JP2001023891A - ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な機能を使うことなく干渉計切換え時の
遅延を小さくする。 【解決手段】 第１の方向およびこれに直交する第２の
方向に移動可能なステージ１０８と、ステージの第１の
方向の位置を計測するため、ステージの第２の方向の位
置に応じて有効なものが切り換えて用いられる複数のレ
ーザ干渉計１２９〜１３２と、レーザ干渉計からの干渉
光に基づいて計測値をそれぞれ出力する複数の干渉計測
長器１３３〜１３６と、有効なレーザ干渉計の切換を行
なう切換手段とを備えたステージ装置において、切換手
段は各干渉計測長器の出力信号（信号１４３〜１４６）
に基づいて、計測可能となったレーザ干渉計を判定し、
有効なレーザ干渉計を計測可能となったレーザ干渉計に
切り換えるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置、
検査装置等に使用され、露光原板、被露光物、被検査物
等を所定の位置に位置決めするためのステージ装置、こ
れを用いた露光装置およびこれを用いたデバイス製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子製造に用いられる露光
装置として、ステッパと呼ばれる装置とスキャナと呼ば
れる装置が知られている。ステッパは、ステージ装置上
の半導体ウエハを投影レンズ下でステップ移動させなが
ら、レチクル上に形成されているパターン像を投影レン
ズでウエハ上に縮小投影し、１枚のウエハ上の複数箇所
に順次露光していくものである。スキャナは、ウエハス
テージ上の半導体ウエハとレチクルステージ上のレチク
ルとを投影レンズに対して相対移動させ、この走査移動
中にスリット上の露光光を照射することにより、レチク
ルパターンをウエハに投影するものである。ステッパお
よびスキャナは、解像度および重ね合せ精度の性能面か
ら露光装置の主流と見られている。

【０００３】図１１は露光装置に用いられるウエハステ
ージの斜視図である。このステージ装着は、水平な案内
面１０１ａを有するベース１０１と、ベース１０１と一
体であるＹガイド部材１０２に沿ってＹ軸方向に往復移
動自在であるＹステージ１０３と、Ｙステージ１０３を
Ｙ軸方向に移動させるＹステージ用リニアモータ１０４
と、Ｙステージ１０３と一体であるＸガイド部材１０５
に沿ってＹ軸方向に垂直なＸ軸方向に往復移動自在であ
るＸステージ１０６と、Ｘステージ１０６をＸ軸方向に
移動させるＸステージ用リニアモータ１０７と、Ｘステ
ージ１０６の上に図示しないチルト機構と微回動機構を
もつ微動ステージを介して配置した天板１０８と、天板
１０８の上に配置したＸミラー１０９と、天板１０８の
上に配置したＹミラー１１０と、第１のＸ軸レーザ干渉
計１１１と、第１のＹ軸レーザ干渉計１１２と、第２の
Ｙ軸レーザ干渉計１１３と、Ｙステージ原点位置検出用
フォトスイッチ１１４と、Ｙステージ遮光板１１５とを
備える。

【０００４】Ｙステージ１０３は図示しない静圧軸受パ
ッドによってベース１０１の案内面１０１ａおよびＹガ
イド部材１０２に対して非接触で支持され、同様に、Ｘ
ステージ１０６も図示しない静圧軸受パッドによってベ
ース１０１の案内面１０１ａおよびＸガイド部材１０５
に対して非接触で支持される。第１のＹ軸レーザ干渉計
１１２によりＹミラー１１０との間の距離を計測し、Ｙ
ステージ１０３の位置を知る。第１のＸ軸レーザ干渉計
１１１によりＸミラー１０９との間の距離を計測し、Ｘ
ステージ１０６の位置を知る。

【０００５】また、第１のＹ軸レーザ干渉計１１２から
Ｘ軸方向へ離れた位置に、Ｙミラー１１０との間の距離
を計測する第２のＹ軸レーザ干渉計１１３が配置され、
第１と第２のＹ軸レーザ干渉計１１２と１１３の計測値
より、天板１０８の回転変位を検出する。第１と第２の
Ｙ軸レーザ干渉計１１２と１１３の原点リセットは、Ｙ
ステージ１０３の原点出し駆動を行ない、Ｙステージ遮
光板１１５がＹステージ原点位置検出用フォトスイッチ
１１４を遮光した時点で行なう。第１のＸ軸レーザ干渉
計１１１の原点リセットは、Ｘステージ１０６の原点出
し駆動を行ない、不図示のＸステージ遮光板が不図示の
Ｘステージ原点位置検出用フォトスイッチを遮光した時
点で行なう。

【０００６】図１２はこのウエハステージの上面概略図
である。露光されるウエハ１１８は不図示のウエハチャ
ックを介してウエハステージ１１６に搭載される。露光
光学系を基準とすると、露光光軸中心１１９の位置を不
動と考えることができる。よってウエハステージ１１６
は、ウエハ１１８全体を露光するためには、露光光軸中
心１１９に対してＸＹ方向に移動する必要がある。結像
焦点の調整のため、ウエハ１１８はＺ方向およびチルト
方向にも移動する必要があるが、ここでは説明を省略す
る。

【０００７】図中の実線で描かれたウエハステージ１１
６の位置は、ウエハステージ１１６のＹ軸マイナス方向
の移動最大位置を示す（ウエハステージＹ−移動最大位
置１２０）。また、図中の破線で描かれたウエハステー
ジ１１６の位置は、ウエハステージ１１６のＹ軸プラス
方向の移動最大位置を示す（ウエハステージＹ＋移動最
大位置１２１）。

【０００８】ウエハステージ１１６のＸＹ方向の位置計
測には、高精度の位置決めを実現するために高分解能の
レーザ干渉計が使用される。図中のＸ干渉計光軸１２２
は、ウエハステージ１１６のＸ方向位置を計測するため
のレーザ干渉計の光軸である。また、図中のＹ干渉計光
軸１２３は、ウエハステージ１１６のＹ方向位置を計測
するためのレーザ干渉計の光軸である。レーザ干渉計を
用いるためには、ウエハステージ１１６上に、レーザ光
を反射するための反射鏡１１７を設ける必要がある。こ
の反射鏡１１７は、ウエハステージ１１６の移動範囲全
域においてレーザ光を反射可能にするために、ウエハス
テージ１１６の移動距離と同じ以上の長さが必要とされ
る。すなわち、Ｙ方向のステージ移動距離をＬｙとする
と、Ｘ方向位置計測用の反射鏡の長さＭｘはＬｙ以上
（Ｍｘ＝Ｌｙ＋α）であることが必要となる。

【０００９】近年は生産性の向上のため、ウエハ径は３
００ｍｍと大型化の傾向にある。ウエハ全面を露光する
ためには、移動ステージには少なくともウエハ径以上の
移動範囲が要求される。また、ウエハアライメントを行
なう位置が露光位置と異なる場合や、ウエハ交換を考慮
すると、移動範囲はさらに大きくしなければならない。
必然的に反射鏡も長くしなければならない。

【００１０】ウエハ１１８を露光するには、結像点に対
して高精度にアライメントを行なう必要がある。このア
ライメント手法には数種のものがあるが、前もって露光
転写されたウエハ上のアライメントマークにアライメン
ト光を照射し、その反射光からアライメントずれ量を求
める方法が広く用いられている。このアライメント手法
においては、アライメント光軸と露光光軸が同一になら
ない場合がある。

【００１１】図１３はアライメント光軸中心１２４と露
光光軸中心１１９が一致しない場合の従来のウエハステ
ージの上面概略図である。同図において、アライメント
光軸中心１２４に照射されるアライメント光は、露光光
軸中心１１９とある距離Ｌ２をもってウエハ上に照射さ
れる。ウエハステージ１１６は、ウエハ全面を露光する
ためにウエハ１１８をＸＹ方向に移動する必要があるの
と同様に、ウエハ全面に対してアライメント光軸中心１
２４に照射されるアライメント光を照射するために、ウ
エハ１１８をＸＹ方向に移動する必要がある。そのため
には、ウエハステージ１１６の可動範囲は、アライメン
ト光軸中心１２４と露光光軸中心１１９とがずれている
ため、大きくする必要がある。結果的に、反射鏡１１７
はウエハステージ１１６の移動範囲の拡大分だけ長くす
る必要がある。図１３を用いて説明すると、反射鏡のＹ
方向の長さＭｘ２は、アライメント光軸中心１２４と露
光光軸中心１１９間のずれＬ２分だけ長くなる（Ｍｘ２
＝Ｍｘ＋Ｌ２）。

【００１２】しかし、反射鏡１１７を長くすることは、
高精度な鏡面をもつ長い反射鏡を製作するのは困難で
あり、長い反射鏡の鏡面の製作にはコストがかかり、
反射鏡自体の重量がかさんでステージ全体の重量が大
きくなり、ステージ重量の増加によりステージ駆動装
置の発熱が増大し、そしてステージの機械系の固有振
動数が低下して制御系の特性を下げてしまうことから、
望ましくない。

【００１３】この問題の解決策として、特開平７−２５
３３０４号公報では、図１４に示すような装置が開示さ
れている。この装置はレーザ干渉計４ａ〜４ｄおよび４
ｉ、移動鏡８ａおよび８ｂ、移動ステージ９、ならびに
演算装置１０を備える。複数設けられているＸ干渉計４
ａ〜４ｄの間隔は移動鏡８ａの長さよりも短くなってお
り、ステージ９がどの位置にあってもＸ干渉計４ａ〜４
ｄのいずれかの計測光が移動鏡８ａに照射されており、
また同時に２本の計測光が照射される場合もある。いず
れのＸ干渉計が計測可能になっているかはＹ干渉計４ｉ
による計測値から演算装置１０により判定され、判定さ
れた計測可能なＸ干渉計によりＸ方向の測長結果が得ら
れる。

【００１４】ステージ９がＹ方向に移動する際、新たに
計測可能になったＸ干渉計については、これまで計測さ
れていたＸ干渉計の値を用いて所定の位置において復帰
動作（干渉計切り換え）が行われる。この値の受け渡し
を順次行なうことにより、ステージ９の長い範囲のＹ方
向移動にわたるＸ方向位置の測定を短い移動鏡８ａによ
り行なう構成となっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、複数設けられているＸ干渉計４ａ〜４ｄのう
ちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかを判断す
るのにＹ干渉計４ｉの計測値を使っているため、ステー
ジ９の位置の領域を判定する際にＹ方向のステージ９位
置の比較演算時間が必要となり、干渉計切り換えに遅延
が生じてしまう。その結果、ステージ９が移動している
最中に干渉計切り換えを行なう場合、計測値の受け渡し
が滑らかに行なうことができないため、ステージ精度の
劣化の危険性がある。

【００１６】そこで本発明の目的は、ステージ装置、こ
れを用いた露光装置およびデバイス製造方法において、
複雑な機能を使うことなく、干渉計切換時の遅延を小さ
くすることにより、ステージが移動している最中に干渉
計切換を行なう場合でも、計測値の受け渡しが滑らかに
できるようにし、もってステージ精度の劣化を防止する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のステージ装置は、第１の方向およびこれに直交
する第２の方向に移動可能なステージと、前記ステージ
の前記第１の方向の位置を計測するため、前記ステージ
の前記第２の方向の位置に応じて有効なものが切り換え
て用いられる複数のレーザ干渉計と、前記レーザ干渉計
からの干渉光に基づいて計測値をそれぞれ出力する複数
の干渉計測長器と、前記有効なレーザ干渉計の切換を行
なう切換手段とを備え、前記切換手段は、各干渉計測長
器の出力信号に基づいて、前記複数のレーザ干渉計のう
ち計測可能となったレーザ干渉計を判定し、前記有効な
レーザ干渉計を前記計測可能となったレーザ干渉計に切
り換えるものであることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の露光装置は、原板のパター
ンを、投影レンズを介してステージ装置上の基板に露光
する露光装置であって、前記ステージ装置として、上述
の本発明のステージ装置を具備することを特徴とする。

【００１９】また、本発明のデバイス製造方法は、本発
明の露光装置を用意する工程と、この露光装置を用いて
原板のパターンを基板に露光する工程とを有することを
特徴とする。

【００２０】この構成において、いずれのレーザ干渉計
が計測可能になったかの判定を、従来とは異なり、第２
方向位置を計測するためのレーザ干渉計による計測値を
用いずに、第１方向位置を計測するための各レーザ干渉
計からの干渉光に基づいて行なうようにしているため、
従来は必要であったステージの第２方向位置の領域を判
定するための比較演算時間が不要となる。したがって、
レーザ干渉計の切換の遅延は、干渉計測長器内の計測値
受渡し時間のみとなり、ステージが移動している最中に
レーザ干渉計の切換を行なう場合でも、計測値の受渡し
が滑らかに行なわれ、ステージ精度の劣化が防止される
ことになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、干渉計測長器の出力信号は、干渉計測長器の測長
状態に関する信号、またはエラー信号を含んでいる。切
換手段は、複数のレーザ干渉計のうち現在有効なレーザ
干渉計に隣接するレーザ干渉計の干渉計測長器につい
て、一定周期で、リセット動作および測長エラーの有無
に関する情報の取得を繰り返し、測長エラー無しの情報
が得られた干渉計測長器のレーザ干渉計を計測可能とな
ったレーザ干渉計であると判定するものである。リセッ
ト動作は、ハードウエアリセットまたはソフトウエアリ
セットであり、測長エラーの有無に関する情報の取得
は、干渉計測長器が出力する測長エラーに関する信号の
取得またはソフトウエアによる前記干渉計測長器からの
測長エラーに関する情報の読込みとして行なわれる。

【００２２】あるいは、切り換え手段は、複数のレーザ
干渉計のうち現在有効なレーザ干渉計に隣接するレーザ
干渉計の干渉計測長器について、一定周期でレーザ干渉
計からの干渉光の入力の有無に関する情報を取得し、干
渉光入力有りの情報が得られた干渉計測長器のレーザ干
渉計を計測可能となったレーザ干渉計であると判定する
ものである。この場合、干渉光の入力の有無に関する情
報の取得は、干渉計測長器が出力する干渉光の入力の有
無を示す信号の取得またはソフトウエアによる干渉計測
長器からの干渉光の入力有無を示す情報の読み込みとし
て行なわれる。

【００２３】いずれの場合においても、切り換え手段
は、現在有効なレーザ干渉計に隣接するレーザ干渉計が
計測可能となったと判定したとき、有効なレーザ干渉計
をその計測可能となったレーザ干渉計に切り換える。

【００２４】さらに、切り換え手段は、ステージの第１
方向の移動速度がほぼゼロの時にレーザ干渉計の切り換
えを行なう場合もある。この場合、ステージの第２方向
位置を計測するためのレーザ干渉計を備え、切り換え手
段は、現在有効であるレーザ干渉計に隣接するレーザ干
渉計が位置計測可能となったと判定した場合、そのレー
ザ干渉計への切り換えが可能な第２方向位置の範囲内に
ステージがあることを、第２方向位置計測用のレーザ干
渉計による計測値によって認識し、この切り換え可能範
囲内においてステージの第１方向への移動速度がほぼゼ
ロの時にそのレーザ干渉計への切り換えを行ない、前記
切り換え可能範囲内において第１方向への移動速度がほ
ぼゼロにならなかった場合は、前記切り換え可能範囲の
端部においてそのレーザ干渉計への切り換えを行なう。
この場合は、切り換え時の計測値の受け渡しがさらに滑
らかに行なわれ、ステージ精度の劣化がより効果的に防
止される。

【００２５】ステージの第１方向位置を計測するための
各レーザ干渉計は、その計測のために第２方向に沿って
ステージ上に設けられた反射鏡の長さより僅かに短い間
隔で第２方向に沿って配置される。

【００２６】

【実施例】［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実
施例に係る露光装置に用いられるウエハステージの構成
を示すブロック図であり、本発明の特徴を最もよく表し
ている。同図において、１０８はＸおよびＹ方向に移動
可能な天板、１０９は天板１０８のＸ方向位置を計測す
るためのＸミラー、１１０は天板１０８のＹ方向位置を
計測するためのＹミラー１１０、１２９〜１３２は天板
１０８のＸ方向位置を計測するための第１〜第４のＸ軸
レーザ干渉計（以下、第１〜第４Ｘ干渉計という）、１
３３〜１３６は第１〜第４Ｘ干渉計１２９〜１３２から
の干渉光が入力される第１〜第４の干渉計ボード、１３
７はＩ／Ｏボード、１３８はＤＳＰボード、１３９〜１
４２は第１〜第４の干渉計ボード１３３〜１３６に対す
る第１〜第４のリセット信号、１４３〜１４６は第１〜
第４の干渉計ボード１３３〜１３６から出力される第１
〜第４のエラー信号である。

【００２７】図２はこのウエハステージの斜視図であ
る。同図において、図１１および図１中の要素と同様の
要素には同一の符号を付してある。Ｘミラー１０９の長
さは、各Ｘ干渉計１２９〜１３２の間隔より僅かに長け
ればよい。

【００２８】図１に示すように、干渉計ボード１３３〜
１３６にはそれぞれ、不図示の光ピックアップと光ファ
イバケーブルによりＸ干渉計１２９〜１３２内での計測
光と参照光からできる干渉光を入力する。干渉計ボード
１３３〜１３６はそれぞれ、Ｘ干渉計１２９〜１３２か
ら入力される干渉光を光電変換して生成される計測信号
と、不図示のレーザヘッドから入力される参照信号との
位相差を求めて移動量を算出し、この移動量を積算する
ことによりステージ位置を出力する。ＤＳＰボード１３
８はＶＭＥバス１２８経由でＩ／Ｏボード１３７にアク
セスすることにより、Ｉ／Ｏボード１３７から干渉計ボ
ード１３３〜１３６へのリセット信号１３９〜１４２の
出力や、干渉計ボード１３３〜１３６からＩ／Ｏボード
１３７へのエラー信号１４３〜１４６の状態の読み込み
を行なう。

【００２９】また、ＤＳＰボード１３８は、ＶＭＥバス
１２８経由で干渉計ボード１３３〜１３６のソフトリセ
ット、エラー状態読み込み、計測したステージ位置の読
み込み等を行なう。干渉計ボード１３３〜１３６はそれ
ぞれ、リセット信号１３９〜１４２の入力やソフトリセ
ットにより、エラー状態からの復帰動作を行なう。Ｘ干
渉計１２９〜１３２のいずれかを使ったステージ位置計
測が不可能になると、対応する干渉計ボード１３３〜１
３６はエラー状態になる。そのＸ干渉計の計測光が、Ｘ
ミラー１０９で反射し、そのＸ干渉計内で参照光と干渉
すると、その干渉計ボードのリセット動作によりエラー
状態から復帰し、ステージ位置計測が可能となる。干渉
計ボードのリセット時にプリセット機能を使うことによ
りステージ位置計測値をある値に設定し、その後、ステ
ージ移動量を積算することにより、ステージ位置の出力
が行える。このプリセット機能を使うことにより干渉計
切り換え時の計測値の受け渡しを行なう。

【００３０】図３はＹステージ原点出しシーケンスを示
す。同図に示すように、Ｙステージ１０３の原点出しを
行なうには、まず、Ｙステージ１０３を速度送りでＹ軸
プラス方向の移動最大位置へ移動し（ステップ１）、次
にＹステージ１０３を速度送りでＹ軸マイナス方向に移
動する（ステップ２）。その際、一定周期でＹステージ
原点位置検出用フォトスイッチ１１４が遮光されたかど
うかを監視する（ステップ３）。

【００３１】Ｙステージ原点位置検出用フォトスイッチ
１１４が遮光されたならば、Ｙ干渉計をポジションリセ
ットし、ほぼ同時に有効なＸ干渉計が第４Ｘ干渉計１３
２であると判断する（ステップ４）。その後、第４Ｘ干
渉計１３２が有効であるＹステージ１０３位置の領域内
にＹステージ１０３を位置決めする（ステップ５）。

【００３２】これによりＹステージ１０３の原点出しシ
ーケンスが完了する。Ｘステージ１０６の原点出しシー
ケンスも同様である。通常、Ｘステージ１０６とＹステ
ージ１０３の原点出しは同時に行なう。

【００３３】図４はＸ干渉計切り換えシーケンスを示
す。また、図５は天板１０８のＹ方向の代表的位置にお
けるＸミラー１０９と第１〜第４Ｘ干渉計１２９〜１３
２の計測光との位置関係を示す。これらの図を参照して
Ｘ干渉計１２９〜１３２の切り換えシーケンスについて
説明する。

【００３４】まず、Ｙステージ原点出しシーケンスが完
了すると、Ｙステージ１０３は所定位置に位置決めされ
ている。この時の有効なＸ干渉計は第４Ｘ干渉計１３２
であり（ステップ６）、ステージ位置は図５（ａ）で示
される。このとき、一定周期で、第３干渉計ボード１３
５のリセット（ステップ７）および第３干渉計ボード１
３５のエラー状態の監視（ステップ８）を繰り返す。第
３干渉計ボード１３５のリセット方法としては、ＤＳＰ
ボード１３８からのＶＭＥバス１２８経由のアクセスに
よってＩ／Ｏボード１３７から第３干渉計ボード１３５
へ第３リセット信号１４１を出力する方法や、ソフトリ
セット等がある。

【００３５】第３干渉計ボード１３５のエラー状態を監
視する方法としては、ＤＳＰボード１３８からのＶＭＥ
バス１２８経由のアクセスによってＩ／Ｏボード１３７
による第３エラー信号１４５の状態の読み込みを行なう
方法や、直接第３干渉計ボード１３５のエラー状態レジ
スタの読み込みを行なう方法等がある。第３干渉計ボー
ド１３５が「エラーなし」状態になるまでは、有効なＸ
干渉計は第４Ｘ干渉計１３２となる。第３干渉計ボード
１３５が「エラーなし」状態になると、有効なＸ干渉計
を第４Ｘ干渉計１３２から第３Ｘ干渉計１３１へ切り換
える（ステップ９）。この切り換えは、第４Ｘ干渉計１
３２の計測値で第３Ｘ干渉計１３１にプリセットをかけ
て計測値の受け渡しを行なうことにより行なう。この切
り換え時のステージ位置は図５（ｂ）で示される。

【００３６】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで、干渉計ボードの
エラー状態を監視して判断しているため、従来必要であ
ったステージ位置領域を求めるための比較演算に要する
時間は不要である。

【００３７】有効なＸ干渉計が第３Ｘ干渉計１３１の
時、ステージ位置は図５（ｃ）で示され、その場合、一
定周期で、第２および第４干渉計ボード１３４および１
３６のリセット（ステップ１０）、ならびに第２および
第４干渉計ボード１３４および１３６のエラー状態の監
視（ステップ１１および１２）を繰り返す。第２干渉計
ボード１３４や第４干渉計ボード１３６のリセットの方
法としては、ＤＳＰボード１３８からのＶＭＥバス１２
８経由のアクセスによってＩ／Ｏボード１３７から第２
干渉計ボード１３４や第４干渉計ボード１３６へ第２リ
セット信号や第４リセット信号１４０や１４２を出力す
る方法や、ソフトリセット等がある。

【００３８】第２干渉計ボード１３４や第４干渉計ボー
ド１３６のエラー状態を監視する方法としては、ＤＳＰ
ボード１３８からのＶＭＥバス１２８経由でのアクセス
によってＩ／Ｏボード１３７により第２エラー信号１４
４や第４エラー信号１４６の状態を読み込む方法や、直
接第２干渉計ボード１３４や第４干渉計ボード１３６の
エラー状態レジスタを読み込む方法等がある。第２干渉
計ボード１３４または第４干渉計ボード１３６のどちら
かが「エラーなし」状態になるまでは、有効なＸ干渉計
は第３Ｘ干渉計１３１となる。第２干渉計ボード１３４
が「エラーなし」状態になると、有効なＸ干渉計を第３
Ｘ干渉計１３１から第２Ｘ干渉計１３０へ切り換える
（ステップ１３）。この切り換えは、第３Ｘ干渉計１３
１の計測値で第２Ｘ干渉計１３０にプリセットをかけて
計測値の受け渡しを行なうことにより行なう。この切り
換え時のステージ位置は図５（ｄ）で示される。

【００３９】一方、第４干渉計ボード１３６が「エラー
なし」状態になると、有効なＸ干渉計を第３Ｘ干渉計１
３１から第４Ｘ干渉計１３２へ切り換える（ステップ
６）。この切り換えは、第３Ｘ干渉計１３１の計測値で
第４Ｘ干渉計１３２にプリセットをかけて計測値の受け
渡しを行なうことにより行なう。この切り換え時のステ
ージ位置は図５（ｂ）で示される。このとき、複数設け
られているＸ干渉計のうちいずれのＸ干渉計が計測可能
になっているかについては、Ｙ干渉計の計測値を使わな
いで干渉計ボードのエラー状態を監視して判断している
ため、ステージ位置領域を求めるための比較演算時間は
必要ない。

【００４０】有効なＸ干渉計が第２Ｘ干渉計１３０の
時、ステージ位置は図５（ｅ）で示され、一定周期で、
第１および第３干渉計ボード１３３および１３５のリセ
ット（ステップ１４）ならびに第１および第３干渉計ボ
ード１３３および１３５のエラー状態の監視動作（ステ
ップ１５および１６）を繰り返す。

【００４１】第１干渉計ボード１３３のリセットの方法
としては、ＤＳＰボード１３８からのＶＭＥバス１２８
経由のアクセスによってＩ／Ｏボード１３７から第１干
渉計ボード１３３へ第１リセット信号１３９を出力する
方法や、ソフトリセット等がある。

【００４２】第１干渉計ボード１３３のエラー状態を監
視する方法としては、ＤＳＰボード１３８からのＶＭＥ
バス１２８経由のアクセスによってＩ／Ｏボード１３７
により第１エラー信号１４３の状態を読み込む方法や、
直接第１干渉計ボード１３３のエラー状態レジスタを読
み込む方法等がある。第３干渉計ボード１３５のリセッ
ト方法およびエラー状態の監視方法は上述したとおりで
ある。第１干渉計ボード１３３または第３干渉計ボード
１３５のどちらかが「エラーなし」状態になるまでは、
有効なＸ干渉計は第２Ｘ干渉計１３０となる。

【００４３】第１干渉計ボード１３３が「エラーなし」
状態になると、有効なＸ干渉計を、第２Ｘ干渉計１３０
から第１Ｘ干渉計１２９へ切り換える（ステップ１
７）。この切り換えは第２Ｘ干渉計１３０の計測値で第
１Ｘ干渉計１２９にプリセットをかけて計測値の受け渡
しを行なうことにより行なう。この切り換え時のステー
ジ位置は図５（ｆ）で示される。

【００４４】一方、第３干渉計ボード１３５が「エラー
なし」状態になると、有効なＸ干渉計を第２Ｘ干渉計１
３０から第３Ｘ干渉計１３１へ切り換える（ステップ
９）。この切り換えは、第２Ｘ干渉計１３０の計測値で
第３Ｘ干渉計１３１にプリセットをかけて計測値の受け
渡しを行なうことにより行なう。この切り換え時のステ
ージ位置は図５（ｄ）で示される。このとき、複数設け
られているＸ干渉計のうちいずれのＸ干渉計が計測可能
になっているかについては、Ｙ干渉計の計測値を使わな
いで干渉計ボードのエラー状態を監視して判断している
ため、ステージ位置領域を求めるための比較演算時間は
必要ない。

【００４５】有効なＸ干渉計が第１Ｘ干渉計１２９の
時、ステージ位置は図５（ｇ）で示され、一定周期で第
２干渉計ボード１３４のリセット（ステップ１８）およ
び第２干渉計ボード１３４のエラー状態の監視動作（ス
テップ１９）を繰り返す。第２干渉計ボード１３４のリ
セット方法およびエラー状態の監視方法は上述の通りで
ある。

【００４６】第２干渉計ボード１３４が「エラーなし」
状態になるまでは、有効なＸ干渉計は第１Ｘ干渉計１２
９となる。第２干渉計ボード１３４が「エラーなし」状
態になると、有効なＸ干渉計を第１Ｘ干渉計１２９から
第２Ｘ干渉計１３０へ切り換える（ステップ１３）。こ
の切り換えは、第１Ｘ干渉計１２９の計測値で第２Ｘ干
渉計１３０にプリセットをかけて計測値の受け渡しを行
なうことにより行なう。この切り換え時のステージ位置
は図５（ｆ）で示される。

【００４７】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで干渉計ボードのエ
ラー状態を監視して判断しているため、ステージ位置領
域を求めるための比較演算時間は必要ない。

【００４８】以上がＸ干渉計切り換えシーケンスの動作
である。これにより、Ｙステージ１０３の長い移動範囲
に対して短い移動鏡１０９でステージ駆動が可能になる
ため、高精度な鏡面をもつ長い反射鏡を製作する必要
はなくなり、長い反射鏡の鏡面の製作の必要がなくな
るのでコストアップがなくなり、反射鏡自体の重量が
かさんでステージ全体の重量が大きくなることはなくな
り、ステージ重量の増加がなくなるためステージ駆動
装置の発熱の増大が防止され、ステージの機械系の固
有振動数が低下して制御系の特性を下げてしまうことは
なくなる。また、複雑な機能を使うことなく、干渉計切
り換え時の遅延を小さくし、ステージが移動している最
中に干渉計切り換えを行なう場合でも、計測値の受け渡
しを滑らかに行ない、ステージ精度の劣化を防止するこ
とができる。

【００４９】［第２の実施例］図６は本発明の第２の実
施例に係るウエハステージの構成を示すブロック図であ
る。同図において、図１と同様の要素には同一の符号を
付してある。１４７〜１５０は干渉計ボード１３３〜１
３６から出力される第１〜第４の干渉光入力あり信号で
ある。このステージ装置の構成はほぼ図１のものと同じ
である。異なるのは、図１の構成における第１〜第４エ
ラー信号１４３〜１４６の代わりに第１〜第４の干渉光
入力あり信号１４７〜１５０を用いている点にある。本
実施例の場合も、Ｘミラー１０９の長さは、各Ｘ干渉計
の間隔より僅かに長ければよい。

【００５０】各干渉計ボード１３３〜１３６には、不図
示の光ピックアップと光ファイバーケーブルにより各Ｘ
干渉計１２９〜１３２内での計測光と参照光からできる
干渉光を入力する。各干渉計ボード１３３〜１３６は、
各Ｘ干渉計１２９〜１３２から入力される干渉光を光電
変換して生成される計測信号と、不図示のレーザヘッド
から入力される参照信号との位相差を求めて移動量を算
出し、この移動量を積算することによりステージ位置を
出力する。

【００５１】ＤＳＰボード１３８は、ＶＭＥバス１２８
経由でＩ／Ｏボード１３７にアクセスすることにより、
Ｉ／Ｏボード１３７からの各干渉計ボード１３３〜１３
６ヘのリセット信号１３９〜１４２の出力や、各干渉計
ボード１３３〜１３６からＩ／Ｏボード１３７ヘの干渉
光入力あり信号１４７〜１５０の状態の読み込みを行な
う。

【００５２】また、ＤＳＰボード１３８は、ＶＭＥバス
１２８経由で各干渉計ボード１３３〜１３６のソフトリ
セットや、干渉光入力あり信号１４７〜１５０の状態の
読み込みや、計測したステージ位置の読み込みを行な
う。各干渉計ボード１３３〜１３６は、リセット信号１
３９〜１４２の入力やソフトリセットにより、エラー状
態からの復帰動作を行なう。Ｘ干渉計１２９〜１３２の
いずれかによるステージ位置計測が不可能になると、対
応する干渉計ボードは「干渉光入力なし」の状態にな
る。そして、そのＸ干渉計の計測光がＸミラー１０９に
反射してＸ干渉計内で参照光と干渉すると、対応する干
渉計ボードに干渉光が入力されて「干渉光入力あり」の
状態になり、ステージ位置計測が可能となる。各干渉計
ボード１３３〜１３６のリセット時にプリセット機能を
使うことにより、ステージ位置計測値をある値に設定
し、その後、ステージ移動量を積算することにより、ス
テージ位置の出力を行なうことができる。このプリセッ
ト機能を使うことにより干渉計切り換え時の計測値の受
け渡しを行なう。

【００５３】図７はＸ干渉計切り換えシーケンスを示
す。Ｘステージ１０６のＹ方向の代表的位置におけるＸ
ミラー１０９と、第１〜第４Ｘ干渉計１２９〜１３２の
計測光の位置との関係は図５と同様である。

【００５４】次に、図５、図７等を参照してＸ干渉計切
り換えシーケンスを説明する。Ｙステージ原点出しシー
ケンスが完了すると、Ｙステージは所定位置に位置決め
されている。この時の有効なＸ干渉計は、第４Ｘ干渉計
１３２であり（ステップ２０）、ステージ位置は図５
（ａ）で示される。このとき、一定周期で、第３干渉計
ボード１３５の干渉光入力あり信号の状態を監視する動
作（ステップ２１）を繰り返す。

【００５５】第３干渉計ボード１３５の干渉光入力あり
信号の状態を監視する方法としては、ＤＳＰボード１３
８からのＶＭＥバス１２８経由のアクセスによってＩ／
Ｏボード１３７により第３干渉光入力あり信号１４９の
状態を読み込む方法や、直接第３干渉計ボード１３５の
ボード状態レジスタを読み込む方法等がある。第３干渉
計ボード１３５が「干渉光入力あり」状態になるまで
は、有効なＸ干渉計は第４Ｘ干渉計１３２となる。第３
干渉計ボード１３５が「干渉光入力あり」状態になる
と、有効なＸ干渉計を第４Ｘ干渉計１３２から第３Ｘ干
渉計１３１へ切り換える（ステップ２２）。この切り換
えは、第４Ｘ干渉計１３２の計測値で第３Ｘ干渉計１３
１にプリセットをかけて計測値の受け渡しを行なうこと
により行なう。この切り換え時のステージ位置は図５
（ｂ）で示される。

【００５６】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで干渉計ボードの干
渉光入力状態を監視して判断しているため、ステージ位
置領域を求めるための比較演算時間は必要ない。

【００５７】有効なＸ干渉計が第３Ｘ干渉計１３１の
時、ステージ位置は図５（ｃ）で示され、第２および第
４干渉計ボード１３４および１３６の干渉光入力あり信
号の状態を監視する動作（ステップ２３および２４）を
繰り返す。

【００５８】第２干渉計ボード１３４の干渉光入力あり
信号の状態を監視する方法としては、ＤＳＰボード１３
８からのＶＭＥバス１２８経由のアクセスによってＩ／
Ｏボード１３７により第２干渉光入力あり信号１４８の
状態を読み込む方法や、直接第２干渉計ボード１３４の
ボード状態レジスタを読み込む方法等がある。

【００５９】第４干渉計ボード１３６の干渉光入力あり
信号の状態を監視する方法としては、ＤＳＰボード１３
８からのＶＭＥバス１２８経由のアクセスによってＩ／
Ｏボード１３７により第４干渉光入力あり信号１５０の
状態を読み込む方法や、直接第４干渉計ボード１３６の
ボード状態レジスタを読み込む方法等がある。第２干渉
計ボード１３４または第４干渉計ボード１３６のどちら
かが「干渉光入力あり」状態になるまでは、有効なＸ干
渉計は第３Ｘ干渉計１３１となる。第２干渉計ボード１
３４が「干渉光入力あり」状態になると、有効なＸ干渉
計を第３Ｘ干渉計１３１から第２Ｘ干渉計１３０へ切り
換える（ステップ２５）。この切り換えは、第３Ｘ干渉
計１３１の計測値で第２Ｘ干渉計１３０にプリセットを
かけて計測値の受け渡しを行なうことにより行なう。こ
の切り換え時のステージ位置は図５（ｄ）で示される。

【００６０】一方、第４干渉計ボード１３６が「干渉光
入力あり」状態になると、有効なＸ干渉計を第３Ｘ干渉
計１３１から第４Ｘ干渉計１３２へ切り換える（ステッ
プ２０）。この切り換えは、第３Ｘ干渉計１３１の計測
値で第４Ｘ干渉計１３２にプリセットをかけて計測値の
受け渡しを行なうことにより行なう。この切り換え時の
ステージ位置は図５（ｂ）で示される。

【００６１】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで干渉計ボードの干
渉光入力状態を監視して判断しているため、ステージ位
置領域を求めるための比較演算時間の必要はない。

【００６２】有効なＸ干渉計が第２Ｘ干渉計１３０の
時、ステージ位置は図５（ｅ）で示され、第１および第
３干渉計ボード１３３および１３５の干渉光入力あり状
態を監視する動作（ステップ２６および２７）を繰り返
す。

【００６３】第１干渉計ボード１３３の干渉光入力あり
信号の状態を監視する方法としては、ＤＳＰボード１３
８からのＶＭＥバス１２８経由でのアクセスによってＩ
／Ｏボード１３７により第１干渉光入力あり信号１４７
の状態を読み込む方法や、直接第１干渉計ボード１３３
のボード状態レジスタの値を読み込む方法等がある。第
３干渉計ボード１３５の干渉光入力あり信号の状態を監
視する方法は上述した通りである。

【００６４】第１干渉計ボード１３３または第３干渉計
ボード１３５のどちらかが「干渉光入力あり」状態にな
るまでは、有効なＸ干渉計は第２Ｘ干渉計１３０とな
る。第１干渉計ボード１３３が「干渉光入力あり」状態
になると、有効なＸ干渉計を第２Ｘ干渉計１３０から第
１Ｘ干渉計１２９へ切り換える（ステップ２８）。この
切り換えは第２Ｘ干渉計１３０の計測値で第１Ｘ干渉計
１２９にプリセットをかけて計測値の受け渡しを行なう
ことにより行なう。この切り換え時のステージ位置は図
５（ｆ）で示される。

【００６５】一方、第３干渉計ボード１３５が「干渉光
入力あり」状態になると、有効なＸ干渉計を第２Ｘ干渉
計１３０から第３Ｘ干渉計１３１へ切り換える（ステッ
プ２２）。この切り換えは、第２Ｘ干渉計１３０の計測
値で第３Ｘ干渉計１３１にプリセットをかけて計測値の
受け渡しを行なうことにより行なう。この切り換え時の
ステージ位置は図５（ｄ）で示される。

【００６６】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで、干渉計ボードの
干渉光入力状態を監視して判断しているため、ステージ
位置領域を求めるための比較演算時間の必要はない。

【００６７】有効なＸ干渉計が第１Ｘ干渉計１２９の
時、ステージ位置は図５（ｇ）で示され、第２干渉計ボ
ード１３４の干渉光入力あり信号の状態を監視する動作
（ステップ２９）を繰り返す。

【００６８】第２干渉計ボード１３４の干渉光入力あり
信号の状態を監視する方法は、上述した通りである。第
２干渉計ボード１３４が「干渉光入力あり」状態になる
までは、有効なＸ干渉計は第１Ｘ干渉計１２９となる。
第２干渉計ボード１３４が「干渉光入力あり」状態にな
ると、有効なＸ干渉計を第１Ｘ干渉計１２９から第２干
渉計１３０に切り換える（ステップ２５）。この切り換
えは第１Ｘ干渉計１２９の計測値で第２Ｘ干渉計１３０
にプリセットをかけて計測値の受け渡しを行なうことに
より行なう。この切り換え時のステージ位置は図５
（ｆ）で示される。

【００６９】このとき、複数設けられているＸ干渉計の
うちいずれのＸ干渉計が計測可能になっているかについ
ては、Ｙ干渉計の計測値を使わないで、干渉計ボードの
干渉光入力状態を監視して判断しているため、ステージ
位置領域を求めるための比較演算時間の必要はない。

【００７０】以上がＸ干渉計切り換えシーケンスの動作
である。本実施例によっても第１実施例の場合と同様の
効果を奏する。

【００７１】［第３実施例］図８は本発明の第３の実施
例に係るウエハステージを示す斜視図である。同図にお
いて、図２と同様の要素には図２と同一の符号を付して
ある。１１２、１１３、１５１および１５２は、第１〜
第４のＹ軸レーザ干渉計（以下、第１〜第４Ｙ干渉計と
いう）である。Ｘミラー１０９の長さは、各Ｘ干渉計１
２９〜１３２間の間隔より僅かに長ければよい。Ｙミラ
ー１１０の長さは各Ｙ干渉計１１２、１１３、１５１お
よび１５２間の間隔より僅かに長ければよい。

【００７２】Ｘ干渉計１２９〜１３２の切り換えシーケ
ンスは、第１実施例または第２実施例で示したＸ干渉計
切り換えシーケンスと同様である。Ｙ干渉計１１２、１
１３、１５１および１５２の切り換えシーケンスは、第
１実施例または第２実施例のＸ干渉計切り換えシーケン
スをＹ干渉計用に変更したものと同様である。

【００７３】［第４の実施例］図９は本発明の第４の実
施例に係るウエハステージにおけるＸ干渉計切り換えシ
ーケンスを示す。ウエハステージの構成は図２のものと
同様であり、電気的構成は図６のものと同様である。Ｘ
ミラー１０９の長さは、各Ｘ干渉計１２９〜１３２の間
隔より僅かに長ければよい。

【００７４】図９中のステップ２０〜２９は図７のステ
ップ２０〜２９と同様である。ステップ３０では、切り
換えようとしている隣り合うＸ干渉計の両方がＸミラー
１０９に計測光を照射しており、かつ、Ｘステージ１０
６のＸ方向速度が設定した速度Ｖ ｌｉｍｉｔより小さ
くなった場合に次の干渉計の切り換え処理に移行すると
ともに、隣り合うＸ干渉計の両方がＸミラー１０９に計
測光を照射している範囲でＸステージ１０６のＸ方向速
度が設定した速度Ｖ ｌｉｍｉｔより小さくならない場
合は、隣り合うＸ干渉計の両方がＸミラー１０９に照射
している範囲の端部において次の干渉計の切り換え処理
に移行する処理を行なう。

【００７５】すなわち、図７の処理では、現在有効なＸ
干渉計の両隣の干渉計について「干渉光入力あり／な
し」状態を監視し、どちらかの干渉計が「干渉光入力あ
り」状態になったときには即座に干渉計を切り換えるよ
うにしているが、本実施例では即座に切り換えを行なわ
ないで、図９のＡ部分（ステップ３０）の処理を経るよ
うにしている。このステップ３０の処理の詳細を図１０
に示す。まず、Ｙ干渉計の計測値をＹ０とする（ステッ
プ３１）。

【００７６】次にＸステージ１０６のＸ方向速度を有効
なＸ干渉計の計測値より求め、設定速度Ｖ ｌｉｍｉｔ
の値と比較する（ステップ３２）。Ｖ ｌｉｍｉｔの値
としては、ほぼ０に近い値が設定してある。

【００７７】この比較の結果、Ｘステージ１０６のＸ方
向速度がＶ ｌｉｍｉｔより小さければ、処理を終了し
て対応する干渉計の切り換え処理（ステップ２０、２
２、２５または２８）に移行する。ＸステージのＸ方向
速度がＶ ｌｉｍｉｔより小さくない場合は、Ｙ干渉計
の計測値をＹとし（ステップ３３）、Ｙ−Ｙ０と設定距
離Ｙ ｌｉｍｉｔとを比較する（ステップ３４）。Ｙ
ｌｉｍｉｔの値は、Ｘ干渉計の切り換えが可能な範囲の
長さを示すものである。

【００７８】この比較結果、Ｙ−Ｙ０が設定距離Ｙ ｌ
ｉｍｉｔより小さいと判定された場合は、再度Ｘステー
ジ１０６のＸ方向速度を求めて設定速度Ｖ ｌｉｍｉｔ
と比較する（ステップ３２）。

【００７９】そして、Ｘステージ１０６のＸ方向速度が
Ｖ ｌｉｍｉｔより小さくなるまで、ステップ３２、３
３および３４を繰り返している間に、Ｙ−Ｙ０が設定距
離Ｙｌｉｍｉｔより大きくなった場合は、Ｘ干渉計の切
り換え可能範囲内でＸ干渉計の切り換えが行なわれない
のを防止するため、処理を終了して即座に対応するＸ干
渉計の切り換え処理（ステップ２０、２２、２５または
２８）に移行する。

【００８０】これによれば、Ｘ干渉計切り換え時のＸス
テージ１０６のＸ方向速度をほぼ０にするようにしたた
め、さらに計測値の受け渡しを滑らかに行ってステージ
精度の劣化を防止することができる。

【００８１】（露光装置の実施例）図１５は、上述の各
実施例のステージ装置を適用することができる半導体露
光装置の外観を示す斜視図である。同図に示すように、
この半導体露光装置は、装置本体の環境温度制御を行な
う温調チャンバ２０１、その内部に配置され、装置本体
の制御を行なうＣＰＵを有するＥＷＳ本体２０６、なら
びに、装置における所定の情報を表示するＥＷＳ用ディ
スプレイ装置２０２、装置本体において撮像手段を介し
て得られる画像情報を表示するモニタＴＶ２０５、装置
に対し所定の入力を行なうための操作パネル２０３、Ｅ
ＷＳ用キーボード２０４等を含むコンソール部を備えて
いる。

【００８２】図中、２０７はＯＮ−ＯＦＦスイッチ、２
０８は非常停止スイッチ、２０９は各種スイッチ、マウ
ス等、２１０はＬＡＮ通信ケーブル、２１１はコンソー
ル機能からの発熱の排気ダクト、そして２１２はチャン
バの排気装置である。半導体露光装置本体はチャンバ２
０１の内部に設置される。

【００８３】ＥＷＳ用ディスプレイ２０２は、ＥＬ、プ
ラズマ、液晶等の薄型フラットタイプのものであり、チ
ャンバ２０１前面に納められ、ＬＡＮケーブル２１０に
よりＥＷＳ本体２０６と接続される。操作パネル２０
３、キーボード２０４、モニタＴＶ２０５等もチャンバ
２０１前面に設置し、チャンバ２０１前面から従来と同
様のコンソール操作が行なえるようにしてある。

【００８４】図１６は、図１５の装置の内部構造を示す
図である。同図においては、半導体露光装置としてのス
テッパが示されている。図中、３０２はレチクル、３０
３はウエハであり、光源装置３０４から出た光束が照明
光学系３０５を通ってレチクル３０２を照明するとき、
投影レンズ３０６によりレチクル３０２上のパターンを
ウエハ３０３上の感光層に転写することができる。レチ
クル３０２はレチクル３０２を保持して移動するための
レチクルステージ３０７により支持されている。ウエハ
３０３はウエハチャック３９１により真空吸着された状
態で露光される。ウエハチャック３９１はウエハステー
ジ３０９により各軸方向に移動可能である。このウエハ
ステージ３０９として、上述各実施例のステージ装置を
用いることができる。レチクル３０２の上側にはレチク
ルの位置ずれ量を検出するためのレチクル光学系３８１
が配置される。ウエハステージ３０９の上方に、投影レ
ンズ３０６に隣接してオフアクシス顕微鏡３８２が配置
されている。オフアクシス顕微鏡３８２は内部の基準マ
ークとウエハ３０３上のアライメントマークとの相対位
置検出を行なうのが主たる役割である。

【００８５】また、このステッパ本体に隣接して周辺装
置であるレチクルライブラリ３２０やウエハキャリアエ
レベータ３３０が配置され、必要なレチクルやウエハは
レチクル搬送装置３２１およびウエハ搬送装置３３１に
よってステッパ本体に搬送される。

【００８６】チャンバ２０１は、主に空気の温度調節を
行なう空調機室３１０および微小異物をろかし、清浄空
気の均一な流れを形成するフィルタボックス３１３、な
らびに装置環境を外部と遮断するブース３１４で構成さ
れている。チャンバ２０１内では、空調機室３１０内に
ある冷却器３１５および再熱ヒータ３１６により温度調
節された空気が、送風機３１７によりエアフィルタｇを
介してブース３１４内に供給される。このブース３１４
に供給された空気はリターン口ｒａより再度空調機室３
１０に取り込まれ、チャンバ２０１内を循環する。

【００８７】通常、このチャンバ２０１は、厳密には完
全な循環系ではなく、ブース３１４内を常時陽圧に保つ
ために、循環空気量の約１割のブース３１４外の空気を
空調機室３１０に設けられた外気導入口ｏａより送風機
を介して導入している。

【００８８】このようにしてチャンバ２０１は本装置の
置かれる環境温度を一定に保ち、かつ空気を洗浄に保つ
ことを可能としている。

【００８９】また光源装置３０４には超高圧水銀灯の冷
却やレーザ異常時の有毒ガス発生に備えて吸気口ｓａと
排気口ｅａが設けられ、ブース３１４内の空気の一部が
光源装置３０４を経由し、空調機室３１０に備えられた
専用の排気ファンを介して工場設備に強制排気されてい
る。また、空気中の化学物質を除去するための化学吸着
フィルタｃｆを、空調機室３１０の外気導入口ｏａおよ
びリターン口ｒａにそれぞれ接続して備えている。

【００９０】図１７は、図１５の装置の電気回路構成を
示すブロック図である。同図において、４２１は装置全
体の制御を司る、前記ＥＷＳ本体２０６に内蔵された本
体ＣＰＵであり、マイクロコンピュータまたはミニコン
ピュータ等の中央演算装置からなる。４２２はウエハス
テージ駆動装置、４２３は前記オフアクシス顕微鏡３８
２等のアライメント検出系、４２４はレチクルステージ
駆動装置、４２５は前記光源装置３０４等の照明系、４
２６はシャッタ駆動装置、４２７はフォーカス検出系、
４２８はＺ駆動装置であり、これらは、本体ＣＰＵ４２
１により制御されている。４２９は前記レチクル搬送装
置３２１、ウエハ搬送装置３３１等の搬送系である。４
３０は前記ディスプレイ２０２、キーボード２０４等を
有するコンソールユニットであり、本体ＣＰＵ４２１に
対して装置の動作に関する各種のコマンドやパラメータ
を与えるためのものである。

【００９１】すなわち、オペレータとの間で情報の授受
を行なうためのものである。４３２は、例えばハードデ
ィスクであり、内部にデータベースが構築されており、
各種パラメータおよびその管理データ、ならびにオペレ
ータのグループ等が記録されている。

【００９２】（デバイス製造方法の実施例）次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図１８は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ４１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ４２（マスク製作）では設計したパターンを形成
したマスクを製作する。

【００９３】一方、ステップ４３（ウエハ製造）ではシ
リコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ス
テップ４４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記
用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術に
よってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ
４５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４４によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ４６（検査）ではステップ４５で作製され
た半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の
検査を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ４７）される。

【００９４】図１９は上記ウエハプロセス（ステップ４
４）の詳細なフローを示す。ステップ５１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ５２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ５３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ５４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ５５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ５６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ５７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ５８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ５９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００９５】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、干
渉計測長器の出力信号に基づいて、計測可能となったレ
ーザ干渉計を判定し、レーザ干渉計の切換を行なうよう
にしたため、複雑な機能を使うことなく、レーザ干渉計
の切換時の遅延を小さくすることができる。したがっ
て、ステージが移動している最中に干渉計切換を行なう
場合でも、計測値の受け渡しを滑らかに行なってステー
ジ精度の劣化を防止することができる。

【００９７】また、ステージの第２方向への長い移動範
囲に対して短い移動鏡でステージ駆動を行なうことが可
能となるため、高精度な鏡面をもつ長い反射鏡を製作
する必要をなくし、反射鏡の鏡面製作のコストアップ
をなくし、反射鏡自体の重量がかさんでステージ全体
の重量が大きくなるのを防止し、ステージ重量の増加
をなくしてステージ駆動装置の発熱の増大を防止し、そ
して、ステージの機械系の固有振動数が低下して制御
系の特性を下げてしまうのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る露光装置に用い
られるウエハステージの構成を示すブロック図である。

【図２】 図１のウエハステージの斜視図である。

【図３】 図１のウエハステージにおけるＹステージ原
点出しシーケンスを示すフローチャートである。

【図４】 図１のウエハステージにおけるＸ干渉計切換
シーケンスを示すフローチャートである。

【図５】 図１のウエハステージにおけるＸステージの
Ｙ方向の代表的位置でのＸミラーとＸ干渉計の計測光と
の位置関係を示す図である。

【図６】 本発明の第２の実施例に係るウエハステージ
の構成を示すブロック図である。

【図７】 図６のウエハステージにおけるＸ干渉計切換
シーケンスを示すフローチャートである。

【図８】 本発明の第３の実施例に係るウエハステージ
を示す斜視図である。

【図９】 本発明の第４の実施例に係るウエハステージ
におけるＸ干渉計切換シーケンスを示すフローチャート
である。

【図１０】 図９における一部の処理の詳細を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】 露光装置に用いられる従来のウエハステー
ジを示す斜視図である。

【図１２】 図１１のウエハステージの上面概略図であ
る。

【図１３】 アライメント光軸中心と露光光軸中心が一
致しない場合における従来のウエハステージの上面概略
図である。

【図１４】 従来例に係るステージ装置を示す斜視図で
ある。

【図１５】 本発明の各実施例のステージ装置を適用す
ることができる半導体露光装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図１６】 図１５の装置の内部構造を示す図である。

【図１７】 図１５の装置の電気回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図１８】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。

【図１９】 図１８中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０１ａ：案内面、１０１：ベース、１０２：Ｙガイド
部材、１０３：Ｙステージ、１０４：Ｙステージ用リニ
アモータ、１０５：Ｘガイド部材、１０６：Ｘステー
ジ、１０７：Ｘステージ用リニアモータ、１０８：天
板、１０９：Ｘミラー、１１０：Ｙミラー、１１１：第
１Ｘ軸レーザ干渉計（第１Ｘ干渉計）、１１２：第１Ｙ
軸レーザ干渉計（第１Ｙ干渉計）、１１３：第２Ｙ軸レ
ーザ干渉計（第２Ｙ干渉計）、１１４：Ｙステージ原点
位置検出用フォトスイッチ、１１５：Ｙステージ遮光
板、１１６：ウエハステージ、１１７：反射鏡、１１
８：ウエハ、１１９：露光光軸中心、１２０：ウエハス
テージＹ−移動最大位置、１２１：ウエハステージＹ＋
移動最大位置、１２２：Ｘ干渉計光軸、１２３：Ｙ干渉
計光軸、１２４：アライメント光軸中心、１２９〜１３
２：第１〜第４Ｘ軸レーザ干渉計（第１〜第４Ｘ干渉
計）、１３３〜１３６：第１〜第４干渉計ボード、１３
７：Ｉ／Ｏボード、１３８：ＤＳＰボード、１３９〜１
４２：第１〜第４リセット信号、１４３〜１４６：第１
〜第４エラー信号、１４７〜１５０：第１〜第４干渉光
入力あり信号、１５１：第３Ｙ軸レーザ干渉計（第３Ｙ
干渉計）、１５２：第４Ｙ軸レーザ干渉計（第４Ｙ干渉
計）、２０２：レチクル、２０３：ウエハ、３０４：光
源装置、３０５：照明光学系、３０６：投影レンズ、３
２１：レチクル搬送装置、３３１：ウエハ搬送装置、４
２１：本体ＣＰＵ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向およびこれに直交する第２の
   方向に移動可能なステージと、 前記ステージの前記第１の方向の位置を計測するため、
   前記ステージの前記第２の方向の位置に応じて有効なも
   のが切り換えて用いられる複数のレーザ干渉計と、 前記レーザ干渉計からの干渉光に基づいて計測値をそれ
   ぞれ出力する複数の干渉計測長器と、 前記有効なレーザ干渉計の切換を行なう切換手段とを備
   え、 前記切換手段は、各干渉計測長器の出力信号に基づい
   て、前記複数のレーザ干渉計のうち計測可能となったレ
   ーザ干渉計を判定し、前記有効なレーザ干渉計を前記計
   測可能となったレーザ干渉計に切り換えるものであるこ
   とを特徴とするステージ装置。
2. 【請求項２】 前記干渉計測長器の出力信号は、干渉計
   測長器の測長状態に関する信号を含んでいることを特徴
   とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 【請求項３】 前記干渉計測長器の出力信号は、エラー
   信号を含んでいることを特徴とする請求項１または２に
   記載のステージ装置。
4. 【請求項４】 前記切換手段は、前記複数のレーザ干渉
   計のうち現在有効なレーザ干渉計に隣接するレーザ干渉
   計の干渉計測長器について、一定周期でリセット動作お
   よび測長エラーの有無に関する情報の取得を繰り返し、
   測長エラー無しの情報が得られた干渉計測長器のレーザ
   干渉計を前記計測可能となったレーザ干渉計であると判
   定するものであることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に記載のステージ装置。
5. 【請求項５】 前記リセット動作は、ハードウエアリセ
   ットまたはソフトウエアリセットであり、前記測長エラ
   ーの有無に関する情報の取得は、前記干渉計測長器が出
   力する測長エラーに関する信号の取得またはソフトウエ
   アによる前記干渉計測長器からの測長エラーに関する情
   報の読込みであることを特徴とする請求項４に記載のス
   テージ装置。
6. 【請求項６】 前記切換手段は、前記複数のレーザ干渉
   計のうち現在有効なレーザ干渉計に隣接するレーザ干渉
   計の干渉計測長器について、一定周期でレーザ干渉計か
   らの干渉光の入力の有無に関する情報を取得し、干渉光
   入力有りの情報が得られた干渉計測長器のレーザ干渉計
   を前記計測可能となったレーザ干渉計であると判定する
   ものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   項に記載のステージ装置。
7. 【請求項７】 前記干渉光の入力の有無に関する情報の
   取得は、前記干渉計測長器が出力する干渉光の入力の有
   無を示す信号の取得またはソフトウエアによる前記干渉
   計測長器からの干渉光の入力有無を示す情報の読込みで
   あることを特徴とする請求項６に記載のステージ装置。
8. 【請求項８】 前記切換手段は、現在有効なレーザ干渉
   計に隣接するレーザ干渉計が計測可能となったと判定し
   たとき、有効なレーザ干渉計をその計測可能となったレ
   ーザ干渉計に切り換えるものであることを特徴とする請
   求項１〜７のいずれか１項に記載のステージ装置。
9. 【請求項９】 前記切換手段は、前記ステージの前記第
   １の方向の移動速度がほぼゼロの時に前記レーザ干渉計
   の切換を行なうものであることを特徴とする請求項１〜
   ８のいずれか１項に記載のステージ装置。
10. 【請求項１０】 前記ステージの前記第２の方向の位置
    を計測するためのレーザ干渉計を備え、前記切換手段
    は、現在有効であるレーザ干渉計に隣接するレーザ干渉
    計が計測可能となったと判定した場合、そのレーザ干渉
    計への切換が可能な前記第２の方向の位置の範囲内に前
    記ステージがあることを、前記第２の方向の位置の計測
    用のレーザ干渉計による計測値によって認識し、この切
    換可能範囲内において前記ステージの前記第１の方向へ
    の移動速度がほぼゼロの時にそのレーザ干渉計への切換
    を行ない、前記切換可能範囲内において前記第１の方向
    への移動速度がほぼゼロにならなかった場合は、前記切
    換可能範囲の端部においてそのレーザ干渉計への切換を
    行なうものであることを特徴とする請求項１〜９のいず
    れか１項に記載のステージ装置。
11. 【請求項１１】 原板のパターンを、投影レンズを介し
    てステージ装置上の基板に露光する露光装置であって、
    前記ステージ装置として、請求項１〜１０のいずれかの
    ステージ装置を具備することを特徴とする露光装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１の露光装置を用意する工程
    と、この露光装置を用いて原板のパターンを基板に露光
    する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方
    法。