JP2000133570A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents
露光装置及び露光方法Info
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- JP2000133570A JP2000133570A JP10304228A JP30422898A JP2000133570A JP 2000133570 A JP2000133570 A JP 2000133570A JP 10304228 A JP10304228 A JP 10304228A JP 30422898 A JP30422898 A JP 30422898A JP 2000133570 A JP2000133570 A JP 2000133570A
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- 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】 非常に微細な回路パターンであっても、正確
な露光が可能な露光装置及び露光方法を提供する。 【解決手段】 レチクルＲ上に複数の照度分布計測用チ
ャートＣｉと同期精度計測用チャートＣｓとを形成す
る。前記照度分布計測用チャートＣｉには、第１〜第４
周期パターンＲＭｐ１〜ＲＭｐ４を設ける。前記同期精
度計測用チャートＣｓには、第１、第２計測パターンＲ
Ｍｓ１、ＲＭｓ２を設ける。そして、各パターンＲＭｐ
１〜ＲＭｐ４、ＲＭｓ１、ＲＭｓ２を露光光により照明
し、そのパターンの投影光学系を通過した投影像を、ウ
エハステージ上に配設された基準板上の開口部を介して
受光センサで検出する。その受光センサからの受光量信
号に基づいて、露光光の露光領域内における照度分布及
びレチクルステージとウエハステージとの同期移動の精
度を計測する。
な露光が可能な露光装置及び露光方法を提供する。 【解決手段】 レチクルＲ上に複数の照度分布計測用チ
ャートＣｉと同期精度計測用チャートＣｓとを形成す
る。前記照度分布計測用チャートＣｉには、第１〜第４
周期パターンＲＭｐ１〜ＲＭｐ４を設ける。前記同期精
度計測用チャートＣｓには、第１、第２計測パターンＲ
Ｍｓ１、ＲＭｓ２を設ける。そして、各パターンＲＭｐ
１〜ＲＭｐ４、ＲＭｓ１、ＲＭｓ２を露光光により照明
し、そのパターンの投影光学系を通過した投影像を、ウ
エハステージ上に配設された基準板上の開口部を介して
受光センサで検出する。その受光センサからの受光量信
号に基づいて、露光光の露光領域内における照度分布及
びレチクルステージとウエハステージとの同期移動の精
度を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子等の製造
過程におけるフォトリソグラフィ工程で使用される露光
装置、及び、同フォトリソグラフィ工程に適用される露
光方法に関するものである。
子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子等の製造
過程におけるフォトリソグラフィ工程で使用される露光
装置、及び、同フォトリソグラフィ工程に適用される露
光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の露光装置は、フォトマスクやレ
チクル等のマスク上に形成された回路パターンを露光光
で照明する照明光学系を備えている。そして、その照明
により、前記回路パターンの像を、投影光学系を介して
感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基
板上に投影し、前記回路パターンをその基板上に転写露
光するようになっている。以下、マスクとしてレチクル
を、基板としてウエハを例にとり、前記レチクル上の回
路パターンを前記ウエハ上に転写露光する半導体素子用
の露光装置の場合について説明する。
チクル等のマスク上に形成された回路パターンを露光光
で照明する照明光学系を備えている。そして、その照明
により、前記回路パターンの像を、投影光学系を介して
感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基
板上に投影し、前記回路パターンをその基板上に転写露
光するようになっている。以下、マスクとしてレチクル
を、基板としてウエハを例にとり、前記レチクル上の回
路パターンを前記ウエハ上に転写露光する半導体素子用
の露光装置の場合について説明する。
【０００３】この種の露光装置としては、例えばステッ
プ・アンド・リピート（一括露光）方式のものが知られ
ている。この一括露光方式の露光装置では、露光光の照
射領域をウエハ上に区画された所定のショット領域に対
応させ、そのショット領域にレチクル上の回路パターン
を一括で転写露光（一括露光）する。そして、複数のシ
ョット領域に対して、前記の一括露光を歩進的に繰り返
すようになっている。
プ・アンド・リピート（一括露光）方式のものが知られ
ている。この一括露光方式の露光装置では、露光光の照
射領域をウエハ上に区画された所定のショット領域に対
応させ、そのショット領域にレチクル上の回路パターン
を一括で転写露光（一括露光）する。そして、複数のシ
ョット領域に対して、前記の一括露光を歩進的に繰り返
すようになっている。
【０００４】また、例えばステップ・アンド・スキャン
（走査露光）方式の露光装置も知られている。この走査
露光方式の露光装置では、露光光を、例えばスリット状
に整形し、レチクルステージ上に載置されたレチクルを
所定の速度で移動させる。これにより、前記スリット状
の露光光で、レチクル上の回路パターンを走査するよう
に照明する。この一方で、ウエハステージ上に載置され
たウエハを前記レチクルと同期移動させ、前記レチクル
の回路パターンをウエハ上の所定のショット領域に転写
露光（走査露光）する。そして、複数のショット領域に
対して、前記の走査露光を歩進的に繰り返すようになっ
ている。
（走査露光）方式の露光装置も知られている。この走査
露光方式の露光装置では、露光光を、例えばスリット状
に整形し、レチクルステージ上に載置されたレチクルを
所定の速度で移動させる。これにより、前記スリット状
の露光光で、レチクル上の回路パターンを走査するよう
に照明する。この一方で、ウエハステージ上に載置され
たウエハを前記レチクルと同期移動させ、前記レチクル
の回路パターンをウエハ上の所定のショット領域に転写
露光（走査露光）する。そして、複数のショット領域に
対して、前記の走査露光を歩進的に繰り返すようになっ
ている。
【０００５】これらの露光装置においては、半導体素子
の高度集積化に伴って、高い露光精度が要求されてい
る。例えば、前記照明光学系では、前記露光光の照射領
域内において、照度むらのない均一なあるいは所定の照
度分布の露光光を出射し、その均一なあるいは所定の照
度分布の露光光で前記レチクル上の回路パターンを照明
することが要求されている。このため、従来より、前記
露光光の照度むらを計測するために、前記ウエハを載置
するウエハステージのウエハの近傍に所定のピンホール
を有するとともに、そのピンホールの下方には受光量セ
ンサを配置した露光装置が知られている。
の高度集積化に伴って、高い露光精度が要求されてい
る。例えば、前記照明光学系では、前記露光光の照射領
域内において、照度むらのない均一なあるいは所定の照
度分布の露光光を出射し、その均一なあるいは所定の照
度分布の露光光で前記レチクル上の回路パターンを照明
することが要求されている。このため、従来より、前記
露光光の照度むらを計測するために、前記ウエハを載置
するウエハステージのウエハの近傍に所定のピンホール
を有するとともに、そのピンホールの下方には受光量セ
ンサを配置した露光装置が知られている。
【０００６】この露光装置では、レチクルステージ上に
レチクルを載置しない状態で照明光学系から露光光を出
射させ、その露光光を投影光学系を通して前記ピンホー
ルに導く。そして、そのピンホールを介して前記受光量
センサにより露光光を受光する。この受光量センサによ
る露光光の光強度測定を、前記露光光の照射領域、すな
わち投影光学系の露光視野内における複数の位置で繰り
返し行うことにより露光光の照度むらを計測するように
なっている。そして、その計測結果に基づいて、照明光
学系内のレンズ等の複数の光学素子の相対位置関係を調
整することにより露光光の照度の均一性を保つようにな
っている。
レチクルを載置しない状態で照明光学系から露光光を出
射させ、その露光光を投影光学系を通して前記ピンホー
ルに導く。そして、そのピンホールを介して前記受光量
センサにより露光光を受光する。この受光量センサによ
る露光光の光強度測定を、前記露光光の照射領域、すな
わち投影光学系の露光視野内における複数の位置で繰り
返し行うことにより露光光の照度むらを計測するように
なっている。そして、その計測結果に基づいて、照明光
学系内のレンズ等の複数の光学素子の相対位置関係を調
整することにより露光光の照度の均一性を保つようにな
っている。
【０００７】また、前記走査露光方式の露光装置におい
て、正確な露光を行うためには、レチクルを載置するレ
チクルステージとウエハを載置するウエハステージとの
相対移動の同期性を確保することが重要となる。このた
め、従来より、レチクルステージ、ウエハステージとも
に、移動鏡を備えるとともに、それらの移動鏡に対向す
るように前記各ステージの位置を測定するための干渉計
が配置されている。そして、前記両ステージの同期移動
時における前記干渉計からの各ステージに関する位置情
報に基づいて、両ステージの同期移動の精度（以下、
「同期精度」という）が算出される。このように算出さ
れた同期精度に基づいて、各ステージの移動速度等を制
御することにより、両ステージの相対移動の同期性を調
整するようになっている。
て、正確な露光を行うためには、レチクルを載置するレ
チクルステージとウエハを載置するウエハステージとの
相対移動の同期性を確保することが重要となる。このた
め、従来より、レチクルステージ、ウエハステージとも
に、移動鏡を備えるとともに、それらの移動鏡に対向す
るように前記各ステージの位置を測定するための干渉計
が配置されている。そして、前記両ステージの同期移動
時における前記干渉計からの各ステージに関する位置情
報に基づいて、両ステージの同期移動の精度（以下、
「同期精度」という）が算出される。このように算出さ
れた同期精度に基づいて、各ステージの移動速度等を制
御することにより、両ステージの相対移動の同期性を調
整するようになっている。
【０００８】また、露光時における投影光学系の焦点位
置を高精度に計測するために、次のような空間像検出機
構を備えた露光装置も知られている。この露光装置で
は、ウエハステージ上に所定の開口部を設けるととも
に、その開口部の下方に光電センサを備えている。レチ
クル上に形成されたセンサパターンの像と前記開口部と
を、投影光学系の光軸と直交する方向に相対移動させつ
つ、前記センサパターンの像を前記光電センサにより検
出する。そして、その光電センサからの検出信号を波形
処理することにより、前記投影光学系の焦点位置を算出
するようになっている。
置を高精度に計測するために、次のような空間像検出機
構を備えた露光装置も知られている。この露光装置で
は、ウエハステージ上に所定の開口部を設けるととも
に、その開口部の下方に光電センサを備えている。レチ
クル上に形成されたセンサパターンの像と前記開口部と
を、投影光学系の光軸と直交する方向に相対移動させつ
つ、前記センサパターンの像を前記光電センサにより検
出する。そして、その光電センサからの検出信号を波形
処理することにより、前記投影光学系の焦点位置を算出
するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体素子はさらに高度集積化の傾向にあり、その製造に使
用される露光装置に対しても、より微細な回路パターン
の正確な露光性能が要求されるようになってきている。
これに対して、前記従来構成では、以下の各点におい
て、さらに微細化した回路パターンの露光時における十
分な露光性能の確保ができなくなるおそれがあるという
問題があった。
体素子はさらに高度集積化の傾向にあり、その製造に使
用される露光装置に対しても、より微細な回路パターン
の正確な露光性能が要求されるようになってきている。
これに対して、前記従来構成では、以下の各点におい
て、さらに微細化した回路パターンの露光時における十
分な露光性能の確保ができなくなるおそれがあるという
問題があった。
【００１０】まず、前記従来の露光光の照度むらの計測
においては、レチクルステージ上にレチクルを載置せ
ず、露光光を直接投影光学系に入射させた状態で、露光
光の照度分布の計測を行っている。これに対して、実際
の露光時では、レチクルステージ上に種々のパターンが
形成されたレチクルが載置され、そのレチクルを介して
露光光が投影光学系に入射する。ここで、露光光がレチ
クルを通過する際には、そのレチクル上のパターンに応
じて種々の回折角を持った回折光が発生し、前記露光光
は投影光学系をその有効開口数内に広がった状態で通過
する。このため、前記投影光学系の有効開口数内に、透
過率むらが存在したり、種々の収差が残存したりしてい
ると、同投影光学系の像面においてレチクルを介するこ
となく計測した露光光の照度むらとは異なる照度むらが
生じるおそれがある。このように、前記異なる照度むら
が生じていると、前記像面での回路パターンの像におい
て、部分的な光量過剰あるは光量不足を生じ、線幅制御
性が低下するおそれがある。
においては、レチクルステージ上にレチクルを載置せ
ず、露光光を直接投影光学系に入射させた状態で、露光
光の照度分布の計測を行っている。これに対して、実際
の露光時では、レチクルステージ上に種々のパターンが
形成されたレチクルが載置され、そのレチクルを介して
露光光が投影光学系に入射する。ここで、露光光がレチ
クルを通過する際には、そのレチクル上のパターンに応
じて種々の回折角を持った回折光が発生し、前記露光光
は投影光学系をその有効開口数内に広がった状態で通過
する。このため、前記投影光学系の有効開口数内に、透
過率むらが存在したり、種々の収差が残存したりしてい
ると、同投影光学系の像面においてレチクルを介するこ
となく計測した露光光の照度むらとは異なる照度むらが
生じるおそれがある。このように、前記異なる照度むら
が生じていると、前記像面での回路パターンの像におい
て、部分的な光量過剰あるは光量不足を生じ、線幅制御
性が低下するおそれがある。
【００１１】また、前記従来のレチクルステージとウエ
ハステージとの同期精度の計測においては、両ステージ
上の移動鏡に対向する干渉計からの位置情報のみに基づ
いて計測されている。このため、その同期精度の計測に
おいて、例えば前記両ステージの移動に伴う投影光学系
の微小な振動、投影光学系やその投影光学系を支持する
露光装置全体及び干渉計支持部の歪みや変形等に起因す
る前記回路パターンの像の変形の影響は加味されない。
つまり、両ステージの相対移動が、前記干渉計からの位
置情報に基づけば同期がとれているとしても、投影光学
系の像面に形成されるパターンの像の動きに基づけば同
期がとれていないということが起こり得る。
ハステージとの同期精度の計測においては、両ステージ
上の移動鏡に対向する干渉計からの位置情報のみに基づ
いて計測されている。このため、その同期精度の計測に
おいて、例えば前記両ステージの移動に伴う投影光学系
の微小な振動、投影光学系やその投影光学系を支持する
露光装置全体及び干渉計支持部の歪みや変形等に起因す
る前記回路パターンの像の変形の影響は加味されない。
つまり、両ステージの相対移動が、前記干渉計からの位
置情報に基づけば同期がとれているとしても、投影光学
系の像面に形成されるパターンの像の動きに基づけば同
期がとれていないということが起こり得る。
【００１２】前記のような像の変形までも含めた形で前
記同期精度を計測するには、例えば次のような方法によ
り計測を行う必要がある。すなわち、例えば所定のパタ
ーンの形成されたレチクルをレチクルステージ上に載置
するとともに、ウエハステージ上にフォトレジストの塗
布されたウエハを載置して、両ステージを実際に同期移
動させてテスト露光を行う。このようにテスト露光され
たウエハ上のパターン像を現像し、その現像されたパタ
ーン像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察しつ
つ、１つのショット領域内の複数の位置で寸法計測を行
う。そして、その寸法計測の結果に基づいて、前記同期
精度を計測する。
記同期精度を計測するには、例えば次のような方法によ
り計測を行う必要がある。すなわち、例えば所定のパタ
ーンの形成されたレチクルをレチクルステージ上に載置
するとともに、ウエハステージ上にフォトレジストの塗
布されたウエハを載置して、両ステージを実際に同期移
動させてテスト露光を行う。このようにテスト露光され
たウエハ上のパターン像を現像し、その現像されたパタ
ーン像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察しつ
つ、１つのショット領域内の複数の位置で寸法計測を行
う。そして、その寸法計測の結果に基づいて、前記同期
精度を計測する。
【００１３】ところが、このようなテスト露光及び現像
を介して行う前記同期精度の計測では、現像及びＳＥＭ
観察等に時間がかかるため、同期精度の計測の所要時間
が長くなるという問題がある。特に、露光装置の製造時
には、投影光学系の結像特性に関して数多くのパラメー
タの設定及び調整を行うため、前記両ステージの同期精
度の確認を頻繁に行う必要がある。このため、前記テス
ト露光を介して同期精度を計測する場合には、前記パラ
メータの設定及び調整作業が非常に煩雑なものとなる。
また、前記フォトレジストの塗布むら、現像むらに基づ
く新たな誤差要因が内在されてしまうことがある。この
ため、両ステージの厳密な同期性が要求される場合に
は、同期精度の計測における十分な計測精度を確保でき
なくなるおそれあるという問題がある。このように、前
記同期精度を正確に計測するために、前記テスト露光を
用いた同期精度の計測を採用することが好ましくない場
合がある。
を介して行う前記同期精度の計測では、現像及びＳＥＭ
観察等に時間がかかるため、同期精度の計測の所要時間
が長くなるという問題がある。特に、露光装置の製造時
には、投影光学系の結像特性に関して数多くのパラメー
タの設定及び調整を行うため、前記両ステージの同期精
度の確認を頻繁に行う必要がある。このため、前記テス
ト露光を介して同期精度を計測する場合には、前記パラ
メータの設定及び調整作業が非常に煩雑なものとなる。
また、前記フォトレジストの塗布むら、現像むらに基づ
く新たな誤差要因が内在されてしまうことがある。この
ため、両ステージの厳密な同期性が要求される場合に
は、同期精度の計測における十分な計測精度を確保でき
なくなるおそれあるという問題がある。このように、前
記同期精度を正確に計測するために、前記テスト露光を
用いた同期精度の計測を採用することが好ましくない場
合がある。
【００１４】また、前記従来構成の空間像検出機構にお
いては、前記露光光に対して透明な平板上に所定の膜厚
で蒸着されたクロム、アルミニウム等により遮光部が形
成され、その遮光部内に窓状の開口部が形成されてい
る。ここで、前記平板は、ウエハ上に区画される所定の
ショット領域（例えば２２ｍｍ角の正方形）を十分にカ
バーする程度の面積を有するものである。これに対し
て、開口部は、例えば１０μｍ角程度の矩形状に形成さ
れており、前記平板全体に対してごくわずかな面積を占
めるにすぎない。言い換えると、前記遮光部の面積が前
記開口部の面積に比べて圧倒的に大きいということであ
る。しかも、その開口部を介して前記光電センサで検出
しようとするパターンの像の線幅は、投影光学系の限界
解像（例えば０．２μｍ）に近いものである。
いては、前記露光光に対して透明な平板上に所定の膜厚
で蒸着されたクロム、アルミニウム等により遮光部が形
成され、その遮光部内に窓状の開口部が形成されてい
る。ここで、前記平板は、ウエハ上に区画される所定の
ショット領域（例えば２２ｍｍ角の正方形）を十分にカ
バーする程度の面積を有するものである。これに対し
て、開口部は、例えば１０μｍ角程度の矩形状に形成さ
れており、前記平板全体に対してごくわずかな面積を占
めるにすぎない。言い換えると、前記遮光部の面積が前
記開口部の面積に比べて圧倒的に大きいということであ
る。しかも、その開口部を介して前記光電センサで検出
しようとするパターンの像の線幅は、投影光学系の限界
解像（例えば０．２μｍ）に近いものである。
【００１５】ここで、前記開口部の周囲の遮光部に、例
えばピンホール等が発生し、そのピンホールを介して迷
光が漏れ込み、その迷光が前記光電センサで検出される
ことがある。この場合、本来検出すべき前記センサパタ
ーンの像とは異なる光が光電センサで検出されることと
なる。そして、その光電センサから誤差を含んだ検出信
号が出力され、前記投影光学系の焦点位置の算出精度の
低下を招くという不都合を生じることとなる。
えばピンホール等が発生し、そのピンホールを介して迷
光が漏れ込み、その迷光が前記光電センサで検出される
ことがある。この場合、本来検出すべき前記センサパタ
ーンの像とは異なる光が光電センサで検出されることと
なる。そして、その光電センサから誤差を含んだ検出信
号が出力され、前記投影光学系の焦点位置の算出精度の
低下を招くという不都合を生じることとなる。
【００１６】このようなピンホールの発生は前記遮光部
の膜厚を厚くすることで発生しにくくすることができ
る。しかしながら、この遮光部の厚膜化は、前記センサ
パターンの像を検出する際に、新たな不都合を生じせし
める。すなわち、前記センサパターンの像のコントラス
トは、前記開口部のエッジの直線性及び先鋭度に大きく
左右される。ここで、前記遮光部の膜厚が厚くなるほ
ど、前記ピンホール等の欠陥が生じにくくなるものの、
開口部のエッジの直線性及び先鋭度は低下してくる。こ
のため、前記光電センサで検出されるセンサパターンの
像のコントラストが低下して、光電センサから出力され
る検出信号の振幅が小さくなる。そして、誤差のレベル
が相対的に上昇し、前記焦点位置の算出精度が低下する
という問題がある。
の膜厚を厚くすることで発生しにくくすることができ
る。しかしながら、この遮光部の厚膜化は、前記センサ
パターンの像を検出する際に、新たな不都合を生じせし
める。すなわち、前記センサパターンの像のコントラス
トは、前記開口部のエッジの直線性及び先鋭度に大きく
左右される。ここで、前記遮光部の膜厚が厚くなるほ
ど、前記ピンホール等の欠陥が生じにくくなるものの、
開口部のエッジの直線性及び先鋭度は低下してくる。こ
のため、前記光電センサで検出されるセンサパターンの
像のコントラストが低下して、光電センサから出力され
る検出信号の振幅が小さくなる。そして、誤差のレベル
が相対的に上昇し、前記焦点位置の算出精度が低下する
という問題がある。
【００１７】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、非常に微細な回路パターンであっても、正確な露
光が可能な露光装置及び露光方法を提供することにあ
る。また、本発明のその他の目的としては、露光光がマ
スク及び投影光学系を通過する際の光量変化の影響を加
味した露光光の照射領域内の照度分布を正確に計測可能
な露光装置及び露光方法を提供することにある。また、
本発明のその他の目的としては、マスクステージと基板
ステージとの相対移動の同期性を迅速かつ正確に計測可
能な露光装置及び露光方法を提供することにある。ま
た、本発明のその他の目的としては、空間像計測機構に
おいて、所定のパターンの像を正確に計測可能な露光装
置及び露光方法を提供することにある。
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、非常に微細な回路パターンであっても、正確な露
光が可能な露光装置及び露光方法を提供することにあ
る。また、本発明のその他の目的としては、露光光がマ
スク及び投影光学系を通過する際の光量変化の影響を加
味した露光光の照射領域内の照度分布を正確に計測可能
な露光装置及び露光方法を提供することにある。また、
本発明のその他の目的としては、マスクステージと基板
ステージとの相対移動の同期性を迅速かつ正確に計測可
能な露光装置及び露光方法を提供することにある。ま
た、本発明のその他の目的としては、空間像計測機構に
おいて、所定のパターンの像を正確に計測可能な露光装
置及び露光方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、露光装置に係る本願請求項１の発明は、マスクステ
ージ（ＲＳＴ）上に保持されたマスク（Ｒ）上に形成さ
れた所定のパターンを露光光（ＥＬ）により照明する照
明光学系（４４）と、前記照明光学系（４４）の照明に
より形成された前記パターンの像を基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）上に載置された基板（Ｗ）に投影する投影光学系
（ＰＬ）とを備えた露光装置において、前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）上に配設され、所定の開口部（７１、９
６）を有する基準板（７０）と、前記マスクステージ
（ＲＳＴ）上に保持されるマスク（Ｒ）に形成された所
定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の
像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を前記開口部
（７１、９６）を介して検出する受光センサ（７２）と
を備え、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、Ｒ
Ｍｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を前
記露光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内の複数位置で前
記受光センサ（７２）を用いて検出し、前記露光光（Ｅ
Ｌ）の前記照射領域（ＩＦ）内での照度分布を計測する
照度分布計測手段（７４）を設けたことを要旨とするも
のである。
に、露光装置に係る本願請求項１の発明は、マスクステ
ージ（ＲＳＴ）上に保持されたマスク（Ｒ）上に形成さ
れた所定のパターンを露光光（ＥＬ）により照明する照
明光学系（４４）と、前記照明光学系（４４）の照明に
より形成された前記パターンの像を基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）上に載置された基板（Ｗ）に投影する投影光学系
（ＰＬ）とを備えた露光装置において、前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）上に配設され、所定の開口部（７１、９
６）を有する基準板（７０）と、前記マスクステージ
（ＲＳＴ）上に保持されるマスク（Ｒ）に形成された所
定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の
像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を前記開口部
（７１、９６）を介して検出する受光センサ（７２）と
を備え、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、Ｒ
Ｍｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を前
記露光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内の複数位置で前
記受光センサ（７２）を用いて検出し、前記露光光（Ｅ
Ｌ）の前記照射領域（ＩＦ）内での照度分布を計測する
照度分布計測手段（７４）を設けたことを要旨とするも
のである。
【００１９】このため、本願請求項１の発明において
は、露光光によりマスクが照明され、その照明により発
生するとともに投影光学系を通過した前記マスク上の所
定のマークパターンの像が前記開口部を介して受光セン
サで検出される。このため、前記露光光がマスク上のマ
ークパターンを通過する際に発生する回折光、前記投影
光学系に残存する諸収差、及び投影光学系における透過
率むらの影響を受けた状態での、前記露光光の照射領域
内の照度分布を計測することができる。
は、露光光によりマスクが照明され、その照明により発
生するとともに投影光学系を通過した前記マスク上の所
定のマークパターンの像が前記開口部を介して受光セン
サで検出される。このため、前記露光光がマスク上のマ
ークパターンを通過する際に発生する回折光、前記投影
光学系に残存する諸収差、及び投影光学系における透過
率むらの影響を受けた状態での、前記露光光の照射領域
内の照度分布を計測することができる。
【００２０】また、本願請求項２の発明は、前記請求項
１に記載の発明において、前記照明光学系（４４）は露
光光（ＥＬ）の照度分布を均一化する照度均一化光学系
（４５）を含み、前記照度分布計測手段（７４）の計測
結果に基づいて前記照度均一化光学系（４５）を調整す
るようにしたことを要旨とするものである。
１に記載の発明において、前記照明光学系（４４）は露
光光（ＥＬ）の照度分布を均一化する照度均一化光学系
（４５）を含み、前記照度分布計測手段（７４）の計測
結果に基づいて前記照度均一化光学系（４５）を調整す
るようにしたことを要旨とするものである。
【００２１】このため、本願請求項２の発明において
は、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、露光光
の照度分布を正確に補正することができ、回路パターン
の実露光時における正確な転写露光を確保することがで
きる。
は、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、露光光
の照度分布を正確に補正することができ、回路パターン
の実露光時における正確な転写露光を確保することがで
きる。
【００２２】また、本願請求項３の発明は、前記請求項
１または請求項２に記載の発明において、前記マークパ
ターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）は、長方形状の
マーク（Ｍｖ、Ｍｈ）によりなる孤立パターン及び複数
の長方形状のマーク（Ｍｖ、Ｍｈ、Ｍｔ）が所定の周期
をおいて配列されたライン・アンド・スペース・パター
ンのうち少なくとも一方を含み、前記照度分布計測手段
（７４）は前記各マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉ
ｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭ
ｔ’）と前記開口部（７１）とを前記マーク（Ｍｖ、Ｍ
ｈ、Ｍｔ）の短手方向に沿って相対移動させたときにお
ける前記受光センサ（７２、９６）の検出結果に基づい
て前記露光光（ＥＬ）の照度分布を計測するようにした
ことを要旨とするものである。
１または請求項２に記載の発明において、前記マークパ
ターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）は、長方形状の
マーク（Ｍｖ、Ｍｈ）によりなる孤立パターン及び複数
の長方形状のマーク（Ｍｖ、Ｍｈ、Ｍｔ）が所定の周期
をおいて配列されたライン・アンド・スペース・パター
ンのうち少なくとも一方を含み、前記照度分布計測手段
（７４）は前記各マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉ
ｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭ
ｔ’）と前記開口部（７１）とを前記マーク（Ｍｖ、Ｍ
ｈ、Ｍｔ）の短手方向に沿って相対移動させたときにお
ける前記受光センサ（７２、９６）の検出結果に基づい
て前記露光光（ＥＬ）の照度分布を計測するようにした
ことを要旨とするものである。
【００２３】このため、本願請求項３の発明において
は、前記請求項１または請求項２に記載の発明の作用に
加えて、製品製造に使用されるデバイスパターンにおけ
る回路パターンの周期性に応じて、露光光の照度分布の
計測に使用するマークパターンを選択することができ
る。そして、前記回路パターンの周期性に応じた露光光
の照射領域内における照度分布の計測が可能となる。
は、前記請求項１または請求項２に記載の発明の作用に
加えて、製品製造に使用されるデバイスパターンにおけ
る回路パターンの周期性に応じて、露光光の照度分布の
計測に使用するマークパターンを選択することができ
る。そして、前記回路パターンの周期性に応じた露光光
の照射領域内における照度分布の計測が可能となる。
【００２４】また、本願請求項４の発明は、前記請求項
３に記載の発明において、前記マークは、所定の方向に
沿って延びる第１マーク（Ｍｖ）とその所定の方向に対
して直交する方向に沿って延びる第２マーク（Ｍｈ）と
を含み、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ）は
前記第１マーク（Ｍｖ）からなる第１平行マークパター
ン（ＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭｉ１、ＲＭｉ３）と前記
第２マーク（Ｍｈ）からなる第２平行マークパターン
（ＲＭｐ２、ＲＭｐ４、ＲＭｉ２、ＲＭｉ４）とを含む
ことを要旨とするものである。
３に記載の発明において、前記マークは、所定の方向に
沿って延びる第１マーク（Ｍｖ）とその所定の方向に対
して直交する方向に沿って延びる第２マーク（Ｍｈ）と
を含み、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ）は
前記第１マーク（Ｍｖ）からなる第１平行マークパター
ン（ＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭｉ１、ＲＭｉ３）と前記
第２マーク（Ｍｈ）からなる第２平行マークパターン
（ＲＭｐ２、ＲＭｐ４、ＲＭｉ２、ＲＭｉ４）とを含む
ことを要旨とするものである。
【００２５】このため、本願請求項４の発明において
は、前記請求項３に記載の発明の作用に加えて、露光光
がマスクを通過する際に互いに直交する２方向に延びる
パターンから受ける影響を計測することができる。そし
て、この影響を加味して、露光光の照射領域内における
照度分布を正確に求めることができる。
は、前記請求項３に記載の発明の作用に加えて、露光光
がマスクを通過する際に互いに直交する２方向に延びる
パターンから受ける影響を計測することができる。そし
て、この影響を加味して、露光光の照射領域内における
照度分布を正確に求めることができる。
【００２６】また、本願請求項５の発明は、前記請求項
４に記載の発明において、前記マークパターン（ＲＭ
ｔ）は、前記所定の方向に対して斜めの方向に沿って延
びるマーク（Ｍｔ）からなる斜マークパターン（ＲＭ
ｔ）を含むことを要旨とするものである。
４に記載の発明において、前記マークパターン（ＲＭ
ｔ）は、前記所定の方向に対して斜めの方向に沿って延
びるマーク（Ｍｔ）からなる斜マークパターン（ＲＭ
ｔ）を含むことを要旨とするものである。
【００２７】このため、本願請求項５の発明において
は、前記請求項４に記載の発明の作用に加えて、露光光
がマスクを通過する際に前記所定の方向に対し斜め方向
に延びるパターンから受ける影響を計測することができ
る。そして、露光光の照度分布の計測精度をさらに向上
させることができる。
は、前記請求項４に記載の発明の作用に加えて、露光光
がマスクを通過する際に前記所定の方向に対し斜め方向
に延びるパターンから受ける影響を計測することができ
る。そして、露光光の照度分布の計測精度をさらに向上
させることができる。
【００２８】また、本願請求項６の発明は、前記請求項
３〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明におい
て、前記マークは、互いに異なる複数の線幅を有するマ
ーク（Ｍｖ、Ｍｈ）を含むことを要旨とするものであ
る。
３〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明におい
て、前記マークは、互いに異なる複数の線幅を有するマ
ーク（Ｍｖ、Ｍｈ）を含むことを要旨とするものであ
る。
【００２９】このため、本願請求項６の発明において
は、前記請求項３〜請求項５のうちいずれか一項に記載
の発明の作用に加えて、複数の線幅を含む回路パターン
に対応した露光光の照度分布を正確に計測することがで
きる。
は、前記請求項３〜請求項５のうちいずれか一項に記載
の発明の作用に加えて、複数の線幅を含む回路パターン
に対応した露光光の照度分布を正確に計測することがで
きる。
【００３０】また、露光方法に係る本願請求項７の発明
は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを露光光（Ｅ
Ｌ）により照明し、前記マスク（Ｒ）のパターンの像を
投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に投影するこ
とによって前記基板（Ｗ）を露光する露光方法におい
て、所定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）が形成されたマスク（Ｒ）を前記投影光学系（Ｐ
Ｌ）の物体面側に配置し、前記所定のマークパターン
（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）が形成されたマスク
（Ｒ）を前記露光光（ＥＬ）で照明し、前記マークパタ
ーン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を、前記露光光（ＥＬ）
の照射領域（ＩＦ）内の複数位置で検出し、該検出結果
に基づいて、前記露光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内
の照度分布を計測することを要旨とするものである。
は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを露光光（Ｅ
Ｌ）により照明し、前記マスク（Ｒ）のパターンの像を
投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に投影するこ
とによって前記基板（Ｗ）を露光する露光方法におい
て、所定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）が形成されたマスク（Ｒ）を前記投影光学系（Ｐ
Ｌ）の物体面側に配置し、前記所定のマークパターン
（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）が形成されたマスク
（Ｒ）を前記露光光（ＥＬ）で照明し、前記マークパタ
ーン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）を、前記露光光（ＥＬ）
の照射領域（ＩＦ）内の複数位置で検出し、該検出結果
に基づいて、前記露光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内
の照度分布を計測することを要旨とするものである。
【００３１】このため、本願請求項７の発明において
は、前記請求項１とほぼ同様の作用が奏される。また、
本願請求項８の発明は、前記請求項７に記載の発明にお
いて、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）は、前記基板（Ｗ）の露光のときのパターンに応じ
て設定されることを要旨とするものである。
は、前記請求項１とほぼ同様の作用が奏される。また、
本願請求項８の発明は、前記請求項７に記載の発明にお
いて、前記マークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）は、前記基板（Ｗ）の露光のときのパターンに応じ
て設定されることを要旨とするものである。
【００３２】このため、本願請求項８の発明において
は、前記請求項７に記載の発明の作用に加えて、前記請
求項３及び請求項６とほぼ同様の作用が奏される。ま
た、露光装置に係る本願請求項９の発明は、マスク
（Ｒ）を載置するマスクステージ（ＲＳＴ）と、前記マ
スクステージ（ＲＳＴ）と同期走査可能に基板（Ｗ）を
載置する基板ステージ（ＷＳＴ）と、前記マスク（Ｒ）
のパターンの像を前記基板（Ｗ）に投影する投影光学系
（ＰＬ）とを備え、前記マスクステージ（ＲＳＴ）と前
記基板ステージ（ＷＳＴ）とを前記投影光学系（ＰＬ）
に対して同期移動することによって前記マスク（Ｒ）の
パターンを前記基板（Ｗ）上に転写するようにした走査
型の露光装置において、前記基板ステージ（ＷＳＴ）上
に配設され、所定の開口部（７１、９１、９２）を有す
る基準板（７０）と、前記マスクステージ（ＲＳＴ）ま
たはそのマスクステージ（ＲＳＴ）上に保持されるマス
ク（Ｒ）に形成された所定のマークパターン（ＲＭｓ
ｍ）の像（ＲＭｓｍ’）を前記開口部（７１、９１、９
２）を介して検出する受光センサ（７２）とを備え、前
記マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）とを同期移動させて、前記所定のマークパターン
（ＲＭｓｍ）の像（ＲＭｓｍ’）と前記開口部（７１、
９１、９２）とを同期移動させた状態における前記受光
センサ（７２）の検出結果に基づいて前記マスクステー
ジ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移
動の精度を計測する同期精度計測手段（７４）を設けた
ことを要旨とするものである。
は、前記請求項７に記載の発明の作用に加えて、前記請
求項３及び請求項６とほぼ同様の作用が奏される。ま
た、露光装置に係る本願請求項９の発明は、マスク
（Ｒ）を載置するマスクステージ（ＲＳＴ）と、前記マ
スクステージ（ＲＳＴ）と同期走査可能に基板（Ｗ）を
載置する基板ステージ（ＷＳＴ）と、前記マスク（Ｒ）
のパターンの像を前記基板（Ｗ）に投影する投影光学系
（ＰＬ）とを備え、前記マスクステージ（ＲＳＴ）と前
記基板ステージ（ＷＳＴ）とを前記投影光学系（ＰＬ）
に対して同期移動することによって前記マスク（Ｒ）の
パターンを前記基板（Ｗ）上に転写するようにした走査
型の露光装置において、前記基板ステージ（ＷＳＴ）上
に配設され、所定の開口部（７１、９１、９２）を有す
る基準板（７０）と、前記マスクステージ（ＲＳＴ）ま
たはそのマスクステージ（ＲＳＴ）上に保持されるマス
ク（Ｒ）に形成された所定のマークパターン（ＲＭｓ
ｍ）の像（ＲＭｓｍ’）を前記開口部（７１、９１、９
２）を介して検出する受光センサ（７２）とを備え、前
記マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）とを同期移動させて、前記所定のマークパターン
（ＲＭｓｍ）の像（ＲＭｓｍ’）と前記開口部（７１、
９１、９２）とを同期移動させた状態における前記受光
センサ（７２）の検出結果に基づいて前記マスクステー
ジ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移
動の精度を計測する同期精度計測手段（７４）を設けた
ことを要旨とするものである。
【００３３】このため、本願請求項９の発明において
は、露光光によりマスクステージまたはマスク上の所定
のマークパターンが照明され、その照明により発生する
とともに投影光学系を通過した前記マークパターンの像
が前記開口部を介して受光センサで検出される。このた
め、テスト露光及び現像を介することなく、投影光学
系、装置全体等の振動、歪み、変形等に基づくパターン
の像の変形の影響を加味した形で、両ステージの同期移
動の精度を計測することができる。
は、露光光によりマスクステージまたはマスク上の所定
のマークパターンが照明され、その照明により発生する
とともに投影光学系を通過した前記マークパターンの像
が前記開口部を介して受光センサで検出される。このた
め、テスト露光及び現像を介することなく、投影光学
系、装置全体等の振動、歪み、変形等に基づくパターン
の像の変形の影響を加味した形で、両ステージの同期移
動の精度を計測することができる。
【００３４】また、本願請求項１０の発明は、前記請求
項９に記載の発明において、前記同期精度計測手段（７
４）の計測結果に基づいて、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）及び前記基板ステージ（ＷＳＴ）のうち少なくとも
一方の駆動状態を調整するようにしたことを要旨とする
ものである。
項９に記載の発明において、前記同期精度計測手段（７
４）の計測結果に基づいて、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）及び前記基板ステージ（ＷＳＴ）のうち少なくとも
一方の駆動状態を調整するようにしたことを要旨とする
ものである。
【００３５】このため、本願請求項１０の発明において
は、前記請求項９に記載の発明の作用に加えて、前記両
ステージの駆動状態を最適化することができ、回路パタ
ーンの正確な露光が可能となる。
は、前記請求項９に記載の発明の作用に加えて、前記両
ステージの駆動状態を最適化することができ、回路パタ
ーンの正確な露光が可能となる。
【００３６】また、本願請求項１１の発明は、前記請求
項９または請求項１０に記載の発明において、前記マー
クパターン（ＲＭｓｍ）は、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移動の方向
に延びる長方形状の平行マーク（Ｍｐ）と、前記同期走
査の方向に対して直交する方向に延びる長方形状の直交
マーク（Ｍｏ）とを含み、前記同期精度計測手段（７
４）は、前記マークパターンの像（ＲＭｓｍ’）と前記
開口部（７１、９１、９２）とを対応させつつ、前記マ
スクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）
とを同期走査させたときにおける前記受光センサ（７
２）の受光光量の変化に基づいて前記マスクステージ
（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移動
の精度を計測するようにしたことを要旨とするものであ
る。
項９または請求項１０に記載の発明において、前記マー
クパターン（ＲＭｓｍ）は、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移動の方向
に延びる長方形状の平行マーク（Ｍｐ）と、前記同期走
査の方向に対して直交する方向に延びる長方形状の直交
マーク（Ｍｏ）とを含み、前記同期精度計測手段（７
４）は、前記マークパターンの像（ＲＭｓｍ’）と前記
開口部（７１、９１、９２）とを対応させつつ、前記マ
スクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）
とを同期走査させたときにおける前記受光センサ（７
２）の受光光量の変化に基づいて前記マスクステージ
（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）との同期移動
の精度を計測するようにしたことを要旨とするものであ
る。
【００３７】この本願請求項１１の発明においては、前
記請求項９または請求項１０に記載の発明の作用に加え
て、前記各マークパターンの像と開口部とを対応させつ
つ、前記両ステージを同期移動させる。これにより、そ
の同期移動にゆらぎがあるときには、前記受光センサに
おける受光量に変動が生じる。
記請求項９または請求項１０に記載の発明の作用に加え
て、前記各マークパターンの像と開口部とを対応させつ
つ、前記両ステージを同期移動させる。これにより、そ
の同期移動にゆらぎがあるときには、前記受光センサに
おける受光量に変動が生じる。
【００３８】また、露光装置に係る本願請求項１２の発
明は、マスク（Ｒ）上に形成された所定のパターンを露
光光（ＥＬ）により照明する照明光学系（４４）と、前
記照明光学系（４４）の照明により形成された前記パタ
ーンの像を基板ステージ（ＷＳＴ）上に載置された基板
（Ｗ）に投影する投影光学系（ＰＬ）とを備えた露光装
置において、前記基板ステージ（ＷＳＴ）上に配設さ
れ、所定の開口部（７１、９１、９２、９６）を有する
基準板（７０）と、前記マスクステージ（ＲＳＴ）また
はそのマスクステージ（ＲＳＴ）上に保持されるマスク
（Ｒ）に形成された所定のマークパターン（ＲＭｃ、Ｒ
Ｍｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｓｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭ
ｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓｍ’、ＲＭ
ｔ’）を検出する受光センサ（７２）とを備え、前記基
準板（７０）は前記露光光（ＥＬ）に対して透明な物質
で形成し、その基準板（７０）上には前記開口部（７
１、９１、９２、９６）を取り囲むように前記露光光
（ＥＬ）に対して不透明な物質からなる遮光層（７６）
を形成し、同遮光層（７６）の前記開口部（７１、９
１、９２、９６）を取り囲む前記開口部（７１、９１、
９２、９６）の近傍領域（Ｆｎ）における厚さが、その
近傍領域（Ｆｎ）の外側の領域（Ｆｏ）における厚さよ
りも薄くなるように形成したことを要旨とするものであ
る。
明は、マスク（Ｒ）上に形成された所定のパターンを露
光光（ＥＬ）により照明する照明光学系（４４）と、前
記照明光学系（４４）の照明により形成された前記パタ
ーンの像を基板ステージ（ＷＳＴ）上に載置された基板
（Ｗ）に投影する投影光学系（ＰＬ）とを備えた露光装
置において、前記基板ステージ（ＷＳＴ）上に配設さ
れ、所定の開口部（７１、９１、９２、９６）を有する
基準板（７０）と、前記マスクステージ（ＲＳＴ）また
はそのマスクステージ（ＲＳＴ）上に保持されるマスク
（Ｒ）に形成された所定のマークパターン（ＲＭｃ、Ｒ
Ｍｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｓｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭ
ｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓｍ’、ＲＭ
ｔ’）を検出する受光センサ（７２）とを備え、前記基
準板（７０）は前記露光光（ＥＬ）に対して透明な物質
で形成し、その基準板（７０）上には前記開口部（７
１、９１、９２、９６）を取り囲むように前記露光光
（ＥＬ）に対して不透明な物質からなる遮光層（７６）
を形成し、同遮光層（７６）の前記開口部（７１、９
１、９２、９６）を取り囲む前記開口部（７１、９１、
９２、９６）の近傍領域（Ｆｎ）における厚さが、その
近傍領域（Ｆｎ）の外側の領域（Ｆｏ）における厚さよ
りも薄くなるように形成したことを要旨とするものであ
る。
【００３９】この本願請求項１２の発明においては、前
記開口部を取り囲むその開口部の近傍領域の遮光層を、
その外側の領域の遮光層よりも薄く形成されている。こ
のため、前記開口部のエッジの直線性及び先鋭度を確保
しつつ、前記外側の領域における遮光層の欠陥の発生が
起こりにくいものとなる。これにより、受光センサにお
ける開口部を介したマークパターンの像の検出時におい
て、基準板の広い領域からの迷光の漏れ込みを抑制しつ
つ、前記マークパターンの像を高いコントラストで検出
することができる。
記開口部を取り囲むその開口部の近傍領域の遮光層を、
その外側の領域の遮光層よりも薄く形成されている。こ
のため、前記開口部のエッジの直線性及び先鋭度を確保
しつつ、前記外側の領域における遮光層の欠陥の発生が
起こりにくいものとなる。これにより、受光センサにお
ける開口部を介したマークパターンの像の検出時におい
て、基準板の広い領域からの迷光の漏れ込みを抑制しつ
つ、前記マークパターンの像を高いコントラストで検出
することができる。
【００４０】また、露光方法に係る本願請求項１３の発
明は、前記請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の
露光装置の露光方法において、マスク（Ｒ）上の前記露
光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内の複数位置に形成さ
れた所定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）と基板
ステージ（ＷＳＴ）上の基準板（７０）の開口部（７
１、９６）とを相対移動させ、各マークパターン（ＲＭ
ｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｔ’）を受光センサ（７２）により前記開口
部（７１、９６）を介して検出し、その受光センサ（７
２）の検出結果に基づいて前記露光光(ＥＬ）の露光光
の照射領域（ＩＦ）内の照度分布を計測することを要旨
とするものである。
明は、前記請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の
露光装置の露光方法において、マスク（Ｒ）上の前記露
光光（ＥＬ）の照射領域（ＩＦ）内の複数位置に形成さ
れた所定のマークパターン（ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｔ’）と基板
ステージ（ＷＳＴ）上の基準板（７０）の開口部（７
１、９６）とを相対移動させ、各マークパターン（ＲＭ
ｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｔ）の像（ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｔ’）を受光センサ（７２）により前記開口
部（７１、９６）を介して検出し、その受光センサ（７
２）の検出結果に基づいて前記露光光(ＥＬ）の露光光
の照射領域（ＩＦ）内の照度分布を計測することを要旨
とするものである。
【００４１】このため、本願請求項１３の発明において
は、前記請求項１とほぼ同様の作用が奏される。また、
露光方法に係る本願請求項１４の発明は、前記請求項９
〜請求項１１のいずれか一項に記載の露光装置の露光方
法において、マスクステージ（ＲＳＴ）またはマスク
（Ｒ）上に形成された所定のマークパターン（ＲＭｓ
ｍ）の像（ＲＭｓｍ’）と基板ステージ（ＷＳＴ）上の
基準板（７０）の開口部（７１、９１、９２）とを対応
させつつ、マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）とを同期移動させ、前記マークパターン
（ＲＭｓｍ）の像（ＲＭｓｍ’）を受光センサ（７２）
により前記開口部（７１、９１、９２）を介して検出
し、その受光センサ（７２）の検出結果に基づいて前記
マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）との同期走査の状態を計測することを要旨とするも
のである。
は、前記請求項１とほぼ同様の作用が奏される。また、
露光方法に係る本願請求項１４の発明は、前記請求項９
〜請求項１１のいずれか一項に記載の露光装置の露光方
法において、マスクステージ（ＲＳＴ）またはマスク
（Ｒ）上に形成された所定のマークパターン（ＲＭｓ
ｍ）の像（ＲＭｓｍ’）と基板ステージ（ＷＳＴ）上の
基準板（７０）の開口部（７１、９１、９２）とを対応
させつつ、マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）とを同期移動させ、前記マークパターン
（ＲＭｓｍ）の像（ＲＭｓｍ’）を受光センサ（７２）
により前記開口部（７１、９１、９２）を介して検出
し、その受光センサ（７２）の検出結果に基づいて前記
マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳ
Ｔ）との同期走査の状態を計測することを要旨とするも
のである。
【００４２】このため、本願請求項１４の発明において
は、前記請求項９とほぼ同様の作用が奏される。
は、前記請求項９とほぼ同様の作用が奏される。
【００４３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を半導体素子製造に用いられる走査露光方式と一括露光
方式と切換可能な露光装置に具体化した第１実施形態に
ついて図１〜図１６に基づいて説明する。
を半導体素子製造に用いられる走査露光方式と一括露光
方式と切換可能な露光装置に具体化した第１実施形態に
ついて図１〜図１６に基づいて説明する。
【００４４】図１に示すように、露光光源３１から照射
された露光光ＥＬは、シャッタ３２を通過してコリメー
タレンズ３３に入射して、ほぼ平行な所定の径の光束に
変換される。前記露光光ＥＬは、例えばＫｒＦ、Ａｒ
Ｆ、Ｆ2等のエキシマレーザ光、金属蒸気レーザやＹＡ
Ｇレーザ等の高調波、あるいはｇ線、ｈ線、ｉ線等の超
高圧水銀ランプの輝線である。前記シャッタ３２は、シ
ャッタ駆動部３２ａにより露光光ＥＬの光路に対して挿
脱可能に配置されており、前記光路の開閉を制御する。
なお、前記露光光源３１がエキシマレーザ等のパルス光
源であるときは、同シャッタ３２を光量制御に使用する
ことはない。
された露光光ＥＬは、シャッタ３２を通過してコリメー
タレンズ３３に入射して、ほぼ平行な所定の径の光束に
変換される。前記露光光ＥＬは、例えばＫｒＦ、Ａｒ
Ｆ、Ｆ2等のエキシマレーザ光、金属蒸気レーザやＹＡ
Ｇレーザ等の高調波、あるいはｇ線、ｈ線、ｉ線等の超
高圧水銀ランプの輝線である。前記シャッタ３２は、シ
ャッタ駆動部３２ａにより露光光ＥＬの光路に対して挿
脱可能に配置されており、前記光路の開閉を制御する。
なお、前記露光光源３１がエキシマレーザ等のパルス光
源であるときは、同シャッタ３２を光量制御に使用する
ことはない。
【００４５】前記コリメータレンズ３３を通過した露光
光ＥＬは、第１フライアイレンズ３４に入射して、多数
の光束の合成光束に変換される。第１フライアイレンズ
３４から射出された露光光ＥＬは、振動ミラー３５を介
して第２フライアイレンズ３６に入射する。この第２フ
ライアイレンズ３６の射出側には多数の２次光源が形成
される。これらのフライアイレンズ３４、３６によって
形成される複数の２次光源の近傍には、照明条件を変更
するためのターレット板３７が配置されている。このタ
ーレット板３７には、通常照明と、輪帯照明、小σ照
明、斜入射照明等の各変形照明とに対応する開口絞り３
８が形成されている。前記ターレット板３７をターレッ
ト板駆動部３７ａにより回転させ、各開口絞り３８のい
ずれかを前記２次光源の射出面上に設定することによ
り、前記照明条件が変更されるようになっている。
光ＥＬは、第１フライアイレンズ３４に入射して、多数
の光束の合成光束に変換される。第１フライアイレンズ
３４から射出された露光光ＥＬは、振動ミラー３５を介
して第２フライアイレンズ３６に入射する。この第２フ
ライアイレンズ３６の射出側には多数の２次光源が形成
される。これらのフライアイレンズ３４、３６によって
形成される複数の２次光源の近傍には、照明条件を変更
するためのターレット板３７が配置されている。このタ
ーレット板３７には、通常照明と、輪帯照明、小σ照
明、斜入射照明等の各変形照明とに対応する開口絞り３
８が形成されている。前記ターレット板３７をターレッ
ト板駆動部３７ａにより回転させ、各開口絞り３８のい
ずれかを前記２次光源の射出面上に設定することによ
り、前記照明条件が変更されるようになっている。
【００４６】所定の開口絞り３８を通過した各２次光源
像からの露光光ＥＬは、第１リレーレンズ３９、レチク
ルブラインド４０、第２リレーレンズ４１、ミラー４
２、コンデンサレンズ４３を介して半導体素子等の回路
パターン等が描かれたマスクとしてのレチクルＲに入射
する。このように、前記露光光源３１からコンデンサレ
ンズ４３までの合成系は、レチクルＲ上に形成された回
路パターン等を露光光ＥＬにより照明する照明光学系４
４を構成している。また、この照明光学系４４のうち、
露光光源３１、第１フライアイレンズ３４、振動ミラー
３５、第２フライアイレンズ３６、第１リレーレンズ３
９、及び、第２リレーレンズ４１の合成系は、照度均一
化光学系４５を構成している。この照度均一化光学系４
５は、前記第２フライアイレンズ３６のそれぞれのレン
ズエレメントから射出する露光光ＥＬの２次光源像をレ
チクルＲ上で重畳させ、レチクルＲを均一な照度で照明
する役割を担っている。
像からの露光光ＥＬは、第１リレーレンズ３９、レチク
ルブラインド４０、第２リレーレンズ４１、ミラー４
２、コンデンサレンズ４３を介して半導体素子等の回路
パターン等が描かれたマスクとしてのレチクルＲに入射
する。このように、前記露光光源３１からコンデンサレ
ンズ４３までの合成系は、レチクルＲ上に形成された回
路パターン等を露光光ＥＬにより照明する照明光学系４
４を構成している。また、この照明光学系４４のうち、
露光光源３１、第１フライアイレンズ３４、振動ミラー
３５、第２フライアイレンズ３６、第１リレーレンズ３
９、及び、第２リレーレンズ４１の合成系は、照度均一
化光学系４５を構成している。この照度均一化光学系４
５は、前記第２フライアイレンズ３６のそれぞれのレン
ズエレメントから射出する露光光ＥＬの２次光源像をレ
チクルＲ上で重畳させ、レチクルＲを均一な照度で照明
する役割を担っている。
【００４７】前記レチクルブラインド４０は、その遮光
面がレチクルＲのパターン領域と共役な関係をなすよう
に配置されている。そのレチクルブラインド４０は、レ
チクルブラインド駆動部４０ａにより開閉可能な複数枚
の可動遮光部（例えば２枚のＬ字型の可動遮光部）から
なっている。そして、それらの可動遮光部により形成さ
れる開口部の大きさ（スリット幅等）を調整することに
より、レチクルＲを照明する照明領域ＩＡ、ＩＡ’（図
２参照）を任意に設定するようになっている。
面がレチクルＲのパターン領域と共役な関係をなすよう
に配置されている。そのレチクルブラインド４０は、レ
チクルブラインド駆動部４０ａにより開閉可能な複数枚
の可動遮光部（例えば２枚のＬ字型の可動遮光部）から
なっている。そして、それらの可動遮光部により形成さ
れる開口部の大きさ（スリット幅等）を調整することに
より、レチクルＲを照明する照明領域ＩＡ、ＩＡ’（図
２参照）を任意に設定するようになっている。
【００４８】レチクルＲは、ベース４８上に設けられた
マスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴに真空
吸着されている。このレチクルステージＲＳＴは、前記
露光光ＥＬの光軸に直交する平面内でレチクルＲを位置
決めするために、ベース４８上をエアベアリング等を介
して２次元方向に微動可能に保持されている。また、レ
チクルステージＲＳＴは、リニアモータ等で構成された
レチクルステージ駆動部４９によりベース４８上を所定
の方向（走査方向）に移動可能となっている。レチクル
ステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも前記
露光光ＥＬの光軸を横切ることができるだけの移動スト
ロークを有している。
マスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴに真空
吸着されている。このレチクルステージＲＳＴは、前記
露光光ＥＬの光軸に直交する平面内でレチクルＲを位置
決めするために、ベース４８上をエアベアリング等を介
して２次元方向に微動可能に保持されている。また、レ
チクルステージＲＳＴは、リニアモータ等で構成された
レチクルステージ駆動部４９によりベース４８上を所定
の方向（走査方向）に移動可能となっている。レチクル
ステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも前記
露光光ＥＬの光軸を横切ることができるだけの移動スト
ロークを有している。
【００４９】レチクルステージＲＳＴの端部には、干渉
計５０からのレーザビームを反射する移動鏡５１が固定
されている。この干渉計５０によって、レチクルステー
ジＲＳＴの走査方向の位置が、例えば０．０１μｍ程度
の分解能で常時検出され、その位置情報はレチクルステ
ージ制御部５２に送られる。レチクルステージ制御部５
２は、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部４９を制御し、レチクルステージ
ＲＳＴを移動する。ここで、図示しないレチクルアライ
メント系によりレチクルＲを所定の基準位置に精度よく
位置決めすべく、レチクルステージＲＳＴの初期位置が
設定されるようになっている。このため、移動鏡５１の
位置を干渉計５０で測定するだけで、レチクルＲの位置
を高精度に測定することが可能になっている。
計５０からのレーザビームを反射する移動鏡５１が固定
されている。この干渉計５０によって、レチクルステー
ジＲＳＴの走査方向の位置が、例えば０．０１μｍ程度
の分解能で常時検出され、その位置情報はレチクルステ
ージ制御部５２に送られる。レチクルステージ制御部５
２は、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部４９を制御し、レチクルステージ
ＲＳＴを移動する。ここで、図示しないレチクルアライ
メント系によりレチクルＲを所定の基準位置に精度よく
位置決めすべく、レチクルステージＲＳＴの初期位置が
設定されるようになっている。このため、移動鏡５１の
位置を干渉計５０で測定するだけで、レチクルＲの位置
を高精度に測定することが可能になっている。
【００５０】前記レチクルＲを通過した露光光ＥＬは、
例えば両側テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射す
る。投影光学系ＰＬは、そのレチクルＲ上の回路パター
ンを例えば１／５あるいは１／４に縮小した投影像を、
表面に前記露光光ＥＬに対して感光性を有するフォトレ
ジストが塗布された基板としてのウエハＷ上に形成す
る。
例えば両側テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射す
る。投影光学系ＰＬは、そのレチクルＲ上の回路パター
ンを例えば１／５あるいは１／４に縮小した投影像を、
表面に前記露光光ＥＬに対して感光性を有するフォトレ
ジストが塗布された基板としてのウエハＷ上に形成す
る。
【００５１】ここで、図１及び図２に示すように、ステ
ップ・アンド・リピート（一括露光）方式でレチクルＲ
上の回路パターンをウエハＷ上の所定の露光領域（ショ
ット領域）ＳＡに一括露光する場合には、レチクルＲ上
の照明領域ＩＡが、前記レチクルブラインド４０でほぼ
正方形状に整形される。そして、前記レチクルＲとウエ
ハＷとがともに静止した状態で、この照明領域ＩＡ内に
おけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光学系
ＰＬを介して前記ウエハＷ上のショット領域ＳＡに一括
投影される。この場合には、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
は、前記ショット領域ＳＡに一致する。
ップ・アンド・リピート（一括露光）方式でレチクルＲ
上の回路パターンをウエハＷ上の所定の露光領域（ショ
ット領域）ＳＡに一括露光する場合には、レチクルＲ上
の照明領域ＩＡが、前記レチクルブラインド４０でほぼ
正方形状に整形される。そして、前記レチクルＲとウエ
ハＷとがともに静止した状態で、この照明領域ＩＡ内に
おけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光学系
ＰＬを介して前記ウエハＷ上のショット領域ＳＡに一括
投影される。この場合には、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
は、前記ショット領域ＳＡに一致する。
【００５２】一方、ステップ・アンド・スキャン（走査
露光）方式でレチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上
のショット領域ＳＡに走査露光する場合には、レチクル
Ｒ上の照明領域ＩＡ’が、前記レチクルブラインド４０
で長方形（スリット）状に整形される。この照明領域Ｉ
Ａ’は、レチクルＲ側の走査方向（＋Ｙ方向）に対して
直交する方向に長手方向を有するものとなっている。そ
して、レチクルＲを露光時に矢印Ｖｒの大きさの速度で
走査することにより、前記レチクルＲ上の回路パターン
を前記スリット状の照明領域ＩＡ’で一端側から他端側
に向かって順次照明する。これにより、照明領域ＩＡ’
内におけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光
学系ＰＬを介してウェハＷ上に投影される。
露光）方式でレチクルＲ上の回路パターンがウエハＷ上
のショット領域ＳＡに走査露光する場合には、レチクル
Ｒ上の照明領域ＩＡ’が、前記レチクルブラインド４０
で長方形（スリット）状に整形される。この照明領域Ｉ
Ａ’は、レチクルＲ側の走査方向（＋Ｙ方向）に対して
直交する方向に長手方向を有するものとなっている。そ
して、レチクルＲを露光時に矢印Ｖｒの大きさの速度で
走査することにより、前記レチクルＲ上の回路パターン
を前記スリット状の照明領域ＩＡ’で一端側から他端側
に向かって順次照明する。これにより、照明領域ＩＡ’
内におけるレチクルＲ上の回路パターンが、前記投影光
学系ＰＬを介してウェハＷ上に投影される。
【００５３】ここで、ウエハＷはレチクルＲとは倒立結
像関係にあるため、矢印Ｖｒ方向とは反対方向（−Ｙ方
向）にレチクルＲの走査に同期して矢印Ｖｗの大きさの
速度で走査される。これにより、ウエハＷのショット領
域ＳＡの全面にわたって露光光ＥＬが照射され、そのシ
ョット領域ＳＡの全面が露光光ＥＬの照射領域ＩＦとな
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、レチクルＲ上の回
路パターンがウエハＷ上の各ショット領域ＳＡ上に正確
に縮小転写される。なお、前記照明領域ＩＡ’の長手方
向の幅はレチクルＲ上の回路パターンの開口部における
同方向の長さよりも大きくなるように設定されており、
走査することにより回路パターン全面の照明が可能とな
っている。
像関係にあるため、矢印Ｖｒ方向とは反対方向（−Ｙ方
向）にレチクルＲの走査に同期して矢印Ｖｗの大きさの
速度で走査される。これにより、ウエハＷのショット領
域ＳＡの全面にわたって露光光ＥＬが照射され、そのシ
ョット領域ＳＡの全面が露光光ＥＬの照射領域ＩＦとな
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、レチクルＲ上の回
路パターンがウエハＷ上の各ショット領域ＳＡ上に正確
に縮小転写される。なお、前記照明領域ＩＡ’の長手方
向の幅はレチクルＲ上の回路パターンの開口部における
同方向の長さよりも大きくなるように設定されており、
走査することにより回路パターン全面の照明が可能とな
っている。
【００５４】図１に示すように、ウエハＷはウエハホル
ダ５５に真空吸着され、ウエハホルダ５５を介してウエ
ハステージＷＳＴ上に保持されている。ウエハホルダ５
５は図示しない駆動部により、投影光学系ＰＬの最適結
像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系Ｐ
Ｌの光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動可能になっている。
また、ウエハステージＷＳＴは、モータ等のウエハステ
ージ駆動部５６により、前記走査方向（Ｙ方向）の移動
のみならず、任意のショット領域ＳＡを前記投影光学系
ＰＬに対応させるべく走査方向に直交する方向（Ｘ方
向）にも移動可能に構成されている。これにより、ウエ
ハＷ上の各ショット領域ＳＡを走査露光する動作と、次
の走査露光の開始位置まで移動する動作とを繰り返すス
テップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
ダ５５に真空吸着され、ウエハホルダ５５を介してウエ
ハステージＷＳＴ上に保持されている。ウエハホルダ５
５は図示しない駆動部により、投影光学系ＰＬの最適結
像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系Ｐ
Ｌの光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動可能になっている。
また、ウエハステージＷＳＴは、モータ等のウエハステ
ージ駆動部５６により、前記走査方向（Ｙ方向）の移動
のみならず、任意のショット領域ＳＡを前記投影光学系
ＰＬに対応させるべく走査方向に直交する方向（Ｘ方
向）にも移動可能に構成されている。これにより、ウエ
ハＷ上の各ショット領域ＳＡを走査露光する動作と、次
の走査露光の開始位置まで移動する動作とを繰り返すス
テップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
【００５５】ウエハステージＷＳＴの端部には、干渉計
５７からのレーザビームを反射する移動鏡５８が固定さ
れており、ウエハステージＷＳＴのＸＹ方向の位置は干
渉計５７によって、例えば０．０１μｍ程度の分解能で
常時検出される。なお、図においては、Ｙ方向のみの干
渉計５７及び移動鏡５８が示されている。ウエハステー
ジＷＳＴの位置情報（または速度情報）はウエハステー
ジ制御部５９に送られ、ウエハステージ制御部５９はこ
の位置情報（または速度情報）に基づいてウエハステー
ジ駆動部５６を制御する。また、詳しい説明は省略する
が、前回露光され、処理がされたウエハＷに対し、レチ
クルＲの投影像が正確に重ね合わせられるように、図示
しないウエハアライメント系によりウエハＷの位置合わ
せが行われるようになっている。
５７からのレーザビームを反射する移動鏡５８が固定さ
れており、ウエハステージＷＳＴのＸＹ方向の位置は干
渉計５７によって、例えば０．０１μｍ程度の分解能で
常時検出される。なお、図においては、Ｙ方向のみの干
渉計５７及び移動鏡５８が示されている。ウエハステー
ジＷＳＴの位置情報（または速度情報）はウエハステー
ジ制御部５９に送られ、ウエハステージ制御部５９はこ
の位置情報（または速度情報）に基づいてウエハステー
ジ駆動部５６を制御する。また、詳しい説明は省略する
が、前回露光され、処理がされたウエハＷに対し、レチ
クルＲの投影像が正確に重ね合わせられるように、図示
しないウエハアライメント系によりウエハＷの位置合わ
せが行われるようになっている。
【００５６】また、前記投影光学系ＰＬを挟むように一
対の照射光学系６３と受光光学系６４とからなる斜入射
方式のウエハ位置検出系（焦点検出系）６５が配設され
ている。前記照射光学系６３は、ウエハＷの表面等に向
けてピンホールあるいはスリット像を形成するための結
像光束を前記光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給す
るものである。前記受光光学系６４は、その結像光束の
ウエハＷの表面での反射光束をスリットを介して受光す
るものである。
対の照射光学系６３と受光光学系６４とからなる斜入射
方式のウエハ位置検出系（焦点検出系）６５が配設され
ている。前記照射光学系６３は、ウエハＷの表面等に向
けてピンホールあるいはスリット像を形成するための結
像光束を前記光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給す
るものである。前記受光光学系６４は、その結像光束の
ウエハＷの表面での反射光束をスリットを介して受光す
るものである。
【００５７】この焦点検出系６５の構成等については、
例えば特開昭６０−１６８１１２号公報に開示されてお
り、ここではその説明を省略する。前記焦点検出系６５
は、予め設定された基準位置に対するウエハＷの表面の
前記光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）の位置偏差を検出する。検
出されたウエハＷの位置情報は、焦点位置制御部６６に
入力され、露光装置全体の動作を制御する主制御系６７
を介して前記ウエハステージ制御部５９に送られる。ウ
エハステージ制御部５９は、このウエハＷの位置情報に
基づいて、ウエハＷと前記投影光学系ＰＬが所定の間隔
を保つように前記ウエハホルダ５５をＺ方向に駆動す
る。
例えば特開昭６０−１６８１１２号公報に開示されてお
り、ここではその説明を省略する。前記焦点検出系６５
は、予め設定された基準位置に対するウエハＷの表面の
前記光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）の位置偏差を検出する。検
出されたウエハＷの位置情報は、焦点位置制御部６６に
入力され、露光装置全体の動作を制御する主制御系６７
を介して前記ウエハステージ制御部５９に送られる。ウ
エハステージ制御部５９は、このウエハＷの位置情報に
基づいて、ウエハＷと前記投影光学系ＰＬが所定の間隔
を保つように前記ウエハホルダ５５をＺ方向に駆動す
る。
【００５８】また、図１に示すように、前記ウエハステ
ージＷＳＴ上には、少なくとも前記露光光ＥＬの照射領
域ＩＦ以上の受光面を有するとともに、上面がウエハＷ
の表面の高さとほぼ一致するように、基準板７０が設け
られている。この基準板７０の中央部には、矩形状の開
口部７１が形成されており、ウエハステージＷＳＴ内の
同基準板７０の下方には開口部７１を通過した露光光Ｅ
Ｌの強度を測定するための光電センサ等からなる受光セ
ンサ７２が設置されている。その受光センサ７２は、前
記開口部７１を通過するすべての光束を受光するのに十
分な面積を有している。この受光センサ７２は、受光し
た露光光ＥＬの強度に関する受光量信号Ｓ１を空間像検
出部７３に対して出力する。この空間像検出部７３で
は、前記主制御系６７の制御の下で、前記受光量信号Ｓ
１の波形処理が行われるようになっている。これらの基
準板７０、開口部７１、受光センサ７２及び空間像検出
部７３により、照度分布計測手段及び同期精度計測手段
としての空間像計測機構７４が構成されている。
ージＷＳＴ上には、少なくとも前記露光光ＥＬの照射領
域ＩＦ以上の受光面を有するとともに、上面がウエハＷ
の表面の高さとほぼ一致するように、基準板７０が設け
られている。この基準板７０の中央部には、矩形状の開
口部７１が形成されており、ウエハステージＷＳＴ内の
同基準板７０の下方には開口部７１を通過した露光光Ｅ
Ｌの強度を測定するための光電センサ等からなる受光セ
ンサ７２が設置されている。その受光センサ７２は、前
記開口部７１を通過するすべての光束を受光するのに十
分な面積を有している。この受光センサ７２は、受光し
た露光光ＥＬの強度に関する受光量信号Ｓ１を空間像検
出部７３に対して出力する。この空間像検出部７３で
は、前記主制御系６７の制御の下で、前記受光量信号Ｓ
１の波形処理が行われるようになっている。これらの基
準板７０、開口部７１、受光センサ７２及び空間像検出
部７３により、照度分布計測手段及び同期精度計測手段
としての空間像計測機構７４が構成されている。
【００５９】そして、前記空間像検出部７３の波形処理
の結果に基づいて、後述するように、前記焦点検出系６
５の基準位置の較正、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内の照
度分布の計測、及び、前記レチクルステージＲＳＴとウ
エハステージＷＳＴとの同期移動の精度の計測が実行さ
れるようになっている。
の結果に基づいて、後述するように、前記焦点検出系６
５の基準位置の較正、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内の照
度分布の計測、及び、前記レチクルステージＲＳＴとウ
エハステージＷＳＴとの同期移動の精度の計測が実行さ
れるようになっている。
【００６０】前記投影光学系ＰＬには、その投影光学系
ＰＬ内の図示しない複数のレンズエレメント間の距離及
びを前記投影光学系ＰＬ内の圧力を微調整する結像特性
調整部７５が接続されている。ここで、後述するよう
に、前記空間像計測機構７４を用いることにより、前記
投影光学系ＰＬに残存する諸収差が検出可能になってい
る。そして、この検出された前記諸収差を打ち消すよう
に、前記結像特性調整部７５を介して、前記レンズエレ
メント間の距離及びを前記投影光学系ＰＬ内の圧力を微
調整することにより、前記投影光学系ＰＬの結像特性が
調整されるようになっている。
ＰＬ内の図示しない複数のレンズエレメント間の距離及
びを前記投影光学系ＰＬ内の圧力を微調整する結像特性
調整部７５が接続されている。ここで、後述するよう
に、前記空間像計測機構７４を用いることにより、前記
投影光学系ＰＬに残存する諸収差が検出可能になってい
る。そして、この検出された前記諸収差を打ち消すよう
に、前記結像特性調整部７５を介して、前記レンズエレ
メント間の距離及びを前記投影光学系ＰＬ内の圧力を微
調整することにより、前記投影光学系ＰＬの結像特性が
調整されるようになっている。
【００６１】図３及び図４（ｄ）に示すように、前記基
準板７０は、前記露光光ＥＬに対して透明な物質、つま
り石英ガラス、蛍石（フッ化カルシウム）等の光学材料
からなり、平板状に形成されている。この基準板７０の
表面には、その開口部７１を取り込むように、前記露光
光ＥＬに対して不透明な物質、例えばクロム、アルミニ
ウム等からなる、所定の膜厚の遮光層７６が形成されて
いる。この遮光層７６において、その前記開口部７１を
取り囲む開口部７１の近傍領域Ｆｎは薄膜部７６ａとな
っており、その近傍領域Ｆｎの外側の外側領域Ｆｏは厚
膜部７６ｂとなっている。言い換えると、前記遮光部７
６は、前記開口部７１の近傍領域Ｆｎにおける厚さが、
その外側の外側領域Ｆｏにおける厚さより薄くなるよう
に形成されている。なお、図においては、理解を容易に
するために、開口部７１及びその近傍領域Ｆｎを拡大し
て描いてある。
準板７０は、前記露光光ＥＬに対して透明な物質、つま
り石英ガラス、蛍石（フッ化カルシウム）等の光学材料
からなり、平板状に形成されている。この基準板７０の
表面には、その開口部７１を取り込むように、前記露光
光ＥＬに対して不透明な物質、例えばクロム、アルミニ
ウム等からなる、所定の膜厚の遮光層７６が形成されて
いる。この遮光層７６において、その前記開口部７１を
取り囲む開口部７１の近傍領域Ｆｎは薄膜部７６ａとな
っており、その近傍領域Ｆｎの外側の外側領域Ｆｏは厚
膜部７６ｂとなっている。言い換えると、前記遮光部７
６は、前記開口部７１の近傍領域Ｆｎにおける厚さが、
その外側の外側領域Ｆｏにおける厚さより薄くなるよう
に形成されている。なお、図においては、理解を容易に
するために、開口部７１及びその近傍領域Ｆｎを拡大し
て描いてある。
【００６２】次に、前記開口部７１及び遮光層７６の形
成方法について、説明する。まず図４（ａ）に示すよう
に、前記基準板７０の表面の全面にわたって、例えば真
空蒸着等により薄い遮光層７６を形成する。次に、この
薄い遮光層７６の上面のほぼ全面を、前記開口部７１を
形成する部分７０ａを除いてフォトレジストＰＲ等によ
りマスクする。ついで、露出した開口部７１を形成する
部分７０ａの前記不透明な物質を、ドライエッチングま
たはウェットエッチングにより取り除いて、開口部７１
を形成する。その後、図４（ｂ）に示すように、前記薄
い遮光層７６のほぼ全面を覆っていたフォトレジストＰ
Ｒを除去する。次に、図４（ｃ）に示すように、前記開
口部７１及びその開口部７１を取り囲む近傍領域Ｆｎに
対応する近傍部分７０ｂを、フォトレジストＰＲ等によ
りマスクする。そして、前記外側領域Ｆｏに対応すると
ともに露出状態にある前記外側部分７０ｃに対して、再
度真空蒸着等により前記不透明物質を積み増しを行っ
て、遮光層７６の厚膜部７６ｂを形成する。ついで、図
４（ｄ）に示すように、前記開口部７１及び前記近傍部
分７０ｂを覆っているフォトレジストＰＲを除去して、
前記開口部７１と、近傍領域Ｆｎにおける遮光層７６の
薄膜部７６ａと、その外側の外側領域Ｆｏにおける遮光
層７６の厚膜部７６ｂと形成する。
成方法について、説明する。まず図４（ａ）に示すよう
に、前記基準板７０の表面の全面にわたって、例えば真
空蒸着等により薄い遮光層７６を形成する。次に、この
薄い遮光層７６の上面のほぼ全面を、前記開口部７１を
形成する部分７０ａを除いてフォトレジストＰＲ等によ
りマスクする。ついで、露出した開口部７１を形成する
部分７０ａの前記不透明な物質を、ドライエッチングま
たはウェットエッチングにより取り除いて、開口部７１
を形成する。その後、図４（ｂ）に示すように、前記薄
い遮光層７６のほぼ全面を覆っていたフォトレジストＰ
Ｒを除去する。次に、図４（ｃ）に示すように、前記開
口部７１及びその開口部７１を取り囲む近傍領域Ｆｎに
対応する近傍部分７０ｂを、フォトレジストＰＲ等によ
りマスクする。そして、前記外側領域Ｆｏに対応すると
ともに露出状態にある前記外側部分７０ｃに対して、再
度真空蒸着等により前記不透明物質を積み増しを行っ
て、遮光層７６の厚膜部７６ｂを形成する。ついで、図
４（ｄ）に示すように、前記開口部７１及び前記近傍部
分７０ｂを覆っているフォトレジストＰＲを除去して、
前記開口部７１と、近傍領域Ｆｎにおける遮光層７６の
薄膜部７６ａと、その外側の外側領域Ｆｏにおける遮光
層７６の厚膜部７６ｂと形成する。
【００６３】次に、前記空間像計測機構７４を用いた前
記焦点検出系６５の基準位置の較正について簡単に説明
する。まず、図２及び図５に示すように、レチクルステ
ージＲＳＴ上に、所定のマークパターン、例えばスリッ
ト状の較正用マークパターン（以下、「較正パターン」
という）ＲＭｃを有するレチクルＲを載置する。そのレ
チクルＲは、前記露光光ＥＬに対して透明な光学材料製
の透明板７８からなり、その表面上に前記露光光ＥＬに
対して不透明な物質により所定のパターンが描画される
とともに、その所定のパターンを取り囲むように前記不
透明な物質により遮光帯７９が形成されている。前記較
正パターンＲＭｃは、前記遮光帯７９内に所定の間隔を
おいて形成されている。
記焦点検出系６５の基準位置の較正について簡単に説明
する。まず、図２及び図５に示すように、レチクルステ
ージＲＳＴ上に、所定のマークパターン、例えばスリッ
ト状の較正用マークパターン（以下、「較正パターン」
という）ＲＭｃを有するレチクルＲを載置する。そのレ
チクルＲは、前記露光光ＥＬに対して透明な光学材料製
の透明板７８からなり、その表面上に前記露光光ＥＬに
対して不透明な物質により所定のパターンが描画される
とともに、その所定のパターンを取り囲むように前記不
透明な物質により遮光帯７９が形成されている。前記較
正パターンＲＭｃは、前記遮光帯７９内に所定の間隔を
おいて形成されている。
【００６４】ついで、前記基準板７０をウエハステージ
ＷＳＴにより投影光学系ＰＬの真下に位置するように移
動させる。これにより、露光光ＥＬで照明されたレチク
ルＲ上の較正パターンＲＭｃの投影像ＲＭｃ’が、前記
投影光学系ＰＬを介して基準板７０の表面の近傍で結像
するようになる。この状態で、ウエハステージＷＳＴに
より、基準板７０をその開口部７１が前記較正パターン
ＲＭｃの１つの投影像ＲＭｃ’とほぼ対応するように移
動させる。そして、ウエハステージＷＳＴをＹ方向に移
動させることによって、図５（ｂ）に示すように、前記
投影像ＲＭｃ’が前記開口部７１に対して相対移動され
る。これにより、前記投影像ＲＭｃ’を前記受光センサ
７２で受光することが可能となり、そのときの開口部７
１の移動方向（Ｙ方向）に対する受光センサ７２からの
出力（受光量信号Ｓ１）の一例を図５（ｃ）に示す。ま
た、図５（ｃ）の信号波形を微分したときの微分波形を
図５（ｄ）に示す。
ＷＳＴにより投影光学系ＰＬの真下に位置するように移
動させる。これにより、露光光ＥＬで照明されたレチク
ルＲ上の較正パターンＲＭｃの投影像ＲＭｃ’が、前記
投影光学系ＰＬを介して基準板７０の表面の近傍で結像
するようになる。この状態で、ウエハステージＷＳＴに
より、基準板７０をその開口部７１が前記較正パターン
ＲＭｃの１つの投影像ＲＭｃ’とほぼ対応するように移
動させる。そして、ウエハステージＷＳＴをＹ方向に移
動させることによって、図５（ｂ）に示すように、前記
投影像ＲＭｃ’が前記開口部７１に対して相対移動され
る。これにより、前記投影像ＲＭｃ’を前記受光センサ
７２で受光することが可能となり、そのときの開口部７
１の移動方向（Ｙ方向）に対する受光センサ７２からの
出力（受光量信号Ｓ１）の一例を図５（ｃ）に示す。ま
た、図５（ｃ）の信号波形を微分したときの微分波形を
図５（ｄ）に示す。
【００６５】このような信号波形を、前記ウエハステー
ジＷＳＴにより前記基準板７０をＺ方向に移動しつつ求
める。そして、前記空間像検出部７３において、得られ
た信号波形から最高のコントラストが得られるＺ方向位
置を算出し、その位置を投影光学系ＰＬの最適結像位置
に定める。ちなみに、前記コントラストは、例えば図５
（ｄ）に示すような信号波形を、適当なスライスレベル
でスライスして得られたピーク幅Ｐｗを基準ピーク幅
（設計値）と比較することにより求められる。また、前
記信号波形のピーク高さＰｈから所定の演算により求め
てもよい。
ジＷＳＴにより前記基準板７０をＺ方向に移動しつつ求
める。そして、前記空間像検出部７３において、得られ
た信号波形から最高のコントラストが得られるＺ方向位
置を算出し、その位置を投影光学系ＰＬの最適結像位置
に定める。ちなみに、前記コントラストは、例えば図５
（ｄ）に示すような信号波形を、適当なスライスレベル
でスライスして得られたピーク幅Ｐｗを基準ピーク幅
（設計値）と比較することにより求められる。また、前
記信号波形のピーク高さＰｈから所定の演算により求め
てもよい。
【００６６】ついで、図１に示すように、このように求
められた最適結像位置に前記基準板７０を合わせ込み、
その基準板７０の表面のＺ方向位置を前記焦点検出系６
５で検出する。この状態で、受光光学系６４の内部に設
けられた図示しない平行平板ガラス（プレーンパラレ
ル）の角度を、受光光学系６４で検出される位置偏差が
零となるように調整する。これにより、受光光学系６４
における基準位置が前記投影光学系ＰＬの最適結像面に
設定され、焦点検出系６５の基準位置の較正がなされ
る。
められた最適結像位置に前記基準板７０を合わせ込み、
その基準板７０の表面のＺ方向位置を前記焦点検出系６
５で検出する。この状態で、受光光学系６４の内部に設
けられた図示しない平行平板ガラス（プレーンパラレ
ル）の角度を、受光光学系６４で検出される位置偏差が
零となるように調整する。これにより、受光光学系６４
における基準位置が前記投影光学系ＰＬの最適結像面に
設定され、焦点検出系６５の基準位置の較正がなされ
る。
【００６７】次に、前記空間像計測機構７４を用いた前
記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布の計測
について説明する。この場合、まず図１、図６（ａ）及
び図６（ｂ）に示すように、複数箇所に照度分布計測用
チャートＣｉが形成された所定のレチクルＲを、前記レ
チクルステージＲＳＴ上に載置する。本実施形態では、
前記照度分布計測用チャートＣｉは、レチクルＲのパタ
ーン部８０の四隅と中央との５箇所に設けられている。
ここで、前記照度分布計測用チャートＣｉは、前記透明
板７８上に前記不透明な物質により遮光部８１として形
成されている。その遮光部８１内には、それぞれ異なる
複数（本実施形態では８個）の所定のマークパターンＲ
Ｍｐｍ、ＲＭｉｍ（ここで、ｍ＝１〜４）が開口形成さ
れている。
記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布の計測
について説明する。この場合、まず図１、図６（ａ）及
び図６（ｂ）に示すように、複数箇所に照度分布計測用
チャートＣｉが形成された所定のレチクルＲを、前記レ
チクルステージＲＳＴ上に載置する。本実施形態では、
前記照度分布計測用チャートＣｉは、レチクルＲのパタ
ーン部８０の四隅と中央との５箇所に設けられている。
ここで、前記照度分布計測用チャートＣｉは、前記透明
板７８上に前記不透明な物質により遮光部８１として形
成されている。その遮光部８１内には、それぞれ異なる
複数（本実施形態では８個）の所定のマークパターンＲ
Ｍｐｍ、ＲＭｉｍ（ここで、ｍ＝１〜４）が開口形成さ
れている。
【００６８】ここで、各所定のマークパターンＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍについて説明する。図６（ｂ）及び図８
（ａ）に示すように、第１の周期マークパターン（以
下、「第１周期パターン」という）ＲＭｐ１は、５本の
Ｙ方向に沿って延びるスリット状の第１マークとしての
垂直開口マークＭｖが所定の間隔をおいて配列されたラ
イン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターンとなってい
る。この第１周期パターンＲＭｐ１は、製品製造時に使
用されるデバイスレチクルにおいて、Ｙ方向に沿って延
びる比較的線幅及びピッチの広い周期性パターンに対応
している。
ｍ、ＲＭｉｍについて説明する。図６（ｂ）及び図８
（ａ）に示すように、第１の周期マークパターン（以
下、「第１周期パターン」という）ＲＭｐ１は、５本の
Ｙ方向に沿って延びるスリット状の第１マークとしての
垂直開口マークＭｖが所定の間隔をおいて配列されたラ
イン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターンとなってい
る。この第１周期パターンＲＭｐ１は、製品製造時に使
用されるデバイスレチクルにおいて、Ｙ方向に沿って延
びる比較的線幅及びピッチの広い周期性パターンに対応
している。
【００６９】また、第２の周期マークパターン（以下、
「第２周期パターン」という）ＲＭｐ２は、５本のＸ方
向に沿って延びるスリット状の第２マークとしての水平
開口マークＭｈが所定の間隔をおいて配列されたＬ／Ｓ
パターンとなっている。この第２周期パターンＲＭｐ２
は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｘ方向に沿って延
びる比較的線幅及びピッチの広い周期性パターンに対応
している。
「第２周期パターン」という）ＲＭｐ２は、５本のＸ方
向に沿って延びるスリット状の第２マークとしての水平
開口マークＭｈが所定の間隔をおいて配列されたＬ／Ｓ
パターンとなっている。この第２周期パターンＲＭｐ２
は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｘ方向に沿って延
びる比較的線幅及びピッチの広い周期性パターンに対応
している。
【００７０】図６（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、
第３の周期マークパターン（以下、「第３周期パター
ン」という）ＲＭｐ３は、８本の前記垂直開口マークＭ
ｖが所定の間隔をおいて配列されたＬ／Ｓパターンとな
っている。この第３周期パターンＲＭｐ３は、前記第１
周期パターンＲＭｐ１に比べて、前記垂直開口マークＭ
ｖの線幅が細くなっているとともに配列の間隔も狭い微
細なパターンとなっている。そして、この第３周期パタ
ーンＲＭｐ３は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｙ方
向に沿って延びる限界解像に近い微細な周期性パターン
に対応している。
第３の周期マークパターン（以下、「第３周期パター
ン」という）ＲＭｐ３は、８本の前記垂直開口マークＭ
ｖが所定の間隔をおいて配列されたＬ／Ｓパターンとな
っている。この第３周期パターンＲＭｐ３は、前記第１
周期パターンＲＭｐ１に比べて、前記垂直開口マークＭ
ｖの線幅が細くなっているとともに配列の間隔も狭い微
細なパターンとなっている。そして、この第３周期パタ
ーンＲＭｐ３は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｙ方
向に沿って延びる限界解像に近い微細な周期性パターン
に対応している。
【００７１】また、第４の周期マークパターン（以下、
「第４周期パターン」という）ＲＭｐ４は、８本の前記
水平開口マークＭｈが所定の間隔をおいて配列されたＬ
／Ｓパターンとなっている。この第４周期パターンＲＭ
ｐ４は、前記第３周期パターンＲＭｐ３と同様に、前記
第２周期パターンＲＭｐ２に比べて、前記水平開口マー
クＭｈの線幅が細くなっているとともに配列の間隔も狭
い微細なパターンとなっている。そして、この第４周期
パターンＲＭｐ４は、前記デバイスレチクルにおいて、
Ｘ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な周期性パタ
ーンに対応している。
「第４周期パターン」という）ＲＭｐ４は、８本の前記
水平開口マークＭｈが所定の間隔をおいて配列されたＬ
／Ｓパターンとなっている。この第４周期パターンＲＭ
ｐ４は、前記第３周期パターンＲＭｐ３と同様に、前記
第２周期パターンＲＭｐ２に比べて、前記水平開口マー
クＭｈの線幅が細くなっているとともに配列の間隔も狭
い微細なパターンとなっている。そして、この第４周期
パターンＲＭｐ４は、前記デバイスレチクルにおいて、
Ｘ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な周期性パタ
ーンに対応している。
【００７２】図６（ｂ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）に
示すように、第１の孤立マークパターン（以下、「第１
孤立パターン」という）ＲＭｉ１は、１本の前記垂直開
口マークＭｖによりなっている。この第１孤立パターン
ＲＭｉ１は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｙ方向に
沿って延びる比較的線幅の広い孤立パターンに対応して
いる。
示すように、第１の孤立マークパターン（以下、「第１
孤立パターン」という）ＲＭｉ１は、１本の前記垂直開
口マークＭｖによりなっている。この第１孤立パターン
ＲＭｉ１は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｙ方向に
沿って延びる比較的線幅の広い孤立パターンに対応して
いる。
【００７３】また、第２の孤立マークパターン（以下、
「第２孤立パターン」という）ＲＭｉ２は、１本の前記
水平開口マークＭｈによりなっている。この第２孤立パ
ターンＲＭｉ２は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｘ
方向に沿って延びる比較的線幅の広い孤立パターンに対
応している。
「第２孤立パターン」という）ＲＭｉ２は、１本の前記
水平開口マークＭｈによりなっている。この第２孤立パ
ターンＲＭｉ２は、前記デバイスレチクルにおいて、Ｘ
方向に沿って延びる比較的線幅の広い孤立パターンに対
応している。
【００７４】また、第３の孤立マークパターン（以下、
「第３孤立パターン」という）ＲＭｉ３は、前記第１孤
立パターンＲＭｉ１よりも線幅の狭い、１本の前記垂直
開口マークＭｖによりなっている。そして、この第３孤
立パターンＲＭｉ３は、前記デバイスレチクルにおい
て、Ｙ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な孤立パ
ターンに対応している。
「第３孤立パターン」という）ＲＭｉ３は、前記第１孤
立パターンＲＭｉ１よりも線幅の狭い、１本の前記垂直
開口マークＭｖによりなっている。そして、この第３孤
立パターンＲＭｉ３は、前記デバイスレチクルにおい
て、Ｙ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な孤立パ
ターンに対応している。
【００７５】また、第４の孤立マークパターン（以下、
「第４孤立パターン」という）ＲＭｉ４は、前記第２孤
立パターンＲＭｉ２よりも線幅の狭い、１本の前記水平
開口マークＭｈによりなっている。そして、この第４孤
立パターンＲＭｉ４は、前記デバイスレチクルにおい
て、Ｘ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な孤立パ
ターンに対応している。
「第４孤立パターン」という）ＲＭｉ４は、前記第２孤
立パターンＲＭｉ２よりも線幅の狭い、１本の前記水平
開口マークＭｈによりなっている。そして、この第４孤
立パターンＲＭｉ４は、前記デバイスレチクルにおい
て、Ｘ方向に沿って延びる限界解像に近い微細な孤立パ
ターンに対応している。
【００７６】このように、前記照度分布計測用チャート
Ｃｉは、前記垂直開口マークＭｖからなる第１平行マー
クパターンとしての垂直パターンの群と、前記水平開口
マークＭｈからなる第２平行マークパターンとしての水
平パターンの群とを含むものとなっている。ここで、前
記垂直パターンの群は、第１周期パターンＲＭｐ１、第
３周期パターンＲＭｐ３、第１孤立パターンＲＭｉ１及
び第３孤立パターンＲＭｉ３からなっている。また、水
平パターンの群は、第２周期パターンＲＭｐ２、第４周
期パターンＲＭｐ４、第２孤立パターンＲＭｉ２及び第
４孤立パターンＲＭｉ４からなっている。
Ｃｉは、前記垂直開口マークＭｖからなる第１平行マー
クパターンとしての垂直パターンの群と、前記水平開口
マークＭｈからなる第２平行マークパターンとしての水
平パターンの群とを含むものとなっている。ここで、前
記垂直パターンの群は、第１周期パターンＲＭｐ１、第
３周期パターンＲＭｐ３、第１孤立パターンＲＭｉ１及
び第３孤立パターンＲＭｉ３からなっている。また、水
平パターンの群は、第２周期パターンＲＭｐ２、第４周
期パターンＲＭｐ４、第２孤立パターンＲＭｉ２及び第
４孤立パターンＲＭｉ４からなっている。
【００７７】そして、図１、図２及び図７に示すよう
に、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内の照度分布を計測
する際には、前記焦点検出系６５の較正時と同様に、ま
ず前記基準板７０の表面を前記焦点検出系６５により投
影光学系ＰＬの最適結像面に合わせ込む。ついで、前記
レチクルＲを露光光ＥＬで照明し、実際に露光しようと
するデバイスレチクルのパターンの周期性、線幅、主に
パターンの延びる方向等に応じたマークパターンＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を、前記
基準板７０の開口部７１に近傍に結像させる。この状態
で、選択された前記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’の短
手方向に沿うようにウエハステージＷＳＴを移動させる
ことによって、前記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’が前
記開口部７１に対して相対移動される。これにより、前
記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を前記受光センサ７２
で受光することが可能となる。
に、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内の照度分布を計測
する際には、前記焦点検出系６５の較正時と同様に、ま
ず前記基準板７０の表面を前記焦点検出系６５により投
影光学系ＰＬの最適結像面に合わせ込む。ついで、前記
レチクルＲを露光光ＥＬで照明し、実際に露光しようと
するデバイスレチクルのパターンの周期性、線幅、主に
パターンの延びる方向等に応じたマークパターンＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を、前記
基準板７０の開口部７１に近傍に結像させる。この状態
で、選択された前記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’の短
手方向に沿うようにウエハステージＷＳＴを移動させる
ことによって、前記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’が前
記開口部７１に対して相対移動される。これにより、前
記投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を前記受光センサ７２
で受光することが可能となる。
【００７８】次に、前記各投影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’を、前記開口部７１を介して検出した際の前記受光
センサ７２からの出力（受光量信号Ｓ１）の波形処理に
ついて説明する。
ｍ’を、前記開口部７１を介して検出した際の前記受光
センサ７２からの出力（受光量信号Ｓ１）の波形処理に
ついて説明する。
【００７９】図１０は、周期性パターンである前記第１
周期パターンＲＭｐ１または第２周期パターンＲＭｐ２
の投影像ＲＭｐ１’、ＲＭｐ２’に対する前記受光量信
号Ｓ１の波形を示すものである。ここで、縦軸は前記受
光センサ７２で受光された露光光ＥＬの強度Ｉであり、
横軸は前記開口部７１の移動方向（Ｘ方向またはＹ方
向）におけるウエハステージＷＳＴ側の干渉計５７から
の信号に基づく座標値ＸまたはＹを示している。また、
図１１は、前記空間像検出部７３にて、図１０の信号波
形を所定の微分フィルタを用いて求めた前記座標値Ｘま
たはＹに関する微分波形である。
周期パターンＲＭｐ１または第２周期パターンＲＭｐ２
の投影像ＲＭｐ１’、ＲＭｐ２’に対する前記受光量信
号Ｓ１の波形を示すものである。ここで、縦軸は前記受
光センサ７２で受光された露光光ＥＬの強度Ｉであり、
横軸は前記開口部７１の移動方向（Ｘ方向またはＹ方
向）におけるウエハステージＷＳＴ側の干渉計５７から
の信号に基づく座標値ＸまたはＹを示している。また、
図１１は、前記空間像検出部７３にて、図１０の信号波
形を所定の微分フィルタを用いて求めた前記座標値Ｘま
たはＹに関する微分波形である。
【００８０】ここで、図１０に示すように、前記受光さ
れた露光光ＥＬの強度Ｉは、ウエハステージＷＳＴが＋
Ｘまたは＋Ｙ方向に移動するに従って次第に大きくな
る。そして、同強度Ｉは、前記投影像ＲＭｐ１’、ＲＭ
ｐ２’と開口部７１とが一致したときにピークに達し、
その後ウエハステージＷＳＴがさらに＋Ｘまたは＋Ｙ方
向に移動するに従って次第に小さくなる。これは、前記
投影像ＲＭｐ１’、ＲＭｐ２’と開口部７１とが一致し
た状態では、前記レチクルＲ上の各マークパターンＲＭ
ｐ１、ＲＭｐ２における全ての開口マークＭｖ、Ｍｈの
投影像に対応する露光光ＥＬが、前記基準板７０上の開
口部７１を通過するためである。
れた露光光ＥＬの強度Ｉは、ウエハステージＷＳＴが＋
Ｘまたは＋Ｙ方向に移動するに従って次第に大きくな
る。そして、同強度Ｉは、前記投影像ＲＭｐ１’、ＲＭ
ｐ２’と開口部７１とが一致したときにピークに達し、
その後ウエハステージＷＳＴがさらに＋Ｘまたは＋Ｙ方
向に移動するに従って次第に小さくなる。これは、前記
投影像ＲＭｐ１’、ＲＭｐ２’と開口部７１とが一致し
た状態では、前記レチクルＲ上の各マークパターンＲＭ
ｐ１、ＲＭｐ２における全ての開口マークＭｖ、Ｍｈの
投影像に対応する露光光ＥＬが、前記基準板７０上の開
口部７１を通過するためである。
【００８１】図１２は、より微細な周期性パターンであ
る前記第３周期パターンＲＭｐ３または第４周期パター
ンＲＭｐ４の投影像ＲＭｐ３’、ＲＭｐ４’に対する前
記受光量信号Ｓ１の波形を示すものである。また、図１
３は、前記空間像検出部７３にて、図１２の信号波形か
ら所定の微分フィルタを用いて求めた微分波形である。
ここでは、図１２及び図１３に示すように、前記第１周
期パターンＲＭｐ１、第２周期パターンＲＭｐ２の場合
に比べて、前記受光された露光光ＥＬの強度Ｉは開口マ
ークのピッチが短い分だけ小刻みな変化を示す。
る前記第３周期パターンＲＭｐ３または第４周期パター
ンＲＭｐ４の投影像ＲＭｐ３’、ＲＭｐ４’に対する前
記受光量信号Ｓ１の波形を示すものである。また、図１
３は、前記空間像検出部７３にて、図１２の信号波形か
ら所定の微分フィルタを用いて求めた微分波形である。
ここでは、図１２及び図１３に示すように、前記第１周
期パターンＲＭｐ１、第２周期パターンＲＭｐ２の場合
に比べて、前記受光された露光光ＥＬの強度Ｉは開口マ
ークのピッチが短い分だけ小刻みな変化を示す。
【００８２】図１４は、前記第１孤立パターンＲＭｉ１
及び第３孤立パターンＲＭｉ３の投影像ＲＭｉ１’、Ｒ
Ｍｉ３’、または前記第２孤立パターンＲＭｉ２及び第
４孤立パターンＲＭｉ４の投影像ＲＭｉ２’、ＲＭｉ
４’に対する前記受光量信号Ｓ１の波形を示すものであ
る。また、図１５は、前記空間像検出部７３にて、図１
４の信号波形から所定の微分フィルタを用いて求めた微
分波形である。
及び第３孤立パターンＲＭｉ３の投影像ＲＭｉ１’、Ｒ
Ｍｉ３’、または前記第２孤立パターンＲＭｉ２及び第
４孤立パターンＲＭｉ４の投影像ＲＭｉ２’、ＲＭｉ
４’に対する前記受光量信号Ｓ１の波形を示すものであ
る。また、図１５は、前記空間像検出部７３にて、図１
４の信号波形から所定の微分フィルタを用いて求めた微
分波形である。
【００８３】ここで、図１４に示すように、ウエハステ
ージＷＳＴが＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動するに従って、
まず線幅の大きな第１孤立パターンＲＭｉ１または第２
孤立パターンＲＭｉ２に対応する投影像ＲＭｉ１’、Ｒ
Ｍｉ２’が受光される。やがて、微細な線幅の第３孤立
パターンＲＭｉ３及び第４孤立パターンＲＭｉ４に対応
する投影像ＲＭｉ３’、ＲＭｉ４’が、前記開口部７１
と対応するようになり、２つの投影像ＲＭｉ１’とＲＭ
ｉ３’またはＲＭｉ２’とＲＭｉ４’が同時に受光され
るようになり、前記受光された露光光ＥＬの強度Ｉはピ
ークに達する。その後、ウエハステージＷＳＴがさらに
＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動すると、前記投影像ＲＭｉ
１’、ＲＭｉ２’が開口部７１から外れ、前記投影像Ｒ
Ｍｉ３’またはＲＭｉ４’のみが受光される。このよう
に、前記受光センサ７２で受光される露光光ＥＬの強度
Ｉは、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って３段階の変
化を示す。
ージＷＳＴが＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動するに従って、
まず線幅の大きな第１孤立パターンＲＭｉ１または第２
孤立パターンＲＭｉ２に対応する投影像ＲＭｉ１’、Ｒ
Ｍｉ２’が受光される。やがて、微細な線幅の第３孤立
パターンＲＭｉ３及び第４孤立パターンＲＭｉ４に対応
する投影像ＲＭｉ３’、ＲＭｉ４’が、前記開口部７１
と対応するようになり、２つの投影像ＲＭｉ１’とＲＭ
ｉ３’またはＲＭｉ２’とＲＭｉ４’が同時に受光され
るようになり、前記受光された露光光ＥＬの強度Ｉはピ
ークに達する。その後、ウエハステージＷＳＴがさらに
＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動すると、前記投影像ＲＭｉ
１’、ＲＭｉ２’が開口部７１から外れ、前記投影像Ｒ
Ｍｉ３’またはＲＭｉ４’のみが受光される。このよう
に、前記受光センサ７２で受光される露光光ＥＬの強度
Ｉは、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って３段階の変
化を示す。
【００８４】そして、前記のように求められた図１１及
び図１３の周期性パターンに関する微分波形について
は、まずフーリエ級数展開を行いオフセット成分Ａと一
次成分Ｂ／２とを求め、この一次成分Ｂ／２から微分波
形の振幅Ｂを求める。この振幅Ｂを前記オフセット成分
Ａで除することにより、コントラストＢ／Ａを算出す
る。これら周期性パターンの場合、前記コントラストＢ
／Ａの値を、各周期パターンＲＭｐｍの位置における露
光光ＥＬの光量の代表値として用いる。
び図１３の周期性パターンに関する微分波形について
は、まずフーリエ級数展開を行いオフセット成分Ａと一
次成分Ｂ／２とを求め、この一次成分Ｂ／２から微分波
形の振幅Ｂを求める。この振幅Ｂを前記オフセット成分
Ａで除することにより、コントラストＢ／Ａを算出す
る。これら周期性パターンの場合、前記コントラストＢ
／Ａの値を、各周期パターンＲＭｐｍの位置における露
光光ＥＬの光量の代表値として用いる。
【００８５】一方、前記のように求められた図１５の孤
立パターンに関する微分波形に関しては、第１孤立パタ
ーンＲＭｉ１または第２孤立パターンＲＭｉ２に対応す
るピークＰｓ１のピーク高さＤを求める。また、第３孤
立パターンＲＭｉ３または第４孤立パターンＲＭｉ４に
対応するピークＰｓ２のピーク高さＥを求める。この孤
立パターンの場合、前記ピーク高さＤ、Ｅの値を、各孤
立パターンＲＭｉｍの位置における露光光ＥＬの光量の
代表値として用いる。
立パターンに関する微分波形に関しては、第１孤立パタ
ーンＲＭｉ１または第２孤立パターンＲＭｉ２に対応す
るピークＰｓ１のピーク高さＤを求める。また、第３孤
立パターンＲＭｉ３または第４孤立パターンＲＭｉ４に
対応するピークＰｓ２のピーク高さＥを求める。この孤
立パターンの場合、前記ピーク高さＤ、Ｅの値を、各孤
立パターンＲＭｉｍの位置における露光光ＥＬの光量の
代表値として用いる。
【００８６】次に、実際に露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内
における照度分布を計測し、その計測結果に基づいて露
光光ＥＬの照度分布を補正する方法について説明する。
まず、図１、図２、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよ
うに、前記照度分布計測用チャートＣｉ内の各マークパ
ターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍのうちで、製品製造に供され
るデバイスレチクル上における回路パターンの状態（線
幅、周期性、パターンが主に延びる方向等）に対応した
ものを選択する。その選択されたマークパターンＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍについて、前記各照度分布計測用チャート
Ｃｉの同パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ毎に、前記コント
ラストＢ／Ａまたはピーク高さＤ、Ｅの計測を行う。こ
こで、各照度分布計測用チャートＣｉは、前記のよう
に、レチクルＲの中央及び四隅の近傍に設けられている
ため、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内のほぼ全体にわたる
照度分布が求められる。
における照度分布を計測し、その計測結果に基づいて露
光光ＥＬの照度分布を補正する方法について説明する。
まず、図１、図２、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すよ
うに、前記照度分布計測用チャートＣｉ内の各マークパ
ターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍのうちで、製品製造に供され
るデバイスレチクル上における回路パターンの状態（線
幅、周期性、パターンが主に延びる方向等）に対応した
ものを選択する。その選択されたマークパターンＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍについて、前記各照度分布計測用チャート
Ｃｉの同パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ毎に、前記コント
ラストＢ／Ａまたはピーク高さＤ、Ｅの計測を行う。こ
こで、各照度分布計測用チャートＣｉは、前記のよう
に、レチクルＲの中央及び四隅の近傍に設けられている
ため、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内のほぼ全体にわたる
照度分布が求められる。
【００８７】このようにして求められた照度分布に関す
る情報は主制御系に６７に入力され、照度分布の均一性
が所定の範囲内に入っているかどうかが判断されるよう
になっている。この判断は、前記各照度分布計測チャー
トＣｉに対応する前記光量の代表値間に、所定の範囲を
超えたばらつきがあるかどうかをみることにより行われ
る。
る情報は主制御系に６７に入力され、照度分布の均一性
が所定の範囲内に入っているかどうかが判断されるよう
になっている。この判断は、前記各照度分布計測チャー
トＣｉに対応する前記光量の代表値間に、所定の範囲を
超えたばらつきがあるかどうかをみることにより行われ
る。
【００８８】ここで、その照度分布の均一性が前記所定
の範囲外にあると判断された場合、前記主制御系６７の
制御の下で、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度
分布が、前記照度均一化光学系４５内の光学部材の位置
関係を補正することにより調整される。すなわち、主制
御系６７は、前記ばらつきに応じ、露光光源３１、第１
フライアイレンズ３４、第２フライアイレンズ３６、第
１リレーレンズ３９及び第２リレーレンズ４１の各駆動
部３１ａ、３４ａ、３６ａ、３９ａ、４１ａを、それら
の各光学部材３１、３４、３６、３９、４１が前記露光
光ＥＬの光軸方向に所定量だけ移動あるいは同光軸に対
し所定量だけ傾斜するように制御する。そして、再度、
前記空間像計測機構７４を用いて、前記露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内における照度分布が計測され、その照度分
布が前記所定の範囲内に収まるまで、前記の調整動作が
繰り返される。
の範囲外にあると判断された場合、前記主制御系６７の
制御の下で、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度
分布が、前記照度均一化光学系４５内の光学部材の位置
関係を補正することにより調整される。すなわち、主制
御系６７は、前記ばらつきに応じ、露光光源３１、第１
フライアイレンズ３４、第２フライアイレンズ３６、第
１リレーレンズ３９及び第２リレーレンズ４１の各駆動
部３１ａ、３４ａ、３６ａ、３９ａ、４１ａを、それら
の各光学部材３１、３４、３６、３９、４１が前記露光
光ＥＬの光軸方向に所定量だけ移動あるいは同光軸に対
し所定量だけ傾斜するように制御する。そして、再度、
前記空間像計測機構７４を用いて、前記露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内における照度分布が計測され、その照度分
布が前記所定の範囲内に収まるまで、前記の調整動作が
繰り返される。
【００８９】また、前記各照度分布計測用チャートＣｉ
の各周期パターンＲＭｐｍの投影像ＲＭｐｍ’を、前記
空間像計測機構７４にて、それぞれ所定の条件で計測す
ることにより、前記投影光学系ＰＬに残存する諸収差を
検出することもできる。すなわち、各照度分布計測用チ
ャートＣｉ毎に、同一種類の周期パターンＲＭｐｍを用
い、その周期パターンＲＭｐｍの投影像ＲＭｐｍ’のコ
ントラストが最大となるＺ方向位置を求めることで、前
記投影光学系ＰＬに残存する像面湾曲を求めることがで
きる。また、前記各投影像ＲＭｐｍ’毎の前記受光セン
サ７２による検出位置と、設計上の投影位置とのずれを
検出することで、前記投影光学系ＰＬに残存するディス
トーションを求めることができる。さらに、一つの照度
分布計測チャートＣｉ内の配列方向が互いに直交する一
対の周期パターンＲＭｐｍを用い、各周期パターンＲＭ
ｐｍの投影像ＲＭｐｍ’のコントラストが最大となるＺ
方向位置を求めることで、前記投影光学系ＰＬに残存す
る非点収差を求めることができる。そして、前記のよう
に求められた諸収差を打ち消すように、前記結像特性調
整部７５を介して、前記投影光学系ＰＬの結像特性が調
整される。
の各周期パターンＲＭｐｍの投影像ＲＭｐｍ’を、前記
空間像計測機構７４にて、それぞれ所定の条件で計測す
ることにより、前記投影光学系ＰＬに残存する諸収差を
検出することもできる。すなわち、各照度分布計測用チ
ャートＣｉ毎に、同一種類の周期パターンＲＭｐｍを用
い、その周期パターンＲＭｐｍの投影像ＲＭｐｍ’のコ
ントラストが最大となるＺ方向位置を求めることで、前
記投影光学系ＰＬに残存する像面湾曲を求めることがで
きる。また、前記各投影像ＲＭｐｍ’毎の前記受光セン
サ７２による検出位置と、設計上の投影位置とのずれを
検出することで、前記投影光学系ＰＬに残存するディス
トーションを求めることができる。さらに、一つの照度
分布計測チャートＣｉ内の配列方向が互いに直交する一
対の周期パターンＲＭｐｍを用い、各周期パターンＲＭ
ｐｍの投影像ＲＭｐｍ’のコントラストが最大となるＺ
方向位置を求めることで、前記投影光学系ＰＬに残存す
る非点収差を求めることができる。そして、前記のよう
に求められた諸収差を打ち消すように、前記結像特性調
整部７５を介して、前記投影光学系ＰＬの結像特性が調
整される。
【００９０】次に、前記空間像計測機構７４を用いた前
記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの
同期精度の計測について説明する。この場合、まず図
１、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、同期精度
計測用チャートＣｓが形成された所定のレチクルＲを、
前記レチクルステージＲＳＴ上に載置する。本実施形態
では、前記同期精度計測用チャートＣｓは、レチクルＲ
のパターン部８０の中央に設けられている。ここで、前
記同期精度計測用チャートＣｓは、前記透明板７８上に
前記不透明な物質により形成された複数（本実施形態で
は２個）の所定のマークパターンＲＭｓｍ（ここで、ｍ
＝１、２）からなっている。
記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの
同期精度の計測について説明する。この場合、まず図
１、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、同期精度
計測用チャートＣｓが形成された所定のレチクルＲを、
前記レチクルステージＲＳＴ上に載置する。本実施形態
では、前記同期精度計測用チャートＣｓは、レチクルＲ
のパターン部８０の中央に設けられている。ここで、前
記同期精度計測用チャートＣｓは、前記透明板７８上に
前記不透明な物質により形成された複数（本実施形態で
は２個）の所定のマークパターンＲＭｓｍ（ここで、ｍ
＝１、２）からなっている。
【００９１】ここで、各所定のマークパターンＲＭｓｍ
について説明する。図６（ｃ）に示すように、第１の計
測マークパターン（以下、「第１計測パターン」とい
う）ＲＭｓ１は、前記レチクルステージＲＳＴとウエハ
ステージＷＳＴとの同期移動の方向に沿って延びるよう
に形成された長方形状の平行マークＭｐによりなってい
る。この第１計測パターンＲＭｓ１は、前記同期移動の
方向と直交する方向（Ｘ方向）における前記両ステージ
ＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を計測するためのもの
である。第２の計測マークパターン（以下、「第２計測
パターン」という）ＲＭｓ２は、前記同期移動の方向と
直交する方向に沿って延びるように形成された長方形状
の直交マークＭｏによりなっている。この第２計測パタ
ーンＲＭｓ２は、前記同期移動の方向（Ｙ方向）におけ
る前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を計
測するためのものである。
について説明する。図６（ｃ）に示すように、第１の計
測マークパターン（以下、「第１計測パターン」とい
う）ＲＭｓ１は、前記レチクルステージＲＳＴとウエハ
ステージＷＳＴとの同期移動の方向に沿って延びるよう
に形成された長方形状の平行マークＭｐによりなってい
る。この第１計測パターンＲＭｓ１は、前記同期移動の
方向と直交する方向（Ｘ方向）における前記両ステージ
ＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を計測するためのもの
である。第２の計測マークパターン（以下、「第２計測
パターン」という）ＲＭｓ２は、前記同期移動の方向と
直交する方向に沿って延びるように形成された長方形状
の直交マークＭｏによりなっている。この第２計測パタ
ーンＲＭｓ２は、前記同期移動の方向（Ｙ方向）におけ
る前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を計
測するためのものである。
【００９２】そして、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期精度を計測する際には、図１に示すように、まず、
前記投影光学系ＰＬに残存する諸収差の影響を排除する
ため、前記投影光学系ＰＬの結像特性の調整を行う。そ
して、前記焦点検出系６５の較正時と同様に、まず前記
基準板７０の表面を前記焦点検出系６５により投影光学
系ＰＬの最適結像面に合わせ込む。ついで、前記レチク
ルＲを露光光ＥＬで照明し、図１６（ａ）または図１６
（ｂ）に示すように、前記第１計測マークパターンＲＭ
ｓ１または第２計測マークパターンＲＭｓ２の投影像Ｒ
Ｍｓ１’、ＲＭｓ２’を、前記基準板７０の開口部７１
上に結像させる。この状態で、実際の製品製造時と同一
の条件で前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させ
る。これにより、前記投影像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’を
前記受光センサ７２で受光することが可能となる。
同期精度を計測する際には、図１に示すように、まず、
前記投影光学系ＰＬに残存する諸収差の影響を排除する
ため、前記投影光学系ＰＬの結像特性の調整を行う。そ
して、前記焦点検出系６５の較正時と同様に、まず前記
基準板７０の表面を前記焦点検出系６５により投影光学
系ＰＬの最適結像面に合わせ込む。ついで、前記レチク
ルＲを露光光ＥＬで照明し、図１６（ａ）または図１６
（ｂ）に示すように、前記第１計測マークパターンＲＭ
ｓ１または第２計測マークパターンＲＭｓ２の投影像Ｒ
Ｍｓ１’、ＲＭｓ２’を、前記基準板７０の開口部７１
上に結像させる。この状態で、実際の製品製造時と同一
の条件で前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させ
る。これにより、前記投影像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’を
前記受光センサ７２で受光することが可能となる。
【００９３】図１７は、前記各投影像ＲＭｓ１’、ＲＭ
ｓ２’を、前記開口部７１を介して検出した際の前記受
光センサ７２からの出力（受光量信号Ｓ１）を示すもの
である。なお、縦軸は前記受光センサ７２で受光された
露光光ＥＬの強度Ｉであり、横軸は前記開口部７１の移
動方向（Ｘ方向またはＹ方向）におけるウエハステージ
ＷＳＴ側の干渉計５７からの信号に基づく座標値Ｘまた
はＹを示している。
ｓ２’を、前記開口部７１を介して検出した際の前記受
光センサ７２からの出力（受光量信号Ｓ１）を示すもの
である。なお、縦軸は前記受光センサ７２で受光された
露光光ＥＬの強度Ｉであり、横軸は前記開口部７１の移
動方向（Ｘ方向またはＹ方向）におけるウエハステージ
ＷＳＴ側の干渉計５７からの信号に基づく座標値Ｘまた
はＹを示している。
【００９４】ここで、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期移動がほぼ完全に同期されていれば、いずれの投影
像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’を用いて計測した場合であっ
ても、その投影像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’と前記開口部
７１とが相対的にほぼ静止した状態となる。このため、
ウエハステージＷＳＴが＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動して
も、前記受光センサ７２における受光量がほとんど変化
せず、図１７に実線で示すように、前記受光量信号Ｓ１
はほぼ一定の信号となる。
同期移動がほぼ完全に同期されていれば、いずれの投影
像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’を用いて計測した場合であっ
ても、その投影像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’と前記開口部
７１とが相対的にほぼ静止した状態となる。このため、
ウエハステージＷＳＴが＋Ｘまたは＋Ｙ方向に移動して
も、前記受光センサ７２における受光量がほとんど変化
せず、図１７に実線で示すように、前記受光量信号Ｓ１
はほぼ一定の信号となる。
【００９５】一方、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同
期移動の同期性にずれが生じている場合には、その投影
像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’と前記開口部７１との間に、
同期移動に加えて、新たに微小な相対移動が生じた状態
となる。このため、ウエハステージＷＳＴが＋Ｘまたは
＋Ｙ方向に移動するに従い、前記受光センサ７２におけ
る受光量が微小に変化し、例えば図１７に破線で示すよ
うに、前記受光量信号Ｓ１’が変動する。
期移動の同期性にずれが生じている場合には、その投影
像ＲＭｓ１’、ＲＭｓ２’と前記開口部７１との間に、
同期移動に加えて、新たに微小な相対移動が生じた状態
となる。このため、ウエハステージＷＳＴが＋Ｘまたは
＋Ｙ方向に移動するに従い、前記受光センサ７２におけ
る受光量が微小に変化し、例えば図１７に破線で示すよ
うに、前記受光量信号Ｓ１’が変動する。
【００９６】このように受光量信号Ｓ１’に変動が生じ
ているときには、図１に示すように、前記主制御系６７
は、同期移動方向及びその直交方向毎に、前記受光量信
号Ｓ１’と両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの完全同期状態で
の受光量信号Ｓ１（設計値）との比較を行う。前記主制
御系６７は、この比較に基づいて、前記同期移動方向及
びその直交方向における完全同期状態からのずれを算出
する。そして、前記主制御系６７は、前記レチクルステ
ージ制御部５２及びウエハステージ制御部５９に対し、
前記ずれに関する情報を出力する。前記レチクルステー
ジ制御部５２は、前記レチクルステージ駆動部４９を介
して、前記ずれを打ち消すように前記同期移動時におけ
るレチクルステージＲＳＴの移動速度及び移動方向を微
調整する。また、前記ウエハステージ制御部５９は、前
記ウエハステージ駆動部５６を介して、前記ずれを打ち
消すように前記同期移動時におけるウエハステージＷＳ
Ｔの移動速度及び移動方向を微調整する。
ているときには、図１に示すように、前記主制御系６７
は、同期移動方向及びその直交方向毎に、前記受光量信
号Ｓ１’と両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの完全同期状態で
の受光量信号Ｓ１（設計値）との比較を行う。前記主制
御系６７は、この比較に基づいて、前記同期移動方向及
びその直交方向における完全同期状態からのずれを算出
する。そして、前記主制御系６７は、前記レチクルステ
ージ制御部５２及びウエハステージ制御部５９に対し、
前記ずれに関する情報を出力する。前記レチクルステー
ジ制御部５２は、前記レチクルステージ駆動部４９を介
して、前記ずれを打ち消すように前記同期移動時におけ
るレチクルステージＲＳＴの移動速度及び移動方向を微
調整する。また、前記ウエハステージ制御部５９は、前
記ウエハステージ駆動部５６を介して、前記ずれを打ち
消すように前記同期移動時におけるウエハステージＷＳ
Ｔの移動速度及び移動方向を微調整する。
【００９７】従って、この第１実施形態によれば、以下
のような効果を得ることができる。 （イ） 本実施形態の露光装置では、ウエハステージＷ
ＳＴ上に所定の開口部７１を有する基準板７０が配設さ
れ、その基準板７０の下方には受光センサ７２が設けら
れている。その受光センサ７２により、レチクルＲ上の
マークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’を、投影光学系ＰＬ及び前記開口部７
１を介して検出するようになっている。そして、その投
影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’の検出を、露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内の複数位置で行うことにより、前記露光光
ＥＬの前記照射領域ＩＦ内での照度分布を計測するよう
になっている。
のような効果を得ることができる。 （イ） 本実施形態の露光装置では、ウエハステージＷ
ＳＴ上に所定の開口部７１を有する基準板７０が配設さ
れ、その基準板７０の下方には受光センサ７２が設けら
れている。その受光センサ７２により、レチクルＲ上の
マークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’を、投影光学系ＰＬ及び前記開口部７
１を介して検出するようになっている。そして、その投
影像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’の検出を、露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内の複数位置で行うことにより、前記露光光
ＥＬの前記照射領域ＩＦ内での照度分布を計測するよう
になっている。
【００９８】ここで、前記露光光ＥＬは、レチクルＲ上
のマークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを通過する際に発
生する回折光、前記投影光学ＰＬ系に残存する諸収差、
及び投影光学系ＰＬにおける透過率むらの影響を受ける
ことがある。これに対して、前記受光センサ７２におい
ては、投影光学系ＰＬを通過した前記投影像ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’を、前記ウエハステージＷＳＴ上に配
設された基準板７０上の開口部７１を介して検出するよ
うになっている。このため、前記のような露光光ＥＬが
レチクルＲ及び投影光学系ＰＬを通過する際の影響を含
んだ状態で、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における
照度分布を計測することができる。
のマークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを通過する際に発
生する回折光、前記投影光学ＰＬ系に残存する諸収差、
及び投影光学系ＰＬにおける透過率むらの影響を受ける
ことがある。これに対して、前記受光センサ７２におい
ては、投影光学系ＰＬを通過した前記投影像ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’を、前記ウエハステージＷＳＴ上に配
設された基準板７０上の開口部７１を介して検出するよ
うになっている。このため、前記のような露光光ＥＬが
レチクルＲ及び投影光学系ＰＬを通過する際の影響を含
んだ状態で、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における
照度分布を計測することができる。
【００９９】従って、製品製造用のデバイスレチクルを
用いた実際の回路パターンの転写露光時に近い状態で、
露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布を正確に
計測することができる。そして、この計測結果に基づい
て、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布を正
確に補正することが可能となる。
用いた実際の回路パターンの転写露光時に近い状態で、
露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布を正確に
計測することができる。そして、この計測結果に基づい
て、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布を正
確に補正することが可能となる。
【０１００】（ロ） また、本実施形態の露光装置で
は、前記レチクルＲを照明する照明光学系４４は、露光
光ＥＬの照度分布を均一化する照度均一化光学系４５を
含んでいる。そして、前記受光センサ７２による前記投
影像ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの検出結果としての受光量信号
Ｓ１に基づいて、前記照度均一化光学系４５内の露光光
源３１、２つのフライアイレンズ３４、３６及び一対の
リレーレンズ３９、４１の位置関係及び露光光ＥＬの光
軸に対する傾斜を調整するようになっている。
は、前記レチクルＲを照明する照明光学系４４は、露光
光ＥＬの照度分布を均一化する照度均一化光学系４５を
含んでいる。そして、前記受光センサ７２による前記投
影像ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの検出結果としての受光量信号
Ｓ１に基づいて、前記照度均一化光学系４５内の露光光
源３１、２つのフライアイレンズ３４、３６及び一対の
リレーレンズ３９、４１の位置関係及び露光光ＥＬの光
軸に対する傾斜を調整するようになっている。
【０１０１】このため、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内に
おける照度分布を、正確に補正することができ、デバイ
スレチクルを用いた回路パターンの実際の露光時におけ
る正確な転写露光を確保することができる。
おける照度分布を、正確に補正することができ、デバイ
スレチクルを用いた回路パターンの実際の露光時におけ
る正確な転写露光を確保することができる。
【０１０２】（ハ） また、本実施形態の露光装置で使
用されるレチクルＲ上には、前記照度分布を計測するた
めの照度分布計測用チャートＣｉが形成されている。こ
の照度分布計測用チャートＣｉは、孤立パターンＲＭｉ
ｍと周期パターンＲＭｐｍとを含んでいる。この孤立パ
ターンＲＭｉｍは長方形状のマークが単独で配置された
ものであり、周期パターンＲＭｐｍは複数の長方形状の
マークが所定の周期をおいて配列されたＬ／Ｓパターン
によりなるものである。そして、前記開口部７１と、前
記各パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐｍ’、
ＲＭｉｍ’とを、前記各パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを
構成する開口マークＭｖ、Ｍｈの短手方向に沿って相対
移動させる。そして、前記受光センサ７２で前記各投影
像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を検出する。その検出結果に
基づいて、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照
度分布を計測するようになっている。
用されるレチクルＲ上には、前記照度分布を計測するた
めの照度分布計測用チャートＣｉが形成されている。こ
の照度分布計測用チャートＣｉは、孤立パターンＲＭｉ
ｍと周期パターンＲＭｐｍとを含んでいる。この孤立パ
ターンＲＭｉｍは長方形状のマークが単独で配置された
ものであり、周期パターンＲＭｐｍは複数の長方形状の
マークが所定の周期をおいて配列されたＬ／Ｓパターン
によりなるものである。そして、前記開口部７１と、前
記各パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍの投影像ＲＭｐｍ’、
ＲＭｉｍ’とを、前記各パターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを
構成する開口マークＭｖ、Ｍｈの短手方向に沿って相対
移動させる。そして、前記受光センサ７２で前記各投影
像ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’を検出する。その検出結果に
基づいて、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照
度分布を計測するようになっている。
【０１０３】このため、デバイスレチクルを用いた実際
の露光に供する回路パターンの周期性に応じて、露光光
ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布の計測に使用す
るマークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを選択することが
できる。そして、前記実際の露光に供する回路パターン
の周期性に応じた前記露光光ＥＬの照度分布の計測が可
能となる。従って、前記回路パターンの周期性に応じて
最適な露光光ＥＬの照度分布の補正を行うことができ、
より正確な転写露光を行うことができる。
の露光に供する回路パターンの周期性に応じて、露光光
ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分布の計測に使用す
るマークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍを選択することが
できる。そして、前記実際の露光に供する回路パターン
の周期性に応じた前記露光光ＥＬの照度分布の計測が可
能となる。従って、前記回路パターンの周期性に応じて
最適な露光光ＥＬの照度分布の補正を行うことができ、
より正確な転写露光を行うことができる。
【０１０４】（ニ） また、本実施形態の露光装置で
は、前記照度分布計測用チャートＣｉが、ウエハステー
ジＷＳＴの走査方向に沿って延びる垂直開口マークＭｖ
からなるマークパターンＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭｉ
１、ＲＭｉ３（垂直マークパターンの群）と、前記走査
方向と直交する方向に沿って延びる水平開口マークＭｈ
からなるマークパターンＲＭｐ２、ＲＭｐ４、ＲＭｉ
２、ＲＭｉ４（水平マークパターンの群）とを有してい
る。
は、前記照度分布計測用チャートＣｉが、ウエハステー
ジＷＳＴの走査方向に沿って延びる垂直開口マークＭｖ
からなるマークパターンＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭｉ
１、ＲＭｉ３（垂直マークパターンの群）と、前記走査
方向と直交する方向に沿って延びる水平開口マークＭｈ
からなるマークパターンＲＭｐ２、ＲＭｐ４、ＲＭｉ
２、ＲＭｉ４（水平マークパターンの群）とを有してい
る。
【０１０５】ここで、レチクルＲ上に形成されたパター
ンの延びる方向が異なると、同じ露光光ＥＬであって
も、回折光の発生状態が変化し、その回折光が投影光学
系ＰＬ内を通過する際の光路が変化することがある。こ
のように通過する光路が変化すると、露光光ＥＬが受け
る投影光学系ＰＬの残存収差、透過率むら等の影響が変
化し、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分
布が変化することがある。
ンの延びる方向が異なると、同じ露光光ＥＬであって
も、回折光の発生状態が変化し、その回折光が投影光学
系ＰＬ内を通過する際の光路が変化することがある。こ
のように通過する光路が変化すると、露光光ＥＬが受け
る投影光学系ＰＬの残存収差、透過率むら等の影響が変
化し、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における照度分
布が変化することがある。
【０１０６】これに対して、本実施形態の露光装置で
は、前記垂直マークパターンＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭ
ｉ１、ＲＭｉ３及び水平マークパターンＲＭｐ２、ＲＭ
ｐ４、ＲＭｉ２、ＲＭｉ４を用いて露光光ＥＬの照度分
布の計測を行うようになっている。このため、投影光学
系ＰＬの照射領域ＩＦの互いに直交する前記走査方向と
その直交方向との２方向に沿った照度分布が計測でき
る。従って、一層正確な照度分布の計測を行うことがで
きる。
は、前記垂直マークパターンＲＭｐ１、ＲＭｐ３、ＲＭ
ｉ１、ＲＭｉ３及び水平マークパターンＲＭｐ２、ＲＭ
ｐ４、ＲＭｉ２、ＲＭｉ４を用いて露光光ＥＬの照度分
布の計測を行うようになっている。このため、投影光学
系ＰＬの照射領域ＩＦの互いに直交する前記走査方向と
その直交方向との２方向に沿った照度分布が計測でき
る。従って、一層正確な照度分布の計測を行うことがで
きる。
【０１０７】（ホ） また、一般に、製品製造に使用さ
れるデバイスレチクルに形成された回路パターンは、そ
の多くが垂直方向に延びる部分と水平方向に延びる部分
とで構成されている。一方、前記垂直及び水平方向に対
して斜め方向に延びる部分は、それほど多く存在するも
のではない。
れるデバイスレチクルに形成された回路パターンは、そ
の多くが垂直方向に延びる部分と水平方向に延びる部分
とで構成されている。一方、前記垂直及び水平方向に対
して斜め方向に延びる部分は、それほど多く存在するも
のではない。
【０１０８】これに対して、前記照度分布計測用チャー
トＣｉは、前記垂直マークパターンの群及び水平マーク
パターンの群だけで構成されているが、前記デバイスレ
チクルの回路パターンの大部分を占める垂直あるいは水
平方向に延びる部分に対応させることができる。従っ
て、簡単な構成の照度分布計測用チャートＣｉを用い
て、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における正確な照
度分布の計測をおこなうことができる。
トＣｉは、前記垂直マークパターンの群及び水平マーク
パターンの群だけで構成されているが、前記デバイスレ
チクルの回路パターンの大部分を占める垂直あるいは水
平方向に延びる部分に対応させることができる。従っ
て、簡単な構成の照度分布計測用チャートＣｉを用い
て、前記露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内における正確な照
度分布の計測をおこなうことができる。
【０１０９】（ヘ） また、本実施形態の露光装置で
は、前記照度分布計測用チャートＣｉが、比較的線幅の
広い開口マークＭｖ、ＭｈからなるマークパターンＲＭ
ｐ１、ＲＭｐ２、ＲＭｉ１、ＲＭｉ２と、線幅の微細な
開口マークＭｖ、ＭｈからなるマークパターンＲＭｐ
３、ＲＭｐ４、ＲＭｉ３、ＲＭｉ４とを含んでいる。
は、前記照度分布計測用チャートＣｉが、比較的線幅の
広い開口マークＭｖ、ＭｈからなるマークパターンＲＭ
ｐ１、ＲＭｐ２、ＲＭｉ１、ＲＭｉ２と、線幅の微細な
開口マークＭｖ、ＭｈからなるマークパターンＲＭｐ
３、ＲＭｐ４、ＲＭｉ３、ＲＭｉ４とを含んでいる。
【０１１０】このため、製品製造用のデバイスレチクル
に、複数の線幅の回路パターンが形成されているような
場合に対応して、より正確な露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
内における照度分布を正確に計測することができる。
に、複数の線幅の回路パターンが形成されているような
場合に対応して、より正確な露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
内における照度分布を正確に計測することができる。
【０１１１】（ト） また、本実施形態の露光装置で
は、ウエハステージＷＳＴ上に所定の開口部７１を有す
る基準板７０が配設され、その基準板７０の下方には受
光センサ７２が設けられている。その受光センサ７２に
より、レチクルＲ上の計測パターンＲＭｓｍの投影像Ｒ
Ｍｓｍ’を、投影光学系ＰＬ及び前記開口部７１を介し
て検出するようになっている。そして、その投影像ＲＭ
ｓｍ’の検出を、前記ウエハステージＷＳＴと前記レチ
クルＲを載置するレチクルステージＲＳＴとを同期移動
させつつ行う。これにより、前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの同期移動の精度を計測するようになっている。
は、ウエハステージＷＳＴ上に所定の開口部７１を有す
る基準板７０が配設され、その基準板７０の下方には受
光センサ７２が設けられている。その受光センサ７２に
より、レチクルＲ上の計測パターンＲＭｓｍの投影像Ｒ
Ｍｓｍ’を、投影光学系ＰＬ及び前記開口部７１を介し
て検出するようになっている。そして、その投影像ＲＭ
ｓｍ’の検出を、前記ウエハステージＷＳＴと前記レチ
クルＲを載置するレチクルステージＲＳＴとを同期移動
させつつ行う。これにより、前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの同期移動の精度を計測するようになっている。
【０１１２】ここで、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期移動に伴う投影光学系ＰＬの微小な振動、投影光学
系ＰＬやその投影光学系ＰＬを支持する露光装置全体の
歪みや変形が生じていることがある。このような場合、
前記投影像ＲＭｓｍ’が前記投影光学系ＰＬを通過する
際に変形され、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴに対向す
る干渉計５０、５７からの位置情報だけでは計り知れな
いレチクルＲとウエハＷとの同期ずれを生じていること
がある。
同期移動に伴う投影光学系ＰＬの微小な振動、投影光学
系ＰＬやその投影光学系ＰＬを支持する露光装置全体の
歪みや変形が生じていることがある。このような場合、
前記投影像ＲＭｓｍ’が前記投影光学系ＰＬを通過する
際に変形され、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴに対向す
る干渉計５０、５７からの位置情報だけでは計り知れな
いレチクルＲとウエハＷとの同期ずれを生じていること
がある。
【０１１３】これに対して、前記受光センサ７２におい
ては、投影光学系ＰＬを通過した前記投影像ＲＭｓｍ’
を、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させつ
つ、ウエハステージＷＳＴ上に配設された基準板７０上
の開口部７１を介して検出するようになっている。この
ため、前記のような前記投影光学系ＰＬの通過に伴う投
影像ＲＭｓｍ’の変形の影響を含んだ状態で、投影光学
系ＰＬの像面における前記投影像ＲＭｓｍ’の動きに基
づいた前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を計測
することができる。これにより、前記投影像ＲＭｓｍ’
の動きに基づいた前記同期精度を計測するために、例え
ばテストレチクル上のテストパターンを実際にウエハＷ
上に転写露光し、現像後のパターン像をＳＥＭ観察する
必要がない。
ては、投影光学系ＰＬを通過した前記投影像ＲＭｓｍ’
を、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させつ
つ、ウエハステージＷＳＴ上に配設された基準板７０上
の開口部７１を介して検出するようになっている。この
ため、前記のような前記投影光学系ＰＬの通過に伴う投
影像ＲＭｓｍ’の変形の影響を含んだ状態で、投影光学
系ＰＬの像面における前記投影像ＲＭｓｍ’の動きに基
づいた前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を計測
することができる。これにより、前記投影像ＲＭｓｍ’
の動きに基づいた前記同期精度を計測するために、例え
ばテストレチクル上のテストパターンを実際にウエハＷ
上に転写露光し、現像後のパターン像をＳＥＭ観察する
必要がない。
【０１１４】従って、走査露光時における前記両ステー
ジＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を正確かつ迅速に計
測することができる。そして、露光装置のスループット
を向上することができるとともに、露光装置の製造時に
おける投影光学系ＰＬの各種パラメータの設定を迅速に
行うことができる。
ジＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動の精度を正確かつ迅速に計
測することができる。そして、露光装置のスループット
を向上することができるとともに、露光装置の製造時に
おける投影光学系ＰＬの各種パラメータの設定を迅速に
行うことができる。
【０１１５】（チ） また、本実施形態の露光装置で
は、前記のように求められた同期精度の計測結果に基づ
いて、前記レチクルステージＲＳＴ及び前記ウエハステ
ージＷＳＴの駆動状態、つまり移動速度、移動方向が微
調整されるようになっている。
は、前記のように求められた同期精度の計測結果に基づ
いて、前記レチクルステージＲＳＴ及び前記ウエハステ
ージＷＳＴの駆動状態、つまり移動速度、移動方向が微
調整されるようになっている。
【０１１６】このため、製品製造用のデバイスレチクル
を用いた走査露光時における前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの駆動状態を最適化することができ、回路パターン
の正確な露光が可能となる。
を用いた走査露光時における前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの駆動状態を最適化することができ、回路パターン
の正確な露光が可能となる。
【０１１７】（リ） また、本実施形態の露光装置で使
用されるレチクルＲ上には、前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの同期移動の精度を測定するための同期精度計測用
チャートＣｓが形成されている。この同期精度計測用チ
ャートＣｓは、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移
動の方向に延びる長方形状の第１計測パターンＲＭｓ１
と、前記同期移動の方向に対して直交する方向に延びる
長方形状の第２計測パターンＲＭｓ２とを有している。
そして、前記各計測パターンＲＭｓｍの投影像ＲＭｓ
ｍ’と、ウエハステージＷＳＴ上の基準板７０の開口部
７１とを対応させる。この状態において、前記両ステー
ジＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させつつ、前記受光センサ
７２により受光量の変化を検出する。そして、その受光
量の変化に基づいて、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期移動の精度を計測するようになっている。
用されるレチクルＲ上には、前記両ステージＲＳＴ、Ｗ
ＳＴの同期移動の精度を測定するための同期精度計測用
チャートＣｓが形成されている。この同期精度計測用チ
ャートＣｓは、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移
動の方向に延びる長方形状の第１計測パターンＲＭｓ１
と、前記同期移動の方向に対して直交する方向に延びる
長方形状の第２計測パターンＲＭｓ２とを有している。
そして、前記各計測パターンＲＭｓｍの投影像ＲＭｓ
ｍ’と、ウエハステージＷＳＴ上の基準板７０の開口部
７１とを対応させる。この状態において、前記両ステー
ジＲＳＴ、ＷＳＴを同期移動させつつ、前記受光センサ
７２により受光量の変化を検出する。そして、その受光
量の変化に基づいて、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期移動の精度を計測するようになっている。
【０１１８】ここで、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期移動にゆらぎがあるときには、前記受光センサ７２
における受光量に変動が生じる。このことに基づいて、
前記第１計測パターンＲＭｓ１を用いた計測により、前
記同期移動方向の直交方向における前記両ステージＲＳ
Ｔ、ＷＳＴの同期精度を正確かつ容易に計測することが
できる。また、前記第２計測パターンＲＭｓ２を用いた
計測により、前記同期移動方向における前記両ステージ
ＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を正確かつ容易に計測するこ
とができる。
同期移動にゆらぎがあるときには、前記受光センサ７２
における受光量に変動が生じる。このことに基づいて、
前記第１計測パターンＲＭｓ１を用いた計測により、前
記同期移動方向の直交方向における前記両ステージＲＳ
Ｔ、ＷＳＴの同期精度を正確かつ容易に計測することが
できる。また、前記第２計測パターンＲＭｓ２を用いた
計測により、前記同期移動方向における前記両ステージ
ＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を正確かつ容易に計測するこ
とができる。
【０１１９】（ヌ） また、本実施形態の露光装置で
は、ウエハステージＷＳＴ上に所定の開口部７１を有す
る基準板７０が配設され、その基準板７０の下方には受
光センサ７２が設けられている。その受光センサ７２に
より、レチクルＲ上のマークパターンＲＭｃ、ＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｓｍの投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓｍ’を、投影光学系ＰＬ及び
前記開口部７１を介して検出するようになっている。前
記基準板７０は前記露光光ＥＬに対して透明な物質で形
成され、その基準板７０上には前記開口部７１を取り囲
むように前記露光光ＥＬに対して不透明な物質からなる
遮光層７６が形成されている。この遮光層７６は、その
前記開口部７１を取り囲む近傍領域Ｆｎが薄膜部７６ｂ
となっており、その近傍領域Ｆｎの外側の外側領域Ｆｏ
が厚膜部７６ｂとなっている。
は、ウエハステージＷＳＴ上に所定の開口部７１を有す
る基準板７０が配設され、その基準板７０の下方には受
光センサ７２が設けられている。その受光センサ７２に
より、レチクルＲ上のマークパターンＲＭｃ、ＲＭｐ
ｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭｓｍの投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐ
ｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓｍ’を、投影光学系ＰＬ及び
前記開口部７１を介して検出するようになっている。前
記基準板７０は前記露光光ＥＬに対して透明な物質で形
成され、その基準板７０上には前記開口部７１を取り囲
むように前記露光光ＥＬに対して不透明な物質からなる
遮光層７６が形成されている。この遮光層７６は、その
前記開口部７１を取り囲む近傍領域Ｆｎが薄膜部７６ｂ
となっており、その近傍領域Ｆｎの外側の外側領域Ｆｏ
が厚膜部７６ｂとなっている。
【０１２０】このため、前記基準板７０を、その前記近
傍領域Ｆｎでは前記開口部７１のエッジの直線性及び先
鋭度を確保しやすいとともに、前記外側領域Ｆｏではピ
ンホール等の欠陥が発生しにくい構造とすることができ
る。これにより、受光センサ７２における開口部７１を
介した前記各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｓｍ’の検出時において、基準板７０の広い
外側領域Ｆｏからの迷光の漏れ込みを抑制しつつ、前記
各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓ
ｍ’を高いコントラストで検出することができる。従っ
て、前記受光センサ７２において、前記開口部７１を介
した前記各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、
ＲＭｓｍ’の検出を正確に行うことができるとともに、
その検出時における前記迷光に起因するノイズの発生を
低減することができる。
傍領域Ｆｎでは前記開口部７１のエッジの直線性及び先
鋭度を確保しやすいとともに、前記外側領域Ｆｏではピ
ンホール等の欠陥が発生しにくい構造とすることができ
る。これにより、受光センサ７２における開口部７１を
介した前記各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｓｍ’の検出時において、基準板７０の広い
外側領域Ｆｏからの迷光の漏れ込みを抑制しつつ、前記
各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、ＲＭｓ
ｍ’を高いコントラストで検出することができる。従っ
て、前記受光センサ７２において、前記開口部７１を介
した前記各投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉｍ’、
ＲＭｓｍ’の検出を正確に行うことができるとともに、
その検出時における前記迷光に起因するノイズの発生を
低減することができる。
【０１２１】（第２実施形態）つぎに、本発明の第２実
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
【０１２２】この第２実施形態では、図１８（ａ）及び
図１８（ｂ）に示すように、前記基準板７０上に、複数
（本実施形態では４本）の前記Ｙ方向に延びるスリット
状の開口９１ａがＬ／Ｓパターン状に配列された第１開
口部９１が設けられている。また、同基準板７０上に、
複数（本実施形態では４本）の前記Ｘ方向に延びるスリ
ット状の開口９２ａがＬ／Ｓパターン状に配列された第
２開口部９２が設けられている。前記各開口部９１、９
２のそれぞれの下方位置には、前記受光センサ７２が配
設されている。
図１８（ｂ）に示すように、前記基準板７０上に、複数
（本実施形態では４本）の前記Ｙ方向に延びるスリット
状の開口９１ａがＬ／Ｓパターン状に配列された第１開
口部９１が設けられている。また、同基準板７０上に、
複数（本実施形態では４本）の前記Ｘ方向に延びるスリ
ット状の開口９２ａがＬ／Ｓパターン状に配列された第
２開口部９２が設けられている。前記各開口部９１、９
２のそれぞれの下方位置には、前記受光センサ７２が配
設されている。
【０１２３】また、図１８（ｃ）に示すように、前記レ
チクルＲ上の同期精度計測用チャートＣｓには、前記第
１開口部９１、第２開口部９２の開口形状に対応する形
状の第３計測パターンＲＭｓ３及び第４計測パターンＲ
Ｍｓ４が形成されている。前記第３計測パターンＲＭｓ
３は、前記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷ
ＳＴとの同期移動の方向に沿って延びるように形成され
た４本の長方形状の平行マークＭｐからなるＬ／Ｓパタ
ーンとなっている。一方、前記第４計測パターンＲＭｓ
４は、前記同期移動の方向と直交する方向に沿って延び
るように形成された４本の長方形状の直交マークＭｏか
らなるＬ／Ｓパターンとなっている。
チクルＲ上の同期精度計測用チャートＣｓには、前記第
１開口部９１、第２開口部９２の開口形状に対応する形
状の第３計測パターンＲＭｓ３及び第４計測パターンＲ
Ｍｓ４が形成されている。前記第３計測パターンＲＭｓ
３は、前記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷ
ＳＴとの同期移動の方向に沿って延びるように形成され
た４本の長方形状の平行マークＭｐからなるＬ／Ｓパタ
ーンとなっている。一方、前記第４計測パターンＲＭｓ
４は、前記同期移動の方向と直交する方向に沿って延び
るように形成された４本の長方形状の直交マークＭｏか
らなるＬ／Ｓパターンとなっている。
【０１２４】そして、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの
同期精度を計測する際には、前記第１実施形態と同様
に、まず前記基準板７０の表面を前記焦点検出系６５に
より投影光学系ＰＬの最適結像面に合わせ込んだ状態
で、前記レチクルＲを露光光ＥＬで照明する。そして、
前記直交する方向における同期精度を計測する場合に
は、図１８（ａ）に示すように、前記第３計測マークパ
ターンＲＭｓ３の投影像ＲＭｓ３’を、前記基準板７０
の第１開口部９１上に結像させる。また、前記同期移動
方向における同期精度を計測する場合には、図１８
（ｂ）に示すように、前記第４計測マークパターンＲＭ
ｓ４の投影像ＲＭｓ４’を、前記基準板７０の第２開口
部９２上に結像させる。この状態で、実際の製品製造時
と同一の条件で前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移
動させ、前記投影像ＲＭｓ３’、ＲＭｓ４’を前記受光
センサ７２で受光する。そして、前記受光センサ７２か
らの受光量信号Ｓ１に基づいて、前記第１実施形態と同
様に、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を求め
る。
同期精度を計測する際には、前記第１実施形態と同様
に、まず前記基準板７０の表面を前記焦点検出系６５に
より投影光学系ＰＬの最適結像面に合わせ込んだ状態
で、前記レチクルＲを露光光ＥＬで照明する。そして、
前記直交する方向における同期精度を計測する場合に
は、図１８（ａ）に示すように、前記第３計測マークパ
ターンＲＭｓ３の投影像ＲＭｓ３’を、前記基準板７０
の第１開口部９１上に結像させる。また、前記同期移動
方向における同期精度を計測する場合には、図１８
（ｂ）に示すように、前記第４計測マークパターンＲＭ
ｓ４の投影像ＲＭｓ４’を、前記基準板７０の第２開口
部９２上に結像させる。この状態で、実際の製品製造時
と同一の条件で前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴを同期移
動させ、前記投影像ＲＭｓ３’、ＲＭｓ４’を前記受光
センサ７２で受光する。そして、前記受光センサ７２か
らの受光量信号Ｓ１に基づいて、前記第１実施形態と同
様に、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を求め
る。
【０１２５】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（ト）〜（リ）に記載の効果に加えて、
以下のような効果を得ることができる。 （ル） 前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動にず
れに伴う同期移動以外の微小な相対移動が生じているい
る場合には、その微小相対移動を前記複数のマークＭ
ｐ、Ｍｏの投影像と複数の前記開口９１ａ、９２ａとの
相対移動として検出することができる。このため、、前
記受光センサ７２からの受光量信号Ｓ１の変動が鋭敏な
ものとなって、前記空間像計測機構７４における同期精
度の計測感度が向上される。従って、前記同期精度の計
測を、一層正確に行うことができる。
施形態における（ト）〜（リ）に記載の効果に加えて、
以下のような効果を得ることができる。 （ル） 前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動にず
れに伴う同期移動以外の微小な相対移動が生じているい
る場合には、その微小相対移動を前記複数のマークＭ
ｐ、Ｍｏの投影像と複数の前記開口９１ａ、９２ａとの
相対移動として検出することができる。このため、、前
記受光センサ７２からの受光量信号Ｓ１の変動が鋭敏な
ものとなって、前記空間像計測機構７４における同期精
度の計測感度が向上される。従って、前記同期精度の計
測を、一層正確に行うことができる。
【０１２６】（第３実施形態）つぎに、本発明の第３実
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
【０１２７】この第３実施形態の同期移動計測用チャー
トＣｓにおいては、図１９に示すように、レチクルＲ上
に前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動方向に対し
て、斜めの方向に延びる長方形状の第５計測マークが形
成されている。そして、前記第１実施形態と同様に、そ
の第５計測マークの投影像ＲＭｓ５’を前記ウエハステ
ージＷＳＴ上の基準板７０の開口部７１に対応させた状
態で、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴとを同期移動させ
る。この同期移動時において、前記受光センサ７２によ
り前記投影像ＲＭｓ５’を検出する。なお、本実施形態
における受光センサ７２は、前投影像をＲＭｓ５’を二
次元的に検出可能な撮像素子（ＣＣＤ）とする。そし
て、その受光センサ７２から、前記投影像ＲＭｓ５’の
Ｙ方向（同期移動方向）とＸ方向（その直交方向）との
二方向への移動量に関する受光量信号Ｓ１を前記空間像
検出部７３に出力させる。その空間像検出部７３におい
て、前記２つの受光量信号Ｓ１に基づいて、各方向にお
ける同期精度を求める。
トＣｓにおいては、図１９に示すように、レチクルＲ上
に前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動方向に対し
て、斜めの方向に延びる長方形状の第５計測マークが形
成されている。そして、前記第１実施形態と同様に、そ
の第５計測マークの投影像ＲＭｓ５’を前記ウエハステ
ージＷＳＴ上の基準板７０の開口部７１に対応させた状
態で、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴとを同期移動させ
る。この同期移動時において、前記受光センサ７２によ
り前記投影像ＲＭｓ５’を検出する。なお、本実施形態
における受光センサ７２は、前投影像をＲＭｓ５’を二
次元的に検出可能な撮像素子（ＣＣＤ）とする。そし
て、その受光センサ７２から、前記投影像ＲＭｓ５’の
Ｙ方向（同期移動方向）とＸ方向（その直交方向）との
二方向への移動量に関する受光量信号Ｓ１を前記空間像
検出部７３に出力させる。その空間像検出部７３におい
て、前記２つの受光量信号Ｓ１に基づいて、各方向にお
ける同期精度を求める。
【０１２８】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（ト）及び（リ）に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 （ヲ） 前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度の計
測において、その同期移動方向の同期精度と、その同期
移動方向に直交する方向の同期精度とを、同時に計測す
ることができる。従って、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳ
Ｔの同期精度の計測を一層迅速に行うことができ、より
一層の露光装置のスループットの向上及び露光装置製造
時における投影光学系ＰＬの各種パラメータ設定の迅速
化を図ることができる。
施形態における（ト）及び（リ）に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 （ヲ） 前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度の計
測において、その同期移動方向の同期精度と、その同期
移動方向に直交する方向の同期精度とを、同時に計測す
ることができる。従って、前記両ステージＲＳＴ、ＷＳ
Ｔの同期精度の計測を一層迅速に行うことができ、より
一層の露光装置のスループットの向上及び露光装置製造
時における投影光学系ＰＬの各種パラメータ設定の迅速
化を図ることができる。
【０１２９】（第４実施形態）つぎに、本発明の第４実
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。
【０１３０】この第４実施形態では、前記第１実施形態
の前記照明分布計測用チャートＣｉにおいて、前記垂直
マークパターンの群及び水平マークパターンの群に加え
て、図２０（ａ）に示すように、斜マークパターンＲＭ
ｔが形成されている。この斜マークパターンＲＭｔは、
斜め方向に延びるスリット状の斜め開口マークＭｔによ
り構成されている。図に示したものは、前記斜マークパ
ターンＲＭｔのうちで、複数（本実施形態では５本）の
前記斜め開口パターンＭｔを所定のピッチで配列したＬ
／Ｓパターンとなっている。また、前記斜め開口マーク
Ｍｔの延長方向と前記Ｘ方向とのなす角度が４５°とな
っている。この斜マークパターンＲＭｔは、製品製造時
に使用されるデバイスパターンにおいて、前記Ｘ方向に
対して斜め４５°方向に延びる比較的線幅の広い周期性
パターンに対応している。
の前記照明分布計測用チャートＣｉにおいて、前記垂直
マークパターンの群及び水平マークパターンの群に加え
て、図２０（ａ）に示すように、斜マークパターンＲＭ
ｔが形成されている。この斜マークパターンＲＭｔは、
斜め方向に延びるスリット状の斜め開口マークＭｔによ
り構成されている。図に示したものは、前記斜マークパ
ターンＲＭｔのうちで、複数（本実施形態では５本）の
前記斜め開口パターンＭｔを所定のピッチで配列したＬ
／Ｓパターンとなっている。また、前記斜め開口マーク
Ｍｔの延長方向と前記Ｘ方向とのなす角度が４５°とな
っている。この斜マークパターンＲＭｔは、製品製造時
に使用されるデバイスパターンにおいて、前記Ｘ方向に
対して斜め４５°方向に延びる比較的線幅の広い周期性
パターンに対応している。
【０１３１】なお、図示しないが、この斜マークパター
ンＲＭｔには、図２０（ａ）に示したものの他に、前記
第１実施形態の各マークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍに
対応するように、前記角度が１３５°をなす斜め開口マ
ークＭｔによりなるものと、線幅の細い限界解像に近い
斜め開口マークＭｔによりなるものとの組み合わせによ
り実現されるマークパターンを含んでいる。
ンＲＭｔには、図２０（ａ）に示したものの他に、前記
第１実施形態の各マークパターンＲＭｐｍ、ＲＭｉｍに
対応するように、前記角度が１３５°をなす斜め開口マ
ークＭｔによりなるものと、線幅の細い限界解像に近い
斜め開口マークＭｔによりなるものとの組み合わせによ
り実現されるマークパターンを含んでいる。
【０１３２】また、本実施形態では、前記ウエハステー
ジＷＳＴ上の基準板７０に、前記開口部７１に加えて、
その開口部７１を４５°回転させた斜め開口部９６が形
成されている。また、その斜め開口部９６の下方にも、
受光センサ７２が配設されている。この斜め開口部９６
を介して、前記各斜マークパターンＲＭｔの投影像ＲＭ
ｔ’が、前記受光センサ７２により検出されるようにな
っている。
ジＷＳＴ上の基準板７０に、前記開口部７１に加えて、
その開口部７１を４５°回転させた斜め開口部９６が形
成されている。また、その斜め開口部９６の下方にも、
受光センサ７２が配設されている。この斜め開口部９６
を介して、前記各斜マークパターンＲＭｔの投影像ＲＭ
ｔ’が、前記受光センサ７２により検出されるようにな
っている。
【０１３３】この、前記斜マークパターンＲＭｔの投影
像ＲＭｔの検出に際しては、前記各斜め開口マークＭｔ
の投影像Ｍｔ’の長手方向に沿う端縁と前記斜め開口部
９６のエッジとが平行になるとともに、その投影像Ｍ
ｔ’の配列方向に沿うように、前記投影像ＲＭｔ’と前
記斜め開口部９６とを相対移動させる必要がある。この
ため、前記ウエハステージＷＳＴを前記投影像Ｍｔ’の
配列方向に沿うように斜めに移動させる。そして、前記
第１実施形態と同様に、これらの受光センサ７２からの
受光量信号Ｓ１に基づいて、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
内における照度分布が計測されるようになっている。
像ＲＭｔの検出に際しては、前記各斜め開口マークＭｔ
の投影像Ｍｔ’の長手方向に沿う端縁と前記斜め開口部
９６のエッジとが平行になるとともに、その投影像Ｍ
ｔ’の配列方向に沿うように、前記投影像ＲＭｔ’と前
記斜め開口部９６とを相対移動させる必要がある。この
ため、前記ウエハステージＷＳＴを前記投影像Ｍｔ’の
配列方向に沿うように斜めに移動させる。そして、前記
第１実施形態と同様に、これらの受光センサ７２からの
受光量信号Ｓ１に基づいて、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ
内における照度分布が計測されるようになっている。
【０１３４】次に、本実施形態の基準板７０における開
口部７１、斜め開口部９６及び遮光層７６の形成方法に
ついて説明する。まず図２１（ａ）に示すように、前記
基準板７０の表面の全面にわたって、例えば真空蒸着等
により厚い遮光層７６を形成する。次に、この厚い遮光
層７６の上面を、前記開口部７１、９６とその近傍領域
Ｆｎに対応する近傍部分７０ｂを除く外側領域Ｆｏに対
応する外側部分７０ｃをフォトレジストＰＲ等によりマ
スクする。ついで、露出した前記近傍部分７０ｂの前記
不透明な物質を、ドライエッチングまたはウェットエッ
チングにより、所定の厚さ分だけ取り除いて、前記近傍
領域Ｆｎにおける薄膜部７６ａを形成する。その後、図
２１（ｂ）に示すように、前記外側部分７０ｃを覆って
いたフォトレジストＰＲを除去する。次に、図２１
（ｃ）に示すように、前記開口部７１、９６を形成する
部分７０ａを除く、遮光層７６のほぼ全面にわたってフ
ォトレジストＰＲ等によりマスクする。そして、露出し
た前記開口部７１、９６を形成する部分７０ａの前記不
透明な物質を、ドライエッチングまたはウェットエッチ
ングにより取り除いて、前記開口部７１、９６を形成す
る。最後に、図２１（ｄ）に示すように、前記開口部７
１、９６を除く前記遮光層７６のほぼ全面を覆っている
フォトレジストＰＲを除去する。これにより、前記開口
部７１、９６と、近傍領域Ｆｎにおける遮光層７６の薄
膜部７６ａと、その外側の外側領域Ｆｏにおける遮光部
７６の厚膜部７６ｂと形成する。
口部７１、斜め開口部９６及び遮光層７６の形成方法に
ついて説明する。まず図２１（ａ）に示すように、前記
基準板７０の表面の全面にわたって、例えば真空蒸着等
により厚い遮光層７６を形成する。次に、この厚い遮光
層７６の上面を、前記開口部７１、９６とその近傍領域
Ｆｎに対応する近傍部分７０ｂを除く外側領域Ｆｏに対
応する外側部分７０ｃをフォトレジストＰＲ等によりマ
スクする。ついで、露出した前記近傍部分７０ｂの前記
不透明な物質を、ドライエッチングまたはウェットエッ
チングにより、所定の厚さ分だけ取り除いて、前記近傍
領域Ｆｎにおける薄膜部７６ａを形成する。その後、図
２１（ｂ）に示すように、前記外側部分７０ｃを覆って
いたフォトレジストＰＲを除去する。次に、図２１
（ｃ）に示すように、前記開口部７１、９６を形成する
部分７０ａを除く、遮光層７６のほぼ全面にわたってフ
ォトレジストＰＲ等によりマスクする。そして、露出し
た前記開口部７１、９６を形成する部分７０ａの前記不
透明な物質を、ドライエッチングまたはウェットエッチ
ングにより取り除いて、前記開口部７１、９６を形成す
る。最後に、図２１（ｄ）に示すように、前記開口部７
１、９６を除く前記遮光層７６のほぼ全面を覆っている
フォトレジストＰＲを除去する。これにより、前記開口
部７１、９６と、近傍領域Ｆｎにおける遮光層７６の薄
膜部７６ａと、その外側の外側領域Ｆｏにおける遮光部
７６の厚膜部７６ｂと形成する。
【０１３５】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（イ）〜（ニ）、（ヘ）及び（ヌ）に記載
の効果に加えて、以下のような効果を得ることができ
る。 （ワ） 本実施形態の露光装置では、前記照度分布計測
用チャートＣｉに前記斜マークパターンＲＭｔを有して
いる。このため、この斜めマークパターンＲＭｔの投影
像ＲＭｔ’を用いることにより、前記受光センサ７２か
らの受光量信号Ｓ１は、露光光ＥＬがレチクルＲを通過
する際に斜め方向に延びるパターンから受ける影響を含
んだものとなる。従って、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内
における照度分布を、前記斜め方向に延びるパターンか
ら受ける影響を加味して計測することができ、前記照度
分布の計測精度をさらに向上させることができる。
形態における（イ）〜（ニ）、（ヘ）及び（ヌ）に記載
の効果に加えて、以下のような効果を得ることができ
る。 （ワ） 本実施形態の露光装置では、前記照度分布計測
用チャートＣｉに前記斜マークパターンＲＭｔを有して
いる。このため、この斜めマークパターンＲＭｔの投影
像ＲＭｔ’を用いることにより、前記受光センサ７２か
らの受光量信号Ｓ１は、露光光ＥＬがレチクルＲを通過
する際に斜め方向に延びるパターンから受ける影響を含
んだものとなる。従って、露光光ＥＬの照射領域ＩＦ内
における照度分布を、前記斜め方向に延びるパターンか
ら受ける影響を加味して計測することができ、前記照度
分布の計測精度をさらに向上させることができる。
【０１３６】（カ） 本実施形態の露光装置に使用され
る基準板７０の開口部７１、９６は、その形成過程にお
いて、その最終段階で形成される。このため、開口部７
１、９６の形成過程において、そのエッジの直線性及び
先鋭性が損なわれるおそれがほとんどない。従って、前
記各マークパターンＲＭｃ、ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｓｍ、ＲＭｔの投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｓｍ’、ＲＭｔ’を、さらに高いコントラス
トで検出することができる。
る基準板７０の開口部７１、９６は、その形成過程にお
いて、その最終段階で形成される。このため、開口部７
１、９６の形成過程において、そのエッジの直線性及び
先鋭性が損なわれるおそれがほとんどない。従って、前
記各マークパターンＲＭｃ、ＲＭｐｍ、ＲＭｉｍ、ＲＭ
ｓｍ、ＲＭｔの投影像ＲＭｃ’、ＲＭｐｍ’、ＲＭｉ
ｍ’、ＲＭｓｍ’、ＲＭｔ’を、さらに高いコントラス
トで検出することができる。
【０１３７】（変更例）なお、本発明の実施形態は、以
下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態において、レチクルステージＲＳＴ
上のレチクルＲを載置する部分とは異なる部分に、露光
光ＥＬに対して透明な光学部材によりなるパターン板を
設ける。そのパターン板には、前記各実施形態に記載の
同期精度計測用チャートＣｓを形成する。そして、その
同期精度計測用チャートＣｓに形成された各マークパタ
ーンＲＭｓｍを露光光ＥＬで照明し、その投影像ＲＭｓ
ｍ’を発生させる。その投影像ＲＭｓｍ’を、レチクル
ステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴと同期移動させ
つつ、前記ウエハステージＷＳＴ上の開口部７１、９
１、９２を介して受光センサ７２により検出するように
してもよい。
下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態において、レチクルステージＲＳＴ
上のレチクルＲを載置する部分とは異なる部分に、露光
光ＥＬに対して透明な光学部材によりなるパターン板を
設ける。そのパターン板には、前記各実施形態に記載の
同期精度計測用チャートＣｓを形成する。そして、その
同期精度計測用チャートＣｓに形成された各マークパタ
ーンＲＭｓｍを露光光ＥＬで照明し、その投影像ＲＭｓ
ｍ’を発生させる。その投影像ＲＭｓｍ’を、レチクル
ステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴと同期移動させ
つつ、前記ウエハステージＷＳＴ上の開口部７１、９
１、９２を介して受光センサ７２により検出するように
してもよい。
【０１３８】このように構成した場合、レチクルステー
ジＲＳＴ上に製品製造用のデバイスレチクルが載置され
ている状態でも、前記パターン板上の各マークパターン
ＲＭｓｍの投影像ＲＭｓｍ’と、前記開口部７１、９
１、９２とを対応させることができる。従って、例えば
デバイスレチクルを用いた製品製造中においても、容易
に前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を容易に計
測することができる。
ジＲＳＴ上に製品製造用のデバイスレチクルが載置され
ている状態でも、前記パターン板上の各マークパターン
ＲＭｓｍの投影像ＲＭｓｍ’と、前記開口部７１、９
１、９２とを対応させることができる。従って、例えば
デバイスレチクルを用いた製品製造中においても、容易
に前記両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期精度を容易に計
測することができる。
【０１３９】・ 前記各実施形態において、第１〜第４
周期パターンＲＭｐｍ及び斜マークパターンＲＭｔを、
レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同
期精度測定用のマークパターンとして兼用してもよい。
このようにした場合、レチクルＲ上の同期精度計測用チ
ャートＣｓを省略することができて、レチクルＲのパタ
ーン構成を簡素化することができる。
周期パターンＲＭｐｍ及び斜マークパターンＲＭｔを、
レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同
期精度測定用のマークパターンとして兼用してもよい。
このようにした場合、レチクルＲ上の同期精度計測用チ
ャートＣｓを省略することができて、レチクルＲのパタ
ーン構成を簡素化することができる。
【０１４０】・ 前記各実施形態において、照度分布計
測用チャートＣｉに、第１〜第４周期パターンＲＭｐｍ
及び周期性の斜マークパターンＲＭｔに加えて、それぞ
れの実施形態に記載の各周期パターンＲＭｐｍ、ＲＭｔ
とは異なるピッチのＬ／Ｓパターンを設けてもよい。こ
のように構成した場合、露光光ＥＬが種々の線幅、ピッ
チのパターンの形成されたレチクルＲを通過する際にお
ける前記パターンから受ける影響をより厳密に求めるこ
とができる。
測用チャートＣｉに、第１〜第４周期パターンＲＭｐｍ
及び周期性の斜マークパターンＲＭｔに加えて、それぞ
れの実施形態に記載の各周期パターンＲＭｐｍ、ＲＭｔ
とは異なるピッチのＬ／Ｓパターンを設けてもよい。こ
のように構成した場合、露光光ＥＬが種々の線幅、ピッ
チのパターンの形成されたレチクルＲを通過する際にお
ける前記パターンから受ける影響をより厳密に求めるこ
とができる。
【０１４１】・ 前記各実施形態では、レチクルＲ上に
５個の照度分布計測用チャートＣｉを設けたが、その照
度分布計測用チャートＣｉの数を前記実施形態に記載し
たものとは異なるものとしてもよい。すなわち、前記照
度分布計測用チャートＣｉの数を、例えば２〜４個とし
た場合には、レチクルＲのパターン構成の簡素化を図る
ことができる。また、前記照度分布計測用チャートＣｉ
の数を、例えば６個以上とした場合には、前記露光光Ｅ
Ｌの照射領域ＩＦ内におけるより細かい照度分布の計測
を行うことができる。
５個の照度分布計測用チャートＣｉを設けたが、その照
度分布計測用チャートＣｉの数を前記実施形態に記載し
たものとは異なるものとしてもよい。すなわち、前記照
度分布計測用チャートＣｉの数を、例えば２〜４個とし
た場合には、レチクルＲのパターン構成の簡素化を図る
ことができる。また、前記照度分布計測用チャートＣｉ
の数を、例えば６個以上とした場合には、前記露光光Ｅ
Ｌの照射領域ＩＦ内におけるより細かい照度分布の計測
を行うことができる。
【０１４２】・ 前記第１実施形態において、第１〜第
４周期パターンＲＭｐｍを用いて露光光ＥＬの照射領域
ＩＦ内における照度分布を計測する場合、図１１または
図１３に示す微分波形から求めたコントラストＢ／Ａの
値を、各周期パターンＲＭｐｍの位置における露光光Ｅ
Ｌの光量の代表値とした。これに対して、図１１及び図
１３に示すように、受光量信号Ｓ１のピーク高さＣを前
記代表値としてもよい。
４周期パターンＲＭｐｍを用いて露光光ＥＬの照射領域
ＩＦ内における照度分布を計測する場合、図１１または
図１３に示す微分波形から求めたコントラストＢ／Ａの
値を、各周期パターンＲＭｐｍの位置における露光光Ｅ
Ｌの光量の代表値とした。これに対して、図１１及び図
１３に示すように、受光量信号Ｓ１のピーク高さＣを前
記代表値としてもよい。
【０１４３】・ 前記各実施形態において、第１〜第４
周期パターンＲＭｐｍ及び斜マークパターンＲＭｔを構
成する各開口マークＭｖ、Ｍｈ、Ｍｔの数を各実施形態
に記載のものとは異なるものとしてもよい。
周期パターンＲＭｐｍ及び斜マークパターンＲＭｔを構
成する各開口マークＭｖ、Ｍｈ、Ｍｔの数を各実施形態
に記載のものとは異なるものとしてもよい。
【０１４４】・ 前記各実施形態において、１枚のレチ
クルＲには同一ピッチの周期パターンＲＭｐｍのみを形
成するともに、複数枚の互いにピッチの異なる周期パタ
ーンＲＭｐｍを有するレチクルＲを用意する。そして、
製品製造に使用するデバイスレチクルの回路パターンの
ピッチに応じてレチクルＲを交換して、露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内における照度分布を計測するようにしても
よい。
クルＲには同一ピッチの周期パターンＲＭｐｍのみを形
成するともに、複数枚の互いにピッチの異なる周期パタ
ーンＲＭｐｍを有するレチクルＲを用意する。そして、
製品製造に使用するデバイスレチクルの回路パターンの
ピッチに応じてレチクルＲを交換して、露光光ＥＬの照
射領域ＩＦ内における照度分布を計測するようにしても
よい。
【０１４５】・ 前記各実施形態では、露光装置として
半導体素子製造に用いられるウエハＷ用の一括露光方式
と走査露光方式とが切換可能な露光装置を採用したが、
走査露光方式専用の露光装置に具体化してもよい。ま
た、前記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとの同期精度を計測する構成を除けば、一括露光方式
専用の露光装置にも具体化することができる。
半導体素子製造に用いられるウエハＷ用の一括露光方式
と走査露光方式とが切換可能な露光装置を採用したが、
走査露光方式専用の露光装置に具体化してもよい。ま
た、前記レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとの同期精度を計測する構成を除けば、一括露光方式
専用の露光装置にも具体化することができる。
【０１４６】また、投影光学系ＰＬは、レチクルＲ上の
回路パターンをウエハＷ上に縮小して投影するものだけ
でなく、等倍で、または拡大して投影するものであって
もよい。さらに、例えば液晶表示素子製造用の露光装
置、薄膜磁気ヘッド製造用の露光装置、撮像素子製造用
の露光装置に具体化してもよい。
回路パターンをウエハＷ上に縮小して投影するものだけ
でなく、等倍で、または拡大して投影するものであって
もよい。さらに、例えば液晶表示素子製造用の露光装
置、薄膜磁気ヘッド製造用の露光装置、撮像素子製造用
の露光装置に具体化してもよい。
【０１４７】次に、前記各実施形態及び変更例から把握
できる請求項に記載した発明以外の技術的思想につい
て、それらの効果と共に以下に記載する。 （１） 前記マークパターン（ＲＭｓｍ）は、前記マス
クステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）と
の同期移動の方向に対して斜め方向に延びる長方形状の
マークを含み、前記同期精度計測手段（７４）は、前記
マークパターンの像（ＲＭｓ５’）と前記開口部（７
１）とを対応させつつ、前記マスクステージ（ＲＳＴ）
と前記基板ステージ（ＷＳＴ）とを同期走査させたとき
における前記受光センサ（７２）の受光光量の変化に基
づいて前記マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）との同期移動の精度を計測するようにした
請求項９または請求項１０に記載の露光装置。
できる請求項に記載した発明以外の技術的思想につい
て、それらの効果と共に以下に記載する。 （１） 前記マークパターン（ＲＭｓｍ）は、前記マス
クステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）と
の同期移動の方向に対して斜め方向に延びる長方形状の
マークを含み、前記同期精度計測手段（７４）は、前記
マークパターンの像（ＲＭｓ５’）と前記開口部（７
１）とを対応させつつ、前記マスクステージ（ＲＳＴ）
と前記基板ステージ（ＷＳＴ）とを同期走査させたとき
における前記受光センサ（７２）の受光光量の変化に基
づいて前記マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステー
ジ（ＷＳＴ）との同期移動の精度を計測するようにした
請求項９または請求項１０に記載の露光装置。
【０１４８】この（１）に記載の発明によれば、前記両
ステージの同期精度の計測において、その同期移動方向
の同期精度と、その同期移動方向に直交する方向の同期
精度とを、同時に計測することができる。従って、前記
両ステージの同期精度の計測を一層迅速に行うことがで
き、より一層の露光装置のスループットの向上及び露光
装置製造時における投影光学系の各種パラメータ設定の
迅速化を図ることができるという効果が得られる。
ステージの同期精度の計測において、その同期移動方向
の同期精度と、その同期移動方向に直交する方向の同期
精度とを、同時に計測することができる。従って、前記
両ステージの同期精度の計測を一層迅速に行うことがで
き、より一層の露光装置のスループットの向上及び露光
装置製造時における投影光学系の各種パラメータ設定の
迅速化を図ることができるという効果が得られる。
【０１４９】
【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項１、請
求項７及び請求項１３の発明によれば、製品製造時の回
路パターンの転写露光時に近い状態における露光光の照
射領域内における照度分布を正確に計測することができ
る。従って、この計測結果に基づいて、露光光の照度分
布を正確に補正することが可能となる。
求項７及び請求項１３の発明によれば、製品製造時の回
路パターンの転写露光時に近い状態における露光光の照
射領域内における照度分布を正確に計測することができ
る。従って、この計測結果に基づいて、露光光の照度分
布を正確に補正することが可能となる。
【０１５０】また、本願請求項２の発明によれば、前記
請求項１に記載の発明の効果に加えて、露光光の照度分
布を正確に補正することができ、前記回路パターンの転
写露光時における正確な転写露光を確保することができ
る。
請求項１に記載の発明の効果に加えて、露光光の照度分
布を正確に補正することができ、前記回路パターンの転
写露光時における正確な転写露光を確保することができ
る。
【０１５１】また、本願請求項３の発明によれば、前記
請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、
前記回路パターンの周期性に応じた露光光の照射領域内
における照度分布の計測が可能となる。従って、前記回
路パターンの周期性に応じて最適な露光光の照度分布の
補正を行うことができ、より正確な転写露光を行うこと
ができる。
請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、
前記回路パターンの周期性に応じた露光光の照射領域内
における照度分布の計測が可能となる。従って、前記回
路パターンの周期性に応じて最適な露光光の照度分布の
補正を行うことができ、より正確な転写露光を行うこと
ができる。
【０１５２】また、本願請求項４の発明によれば、前記
請求項３に記載の発明の効果に加えて、露光光がマスク
を通過する際に直交する２方向に沿って延びるパターン
から受ける影響を加味して、正確な照度分布の計測を行
うことができる。
請求項３に記載の発明の効果に加えて、露光光がマスク
を通過する際に直交する２方向に沿って延びるパターン
から受ける影響を加味して、正確な照度分布の計測を行
うことができる。
【０１５３】また、本願請求項５の発明によれば、前記
請求項４に記載の発明の効果に加えて、露光光がマスク
を通過する際にさらに斜め方向に沿って延びるパターン
から受ける影響を加味して、露光光の照射領域内におけ
る照度分布の計測精度をさらに向上させることができ
る。
請求項４に記載の発明の効果に加えて、露光光がマスク
を通過する際にさらに斜め方向に沿って延びるパターン
から受ける影響を加味して、露光光の照射領域内におけ
る照度分布の計測精度をさらに向上させることができ
る。
【０１５４】また、本願請求項６の発明によれば、前記
請求項３〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明の
効果に加えて、複数の線幅を含む回路パターンに対応し
た露光光の照射領域内における照度分布を正確に計測す
ることができる。
請求項３〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発明の
効果に加えて、複数の線幅を含む回路パターンに対応し
た露光光の照射領域内における照度分布を正確に計測す
ることができる。
【０１５５】また、本願請求項８の発明によれば、前記
請求項７に記載の発明の効果に加えて、前記回路パター
ンに対応した露光光の照射領域内における照度分布を計
測することができる。そして、その回路パターン毎に、
最適な前記照度分布に補正することができる。
請求項７に記載の発明の効果に加えて、前記回路パター
ンに対応した露光光の照射領域内における照度分布を計
測することができる。そして、その回路パターン毎に、
最適な前記照度分布に補正することができる。
【０１５６】また、本願請求項９及び請求項１４の発明
によれば、走査露光時におけるマスクステージと基板ス
テージとの同期移動の精度を正確かつ迅速に計測するこ
とができる。従って、露光装置のスループットを向上で
きるとともに、露光装置の製造時における投影光学系の
各種パラメータの設定を迅速に行うことができる。
によれば、走査露光時におけるマスクステージと基板ス
テージとの同期移動の精度を正確かつ迅速に計測するこ
とができる。従って、露光装置のスループットを向上で
きるとともに、露光装置の製造時における投影光学系の
各種パラメータの設定を迅速に行うことができる。
【０１５７】また、本願請求項１０の発明によれば、前
記請求項９に記載の発明の効果に加えて、前記両ステー
ジの駆動状態を最適化することができ、回路パターンの
正確な露光を行うことができる。
記請求項９に記載の発明の効果に加えて、前記両ステー
ジの駆動状態を最適化することができ、回路パターンの
正確な露光を行うことができる。
【０１５８】また、本願請求項１１の発明によれば、前
記請求項９または請求項１０に記載の発明の効果に加え
て、同期移動方向及びその直交方向におけるマスクステ
ージと基板ステージとの同期移動の精度を正確かつ容易
に計測することができる。
記請求項９または請求項１０に記載の発明の効果に加え
て、同期移動方向及びその直交方向におけるマスクステ
ージと基板ステージとの同期移動の精度を正確かつ容易
に計測することができる。
【０１５９】また、本願請求項１２の発明によれば、開
口部を介してマークパターンの像を正確に検出できると
ともに、その検出時におけるノイズを低減することがで
きる。
口部を介してマークパターンの像を正確に検出できると
ともに、その検出時におけるノイズを低減することがで
きる。
【図１】 第１実施形態の露光装置全体を示す概略構成
図。
図。
【図２】 レチクルとウエハとの同期走査に関する説明
図。
図。
【図３】 図１の基準板を示す平面図。
【図４】 図１の開口部の形成方法を順に示す部分拡大
断面図。
断面図。
【図５】 （ａ）は図１の空間像計測機構の周辺構成を
示す概略構成図、（ｂ）は図５（ａ）における較正用マ
ークパターンの投影像と基準板上の開口部との相対移動
に関する説明図、（ｃ）は図１の受光センサからの出力
信号の一例を示す説明図、（ｄ）は図５（ｃ）に示す信
号を微分したときに得られる信号波形の一例を示す説明
図。
示す概略構成図、（ｂ）は図５（ａ）における較正用マ
ークパターンの投影像と基準板上の開口部との相対移動
に関する説明図、（ｃ）は図１の受光センサからの出力
信号の一例を示す説明図、（ｄ）は図５（ｃ）に示す信
号を微分したときに得られる信号波形の一例を示す説明
図。
【図６】 （ａ）は照度分布計測時及び同期精度計測時
に使用されるレチクルを示す平面図、（ｂ）は照度分布
計測用チャートを示す拡大平面図、（ｃ）は同期精度計
測用チャートを示す拡大平面図。
に使用されるレチクルを示す平面図、（ｂ）は照度分布
計測用チャートを示す拡大平面図、（ｃ）は同期精度計
測用チャートを示す拡大平面図。
【図７】 図６（ｂ）のマークパターンの投影像と基準
板上の開口部との相対移動に関する説明図。
板上の開口部との相対移動に関する説明図。
【図８】 （ａ）は図６（ｂ）の周期マークパターン
を、（ｂ）は図６（ｂ）のより微細な周期マークパター
ンを示す部分拡大平面図。
を、（ｂ）は図６（ｂ）のより微細な周期マークパター
ンを示す部分拡大平面図。
【図９】 （ａ）は図６（ｂ）のＹ方向に沿った孤立マ
ークパターンを、（ｂ）は図６（ｂ）のＸ方向に沿った
孤立マークパターンを示す部分拡大平面図。
ークパターンを、（ｂ）は図６（ｂ）のＸ方向に沿った
孤立マークパターンを示す部分拡大平面図。
【図１０】 図１の受光センサから出力される図８
（ａ）のマークパターンの投影像に関する受光量信号の
波形を示す説明図。
（ａ）のマークパターンの投影像に関する受光量信号の
波形を示す説明図。
【図１１】 図１０の信号波形の微分波形を示す説明
図。
図。
【図１２】 図１の受光センサから出力される図８
（ｂ）のマークパターンの投影像に関する受光量信号の
波形を示す説明図。
（ｂ）のマークパターンの投影像に関する受光量信号の
波形を示す説明図。
【図１３】 図１２の信号波形の微分波形を示す説明
図。
図。
【図１４】 図１の受光センサから出力される図９
（ａ）または（ｂ）のマークパターンの投影像に関する
受光量信号の波形を示す説明図。
（ａ）または（ｂ）のマークパターンの投影像に関する
受光量信号の波形を示す説明図。
【図１５】 図１４の信号波形の微分波形を示す説明
図。
図。
【図１６】 （ａ）は同期移動の方向と直交する方向
の、（ｂ）は同期移動の方向に沿う方向のレチクルステ
ージとウエハステージとの同期精度の計測方法に関する
説明図。
の、（ｂ）は同期移動の方向に沿う方向のレチクルステ
ージとウエハステージとの同期精度の計測方法に関する
説明図。
【図１７】 図１の受光センサから出力される同期精度
計測時における受光量信号の波形を例示する説明図。
計測時における受光量信号の波形を例示する説明図。
【図１８】 第２実施形態の露光装置における、（ａ）
は同期移動の方向と直交する方向の、（ｂ）は同期移動
の方向に沿う方向のレチクルステージとウエハステージ
との同期精度の計測方法に関する説明図、（ｃ）は同期
精度計測用チャートを示す拡大平面図。
は同期移動の方向と直交する方向の、（ｂ）は同期移動
の方向に沿う方向のレチクルステージとウエハステージ
との同期精度の計測方法に関する説明図、（ｃ）は同期
精度計測用チャートを示す拡大平面図。
【図１９】 第３実施形態の露光装置におけるレチクル
ステージとウエハステージとの同期精度の計測方法に関
する説明図。
ステージとウエハステージとの同期精度の計測方法に関
する説明図。
【図２０】 第４実施形態における（ａ）は斜めマーク
パターンを示す拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のマークパ
ターンの投影像と基準板上の開口部との相対移動に関す
る説明図。
パターンを示す拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のマークパ
ターンの投影像と基準板上の開口部との相対移動に関す
る説明図。
【図２１】 第４実施形態の開口部の形成方法を順に示
す部分拡大断面図。
す部分拡大断面図。
４４…照明光学系、４５…照度均一化光学系、７０…基
準板、７１…開口部、７２…受光センサ、７４…照度分
布計測手段及び同期精度計測手段を構成する空間像計測
機構、７６…遮光層、９１…開口部としての第１開口
部、９２…開口部としての第２開口部、９６…開口部と
しての斜め開口部、ＥＬ…露光光、Ｆｎ…近傍領域、Ｆ
ｏ…外側領域、ＩＦ…照射領域、Ｍｈ…第２マークとし
ての水平開口マーク、Ｍｏ…直交マーク、Ｍｐ…平行マ
ーク、Ｍｔ…斜めの方向に沿って延びるマークとしての
斜め開口部、Ｍｖ…第１マークとしての垂直開口マー
ク、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…マスクとしてのレチクル、
ＲＭｃ…所定のマークパターンとしての較正用マークパ
ターン、ＲＭｃ’…マークパターンの像としての較正用
マークパターンの投影像、ＲＭｉ１…第１平行マークパ
ターンとしての第１孤立マークパターン、ＲＭｉ２…第
２平行マークパターンとしての第２孤立マークパター
ン、ＲＭｉ３…第１平行マークパターンとしての第３孤
立マークパターン、ＲＭｉ４…第２平行マークパターン
としての第４孤立マークパターン、ＲＭｉｍ’…マーク
パターンの像としての第１〜第４の孤立マークパターン
の投影像、ＲＭｐ１…第１平行マークパターンとしての
第１周期マークパターン、ＲＭｐ２…第２平行マークパ
ターンとしての第２周期マークパターン、ＲＭｐ３…第
１平行マークパターンとしての第３周期マークパター
ン、ＲＭｐ４…第２平行マークパターンとしての第４周
期マークパターン、ＲＭｐｍ’…マークパターンの像と
しての第１〜第４の周期マークパターンの投影像、ＲＭ
ｓｍ…所定のマークパターンとしての第１〜第５の計測
マークパターン、ＲＭｓｍ’…マークパターンの像とし
ての第１〜第５の計測マークパターンの投影像、ＲＭｔ
…斜マークパターン、ＲＭｔ’…マークパターンの像と
しての斜めマークパターンの投影像、ＲＳＴ…マスクス
テージとしてのレチクルステージ、Ｗ…基板としてのウ
エハ、ＷＳＴ…基板ステージとしてのウエハステージ。
準板、７１…開口部、７２…受光センサ、７４…照度分
布計測手段及び同期精度計測手段を構成する空間像計測
機構、７６…遮光層、９１…開口部としての第１開口
部、９２…開口部としての第２開口部、９６…開口部と
しての斜め開口部、ＥＬ…露光光、Ｆｎ…近傍領域、Ｆ
ｏ…外側領域、ＩＦ…照射領域、Ｍｈ…第２マークとし
ての水平開口マーク、Ｍｏ…直交マーク、Ｍｐ…平行マ
ーク、Ｍｔ…斜めの方向に沿って延びるマークとしての
斜め開口部、Ｍｖ…第１マークとしての垂直開口マー
ク、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…マスクとしてのレチクル、
ＲＭｃ…所定のマークパターンとしての較正用マークパ
ターン、ＲＭｃ’…マークパターンの像としての較正用
マークパターンの投影像、ＲＭｉ１…第１平行マークパ
ターンとしての第１孤立マークパターン、ＲＭｉ２…第
２平行マークパターンとしての第２孤立マークパター
ン、ＲＭｉ３…第１平行マークパターンとしての第３孤
立マークパターン、ＲＭｉ４…第２平行マークパターン
としての第４孤立マークパターン、ＲＭｉｍ’…マーク
パターンの像としての第１〜第４の孤立マークパターン
の投影像、ＲＭｐ１…第１平行マークパターンとしての
第１周期マークパターン、ＲＭｐ２…第２平行マークパ
ターンとしての第２周期マークパターン、ＲＭｐ３…第
１平行マークパターンとしての第３周期マークパター
ン、ＲＭｐ４…第２平行マークパターンとしての第４周
期マークパターン、ＲＭｐｍ’…マークパターンの像と
しての第１〜第４の周期マークパターンの投影像、ＲＭ
ｓｍ…所定のマークパターンとしての第１〜第５の計測
マークパターン、ＲＭｓｍ’…マークパターンの像とし
ての第１〜第５の計測マークパターンの投影像、ＲＭｔ
…斜マークパターン、ＲＭｔ’…マークパターンの像と
しての斜めマークパターンの投影像、ＲＳＴ…マスクス
テージとしてのレチクルステージ、Ｗ…基板としてのウ
エハ、ＷＳＴ…基板ステージとしてのウエハステージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA03 AA06 AA22 BB02 BB18 BB28 CC20 DD06 EE04 EE05 FF02 FF09 FF51 FF61 GG04 GG13 GG17 HH05 HH12 HH14 HH15 JJ01 JJ03 JJ05 JJ26 LL04 LL10 LL12 LL13 LL30 NN01 NN16 NN20 PP11 PP12 QQ13 QQ16 QQ17 QQ26 QQ33 5F046 BA04 BA05 CA02 CA03 CA04 CB05 CB06 CB13 CC01 CC02 CC05 CC16 DA01 DA14 DB01 DB05 DC12 EA03 EA04 EA09 EB02 EB03
Claims (14)
- 【請求項１】 マスクステージ上に保持されたマスク上
に形成された所定のパターンを露光光により照明する照
明光学系と、前記照明光学系の照明により形成された前
記パターンの像を基板ステージ上に載置された基板に投
影する投影光学系とを備えた露光装置において、 前記基板ステージ上に配設され、所定の開口部を有する
基準板と、 前記マスクステージ上に保持されるマスクに形成された
所定のマークパターンの像を前記開口部を介して検出す
る受光センサとを備え、 前記マークパターンの像を前記露光光の照射領域内の複
数位置で前記受光センサを用いて検出し、前記露光光の
前記照射領域内での照度分布を計測する照度分布計測手
段を設けた露光装置。 - 【請求項２】 前記照明光学系は露光光の照度分布を均
一化する照度均一化光学系を含み、前記照度分布計測手
段の計測結果に基づいて前記照度均一化光学系を調整す
るようにした請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項３】 前記マークパターンは、長方形状のマー
クによりなる孤立パターン及び複数の長方形状のマーク
が所定の周期をおいて配列されたライン・アンド・スペ
ース・パターンのうち少なくとも一方を含み、前記照度
分布計測手段は前記各マークパターンの像と前記開口部
とを前記マークの短手方向に沿って相対移動させたとき
における前記受光センサの検出結果に基づいて前記露光
光の照度分布を計測するようにした請求項１または請求
項２に記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記マークは、所定の方向に沿って延び
る第１マークとその所定の方向に対して直交する方向に
沿って延びる第２マークとを含み、前記マークパターン
は前記第１マークからなる第１平行マークパターンと前
記第２マークからなる第２平行マークパターンとを含む
請求項３に記載の露光装置。 - 【請求項５】 前記マークパターンは、前記所定の方向
に対して斜めの方向に沿って延びるマークからなる斜マ
ークパターンを含む請求項４に記載の露光装置。 - 【請求項６】 前記マークは、互いに異なる複数の線幅
を有するマークを含む請求項３〜請求項５のうちいずれ
か一項に記載の露光装置。 - 【請求項７】 マスクに形成されたパターンを露光光に
より照明し、前記マスクのパターンの像を投影光学系を
介して基板上に投影することによって前記基板を露光す
る露光方法において、 所定のマークパターンが形成されたマスクを前記投影光
学系の物体面側に配置し、 前記所定のマークパターンが形成されたマスクを前記露
光光で照明し、前記マークパターンの像を、前記露光光
の照射領域内の複数位置で検出し、 該検出結果に基づいて、前記露光光の照射領域内の照度
分布を計測する露光方法。 - 【請求項８】 前記マークパターンは、前記基板の露光
のときのパターンに応じて設定される請求項７に記載の
露光方法。 - 【請求項９】 マスクを載置するマスクステージと、前
記マスクステージと同期走査可能に基板を載置する基板
ステージと、前記マスクのパターンの像を前記基板に投
影する投影光学系とを備え、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に対して同期移動する
ことによって前記マスクのパターンを前記基板上に転写
するようにした走査型の露光装置において、 前記基板ステージ上に配設され、所定の開口部を有する
基準板と、 前記マスクステージまたはそのマスクステージ上に保持
されるマスクに形成された所定のマークパターンの像を
前記開口部を介して検出する受光センサとを備え、 前記マスクステージと前記基板ステージとを同期移動さ
せて、前記所定のマークパターンの像と前記開口部とを
同期移動させた状態における前記受光センサの検出結果
に基づいて前記マスクステージと前記基板ステージとの
同期移動の精度を計測する同期精度計測手段を設けた走
査型の露光装置。 - 【請求項１０】 前記同期精度計測手段の計測結果に基
づいて、前記マスクステージ及び前記基板ステージのう
ち少なくとも一方の駆動状態を調整するようにした請求
項９に記載の露光装置。 - 【請求項１１】 前記マークパターンは、前記マスクス
テージと前記基板ステージとの同期移動の方向に延びる
長方形状の平行マークと、前記同期走査の方向に対して
直交する方向に延びる長方形状の直交マークとを含み、
前記同期精度計測手段は、前記マークパターンの像と前
記開口部とを対応させつつ、前記マスクステージと前記
基板ステージとを同期走査させたときにおける前記受光
センサの受光光量の変化に基づいて前記マスクステージ
と前記基板ステージとの同期移動の精度を計測するよう
にした請求項９または請求項１０に記載の露光装置。 - 【請求項１２】 マスク上に形成された所定のパターン
を露光光により照明する照明光学系と、前記照明光学系
の照明により形成された前記パターンの像を基板ステー
ジ上に載置された基板に投影する投影光学系とを備えた
露光装置において、 前記基板ステージ上に配設され、所定の開口部を有する
基準板と、 前記マスクステージまたはそのマスクステージ上に保持
されるマスクに形成された所定のマークパターンの像を
検出する受光センサとを備え、 前記基準板は前記露光光に対して透明な物質で形成し、 その基準板上には前記開口部を取り囲むように前記露光
光に対して不透明な物質からなる遮光層を形成し、 同遮光層の前記開口部を取り囲む前記開口部の近傍領域
における厚さが、その近傍領域の外側の領域における厚
さよりも薄くなるように形成した露光装置。 - 【請求項１３】 前記請求項１〜請求項６のいずれか一
項に記載の露光装置の露光方法において、 マスク上の前記露光光の照射領域内の複数位置に形成さ
れた所定のマークパターンの像と基板ステージ上の基準
板の開口部とを相対移動させ、各マークパターンの像を
受光センサにより前記開口部を介して検出し、その受光
センサの検出結果に基づいて露光光の照射領域内の照度
分布を計測する露光方法。 - 【請求項１４】 前記請求項９〜請求項１１のいずれか
一項に記載の露光装置の露光方法において、 マスクステージまたはマスク上に形成された所定のマー
クパターンの像と基板ステージ上の基準板の開口部とを
対応させつつ、マスクステージと前記基板ステージとを
同期移動させ、前記マークパターンの像を受光センサに
より前記開口部を介して検出し、その受光センサの検出
結果に基づいて前記マスクステージと前記基板ステージ
との同期走査の状態を計測する露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304228A JP2000133570A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 露光装置及び露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304228A JP2000133570A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 露光装置及び露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133570A true JP2000133570A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17930556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10304228A Pending JP2000133570A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 露光装置及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000133570A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227640A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Casio Comput Co Ltd | 投影装置、測距処理方法及びプログラム |
| JP2009002931A (ja) * | 2007-03-27 | 2009-01-08 | Asml Netherlands Bv | 計測ツールのキャリブレーションに使用する基板を形成する方法、キャリブレーション基板および計測ツールをキャリブレーションする方法 |
| JP2009105417A (ja) * | 2004-09-15 | 2009-05-14 | Asml Netherlands Bv | 振動検出及び振動分析の方法及び装置、並びにこのような装置を装備したリソグラフィ装置 |
| JP2017003631A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | ビアメカニクス株式会社 | パターン描画装置及びパターン描画方法 |
| CN113707540A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 晶圆对准曝光方法及半导体器件 |
-
1998
- 1998-10-26 JP JP10304228A patent/JP2000133570A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227640A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Casio Comput Co Ltd | 投影装置、測距処理方法及びプログラム |
| JP2009105417A (ja) * | 2004-09-15 | 2009-05-14 | Asml Netherlands Bv | 振動検出及び振動分析の方法及び装置、並びにこのような装置を装備したリソグラフィ装置 |
| JP2009002931A (ja) * | 2007-03-27 | 2009-01-08 | Asml Netherlands Bv | 計測ツールのキャリブレーションに使用する基板を形成する方法、キャリブレーション基板および計測ツールをキャリブレーションする方法 |
| JP2017003631A (ja) * | 2015-06-05 | 2017-01-05 | ビアメカニクス株式会社 | パターン描画装置及びパターン描画方法 |
| CN113707540A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 晶圆对准曝光方法及半导体器件 |
| CN113707540B (zh) * | 2021-08-24 | 2024-04-16 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 晶圆对准曝光方法及半导体器件 |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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