JPH0697041A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH0697041A JPH0697041A JP4244675A JP24467592A JPH0697041A JP H0697041 A JPH0697041 A JP H0697041A JP 4244675 A JP4244675 A JP 4244675A JP 24467592 A JP24467592 A JP 24467592A JP H0697041 A JPH0697041 A JP H0697041A
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- Japan
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- mask
- stage
- photosensitive substrate
- rotation amount
- rotation
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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
- G03F7/70716—Stages
-
- 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
- G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 感光基板を載置したステージの位置が回転方
向に変化した場合でも、マスクと感光基板との位置関係
を所定の関係に維持できるような露光装置を得る。 【構成】 ステージ5の基準位置からの回転量Δθを差
動干渉計7で検出し、マスクホルダ2をアライメント位
置から回転量Δθだけ回転させるホルダ回転装置8を設
ける。回転量Δθとマスク1の位置とを常時検出して、
露光装置の動作中常にマスクホルダ2の回転を補正す
る。
向に変化した場合でも、マスクと感光基板との位置関係
を所定の関係に維持できるような露光装置を得る。 【構成】 ステージ5の基準位置からの回転量Δθを差
動干渉計7で検出し、マスクホルダ2をアライメント位
置から回転量Δθだけ回転させるホルダ回転装置8を設
ける。回転量Δθとマスク1の位置とを常時検出して、
露光装置の動作中常にマスクホルダ2の回転を補正す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子、液晶表示基
板等の高密度集積回路の製造に用いられる露光装置に関
するものであり、特にマスクのパターンの像を感光基板
上に高精度に配列する装置に関する。
板等の高密度集積回路の製造に用いられる露光装置に関
するものであり、特にマスクのパターンの像を感光基板
上に高精度に配列する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置は、図3に示すよう
な構成であった。即ち、転写すべきパターンが描かれた
マスク(レチクルを含む)1をマスクホルダ2上に保持
し、不図示の照明光学系からの光束でマスク1を照明す
る。マスク1を透過した光束は、投影光学系3を介して
感光基板4上に露光される。感光基板4は、レーザ干渉
測長器等の位置検出器6(アッベの測定条件を満足して
いる)によって2次元方向の位置が検出されるステージ
装置5上に載置され、ステージ装置5を2次元方向にス
テップアンドリピート方式で移動することによって感光
基板4上の所定位置にマスク1のパターンの像を投影す
る。尚、このステージ装置5には、ステージの移動に伴
って生じるステージの回転量を検出する差動干渉計7等
の回転量検出器が設けられている。実際の露光の際に
は、マスク1と感光基板4とは相対的に位置合わせされ
ている必要がある。このため、アライメント制御部R
A,信号検出器RA1x,RA1y,マスクホルダ駆動
部RA2x,RA2y等で構成されるアライメント装置
で投影光学系の光軸AXに対してマスク1を位置決め
し、また同様に感光基板用のアライメント装置で光軸A
Xに対して感光基板4を位置決めする。上記の構成にお
いて感光基板上に大面積の素子を形成するには、感光基
板上で隣合うパターン像をつなぎ合わせて露光するほ
か、これらのパターンを複数層に渡って重ね合わせて露
光することを行っていた。
な構成であった。即ち、転写すべきパターンが描かれた
マスク(レチクルを含む)1をマスクホルダ2上に保持
し、不図示の照明光学系からの光束でマスク1を照明す
る。マスク1を透過した光束は、投影光学系3を介して
感光基板4上に露光される。感光基板4は、レーザ干渉
測長器等の位置検出器6(アッベの測定条件を満足して
いる)によって2次元方向の位置が検出されるステージ
装置5上に載置され、ステージ装置5を2次元方向にス
テップアンドリピート方式で移動することによって感光
基板4上の所定位置にマスク1のパターンの像を投影す
る。尚、このステージ装置5には、ステージの移動に伴
って生じるステージの回転量を検出する差動干渉計7等
の回転量検出器が設けられている。実際の露光の際に
は、マスク1と感光基板4とは相対的に位置合わせされ
ている必要がある。このため、アライメント制御部R
A,信号検出器RA1x,RA1y,マスクホルダ駆動
部RA2x,RA2y等で構成されるアライメント装置
で投影光学系の光軸AXに対してマスク1を位置決め
し、また同様に感光基板用のアライメント装置で光軸A
Xに対して感光基板4を位置決めする。上記の構成にお
いて感光基板上に大面積の素子を形成するには、感光基
板上で隣合うパターン像をつなぎ合わせて露光するほ
か、これらのパターンを複数層に渡って重ね合わせて露
光することを行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、マスクを位置決めしたままステージ装置を
逐次駆動してその都度感光基板を投影光学系の光軸に対
して位置決めし、感光基板上の所定位置にマスクのパタ
ーンの像の露光を行う。しかしながら、ステージを停止
(感光基板を位置決め)させた時と暫く時間を経た時と
では、ステージの2次元方向の位置については干渉計を
使用してサーボ制御しているため変化しないが、回転方
向にずれを生じることがある。即ち、露光中に感光基板
が回転することになり、パターン像が不鮮明に転写され
ることになる。また、ステージの駆動機構の精度によっ
て、回転方向の誤差がステージの位置によって変化す
る。そのため、マスクと感光基板との位置関係が変化
し、例えば図4に示すように、ステージの移動によって
ステージが回転量Δθ変化するとすると、感光基板4上
のパターン像P1に対して隣合うパターン像P2の配列
がずれて理想的な配列格子とならず、パターン像の重ね
合わせやつなぎ合わせにずれを生じるという問題点があ
った。本発明は上記問題点に鑑み、ステージの回転方向
のずれ、及び誤差(まとめて回転量)の影響を考慮し
て、感光基板上に形成されるパターン像の重ね合わせ精
度やつなぎ合わせ精度を改善することを目的としてい
る。
においては、マスクを位置決めしたままステージ装置を
逐次駆動してその都度感光基板を投影光学系の光軸に対
して位置決めし、感光基板上の所定位置にマスクのパタ
ーンの像の露光を行う。しかしながら、ステージを停止
(感光基板を位置決め)させた時と暫く時間を経た時と
では、ステージの2次元方向の位置については干渉計を
使用してサーボ制御しているため変化しないが、回転方
向にずれを生じることがある。即ち、露光中に感光基板
が回転することになり、パターン像が不鮮明に転写され
ることになる。また、ステージの駆動機構の精度によっ
て、回転方向の誤差がステージの位置によって変化す
る。そのため、マスクと感光基板との位置関係が変化
し、例えば図4に示すように、ステージの移動によって
ステージが回転量Δθ変化するとすると、感光基板4上
のパターン像P1に対して隣合うパターン像P2の配列
がずれて理想的な配列格子とならず、パターン像の重ね
合わせやつなぎ合わせにずれを生じるという問題点があ
った。本発明は上記問題点に鑑み、ステージの回転方向
のずれ、及び誤差(まとめて回転量)の影響を考慮し
て、感光基板上に形成されるパターン像の重ね合わせ精
度やつなぎ合わせ精度を改善することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明で
は、露光すべきパターンが形成されたマスク(1)の像
を感光基板(4)上に投影する投影光学系(3)と、投
影光学系の光軸(AX)に対するマスクの位置を検出す
る位置検出手段(RA,RA1x,RA1y)と、マス
クを保持するとともに光軸に対して位置決めするマスク
ホルダ(2)と、感光基板を載置して投影光学系の像面
内を2次元方向に移動可能なステージ(5)と、ステー
ジの光軸に対する回転量を検出する回転量検出手段
(7)とを備えた投影露光装置において、マスクホルダ
(2)を光軸(AX)を中心として回転するホルダ回転
手段と(8)、回転量検出手段によって検出された回転
量と位置検出手段(RA,RA1x,RA1y)による
検出結果とに基づいてホルダ回転手段(8)を駆動する
制御手段(9)とを備えることとした。
は、露光すべきパターンが形成されたマスク(1)の像
を感光基板(4)上に投影する投影光学系(3)と、投
影光学系の光軸(AX)に対するマスクの位置を検出す
る位置検出手段(RA,RA1x,RA1y)と、マス
クを保持するとともに光軸に対して位置決めするマスク
ホルダ(2)と、感光基板を載置して投影光学系の像面
内を2次元方向に移動可能なステージ(5)と、ステー
ジの光軸に対する回転量を検出する回転量検出手段
(7)とを備えた投影露光装置において、マスクホルダ
(2)を光軸(AX)を中心として回転するホルダ回転
手段と(8)、回転量検出手段によって検出された回転
量と位置検出手段(RA,RA1x,RA1y)による
検出結果とに基づいてホルダ回転手段(8)を駆動する
制御手段(9)とを備えることとした。
【0005】
【作用】本発明では、感光基板を載置しているステージ
の回転量Δθを計測し、これに基づいて予め光軸に対し
て位置決めされたマスクを回転量Δθだけ回転すること
としたため、マスクと感光基板との位置関係を常に一定
に保持することができる。
の回転量Δθを計測し、これに基づいて予め光軸に対し
て位置決めされたマスクを回転量Δθだけ回転すること
としたため、マスクと感光基板との位置関係を常に一定
に保持することができる。
【0006】
【実施例】図1は、本発明の実施例による投影露光装置
の概略的な構成を示す図である。基本的な構成は図3に
示す従来の装置と同様であり、従来の装置の構成に加え
てマスクホルダ2を光軸AXを中心として回転させるモ
ータ8等のホルダ回転装置と、モータ8の駆動を制御す
る制御部9とを備えている。
の概略的な構成を示す図である。基本的な構成は図3に
示す従来の装置と同様であり、従来の装置の構成に加え
てマスクホルダ2を光軸AXを中心として回転させるモ
ータ8等のホルダ回転装置と、モータ8の駆動を制御す
る制御部9とを備えている。
【0007】上記の構成において、差動干渉計7によっ
て計測されたステージ5の回転量Δθに関する信号S
1、及びアライメント装置の位置検出器RA1x,RA
1y等で検出されたマスクの位置に関する信号S2が制
御部9に入力する。制御部9は、信号S1と信号S2と
に基づいてマスクホルダ2を回転すべき量を求め、駆動
信号S3を出力してモータ8を駆動する。この点につい
て以下に詳述する。
て計測されたステージ5の回転量Δθに関する信号S
1、及びアライメント装置の位置検出器RA1x,RA
1y等で検出されたマスクの位置に関する信号S2が制
御部9に入力する。制御部9は、信号S1と信号S2と
に基づいてマスクホルダ2を回転すべき量を求め、駆動
信号S3を出力してモータ8を駆動する。この点につい
て以下に詳述する。
【0008】先ず、ステージ5をその移動ストロークの
中心位置に配置した状態でマスク1と感光基板4とを位
置合わせする。このときの差動干渉計7で計測される値
θ0(望ましくは、複数回計測した平均値)を基準とし
て記憶する。次にステージ5を例えばステップアンドリ
ピート露光する際のステージの初期位置に配置し、この
位置において制御部9は、差動干渉計7によって計測さ
れるステージ5の回転量から、基準θ0 に対する回転量
Δθ1 を求める。そして、マスク1を位置決めした位置
(アライメント位置)から回転量Δθ1 だけ、モータ8
を駆動してマスクホルダ2を回転する。ステージ5を初
期位置から所定量移動した場合は、同様に差動干渉計7
によって基準θ0 に対する回転量Δθ2 を求め、マスク
1のアライメント位置から回転量Δθ2 だけマスクホル
ダ2を回転する。尚、上記の実施例ではマスクホルダ駆
動部RA2yとモータ8とを別々に設ける構成とした
が、モータ8をホルダ駆動部RA2yの代わりに使用す
る構成としても構わない。
中心位置に配置した状態でマスク1と感光基板4とを位
置合わせする。このときの差動干渉計7で計測される値
θ0(望ましくは、複数回計測した平均値)を基準とし
て記憶する。次にステージ5を例えばステップアンドリ
ピート露光する際のステージの初期位置に配置し、この
位置において制御部9は、差動干渉計7によって計測さ
れるステージ5の回転量から、基準θ0 に対する回転量
Δθ1 を求める。そして、マスク1を位置決めした位置
(アライメント位置)から回転量Δθ1 だけ、モータ8
を駆動してマスクホルダ2を回転する。ステージ5を初
期位置から所定量移動した場合は、同様に差動干渉計7
によって基準θ0 に対する回転量Δθ2 を求め、マスク
1のアライメント位置から回転量Δθ2 だけマスクホル
ダ2を回転する。尚、上記の実施例ではマスクホルダ駆
動部RA2yとモータ8とを別々に設ける構成とした
が、モータ8をホルダ駆動部RA2yの代わりに使用す
る構成としても構わない。
【0009】ところで、上述のステージの回転量の計測
とマスクの回転は、露光装置が露光動作を実行している
間、常時行われることが望ましい。これは前述のとお
り、ステージを位置決めした後にステージが回転するこ
との影響をなくすためである。即ち、ステージを移動し
て位置決めした直後にマスクを回転するとともに、ステ
ージを位置決めして露光動作中にも同様にステージの回
転量を計測してマスクを回転するという常時サーボを行
う構成とする。
とマスクの回転は、露光装置が露光動作を実行している
間、常時行われることが望ましい。これは前述のとお
り、ステージを位置決めした後にステージが回転するこ
との影響をなくすためである。即ち、ステージを移動し
て位置決めした直後にマスクを回転するとともに、ステ
ージを位置決めして露光動作中にも同様にステージの回
転量を計測してマスクを回転するという常時サーボを行
う構成とする。
【0010】次に、制御部9での信号の処理について説
明する。一般的にマスクのアライメント装置は、マスク
上のアライメントマークに光束を照射し、マークから得
られる光情報を光電検出してアライメント信号を得てい
る。そしてアライメント制御部RAで、例えば図2に示
すようにこのアライメント信号の出力が零の位置でマス
クがアライメント位置にあると判断するように設定して
あれば、差動干渉計7で計測された回転量Δθをアライ
メント信号の出力の単位に変換してΔθ′とする。この
変換した回転量Δθ′を制御部RAのアライメント信号
に補正値として加算し、この補正された信号が零となる
位置を補正したアライメント位置としてマスクホルダ2
を回転する。
明する。一般的にマスクのアライメント装置は、マスク
上のアライメントマークに光束を照射し、マークから得
られる光情報を光電検出してアライメント信号を得てい
る。そしてアライメント制御部RAで、例えば図2に示
すようにこのアライメント信号の出力が零の位置でマス
クがアライメント位置にあると判断するように設定して
あれば、差動干渉計7で計測された回転量Δθをアライ
メント信号の出力の単位に変換してΔθ′とする。この
変換した回転量Δθ′を制御部RAのアライメント信号
に補正値として加算し、この補正された信号が零となる
位置を補正したアライメント位置としてマスクホルダ2
を回転する。
【0011】また、マスクを位置決めする制御系(制御
部RA)におけるアライメント信号そのものに、回転量
Δθに見合った電気信号を回路上で加算することによっ
て、このアライメント信号に基づいてマスクを位置決め
するようにホルダを回転するようにしてもよい。その
他、アライメントマークから光情報を得るためにマーク
に光束を照射する際に、この光束の光路を回転量Δθに
相当する量だけシフトするようにしてもよい。
部RA)におけるアライメント信号そのものに、回転量
Δθに見合った電気信号を回路上で加算することによっ
て、このアライメント信号に基づいてマスクを位置決め
するようにホルダを回転するようにしてもよい。その
他、アライメントマークから光情報を得るためにマーク
に光束を照射する際に、この光束の光路を回転量Δθに
相当する量だけシフトするようにしてもよい。
【0012】以上の方式が考えられるが、これらは全て
ステージで発生する回転量Δθに基づいてマスクの位置
決め目標位置を修正していくことにより、ステージとマ
スクとの位置関係を常に一定に保つものである。制御の
方法としては、マスクの位置決めを行っている期間、数
ミリ秒間隔でアライメント信号を読み込むのと同時に回
転量Δθに応じた補正値を加え、常時制御する。
ステージで発生する回転量Δθに基づいてマスクの位置
決め目標位置を修正していくことにより、ステージとマ
スクとの位置関係を常に一定に保つものである。制御の
方法としては、マスクの位置決めを行っている期間、数
ミリ秒間隔でアライメント信号を読み込むのと同時に回
転量Δθに応じた補正値を加え、常時制御する。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ステージ
の移動による回転量Δθを計測し、感光基板上に理想的
な配列となるようにマスクをΔθだけ回転することによ
り、ステージ移動の直交座標系におけるステージの位置
の違いによる回転量Δθに影響されることなく、理想的
なパターン像の配列座標を形成することができる。即
ち、理想的な配列にパターンを焼き付けることが可能と
なるり、隣合ったパターン同士のつなぎ合わせ精度が向
上する。
の移動による回転量Δθを計測し、感光基板上に理想的
な配列となるようにマスクをΔθだけ回転することによ
り、ステージ移動の直交座標系におけるステージの位置
の違いによる回転量Δθに影響されることなく、理想的
なパターン像の配列座標を形成することができる。即
ち、理想的な配列にパターンを焼き付けることが可能と
なるり、隣合ったパターン同士のつなぎ合わせ精度が向
上する。
【0014】また、上記のように配列されたパターンに
対して異なる装置で重ね合わせ露光を行う場合にも、ス
テージの回転量Δθをマスク側で補正することにより重
ね合わせ時に生じる誤差を極小にすることが可能とな
る。さらに重ね合わせ精度についても投影光学系の投影
像の中心部だけでなく、周辺部においても回転方向の誤
差が極小となるため、パターン像全体として良好な精度
を得ることができる。
対して異なる装置で重ね合わせ露光を行う場合にも、ス
テージの回転量Δθをマスク側で補正することにより重
ね合わせ時に生じる誤差を極小にすることが可能とな
る。さらに重ね合わせ精度についても投影光学系の投影
像の中心部だけでなく、周辺部においても回転方向の誤
差が極小となるため、パターン像全体として良好な精度
を得ることができる。
【0015】さらに、常時、ステージの回転量Δθを算
出し、マスクを補正しているため、ステージの停止位置
での回転方向のドリフトについても補正することが可能
で長時間露光を行った場合にも鮮明なパターンを得るこ
とができる。
出し、マスクを補正しているため、ステージの停止位置
での回転方向のドリフトについても補正することが可能
で長時間露光を行った場合にも鮮明なパターンを得るこ
とができる。
【図1】本発明の実施例による投影露光装置の概略的な
構成を示す図
構成を示す図
【図2】本発明の実施例による投影露光装置の制御部の
信号の処理の方法を示す図
信号の処理の方法を示す図
【図3】従来の技術による投影露光装置の概略的な構成
を示す図
を示す図
【図4】従来の記述による投影露光装置による露光した
パターン像の例を示す図
パターン像の例を示す図
7 差動干渉計 8 モータ 9 制御部 RA アライメント制御部 RA1x,RA1y 位置検出器
Claims (2)
- 【請求項1】 露光すべきパターンが形成されたマスク
の像を感光基板上に投影する投影光学系と、該投影光学
系の光軸に対する前記マスクの位置を検出する位置検出
手段と、前記マスクを保持するとともに前記光軸に対し
て位置決めするマスクホルダと、前記感光基板を載置し
て前記投影光学系の像面内を2次元方向に移動可能なス
テージと、該ステージの前記光軸に対する回転量を検出
する回転量検出手段とを備えた投影露光装置において、 前記マスクホルダを前記光軸を中心として回転するホル
ダ回転手段と、 前記回転量検出手段によって検出された回転量と前記位
置検出手段による検出結果とに基づいて前記ホルダ回転
手段を駆動する制御手段とを備えたことを特徴とする投
影露光装置。 - 【請求項2】 前記位置検出手段は、少なくとも前記パ
ターンの投影中、連続的に前記マスクの位置を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4244675A JPH0697041A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4244675A JPH0697041A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 投影露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697041A true JPH0697041A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17122279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4244675A Pending JPH0697041A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0697041A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006203113A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Nikon Corp | ステージ装置、ステージ制御方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 |
US9690200B2 (en) | 2014-10-07 | 2017-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical apparatus and manufacturing method using the same |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244675A patent/JPH0697041A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006203113A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Nikon Corp | ステージ装置、ステージ制御方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 |
US9690200B2 (en) | 2014-10-07 | 2017-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical apparatus and manufacturing method using the same |
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