JP2002139847A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置、露光方法及びデバイス製造方法Info
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- JP2002139847A JP2002139847A JP2000333770A JP2000333770A JP2002139847A JP 2002139847 A JP2002139847 A JP 2002139847A JP 2000333770 A JP2000333770 A JP 2000333770A JP 2000333770 A JP2000333770 A JP 2000333770A JP 2002139847 A JP2002139847 A JP 2002139847A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスク及び基板の位置情報の計測に要する時
間を短縮することができ、その結果として生産効率の向
上を図ることができる露光装置、露光方法及びデバイス
製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 プレートアライメントセンサ１８ａ，１
８ｂは基準となる指標を備え、この指標の像をプレート
Ｐ上のマークに投影して指標の像とマークとの相対関係
からプレートＰの位置情報を求める。空間像検出装置２
０ａ，２０ｂは投影光学系ＰＬを介して投影される画像
処理用マークＩＭの空間像を計測するとともに、プレー
トアライメントセンサ１８ａ，１８ｂから投影される指
標の空間像を計測する。主制御系１５は、プレートアラ
イメントセンサ１８ａ，１８ｂ及び空間像検出装置２０
ａ，２０ｂの計測結果からベースライン量を求める。
間を短縮することができ、その結果として生産効率の向
上を図ることができる露光装置、露光方法及びデバイス
製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 プレートアライメントセンサ１８ａ，１
８ｂは基準となる指標を備え、この指標の像をプレート
Ｐ上のマークに投影して指標の像とマークとの相対関係
からプレートＰの位置情報を求める。空間像検出装置２
０ａ，２０ｂは投影光学系ＰＬを介して投影される画像
処理用マークＩＭの空間像を計測するとともに、プレー
トアライメントセンサ１８ａ，１８ｂから投影される指
標の空間像を計測する。主制御系１５は、プレートアラ
イメントセンサ１８ａ，１８ｂ及び空間像検出装置２０
ａ，２０ｂの計測結果からベースライン量を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置、露光方
法、及びデバイス製造方法に係り、特にリソグラフィー
工程で大型の基板を用いてマイクロデバイスを製造する
際に用いられる露光装置、露光方法及びデバイス製造方
法に関する。
法、及びデバイス製造方法に係り、特にリソグラフィー
工程で大型の基板を用いてマイクロデバイスを製造する
際に用いられる露光装置、露光方法及びデバイス製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、
又は薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造におい
ては、マスクやレチクル（以下、マスクと称する）に形
成されたパターンの像をウェハやガラスプレート等（以
下、これらを総称する場合は、基板と称する）に転写す
る露光装置が用いられる。例えば、液晶表示素子（ＬＣ
Ｄ）を製造する際には、所謂ステップ・アンド・リピー
ト方式の露光装置（以下、ステッパと称する）が用いら
れることが多い。このステッパは、マスク上に形成され
たＬＣＤのパターンを基板としてのガラスプレート（以
下、プレートと称する）の所定の領域に露光した後、プ
レートが載置されているプレートステージを一定距離だ
けステッピング移動させて、プレートの別の領域に再び
露光を行い、かかる動作をプレートに設定された全ての
領域に対して繰り返し行うことにより、マスクに形成さ
れたパターンの像をプレート全体に転写する装置であ
る。
又は薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造におい
ては、マスクやレチクル（以下、マスクと称する）に形
成されたパターンの像をウェハやガラスプレート等（以
下、これらを総称する場合は、基板と称する）に転写す
る露光装置が用いられる。例えば、液晶表示素子（ＬＣ
Ｄ）を製造する際には、所謂ステップ・アンド・リピー
ト方式の露光装置（以下、ステッパと称する）が用いら
れることが多い。このステッパは、マスク上に形成され
たＬＣＤのパターンを基板としてのガラスプレート（以
下、プレートと称する）の所定の領域に露光した後、プ
レートが載置されているプレートステージを一定距離だ
けステッピング移動させて、プレートの別の領域に再び
露光を行い、かかる動作をプレートに設定された全ての
領域に対して繰り返し行うことにより、マスクに形成さ
れたパターンの像をプレート全体に転写する装置であ
る。
【０００３】マスクに形成されたパターンの像をプレー
トに転写する際には、プレートの位置とパターンの像の
位置とを精密に合わせる必要がある。近年、プレートに
形成されるパターンの微細化に伴ってマスクとプレート
との高い位置合わせ精度が要求され、例えばプレートに
形成されるパターンの最小線幅の数分の１から数十分の
１程度の位置合わせ精度が要求される。このため、マス
クやプレートには位置計測用のマークが形成されてお
り、露光装置はこれらのマークの位置情報を高い精度で
計測する位置計測装置を備えている。
トに転写する際には、プレートの位置とパターンの像の
位置とを精密に合わせる必要がある。近年、プレートに
形成されるパターンの微細化に伴ってマスクとプレート
との高い位置合わせ精度が要求され、例えばプレートに
形成されるパターンの最小線幅の数分の１から数十分の
１程度の位置合わせ精度が要求される。このため、マス
クやプレートには位置計測用のマークが形成されてお
り、露光装置はこれらのマークの位置情報を高い精度で
計測する位置計測装置を備えている。
【０００４】マスク又はプレートに形成された位置計測
用のマークを用いて位置情報を計測する位置計測装置の
主なものとしては、計測原理の観点から分類すると、Ｌ
ＳＡ（Laser Step Alignment）方式やＦＩＡ（Field Im
age Alignment）方式のものがある。ＬＳＡ方式の位置
計測装置は、レーザ光をプレート上に形成されたドット
列のマークに照射し、回折・散乱された光を利用してそ
のマークの位置情報を計測する位置計測装置である。Ｆ
ＩＡ方式の位置計測装置は、ハロゲンランプ等の波長帯
域幅の広い光源を用いてマークを照明し、その結果得ら
れたマークの像を画像信号に変換した後、画像処理して
マークの位置情報を求める位置計測装置であり、アルミ
ニウム層やプレート上に形成された非対称なマークの計
測に効果的である。
用のマークを用いて位置情報を計測する位置計測装置の
主なものとしては、計測原理の観点から分類すると、Ｌ
ＳＡ（Laser Step Alignment）方式やＦＩＡ（Field Im
age Alignment）方式のものがある。ＬＳＡ方式の位置
計測装置は、レーザ光をプレート上に形成されたドット
列のマークに照射し、回折・散乱された光を利用してそ
のマークの位置情報を計測する位置計測装置である。Ｆ
ＩＡ方式の位置計測装置は、ハロゲンランプ等の波長帯
域幅の広い光源を用いてマークを照明し、その結果得ら
れたマークの像を画像信号に変換した後、画像処理して
マークの位置情報を求める位置計測装置であり、アルミ
ニウム層やプレート上に形成された非対称なマークの計
測に効果的である。
【０００５】また、位置計測における観察方法の観点か
ら位置計測装置を分類すると、投影光学系を介してプレ
ート上のマークの位置情報を計測するＴＴＬ（スルー・
ザ・レンズ）方式、投影光学系を介してプレートに形成
されたマークとマスクに形成されたマークとを同時に観
察し、両者の相対位置関係を検出するＴＴＭ（スルー・
ザ・マスク）方式、及び投影光学系を介することなく直
接プレート上のマークの位置情報を計測するオフ・アク
シス方式等がある。
ら位置計測装置を分類すると、投影光学系を介してプレ
ート上のマークの位置情報を計測するＴＴＬ（スルー・
ザ・レンズ）方式、投影光学系を介してプレートに形成
されたマークとマスクに形成されたマークとを同時に観
察し、両者の相対位置関係を検出するＴＴＭ（スルー・
ザ・マスク）方式、及び投影光学系を介することなく直
接プレート上のマークの位置情報を計測するオフ・アク
シス方式等がある。
【０００６】液晶表示素子を製造する場合には、大型の
プレートを扱うため、一般的にはオフ・アクシス方式の
位置計測装置を用いてプレートの位置情報を計測する。
また、マスクとプレートとの相対的な位置関係は、上記
のＴＴＭ方式の位置計測装置で計測される。尚、プレー
トの位置情報計測用にオフ・アクシス方式の位置計測装
置を備える露光装置では、マスクに形成されたパターン
の像をプレートに照射する投影光学系の投影領域外に計
測視野が設定されているため、位置計測装置の計測中心
と、マスクに形成されたパターンの投影像の中心（露光
中心）との間隔であるベースライン量を予め求めておく
必要がある。ベースライン量の計測は、プレートを載置
するプレートステージ上に設けられた基準部材を用いて
行われる。
プレートを扱うため、一般的にはオフ・アクシス方式の
位置計測装置を用いてプレートの位置情報を計測する。
また、マスクとプレートとの相対的な位置関係は、上記
のＴＴＭ方式の位置計測装置で計測される。尚、プレー
トの位置情報計測用にオフ・アクシス方式の位置計測装
置を備える露光装置では、マスクに形成されたパターン
の像をプレートに照射する投影光学系の投影領域外に計
測視野が設定されているため、位置計測装置の計測中心
と、マスクに形成されたパターンの投影像の中心（露光
中心）との間隔であるベースライン量を予め求めておく
必要がある。ベースライン量の計測は、プレートを載置
するプレートステージ上に設けられた基準部材を用いて
行われる。
【０００７】ベースライン量を計測する際には、まずプ
レートステージを移動させて基準部材を投影光学系の投
影領域内の所定位置に配置し、上記のＴＴＭ方式の位置
計測装置を用いて投影光学系を介して基準部材に形成さ
れた基準マークとマスクに形成された位置計測用のマー
クとを同時に観察してマスクに形成されたパターンの投
影像の中心（露光中心）を求める。次に、プレートステ
ージを移動させて基準部材をオフ・アクシス方式の位置
計測装置の計測視野内に配置し、基準マークの位置情報
を計測して位置計測装置の計測中心を求める。そして、
得られた露光中心及び計測中心、並びに露光中心及び計
測中心を求めたときのプレートステージ位置に基づいて
露光中心と計測中心との距離を求めることによりベース
ライン量が求められる。
レートステージを移動させて基準部材を投影光学系の投
影領域内の所定位置に配置し、上記のＴＴＭ方式の位置
計測装置を用いて投影光学系を介して基準部材に形成さ
れた基準マークとマスクに形成された位置計測用のマー
クとを同時に観察してマスクに形成されたパターンの投
影像の中心（露光中心）を求める。次に、プレートステ
ージを移動させて基準部材をオフ・アクシス方式の位置
計測装置の計測視野内に配置し、基準マークの位置情報
を計測して位置計測装置の計測中心を求める。そして、
得られた露光中心及び計測中心、並びに露光中心及び計
測中心を求めたときのプレートステージ位置に基づいて
露光中心と計測中心との距離を求めることによりベース
ライン量が求められる。
【０００８】露光処理を行う場合には、プレートをプレ
ートステージ上に搬送した後、位置計測装置によってプ
レートに形成されたマークを計測し、マークの計測中心
からのずれ量を求め、このずれ量をベースライン量で補
正した距離だけプレートを移動することによってプレー
トとマスクとの相対位置を正確に位置合わせした後に、
露光光をマスクに照射して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プレートに転写する。
ートステージ上に搬送した後、位置計測装置によってプ
レートに形成されたマークを計測し、マークの計測中心
からのずれ量を求め、このずれ量をベースライン量で補
正した距離だけプレートを移動することによってプレー
トとマスクとの相対位置を正確に位置合わせした後に、
露光光をマスクに照射して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プレートに転写する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したＴ
ＴＭ方式の位置計測装置を用いてマスクとプレートとの
相対的な位置関係を計測する前に、プレートが載置され
るプレートステージとマスクとの相対的な位置関係を予
め計測する必要がある。マスクとプレートステージとの
相対的な位置関係は、プレートステージ上の基準部材に
形成された基準マークの一種であるスリットマークとマ
スクに形成された位置計測用のマークとを用いて行われ
る。つまり、基準部材の下方から検知光を照射し、基準
部材に形成されたスリットマークから射出され、投影光
学系を介した検知光の内、マスクに形成されたスリット
マークを透過する検知光の光量を計測してマスクとプレ
ートステージとの相対的な位置関係を求める。
ＴＭ方式の位置計測装置を用いてマスクとプレートとの
相対的な位置関係を計測する前に、プレートが載置され
るプレートステージとマスクとの相対的な位置関係を予
め計測する必要がある。マスクとプレートステージとの
相対的な位置関係は、プレートステージ上の基準部材に
形成された基準マークの一種であるスリットマークとマ
スクに形成された位置計測用のマークとを用いて行われ
る。つまり、基準部材の下方から検知光を照射し、基準
部材に形成されたスリットマークから射出され、投影光
学系を介した検知光の内、マスクに形成されたスリット
マークを透過する検知光の光量を計測してマスクとプレ
ートステージとの相対的な位置関係を求める。
【００１０】このとき、投影光学系やマスクに対してプ
レートステージを走査移動させ、プレートステージの位
置に対する検知光の光量の変化に基づいて、基準部材に
対するマスクの位置情報を求めている。このように、マ
スクとプレートステージとの相対的な位置関係を計測す
る際には、プレートステージを走査移動させる必要があ
る。また、基準部材に対するマスクの位置情報を高精度
に計測するためには、プレートステージの走査移動を数
回行う必要がある。通常、位置情報の計測はプレートス
テージ表面内に設定されたＸ軸方向の位置情報とＸ軸に
直交するＹ軸方向の位置情報とを計測する必要がある
が、これら２方向各々についてプレートステージを走査
移動させて位置情報を計測する必要があり、計測精度も
考慮すると走査移動の回数が多くなり計測に要する時間
が長くなるという問題があった。
レートステージを走査移動させ、プレートステージの位
置に対する検知光の光量の変化に基づいて、基準部材に
対するマスクの位置情報を求めている。このように、マ
スクとプレートステージとの相対的な位置関係を計測す
る際には、プレートステージを走査移動させる必要があ
る。また、基準部材に対するマスクの位置情報を高精度
に計測するためには、プレートステージの走査移動を数
回行う必要がある。通常、位置情報の計測はプレートス
テージ表面内に設定されたＸ軸方向の位置情報とＸ軸に
直交するＹ軸方向の位置情報とを計測する必要がある
が、これら２方向各々についてプレートステージを走査
移動させて位置情報を計測する必要があり、計測精度も
考慮すると走査移動の回数が多くなり計測に要する時間
が長くなるという問題があった。
【００１１】また、プレートに形成されたマークの位置
情報の計測は前述したオフ・アクシス方式であってＬＳ
Ａ方式の位置計測装置で行われる。ＬＳＡ方式の位置計
測装置でマークの位置情報を計測するためには、照射さ
れるレーザ光に対してプレートに形成されたマークを走
査し、その結果得られた回折光の光量の変化とプレート
ステージの位置とに基づいてマークの位置情報を計測し
ている。マークの位置情報を計測する場合においても、
プレートステージをＸ軸方向とＹ軸方向との２方向に走
査移動させなければならない。しかも、プレートには複
数のマークが形成されており、計測するマーク毎にプレ
ートステージをＸ軸方向及びＹ軸方向へ走査移動させな
ければならない。よって、プレートに形成されたマーク
の位置情報の計測に要する時間が長くなるという問題が
あった。
情報の計測は前述したオフ・アクシス方式であってＬＳ
Ａ方式の位置計測装置で行われる。ＬＳＡ方式の位置計
測装置でマークの位置情報を計測するためには、照射さ
れるレーザ光に対してプレートに形成されたマークを走
査し、その結果得られた回折光の光量の変化とプレート
ステージの位置とに基づいてマークの位置情報を計測し
ている。マークの位置情報を計測する場合においても、
プレートステージをＸ軸方向とＹ軸方向との２方向に走
査移動させなければならない。しかも、プレートには複
数のマークが形成されており、計測するマーク毎にプレ
ートステージをＸ軸方向及びＹ軸方向へ走査移動させな
ければならない。よって、プレートに形成されたマーク
の位置情報の計測に要する時間が長くなるという問題が
あった。
【００１２】更に、オフ・アクシス方式の位置計測装置
を備える露光装置では、前述したベースライン量を管理
しなければならない。このベースライン量は、プレート
に形成されたマークをオフ・アクシス方式の位置計測装
置で計測してプレートの位置情報を求めた後に、プレー
ト上の所定領域を投影光学系の露光領域に位置合わせす
る際に用いられる操作量であるため高い精度で計測する
必要があり、変動を考慮すると頻繁に計測する必要があ
る。このため、ベースライン量は一定の処理時間又は一
定数のプレートを処理する毎に高い精度をもって計測さ
れる。ベースライン量の計測は、前述した基準部材に形
成されたスリットパターンとマスクに形成されたスリッ
トパターンとの観察を行って露光中心を求め、基準部材
に形成された基準パターンをオフ・アクシス方式の位置
計測装置で計測して計測中心を求めることにより算出さ
れる。従って、露光中心等を求める場合及び計測中心を
求める場合の何れの場合であってもプレートステージを
操作移動する必要があるため、ベースライン量の計測に
要する時間が長くなるという問題があった。
を備える露光装置では、前述したベースライン量を管理
しなければならない。このベースライン量は、プレート
に形成されたマークをオフ・アクシス方式の位置計測装
置で計測してプレートの位置情報を求めた後に、プレー
ト上の所定領域を投影光学系の露光領域に位置合わせす
る際に用いられる操作量であるため高い精度で計測する
必要があり、変動を考慮すると頻繁に計測する必要があ
る。このため、ベースライン量は一定の処理時間又は一
定数のプレートを処理する毎に高い精度をもって計測さ
れる。ベースライン量の計測は、前述した基準部材に形
成されたスリットパターンとマスクに形成されたスリッ
トパターンとの観察を行って露光中心を求め、基準部材
に形成された基準パターンをオフ・アクシス方式の位置
計測装置で計測して計測中心を求めることにより算出さ
れる。従って、露光中心等を求める場合及び計測中心を
求める場合の何れの場合であってもプレートステージを
操作移動する必要があるため、ベースライン量の計測に
要する時間が長くなるという問題があった。
【００１３】特に、大面積のプレートを露光する露光装
置では、マスクに形成されたパターンの像をプレートに
転写する処理自体に時間を要するため、単位時間に処理
することができるプレートの枚数が少ない（スループッ
トが低い）。よって、高スループット化を図ることが製
造効率を高めるとともに製造コストを低減するために極
めて重要である。パターンの像をプレートに転写する際
に必要な時間の短縮は難しいため、転写に要する時間以
外のマーク計測に要する時間等を短縮することが重要と
なる。
置では、マスクに形成されたパターンの像をプレートに
転写する処理自体に時間を要するため、単位時間に処理
することができるプレートの枚数が少ない（スループッ
トが低い）。よって、高スループット化を図ることが製
造効率を高めるとともに製造コストを低減するために極
めて重要である。パターンの像をプレートに転写する際
に必要な時間の短縮は難しいため、転写に要する時間以
外のマーク計測に要する時間等を短縮することが重要と
なる。
【００１４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、マスク及び基板の位置情報の計測に要する時間を
短縮することができ、その結果として生産効率の向上を
図ることができる露光装置、露光方法及びデバイス製造
方法を提供することを目的とする。
あり、マスク及び基板の位置情報の計測に要する時間を
短縮することができ、その結果として生産効率の向上を
図ることができる露光装置、露光方法及びデバイス製造
方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点による露光装置は、照明光をマ
スク（Ｍ）に照射し、該マスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーン（ＤＰ）の像を、投影光学系（ＰＬ）を介して基板
（Ｐ）に転写する露光装置において、基準となる指標
（３７ｂ）を備え、前記基板（Ｐ）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、前記基板（Ｐ）上
に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）を照明
し、前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）に対する前記マー
ク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）の位置を計測する第１の位
置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）と、前記投影光学系（Ｐ
Ｌ）で投影されたマスク（Ｍ）のパターンの空間像を計
測して、前記パターンの位置を計測する第２の位置計測
手段（２０ａ、２０ｂ）と、前記第１の位置計測手段
（１８ａ〜１８ｄ）で投影された前記指標の像を前記第
２の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）で計測し、前記マ
スク（Ｍ）のパターンと前記基板（Ｐ）との相対的位置
を求める演算手段（１５）とを備えたことを特徴として
いる。この発明によれば、マスクのパターンの空間像を
第２の位置計測手段で計測してマスクに形成されたパタ
ーンの位置を求め、第１の位置計測手段から投影される
指標の像を第２の位置計測手段で計測して第１の位置計
測手段の位置を求めている。また、第１の位置計測手段
は基板に形成されたマークの指標に対する位置を計測し
ている。よって、第２の位置計測手段の計測結果からマ
スクに形成されたパターンと第１の位置計測手段との相
対的位置が求められ、更に第１の位置計測手段の計測結
果を用いるとマスクＭに形成されたパターンと基板との
位置関係を求めることができる。また、マスクに形成さ
れたパターンの位置及び第１の位置計測手段の位置は何
れも空間像を第２の位置計測装置で計測され、計測に機
械的な移動を伴わないため計測に要する時間を短縮する
ことができる。また、本発明の第１の観点による露光装
置は、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）が、
検出した前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）と前記マーク
（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）との相対位置関係に基づい
て、前記基板（Ｐ）の位置を計測することを特徴として
いる。この発明によれば、第１の位置計測手段がマーク
上に指標の像を投影し、その結果得られる指標の像とマ
ークとの相対位置関係に基づいて基板の位置を計測して
いる。指標の像は第１の位置計測手段の基準を定めるも
のであり、基板の位置をこの指標の像とマークとの相対
位置関係から求めることで、精度良く基板の位置を計測
できる。ここで、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１
８ｄ）が、予め前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を計測
して得られた位置情報に基づき、前記マーク（ＡＭ、Ａ
Ｍ１〜ＡＭ４）の位置を計測することを特徴としてい
る。特に、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）
が、前記基板（Ｐ）を載置するステージ（１１）に設け
られた反射部材（ＲＦ１、ＲＦ３）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影し、該指標（３７ｂ）の像（Ｉ
ｍ）の位置を計測して記憶することが好適である。この
発明によれば、指標の像とマークとの相対関係を求める
場合には、各々が良好な状態で計測される必要がある
が、指標の像は基板上に投影されており基板表面状態に
よっては良好な状態で計測されない場合（例えば、指標
の像のコントラストが低い場合）が考えられる。そこ
で、予め前記指標の像を計測して位置情報を正確に得て
おくことにより、基板上のマークを計測する際にマーク
の像が良好な状態で計測されない場合であっても基板上
のマークを高い精度で計測できる。しかも、予め指標の
像を計測するときには、反射部材に指標の像を投影する
ことで指標の像を良好な状態で計測できるため、計測精
度を維持する上で好適である。また、本発明の第１の観
点による露光装置は、前記演算手段（１５）が、前記マ
スク（Ｍ）と前記基板（Ｐ）との位置ずれ量から、前記
基板（Ｐ）の位置補正を求めることを特徴としている。
また、本発明の第１の観点による露光装置は、前記第１
の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）が、前記基板（Ｐ）
に前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、
前記基板（Ｐ）上に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜
ＡＭ４）を照明する照明手段（３０、３１、３２、３
３、３４、３５）を備え、該照明手段（３０、３１、３
２、３３、３４、３５）は前記基板（Ｐ）に応じて照明
光の波長成分を変更することを特徴としている。また、
本発明の第１の観点による露光装置は、前記第１の位置
計測手段（１８ａ〜１８ｄ）及び前記第２の位置計測手
段（２０ａ、２０ｂ）をそれぞれ複数設け、前記マスク
（Ｍ）のパターンの空間像を計測して、前記複数の第２
の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）の相対的な位置関係
を求め、該複数の第２の位置計測手段（２０ａ、２０
ｂ）の相対的位置関係及び前記複数の第２の位置計測手
段（２０ａ、２０ｂ）で計測された前記複数の第１の位
置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）の位置情報から、前記複
数の第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）の相対的な
位置関係を求める制御手段（１５）を備えることを特徴
としている。この発明によれば、第１の位置計測手段を
複数設けて基板上のマークの計測に要する時間を短縮
し、更に第２の位置計測手段を複数設けて第１の位置計
測手段から投射される指標の像の計測に要する時間を短
縮している。また、第２の位置計測手段各々でマスクの
パターンの空間像を計測することにより、第２の位置計
測手段の相対的な位置関係が精度良く求められ、第２の
位置計測手段各々が第１の位置計測手段の少なくとも１
つの位置を計測しているので、第１の位置計測手段間の
相対的な位置関係を高い精度で求めることができる。ま
た、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点に
よる露光装置は、照明光をマスク（Ｍ）に照射し、該マ
スク（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）の像を、投影
光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）に転写する露光装置
において、前記パターン（ＤＰ）の像が投影される前記
基板（Ｐ）の位置を検出する基板位置計測手段（１８ａ
〜１８ｄ）と、前記投影光学系（ＰＬ）を介して前記基
板（Ｐ）に投影されるパターン（ＤＰ）が設けられた前
記マスク（Ｍ）の基準点と、前記基板位置計測手段の基
準点とを計測する位置整合手段（２０ａ、２０ｂ）とを
備えたことを特徴としている。この発明によれば、基板
位置計測手段が基板の位置を計測し、位置整合手段がマ
スクの基準点と基板位置計測手段の基準点とを計測して
いる。従って、これらの計測結果に基づいてマスクの基
準点と基板との相対位置関係を求めることができる。ま
た、本発明の第２の観点による露光装置は、前記位置整
合手段（２０ａ、２０ｂ）が、前記基板（Ｐ）を載置す
る移動可能なステージ手段（ＰＳ）に設けられ、該ステ
ージ手段（ＰＳ）は、位置を計測するステージ位置計測
手段（１３Ｘ、１３Ｙ）を備えることを特徴としてい
る。上記課題を解決するために、本発明の露光方法は、
照明光をマスク（Ｍ）に照射し、該マスク（Ｍ）に形成
されたパターン（ＤＰ）の像を、投影光学系（ＰＬ）を
介して基板（Ｐ）に転写する露光方法において、基準と
なる指標（３７ｂ）を前記基板（Ｐ）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、前記基板（Ｐ）上
に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）を照明す
る第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）を用いて、前
記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）と前記マーク（ＡＭ、Ａ
Ｍ１〜ＡＭ４）とを検出して前記基板（Ｐ）の位置を計
測する第１の計測工程と、前記投影光学系（ＰＬ）で投
影されたマスク（Ｍ）のパターンの空間像を計測する第
２の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）を用いて、前記マ
スク（Ｍ）の位置を求める第２の位置計測工程と、前記
第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）で投影した前記
指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を前記第２の位置計測手段
（２０ａ、２０ｂ）で計測し、前記マスク（Ｍ）のパタ
ーンと前記基板（Ｐ）との相対的位置を求める演算工程
とを有することを特徴としている。また、本発明の露光
方法は、前記第１の計測工程に先だって、予め所定の位
置に前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を投影し、該指標
（３７ｂ）の像（Ｉｍ）の位置を計測する指標（３７
ｂ）位置計測工程（Ｓ５１ａ〜Ｓ５１ｇ）を有すること
を特徴としている。また、本発明の露光方法は、上記の
露光方法を用いて基板（Ｐ）に対して露光処理を行う露
光工程と、前記露光工程を経た基板（Ｐ）の現像を行う
現像工程とを有することを特徴としている。
に、本発明の第１の観点による露光装置は、照明光をマ
スク（Ｍ）に照射し、該マスク（Ｍ）に形成されたパタ
ーン（ＤＰ）の像を、投影光学系（ＰＬ）を介して基板
（Ｐ）に転写する露光装置において、基準となる指標
（３７ｂ）を備え、前記基板（Ｐ）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、前記基板（Ｐ）上
に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）を照明
し、前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）に対する前記マー
ク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）の位置を計測する第１の位
置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）と、前記投影光学系（Ｐ
Ｌ）で投影されたマスク（Ｍ）のパターンの空間像を計
測して、前記パターンの位置を計測する第２の位置計測
手段（２０ａ、２０ｂ）と、前記第１の位置計測手段
（１８ａ〜１８ｄ）で投影された前記指標の像を前記第
２の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）で計測し、前記マ
スク（Ｍ）のパターンと前記基板（Ｐ）との相対的位置
を求める演算手段（１５）とを備えたことを特徴として
いる。この発明によれば、マスクのパターンの空間像を
第２の位置計測手段で計測してマスクに形成されたパタ
ーンの位置を求め、第１の位置計測手段から投影される
指標の像を第２の位置計測手段で計測して第１の位置計
測手段の位置を求めている。また、第１の位置計測手段
は基板に形成されたマークの指標に対する位置を計測し
ている。よって、第２の位置計測手段の計測結果からマ
スクに形成されたパターンと第１の位置計測手段との相
対的位置が求められ、更に第１の位置計測手段の計測結
果を用いるとマスクＭに形成されたパターンと基板との
位置関係を求めることができる。また、マスクに形成さ
れたパターンの位置及び第１の位置計測手段の位置は何
れも空間像を第２の位置計測装置で計測され、計測に機
械的な移動を伴わないため計測に要する時間を短縮する
ことができる。また、本発明の第１の観点による露光装
置は、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）が、
検出した前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）と前記マーク
（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）との相対位置関係に基づい
て、前記基板（Ｐ）の位置を計測することを特徴として
いる。この発明によれば、第１の位置計測手段がマーク
上に指標の像を投影し、その結果得られる指標の像とマ
ークとの相対位置関係に基づいて基板の位置を計測して
いる。指標の像は第１の位置計測手段の基準を定めるも
のであり、基板の位置をこの指標の像とマークとの相対
位置関係から求めることで、精度良く基板の位置を計測
できる。ここで、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１
８ｄ）が、予め前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を計測
して得られた位置情報に基づき、前記マーク（ＡＭ、Ａ
Ｍ１〜ＡＭ４）の位置を計測することを特徴としてい
る。特に、前記第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）
が、前記基板（Ｐ）を載置するステージ（１１）に設け
られた反射部材（ＲＦ１、ＲＦ３）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影し、該指標（３７ｂ）の像（Ｉ
ｍ）の位置を計測して記憶することが好適である。この
発明によれば、指標の像とマークとの相対関係を求める
場合には、各々が良好な状態で計測される必要がある
が、指標の像は基板上に投影されており基板表面状態に
よっては良好な状態で計測されない場合（例えば、指標
の像のコントラストが低い場合）が考えられる。そこ
で、予め前記指標の像を計測して位置情報を正確に得て
おくことにより、基板上のマークを計測する際にマーク
の像が良好な状態で計測されない場合であっても基板上
のマークを高い精度で計測できる。しかも、予め指標の
像を計測するときには、反射部材に指標の像を投影する
ことで指標の像を良好な状態で計測できるため、計測精
度を維持する上で好適である。また、本発明の第１の観
点による露光装置は、前記演算手段（１５）が、前記マ
スク（Ｍ）と前記基板（Ｐ）との位置ずれ量から、前記
基板（Ｐ）の位置補正を求めることを特徴としている。
また、本発明の第１の観点による露光装置は、前記第１
の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）が、前記基板（Ｐ）
に前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、
前記基板（Ｐ）上に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜
ＡＭ４）を照明する照明手段（３０、３１、３２、３
３、３４、３５）を備え、該照明手段（３０、３１、３
２、３３、３４、３５）は前記基板（Ｐ）に応じて照明
光の波長成分を変更することを特徴としている。また、
本発明の第１の観点による露光装置は、前記第１の位置
計測手段（１８ａ〜１８ｄ）及び前記第２の位置計測手
段（２０ａ、２０ｂ）をそれぞれ複数設け、前記マスク
（Ｍ）のパターンの空間像を計測して、前記複数の第２
の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）の相対的な位置関係
を求め、該複数の第２の位置計測手段（２０ａ、２０
ｂ）の相対的位置関係及び前記複数の第２の位置計測手
段（２０ａ、２０ｂ）で計測された前記複数の第１の位
置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）の位置情報から、前記複
数の第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）の相対的な
位置関係を求める制御手段（１５）を備えることを特徴
としている。この発明によれば、第１の位置計測手段を
複数設けて基板上のマークの計測に要する時間を短縮
し、更に第２の位置計測手段を複数設けて第１の位置計
測手段から投射される指標の像の計測に要する時間を短
縮している。また、第２の位置計測手段各々でマスクの
パターンの空間像を計測することにより、第２の位置計
測手段の相対的な位置関係が精度良く求められ、第２の
位置計測手段各々が第１の位置計測手段の少なくとも１
つの位置を計測しているので、第１の位置計測手段間の
相対的な位置関係を高い精度で求めることができる。ま
た、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点に
よる露光装置は、照明光をマスク（Ｍ）に照射し、該マ
スク（Ｍ）に形成されたパターン（ＤＰ）の像を、投影
光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）に転写する露光装置
において、前記パターン（ＤＰ）の像が投影される前記
基板（Ｐ）の位置を検出する基板位置計測手段（１８ａ
〜１８ｄ）と、前記投影光学系（ＰＬ）を介して前記基
板（Ｐ）に投影されるパターン（ＤＰ）が設けられた前
記マスク（Ｍ）の基準点と、前記基板位置計測手段の基
準点とを計測する位置整合手段（２０ａ、２０ｂ）とを
備えたことを特徴としている。この発明によれば、基板
位置計測手段が基板の位置を計測し、位置整合手段がマ
スクの基準点と基板位置計測手段の基準点とを計測して
いる。従って、これらの計測結果に基づいてマスクの基
準点と基板との相対位置関係を求めることができる。ま
た、本発明の第２の観点による露光装置は、前記位置整
合手段（２０ａ、２０ｂ）が、前記基板（Ｐ）を載置す
る移動可能なステージ手段（ＰＳ）に設けられ、該ステ
ージ手段（ＰＳ）は、位置を計測するステージ位置計測
手段（１３Ｘ、１３Ｙ）を備えることを特徴としてい
る。上記課題を解決するために、本発明の露光方法は、
照明光をマスク（Ｍ）に照射し、該マスク（Ｍ）に形成
されたパターン（ＤＰ）の像を、投影光学系（ＰＬ）を
介して基板（Ｐ）に転写する露光方法において、基準と
なる指標（３７ｂ）を前記基板（Ｐ）に前記指標（３７
ｂ）の像（Ｉｍ）を投影すると共に、前記基板（Ｐ）上
に形成されたマーク（ＡＭ、ＡＭ１〜ＡＭ４）を照明す
る第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）を用いて、前
記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）と前記マーク（ＡＭ、Ａ
Ｍ１〜ＡＭ４）とを検出して前記基板（Ｐ）の位置を計
測する第１の計測工程と、前記投影光学系（ＰＬ）で投
影されたマスク（Ｍ）のパターンの空間像を計測する第
２の位置計測手段（２０ａ、２０ｂ）を用いて、前記マ
スク（Ｍ）の位置を求める第２の位置計測工程と、前記
第１の位置計測手段（１８ａ〜１８ｄ）で投影した前記
指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を前記第２の位置計測手段
（２０ａ、２０ｂ）で計測し、前記マスク（Ｍ）のパタ
ーンと前記基板（Ｐ）との相対的位置を求める演算工程
とを有することを特徴としている。また、本発明の露光
方法は、前記第１の計測工程に先だって、予め所定の位
置に前記指標（３７ｂ）の像（Ｉｍ）を投影し、該指標
（３７ｂ）の像（Ｉｍ）の位置を計測する指標（３７
ｂ）位置計測工程（Ｓ５１ａ〜Ｓ５１ｇ）を有すること
を特徴としている。また、本発明の露光方法は、上記の
露光方法を用いて基板（Ｐ）に対して露光処理を行う露
光工程と、前記露光工程を経た基板（Ｐ）の現像を行う
現像工程とを有することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態による露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に
よる露光装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、
本発明の実施形態による露光装置の概略構成を示す正面
図である。本実施形態においては、液晶表示素子のパタ
ーンが形成された複数枚のマスクを用い、ステップ・ア
ンド・リピート方式により、上記パターンの像をプレー
トＰに転写する場合を例に挙げて説明する。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、Ｘ軸及
びＹ軸がプレートプレートステージＰＳに対して平行と
なるよう設定され、Ｚ軸がプレートステージＰＳに対し
て直交する方向（投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向）
に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸ
Ｙ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。
施形態による露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に
よる露光装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、
本発明の実施形態による露光装置の概略構成を示す正面
図である。本実施形態においては、液晶表示素子のパタ
ーンが形成された複数枚のマスクを用い、ステップ・ア
ンド・リピート方式により、上記パターンの像をプレー
トＰに転写する場合を例に挙げて説明する。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、Ｘ軸及
びＹ軸がプレートプレートステージＰＳに対して平行と
なるよう設定され、Ｚ軸がプレートステージＰＳに対し
て直交する方向（投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向）
に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸ
Ｙ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。
【００１７】楕円鏡１の第１焦点位置には、例えばｇ線
（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）の露光光（照明
光）を供給する超高圧水銀ランプ等の光源２が配置され
ており、この光源２からの露光光は、楕円鏡１により集
光されてミラー３で反射された後、楕円鏡１の第２焦点
位置に収斂され、波長選択フィルタ４に入射する。波長
選択フィルタ４は、露光に必要な波長（ｇ線やｈ線やｉ
線）のみを通過させるものである。この波長選択フィル
タ４を通過した照明光は、フライアイ・インテグレータ
６にて均一な照度分布の光束にされる。
（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）の露光光（照明
光）を供給する超高圧水銀ランプ等の光源２が配置され
ており、この光源２からの露光光は、楕円鏡１により集
光されてミラー３で反射された後、楕円鏡１の第２焦点
位置に収斂され、波長選択フィルタ４に入射する。波長
選択フィルタ４は、露光に必要な波長（ｇ線やｈ線やｉ
線）のみを通過させるものである。この波長選択フィル
タ４を通過した照明光は、フライアイ・インテグレータ
６にて均一な照度分布の光束にされる。
【００１８】波長選択フィルタ４とフライアイインテグ
レータ６との間には、光路に対して進退自在に減光フィ
ルタ５が配置される。減光フィルタ５は、波長選択フィ
ルタ４を通過した露光光の光量を抑制するものである。
フライアイ・インテグレータ６は、多数の正レンズ要素
からなるものであり、その射出側に正レンズ要素の数の
等しい数の光源像を形成して実質的な面光源を形成す
る。尚、図１においては図示を省略しているが、フライ
アイ・インテグレータ６の射出面には、照明条件を決定
するσ値（後述する投影光学系ＰＬの瞳の開口径に対す
る、その瞳面上での光源像の口径の比）を設定するため
の絞り部材が配置されている。
レータ６との間には、光路に対して進退自在に減光フィ
ルタ５が配置される。減光フィルタ５は、波長選択フィ
ルタ４を通過した露光光の光量を抑制するものである。
フライアイ・インテグレータ６は、多数の正レンズ要素
からなるものであり、その射出側に正レンズ要素の数の
等しい数の光源像を形成して実質的な面光源を形成す
る。尚、図１においては図示を省略しているが、フライ
アイ・インテグレータ６の射出面には、照明条件を決定
するσ値（後述する投影光学系ＰＬの瞳の開口径に対す
る、その瞳面上での光源像の口径の比）を設定するため
の絞り部材が配置されている。
【００１９】フライアイ・インテグレータ６により形成
された多数の光源像からの光束は、開口Ｓの大きさを増
減させて露光光の照射範囲を調整するブラインド７を照
射する。ブラインド７の開口Ｓを通過した露光光は、ミ
ラー８で反射されてコンデンサレンズ９に入射し、この
コンデンサレンズ９によってブラインド７の開口Ｓの像
がマスクステージＭＳ上に載置されたマスクＭ上で結像
し、マスクＭの所望範囲が照明される。マスクステージ
ＭＳ上に載置されるマスクＭの交換は、不図示のマスク
チェンジャによって行われる。マスクチェンジャは、例
えば特開平６−３１０３９８号公報、特開平９−２８３
４１６号公報、特開平１１−２０４４３１号公報等にレ
チクルチェンジャとして開示されているものを用いるこ
とが好適である。尚、楕円鏡１、光源２、ミラー３、波
長選択フィルタ４、減光フィルタ５、フライアイ・イン
テグレータ６、ブラインド７、ミラー８、及びコンデン
サレンズ９は照明光学系をなす。
された多数の光源像からの光束は、開口Ｓの大きさを増
減させて露光光の照射範囲を調整するブラインド７を照
射する。ブラインド７の開口Ｓを通過した露光光は、ミ
ラー８で反射されてコンデンサレンズ９に入射し、この
コンデンサレンズ９によってブラインド７の開口Ｓの像
がマスクステージＭＳ上に載置されたマスクＭ上で結像
し、マスクＭの所望範囲が照明される。マスクステージ
ＭＳ上に載置されるマスクＭの交換は、不図示のマスク
チェンジャによって行われる。マスクチェンジャは、例
えば特開平６−３１０３９８号公報、特開平９−２８３
４１６号公報、特開平１１−２０４４３１号公報等にレ
チクルチェンジャとして開示されているものを用いるこ
とが好適である。尚、楕円鏡１、光源２、ミラー３、波
長選択フィルタ４、減光フィルタ５、フライアイ・イン
テグレータ６、ブラインド７、ミラー８、及びコンデン
サレンズ９は照明光学系をなす。
【００２０】マスクＭの照明領域に存在するデバイスパ
ターンＤＰの像は、投影光学系ＰＬを介してプレートス
テージＰＳ上に設けられたプレートホルダ１１に載置さ
れた基板としてのプレートＰ（図２参照）上に転写され
る。投影光学系ＰＬには、温度、気圧等の環境変化に対
応して、結像特性等の光学特性を一定に制御するレンズ
コントローラ部１０が設けられている。尚、図２におい
ては、プレートＰの上面を破線で示してあるが、これは
プレートＰがプレートステージＰＳ上に載置されたとき
の上面を示すものである。プレートステージＰＳは、図
中Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能な一対のブ
ロックＰＳX、ＰＳYを重ね合わせたものであり、ＸＹ平
面内での位置が調整自在になっている（尚、図２では、
便宜上ブロックＳX、ＰＳYを一体のものとして図示して
いる）。また、図示は省略しているが、プレートステー
ジＰＳは、Ｚ軸方向にプレートＰを移動させるＺステー
ジ、プレートＰをＸＹ平面内で微小回転させるステー
ジ、及びＺ軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対す
るプレートＰの傾きを調整するステージ等から構成され
る。プレートホルダ１１の上面の一端にはプレートステ
ージＰＳの移動可能範囲以上の長さを有する移動鏡１２
Ｘ，１２Ｙが取り付けられ、移動鏡１２Ｘ，１２Ｙの鏡
面に対向した位置にレーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙがそれ
ぞれ配置されている。
ターンＤＰの像は、投影光学系ＰＬを介してプレートス
テージＰＳ上に設けられたプレートホルダ１１に載置さ
れた基板としてのプレートＰ（図２参照）上に転写され
る。投影光学系ＰＬには、温度、気圧等の環境変化に対
応して、結像特性等の光学特性を一定に制御するレンズ
コントローラ部１０が設けられている。尚、図２におい
ては、プレートＰの上面を破線で示してあるが、これは
プレートＰがプレートステージＰＳ上に載置されたとき
の上面を示すものである。プレートステージＰＳは、図
中Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能な一対のブ
ロックＰＳX、ＰＳYを重ね合わせたものであり、ＸＹ平
面内での位置が調整自在になっている（尚、図２では、
便宜上ブロックＳX、ＰＳYを一体のものとして図示して
いる）。また、図示は省略しているが、プレートステー
ジＰＳは、Ｚ軸方向にプレートＰを移動させるＺステー
ジ、プレートＰをＸＹ平面内で微小回転させるステー
ジ、及びＺ軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対す
るプレートＰの傾きを調整するステージ等から構成され
る。プレートホルダ１１の上面の一端にはプレートステ
ージＰＳの移動可能範囲以上の長さを有する移動鏡１２
Ｘ，１２Ｙが取り付けられ、移動鏡１２Ｘ，１２Ｙの鏡
面に対向した位置にレーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙがそれ
ぞれ配置されている。
【００２１】尚、図１及び図２では簡略化して図示して
いるが、レーザ干渉計１３Ｘは、Ｘ軸に沿って移動鏡１
２Ｘにレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干
渉計を備え、Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計及びレーザ干
渉計１３Ｙにより、プレートホルダ１１のＸ座標及びＹ
座標が計測される。また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計
の計測値の差により、プレートホルダ１１のＸＹ平面内
における回転角が計測される。レーザ干渉計１３Ｘ，１
３Ｙ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は供給されたステージ位置情報をモニ
ターしつつステージ駆動系１４Ｘ，１４Ｙへ出力し、プ
レートステージＰＳの位置決め動作を制御する。
いるが、レーザ干渉計１３Ｘは、Ｘ軸に沿って移動鏡１
２Ｘにレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干
渉計を備え、Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計及びレーザ干
渉計１３Ｙにより、プレートホルダ１１のＸ座標及びＹ
座標が計測される。また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計
の計測値の差により、プレートホルダ１１のＸＹ平面内
における回転角が計測される。レーザ干渉計１３Ｘ，１
３Ｙ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は供給されたステージ位置情報をモニ
ターしつつステージ駆動系１４Ｘ，１４Ｙへ出力し、プ
レートステージＰＳの位置決め動作を制御する。
【００２２】ここで、各種の位置情報を計測するために
プレートホルダ１１に設けられた部材の配置について説
明する。図３は、各種の位置情報を計測する際に用いら
れるプレートホルダ１１に設けられた部材の配置を示す
図である。図３に示したように、プレートホルダ１１に
は、基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜ＲＦ４、及び検出孔
ＡＳ１，ＡＳ２が設けられている。基準部材ＦＭ及び反
射板ＲＦ１〜ＲＦ４は、プレートホルダ１１に対して突
出・没入自在に構成されており、プレートホルダ１１上
に突出した際にはその上面がプレートＰの上面と略面一
になるよう設計されている。また、これらをプレートス
テージＰＳ内に没入することでプレートＰをプレートホ
ルダ１１上に載置可能となる。基準部材ＦＭ及び反射板
ＲＦ１〜ＲＦ４を突出・没入自在とする理由は、プレー
トステージＰＳを小型化するためである。つまり、プレ
ートＰが載置される部分以外にこれらを形成すると、そ
の分プレートステージＰＳが大型化してしまうためであ
る。尚、基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜ＲＦ４、及び検
出孔ＡＳ１，ＡＳ２が何の位置情報を計測する際に用い
られるかは以下で随時説明する。尚、図３においては、
図１に示したプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄの配置関係も図示している。プレートステージＰＳが
ＸＹ面内で移動すると、プレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄに対して基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜Ｒ
Ｆ４、及び検出孔ＡＳ１，ＡＳ２が移動する。
プレートホルダ１１に設けられた部材の配置について説
明する。図３は、各種の位置情報を計測する際に用いら
れるプレートホルダ１１に設けられた部材の配置を示す
図である。図３に示したように、プレートホルダ１１に
は、基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜ＲＦ４、及び検出孔
ＡＳ１，ＡＳ２が設けられている。基準部材ＦＭ及び反
射板ＲＦ１〜ＲＦ４は、プレートホルダ１１に対して突
出・没入自在に構成されており、プレートホルダ１１上
に突出した際にはその上面がプレートＰの上面と略面一
になるよう設計されている。また、これらをプレートス
テージＰＳ内に没入することでプレートＰをプレートホ
ルダ１１上に載置可能となる。基準部材ＦＭ及び反射板
ＲＦ１〜ＲＦ４を突出・没入自在とする理由は、プレー
トステージＰＳを小型化するためである。つまり、プレ
ートＰが載置される部分以外にこれらを形成すると、そ
の分プレートステージＰＳが大型化してしまうためであ
る。尚、基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜ＲＦ４、及び検
出孔ＡＳ１，ＡＳ２が何の位置情報を計測する際に用い
られるかは以下で随時説明する。尚、図３においては、
図１に示したプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄの配置関係も図示している。プレートステージＰＳが
ＸＹ面内で移動すると、プレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄに対して基準部材ＦＭ、反射板ＲＦ１〜Ｒ
Ｆ４、及び検出孔ＡＳ１，ＡＳ２が移動する。
【００２３】図１に戻り、マスクＭの位置情報は、マス
クＭの上方に設けられたマスク観察系１６ａ，１６ｂで
計測される。マスク観察系１６ａ，１６ｂは、マスクＭ
のデバイスパターンＤＰが形成された領域外に描画され
た位置計測用のマークＲＭに検知光を照射し、その反射
光を受光することにより、位置計測用のマークＲＭの位
置を計測するものであって、その計測結果を主制御系１
５に出力する。主制御系１５は、マスク観察系１６ａ，
１６ｂの計測結果に基づいて、マスクＭを保持するマス
クステージＭＳ（図２参照）を、リニアモータ等の駆動
手段１７をサーボ制御することにより、ＸＹ平面上の所
望の位置に移動させることができる構成になっている。
同様に、マスクＭの上方には、基準部材ＦＭを介して後
述するマスクＭの画像処理用マークＩＭをＴＴＬ方式で
検出するアライメント系（不図示）が設けられている。
クＭの上方に設けられたマスク観察系１６ａ，１６ｂで
計測される。マスク観察系１６ａ，１６ｂは、マスクＭ
のデバイスパターンＤＰが形成された領域外に描画され
た位置計測用のマークＲＭに検知光を照射し、その反射
光を受光することにより、位置計測用のマークＲＭの位
置を計測するものであって、その計測結果を主制御系１
５に出力する。主制御系１５は、マスク観察系１６ａ，
１６ｂの計測結果に基づいて、マスクＭを保持するマス
クステージＭＳ（図２参照）を、リニアモータ等の駆動
手段１７をサーボ制御することにより、ＸＹ平面上の所
望の位置に移動させることができる構成になっている。
同様に、マスクＭの上方には、基準部材ＦＭを介して後
述するマスクＭの画像処理用マークＩＭをＴＴＬ方式で
検出するアライメント系（不図示）が設けられている。
【００２４】ここで、マスクＭに形成される画像処理用
マークＩＭの例について説明する。図４は、マスクＭに
形成される画像処理用マークＩＭの形状の例を示す図で
ある。画像処理用マークＩＭは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向
の２方向について位置情報を同時に処理することを目的
として使用される同時計測用マークＭＡ，ＭＢや、Ｘ軸
方向又はＹ軸方向の１方向についてのみ処理することを
目的として使用される単方向計測用マークＭＣ，ＭＤ等
が設定され、状況に応じて適用できる。同時計測用マー
クＭＡは、所謂ライン・アンド・スペースマークをＸ軸
方向及びＹ軸方向に配列した形状であり、同時計測用マ
ークＭＢは、長手方向がＸ軸方向に設定された線状のパ
ターンと長手方向がＸ軸方向に設定された線状のパター
ンとを交差した十字形状である。また、単方向計測用マ
ークＭＣは、上記ライン・アンド・スペースマークをＸ
軸方向に配列した形状であり、単方向計測用マークＭＤ
は、上記ライン・アンド・スペースマークをＹ軸方向に
配列した形状である。
マークＩＭの例について説明する。図４は、マスクＭに
形成される画像処理用マークＩＭの形状の例を示す図で
ある。画像処理用マークＩＭは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向
の２方向について位置情報を同時に処理することを目的
として使用される同時計測用マークＭＡ，ＭＢや、Ｘ軸
方向又はＹ軸方向の１方向についてのみ処理することを
目的として使用される単方向計測用マークＭＣ，ＭＤ等
が設定され、状況に応じて適用できる。同時計測用マー
クＭＡは、所謂ライン・アンド・スペースマークをＸ軸
方向及びＹ軸方向に配列した形状であり、同時計測用マ
ークＭＢは、長手方向がＸ軸方向に設定された線状のパ
ターンと長手方向がＸ軸方向に設定された線状のパター
ンとを交差した十字形状である。また、単方向計測用マ
ークＭＣは、上記ライン・アンド・スペースマークをＸ
軸方向に配列した形状であり、単方向計測用マークＭＤ
は、上記ライン・アンド・スペースマークをＹ軸方向に
配列した形状である。
【００２５】尚、画像処理用マークＩＭの例として挙げ
た同時計測用マークＭＡ，ＭＢ及び端方向計測用マーク
ＭＣ，ＭＤは、上記アライメント系や後述する空間像検
出装置２０ａ，２０ｂの計測視野ＶＦ内に収まればマー
ク線幅及びマーク本数は任意に設定可能である。通常、
デバイスパターンＤＰ、位置計測用のマークＲＭ、及び
画像処理用マークＩＭは描画誤差が存在し、更にマスク
Ｍの位置によっては、投影光学系ＰＬのディストーショ
ンの影響を考慮する必要があるため、位置計測用のマー
クＲＭ及び画像処理用マークＩＭはデバイスパターンＤ
Ｐが描画された領域の近傍に配置される。
た同時計測用マークＭＡ，ＭＢ及び端方向計測用マーク
ＭＣ，ＭＤは、上記アライメント系や後述する空間像検
出装置２０ａ，２０ｂの計測視野ＶＦ内に収まればマー
ク線幅及びマーク本数は任意に設定可能である。通常、
デバイスパターンＤＰ、位置計測用のマークＲＭ、及び
画像処理用マークＩＭは描画誤差が存在し、更にマスク
Ｍの位置によっては、投影光学系ＰＬのディストーショ
ンの影響を考慮する必要があるため、位置計測用のマー
クＲＭ及び画像処理用マークＩＭはデバイスパターンＤ
Ｐが描画された領域の近傍に配置される。
【００２６】一方、プレートステージＰＳのＸＹ面内に
おける位置情報はプレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄを用いて計測され、Ｚ軸方向の位置は、プレート
ステージＰＳの上方であって投影光学系ＰＬの側方に配
設された投光系１９ａと受光系１９ｂとからなるオート
フォーカス機構１９によって計測される。オートフォー
カス機構１９は、投光系１９ａから射出された検知光
を、プレートステージＰＳ上に設けられた基準部材ＦＭ
（図３参照）に対して斜め方向から照射し、その反射光
を受光系１９ｂで受光することで、投影光学系ＰＬの光
軸方向（Ｚ軸方向）について、プレートＰの上面をマス
クステージＭＳ上に載置されたマスクＭと光学的に共役
な位置に位置合わせをする構成になっている。また、図
１においては図示を省略しているが、基準部材ＦＭ及び
反射板ＲＦ２〜ＲＦ４の少なくとも２つに対して斜め方
向から順次検知光を照射してプレートステージＰＳのＺ
軸方向の位置情報やプレートステージＰＳの傾斜を計測
する計測装置も設けられている。
おける位置情報はプレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄを用いて計測され、Ｚ軸方向の位置は、プレート
ステージＰＳの上方であって投影光学系ＰＬの側方に配
設された投光系１９ａと受光系１９ｂとからなるオート
フォーカス機構１９によって計測される。オートフォー
カス機構１９は、投光系１９ａから射出された検知光
を、プレートステージＰＳ上に設けられた基準部材ＦＭ
（図３参照）に対して斜め方向から照射し、その反射光
を受光系１９ｂで受光することで、投影光学系ＰＬの光
軸方向（Ｚ軸方向）について、プレートＰの上面をマス
クステージＭＳ上に載置されたマスクＭと光学的に共役
な位置に位置合わせをする構成になっている。また、図
１においては図示を省略しているが、基準部材ＦＭ及び
反射板ＲＦ２〜ＲＦ４の少なくとも２つに対して斜め方
向から順次検知光を照射してプレートステージＰＳのＺ
軸方向の位置情報やプレートステージＰＳの傾斜を計測
する計測装置も設けられている。
【００２７】ここで、プレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄの構成について説明する。図５は、プレート
アライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの光学系の構成を示
す図である。尚、プレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄ各々の構成は同一であるため、図５においては、
プレートアライメントセンサ１８ａの構成のみを代表し
て図示してある。図５において、３０は４００〜８００
ｎｍ程度の波長帯域幅を有する光を射出するハロゲンラ
ンプである。ハロゲンランプ３０から射出された光は、
コンデンサレンズ３１によって平行光に変換された後、
ダイクロイックフィルタ３２に入射する。ダイクロイッ
クフィルタ３２はハロゲンランプ３０から射出される光
の光路に進出・挿入自在に構成された複数のフィルタか
らなり、光路に挿入されるフィルタの組み合わせを変え
ることにより、入射する光の内、所定の波長帯域の光の
みを選択して透過させる。例えば、上記ハロゲンランプ
３０から射出される光の内、青色領域の光（波長領域：
約４２０〜５３０ｎｍ程度）、赤色領域の光（波長領
域：約５８０〜７３０ｎｍ程度）、黄色領域の光のみ、
又は白色の光（ハロゲンランプ３０から射出される光の
波長帯域のほぼ全て）の光を通過させることができる。
ａ〜１８ｄの構成について説明する。図５は、プレート
アライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの光学系の構成を示
す図である。尚、プレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄ各々の構成は同一であるため、図５においては、
プレートアライメントセンサ１８ａの構成のみを代表し
て図示してある。図５において、３０は４００〜８００
ｎｍ程度の波長帯域幅を有する光を射出するハロゲンラ
ンプである。ハロゲンランプ３０から射出された光は、
コンデンサレンズ３１によって平行光に変換された後、
ダイクロイックフィルタ３２に入射する。ダイクロイッ
クフィルタ３２はハロゲンランプ３０から射出される光
の光路に進出・挿入自在に構成された複数のフィルタか
らなり、光路に挿入されるフィルタの組み合わせを変え
ることにより、入射する光の内、所定の波長帯域の光の
みを選択して透過させる。例えば、上記ハロゲンランプ
３０から射出される光の内、青色領域の光（波長領域：
約４２０〜５３０ｎｍ程度）、赤色領域の光（波長領
域：約５８０〜７３０ｎｍ程度）、黄色領域の光のみ、
又は白色の光（ハロゲンランプ３０から射出される光の
波長帯域のほぼ全て）の光を通過させることができる。
【００２８】ダイクロイックフィルタ３２を透過した光
は、焦点の一方が光ファイバ３４の入射端３４ａの位置
にほぼ配置されるように設定された集光レンズ３３に入
射する。光ファイバ３４は、１つの入射端と４つの射出
端を備え、射出端各々はプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄ各々の内部に導かれている。尚、上記ハロ
ゲンランプ３０、コンデンサレンズ３１、ダイクロイッ
クフィルタ３２、及び集光レンズ３３は熱的な影響を避
けるため露光装置のチャンバ外に設けられ、ダイクロイ
ックフィルタ３２を透過した光を光ファイバ３４でプレ
ートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々に導くよう
構成されてる。
は、焦点の一方が光ファイバ３４の入射端３４ａの位置
にほぼ配置されるように設定された集光レンズ３３に入
射する。光ファイバ３４は、１つの入射端と４つの射出
端を備え、射出端各々はプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄ各々の内部に導かれている。尚、上記ハロ
ゲンランプ３０、コンデンサレンズ３１、ダイクロイッ
クフィルタ３２、及び集光レンズ３３は熱的な影響を避
けるため露光装置のチャンバ外に設けられ、ダイクロイ
ックフィルタ３２を透過した光を光ファイバ３４でプレ
ートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々に導くよう
構成されてる。
【００２９】光ファイバ３４の１つの射出端３４ｂから
射出された光は検出光ＩＬ１として用いられる。検出光
ＩＬ１はコンデンサレンズ３５を介して所定形状の指標
マーク３７が形成された指標板３６を照明する。ここ
で、指標板３６の構成について説明する。図６は、指標
板３６に形成された指標マーク３７の形状の一例を示す
図である。指標マーク３７は、入射する検出光ＩＬ１を
矩形形状に整形する第１遮光部３７ａと、矩形形状に整
形された検出光ＩＬ１の一部を、四辺を有する環状形状
に遮光する第２遮光部３７ｂとが形成されてなる。遮光
部３７ａは、プレートＰに形成されたマークに検出光Ｉ
Ｌ１を照射した際の照射領域を規定するために形成され
る。また、第２遮光部３７ｂは計測するマークの位置情
報を計測する際の基準位置を定めるために形成されてい
る。つまり、指標マーク３７は視野絞りと、マークの位
置情報を計測する際に用いられる基準位置を定めるマー
クとを兼用する。
射出された光は検出光ＩＬ１として用いられる。検出光
ＩＬ１はコンデンサレンズ３５を介して所定形状の指標
マーク３７が形成された指標板３６を照明する。ここ
で、指標板３６の構成について説明する。図６は、指標
板３６に形成された指標マーク３７の形状の一例を示す
図である。指標マーク３７は、入射する検出光ＩＬ１を
矩形形状に整形する第１遮光部３７ａと、矩形形状に整
形された検出光ＩＬ１の一部を、四辺を有する環状形状
に遮光する第２遮光部３７ｂとが形成されてなる。遮光
部３７ａは、プレートＰに形成されたマークに検出光Ｉ
Ｌ１を照射した際の照射領域を規定するために形成され
る。また、第２遮光部３７ｂは計測するマークの位置情
報を計測する際の基準位置を定めるために形成されてい
る。つまり、指標マーク３７は視野絞りと、マークの位
置情報を計測する際に用いられる基準位置を定めるマー
クとを兼用する。
【００３０】図７は、第２遮光部３７ｂの拡大図であ
る。図７に示したように、第２遮光部３７ｂは、その形
状が４辺を有する環状形状に形成されており、その四隅
には十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４が形成されている。こ
の遮光部ｑ１〜ｑ４はプレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄに設けられる指標板３６の配置調整を行う際
に用いられる。指標板３６の配置調整は、第２遮光部３
７ｂの像を後述する撮像素子４２（図５参照）で撮像
し、図示しないモニタ内における像の位置を観察しなが
ら行う。このとき、モニタの走査線方向に、又は走査線
に対して直交する方向に線状のテストパターンを表示さ
せ、このテストパターンと、第２遮光部３７ｂの各辺と
が平行となるように調整を行う。
る。図７に示したように、第２遮光部３７ｂは、その形
状が４辺を有する環状形状に形成されており、その四隅
には十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４が形成されている。こ
の遮光部ｑ１〜ｑ４はプレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄに設けられる指標板３６の配置調整を行う際
に用いられる。指標板３６の配置調整は、第２遮光部３
７ｂの像を後述する撮像素子４２（図５参照）で撮像
し、図示しないモニタ内における像の位置を観察しなが
ら行う。このとき、モニタの走査線方向に、又は走査線
に対して直交する方向に線状のテストパターンを表示さ
せ、このテストパターンと、第２遮光部３７ｂの各辺と
が平行となるように調整を行う。
【００３１】通常、第２遮光部３７ｂの各辺の幅に対し
てテストパターンは細いため、テストパターンに対して
第２遮光部３７ｂの各辺を直接平行とする場合にばらつ
きが生ずることがある。そこで、第２遮光部３７ｂの四
隅に図７に示した十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４を設け、
モニタに表示されたテストパターンが十字形状の遮光部
ｑ１〜ｑ４の隣接する少なくとも２つを通過するように
調整する。十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４は、第２遮光部
３７ｂの各辺の３分の１程度の幅に設定されているため
調整の精度が向上するとともに、容易に調整を行うこと
ができる。図５に示した指標マーク３７が形成された指
標板３６は、検出光ＩＬの結像面ＦＣと光学的に共役と
なる位置に配置される。結像面ＦＣには、プレートＰに
形成されたマークが配置され、マーク上に第２遮光部３
７ｂの像が含まれる検出光ＩＬが照射される。また、結
像面ＦＣに空間像検出装置２０ａの焦点面が配置された
場合には、第２遮光部３７ｂの像の空間像が検出され
る。尚、以下の説明においては、説明の簡単化のため第
２遮光部３７ｂの像を指標マークの像と称する。
てテストパターンは細いため、テストパターンに対して
第２遮光部３７ｂの各辺を直接平行とする場合にばらつ
きが生ずることがある。そこで、第２遮光部３７ｂの四
隅に図７に示した十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４を設け、
モニタに表示されたテストパターンが十字形状の遮光部
ｑ１〜ｑ４の隣接する少なくとも２つを通過するように
調整する。十字形状の遮光部ｑ１〜ｑ４は、第２遮光部
３７ｂの各辺の３分の１程度の幅に設定されているため
調整の精度が向上するとともに、容易に調整を行うこと
ができる。図５に示した指標マーク３７が形成された指
標板３６は、検出光ＩＬの結像面ＦＣと光学的に共役と
なる位置に配置される。結像面ＦＣには、プレートＰに
形成されたマークが配置され、マーク上に第２遮光部３
７ｂの像が含まれる検出光ＩＬが照射される。また、結
像面ＦＣに空間像検出装置２０ａの焦点面が配置された
場合には、第２遮光部３７ｂの像の空間像が検出され
る。尚、以下の説明においては、説明の簡単化のため第
２遮光部３７ｂの像を指標マークの像と称する。
【００３２】図５に戻り、標板３６を通過した検出光Ｉ
Ｌ１はリレーレンズ３８を介して送光と受光を分岐する
ハーフミラー３９に入射する。ハーフミラー３９で反射
された検出光ＩＬ１は、対物レンズ４０を介して結像面
ＦＣに結像される。以上説明した光ファイバ３４、コン
デンサレンズ３５、指標板３６、リレーレンズ３８、ハ
ーフミラー３９、及び対物レンズ４０は、照射光学系を
なす。プレートＰに形成されたマークが結像面ＦＣに配
置されている場合には、反射光が対物レンズ４０、ハー
フミラー３９、及び第２対物レンズ４１を順に介してＣ
ＣＤ等を備える撮像素子４２の撮像面に結像する。尚、
以上の対物レンズ４０、ハーフミラー３９、第２対物レ
ンズ４１、及び撮像素子４２は受光光学系をなす。
Ｌ１はリレーレンズ３８を介して送光と受光を分岐する
ハーフミラー３９に入射する。ハーフミラー３９で反射
された検出光ＩＬ１は、対物レンズ４０を介して結像面
ＦＣに結像される。以上説明した光ファイバ３４、コン
デンサレンズ３５、指標板３６、リレーレンズ３８、ハ
ーフミラー３９、及び対物レンズ４０は、照射光学系を
なす。プレートＰに形成されたマークが結像面ＦＣに配
置されている場合には、反射光が対物レンズ４０、ハー
フミラー３９、及び第２対物レンズ４１を順に介してＣ
ＣＤ等を備える撮像素子４２の撮像面に結像する。尚、
以上の対物レンズ４０、ハーフミラー３９、第２対物レ
ンズ４１、及び撮像素子４２は受光光学系をなす。
【００３３】撮像素子４２は、各々の撮像面に結像した
光学像を所定の走査方向に走査しつつ順次画像信号に変
換し、主制御系１５に画像信号を出力する。主制御系１
５は、撮像素子４２から出力される画像信号の画像処理
を行い、例えば撮像素子４２の撮像面の中心位置からの
指標マークの中心位置及びマークの中心位置のずれ量を
求める。レーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙから主制御系１５
には、プレートホルダ１１のＸ軸方向及びＹ軸方法の位
置及びプレートホルダ１１の回転量を示すステージ位置
情報が常時入力されているので、主制御系１５は、ステ
ージ位置情報と撮像素子４２の撮像面の中心位置からの
指標マークの中心位置及びマークの中心位置のずれ量と
に基づいて、計測しているマークの位置情報を求める。
光学像を所定の走査方向に走査しつつ順次画像信号に変
換し、主制御系１５に画像信号を出力する。主制御系１
５は、撮像素子４２から出力される画像信号の画像処理
を行い、例えば撮像素子４２の撮像面の中心位置からの
指標マークの中心位置及びマークの中心位置のずれ量を
求める。レーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙから主制御系１５
には、プレートホルダ１１のＸ軸方向及びＹ軸方法の位
置及びプレートホルダ１１の回転量を示すステージ位置
情報が常時入力されているので、主制御系１５は、ステ
ージ位置情報と撮像素子４２の撮像面の中心位置からの
指標マークの中心位置及びマークの中心位置のずれ量と
に基づいて、計測しているマークの位置情報を求める。
【００３４】ここで、プレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄの計測視野の大きさはある程度限られている
ため、計測を行う際にプレートＰに形成されたＡＭ１〜
ＡＭ４を正確にプレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄの計測中心に配置することは困難な場合が多い。そ
こで、本実施形態では、まずマークの大まかな位置情報
を求め、この位置情報に基づいてプレートＰを移動させ
てプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中
心にマークを配置してから高い精度で位置情報を求めて
いる。従来、撮像素子を備えるプレートアライメントセ
ンサでは、受光光学系の光学的な倍率を低く設定してマ
ークの大まかな位置情報を計測し、次に光学的な倍率を
高く設定して高い精度で位置情報の計測を行っていた
が、倍率の切り換えに時間を要し、スループットの低下
を招くという不具合があった。本実施形態が備えるプレ
ートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｂは、大まかな位
置情報を計測する場合（以下、サーチ計測と称する）と
高精度で位置情報を計測する場合（以下、ファイン計測
と称する）とで、撮像素子４２の撮像面に異なる計測領
域を設けて計測処理を工夫することによりスループット
の低下を防止している。
ａ〜１８ｄの計測視野の大きさはある程度限られている
ため、計測を行う際にプレートＰに形成されたＡＭ１〜
ＡＭ４を正確にプレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄの計測中心に配置することは困難な場合が多い。そ
こで、本実施形態では、まずマークの大まかな位置情報
を求め、この位置情報に基づいてプレートＰを移動させ
てプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中
心にマークを配置してから高い精度で位置情報を求めて
いる。従来、撮像素子を備えるプレートアライメントセ
ンサでは、受光光学系の光学的な倍率を低く設定してマ
ークの大まかな位置情報を計測し、次に光学的な倍率を
高く設定して高い精度で位置情報の計測を行っていた
が、倍率の切り換えに時間を要し、スループットの低下
を招くという不具合があった。本実施形態が備えるプレ
ートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｂは、大まかな位
置情報を計測する場合（以下、サーチ計測と称する）と
高精度で位置情報を計測する場合（以下、ファイン計測
と称する）とで、撮像素子４２の撮像面に異なる計測領
域を設けて計測処理を工夫することによりスループット
の低下を防止している。
【００３５】図８は、サーチ計測用の計測領域及びファ
イン計測用の計測領域を示す図である。図８においてＦ
Ｐは撮像素子４２の撮像面を示しており、撮像素子４２
の走査方向は例えばＸ軸方向に設定される。図示したよ
うに、撮像面ＦＰの中央部を含んでＸ軸方向に長手方向
が設定されたファイン計測用の計測領域ＳＣ１と、撮像
面ＦＰの中央部を含んでＹ軸方向に長手方向が設定され
たファイン計測用の計測領域ＳＣ２とが設定されてい
る。また、撮像面ＦＰの周辺にはサーチ計測用の計測領
域である計測領域Ｗ１１，Ｗ１２及び計測領域Ｗ２１，
Ｗ２２が設定される。計測領域Ｗ１１，Ｗ１２は長手方
向がＸ軸方向に設定され、計測領域Ｗ２，Ｗ２２は長手
方向がＹ軸方向に設定されている。サーチ計測の場合に
は、主制御系１５は撮像素子４２から出力される画像信
号の画像処理を行って、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２
１，Ｗ２２に結像したマークの像の端部（エッジ位置）
を検出してマークの中心位置を算出し、撮像面ＦＰの中
心位置からのずれ量を求める。また、ファイン計測の場
合には、計測領域ＳＣ１，ＳＣ２に結像したマークの像
の端部（エッジ位置）を検出してマークの中心位置を算
出し、撮像面ＦＰの中心位置からのずれ量を求める。
尚、この計測動作の詳細については後述する。
イン計測用の計測領域を示す図である。図８においてＦ
Ｐは撮像素子４２の撮像面を示しており、撮像素子４２
の走査方向は例えばＸ軸方向に設定される。図示したよ
うに、撮像面ＦＰの中央部を含んでＸ軸方向に長手方向
が設定されたファイン計測用の計測領域ＳＣ１と、撮像
面ＦＰの中央部を含んでＹ軸方向に長手方向が設定され
たファイン計測用の計測領域ＳＣ２とが設定されてい
る。また、撮像面ＦＰの周辺にはサーチ計測用の計測領
域である計測領域Ｗ１１，Ｗ１２及び計測領域Ｗ２１，
Ｗ２２が設定される。計測領域Ｗ１１，Ｗ１２は長手方
向がＸ軸方向に設定され、計測領域Ｗ２，Ｗ２２は長手
方向がＹ軸方向に設定されている。サーチ計測の場合に
は、主制御系１５は撮像素子４２から出力される画像信
号の画像処理を行って、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２
１，Ｗ２２に結像したマークの像の端部（エッジ位置）
を検出してマークの中心位置を算出し、撮像面ＦＰの中
心位置からのずれ量を求める。また、ファイン計測の場
合には、計測領域ＳＣ１，ＳＣ２に結像したマークの像
の端部（エッジ位置）を検出してマークの中心位置を算
出し、撮像面ＦＰの中心位置からのずれ量を求める。
尚、この計測動作の詳細については後述する。
【００３６】ここで、プレートＰに形成されるマークＡ
Ｍの形状について説明する。図９は、プレートＰに形成
されるマークＡＭの形状を示す図である。図９に示した
ように、マークＡＭは、コ字形状のマーク要素５０ａと
コ字形状のマーク要素５０ｂとをＸ軸方向に配列すると
ともに、コ字形状のマーク要素５０ｃとコ字形状のマー
ク要素５０ｄとをＹ軸方向に配列して形成される。ここ
で、コ字形状のマーク要素５０ａの開口部５１ａとコ字
形状のマーク要素５０ｂの開口部５１ｂとが互いに逆方
向を向くように設定され、コ字形状のマーク要素５０ｃ
の開口部５１ｃとコ字形状のマーク要素５０ｄの開口部
５１ｄとが互いに逆方向を向くように設定される。更
に、マークＡＭは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ長
手方向が設定されたＬ字形状のマーク要素５２ａをコ字
形状のマーク要素５０ａ，５０ｃに隣接して配置し、同
様に、Ｌ字形状のマーク要素５２ｂをマーク要素５０ｂ
とマーク要素５０ｃに隣接して配置し、Ｌ字形状のマー
ク要素５２ｃをマーク要素５０ｂとマーク要素５０ｄに
隣接して配置し、Ｌ字形状のマーク要素５２ｄをマーク
要素５０ｃとマーク要素５０ｄに隣接して配置してい
る。マークＡＭは、前述した計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，
Ｗ２１，Ｗ２２が形成されている撮像素子４２を用いて
位置情報を計測する際に、Ｘ軸方向の位置情報とＹ軸方
向の位置情報を誤計測なく且つ高速に計測するために好
適な形状である。
Ｍの形状について説明する。図９は、プレートＰに形成
されるマークＡＭの形状を示す図である。図９に示した
ように、マークＡＭは、コ字形状のマーク要素５０ａと
コ字形状のマーク要素５０ｂとをＸ軸方向に配列すると
ともに、コ字形状のマーク要素５０ｃとコ字形状のマー
ク要素５０ｄとをＹ軸方向に配列して形成される。ここ
で、コ字形状のマーク要素５０ａの開口部５１ａとコ字
形状のマーク要素５０ｂの開口部５１ｂとが互いに逆方
向を向くように設定され、コ字形状のマーク要素５０ｃ
の開口部５１ｃとコ字形状のマーク要素５０ｄの開口部
５１ｄとが互いに逆方向を向くように設定される。更
に、マークＡＭは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ長
手方向が設定されたＬ字形状のマーク要素５２ａをコ字
形状のマーク要素５０ａ，５０ｃに隣接して配置し、同
様に、Ｌ字形状のマーク要素５２ｂをマーク要素５０ｂ
とマーク要素５０ｃに隣接して配置し、Ｌ字形状のマー
ク要素５２ｃをマーク要素５０ｂとマーク要素５０ｄに
隣接して配置し、Ｌ字形状のマーク要素５２ｄをマーク
要素５０ｃとマーク要素５０ｄに隣接して配置してい
る。マークＡＭは、前述した計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，
Ｗ２１，Ｗ２２が形成されている撮像素子４２を用いて
位置情報を計測する際に、Ｘ軸方向の位置情報とＹ軸方
向の位置情報を誤計測なく且つ高速に計測するために好
適な形状である。
【００３７】再度図１及び図２に戻り、本実施形態の露
光装置は、投影光学系ＰＬを介して投影される空間像、
又は前出したプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄそれぞれから照射される指標マークの像を検出する空
間像検出装置２０ａ，２０ｂをウェハホルダ１１内に備
える。空間像検出装置２０ａは図３に示した検出孔ＡＳ
１が形成された位置に備えられ、空間像検出装置２０ｂ
は図３に示した検出孔ＡＳ２が形成された位置に備えら
れる。図１０は、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの構成
を示す断面図である。空間像検出装置２０ａ，２０ｂの
構成は同一であるため、図１０においては空間像検出装
置２０ａのみを図示している。図１０に示したように、
空間像検出装置２２ａは、ステージホルダ１１の上面に
形成された数ミリ程度の内径を有する検出孔ＡＳ１、第
１リレーレンズ２１、第２リレーレンズ２２、及びＣＣ
Ｄ等の撮像素子２３からなる。
光装置は、投影光学系ＰＬを介して投影される空間像、
又は前出したプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄそれぞれから照射される指標マークの像を検出する空
間像検出装置２０ａ，２０ｂをウェハホルダ１１内に備
える。空間像検出装置２０ａは図３に示した検出孔ＡＳ
１が形成された位置に備えられ、空間像検出装置２０ｂ
は図３に示した検出孔ＡＳ２が形成された位置に備えら
れる。図１０は、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの構成
を示す断面図である。空間像検出装置２０ａ，２０ｂの
構成は同一であるため、図１０においては空間像検出装
置２０ａのみを図示している。図１０に示したように、
空間像検出装置２２ａは、ステージホルダ１１の上面に
形成された数ミリ程度の内径を有する検出孔ＡＳ１、第
１リレーレンズ２１、第２リレーレンズ２２、及びＣＣ
Ｄ等の撮像素子２３からなる。
【００３８】第１リレーレンズ２１及び第２リレーレン
ズ２２は、プレートＰがステージＰＳ上に載置されたと
きのプレートＰの上面とほぼ同一となるように設定され
た焦点面ＰＰ１と撮像素子２３の撮像面とを光学的に共
役にする。よって、焦点面ＰＰ１が投影光学系ＰＬの結
像面と一致しているときに、投影光学系ＰＬを介して投
影される位置計測用のマークＲＭや画像処理用マークＩ
Ｍの空間像のコントラストが最も鮮明になり、焦点面Ｐ
Ｐ１がプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの結
像面ＦＣ（図５参照）と一致しているときに、指標マー
クの像のコントラストが最も鮮明になる。撮像素子２３
で撮像された空間像の画像信号は主制御系１５へ出力さ
れて後述する各種画像処理が施される。尚、２つの空間
像検出装置２０ａ，２０ｂを備える理由は、プレートス
テージＰＳの移動量を少なくしてスループットの低下を
防止するためである。
ズ２２は、プレートＰがステージＰＳ上に載置されたと
きのプレートＰの上面とほぼ同一となるように設定され
た焦点面ＰＰ１と撮像素子２３の撮像面とを光学的に共
役にする。よって、焦点面ＰＰ１が投影光学系ＰＬの結
像面と一致しているときに、投影光学系ＰＬを介して投
影される位置計測用のマークＲＭや画像処理用マークＩ
Ｍの空間像のコントラストが最も鮮明になり、焦点面Ｐ
Ｐ１がプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの結
像面ＦＣ（図５参照）と一致しているときに、指標マー
クの像のコントラストが最も鮮明になる。撮像素子２３
で撮像された空間像の画像信号は主制御系１５へ出力さ
れて後述する各種画像処理が施される。尚、２つの空間
像検出装置２０ａ，２０ｂを備える理由は、プレートス
テージＰＳの移動量を少なくしてスループットの低下を
防止するためである。
【００３９】以上、本発明の一実施形態による露光装置
及び本発明の一実施形態による露光装置の構成について
説明したが、次に、本発明の一実施形態による露光装置
の動作、つまり本発明の実施形態による露光方法につい
て説明する。最初に露光装置の動作の概略を簡単に説明
すると、露光装置はマスクステージＭＳ上にマスクＭを
搬入してベースライン量を求め、次にプレートホルダ１
１上にプレートＰを載置してプレートＰの位置情報を求
め、マスクＭとプレートＰとの相対的な位置合わせを行
ってマスクＭに形成されたデバイスパターンＤＰを、投
影光学系ＰＬを介してプレートＰに転写する動作を行
う。以下、各動作の詳細について説明する。
及び本発明の一実施形態による露光装置の構成について
説明したが、次に、本発明の一実施形態による露光装置
の動作、つまり本発明の実施形態による露光方法につい
て説明する。最初に露光装置の動作の概略を簡単に説明
すると、露光装置はマスクステージＭＳ上にマスクＭを
搬入してベースライン量を求め、次にプレートホルダ１
１上にプレートＰを載置してプレートＰの位置情報を求
め、マスクＭとプレートＰとの相対的な位置合わせを行
ってマスクＭに形成されたデバイスパターンＤＰを、投
影光学系ＰＬを介してプレートＰに転写する動作を行
う。以下、各動作の詳細について説明する。
【００４０】〔ベースライン量の計測〕図１１、図１２
は、本発明の一実施形態による露光装置のベースライン
量計測時の概略動作を示すフローチャートである。本実
施形態の露光装置は、まずマスクホルダＭＳ上にマスク
Ｍを載置し、図１に示したマスク観察系１６ａ，１６ｂ
でマスクＭ上のデバイスパターンＤＰが形成された領域
外に描画された位置計測用のマークＲＭに検知光を照射
し、その反射光を受光することにより、位置計測用のマ
ークＲＭの位置情報を計測する。計測された位置情報は
主制御系１５へ出力され、主制御系１５はこの位置情報
に基づいてマスクステージＭＳの微動を行ってマスクＭ
の位置を調整し、マスクＭの位置を調整し、そのときの
位置情報（例えば、マスクＭの中心位置を示す位置情
報）を記憶する（ステップＳ１０）。また、プレートス
テージＰＳ上に設けられた基準部材ＦＭ及び反射板ＲＦ
１〜ＲＦ４をプレートホルダ１１に対して突出させ、こ
れらの部材の上面をプレートＰがプレートステージＰＳ
上に載置された場合のプレートＰの上面と略面一に設定
する。
は、本発明の一実施形態による露光装置のベースライン
量計測時の概略動作を示すフローチャートである。本実
施形態の露光装置は、まずマスクホルダＭＳ上にマスク
Ｍを載置し、図１に示したマスク観察系１６ａ，１６ｂ
でマスクＭ上のデバイスパターンＤＰが形成された領域
外に描画された位置計測用のマークＲＭに検知光を照射
し、その反射光を受光することにより、位置計測用のマ
ークＲＭの位置情報を計測する。計測された位置情報は
主制御系１５へ出力され、主制御系１５はこの位置情報
に基づいてマスクステージＭＳの微動を行ってマスクＭ
の位置を調整し、マスクＭの位置を調整し、そのときの
位置情報（例えば、マスクＭの中心位置を示す位置情
報）を記憶する（ステップＳ１０）。また、プレートス
テージＰＳ上に設けられた基準部材ＦＭ及び反射板ＲＦ
１〜ＲＦ４をプレートホルダ１１に対して突出させ、こ
れらの部材の上面をプレートＰがプレートステージＰＳ
上に載置された場合のプレートＰの上面と略面一に設定
する。
【００４１】次に、主制御系１５は、プレートステージ
ＰＳを移動させて基準部材ＦＭを投影光学系ＰＬの投影
領域の中心に配置し、オートフォーカス機構１９により
プレートステージＰＳのＺ軸方向の位置情報を計測する
（ステップＳ１２）。プレートステージＰＳのＺ軸方向
の位置情報を検出する場合には、オートフォーカス機構
１９が備える投光系１９ａが基準部材ＦＭの斜め方向か
ら基準部材ＦＭ上に検知光を照射し、その反射光を受光
系１９ｂで受光する。主制御系１５は受光系１９ｂから
出力される受光結果に基づいて、プレートステージＰＳ
のＺ軸方向の位置を調整することにより、基準部材ＦＭ
（プレートＰの上面に相当）をマスクステージＭＳ上に
載置されたマスクＭと共役な位置に位置合わせする。
ＰＳを移動させて基準部材ＦＭを投影光学系ＰＬの投影
領域の中心に配置し、オートフォーカス機構１９により
プレートステージＰＳのＺ軸方向の位置情報を計測する
（ステップＳ１２）。プレートステージＰＳのＺ軸方向
の位置情報を検出する場合には、オートフォーカス機構
１９が備える投光系１９ａが基準部材ＦＭの斜め方向か
ら基準部材ＦＭ上に検知光を照射し、その反射光を受光
系１９ｂで受光する。主制御系１５は受光系１９ｂから
出力される受光結果に基づいて、プレートステージＰＳ
のＺ軸方向の位置を調整することにより、基準部材ＦＭ
（プレートＰの上面に相当）をマスクステージＭＳ上に
載置されたマスクＭと共役な位置に位置合わせする。
【００４２】尚、以下の説明においては、説明の簡単化
のために、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ
１、プレートホルダ１１にして基準部材ＦＭが突出した
状態にあるときの基準部材ＦＭの上面、及びプレートア
ライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの結像面ＦＣとがＺ軸
に垂直な同一面内に含まれるよう設定されているとす
る。これらが異なる場合には、予めそのずれ量を検出し
ておき、適宜ずれ量が零となるようにプレートステージ
ＰＳのＺ軸方向の位置を調整する。例えば、投影光学系
ＰＬを介してマスクＭに形成された画像処理用マークＩ
Ｍの像を空間像検出装置２０ａ，２０ｂで検出する場合
には、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ１と
投影光学系ＰＬの結像面とを一致させ、プレートアライ
メントセンサ１８ａ〜１８ｄから射出される指標マーク
の像を空間像検出装置２０ａ，２０ｂで検出する場合に
は、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ１とプ
レートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々の結像面
ＦＣとを一致させる。
のために、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ
１、プレートホルダ１１にして基準部材ＦＭが突出した
状態にあるときの基準部材ＦＭの上面、及びプレートア
ライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの結像面ＦＣとがＺ軸
に垂直な同一面内に含まれるよう設定されているとす
る。これらが異なる場合には、予めそのずれ量を検出し
ておき、適宜ずれ量が零となるようにプレートステージ
ＰＳのＺ軸方向の位置を調整する。例えば、投影光学系
ＰＬを介してマスクＭに形成された画像処理用マークＩ
Ｍの像を空間像検出装置２０ａ，２０ｂで検出する場合
には、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ１と
投影光学系ＰＬの結像面とを一致させ、プレートアライ
メントセンサ１８ａ〜１８ｄから射出される指標マーク
の像を空間像検出装置２０ａ，２０ｂで検出する場合に
は、空間像検出装置２０ａ，２０ｂの焦点面ＰＰ１とプ
レートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々の結像面
ＦＣとを一致させる。
【００４３】以上の処理が終了すると、主制御系１５が
処理対象のプレートＰに対して初めてパターンを形成す
るのか（１層面の処理か）又は既にパターンが形成され
たプレートＰに対して重ねてパターンを形成するのか
（２層目以降の処理か）を判断する（ステップＳ１
４）。次の処理ではプレートアライメントセンサ１８ａ
〜１８ｂの計測中心が計測されるが、プレートＰに対し
て１層目の処理を行う場合には、プレートＰ上にマーク
ＡＭが形成されておらず、プレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの配置関係は設計値から得られるためプ
レートライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ全ての計測中心
を精密に計測する必要はない。ステップＳ１４は、１層
目の処理か又は２層目の処理かを判断して、不要な計測
処理を省き計測に要する時間を短縮するために設けられ
る。
処理対象のプレートＰに対して初めてパターンを形成す
るのか（１層面の処理か）又は既にパターンが形成され
たプレートＰに対して重ねてパターンを形成するのか
（２層目以降の処理か）を判断する（ステップＳ１
４）。次の処理ではプレートアライメントセンサ１８ａ
〜１８ｂの計測中心が計測されるが、プレートＰに対し
て１層目の処理を行う場合には、プレートＰ上にマーク
ＡＭが形成されておらず、プレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの配置関係は設計値から得られるためプ
レートライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ全ての計測中心
を精密に計測する必要はない。ステップＳ１４は、１層
目の処理か又は２層目の処理かを判断して、不要な計測
処理を省き計測に要する時間を短縮するために設けられ
る。
【００４４】ステップＳ１４において、２層目の処理で
あると判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）に
は、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測
中心を計測する処理が行われる（ステップＳ１６）。以
下、この処理の詳細を図３を参照しつつ説明する。まず
主制御系１５はステージ駆動系１４Ｘ，１４Ｙを介して
ステージＰＳを移動させて、検出孔ＡＳ１をプレートア
ライメントセンサ１８ａの計測領域内に配置する。配置
が完了すると、プレートアライメントセンサ１８ａは指
標マークの像を含む検出光ＩＬ１を検出孔ＡＳ１上に照
射する。指標マークの像は、検出光ＡＳ１を介して空間
像検出装置２０ａが備える撮像素子２３で撮像され、画
像信号として主制御系１５へ出力される。図１３は、空
間像検出装置２０ａが備える撮像素子２３で撮像された
指標マークの像を示す図である。指標マークの位置情報
は、例えば撮像素子２３から出力された画像信号に対し
て画像処理を施して指標マークの像の中心位置ＣＰ２を
求め、計測視野ＶＦの中心ＣＰ１からのずれ量を算出す
ることによって計測される。
あると判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）に
は、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測
中心を計測する処理が行われる（ステップＳ１６）。以
下、この処理の詳細を図３を参照しつつ説明する。まず
主制御系１５はステージ駆動系１４Ｘ，１４Ｙを介して
ステージＰＳを移動させて、検出孔ＡＳ１をプレートア
ライメントセンサ１８ａの計測領域内に配置する。配置
が完了すると、プレートアライメントセンサ１８ａは指
標マークの像を含む検出光ＩＬ１を検出孔ＡＳ１上に照
射する。指標マークの像は、検出光ＡＳ１を介して空間
像検出装置２０ａが備える撮像素子２３で撮像され、画
像信号として主制御系１５へ出力される。図１３は、空
間像検出装置２０ａが備える撮像素子２３で撮像された
指標マークの像を示す図である。指標マークの位置情報
は、例えば撮像素子２３から出力された画像信号に対し
て画像処理を施して指標マークの像の中心位置ＣＰ２を
求め、計測視野ＶＦの中心ＣＰ１からのずれ量を算出す
ることによって計測される。
【００４５】プレートアライメントセンサ１８ａの計測
中心を計測すると、次に主制御系１５はステージＰＳを
移動させて、検出孔ＡＳ１をプレートアライメントセン
サ１８ｄの計測領域内に配置し、プレートアライメント
センサ１８ａの計測中心を計測した処理と同様の処理を
行って、プレートアライメントセンサ１８ｄの計測中心
を計測する。次に、主制御系１５は、ステージＰＳを移
動させて検出孔ＡＳ２をプレートアライメントセンサ１
８ｃの計測領域内に配置して空間像検出装置２０ｂを用
いて上記と同様な処理を行ってプレートアライメントセ
ンサ１８ｃの計測中心を計測する。最後に、主制御系１
５は、ステージＰＳを移動させて検出孔ＡＳ２をプレー
トアライメントセンサ１８ｂの計測領域内に配置してプ
レートアライメントセンサ１８ｂの計測中心を計測す
る。以上で図１０に示したプレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの計測中心を計測するステップＳ１６の
処理が終了する。
中心を計測すると、次に主制御系１５はステージＰＳを
移動させて、検出孔ＡＳ１をプレートアライメントセン
サ１８ｄの計測領域内に配置し、プレートアライメント
センサ１８ａの計測中心を計測した処理と同様の処理を
行って、プレートアライメントセンサ１８ｄの計測中心
を計測する。次に、主制御系１５は、ステージＰＳを移
動させて検出孔ＡＳ２をプレートアライメントセンサ１
８ｃの計測領域内に配置して空間像検出装置２０ｂを用
いて上記と同様な処理を行ってプレートアライメントセ
ンサ１８ｃの計測中心を計測する。最後に、主制御系１
５は、ステージＰＳを移動させて検出孔ＡＳ２をプレー
トアライメントセンサ１８ｂの計測領域内に配置してプ
レートアライメントセンサ１８ｂの計測中心を計測す
る。以上で図１０に示したプレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの計測中心を計測するステップＳ１６の
処理が終了する。
【００４６】このように、プレートアライメントセンサ
１８ａ，１８ｄの計測中心を計測する場合には、検出光
ＡＳ１を介して指標マークの像を空間像検出装置２０ａ
で撮像して計測中心を求め、プレートアライメントセン
サ１８ｃ，１８ｂの計測中心を計測する場合には、検出
光ＡＳ２を介して指標マークの像を空間像検出装置２０
ｂで撮像して計測中心を求めている。２つの空間像検出
装置２０ａ，２０ｂを用いてプレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄの計測中心を計測すると、１つの空間
像計測装置のみを用いてプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄの計測中心全てを計測する場合に比べて、
ステージＰＳの移動量を低減することができる。よっ
て、ステージＰＳを小型化することができ、更にステー
ジＰＳの移動量が少ないため、その分計測に要する時間
を短縮することができる。また、本実施形態では検出孔
ＡＳ１，ＡＳ２の配置を完了した後でプレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中心全てを計測する際
に、従来のようにステージＰＳを走査移動させる必要が
ない。従って、計測に要する時間を極めて短縮すること
ができる。
１８ａ，１８ｄの計測中心を計測する場合には、検出光
ＡＳ１を介して指標マークの像を空間像検出装置２０ａ
で撮像して計測中心を求め、プレートアライメントセン
サ１８ｃ，１８ｂの計測中心を計測する場合には、検出
光ＡＳ２を介して指標マークの像を空間像検出装置２０
ｂで撮像して計測中心を求めている。２つの空間像検出
装置２０ａ，２０ｂを用いてプレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄの計測中心を計測すると、１つの空間
像計測装置のみを用いてプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄの計測中心全てを計測する場合に比べて、
ステージＰＳの移動量を低減することができる。よっ
て、ステージＰＳを小型化することができ、更にステー
ジＰＳの移動量が少ないため、その分計測に要する時間
を短縮することができる。また、本実施形態では検出孔
ＡＳ１，ＡＳ２の配置を完了した後でプレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中心全てを計測する際
に、従来のようにステージＰＳを走査移動させる必要が
ない。従って、計測に要する時間を極めて短縮すること
ができる。
【００４７】一方、図１０のステップＳ１４において、
１層目の処理であると判断された場合（判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合）には、プレートアライメントセンサ１８
ａのみの計測中心を計測する処理が行われ（ステップＳ
１８）、この計測結果とプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄの設計値からプレートアライメントセンサ
１８ｂ〜１８ｃの計測中心を算出する処理が求められ
る。プレートＰに対して１層目の処理が行われないとプ
レートＰ上にはマークＡＭが形成されない。従って、こ
こではプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計
測中心を計測する必要はないが、本実施形態ではプレー
トアライメントセンサ１８ａから照射される指標マーク
の像が設計値から大幅にずれているか否かを確認するた
めプレートアライメントセンサ１８ａの計測中心を計測
している。
１層目の処理であると判断された場合（判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合）には、プレートアライメントセンサ１８
ａのみの計測中心を計測する処理が行われ（ステップＳ
１８）、この計測結果とプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄの設計値からプレートアライメントセンサ
１８ｂ〜１８ｃの計測中心を算出する処理が求められ
る。プレートＰに対して１層目の処理が行われないとプ
レートＰ上にはマークＡＭが形成されない。従って、こ
こではプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計
測中心を計測する必要はないが、本実施形態ではプレー
トアライメントセンサ１８ａから照射される指標マーク
の像が設計値から大幅にずれているか否かを確認するた
めプレートアライメントセンサ１８ａの計測中心を計測
している。
【００４８】ステップＳ１６又はステップＳ１８の処理
が終了すると、次に空間像検出装置２０ｂで露光中心を
計測する処理が行われる（ステップＳ２０）。この処理
では、まず主制御系１５がステージ駆動系１４Ｘ，１４
Ｙを介してステージＰＳを移動させて、検出孔ＡＳ２を
マスクＭに形成された画像処理用マークＩＭの像が投影
光学系ＰＬを介して照射される位置（この位置は画像処
理用マークＩＭの設計値や投影光学系ＰＬの設計上の倍
率等から求められる位置である）に移動させる。移動が
完了すると、照明光学系から露光光を照射し、マスクＭ
に形成された画像処理用マークＩＭを照明する。画像処
理用マークＩＭの像は投影光学系ＰＬを介して検出孔Ａ
Ｓ２上に照射され、検出孔ＡＳ２を介して空間像検出装
置２０ｂが備える撮像素子２３で撮像され、画像信号と
して主制御系１５へ出力される。主制御系１５は、撮像
素子２３から出力された画像信号に対して画像処理を施
して画像処理用マークＩＭの位置情報を求める訳である
が、以下これらの処理について具体的に説明する。
が終了すると、次に空間像検出装置２０ｂで露光中心を
計測する処理が行われる（ステップＳ２０）。この処理
では、まず主制御系１５がステージ駆動系１４Ｘ，１４
Ｙを介してステージＰＳを移動させて、検出孔ＡＳ２を
マスクＭに形成された画像処理用マークＩＭの像が投影
光学系ＰＬを介して照射される位置（この位置は画像処
理用マークＩＭの設計値や投影光学系ＰＬの設計上の倍
率等から求められる位置である）に移動させる。移動が
完了すると、照明光学系から露光光を照射し、マスクＭ
に形成された画像処理用マークＩＭを照明する。画像処
理用マークＩＭの像は投影光学系ＰＬを介して検出孔Ａ
Ｓ２上に照射され、検出孔ＡＳ２を介して空間像検出装
置２０ｂが備える撮像素子２３で撮像され、画像信号と
して主制御系１５へ出力される。主制御系１５は、撮像
素子２３から出力された画像信号に対して画像処理を施
して画像処理用マークＩＭの位置情報を求める訳である
が、以下これらの処理について具体的に説明する。
【００４９】［相関法によるパターンマッチング（テン
プレートマッチング）］ここでは画像処理用のマークＩ
Ｍとして、図４に示すＸＹ同時計測用マークＭＡを用い
る場合の例で説明する。この処理では、予め画像処理用
のマークＩＭの一部又は全体を、図１４（ａ）、（ｂ）
に示すテンプレート５５Ｙ，５５Ｘとして登録してお
く。図１４は、相関法で用いられるテンプレートの一例
を示す図である。図１４に示したテンプレートは、ＸＹ
同時計測用マークＭＡの一部をテンプレート５５Ｙ，５
５Ｘとして登録している。ここで、図１４（ａ）に示し
たテンプレート５５ＹはＹ軸方向の位置を、図１４
（ｂ）に示したテンプレート５５ＸはＸ軸方向の位置を
それぞれ検出する際に用いられ、各テンプレート５５
Ｙ，５５Ｘには原点Ｇが設定されている。尚、登録する
テンプレートとしては、一本のラインに限られず、複数
本のラインからなるものであってもよい。
プレートマッチング）］ここでは画像処理用のマークＩ
Ｍとして、図４に示すＸＹ同時計測用マークＭＡを用い
る場合の例で説明する。この処理では、予め画像処理用
のマークＩＭの一部又は全体を、図１４（ａ）、（ｂ）
に示すテンプレート５５Ｙ，５５Ｘとして登録してお
く。図１４は、相関法で用いられるテンプレートの一例
を示す図である。図１４に示したテンプレートは、ＸＹ
同時計測用マークＭＡの一部をテンプレート５５Ｙ，５
５Ｘとして登録している。ここで、図１４（ａ）に示し
たテンプレート５５ＹはＹ軸方向の位置を、図１４
（ｂ）に示したテンプレート５５ＸはＸ軸方向の位置を
それぞれ検出する際に用いられ、各テンプレート５５
Ｙ，５５Ｘには原点Ｇが設定されている。尚、登録する
テンプレートとしては、一本のラインに限られず、複数
本のラインからなるものであってもよい。
【００５０】図１５は、空間像検出装置２０ｂが備える
撮像素子２３で撮像された画像処理用マークＩＭの像を
示す図である。図１５（ａ）に示すように、マスクＭに
形成される画像処理用マークＩＭが撮像素子２３の撮像
面に結像したとき、撮像素子２３の計測視野ＶＦ内でテ
ンプレート５５Ｘ、５５Ｙと近似している画像を、Ｘ軸
方向及びＹ軸方向からそれぞれ指定された個数ずつ検出
する。尚、画像処理用マークＩＭがローテーション等に
より傾いていた場合は、テンプレート５５Ｘ，５５Ｙの
中、何れか近い方が選択される。そして、全てのテンプ
レートの原点Ｇの平均値から、図１５（ｂ）に示すよう
に、撮像素子２３上に結像したマークＭのマーク中心Ｃ
Ｐ３を求め、このマーク中心ＣＰ３と計測視野ＶＦの中
心ＣＰ１との差分を計測する。このとき、計測視野ＶＦ
の中心ＣＰ１は所望される位置、即ち設計値であり、プ
レートホルダ１１の位置はレーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙ
で検出されているため、視野中心ＣＰ１とマーク中心Ｃ
Ｐ３との差分からプレートホルダ１１の座標系における
マーク中心ＣＰ３の座標位置が検出される。
撮像素子２３で撮像された画像処理用マークＩＭの像を
示す図である。図１５（ａ）に示すように、マスクＭに
形成される画像処理用マークＩＭが撮像素子２３の撮像
面に結像したとき、撮像素子２３の計測視野ＶＦ内でテ
ンプレート５５Ｘ、５５Ｙと近似している画像を、Ｘ軸
方向及びＹ軸方向からそれぞれ指定された個数ずつ検出
する。尚、画像処理用マークＩＭがローテーション等に
より傾いていた場合は、テンプレート５５Ｘ，５５Ｙの
中、何れか近い方が選択される。そして、全てのテンプ
レートの原点Ｇの平均値から、図１５（ｂ）に示すよう
に、撮像素子２３上に結像したマークＭのマーク中心Ｃ
Ｐ３を求め、このマーク中心ＣＰ３と計測視野ＶＦの中
心ＣＰ１との差分を計測する。このとき、計測視野ＶＦ
の中心ＣＰ１は所望される位置、即ち設計値であり、プ
レートホルダ１１の位置はレーザ干渉計１３Ｘ，１３Ｙ
で検出されているため、視野中心ＣＰ１とマーク中心Ｃ
Ｐ３との差分からプレートホルダ１１の座標系における
マーク中心ＣＰ３の座標位置が検出される。
【００５１】［微分信号のピーク間の中点検出］ここで
も画像処理用マークＩＭとして、図４に示すＸＹ同時計
測用マークＭＡを用いる場合の例で説明する。まず、図
１６（ａ）に示すように、予め撮像素子２３の計測視野
ＶＦの中心ＣＰ１を基準として、十字形状の画像処理範
囲ＶＡを配置・設定しておく。図１６は、空間像計測装
置２３を用いた画像処理用マークのＩＭの位置情報計測
の処理を説明するための図である。図１６（ｂ）に示す
ように、マスクＭに形成された画像処理用のマークＩＭ
の像が撮像素子２３上に結像されたとき、撮像素子２３
の計測視野ＶＦ内でＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向の処
理範囲ＶＡから、それぞれ指定された個数ずつ画像処理
用マークＩＭの信号強度を検出する。そして、図１７
（ａ）、（ｂ）に示すように、処理範囲ＶＡで捕捉した
マーク画像の生信号に対して微分処理を施し、図１７
（ｃ）に示すような強度を有する信号を求める。図１７
は、画像信号に対して施される微分処理を説明するため
の図である。図１７（ｃ）は画像信号に対して微分処理
を施し、画像処理用マークＩＭのエッジ位置の中点から
画像処理用マークＩＭの位置情報を求める処理を説明す
るための図である。この後、求めた微分信号のピークと
ピークの中点により各ラインの中心を割り出すことによ
り、マークの中心ＣＰ４の座標位置を検出する。このマ
ーク中心ＣＰ４と撮像素子２３の視野中心ＣＰ１との差
分を計測することにより、上記パターンマッチングのと
きと同様に、プレートホルダ１１の座標系におけるマー
ク中心ＣＰ４の座標位置が検出される。
も画像処理用マークＩＭとして、図４に示すＸＹ同時計
測用マークＭＡを用いる場合の例で説明する。まず、図
１６（ａ）に示すように、予め撮像素子２３の計測視野
ＶＦの中心ＣＰ１を基準として、十字形状の画像処理範
囲ＶＡを配置・設定しておく。図１６は、空間像計測装
置２３を用いた画像処理用マークのＩＭの位置情報計測
の処理を説明するための図である。図１６（ｂ）に示す
ように、マスクＭに形成された画像処理用のマークＩＭ
の像が撮像素子２３上に結像されたとき、撮像素子２３
の計測視野ＶＦ内でＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向の処
理範囲ＶＡから、それぞれ指定された個数ずつ画像処理
用マークＩＭの信号強度を検出する。そして、図１７
（ａ）、（ｂ）に示すように、処理範囲ＶＡで捕捉した
マーク画像の生信号に対して微分処理を施し、図１７
（ｃ）に示すような強度を有する信号を求める。図１７
は、画像信号に対して施される微分処理を説明するため
の図である。図１７（ｃ）は画像信号に対して微分処理
を施し、画像処理用マークＩＭのエッジ位置の中点から
画像処理用マークＩＭの位置情報を求める処理を説明す
るための図である。この後、求めた微分信号のピークと
ピークの中点により各ラインの中心を割り出すことによ
り、マークの中心ＣＰ４の座標位置を検出する。このマ
ーク中心ＣＰ４と撮像素子２３の視野中心ＣＰ１との差
分を計測することにより、上記パターンマッチングのと
きと同様に、プレートホルダ１１の座標系におけるマー
ク中心ＣＰ４の座標位置が検出される。
【００５２】［生信号による像強度分布スライス］ここ
でも画像処理用のマークＩＭとして、図４に示すＸＹ同
時計測用マークＭＡを用いる場合の例で説明する。ま
ず、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示したように、上
記微分信号の中点検出と同様に、撮像素子２３の計測視
野ＶＦの中心ＣＰ１を基準として画像処理範囲ＶＡを設
定しておき、マスクＭ上のマークＭが撮像素子２３上に
結像されたとき、撮像素子２３の計測視野ＶＦ内でＸ軸
方向及びＹ軸方向の２方向の処理範囲ＶＡから、それぞ
れ指定された個数ずつマークＭの信号強度を検出する。
そして、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、処理範囲
ＶＡで捕捉したマークＭの画像の生信号に対して、各ラ
イン毎にボトムから任意の位置（例えば、全高の７０
％）でスライスし、スライスした点での中心点を検出す
る。図１８は、画像信号に対して施されるスライス処理
を説明するための図である。この場合、複数の位置でス
ライスし、検出された中心点の平均値を用いてもよい。
この後、検出されたラインの中心点からマークの中心Ｃ
Ｐ４の座標位置を検出する。そして、上記微分信号の中
点検出と同様の手順を踏むことにより、プレートホルダ
１１の座標系におけるマーク中心ＣＰ４の座標位置が検
出される。
でも画像処理用のマークＩＭとして、図４に示すＸＹ同
時計測用マークＭＡを用いる場合の例で説明する。ま
ず、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示したように、上
記微分信号の中点検出と同様に、撮像素子２３の計測視
野ＶＦの中心ＣＰ１を基準として画像処理範囲ＶＡを設
定しておき、マスクＭ上のマークＭが撮像素子２３上に
結像されたとき、撮像素子２３の計測視野ＶＦ内でＸ軸
方向及びＹ軸方向の２方向の処理範囲ＶＡから、それぞ
れ指定された個数ずつマークＭの信号強度を検出する。
そして、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、処理範囲
ＶＡで捕捉したマークＭの画像の生信号に対して、各ラ
イン毎にボトムから任意の位置（例えば、全高の７０
％）でスライスし、スライスした点での中心点を検出す
る。図１８は、画像信号に対して施されるスライス処理
を説明するための図である。この場合、複数の位置でス
ライスし、検出された中心点の平均値を用いてもよい。
この後、検出されたラインの中心点からマークの中心Ｃ
Ｐ４の座標位置を検出する。そして、上記微分信号の中
点検出と同様の手順を踏むことにより、プレートホルダ
１１の座標系におけるマーク中心ＣＰ４の座標位置が検
出される。
【００５３】以上の処理が行われて、マスクＭに形成さ
れた画像処理用マークＩＭの位置情報が計測される。画
像処理用マークＩＭはマスクＭ上に複数形成されてお
り、各々の画像処理用マークＩＭの位置情報が順次計測
される。この際、検出する画像処理用マークＩＭの数を
増やすことにより、マスクＭの位置情報をより高精度に
求めることができる。次に、空間像検出装置２０ａで露
光中心を計測する処理が行われる（ステップＳ２２）。
このステップＳ２２の処理ではステップＳ２０の処理と
同様の手順で空間像検出装置２０ａでマスクＭに形成さ
れた複数の画像処理用マークＩＭが計測される。そし
て、ステップＳ２２の計測結果に対して、例えば最小二
乗近似等の統計計算を行うことにより、露光時に必要な
ローテーション、シフト、倍率等の補正値が求められ
（ステップＳ２４）、プレートホルダ１１の座標系にお
けるマスクＭの中心位置（露光中心）が求められる。こ
のように、本実施形態では、露光中心を計測する際にマ
スクＭに形成された画像処理用マークＩＭの像が投影さ
れる位置に検出孔ＡＳ１，ＡＳ２を配置した後で、従来
のようにステージＰＳを走査移動させる必要がない。従
って、計測に要する時間を極めて短縮することができ
る。
れた画像処理用マークＩＭの位置情報が計測される。画
像処理用マークＩＭはマスクＭ上に複数形成されてお
り、各々の画像処理用マークＩＭの位置情報が順次計測
される。この際、検出する画像処理用マークＩＭの数を
増やすことにより、マスクＭの位置情報をより高精度に
求めることができる。次に、空間像検出装置２０ａで露
光中心を計測する処理が行われる（ステップＳ２２）。
このステップＳ２２の処理ではステップＳ２０の処理と
同様の手順で空間像検出装置２０ａでマスクＭに形成さ
れた複数の画像処理用マークＩＭが計測される。そし
て、ステップＳ２２の計測結果に対して、例えば最小二
乗近似等の統計計算を行うことにより、露光時に必要な
ローテーション、シフト、倍率等の補正値が求められ
（ステップＳ２４）、プレートホルダ１１の座標系にお
けるマスクＭの中心位置（露光中心）が求められる。こ
のように、本実施形態では、露光中心を計測する際にマ
スクＭに形成された画像処理用マークＩＭの像が投影さ
れる位置に検出孔ＡＳ１，ＡＳ２を配置した後で、従来
のようにステージＰＳを走査移動させる必要がない。従
って、計測に要する時間を極めて短縮することができ
る。
【００５４】以上で、空間像検出装置２０ａ及び空間像
検出装置２０ｂ各々で露光中心が計測された訳である
が、次に、空間像検出装置２０ａと空間像検出装置２０
ｂとの相対的な位置関係が求められる（ステップＳ２
６）。ベースライン量を求めるためには、空間像検出装
置２０ａの計測結果に基づいて露光中心を求めるだけで
足りる。本実施形態では、プレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの計測中心を空間像検出装置２０ａと空
間像検出装置２０ｂとを用いて計測しているため、空間
像検出装置２０ａと空間像検出装置２０ｂとの相対的な
位置関係を正確に求めるために、マスクＭに形成された
複数の画像処理用マークＩＭを空間像検出装置２０ａ及
び空間像検出装置２０ｂでそれぞれ計測している。空間
像検出装置２０ａと空間像検出装置２０ｂとの相対的な
位置関係が求められると、主制御系１５は、この位置関
係とステップＳ１６で求めたプレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄ各々の計測中心とからプレートアライ
メントセンサ１８ａ〜１８ｄの相対的な位置関係を演算
する。
検出装置２０ｂ各々で露光中心が計測された訳である
が、次に、空間像検出装置２０ａと空間像検出装置２０
ｂとの相対的な位置関係が求められる（ステップＳ２
６）。ベースライン量を求めるためには、空間像検出装
置２０ａの計測結果に基づいて露光中心を求めるだけで
足りる。本実施形態では、プレートアライメントセンサ
１８ａ〜１８ｄの計測中心を空間像検出装置２０ａと空
間像検出装置２０ｂとを用いて計測しているため、空間
像検出装置２０ａと空間像検出装置２０ｂとの相対的な
位置関係を正確に求めるために、マスクＭに形成された
複数の画像処理用マークＩＭを空間像検出装置２０ａ及
び空間像検出装置２０ｂでそれぞれ計測している。空間
像検出装置２０ａと空間像検出装置２０ｂとの相対的な
位置関係が求められると、主制御系１５は、この位置関
係とステップＳ１６で求めたプレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄ各々の計測中心とからプレートアライ
メントセンサ１８ａ〜１８ｄの相対的な位置関係を演算
する。
【００５５】次に、ステップＳ２４で算出された回転量
及び倍率が予め設定された許容値以内であるか否かが判
断される（ステップＳ２８）。許容値外であると判断さ
れた場合（判断結果が「ＮＯ」の）場合には、主制御系
１５は駆動手段１７（図２参照）に対して制御信号を出
力し、マスクＭを回転させ、更にレンズコントローラ部
１０に制御信号を出力して倍率を制御する（ステップＳ
３０）。一方、ステップＳ２８の判断結果が「ＹＥＳ」
の場合には、露光処理にマスクＭが２枚以上使用される
か否かが判断される（ステップＳ３２）。複数枚のマス
クＭが用いられる場合には判断結果が「ＹＥＳ」とな
り、不図示のマスクチェンジャによりマスクＭが交換さ
れる（ステップＳ３４）。
及び倍率が予め設定された許容値以内であるか否かが判
断される（ステップＳ２８）。許容値外であると判断さ
れた場合（判断結果が「ＮＯ」の）場合には、主制御系
１５は駆動手段１７（図２参照）に対して制御信号を出
力し、マスクＭを回転させ、更にレンズコントローラ部
１０に制御信号を出力して倍率を制御する（ステップＳ
３０）。一方、ステップＳ２８の判断結果が「ＹＥＳ」
の場合には、露光処理にマスクＭが２枚以上使用される
か否かが判断される（ステップＳ３２）。複数枚のマス
クＭが用いられる場合には判断結果が「ＹＥＳ」とな
り、不図示のマスクチェンジャによりマスクＭが交換さ
れる（ステップＳ３４）。
【００５６】マスクＭ交換が終了すると、新たにマスク
ステージＭＳ上に載置されたマスクＭに形成された画像
処理用マークＩＭを空間像検出装置２０ａで計測する処
理が行われる（ステップＳ３６）。そして、ステップＳ
３６の計測結果に対して、例えば最小二乗近似等の統計
計算を行うことにより、露光時に必要なローテーショ
ン、シフト、倍率等の補正値が求められ（ステップＳ３
８）、プレートホルダ１１の座標系におけるマスクＭの
中心位置（露光中心）が求められる。尚、本実施形態に
おいては、複数枚のマスクを用いて露光処理を行う場合
に、ベースライン量を求めるのは最初にマスクステージ
ＭＳに載置されたマスクＭに対してだけである。２枚目
以降のマスクに対してはベースライン量の計測は行わな
わず、最初にマスクステージＭＳに載置されたマスクＭ
の位置情報に対する差を求め、計測したベースライン量
をこの差で補正したベースライン量を用いる。次に、露
光処理で用いられる全マスクＭに対して画像処理用のマ
ークを計測する処理が終了したか否かが判断され（ステ
ップＳ４０）、判断結果が「ＮＯ」の場合にはステップ
Ｓ３４に戻り、新たなマスクＭに形成された画像処理用
マークＩＭの計測が行われる。
ステージＭＳ上に載置されたマスクＭに形成された画像
処理用マークＩＭを空間像検出装置２０ａで計測する処
理が行われる（ステップＳ３６）。そして、ステップＳ
３６の計測結果に対して、例えば最小二乗近似等の統計
計算を行うことにより、露光時に必要なローテーショ
ン、シフト、倍率等の補正値が求められ（ステップＳ３
８）、プレートホルダ１１の座標系におけるマスクＭの
中心位置（露光中心）が求められる。尚、本実施形態に
おいては、複数枚のマスクを用いて露光処理を行う場合
に、ベースライン量を求めるのは最初にマスクステージ
ＭＳに載置されたマスクＭに対してだけである。２枚目
以降のマスクに対してはベースライン量の計測は行わな
わず、最初にマスクステージＭＳに載置されたマスクＭ
の位置情報に対する差を求め、計測したベースライン量
をこの差で補正したベースライン量を用いる。次に、露
光処理で用いられる全マスクＭに対して画像処理用のマ
ークを計測する処理が終了したか否かが判断され（ステ
ップＳ４０）、判断結果が「ＮＯ」の場合にはステップ
Ｓ３４に戻り、新たなマスクＭに形成された画像処理用
マークＩＭの計測が行われる。
【００５７】一方、ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合、又は前述のステップＳ３２において、露光
処理に用いられるマスクが１枚のみであると判断された
場合（ステップＳ３２の判断結果が「ＮＯ」の場合）に
は、ステップＳ１６又はステップＳ１８の処理で得られ
たプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中
心とステップＳ２４の処理で求められた露光中心とに基
づいてベースライン量が算出される（ステップＳ４
２）。以上の処理を経てベースライン量が算出される
が、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測
中心を計測する場合及び露光中心を計測する場合の何れ
の場合であっても、検出孔ＡＳ１，ＡＳ２を所定位置に
配置した後、従来のようにステージＰＳを走査移動させ
る必要がない。従って、計測に要する時間を極めて短縮
することができる。また、検出光ＡＳ１に対応させて空
間像検出装置２０ａを配置し、検出光ＡＳ２に対応させ
て空間像検出装置２０ｂを配置し、２つの空間像検出装
置２０ａ，２０ｂを用いて計測を行っている。従って、
１つの空間像計測装置のみ設けられている場合に比べて
ステージＰＳの移動量が少なくなり、その分計測に要す
る時間を短縮することができる。
Ｓ」の場合、又は前述のステップＳ３２において、露光
処理に用いられるマスクが１枚のみであると判断された
場合（ステップＳ３２の判断結果が「ＮＯ」の場合）に
は、ステップＳ１６又はステップＳ１８の処理で得られ
たプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測中
心とステップＳ２４の処理で求められた露光中心とに基
づいてベースライン量が算出される（ステップＳ４
２）。以上の処理を経てベースライン量が算出される
が、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測
中心を計測する場合及び露光中心を計測する場合の何れ
の場合であっても、検出孔ＡＳ１，ＡＳ２を所定位置に
配置した後、従来のようにステージＰＳを走査移動させ
る必要がない。従って、計測に要する時間を極めて短縮
することができる。また、検出光ＡＳ１に対応させて空
間像検出装置２０ａを配置し、検出光ＡＳ２に対応させ
て空間像検出装置２０ｂを配置し、２つの空間像検出装
置２０ａ，２０ｂを用いて計測を行っている。従って、
１つの空間像計測装置のみ設けられている場合に比べて
ステージＰＳの移動量が少なくなり、その分計測に要す
る時間を短縮することができる。
【００５８】〔プレートＰの位置情報の計測〕以上、ベ
ースライン量の計測方法について説明したが、次にプレ
ートステージＰＳ上にプレートＰを載置して、プレート
Ｐの位置情報を計測する際の動作について説明する。以
下の説明では、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭの位置
情報を計測する訳であるが、本実施形態においてはプレ
ートＰ上のマークは各プレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄに対応した位置に形成されている場合を例に
挙げて説明する。図１９は、プレートＰ上に形成される
マークの配置関係を示す模式図である。図１９に示した
ように、プレートＰの四隅であって、プレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄそれぞれに対応した位置には
図９に示した形状のマークＡＭ１〜ＡＭ４が形成されて
いる。尚、図１９中における領域ＳＡ１〜ＳＡ４は４枚
のマスクＭに形成されたパターンの像がそれぞれ転写さ
れる領域を示している。以下の説明では、プレートＰの
全体を４枚のマスクＭを用いて露光する場合を例に挙げ
て説明する。尚、図１８においては、マークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の大きさを誇張して図示している。
ースライン量の計測方法について説明したが、次にプレ
ートステージＰＳ上にプレートＰを載置して、プレート
Ｐの位置情報を計測する際の動作について説明する。以
下の説明では、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭの位置
情報を計測する訳であるが、本実施形態においてはプレ
ートＰ上のマークは各プレートアライメントセンサ１８
ａ〜１８ｄに対応した位置に形成されている場合を例に
挙げて説明する。図１９は、プレートＰ上に形成される
マークの配置関係を示す模式図である。図１９に示した
ように、プレートＰの四隅であって、プレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄそれぞれに対応した位置には
図９に示した形状のマークＡＭ１〜ＡＭ４が形成されて
いる。尚、図１９中における領域ＳＡ１〜ＳＡ４は４枚
のマスクＭに形成されたパターンの像がそれぞれ転写さ
れる領域を示している。以下の説明では、プレートＰの
全体を４枚のマスクＭを用いて露光する場合を例に挙げ
て説明する。尚、図１８においては、マークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の大きさを誇張して図示している。
【００５９】図２０は、プレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡ
Ｍ１〜ＡＭ４の位置情報を計測する際の動作を示すフロ
ーチャートである。プレートＰがプレートステージＰＳ
上に搬送される前に、プレートＰの回転等を予め機械的
に調整するプリアライメントが行われ、プリアライメン
トされたプレートＰがプレートプレートステージＰＳ上
に搬送されて載置される。尚、基準部材ＦＭ及び反射板
ＲＦ１〜ＲＦ４は、プレートＰがプレートプレートステ
ージＰＳ上に載置される前にプレートステージＰＳに没
入状態とされる。プレートＰをプレートステージＰＳ上
に載置する場合、主制御系１５は、ステージＰＳを移動
させてプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４が
プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測視野
近傍に配置する。このとき、プレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄに対してマークＡＭ１〜ＡＭ４を所定
量（例えば、数十μｍ）だけずれた位置に配置する（ス
テップＳ５０）。
８ａ〜１８ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡ
Ｍ１〜ＡＭ４の位置情報を計測する際の動作を示すフロ
ーチャートである。プレートＰがプレートステージＰＳ
上に搬送される前に、プレートＰの回転等を予め機械的
に調整するプリアライメントが行われ、プリアライメン
トされたプレートＰがプレートプレートステージＰＳ上
に搬送されて載置される。尚、基準部材ＦＭ及び反射板
ＲＦ１〜ＲＦ４は、プレートＰがプレートプレートステ
ージＰＳ上に載置される前にプレートステージＰＳに没
入状態とされる。プレートＰをプレートステージＰＳ上
に載置する場合、主制御系１５は、ステージＰＳを移動
させてプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４が
プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの計測視野
近傍に配置する。このとき、プレートアライメントセン
サ１８ａ〜１８ｄに対してマークＡＭ１〜ＡＭ４を所定
量（例えば、数十μｍ）だけずれた位置に配置する（ス
テップＳ５０）。
【００６０】これは、主制御系１５がプレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々から出力される画像信号
に対して行う画像処理に要する時間を短縮するためであ
る。つまり、サーチ計測においては図８に示した計測領
域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２に結像したマークの
像の画像信号に基づいてマークの位置情報を求める訳で
あるが、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２全て
に対して画像処理を行うと時間を要する。そこで、Ｘ軸
方向については計測領域Ｗ１１又は計測領域Ｗ１２、Ｙ
軸方向については計測領域Ｗ２１又は計測領域Ｗ２２か
ら得られる画像信号のみを処理することによりサーチ計
測に要する時間を短縮している。このように、計測領域
の数を減じるとプレートＰの倍率（スケーリング）等の
影響により、マークがプレートセンサ１８ａ〜１８ｄに
対してどの位置に配置されるかはプレートＰ毎（計測対
象のマーク毎）に異なるため、マーク毎に計測領域を設
定する処理が必要になり、その分処理に要する時間が長
くなる。このため、予めプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄに対してマークＡＭ１〜ＡＭ４を所定量だ
けずれた位置に配置することにより、アライメントセン
サ２０ａ〜１８ｄに対するマークＡＭ１〜ＡＭ４の配置
方向及び距離が一定になるのでマーク毎に計測領域を設
定する処理が必要になり、その結果として計測処理に要
する時間を短縮することができる。
ントセンサ１８ａ〜１８ｄ各々から出力される画像信号
に対して行う画像処理に要する時間を短縮するためであ
る。つまり、サーチ計測においては図８に示した計測領
域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２に結像したマークの
像の画像信号に基づいてマークの位置情報を求める訳で
あるが、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２全て
に対して画像処理を行うと時間を要する。そこで、Ｘ軸
方向については計測領域Ｗ１１又は計測領域Ｗ１２、Ｙ
軸方向については計測領域Ｗ２１又は計測領域Ｗ２２か
ら得られる画像信号のみを処理することによりサーチ計
測に要する時間を短縮している。このように、計測領域
の数を減じるとプレートＰの倍率（スケーリング）等の
影響により、マークがプレートセンサ１８ａ〜１８ｄに
対してどの位置に配置されるかはプレートＰ毎（計測対
象のマーク毎）に異なるため、マーク毎に計測領域を設
定する処理が必要になり、その分処理に要する時間が長
くなる。このため、予めプレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄに対してマークＡＭ１〜ＡＭ４を所定量だ
けずれた位置に配置することにより、アライメントセン
サ２０ａ〜１８ｄに対するマークＡＭ１〜ＡＭ４の配置
方向及び距離が一定になるのでマーク毎に計測領域を設
定する処理が必要になり、その結果として計測処理に要
する時間を短縮することができる。
【００６１】マークＡＭ１〜ＡＭ４の配置が完了する
と、プレートアライメントセンサ１８ａを用いてプレー
トＰに形成されたマークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報及
びプレートアライメントセンサ１８ｂを用いてプレート
Ｐに形成されたマークＡＭ２のＹ軸方向の位置情報を同
時に計測することができるか否かが判断される（ステッ
プＳ５２）。このステップＳ５２は、プレートＰに形成
されたマークＡＭ１とマークＡＭ２との間隔が、プレー
トアライメントセンサ１８ａとプレートアライメントセ
ンサ１８ｂとの間隔と異なる間隔で形成されている場合
に対応するために設けられるステップである。尚、以下
の説明及び図２０では、マークＡＭ１のＸ軸方向及びＹ
軸方向の位置情報をＰ１ｘ，Ｐ１ｙとそれぞれ表し、マ
ークＡＭ２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報をＰ２
ｘ，Ｐ２ｙとそれぞれ表し、マークＡＭ３のＸ軸方向及
びＹ軸方向の位置情報をＰ３ｘ，Ｐ３ｙと表す。
と、プレートアライメントセンサ１８ａを用いてプレー
トＰに形成されたマークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報及
びプレートアライメントセンサ１８ｂを用いてプレート
Ｐに形成されたマークＡＭ２のＹ軸方向の位置情報を同
時に計測することができるか否かが判断される（ステッ
プＳ５２）。このステップＳ５２は、プレートＰに形成
されたマークＡＭ１とマークＡＭ２との間隔が、プレー
トアライメントセンサ１８ａとプレートアライメントセ
ンサ１８ｂとの間隔と異なる間隔で形成されている場合
に対応するために設けられるステップである。尚、以下
の説明及び図２０では、マークＡＭ１のＸ軸方向及びＹ
軸方向の位置情報をＰ１ｘ，Ｐ１ｙとそれぞれ表し、マ
ークＡＭ２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報をＰ２
ｘ，Ｐ２ｙとそれぞれ表し、マークＡＭ３のＸ軸方向及
びＹ軸方向の位置情報をＰ３ｘ，Ｐ３ｙと表す。
【００６２】ステップＳ５２における判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、マークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報Ｐ
１ｘ及びｙ軸方向の位置情報Ｐ１ｙ、並びにマークＡＭ
２のＹ軸方向の位置情報Ｐ２ｙをサーチ計測する処理が
行われる（ステップＳ５４）。図２１は、プレートアラ
イメントセンサ１８ａ，１８ｂを用いてサーチ計測を行
う様子を示す図である。図２１において、ＦＰ１はプレ
ートアライメントセンサ１８ａが備える撮像素子４２の
撮像面を示し、Ｉｍ１１は撮像面ＦＰ１に結像するマー
クＡＭ１の像を示している。また、ＦＰ２はプレートア
ライメントセンサ１８ｂが備える撮像素子４２の撮像面
を示し、Ｉｍ１２は撮像面ＦＰ２に結像するマークＡＭ
２の像を示している。尚、プレートアライメントセンサ
１８ａ，１８ｂからマークＡＭ１，マークＡＭ２上へは
指標マークの像が照射されるが、図２１では図示を省略
している。
Ｓ」の場合には、マークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報Ｐ
１ｘ及びｙ軸方向の位置情報Ｐ１ｙ、並びにマークＡＭ
２のＹ軸方向の位置情報Ｐ２ｙをサーチ計測する処理が
行われる（ステップＳ５４）。図２１は、プレートアラ
イメントセンサ１８ａ，１８ｂを用いてサーチ計測を行
う様子を示す図である。図２１において、ＦＰ１はプレ
ートアライメントセンサ１８ａが備える撮像素子４２の
撮像面を示し、Ｉｍ１１は撮像面ＦＰ１に結像するマー
クＡＭ１の像を示している。また、ＦＰ２はプレートア
ライメントセンサ１８ｂが備える撮像素子４２の撮像面
を示し、Ｉｍ１２は撮像面ＦＰ２に結像するマークＡＭ
２の像を示している。尚、プレートアライメントセンサ
１８ａ，１８ｂからマークＡＭ１，マークＡＭ２上へは
指標マークの像が照射されるが、図２１では図示を省略
している。
【００６３】図２１に示した例では、図２０のステップ
Ｓ５０の処理によりマークＡＭ１及びマークＡＭ２がプ
レートアライメントセンサ１８ａ，１８ｂそれぞれに対
して＋Ｘ軸方向及び＋Ｙ軸方向にずれて配置されてい
る。この場合、プレートアライメントセンサＡＭ１，Ａ
Ｍ２が備える撮像素子４２には、計測領域Ｗ１１及び計
測領域Ｗ２１が設定される。また、図２１に示した例で
は、撮像面ＦＰ２に対する像Ｉｍ１２のＹ軸方向の位置
が撮像面ＦＰ１に対する像Ｉｍ１１のＹ軸方向の位置よ
りも−Ｙ軸方向に配置されている。これはアライメント
センサ１８ａ〜１８ｄに対してプレートＰが回転した状
態で配置された場合に得られるものである。プレートＰ
が回転していると、厳密には像Ｉｍ１１，Ｉｍ１２も撮
像面ＦＰ１，ＦＰ２各々に対して回転した状態で結像す
る。しかしながら、マークＡＭ１及びマークＡＭ２はプ
レートＰの隅に形成されるため、その距離は数百ミリメ
ートル程度の距離になるが、マークＡＭ１，ＡＭ２の寸
法は、数十〜数百ミクロン程度であるので、プレートＰ
が僅かに回転していたとしても、マークＡＭ１，ＡＭ２
の像Ｉｍ１１，Ｉｍ１２は殆ど回転してない状態で撮像
面ＦＰ１，ＦＰ２に結像する。
Ｓ５０の処理によりマークＡＭ１及びマークＡＭ２がプ
レートアライメントセンサ１８ａ，１８ｂそれぞれに対
して＋Ｘ軸方向及び＋Ｙ軸方向にずれて配置されてい
る。この場合、プレートアライメントセンサＡＭ１，Ａ
Ｍ２が備える撮像素子４２には、計測領域Ｗ１１及び計
測領域Ｗ２１が設定される。また、図２１に示した例で
は、撮像面ＦＰ２に対する像Ｉｍ１２のＹ軸方向の位置
が撮像面ＦＰ１に対する像Ｉｍ１１のＹ軸方向の位置よ
りも−Ｙ軸方向に配置されている。これはアライメント
センサ１８ａ〜１８ｄに対してプレートＰが回転した状
態で配置された場合に得られるものである。プレートＰ
が回転していると、厳密には像Ｉｍ１１，Ｉｍ１２も撮
像面ＦＰ１，ＦＰ２各々に対して回転した状態で結像す
る。しかしながら、マークＡＭ１及びマークＡＭ２はプ
レートＰの隅に形成されるため、その距離は数百ミリメ
ートル程度の距離になるが、マークＡＭ１，ＡＭ２の寸
法は、数十〜数百ミクロン程度であるので、プレートＰ
が僅かに回転していたとしても、マークＡＭ１，ＡＭ２
の像Ｉｍ１１，Ｉｍ１２は殆ど回転してない状態で撮像
面ＦＰ１，ＦＰ２に結像する。
【００６４】プレートアライメントセンサ１８ａが備え
る撮像素子４２の撮像面ＦＰ１に結像した像は撮像素子
４２にて画像信号に変換されて主制御系１５に出力され
る。同様にプレートアライメントセンサ１８ｂが備える
撮像素子４２の撮像面ＦＰ２に結像した像は撮像素子４
２にて画像信号に変換されて主制御系１５に出力され
る。主制御系１５は、プレートアライメントセンサ１８
ａ，１８ｂから出力される画像信号に対して画像処理を
施し、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２にそれぞれに結像した像
Ｉｍ１１，Ｉｍ１２のエッジ位置を求める。撮像面ＦＰ
１に設定された計測領域Ｗ１１からは信号ＳＸ１が得ら
れ、計測領域Ｗ２１からは信号ＳＹ１が得られる。ま
た、撮像面ＦＰ２に設定された計測領域Ｗ１２からは信
号ＳＸ２が得られ、計測領域Ｗ２１からは信号ＳＹ２が
得られる。
る撮像素子４２の撮像面ＦＰ１に結像した像は撮像素子
４２にて画像信号に変換されて主制御系１５に出力され
る。同様にプレートアライメントセンサ１８ｂが備える
撮像素子４２の撮像面ＦＰ２に結像した像は撮像素子４
２にて画像信号に変換されて主制御系１５に出力され
る。主制御系１５は、プレートアライメントセンサ１８
ａ，１８ｂから出力される画像信号に対して画像処理を
施し、計測領域Ｗ１１，Ｗ１２にそれぞれに結像した像
Ｉｍ１１，Ｉｍ１２のエッジ位置を求める。撮像面ＦＰ
１に設定された計測領域Ｗ１１からは信号ＳＸ１が得ら
れ、計測領域Ｗ２１からは信号ＳＹ１が得られる。ま
た、撮像面ＦＰ２に設定された計測領域Ｗ１２からは信
号ＳＸ２が得られ、計測領域Ｗ２１からは信号ＳＹ２が
得られる。
【００６５】図２１を参照すると、撮像面ＦＰ１に対す
る像Ｉｍ１１の結像位置及び撮像面ＦＰ２に対する像Ｉ
ｍ１２の結像位置に応じて、計測領域Ｗ１１，Ｗ２１で
計測されるエッジ位置（信号強度が変化する位置）及び
エッジの数が異なることが分かる。主制御系１５は、プ
レートアライメントセンサ１８ａが備える撮像素子４２
の撮像面ＦＰ１に設定した計測領域Ｗ１１，Ｗ２１及び
プレートアライメントセンサ１８ｂが備える撮像素子４
２の撮像面ＦＰ２に設定した計測領域Ｗ１１，Ｗ２１を
把握しており、マークＡＭ１，ＡＭ２の形状の情報も予
め記憶している。よって、計測されたエッジ位置からマ
ークＡＭ１の中心ＣＰ１１を算出するとともに、マーク
ＡＭ２の中心位置ＣＰ１２を算出する。尚、サーチ計測
においては、プレートＰの回転量及びシフト量を求めれ
ば良いので、サーチ計測に要する時間を更に短縮するた
めに、マークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報及びＹ軸方向
の位置情報並びにマークＡＭ２のＸ軸方向の位置情報及
びＹ軸方向の位置情報の計４つの位置情報の内の３つの
みを計測するようにしても良い、
る像Ｉｍ１１の結像位置及び撮像面ＦＰ２に対する像Ｉ
ｍ１２の結像位置に応じて、計測領域Ｗ１１，Ｗ２１で
計測されるエッジ位置（信号強度が変化する位置）及び
エッジの数が異なることが分かる。主制御系１５は、プ
レートアライメントセンサ１８ａが備える撮像素子４２
の撮像面ＦＰ１に設定した計測領域Ｗ１１，Ｗ２１及び
プレートアライメントセンサ１８ｂが備える撮像素子４
２の撮像面ＦＰ２に設定した計測領域Ｗ１１，Ｗ２１を
把握しており、マークＡＭ１，ＡＭ２の形状の情報も予
め記憶している。よって、計測されたエッジ位置からマ
ークＡＭ１の中心ＣＰ１１を算出するとともに、マーク
ＡＭ２の中心位置ＣＰ１２を算出する。尚、サーチ計測
においては、プレートＰの回転量及びシフト量を求めれ
ば良いので、サーチ計測に要する時間を更に短縮するた
めに、マークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報及びＹ軸方向
の位置情報並びにマークＡＭ２のＸ軸方向の位置情報及
びＹ軸方向の位置情報の計４つの位置情報の内の３つの
みを計測するようにしても良い、
【００６６】以上、図２０に示したステップＳ５４の処
理において、撮像面ＦＰ１，ＦＰ２について計測領域Ｗ
１１，Ｗ２１を設定してマークＡＭ１，ＡＭ２のサーチ
計測により位置情報を求める場合について説明したが、
計測領域Ｗ１１，Ｗ２１を設定した場合にエッジ位置を
求めることができない場合がある。例えば、マークＡＭ
１，ＡＭ２がプレートアライメントセンサ１８ａ，１８
ｂに対して大きくずれて配置された場合である。かかる
場合には、計測領域を切り換えてエッジ位置を求める処
理が行われる。図２２は、計測領域を切り換えてエッジ
位置を求める処理の一例を示すフローチャートである。
尚、図２２に示したフローは、図２０のフローでサーチ
計測を行う場合にマークＡＭ１，ＡＭ２の位置情報を求
めることができない場合に、個々のプレートアライメン
トセンサ１８ａ〜１８ｄで個別に行われる。
理において、撮像面ＦＰ１，ＦＰ２について計測領域Ｗ
１１，Ｗ２１を設定してマークＡＭ１，ＡＭ２のサーチ
計測により位置情報を求める場合について説明したが、
計測領域Ｗ１１，Ｗ２１を設定した場合にエッジ位置を
求めることができない場合がある。例えば、マークＡＭ
１，ＡＭ２がプレートアライメントセンサ１８ａ，１８
ｂに対して大きくずれて配置された場合である。かかる
場合には、計測領域を切り換えてエッジ位置を求める処
理が行われる。図２２は、計測領域を切り換えてエッジ
位置を求める処理の一例を示すフローチャートである。
尚、図２２に示したフローは、図２０のフローでサーチ
計測を行う場合にマークＡＭ１，ＡＭ２の位置情報を求
めることができない場合に、個々のプレートアライメン
トセンサ１８ａ〜１８ｄで個別に行われる。
【００６７】処理が開始すると、まず主制御系１５は計
測領域Ｗ１１，Ｗ１２を設定し（ステップＳ９０）、計
測領域Ｗ１１，Ｗ２１内でエッジを求める処理を行う
（ステップＳ９２）。次に、計測領域Ｗ１１内でエッジ
位置が求められたか否かを判断し（ステップＳ９４）、
求められた場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）にはス
テップ１０２へ進む。一方、求められない場合（ステッ
プＳ９４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、計測領域
を計測領域Ｗ１１から計測領域Ｗ１２に切り換える設定
を行い、計測領域Ｗ１２内でエッジ位置を求める（ステ
ップＳ９６）。次に、新たに設定された計測領域Ｗ１２
内でエッジ位置が求められたか否かを判断する（ステッ
プＳ９８）。エッジ位置が求められた場合（判断結果が
「ＹＥＳ」の場合）にはステップＳ１０２へ進み、求め
られない場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、例え
ばエラー表示や警告音を発する等のエラー処理を行う
（ステップＳ１００）。
測領域Ｗ１１，Ｗ１２を設定し（ステップＳ９０）、計
測領域Ｗ１１，Ｗ２１内でエッジを求める処理を行う
（ステップＳ９２）。次に、計測領域Ｗ１１内でエッジ
位置が求められたか否かを判断し（ステップＳ９４）、
求められた場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）にはス
テップ１０２へ進む。一方、求められない場合（ステッ
プＳ９４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、計測領域
を計測領域Ｗ１１から計測領域Ｗ１２に切り換える設定
を行い、計測領域Ｗ１２内でエッジ位置を求める（ステ
ップＳ９６）。次に、新たに設定された計測領域Ｗ１２
内でエッジ位置が求められたか否かを判断する（ステッ
プＳ９８）。エッジ位置が求められた場合（判断結果が
「ＹＥＳ」の場合）にはステップＳ１０２へ進み、求め
られない場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、例え
ばエラー表示や警告音を発する等のエラー処理を行う
（ステップＳ１００）。
【００６８】ステップ１０２では、ステップＳ９２の処
理において計測領域Ｗ２１内でエッジ位置が求められた
か否かが判断される。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合
には、ステップＳ１０８へ進む。一方、ステップＳ１０
２の判断結果が「ＮＯ」の場合には計測領域を計測領域
Ｗ２１から計測領域Ｗ２２に切り換える設定を行い、計
測領域Ｗ２２内でエッジ位置を求める（ステップＳ１０
４）。次に、新たに設定された計測領域Ｗ２２内でエッ
ジ位置が求められたか否かを判断する（ステップＳ１０
６）。エッジ位置が求められた場合（判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合）にはステップＳ１０８へ進み、求められな
い場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ
１００へ進んでエラー処理を行う。ステップＳ１０８で
は、求められたＸ軸方向のエッジ位置及びＹ軸方向のエ
ッジ位置からマークの中心位置を算出する処理が行われ
る。このように、本実施形態では、エッジ位置が求めら
れない場合には、計測領域Ｗ１１と計測領域Ｗ１２とを
切り換え、又は計測領域Ｗ２１と計測領域Ｗ２２とを切
り換える処理を行っている。
理において計測領域Ｗ２１内でエッジ位置が求められた
か否かが判断される。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合
には、ステップＳ１０８へ進む。一方、ステップＳ１０
２の判断結果が「ＮＯ」の場合には計測領域を計測領域
Ｗ２１から計測領域Ｗ２２に切り換える設定を行い、計
測領域Ｗ２２内でエッジ位置を求める（ステップＳ１０
４）。次に、新たに設定された計測領域Ｗ２２内でエッ
ジ位置が求められたか否かを判断する（ステップＳ１０
６）。エッジ位置が求められた場合（判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合）にはステップＳ１０８へ進み、求められな
い場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ
１００へ進んでエラー処理を行う。ステップＳ１０８で
は、求められたＸ軸方向のエッジ位置及びＹ軸方向のエ
ッジ位置からマークの中心位置を算出する処理が行われ
る。このように、本実施形態では、エッジ位置が求めら
れない場合には、計測領域Ｗ１１と計測領域Ｗ１２とを
切り換え、又は計測領域Ｗ２１と計測領域Ｗ２２とを切
り換える処理を行っている。
【００６９】尚、図２１に示したフローチャートは、エ
ッジ位置が求められなかった場合に、求められなかった
計測領域を切り換えてエッジ位置を求める処理を行って
いた。この処理ではステップＳ９２の処理で計測領域Ｗ
１１，Ｗ２１において共にエッジ位置が求められない場
合には、ステップＳ９６によって新たな計測領域Ｗ１２
を設定して計測領域Ｗ１２内でエッジ位置を求めた後
に、ステップＳ１０４によって新たな計測領域Ｗ２２を
設定して計測領域Ｗ２２内でエッジ位置を求める処理が
行われる。しかしながら、処理に要する時間を考慮する
と、計測領域Ｗ１１，Ｗ２１において共にエッジ位置が
求められない場合には、計測領域Ｗ１１及び計測領域Ｗ
２１を、同時に計測領域Ｗ１２及び計測領域Ｗ２２にそ
れぞれ切り換えて各計測領域Ｗ１２，Ｗ２２で並列して
エッジ位置を求める方が好ましい。
ッジ位置が求められなかった場合に、求められなかった
計測領域を切り換えてエッジ位置を求める処理を行って
いた。この処理ではステップＳ９２の処理で計測領域Ｗ
１１，Ｗ２１において共にエッジ位置が求められない場
合には、ステップＳ９６によって新たな計測領域Ｗ１２
を設定して計測領域Ｗ１２内でエッジ位置を求めた後
に、ステップＳ１０４によって新たな計測領域Ｗ２２を
設定して計測領域Ｗ２２内でエッジ位置を求める処理が
行われる。しかしながら、処理に要する時間を考慮する
と、計測領域Ｗ１１，Ｗ２１において共にエッジ位置が
求められない場合には、計測領域Ｗ１１及び計測領域Ｗ
２１を、同時に計測領域Ｗ１２及び計測領域Ｗ２２にそ
れぞれ切り換えて各計測領域Ｗ１２，Ｗ２２で並列して
エッジ位置を求める方が好ましい。
【００７０】図２０に戻り、ステップＳ５４の処理が終
了すると、ステップＳ５４で計測された位置情報Ｐ１
ｘ，Ｐ１ｙ，Ｐ２ｙを用いてプレートＰのシフト量及び
回転量を算出する処理が行われる（ステップＳ５６）。
次に、プレートＰの回転量が次の計測処理に影響を与え
るのを防止するために、プレートＰの回転量が予め定め
られた許容範囲内であるか否かが判断される（ステップ
Ｓ５８）。
了すると、ステップＳ５４で計測された位置情報Ｐ１
ｘ，Ｐ１ｙ，Ｐ２ｙを用いてプレートＰのシフト量及び
回転量を算出する処理が行われる（ステップＳ５６）。
次に、プレートＰの回転量が次の計測処理に影響を与え
るのを防止するために、プレートＰの回転量が予め定め
られた許容範囲内であるか否かが判断される（ステップ
Ｓ５８）。
【００７１】ステップＳ５８における判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳ６０にてプレートＰの回転
量が許容値内に収まるようプレートステージＰＳを回転
してステップＳ６２へ進む。一方、ステップＳ５８にお
ける判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、そのままステッ
プＳ６２へ進む。ステップＳ６２では、プレートアライ
メントセンサ１８ａを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報並びにプレートアライ
メントセンサ１８ｂを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ２のＸ軸方向の位置情報及びＹ軸方向の位置情
報をファイン計測する処理が行われる。
Ｏ」の場合には、ステップＳ６０にてプレートＰの回転
量が許容値内に収まるようプレートステージＰＳを回転
してステップＳ６２へ進む。一方、ステップＳ５８にお
ける判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、そのままステッ
プＳ６２へ進む。ステップＳ６２では、プレートアライ
メントセンサ１８ａを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報並びにプレートアライ
メントセンサ１８ｂを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ２のＸ軸方向の位置情報及びＹ軸方向の位置情
報をファイン計測する処理が行われる。
【００７２】図２３は、ファイン計測時に撮像素子４２
の撮像面に結像するマークＡＭ１の像Ｉｍ１１及び指標
マークの像Ｉｍの一例を示す図である。図２３は、理解
の容易のため、撮像面ＦＰ内において、マークＡＭ１の
像Ｉｍ１１の中心位置に指標マークの像Ｉｍが配置され
た状態で結像している様子を示している。指標マークの
像Ｉｍは図７に示した第２遮光部３７ｂにより検出光Ｉ
Ｌ１を遮光して形成されるため、周囲よりも暗い像とな
る。図２３に示したように、ファイン計測では、主制御
系１５が、撮像素子５２の撮像面ＦＰ内に設定された検
出領域ＳＣ１内におけるＸ軸方向の信号強度の変化及び
検出領域ＳＣ２内におけるＹ軸方向の信号強度の変化に
基づいて撮像面ＦＰに結像した像のエッジ位置を検出
し、各エッジ位置の間隔から撮像面ＦＰに結像した指標
マークの像Ｉｍの中心位置に対するマークＡＭ１の像Ｉ
ｍ１１の中心位置のＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量を求
めることにより、マークＡＭ１の位置情報を計測する。
マークＡＭ２に関しても同様な処理が行われて位置情報
が計測される。以上の処理によって、主制御系１５は、
位置情報Ｐ１ｙ，Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙを求める。
の撮像面に結像するマークＡＭ１の像Ｉｍ１１及び指標
マークの像Ｉｍの一例を示す図である。図２３は、理解
の容易のため、撮像面ＦＰ内において、マークＡＭ１の
像Ｉｍ１１の中心位置に指標マークの像Ｉｍが配置され
た状態で結像している様子を示している。指標マークの
像Ｉｍは図７に示した第２遮光部３７ｂにより検出光Ｉ
Ｌ１を遮光して形成されるため、周囲よりも暗い像とな
る。図２３に示したように、ファイン計測では、主制御
系１５が、撮像素子５２の撮像面ＦＰ内に設定された検
出領域ＳＣ１内におけるＸ軸方向の信号強度の変化及び
検出領域ＳＣ２内におけるＹ軸方向の信号強度の変化に
基づいて撮像面ＦＰに結像した像のエッジ位置を検出
し、各エッジ位置の間隔から撮像面ＦＰに結像した指標
マークの像Ｉｍの中心位置に対するマークＡＭ１の像Ｉ
ｍ１１の中心位置のＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量を求
めることにより、マークＡＭ１の位置情報を計測する。
マークＡＭ２に関しても同様な処理が行われて位置情報
が計測される。以上の処理によって、主制御系１５は、
位置情報Ｐ１ｙ，Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙを求める。
【００７３】そして、ステップＳ６２で計測された位置
情報Ｐ１ｙ，Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙを用いてシフト量及び回転
量を求める処理が行われる（ステップＳ６４）。次に、
ステップＳ６４で求めた回転量が許容範囲内であるか否
かが判断される（ステップＳ６６）。判断結果が「Ｎ
Ｏ」である場合には、プレートＰの回転量が許容範囲内
に収まる程度にステージを回転し（ステップＳ６８）、
処理はステップＳ６２へ戻る。一方、ステップＳ６６の
判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、プレートアライメン
トセンサ１８ｃを用いてプレートＰに形成されたマーク
ＡＭ３をファイン計測する処理が行われる（ステップＳ
７０）。
情報Ｐ１ｙ，Ｐ２ｘ，Ｐ２ｙを用いてシフト量及び回転
量を求める処理が行われる（ステップＳ６４）。次に、
ステップＳ６４で求めた回転量が許容範囲内であるか否
かが判断される（ステップＳ６６）。判断結果が「Ｎ
Ｏ」である場合には、プレートＰの回転量が許容範囲内
に収まる程度にステージを回転し（ステップＳ６８）、
処理はステップＳ６２へ戻る。一方、ステップＳ６６の
判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、プレートアライメン
トセンサ１８ｃを用いてプレートＰに形成されたマーク
ＡＭ３をファイン計測する処理が行われる（ステップＳ
７０）。
【００７４】一方、ステップＳ５２の判断結果が「Ｎ
Ｏ」である場合には、ステップＳ５４で計測したよう
に、２つのプレートアライメントセンサ１８ａ，１８ｂ
を用いてマークＡＭ１，ＭＡ２の位置情報を同時に計測
するのではなく、まずプレートアライメントセンサ１８
ａを用いてマークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報Ｐ１ｘ及
びＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙをサーチ計測する（ステッ
プＳ７２）。次に、プレートアライメントセンサ１８ｂ
を用いてマークＡＭ２のＹ軸方向の位置情報をサーチ計
測する（ステップＳ７４）。そして、ステップＳ７２で
計測された位置情報Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ及びステップＳ７４
で計測された位置情報Ｐ２ｙを用いてプレートＰのシフ
ト量及び回転量を算出する処理が行われる（ステップＳ
７６）。次に、プレートＰの回転量が次の計測処理に影
響を与えるのを防止するために、プレートＰの回転量が
予め定められた許容範囲内であるか否かが判断される
（ステップＳ７８）。
Ｏ」である場合には、ステップＳ５４で計測したよう
に、２つのプレートアライメントセンサ１８ａ，１８ｂ
を用いてマークＡＭ１，ＭＡ２の位置情報を同時に計測
するのではなく、まずプレートアライメントセンサ１８
ａを用いてマークＡＭ１のＸ軸方向の位置情報Ｐ１ｘ及
びＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙをサーチ計測する（ステッ
プＳ７２）。次に、プレートアライメントセンサ１８ｂ
を用いてマークＡＭ２のＹ軸方向の位置情報をサーチ計
測する（ステップＳ７４）。そして、ステップＳ７２で
計測された位置情報Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ及びステップＳ７４
で計測された位置情報Ｐ２ｙを用いてプレートＰのシフ
ト量及び回転量を算出する処理が行われる（ステップＳ
７６）。次に、プレートＰの回転量が次の計測処理に影
響を与えるのを防止するために、プレートＰの回転量が
予め定められた許容範囲内であるか否かが判断される
（ステップＳ７８）。
【００７５】ステップＳ７８における判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳ８０にてプレートＰの回転
量が許容値内に収まるようプレートステージＰＳを回転
してステップＳ８２へ進む。一方、ステップＳ７８にお
ける判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、そのままステッ
プＳ８２へ進む。ステップＳ８２では、プレートアライ
メントセンサ１８ａを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙをファイン計測
する処理が行われる。次に、プレートアライメントセン
サ１８ｂを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭ２
のＸ軸方向の位置情報Ｐ２ｘ及びＹ軸方向の位置情報Ｐ
２ｙをファイン計測する処理が行われる（ステップＳ８
４）。そして、ファイン計測を行って得られた回転量が
許容範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ８
６）。判断結果が「ＮＯ」である場合には、プレートＰ
の回転量が許容範囲内に収まる程度にステージを回転し
（ステップＳ８８）、処理はステップＳ８２へ戻る。一
方、ステップＳ８６の判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、プレートアライメントセンサ１８ｃを用いてプレー
トＰに形成されたマークＡＭ３をファイン計測する処理
が行われる（ステップＳ７０）。
Ｏ」の場合には、ステップＳ８０にてプレートＰの回転
量が許容値内に収まるようプレートステージＰＳを回転
してステップＳ８２へ進む。一方、ステップＳ７８にお
ける判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、そのままステッ
プＳ８２へ進む。ステップＳ８２では、プレートアライ
メントセンサ１８ａを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙをファイン計測
する処理が行われる。次に、プレートアライメントセン
サ１８ｂを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭ２
のＸ軸方向の位置情報Ｐ２ｘ及びＹ軸方向の位置情報Ｐ
２ｙをファイン計測する処理が行われる（ステップＳ８
４）。そして、ファイン計測を行って得られた回転量が
許容範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ８
６）。判断結果が「ＮＯ」である場合には、プレートＰ
の回転量が許容範囲内に収まる程度にステージを回転し
（ステップＳ８８）、処理はステップＳ８２へ戻る。一
方、ステップＳ８６の判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、プレートアライメントセンサ１８ｃを用いてプレー
トＰに形成されたマークＡＭ３をファイン計測する処理
が行われる（ステップＳ７０）。
【００７６】以上の処理を経てプレートアライメントセ
ンサ１８ａ〜１８ｃを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１〜ＡＭ３の位置情報を計測する処理は終了す
る。このように、プレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄでプレートＰ上に形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ
４の位置情報を計測する場合には、マークＡＭ１〜ＡＭ
４をプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの直下
に配置した後、従来のようにステージＰＳを走査移動さ
せる必要がない。従って、計測に要する時間を極めて短
縮することができる。
ンサ１８ａ〜１８ｃを用いてプレートＰに形成されたマ
ークＡＭ１〜ＡＭ３の位置情報を計測する処理は終了す
る。このように、プレートアライメントセンサ１８ａ〜
１８ｄでプレートＰ上に形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ
４の位置情報を計測する場合には、マークＡＭ１〜ＡＭ
４をプレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄの直下
に配置した後、従来のようにステージＰＳを走査移動さ
せる必要がない。従って、計測に要する時間を極めて短
縮することができる。
【００７７】以上の計測で得られた４つの位置情報、つ
まりマークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙ、マーク
ＡＭ２のＸ軸方向の位置情報Ｐ２ｘ、マークＡＭ２のｙ
軸方向の位置情報Ｐ２ｙ、及びマークＡＭ３のＸ軸方向
の位置情報Ｐ３ｘを用いて所謂エンハンスト・グローバ
ル・アライメント（ＥＧＡ）計測と称される統計演算処
理を行って、露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４の配列座標を算出
する。次に、主制御系１５は、ＥＧＡ計測にて得られた
露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４の配列座標及び予め求めてある
ベースライン量に基づいて、プレートＰの露光領域ＳＡ
１と露光中心との位置合わせを行い、照明光学系からの
露光光をマスクＭ上に照射してマスクＭに形成されたパ
ターンの像を、投影光学系ＰＬを介してプレートＰの露
光領域ＳＡ１に転写する。次に、主制御系１５は、マス
クステージＭＳ上に載置されているマスクＭを交換する
とともに、プレートステージＰＳをステッピング駆動し
てプレートＰ露光領域ＳＡ２を露光中心に位置合わせし
てマスクステージＭＳに新たに載置されたマスクＭに形
成されたパターンの像を、投影光学系ＰＬを介して露光
領域ＳＡ２に転写する。以下、同様に、他のマスクＭに
対しても同様な処理を行って、プレートＰに設定された
全露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４を露光する。以上で、露光処
理の一連の動作は終了する。
まりマークＡＭ１のＹ軸方向の位置情報Ｐ１ｙ、マーク
ＡＭ２のＸ軸方向の位置情報Ｐ２ｘ、マークＡＭ２のｙ
軸方向の位置情報Ｐ２ｙ、及びマークＡＭ３のＸ軸方向
の位置情報Ｐ３ｘを用いて所謂エンハンスト・グローバ
ル・アライメント（ＥＧＡ）計測と称される統計演算処
理を行って、露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４の配列座標を算出
する。次に、主制御系１５は、ＥＧＡ計測にて得られた
露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４の配列座標及び予め求めてある
ベースライン量に基づいて、プレートＰの露光領域ＳＡ
１と露光中心との位置合わせを行い、照明光学系からの
露光光をマスクＭ上に照射してマスクＭに形成されたパ
ターンの像を、投影光学系ＰＬを介してプレートＰの露
光領域ＳＡ１に転写する。次に、主制御系１５は、マス
クステージＭＳ上に載置されているマスクＭを交換する
とともに、プレートステージＰＳをステッピング駆動し
てプレートＰ露光領域ＳＡ２を露光中心に位置合わせし
てマスクステージＭＳに新たに載置されたマスクＭに形
成されたパターンの像を、投影光学系ＰＬを介して露光
領域ＳＡ２に転写する。以下、同様に、他のマスクＭに
対しても同様な処理を行って、プレートＰに設定された
全露光領域ＳＡ１〜ＳＡ４を露光する。以上で、露光処
理の一連の動作は終了する。
【００７８】以上、本発明の実施形態による位置計測装
置及び露光装置の動作について説明したが、以上の説明
ではプレートＰ上に形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４の
位置情報を形成する場合に、図２３に示したように撮像
素子４２の撮像面に結像したマークの像Ｉｍ１１の中心
位置及び指標マークの像Ｉｍの中心位置を共に求めて、
その相対的なずれ量を求めることによりマークＡＭ１〜
ＡＭ４や検出孔ＡＳ１，ＡＳ２に形成されたマークＡＭ
の位置情報を算出していた。
置及び露光装置の動作について説明したが、以上の説明
ではプレートＰ上に形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４の
位置情報を形成する場合に、図２３に示したように撮像
素子４２の撮像面に結像したマークの像Ｉｍ１１の中心
位置及び指標マークの像Ｉｍの中心位置を共に求めて、
その相対的なずれ量を求めることによりマークＡＭ１〜
ＡＭ４や検出孔ＡＳ１，ＡＳ２に形成されたマークＡＭ
の位置情報を算出していた。
【００７９】ところで、図５を参照するとプレートＰに
形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４上に照射される指標マ
ークの像は、コンデンサレンズ３５を透過した検出光Ｉ
Ｌ１を図７に示した第２遮光部３７ｂで遮光して形成さ
れる。この指標マークの像がマークＡＭ１〜ＡＭ４に照
射されると、プレートを透過してプレートステージＰＳ
の表面に至ったときにプレートステージＰＳの表面状態
に応じて僅かながら回折される。プレートステージＰＳ
の表面において生じた回折光は、指標マークの像を僅か
に明るくし、撮像素子４２の撮像面に結像する指標マー
クの像Ｉｍのコントラストが低下する。指標マークの像
Ｉｍのコントラストが低下すると、指標マークの像Ｉｍ
の中心位置を検出する際に計測誤差が生じたり、最悪の
場合には指標マークの像Ｉｍの中心位置を検出すること
ができないという事態が考えられる。また、ＬＳＡ方式
の位置計測装置で用いられるマークの形状は矩形ドット
を配列してなるものであり、指標マークの像Ｉｍとこの
マークの像とを撮像素子で撮像するとマークの位置情報
を検出することができなくなる虞がある。
形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ４上に照射される指標マ
ークの像は、コンデンサレンズ３５を透過した検出光Ｉ
Ｌ１を図７に示した第２遮光部３７ｂで遮光して形成さ
れる。この指標マークの像がマークＡＭ１〜ＡＭ４に照
射されると、プレートを透過してプレートステージＰＳ
の表面に至ったときにプレートステージＰＳの表面状態
に応じて僅かながら回折される。プレートステージＰＳ
の表面において生じた回折光は、指標マークの像を僅か
に明るくし、撮像素子４２の撮像面に結像する指標マー
クの像Ｉｍのコントラストが低下する。指標マークの像
Ｉｍのコントラストが低下すると、指標マークの像Ｉｍ
の中心位置を検出する際に計測誤差が生じたり、最悪の
場合には指標マークの像Ｉｍの中心位置を検出すること
ができないという事態が考えられる。また、ＬＳＡ方式
の位置計測装置で用いられるマークの形状は矩形ドット
を配列してなるものであり、指標マークの像Ｉｍとこの
マークの像とを撮像素子で撮像するとマークの位置情報
を検出することができなくなる虞がある。
【００８０】この不具合を解消するため、予め撮像素子
４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍの中心位置を
計測して求めておくことが好ましい。そして、マークＡ
Ｍ１〜ＡＭ４の計測を行う場合には、マークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の像の位置情報のみを計測して、この計測結果と予
め計測しておいた指標マークの像Ｉｍの位置情報とのず
れ量からマークＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報を求めるのが
好適である。このため、図２０に示したステップＳ５０
とステップＳ５２との間において、各プレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄで撮像素子４２の撮像面に対
する指標マークの像Ｉｍの中心位置を予め求める処理が
行われる。
４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍの中心位置を
計測して求めておくことが好ましい。そして、マークＡ
Ｍ１〜ＡＭ４の計測を行う場合には、マークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の像の位置情報のみを計測して、この計測結果と予
め計測しておいた指標マークの像Ｉｍの位置情報とのず
れ量からマークＡＭ１〜ＡＭ４の位置情報を求めるのが
好適である。このため、図２０に示したステップＳ５０
とステップＳ５２との間において、各プレートアライメ
ントセンサ１８ａ〜１８ｄで撮像素子４２の撮像面に対
する指標マークの像Ｉｍの中心位置を予め求める処理が
行われる。
【００８１】図２４は、プレートアライメントセンサ１
８ａ〜１８ｄで撮像素子４２の撮像面に対する指標マー
クの像Ｉｍの中心位置を求める処理を示すフローチャー
トである。ステップＳ５０のプリアライメントが終了す
ると、主制御系１５はプレートステージＰＳを移動させ
て、反射板ＲＦ１をプレートアライメントセンサ１８ａ
の位置に配置する（ステップＳ５１ａ）。反射板ＲＦ１
の配置が完了すると、主制御系１５はプレートアライメ
ントセンサ１８ａから反射板ＲＦ１に検出光ＩＬ１を照
射したときに撮像素子４２の撮像面に結像した指標マー
クの像Ｉｍの、撮像面に対する中心位置を計測して記憶
する（ステップＳ５１ｂ）。次に、主制御系１５はプレ
ートステージＰＳを移動させて、反射板ＲＦ１をプレー
トアライメントセンサ１８ｄの位置に配置し（ステップ
Ｓ５１ｃ）、プレートアライメントセンサ１８ｄから、
反射板ＲＦ１に検出光ＩＬ１を照射したときに撮像素子
４２の撮像面に結像した指標マークの像Ｉｍの、撮像面
に対する中心位置を計測して記憶する（ステップＳ５１
ｄ）。
８ａ〜１８ｄで撮像素子４２の撮像面に対する指標マー
クの像Ｉｍの中心位置を求める処理を示すフローチャー
トである。ステップＳ５０のプリアライメントが終了す
ると、主制御系１５はプレートステージＰＳを移動させ
て、反射板ＲＦ１をプレートアライメントセンサ１８ａ
の位置に配置する（ステップＳ５１ａ）。反射板ＲＦ１
の配置が完了すると、主制御系１５はプレートアライメ
ントセンサ１８ａから反射板ＲＦ１に検出光ＩＬ１を照
射したときに撮像素子４２の撮像面に結像した指標マー
クの像Ｉｍの、撮像面に対する中心位置を計測して記憶
する（ステップＳ５１ｂ）。次に、主制御系１５はプレ
ートステージＰＳを移動させて、反射板ＲＦ１をプレー
トアライメントセンサ１８ｄの位置に配置し（ステップ
Ｓ５１ｃ）、プレートアライメントセンサ１８ｄから、
反射板ＲＦ１に検出光ＩＬ１を照射したときに撮像素子
４２の撮像面に結像した指標マークの像Ｉｍの、撮像面
に対する中心位置を計測して記憶する（ステップＳ５１
ｄ）。
【００８２】次に、主制御系１５は、プレートステージ
ＰＳを移動させて、反射板ＲＦ３をプレートアライメン
トセンサ１８ｃの位置に配置する（ステップＳ５１
ｅ）。ここで、反射板ＲＦ３を使用する理由は、プレー
トステージＰＳの移動量を少なくしてスループットの低
下を防止するためである。反射板ＲＦ３の配置が完了す
ると、主制御系１５はプレートアライメントセンサ１８
ｃから反射板ＲＦ３に検出光ＩＬ１を照射したときに撮
像素子４２の撮像面に結像した指標マークの像Ｉｍの、
撮像面に対する中心位置を計測して記憶する（ステップ
Ｓ５１ｆ）。最後に、主制御系１５はプレートステージ
ＰＳを移動させて、反射板ＲＦ３をプレートアライメン
トセンサ１８ｂの位置に配置し（ステップＳ５１ｇ）、
プレートアライメントセンサ１８ｂから、反射板ＲＦ３
に検出光ＩＬ１を照射したときに撮像素子４２の撮像面
に結像した指標マークの像Ｉｍの、撮像面に対する中心
位置を計測して記憶する（ステップＳ５１ｈ）。以上の
処理によって、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄ各々で撮像素子４２の撮像面に対する指標マークの
像の中心位置が計測される。そして、図１２に示したフ
ローでプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ３の
位置情報を計測する場合（例えば、ステップＳ５４、Ｓ
４２等）には、撮像素子４２の撮像面に結像したマーク
の像Ｉｍ１１の中心位置を求め、ステップＳ５１ａ〜Ｓ
５１ｈの処理を行って予め求めた指標マークの像Ｉｍの
中心位置のずれ量からマークＡＭ１〜ＡＭ３の位置情報
を計測する。
ＰＳを移動させて、反射板ＲＦ３をプレートアライメン
トセンサ１８ｃの位置に配置する（ステップＳ５１
ｅ）。ここで、反射板ＲＦ３を使用する理由は、プレー
トステージＰＳの移動量を少なくしてスループットの低
下を防止するためである。反射板ＲＦ３の配置が完了す
ると、主制御系１５はプレートアライメントセンサ１８
ｃから反射板ＲＦ３に検出光ＩＬ１を照射したときに撮
像素子４２の撮像面に結像した指標マークの像Ｉｍの、
撮像面に対する中心位置を計測して記憶する（ステップ
Ｓ５１ｆ）。最後に、主制御系１５はプレートステージ
ＰＳを移動させて、反射板ＲＦ３をプレートアライメン
トセンサ１８ｂの位置に配置し（ステップＳ５１ｇ）、
プレートアライメントセンサ１８ｂから、反射板ＲＦ３
に検出光ＩＬ１を照射したときに撮像素子４２の撮像面
に結像した指標マークの像Ｉｍの、撮像面に対する中心
位置を計測して記憶する（ステップＳ５１ｈ）。以上の
処理によって、プレートアライメントセンサ１８ａ〜１
８ｄ各々で撮像素子４２の撮像面に対する指標マークの
像の中心位置が計測される。そして、図１２に示したフ
ローでプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ３の
位置情報を計測する場合（例えば、ステップＳ５４、Ｓ
４２等）には、撮像素子４２の撮像面に結像したマーク
の像Ｉｍ１１の中心位置を求め、ステップＳ５１ａ〜Ｓ
５１ｈの処理を行って予め求めた指標マークの像Ｉｍの
中心位置のずれ量からマークＡＭ１〜ＡＭ３の位置情報
を計測する。
【００８３】以上説明した処理により得られる撮像素子
４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍの中心位置
は、プレートＰに計測されたマークＡＭ１〜ＡＭ４の位
置情報を計測する処理内で計測されていたが、図１１及
び図１２を用いて説明したベースライン量を計測する処
理内で求めても良い。この場合には、図２４に示したス
テップＳ５１ａ〜ステップＳ５１ｈの処理が図１１中の
ステップＳ２０とステップＳ２２との間で行われる。
４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍの中心位置
は、プレートＰに計測されたマークＡＭ１〜ＡＭ４の位
置情報を計測する処理内で計測されていたが、図１１及
び図１２を用いて説明したベースライン量を計測する処
理内で求めても良い。この場合には、図２４に示したス
テップＳ５１ａ〜ステップＳ５１ｈの処理が図１１中の
ステップＳ２０とステップＳ２２との間で行われる。
【００８４】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範
囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態
ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に
挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の
露光装置にも適用可能である。また、本実施形態の露光
装置の照明光学系の光源は、超高圧水銀ランプから射出
されるｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）等を
用いていたが、これに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）から射出されるレーザ
光、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができ
る。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱
電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ6）、タ
ンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、前述した
実施形態においては、液晶表示素子を製造する場合を例
に挙げて説明したが、もちろん、液晶表示素子の製造に
用いられる露光装置だけではなく、半導体素子等を含む
ディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンを半
導体基板上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造
に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ
転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用
いられる露光装置等にも本発明を適用することができ
る。
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
ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に
挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の
露光装置にも適用可能である。また、本実施形態の露光
装置の照明光学系の光源は、超高圧水銀ランプから射出
されるｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）等を
用いていたが、これに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）から射出されるレーザ
光、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができ
る。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱
電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ6）、タ
ンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、前述した
実施形態においては、液晶表示素子を製造する場合を例
に挙げて説明したが、もちろん、液晶表示素子の製造に
用いられる露光装置だけではなく、半導体素子等を含む
ディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンを半
導体基板上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造
に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ
転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用
いられる露光装置等にも本発明を適用することができ
る。
【００８５】また、本発明の位置計測装置が備える指標
板に形成される指標マークは図７に示したものに制限さ
れない。また、プレートＰに形成されるマークＡＭ１〜
ＡＭ４も図９に示した形状に制限されることはない。指
標マーク及びプレートＰに形成されるマークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の形状は、画像処理等の処理に合わせて適宜設計す
ることができる。例えば、上記実施形態では、撮像素子
の撮像面に結像されたときのマークの像Ｉｍ１１と指標
マークの像Ｉｍとの関係は、図２３に示されるように指
標マークの像Ｉｍがマークの像Ｉｍ１１に囲まれた関係
となっていたが、逆に、マークの像Ｉｍ１１を指標マー
クの像Ｉｍが囲む関係となるよう設計されていても良
い。また、プレートＰに形成されたマークＡＭの位置情
報をプレートアライメントセンサＡＭ１〜ＡＭ４で計測
する場合、プレートＰの表面状態（例えば、表面に形成
されるパターンの形状や表面に塗布される感光剤の膜厚
等）に応じて図５中のダイクロイックフィルタ３２の組
み合わせを変えて、プレートＰ上に照射する検出光ＩＬ
の波長を変更することが好適である。
板に形成される指標マークは図７に示したものに制限さ
れない。また、プレートＰに形成されるマークＡＭ１〜
ＡＭ４も図９に示した形状に制限されることはない。指
標マーク及びプレートＰに形成されるマークＡＭ１〜Ａ
Ｍ４の形状は、画像処理等の処理に合わせて適宜設計す
ることができる。例えば、上記実施形態では、撮像素子
の撮像面に結像されたときのマークの像Ｉｍ１１と指標
マークの像Ｉｍとの関係は、図２３に示されるように指
標マークの像Ｉｍがマークの像Ｉｍ１１に囲まれた関係
となっていたが、逆に、マークの像Ｉｍ１１を指標マー
クの像Ｉｍが囲む関係となるよう設計されていても良
い。また、プレートＰに形成されたマークＡＭの位置情
報をプレートアライメントセンサＡＭ１〜ＡＭ４で計測
する場合、プレートＰの表面状態（例えば、表面に形成
されるパターンの形状や表面に塗布される感光剤の膜厚
等）に応じて図５中のダイクロイックフィルタ３２の組
み合わせを変えて、プレートＰ上に照射する検出光ＩＬ
の波長を変更することが好適である。
【００８６】次に本発明の一実施形態による露光装置を
リソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方
法の実施形態について説明する。図２５は、マイクロデ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、
ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例
のフローチャートを示す図である。図２５に示すよう
に、まず、ステップＳ１１０（設計ステップ）におい
て、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導
体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現する
ためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１
１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パタ
ーンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、
ステップＳ１１２（ウェハ製造ステップ）において、シ
リコン等の材料を用いてウェハを製造する。
リソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方
法の実施形態について説明する。図２５は、マイクロデ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、
ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例
のフローチャートを示す図である。図２５に示すよう
に、まず、ステップＳ１１０（設計ステップ）におい
て、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導
体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現する
ためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１
１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パタ
ーンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、
ステップＳ１１２（ウェハ製造ステップ）において、シ
リコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００８７】次に、ステップＳ１１３（ウェハ処理ステ
ップ）において、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２
で用意したマスクとウェハを使用して、後述するよう
に、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路
等を形成する。次いで、ステップＳ１１４（デバイス組
立ステップ）において、ステップＳ１１３で処理された
ウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１
１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパ
ッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じ
て含まれる。最後に、ステップＳ１１５（検査ステッ
プ）において、ステップＳ１１４で作製されたマイクロ
デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成
し、これが出荷される。
ップ）において、ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２
で用意したマスクとウェハを使用して、後述するよう
に、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路
等を形成する。次いで、ステップＳ１１４（デバイス組
立ステップ）において、ステップＳ１１３で処理された
ウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１
１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパ
ッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じ
て含まれる。最後に、ステップＳ１１５（検査ステッ
プ）において、ステップＳ１１４で作製されたマイクロ
デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成
し、これが出荷される。
【００８８】図２６は、半導体デバイスの場合におけ
る、図２５のステップＳ１１３の詳細なフローの一例を
示す図である。図２５において、ステップＳ１２１（酸
化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ス
テップＳ１２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１２３（電極形成ス
テップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成
する。ステップＳ１２４（イオン打込みステップ）にお
いてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１
２１〜ステップＳ１２４のそれぞれは、ウェハ処理の各
段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要
な処理に応じて選択されて実行される。
る、図２５のステップＳ１１３の詳細なフローの一例を
示す図である。図２５において、ステップＳ１２１（酸
化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ス
テップＳ１２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１２３（電極形成ス
テップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成
する。ステップＳ１２４（イオン打込みステップ）にお
いてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１
２１〜ステップＳ１２４のそれぞれは、ウェハ処理の各
段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要
な処理に応じて選択されて実行される。
【００８９】ウェハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ
１２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感
光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１２６（露光ス
テップ）において、上で説明したリソグラフィシステム
（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パター
ンをウェハに転写する。次に、ステップＳ１２７（現像
ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステ
ップＳ１２８（エッチングステップ）において、レジス
トが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチン
グにより取り去る。そして、ステップＳ１２９（レジス
ト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要と
なったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処
理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重
に回路パターンが形成される。
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ
１２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感
光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１２６（露光ス
テップ）において、上で説明したリソグラフィシステム
（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パター
ンをウェハに転写する。次に、ステップＳ１２７（現像
ステップ）においては露光されたウェハを現像し、ステ
ップＳ１２８（エッチングステップ）において、レジス
トが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチン
グにより取り去る。そして、ステップＳ１２９（レジス
ト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要と
なったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処
理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重
に回路パターンが形成される。
【００９０】以上説明した本実施形態のマイクロデバイ
ス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１２６）
において上記の露光装置及び上で説明した露光方法が用
いられ、真空紫外域の照明光により解像力の向上が可能
となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる
ので、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度の
デバイスを歩留まり良く生産することができる。
ス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１２６）
において上記の露光装置及び上で説明した露光方法が用
いられ、真空紫外域の照明光により解像力の向上が可能
となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる
ので、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度の
デバイスを歩留まり良く生産することができる。
【００９１】また、半導体素子等のマイクロデバイスだ
けではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマ
スクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板
やシリコンウェハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置
にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）や
ＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的
に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石
英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フ
ッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プ
ロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等で
は、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマス
ク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハ等
が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９
／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／
６６３７０号、特開平11−194479号、特開2000−12453
号、特開2000−29202号等に開示されている。
けではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマ
スクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板
やシリコンウェハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置
にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）や
ＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的
に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石
英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フ
ッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プ
ロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等で
は、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマス
ク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウェハ等
が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９
／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／
６６３７０号、特開平11−194479号、特開2000−12453
号、特開2000−29202号等に開示されている。
【００９２】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、マスクのパターンの空間像を第２の位置計測手段で
計測してマスクに形成されたパターンの位置を求め、第
１の位置計測手段から投影される指標の像を第２の位置
計測手段で計測して第１の位置計測手段の位置を求めて
いる。また、第１の位置計測手段は基板に形成されたマ
ークの指標に対する位置を計測している。よって、第２
の位置計測手段の計測結果からマスクに形成されたパタ
ーンと第１の位置計測手段との相対的位置が求められ、
更に第１の位置計測手段の計測結果を用いるとマスクＭ
に形成されたパターンと基板との位置関係を求めること
ができる。また、マスクに形成されたパターンの位置及
び第１の位置計測手段の位置は何れも空間像を第２の位
置計測装置で計測され、計測に機械的な移動を伴わない
ため計測に要する時間を短縮することができるという効
果がある。マスクのパターンの空間像を第２の位置計測
手段で計測してマスクに形成されたパターンの位置を求
め、第１の位置計測手段から投影される指標の像を第２
の位置計測手段で計測して第１の位置計測手段の位置を
求めている。また、第１の位置計測手段は基板に形成さ
れたマークの指標に対する位置を計測している。よっ
て、第２の位置計測手段の計測結果からマスクに形成さ
れたパターンと第１の位置計測手段との相対的位置が求
められ、更に第１の位置計測手段の計測結果を用いると
マスクＭに形成されたパターンと基板との位置関係を求
めることができるという効果がある。また、マスクに形
成されたパターンの位置及び第１の位置計測手段の位置
は何れも空間像を第２の位置計測装置で計測して計測さ
れ、計測に機械的な移動を伴わないため計測に要する時
間を短縮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、第１の位置計測手段がマーク上に指標の
像を投影し、その結果得られる指標の像とマークとの相
対位置関係に基づいて基板の位置を計測している。指標
の像は第１の位置計測手段の基準を定めるものであり、
基板の位置をこの指標の像とマークとの相対位置関係か
ら求めることで、精度良く基板の位置を計測できるとい
う効果がある。また、本発明によれば、指標の像とマー
クとの相対関係を求める場合には、各々が良好な状態で
計測される必要があるが、指標の像は基板上に投影され
ており基板表面状態によっては良好な状態で計測されな
い場合（例えば、指標の像のコントラストが低い場合）
が考えられる。そこで、予め前記指標の像を計測して位
置情報を正確に得ておくことにより、基板上のマークを
計測する際にマークの像が良好な状態で計測されない場
合であっても基板上のマークを高い精度で計測できる。
しかも、予め指標の像を計測するときには、反射部材に
指標の像を投影することで指標の像を良好な状態で計測
できるため、計測精度を維持する上で好適であるという
効果がある。指標の像とマークとの相対関係を求める場
合には、各々が良好な状態で計測される必要があるが、
指標の像は基板上に投影されており基板表面状態によっ
ては良好な状態で計測されない場合（例えば、指標の像
のコントラストが低い場合）が考えられる。そこで、予
め前記指標の像を計測して位置情報を正確に得ておくこ
とにより、基板上のマークを計測する際にマークの像が
良好な状態で計測されない場合であっても基板上のマー
クを高い精度で計測できる。しかも、反射部材に指標の
像を投影することで指標の像を良好な状態で計測できる
ため、計測精度を維持する上で好適であるという効果が
ある。また、本発明によれば、第１の位置計測手段を複
数設けて基板上のマークの計測に要する時間を短縮し、
更に第２の位置計測手段を複数設けて第１の位置計測手
段から投射される指標の像の計測に要する時間を短縮し
ている。また、第２の位置計測手段各々でマスクのパタ
ーンの空間像を計測することにより、第２の位置計測手
段の相対的な位置関係が精度良く求められ、第２の位置
計測手段各々が第１の位置計測手段の少なくとも１つの
位置を計測しているので、第１の位置計測手段間の相対
的な位置関係を高い精度で求めることができるという効
果がある。また、本発明によれば、基板位置計測手段が
基板の位置を計測し、位置整合手段がマスクの基準点と
基板位置計測手段の基準点とを計測している。従って、
これらの計測結果に基づいてマスクの基準点と基板との
相対位置関係を求めることができるという効果がある。
ば、マスクのパターンの空間像を第２の位置計測手段で
計測してマスクに形成されたパターンの位置を求め、第
１の位置計測手段から投影される指標の像を第２の位置
計測手段で計測して第１の位置計測手段の位置を求めて
いる。また、第１の位置計測手段は基板に形成されたマ
ークの指標に対する位置を計測している。よって、第２
の位置計測手段の計測結果からマスクに形成されたパタ
ーンと第１の位置計測手段との相対的位置が求められ、
更に第１の位置計測手段の計測結果を用いるとマスクＭ
に形成されたパターンと基板との位置関係を求めること
ができる。また、マスクに形成されたパターンの位置及
び第１の位置計測手段の位置は何れも空間像を第２の位
置計測装置で計測され、計測に機械的な移動を伴わない
ため計測に要する時間を短縮することができるという効
果がある。マスクのパターンの空間像を第２の位置計測
手段で計測してマスクに形成されたパターンの位置を求
め、第１の位置計測手段から投影される指標の像を第２
の位置計測手段で計測して第１の位置計測手段の位置を
求めている。また、第１の位置計測手段は基板に形成さ
れたマークの指標に対する位置を計測している。よっ
て、第２の位置計測手段の計測結果からマスクに形成さ
れたパターンと第１の位置計測手段との相対的位置が求
められ、更に第１の位置計測手段の計測結果を用いると
マスクＭに形成されたパターンと基板との位置関係を求
めることができるという効果がある。また、マスクに形
成されたパターンの位置及び第１の位置計測手段の位置
は何れも空間像を第２の位置計測装置で計測して計測さ
れ、計測に機械的な移動を伴わないため計測に要する時
間を短縮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、第１の位置計測手段がマーク上に指標の
像を投影し、その結果得られる指標の像とマークとの相
対位置関係に基づいて基板の位置を計測している。指標
の像は第１の位置計測手段の基準を定めるものであり、
基板の位置をこの指標の像とマークとの相対位置関係か
ら求めることで、精度良く基板の位置を計測できるとい
う効果がある。また、本発明によれば、指標の像とマー
クとの相対関係を求める場合には、各々が良好な状態で
計測される必要があるが、指標の像は基板上に投影され
ており基板表面状態によっては良好な状態で計測されな
い場合（例えば、指標の像のコントラストが低い場合）
が考えられる。そこで、予め前記指標の像を計測して位
置情報を正確に得ておくことにより、基板上のマークを
計測する際にマークの像が良好な状態で計測されない場
合であっても基板上のマークを高い精度で計測できる。
しかも、予め指標の像を計測するときには、反射部材に
指標の像を投影することで指標の像を良好な状態で計測
できるため、計測精度を維持する上で好適であるという
効果がある。指標の像とマークとの相対関係を求める場
合には、各々が良好な状態で計測される必要があるが、
指標の像は基板上に投影されており基板表面状態によっ
ては良好な状態で計測されない場合（例えば、指標の像
のコントラストが低い場合）が考えられる。そこで、予
め前記指標の像を計測して位置情報を正確に得ておくこ
とにより、基板上のマークを計測する際にマークの像が
良好な状態で計測されない場合であっても基板上のマー
クを高い精度で計測できる。しかも、反射部材に指標の
像を投影することで指標の像を良好な状態で計測できる
ため、計測精度を維持する上で好適であるという効果が
ある。また、本発明によれば、第１の位置計測手段を複
数設けて基板上のマークの計測に要する時間を短縮し、
更に第２の位置計測手段を複数設けて第１の位置計測手
段から投射される指標の像の計測に要する時間を短縮し
ている。また、第２の位置計測手段各々でマスクのパタ
ーンの空間像を計測することにより、第２の位置計測手
段の相対的な位置関係が精度良く求められ、第２の位置
計測手段各々が第１の位置計測手段の少なくとも１つの
位置を計測しているので、第１の位置計測手段間の相対
的な位置関係を高い精度で求めることができるという効
果がある。また、本発明によれば、基板位置計測手段が
基板の位置を計測し、位置整合手段がマスクの基準点と
基板位置計測手段の基準点とを計測している。従って、
これらの計測結果に基づいてマスクの基準点と基板との
相対位置関係を求めることができるという効果がある。
【図１】 本発明の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。
を示す斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態による露光装置の概略構成
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図３】 各種の位置情報を計測する際に用いられるプ
レートホルダ１１に設けられた部材の配置を示す図であ
る。
レートホルダ１１に設けられた部材の配置を示す図であ
る。
【図４】 マスクＭに形成される画像処理用マークＩＭ
の形状の例を示す図である。
の形状の例を示す図である。
【図５】 プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８ｄ
の光学系の構成を示す図である。
の光学系の構成を示す図である。
【図６】 指標板３６に形成された指標マーク３７の形
状の一例を示す図である。
状の一例を示す図である。
【図７】 第２遮光部３７ｂの拡大図である。
【図８】 サーチ計測用の計測領域及びファイン計測用
の計測領域を示す図である。
の計測領域を示す図である。
【図９】 プレートＰに形成されるマークＡＭの形状を
示す図である。
示す図である。
【図１０】 空間像検出装置２０ａ，２０ｂの構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態による露光装置のベー
スライン量計測時の概略動作を示すフローチャートであ
る。
スライン量計測時の概略動作を示すフローチャートであ
る。
【図１２】 本発明の一実施形態による露光装置のベー
スライン量計測時の概略動作を示すフローチャートであ
る。
スライン量計測時の概略動作を示すフローチャートであ
る。
【図１３】 空間像検出装置２０ａが備える撮像素子２
３で撮像された指標マークの像を示す図である。
３で撮像された指標マークの像を示す図である。
【図１４】 相関法で用いられるテンプレートの一例を
示す図である。
示す図である。
【図１５】 空間像検出装置２０ｂが備える撮像素子２
３で撮像された画像処理用マークＩＭの像を示す図であ
る。
３で撮像された画像処理用マークＩＭの像を示す図であ
る。
【図１６】 空間像計測装置２３を用いた画像処理用マ
ークのＩＭの位置情報計測の処理を説明するための図で
ある。
ークのＩＭの位置情報計測の処理を説明するための図で
ある。
【図１７】 画像信号に対して施される微分処理を説明
するための図である。
するための図である。
【図１８】 画像信号に対して施されるスライス処理を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図１９】 プレートＰ上に形成されるマークの配置関
係を示す模式図である。
係を示す模式図である。
【図２０】 プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ
４の位置情報を計測する際の動作を示すフローチャート
である。
ｄを用いてプレートＰに形成されたマークＡＭ１〜ＡＭ
４の位置情報を計測する際の動作を示すフローチャート
である。
【図２１】 プレートアライメントセンサ１８ａ，１８
ｂを用いてサーチ計測を行う様子を示す図である。
ｂを用いてサーチ計測を行う様子を示す図である。
【図２２】 計測領域を切り換えてエッジ位置を求める
処理の一例を示すフローチャートである。
処理の一例を示すフローチャートである。
【図２３】 ファイン計測時に撮像素子４２の撮像面に
結像するマークＡＭ１の像Ｉｍ１１及び指標マークの像
Ｉｍの一例を示す図である。
結像するマークＡＭ１の像Ｉｍ１１及び指標マークの像
Ｉｍの一例を示す図である。
【図２４】 プレートアライメントセンサ１８ａ〜１８
ｄで撮像素子４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍ
の中心位置を求める処理を示すフローチャートである。
ｄで撮像素子４２の撮像面に対する指標マークの像Ｉｍ
の中心位置を求める処理を示すフローチャートである。
【図２５】 マイクロデバイスの製造手順を示すフロー
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図２６】 半導体デバイスの場合における、図２５の
ステップＳ１１３の詳細なフローの一例を示す図であ
る。
ステップＳ１１３の詳細なフローの一例を示す図であ
る。
１１ プレートホルダ（ステージ） １３Ｘ，１３Ｙ レーザ干渉計（ステージ位置
計測手段） １５ 主制御系（演算手段、制御手
段） １８ａ〜１８ｄ プレートアライメントセンサ
（第１の位置計測手段、基板位置計測手段） ２０ａ，２０ｂ 空間像検出装置（第２の位置
計測手段、位置整合手段） ３０ ハロゲンランプ（照明手段） ３１ コンデンサレンズ（照明手
段） ３２ ダイクロイックフィルタ（照
明手段） ３３ 集光レンズ（照明手段） ３４ 光ファイバ（照明手段） ３５ コンデンサレンズ（照明手
段） ３７ｂ 第２遮光部（指標） ＡＭ，ＡＭ１〜ＡＭ４ マーク ＤＰ デバイスパターン（パター
ン） Ｉｍ 指標の像 Ｍ マスク Ｐ プレート（基板） ＰＬ 投影光学系 ＰＳ プレートステージ（ステージ
手段） ＲＦ１，ＲＦ３ 反射板（反射部材）
計測手段） １５ 主制御系（演算手段、制御手
段） １８ａ〜１８ｄ プレートアライメントセンサ
（第１の位置計測手段、基板位置計測手段） ２０ａ，２０ｂ 空間像検出装置（第２の位置
計測手段、位置整合手段） ３０ ハロゲンランプ（照明手段） ３１ コンデンサレンズ（照明手
段） ３２ ダイクロイックフィルタ（照
明手段） ３３ 集光レンズ（照明手段） ３４ 光ファイバ（照明手段） ３５ コンデンサレンズ（照明手
段） ３７ｂ 第２遮光部（指標） ＡＭ，ＡＭ１〜ＡＭ４ マーク ＤＰ デバイスパターン（パター
ン） Ｉｍ 指標の像 Ｍ マスク Ｐ プレート（基板） ＰＬ 投影光学系 ＰＳ プレートステージ（ステージ
手段） ＲＦ１，ＲＦ３ 反射板（反射部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 AB09 BA10 GB01 KA03 KA13 KA20 KA29 LA10 LA12 5F046 BA03 CC01 CC02 CC03 CC05 CC16 DA05 EA02 EA03 EA04 EB02 EB03 FA03 FA10 FA16 FA17 FA18 FC04 FC05
Claims (12)
- 【請求項１】 照明光をマスクに照射し、該マスクに形
成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に転
写する露光装置において、 基準となる指標を備え、前記基板に前記指標の像を投影
すると共に、前記基板上に形成されたマークを照明し、
前記指標の像に対する前記マークの位置を計測する第１
の位置計測手段と、 前記投影光学系で投影されたマスクのパターンの空間像
を計測して、前記パターンの位置を計測する第２の位置
計測手段と、 前記第１の位置計測手段で投影された前記指標の像を前
記第２の位置計測手段で計測し、前記マスクのパターン
と前記基板との相対的位置を求める演算手段とを備えた
ことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の露光装置において、 前記第１の位置計測手段は、検出した前記指標の像と前
記マークとの相対位置関係に基づいて、前記基板の位置
を計測することを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の露光装置において、 前記第１の位置計測手段は、予め前記指標の像を計測し
て得られた位置情報に基づき、前記マークの位置を計測
することを特徴とする露光装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の露光装置において、 前記第１の位置計測手段は、前記基板を載置するステー
ジに設けられた反射部材に前記指標の像を投影し、該指
標の像の位置を計測して記憶することを特徴とする露光
装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
の露光装置において、 前記演算手段は、前記マスクと前記基板との位置ずれ量
から、前記基板の位置補正を求めることを特徴とする露
光装置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の露光装置において、 前記第１の位置計測手段は、前記基板に前記指標の像を
投影すると共に、前記基板上に形成されたマークを照明
する照明手段を備え、 該照明手段は前記基板に応じて照明光の波長成分を変更
することを特徴とする露光装置。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
の露光装置において、 前記第１の位置計測手段及び前記第２の位置計測手段を
それぞれ複数設け、 前記マスクのパターンの空間像を計測して、前記複数の
第２の位置計測手段の相対的な位置関係を求め、該複数
の第２の位置計測手段の相対的位置関係及び前記複数の
第２の位置計測手段で計測された前記複数の第１の位置
計測手段の位置情報から、前記複数の第１の位置計測手
段の相対的な位置関係を求める制御手段を備えることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項８】 照明光をマスクに照射し、該マスクに形
成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に転
写する露光装置において、 前記パターンの像が投影される前記基板の位置を検出す
る基板位置計測手段と、 前記投影光学系を介して前記基板に投影されるパターン
が設けられた前記マスクの基準点と、前記基板位置計測
手段の基準点とを計測する位置整合手段とを備えたこと
を特徴とする露光装置。 - 【請求項９】 請求項８記載の露光装置において、 前記位置整合手段は、前記基板を載置する移動可能なス
テージ手段に設けられ、 該ステージ手段は、位置を計測するステージ位置計測手
段を備えることを特徴とする露光装置。 - 【請求項１０】 照明光をマスクに照射し、該マスクに
形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に
転写する露光方法において、 基準となる指標を前記基板に前記指標の像を投影すると
共に、前記基板上に形成されたマークを照明する第１の
位置計測手段を用いて、前記指標の像と前記マークとを
検出して前記基板の位置を計測する第１の計測工程と、 前記投影光学系で投影されたマスクのパターンの空間像
を計測する第２の位置計測手段を用いて、前記マスクの
位置を求める第２の位置計測工程と、 前記第１の位置計測手段で投影した前記指標の像を前記
第２の位置計測手段で計測し、前記マスクのパターンと
前記基板との相対的位置を求める演算工程とを有するこ
とを特徴とする露光方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の露光方法において、 前記第１の計測工程に先だって、予め所定の位置に前記
指標の像を投影し、該指標の像の位置を計測する指標位
置計測工程を有することを特徴とする露光方法。 - 【請求項１２】 請求項１０又は請求項１１記載の露光
方法を用いて基板に対して露光処理を行う露光工程と、 前記露光工程を経た基板の現像を行う現像工程とを有す
ることを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333770A JP2002139847A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000333770A JP2002139847A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002139847A true JP2002139847A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18809799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000333770A Pending JP2002139847A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002139847A (ja) |
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| CN103365095A (zh) * | 2012-03-27 | 2013-10-23 | 上海微电子装备有限公司 | 基于阵列光电传感器的背面离轴对准系统、光刻装置及方法 |
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-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000333770A patent/JP2002139847A/ja active Pending
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