＲ及びウエハＷの
位置あるいは両者の相対位置関係をその検出用照明領域
に照射される露光光を使って光学的に検出し、この検出
結果に基づいてレチクルＲとウエハＷとの位置関係を調
整しながら、スキャン露光を行うようにしても良い。こ
の場合、照明領域を１つにしてその照明光路内の例えば
レチクルＲの上方に上記実施形態と同様にビームスプリ
ッタ３２を挿入して、いわゆるＴＴＲ（through-the-re
ticle）タイプのセンサを構成するようにすれば良い。
【０１１９】《デバイス製造方法》次に、上述した走査
型露光装置及び走査露光方法をリソグラフィ工程で使用
したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
型露光装置及び走査露光方法をリソグラフィ工程で使用
したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１２０】図１６には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示され
ている。図１６に示されるように、まず、ステップ２０
１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設
計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、そ
の機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続
き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、
シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示され
ている。図１６に示されるように、まず、ステップ２０
１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設
計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、そ
の機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続
き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、
シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１２１】次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステッ
プ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用
いてデバイス組立を行う。このステップ２０５には、ダ
イシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング
工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
プ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用
いてデバイス組立を行う。このステップ２０５には、ダ
イシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング
工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１２２】最後に、ステップ２０６（検査ステップ）
において、ステップ２０５で作製されたデバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
において、ステップ２０５で作製されたデバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１２３】図１７には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図１７において、ステップ２１１（酸化ステップ）
においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２
（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形
成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）において
はウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２
１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオ
ンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４
それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成し
ており、各段階において必要な処理に応じて選択されて
実行される。
る、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図１７において、ステップ２１１（酸化ステップ）
においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２
（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形
成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）において
はウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２
１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオ
ンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４
それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成し
ており、各段階において必要な処理に応じて選択されて
実行される。
【０１２４】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２
１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステッ
プ）において、上で説明した露光装置及び露光方法によ
ってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、
ステップ２１７（現像ステップ）においては露光された
ウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステッ
プ）において、レジストが残存している部分以外の部分
の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステ
ップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２
１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステッ
プ）において、上で説明した露光装置及び露光方法によ
ってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、
ステップ２１７（現像ステップ）においては露光された
ウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステッ
プ）において、レジストが残存している部分以外の部分
の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステ
ップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１２５】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。
【０１２６】以上説明した本実施形態のデバイス製造方
法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上
記の走査型露光装置１００、１１０、１２０及びその露
光方法が用いられるので、従来製造が困難であった高集
積度のデバイスを歩留まり良く生産することが可能にな
る。すなわち、本発明の露光方法では上記各実施形態で
説明したように、走査露光中にフォーカス制御、ＸＹア
ライメント制御を常に行うことができるので、２５６Ｍ
（メガ）ビット、１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラス
の集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍ、０．１７μ
ｍ以下の次世代、次次世代の回路デバイスの量産におい
ても大きな効果を発揮するものと期待される。
法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上
記の走査型露光装置１００、１１０、１２０及びその露
光方法が用いられるので、従来製造が困難であった高集
積度のデバイスを歩留まり良く生産することが可能にな
る。すなわち、本発明の露光方法では上記各実施形態で
説明したように、走査露光中にフォーカス制御、ＸＹア
ライメント制御を常に行うことができるので、２５６Ｍ
（メガ）ビット、１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラス
の集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍ、０．１７μ
ｍ以下の次世代、次次世代の回路デバイスの量産におい
ても大きな効果を発揮するものと期待される。
【０１２７】なお、上記実施形態では、本発明がステッ
プ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に適用された
場合について説明したが、これに限らず、例えば投影光
学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマス
クのパターンを基板に転写するプロキシミティ方式の走
査型露光装置にも本発明を適用することができる。ま
た、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装
置に適用された場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば、角型のガラスブレートに液晶表示素子パタ
ーンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気へッドを
製造するための露光装置にも本発明は広く適用できる。
プ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に適用された
場合について説明したが、これに限らず、例えば投影光
学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマス
クのパターンを基板に転写するプロキシミティ方式の走
査型露光装置にも本発明を適用することができる。ま
た、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装
置に適用された場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば、角型のガラスブレートに液晶表示素子パタ
ーンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気へッドを
製造するための露光装置にも本発明は広く適用できる。
【０１２８】また、上記各実施形態では、露光用照明光
としてｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレ
ーザ光（１９３ｎｍ）、Ｆ2レーザ光（１５７ｎｍ）、
銅蒸気レーザ、ＹＡＧレーザの高調波等を用いる場合に
ついて説明したが、これに限らず、Ｘ線や電子線などの
荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用
いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンへ
キサボライト（ＬａＢ6）、夕ンタル（Ｔａ）を用いる
ことができる。
としてｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレ
ーザ光（１９３ｎｍ）、Ｆ2レーザ光（１５７ｎｍ）、
銅蒸気レーザ、ＹＡＧレーザの高調波等を用いる場合に
ついて説明したが、これに限らず、Ｘ線や電子線などの
荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用
いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンへ
キサボライト（ＬａＢ6）、夕ンタル（Ｔａ）を用いる
ことができる。
【０１２９】また、上記各実施形態では、投影光学系と
して縮小系を用いる場合について説明したが、これに限
らず、投影光学系として等倍あるいは拡大系用いても良
い。
して縮小系を用いる場合について説明したが、これに限
らず、投影光学系として等倍あるいは拡大系用いても良
い。
【０１３０】また、投影光学系の硝材は、露光用照明光
に応じたものを用いる必要がある。すなわち、エキシマ
レーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や
蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ2レーザ
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または反射系の光学系
にし（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、ま
た、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズお
よび偏向器からなる電子光学系を用いれば良い。なお、
電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまで
もない。
に応じたものを用いる必要がある。すなわち、エキシマ
レーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や
蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ2レーザ
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または反射系の光学系
にし（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、ま
た、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズお
よび偏向器からなる電子光学系を用いれば良い。なお、
電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまで
もない。
【０１３１】また、ウエハステージやレチクルステージ
にリニアモータ（米国特許第５，６２３，８５３号又は
米国特許第５，５２８，１１８号の公報参照）を用いる
場合は、エアべアリングを用いたエア浮上型およびロー
レンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどち
らを用いても良い。
にリニアモータ（米国特許第５，６２３，８５３号又は
米国特許第５，５２８，１１８号の公報参照）を用いる
場合は、エアべアリングを用いたエア浮上型およびロー
レンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどち
らを用いても良い。
【０１３２】また、ステージは、ガイドに沿って移動す
るタイブでも良いし、ガイドを設けないガイドレスタイ
プでも良い。
るタイブでも良いし、ガイドを設けないガイドレスタイ
プでも良い。
【０１３３】ウエハステージの移動により発生する反力
は、特開平８−１６６４７５号公報（米国特許第５，５
２８，ｌ１８号）に記載されているように、フレーム部
材を用いて機械的に床（大地）に逃がしても良い。
は、特開平８−１６６４７５号公報（米国特許第５，５
２８，ｌ１８号）に記載されているように、フレーム部
材を用いて機械的に床（大地）に逃がしても良い。
【０１３４】レチクルステージの移動により発生する反
力は、特開平８−３３０２２４号公報（米国特許出願シ
リアルナンバー４１６５５８号）に記載されているよう
に、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
ても良い。
力は、特開平８−３３０２２４号公報（米国特許出願シ
リアルナンバー４１６５５８号）に記載されているよう
に、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
ても良い。
【０１３５】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
ことにより本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およびクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
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
ことにより本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およびクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る位置
検出方法によれば、走査露光中に感応基板又はマスクの
位置を高精度に検出することができるという効果があ
る。
検出方法によれば、走査露光中に感応基板又はマスクの
位置を高精度に検出することができるという効果があ
る。
【０１３７】また、本発明に係る位置調整方法によれ
ば、走査露光中に感応基板又はマスクの位置を高精度に
調整することができるという効果がある。
ば、走査露光中に感応基板又はマスクの位置を高精度に
調整することができるという効果がある。
【０１３８】また、本発明に係る走査露光方法によれ
ば、露光精度を一層向上させることができるという効果
がある。
ば、露光精度を一層向上させることができるという効果
がある。
【０１３９】また、本発明に係る走査型露光装置によれ
ば、走査露光中に感応基板又はマスクの位置を高精度に
検出することができ、露光精度を一層向上させることが
できるという従来にない優れた効果がある。
ば、走査露光中に感応基板又はマスクの位置を高精度に
検出することができ、露光精度を一層向上させることが
できるという従来にない優れた効果がある。
【０１４０】また、本発明に係るデバイス製造方法によ
れば、高集積度のマイクロデバイスの生産性の向上を図
ることができるという効果がある。
れば、高集積度のマイクロデバイスの生産性の向上を図
ることができるという効果がある。
【図１】第１の実施形態の走査型露光装置の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】図１の装置の走査露光動作を説明するための
図、かつ投影光学系のイメージサークル内の視野分割方
法を説明するための図である。
図、かつ投影光学系のイメージサークル内の視野分割方
法を説明するための図である。
【図３】図２の状態からレチクルとウエハが同期移動さ
れ、ウエハ上にレチクルパターンが転写された状態を示
す図である。
れ、ウエハ上にレチクルパターンが転写された状態を示
す図である。
【図４】図１の位置検出装置を焦点位置検出装置として
構成した一構成例を示す図である。
構成した一構成例を示す図である。
【図５】図４の位置検出装置を一部変形した位置検出装
置の他の構成例を示す図である。
置の他の構成例を示す図である。
【図６】図４の位置検出装置を一部変形した位置検出装
置のその他の構成例を示す図である。
置のその他の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態の走査型露光装置の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図８】図７の装置の投影光学系のイメージサークル内
の視野分割方法を説明するための図である。
の視野分割方法を説明するための図である。
【図９】第３の実施形態の走査型露光装置の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図１０】図９の装置の投影光学系のイメージサークル
内の視野分割方法、及びマークブラインドを説明するた
めの図である。
内の視野分割方法、及びマークブラインドを説明するた
めの図である。
【図１１】ウエハ上に形成されたアライメントマーク
（ウエハマーク）部分の断面図である（（Ａ）〜
（Ｃ））。
（ウエハマーク）部分の断面図である（（Ａ）〜
（Ｃ））。
【図１２】アライメントマークの位置が変更された場合
のマークブラインドの位置制御の様子を説明するための
図である。
のマークブラインドの位置制御の様子を説明するための
図である。
【図１３】第４の実施形態の投影光学系のイメージサー
クル内の視野分割方法を示す図である。
クル内の視野分割方法を示す図である。
【図１４】第４の実施形態のマークブラインドを説明す
るための図である。
るための図である。
【図１５】第４実施形態の走査型露光装置に最適なウエ
ハ上のアライメントマークの形成方法の一例を示す図で
ある。
ハ上のアライメントマークの形成方法の一例を示す図で
ある。
【図１６】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１６のステップ２０４における処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１８】従来例を示す説明図である。
１０…照明系、１２…Ｘステージ（駆動装置の一部）、
１８…Ｙステージ（駆動装置の一部）、１９…ステージ
制御系（駆動装置の一部）、２０…主制御装置（駆動装
置の一部）、２１…ウエハ駆動装置（駆動装置の一
部）、３０…位置検出装置、焦点位置検出装置、アライ
メント装置、３６…信号処理装置（演算装置）、４２…
瞳分割プリズム（分割光学素子）、４６Ａ、４６Ｂ…ビ
ーム位置検出器（光電変換素子）、４８…偏光ビームス
プリッタ、５０…四分の一波長板、５２…シャッタ（遮
光板）、５６…ビームスプリッタ（分割光学素子）、５
８…ＣＣＤカメラ（撮像素子）、５８Ａ…ＣＣＤカメラ
（第１の撮像素子）、５８Ｂ…ＣＣＤカメラ（第２の撮
像素子）、６５…マークブラインド（可動ブラインド装
置）、６６Ａ、６６Ｂ…支持部材（移動体）、６８…透
過光減衰部材（減光部材）、１００…走査型露光装置、
Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ
（駆動装置の一部）、Ｗ…ウエハ（感応基板）、ＰＬ…
投影光学系、ＰＬ’…マスク側の投影光学系の投影視
野、ＩＡＲ…露光用照明領域、ＩＢＲ…検出用照明領
域、ＩＬ…露光光、ＡＸ…光軸、ＲＭ…レチクルマーク
（マスク上位置合わせマーク）、ＷＭ…ウエハマーク
（感応基板上位置合わせマーク）。
１８…Ｙステージ（駆動装置の一部）、１９…ステージ
制御系（駆動装置の一部）、２０…主制御装置（駆動装
置の一部）、２１…ウエハ駆動装置（駆動装置の一
部）、３０…位置検出装置、焦点位置検出装置、アライ
メント装置、３６…信号処理装置（演算装置）、４２…
瞳分割プリズム（分割光学素子）、４６Ａ、４６Ｂ…ビ
ーム位置検出器（光電変換素子）、４８…偏光ビームス
プリッタ、５０…四分の一波長板、５２…シャッタ（遮
光板）、５６…ビームスプリッタ（分割光学素子）、５
８…ＣＣＤカメラ（撮像素子）、５８Ａ…ＣＣＤカメラ
（第１の撮像素子）、５８Ｂ…ＣＣＤカメラ（第２の撮
像素子）、６５…マークブラインド（可動ブラインド装
置）、６６Ａ、６６Ｂ…支持部材（移動体）、６８…透
過光減衰部材（減光部材）、１００…走査型露光装置、
Ｒ…レチクル（マスク）、ＲＳＴ…レチクルステージ
（駆動装置の一部）、Ｗ…ウエハ（感応基板）、ＰＬ…
投影光学系、ＰＬ’…マスク側の投影光学系の投影視
野、ＩＡＲ…露光用照明領域、ＩＢＲ…検出用照明領
域、ＩＬ…露光光、ＡＸ…光軸、ＲＭ…レチクルマーク
（マスク上位置合わせマーク）、ＷＭ…ウエハマーク
（感応基板上位置合わせマーク）。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５Ｘ Ｆターム(参考） 2F065 BB27 CC18 CC19 CC20 DD06 FF02 FF10 FF55 GG04 HH03 LL04 LL12 LL24 LL30 LL36 LL37 LL46 MM03 PP12 PP23 UU01 5F046 BA04 BA05 CA03 CA04 CA08 CB05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC10 CC13 CC16 CC18 DA02 DA14 EA02 EB03 ED03 FA02 FA10 FB07 FB08 FB20 FC05
Claims (23)
- 【請求項１】 マスクと感応基板とを第１方向に同期移
動させつつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して感応基板上に逐次転写する走査露光を行う際
の位置検出方法において、 前記マスク側の前記投影光学系の投影視野内に位置する
複数の照明領域を露光光により照明し、 前記マスクと感応基板との前記同期移動中に、前記複数
の照明領域の少なくとも１つを検出用照明領域として、
前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記第１方向に
直交する第２方向、及び前記第１、第２方向に直交する
第３方向の内の少なくとも一方向に関する前記マスク及
び前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を前記露光光を使って光学的に検出することを特徴
とする位置検出方法。 - 【請求項２】 マスクと感応基板とを第１方向に同期移
動させつつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して感応基板上に逐次転写する走査露光を行う際
の位置調整方法において、 前記マスク側の前記投影光学系の投影視野内に位置する
複数の照明領域を露光光により照明し、 前記マスクと感応基板との前記同期移動中に、前記複数
の照明領域の少なくとも１つを検出用照明領域として、
前記第１方向、前記マスクの移動面内で前記第１方向に
直交する第２方向、及び前記第１、第２方向に直交する
第３方向の内の少なくとも一方向に関する前記マスク及
び前記感応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対
位置を前記露光光を使って光学的に検出し、この検出結
果に基づいて前記マスク及び前記感応基板の少なくとも
一方の前記検出方向の位置を調整することを特徴とする
位置調整方法。 - 【請求項３】 マスクと感応基板との各々を所定方向に
同期移動させつつ前記マスクに形成されたパターンを投
影光学系を介して感応基板上に逐次転写する走査露光方
法において、 前記投影光学系の投影視野内の照明領域を露光光により
照明し、 前記マスクと前記感応基板の同期移動中に、前記照明領
域の少なくとも一部を検出用照明領域として、前記マス
クと前記感応基板との相対位置関係を前記検出用照明領
域に照射される露光光を使って光学的に検出し、 この検出結果に基づいて前記マスク及び前記感応基板の
位置関係を調整しながら、前記マスクと前記感応基板と
を同期移動させることを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項４】 前記マスクと前記感応基板との相対位置
関係は、前記投影光学系の光軸方向の位置関係と前記投
影光学系の光軸と垂直な方向の位置関係の少なくとも一
方を含むことを特徴とする請求項３に記載の走査露光方
法。 - 【請求項５】 マスクと感応基板とを同期移動させつ
つ、前記マスクのパターンを投影光学系を介して前記感
応基板上に転写する走査露光方法であって、 前記同期移動中に、前記マスクと前記感応基板との相対
的な位置関係を露光光を使って検出し、 前記同期移動中に、その検出結果に基づいて前記マスク
と前記感応基板との相対的な位置関係を調整することを
特徴とする走査露光方法。 - 【請求項６】 前記相対的な位置関係は、前記投影光学
系の光軸方向の位置関係と前記投影光学系の光軸と垂直
な方向の位置関係の少なくとも一方を含むことを特徴と
する請求項５に記載の走査露光方法。 - 【請求項７】前記同期移動中に前記マスク上の位置合わ
せマークと前記感応基板上の位置合わせマークとを露光
光を使って検出することにより前記相対的な位置関係を
検出することを特徴とする請求項５に記載の走査露光方
法。 - 【請求項８】 マスクと感応基板とを第１方向に同期移
動させつつ前記マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して感応基板上に逐次転写する走査型露光装置で
あって、 前記マスク側の前記投影光学系の投影視野内に位置する
複数の照明領域を露光光により照明する照明系と；前記
マスクと感応基板との同期移動中に、前記複数の照明領
域の少なくとも１つを検出用照明領域として、前記第１
方向、前記マスクの移動面内で前記第１方向に直交する
第２方向、及び前記第１、第２方向に直交する第３方向
の内の少なくとも一方向に関する前記マスク及び前記感
応基板の少なくとも一方の位置又は両者の相対位置を前
記露光光を使って光学的に検出する位置検出装置とを備
える走査型露光装置。 - 【請求項９】 前記マスクと感応基板との同期移動中
に、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記マスク
及び前記感応基板の少なくとも一方の前記検出方向の位
置を調整する駆動装置を備えることを特徴とする請求項
８に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１０】 前記位置検出装置は、前記マスクから
の反射光及び前記投影光学系を介しての前記感応基板か
らの反射光の少なくとも一方を２分割する分割光学素子
と、該分割光学素子で分割された２光束を受光し、それ
ぞれの入射位置に応じた信号を出力する光電変換素子
と、該光電変換素子の出力に応じて前記マスク及び感応
基板の少なくとも一方の前記第３方向の位置を求める演
算装置とを有する焦点位置検出装置であることを特徴と
する請求項８に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１１】 前記位置検出装置は、前記マスクから
の反射光及び前記投影光学系を介しての前記感応基板か
らの反射光を前記感応基板表面の共役面で受光する撮像
素子と、該撮像素子からの撮像信号に基づいて前記マス
クと前記感応基板との前記第１方向及び第２方向の少な
くとも一方の方向の相対位置を算出する演算装置とを有
するアライメント装置であることを特徴とする請求項８
に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１２】 前記アライメント装置は、前記マスク
上のマークと前記感応基板上のマークの相対位置を検出
する装置であり、 前記マスク上の検出用照明領域を照明する露光光の光量
を所定レベルまで減光する減光部材を備えることを特徴
とする請求項１１に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１３】 前記減光部材を前記マスク上の前記マ
ーク領域に対向した位置に保持して前記マスクと同期移
動する移動体を有する可動ブラインド装置を更に備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１４】 前記減光部材は、前記移動体に対し前
記第１方向に相対移動可能であることを特徴とする請求
項１３に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１５】 前記位置検出装置は、前記複数の照明
領域の内の第１の照明領域を前記マスクの位置を検出す
るための検出用照明領域として用い、前記複数の照明領
域の内の第２の照明領域を前記感応基板の位置を検出す
るための検出用照明領域として用いることを特徴とする
請求項８に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１６】 前記照明光学系は、前記複数の照明領
域として、前記マスクと前記感応基板の相対的な位置関
係を検出するための検出用照明領域と前記マスクのパタ
ーンを前記感応基板上に転写するための露光用照明領域
とを前記第１方向に並べて形成し、 前記位置検出装置は、前記同期移動中に前記マスク上の
あるパターン領域が前記露光用照明領域内に位置する前
に前記検出用照明領域へ照射される露光光を使って前記
マスクと前記感応基板との位置関係を検出し、 前記駆動装置は、前記検出結果に基づいて、前記同期移
動中に前記マスク上のあるパターン領域が前記露光用照
明領域内に位置するときの前記マスクと前記感応基板と
の位置関係を調整することを特徴とする請求項９に記載
の走査型露光装置。 - 【請求項１７】 前記位置検出装置は、前記マスクから
の反射光及び前記投影光学系を介しての前記感応基板か
らの反射光を２分割する分割光学素子と、該分割光学素
子で分割された一方の光束を前記感応基板表面の共役面
から光路前方側に所定量だけデフォーカスした位置で受
光する第１の撮像素子と、該分割光学素子で分割された
他方の光束を前記感応基板表面の共役面から光路後方側
に前記所定量だけデフォーカスした位置で受光する第２
の撮像素子とを備え、 前記駆動装置は、前記第１の撮像素子で撮像された像の
コントラストと前記第２の撮像素子で撮像された像のコ
ントラストとが一致するように前記マスクと感応基板と
の前記第３方向の相対位置を調整することを特徴とする
請求項９に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１８】 前記光電変換素子は、前記分割光学素
子で分割された２光束を個別に受光するものが２つ設け
られていることを特徴とする請求項１０に記載の走査型
露光装置。 - 【請求項１９】 前記焦点位置検出装置は、前記マスク
上の前記検出用照明領域に入射する前記露光光の光路上
に配置された偏光ビームスプリッタと、前記マスクと前
記感応基板との間の前記検出用照明領域を透過した前記
露光光の光路上に配置された四分の一波長板とを更に有
することを特徴とする請求項１０に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項２０】 前記焦点位置検出装置は、前記マスク
と前記感応基板との間の前記検出用照明領域を透過した
前記露光光の光路上に配置された遮光板を更に有するこ
とを特徴とする請求項１０に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２１】 前記複数の照明領域の内の少なくとも
１つの検出用照明領域と、その残りの露光用照明領域と
が、前記第１方向に並置され、前記複数の照明領域に照
射される露光光の光量の前記第１方向の積算値が前記第
２方向についてほぼ均一となるように、前記各照明領域
内に照射される露光光の光量が設定されていることを特
徴とする請求項８、９、１０、１１、１７のいずれか一
項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２２】 前記複数の照明領域の内の露光用照明
領域が少なくとも一部に前記第１及び第２方向に交差す
る傾斜部を有し、前記検出用照明領域が前記第１方向で
前記傾斜部に重なる傾斜部を有することを特徴とする請
求項８、９、１０、１１、１７のいずれか一項に記載の
走査型露光装置。 - 【請求項２３】 請求項３又は５に記載の走査露光方法
を用いたことを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10196953A JP2000031015A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 位置検出方法、位置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10196953A JP2000031015A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 位置検出方法、位置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031015A true JP2000031015A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16366412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10196953A Withdrawn JP2000031015A (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 位置検出方法、位置調整方法、走査露光方法及び走査型露光装置並びにデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000031015A (ja) |
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-
1998
- 1998-07-13 JP JP10196953A patent/JP2000031015A/ja not_active Withdrawn
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