JPH05175098A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH05175098A JPH05175098A JP3345453A JP34545391A JPH05175098A JP H05175098 A JPH05175098 A JP H05175098A JP 3345453 A JP3345453 A JP 3345453A JP 34545391 A JP34545391 A JP 34545391A JP H05175098 A JPH05175098 A JP H05175098A
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- Japan
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- substrate
- exposure
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２枚の被露光基板に対して並行して露光とア
ライメント情報検出とを行なうようにしてスループット
の向上を図る。 【構成】 基板ステージＳＴに並べて保持された一方の
基板Ｗ１（Ｗ２）にマスクパターンを露光するときに、
他方の基板Ｗ２（Ｗ１）のアライメント情報の検出を並
行して行なうように、光学系ＰＬと第１および第２のア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ、ＡＡ２ａ，ＡＡ
２ｂを配置する。露光中に得られたアライメント情報を
使用して、基板にマスクパターンを露光するときの位置
決めを行なう。また、露光位置での位置決めに使用する
基板ステージＳＴの位置検出手段１１，１２と、アライ
メント位置でのアライメント情報検出に使用する基板ス
テージＳＴの位置検出手段１１，１３（１１，１４）を
それぞれ、露光位置とアライメント位置に対してアッベ
誤差が略ゼロとなるように配置する。
ライメント情報検出とを行なうようにしてスループット
の向上を図る。 【構成】 基板ステージＳＴに並べて保持された一方の
基板Ｗ１（Ｗ２）にマスクパターンを露光するときに、
他方の基板Ｗ２（Ｗ１）のアライメント情報の検出を並
行して行なうように、光学系ＰＬと第１および第２のア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ、ＡＡ２ａ，ＡＡ
２ｂを配置する。露光中に得られたアライメント情報を
使用して、基板にマスクパターンを露光するときの位置
決めを行なう。また、露光位置での位置決めに使用する
基板ステージＳＴの位置検出手段１１，１２と、アライ
メント位置でのアライメント情報検出に使用する基板ス
テージＳＴの位置検出手段１１，１３（１１，１４）を
それぞれ、露光位置とアライメント位置に対してアッベ
誤差が略ゼロとなるように配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置に関し、と
くに、２枚の被露光基板に対して並行して露光とアライ
メント情報検出とを行なうようにしてスループットの向
上を図るように改良したものである。
くに、２枚の被露光基板に対して並行して露光とアライ
メント情報検出とを行なうようにしてスループットの向
上を図るように改良したものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の縮小投影露光装置の概略
構成を示すもので、Ｒは露光パターンが形成されたマス
クまたはレチクル（以下、レチクルと称す）、Ｗはウエ
ハなどの被露光基板であり、ウエハＷはＸＹ平面内を移
動するステージＳＴ上に保持されている。ＰＬはレチク
ルＲの露光パターンをたとえば１／５に縮小してウエハ
Ｗ上に露光する投影光学系である。１０は周知のオフア
クシスアライメント系であり、レーザ光源１１から射出
される光束をアライメント光学系１２によりＸ軸アライ
メント用光束Ｌ１１，Ｙ軸アライメント用光束Ｌ１２お
よびθ回転軸アライメント用光束Ｌ１３にそれぞれ分離
してウエハＷのマーク上に入射させる。そして、ウエハ
Ｗからの反射光を受光装置１３で受光してＸ軸方向のア
ライメント情報、Ｙ軸方向のアライメント情報、および
θ回転方向のアライメン情報を検出する。このようにし
てオフアクシスアライメント系１０から得られるアライ
メント情報に基づいてＸＹステージＳＴのＸＹ位置や不
図示のウエハステージのθ回転位置が制御され、いわゆ
るラフアライメントが行なわれる。
構成を示すもので、Ｒは露光パターンが形成されたマス
クまたはレチクル（以下、レチクルと称す）、Ｗはウエ
ハなどの被露光基板であり、ウエハＷはＸＹ平面内を移
動するステージＳＴ上に保持されている。ＰＬはレチク
ルＲの露光パターンをたとえば１／５に縮小してウエハ
Ｗ上に露光する投影光学系である。１０は周知のオフア
クシスアライメント系であり、レーザ光源１１から射出
される光束をアライメント光学系１２によりＸ軸アライ
メント用光束Ｌ１１，Ｙ軸アライメント用光束Ｌ１２お
よびθ回転軸アライメント用光束Ｌ１３にそれぞれ分離
してウエハＷのマーク上に入射させる。そして、ウエハ
Ｗからの反射光を受光装置１３で受光してＸ軸方向のア
ライメント情報、Ｙ軸方向のアライメント情報、および
θ回転方向のアライメン情報を検出する。このようにし
てオフアクシスアライメント系１０から得られるアライ
メント情報に基づいてＸＹステージＳＴのＸＹ位置や不
図示のウエハステージのθ回転位置が制御され、いわゆ
るラフアライメントが行なわれる。
【０００３】２０は周知のＴＴＬ（Through The Lens)
アライメント系であり、例えば特開昭６０−１８６８４
５号公報に開示されているように、レーザ光源２１から
射出される光束をアライメント光学系２２によりＸ軸ア
ライメント用光束Ｌ２１およびＹ軸アライメント用光束
Ｌ２２にそれぞれ分離し、投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷのアライメントマーク上に入射させ、その反射光を
不図示の受光装置で受光してＸ軸方向のアライメント情
報およびＹ軸方向のアライメント情報を検出する。この
ようにしてＴＴＬアライメント系２０から得られるアラ
イメント情報に基づいてウエハＷ上の各露光領域ごとに
いわゆるファインアライメントが行なわれる。
アライメント系であり、例えば特開昭６０−１８６８４
５号公報に開示されているように、レーザ光源２１から
射出される光束をアライメント光学系２２によりＸ軸ア
ライメント用光束Ｌ２１およびＹ軸アライメント用光束
Ｌ２２にそれぞれ分離し、投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷのアライメントマーク上に入射させ、その反射光を
不図示の受光装置で受光してＸ軸方向のアライメント情
報およびＹ軸方向のアライメント情報を検出する。この
ようにしてＴＴＬアライメント系２０から得られるアラ
イメント情報に基づいてウエハＷ上の各露光領域ごとに
いわゆるファインアライメントが行なわれる。
【０００４】このような従来の縮小投影露光装置にあっ
ては、１枚のウエハＷ上に規則的に配列された複数の露
光領域に対して次のようにしてレチクルＲの露光パター
ンを露光させる。ステージＳＴ上にウエハＷをローディ
ングし、ローディングされたウエハＷに対してまずオフ
アクシスアライメント系１０によりラフアライメントを
行なってウエハを位置決めする。次いで、ラフアライメ
ントが終了したウエハＷに対してＴＴＬアライメント系
２０によりファインアライメントを行なう。ファインア
ライメントは、まず、ウエハＷ内の１つの露光領域のア
ライメントマークをＴＴＬアライメント光学系２０によ
り観察し、その露光領域についてアライメントを行な
い、しかる後にレチクルＲの露光パターンを露光する。
その１つの露光領域への露光終了後、ステージＳＴによ
り次の露光領域を投影光学系ＰＬと正対させ、ＴＴＬア
ライメント系２０によりその露光領域に対してアライメ
ントを行なって露光パターンを露光する。このようなア
ライメント工程と露光工程とをウエハ上の全ての露光領
域に対して行い、１枚のウエハの露光が完了する。この
ような露光方式をダイバイダイアライメント方式と呼
ぶ。
ては、１枚のウエハＷ上に規則的に配列された複数の露
光領域に対して次のようにしてレチクルＲの露光パター
ンを露光させる。ステージＳＴ上にウエハＷをローディ
ングし、ローディングされたウエハＷに対してまずオフ
アクシスアライメント系１０によりラフアライメントを
行なってウエハを位置決めする。次いで、ラフアライメ
ントが終了したウエハＷに対してＴＴＬアライメント系
２０によりファインアライメントを行なう。ファインア
ライメントは、まず、ウエハＷ内の１つの露光領域のア
ライメントマークをＴＴＬアライメント光学系２０によ
り観察し、その露光領域についてアライメントを行な
い、しかる後にレチクルＲの露光パターンを露光する。
その１つの露光領域への露光終了後、ステージＳＴによ
り次の露光領域を投影光学系ＰＬと正対させ、ＴＴＬア
ライメント系２０によりその露光領域に対してアライメ
ントを行なって露光パターンを露光する。このようなア
ライメント工程と露光工程とをウエハ上の全ての露光領
域に対して行い、１枚のウエハの露光が完了する。この
ような露光方式をダイバイダイアライメント方式と呼
ぶ。
【０００５】一方、このようなダイバイダイアライメン
ト方式に対してエンハンスメントグローバルアライメン
トと呼ぶ方式（以下、ＥＧＡ方式と呼ぶ）を採用する露
光装置も知られている。このＥＧＡ方式は、例えば特開
昭６１−４４４２９号公報に開示されているように、１
枚のウエハ上の全露光領域の幾つかの代表的な露光領域
に対してアライメント情報を検出し、それらの検出結果
を統計処理して線形または非線形な位置ずれを全露光領
域について予測し、各露光領域を投影光学系と位置合せ
する工程時間の短縮化を図ってスループットの向上を図
るようにしたものである。
ト方式に対してエンハンスメントグローバルアライメン
トと呼ぶ方式（以下、ＥＧＡ方式と呼ぶ）を採用する露
光装置も知られている。このＥＧＡ方式は、例えば特開
昭６１−４４４２９号公報に開示されているように、１
枚のウエハ上の全露光領域の幾つかの代表的な露光領域
に対してアライメント情報を検出し、それらの検出結果
を統計処理して線形または非線形な位置ずれを全露光領
域について予測し、各露光領域を投影光学系と位置合せ
する工程時間の短縮化を図ってスループットの向上を図
るようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ようなダイバイダイアライメント方式による従来の縮小
投影露光装置にあっては、ウエハＷの１つの露光領域上
にレチクルＲの露光パターンを露光させるのに先立って
アライメント工程が不可欠であり、１枚のウエハＷに露
光処理を施す時間がかかり、スループットが悪く、その
改善が要望されている。一方、後者のＥＧＡ方式でも、
露光に先立って幾つかの代表点のアライメント情報の検
出が不可欠であり、しかも、代表点が少ないと信頼性が
低くく、かといって代表点数を増やすと信頼性は高まる
ものの、アライメント情報の検出時間がかかりスループ
ットが低下するという問題がある。
ようなダイバイダイアライメント方式による従来の縮小
投影露光装置にあっては、ウエハＷの１つの露光領域上
にレチクルＲの露光パターンを露光させるのに先立って
アライメント工程が不可欠であり、１枚のウエハＷに露
光処理を施す時間がかかり、スループットが悪く、その
改善が要望されている。一方、後者のＥＧＡ方式でも、
露光に先立って幾つかの代表点のアライメント情報の検
出が不可欠であり、しかも、代表点が少ないと信頼性が
低くく、かといって代表点数を増やすと信頼性は高まる
ものの、アライメント情報の検出時間がかかりスループ
ットが低下するという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、２枚の被露光基板に対し
て並行して露光とアライメント情報検出とを行なうよう
にしてスループットの向上を図る投影露光装置を提供す
ることにある。
て並行して露光とアライメント情報検出とを行なうよう
にしてスループットの向上を図る投影露光装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１，図
２に対応付けて本発明を説明すると、本発明に係る露光
装置は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを保持して２次
元移動する基板ステージＳＴと、マスクＲのパターンの
露光位置に対してアッベ誤差がほぼゼロとなるように配
置され、基板ステージＳＴの２次元的な位置を検出する
第１の位置検出手段１１，１２とを備える。また、第１
基板Ｗ１上に形成されたアライメント用マークＷＭａ，
ＷＭｂ（図３）を観察するマーク観察手段ＡＡ１ａ，Ａ
Ａ１ｂを備える。この第１のマーク観察手段ＡＡ１ａ，
ＡＡ１ｂは、第２基板Ｗ２の中心点を露光位置に一致さ
せたとき、第１基板Ｗ１のアライメントマークＷＭａ，
ＷＭｂがマーク観察位置とほぼ一致するように露光位置
に対して所定の位置関係で配置される。さらに、この第
１のマーク観察手段ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂのマーク観察位
置に対してアッベ誤差がほぼゼロとなるように配置さ
れ、基板ステージＳＴの２次元的な位置を検出する第２
の位置検出手段１１，１３が設けられる。そして、第２
基板Ｗ２上に形成されたアライメント用マークＷＭａ，
ＷＭｂを観察するマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂも
設けられる。この第２のマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ
２ｂは、第１基板Ｗ１の中心点を露光位置に一致させた
とき、第２基板Ｗ２のアライメントマークＷＭａ，ＷＭ
ｂがマーク観察位置とほぼ一致するように露光位置に対
して所定の位置関係で配置される。さらにこの露光装置
は、第２のマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対して
アッベ誤差がほぼゼロとなるように配置されて基板ステ
ージＳＴの２次元的な位置を検出する第３の位置検出手
段１１，１４と、第１および第２のマーク観察手段（Ａ
Ａ１ａ，ＡＡ１ｂ），（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）でそれぞ
れ第１および第２のウエハＷ１，Ｗ２のアライメントマ
ークＷＭａ，ＷＭｂを観察したときのそれぞれのアライ
メントマークの位置を検出するアライメント位置検出手
段ＤＴ１，ＤＴ２と、第１の位置検出手段１１，１２の
検出結果を第２および第３の位置検出手段（１１，１
３）、（１１，１４）でそれぞれ検出された位置検出結
果とそれぞれ対応づけ、第１および第２基板Ｗ１，Ｗ２
に対してパターンをそれぞれ露光するとき、前回の第２
および第１基板Ｗ２，Ｗ１に対するそれぞれの露光工程
中にアライメント位置検出手段（ＡＡ１ａ，ＡＡ１
ｂ），（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）で検出された第１および
第２基板Ｗ１，Ｗ２の各アライメントマークＷＭａ，Ｗ
Ｍｂの各位置情報に基づいて基板ステージＳＴの位置を
制御するとともに、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを交
互に露光位置とマーク観察位置に移動させるステージ移
動制御手段３０（図４）とを具備する。
２に対応付けて本発明を説明すると、本発明に係る露光
装置は、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを保持して２次
元移動する基板ステージＳＴと、マスクＲのパターンの
露光位置に対してアッベ誤差がほぼゼロとなるように配
置され、基板ステージＳＴの２次元的な位置を検出する
第１の位置検出手段１１，１２とを備える。また、第１
基板Ｗ１上に形成されたアライメント用マークＷＭａ，
ＷＭｂ（図３）を観察するマーク観察手段ＡＡ１ａ，Ａ
Ａ１ｂを備える。この第１のマーク観察手段ＡＡ１ａ，
ＡＡ１ｂは、第２基板Ｗ２の中心点を露光位置に一致さ
せたとき、第１基板Ｗ１のアライメントマークＷＭａ，
ＷＭｂがマーク観察位置とほぼ一致するように露光位置
に対して所定の位置関係で配置される。さらに、この第
１のマーク観察手段ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂのマーク観察位
置に対してアッベ誤差がほぼゼロとなるように配置さ
れ、基板ステージＳＴの２次元的な位置を検出する第２
の位置検出手段１１，１３が設けられる。そして、第２
基板Ｗ２上に形成されたアライメント用マークＷＭａ，
ＷＭｂを観察するマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂも
設けられる。この第２のマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ
２ｂは、第１基板Ｗ１の中心点を露光位置に一致させた
とき、第２基板Ｗ２のアライメントマークＷＭａ，ＷＭ
ｂがマーク観察位置とほぼ一致するように露光位置に対
して所定の位置関係で配置される。さらにこの露光装置
は、第２のマーク観察手段ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対して
アッベ誤差がほぼゼロとなるように配置されて基板ステ
ージＳＴの２次元的な位置を検出する第３の位置検出手
段１１，１４と、第１および第２のマーク観察手段（Ａ
Ａ１ａ，ＡＡ１ｂ），（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）でそれぞ
れ第１および第２のウエハＷ１，Ｗ２のアライメントマ
ークＷＭａ，ＷＭｂを観察したときのそれぞれのアライ
メントマークの位置を検出するアライメント位置検出手
段ＤＴ１，ＤＴ２と、第１の位置検出手段１１，１２の
検出結果を第２および第３の位置検出手段（１１，１
３）、（１１，１４）でそれぞれ検出された位置検出結
果とそれぞれ対応づけ、第１および第２基板Ｗ１，Ｗ２
に対してパターンをそれぞれ露光するとき、前回の第２
および第１基板Ｗ２，Ｗ１に対するそれぞれの露光工程
中にアライメント位置検出手段（ＡＡ１ａ，ＡＡ１
ｂ），（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）で検出された第１および
第２基板Ｗ１，Ｗ２の各アライメントマークＷＭａ，Ｗ
Ｍｂの各位置情報に基づいて基板ステージＳＴの位置を
制御するとともに、第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とを交
互に露光位置とマーク観察位置に移動させるステージ移
動制御手段３０（図４）とを具備する。
【０００９】
【作用】基板ステージＳＴには第１および第２の基板Ｗ
１，Ｗ２が並べて保持され、一方の基板Ｗ１にマスクパ
ターンを露光するときに他方の基板Ｗ２のアライメント
情報の検出が並行して行なわれる。このようにして得ら
れた他方の基板Ｗ２のアライメント情報を使用して、こ
の他方の基板Ｗ２にマスクパターンを露光するときの基
板Ｗ２の位置決めが行なわれる。また、露光位置での位
置決めに使用する基板ステージＳＴの位置検出手段１
１，１２と、アライメント位置でのアライメント情報検
出に使用する基板ステージＳＴの位置検出手段１１，１
３（または１１，１４）はそれぞれ、露光位置とアライ
メント位置に対してアッベ誤差が略ゼロとなるように位
置付けられているから、露光位置とアライメント位置と
で別々の位置検出手段を用いても両方の位置検出手段の
検出結果を予め対応付けているので、位置決め精度が低
下するおそれもない。
１，Ｗ２が並べて保持され、一方の基板Ｗ１にマスクパ
ターンを露光するときに他方の基板Ｗ２のアライメント
情報の検出が並行して行なわれる。このようにして得ら
れた他方の基板Ｗ２のアライメント情報を使用して、こ
の他方の基板Ｗ２にマスクパターンを露光するときの基
板Ｗ２の位置決めが行なわれる。また、露光位置での位
置決めに使用する基板ステージＳＴの位置検出手段１
１，１２と、アライメント位置でのアライメント情報検
出に使用する基板ステージＳＴの位置検出手段１１，１
３（または１１，１４）はそれぞれ、露光位置とアライ
メント位置に対してアッベ誤差が略ゼロとなるように位
置付けられているから、露光位置とアライメント位置と
で別々の位置検出手段を用いても両方の位置検出手段の
検出結果を予め対応付けているので、位置決め精度が低
下するおそれもない。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【００１１】
【実施例】図１〜図５により本発明に係る露光装置の一
実施例を説明する。図１は露光装置の概略構成を示す斜
視図、図２はその平面図、図３は各光学系の配置とウエ
ハ上のアライメントマークの配置を示す図であり、各図
において図示するようにＸ方向とＹ方向とを定めてい
る。露光装置は、Ｘ軸とＹ１軸との交点Ｏ１を通過する
軸ＡＸ１を光軸とする投影光学系ＰＬと、Ｘ軸とＹ２軸
との交点Ｏ２に対して所定の位置関係でＸ軸を通過する
軸ＡＸ２ａを光軸とするアライメント光学系ＡＡ１ａ
と、Ｘ軸とＹ３軸との交点Ｏ３に対して所定の位置関係
でＸ軸を通過する軸ＡＸ３ａを光軸とするアライメント
光学系ＡＡ２ａとを備える。なお、Ｘ，Ｙ１〜Ｙ３軸の
各々は、レーザ干渉計１１〜１４の各測長ビームＬＢ
ｘ，ＬＢｙ1，ＬＢｙ2，ＬＢｙ3によって規定される。
ここで、アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａはウエ
ハＷ上のアライメントマークＷＭａ（図３）をそれぞれ
観察してそのＹ方向の位置を検出するものであるが、こ
のアライメントマークＷＭａと対をなすアライメントマ
ークＷＭｂをそれぞれ観察してそのＸ方向の位置を検出
するアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂをも備え
る。本実施例においては、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂを第１のアライメント光学系と呼び、アラ
イメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂを第２のアライメン
ト光学系と呼ぶ。
実施例を説明する。図１は露光装置の概略構成を示す斜
視図、図２はその平面図、図３は各光学系の配置とウエ
ハ上のアライメントマークの配置を示す図であり、各図
において図示するようにＸ方向とＹ方向とを定めてい
る。露光装置は、Ｘ軸とＹ１軸との交点Ｏ１を通過する
軸ＡＸ１を光軸とする投影光学系ＰＬと、Ｘ軸とＹ２軸
との交点Ｏ２に対して所定の位置関係でＸ軸を通過する
軸ＡＸ２ａを光軸とするアライメント光学系ＡＡ１ａ
と、Ｘ軸とＹ３軸との交点Ｏ３に対して所定の位置関係
でＸ軸を通過する軸ＡＸ３ａを光軸とするアライメント
光学系ＡＡ２ａとを備える。なお、Ｘ，Ｙ１〜Ｙ３軸の
各々は、レーザ干渉計１１〜１４の各測長ビームＬＢ
ｘ，ＬＢｙ1，ＬＢｙ2，ＬＢｙ3によって規定される。
ここで、アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａはウエ
ハＷ上のアライメントマークＷＭａ（図３）をそれぞれ
観察してそのＹ方向の位置を検出するものであるが、こ
のアライメントマークＷＭａと対をなすアライメントマ
ークＷＭｂをそれぞれ観察してそのＸ方向の位置を検出
するアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂをも備え
る。本実施例においては、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂを第１のアライメント光学系と呼び、アラ
イメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂを第２のアライメン
ト光学系と呼ぶ。
【００１２】ＳＴは、ウエハＷ１およびＷ２を保持する
基板ステージであり、光学系ＰＬの結像面内でＸ方向駆
動モータＭ１でＸ方向に、Ｙ方向駆動モータＭ２でＹ方
向に駆動される。また、ウエハＷ１およびＷ２は不図示
のθステージ上に保持され、θ回転可能とされている。
Ｒは、不図示のレチクルステージ上に保持されたレチク
ルであり、このレチクル上に形成されているパターンは
照明系（不図示）からの照明光により光学系ＰＬを介し
てウエハＷ１またはＷ２に露光される。
基板ステージであり、光学系ＰＬの結像面内でＸ方向駆
動モータＭ１でＸ方向に、Ｙ方向駆動モータＭ２でＹ方
向に駆動される。また、ウエハＷ１およびＷ２は不図示
のθステージ上に保持され、θ回転可能とされている。
Ｒは、不図示のレチクルステージ上に保持されたレチク
ルであり、このレチクル上に形成されているパターンは
照明系（不図示）からの照明光により光学系ＰＬを介し
てウエハＷ１またはＷ２に露光される。
【００１３】図３（ａ）に示すようにＹ１軸とＹ３軸と
の間隔（すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１とアライ
メント光学系ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ｂとのＸ方向の間
隔）ΔＸ２は、図３（ｃ）に示すようにウエハＷ１の任
意の露光領域ＳＡ１ａの中心を投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１（交点Ｏ１）と合致させたときに、ウエハＷ２上で
先の露光領域ＳＡ１ａとほぼ同一位置に形成された露光
領域ＳＡ２ａに付随してストリートライン上に形成され
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの中心がアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ａ，ＡＸ３
ｂと略合致する（換言すれば露光領域ＳＡ２ａの中心と
交点Ｏ３とが略合致する）ように決定される。ここで、
略合致とは、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに
よりウエハＷ２上のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂ
が観察できる範囲内にアライメント光学系ＡＡ２Ａ，Ａ
Ａ２ｂが位置することを意味する。同様に、Ｙ１軸とＹ
２軸との間隔は、ウエハＷ２の任意の露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させたときに、ウエ
ハＷ１上で先のウエハＷ２の露光領域とほぼ同一位置に
形成された露光領域に付随してストリートライン上に形
成されたアライメントマークＷＭａ、ＷＭｂの中心がア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂの光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂと略合致する（換言すればウエハＷ１上の露光
領域の中心と交点Ｏ２とが略合致する）ように決定され
る。
の間隔（すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１とアライ
メント光学系ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ｂとのＸ方向の間
隔）ΔＸ２は、図３（ｃ）に示すようにウエハＷ１の任
意の露光領域ＳＡ１ａの中心を投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１（交点Ｏ１）と合致させたときに、ウエハＷ２上で
先の露光領域ＳＡ１ａとほぼ同一位置に形成された露光
領域ＳＡ２ａに付随してストリートライン上に形成され
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの中心がアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ａ，ＡＸ３
ｂと略合致する（換言すれば露光領域ＳＡ２ａの中心と
交点Ｏ３とが略合致する）ように決定される。ここで、
略合致とは、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに
よりウエハＷ２上のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂ
が観察できる範囲内にアライメント光学系ＡＡ２Ａ，Ａ
Ａ２ｂが位置することを意味する。同様に、Ｙ１軸とＹ
２軸との間隔は、ウエハＷ２の任意の露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させたときに、ウエ
ハＷ１上で先のウエハＷ２の露光領域とほぼ同一位置に
形成された露光領域に付随してストリートライン上に形
成されたアライメントマークＷＭａ、ＷＭｂの中心がア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂの光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂと略合致する（換言すればウエハＷ１上の露光
領域の中心と交点Ｏ２とが略合致する）ように決定され
る。
【００１４】図３に示すようにウエハＷ１およびＷ２の
ストリートライン上に設けられたアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂの位置ずれは、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂおよびＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対してアライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂと共役な位置にそれぞれ設
けられた指標マーク部との位置ずれとして検出される。
そのため、指標マークは光軸ＡＸ２ａ、ＡＸ２ｂ，ＡＸ
３ａ，ＡＸ３ｂ上にそれぞれ設けられる。そして、アラ
イメント投光受光部ＤＴ１に内蔵の１次元または２次元
イメージセンサ上にウエハＷ１のアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂとそれぞれに対応した指標マークの像が結
像される。同様に、アライメント投光受光部ＤＴ２に内
蔵の１次元または２次元イメージセンサ上にウエハＷ２
のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂとそれぞれに対応
した指標マークの像が結像される。これらのイメージセ
ンサからの出力信号は図４に示す信号処理回路ＳＣ１，
ＳＣ２にそれぞれ入力されて、ウエハＷ１およびＷ２の
各露光領域ごとのＸ方向およびＹ方向のずれ量が検出さ
れる。
ストリートライン上に設けられたアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂの位置ずれは、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂおよびＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対してアライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂと共役な位置にそれぞれ設
けられた指標マーク部との位置ずれとして検出される。
そのため、指標マークは光軸ＡＸ２ａ、ＡＸ２ｂ，ＡＸ
３ａ，ＡＸ３ｂ上にそれぞれ設けられる。そして、アラ
イメント投光受光部ＤＴ１に内蔵の１次元または２次元
イメージセンサ上にウエハＷ１のアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂとそれぞれに対応した指標マークの像が結
像される。同様に、アライメント投光受光部ＤＴ２に内
蔵の１次元または２次元イメージセンサ上にウエハＷ２
のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂとそれぞれに対応
した指標マークの像が結像される。これらのイメージセ
ンサからの出力信号は図４に示す信号処理回路ＳＣ１，
ＳＣ２にそれぞれ入力されて、ウエハＷ１およびＷ２の
各露光領域ごとのＸ方向およびＹ方向のずれ量が検出さ
れる。
【００１５】図２に示されるように、基板ステージＳＴ
上の端部にはレーザ干渉計からのレーザ光束を反射する
ための２組の反射鏡（固定鏡）ＭＲｘ，ＭＲｙが互いに
ほぼ直交して設けられており、基板ステージＳＴのＸ方
向の位置は周知のレーザ干渉計１１により検出され、基
板ステージＳＴのＹ方向位置は周知のレーザ干渉計１２
〜１４により３点で検出される。これらのレーザ干渉計
１１〜１４は、レーザ干渉計１１，１２からそれぞれ射
出されるレーザ光束ＬＢｘ，ＬＢｙ1の中心軸（測長
軸）が同一平面内で直交し、かつ投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１がその交点Ｏ１を通るとともに、レーザ干渉計１
１，１３からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，Ｌ
Ｂｙ2の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、かつ
その交点Ｏ２に対して第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂがＸ軸，Ｙ２軸を通るとともに、レーザ干渉計
１１，１４からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，
ＬＢｙ3の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、か
つその交点Ｏ３に対して第２のアライメント光学系ＡＡ
２ａ，ＡＡ２ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ３
ａ，ＡＸ３ｂがそれぞれＸ軸，Ｙ３軸を通るように構成
される。そして、これら４つの測長軸を含む平面が投影
光学系ＰＬの結像面と略一致するように配置されてい
る。すなわち、レーザ干渉計１１，１２は露光位置（光
軸ＡＸ１）に対して、レーザ干渉計１１，１３はアライ
メント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ１ａの各々のマーク観察位
置に対して、レーザ干渉計１１，１４はアライメント光
学系ＡＡ２ｂ，ＡＡ２ａの各々のマーク観察位置に対し
て、それぞれアッベ誤差が略ゼロ、ないしはアライメン
ト精度上無視し得る程度となるように構成されている。
例えば図３（ｃ）に示すように、第２のアライメント光
学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはマークＷＭａ，ＷＭｂの計測
方向と干渉計１１，１４の測長ビームＬＢｘ，ＬＢｙ3
（すなわち、Ｘ軸、Ｙ３軸）の各々とがほぼ直交してお
り、かつＹ３軸、Ｘ軸から距離ΔＥｘ，ΔＥｙだけ離れ
て配置されているため、この距離ΔＥｘ，ΔＥｙと基板
ステージＳＴの回転量（ヨーイング量）とによって定め
られる値だけ、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
に計測誤差が生じ得るが、その値は微小であり、無視し
得る程度の量である。
上の端部にはレーザ干渉計からのレーザ光束を反射する
ための２組の反射鏡（固定鏡）ＭＲｘ，ＭＲｙが互いに
ほぼ直交して設けられており、基板ステージＳＴのＸ方
向の位置は周知のレーザ干渉計１１により検出され、基
板ステージＳＴのＹ方向位置は周知のレーザ干渉計１２
〜１４により３点で検出される。これらのレーザ干渉計
１１〜１４は、レーザ干渉計１１，１２からそれぞれ射
出されるレーザ光束ＬＢｘ，ＬＢｙ1の中心軸（測長
軸）が同一平面内で直交し、かつ投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１がその交点Ｏ１を通るとともに、レーザ干渉計１
１，１３からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，Ｌ
Ｂｙ2の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、かつ
その交点Ｏ２に対して第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂがＸ軸，Ｙ２軸を通るとともに、レーザ干渉計
１１，１４からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，
ＬＢｙ3の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、か
つその交点Ｏ３に対して第２のアライメント光学系ＡＡ
２ａ，ＡＡ２ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ３
ａ，ＡＸ３ｂがそれぞれＸ軸，Ｙ３軸を通るように構成
される。そして、これら４つの測長軸を含む平面が投影
光学系ＰＬの結像面と略一致するように配置されてい
る。すなわち、レーザ干渉計１１，１２は露光位置（光
軸ＡＸ１）に対して、レーザ干渉計１１，１３はアライ
メント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ１ａの各々のマーク観察位
置に対して、レーザ干渉計１１，１４はアライメント光
学系ＡＡ２ｂ，ＡＡ２ａの各々のマーク観察位置に対し
て、それぞれアッベ誤差が略ゼロ、ないしはアライメン
ト精度上無視し得る程度となるように構成されている。
例えば図３（ｃ）に示すように、第２のアライメント光
学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはマークＷＭａ，ＷＭｂの計測
方向と干渉計１１，１４の測長ビームＬＢｘ，ＬＢｙ3
（すなわち、Ｘ軸、Ｙ３軸）の各々とがほぼ直交してお
り、かつＹ３軸、Ｘ軸から距離ΔＥｘ，ΔＥｙだけ離れ
て配置されているため、この距離ΔＥｘ，ΔＥｙと基板
ステージＳＴの回転量（ヨーイング量）とによって定め
られる値だけ、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
に計測誤差が生じ得るが、その値は微小であり、無視し
得る程度の量である。
【００１６】また、基板ステージＳＴ上には基準マーク
ＳＭが設けられている。この基準マークＳＭは、Ｙ１軸
とＹ２軸の距離であるオフセット値ΔＸ１と、Ｙ１軸と
Ｙ３軸の距離であるオフセット値ΔＸ２、あるいは、基
板ステージＳＴ、すなわち３組の干渉計１２〜１４の各
出力値を対応付ける際に用いる固定鏡ＭＲｙの取り付け
誤差（傾き）によるオフセット量を予め検出するために
用いられる。まず、例えばレチクル上方に配置された観
察光学系によって、基準マークＳＭをレチクルＲ上に設
けられたマークＲＭｂ（図３（ａ））と位置合わせし、
その状態（位置合わせ誤差がほぼ零となった状態）でレ
ーザ干渉計１１の出力信号を読取る。ついで、基準マー
クＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂの各々
で検出し、各アライメント光学系のマーク検出位置（す
なわち上述の指標マーク）に対する基準マークＳＭの位
置ずれがほぼ零となった状態でレーザ干渉計１１の出力
信号を読取る。
ＳＭが設けられている。この基準マークＳＭは、Ｙ１軸
とＹ２軸の距離であるオフセット値ΔＸ１と、Ｙ１軸と
Ｙ３軸の距離であるオフセット値ΔＸ２、あるいは、基
板ステージＳＴ、すなわち３組の干渉計１２〜１４の各
出力値を対応付ける際に用いる固定鏡ＭＲｙの取り付け
誤差（傾き）によるオフセット量を予め検出するために
用いられる。まず、例えばレチクル上方に配置された観
察光学系によって、基準マークＳＭをレチクルＲ上に設
けられたマークＲＭｂ（図３（ａ））と位置合わせし、
その状態（位置合わせ誤差がほぼ零となった状態）でレ
ーザ干渉計１１の出力信号を読取る。ついで、基準マー
クＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂの各々
で検出し、各アライメント光学系のマーク検出位置（す
なわち上述の指標マーク）に対する基準マークＳＭの位
置ずれがほぼ零となった状態でレーザ干渉計１１の出力
信号を読取る。
【００１７】このようにしてレーザ干渉計１１から得ら
れる２つの出力信号の差がＹ１軸とＹ２軸の距離ΔＸ１
である。同様に、Ｙ１軸とＹ３軸との距離ΔＸ２も検出
される。今、Ｙ１軸との交点Ｏ１をＸ軸の原点とし、交
点Ｏ２の方向を正方向とすれば、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においてアライメント光学系ＡＡ１ｂ
で検出されるＸ軸方向のアライメント情報はオフセット
値ΔＸ１を減じた値として以下用いられ、アライメント
光学系ＡＡ２ｂで検出されるＸ軸方向のアライメント情
報はオフセット値ΔＸ２を加算した値として以下用いら
れる。また、これらのオフセット値は、ウエハＷ１，Ｗ
２をアライメント位置と露光位置との間で移動する際に
用いられる。また、３組の干渉計１２〜１４の各々につ
いては、基板ステージＳＴが所定のニュートラル状態
（位置）にある、例えば基板ステージＳＴがＸ軸方向に
関して正，負両方向の各々の移動スロークの端部に位置
したときに、干渉計からのアップダウンパルスを計数す
るカウンタ（不図示）の計数値の各々をプリセット（例
えば零にリセット）する、あるいは各計数値を記憶して
おく。これによって、３組の干渉計１２〜１４の出力値
（計数値）の対応付けが行われ、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においては、Ｙ軸方向に関して干渉計
１２による基板ステージＳＴのモニタの下で、アライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々で検出されるＹ軸
方向のアライメント情報をそのまま用いる（または、対
応付けに際して各計数値を記憶したときには、その差だ
けオフセットを与えた値を用いれば良い）ことが可能と
なる。ところで、上記の如く３組の干渉計１２〜１４の
対応付けを行う際、固定鏡ＭＲｙの基板ステージＳＴに
対する取り付け誤差（傾き）等に起因して、先のニュー
トラル位置でカウンタのプリセットを行っても正確な対
応付けを行うことができなくなる。そこで、以下に述べ
るように予め基準マークＳＭを用いて、上記傾きによる
干渉計１２〜１４の対応付け時の誤差量をオフセット量
として求めておくことが望ましい。
れる２つの出力信号の差がＹ１軸とＹ２軸の距離ΔＸ１
である。同様に、Ｙ１軸とＹ３軸との距離ΔＸ２も検出
される。今、Ｙ１軸との交点Ｏ１をＸ軸の原点とし、交
点Ｏ２の方向を正方向とすれば、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においてアライメント光学系ＡＡ１ｂ
で検出されるＸ軸方向のアライメント情報はオフセット
値ΔＸ１を減じた値として以下用いられ、アライメント
光学系ＡＡ２ｂで検出されるＸ軸方向のアライメント情
報はオフセット値ΔＸ２を加算した値として以下用いら
れる。また、これらのオフセット値は、ウエハＷ１，Ｗ
２をアライメント位置と露光位置との間で移動する際に
用いられる。また、３組の干渉計１２〜１４の各々につ
いては、基板ステージＳＴが所定のニュートラル状態
（位置）にある、例えば基板ステージＳＴがＸ軸方向に
関して正，負両方向の各々の移動スロークの端部に位置
したときに、干渉計からのアップダウンパルスを計数す
るカウンタ（不図示）の計数値の各々をプリセット（例
えば零にリセット）する、あるいは各計数値を記憶して
おく。これによって、３組の干渉計１２〜１４の出力値
（計数値）の対応付けが行われ、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においては、Ｙ軸方向に関して干渉計
１２による基板ステージＳＴのモニタの下で、アライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々で検出されるＹ軸
方向のアライメント情報をそのまま用いる（または、対
応付けに際して各計数値を記憶したときには、その差だ
けオフセットを与えた値を用いれば良い）ことが可能と
なる。ところで、上記の如く３組の干渉計１２〜１４の
対応付けを行う際、固定鏡ＭＲｙの基板ステージＳＴに
対する取り付け誤差（傾き）等に起因して、先のニュー
トラル位置でカウンタのプリセットを行っても正確な対
応付けを行うことができなくなる。そこで、以下に述べ
るように予め基準マークＳＭを用いて、上記傾きによる
干渉計１２〜１４の対応付け時の誤差量をオフセット量
として求めておくことが望ましい。
【００１８】次に上記オフセット量の検出について説明
する。上記オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２の計測動作と全
く同様に、不図示の観測光学系によって基準マークＳＭ
をレチクルＲ上に設けられたマークＲＭａ（図３（ｃ）
と位置合わせし、その状態（位置ずれ量がほぼ零となっ
た状態）でレーザ干渉計１２の出力信号を読取る。つい
で、基準マークＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ａ、Ａ
Ａ２ａの各々で検出し、各アライメント光学系のマーク
検出位置に対する基準マークＳＭの位置ずれ量がほぼ零
となった状態でレーザ干渉計１３，１４の出力信号を読
取る。以上のようにしてレーザ干渉計１２，１３で検出
されたＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ１として記憶する。
また、同様にして、レーザ干渉計１２，１４で検出され
たＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ２として記憶する。そし
て、以下のアライメント情報検出工程で得られたウエハ
Ｗ１およびウエハＷ２のＹ軸方向の位置ずれ量（各露光
領域の座標位置）は露光位置において干渉計１２に対し
これらのΔＤＹ１およびΔＤＹ２と加算または減算して
使用する。なお、干渉計１２〜１４の対応付けを行う際
に基準マークＳＭを用い、レチクルマークＲＭａ，アラ
イメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々と基準マーク
ＳＭとの位置ずれ量がほぼ零となった状態で、各カウン
タの計数値をプリセットする、あるいは記憶するように
しても構わない。この場合には、上記プリセット等を行
うときに基板ステージＳＴがヨーイング（回転）してい
ても、ヨーイングによる誤差をキャンセルできるといっ
た利点がある。
する。上記オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２の計測動作と全
く同様に、不図示の観測光学系によって基準マークＳＭ
をレチクルＲ上に設けられたマークＲＭａ（図３（ｃ）
と位置合わせし、その状態（位置ずれ量がほぼ零となっ
た状態）でレーザ干渉計１２の出力信号を読取る。つい
で、基準マークＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ａ、Ａ
Ａ２ａの各々で検出し、各アライメント光学系のマーク
検出位置に対する基準マークＳＭの位置ずれ量がほぼ零
となった状態でレーザ干渉計１３，１４の出力信号を読
取る。以上のようにしてレーザ干渉計１２，１３で検出
されたＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ１として記憶する。
また、同様にして、レーザ干渉計１２，１４で検出され
たＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ２として記憶する。そし
て、以下のアライメント情報検出工程で得られたウエハ
Ｗ１およびウエハＷ２のＹ軸方向の位置ずれ量（各露光
領域の座標位置）は露光位置において干渉計１２に対し
これらのΔＤＹ１およびΔＤＹ２と加算または減算して
使用する。なお、干渉計１２〜１４の対応付けを行う際
に基準マークＳＭを用い、レチクルマークＲＭａ，アラ
イメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々と基準マーク
ＳＭとの位置ずれ量がほぼ零となった状態で、各カウン
タの計数値をプリセットする、あるいは記憶するように
しても構わない。この場合には、上記プリセット等を行
うときに基板ステージＳＴがヨーイング（回転）してい
ても、ヨーイングによる誤差をキャンセルできるといっ
た利点がある。
【００１９】図４は本実施例における制御系のブロック
図である。制御回路３０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭその
他の周辺回路などから構成される制御回路であり、この
制御回路３０には上述の４つのレーザ干渉計１１〜１４
の出力信号が入力されるとともに、第１のアライメント
系信号処理回路ＳＣ１からウエハＷ１に関するアライメ
ント情報が、また第２のアライメント系信号処理回路Ｓ
Ｃ２からウエハＷ２に関するアライメント情報が入力さ
れる。信号処理回路ＳＣ１は、第１のアライメント光学
系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂからのアライメント情報に基づい
て指標マークに対するウエハ上のマークＷＭａ，ＷＭｂ
のＹ，Ｘ方向の位置ずれ量を検出するとともに、干渉計
１１，１３からの位置情報も入力して、ウエハマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂ（すなわち露光領域）のＹ，Ｘ方向の座標
位置を求める。一方、信号処理回路ＳＣ２は第２のアラ
イメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂおよび干渉計１１，
１４からの情報を入力し、上記と同様にウエハマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の座標位置を求める。そし
て、制御回路３０はステージコントローラ３１を介して
干渉計１１〜１４からの位置情報をモニターしながらＸ
軸モータＭ１とＹ軸モータＭ２を駆動して基板ステージ
ＳＴの位置を制御する。特に本実施例では露光位置にお
いて、信号処理回路ＳＣ１，ＳＣ２の検出結果（すなわ
ちウエハＷ１，Ｗ２上の全ての露光領域の配列座標
値）、およびオフセット値ΔＸ１，ΔＸ２（必要ならば
ΔＤＹ１，ΔＤＹ２）に基づき、干渉計１１，１２から
の位置情報を用いて基板ステージＳＴの位置を制御する
ことによって、ウエハ上の各露光領域が露光位置に対し
て正確に位置決めされることになる。
図である。制御回路３０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭその
他の周辺回路などから構成される制御回路であり、この
制御回路３０には上述の４つのレーザ干渉計１１〜１４
の出力信号が入力されるとともに、第１のアライメント
系信号処理回路ＳＣ１からウエハＷ１に関するアライメ
ント情報が、また第２のアライメント系信号処理回路Ｓ
Ｃ２からウエハＷ２に関するアライメント情報が入力さ
れる。信号処理回路ＳＣ１は、第１のアライメント光学
系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂからのアライメント情報に基づい
て指標マークに対するウエハ上のマークＷＭａ，ＷＭｂ
のＹ，Ｘ方向の位置ずれ量を検出するとともに、干渉計
１１，１３からの位置情報も入力して、ウエハマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂ（すなわち露光領域）のＹ，Ｘ方向の座標
位置を求める。一方、信号処理回路ＳＣ２は第２のアラ
イメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂおよび干渉計１１，
１４からの情報を入力し、上記と同様にウエハマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の座標位置を求める。そし
て、制御回路３０はステージコントローラ３１を介して
干渉計１１〜１４からの位置情報をモニターしながらＸ
軸モータＭ１とＹ軸モータＭ２を駆動して基板ステージ
ＳＴの位置を制御する。特に本実施例では露光位置にお
いて、信号処理回路ＳＣ１，ＳＣ２の検出結果（すなわ
ちウエハＷ１，Ｗ２上の全ての露光領域の配列座標
値）、およびオフセット値ΔＸ１，ΔＸ２（必要ならば
ΔＤＹ１，ΔＤＹ２）に基づき、干渉計１１，１２から
の位置情報を用いて基板ステージＳＴの位置を制御する
ことによって、ウエハ上の各露光領域が露光位置に対し
て正確に位置決めされることになる。
【００２０】次に図５に示す処理手順フローを参照して
本実施例の動作を説明する。まず、ステップＳ１におい
て基板ステージＳＴを所定のウエハの受け渡し位置に移
動させる。次にウエハＷ１とウエハＷ２をローディング
する（ステップＳ２）。ローディング終了後、ウエハＷ
１に対してファインアライメントを行う（ステップＳ
３）。ファインアライメントは、ウエハＷ１上の複数の
露光領域全てに対して、それぞれの露光領域ごとに設け
られたアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂをアライメン
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察して基準マークとの
Ｘ方向およびＹ方向のずれを検出することで行われる。
この結果、信号処理回路ＳＣ１において座標系ＸＹ２に
おけるウエハＷ１上の全ての露光領域の座標値が算出さ
れる。
本実施例の動作を説明する。まず、ステップＳ１におい
て基板ステージＳＴを所定のウエハの受け渡し位置に移
動させる。次にウエハＷ１とウエハＷ２をローディング
する（ステップＳ２）。ローディング終了後、ウエハＷ
１に対してファインアライメントを行う（ステップＳ
３）。ファインアライメントは、ウエハＷ１上の複数の
露光領域全てに対して、それぞれの露光領域ごとに設け
られたアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂをアライメン
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察して基準マークとの
Ｘ方向およびＹ方向のずれを検出することで行われる。
この結果、信号処理回路ＳＣ１において座標系ＸＹ２に
おけるウエハＷ１上の全ての露光領域の座標値が算出さ
れる。
【００２１】ウエハＷ１に対してファインアライメント
が終了したら、ウエハＷ１の先頭露光領域中心を投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に合致させるようにＸ軸モータＭ
１とＹ軸モータＭ２を駆動する（ステップＳ４）。この
とき、レーザ干渉計１１と１２を使用して基板ステージ
ＳＴの位置制御を行うが、先に行われたウエハＷ１の先
頭露光領域に対するファインアライメント結果およびオ
フセット値ΔＸ１を加味して位置制御を行う。換言すれ
ばオフセット値ΔＸ１を用いて、ウエハＷ１上の全露光
領域の座標値を座標値ＸＹ２から座標系ＸＹ１上に変換
し、この座標系ＸＹ１上での座標値に従って基板ステー
ジＳＴを位置制御する。
が終了したら、ウエハＷ１の先頭露光領域中心を投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に合致させるようにＸ軸モータＭ
１とＹ軸モータＭ２を駆動する（ステップＳ４）。この
とき、レーザ干渉計１１と１２を使用して基板ステージ
ＳＴの位置制御を行うが、先に行われたウエハＷ１の先
頭露光領域に対するファインアライメント結果およびオ
フセット値ΔＸ１を加味して位置制御を行う。換言すれ
ばオフセット値ΔＸ１を用いて、ウエハＷ１上の全露光
領域の座標値を座標値ＸＹ２から座標系ＸＹ１上に変換
し、この座標系ＸＹ１上での座標値に従って基板ステー
ジＳＴを位置制御する。
【００２２】すなわち、Ｘ方向の位置制御に際しては、
ウエハＷ２の先頭露光領域を露光中に干渉計１１で得ら
れたウエハＷ１における先頭露光領域のアライメントマ
ークＷＭｂのＸ位置データからＹ１軸とＹ２軸間のオフ
セット値ΔＸ１を減算し、基板ステージＳＴのＸ位置が
その減算値となるように位置制御する。Ｙ方向の位置制
御に際しては、干渉計１２で検出されるステージ基板Ｓ
ＴのＹ位置が、ウエハＷ２の先頭領域を露光中に干渉計
１３で得られたウエハＷ１における先頭露光領域のアラ
イメントマークＷＭａのＹ位置データとなるように位置
制御する。
ウエハＷ２の先頭露光領域を露光中に干渉計１１で得ら
れたウエハＷ１における先頭露光領域のアライメントマ
ークＷＭｂのＸ位置データからＹ１軸とＹ２軸間のオフ
セット値ΔＸ１を減算し、基板ステージＳＴのＸ位置が
その減算値となるように位置制御する。Ｙ方向の位置制
御に際しては、干渉計１２で検出されるステージ基板Ｓ
ＴのＹ位置が、ウエハＷ２の先頭領域を露光中に干渉計
１３で得られたウエハＷ１における先頭露光領域のアラ
イメントマークＷＭａのＹ位置データとなるように位置
制御する。
【００２３】このようにしてウエハＷ１の先頭領域に対
する位置決めを行ない、露光光を照射してレチクルＲ上
のパターンをウエハＷ１の露光領域に露光する。その
後、各露光領域に対する上記アライメント情報に従って
ウエハＷ１をＸ，Ｙ方向に移動させて順次に露光領域の
中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させてパター
ンを露光していく（ステップＳ５）。
する位置決めを行ない、露光光を照射してレチクルＲ上
のパターンをウエハＷ１の露光領域に露光する。その
後、各露光領域に対する上記アライメント情報に従って
ウエハＷ１をＸ，Ｙ方向に移動させて順次に露光領域の
中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させてパター
ンを露光していく（ステップＳ５）。
【００２４】このようなウエハＷ１に対する露光時に基
板ステージＳＴをＸ，Ｙ方向に順次に移動させると、ウ
エハＷ２も同様なピッチで移動し、ウエハＷ２上の各露
光領域のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂにより順次に観察可能な
領域に入る。そこでそのとき、各アライメントマークと
基準マークとのＸ方向およびＹ方向の位置ずれ量を検出
する。したがって、ウエハＷ２に対するアライメント情
報（すなわち座標系ＸＹ３におけるウエハＷ２上の全露
光領域の座標値）の検出がウエハＷ１の露光と並行して
行なわれる（ステップＳ５）。
板ステージＳＴをＸ，Ｙ方向に順次に移動させると、ウ
エハＷ２も同様なピッチで移動し、ウエハＷ２上の各露
光領域のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂにより順次に観察可能な
領域に入る。そこでそのとき、各アライメントマークと
基準マークとのＸ方向およびＹ方向の位置ずれ量を検出
する。したがって、ウエハＷ２に対するアライメント情
報（すなわち座標系ＸＹ３におけるウエハＷ２上の全露
光領域の座標値）の検出がウエハＷ１の露光と並行して
行なわれる（ステップＳ５）。
【００２５】ウエハＷ１上の全ての露光領域に対して露
光が終了すると、ウエハＷ２上の全ての露光領域のアラ
イメント情報が検出されたことになる。そこで、このよ
うにして求められたアライメント情報およびオフセット
値ΔＸ２を使用して、上記と同様に座標変換（ＸＹ２→
ＸＹ１）を行ってウエハＷ２の先頭露光領域の中心が投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステー
ジＳＴを移動する（ステップＳ６）。次いで、露光の終
了したウエハＷ１をアンローディングして新たなウエハ
Ｗ１をローディングする（ステップＳ７）。
光が終了すると、ウエハＷ２上の全ての露光領域のアラ
イメント情報が検出されたことになる。そこで、このよ
うにして求められたアライメント情報およびオフセット
値ΔＸ２を使用して、上記と同様に座標変換（ＸＹ２→
ＸＹ１）を行ってウエハＷ２の先頭露光領域の中心が投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステー
ジＳＴを移動する（ステップＳ６）。次いで、露光の終
了したウエハＷ１をアンローディングして新たなウエハ
Ｗ１をローディングする（ステップＳ７）。
【００２６】次に、ウエハＷ２の先頭露光領域の中心が
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステ
ージＳＴを位置制御し、位置決め後、レチクルＲのパタ
ーンをウエハＷ２の先頭露光領域に露光する。さらに、
上述したように、ウエハＷ１の露光時に得られたアライ
メント情報を用いて、ウエハＷ２の各露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させながら露光を順
次に行う。このウエハＷ２に対する露光中に、３枚目の
ウエハＷ１の各露光領域のストリートラインに設けられ
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察される位置に移動するか
ら、このときウエハＷ１の各露光領域ごとのアライメン
ト情報を検出することができる（ステップＳ８）。
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステ
ージＳＴを位置制御し、位置決め後、レチクルＲのパタ
ーンをウエハＷ２の先頭露光領域に露光する。さらに、
上述したように、ウエハＷ１の露光時に得られたアライ
メント情報を用いて、ウエハＷ２の各露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させながら露光を順
次に行う。このウエハＷ２に対する露光中に、３枚目の
ウエハＷ１の各露光領域のストリートラインに設けられ
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察される位置に移動するか
ら、このときウエハＷ１の各露光領域ごとのアライメン
ト情報を検出することができる（ステップＳ８）。
【００２７】ウエハＷ２に対する露光が全て終了したら
ウエハＷ１に対するアライメント情報も全て得られたこ
とになる。そこで、露光の終了したウエハＷ２をアンロ
ーディングし、新たに４枚目のウエハＷ２をローディン
グする（ステップＳ９）。そして、ウエハＷ１の先頭露
光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致さ
せ、以下、同様な手順を繰り返し行い、複数枚のウエハ
に対する露光作業が行われる。
ウエハＷ１に対するアライメント情報も全て得られたこ
とになる。そこで、露光の終了したウエハＷ２をアンロ
ーディングし、新たに４枚目のウエハＷ２をローディン
グする（ステップＳ９）。そして、ウエハＷ１の先頭露
光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致さ
せ、以下、同様な手順を繰り返し行い、複数枚のウエハ
に対する露光作業が行われる。
【００２８】以上の手順によれば、露光とアライメント
とが並行して行われるから、従来のように露光工程とア
ライメント工程とが別々に行われる方式に比べてスルー
プットが向上する。また、レーザ干渉計１１〜１４を上
述したように位置関係で配置させたから、露光位置とア
ライメント検出位置が異なっていてもアッベ誤差が生ず
ることがなく、正確な位置決めが可能となる。
とが並行して行われるから、従来のように露光工程とア
ライメント工程とが別々に行われる方式に比べてスルー
プットが向上する。また、レーザ干渉計１１〜１４を上
述したように位置関係で配置させたから、露光位置とア
ライメント検出位置が異なっていてもアッベ誤差が生ず
ることがなく、正確な位置決めが可能となる。
【００２９】なお、上記実施例ではダイ・バイ・ダイ方
式について述べたが、ＥＧＡ方式を採用する場合、一方
のウエハに対する露光工程と並行して他方のウエハの全
露光領域についてアライメント情報を計測できるから、
統計処理に使用されるデータ点数を増やして（極端には
全露光領域のデータを使って）信頼性を高めても従来の
ようにスループットが低下することがなく、ＥＧＡ方式
でも極めて有効である。すなわちアライメント光学系の
マーク検出誤差までも平均化してアライメント精度を向
上させることができる。以上では、各ウエハＷ１，Ｗ２
に対するアライメント光学系をＸ方向、Ｙ方向にそれぞ
れ設けたが、ウエハ上のアライメントマークの形状次第
ではＸ方向とＹ方向のアライメント光学系を共通化する
こともできる。
式について述べたが、ＥＧＡ方式を採用する場合、一方
のウエハに対する露光工程と並行して他方のウエハの全
露光領域についてアライメント情報を計測できるから、
統計処理に使用されるデータ点数を増やして（極端には
全露光領域のデータを使って）信頼性を高めても従来の
ようにスループットが低下することがなく、ＥＧＡ方式
でも極めて有効である。すなわちアライメント光学系の
マーク検出誤差までも平均化してアライメント精度を向
上させることができる。以上では、各ウエハＷ１，Ｗ２
に対するアライメント光学系をＸ方向、Ｙ方向にそれぞ
れ設けたが、ウエハ上のアライメントマークの形状次第
ではＸ方向とＹ方向のアライメント光学系を共通化する
こともできる。
【００３０】以上の実施例の構成において、干渉計１
１，１２が第１の位置検出手段を、干渉計１１，１３が
第２の位置検出手段を、干渉計１１，１４が第３の位置
検出手段を、投光受光部ＤＴ１，ＤＴ２がアライメント
位置検出手段を、ステージコントローラ３１や制御回路
３０がステージ移動制御手段をそれぞれ構成する。上記
実施例では、図３（ｃ）に示したように第１，第２のア
ライメント光学系（ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２
ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に対して、正確に言えばアッベ誤
差が零となるように干渉計（１３，１１）、（１４，１
１）が配置されていなかった。そこで、アライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａのみについてはアッベ誤差がほ
ぼ零となるように干渉計１３，１４を配置する、すなわ
ち干渉計１３，１４の各測長軸（Ｙ２軸，Ｙ３軸）上
に、各アライメント光学系の光軸ＡＸ２ａ，ＡＸ３ａを
一致させるように配置しても良い。また、第１のアライ
メント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂに、いずれか一方と交
点Ｏ２に関してほぼ対称な位置に、さらに１組のアライ
メント光学系を設ければ、予めウエハ上の各露光領域の
回転量（いわゆるチップローテーション）までも求める
ことができる。従って、先に検出した露光領域毎の回転
量に基づいて、例えば露光領域毎にレチクルＲを回転さ
せながら露光を行っていけば、チップローテーションも
補正することが可能となる。さらに、上記実施例では投
影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明したが、プ
ロキシミティー方式やコンタクト方式の露光装置に対し
ても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
なお、１枚目のウエハに対する露光についてはダイ・バ
イ・ダイ方式を用いて全ての露光領域の座標値を検出す
る必要はなく、ＥＧＡ方式を採用しても良い。上記実施
例では露光位置および２つのアライメント位置でＸ軸方
向の干渉計を１組（１１）のみ配置して共有させていた
が、各位置で個別にＸ軸方向の干渉計を設けるようにし
ても構わない。次に、本発明の第２の実施例について図
６，図７を参照して説明する。図６，図７では、図１〜
図３中の部材と同じ作用、機能の部材には同一の符号を
付してあり、ともに図３（ｃ）に対応した図となってい
る。本実施例では第１，第２のアライメント光学系（Ａ
Ａ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に
対してアッベ誤差が零となるように構成している点が第
１の実施例との差異である。図６に示すように、第１の
アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂはそれぞれＹ２
軸，Ｘ軸上に配置されるとともに、図７に示すように第
２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはそれぞれ
Ｙ３軸，Ｘ軸に配置されている。すなわちウエハマーク
ＷＭａ〜ＷＭｄの各々の計測方向とＹ３軸，Ｘ軸，Ｙ２
軸，Ｘ軸の各々とがほぼ一致している。この結果、全て
のアライメント光学系に対してアッベ誤差が零となるよ
うに干渉計１１，１３，１４が配置されることになる。
ところが、本実施例では上記構成を採用したことによっ
て、第１のアライメント光学系と第２のアライメント光
学系とで、各露光領域において同一のアライメントマー
クＷＭａ，ＷＭｂを検出することができない。そこで、
アライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの他に、さらに２組
のアライメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを露光領域に付随
して形成しておくようにし、第１のアライメント光学系
ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂではアライメントマークＷＭｃ，Ｗ
Ｍｄを検出し、第２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，Ａ
Ａ２ｂではアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂを検出す
る必要がある。さらに上記構成を採用する場合には、Ｘ
方向のオフセット値ΔＸ１，ΔＸ２のみならず、Ｙ方向
に関しても予めオフセット値ΔＹ１，ΔＹ２を求めてお
く必要があり、これは上記と全く同様に基準マークＳＭ
を用いて行えば良い。このような構成を採ることによっ
て、ウエハ上のチップ（露光領域）サイズが拡大して
も、アッベ誤差が零となっているので、アライメント精
度が低下することがないといった利点が得られる。次
に、図８〜図１０を参照して第３の実施例について説明
する。図８〜図１０では、図１，図４と同じ作用、機能
の部材には同一の符号を付してある。本実施例では、上
記実施例と同様のアライメント動作とともに、焦点合わ
せ動作またはレベリング動作を行う点が異なる。また、
ここでは説明を簡単にするため、第１のアライメント光
学系についてのみ説明を行う。図８に示すように、本実
施例では第１のアライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ
（ＡＡ１ｂのみ図示）と一体に、ウエハ表面の高さ位置
（Ｚ方向の位置）を検出するための斜入射光方式の表面
位置検出系６０，６１が設けられている。表面位置検出
系６０，６１は、露光領域ＳＡ内の複数点（図９中に黒
丸で示す点）の各々でのＺ方向の位置を検出するもので
あって、基本的な構成については、例えば特開昭６０−
１６８１１２号公報に開示されている。なお、当該公報
では露光領域内の１点でのＺ方向の位置を検出するもの
が開示されているが、表面位置検出系６０，６１として
はこの検出系を複数組み合わせたもの、あるいは長大ス
リットの像を露光領域の表面に形成し、このスリット像
を１次元ラインセンサ等で複数に分割して受光するよう
に構成しても良い。また、表面位置検出系６０，６１は
投影光学系ＰＬの最良結像面が零点基準となるように予
めキャリブレーションが行われているものとする。ま
た、基板ステージＳＴ上にはウエハＷ１，Ｗ２を一体に
（または独立に）Ｚ方向（光軸方向）に移動可能なＺス
テージ５０と、ウエハＷ１，Ｗ２の各々を独立に傾斜可
能なレベリングステージ５１，５２とが配置されてい
る。なお、レベリングステージ５１，５２の構成につい
ては、特開昭６２−２７４２０１号公報に開示されてい
る。図１０は本実施例における制御系のブロック図であ
り、制御回路３０は表面位置検出系６１からの検出信号
に基づいてＺ軸モータ６４やレベリングモータ６５に所
定の駆動指令を与え、アライメント位置において見掛け
上焦点合わせ動作やレベリング動作を行う。このとき、
露光領域毎のＺステージ５０やレベリングステージ５１
の駆動量は、ポテンショメータ等の位置検出系６２，６
３によって検出されており、制御回路３０はこの検出値
を記憶部６６に記憶しておく（詳細後述）。次に、上記
構成の装置の動作について簡単に説明する。制御回路３
０は第１の実施例と同様にウエハＷ２に対する露光動作
と並行して、ウエハＷ１の各露光領域に対してアライメ
ント動作を行うとともに、さらに表面位置検出系６０，
６１を用いてウエハＷ１上の露光領域毎に焦点合わせ動
作およびレベリング動作を実行する。そして、このとき
位置検出系６２，６３で検出された値を、露光領域毎に
記憶部６６に格納していく。この結果、ウエハＷ１に対
して露光を行うに際しては、記憶部６６に格納された情
報に基づいて露光領域毎にＺステージ５０，レベリング
ステージ５１を制御することによって、精度良く焦点合
わせとレベリング動作を行うことが可能となる。なお、
レベリング動作（ウエハの傾斜）に伴ってウエハがＸＹ
平面内で横ずれし得るので、レベリング動作の後にアラ
イメント動作を行うか、あるいは両動作を同時に行うと
きにはウエハの傾斜量から横ずれを演算にて算出し、こ
の値をアライメント結果にオフセットとして持たせるこ
とが望ましい。これによって、レベリング動作に伴って
生じるウエハの横ずれに起因したアライメント精度の低
下までも防止できる。ここで、上記実施例では第１，第
２のアライメント光学系のアライメント位置で露光領域
の座標位置とともに検出したＺステージ５０やレベリン
グステージ５１の駆動量（位置検出系６２，６３の出力
値）を記憶しておくものとしたが、焦点合わせ動作につ
いてはＺステージ５０の駆動量を記憶しておく必要はな
い。このような場合、例えば投影光学系ＰＬにおいても
それと一体に、斜入射光方式の焦点検出系（特開昭６０
−１６８１１２号公報に開示）を設けるとともに、予め
投影光学系ＰＬの最良焦点位置（ベストフォーカス位
置）がその零点基準となるようにキャリブレーションを
行っておく。なお、この焦点検出系は、例えば投影光学
系ＰＬの光軸ＡＸ１近傍に設定された１つの計測点のみ
においてそのＺ方向の位置を検出するもので構わない。
このような構成の装置においては、まずアライメント位
置において表面位置検出系６０，６１の検出結果（各計
測点でのＺ方向の位置）から焦点合わせ動作とレベリン
グ動作とを行った後、表面位置検出系６０，６１の出力
値、例えば露光領域の中心近傍の計測点における露光領
域の表面のずれ量のみを記憶しておく。そして、当該露
光領域に対して露光を行う場合には、焦点検出系の出力
値が先に記憶したずれ量だけオフセットを持つようにＺ
ステージ５０を位置きめすることにより、精度良く露光
領域の表面をベストフカス位置に設定することができ
る。なお、投影光学系ＰＬに表面位置検出系６０，６１
を設けるとともに、上記と同様にアライメント位置で複
数の計測点の各々でのずれ量を記憶しておけば、レベリ
ング動作においてもレベリングステージ５１の駆動量を
記憶する必要はなく、各計測点でのずれ量のみを記憶し
ておくだけで良い。
１，１２が第１の位置検出手段を、干渉計１１，１３が
第２の位置検出手段を、干渉計１１，１４が第３の位置
検出手段を、投光受光部ＤＴ１，ＤＴ２がアライメント
位置検出手段を、ステージコントローラ３１や制御回路
３０がステージ移動制御手段をそれぞれ構成する。上記
実施例では、図３（ｃ）に示したように第１，第２のア
ライメント光学系（ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２
ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に対して、正確に言えばアッベ誤
差が零となるように干渉計（１３，１１）、（１４，１
１）が配置されていなかった。そこで、アライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａのみについてはアッベ誤差がほ
ぼ零となるように干渉計１３，１４を配置する、すなわ
ち干渉計１３，１４の各測長軸（Ｙ２軸，Ｙ３軸）上
に、各アライメント光学系の光軸ＡＸ２ａ，ＡＸ３ａを
一致させるように配置しても良い。また、第１のアライ
メント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂに、いずれか一方と交
点Ｏ２に関してほぼ対称な位置に、さらに１組のアライ
メント光学系を設ければ、予めウエハ上の各露光領域の
回転量（いわゆるチップローテーション）までも求める
ことができる。従って、先に検出した露光領域毎の回転
量に基づいて、例えば露光領域毎にレチクルＲを回転さ
せながら露光を行っていけば、チップローテーションも
補正することが可能となる。さらに、上記実施例では投
影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明したが、プ
ロキシミティー方式やコンタクト方式の露光装置に対し
ても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
なお、１枚目のウエハに対する露光についてはダイ・バ
イ・ダイ方式を用いて全ての露光領域の座標値を検出す
る必要はなく、ＥＧＡ方式を採用しても良い。上記実施
例では露光位置および２つのアライメント位置でＸ軸方
向の干渉計を１組（１１）のみ配置して共有させていた
が、各位置で個別にＸ軸方向の干渉計を設けるようにし
ても構わない。次に、本発明の第２の実施例について図
６，図７を参照して説明する。図６，図７では、図１〜
図３中の部材と同じ作用、機能の部材には同一の符号を
付してあり、ともに図３（ｃ）に対応した図となってい
る。本実施例では第１，第２のアライメント光学系（Ａ
Ａ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に
対してアッベ誤差が零となるように構成している点が第
１の実施例との差異である。図６に示すように、第１の
アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂはそれぞれＹ２
軸，Ｘ軸上に配置されるとともに、図７に示すように第
２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはそれぞれ
Ｙ３軸，Ｘ軸に配置されている。すなわちウエハマーク
ＷＭａ〜ＷＭｄの各々の計測方向とＹ３軸，Ｘ軸，Ｙ２
軸，Ｘ軸の各々とがほぼ一致している。この結果、全て
のアライメント光学系に対してアッベ誤差が零となるよ
うに干渉計１１，１３，１４が配置されることになる。
ところが、本実施例では上記構成を採用したことによっ
て、第１のアライメント光学系と第２のアライメント光
学系とで、各露光領域において同一のアライメントマー
クＷＭａ，ＷＭｂを検出することができない。そこで、
アライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの他に、さらに２組
のアライメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを露光領域に付随
して形成しておくようにし、第１のアライメント光学系
ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂではアライメントマークＷＭｃ，Ｗ
Ｍｄを検出し、第２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，Ａ
Ａ２ｂではアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂを検出す
る必要がある。さらに上記構成を採用する場合には、Ｘ
方向のオフセット値ΔＸ１，ΔＸ２のみならず、Ｙ方向
に関しても予めオフセット値ΔＹ１，ΔＹ２を求めてお
く必要があり、これは上記と全く同様に基準マークＳＭ
を用いて行えば良い。このような構成を採ることによっ
て、ウエハ上のチップ（露光領域）サイズが拡大して
も、アッベ誤差が零となっているので、アライメント精
度が低下することがないといった利点が得られる。次
に、図８〜図１０を参照して第３の実施例について説明
する。図８〜図１０では、図１，図４と同じ作用、機能
の部材には同一の符号を付してある。本実施例では、上
記実施例と同様のアライメント動作とともに、焦点合わ
せ動作またはレベリング動作を行う点が異なる。また、
ここでは説明を簡単にするため、第１のアライメント光
学系についてのみ説明を行う。図８に示すように、本実
施例では第１のアライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ
（ＡＡ１ｂのみ図示）と一体に、ウエハ表面の高さ位置
（Ｚ方向の位置）を検出するための斜入射光方式の表面
位置検出系６０，６１が設けられている。表面位置検出
系６０，６１は、露光領域ＳＡ内の複数点（図９中に黒
丸で示す点）の各々でのＺ方向の位置を検出するもので
あって、基本的な構成については、例えば特開昭６０−
１６８１１２号公報に開示されている。なお、当該公報
では露光領域内の１点でのＺ方向の位置を検出するもの
が開示されているが、表面位置検出系６０，６１として
はこの検出系を複数組み合わせたもの、あるいは長大ス
リットの像を露光領域の表面に形成し、このスリット像
を１次元ラインセンサ等で複数に分割して受光するよう
に構成しても良い。また、表面位置検出系６０，６１は
投影光学系ＰＬの最良結像面が零点基準となるように予
めキャリブレーションが行われているものとする。ま
た、基板ステージＳＴ上にはウエハＷ１，Ｗ２を一体に
（または独立に）Ｚ方向（光軸方向）に移動可能なＺス
テージ５０と、ウエハＷ１，Ｗ２の各々を独立に傾斜可
能なレベリングステージ５１，５２とが配置されてい
る。なお、レベリングステージ５１，５２の構成につい
ては、特開昭６２−２７４２０１号公報に開示されてい
る。図１０は本実施例における制御系のブロック図であ
り、制御回路３０は表面位置検出系６１からの検出信号
に基づいてＺ軸モータ６４やレベリングモータ６５に所
定の駆動指令を与え、アライメント位置において見掛け
上焦点合わせ動作やレベリング動作を行う。このとき、
露光領域毎のＺステージ５０やレベリングステージ５１
の駆動量は、ポテンショメータ等の位置検出系６２，６
３によって検出されており、制御回路３０はこの検出値
を記憶部６６に記憶しておく（詳細後述）。次に、上記
構成の装置の動作について簡単に説明する。制御回路３
０は第１の実施例と同様にウエハＷ２に対する露光動作
と並行して、ウエハＷ１の各露光領域に対してアライメ
ント動作を行うとともに、さらに表面位置検出系６０，
６１を用いてウエハＷ１上の露光領域毎に焦点合わせ動
作およびレベリング動作を実行する。そして、このとき
位置検出系６２，６３で検出された値を、露光領域毎に
記憶部６６に格納していく。この結果、ウエハＷ１に対
して露光を行うに際しては、記憶部６６に格納された情
報に基づいて露光領域毎にＺステージ５０，レベリング
ステージ５１を制御することによって、精度良く焦点合
わせとレベリング動作を行うことが可能となる。なお、
レベリング動作（ウエハの傾斜）に伴ってウエハがＸＹ
平面内で横ずれし得るので、レベリング動作の後にアラ
イメント動作を行うか、あるいは両動作を同時に行うと
きにはウエハの傾斜量から横ずれを演算にて算出し、こ
の値をアライメント結果にオフセットとして持たせるこ
とが望ましい。これによって、レベリング動作に伴って
生じるウエハの横ずれに起因したアライメント精度の低
下までも防止できる。ここで、上記実施例では第１，第
２のアライメント光学系のアライメント位置で露光領域
の座標位置とともに検出したＺステージ５０やレベリン
グステージ５１の駆動量（位置検出系６２，６３の出力
値）を記憶しておくものとしたが、焦点合わせ動作につ
いてはＺステージ５０の駆動量を記憶しておく必要はな
い。このような場合、例えば投影光学系ＰＬにおいても
それと一体に、斜入射光方式の焦点検出系（特開昭６０
−１６８１１２号公報に開示）を設けるとともに、予め
投影光学系ＰＬの最良焦点位置（ベストフォーカス位
置）がその零点基準となるようにキャリブレーションを
行っておく。なお、この焦点検出系は、例えば投影光学
系ＰＬの光軸ＡＸ１近傍に設定された１つの計測点のみ
においてそのＺ方向の位置を検出するもので構わない。
このような構成の装置においては、まずアライメント位
置において表面位置検出系６０，６１の検出結果（各計
測点でのＺ方向の位置）から焦点合わせ動作とレベリン
グ動作とを行った後、表面位置検出系６０，６１の出力
値、例えば露光領域の中心近傍の計測点における露光領
域の表面のずれ量のみを記憶しておく。そして、当該露
光領域に対して露光を行う場合には、焦点検出系の出力
値が先に記憶したずれ量だけオフセットを持つようにＺ
ステージ５０を位置きめすることにより、精度良く露光
領域の表面をベストフカス位置に設定することができ
る。なお、投影光学系ＰＬに表面位置検出系６０，６１
を設けるとともに、上記と同様にアライメント位置で複
数の計測点の各々でのずれ量を記憶しておけば、レベリ
ング動作においてもレベリングステージ５１の駆動量を
記憶する必要はなく、各計測点でのずれ量のみを記憶し
ておくだけで良い。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、一方の基板にマスクパターンを露光するときに他
方の基板のアライメント情報検出を並行して行ない、こ
のようにして得られた他方の基板のアライメント情報を
使用して、この他方の基板にマスクパターンを露光する
ときの基板の位置決めを行なうようにし、さらに、露光
位置での位置決めに使用する基板ステージの位置検出手
段と、マーク観察位置でのアライメント情報検出に使用
する基板ステージの位置検出手段を露光位置およびマー
ク観察位置に対してそれぞれアッベ誤差が略ゼロとなる
ように位置付けるようにしたから、スループットが向上
し、露光位置とマーク観察位置とで別々の位置検出手段
を用いても位置決め精度が低下するおそれもない。
れば、一方の基板にマスクパターンを露光するときに他
方の基板のアライメント情報検出を並行して行ない、こ
のようにして得られた他方の基板のアライメント情報を
使用して、この他方の基板にマスクパターンを露光する
ときの基板の位置決めを行なうようにし、さらに、露光
位置での位置決めに使用する基板ステージの位置検出手
段と、マーク観察位置でのアライメント情報検出に使用
する基板ステージの位置検出手段を露光位置およびマー
ク観察位置に対してそれぞれアッベ誤差が略ゼロとなる
ように位置付けるようにしたから、スループットが向上
し、露光位置とマーク観察位置とで別々の位置検出手段
を用いても位置決め精度が低下するおそれもない。
【図１】本発明に係る露光装置の概略構成を示す斜視図
【図２】図１の露光装置の平面図
【図３】投影光学系、アライメント光学系の配置とウエ
ハ上のアライメントマークの配置を説明する図
ハ上のアライメントマークの配置を説明する図
【図４】図１の露光装置の制御系を示すブロック図
【図５】図１の露光装置の露光工程とアライメント工程
とを説明する流れ図
とを説明する流れ図
【図６】図３（ｃ）に対応し第２の実施例を説明する図
【図７】図３（ｃ）に対応し第２の実施例を説明する図
【図８】第３の実施例におけるステージの正面図
【図９】露光領域を説明する図
【図１０】第３の実施例の制御系を示すブロック図
【図１１】従来の露光装置の斜視図
【符号の説明】 Ｗ１ 第１のウエハ（第１基板） Ｗ２ 第２の
ウエハ（第２基板） ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル ＳＴ 基板ステージ ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ 第１のアライメント光学系 ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ 第２のアライメント光学系 Ｍ１ Ｘ軸モータ Ｍ２ Ｙ軸モ
ータ １１ 干渉計 １２〜１４
干渉計 ３０ 制御回路 ３１ ステー
ジコントローラ
ウエハ（第２基板） ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル ＳＴ 基板ステージ ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ 第１のアライメント光学系 ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ 第２のアライメント光学系 Ｍ１ Ｘ軸モータ Ｍ２ Ｙ軸モ
ータ １１ 干渉計 １２〜１４
干渉計 ３０ 制御回路 ３１ ステー
ジコントローラ
Claims (1)
- 【請求項１】 マスクに形成されたパターンを感光基板
上に露光する露光装置において、 第１基板と第２基板とを保持して２次元移動する基板ス
テージと、 前記マスクのパターンの露光位置に対してアッベ誤差が
ほぼゼロとなるように配置され、前記基板ステージの２
次元的な位置を検出する第１の位置検出手段と、 前記第１基板上に形成されたアライメント用マークを観
察するマーク観察手段であって、前記第２基板の中心点
を前記露光位置に一致させたとき、前記第１基板のアラ
イメントマークがマーク観察位置とほぼ一致するように
前記露光位置に対して所定の位置関係で配置される第１
のマーク観察手段と、 この第１のマーク観察手段のマーク観察位置に対してア
ッベ誤差がほぼゼロとなるように配置され、前記基板ス
テージの２次元的な位置を検出する第２の位置検出手段
と、 前記第２基板上に形成されたアライメント用マークを観
察するマーク観察手段であって、前記第１基板の中心点
を前記露光位置に一致させたとき、前記第２基板のアラ
イメントマークがマーク観察位置とほぼ一致するように
前記露光位置に対して所定の位置関係で配置される第２
のマーク観察手段と、 この第２のマーク観察手段に対してアッベ誤差がほぼゼ
ロとなるように配置され、前記基板ステージの２次元的
な位置を検出する第３の位置検出手段と、 前記第１および第２のマーク観察手段でそれぞれ前記第
１および第２のアライメントマークを観察したときのそ
れぞれのアライメントマークの位置を検出するアライメ
ント位置検出手段と、 前記第１の位置検出手段の検出結果を第２および第３の
位置検出手段でそれぞれ検出された位置検出結果とそれ
ぞれ対応づけ、前記第１および第２基板に対して前記パ
ターンをそれぞれ露光するとき、前回の第２および第１
基板に対するそれぞれの露光工程中に前記アライメント
位置検出手段で検出された第１および第２基板の各アラ
イメントマークの各位置情報に基づいて前記基板ステー
ジの位置を制御するとともに、第１基板と第２基板とを
交互に露光位置とマーク観察位置に移動させるステージ
移動制御手段とを具備することを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34545391A JP3203719B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 露光装置、その露光装置により製造されるデバイス、露光方法、およびその露光方法を用いたデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP34545391A JP3203719B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 露光装置、その露光装置により製造されるデバイス、露光方法、およびその露光方法を用いたデバイス製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP19191599A Division JP3204253B2 (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 露光装置及びその露光装置により製造されたデバイス、並びに露光方法及びその露光方法を用いてデバイスを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175098A true JPH05175098A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3203719B2 JP3203719B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=18376699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34545391A Expired - Lifetime JP3203719B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 露光装置、その露光装置により製造されるデバイス、露光方法、およびその露光方法を用いたデバイス製造方法 |
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- 1991-12-26 JP JP34545391A patent/JP3203719B2/ja not_active Expired - Lifetime
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