JP2001296665A - 光学素子の製造方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ステージに対して高い精度で基板の位置
合わせを行わずとも、設計された光学特性を高い精度で
発揮する光学素子を製造することができる光学素子の製
造方法及び露光装置を提供する。 【解決手段】 レチクルＲに形成されたパターンＰ１〜
Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉｍ３を、回転ステージ８上に載置さ
れた基板Ｗの転写面に転写し、所定の処理を行って製造
される光学素子の製造方法であって、回転ステージ８の
回転中心Ｃ１に対する基板の中心位置のずれ量を算出
し、算出したずれ量に応じて基板ＷとレチクルＲに形成
されたパターンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉｍ３との相対
位置を変化させつつパターンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉ
ｍ３を基板Ｗの転写面に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器の光路に
配置されることにより、その透過光量又は回折光量を調
節する光学素子の製造方法に係り、特に、断面が階段状
の回折パターンが形成されてなる回折格子やゾーンプレ
ート等のバイナリーオプティクス等の光学素子の製造方
法に関し、更に当該光学素子を製造する工程の露光工程
で用いられる露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線に対応した機器の研究開発が
盛んになっており、それに相まってＸ線を集光するため
の光学素子の開発が進んでいる。特に、近年半導体素子
の製造においては、ＣＰＵ（中央処理装置）の製造を例
に挙げると、０．１８μｍ程度の極めて微細なパターン
を形成することが行われている。これらの製造にあたっ
ては、マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を
介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体基
板上に転写して現像処理を行った後、エッチングやイオ
ン注入その他の処理が繰り返し行われる。

【０００３】このように、半導体基板上に塗布されたフ
ォトレジストを感光するための光源としては従来から短
波長の可視光を発生する光源が用いられていたが、微細
パターン形成の要求から光源の波長が可視光域から紫外
域に移行している。今後、更に微細化したパターンを形
成することが要求されることは必至であり、そのために
は紫外域よりも短い波長、つまりＸ線を用いて露光処理
に相当する処理を行うことが必要になる。

【０００４】このような背景の下、半導体素子の高集積
化に伴って急速に進歩してきた超微細加工技術、超精密
加工技術、超薄膜形成技術等を利用することで更に微細
なパターンを形成することが可能となる。ところで、従
来は光源から発せられる露光光の波長が紫外域であった
ため、マスクに形成されたパターンの像を縮小して半導
体基板上に転写する場合、屈折型光学素子を用いてパタ
ーンの像を縮小して半導体基板上に転写するのが一般的
であった。しかしながら、Ｘ線の場合にはかかる屈折型
光学素子を用いて集光を行うのは困難であり、また平行
光束化を行うことも困難である。そこで、例えばＸ線を
光源波長とする露光装置等の装置に用いるため、Ｘ線光
束の集光及び平行光束化を行うことができる透過型の光
学素子であるゾーンプレートを製造する研究が進められ
ている。

【０００５】図１２は、ゾーンプレートの一例を示す図
である。図１２に示したように、ゾーンプレートは、同
心円状に配置された多数の輪帯により形成されている。
ゾーンプレートの一部をなす各輪帯の半径は、中心から
数えた番号ｎの平方根に比例しており、これら各輪帯を
Ｘ線に対して交互に透明、不透明となるように設定され
た光学素子である。尚、各輪帯の中心軸方向から入射又
は出射される。Ｘ線が図３に示したゾーンプレートに入
射すると、Ｘ線は輪帯によって回折される。前述したよ
うに、各輪帯は、その半径が中心から数えた番号ｎの平
方根に比例しているため、Ｘ線はゾーンプレート上の至
る所で同様の条件で回折がなされる訳ではなく、ゾーン
プレート上の位置に応じて異なる回折現象を起こす。こ
の結果、かかるゾーンプレートは単色光に対して正又は
負の焦点距離を有する結像素子として機能する。

【０００６】上述の機能を有するゾーンプレートの製造
方法は、以下に示す通り従来から種々の製造方法が案出
されている。第１の方法は、ゾーンプレートの基板を直
接単結晶ダイアモンドバイト等で精密に切削したり、又
はゾーンプレートの基板を直接切削するのではなく、ま
ず金型を単結晶ダイアモンドバイト等で精密に切削した
後に、切削面にゾーンプレートの材料となる樹脂等を射
出成型する方法である。第２の方法はフォトリソグラフ
ィ技術を利用してゾーンプレートの基板に感光剤を塗布
して電子ビーム（ＥＢ）又はレーザ光による描画装置に
よってパターンを１本１本直接描画する方法がある。第
３の方法は、半導体の製造プロセスの一部を利用したも
のであり、電子ビーム（ＥＢ）又はレーザ光による描画
装置によって作成した等倍マスクを用いて等倍率投影光
学系によってパターンの像を基板上に等倍で転写した
り、同様の描画装置によって作成した拡大マスクを用い
て縮小投影光学系によってパターンの像を基板上に縮小
して転写して製造する方法である。上述した第１〜第３
の方法の内、第３の方法の縮小投影露光法を用いた製造
方法は、高分解能で比較的大口径のゾーンプレートが製
造可能であり、さらに制御性や再現性などの点において
も優れていることから、ゾーンプレートの大量生産に適
した方法として用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第
３の方法によってゾーンプレートを製造する場合、ゾー
ンプレートの回折効率を高めるために、ゾーンプレート
の周期構造を階段状に形成すると良いことが知られてい
る。以下、周期構造を階段状に形成する方法について概
説する。図１３は、階段状の周期構造の形成方法を説明
するための図である。図１３において、図１３（ａ）か
ら図１３（ｄ）までが第１段目の周期構造を形成する工
程を示す図であり、図１３（ｅ）から図１３（ｈ）まで
が第２段目の周期構造を形成する工程を示す図である。

【０００８】図１３（ａ）に示したように、フォトレジ
スト１０１が塗布された基板１００上にマスク１０２を
基板１００に対して位置決めして配置する。そして、露
光光１０５をマスク１０２上に露光し、マスク１０２に
形成されたパターン１０３ａ，１０３ｂの像を基板１０
０上に転写する。この際、マスク１０２に形成されたパ
ターン１０３ａ，１０３ｂは図１２に示した周期構造の
一部であり、基板１００を回転ステージ（図示省略）に
載置して、基板１００を回転させつつパターン１０３
ａ，１０３ｂの像を転写することにより図１２に示した
同心円状の周期構造を形成するのが一般的である。

【０００９】次に、図１３（ｂ）に示したように、露光
光１０４によって露光された箇所のフォトレジスト１０
１を現像処理を施して除去し、図１３（ｃ）に示したよ
うに、エッチング工程を行い、例えば反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）により基板１００をエッチングして溝
１０５を形成する。そして、図１３（ｄ）に示したよう
に残存するフォトレジスト１０１を除去することによ
り、第１段目の周期構造が形成される。

【００１０】図１３（ｅ）から図１３（ｈ）に示す第２
段目の周期構造を形成する工程は、基本的に第１段目の
周期構造を形成する工程と同じ工程を経て形成される
が、図１３（ｅ）に示した通り、図１３（ａ）に示した
マスク１０２に形成されたパターン１０３ａ，１０３ｂ
のピッチよりも狭く設定されたパターン１０７ａ〜１０
７ｄが形成されたマスク１０６を用いる点が異なる。露
光に先立って、基板１００の上面にフォトレジスト１０
８を塗布する。基板１００には溝１０５，１０５が形成
されているため、溝１０５，１０５の底部にもフォトレ
ジスト１０８が塗布される。フォトレジスト１０８が塗
布されると、上述した狭いピッチで形成されたパターン
１０７ａ〜１０７ｄの像が基板１００上に転写される。

【００１１】次に、図１３（ｆ）に示したように、露光
光１０４によって露光された箇所のフォトレジスト１０
８を現像処理を施して除去し、図１３（ｇ）に示したよ
うに、エッチング工程を行って基板１００をエッチング
する。このとき、溝１０５の一部の底部及び基板１００
の最上面の一部のフォトレジスト１０８が除去されてい
るため、この部分がエッチング工程によって除去され
る。最後に、図１３（ｈ）に示したとおり、残存のフォ
トレジストを除去すると、第２段目の周期構造が形成さ
れる。尚、説明の便宜上、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）
の工程を第１段目の周期構造を形成する工程と称し、図
１３（ｅ）〜図１３（ｈ）の工程を第２段目の周期構造
を形成する工程と称している。露光工程から残存レジス
トを除去する工程までをｎ回行うと、基板１００上の段
数は２ⁿ段となる。

【００１２】ところで、図１３に示した工程を繰り返し
行うことにより回折効率が高く、高分解能で比較的大口
径のゾーンプレートを効率よく製造することができる訳
であるが、かかるゾーンプレートを製造する場合、図１
３（ａ）や図１３（ｅ）に示した露光工程が終了する度
に、基板１００のエッチングを行うため、露光装置から
基板１００を搬出し、処理を終えた後再び基板１００を
露光装置に搬入する必要がある。基板１００を露光装置
内に搬入した後、基板１００が載置される回転ステージ
の回転中心と既に基板１００上に形成された同心円状の
周期構造の中心とを精度良く位置合わせする必要があ
る。

【００１３】仮に、基板１００上に形成されている同心
円状の周期構造と回転ステージの回転中心とが偏心して
いたとすると、回転ステージの回転に伴い基板１００上
に形成された周期構造の中心が円を描くように移動する
ため、マスク１０６のパターン１０７ａ〜１０７ｄの像
が転写されて形成される周期構造は、既に基板１００上
に形成されている周期構造に対して偏心した状態で形成
されることになる。このようにして形成された光学素子
は、本来設計された通りの光学特性を全く発揮しないか
又は光学特性が悪化したものとなってしまう。

【００１４】よって、設計通りの高い光学特性を発揮す
るゾーンプレートの製造においては、上述の位置合わせ
が極めて重要である。従来は、回転ステージ上に例えば
２本の位置決め用ピンを設け、かかる位置決めピンに基
板１００を押しつけることにより基板１００の位置合わ
せを行っていたため、基板１００の位置調整のための構
成は極めて簡単で低コストであった。基板１００の位置
合わせの精度を高めるための専用の装置を設けて、位置
合わせ精度を高めることも考えられるが、かかる装置を
備えると構成が複雑化するとともに、コストが上昇して
しまうという問題がある。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、回転ステージに対して高い精度で基板の位置合わ
せを行わずとも、設計された光学特性を高い精度で発揮
する光学素子を製造することができる光学素子の製造方
法及び当該光学素子の製造工程中の露光工程で用いられ
る露光装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光学素子の製造方法は、マスク（Ｒ）に形
成されたパターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の像（Ｉｍ１、
Ｉｍ２、Ｉｍ３）を、回転するステージ（８）上に載置
された感光基板（Ｗ）の転写面に転写し、所定の処理を
行って製造される光学素子の製造方法であって、前記ス
テージ（８）の回転中心（Ｃ１）に対する前記感光基板
（Ｗ）の中心位置（Ｃ２）のずれ量を算出し、当該ずれ
量に応じて前記感光基板（Ｗ）と前記マスク（Ｒ）に形
成されたパターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の像との相対位
置を変化させつつ前記パターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の
像（Ｉｍ１、Ｉｍ２、Ｉｍ３）を前記感光基板（Ｗ）の
転写面に転写することを特徴としている。この発明によ
れば、ステージを回転させたときの感光基板の中心位置
の移動に合わせて感光基板に対するパターンの像の相対
位置を変化させつつ転写するようにしている。よって、
感光基板の中心位置がステージの回転中心からずれて配
置されている場合であっても、感光基板の中心を中心と
する同心円状のパターンを感光基板上に形成する場合
や、感光基板上に既に形成されている同心円状のパター
ンに合わせて像を転写して同心円状のパターンを形成す
る場合にも、ステージの回転中心に対して基板の中心位
置を高精度に位置合わせすることなく感光基板の中心を
中心とした形状のパターンを形成することができる。ま
た、本発明の光学素子の製造方法は、マスク（Ｒ）に形
成されたパターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の像（Ｉｍ１、
Ｉｍ２、Ｉｍ３）を、回転するステージ（８）上に載置
された感光基板（Ｗ）の転写面に転写し、所定の処理を
行って製造される光学素子の製造方法であって、前記感
光基板（Ｗ）の転写面に前記感光基板（Ｗ）の位置情報
を計測するためのマークの像（Ｉｍ４）を転写する工程
（Ｓ１８）と、前記マークの像（Ｉｍ４）が転写された
感光基板（Ｗ）に対して所定の処理を行って形成された
マーク（ＡＭ１，ＡＭ２，ＡＭ３，ＡＭ４）の位置情報
を計測する工程（Ｓ２８）と、計測された前記位置情報
から、前記ステージ（８）の回転中心（Ｃ１）に対する
前記感光基板（Ｗ）の中心位置（Ｃ２）のずれ量を算出
する工程（Ｓ２８）と、算出された前記ずれ量に応じ
て、前記感光基板（Ｗ）に対する前記マスク（Ｒ）の位
置を変化させつつ前記マスク（Ｒ）に形成されたパター
ン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の像（Ｉｍ１、Ｉｍ２、Ｉｍ
３）を前記感光基板（Ｗ）の転写面に転写する工程（Ｓ
３２）とを有することを特徴とする光学素子の製造方
法。この発明によれば、ステージを回転させたときの感
光基板の中心位置の移動に合わせて感光基板に対するパ
ターンの像の相対位置を変化させつつ転写するようにし
ている。よって、感光基板の中心位置がステージの回転
中心からずれて配置されている場合であっても、感光基
板の中心を中心とする同心円状のパターンを感光基板上
に形成する場合や、感光基板上に既に形成されている同
心円状のパターンに合わせて像を転写して同心円状のパ
ターンを形成する場合にも、ステージの回転中心に対し
て基板の中心位置を高精度に位置合わせすることなく感
光基板の中心を中心とした形状のパターンを形成するこ
とができる。また、感光基板の位置情報を計測するため
のマークを感光基板上に形成し、このマークの位置情報
からステージの回転中心に対する感光基板の中心位置の
ずれ量を算出しており、感光基板の位置情報を計測する
ための特殊な装置を必要とせず、従来の装置を用いて容
易に計測することができる。また、本発明の光学素子の
製造方法は、前記所定の処理が、現像処理及びエッチン
グ処理であり、この場合において前記マスク（Ｒ）に形
成されたパターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が、回折パター
ンの一部であることを特徴としている。また、前記マー
クの像（Ｉｍ４）は、少なくとも前記感光基板の転写面
上の異なる３点に形成される。本発明の露光装置は、マ
スク（Ｒ）に形成されたパターン（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）
の像（Ｉｍ１、Ｉｍ２、Ｉｍ３）を、回転するステージ
（８）上に載置された感光基板（Ｗ）の転写面に転写す
る露光装置において、前記ステージ（８）の回転中心
（Ｃ１）に対する前記感光基板（Ｗ）の中心位置（Ｃ
１）のずれ量を算出するずれ量算出手段（１５）と、前
記ずれ量算出手段（１５）の算出結果に応じて前記感光
基板（Ｗ）と前記マスク（Ｒ）に形成されたパターン
（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の像（Ｉｍ１、Ｉｍ２、Ｉｍ３）
との相対位置を変化させる移動手段（２、１１、１４、
１５、１９）とを具備することを特徴としている。この
発明によれば、ステージを回転させたときの感光基板の
中心位置の移動に合わせて感光基板に対するパターンの
像の相対位置を変化させつつ転写するようにしている。
よって、感光基板の中心位置がステージの回転中心から
ずれて配置されている場合であっても、感光基板の中心
を中心とする同心円状のパターンを感光基板上に形成す
る場合や、感光基板上に既に形成されている同心円状の
パターンに合わせて像を転写して同心円状のパターンを
形成する場合にも、ステージの回転中心に対して基板の
中心位置を高精度に位置合わせすることなく感光基板の
中心を中心とした形状のパターンを形成することができ
る。また、本発明の露光装置は、前記感光基板（Ｗ）の
転写面に形成されたマーク（ＡＭ１、ＡＭ２、ＡＭ３、
ＡＭ４）の位置情報を計測する位置情報計測装置（１
８）を備え、前記ずれ量算出手段（１５）は、前記位置
情報計測装置（１８）の計測結果に基づいて前記ずれ量
を算出することを特徴としている。この場合において、
前記マスク（Ｒ）には前記マーク（ＡＭ１、ＡＭ２、Ａ
Ｍ３、ＡＭ４）のパターン（Ｐ４）が形成され、前記ス
テージ（８）及び移動手段（２、１１、１４、１５、１
９）を制御して前記マーク（ＡＭ１、ＡＭ２、ＡＭ３、
ＡＭ４）のパターン（Ｐ４）の像（Ｉｍ４）を前記基板
（Ｗ）の転写面に転写する制御手段（１５）を具備する
ことを特徴とし、また、前記制御手段（１５）は、前記
マーク（ＡＭ１、ＡＭ２、ＡＭ３、ＡＭ４）のパターン
（Ｐ４）の像（Ｉｍ４）を、少なくとも前記感光基板
（Ｗ）の転写面上の異なる３点に形成することを特徴と
している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による光学素子の製造方法及び露光装置につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による
光学素子の製造方法において用いられる本発明の一実施
形態による露光装置の概略構成を示す斜視図である。
尚、以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直
交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ
各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系
は、Ｙ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるよう設定さ
れ、Ｘ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されてい
る。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面
に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定され
る。

【００１８】図１において、照明光学系１は後述する主
制御系１５から露光光出射を指示する制御信号が出力さ
れた場合に、ほぼ均一の照度を有する露光光ＩＬを出射
してレチクルＲを照射する。この照明光学系１は、図示
は省略しているが、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、又はＡ
ｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光源を備え
ている。また、エキシマレーザ光源から出射されたレー
ザ光を整形するためのシリンダレンズやビームエキスパ
ンダ等で構成されるビーム整形光学系、照度が均一の照
明光ＩＬを生成するためのフライアイレンズ、複数のＮ
Ｄフィルタを備え、照明光ＩＬのエネルギーを調整する
エネルギー粗調器、及びレチクルＲ上の照明領域を制限
するためのレチクルブラインド等が設けられている。つ
まり、照明光学系１がこれらの光学素子を備えることに
より、照明光学系１から出射される照明光ＩＬはレチク
ルＲの所定領域をほぼ均一な照度分布で照明する。

【００１９】照明光学系１の光軸ＡＸはＺ軸方向に対し
て平行に設定されており、上記照明光学系１が備える光
源としては、上述のＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８
ｎｍ）、又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）
等のエキシマレーザ光源以外に、例えばｇ線（４３６ｎ
ｍ）若しくはｉ線（３６５ｎｍ）又は、Ｆ₂レーザ（波
長１５７ｎｍ）等のレーザ光源、金属蒸気レーザ光源や
ＹＡＧレーザの高調波発生装置等のパルス光源、更には
軟Ｘ線のような極端紫外光（ＥＵＶ光）のビーム発生装
置を用いることもできる。

【００２０】レチクルＲは、フォトレジストが塗布され
た基板Ｗ上に転写するための微細なパターンを有し、レ
チクルホルダ３上に保持される。このレチクルホルダ３
は図示せぬベース上のＸＹ平面内で移動及び微小回転が
できるように支持されている。２はレチクルホルダ３を
駆動してレチクルＲのＸＹ平面内における位置を調整す
るレチクル駆動系であり、後述する主制御系１５の下で
レチクルＲの位置の制御を行う。

【００２１】上記の微細なパターンはレチクルＲに設け
られたパターン領域内に形成される。パターンをレチク
ルＲのパターン領域に形成する場合、まず石英ガラス等
の光透過性の基板上にクロム、又はケイ化モリブデン等
のマスク材料の薄膜を形成し、この上に電子線レジスト
を塗布した後、電子ビーム描画装置を用いてその電子線
レジスト上にパターンＰ１〜Ｐ４の潜像を描画する。そ
の後、電子線レジストの現像を行ってから、エッチン
グ、及びレジスト剥離等を施すことによって、レチクル
Ｒ上のパターン領域にパターンＰ１〜Ｐ４を形成する。

【００２２】本実施形態において、レチクルＲのパター
ン領域には、ゾーンプレートを作成するためのパターン
Ｐ１〜Ｐ３と、基板Ｗの位置情報を計測するために基板
Ｗ上に作成するアライメントマークのパターンＰ４が形
成されている。本実施形態においては、基板Ｗに形成す
るソーンプレートをその中心から複数箇所に分割して形
成する場合を想定している。つまり、基板Ｗ上に形成す
るソーンプレートの中心位置からパターンＰ１の像Ｉｍ
１を基板Ｗが１周回転するまで転写した後、パターンＰ
１の像Ｉｍ１が転写された領域の外周にパターンＰ２の
像Ｉｍ２を転写し、更にパターンＰ２の像Ｉｍ２が転写
された領域の外周にパターンＰ３の像Ｉｍ３を転写して
ゾーンプレートを作成している。尚、これらのパターン
Ｐ１〜Ｐ４を露光光ＩＬで露光する際には、図示せぬレ
チクルブラインドでパターンＰ１〜Ｐ４の何れか１つの
みが露光されるように制御される。

【００２３】また、レチクルＲには、基板Ｗの基準位置
に対するレチクルＲの位置合わせを行うためのアライメ
ントマー４Ａ，４Ｂが形成されている。このアライメン
トマーク４Ａ，４Ｂは、アライメントマーク４Ａ，４Ｂ
によってパターン領域を挟む位置に形成されている。ま
た、５Ａ，５Ｂは、投影光学系ＰＬを介してアライメン
トマーク４Ａ，４Ｂを透過した光を反射するミラーであ
り、６Ａ，６Ｂはミラー５Ａ，５Ｂで反射された光を計
測する受光して基板Ｗの基準位置に対するレチクルＲの
位置情報の計測を行うアライメントセンサである。この
アライメントセンサ６Ａ，６Ｂは、レチクルＲを透過し
た光を受光して位置計測を行ういわゆるＴＴＲ（スルー
・ザ・レチクル）方式のアライメントセンサの一部をな
す。アライメントセンサ６Ａ，６Ｂはそれぞれ結像系
と、ＣＣＤカメラ等の２次元の撮像素子とを備え、撮像
素子で撮像された画像情報が後述する主制御系１５へ出
力され、基板Ｗの基準位置に対するレチクルＲの位置情
報が計測される。

【００２４】レチクルホルダ３には図示せぬＬ字型の移
動鏡が取り付けられ、移動鏡の鏡面に対向した位置にレ
ーザ干渉計７が配置されている。尚、移動鏡はＸ軸に垂
直な鏡面を有する移動鏡及びＹ軸に垂直な鏡面を有する
移動鏡から構成されている。また、レーザ干渉計７は、
Ｘ軸に沿って移動鏡にレーザビームを照射するＸ軸用の
レーザ干渉計及びＹ軸に沿って移動鏡にレーザビームを
照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｘ
軸用の１個のレーザ干渉計及びＹ軸用の１個のレーザ干
渉計により、レチクルホルダ３のＸ座標及びＹ座標が計
測される。また、Ｙ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値
の差により、レチクルホルダ３のＸＹ平面内における回
転角が計測される。レーザ干渉計７により計測されたＸ
座標、Ｙ座標、及び回転角の情報はレチクル駆動系２を
介して位置情報として主制御系１５に供給される。主制
御系１５は、供給された位置情報をモニターしつつレチ
クル駆動系２を介して、レチクルホルダ３の位置決め動
作を制御する。

【００２５】露光光ＩＬが照明光学系１から出射された
場合には、レチクルＲのパターン像が投影光学系ＰＬを
介して基板Ｗ上に転写される。投影光学系ＰＬは複数の
レンズ等の光学素子を有し、その光学素子の硝材として
は露光光ＩＬの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料か
ら選択される。尚、本実施形態においては、投影光学系
ＰＬは縮小投影光学系を想定している。つまり、レチク
ルＲを露光光ＩＬで露光して形成される像の縮小像が基
板Ｗ上に転写される場合を想定している。

【００２６】基板Ｗは回転ステージ８上に載置されてい
る。回転ステージ８は回転軸Ｃ１を中心として回転し、
その回転速度は回転駆動装置９により制御される。この
回転駆動装置９には角度センサ１０が設けられ、回転ス
テージ８の回転角度が検出されている。角度センサ１０
の検出信号は主制御系１５へ出力されており、主制御系
１５は角度センサ１０から出力される検出信号に基づい
て、回転ステージ９の動作を制御する制御信号を回転駆
動装置９へ出力する。

【００２７】回転ステージ８はＸＹステージ１１上に載
置されている。ＸＹステージ１１は、ＸＹ平面内に基板
Ｗを移動させるステージである。尚、図示は省略してい
るが、基板ＷのＺ軸方向の位置を微調整させるＺステー
ジ及びＺ軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対する
基板Ｗの傾きを調整するステージを設けることが好まし
い。

【００２８】ＸＹステージ１１の上面の一端にはＬ字型
の移動鏡１２Ｘ，１２Ｙが取り付けられ、移動鏡１２
Ｘ，１２Ｙの鏡面に対向した位置にレーザ干渉計１３が
配置されている。尚、図１に示したように移動鏡１２Ｘ
に対面した位置に設けられたレーザ干渉計１３と、図示
は省略しているが移動鏡１２Ｙに対面した位置に設けら
れたレーザ干渉計とが備えられている。これらのレーザ
干渉計１３によりＸＹステージ７のＸ座標及びＹ座標が
計測される。レーザ干渉計１３により計測されたＸ座
標、Ｙ座標及び回転角の情報はステージ駆動系１４に供
給される。これらの情報は位置情報としてステージ駆動
系１４から主制御系１５へ出力される、主制御系１５
は、供給された位置情報をモニターしつつステージ駆動
系１４を介して、ＸＹステージ１１の位置決め動作を制
御する。

【００２９】また、ＸＹステージ１１であって回転ステ
ージ８の近傍に光透過性の基準マーク部材１６が固定さ
れ、基準マーク部材１６上にＸ方向に所定間隔で例えば
十字型の１対の基準マーク１７Ａ，１７Ｂが形成されて
いる。また、図示は省略しているが、基準マーク１７
Ａ，１７Ｂの底部には、露光光ＩＬから分岐された照明
光で投影光学系ＰＬ側に基準マーク１７Ａ，１７Ｂを照
明する照明系が設置されている。この基準マーク部材１
６は前述した基板Ｗの基準位置を定めるものである。

【００３０】投影光学系ＰＬの側方にはオフ・アクシス
のアライメントセンサ１８が設けられている。このアラ
イメントセンサ１８は、レチクルＲのパターン領域３に
形成されたパターンＰ４を基板Ｗ上に転写して形成した
アライメントマークＡＭの位置情報を計測するためのも
のであり、アライメントマークＡＭの像を撮像して画像
処理を施すことにより、アライメントマークＡＭの位置
情報を計測するいわゆるＦＩＡ（Field Image Alignmen
t）方式アライメントセンサである。

【００３１】このアライメントセンサ１８は、図示せぬ
ハロゲンランプを光源として用い、光源から出射された
照明光によって基板Ｗ上面を照射する。アライメントセ
ンサ１８は、基板Ｗ上面の反射光を取り入れ、ＣＣＤ等
の撮像素子により画像信号に変換して主制御系１５へ出
力する。主制御系１５はアライメントセンサ１８から出
力される画像信号に対して画像処理を施して、アライメ
ントマークＡＭの位置情報を検出し、検出した位置情報
に基づいて、ステージ駆動系１４又は回転駆動装置９へ
制御信号を出力してＸＹステージ１１及び回転ステージ
８を制御する。尚、アライメントセンサ１８において、
照明光の光源としてハロゲンランプ１５を用いるのは、
ハロゲンランプの出射光の波長域は５００〜８００ｎｍ
であり、基板Ｗ上面に塗布されたフォトレジストを感光
しない波長域であるため、及び波長帯域が広く、基板Ｗ
表面における反射率の波長特性の影響を軽減することが
できるためである。

【００３２】更に、図１において、１９は投影光学系Ｐ
Ｌの結像特性を変化させる結像特性制御装置であり、主
制御系１５の制御の下、投影光学系ＰＬの結像特性を変
化させる。詳細は後述するが、本実施形態においては、
レチクルＲに対して露光光ＩＬを照明して得られるパタ
ーンの像Ｉｍ１〜Ｉｍ３を基板Ｗに対して相対的に移動
させて転写している。結像特性制御装置１９は、レチク
ルＲの位置及び基板ＷのＸＹ面内における位置を変える
ことなく、投影光学系ＰＬの結像特性を変えて像Ｉｍ１
〜Ｉｍ３のＸＹ面内の結像位置を変えることによって像
Ｉｍ１〜Ｉｍ３の位置と基板Ｗの相対位置を変化させる
場合に用いられる。主制御系１５は、ステージ駆動系１
４から出力される位置情報及びアライメント駆動系２か
ら出力される位置情報並びにアライメントセンサ１８か
ら出力される画像信号に基づいて露光装置の全体動作を
制御する。

【００３３】次に、上記構成における本発明の一実施形
態による露光装置を用いて光学素子を製造する方法につ
いて説明する。光学素子を製造するにあたって、まずレ
チクルホルダ３上にレチクルＲを載置し、レチクルＲと
基板Ｗの基準位置との位置合わせを行う。前述のよう
に、基板Ｗの基準位置はＸＹステージ１１上に設けられ
た基準マーク部材１６であるので、主制御系１５はステ
ージ駆動系１４に対して制御信号を出力し、基準マーク
部材１６が投影光学系ＰＬの下方に位置するように駆動
させる。図２は基準マーク部材１６とレチクルＲとの位
置合わせを行う様子を示す図である。図２に示したよう
に、主制御系１５から出力された制御信号に基づいてス
テージ駆動系１４がＸＹステージ１１を駆動すると、基
準マーク部材１６上の基準マーク１７Ａ，１７Ｂの中心
がほぼ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに合致するように、基
準マーク１７Ａ，１７Ｂが位置決めされる。

【００３４】また、レチクルＲのパターンが形成された
パターン領域をＸ方向に挟むように、十字型の２つのア
ライメントマーク４Ａ，４Ｂが形成されており、基準マ
ーク１７Ａ，１７Ｂの間隔は、アライメントマーク４
Ａ，４Ｂの投影光学系ＰＬによる縮小像の間隔とほぼ等
しく設定されている。よって、上記のように基準マーク
１７Ａ，１７Ｂの中心をほぼ光軸ＡＸに合致させた状態
で、基準マーク部材１６の底面側から露光光ＩＬと同じ
波長の照明光で照明すると、基準マーク１７Ａ，１７Ｂ
の投影光学系ＰＬによる拡大像がそれぞれレチクルＲの
アライメントマーク４Ａ，４Ｂの近傍に形成される。

【００３５】投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのアラ
イメントマーク４Ａ，４Ｂ近傍に形成された拡大像は、
アライメントマーク４Ａ，４Ｂの像とともにミラー５
Ａ，５Ｂによってぞれぞれ±Ｘ方向に反射され、アライ
メントセンサ６Ａ，６Ｂ内にそれぞれ入射し、アライメ
ントセンサ６Ａ，６Ｂが備えるＣＣＤカメラによって撮
像され、その撮像信号が主制御系１５へ出力される。主
制御系１５は、アライメントセンサ６Ａ，６Ｂから出力
される撮像信号を画像処理して、基準マーク１７Ａ，１
７Ｂの像に対するアライメントマーク４Ａ，４ＢのＸ方
向、Ｙ方向への位置ずれ量を求め、この２組の位置ずれ
量が互いに対称に、かつそれぞれ所定範囲内に収まるよ
うにレチクルホルダ３の位置決めを行う。これによっ
て、基準マーク１７Ａ，１７Ｂに対して、アライメント
マーク４Ａ，４Ｂ、ひいてはレチクルＲの位置決めがな
される。

【００３６】換言すると、レチクルＲに形成されたパタ
ーンＰ１〜Ｐ４の投影光学系ＰＬによる縮小像の中心
は、実質的に基準マーク１７Ａ，１７Ｂの中心に位置決
めされ、レチクルＲの直交する辺はそれぞれＸ軸、及び
Ｙ軸に平行に設定される。この状態で主制御系１５は、
レーザ干渉計１３によって計測されるＸＹステージ１１
のＸ方向、Ｙ方向の座標を記憶するとともに、レーザ干
渉計７によって計測されるレチクルホルダ３のＸ方向、
Ｙ方向の座標を記憶することで、レチクルＲのアライメ
ントが終了する。この後は、記憶したレチクルホルダ３
のＸ方向の座標及びＹ軸の座標と、実際にレーザ干渉計
７で計測されるＸ方向の座標及びＹ軸の座標とを比較す
ることでレチクルホルダ３の位置が分かり、記憶したＸ
Ｙステージ１１のＸ方向の座標及びＹ軸の座標と、実際
にレーザ干渉計１３で計測されるＸ方向の座標及びＹ軸
の座標とを比較することでＸＹステージ１１の位置が分
かる。このようにして、レチクルホルダ３とＸＹステー
ジ１１との相対位置を自由に移動させることができる。

【００３７】以上の処理によって位置合わせが終了する
と、露光動作が開始される。図３及び図４は、本発明の
一実施形態による露光装置を用いて光学素子を製造する
方法を示すフローチャートである。処理が開始すると、
まず基板Ｗが回転ステージ８上に搬入される（ステップ
Ｓ１０）。搬入された基板Ｗは、回転ステージ８上にお
いて位置決めがなされる。図５は、基板Ｗを回転ステー
ジ８に対して基板Ｗの位置決めを行う様子を示す図であ
る。図５に示したように、回転ステージ８上には搬入さ
れた基板Ｗの位置決めを行うための２本のピン２０Ａ，
２０Ｂが設けられており、これらのピン２０Ａ，２０Ｂ
に搬入した基板Ｗを当接させることにより回転テーブル
８に対して基板Ｗの位置決めを行う。尚、回転テーブル
８に対する位置決めは単に基板Ｗを単にピン２０Ａ，２
０Ｂに当接させているだけであるので、位置決め精度は
さほど高くない。尚、ピン２０Ａ、２０Ｂを用いる代わ
りに、回転テーブル８の上方でロードアーム（不図示）
によって保持された基板Ｗの外周部を複数箇所で光学的
に検出し、その検出結果に基づいて基板Ｗと回転テーブ
ル８との位置関係を調整してから基板Ｗをロードアーム
から回転テーブル８に受け渡すようにしてもよい。この
とき、基板Ｗの外周部の検出に用いる発光部又は受光部
を回転テーブル８に設けることが好ましい。

【００３８】次に、主制御系１５はレチクル駆動系２に
対して制御信号を出力し、パターンＰ１の像Ｉｍ１が投
影光学系ＰＬに入射した場合に、その像Ｉｍ１が投影光
学系ＰＬの露光中心に至る位置となるようにレチクルホ
ルダ３をＸＹ平面内で移動させ、レチクルＲの位置決め
を行う。また、主制御系１５はステージ駆動系１４に対
して制御信号を出力し、パターンＰ１の像Ｉｍ１が図１
に示した位置、つまり回転ステージ８の回転中心Ｃ１の
近傍に位置するようＸＹステージ１１を移動させる（ス
テップＳ１２）。また、主制御系１５は照明光学系１に
対して、パターンＰ１以外の部分に露光光ＩＬが照明さ
れないようレチクルブラインドの形状を設定させる。つ
まり、露光時においてパターンＰ１の像Ｉｍ１だけが投
影光学系ＰＬを介して基板Ｗ上に転写されるように設定
する。

【００３９】以上の処理が終了すると、主制御系１５は
回転駆動装置９へ制御信号を出力し、回転ステージ８を
駆動して基板Ｗの回転を開始させるとともに、照明光学
系１に対して制御信号を出力して露光光ＩＬを出射させ
る。露光光ＩＬはレチクルＲに形成されたパターンＰ１
のみを露光し、露光によって形成されるパターンＰ１の
像Ｉｍ１が投影光学系に入射して所定の縮小率で縮小さ
れ、回転する基板Ｗ上に転写される。

【００４０】回転ステージ８が回転している間、角度セ
ンサ１０の検出信号は常時主制御系１５へ出力されてい
るため、主制御系１５は基板Ｗの回転角度及び回転速度
を常時把握し、フォトレジストに適正露光量が与えられ
るように回転テーブル８の速度制御を行っている。パタ
ーンＰ１の像Ｉｍ１を基板Ｗ上に転写させてから基板Ｗ
が１回転すると、主制御系１５は、照明光学系１に対し
て制御信号を出力して露光光ＩＬの出射を停止させる。
次に、基板Ｗ上に形成するゾーンプレートの１段目のパ
ターンの転写が終了したか否かが判断される（ステップ
Ｓ１６）。本実施形態においては、図１に示したように
基板Ｗに形成するソーンプレートをその中心から複数箇
所に分割して形成する場合を想定している。よって、ス
テップＳ１６ではパターンＰ１〜パターンＰ３の像Ｉｍ
１〜Ｉｍ３全てを基板Ｗ上に転写したか否かが判断され
る。尚、本実施形態においては、パターンＰ１〜パター
ンＰ３からなる３つのパターンを転写して基板Ｗ上に形
成されるパターンを１段のパターンとしている。

【００４１】パターンＰ１を転写した段階では、ステッ
プＳ１６の判断結果は「ＮＯ」となり、処理はステップ
Ｓ１２へ戻る。ステップＳ１２においては、主制御系１
５がレチクル駆動系２に対して制御信号を出力し、パタ
ーンＰ２の像Ｉｍ２が投影光学系ＰＬに入射した場合
に、その像Ｉｍ２が投影光学系ＰＬの露光中心に至る位
置となるようにレチクルホルダ３をＸＹ平面内で移動さ
せ、レチクルＲの位置決めを行う。このときも、主制御
系１５は照明光学系１に対して、パターンＰ２以外の部
分に露光光ＩＬが照明されないようレチクルブラインド
の形状を設定させる。また、主制御系１５はステージ駆
動系１４に対して制御信号を出力し、パターンＰ２の像
Ｉｍ２が基板Ｗ上に既に転写されているパターンＰ１の
像Ｉｍ１の外周位置に配置されるようＸＹステージ１１
を駆動する。このとき、図１に示したように、レチクル
Ｒに形成されたパターンＰ１〜Ｐ３は法線方向がＹ軸に
平行に設定されているので、主制御系１５はＸＹステー
ジ１１をＹ軸に沿って負の方向へ移動させることによ
り、パターンＰ２の像Ｉｍ２が基板Ｗ上に既に転写され
ているパターンＰ１の像Ｉｍ１の外周位置に配置され
る。

【００４２】以上の処理が終了すると、ステップＳ１４
へ進み、主制御系１５は照明光学系１に対して制御信号
を出力して露光光ＩＬを出射させ、露光光ＩＬがレチク
ルＲ上に露光されて形成されるパターンＰ２の像Ｉｍ２
を基板Ｗ上に転写する。像Ｉｍ２が基板Ｗ上に転写され
ている場合も、基板Ｗは回転しているため、パターンＰ
２の像Ｉｍ２が基板Ｗ上において同心円状に転写され
る。ステップＳ１４の処理が終了すると、再びステップ
Ｓ１６の判断処理が行われる訳であるが、まだパターン
Ｐ３の像Ｉｍ３の転写が終了していないため、判断結果
は「ＮＯ」となり、ステップＳ１２へ戻る。

【００４３】ステップＳ１２においては、主制御系１５
がレチクル駆動系２に対して制御信号を出力し、パター
ンＰ３の像Ｉｍ３が投影光学系ＰＬに入射した場合に、
その像Ｉｍ３が投影光学系ＰＬの露光中心に至る位置と
なるようにレチクルホルダ３をＸＹ平面内で移動させ、
レチクルＲの位置決めを行う。このときも、主制御系１
５は照明光学系１に対して、パターンＰ３以外の部分に
露光光ＩＬが照明されないようレチクルブラインドの形
状を設定させる。また、主制御系１５はステージ駆動系
１４に対して制御信号を出力し、パターンＰ３の像Ｉｍ
３が基板Ｗ上に既に転写されているパターンＰ２の像Ｉ
ｍ２の外周位置に配置されるようＸＹステージ１１をＹ
軸に沿って負の方向へ移動させる。以上の処理を行っ
て、ステップＳ１４におけるパターンＰ３の像Ｉｍ３の
転写が終了すると、主制御系１５は照明光学系１に対し
て制御信号を出力して露光光ＩＬの出射を停止させる。
以上の処理によって１段目のパターンの転写が終了した
ためステップＳ１６の判断結果が「ＹＥＳ」となる。

【００４４】パターンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉｍ３の
転写が終了すると、レチクルＲに形成されたパターンＰ
４の像Ｉｍ４を基板Ｗ上に転写する処理が行われる（ス
テップＳ１８）。パターンＰ４の像Ｉｍ４を転写するに
あたって主制御系１５は、レチクル駆動系２に対して制
御信号を出力し、パターンＰ４の像Ｉｍ４が投影光学系
ＰＬに入射した場合に、その像Ｉｍ４が投影光学系ＰＬ
の露光中心に至る位置となるようにレチクルホルダ３を
ＸＹ平面内で移動させ、レチクルＲの位置決めを行う。
尚、この場合においても、主制御系１５はパターンＰ４
以外の部分に露光光ＩＬが露光されないようレチクルブ
ラインドを制御する。また、主制御系１５はステージ駆
動系１４に対して制御信号を出力してＸＹステージ１１
をＹ軸に沿って負の方向へ移動させることにより、投影
光学系ＰＬの露光中心が、基板Ｗ上に転写されたパター
ンＰ３の像Ｉｍ３の位置よりも外周に位置するように設
定する。

【００４５】以上の処理が終了すると、主制御系１５は
照明光学系１に対して制御信号を出力して露光光ＩＬを
出射させ、レチクルＲ上に形成されたパターンＰ４の位
置に露光光ＩＬを露光することによって形成されるパタ
ーンＰ４の像Ｉｍ４を基板Ｗ上に転写する。次に、主制
御系１５は照明光学系１に対して制御信号を出力し、露
光光ＩＬの出射を停止させている状態で回転駆動装置９
に対して制御信号を出力し、回転ステージ８を９０度回
転させて再び照明光学系１から露光光ＩＬを出射させパ
ターンＰ４の像Ｉｍ４を基板Ｗ上に転写する。かかる動
作を更に２回繰り返し、基板Ｗの異なる４箇所にパター
ンＰ４の像Ｉｍ４を転写する。このように本実施形態に
おいては、基板Ｗ上において互いに９０度の角度をもっ
て像Ｉｍ４を４回転写する場合を例に挙げているが、転
写する像Ｉｍ４の数は最低限３つあればよい。また、像
Ｉｍ４を転写する位置は、レチクルＲに形成されたパタ
ーンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉｍ３が転写された所以外
であればどの位置であってもよい。

【００４６】ステップＳ２０の処理が終了すると、次に
回転ステージ８上に載置された基板Ｗを露光装置から搬
出する処理が行われ（ステップＳ２０）、基板Ｗ上に塗
布されたフォトレジストを現像して、例えば反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）等のエッチング処理を施し（ス
テップＳ２２）、基板Ｗ上にゾーンプレートの一部をな
す溝を形成する。

【００４７】図６は、ステップＳ２２までの処理が終了
した基板Ｗを示す図であり、（ａ）が上面図であり、
（ｂ）が図６（ａ）中のＡ−Ａ線の断面図である。図６
において、Ｃ２は基板Ｗに形成されたパターン中心を示
している。このパターン中心Ｃ２は基板Ｗ上に形成され
たゾーンプレートの一部をなす同心円状の溝Ｇ１〜Ｇ４
の中心である。尚、図３中のステップＳ１０〜ステップ
Ｓ１８の処理において、基板Ｗの中心が回転ステージ８
の回転中心Ｃ１と一致するように基板Ｗが配置されてい
る場合には、基板中心はパターン中心Ｃ２と一致する。
尚、本実施形態においては、理解の容易のため基板中心
がパターン中心Ｃ２と一致している場合を例に挙げて説
明している。また、基板Ｗ上に形成される溝Ｇ１〜Ｇ５
の本数及び位置は、図６に示したものに制限されず、設
計するゾーンプレートに応じて設定される。

【００４８】また、図６（ａ）に示したようにパターン
Ｐ４の像Ｉｍ４が転写された箇所には基板Ｗの位置情報
を計測するためのアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４が
形成される。かかるアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４
は、パターンＰ４の像Ｉｍ４の転写を行うにあたって、
回転ステージ８のみを回転させて転写しており、ＸＹス
テージ１１及びレチクルホルダ３の移動はさせていな
い。よって、アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４はパタ
ーン中心Ｃ２から等距離の位置に形成されている。

【００４９】図６に示した溝Ｇ１〜Ｇ５及びアライメン
トマークＡＭ１〜ＡＭ４の形成が行われると、図４に示
したステップＳ２４において露光装置内に図６に示した
基板Ｗの搬入が行われる（ステップＳ２４）。基板Ｗの
搬入の際に図３中のステップＳ１０と同様に図５に示し
たピン２０ａ，２０ｂを用いて回転ステージ８上におけ
る基板Ｗ上の位置決めがなされるが、本発明の理解を容
易にするため、この位置決めにおいて、回転ステージ８
の回転中心Ｃ１と基板Ｗのパターン中心Ｃ２とが図７に
示すように一致せずに偏心して位置決めが行われたとす
る。図７は、基板Ｗが回転ステージ８に対して偏心して
載置された状態を示す上面図である。尚、図７において
は、理解を容易にするため、偏心量を誇張して図示して
いる。

【００５０】基板Ｗの位置決めが終了すると、レチクル
ホルダ３上に載置されたレチクルＲを、第２段目のパタ
ーンを基板Ｗ上に形成するためのレチクルＲに交換する
処理が行われる（ステップＳ２６）。尚、ここで交換さ
れるレチクルＲに形成されているパターンＰ１〜Ｐ３
は、通常前工程で用いられていたレチクルＲに形成され
ていたパターンＰ１〜Ｐ３のピッチよりも狭く形成され
ている。尚、前述したステップＳ２２（図３）と並行し
てステップＳ２６を実行して実質的にその処理時間を零
にしてもよい。また、ステップＳ２６では第２段目のパ
ターンを有するレチクルに設けられたアライメントマー
ク４Ａ、４Ｂと基準マーク１７Ａ、１７Ｂとをアライメ
ントセンサ６Ａ、６Ｂで検出して、両マークの位置ずれ
量が零又は所定値になるときのレチクルホルダ３及びＸ
Ｙステージ１１のＸ、Ｙ座標を計測する、即ちレチクル
のアライメントが行われる。この計測された座標は後述
のステップＳ３０などで用いられることになる。

【００５１】以上の処理が終了すると、主制御系１５
は、ステージ駆動系１４に対して制御信号を出力し、ア
ライメントセンサ１８の視野が回転ステージ８の縁部付
近に位置するようＸＹステージ１１を移動させる。つま
り、回転ステージ８を回転させたときに基板Ｗ上に形成
されたアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４がアライメン
トセンサ１８の視野内に配置される位置にＸＹステージ
１１を移動させる。尚、本実施形態においては、アライ
メントマークＡＭ１〜ＡＭ４として図６に示したライン
・アンド・スペースのアライメントマークを想定してお
り、回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対するずれ量を計
測するようにしている。

【００５２】ＸＹステージ１１の移動が完了すると、主
制御系１５はＸＹステージ１１の位置が固定された状態
で回転駆動装置９に対して制御信号を出力し、回転ステ
ージ８を回転し、アライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４の
各々の位置情報を計測する。位置情報の計測に先だっ
て、ＸＹステージ１１の移動が完了した後、回転ステー
ジ８を回転させて予めアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ
４の何れかが形成されている位置を検出しておくことが
好ましい。つまり、かかる動作を行うことによって例え
ばアライメントマークＡＭ１が形成されている位置が検
出された場合、検出された時点において角度センサ１０
から出力される検出信号の値を基準値とする。そして、
この基準値に対して９０度、１８０度、及び２７０度回
転させることによってアライメントマークＡＭ２〜ＡＭ
４をアライメントセンサ１８の視野内に配置させること
ができることになり、以後の処理が容易になるためであ
る。

【００５３】基板Ｗを回転させつつアライメントセンサ
１８から出力される画像信号に対して画像処理を施すこ
とによって基板Ｗの回転角度と、アライメントマークＡ
Ｍ１〜ＡＭ４の位置情報との関係が求まる。アライメン
トマークＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報はアライメントセン
サ１８から出力される画像信号を処理し、例えばその中
心位置を求めることによって得られる。

【００５４】いま、例えば図８に示した関係が得られた
とする。図８は、基板Ｗの回転角度とアライメントマー
クＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報との関係の一例を示す図で
ある。図８に示したように、回転ステージ８の回転角
度、即ち基板Ｗの回転角度に応じてアライメントマーク
ＡＭ１〜ＡＭ４の計測値ｄ１〜ｄ４が異なる。回転ステ
ージ８の回転中心Ｃ１に対するアライメントセンサ１８
の位置は固定されているので、仮に基板Ｗのパターン中
心Ｃ２が回転ステージ８の回転中心Ｃ１と一致しており
基板Ｗが偏心していなければ、アライメントマークＡＭ
１〜ＡＭ４の位置情報の計測値は同じ値となる。図８に
示したように、回転ステージ８の回転角度に対してアラ
イメントマークＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報の計測値ｄ１
〜ｄ４のバラツキがある場合には、回転ステージ８の回
転中心Ｃ１に対して基板Ｗのパターン中心Ｃ２が偏心し
ていることを意味する。

【００５５】次に、基板Ｗの回転角度とアライメントマ
ークＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報との関係から、回転ステ
ージ８の回転中心Ｃ１に対する基板Ｗのパターン中心Ｃ
２のずれ量を計測する処理が行われる（ステップＳ２
８）。以下、回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対する基
板Ｗのパターン中心Ｃ２のずれ量を計測する処理につい
て詳細に説明する。図９は、回転ステージ８の回転中心
Ｃ１に対する基板Ｗのパターン中心Ｃ２のずれ量を計測
する処理手順を説明するための図である。図８に示した
計測値ｄ１〜ｄ４を各々の角度に対応させて配置する
と、図９に示した通りに配置される。

【００５６】前述した通り、回転ステージ８の回転中心
Ｃ１に対してアライメントセンサ１８の位置は固定され
ており、主制御系１５はＸＹステージ１１の動作を制御
しているため、主制御系１５は回転ステージ８の回転中
心Ｃ１の位置は既知である。図９において、主制御系１
５が把握している回転ステージ８の回転中心Ｃ１の位置
に符号Ｐ１を付している。尚、図９中において、符号ａ
１が付された円は、回転中心Ｃ１の位置Ｐ１を中心とす
る補助円であり、理解を容易にするために図示したもの
である。

【００５７】回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対する基
板Ｗのパターン中心Ｃ２のずれ量を計測するために、主
制御系１５は、まず図９に示したように配置された計測
値ｄ１〜ｄ４から図中符号ａ２を付した円を得る。本実
施形態においては、計測値ｄ１〜ｄ４はアライメントマ
ークＡＭ１〜ＡＭ４の中心を示す値であるので、計測値
ｄ１〜ｄ４から得られる円ａ２は、アライメントマーク
ＡＭ１〜ＡＭ４の中心位置を通る円である。この円ａ２
を求めると、次に円ａ２の中心Ｐ２の位置情報を求め
る。この中心Ｐ２の位置情報は、基板Ｗのパターン中心
Ｃ２の位置情報を示している。よって、主制御系１５
は、予め把握している回転ステージ８の回転中心Ｃ１の
位置情報Ｐ１と基板Ｗのパターン中心Ｃ２の位置情報Ｐ
２とが得られたことになり、回転ステージ８の回転中心
Ｃ１の位置情報Ｐ１から位置情報Ｐ１と基板Ｗのパター
ン中心Ｃ２の位置情報Ｐ２を減算することで回転ステー
ジ８の回転中心Ｃ１に対する基板Ｗのパターン中心Ｃ２
のずれ量を計測することができる。

【００５８】回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対する基
板Ｗのパターン中心Ｃ２のずれ量の計測が終了すると、
主制御系１５はステージ駆動系１４に対して制御信号を
出力し、ステップＳ１２においてＸＹステージ１１を移
動させた位置にＸＹステージ１１を移動させる。また、
主制御系１５はレチクル駆動系２に対して制御信号を出
力し、新たにレチクルホルダ３に載置されたパターンＰ
１の像Ｉｍ１が投影光学系ＰＬに入射した場合に、その
像Ｉｍ１が基板Ｗに既に形成された位置にかさなるよ
う、ステップＳ２８で計測したずれ量を考慮してレチク
ルホルダ３をＸＹ平面内で移動させ、レチクルＲの位置
決めを行う（ステップＳ３０）。

【００５９】基板Ｗ及びレチクルＲの位置決めが終了す
ると、主制御系１５は回転駆動装置９に対して制御信号
を出力して回転ステージ８の回転を開始させるととも
に、照明光学系１に対して制御信号を出力して露光光Ｉ
Ｌを出射させ、露光光ＩＬがレチクルＲ上に露光されて
形成されるパターンＰ１の像Ｉｍ１を基板Ｗ上に転写す
る。このとき、基板Ｗのパターン中心Ｃ２が回転ステー
ジ８の回転中心Ｃ１に対してずれているため、回転ステ
ージ８が回転すると基板Ｗのパターン中心Ｃ２は回転ス
テージ８の回転中心Ｃ１を中心として円運動をする。基
板Ｗのパターン中心Ｃ２が円運動とすると、基板Ｗに既
に形成されているパターンと、基板Ｗ上面に転写される
パターンＲ１の像が回転が進むにつれてずれる。このよ
うなずれが生ずると、基板Ｗに形成されるゾーンプレー
トが設計通りの光学性能を果たさなくなる。

【００６０】そこで、本実施形態においてはかかるずれ
を防止するため、基板Ｗのパターン中心Ｃ２の円運動に
同期してレチクルホルダ３を移動させる。図１０（ａ）
〜図１０（ｄ）はレチクルホルダ３の動かし方を説明す
る図であり、理解の容易のため回転ステージ８の回転中
心Ｃ１、基板Ｗのパターン中心Ｃ２、及びレチクルＲに
形成されたパターンＰ１の像Ｉｍ１のみを図示してい
る。尚、パターンＰ１の像Ｉｍ１はその外形のみを図示
している。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示したよう
に、回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対して基板Ｗのパ
ターン中心Ｃ２がずれているため、回転ステージ８の回
転に伴い基板Ｗのパターン中心Ｃ２が符号ＴＲ１を付し
た軌跡に沿って回転運動をする。

【００６１】いま、図１０（ａ）に示した状態でパター
ンＰ１の像Ｉｍ１の基板Ｗ上への転写が開始されたとす
る。図１０（ａ）に示したように、像Ｉｍ１の先端部Ｑ
が基板Ｗのパターン中心Ｃ２の位置に配置され、像Ｉｍ
１の長手方向がＤ１方向に設定された状態で転写が開始
される。回転ステージ８の回転が進み、基板Ｗのパター
ン中心Ｃ２が図１０（ｂ）に示した位置に達しても、像
Ｉｍ１の長手方向がＤ１方向に設定され、先端部Ｑが基
板Ｗのパターン中心Ｃ２に配置されている。同様に、図
１０（ｃ）に示した状態、図１０（ｄ）に示した状態に
像Ｉｍ１が移動されるようにレチクルホルダ３を移動さ
せる。このようにレチクルＲを移動させて基板Ｗに対す
る像Ｉｍ１の位置を移動させることにより、基板Ｗに既
に形成されているパターンと転写される像とを設計通り
に重ね合わせることができる。これは、パターンＰ２の
像Ｉｍ２及びパターンＰ３の像Ｉｍ３を転写する場合も
同様である。

【００６２】尚、基板Ｗは、回転ステージ８の回転軸Ｃ
１を中心として全体が回転しているため、一度像Ｉｍ１
が転写された箇所がレチクルＲの移動により再び像Ｉｍ
１によって転写されることはない。以上の処理によっ
て、基板Ｗの回転に同期してレチクルＲを移動させ、レ
チクルＲに形成されたパターンＰ１の像を、基板Ｗを回
転させつつ基板Ｗ上に転写する処理が行われる（ステッ
プＳ３２）。この処理は基板Ｗ上へ像Ｉｍ１の転写を開
始させてから基板Ｗを１回転すると終了する。

【００６３】次に、基板Ｗ上に形成するゾーンプレート
のｎ（ｎは自然数）段目のパターンの転写が終了したか
否かが判断される（ステップＳ１６）。パターンＰ１の
像Ｉｍ１の転写が終了した時点においては、まだパター
ンＰ２の像Ｉｍ２及びパターンＰ３の像Ｉｍ３の像の転
写が終了していないので、ステップＳ１６の判断結果は
「ＮＯ」となる。その後、パターンＰ３の像Ｉｍ３の転
写が終了するまでステップＳ３０及びステップＳ３２の
処理が繰り返される。パターンＰ３の像Ｉｍ３の転写が
終了すると、ステップＳ３４の判断結果が「ＹＥＳ」と
なり、処理はステップＳ３６へ進む。

【００６４】ステップＳ３６では、パターンＰ１の像Ｉ
ｍ１〜パターンＰ３の像Ｉｍ３の転写が終了した回転ス
テージ８上に載置された基板Ｗを露光装置から搬出する
処理が行われ（ステップＳ３６）、基板Ｗ上に塗布され
たフォトレジストを現像して、例えば反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）等のエッチング処理を施し（ステップ
Ｓ３８）、基板Ｗ上にゾーンプレートの一部をなす溝
を、既に形成されている溝に合わせて形成する。かかる
処理が終了すると、基板Ｗに形成する全ての段について
のパターン形成が終了したか否かが判断され（ステップ
Ｓ４０）、判断結果が「ＮＯ」の場合には処理はステッ
プＳ２４へ戻る。一方、ステップＳ４０の判断結果が
「ＹＥＳ」の場合には、処理は終了する。

【００６５】以上、本発明の一実施形態による光学素子
の製造方法及び露光装置について説明してきたが、本発
明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由
に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、回転
ステージ８の回転軸Ｃ１からずれた状態で配置されて回
転する基板Ｗに既に形成されているパターンと、パター
ンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ１〜Ｉｍ３とをレチクルＲを移動
させることにより位置合わせを行って転写していたが、
本発明はこれに限られない。例えばレチクルＲの位置は
固定した状態で、基板Ｗに形成されたパターンのパター
ン中心Ｃ１の円運動に同期してＸＹステージ１１を移動
させる場合であっても本発明を適用することができる。
また、レチクルＲの位置及び基板ＷのＸＹ面内における
位置を変えることなく、主制御系１５が結像特性制御装
置１９を介して投影光学系ＰＬの結像特性を変えて基板
Ｗに形成されたパターンのパターン中心Ｃ２の回転動作
に同期させて像Ｉｍ１〜Ｉｍ３のＸＹ面内の結像位置を
変える場合も本発明を適用することができる。

【００６６】また、上述の実施形態においては、基板Ｗ
にパターンが既に形成されており、このパターンに重ね
てレチクルＲに形成されたパターンＰ１〜Ｐ３の像Ｉｍ
１〜Ｉｍ３を転写する場合にレチクルＲを移動させて基
板Ｗに対する像Ｉｍ１〜Ｉｍ３の相対位置を移動させる
場合について例を挙げて説明した。しかしながら、本発
明はこれに制限されず、基板Ｗにパターンが形成されて
いない状態であっても基板Ｗと像Ｉｍ１〜Ｉｍ３との相
対位置を移動させる場合についても適用することができ
る。この場合は、例えば基板Ｗが円形形状をしており、
この基板Ｗの中心を中心とする同心円状のパターンを形
成する必要がある場合に本発明を用いると好適である。

【００６７】以上の説明において、発明の本質的部分に
ついての実施形態について説明したが、次に上述の実施
形態を用いて光学素子の１つであるフレネル・ゾーン・
プレートの製造方法について説明する。図１１は、フレ
ネル・ゾーン・プレート製造方法を説明するための断面
図である。図１１においては、波長λ＝６３２．８ｎｍ
のＨｅ−Ｎｅレーザを光源とし、＋１次回折光もしくは
−１次回折光の理論上の最大回折効率が９５％となるよ
うな、８段階層構造を有するフレネル・ゾーン・プレー
トを製造する場合を例に挙げて説明する。

【００６８】まず、図１１（ａ）に示すように外径６０
ｍｍ、厚さ１０ｍｍの光学研磨された高純度合成石英の
光透過性基板「０」上に、屈折率ｎ_S＝１．６７のＡｌ₂
Ｏ₃膜からなる第一のエッチングストッパ層「Ａ」を設
け、更に屈折率ｎ＝１．４６１のＳｉＯ₂膜からなる第
一の透明層「１」をそれぞれイオンビームアシスト蒸着
を施し、更に連続して第一の透明層「１」上に電子ビー
ム蒸着法でＣｒ膜を５０ｎｍで形成したものを用意す
る。これが基板Ｗとなる。

【００６９】次に、上記第一のストッパ層「Ａ」と第一
の透明層「１」上にＣｒ膜が形成された基板Ｗ上にフォ
トレジストをスピンコーティングなどの塗布法で塗布
し、加熱乾燥処理を施し、厚さ０．５μｍ程度のレジス
ト層を形成する。続いて、かかる基板Ｗを露光装置内に
搬入し、設計するフレネル・ゾーン・プレートに応じて
８段階層構造のうちの２段構造に対応するパターンの施
されているレチクルＲをレチクルウェハ３上に載置し、
このレチクルＲと基板Ｗの位置合わせを行った後、図２
中のステップＳ１４の処理を行い、基板Ｗを回転しつ
つ、レチクルＲに形成されたパターンの像を基板Ｗ上に
転写する。また、図６（ａ）に示すアライメントマーク
ＡＭ１〜ＡＭ４を形成するための像も転写する。

【００７０】各種パターンの転写が終了すると、第一の
レジストパターンが形成された基板を反応性イオンエッ
チング装置に入れて、Ｃｒを第一のレジストパターンに
応じてエッチングし、Ｃｒエッチングの後基板Ｗ上に設
けられたレジストを除去する。以上の操作によってＣｒ
膜にレジストパターンが転写されたことになる。続い
て、このＣｒパターンをマスクと、空気面に接した第一
の透明層「１」をエッチングする。エッチング終了後、
マスクであるＣｒを除去し、純水リンスと乾燥工程を経
て完成する。以上の工程により、一部第一のエッチング
ストッパ層「Ａ」が露出した状態で、第一の透明層パタ
ーン「１ａ」が形成される（図１１（ｂ）参照）。

【００７１】このように、形成された第一の透明層パタ
ーン「１ａ」の上部のみにＡｌ₂Ｏ₃膜を蒸着し、第二の
エッチングストッパ層「Ｂ」を形成する（図１１
（ｃ））。これは、例えば露出した第一のストッパ層
「Ａ」上にはレジストを塗布しておき、このレジストご
とその上のＡｌ₂Ｏ₃を除去するなどの方法によって第一
の透明層パターン「１ａ」上部のみに第二のエッチング
ストッパ層「Ｂ」を形成する。この時点で、２段階層構
造のパターンが形成されている。

【００７２】さらに、図１（ａ）に示した場合と同様の
手法により、露出している第一のストッパ層「Ａ」と、
第二のストッパ層「Ｂ」との表面上に、第二の透明層
「２」を形成する（図１１（ｄ）参照）。更に連続して
第二の透明層「２」上に電子ビーム蒸着法でＣｒ膜を５
０ｎｍで作製し、このＣｒ膜上にレジストをスピンコー
ティング塗布し、加熱乾燥処理を施し、厚さ０．５μｍ
程度のレジスト層を形成する。続いて、形成するパター
ンの形状に応じて８段階層構造のうちの４段構造に対応
するパターンの施されているレチクルを使用して、第二
の透明層「２」上のレジストを露光する処理が行われ
る。かかる場合には、図１１（ｃ）に示した基板Ｗ上に
既に形成されているパターンと露光処理によって転写が
行われる像との位置合わせの際に、図４中のステップＳ
３２の処理が行われる。そして、露光したレジストを現
像することにより第二のレジストパターンを作製する。

【００７３】この第二のレジストパターンをマスクとし
て、第二の透明層「２」上のＣｒ膜をエッチングするこ
とによってパターンを転写した後、第二のレジストパタ
ーンを取り除いた。次に、このＣｒパターンをマスクと
して、第一の透明層「１」のエッチング工程と同様の条
件で、第二の透明層「２」の反応性イオンエッチングを
行ない、第二の透明層パターン２ａを形成する（図１１
（ｅ）参照）。

【００７４】次に、第二の透明層パターン２ａ上部のみ
に、Ａｌ₂Ｏ₃膜を蒸着し、第三のエッチングストッパ層
Ｃを形成する（図１１（ｆ）参照）。この時点で、４段
階層構造のパターンが形成されている。さらに、上記の
４段階層構造を形成するまでと同様の工程を繰返して８
段階層構造のパターンを形成する。つまり、露出してい
る第一のストッパ層「Ａ」、第二のストッパ層「Ｂ」、
及び第三のストッパ層Ｃの表面上全面に第三の透過層３
を形成した（図１１（ｇ）参照）た。これら第三の透過
層３上にＣｒ膜、レジスト層を形成した後、８段階層構
造の回折パターンに対応するレチクルパターンを用い
て、パターンの像をレジスト、更にＣｒ膜に順次転写す
る。この場合にも図１１（ｃ）に示した基板Ｗ上に既に
形成されているパターンと露光処理によって転写が行わ
れる像との位置合わせの際に、図４中のステップＳ３２
の処理が行われる。これによって形成されたＣｒパター
ンをマスクとして第三の透明層３に反応性イオンエッチ
ングを行ない、第三の透明層パターン３ａを形成する
（図１１（ｈ）参照）。以上の工程を経ることにより、
最終的に図１１（ｉ）に示すフレネル・ゾーン・プレー
トが形成される。尚、以上説明した光学素子の製造方法
においては、光透過性基板、透明層、エッチングストッ
パ層、また反射防止膜は、用いた光源の波長が、６３
２．８ｎｍであることから選択されたものであり、これ
らの各層（膜）に用いる材質や特性は、使用する光の波
長に応じてそれぞれ各層の作用を発揮し得るものを適宜
選択してやれば良い。

【００７５】以上、本発明の一実施形態による光学素子
の製造方法及び露光装置について説明したが、本発明は
上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に設
計の変更が可能である。例えば、上記実施形態において
は、ＦＩＡ方式のアライメントセンサ１８を用いて撮像
したアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４の画像信号に対
して画像処理を施してアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ
４の位置情報を計測する場合を例に挙げて説明したがこ
れに限られず、ＬＳＡ方式のアライメントセンサ及びＬ
ＩＡ方式のアライメントセンサについても本発明を適用
することができる。

【００７６】尚、前述した本発明の一実施形態による露
光装置（図１）は、基板Ｗを精度よく高速に位置制御す
ることができ、スループットを向上しつつ高い露光精度
で露光が可能となるように、照明光学系１、レチクルホ
ルダ３、レチクル駆動系２、及びレーザ干渉計７を含む
マスクアライメント系、回転ステージ８、ＸＹステージ
１１、移動鏡１２Ｘ，１２Ｙ、及びレーザ干渉計１３、
及びステージ駆動系１４を含むウェハアライメント系、
投影光学系ＰＬ等の図１に示された各要素が電気的、機
械的、又は光学的に連結して組み上げられた後、総合調
整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造され
る。尚、露光装置の製造は、温度及びクリーン度等が管
理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７７】投影光学系ＰＬは縮小系のみならず等倍系
及び拡大系のいずれでも良い。更に、投影光学系ＰＬは
屈折系のみならず反射系及び反射屈折系のいずれでもよ
い。また、露光用照明光ＩＬは遠紫外光又は真空紫外光
などに限られるものではなく、軟Ｘ線領域（波長５〜５
０ｎｍ程度）のＥＵＶ光、又は硬Ｘ線を用いてもよい
し、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線な
どを用いてもよい。投影光学系ＰＬとしては、エキシマ
レーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や
蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂レーザ
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系
にし（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、ま
た、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズお
よび偏向器からなる電子光学系を用いればいい。なお、
電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまで
もない。

【００７８】ウェハホルダをステージ上に載置する場
合、ステージとしてリニアモータ（USP5、623,853又はU
SP5、528、118参照）を用いる場合は、エアベアリング
を用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタ
ンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。ま
た、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもい
いし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもいい。ス
テージの駆動装置としては、２次元に磁石を配置した磁
石ユニットと、２次元にコイルを配置した電機子ユニッ
トとを対向させ電磁力によりステージを駆動する平面モ
−タを用いてもいい。この場合、磁石ユニットと電機子
ユニットとのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユ
ニットと電機子ユニットとの他方をステージの移動面側
に設ければよい。

【００７９】ウェハステージの移動により発生する反力
は、特開平８−１６６４７５号公報（USP5、528、118）
に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的
に床（大地）に逃がしてもいい。マスクステージの移動
により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報
（US S／N 08/416,558）に記載されているように、フレ
ーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよ
い。

【００８０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ステージを回転させたときの感光基板の中心位置の
移動に合わせて感光基板に対するパターンの像の相対位
置を変化させつつ転写するようにしている。よって、感
光基板の中心位置がステージの回転中心からずれて配置
されている場合であっても、感光基板の中心を中心とす
る同心円状のパターンを感光基板上に形成する場合や、
感光基板上に既に形成されている同心円状のパターンに
合わせて像を転写して同心円状のパターンを形成する場
合にも、ステージの回転中心に対して基板の中心位置を
高精度に位置合わせすることなく感光基板の中心を中心
とした形状のパターンを形成することができるという効
果がある。また、本発明によれば、感光基板の位置情報
を計測するためのマークを感光基板上に形成し、このマ
ークの位置情報からステージの回転中心に対する感光基
板の中心位置のずれ量を算出しており、感光基板の位置
情報を計測するための特殊な装置を必要とせず、従来の
装置を用いて容易に計測することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による光学素子の製造方
法において用いられる本発明の一実施形態による露光装
置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】 基準マーク部材１６とレチクルＲとの位置合
わせを行う様子を示す図である。

【図３】 本発明の一実施形態による露光装置を用いて
光学素子を製造する方法を示すフローチャートである。

【図４】 本発明の一実施形態による露光装置を用いて
光学素子を製造する方法を示すフローチャートである。

【図５】 基板Ｗを回転ステージ８に対して基板Ｗの位
置決めを行う様子を示す図である。

【図６】 ステップＳ２２までの処理が終了した基板Ｗ
を示す図である。

【図７】 基板Ｗが回転ステージ８に対して偏心して載
置された状態を示す上面図である。

【図８】 基板Ｗの回転角度とアライメントマークＡＭ
１〜ＡＭ４の位置情報との関係の一例を示す図である。

【図９】 回転ステージ８の回転中心Ｃ１に対する基板
Ｗのパターン中心Ｃ２のずれ量を計測する処理手順を説
明するための図である。

【図１０】 レチクルホルダ３の動かし方を説明する図
である。

【図１１】 フレネル・ゾーン・プレート製造方法を説
明するための断面図である。

【図１２】 ゾーンプレートの一例を示す図である。

【図１３】 階段状の周期構造の形成方法を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

２ レチクル駆動系（移動手段） ８ 回転ステージ（ステージ） １１ ＸＹステージ（移動手段） １４ ステージ駆動系（移動手段） １５ 主制御系（ずれ量算出手段、
移動手段、制御手段） １８ アライメントセンサ（位置情
報計測装置） １９ 結像特性制御装置（移動手
段） Ｒ レチクル（マスク） Ｗ 基板（感光基板） Ｃ１ 回転中心 Ｃ２ パターン中心（中心位置） Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ パターン Ｐ４ パターン（マークのパター
ン） Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ３ 像（パターンの像） ＡＭ１〜ＡＭ４ アライメントマーク（マー
ク）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクに形成されたパターンの像を、回
   転するステージ上に載置された感光基板の転写面に転写
   し、所定の処理を行って製造される光学素子の製造方法
   であって、 前記ステージの回転中心に対する前記感光基板の中心位
   置のずれ量を算出し、当該ずれ量に応じて前記感光基板
   と前記マスクに形成されたパターンの像との相対位置を
   変化させつつ前記パターンの像を前記感光基板の転写面
   に転写することを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 【請求項２】 マスクに形成されたパターンの像を、回
   転するステージ上に載置された感光基板の転写面に転写
   し、所定の処理を行って製造される光学素子の製造方法
   であって、 前記感光基板の転写面に前記感光基板の位置情報を計測
   するためのマークの像を転写する工程と、 前記マークの像が転写された感光基板に対して所定の処
   理を行って形成されたマークの位置情報を計測する工程
   と、 計測された前記位置情報から、前記ステージの回転中心
   に対する前記感光基板の中心位置のずれ量を算出する工
   程と、 算出された前記ずれ量に応じて、前記感光基板に対する
   前記マスクの位置を変化させつつ前記マスクに形成され
   たパターンの像を前記感光基板の転写面に転写する工程
   とを有することを特徴とする光学素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記所定の処理は、現像処理及びエッチ
   ング処理であることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の光学素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記マスクに形成されたパターンは、回
   折パターンの一部であることを特徴とする請求項３記載
   の光学素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記マークの像は、少なくとも前記感光
   基板の転写面上の異なる３点に形成されることを特徴と
   する請求項２記載の光学素子の製造方法。
6. 【請求項６】 マスクに形成されたパターンの像を、回
   転するステージ上に載置された感光基板の転写面に転写
   する露光装置において、 前記ステージの回転中心に対する前記感光基板の中心位
   置のずれ量を算出するずれ量算出手段と、 前記ずれ量算出手段の算出結果に応じて前記感光基板と
   前記マスクに形成されたパターンの像との相対位置を変
   化させる移動手段とを具備することを特徴とする露光装
   置。
7. 【請求項７】 前記感光基板の転写面に形成されたマー
   クの位置情報を計測する位置情報計測装置を備え、 前記ずれ量算出手段は、前記位置情報計測装置の計測結
   果に基づいて前記ずれ量を算出することを特徴とする請
   求項６記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記マスクには前記マークのパターンが
   形成され、 前記ステージ及び移動手段を制御して前記マークのパタ
   ーンの像を前記基板の転写面に転写する制御手段を具備
   することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記マークのパターン
   の像を、少なくとも前記感光基板の転写面上の異なる３
   点に形成することを特徴とする請求項７記載の露光装
   置。