JP2000338683A

JP2000338683A - 露光装置及び露光方法

Info

Publication number: JP2000338683A
Application number: JP11150734A
Authority: JP
Inventors: Kei Nara; 圭奈良
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】アライメント光に対する補正光学系等を用い
ることなく、ＴＴＬ方式で投影光学系の光軸方向に生じ
る色収差や焦点ずれを補正して、確実にマスクと基板と
の位置合わせを行う。【解決手段】位置合わせ用のアライメント照明部２５
と露光用の露光光源部１５との照明の切換えに応じて、
投影光学系１４ａ〜１４ｅの光軸方向におけるマスク１
０と基板１１との間隔を間隔制御部１６で変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクのパターン
を投影光学系を介して基板に焼き付ける露光装置および
露光方法に関し、例えば液晶ディスプレイパネルの製造
用の露光装置に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子製造や液晶ディス
プレイパネルの製造のためのフォトリソグラフィ工程で
は、マスク（またはレチクル）に形成されたパターンを
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
塗布された基板に焼き付ける投影露光装置が使用されて
いる。投影露光装置としては、レチクル上に形成された
パターンを基板の所定領域に転写した後、基板を一定領
域だけステッピングさせて、再びレチクルのパターンを
転写することを繰り返す、いわゆるステップアンドリピ
ート方式の装置や、マスク上でのスリット状（長方形
状、円弧状等）の照明領域を照明し、その照明領域に対
してマスクを走査するとともに、照明領域と共役な投影
領域に対してレジストが塗布された基板をマスクと同期
して走査することにより、マスク上のパターンを逐次基
板上に露光する一括走査型露光装置が知られている。

【０００３】こうした投影露光装置で高精度に露光を行
うには、マスクと基板との相対的な位置合わせ（アライ
メント）を正確に行う必要がある。アライメントの方式
は、投影光学系から離れた位置で基板に形成されたマー
ク（プレートマーク）を検出するオフ・アクシス方式
と、投影光学系を介してプレートマークを検出するＴＴ
Ｌ（スルー・ザ・レンズ）方式とに大別されており、こ
のうちＴＴＬ方式は、マスクに形成されたマーク（マス
クマーク）とプレートマークとを同じ投影光学系を介し
て検出するため、マークを検出する場所の違いによる誤
差が生じにくく、高精度のアライメントを実現しやすい
という利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、投影露光装
置では一般に、高い解像度を達成することを目的とし
て、露光に際して単色または狭い波長域に限定した比較
的波長の短い露光光が用いられ、この露光光に対してマ
スクと基板とが最適な結像状態となるように投影光学系
が設計されている。一方、アライメントに際しては、基
板に塗布されたレジストの感光を避けるために、露光光
とは異なる比較的波長の長いアライメント光が用いられ
ている。

【０００５】ところが、上述したＴＴＬ方式を採用した
従来の投影露光装置では、アライメントに際し、投影光
学系を介してプレートマークを検出するため、投影光学
系で露光光とアライメント光との色収差が生じ、ベスト
フォーカス（合焦位置）からずれてプレートマークが検
出され、プレートマークの検出精度が低下してしまうと
いう不都合がある。このような傾向は、転写像の位置や
形状を補正するための位置補正ガラス（ハービング板）
や倍率補正機構を付加した場合にさらに大きくなりやす
い。また、従来、こうした色収差を補正することを目的
として、マスクと基板との間や投影レンズの内部に補正
光学系を設置するといったことが行われているが、これ
で全ての色収差を補正するとなると装置が複雑になって
しまうなどの問題があった。

【０００６】また、ＴＴＬ方式を採用した従来の投影露
光装置では、アライメントに際して、マスクを通してプ
レートマークを検出する場合が多く、使用されるマスク
ごとに板厚や材質が変化してマスクの光学特性が変化す
ると、ベストフォーカスからずれてプレートマークおよ
びマスクマークが検出されてしまう。したがって、正確
に各マークを検出しようとすると、マスクの板厚公差や
材質等への要求が厳しくなり、使用可能なマスクが比較
的高価なものに限定されてしまう。

【０００７】さらに、ＴＴＬ方式を採用した従来の投影
露光装置では、アライメントに際して、マスクマークと
プレートマークとを同一視野内で捉える場合が多い。そ
のため、成膜状態の違い等によって基板表面の反射率が
異なると、基板からの光の強さで各マークの見え方が大
きく変化して、同一の処理手順では精度よくマークの形
状を観察することができない場合が生じてしまう。例え
ば、基板の反射率が高いと、マスクマークの回折光が基
板で反射してマスクマークの周辺に影を形成し、この影
の影響でマークの検出位置がずれてアライメントを不正
確に行ってしまうといったことが起こる。

【０００８】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、ＴＴＬ方式で投影光学系の光軸方向に生じ
る色収差を補正することができ、さらに、板厚や材質な
どによるマスクの光学特性の変化や、成膜状態等による
基板の反射率の変化にも対応して、確実にマスクと基板
との位置合わせを行うことができる露光装置および露光
方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有する露光装置を採
用する。すなわち、本発明に係る露光装置は、マスク
（１０）のパターンを投影光学系（１４ａ〜１４ｅ）を
介して基板（１１）に投影してパターンを基板（１１）
に焼き付ける露光装置において、マスク（１０）に設け
られた第１マークと基板（１１）の第２マークとを投影
光学系（１４ａ、１４ｃ）を介して位置合わせするアラ
イメント部（２０、２１）と、このアライメント部（２
０、２１）に設けられ、第１マークと第２マークとを照
明するアライメント照明部（２５）と、アライメント照
明部（２５）の照明波長とは異なる波長で照明してマス
ク（１０）のパターンを基板（１１）に投影し露光する
露光光源部（１５）と、アライメント照明部（２５）と
露光光源部（１５）との照明の切換えに応じて投影光学
系（１４ａ〜１４ｃ）の光軸方向におけるマスク（１
０）と基板（１１）との間隔を変える間隔制御部（１
６）とを備えることを特徴としている。

【００１０】本発明に係る露光装置においては、位置合
わせ用のアライメント照明部（２５）とパターン投影用
の露光光源部（１５）との照明の切換えに応じて、投影
光学系（１４ａ〜１４ｅ）の光軸方向におけるマスク
（１０）と基板（１１）との間隔を間隔制御部（１６）
が変えるように構成されているので、適切にマスク（１
０）と基板（１１）との間隔を変えることで、投影光学
系（１４ａ〜１４ｅ）の光軸方向に生じる色収差を補正
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる露光装置の
一実施形態について図１〜図１０を参照して説明する。
本実施形態は、本発明を液晶用の一括走査型露光装置に
適用したものであり、図１にその概略構成を示す。なお
ここで、所定の回路パターンが形成されたマスク１０と
ガラス基板上にレジストが塗布されたプレート１１とが
一体的に移動（走査）される方向をＸ軸方向、マスク１
０の面内でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、マスク
１０の面に対する法線方向をＺ軸方向とする。

【００１２】マスク１０およびプレート１１は、マスク
ホルダ１２およびプレートホルダ１３にそれぞれ載置さ
れ、この両ホルダ１２，１３は、Ｚ軸方向に所定間隔を
隔てて配置されている。またマスクホルダ１２とプレー
トホルダ１３とは、図示しないコの字状のキャリッジに
よって連結されており、主制御部１４によって駆動制御
されるキャリッジの移動に伴って、一体的にＸ軸方向へ
移動（走査）される構成となっている。さらにプレート
ホルダ１３は、キャリッジのステージ上を図示しない駆
動系によって２次元Ｘ、Ｙ軸方向へ微動可能であり、そ
の移動量または移動位置はレーザ干渉計等の図示しない
位置検出部によって逐次計測され、主制御部１４によっ
てその位置が微調整されるようになっている。またプレ
ートホルダ１３は、間隔制御部によってＺ軸方向へも微
動可能になっており、これについては後述する。

【００１３】ホルダ１２、１３間にはＺ軸方向に光軸を
有する複数（ここでは５つ）の投影光学系１４ａ〜１４
ｅがいわゆる千鳥状に配置されている。超高圧水銀ラン
プ等の光源を有する露光光源部１５からは、内部の照明
光学系によって所望の形状に整形された第１の波長特性
を有する露光光（例えばｇ＋ｈ線，ｇ＋ｈ＋ｉ線）が射
出され、マスク１０上の複数の台形状の小領域（照明領
域）Ｓ１〜Ｓ５を照明する。そしてマスク１０を透過し
た複数の光束が、それぞれの投影光学系１４ａ〜１４ｅ
を介してプレート１１上の異なる台形状の投影領域Ｔ１
〜Ｔ５にマスク１０の照明領域Ｓ１〜Ｓ５のパターン像
を結像する。投影光学系１４ａ〜１４ｅは、いずれも等
倍正立系とされ、ここでは、いわゆるダイソン型光学系
を２組用いた構成が採用されている。投影光学系には、
このダイソン型以外にも他の構成からなる光学系を適用
してもよいが、例えば２組のオフナー型光学系を用いた
ものなど色収差の少ないものが望ましい。これらによ
り、この露光装置は、マスクホルダ１２とプレートホル
ダ１３とが一体的に矢印Ａ方向に走査されることによ
り、マスク１０上のパターン領域の全面がプレート１１
上の投影領域に焼き付けられるようになっている。

【００１４】また、投影光学系１４ａ〜１４ｅには、プ
レート１１に転写されるパターン像を補正するための図
示しない倍率補正機構が付加されている。そのため、露
光光と、後述するアライメント光との間で波長の違いに
よる若干の色収差が生じることがある。そこで本実施形
態では、マスクホルダ１２とプレートホルダ１３とのＺ
軸方向（光軸方向）の間隔を変えてこの色収差を補正す
る間隔制御部１６が設けられている。さらに、図１のＢ
−Ｂの断面図である図２（ｂ）に示すように、投影光学
系（１４ａ〜１４ｃ）と投影光学系（１４ｄ、１４ｅ）
との並びの間に挟まれるようにフォーカスセンサ８が複
数（ここでは４つ）設けられている。

【００１５】フォーカスセンサ８は、マスク１０とプレ
ート１１との間隔を計測するものである。すなわち、フ
ォーカスセンサ８は、発光素子８Ａと受光素子８Ｂとの
２つの光学素子によって構成され、発光素子８Ａから照
射されるスリットの形状をした照明光をマスク１０及び
プレート１１の面上に照射し、各面上に結像させたスリ
ット像を受光素子８Ｂ上で再結像させ、各々の像の相対
距離を測定する。

【００１６】間隔制御部１６は、フォーカスセンサ８に
よって逐次計測されるマスク１０とプレート１１との間
隔の計測結果とともに、予め定められるＺ軸方向のオフ
セット量に基づいて、モータ等からなる図示しない駆動
系を介してプレートホルダ１３をＺ軸方向に微動させ、
図２（ａ）のマスク１０に設けられたマスクマークＭＭ
ｉ（第１マーク）とプレート１１に設けられたプレート
マークＰＭｉ（第２マーク）とが共役関係となるよう
に、マスク１０とプレート１１との間隔を、後述する自
動合焦機構と連動して制御するように構成されている。

【００１７】次に、マスクマークＭＭｉとプレートマー
クＰＭｉとを位置合わせ（アライメント）するアライメ
ント部について説明する。アライメント部は、図１の照
明領域Ｓ１および投影光学系１４ａに対応する第１のア
ライメント部２０と、照明領域Ｓ３および投影光学系１
４ｃに対応する第２のアライメント部２１との同じ２つ
の構成からなり、以下、第１のアライメント部２０につ
いて述べる。

【００１８】アライメント部２０には、図２（ａ）に示
すように、高圧水銀ランプからなる光源２２、光束を導
く光ファイバ２３、光ファイバ２３の射出端からの光束
の波長を選択するための光学フィルタ機構２４で構成さ
れるアライメント照明部２５が設けられている。このう
ち光学フィルタ機構２４は、前述した露光光源部１５の
露光光と同じ第１の波長特性を有するアライメント用の
露光光（例えばｇ＋ｈ線，ｇ＋ｈ＋ｉ線）のみを選択的
に透過する第１光学フィルタ２６と、これとは異なる第
２の波長特性を有するアライメント光（例えばｅ，ｄ
線）のみを選択的に透過する第２光学フィルタ２７とを
有しており、主制御部１４からの指示によってこれらの
光学フィルタ２６、２７が、矢印Ｄで示すように、光フ
ァイバ２３からの光軸を横切る方向に沿って図示しない
駆動系を介して駆動され、照明光が切換えられるように
構成されている。光学フィルタ２６、２７を透過したア
ライメント照明部２５からの照明光は、ダイクロイック
ミラー２８、第１対物レンズ２９およびプリズム３０を
介して、マスク１０上のマスクマークＭＭｉを照明し、
さらに投影光学系１４ａを介してプレート１１上のプレ
ートマークＰＭｉを照明する。

【００１９】図３は、マスクマークＭＭｉおよびプレー
トマークＰＭｉの一例を示している。図３（ａ）に示す
マスクマークＭＭｉは、Ｙ軸方向に延びた直線状のライ
ンパターンがＸ軸方向に所定ピッチで配列されたＸ軸方
向への位置決め用の２本のマスクマークＭＭｘと、Ｘ軸
方向に延びた直線状のラインパターンがＹ軸方向に所定
ピッチで配列されたＹ軸方向への位置決め用の２本のマ
スクマークＭＭｙとからなる。同様に図３（ｂ）に示す
プレートマークＰＭｉは、Ｘ軸方向への位置決め用の３
本のプレートマークＰＭｘと、Ｙ軸方向への位置決め用
の３本のプレートマークＰＭｙとからなる。また、図１
に示すマスクホルダ１２の一端には、石英板等の低膨張
係数の透明材料等から形成された第１の基準マーク板３
１がその表面の高さがマスク１０のパターン面の高さと
ほぼ一致するように設けられ、その表面にはマスクマー
クＭＭｉと同一形状の第１基準マークＫＭ１が形成され
ている。さらに、プレートホルダ１３の一端には、第２
の基準マーク板３２がその表面の高さがプレート１１の
露光面の高さとほぼ一致するように設けられ、その表面
にはプレートマークＰＭｉと同一形状の第２基準マーク
ＫＭ２が形成されている。これら基準マーク板３１、３
２の基準マークＫＭ１、ＫＭ２の各位置決め方向のライ
ンパターン間隔は、サブミクロンの精度で正確に作られ
ている。

【００２０】再び図２（ａ）において、アライメント照
明部２５からの照明光に対するプレートマークＰＭｉの
像およびマスクマークＭＭｉの像は、プリズム３０およ
び第１対物レンズ２９を戻り、ダイクロイックミラー２
８、第２対物レンズ３３を介した後、ハーフミラー３４
で２つの領域に分割され、それぞれ２次元ＣＣＤカメラ
等による撮像素子３５Ｘ及び撮像素子３５Ｙの撮像面に
結像される。撮像素子３５Ｘの水平走査線は、図３のマ
スクマークＭＭｘのラインパターンと直交するＸ軸方向
に定められ、撮像素子３５Ｙの水平走査線は、マスクマ
ークＭＭｙのラインパターンと直交するＹ軸方向に定め
られる。図４（ａ）は、このとき撮像素子３５Ｘで観察
される撮像領域ＡＲ１の様子の一例を示しており、マス
クマークＭＭｘとプレートマークＰＭｘとは、撮像領域
ＡＲ１に同時に観察される。同様に、図３の撮像素子３
５Ｙの撮像領域ＡＲ２には、マスクマークＭＭｙとプレ
ートマークＰＭｙとが同時に観察されるようになってい
る。

【００２１】撮像素子３５Ｘ及び３５Ｙの各々からの画
像信号は、画素ごとに信号レベルをデジタルサンプリン
グする回路、複数の水平走査線ごとに得られる画像信号
（デジタル信号）を換算平均する回路、換算平均化され
た画像信号を波形処理する回路、そしてマスクマークＭ
ＭｉとプレートマークＰＭｉとのＸ軸方向、Ｙ軸方向の
各位置ずれ量を高速に演算する回路等を含む画像処理部
３６で処理される。図４（ｂ）に、画像処理部３６で演
算処理された撮像素子３５Ｘからの画像信号（信号強
度）の波形の一例を示す。ここで、縦軸は信号の強度
（画像のコントラスト値）を表し、横軸はＸ軸方向の走
査位置を表している。この図４（ｂ）では、撮像素子３
５Ｘからの画像信号は、マスクマークＭＭｘの位置、お
よびプレートマークＰＭｘのエッジに対応する位置（画
素位置）でコントラスト値が極小（ボトム）となる信号
波形となっている。また、ここで観察される各マーク
は、図２（ａ）のマスク１０を通して観察されているた
め、使用されるマスク１０が交換されるなどにより厚み
や材質の変化でマスク１０の光学特性が異なると、同じ
形状のマークであっても例えば結像面の位置（フォーカ
ス）がずれるなどにより、結像特性が変わってコントラ
スト値が変化する。

【００２２】そこで、本実施形態のアライメント部２０
には、マスク１０の光学特性に応じて各マークに焦点を
合わせるように制御する自動合焦機構３７が設けられて
いる。すなわち、自動合焦機構３７は、図示しない駆動
系を介して第２対物レンズ３３を矢印Ｄで示すアライメ
ント光の光軸方向に一定量ずつステップ移動させ、この
ときの第２対物レンズ３３の基準位置からの移動量と、
画像処理部３６から送られるマスクマークＭＭｉのコン
トラスト値とを対応づけた情報を内部メモリに記憶す
る。そして第２対物レンズ３３の移動範囲内で最も大き
いコントラスト値（絶対値）が検出された位置に再び第
２対物レンズ３３を移動させることで、マスクマークＭ
Ｍｉに焦点を合わせるようになっている。さらに、自動
合焦機構３７では、マスクマークＭＭｉに焦点を合わせ
た状態で、間隔制御部１６に指示を送り、プレートホル
ダ１３をＺ軸方向にステップ移動させ、このときのプレ
ートホルダ１３の基準位置からのＺ軸方向への移動量と
画像処理部３６から送られるプレートマークＰＭｉのコ
ントラスト値とを対応づけた情報を内部メモリに記憶す
る。そして、再び間隔制御部１６に指示を送って移動範
囲内で最も大きいコントラスト値（絶対値）が検出され
た位置にプレートホルダ１３を移動させることで、プレ
ートマークＰＭｉに焦点を合わせるように構成されてい
る。このように、マスクマークＭＭｉに焦点を合わせた
状態でプレートマークＰＭｉに焦点を合わせることで、
アライメント光に対してマスクマークＭＭｉとプレート
マークＰＭｉとが共役関係になる。

【００２３】また、自動合焦機構３７は、各マークに焦
点を合わせたときの第２対物レンズ３３の移動量とＺ方
向へのプレートホルダ１３の移動量、すなわちオフセッ
ト量をマスク１０の識別名とともに内部メモリに記憶す
る。そして、同一のマスク１０が用いられる場合には、
記憶された情報に基づいて第２対物レンズ３３およびプ
レートホルダ１３を移動させ、マスクマークＭＭｉおよ
びプレートマークＰＭｉに焦点を合わせるようになって
いる。さらに、自動合焦機構３７は、基準マーク板３
１、３２に設けられている基準マークＫＭ１、ＫＭ２を
検出する際にも、上述したものと同様にして、各マーク
に焦点を合わせるようになっている。

【００２４】マスクマークＭＭｉおよびプレートマーク
ＰＭｉに焦点が合うと、画像処理部３６では、マスクマ
ークＭＭｉおよびプレートマークＰＭｉの中心位置を求
める。本実施形態では、コントラスト値の信号波形を一
次微分演算した信号波形、すなわち微分波形を用いて各
マークの中心位置を求めるようになっている。なお、微
分波形を用いるのは、成膜状態の違い等によってプレー
ト１１表面の反射率が異なると撮像素子３５Ｘ、３５Ｙ
で観察される各マークのコントラスト値の信号波形が大
きく変化するので、この変化にも対応して各マークの中
心位置を正確に求めるためである。以下に、微分波形を
用いてマークの中心位置を求める手順について、撮像素
子３５Ｘで観察される１本のマークをもとに説明する。

【００２５】まず、画像処理部３６では、１つのマーク
に対してコントラスト値（信号強度）の信号波形を一次
微分演算してその微分波形を求める。次に、その微分波
形から得られる所定値以上の極大（ピーク）値および極
小（ボトム）値を取り出し、矢印Ｄで示す撮像素子３５
Ｘの水平走査線の方向に向かって、極大、極小の順とな
るピークとボトムとのペアを見つける。そのペアのう
ち、ピークとボトムとの水平走査線方向の距離が、予め
入力されているマークの幅に近いペアを選択し、そのペ
アのピークとボトムとの水平走査線方向の中心座標をそ
のマークの中心位置とする。

【００２６】ここで例として、図５（ａ）に、プレート
１１表面の反射率が高い場合に撮像素子３５Ｘで観察さ
れるマスクマークＭＭｘの様子を示し、図５（ｂ）にそ
の信号強度の波形を示す。この例の場合、図５（ｃ）で
示す微分波形では、Ｋ（１）〜Ｋ（４）までの４つのピ
ークおよびボトムが得られ、矢印Ｄで示す水平走査線の
方向に極大、極小の順となるピークとボトムとのペア
［Ｋ（２），Ｋ（３）］が１つ見つかる。そしてこのペ
ア［Ｋ（２），Ｋ（３）］の走査線方向の距離が、予め
入力されているマスクマークＭＭｘのラインパターンの
幅に近いことを確認し、ペアの中心をこのマークのＸ軸
方向の中心位置とする。また別の例として、図６（ａ）
に、プレート１１表面の反射率が高く、さらにマスクマ
ークＭＭｘの回折光がプレート１１上で反射して戻り、
本来のマスクマークＭＭｘの周辺に影ＳＨを作った様子
を示す。この場合、図６（ｃ）に示す信号波形からはＫ
（１）〜Ｋ（６）の６つのピークおよびボトムが得ら
れ、さらに、水平走査線の方向に極大、極小の順となる
２つのペア［Ｋ（２），Ｋ（３）］、［Ｋ（４），Ｋ
（５）］が見つかる。この２つのペアのうち、予め入力
されているラインパターン幅に対してピークとボトムと
の水平走査線方向の距離が近いのはペア［Ｋ（４），Ｋ
（５）］であるので、このペアを選択して中心位置を求
める。さらに別の例として、図７（ａ）に、プレート１
１の反射率が低い場合に観察されるマスクマークＭＭｘ
の様子を示す。この図では、マスクマークＭＭｘより外
の領域は暗部となり図７（ｂ）に示すコントラスト値の
信号が山形の波形となっている。この場合も、図７
（ｃ）で示す微分波形から、上述した手順で１つのペア
［Ｋ（１），Ｋ（２）］が見つかり、そのペアからマー
クの中心位置を求めることができる。

【００２７】次に画像処理部３６では、上述した手順で
ピークとボトムとのペアが見つからない場合、代わりに
撮像素子３５Ｘの水平走査線の方向に極小、極大の順と
なるボトムとピークとのペアを見つける。そして、その
ペアのうち、予め入力されているマークのラインパター
ンの幅に対して、ボトムとピークとの走査線方向の距離
が近いペアを選択し、そのペアのボトムとピークとの中
心をそのマークの中心位置とする。例として、図８
（ａ）に、ラインパターン領域が暗くエッジによる暗線
も認められないプレートマークＰＭｉを撮像素子３５Ｘ
で観察した様子を示す。この例の場合、図８（ｂ）に示
す信号波形にはピークもしくはボトムは検出されず、図
８（ｃ）で示す微分波形から、Ｋ（１）、Ｋ（２）の２
つのボトムおよびピークが取り出される。この場合、前
述した手順での極大、極小の順となるペアは見つから
ず、代わって本手順の水平走査線の方向に極小、極大の
順となる１つのペア［Ｋ（１），Ｋ（２）］が見つか
る。そしてこのペア［Ｋ（２），Ｋ（３）］の走査線方
向の距離が、予め入力されているそのマークのラインパ
ターンの幅に近いことを確認し、ペア［Ｋ（２），Ｋ
（３）］の中心をそのマークのＸ軸方向の中心位置とす
る。

【００２８】こうして画像処理部３６は、各マークのラ
インパターンのそれぞれの中心位置を複数求めた平均か
らマスクマークＭＭｉおよびプレートマークＰＭｉの２
次元ＸＹ軸方向の中心位置を求める。また、基準マーク
板３１、３２に設けられている基準マークＫＭ１、ＫＭ
２を検出する際にも、同様の手順で各マークの中心位置
を求めるようになっている。さらに、画像処理部３６
は、後述するように、この中心位置からマスクマークＭ
ＭｉとプレートマークＰＭｉとの位置ずれ量を算出し、
その位置ずれ量の情報を、図２（ａ）の主制御部１４に
送るようになっている。

【００２９】他方、アライメント部２１は、上述したア
ライメント部２０と同一の構成であり、マスク１０及び
第１の基準マーク板３１上にはアライメント部２１によ
り検出可能な位置にマスクマークＭＭｉ及び第１基準マ
ークＫＭ１が設けられ、プレート１１及び第２の基準マ
ーク板３２上にはアライメント部２１により検出可能位
置にプレートマークＰＭｉ及び第２基準マークＫＭ２が
設けられている。なお、アライメント部２０、２１は、
露光動作時には、露光光源部１５の照明範囲に入らない
ように移動可能な構成となっている。このアライメント
部２０、２１の移動は主制御部１４の指示により行われ
る。

【００３０】次に、上述のように構成された露光装置の
動作について説明する。本実施形態の動作シーケンス
は、主制御部１４によって統括制御されており、ここで
はその代表的な２つのステップ、すなわち、マスクマー
クＭＭｉとプレートマークＰＭｉとを位置決めするアラ
イメントステップと、このアライメントステップの結果
に応じてマスク１０のパターンをプレート１１上に投影
して露光する露光ステップとについて述べる。本実施形
態では、まず、露光ステップに進み、露光光に対するＺ
軸方向のオフセット量を求めるためのテスト露光を行
う。なお、Ｚ軸方向のオフセット量がすでに定められて
いる場合には、アライメントステップに進む。

【００３１】テスト露光では、解像力を評価するための
パターンを有するマスク１０を用いて、マスク１０とプ
レート１１との間隔と、露光量とをともに所定量ずつ変
化させながらテスト露光を行う。そして、一枚のプレー
ト１１に対してマトリクス状の解像力チャートを作成
し、作成された解像力チャートから露光光に対するＺ方
向のオフセット量と露光量との最適値をそれぞれ求め
る。図９（ａ）は、チャート作成用のマスク１０Ａの一
例を示しており、このマスク１０Ａは、評価用パターン
ＥＳＰが設けられた所定領域外を遮光部として形成され
ている。評価用パターンＥＳＰは、例えば基板中央付近
に長さＬ１＝５００μｍ、幅Ｌ２＝２５０μｍ程度の開
口領域内に設けられ、３μｍのＬ／Ｓ（ラインアンドス
ペース）からなる直線状パターンと、φ１．５μｍ〜φ
４μｍまで大きさが徐々に変化するドットパターンとか
らなる。テスト露光に際し、図１の主制御部１４では、
プレートホルダ１３を微動可能範囲内でＸＹ軸方向に所
定量ずつステップ移動させながら、マスク１０Ａとプレ
ート１１との間隔（フォーカス）を予め定められている
基準間隔に対して例えば−２０μｍ〜＋２０μｍまで５
μｍずつ、また、露光量（ドーズ）を基準露光量に対し
て例えば−２０％〜＋２０％まで１０％ずつそれぞれ変
化させて露光を行う。これにより、図９（ｂ）に示すよ
うなマトリクス状の解像力チャートが一枚のプレート１
１（ガラス基板）上に作成される。

【００３２】この作成された解像力チャートをＳＥＭ
（走査型顕微鏡）や光学顕微鏡を用いて測定・観察する
ことにより、例えば、最も小さなドットパターンが残っ
ているフォーカス条件を最適な間隔（ベストフォーカ
ス）とし、また、このベストフォーカスで露光されたパ
ターン列の中で直線状パターンのＬ／Ｓがほぼ１：１で
形成されているドーズ条件を最適な露光量（ベストドー
ズ）とする。そしてベストフォーカスの間隔から露光光
に対するＺ方向のオフセット量を求め、このオフセット
量とベストドーズとを内部メモリに記憶する。こうした
一連のテスト露光により、露光光に対するＺ方向のオフ
セット量が求まると、次のアライメントステップに進
む。

【００３３】アライメントステップでは、まず、図１の
基準マークＫＭ１、ＫＭ２を用いてアライメント光と露
光光との色収差に対する２次元Ｘ、Ｙ軸方向のオフセッ
ト量を求める。これに際してまず、主制御部１４では、
第１の基準マーク板３１上の一対の第１基準マークＫＭ
１と第２の基準マーク板３２上の一対の第２基準マーク
ＫＭ２とが、アライメント部２０、２１の視野領域内に
位置するように、コの字状のキャリッジを駆動してマス
クホルダ１２とプレートホルダ１３とを図１矢印Ａ方向
へ移動させる。なお、マスクホルダ１２に載置されてい
るマスク１０は、図示しないマスク交換機構によって、
上述したテスト露光用のマスク１０Ａから回路パターン
焼き付け用のマスク１０にすでに交換されているものと
する。

【００３４】続いて主制御部１４では、光学フィルタ機
構２４を駆動して、露光光用の第１光学フィルタ２６が
光ファイバ２３からの光軸上に位置するように設定した
後、光源２２をオンする。第１光学フィルタ２６を通過
した照明光は、第１基準マークＫＭ１を含む第１マーク
領域及び投影光学系１４ａ、１４ｃを介して第２基準マ
ークＫＭ２を含む第２マーク領域に照射され、第１基準
マークＫＭ１および第２基準マークＫＭ２の像が撮像素
子３５Ｘ、３５Ｙの撮像面にそれぞれ結像する。このと
き、自動合焦機構３７では、画像処理部３６から送られ
る第１基準マークＫＭ１のコントラスト値に基づいて、
第１基準マークＫＭ１に焦点を合わせるように第２対物
レンズ３３を光軸方向に移動させる。また、間隔制御部
１６では、内部メモリに記憶された露光光に対するＺ方
向のオフセット量に基づいて、図示しない駆動系を介し
てプレートホルダ１３を移動させて、露光光に対して第
１基準マークＫＭ１と第２基準マークＫＭ２とが共役関
係になるようにマスク１０とプレート１１との間隔を制
御する。これにより、図１０（ａ）に示すように、撮像
素子３５Ｘの撮像領域の基準マークＫＭ１、ＫＭ２が領
域ＡＲ１に、撮像素子３５Ｙの撮像領域の各マークＫＭ
１、ＫＭ２が領域ＡＲ２に、それぞれ露光光に対してベ
ストフォーカスで観察される。画像処理部３６では、画
像信号の微分波形のピークおよびボトムに基づいた前述
した手順に従って、基準マークＫＭ１、ＫＭ２のＸ、Ｙ
軸方向それぞれの中心位置を求める。そして、第１基準
マークＫＭ１と第２基準マークＫＭ２との位置ずれ量
（ｄｘ０、ｄｙ０）を算出し、この露光光で検出される
基準マークＫＭ１、ＫＭ２の位置ずれ量（ｄｘ０、ｄｙ
０）を内部メモリに記憶する。

【００３５】次に、主制御部１４では、光学フィルタ機
構２４を駆動して、アライメント光用の第２光学フィル
タ２７が光ファイバ２３からの光軸上に位置するように
設定する。このとき、露光光とアライメント光との波長
の違いによって色収差が生じ、撮像素子３５Ｘ、３５Ｙ
に観察される基準マークＫＭ１、ＫＭ２の像がベストフ
ォーカスからずれて観察される。そのため、自動合焦機
構３７では、上述した露光光の場合と同様に、画像処理
部３６から送られる第１基準マークＫＭ１のコントラス
ト値に基づいて、第１基準マークＫＭ１に焦点を合わせ
るように第２対物レンズ３３を光軸方向に移動させる。
さらに、自動合焦機構３７では、画像処理部３６からの
第２基準マークＫＭ２のコントラスト値に基づいて、第
２基準マークＫＭ２に焦点を合わせるように間隔制御部
１６に指示を送り、プレートホルダ１３をＺ方向に移動
させる。これにより、アライメント光に対して第１基準
マークＫＭ１と第２基準マークＫＭ２とが共役関係にな
り、図１０（ｂ）に示すように、撮像素子３５Ｘ、３５
Ｙの撮像領域ＡＲ１、ＡＲ２に各基準マークＫＭ１、Ｋ
Ｍ２がそれぞれベストフォーカスで観察される。画像処
理部３６では、画像信号の微分波形に基づいて、基準マ
ークＫＭ１、ＫＭ２のＸ、Ｙ軸方向それぞれの中心位置
を求め、第１基準マークＫＭ１と第２基準マークＫＭ２
との位置ずれ量（ｄｘ１、ｄｙ１）を算出し、このアラ
イメント光で検出される基準マークＫＭ１、ＫＭ２の位
置ずれ量（ｄｘ１、ｄｙ１）を内部メモリに記憶する。

【００３６】画像処理部３６では、内部メモリに記憶さ
れたこれらの位置ずれ量（ｄｘ０、ｄｙ０）、（ｄｘ
１、ｄｙ１）から、アライメント光と露光光との色収差
に対するＸ軸方向のオフセット量Δｄｘ（＝ｄｘ０−ｄ
ｘ１）と、Ｙ軸方向のオフセット量Δｄｙ（＝ｄｙ０−
ｄｙ１）とを算出してこれを内部メモリに記憶する。

【００３７】アライメントステップでは、続いて図１の
マスク１０上のマスクマークＭＭｉとプレート１１上の
プレートマークＰＭｉとの位置合わせを行う。この位置
合わせ（アライメント）に際してまず、主制御部１４で
は、マスクマークＭＭｉとプレートマークＰＭｉとが投
影光学系１４ａ、１４ｃをそれぞれ介してアライメント
部２０、２１での視野領域内に位置するように、コの字
状のキャリッジを駆動してマスクホルダ１２とプレート
ホルダ１３とを図１の反矢印Ａ方向へ移動させる。この
とき光学フィルタ機構２４では、アライメント光用の第
２光学フィルタ２７が引き続き設定されており、プレー
ト１１上のレジストを感光させないようになっている。

【００３８】またこのとき、マスク１０の光学特性の違
いによって、アライメント光で図２（ａ）の撮像素子３
５Ｘ、３５Ｙに観察されるマスクマークＭＭｉおよびプ
レートマークＰＭｉの像がベストフォーカスからずれて
観察される場合がある。そこで自動合焦機構３７では、
まず、画像処理部３６から送られるマスクマークＭＭｉ
のコントラスト値に基づいて、マスクマークＭＭｉに焦
点を合わせるように第２対物レンズ３３を光軸方向に移
動させる。さらに、自動合焦機構３７では、画像処理部
３６からのプレートマークＰＭｉのコントラスト値に基
づいて、第２基準マークＫＭ２に焦点を合わせるように
間隔制御部１６に指示を送り、プレートホルダ１３をＺ
方向に移動させる。これにより、アライメント光に対し
てマスクマークＭＭｉとプレートマークＰＭｉとが共役
関係になり、図１０（ｃ）に示すように、撮像素子３５
Ｘ、３５Ｙの撮像領域ＡＲ１、ＡＲ２に各マークＭＭ
ｉ、ＰＭｉがそれぞれベストフォーカスで観察される。
このときの第２対物レンズ３３の移動量とプレートホル
ダ１３のＺ方向への移動量とは、アライメント光に対す
るＺ方向へのオフセット量として内部メモリに記憶さ
れ、以後同じマスク１０が使用される際には記憶された
オフセット量を用いて各マークに対して焦点が合わせら
れる。そして、画像処理部３６では、コントラスト値の
微分波形のピークおよびボトムをもとに前述した手順に
従って、マスクマークＭＭｉおよびプレートマークＰＭ
ｉのＸ、Ｙ軸方向それぞれの中心位置を求め、マスクマ
ークＭＭｉとプレートマークＰＭｉとの位置ずれ量（ｄ
ｘ２、ｄｙ２）を算出する。

【００３９】続いて、画像処理部３６では、このアライ
メント光に対しての位置ずれ量（ｄｘ２、ｄｙ２）を実
際の露光光に対しての位置ずれ量に換算する。すなわ
ち、内部メモリに記憶されたＸ軸方向のオフセット量Δ
ｄｘ（＝ｄｘ０−ｄｘ１）と、Ｙ軸方向のオフセット量
Δｄｙ（＝ｄｙ０−ｄｙ１）とから、実際の露光光に対
してのマスクマークＭＭｉとプレートマークＰＭｉとの
Ｘ軸方向の位置ずれ量ｄｘ３（＝ｄｘ２＋Δｄｘ）と、
Ｙ軸方向の位置ずれ量ｄｙ３（＝ｄｙ３＋Δｄｙ）とに
換算する。また、アライメント用のマスクマークＭＭｉ
およびプレートマークＰＭｉが各基板に複数組設けられ
ている場合には、それらすべてについて上述したマスク
マークＭＭｉとプレートマークＰＭｉとの位置ずれ量の
検出を繰り返して行う。そして、主制御部１４では、検
出したすべての位置ずれ量（ｄｘ３、ｄｙ３）に基づい
て、プレートホルダ１３を図示しない駆動系を介して
Ｘ、Ｙ軸方向に微動させ、マスク１０とプレート１１と
の位置合わせ（アライメント）を行う。その後、主制御
部１４では、アライメント用の光源２２をオフするとと
もに、アライメント部２０、２１を露光光源部１５の照
明領域外に退避させ、露光ステップに進む。

【００４０】露光ステップでは、露光光源部１５内の露
光光源をオンして一括走査露光を開始する。具体的に
は、マスク１０及びプレート１１の図１における左端が
投影光学系１４ａ〜１４ｅの右端にほぼ一致するまでコ
の字状の図示しないキャリッジを駆動した後、このキャ
リッジをＸ軸方向に沿った矢印Ａで示す方向に所定の走
査速度で駆動する。これにより、マスク１０上のパター
ン像が５つの投影光学系１４ａ〜１４ｅにより、隣合う
像同士がわずかに重なり合うように分割されて、プレー
ト１１に転写される。そしてマスク１０の右端が投影光
学系１４ａ〜１４ｅの左端にほぼ一致する位置までキャ
リッジを移動させることにより、マスク１０の全パター
ンがプレート１１に転写される。

【００４１】以上説明したように、本実施形態の露光装
置によれば、アライメント光を用いる場合と露光光を用
いる場合とで、投影光学系１４ａ〜１４ｅの光軸方向
（Ｚ軸方向）におけるマスク１０とプレート１１との間
隔を間隔制御部１６によって適切に変えるので、投影光
学系１４ａ〜１４ｅのＺ軸方向の色収差を容易に補正す
ることができる。しかも、間隔制御部１６は、Ｚ方向の
オフセット量に基づいて、マスクマークＭＭｉとプレー
トマークＰＭｉとが共役関係になるようにマスク１０と
プレート１１との間隔を制御するため、プレートマーク
ＰＭｉを高精度に検出してマスクマークＭＭｉとプレー
トマークＰＭｉとを正確に位置合わせすることができ
る。

【００４２】また、使用されるマスク１０によって厚さ
や材質などの光学特性が変化しても、自動合焦機構３７
が各マークに焦点を合わせるように制御するので、正確
に各マークを検出して精度よく位置合わせをすることが
できる。

【００４３】さらに、本実施形態の露光装置では、撮像
素子３５Ｘ、３５Ｙで同時に観察されるマスクマークＭ
ＭｉとプレートマークＰＭｉとのそれぞれの画像コント
ラスト値の微分波形を用いて、自動合焦機構３７が各マ
ークに焦点を合わせるので、コントラスト値の弱いエッ
ジ信号でも取り扱うことが可能となり、各マークのパタ
ーンエッジを確実に検出することができる。しかも、そ
の微分波形のピークおよびボトムから所定の手順に従っ
てマークの中心位置を求めることで、プレート１１の反
射率の変化による検出状態の変化にも確実に対応してマ
ークの中心位置を求めることが可能となり、マスクマー
クＭＭｉとプレートマークＰＭｉとの位置合わせを正確
に行うことができる。

【００４４】また、本実施形態では、露光ステップにお
いて、マスク１０Ａとプレート１１との間隔と露光量と
をともに所定量ずつ変化させて露光を行い、一枚のプレ
ート１１に対してマトリクス状の解像力チャートを作成
する。そのため、露光光に対するＺ方向のオフセット量
と露光量との最適値を容易に求めて解像力を評価するこ
とができる。そして間隔および露光量を適切な値に設定
することで、高解像度の露光を実現できる。

【００４５】なお、本実施形態では、プレートホルダ１
３をＺ軸方向に微動させるように構成しているが、マス
クホルダ１２をＺ軸方向に駆動するようにしてマスク１
０とプレート１１との間隔を調整してもよく、さらに
は、プレートホルダ１３とマスクホルダ１２との両方を
動かすように構成してもよい。また、本実施形態では、
マスクホルダ１２とプレートホルダ１３とがキャリッジ
によって連結されているが、これに限らず、それぞれ独
立ステージに載置するようにして、各々を独立に制御す
るように構成してもよい。

【００４６】また、図１では、一対の第１基準マークＫ
Ｍ１を第１の基準マーク板３１上に設けたものを示した
が、一対の第１基準マークＫＭ１をチャート作成用のマ
スク１０Ａ上に設けてもよい。

【００４７】また、本実施形態では、フォーカスセンサ
８を４組使用する構成としているが、これに限らず、投
影光学系の数に合わせてフォーカスセンサ８の使用数を
定めてもよく、さらに、プレートホルダ１３の形状に合
わせてフォーカスセンサ８の数を決定してもよい。ま
た、本実施形態では、フォーカスセンサ８でマスク１０
とプレート１１との間隔を計測しながらその間隔を調整
しているが、マスク１０とプレート１１との間隔を調整
する構成はこれに限るものではなく、例えば、マスク１
０とプレート１１との位置関係を予め２通り定めてお
き、この２通りの位置関係になるようにリミットスイッ
チなどの機械的な位置決め機構を用いてマスク１０また
はプレート１１を動作ごとに位置決めし、露光時とアラ
イメント時とでマスク１０とプレート１１との間隔を切
り換える構成とすることも可能である。

【００４８】さらに、本実施形態では、マスク１０とプ
レート１１との間隔を調整することで、露光時とアライ
メント時とでの照明光の波長の違いによる色収差を補正
する構成としたが、例えばこれに加えてマスク１０とプ
レート１１との間や投影レンズの内部に補正光学系を設
け、この補正光学系と前述した間隔の調整との組み合わ
せによって、投影光学系の色収差を補正する構成として
もよい。

【００４９】また、自動合焦機構３７は、第２対物レン
ズ３３を移動させることでマスク１０のマークに焦点を
合わせているが、新たにフォーカス用のレンズをアライ
メント部２０、２１に追加したり、あるいはアライメン
ト部２０、２１とは別の光学系を設けて各マークに焦点
を合わせるようにしてもよい。また、本実施形態では、
画像処理部３６からのマークの画像コントラスト値を用
いて合焦位置を求めているが、合焦位置を求める方法は
これに限るものではなく、一般的なフォーカス機構を適
用してもよい。

【００５０】また、本実施形態では、露光時のＺ軸方向
のオフセット量を求めるために、解像力チャートを用い
てテスト露光を行っているが、露光時におけるＺ軸方向
のオフセット量を求める方法はこれに限らない。例えば
アライメントステップにおいて、第１光学フィルタ２６
を透過させた露光波長の照明光に対するオフセット量を
自動合焦機構３７ですでに求めている場合には、このと
きのオフセット量を露光時に用いてもよい。

【００５１】さらに、本実施形態では、本発明を液晶用
の一括走査型露光装置に適用したが、これ以外にも半導
体、薄膜磁気ヘッド等の製造用としても適用可能であ
り、さらにステップアンドリピート方式あるいはステッ
プアンドスキャン方式といったＴＴＬ方式を用いて位置
合わせを行う他の露光装置にも適用可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
以下の効果を得ることができる。請求項１に係る露光装
置は、位置合わせ用のアライメント照明部とパターン投
影用の露光光源部との照明の切換えに応じて、投影光学
系の光軸方向におけるマスクと基板との間隔を間隔制御
部が変えるように構成されている。したがって、投影光
学系を介した位置合わせで生じる光軸方向の色収差を補
正するができ、補正光学系を用いることなく、基板に設
けられたマークを高精度に検出して、マスクと基板とを
正確に位置合わせすることができる。

【００５３】請求項２に係る露光装置では、マスクのマ
ークと基板のマークとが共役関係になるようにマスクと
基板との間隔を間隔制御部が制御するので、基板のマー
クを投影光学系を介して高精度に検出して正確に位置合
わせをすることができるとともに、マスクのパターンを
精度よく基板に焼き付けることができる。

【００５４】請求項３に係る露光装置では、マスクを通
して検出する第１マーク及び第２マークに、自動合焦機
構がマスクの光学特性に応じて焦点を合わせる。したが
って、使用されるマスクによって光学特性が変化しても
正確に各マークを検出して位置合わせすることができ
る。さらに、板厚公差や材質といったマスクに対する精
度要求を緩めることが可能となり、比較的廉価なマスク
を使用することが可能となる。

【００５５】請求項４に係る露光装置では、第１マーク
及び第２マークの位置関係を変化させた複数の画像のコ
ントラスト値から求めた微分波形を用いて自動合焦機構
が焦点を合わせるので、基板の反射率の変化などによっ
て第１マーク及び第２マークの検出状態が変化しても、
そのマークのパターンエッジを確実に検出することが可
能となり、正確に位置合わせを行うことができる。

【００５６】請求項５に係る露光装置では、第１マーク
と第２マークとを同時に観察して位置合わせを行うの
で、第１マークに対する第２マークの位置ずれ量を容易
に求めることができる。

【００５７】請求項６に係る露光方法では、位置合わせ
を行うアライメントステップと、パターンを基板に露光
する露光ステップとでマスクと基板との間隔を変更する
ので、投影光学系を介した位置合わせで生じる光軸方向
の色収差を補正するができ、基板に設けられたマークを
高精度に検出して、マスクと基板とを正確に位置合わせ
することができる。

【００５８】請求項７に係る露光方法では、露光ステッ
プにおいて、マスクおよび基板の間隔と基板の露光量と
の少なくとも一方を変化させて一枚の基板に解像力チャ
ートを作成するので、間隔および露光量による解像力を
容易に評価することができる。しかも得られた結果から
間隔および露光量を適切な値に設定することで、高解像
度の露光を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置の一実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】（ａ）は図１のアライメント部を示す構成
図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂでの断面でフォーカスセンサ
を示す構成図である。

【図３】（ａ）はマスクマークを示す図、（ｂ）はプ
レートマークを示す平面図である。

【図４】（ａ）は撮像素子にて観察されるマークの様
子を示す平面図、（ｂ）は画像信号を示す波形図であ
る。

【図５】（ａ）はマークの一例を示す拡大図、（ｂ）
は画像信号を示す波形図、（ｃ）は微分信号を示す波形
図である。

【図６】（ａ）はマークの一例を示す拡大図、（ｂ）
は画像信号を示す波形図、（ｃ）は微分信号を示す波形
図である。

【図７】（ａ）はマークの一例を示す拡大図、（ｂ）
は画像信号を示す波形図、（ｃ）は微分信号を示す波形
図である。

【図８】（ａ）はマークの一例を示す拡大図、（ｂ）
は画像信号を示す波形図、（ｃ）は微分信号を示す波形
図である。

【図９】（ａ）は評価パターンを有するマスクを示す
図、（ｂ）は解像力チャートを示す平面図である。

【図１０】アライメント方法を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

８フォーカスセンサ８Ａ発光素子８Ｂ受光素子１０マスク１１プレート（基板）１４主制御部１４ａ〜１４ｅ投影光学系１５露光光源部１６間隔制御部２０第１のアライメント部２１第２のアライメント部２５アライメント照明部２６第１光学フィルタ２７第２光学フィルタＭＭｉマスクマークＰＭｉプレートマークＫＭ１、ＫＭ２基準マーク３６画像処理部３７自動合焦機構

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクのパターンを投影光学系を介して
基板に投影して前記パターンを基板に焼き付ける露光装
置において、前記マスクに設けられた第１マークと前記基板の第２マ
ークとを前記投影光学系を介して位置合わせするアライ
メント部と、前記アライメント部に設けられ、前記第１マークと前記
第２マークとを照明するアライメント照明部と、前記アライメント照明部の照明波長とは異なる波長で照
明して前記マスクのパターンを前記基板に投影し露光す
る露光光源部と、前記アライメント照明部と前記露光光源部との照明の切
換えに応じて前記投影光学系の光軸方向における前記マ
スクと前記基板との間隔を変える間隔制御部とを備える
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記アライメント部は、前記第２マーク
を前記投影光学系を介して検出し、前記間隔制御部は、前記第１マークと前記第２マークと
が共役関係になるように前記マスクと前記基板との間隔
を制御することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】前記アライメント部は、前記間隔制御部
と連動し、前記第２マークを前記投影光学系及び前記マ
スクを通して検出し、前記マスクの光学特性に応じて前
記第１マーク及び前記第２マークに焦点を合わせるよう
に制御する自動合焦機構を有することを特徴とする請求
項１または２記載の露光装置。
【請求項４】前記自動合焦機構は、前記第１マーク及
び前記第２マークの位置関係を変化させた画像のコント
ラスト値を複数記憶し、該複数のコントラスト値から求
めた微分波形を用いて焦点を合わせるように制御するこ
とを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】前記アライメント部は、前記第１マーク
と前記第２マークとを同時に観察し、前記第１マークと
前記第２マークとの位置合わせを行うことを特徴とする
請求項１、２、３または４記載の露光装置。
【請求項６】マスクのパターンを投影光学系を介して
基板に投影して前記パターンを基板に焼き付ける露光方
法において、前記マスクを通して観察される前記基板に設けられたア
ライメントマークと前記マスクに設けられたアライメン
トマークとを位置合わせするアライメントステップと、前記アライメントステップの結果に応じてマスクのパタ
ーンを前記基板上に投影し該基板上に前記パターンを露
光する露光ステップとを有し、前記アライメントステップでのアライメント光と露光光
との波長が互いに異なり、前記アライメントステップと
前記露光ステップとの切換えに応じて前記投影光学系の
光軸方向における前記マスクと前記基板との間隔を変更
することを特徴とする露光方法。
【請求項７】前記露光ステップは、前記基板一枚に対
して前記間隔と前記基板の露光量との少なくとも一方を
変化させて解像力チャートを作成することを特徴とする
請求項６記載の露光方法。