JPH04307720A

JPH04307720A - 走査露光装置

Info

Publication number: JPH04307720A
Application number: JP3071789A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ota; 和哉太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3084773B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマスク上のパターンを感
光基板上に投影露光する際、マスクと感光基板とを投影
光学系に対して同時に走査する投影式走査露光装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　従来の走査露光装置として
、等倍の反射投影光学系を備え、マスクを保持するマス
クステージと感光基板（ウェハ）を保持する基板ステー
ジとを共通の移動コラムに結合して、同一速度で走査露
光する方式が知られている。この等倍の反射投影光学系
は、屈折素子（レンズ）を用いないために広い露光波長
域に渡って色収差が良好であり、光源（水銀ランプ）か
らの輝線スペクトルの２本以上（例えばｇ線とｈ線等）
を同時に使って露光強度を高め、高速な走査露光を可能
としている。しかしながら反射投影系では、Ｓ（サジタ
ル）像面とＭ（メリジオナル）像面の双方の非点収差を
ともに零にする点が、反射投影系の光軸から一定距離の
像高位置近傍に制限されるため、マスクを照明する露光
光の形状は幅の狭い輪帯の一部分、いわゆる円弧スリッ
ト状になっている。

【０００３】このような等倍の走査露光装置（ミラープ
ロジェクションアライナー）では、ウェハ上に投影され
るマスクのパターン像が鏡像関係にならないようにする
と、マスクとウェハとを一体の移動コラム上にアライメ
ントした状態で保持させた後は移動コラムが円弧状スリ
ット照明光の幅方向に一次元走査を行なうことで露光が
完了する。

【０００４】当然のことながら、ウェハ上に投影された
マスクパターン像が鏡像関係になるような等倍投影系で
は、マスクステージとウェハステージとを互いに逆方向
に同一速度で移動させる必要がある。さらに従来の走査
露光方式として、屈折素子を組み込んで投影倍率を拡大
、又は縮小にした状態でマスクステージと感光基板のス
テージとの両方を倍率に応じた速度比で相対走査するこ
とも知られている。

【０００５】この場合、投影光学系は反射素子と屈折素
子とを組み合せたもの、あるいは屈折素子のみで構成さ
れたものが使われ、反射素子と屈折素子とを組み合せた
縮小投影光学系の一例としては、特開昭６３−１６３３
１９号公報に開示されたものがある。そしてこの投影光
学系を用いた走査露光装置がパーキン・エルマー社から
ステップ＆スキャン方式のアライナー（商品名Ｍｉｃｒ
ａｓｃａｎ　１ｓｙｓｔｅｍ）として発表されている。

【０００６】また、フルフィールド投影が可能な縮小投
影光学系を用いて、ステップ＆スキャン露光を行なう１
つの方法も、特開平２−２２９４２３号に開示されてい
る。以上のようなスキャン方式の露光装置のうち、投影
倍率が等倍以外の装置では、マスクステージとウェハス
テージとを倍率に応じた速度比で精密に走査移動させる
必要があるとともに、走査中に生ずるマスクパターンと
ウェハ上のパターンとの整合状態からのずれも許容範囲
内に押え込んでおく必要がある。許容できる整合ずれは
、ウェハ上の最小パターン線幅から概略的に規定される
が、例えば０．８μｍ程度の線幅のパターンをウェハ上
に作るとなると、その１／５〜１／１０以下のずれ量し
か許容されない。

【０００７】従って、走査露光中においては、マスクと
ウェハとの相対的な位置ずれを常にモニターできること
が望ましい。その１つの従来例として、特開昭６３−４
１０２３号公報に開示されたように、マスク（レチクル
）に形成されたハの字状の複数のレチクルマークと、ウ
ェハに形成されたハの字状の複数のウェハターゲットと
を、走査露光の直前、もしくは走査露光中に次々と検出
して、レチクルとウェハとの相対位置関係（倍率エラー
や回転エラーも含む）を補正する方式が知られている。

【０００８】上記、特開昭６３−４１０２３号公報に開
示された方式は、図１に簡単に示したように、レチクル
Ｒの周辺に形成された複数のハの字マーク群ＲＭ１　、
ＲＭ２　、ＲＭ３　と、ウエハＷ上のショット領域ＳＡ
の周辺に形成された複数のハの字マーク群ＷＭ１　、Ｗ
Ｍ２　、ＷＭ３　とを、ハの字に配置したスリット状の
照明光束ＡＩＬの照射のもとで、次々に相対走査する。図１において投影光学系ＰＬは説明を簡単にするため等
倍で図示し、レチクルＲとウェハＷとは矢印のように互
いに逆方向に走査移動する。このとき、照明光束ＡＩＬ
の照射によってレチクルマークＲＭ１　、ＲＭ２　、Ｒ
Ｍ３　とウェハマークＷＭ１　、ＷＭ２　、ＷＭ３　か
ら反射された正反射光、もしくは散乱光の光量変化は図
２に示すように、時間軸上で規定される。

【０００９】図２（Ａ）はレチクルマークからの反射光
を光電検出して得られる信号波形の一例を表し、図２（
Ｂ）はウェハマークからの散乱光を光電検出して得られ
る信号波形の一例を表す。レチクルＲとウェハＷのアラ
イメントは、レチクル信号波形中のパルスＰ１　がウェ
ハ信号波形中の１対のパルスＰ２　、Ｐ３　と時間的に
整合し、引き続きレチクル信号波形中のパルスＰ４　、
Ｐ７　がそれぞれウェハ信号波形中の１対のパルスＰ５
　、Ｐ６　、及びパルスＰ８　、Ｐ９　と時間的に整合
するように、レチクルＲ、ウェハＷの走査速度と相対位
置を調整することによって達成される。ただし、実際に
走査露光を行なっている間に各マークを始めて検出する
となると、走査露光の開始時点では精密なアライメント
が達成されていないことになる。そこで実際の露光開始
前に図１に示したように予備走査を行ない、レチクル信
号波形中の各パルスＰ１　、Ｐ４、Ｐ７　の各位置を平
均した位置と、ウェハ信号波形中の各パルスＰ２　、Ｐ
３　、Ｐ５　、Ｐ６　、Ｐ８、Ｐ９　の各位置を平均し
た位置とを求め、両平均位置の差から走査露光方向のア
ライメント誤差ΔＸがわかる。またパルスＰ１　〜Ｐ６
　の各位置から次式を算出すると、走査方向と直交する
方向のアライメント誤差ΔＹがわかる。

【００１０】　　ΔＹ＝（（Ｐ５　＋Ｐ６　）−（Ｐ２　＋Ｐ３　）
）−（Ｐ４　−Ｐ１　）

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
非常に細いスリット状の照明光束ＡＩＬが各アライメン
トマークを横切った時だけ、各信号波形が得られるため
、高いアライメント精度を得るには複数個のマークの位
置を検出して、その平均値を求める等の処理が不可欠に
なる。従って予備的なアライメントのための走査を行な
った後、露光用の本走査を行なうことになる。これでは
スループットが犠牲になってしまうという問題をさけら
れない。また上記従来のマーク形状では、例え１ケ所の
マーク検出での精度が十分であっても、マークの大きさ
は走査方向に関して極めて狭い幅寸法しか有していない
ため、アライメント信号波形中の各パルスは時間的に断
続的なものになり、信号波形中でパルスが発生しない期
間では、実質的にアライメント誤差の検出を行なってい
ないことになる。

【００１２】このため、走査方向に並んだ複数のマーク
の各間の部分では、レチクルＲやウェハＷを移動させる
走査ステージの位置を計測するレーザ干渉計の計測値を
頼りにすることになる。本発明は、この様な従来の問題
点に鑑みてなされたもので、露光前のアライメント用の
走査を極力不要にすることを目的としている。

【００１３】さらに本発明は走査露光時にレチクルとウ
ェハの両方を別々に速度制御せず、一方のみを速度制御
するようにし、他方はそれにトラッキングして走査移動
させることで、制御を簡素化することも目的としている
。

【００１４】

【課題を達成する為の手段】本発明は、投影光学系（Ｐ
Ｌ）を挾んでマスク（レチクルＲ）と感光基板（ウェハ
Ｗ）とを結像関係に配置し、マスクステージ（６）と基
板ステージ（９）とを投影倍率に応じた速度比で同時に
第１方向（例えばＸ方向）に相対移動させて、マスク（
Ｒ）の原画パターン（ＰＡ）を感光基板（Ｗ）上のショ
ット領域（ＳＡ）に走査露光する装置に関するものであ
る。

【００１５】そして本発明で使用するマスク（Ｒ）は、
第１方向（Ｘ方向）に沿って一定ピッチで配列された複
数の格子要素から成るマスク格子（ＲＭａ、ＲＭｂ）を
、原画パターン（ＰＡ）の走査範囲に渡って有する。さらに感光基板（Ｗ）は、マスク格子（ＲＭａ、ＲＭｂ
）に対応した基板格子（ＷＭａ、ＷＭｂ）を有する。これらマスク格子（ＲＭａ、ＲＭｂ）と基板格子（ＷＭ
ａ、ＷＭｂ）の相対位置ずれは、投影光学系（ＰＬ）を
介して位置ずれ検出手段（２０〜２７）によって検出さ
れる。

【００１６】走査露光のとき、マスクステージ（６）と
基板ステージ（９）のいずれか一方を、第１駆動制御手
段（例えば基板ステージの駆動系１２）によって第１方
向（Ｘ方向）に定速制御する。この第１駆動制御手段（
１２）よって駆動されるステージ（９）の移動に伴って
位置ずれ検出手段（２０〜２７）で検出される相対位置
ずれ量が所定値に維持されるように、他方のステージ（
例えば基板ステージ６）を第２駆動制御手段（２８）に
よって制御するようにした。

【００１７】

【作用】本発明では、走査露光方式において、例えばウ
ェハステージの方は定速制御させ、マスクステージの方
は、位置ずれ検出手段（アライメント系）によって遂次
検出されるアライメント誤差が常に所定値になるように
サーボ制御するようにしたため、定速性の制御は一方の
ステージのみでよく、他方のステージは一方のステージ
にトラッキングさせるだけでよい。

【００１８】また、マスク側、ウェハ側とも走査範囲に
渡って回折格子を設けるようにしたので、走査露光中は
常に連続してアライメント誤差が得られるといった特徴
がある。

【００１９】

【実施例】図３は本発明の第１の実施例によるステップ
＆スキャン露光装置の構成を示し、図４はスキャン露光
時の様子を模式的に示した斜視図である。図３において
、投影光学系ＰＬは、一例として従来の屈折素子のみで
構成されたフルフィールドタイプの１／５縮小投影レン
ズであり、レチクルＲ側とウェハＷ側がともにテレセン
トリックになっている。

【００２０】さて、露光用光源からの照明光は、フライ
アイレンズ等によって均一な照度分布になって照明視野
絞りとしてのレチクルブラインド１を照射する。ブライ
ンド１には、レチクルＲ上をスリット状に照明するため
のスリット開口が設けられる。このスリット開口の長手
方向はレチクルＲ、ウェハＷの走査方向、例えばＸ方向
と直交したＹ方向に一致している。ブラインド１のスリ
ット開口を通った照明光は、レンズ系２、ミラー３、コ
ンデンサーレンズ４、及びダイクロイックミラー（又は
ビームスプリッター）５を介してレチクルＲに達する。ここでブラインド１はレンズ系２、コンデンサーレンズ
４の合成系に関してレチクルＲのパターン面（投影レン
ズＰＬと対向した面）と共役に配置され、レチクルＲに
はスリット開口の像が結像される。

【００２１】またスリット開口の中心は投影レンズＰＬ
、及び照明光学系（レンズ系２、コンデンサーレンズ４
等）の光軸ＡＸに一致しているものとする。さて、レチ
クルＲは少なくともＸ方向に大きく移動可能なレチクル
ステージ６上に吸着保持される。レチクルステージ６は
コラム７上をモータ８によってＸ方向に走査移動する。もちろん、レチクルＲのアライメントのためにはＹ方向
とθ方向の微動機構も必要であるが、ここではその図示
、及び説明を省略する。レチクルＲのスリット照明領域
内に存在するパターンの像は投影レンズＰＬによってウ
ェハＷ上に結像投影される。ウェハＷは２次元（Ｘ、Ｙ
方向）に大きく移動するウェハステージ９上に載置され
、このステージ９はモータ１０によって駆動される。レ
ーザ干渉計１１はウェハステージ９の座標位置の変化を
遂次計測するとともに、ウェハステージ９のＸ方向、及
びＹ方向の移動速度に関するスピード信号も出力する。駆動制御部１２はレーザ干渉計１１からの位置情報やス
ピード信号に基づいてモータ１０を最適な駆動パターン
で制御する。本実施例ではウェハステージ９のＸ方向の
移動によって走査露光を行ない、Ｙ方向の移動をステッ
ピングに使うものとするが、その逆であってもよいこと
は言うまでもない。

【００２２】尚、図３には示してないが、レチクルステ
ージ６はレーザ干渉計によって座標位置、回転（ヨーイ
ング）誤差等が計測されているものとする。次に図４を
参照して、レチクルＲとウェハＷに形成されたアライメ
ントマークの配置の一例を説明する。図４に示したよう
に、レチクルＲとウェハＷはＸ方向に沿って互いに逆方
向に走査移動されることから、レチクルＲ上のパターン
領域ＰＡの周辺のＸ方向に伸びたストリートライン領域
内に、複数の格子要素をＸ方向に一定ピッチで走査範囲
に渡って配列した格子マークＲＭａ、ＲＭｂが設けられ
る。格子マークＲＭａ、ＲＭｂはパターン領域ＰＡを挾
んでＹ方向に離して設けられるが、その格子ピッチのＸ
方向の位置関係は一致しているものとする。

【００２３】一方、ウェハＷ上には複数のパターン（シ
ョット）領域ＳＡが形成され、各ショット領域ＳＡの周
辺には、レチクルＲの格子マークＲＭａと対応したスト
リートライン領域の位置に、同様の格子マークＷＭａが
形成され、格子マークＲＭｂと対応したストリートライ
ン領域の位置に同様の格子マークＷＭｂが形成される。

【００２４】レチクルＲの格子マークＲＭａとウェハＷ
の格子マークＷＭａとのＸ方向の相対位置ずれは、光軸
ＡＸａを有するアライメント光学系を介して検出され、
レチクルＲの格子マークＲＭｂとウェハＷの格子マーク
ＷＭｂとのＸ方向の相対位置ずれは、光軸ＡＸｂを有す
るアライメント光学系を介して検出される。これら光軸
ＡＸａ、ＡＸｂはいずれも投影レンズＰＬの瞳面ＥＰの
中心で光軸ＡＸと交差する。

【００２５】ここで再び図３を参照してアライメント系
、及び制御系について説明する。本実施例では、レチク
ルＲ、ウェハＷの各格子マークのピッチ方向の位置ずれ
を検出するのに好適な干渉縞アライメント法を採用する
。この干渉縞アライメント法の一例は、例えば特開昭６
３−２８３１２９号公報、特開平２−２２７６０２号公
報等に開示されているので、ここでは簡単に説明する。

【００２６】Ｎｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、又はＡｒイオン
等のレーザ光源２０からのコヒーレントな直線偏光レー
ザは、２光束化周波数シフタ部２１に入射し、周波数差
Δｆを有する２つのビームＢＬ１　、ＢＬ２　が作られ
る。周波数差Δｆは、アライメントマークからの光を受光す
る光電検出器の周波数応答性によって上限が決まり、半
導体センサーでは実用的には１００ｋＨｚ以下、例えば
５０ｋＨｚ程度がよい。ただし、光電子増倍管（フォト
マルチプライヤ）を使う場合等は比較的高い周波数にす
ることができる。

【００２７】さて２つのビームＢＬ１　、ＢＬ２　は送
光光学系２２を介して複数のアライメント光学系へ分配
される。図３では１つのアライメント光学系を構成する
対物レンズ２３と先端ミラー２４とを示す。そして対物
レンズ２３の光軸が図４に示した光軸ＡＸａ、ＡＸｂの
いずれか一方に相当する。２つのビームＢＬ１　、ＢＬ
２　は対物レンズ２３の光軸から対称に偏心して対物レ
ンズ２３に入射し、ミラー２４とダイクロイックミラー
５を介して対物レンズ２３の焦点位置に存在するレチク
ルＲのパターン面で互いに平行光束となって交差する。この交差によってレチクルＲの格子マークＲＭａ、又は
ＲＭｂ上に１次元の干渉縞が作られる。そしてレチクル
Ｒの透明部を透過した２本のビームは投影レンズＰＬを
介してウェハＷ上の格子マークＷＭａ、又はＷＭｂ上で
交差して１次元の干渉縞が作られる。

【００２８】これら干渉縞は２本の送光ビーム間にΔｆ
の周波数差があることから、Δｆに比列した速度で干渉
縞のピッチ方向に流れる。各格子マークのピッチ方向と
干渉縞のピッチ方向とが一致するように、２本の送光ビ
ームの入射方向を決定し、かつ格子マークのピッチと干
渉縞のピッチとが所定の関係（例えば整数比）になるよ
うに、２本の送光ビームの交差角を決定すると、各格子
マークからは、垂直方向に周波数差Δｆと同じビート周
波数をもった干渉光が発生する。この干渉光はビート周
波数Δｆで常時明暗を繰り返しており、格子マークと２
本の送光ビームの交差領域の相対位置がＸ方向に微少偏
位した状態にあったとしても、そのビート周波数Δｆは
変化しない。

【００２９】これら格子マークからの干渉光はミラー５
、２３、対物レンズ２３を介して、光電検出ユニット２
５に導びかれ、正弦波状の検出信号ＳＲ、ＳＷが作られ
る。信号ＳＲはレチクルＲの格子マークＲＭａ、又はＲ
Ｍｂからの干渉光を光電検出して得られ、信号ＳＷはウ
ェハＷの格子マークＷＭａ、又はＷＭｂからの干渉光を
光電検出して得られたもので、レチクルＲとウェハＷと
が静止した状態では、どちらの信号の周波数もΔｆであ
る。ただしレチクルＲの格子マークとウェハＷの格子マ
ークとが、そのピッチ方向にずれているときは、２つの
信号ＳＲ、ＳＷの間に位相差Δφが生じる。この位相差
Δφは位相差計測部２７によって検出され、検出された
位相差に対応した位置ずれ量が算出される。検出可能な
位相差は、通常±１８０°の範囲であり、これは格子マ
ークのピッチをＰｇ（μｍ）とすると、位置ずれ量とし
て±Ｐｇ／２（μｍ）、又は±Ｐｇ／４（μｍ）に相当
する。

【００３０】主制御部３０は、この位置ずれ量の値を入
力し、ウェハステージ９の駆動制御部１２、又はレチク
ルステージ６の駆動制御部２８に遂次補正値を出力する
。先に述べた従来の干渉縞アライメント法では、主制御
系３０は単にその位相差が所定値になるまでモータ８、
又は１０を駆動してレチクルステージ６、又はウェハス
テージ９のいずれか一方を微動させるだけでよかった。しかしなから本実施例のように、レチクルＲとウェハＷ
の両方が高速移動するスキャン露光中にも、２つの信号
ＳＲとＳＷの位相差を求めるとなると、別の問題が生じ
てくる。それは、スキャン露光によって格子マークが２
本の送光ビームの交差領域に対してピッチ方向に速度ｖ
（ｍｍ／ｓ）で移動し続けることによって、光電検出す
べき格子マークからの干渉光がドップラー効果を受け、
検出信号ＳＲ、ＳＷの周波数がΔｆから大きく変動して
しまうことである。信号ＳＲ、ＳＷの周波数ｆｓ　（ｋ
Ｈｚ）は、格子マーク（ピッチＰｇ）の移動速度をｖ（
ｍｍ／ｓ）として次式で表わされる。

【００３１】ｆｓ＝Δｆ＋２ｖ／Ｐｇ（ただしビート周
波数Δｆは５０ｋＨｚ）例えば速度ｖが−１００ｍｍ／ｓであると、信号ＳＲ、
ＳＷの周波数ｆｓ　はＰｇ＝８μｍとして、２５ｋＨｚ
になってしまい、速度ｖが＋１００ｍｍ／ｓであると、
周波数ｆｓ　は７５ｋＨｚになる。そのため、レチクル
ステージ６、ウェハステージ９の走査速度にはある程度
が伴う。例えは、周波数ｆｓ　として位相差計測上で問
題とならない値が確保できるように走査速度ｖを低めに
設定しておけばよい。また周波数ｆｓ　が低くなるよう
な走査方向（−Ｘ方向）はさけて、常に＋Ｘ方向のみに
限定して走査露光を行なうようにしておけばよい。

【００３２】以上のことをふまえて、本実施例の主制御
部３０は、より簡単な走査中アライメント実現のために
、まずウェハステージ９を制御された一定速度で駆動す
るための速度及び位置のコントロール部３００と、レチ
クルステージ６を制御された一定速度で駆動するための
速度及び位置のコントロール部３０２と、トラッキング
走査コントロール部３０４とを有する。

【００３３】通常のレチクル単体の位置決め、いわゆる
レチクルアライメントや、ウェハ単体の位置合せ、いわ
ゆるウェハグローバルアライメント（又はＥＧＡ）の場
合、コントローラ部３００、３０２は相互に関連するこ
となく、従来通りの機能を達成する。そしてスキャン露
光時には、コントローラ部３００、３０２は相互に協調
してレチクルステージ６とウェハステージ９の相対位置
、及び速度を制御する。

【００３４】この協調制御に関しては、図１に示した従
来の装置においても同様に実施されている。本実施例で
は、さらにトラッキング走査コントロール部３０４を設
け、通常の協調制御とトラッキング制御とを切り替えら
れるようにした。このトラッキング制御は、位相差計測
部２７から遂次出力される位置ずれ量が常に一定の値に
なるように、レチクルステージ６の駆動制御部２８をサ
ーボ制御するとともに、ウェハステージ９は単に一定速
度で制御するというものである。もちろん、レチクルス
テージ６を定速制御とし、ウェハステージ９をトラッキ
ング制御としてもよい。

【００３５】すなわち本実施例では、走査露光中に連続
して信号ＳＲ、ＳＷが出力されること、換言するとレチ
クルＲとウェハＷとの相対位置ずれ量の変化が遂次検出
されることに着目して、レチクルとウェハのいずれか一
方は定速度で走査し、他方はその走査移動に追従するよ
うに制御したのである。尚、図３において基準検出系２
６は２本のビームＢＬ１　、ＢＬ２　のビート周波数Δ
ｆを検出するもので、この検出信号は、周波数Δｆの正
弦波状の基準信号ＳＦとして位相差計測部２７に入力す
る。

【００３６】位相差計測部２７は基準信号ＳＦと検出信
号ＳＲとの位相差から、レチクルＲの初期位置のずれを
求めたり、基準信号ＳＦと検出信号ＳＷとの位相差から
、ウェハＷの初期位置のずれを求めたりすることができ
る。さらに位相差計測部２７には、周波数変化を検出す
る回路が組み込まれており、基準信号ＳＦに対する検出
信号ＳＲ、又はＳＷの周波数変化を定量化することによ
って、レチクルステージ６、又はウェハステージ９の速
度変化を格子マークの移動から直接検出することが可能
となっている。

【００３７】さて、本実施例では図４に示すように、２
組のアライメント系（光軸ＡＸａとＡＸｂ）が、パター
ン領域ＰＡの両脇の格子マークＲＭａ、ＲＭｂ、及びシ
ョット領域ＳＡの両脇の格子マークＷＭａ、ＷＭｂを検
出しているため、光軸ＡＸａを有するアライメント系の
ユニット（以後アライメントユニットＸＡとする）から
得られる位置ずれ量ΔＸａと、光軸ＡＸｂを有するアラ
イメント系のユニット（以後、アライメントユニットＸ
Ｂとする）から得られる位置ずれ量ΔＸｂとの差を、例
えばハードウェアによるデジタル減算回路で遂次算出す
るようにすれば、レチクルＲとウェハＷ（１つのショッ
ト領域ＳＡ）との相対回転誤差の変化が走査露光中にた
だちに求まる。

【００３８】相対回転誤差も、パターン領域ＰＡ、又は
ショット領域ＳＡのサイズや、最小線幅の値によって、
ある許容量が定められ、許容量を越える回転誤差が生じ
得るときは、レチクルステージ６を微小回転させるΔθ
機構にフィードバックして、走査露光中にリアルタイム
に回転誤差を補正していくことが望しい。この場合、Δ
θ機構の回転中心は、レチクルＲ上に投影されたブライ
ンド１のスリット開口像の中心と一致していることが好
しい。

【００３９】ここで、図３に示した装置中の送光光学系
２２と光電検出ユニット２５の具体的な一例を、図５を
参照して説明する。図５において、２本の送光ビームＢ
Ｌ１　、ＢＬ２　は照明視野絞り４０上で交差するとと
もに、所定の大きさの照明領域に制限される。制限され
た２本の送光ビームはレンズ系４１、偏光ビームスプリ
ッタ４２、及び１／４波長板４３を介して対物レンズ２
３に入射する。この図５から明らかなように、絞り４０
とレチクルＲの格子マークＲＭａとは、レンズ系４１と
対物レンズ２３との合成系に関して互いに共役に配置さ
れる。そして２本の送光ビームＢＬ１　、ＢＬ２　は、
レンズ系４１と対物レンズ２３との間のフーリエ空間中
のフーリエ変換面（投影レンズＰＬの瞳ＥＰと共役な面
）でそれぞれビームウェストとなって収れんするととも
に、送光ビームＢＬ１　、ＢＬ２　の各主光線はフーリ
エ空間内で光軸ＡＸａと平行に、かつ対称になる。

【００４０】さて、２本の送光ビームＢＬ１　、ＢＬ２
　は偏光ビームスプリッタ４２をほぼ１００％透過した
後、１／４波長板４３で同一方向に回転する円偏光に変
換され、対物レンズ２３を介して再び平行な２本のビー
ムとなってマークＲＭａの位置で交差する。マークＲＭ
ａの配置については図４に示したが、実際にはウェハ側
のマークＷＭａに対して非計測方向（格子ピッチ方向と
直交する方向）に横ずれした関係にしておく。

【００４１】図６はレチクルＲ側でみた格子マークＲＭ
ａ、ＷＭａの関係を示し、矩形の領域ＡＬｘは絞り４０
の開口像である。ここで格子マークＲＭａ、ＷＭａはラ
イン・アンド・スペースが１：１（デューティ５０％）
であり、投影レンズＰＬの倍率を１／Ｍとすると、マー
クＲＭａのレチクルＲ上でのピッチＧＰｒと、マークＷ
ＭａのウェハＷ上でのピッチＧＰｗとは、ＧＰｒ＝Ｍ・
ＧＰｗの関係に定められる。スキャン露光時には、領域
ＡＬｘに対してマークＲＭａ、ＷＭａがレチクル面上で
同一方向（図６では＋Ｘ方向）に同一速度ｖで移動する
。図６に示すように格子マークＲＭａとＷＭａは、非計
測方向（ここではＹ方向）にアライメントが達成されて
いるときに、一定の間隔ＤＳを保つように予め横ずれし
て配置される。この間隔ＤＳはＹ方向のアライメント精
度に依存して決められる。

【００４２】図７は格子マークＲＭａ、又はＷＭａがピ
ッチ方向に速度＋ｖ、又は−ｖで移動したときの様子を
示し、各格子マーク上に作られる干渉縞ＩＦは速度＋Ｖ
ｆで流れているものとする。図７のように、格子マーク
が速度＋ｖで移動するときは、干渉縞ＩＦの流れる方向
と一致しているため、格子マークから垂直に発生する±
１次回折光の干渉光ＢＴのビート周波数はΔｆよりも低
くなり、格子マークが速度−ｖで移動するときは干渉縞
ＩＦの流れる方向と逆方向になるため、ビート周波数は
Δｆよりも高くなる。

【００４３】ここで格子マークＲＭａについて考えてみ
ると、２つの送光ビームＢＬ１　、ＢＬ２　の入射角θ
を光軸ＡＸａに関して対称に定めるとして次式の関係に
設定する。ｓｉｎ　θ＝λ／ＧＰｒこうすると、格子マークＲＭａからの±１次回折光は垂
直方向に発生する。またこの条件のもとで、干渉縞ＩＦ
のピッチＰｉｆＰｉｆ＝１／２・ＧＰｒの関係になる。

【００４４】このことから、送光ビームＢＬ１　、ＢＬ
２　の差周波数Δｆ（ｋＨｚ）と格子マークの速度ｖ（
ｍｍ／ｓ）との関係及びドップラー効果により、干渉光
ＢＴの明暗変化の周波数ｆｓ　（ｋＨｚ）は、先に説明
した通り、ｆｓ　＝Δｆ＋２ｖ／ＧＰｒになる。さて、
図５に示すようにレチクルの格子マークＲＭａからの干
渉光ＢＴｒと、ウェハの格子マークＷＭａからの干渉光
ＢＴｗとは、対物レンズ２３、１／４波長板４３、偏光
ビームスプリッタ４２を介して光軸ＡＸａ上を戻り、レ
ンズ系４４に入射する。このレンズ系４４は逆フーリエ
変換レンズとして作用し、格子マークＲＭａ、又はＷＭ
ａと共役な面が作られる。レンズ系４４からの干渉光Ｂ
Ｔｒ、ＢＴｗはハーフミラー４５で２つに分割され、遮
光板４６Ｒ、４６Ｗに達する。この遮光板４６Ｒは、格
子マークＲＭａと共役な位置に配置され、マークＲＭａ
からの干渉光ＢＴｒのみを通して、他の干渉光ＢＴｗを
遮光するような配置の開口ＡＰＲを有する。同様に、遮
光板４６Ｗは格子マークＷＭａと共役な位置に配置され
、マークＷＭａからの干渉光ＢＴｗのみを通して、他の
干渉光ＢＴｒを遮光するような配置の開口ＡＰＷを有す
る。

【００４５】光電センサー（フェトダイオード、フォト
マル等４７Ｒは開口ＡＰＲからの干渉光ＢＴｒを受光し
て信号ＳＲを出力し、光電センサー４７Ｗは開口ＡＰＷ
からの干渉光ＢＴｗを受光して信号ＳＷを出力する。こ
れら信号ＳＲ、ＳＷの処理については図３で説明した通
りである。以上、本実施例ではウェハステージ９を走査
露光中に定速制御するようにしたが、これは走査速度の
変動がショット領域ＳＡ内の露光量むらとなるからであ
る。またブラインド１は必ずしも、スリット開口に限ら
れず、投影レンズＰＬの円形のイメージフィールド内に
内包される正六角形、矩形、ひし形、又は円弧状等の開
口であってもよい。

【００４６】正六角形の開口を有するブラインドを用い
たステップ＆スキャン方式の装置は、特開平２−２２９
４２３号公報に開示されており、そこに開示された装置
に本実施例のアライメント制御方式を組み込んでもよい
。次に本発明の第２の実施例について説明するが、ここ
では第１の実施例をそのまま使うとともに、さらに走査
露光中の２次元（Ｘ、Ｙ方向）のアライメントを可能と
するものである。

【００４７】走査露光をＸ方向とすると、それと直交す
るＹ方向についても同様の干渉縞アライメント法が利用
できるように、レチクルＲ上とウェハＷ上の格子マーク
の配置と構造を若干偏光する。本実施例では、図３、図
５に示したＴＴＲ方式のアライメント系をＸ方向用とＹ
方向用とに２軸設けるようにし、レチクルとウェハの各
ストリートライン上にＸ方向用、Ｙ方向用の格子マーク
を設ける。

【００４８】図８は、レチクルＲ上の各マーク配置とア
ライメント系の対物レンズの配置を示し、ここでもＸ方
向を走査露光方向とすると、レチクルＲのパターン領域
ＰＡの両脇でＸ方向に伸びるストリートライン領域内に
、Ｙ方向用の格子マークＲＭＹａ、ＲＭＹｂとＸ方向用
の格子マークＲＭＸａ、ＲＭＸｂとを設ける。これら格
子マークは一例として図９に拡大して示すように配置さ
れ、Ｙ方向用の格子マークＲＭＹａは数本のラインアン
ドスペースパターンをＸ方向に延設したもので、その隣
りにＸ方向用の格子マークＲＭＸａが設けられる。この
レチクルＲ上の格子マークＲＭＹａとＲＭＸａの両側は
透明部となっていて、対応するウェハＷ上のＹ方向用の
格子マークＷＭＹａとＸ方向用の格子マークＷＭＸａと
が位置する。

【００４９】本実施例では、これら格子マークのうちＸ
方向用の格子マークＲＭＸａ（ＷＭＸａ）とＲＭＸｂ（
ＷＭＸｂ）は、第１の実施例と同様にＸ方向用のアライ
メント系の対物レンズ２３Ｘａ、２３Ｘｂを介して検出
され、Ｙ方向用の格子マークＲＭＹａ（ＷＭＹａ）とマ
ークＲＭＹｂ（ＷＭＹｂ）は、Ｙ方向用のアライメント
系の対物レンズ２３Ｙａ、２３Ｙｂを介して検出される
。

【００５０】Ｙ方向用のアライメント系は、基本的にＸ
方向用のアライメント系と同一の構成であり、異なる点
は２本のビームＢＬ１　、ＢＬ２　のレチクルＲ（又は
ウェハＷ）に対する入射角がＹ−Ｚ平面内で傾いている
ことである。また、Ｘ方向用のアライメント系の内部の
開口絞り（４６Ｒ、４６Ｗ）はＹ方向用の格子マークＲ
ＭＹａ、ＷＭＹａ（ＲＭＹｂ、ＷＭＹｂ）からの干渉光
をも遮光するように設定され、Ｙ方向用のアライメント
系の内部の開口絞りはＸ方向用の格子マークＲＭＸａ、
ＷＭＸａ（ＲＭＸｂ、ＷＭＸｂ）からの干渉光をも遮光
するように設定される。

【００５１】ここでレチクルＲとウェハＷが相対的にＸ
方向に走査されると、レチクルＲ上のＹ方向用の格子マ
ークＲＭＹａからの干渉光（ビート光）と、ウェハＷ上
のＹ方向用の格子マークＷＭＹａからの干渉光（ビート
光）とを光電検出して得られる２つの信号の周波数は、
レチクルＲ、ウェハＷのＸ方向の走査速度とは無関係に
、ほぼ一定（Δｆとなる。ただし、Ｙ方向のアライメン
ト誤差量が時間的に急峻に変化するときは、それに応じ
て進行の周波数も変化し得るか、この変化はほとんど無
視し得る程度のもので、ほとんどの場合、Ｙ方向のアラ
イメント誤差量は、２つの信号の位相差を検出するだけ
でよい。このＹ方向の場合についても、アライメント誤
差量は遂次出力されるから、その誤差量が常に一定値に
なるように、レチクルステージ６、又はウェハステージ
９をＹ方向に微動させる。あるいは、走査露光中に、Ｙ
方向のアライメント誤差信号に基づいて、レチクルステ
ージ６、又はウェハステージ９のＹ方向用の駆動系をサ
ーボ（フィードバック）制御するようにしてもよい。

【００５２】本実施例では、走査露光方向にＸ方向用と
Ｙ方向用の各アライメント系を並置したが、単一の対物
レンズを介してＸ方向とＹ方向のアライメントが可能な
ように、４本のビームを同時に入射するようにしてもよ
い。ところで、図３に示した装置では図示を省略したが
、レチクルＲの上方には、露光光と同一波長の照明光の
もとでレチクルＲ上の格子マークとウェハステージ９上
の基準マークとを観察するＴＴＲ方式のアライメント系
が設けられている。これは、図３、図５に示したアライ
メント系が露光光と異なる波長のビームＢＬ１　、ＢＬ
２　を使ったときのベースライン管理のために必要とな
る。

【００５３】この、露光光と同一波長を使うＴＴＲアラ
イメント系は、例えば図１０のように配置される。図１
０において、対物レンズ２３、ミラー２４は図３中のも
のと同一のものであり、これらの他に光ファイバー６２
、ビームスプリッタ６１、対物レンズ６０、及び撮像素
子６３等から成るＴＴＲアライメント系が設けられ、ウ
ェハステージ９上には基準マーク板ＦＭが固定される。光ファイバー６２は露光光と同一波長の照明光を射出し
、ビームスプリッタ６１で反射した照明光は対物レンズ
６０を介してレチクルＲ上の格子マークを照明する。レ
チクルＲを透過した照明光は、投影レンズＰＬを介して
基準マーク板ＦＭ上の格子マークを照射する。この基準
マーク板ＦＭ上には、図１０に示すように対物レンズ２
３を介して同時に検出可能な位置に格子マークが設けら
れている。

【００５４】撮像素子６３は、レチクルＲの格子マーク
と基準マーク板ＦＭの格子マークとの各像を撮像して、
両マークの位置ずれ量（ΔＸｅ、ΔＹｅ）を求めるため
に使われる。このとき同時に対物レンズ２３を介して干
渉縞方式のアライメント系を作動させて、レチクルＲの
格子マークと基準マーク板ＦＭの格子マークとの相対位
置ずれ量（ΔＸａ、ΔＹａ）を求める。

【００５５】これによって、ベースライン量は（ΔＸａ
−ΔＸｅ、ΔＹａ−ΔＹｅ）としてもとめられる。ただ
し、この場合、ウェハステージ９（基準マーク板ＦＭ）
を静止させておく必要があるので、一般的にはレーザ干
渉計１１の計測値が一定値になるように、ウェハステー
ジ９をフィードバック制御しておく。ところが、レーザ
干渉計１１のレーザ光路は、大気中に開放された状態に
あるので、わずかな空気ゆらぎによって計測値が微妙に
変動する。このため、上記のようなベースライン計測に
あたって、レーザ干渉計１１の計測値でウェハステージ
９を静止させようとしても、空気ゆらぎによるドリフト
が生じることになる。

【００５６】ところが、図３、図５に示した干渉縞方式
のアライメント系はレチクルＲと投影レンズＰＬの間、
及び投影レンズＰＬとウェハＷの間では空気中に露出し
ているビーム部分がわずかであることから、たとえ空気
ゆらぎが生じても、それによる計測誤差はほとんど無視
できる。そこで、干渉縞方式のアライメント系を使って
、レチクルＲと基準マーク板ＦＭとをアライメントする
ように、レチクルステージ６、又はウェハステージ９を
フィードバック制御する。これによってレチクルＲと基
準マーク板ＦＭとの相対的な位置ずれは、別波長のアラ
イメント系（対物レンズ２３）のもとでほぼ零に追い込
まれる。そして、その状態で撮像素子６３を使ってレチ
クルＲの格子マークと基準マーク板ＦＭの格子マークと
の位置ずれ量を求める。これによって求められたずれ量
がベースライン量（ΔＸＢ、ΔＹＢ）となる。このベー
スライン量（ΔＸＢ、ΔＹＢ）は、投影レンズＰＬの色
収差によって生じる固有値であって、レチクルＲ上の格
子マークの検出位置（投影レンズの像高点）が変わるた
びにチェックされる。

【００５７】このベースライン量（ΔＸＢ、ΔＹＢ）は
対物レンズ２３を介して検出されるレチクルＲとウェハ
Ｗとの相対位置ずれ量にオフセットとして加えられ、真
の重ね合わせ位置への補正として使われる。尚、対物レ
ンズ６０を介して観察する位置は、レチクルＲ上の露光
用照明光の照射領域（スリット状）からはずれた位置に
なるため、厳密に言えば、そのずれによって固有の誤差
が生じ得る。その誤差とは、主に投影レンズＰＬの露光
波長に起因して生じるディストーションによるものであ
る。しかしながら、投影レンズＰＬの投影視野内の各点
におけるディストーション量は、予め求めておくことが
できるため、対物レンズ６０の観察位置でのディストー
ション量を装置固有のオフセット量として記憶しておき
、ベースライン計測値を、さらに補正するようにしてお
くとよい。

【００５８】図１１は本発明の第３の実施例による格子
マーク配置を示し、特にウェハＷのストリートライン内
に形成する格子マークを２次元格子にすることで省スペ
ース化をはかるものである。図１１において、レチクル
Ｒ上にはＹ方向用の格子マークＲＭＹａとＸ方向用の格
子マークＲＭＸａとがＹ方向に一定の間隔をあけて設け
られ、この間隔部分（透明部分）にはウェハＷ上の２次
元格子ＷＭｘｙが位置するように設定される。２次元格
子ＷＭｘｙは微小な矩形ドットパターンをＸ方向とＹ方
向の両方に所定のピッチで配列したものである。実際の
アライメント時には、図８に示したようにＸ方向用のア
ライメント系とＹ方向用のアライメント系とで位置を分
離しておく方がよい。

【００５９】ただし、Ｘ方向アライメント用の２本のビ
ームとＹ方向アライメント用の２本のビームとを互いに
相補的な偏光状態にしておけば、２次元格子ＷＭｘｙか
ら垂直に発生する干渉光を偏光特性で分離することがで
きるので、同一の対物レンズ２３を介して４本のビーム
（Ｘ方向用の２本とＹ方向用の２本）を同時に格子マー
クへ照射することも可能である。

【００６０】このように、２次元格子ＷＭｘｙをウェハ
上のショット領域に沿った走査方向全体に設けることで
、かなりの省スペース化がはかれるとともに、走査露光
中の２次元のアライメント補正が可能になる。ちなみに
ウェハ上の一般的なストリートライン領域は幅（図１１
のＹ方向の寸法）が７０μｍ程度確保されている。２次
元格子ＷＭｘｙの矩形ドットの寸法を４μｍ角（すなわ
ちピッチ８μｍ）とすると、Ｙ方向には８個の矩形ドッ
トが形成でき、これは実用上、ほぼ十分な計測精度が期
待できる。また図１１中のレチクル側の格子マークＲＭ
Ｙａ、ＲＭＸａもウェハ側と同様の２次元格子にするこ
とも可能である。

【００６１】図１２は、本発明の第４の実施例による格
子マーク配置を示し、レチクルＲのパターン領域ＰＡの
外側の走査露光方向に延びたストリートライン領域内に
１次元、又は２次元の格子マークＲＭＬ１　〜ＲＭＬ４
　、ＲＭＲ１　〜ＲＭＲ３　をＸ方向に飛び飛びに設け
る。ウェハＷ上にもそれらと対応した位置に１次元、又
は２次元の格子マークをＸ方向に飛び飛びに設ける。

【００６２】これらマークＲＭＬ１　〜ＲＭＬ４　とマ
ークＲＭＲ１　〜ＲＭＲ３　とは、互いに入れ子状態で
配置され、アライメント系の２本の対物レンズ２３Ｒ、
２３ＬがＹ方向に離れて並んでいるものとすると、Ｘ方
向の走査露光のときに対物レンズ２３Ｒ、２３Ｌのいず
れか一方が常に格子マークからの干渉光を入射できるよ
うに設定されている。例えば図１２の位置からレチクル
Ｒが左右に移動すると、対物レンズ２３Ｌを介して格子
マークＲＭＬ１　と、これに対応したウェハ上の格子マ
ークとがアライメントされ、対物レンズ２３Ｌからの２
本（又は４本）の送光ビームの照射領域が格子マークＲ
ＭＬ１　からはずれる直前に、格子マークＲＭＲ１が対
物レンズ２３Ｒからの送光ビームの照射点に達する。従
って次のサイクルでは、格子マークＲＭＲ１　と、これ
に対応したウェハ上の格子マークとが対物レンズ２３Ｒ
を介してアライメントされる。以下同様にして、走査露
光の信号に伴って対物レンズ２３Ｒ、２３Ｌを交互に切
り換えてアライメントしていく。本実施例では、格子マ
ークＲＭＬ１　からＲＭＲ１　への切り換えの際、対物
レコンズ２３でを介して得られる干渉ビート光と、対物
レンズ２３Ｒを介して得られる干渉ビート光とが、時間
的にわずかの間だけ同時に存在するように各マークを配
置してある。

【００６３】この実施例のように格子マークを配置する
と、Ｘ方向に関する格子マークと格子マークとの間に他
のマーク、例えばウェハのグローバルアライメント（Ｅ
ＧＡ）用のマークを配置することができる。図１３は、
本発明の第５の実施例による投影露光装置の構成を示し
、図３の構成と異なる点はレチクルＲ（及びウェハＷ）
の走査方向に複数のアライメント系の対物レンズ２３Ａ
、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄを並べたことにある。レチク
ルＲ、及びウェハＷ上の格子マークの配置は、先の図４
、図８、図１１、図１２のいずれの方法でかまわない。

【００６４】この図１３の場合、４つの対物レンズ２３
Ａ〜２３Ｄはそれぞれ格子マーク上の異なる位置で発生
する干渉ビート光を入射して、レチクルＲとウェハＷの
走査移動中のアライメントを行なうが、走査位置によっ
ては、両脇の対物レンズ２３Ａ、２３Ｄのいずれか一方
のみしか使えないこともある。そこで１つのアライメン
トシーケンスとして、例えばレチクルＲが図１３中の左
側から右側へ走査される場合は、レチクルＲの走査位置
に応じて対物レンズ２３Ａ、対物レンズ２３Ｂ…の順で
使用するアライメント系の数や位置を変えることもでき
る。また、図１３のように複数のアライメント系が同時
に使えるときは、図１２に示した格子マークＲＭＬ１　
〜ＲＭＬ４　と格子マークＲＭＲ１　〜ＲＭＲ３　とを
入れ子の関係にしなくても、ほぼ連続的にアライメント
のための信号を得ることができる。

【００６５】そのためには、例えは対物レンズ２３Ａ〜
２３Ｄの走査方向（Ｘ方向）の間隔と、格子マークＲＭ
Ｌ１　〜ＲＭＬ４　のＸ方向の間隔とを異ならせておけ
ばよい。

【００６６】

【発明の効果】以上、本発明によれば、レチクル（マス
ク）とウェハ（感光基板）との相対的な位置ずれ量をア
ライメントセンサーで常時検出しながら、レチクルとウ
ェハの一方を速度制御モードで走査し、他方はアライメ
ントセンサーで得られる位置ずれ量が所定値になるよう
にサーボ（トラッキング）制御モードで走査するため、
速度制御モードで走査される側に仮りに速度むらが生じ
たとしても、走査方向の倍率誤差（走査方向の転写像寸
法の伸び縮み）はアライメントセンサーで決まる計測精
度程度に押え込むことが可能である。このため、ウェハ
上の１つのショット領域そのものが、ウェハプロセスの
影響、又はそのショット露光時の走査むら等によって走
査露光方向に非線形に伸縮していたとしても、常にアラ
イメントセンサーからの計測信号を基準としてトラッキ
ング走査する限り、その１つのショット領域内の全面で
極めて高い、重合わせ精度を得ることができる。

【００６７】また図１２に示す実施例のように、格子マ
ークを走査方向に飛び石状に配置すれば、何層にも及ぶ
ＩＣ製造工程において、マークの打ち替えを行なったと
きのスペースを省くことができる。飛び石状の格子マー
クの間隔をあまり広くしなければ、１つの格子マークの
検出終了から次の格子マークの検出開始までの間にデッ
ドタイムが生じたとしても、そのデッドタイムをレーザ
干渉計の空気揺らぎの周期よりも短くすることが可能と
なり、格子マークを走査露光の範囲に渡って連続して設
けたのと同等の精度が得られる。

【００６８】すなわち、いずれの格子マークからも干渉
ビート光が得られないデットタイムの間は、ウェハステ
ージ用のレーザ干渉計、もしくはレチクルステージ用の
レーザ干渉計にもとづいて各ステージを移動させても、
従来の装置ほど空気揺らぎに影響されないといった利点
がある。さらに図１３に示した実施例のように、複数の
アライメントセンサーを走査露光方向に配置して、格子
マークを走査方向に飛び石状に設ける場合でも、各アラ
イメントセンサーの間隔と格子マークの間隔とを異なる
値に設定すれば、常にどれかのアライメントセンサーが
位置ずれ量を検出するか、もしくはいずれのアライメン
トセンサーもマークを検出しないデットタイムを極めて
短くすることができ、従来の方式よりもアライメント精
度、重ね合わせ精度を向上させることができる。

【００６９】尚、本発明による走査露光中アライメント
方式は、従来のステップ＆スキャン方式の露光装置にも
そのまま応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、従来のステップ＆スキャン露光装置におけ
るアライメント方式を説明する斜視図、

【図２】は、図
１のアライメント方式で得られるアライメント用の信号
波形を示す波形図、

【図３】は本発明の実施例による投影式走査露光装置の
構成を示す図、

【図４】は、図３の装置によるアライメント方式を説明
する斜視図、

【図５】は、図３の装置のアライメント系の構成を示す
図、

【図６】は、図３の装置で使用されるレチクルとウェハ
の各格子マークの配置を示す図、

【図７】は、図５のアライメント系の動作原理を説明す
る図、

【図８】は、第２の実施例によるマーク配置を有するレ
チクルの平面図、

【図９】は、図８のマーク配置を部分的に拡大して示す
平面図、

【図１０】は、ベースライン計測の方式を説明するため
の図、

【図１１】は、第３の実施例によるマーク配置を説明す
る図、

【図１２】は、第４の実施例にるマーク配置を説明する
図、

【図１３】は、第５の実施例による装置構成を説明する
図。

【符号の説明】

Ｒ　　レチクル、ＲＭａ、ＲＭｂ、ＲＭＸａ、ＲＭＹａ、ＲＭＸｂ、ＲＭ
Ｙｂ　　レチクル格子マーク、ＷＭａ、ＷＭｂ、ＷＭＹａ、ＷＭＸａ、ＷＭｘｙ　　ウ
ェハ格子マーク、Ｗ　　ウェハＰＬ　　投影光学系１　　レチクルブラインド６　　レチクルステージ８　　レチクルステージ駆動モータ９　　ウェハステージ１０　　ウェハステージ駆動モータ１１　　レーザ干渉計１２　　ウェハステージ駆動制御部２０　　レーザ光源２３　　アライメント用対物レンズ２７　　位置ずれ量検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　原画パターンの形成されたマスクを保
持して、前記原画パターンの面に沿った少なくとも第１
方向に移動可能なマスクステージと、前記原画パターン
、もしくはその一部を所定の倍率で投影する投影光学系
と、該投影光学系の結像面に感光基板が位置するように
該感光基板を保持して、少なくとも前記第１方向に移動
可能な基板ステージを備え、前記マスクステージと前記
基板ステージとを、前記倍率に応じた速度比で同時に移
動させることによって、前記原画パターンの投影像を前
記感光基板上に走査露光する装置において、前記マスク
は、前記第１方向に沿って一定ピッチで配列された複数
の格子要素から成るマスク格子を、前記原画パターンの
走査露光の範囲に渡って有し、前記感光基板は、前記第
１方向に沿って一定ピッチで配列された複数の格子要素
から成る基板格子を、前記原画パターンの走査露光の範
囲に渡って有し；さらに、前記マスク格子と前記基板格
子との前記第１方向に関する相対位置ずれ量を、前記投
影光学系を介して光電的に検出する位置ずれ検出手段と
；走査露光の際に、前記マスクステージと前記基板ステ
ージのいずれか一方を予め設定された速度で前記第１方
向に駆動する第１駆動制御手段と；該第１駆動制御手段
によって駆動された前記いずれか一方のステージの移動
に伴って前記位置ずれ検出手段で検出される前記相対位
置ずれ量が所定の値に維持されるように、前記マスクス
テージと前記基板ステージのうち他方のステージを前記
第１方向に駆動する第２駆動制御手段とを設けたことを
特徴とする投影式走査露光装置。