JPH0436446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は投影光学系の倍率を高精度かつ簡便に
補正するために、感光基板へマスクのパターンを
投影露光するとき以外でも露光用の照明光を投影
光学系へ通すようにした露光装置の改良に関する
ものである。

（発明の背景） 縮小投影型露光装置（以下ステツパと呼ぶ）は
近年超LSIの生産現場に多く導入され、大きな成
果をもたらしているが、その重要な性能の一つに
重ね合せマツチング精度があげられる。このマツ
チング精度に影響を与える要素の中で重要なもの
に投影光学系の倍率誤差がある。超LSIに用いら
れるパターンの大きさは年々微細化の傾向を強
め、それに伴つてマツチング精度の向上に対する
ニーズも強くなつてきている。従つて投影倍率を
所定の値に保つ必要性はきわめて高くなつてきて
いる。現在投影光学系の倍率は装置の設置時に調
整することにより倍率誤差が一応無視できる程度
になつている。しかしながら、ステツパの投影レ
ンズは露光エネルギーの一部を吸収して温度が上
昇する。このため投影レンズに長時間、露光の光
が照射されつづけたり、露光動作が長時間連続し
て行われると倍率が無視し得ない程度に変化する
可能性がある。

このため１枚の感光基板（ウエハ）をステツプ
アンドリピート方式等で露光していく過程で倍率
が所期の値から変動し、１枚のウエハの露光を終
了して次のウエハに交換している間は、投影レン
ズへの露光エネルギーの供給がないために、変動
した倍率が徐々に元に戻ろうとする傾向がある。
そこで１枚のウエハを露光し終わつて次のウエハ
が露光開始されるまでの間に、投影レンズに予め
計算された量の露光エネルギーを供給する（ダミ
ー露光）ようにすると、投影レンズの倍率は所期
の値からはずれるが、ある一定の倍率値に安定す
ることになる。ところがこの種のステツパーでは
ウエハは次々に交換されて露光処理されるので、
次のウエハに対する本来の露光を開始する（例え
ばウエハ交換動作、アライメント中）に、投影レ
ンズへ不用意に露光エネルギーを供給すること
は、そのウエハ上の予期せぬ部分を感光させてし
まうことになる。また仮に投影レンズの直下にウ
エハがないとしても、強い露光エネルギーがウエ
ハを載置するステージ上の数々の精密部品に直接
照射されることになり、それらの部品の温度上昇
を招き、ひいてはステツパーとしての基本精度を
低下させることも考えられる。

（発明の目的） 本発明は、露光エネルギーによる倍率誤差を補
償するために、感光基板への本来の露光とは別に
ダミー露光を行う際、ダミー露光に伴う各種部品
の温度上昇を防止した露光装置を提供することを
目的とする。

（発明の概要） 倍率変化量は投影光学系に入射する露光波長の
エネルギーに依存する。また、単位時間に投影光
学系に入射するエネルギーが一定であれば、この
倍率変化量は一定値になる。従つて、倍率変化量
が一定量になつた状態（以下、便宜上飽和状態と
いう）でステツパを使用すると、倍率変動がない
状態でレチクルのパターンを感光体（ウエハ）に
転写できることになる。本願で前提としている倍
率安定化のためのダミー露光法では、単位時間に
投影光学系に入射するエネルギーを一種のフイー
ドバツク制御によつて一定に保つことにより、倍
率誤差の時間変動をなくし、常に一定倍率でステ
ツパを稼動させることができる。上に述べた単位
時間として実際上は倍率変化の飽和時間と比較し
て十分に短い時間を設定すれば良い。単位時間を
短くとれば、それだけ倍率精度は高くなる傾向に
ある。

飽和時間は装置によつて異なるがおおよそ数分
から数十分であるから、単位時間としては数十秒
から数分の間の値を選べば充分である。上記の方
法は入射エネルギーにより倍率変化が発生し、飽
和状態になつてから使用するので、使用状態にな
いステツパをあらためて稼動させる際には倍率を
飽和させるまで待ち時間が必要になる。この待ち
時間を少なくするために、ウオーミングアツプ時
間として最初は単位時間の入射エネルギーを使用
時より多くあたえ、倍率誤差を短時間に発生させ
るのが便利である。

単位時間に投影光学系に入射するエネルギーは
光源の明るさ、レチクルの透過率、ウエハの反射
率等の影響を受けるが時間的に最も変動するのは
単位時間内にシヤツタが開き、照明光が投影光学
系に入射している時間の割合（以下τで表す）で
ある。従つて、このτ値を一定にすることが倍率
誤差を補償する上で最も大切になる。

ところが、このようなダミー露光法は当然のこ
とながらウエハ交換動作（又はアライメント動
作）の間に行われるので、ウエハを保持するステ
ージ上に搭載された精密部品、特にステージの位
置測定用のレーザ干渉計のための移動鏡等にダミ
ー露光による露光エネルギーが直接照射されるこ
とも起こり得る。そこで本願発明では、それら移
動鏡の上方空間等に遮光板を設け、露光エネルギ
ーが直接照射されるのを防止するようにした。

（実施例） 以下、本発明を実施例例に基づいて説明する。
先ず、本発明の基礎となる考え方を４つ例示す
る。

例 １ 単位時間としてステツパ標準稼動時に一枚のウ
エハを処理する時間を使用する。定常的な露光動
作時の前記割合でτの本例における値τ₁は(1)式で
与えられる。

τ₁＝Ｎ・t₀／t₁＋t₂＋Ｎ・（t₀＋tc） ………(1) ここに、 t₁はウエハ交換に要する時間 t₂はウエハアライメント時間 t₀は１シヨツトあたり露光時間 t_cはステツピング時間 Ｎは１ウエハあたりの露光シヨツト数 である。露光時間、つまりシヤツタが開いている
時間だけ、露光エネルギーは投影光学系に入射す
るから、ウエハ１枚当りの入射時間は露光時間t₀
と露光シヨツト数との積、すなわちＮ・t₀とな
る。ウエハが連続して次々と処理されているとき
は常に同じ繰り返しであり、τ₁は変化しない。し
かし、何らかの理由でウエハの供給が連続して行
われなかつたり、装置が故障したりすると、通常
シヤツターが閉じたままで時間が経過するのでτ₁
が小になり、次にウエハ露光を再開した時に倍率
変化が発生する。そのため通常の露光動作が停止
した時点でτ₁の減少を防ぐために一定の比率でシ
ヤツターを開け、投影光学系にエネルギーが入射
するようにする。

そこで、シヤツターの開閉動作は(1)式のτ₁を保
つために以下のようにシヤツターを作動すれば良
い。すなわち、装置が定常的な露光動作を停止し
たと判断するための時間をt₃とし、またτ₁の減少
を防ぐためにシヤツタを開放する時間をt₄とした
とき、τ₁＝t₄／（t₃＋t₄）だから、 t₄＝τ₁・t₃／（１−τ₁） ………(2) を満足するようにシヤツタを作動する。従つて、
シヤツタの閉状態が時間t₃以上続いたのちに、(2)
式で与えられる時間t₄のぶんだけシヤツタを開け
ば良いことになる。

第１図はこのようなシヤツタの開閉の時間変化
の例を示す図である。シヤツタの開状態を高レベ
ルで、またシヤツタ閉状態を低レベルであらわし
ている。ウエハ交換時間t₁、ウエハアライメント
時間t₂、及びＮ回繰り返される露光時間t₀とステ
ツピング時間t_cとで単位時間Ｔとなるようにした
例である。

t₃＋t₄はτ₁を計算するための単位時間Ｔである
から、前述のように短いほど精度が向上するがウ
エハ１枚の処理時間すなわち(1)式の分母t₁＋t₂＋
Ｎ・（t₀＋t_c）以下にしておけば問題はない。（t₃
＋t₄）時間経過後も定常的な露光動作に復帰しな
いときは（t₃＋t₄）をｎ回繰り返せればτの減少
を防ぐことができる。この例ではt₃、t₄、τ₁の計
算、定常的な動作が停止したことの判断は電子回
路によつて行つてもよいし、またオペレータが判
断し、各数値を指示入力してもよい。またτ₁＝
t₄／（t₃＋t₄）が制御されるべき項なのでt₃、t₄を
ｉ個に分割しても同様の効果があることはいうま
でもない。第１図の下方に示した例は２分割した
場合である。すなわち、各分割部分ごとのシヤツ
タ閉時間をt₃i、シヤツタ開時間をt₄iとするとき、 τ₁＝〓t₄i／〓t₃i＋〓t₄i を満たせばよい。この分母の値は単位時間Ｔに等
しい。

ところで、ウエハアライメントのためにウエハ
上のウエハアライメントマークはやはり露光工
程、現像工程を経て形成されるので、そのでき具
合によつてはウエハアライメント時間が変動す
る。ウエハアライメント中はシヤツタを開けるこ
とができないから、ウエハアライメント時間の変
動はτ₁の変動を招く。そのためt₂又はt₁＋t₂＋Ｎ
（t₀＋t_c）に応じて時間t₄を変えなければならな
い。

例 ２ 単位時間Ｔとしてウエハ１枚の処理時間より短
い時間、例えばウエハ１枚当りのステツプアンド
リピート時間よりも短いウエハ交換時間を使用す
る。このときのステツプアンドリピート中の前記
割合τの本例における値τ₂は(2)式で与えられる。

τ₂＝t₀／t₀＋t_c ………(3) ウエハ交換に要する時間t₁、及びウエハアライ
メントに要する時間t₂のあいだシヤツタが閉じて
いると、その間にτ₂が減少してしまうので、この
例ではこれを防止する。先ず、ウエハ交換時間t₁
のなかでは(4)式で与えられる時間t₃のあいだシヤ
ツタを開く。

t₅＝τ₂・t₁ ………(4) つまり、時間t₅（＜t₁）のあいだシヤツタを開
き、時間（t₁−t₅）のあいだシヤツタを閉じる。
次に、ウエハアライメント時間t₂のあいだは、シ
ヤツタを開けるとアライメント途中のウエハ（フ
オトレジスト）が露光されてしまう。そのため、
ウエハアライメント時間が経過した後に、別にシ
ヤツタを開けるための時間t₆を設けている。この
時間t₆は(5)式で与えられる。

t₆＝τ₂・t₂／（１−τ₂） ………(5) そして、時間（t₂＋t₆）は単位時間Ｔを越えな
いようにする。このときのシヤツタ開閉状態を第
２図に示す。

さて、この場合にウエハアライメント時間が長
くなつてしまい（t₂＋t₆）＞Ｔになると、スルー
プツト低下を防止するために時間t₆を(5)式で与え
られる時間よりも短くしなければならない。従つ
て、そのような場合には次のウエハ交換に際して
入射エネルギーを補つて投影レンズを飽和状態に
近づける必要がある。つまり次のウエハ交換時間
内での時間t₅の長さを補正する必要がある。それ
は、ステツプアンドリピート動作中に投影レンズ
に入射する露光々のエネルギーは単位時間当りで
は変化しないから、結果的に投影レンズはウエハ
アライメント時間の延長により非飽和状態となつ
てしまうからである。

例 ３ 定常的な露光動作時の前記割合τが露光動作以
外の時にも完全に保たれていることが倍率変化を
高精度に補正するために必要である。そこで、露
光々が投影レンズに入射するとウエハに塗布され
たフオトレジストを露光してしまう可能性がある
場合を除いて、ステツプアンドリピート動作中と
同じようにシヤツタを間欠的に開閉することが考
えられる。第３図にこの場合のシヤツタ開閉の状
態を示す。時間t₇はシヤツタ開放時間であり、時
間t₈はシヤツタ閉成時間である。この場合にも、
ウエハアライメント時間が長くなると、それに応
じて時間t₇とt₈との比を変えて投影レンズを飽和
状態に引き戻す必要がある。

例 ４ 露光々が投影レンズに長時間入射していない場
合には、該レンズは冷えている。そこで例１で示
したシヤツタ開閉動作によつて投影レンズに露
光々を入射して、該レンズを冷えた状態から該レ
ンズの倍率変化が飽和する状態に引き込んでみ
る。すると、第４図ａの曲線Croで示すように、
露光々を入射してから飽和状態での倍率変化値を
ΔMmとすると、例えば0.9ΔMmに達するのに時
間troを必要とする。この時間troは通常30分以上
なので、シヤツタの開閉を始めてから所定時間
（例えば0.9ΔMm）待たなければステツプアンド
リピート動作に入れないという問題が生ずる。第
４図ｂはシヤツタ開閉の状態を示す。

そこで、時間troを短縮するために第５図ｂに
示すように、先ず時間tr₁（＞t₄）のあいだシヤツ
タを開けておき、その後に単位時間Ｔを設定して
時間t₃のあいだシヤツタを閉成し、時間t₄のあい
だシヤツタを開放する。こうすると短時間の待ち
時間でステツプアンドリピート動作に入ることが
できる。第５図ａにこのときの時間（ｔ）と倍率
変化（ΔMm）との関係を示す。ここで、倍率変
化値が0.9ΔMmに達するまでの時間tr₁は投影レ
ンズの熱的な時間特性に依存する。この時間tr₁
はシヤツタが開いて投影レンズに入射する露光々
の強度が時間的に変化しないならば、レチクルの
遮光部と透光部との比や光源の輝度が変化しても
ほとんど変化しない。

以下、これまで述べてきた考え方を具体化して
説明する。

第６図は本発明が応用される縮小投影型露光装
置の光学系の概略図である。超高圧水銀ランプな
どの露光用光源１は回転楕円鏡２の第１焦点上に
配置され、この光源の像は第２焦点５上に形成さ
れる。ころ第２焦点上、またはその近傍に配置さ
れたロータリーシヤツタ３は第７図に示すように
放射状に４つのセクター３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
を有している。これらのセクターはそれぞれ光源
からの光束を遮光するのに充分な大きさを有する
とともに、各セクター間の切欠部は光源からの光
束を通過させるのに充分な大きさである。そし
て、第７図に示すようにロータリーシヤツタ３は
その中心４を回転中心としてモータ５によつて間
欠的に回転される。セクターが光路中に位置する
時には光源からの光束は遮断され、セクターが光
路から退避した時には光源からの光束はコリメー
タレンズ６へ入射する。コリメータレンズ６に入
射した光は平行光束となつて、フライアイレンズ
で構成されたオプテイカルインテグレータ７に入
射する。そして、オプテイカルインテグレータ７
によつて多数の二次光源像が形成され、コンデン
サレンズ８を介して投影原版であるレチクル（ま
たはマスク）９を照明する。そして、レチクル９
に形成されたパターンの光像は、縮小投影レンズ
１０によりウエハ１１上に結像される。その結
果、ウエハに塗布されたフオトレジストにレチク
ルのパターンが転写される。

第８図は第１図に示した例を実現する回路ブロ
ツク図である。CPU１２は、各ウエハ処理ごと
にインターフエース１３を介して、ウエハ交換時
間t₁ウエハアライメント時間t₂、ステツピング時
間t_c及び露光時間を読み取る。尚、ステツプアン
ドリピート時間はウエハに塗布されたフオトレジ
ストの感度ステージのステツピング速度が一定な
ら不変であるから、予めキーボード１４を介して
CPU１２のメモリに入力しておいてもよい。レ
ジスタR₁は時間t₃を設定するためのものであり、
キーボード１４によつて打ち込まれた数値をイン
ターフエース１３を介して設定する。フリツプフ
ロツプFF１はステツプアンドリピート動作が終
了すると（ウエハ１枚のＮ回の露光が終了する
と）セツトされて、出力端子ＱにＨを出力し、ウ
エハ交換が始まるとリセツトされてＬを出力す
る。アンドゲートAND１は一方にフリツプフロ
ツプFF１の端子Ｑの出力を、他方に一定周期の
クロツクパルスCLKを印加される。カウンタCT
１はアンドゲートAND１からのクロツクパルス
を計数する。コンパレータCP１はレジスタＲ１
とカウンタCT１の内容を比較し、両者の内容が
一致するとＨを出力する。フリツプフロツプFF
２はコンパレータCP１のＨ出力によりセツトさ
れて端子ＱにＨを出力し、ウエハ交換が始まると
リセツトされてＬを出力する。フリツプフロツプ
FF２のＨ出力はt₃の経過信号としてCPU１２に
読み取られる。アンドゲートAND２は一方にフ
リツプフロツプFF２の端子Ｑの出力を、他方に
クロツクパルスCLKを印加される。カウンタCT
２はアンドゲートAND２からのクロツクパルス
を計数する。レジスタはシヤツタ開放時間t₄を設
定するためのものである。コンパレータCP２は
レジスタＲ２とカウンタCT２の内容とが一致す
るとＨを出力する。このコンパレータCP２のＨ
出力は時間t₄の経過信号としてCPU１２に読み取
られる。

レジスタＲ３は、ウエハに塗布されたフオトレ
ジストに対して適正露光量を与える光量に対応し
た露光量データを予め設定するためのものであ
る。フオトダイオードPD１はロータリーシヤツ
タ３が開いているあいだ光源１から光を受光す
る。フオトダイオードPD１の出力はヘツドアン
プOP１によつて増幅された積分回路へ印加され
る。この積分回路はアンプOP２とコンデンサＣ
１から構成されており、シヤツタ開放から閉成ま
での光量積分出力はAD変換器AD１によつてデ
ジタル値に変換される。コンパレータCP３はレ
ジスタＲ３の設定値とAD変換器AD１の積分出
力とを比較し、両者が一致するとＨを出力する。
コンパレータCP３のＨ出力はウエハ露光終了信
号としてCPU１２に読み取られる。フリツプフ
ロツプFF３は、セツトされるとＱ端子にＨを出
力してモータ駆動回路MD１を作動させ、リセツ
トされるとＱ端子にＬを出力してモータ駆動回路
を不作動にする。フリツプフロツプFF３のセツ
ト、リセツトはインターフエース１３を介して
CPU１２が指令する。また、モータ駆動回路MD
１はフリツプフロツプFF３がセツトされるとモ
ータ５を介してロータリーシヤツタ３を開き、リ
セツトされるとロータリーシヤツタ３を閉じる。
CPU１２は、ステツプアンドリピート動作が終
了すると(2)式から時間t₄を計算してレジスタＲ２
に設定する。

以下、第９図のフローチヤートを参照して動作
を説明する。先ず、キーボード１４から露光装置
の動作開始信号を入力する（ステツプP1）。する
とウエハ交換が行われ（ステツプP2）、次にウエ
ハアライメントが行われる（ステツプP3）。これ
が終了すると、レジスタＲ３に設定された露光量
と、AD変換器AD１の光量積分出力に基づいて
露光してはステージを送るというステツプアンド
リピート動作をＮ回繰り返す（ステツプP4）。こ
の間、フリツプフロツプFF３はウエハアライメ
ントが終了すると先ずセツトされ、所定量の露光
が終了するとコンパレータCP３のＨ出力によつ
てリセツトされ、ステージのステツピングが終了
すると再びセツトされ、以後Ｎ回の露光が終了す
るまでステージのステツピング終了に応じてセツ
ト、リセツトを繰り返される。そして、Ｎ回の露
光が終了すると、t₁＋t₂＋Ｎ・（t₀＋t_c）を計算し、
次に(2)式に基づいて時間t₄を計算する（ステツプ
P5）。次に時間t₄をレジスタＲ２に設定し（ステ
ツプP6）、フリツプフロツプFF１をセツトする
（ステツプP7）。フリツプフロツプFF１がセツト
されると、カウンタCT１はアンドゲートAND１
から入つてくるクロツクパルスを計数する。コン
パレータCP１はカウンタCT１の計数値がレジス
タＲ１の内容と一致するとフリツプフロツプFF
２をセツトする。このときにフリツプフロツプ
FF２のＱ端子から出力されるＨは時間t₃が経過
した信号としてCPU１２に読み取られる。

すると、フリツプフロツプFF３がセツトされ
てシヤツタは開放される（ステツプP8）。これは
時間t₄が経過するまで続く。そして時間t₄が経過
すると、フリツプフロツプFF３をリセツトして
シヤツタを閉じる（ステツプP9）。

この実施例によれば、ウエハ１枚処理するごと
にt₁＋t₂＋Ｎ・（t₀＋t_c）を計算し、それに基づい
て(2)式よりt₄を計算するからウエハアライメント
時間が変動しても、τ₁を一定に保つことができ
る。

第１０図は第２図に示した例の実施回路ブロツ
ク図である。電圧一周波数変換器VF１はインタ
ーフエース１３から与えられる電圧に対応した周
波数のパルスを発生する。この変換器VF１の出
力パルスはカウンタCT１０に計数パルスとして
入力される。

単位時間計数用カウンタCT１１は一定周波数
のクロツクパルスCLKを計数パルスとして入力
され、ウエハアライメント開始時に計数開始し、
単位時間Ｔを計数するとＨを出力する。カウンタ
CT１２はウエハアライメント終了時からクロツ
クパルスを計数するもので、ウエハアライメント
開始してから単位時間Ｔが経過した時点での計数
値がCPU１２に読み込まれる。

レジスタＲ１０はウエハ露光時間t₀、または露
光時間（投影レンズに露光波長エネルギーは入射
させるがウエハを露光しない時間）t₅、t₆を設定
するためのものである。時間t₅、t₆は露光量に換
算してレジスタＲ１０に設定されるものとする。
フオトダイオードPD１、アンプOP１，OP２コ
ンデンサＣ１及びAD変換器AD１は第５図と同
様に光量積分回路を構成している。コンパレータ
CP１０はレジスタＲ１０の設定値とAD変換器
AD１の出力とが一致するとＨを出力する。フリ
ツプフロツプFF３は露光開始指令をセツト端子
Ｓに印加されるとＱ端子にＨを出力し、露光終了
指令をリセツト端子Ｒに印加されるとＱ端子にＬ
を出力する。モータ駆動回路MD１は第５図示の
ものと同様フリツプフロツプFF３のＱ端子がＨ
になるとモータ５を所定角度回転してシヤツタ３
を開き、Ｑ端子がＬになるとモータ５を更に所定
角度回転してシヤツタを閉じる。

CPU１２は、電圧一周波数変換器VF１、カウ
ンタCT１０，CT１１，CT１２、レジスタＲ１
０、フリツプフロツプFF３とインターフエース
１３を介して接続され、後述の如く制御する。キ
ーボード１４は必要な指令やデータをインターフ
エース１３を介してCPU１２に送り込む。

以下、第１１図のフローチヤートを参照して動
作を説明する。キーボード１４から動作開始を指
令すると、CPU１２はメモリ（CPU内蔵のもの）
からカウンタCT１２の計数値を読み出す（ステ
ツプP12）。ここでカウンタCT１２の計数値とは
(5)式から計算された計算上の露光時間t₆と、単位
時間Ｔの間に実際に露光された時間t₆′との差を
計算するためのものである。次に、CPU１２は
(4)式に基づいて時間t₅を計算する。このときメモ
リから読み出されたカウンタCT１２の計算値に
応じた時間を時間t₅に加算する（ステツプP13）。
そして、その結果得られた時間t₅′（＝t₅＋（t₆−
t₆′））をレジスタＲ１０に設定する（ステツプ
P14）。この時間t₅′を計算する理由は後述する。
次にウエハ交換開始指令をウエハ交換手段（不図
示）に送り、ウエハを露光装置に供給し（ステツ
プP15）、フリツプフロツプFF３のセツト端子Ｓ
にＨ出力すなわち露光開始指令を印加する（ステ
ツプP16）。これによつてフリツプフロツプFF３
のＱ端子はＨとなるからモータ駆動回路MD１が
作動してロータリーシヤツタを開放する。シヤツ
タが開放されるとフオトダイオードPDが露光々
を受光するので光量積分が開始される。そして、
AD変換器AD１の出力がレジスタＲ１０の設定
値と一致するとコンパレータCP１０はＨを出力
する。コンパレータCP１０のＨ出力は露光開始
から時間t₅が経過したことを意味している。CPU
１２は露光開始するとコンパレータCP１０がＨ
を出力したかどうかを監視していて（ステツプ
P17）、コンパレータCP１０がＨを出力するとフ
リツプフロツプFF３のＲ端子にＨ、すなわち露
光終了指令を印加する（ステツプP18）。これに
よりモータ駆動回路MD１はシヤツタを閉じる。

一方、CPU１２はウエハ供給が終了したかど
うかを監視しており（ステツプP19）、露光装置
へのウエハ供給が終了するとウエハアライメント
を開始させる（ステツプP20）。ウエハアライメ
ント開始を指令すると同時にCPU１２は電圧一
周波数変換器VF１の出力パルスの周波数を(5)式
のτ₂／（１−τ₂）に対応したものに設定し（ステ
ツプP21）、カウンタCT１０を計数モードに設定
する（ステツプP22）。そのため、カウンタCT１
０はウエハアライメント開始時点から電圧一周波
数変換器VF１の出力パルスを計数する。また
CPU１２はアライメント開始時にカウンタCT１
１を計数モードに設定し、クロツクパルスを計数
させる。ステツプP20〜P23はほぼ同時に行われ
る。CPU１２はウエハアライメントが終了した
かどうかを監視しており（ステツプP24）、ウエ
ハアライメントが終了するとカウンタCT１０の
計数値を読み込んで、メモリ（CPU１２に内蔵
のもの）に格納する（ステツプP25）。

カウンタCT１０は変換器VF１からのτ₂／（１
−τ₂）に対応した周波数のパルスをウエハアライ
メント時間t₂のあいだ計数するから、ステツプ
P25で読み取られた計数値は時間t₆に対応してい
ることになる。CPU１２は、このカウンタTC１
０の計数値から時間t₆を計算して（ステツプ
P26）、レジスタＲ１０に設定する（ステツプ
P27）。そして、カウンタCT１０の計数値をクリ
アし（ステツプP28）、そしてカウンタCT１２を
計数モードに設定し（ステツプP29）、次にフリ
ツプフロツプFF３のＳ端子にＨを印加してシヤ
ツタを開放させる（ステツプP30）。ステツプP27
〜P29はほぼ同時に行われる。

シヤツタを開放するとCPU１２はカウンタCT
１１の出力とコンパレータCP１０の出力を監視
する（ステツプP31、P32）。そしてカウンタCT
１１が単位時間Ｔを計数してＨを出力すると、コ
ンパレータCP１０がＨを出力しているかどうか
は無関係に、フリツプフロツプFF３のＲ端子に
Ｈを印加してシヤツタを閉じる。

また、カウンタCT１１がＨを出力する前にコ
ンパレータCP１０がＨを出力すると、このコン
パレータの出力によつてフリツプフロツプFF３
のＲ端子にＨを印加してシヤツタを閉じる。これ
は、シヤツタが開いている状態を、ウエハアライ
メント開始時から単位時間Ｔが経過する時までの
あいだに規制するためのステツプである。フリツ
プフロツプFF３をリセツトすると（ステツプ
33）、CPU１２はカウンタCT１２の計数値をメ
モリ（CPU１２に内蔵のもの）に格納する（ス
テツプP34）。このときのカウンタCT１２の計数
値は実際にシヤツタが開放されていた時間t₆′に
対応する。

次に、CPU１２はウエハに塗布されたフオト
レジストを露光波長で露光すべく、レジスタＲ１
０に時間t₀に対応した露光量を設定する（ステツ
プP35）。引き続いてフリツプフロツプFF３をセ
ツトしてシヤツタを開放し（ステツプP36）、コ
ンパレータCP１０がＨを出力したかどうかを監
視する（ステツプP37）。そしてコンパレータCP
１０がＨを出力するとフリツプフロツプFF３を
リセツトしてシヤツタを閉じて（ステツプP38）、
ウエハを載置したステージをステツプさせる（ス
テツプP39）。ステツプアンドリピート動作をＮ
回繰り返すと（ステツプP40）、ステツプP12に戻
り、次に供給されてくるウエハについて同様の動
作を繰り返す。そして所定枚数処理したなら動作
を終了する（ステツプP41）。なお、第２図の時
間t₅及びt₆のあいだはステージはウエハが露光さ
れない位置（例えばウエハが投影レンズを通過し
た露光波長を受けない位置）へ退避させるものと
する。

以上のように、時系列上先行するウエハに関し
ての計算上の露光時間t₆と実際の露光時間t₆′の差
を時系列上後続するウエハに関する露光時間t₅に
反映させている。つまりt₆＞t₆′の場合でも次のウ
エハの交換に際してその差に応じて時間t₅を変え
るので投影レンズを飽和状態に維持することが可
能になる。

第３図に示した例の場合には、標準的なウエハ
アライメント時間t₂′を予め決めておいてこの標
準時間に対する実際のウエハアライメント時間t₂
の比（時系列上先行するウエハに関して得られた
もの）に応じて、次のウエハ交換時での時間t₇と
t₈の比を変える。

このようにすると、ウエハアライメント時間が
変動しても投影レンズを飽和状態に保つことがで
きるようになる。

第１２図において、カウンターCT１５はウエ
ハアライメント開始時点からウエハアライメント
終了までの時間を計時する。鋸歯状波発生器CX
１は鋸歯状波をアナログ比較器OP１０の一方端
子に入力する。基準電圧発生器CX２は所定の基
準電圧を比較器OP１０の他方端子に入力する。
比較器OP１０の出力端子には基準電圧のレベル
に応じたデユーテイー比のパルス出力が得られ
る。

次に、第１３図のフローチヤートを参照して主
要な動作のみを説明する。ある単位時間において
ウエハアライメントが開始されると、カウンタ
CT１５が計時開始してウエハアライメント終了
までの時間を測定する（ステツプP42）。次にこ
のウエハアライメント時間t₂をCPU１２のメモリ
のM1番地に格納する（ステツプP43）。次にCPU
１２のROMに記憶された標準時間t₂′を読み出し
（ステツプP44）、時間t₂′と時間t₂との差を計算す
る（ステツプP45）。次にこの計算結果に応じて
基準電圧レベルを変えて比較器OP１の出力パル
スのデユーテイ比を設定する（ステツプP46）。
その後ステツプアンドリピート動作の終了を確認
すると（ステツプP47）ウエハ交換中のシヤツタ
開閉を比較器OP１５の出力パルスのデユーテイ
比に応じて制御する（ステツプP48）。これによ
つて投影レンズを飽和状態に維持することが可能
になる。尚、ステツプアンドリピート動作中にお
けるシヤツタの開閉は第８図に示した光量積分回
路、レジスタＲ３、コンパレータCP３を作動し
て行う。尚、このデユーテイ比は単位時間内での
シヤツタ開放時間とシヤツタ閉成時間の比に応じ
て制御してもよい。

第５図に示した例は、第８図にタイマー回路
TMを追加することによつて達成される。即ち、
露光装置の作動開始指令が入ると先ずシヤツタを
開放し、同時にタイマー回路TMで時間tr₁の計
時を開始する。そして時間tr₁が経過したなら第
９図のステツプP2へ移動する。第１４図にはこ
の動作のフローチヤートを示してある。第９図の
ステツプP1とP2との間に、シヤツタを時間tr₁の
あいだ開放するためのステツプP1−１〜P1−４
が追加されている。

尚、ウエハアライメント時間以外にも、例えば
ウエハ交換時間が変動したときにも同様の処理に
よつて投影レンズを飽和状態に維持できる。

次に、以上に述べた具体例が応用される縮小投
影型露光装置の構成と動作を説明する。

第１５図は縮小投影型露光装置の機械的構成の
概略図である。互いに直交する２方向（Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向）に移動可能なステージ２０には、
ウエハ１１を載置するためのウエハホルダ２１が
設けられている。ウエハホルダ２１はステージ２
０に対して微小回転可能であるとともに、ウエハ
の真空チヤツクとなつている。ステージ２０のＸ
軸、Ｙ軸方向の座標位置はレーザ干渉計によつて
計測される。第１のレーザ干渉計ユニツト２２は
ステージ２０のＹ軸方向端辺に固着された第１の
ミラー２３と、露光装置本体の所定位置に固定さ
れた第１の固定ミラー（不図示）を備え、第１の
ミラーと第２のミラーとにそれぞれレーザ光線を
照射し（第１５図では第１のミラーに照射するレ
ーザL₁が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ２０のＸ軸の座標位置を測定
する。第２のレーザ干渉計ユニツト２４はステー
ジ２０のＹ軸方向端辺に固着された第２のミラー
２５と露光装置本体の所定位置に固定された第２
の固定ミラー（不図示）を備え、第２のミラー２
５と第２の固定ミラーとにそれぞれレーザ光線を
照射し（第１５図では第２のミラーに照射するレ
ーザL₂が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ２０のＹ軸の座標位置を測定
する。ステージ２０はウエハ１１の受渡し時には
所定のウエハ受渡し位置へ移動する。ベルト搬送
装置２６は未露光ウエハを露光装置内へと搬入
し、または露光済ウエハを露光装置外へと搬出す
るために作用する。ウエハ搬送アーム２７は軸２
８を中心に回転可能であり、先端２７ａはウエハ
吸着するための真空チヤツクとなつている。この
搬送アーム２７はウエハ受渡し位置にあるステー
ジ２０のウエハホルダ２１と、搬送装置２６との
間を回転可能であり、両者間でのウエハ受渡しを
行う。レチクル９のパターン像は投影レンズ１０
によつてウエハ上に結像される。投影レンズ１０
の光軸はレーザ光線L₁とL₂との交点を通つてい
る。ウエハのＸ軸方向のアライメントを検出する
ための光電顕微鏡WXの光軸はレーザ光線L₁の光
軸と直交する。ウエハのＹ軸方向のアライメント
を検出するための光電顕微鏡WYの光軸はレーザ
光線L₂の光軸と直交する。光電顕微鏡Wθはウエ
ハの回転方向（θ方向）のアライメントを検出す
るためのものである。

以下、第１６図及び第１７図を使つてウエハア
ライメント動作を説明する。第１６図は投影レン
ズ１０、ステージ２０、及び光電顕微鏡WX，
WY，Wθの配置関係を示す。第１７図はウエハ
１１のチツプパターンとアライメントマークの様
子を表わしたものである。ウエハ１１には第１回
目の露光によつて第１７図に示すような矩形のチ
ツプパターン（代表的に２個示してある）と、ウ
エハアライメントパターンが形成される。尚、直
交座標系ξ−ηはチツプパターンの配列座標を表
わす。そして、ξ−η座標の中心Ｐはチツプパタ
ーン全域の中心点を表わす。また、第１１図に示
した光電顕微鏡WY，Wθ，WXによつて検出さ
れるアライメントマーク３３，３４，３６をそれ
ぞれＹマーク３３、θマーク３４、Ｘマーク３６
と呼ぶ。このＹマーク３３とθマーク３４とを結
ぶ線分はξ軸と平行であり、またＸマーク３６の
延長線分はη軸と平行である。そして、ウエハの
中心付近に位置するチツプパターンのＹマーク３
３とθマーク３４を結ぶ線分と、Ｘマーク３６の
延長線分とは中心Ｐで交差するものをする。

さて、このようなウエハ１１をウエハホルダ２
１に載置し、ウエハのオリエンテーシヨンフラツ
トによつてウエハ１１をステージ２０に対して粗
く位置決めした後、ウエハ１１を真空吸着する。
その後ステージ２０を駆動して、光電顕微鏡
WY，WθによつてＹマーク３３、θマーク３４
が検出可能な位置へとウエハを移動させる。この
とき、光電顕微鏡WY，WθのＹ軸方向の間隔は
機械的に所定値に固定されているので、光電顕微
鏡WYはξ軸上の最も左側に位置するチツプパタ
ーンのＹマーク３３′を検出し、光電顕微鏡Wθは
ξ軸上の最も右側に位置するチツプパターンのθ
マーク３４を検出するものとする。

ウエハ１１は２回目以後の露光を行う場合には
ステージ２０のＸ−Ｙ座標とウエハ１１のξ−η
座標の回転ずれが生じないように回転補正を行
う。

この回転補正は光電顕微鏡WY，Wθによつて
行われる。即ち、光電顕微鏡WYでウエハの最も
左側のＹマーク３３′を検出しつつ、光電顕微鏡
Wθがウエハの最も右側のθマーク３４を検出で
きるようにウエハホルダ２１を介してウエハ１１
を回転させる。そして、光電顕微鏡WY，Wθが
それぞれＹマーク３３′、θマーク３４のアライ
メントを検出すると、ステージ２０のＸ軸とウエ
ハのξ軸とが平行になる。このときＹ座標計測用
レジスタ（不図示）にＸ軸とＹ軸の交点から光電
顕微鏡WYの光軸までの距離（露光装置に固有の
値）をプリセツトし、ウエハホルダ２１をその回
転位置に保持する。以下この動作をＹ−θアライ
メントという。次にステージ２０を駆動して光電
顕微鏡WXによつてウエハ１１の中心付近のチツ
プパターン内のＸマークを検出する。するとステ
ージ２０のＹ軸とウエハ１１のη軸とが平行にな
るから、このときＸ座標計測用レジスタ（不図
示）にＸ軸とＹ軸との交点から光電顕微鏡WXの
光軸までの距離（露光装置に固有の値）をプリセ
ツトする。以下、この動作をＸアライメントとい
う。これまで述べてきたＹ−θアライメント及び
Ｘアライメントによつてステージ２０のＸ−Ｙ軸
とウエハのξ−η軸とを回転ずれなしで対応づけ
ることができる。以後、レーザ干渉計によつてス
テージ２０のＸ−Ｙ座標値を計測すればウエハ１
１の位置を知ることができ、ステツプアンドリピ
ート動作を容易に行うことができる。

第１８図はウエハアライメントに使用する光電
顕微鏡の具体例である。ウエハ１１のアライメン
トマーク（例えばＹマーク３３）はフオトレジス
トを露光しない波長の光で照明され、その光像は
対物レンズ４０によつて、スリツト４１ａを有す
るスリツト板４１に結像される。発振器４２は一
定周波数の正弦波信号を発生し、振動手段４３を
作動させる。振動手段４３はスリツト板４１と結
合し、アライメントマークに対してスリツト４１
ａを正弦的に振動走査させる。この振動方向はア
ライメントマークの長手方向に直交する方向であ
る。光電変換素子４４はスリツト４１ａを通過し
た光を受光して、電気信号に変換する。同期整流
回路４５は、光電変換素子４４からの電気信号を
前記正弦波信号を参照信号として同期整流し、平
滑回路４６はこの同期正流信号を直流信号に平滑
して端子４７に出力する。この直流信号はスリツ
ト４１ａの振動中心Ｏとアライメントマークとの
位置関係に応じて第１９図ａのように変化する。
アライメント動作中はこの直流信号が零レベルに
なるようにステージ２０またはウエハホルダ２１
をサーボ制御する。

一方、光電変換素子４４からの電気信号は発振
器４２の出力信号の２倍の周波数に同調周波数を
もつた同調増幅器４８に入力される。この同調増
幅器４８の出力は整流回路４９で整流された後、
平滑回路５１によつて直流信号に平滑される。平
滑回路５１からの直流信号はスリツト４１ａの振
動中心Ｏと、アライメントマークの中心との位置
関係に応じて第１９図ｂに示すように変化する。
レベル判定回路５１は平滑回路５０の直流信号が
第１９図ｂの直流レベルI₁とI₂との間にあるとき
のみアンドゲート５２の一方入力端子に信号を印
加する。ウインドコンパレータ５３は平滑回路４
６からの直流信号のレベルが零のときにアンドゲ
ート５２の他方入力端子へ信号を印加する。従つ
て、アンドゲート５２はスリツト４１ａの振動中
心とアライメントマークの中心とが一致したとき
に出力を端子５４に出力することになる。このア
ンドゲート５２から出力が得られたときが光電顕
微鏡がアライメントコークのアライメントを検出
したときである。

尚、第１９図において縦軸は直流信号レベル
を、また横軸はスリツト４１ａの振動中心Ｏに対
するアライメントマークの位置ずれ量を表わして
いる。

第２０図は縮小投影型露光装置の制御系を示す
ブロツク図である。この制御系はプログラムによ
る露光装置のシーケンス制御及び各種演算処理を
可能とするために、メモリ等を含むマイクロコン
ピユータ（CPU）６０を使用している。CPU６
０は、インターフエース６１を介して各光電顕微
鏡、各駆動部及びレーザ干渉計からの測定（検
出）データの取り込み、及び指令の伝達を行う。

ベルト搬送装置駆動部６２は、CPU６０の指
令により未露光ウエハ及び露光済ウエハを露光装
置内外へそれぞれ搬入、搬出するよう、ベルト搬
送装置２６を駆動する。未露光ウエハが搬送アー
ム２７との受け渡し位置まで搬入されてきたかど
うか及び露光済ウエハが露光装置外へ搬出された
かどうかの情報はインターフエース６１を介して
CPU６０に取り込まれる。ウエハ搬送アーム駆
動部６３は、CPU６０の指令によりウエハホル
ダ２１とベルト搬送装置２６との間のウエハ受け
渡しのために、アーム２７の回転及び真空吸着を
制御する。アーム２７がベルト搬送装置２６との
ウエハ受け渡しのための第１位置にあるのが、ウ
エハホルダ２１とのウエハ受け渡しのための第２
位置にあるのかの情報、及びウエハを真空吸着し
たかどうかの情報はインターフエース６１を介し
てCPU６０に取り込まれる。ステージ２０は、
Ｘ軸駆動部６４によつてＸ軸方向に駆動され、Ｙ
軸駆動部６５によつてＹ軸方向に駆動される。レ
ーザ干渉計２２，２４はステージ２０のＸ軸方向
及びＹ軸方向の移動情報をインターフエース６１
を介してCPU６０に送る。CPU６０はステージ
２０のＸ座標計測用レジスタとＹ座標計測用レジ
スタを備えている。CPU６０のROMには前述の
Ｘ、Ｙ軸の交点と光電顕微鏡WY，WXの光軸と
のそれぞれの距離情報が格納されている。そし
て、光電顕微鏡WX，WY，Wθを使つたウエハ
アライメント動作によりこれらレジスタにROM
の距離情報をそれぞれプリセツトする。以後ステ
ージ２０のＸ，Ｙ軸方向の移動量及びＸ，Ｙ各軸
における移動方向に応じてこれらレジスタの計数
値は増減し、常にステージ２０の座標を計測する
ことになる。

θ駆動部６６はウエハホルダ２１を回転させる
ためのものである。

シヤツタ駆動部６７は第４図のモータ５を介し
てロータリーシヤツタ３を開閉するためのもので
ある。CPU６０は、ウエハ１１に塗布されたフ
オトレジストの感度に応じてフオトレジストを適
正露光するための適正露光量を演算してシヤツタ
駆動部６７へ送る。フオトレジストの感度はキー
ボード６８からインターフエース６１を介して
CPU６０に送られる。また、第１図ないし第５
図に示した４例の中からどれを採用するかによつ
て異なるが、CPU６０は投影レンズに入射する
露光波長エネルギーを一定にするためのシヤツタ
開放時間（t₄ t₅，t₆′ t₇ tr₁）を演算してシヤツタ駆動部へ送る。レチ
クルアライメント部６９は投影レンズ１０の光軸
に対してレチクル９を所定位置にアライメントす
るようにレチクルを動かすものである。

タイマー回路７０は、ウエハアライメント開始
時点から計時を開始し、所定時間Tmax（ウエハ
アライメント不能と判断するに充分な時間）経過
するとタイマー出力を発生する。

次に、第１５図ないし第２０図に示した縮小投
影型露光装置の動作を説明する。第２１図ａ，ｂ
には動作ステツプのフローチヤートを示してあ
る。なお、動作説明は、第１回目の露光及び現像
により第１２図に示したアライメントマークが形
成されたウエハについて第２回目の露光を行うも
のとする。さて、オペレーターがキーボード６８
から露光装置の作動開始指令を入力する（ステツ
プP51）。すると、露光装置にはレチクル９が装
填される（ステツプP52）。レチクル装填が完了
するとCPU６０はレチクルアライメント系６９
にレチクルアライメントを開始させる。レチクル
アライメント系はレチクルアライメントが完了す
るとレチクルアライメント完了信号をインターフ
エース６１を介してCPU６０に送り、これでレ
チクル９をアライメント完了位置に固定してレチ
クルアライメントを終了する（ステツプP53）。
次に、CPU６０はレーザ干渉計２２，２４の出
力からステージ２０の現在位置…この座標値を
X_A、Y_Aとする…を読み取り（ステツプP54）、そ
してCPU６０のROMに記憶されたステージのウ
エハ受渡し位置…この座標値をX_L、Y_Lとする…
との偏差を計算する（ステツプP55）。CPU６０
は偏差計算の結果から、ステージ２０をウエハ受
渡し位置へもたらすＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動
情報をＸ軸駆動部６４及びＹ軸駆動部６５へとそ
れぞれ転送する。Ｘ軸、Ｙ軸駆動部６４，６５は
この駆動情報に応じてステージ２０を駆動して、
ウエハ受渡し位置で停止させる（ステツプP56）。
CPU６０はレーザ干渉計２２，２４の出力から
ステージ２０がウエハ受渡し位置まで移動したこ
とを確認すると、ベルト搬送装置２６上のウエハ
がウエハ搬送アーム２７によつて真空吸着可能な
位置まで送られてきたかどうかを確認する…その
ためにはベルト上のウエハを光電的に検出するフ
オトカプラ等の出力をインターフエース６１を介
してCPU６０に入力してやればよい…（ステツ
プP57）。この確認ができないときはベルト搬送
装置２６を駆動してウエハを搬入させ、これを確
認するとベルト搬送装置２６の搬送動作を停止さ
せる（ステツプP57）。引き続いてウエハ搬送ア
ーム２７はベルト上のウエハを真空吸着してウエ
ハホルダ２１上へ搬送して、ウエハホルダへ渡す
（ステツプP58）。その後、アーム２７は所定の待
機位置へ戻る。またウエハホルダ２１はウエハの
オリエンテーシヨンフラツトを使つてウエハとス
テージ２０との粗い位置決めを行つておく（ステ
ツプP59）。この粗い位置決めは、ステージ２０
のＸ−Ｙ座標系とウエハのη−ξ座標系との回転
ずれを予め小さくしておくためのものである。ス
テツプP58、P59に要する時間がこれまでに述べ
てきたウエハ交換時間である。ステージ２０がウ
エハ受け渡し位置にある間、ウエハは投影レンズ
１０の下側から外れた位置に退避しているので、
この間にシヤツタ駆動部６７は第１図ないし第５
図に示した例のうちひとつの例に応じてシヤツタ
を開閉する（ステツプP60）。

ウエハの粗アライメントが終了すると、CPU
６０は装置定数としてROM（CPU６０に内蔵）
に記憶された光電顕微鏡WY，Wθの位置情報に
基づいて、第１２図示のアライメントマーク３
３′，３４がこの光電顕微鏡WY，Wθに対向する
ようにステージ２０を介してウエハを移動する
（ステツプP61）。

このときウエハの位置をＹ−θアライメント位
置という。CPU６０はレーザ干渉計２２，２４
の出力からステージ２０がＹ−θアライメント位
置へ達したことを確認するとステージ２０を停止
させ、光電顕微鏡WY，WθによるＹ−θアライ
メントを開始する（ステツプP62）。Ｙ−θアラ
イメント開始と同時にタイマー回路７０は計時を
開始し（ステツプP63）、所定時間Tmaxを経過
してもＹ−θアライメントが完了しないときには
ステージ２０をウエハ受渡し位置へ戻す（ステツ
プP65）。するとシヤツタ駆動部６７はシヤツタ
を開閉して投影レンズが飽和状態となるように露
光波長エネルギーを入射させる（ステツプP66）。
この場合、オペレータがキーボード６８からステ
ツプP61へのリターン指令を入力すればＹ−θア
ライメントが再び始まり、また終了指令を入力す
れば露光動作は終了する（ステツプP67）。

一方、所定時間TmaxのあいだにＹ−θアライ
メントが完了したかどうかは監視されており（ス
テツプP69）、これが完了するとタイマー回路７
０はクリアされる（ステツプP70）。引き続いて、
ステージ２０は第１２図のアライメントマーク３
６が光電顕微鏡WXに対向する位置、即ちＸアラ
イメント位置へ移動する（ステツプP71）。

次に、Ｘアライメントを開始させ（ステツプ
P72）、それと同時にタイマー回路７０に計時を
開始させる（ステツプP73）。以下Ｘアライメン
ト開始から所定時間TmaxのあいだにＸアライメ
ントが完了しないことを確認すると（ステツプ
P74）、ステツプP65〜P67と同様のステツプへ進
み、時間TmaxのあいだにＸアライメントが完了
したことを確認すると（ステツプP75）、次にス
テツプP76へ進む。

ステツプP76はウエハの局所領域にレチクルパ
ターンを転写すると、次に局所領域へとウエハを
移動しそこで再びレチクルパターンを転写すると
いう動作を繰り返す、いわゆるステツプアンドリ
ピート動作である。そして、１枚のウエハにつき
Ｎ回の露光が終了するとステージ２０をウエハ受
渡し位置へ移動させ（ステツプP77）、次にアー
ム２７を待機位置からウエハホルダ２１上へ回転
してウエハを受取つてベルト上へ搬送する（ステ
ツプP78）。そしてベルト搬送装置２６によつて
露光済ウエハを露光装置本体外へ搬出する（ステ
ツプP79）。次に、新しいウエハがベルトに供給
されたならステツプP57に戻り、以下同様の動作
を所定ロツト数ぶん繰り返す（ステツプP80）。

第２２図は本発明が応用される縮小投影型露光
装置の別の機械的構成を示す概略図である。第１
５図と同じものには同一符号を付してある。この
例はウエハ露光時以外に投影レンズを通過した光
がステージ２０や第１、第２のミラー２３，２５
に悪影響を与えないようにしたものである。Ｌ字
形の遮蔽板８０はステージ２０に固定されてい
て、第１及び第２のミラー２３，２５の上方を被
つている。この遮蔽板８０とステージ２０との間
には断熱材がはさみ込まれており、遮蔽板８０の
熱がステージ２０やミラー２３，２５に伝わらな
いようになつている。遮蔽板８０の張り出し部８
０ａは、ステージ２０がウエハ受渡し位置に位置
したときに投影レンズ通過光が投射される位置に
設けられているものである。

この張り出し部８０ａの大きさは投影レンズ通
過光がステージ２０に至るのを防ぐ大きさであれ
ばよい。このようにしておくと、投影レンズ通過
光は遮蔽板８０によつて遮蔽されるので、ステー
ジ２０や第１及び第２のミラー２３，２５が熱的
な影響を受けることを防止できる。

なお、遮蔽板８０は光吸収体であつても構わな
いが、ウエハ又はウエハに塗布されたフオトレジ
ストの反射率と同じに反射率を付与しておくと次
の点で効果的である。つまり、ステツプアンドリ
ピート動作中にはウエハ又はフオトレジストで反
射した露光々が投影レンズへ反射されて、投影レ
ンズはウエハ側からも熱的要因を受け取ることに
なる。従つて遮蔽板８０の反射率を上記のように
定めるとステツプアンドリピート動作中と、それ
以外の時のシヤツタ開放中に投影レンズに加えら
れる熱的要因はほぼ等しくなるので前記割合τを
一定に維持しやすくなる。

また、投影レンズ１０とステージ２０との間に
シヤツターを設けて、ステツプアンドリピート動
作中及びウエハアライメント動作中以外は両者間
を遮断しておいてもよい。

（発明の効果） 以上のような本発明によれば、投影光学系の倍
率誤差の時間変動をなくすためにダミー露光を行
つたとしても、感光基板を載置するステージ、及
び干渉計用の移動鏡等に露光エネルギーが直接照
射されることがなくなり、熱的な影響による各種
の誤差要因が取り除かれることになるので、高い
重ね合せ精度の露光装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の基本となる考え
方を示すための説明図である。第６図は本発明が
応用される縮小投影型露光装置の光学系の概略図
である。第７図は第６図示のロータリーシヤツタ
の平面図である。第８図は本発明の第１実施例に
よる回路ブロツク図であり、第９図は該実施例の
動作のフローチヤートである。第１０図は本発明
の第２実施例による回路ブロツク図であり、第１
１図は該実施例の動作のフローチヤートである。
第１２図は本発明の第３実施例による回路ブロツ
ク図であり、第１３図は該実施例の動作のフロー
チヤートである。第１４図は本発明の第４実施例
の動作のフローチヤートである。第１５図は本発
明が応用される縮小投影型露光装置の機械的構成
の概略図である。第１６図は投影レンズ、ステー
ジ及び光電顕微鏡の配置の概略平面図である。第
１７図はウエハのアライメントマークの説明図で
ある。第１８図は光電顕微鏡の電気系のブロツク
図であり、第１９図ａ，ｂはその出力信号の波形
図である。第２０図は縮小投影型露光装置の制御
系のブロツク図であり、第２１図ａ，ｂはその動
作のフローチヤートである。第２２図は本発明が
応用される縮小投影型露光装置の別の機械的構成
の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原画パターンが形成されたマスクを照明する
   照明系と、該原画パターンの像を投影する投影光
   学系と、該投影光学系の投影像面内に感光基板を
   保持して２次元移動させる２次元移動ステージ
   と、該２次元移動ステージの座標位置を計測する
   ために、該移動ステージの一部に固設された移動
   鏡に測長ビームを投射するとともに、その反射ビ
   ームを受光する干渉計とを備えた露光装置におい
   て、前記２次元移動ステージの移動範囲に応じ
   て、前記移動鏡及び前記２次元移動ステージが前
   記投影光学系からの投影光にさらされるのを防止
   するために、前記移動鏡及び前記２次元移動ステ
   ージの一部の上方空間を覆う遮光板を前記２次元
   移動ステージと一体に設けたことを特徴とする露
   光装置。 ２ 前記２次元移動ステージが前記感光基板の受
   け渡し位置に移動したとき、前記投影光学系から
   の投影光が前記遮光板の一部に投射されるように
   配置されるとともに、少なくとも該投影光が照射
   される前記遮光板の部分を、前記感光基板とほぼ
   同程度の反射率に加工したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。