JPH07220998A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH07220998A JPH07220998A JP1166694A JP1166694A JPH07220998A JP H07220998 A JPH07220998 A JP H07220998A JP 1166694 A JP1166694 A JP 1166694A JP 1166694 A JP1166694 A JP 1166694A JP H07220998 A JPH07220998 A JP H07220998A
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- reticle
- wafer
- 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
- G03F7/70716—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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レチクルのパターンをウエハ上の各ショット
領域に転写露光する露光装置において、露光工程のスル
ープットを向上する。 【構成】 補正動作判定手段１９で設定された目標位置
とウエハ干渉計１４Ｘで計測された座標との位置誤差を
小さくするように、ウエハステージ駆動手段１８が駆動
モータ１２Ｘを介してウエハ側Ｘステージ１０Ｘを駆動
する。これと並行して、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位
置誤差を相殺するように、レチクルステージ駆動手段２
３が駆動モータ５Ｘを介してレチクル側Ｘステージ３Ｘ
を駆動する。レチクル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差が小
さくなった時点で露光を開始する。
領域に転写露光する露光装置において、露光工程のスル
ープットを向上する。 【構成】 補正動作判定手段１９で設定された目標位置
とウエハ干渉計１４Ｘで計測された座標との位置誤差を
小さくするように、ウエハステージ駆動手段１８が駆動
モータ１２Ｘを介してウエハ側Ｘステージ１０Ｘを駆動
する。これと並行して、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位
置誤差を相殺するように、レチクルステージ駆動手段２
３が駆動モータ５Ｘを介してレチクル側Ｘステージ３Ｘ
を駆動する。レチクル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差が小
さくなった時点で露光を開始する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＬＳＩ等の半導
体素子、又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程
で製造する際に、マスクパターンを逐次感光基板上の各
ショット領域に転写露光するための露光工程で使用して
好適な露光装置に関する。
体素子、又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程
で製造する際に、マスクパターンを逐次感光基板上の各
ショット領域に転写露光するための露光工程で使用して
好適な露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、フォトマスク又はレチクル
（以下、代表的に「レチクル」を使用する）のパターン
を感光材が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）
上に転写するため露光装置として、ウエハの各ショット
領域を順次投影光学系の露光フィールド内に移動させ
て、各ショット領域に順次レチクルのパターン像を一括
露光するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型
露光装置（ステッパ）が多用されている。斯かるステッ
パ等の露光装置は、レチクルを保持するレチクルステー
ジ、ウエハを２次元平面内で位置決めするウエハステー
ジ、このウエハステージの移動座標を計測するウエハ側
レーザ干渉計、及びこのレーザ干渉計の計測値に基づい
てウエハステージを駆動するウエハステージ駆動系等か
ら構成されている。
（以下、代表的に「レチクル」を使用する）のパターン
を感光材が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）
上に転写するため露光装置として、ウエハの各ショット
領域を順次投影光学系の露光フィールド内に移動させ
て、各ショット領域に順次レチクルのパターン像を一括
露光するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型
露光装置（ステッパ）が多用されている。斯かるステッ
パ等の露光装置は、レチクルを保持するレチクルステー
ジ、ウエハを２次元平面内で位置決めするウエハステー
ジ、このウエハステージの移動座標を計測するウエハ側
レーザ干渉計、及びこのレーザ干渉計の計測値に基づい
てウエハステージを駆動するウエハステージ駆動系等か
ら構成されている。
【０００３】さて、一般に半導体素子は、ウエハ上に多
数層の回路パターンを重ねて露光することにより形成さ
れるため、露光装置においては、ウエハ上の各ショット
領域に既に形成されている回路パターンとこれから露光
するレチクルのパターンとを正確に重ね合わせて、レチ
クルのパターンを露光する必要がある。そのため、従来
の露光装置では、予め例えばレチクルをウエハステージ
上の基準マークに関して位置合わせして固定し、その基
準マークとウエハとの位置関係を計測した後、ウエハ側
レーザ干渉計の計測値に基づいて、ウエハステージをス
テッピング駆動して、ウエハの各ショット領域を順次露
光位置に位置決めしていた。この場合、各ショット領域
をそれぞれ露光位置に位置決めするため、ウエハステー
ジの座標位置をそれら各ショット領域毎に定まる目標座
標に追い込み、ウエハステージの座標位置と目標座標と
の差分が所定時間以上継続して、所定の許容範囲内に収
まっていたときに、露光光源のシャッタを開ける等して
露光を開始していた。
数層の回路パターンを重ねて露光することにより形成さ
れるため、露光装置においては、ウエハ上の各ショット
領域に既に形成されている回路パターンとこれから露光
するレチクルのパターンとを正確に重ね合わせて、レチ
クルのパターンを露光する必要がある。そのため、従来
の露光装置では、予め例えばレチクルをウエハステージ
上の基準マークに関して位置合わせして固定し、その基
準マークとウエハとの位置関係を計測した後、ウエハ側
レーザ干渉計の計測値に基づいて、ウエハステージをス
テッピング駆動して、ウエハの各ショット領域を順次露
光位置に位置決めしていた。この場合、各ショット領域
をそれぞれ露光位置に位置決めするため、ウエハステー
ジの座標位置をそれら各ショット領域毎に定まる目標座
標に追い込み、ウエハステージの座標位置と目標座標と
の差分が所定時間以上継続して、所定の許容範囲内に収
まっていたときに、露光光源のシャッタを開ける等して
露光を開始していた。
【０００４】
【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、ウエハステージの座標位置が目標座標に対
して所定の時間以上継続して、所定の許容範囲内に収ま
ってから、即ちウエハステージの目標座標への位置決め
が完全に終了したとみなされる状態になってから露光動
作に入っていた。しかしながら、一般にウエハステージ
に要求される位置決め精度は極めて高いため、ウエハス
テージを各目標座標に設定する際の動作を、前の露光位
置から次の目標座標の近傍へ移動するステッピング動作
と、その目標座標の近傍から正確にその目標座標に位置
決めするための追い込み動作とに分けると、後者の追い
込み動作に要する時間が長いため、全体の露光時間が長
いという不都合があった。
においては、ウエハステージの座標位置が目標座標に対
して所定の時間以上継続して、所定の許容範囲内に収ま
ってから、即ちウエハステージの目標座標への位置決め
が完全に終了したとみなされる状態になってから露光動
作に入っていた。しかしながら、一般にウエハステージ
に要求される位置決め精度は極めて高いため、ウエハス
テージを各目標座標に設定する際の動作を、前の露光位
置から次の目標座標の近傍へ移動するステッピング動作
と、その目標座標の近傍から正確にその目標座標に位置
決めするための追い込み動作とに分けると、後者の追い
込み動作に要する時間が長いため、全体の露光時間が長
いという不都合があった。
【０００５】また、仮にウエハステージのステッピング
動作を高速化しても、追い込み動作に要する時間はほと
んど短縮されず、全体の露光時間はあまり短縮されない
ため、現状の制御方式では露光工程のスループットの向
上に限界がある。本発明は斯かる点に鑑み、レチクルの
パターンを基板上の各ショット領域に転写露光する露光
装置において、基板上の各ショット領域をレチクルのパ
ターンの露光位置に位置決めするのに要する時間を短縮
して、露光工程のスループットを向上することを目的と
する。
動作を高速化しても、追い込み動作に要する時間はほと
んど短縮されず、全体の露光時間はあまり短縮されない
ため、現状の制御方式では露光工程のスループットの向
上に限界がある。本発明は斯かる点に鑑み、レチクルの
パターンを基板上の各ショット領域に転写露光する露光
装置において、基板上の各ショット領域をレチクルのパ
ターンの露光位置に位置決めするのに要する時間を短縮
して、露光工程のスループットを向上することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
装置は、例えば図１及び図２に示すように、転写用のパ
ターンが形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステ
ージ（３Ｘ）と、その転写用のパターンが露光される基
板（Ｗ）を保持して２次元平面内で移動する基板ステー
ジ（１０Ｘ）とを有し、基板ステージ（１０Ｘ）を駆動
して基板（Ｗ）上の各露光領域をその転写用のパターン
の露光位置に位置決めすることにより、基板（Ｗ）上の
各露光領域にそれぞれその転写用のパターンを露光する
露光装置において、マスクステージ（３Ｘ）を基板ステ
ージ（１０Ｘ）が移動する方向に沿って移動自在に構成
し、基板ステージ（１０Ｘ）の位置を検出する基板ステ
ージ側位置検出手段（１４Ｘ）と、マスクステージ（３
Ｘ）の位置を検出するマスクステージ側位置検出手段
（７Ｘ）と、基板（Ｗ）の各露光領域を露光位置に設定
するように基板ステージ（１０Ｘ）を目標位置に駆動す
る第１の駆動手段（２７）と、基板ステージ（１０Ｘ）
の目標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）に
より計測された位置との差分である基板ステージ誤差量
を、マスクステージ（３Ｘ）の初期目標位置とマスクス
テージ側位置検出手段（７Ｘ）により計測された位置と
の差分に加算してマスクステージ（３Ｘ）の目標位置を
求め、この目標位置にマスクステージ（３Ｘ）を駆動す
る第２の駆動手段（２０，２１，２８）と、を設け、マ
スクステージ（３Ｘ）の目標位置とマスクステージ側位
置検出手段（７Ｘ）により計測された位置との差分が所
定の許容値以下になったときにその転写用のパターンを
その基板上に露光するものである。
装置は、例えば図１及び図２に示すように、転写用のパ
ターンが形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステ
ージ（３Ｘ）と、その転写用のパターンが露光される基
板（Ｗ）を保持して２次元平面内で移動する基板ステー
ジ（１０Ｘ）とを有し、基板ステージ（１０Ｘ）を駆動
して基板（Ｗ）上の各露光領域をその転写用のパターン
の露光位置に位置決めすることにより、基板（Ｗ）上の
各露光領域にそれぞれその転写用のパターンを露光する
露光装置において、マスクステージ（３Ｘ）を基板ステ
ージ（１０Ｘ）が移動する方向に沿って移動自在に構成
し、基板ステージ（１０Ｘ）の位置を検出する基板ステ
ージ側位置検出手段（１４Ｘ）と、マスクステージ（３
Ｘ）の位置を検出するマスクステージ側位置検出手段
（７Ｘ）と、基板（Ｗ）の各露光領域を露光位置に設定
するように基板ステージ（１０Ｘ）を目標位置に駆動す
る第１の駆動手段（２７）と、基板ステージ（１０Ｘ）
の目標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）に
より計測された位置との差分である基板ステージ誤差量
を、マスクステージ（３Ｘ）の初期目標位置とマスクス
テージ側位置検出手段（７Ｘ）により計測された位置と
の差分に加算してマスクステージ（３Ｘ）の目標位置を
求め、この目標位置にマスクステージ（３Ｘ）を駆動す
る第２の駆動手段（２０，２１，２８）と、を設け、マ
スクステージ（３Ｘ）の目標位置とマスクステージ側位
置検出手段（７Ｘ）により計測された位置との差分が所
定の許容値以下になったときにその転写用のパターンを
その基板上に露光するものである。
【０００７】また、本発明による第２の露光装置は、例
えば図１及び図５に示す如く、転写用のパターンが形成
されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（３Ｘ）
と、その転写用のパターンが露光される基板（Ｗ）を保
持して２次元平面内で移動する基板ステージ（１０Ｘ）
とを有し、この基板ステージを駆動して基板（Ｗ）上の
露光領域をその露光用のパターンの露光位置に位置決め
することにより、基板（Ｗ）上の各露光領域にそれぞれ
その転写用のパターンを露光する露光装置において、マ
スクステージ（３Ｘ）を基板ステージ（１０Ｘ）が移動
する方向に沿って移動自在に構成し、基板ステージ（１
０Ｘ）の位置を検出する基板ステージ側位置検出手段
（１４Ｘ）と、基板（Ｗ）の各露光領域を露光位置に設
定するように基板ステージ（１０Ｘ）を目標位置に駆動
する第１の駆動手段（２６）と、その転写用のパターン
と基板（Ｗ）上の各露光領域との位置ずれ量を検出する
アライメント手段（２６）と、このアライメント手段に
より検出される位置ずれ量を小さくするようにマスクス
テージ（３Ｘ）を駆動する第２の駆動手段（２８）と、
を設け、アライメント手段（２６）により検出される位
置ずれ量が所定の許容値以下になったときにその転写用
のパターンを基板（Ｗ）上に露光するものである。
えば図１及び図５に示す如く、転写用のパターンが形成
されたマスク（Ｒ）を保持するマスクステージ（３Ｘ）
と、その転写用のパターンが露光される基板（Ｗ）を保
持して２次元平面内で移動する基板ステージ（１０Ｘ）
とを有し、この基板ステージを駆動して基板（Ｗ）上の
露光領域をその露光用のパターンの露光位置に位置決め
することにより、基板（Ｗ）上の各露光領域にそれぞれ
その転写用のパターンを露光する露光装置において、マ
スクステージ（３Ｘ）を基板ステージ（１０Ｘ）が移動
する方向に沿って移動自在に構成し、基板ステージ（１
０Ｘ）の位置を検出する基板ステージ側位置検出手段
（１４Ｘ）と、基板（Ｗ）の各露光領域を露光位置に設
定するように基板ステージ（１０Ｘ）を目標位置に駆動
する第１の駆動手段（２６）と、その転写用のパターン
と基板（Ｗ）上の各露光領域との位置ずれ量を検出する
アライメント手段（２６）と、このアライメント手段に
より検出される位置ずれ量を小さくするようにマスクス
テージ（３Ｘ）を駆動する第２の駆動手段（２８）と、
を設け、アライメント手段（２６）により検出される位
置ずれ量が所定の許容値以下になったときにその転写用
のパターンを基板（Ｗ）上に露光するものである。
【０００８】これらの場合、基板ステージ（１０Ｘ）の
目標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）によ
り計測された位置との差分である基板ステージ誤差量が
所定の許容範囲内に入ってから、第２の駆動手段（２
８）がマスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始することが
望ましい。また、基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置と
基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により計測され
た位置との差分である基板ステージ誤差量が最初に０を
横切ってから、第２の駆動手段（２８）がマスクステー
ジ（３Ｘ）の駆動を開始するようにしてもよい。
目標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）によ
り計測された位置との差分である基板ステージ誤差量が
所定の許容範囲内に入ってから、第２の駆動手段（２
８）がマスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始することが
望ましい。また、基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置と
基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により計測され
た位置との差分である基板ステージ誤差量が最初に０を
横切ってから、第２の駆動手段（２８）がマスクステー
ジ（３Ｘ）の駆動を開始するようにしてもよい。
【０００９】
【作用】斯かる本発明の第１の露光装置によれば、基板
（Ｗ）の所定の露光領域（ショット領域）を露光位置に
設定するためには、先ず第１の駆動手段（２６）を介し
て基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置に向けてのステッ
ピング駆動を開始する。その後、基板ステージ（１０
Ｘ）の目標位置と、基板ステージ（１０Ｘ）の計測され
た位置との差分（基板ステージ誤差量）を求め、この基
板ステージ誤差量をマスクステージ（３Ｘ）の初期目標
位置に加算して得た目標位置に向けて、第２の駆動手段
（２８）を介してマスクステージ（３Ｘ）を駆動する。
そして、このマスクステージ（３Ｘ）の目標位置と計測
された位置との差分が所定の許容値以下になったとき
に、マスクパターンを基板（Ｗ）のその露光領域に露光
する。
（Ｗ）の所定の露光領域（ショット領域）を露光位置に
設定するためには、先ず第１の駆動手段（２６）を介し
て基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置に向けてのステッ
ピング駆動を開始する。その後、基板ステージ（１０
Ｘ）の目標位置と、基板ステージ（１０Ｘ）の計測され
た位置との差分（基板ステージ誤差量）を求め、この基
板ステージ誤差量をマスクステージ（３Ｘ）の初期目標
位置に加算して得た目標位置に向けて、第２の駆動手段
（２８）を介してマスクステージ（３Ｘ）を駆動する。
そして、このマスクステージ（３Ｘ）の目標位置と計測
された位置との差分が所定の許容値以下になったとき
に、マスクパターンを基板（Ｗ）のその露光領域に露光
する。
【００１０】この場合、基板ステージ（１０Ｘ）に比べ
てマスクステージ（３Ｘ）は可動距離が小さくて済み、
小型のステージが使用できるため、マスクステージ（３
Ｘ）の応答速度は基板ステージ（１０Ｘ）の応答速度よ
り容易に高くできる。更に、露光装置として投影露光装
置を使用した場合、一般に投影は縮小倍率で行われるた
め、基板ステージ（１０Ｘ）に比べてマスクステージ
（３Ｘ）側では、移動距離の分解能、及び移動位置の精
度は粗くてもよい。従って、基板（Ｗ）の各露光領域を
マスクパターンの露光位置の近傍からその露光位置に設
定する追い込み動作に要する時間が短縮され、露光工程
のスループットが向上する。
てマスクステージ（３Ｘ）は可動距離が小さくて済み、
小型のステージが使用できるため、マスクステージ（３
Ｘ）の応答速度は基板ステージ（１０Ｘ）の応答速度よ
り容易に高くできる。更に、露光装置として投影露光装
置を使用した場合、一般に投影は縮小倍率で行われるた
め、基板ステージ（１０Ｘ）に比べてマスクステージ
（３Ｘ）側では、移動距離の分解能、及び移動位置の精
度は粗くてもよい。従って、基板（Ｗ）の各露光領域を
マスクパターンの露光位置の近傍からその露光位置に設
定する追い込み動作に要する時間が短縮され、露光工程
のスループットが向上する。
【００１１】この場合、基板ステージ（１０Ｘ）の目標
位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により計
測された位置との差分（基板ステージ誤差量）が大きい
ときに、マスクステージ（３Ｘ）を駆動すると、マスク
ステージ（３Ｘ）を高速且つ広範囲に駆動する必要が生
じ、マスクステージ（３Ｘ）の構成が複雑化し、且つ制
御方式が複雑化する。また、制御方式によっては、却っ
て位置合わせに要する時間が長くなる恐れもある。そこ
で、その基板ステージ誤差量が所定の許容範囲内に入っ
てから、マスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始すること
により、マスクステージ（３Ｘ）の構成が簡易化し、制
御方式が単純化できる。更に、露光工程のスループット
が向上する場合もあり得る。
位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により計
測された位置との差分（基板ステージ誤差量）が大きい
ときに、マスクステージ（３Ｘ）を駆動すると、マスク
ステージ（３Ｘ）を高速且つ広範囲に駆動する必要が生
じ、マスクステージ（３Ｘ）の構成が複雑化し、且つ制
御方式が複雑化する。また、制御方式によっては、却っ
て位置合わせに要する時間が長くなる恐れもある。そこ
で、その基板ステージ誤差量が所定の許容範囲内に入っ
てから、マスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始すること
により、マスクステージ（３Ｘ）の構成が簡易化し、制
御方式が単純化できる。更に、露光工程のスループット
が向上する場合もあり得る。
【００１２】また、別の制御方式として、基板ステージ
（１０Ｘ）の目標位置と基板ステージ側位置検出手段
（１４Ｘ）により計測された位置との差分である基板ス
テージ誤差量が最初に０を横切ってから、第２の駆動手
段（２８）がマスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始する
ようにした場合にも、それ以後、基板ステージ誤差量が
大きく変化しない。従って、マスクステージ（３Ｘ）の
駆動範囲を狭くでき、露光工程のスループットが向上す
る場合もあり得る。
（１０Ｘ）の目標位置と基板ステージ側位置検出手段
（１４Ｘ）により計測された位置との差分である基板ス
テージ誤差量が最初に０を横切ってから、第２の駆動手
段（２８）がマスクステージ（３Ｘ）の駆動を開始する
ようにした場合にも、それ以後、基板ステージ誤差量が
大きく変化しない。従って、マスクステージ（３Ｘ）の
駆動範囲を狭くでき、露光工程のスループットが向上す
る場合もあり得る。
【００１３】次に、第２の露光装置によれば、基板
（Ｗ）の所定の露光領域（ショット領域）を露光位置に
設定するためには、先ず第１の駆動手段（２６）を介し
て基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置に向けてのステッ
ピング駆動を開始する。その後、アライメント手段（２
６）によりマスクパターンと基板（Ｗ）上の各露光領域
（ショット領域）との位置ずれ量を求め、この位置ずれ
量をマスクステージ（３Ｘ）の小さくするように、第２
の駆動手段（２８）を介してマスクステージ（３Ｘ）を
駆動する。そして、その位置ずれ量が所定の許容値以下
になったときに、マスクパターンを基板（Ｗ）のその露
光領域に露光する。
（Ｗ）の所定の露光領域（ショット領域）を露光位置に
設定するためには、先ず第１の駆動手段（２６）を介し
て基板ステージ（１０Ｘ）の目標位置に向けてのステッ
ピング駆動を開始する。その後、アライメント手段（２
６）によりマスクパターンと基板（Ｗ）上の各露光領域
（ショット領域）との位置ずれ量を求め、この位置ずれ
量をマスクステージ（３Ｘ）の小さくするように、第２
の駆動手段（２８）を介してマスクステージ（３Ｘ）を
駆動する。そして、その位置ずれ量が所定の許容値以下
になったときに、マスクパターンを基板（Ｗ）のその露
光領域に露光する。
【００１４】この場合、第１の露光装置の場合と同様
に、マスクステージ（３Ｘ）の応答速度は基板ステージ
（１０Ｘ）の応答速度より容易に高くでき、露光装置と
して投影露光装置を使用した場合、一般に基板ステージ
（１０Ｘ）に比べてマスクステージ（３Ｘ）側では、移
動距離の分解能、及び移動位置の精度は粗くてもよい。
従って、基板（Ｗ）とマスクパターンとの位置合わせを
行う際の追い込み動作に要する時間が短縮でき、露光工
程のスループットが向上する。
に、マスクステージ（３Ｘ）の応答速度は基板ステージ
（１０Ｘ）の応答速度より容易に高くでき、露光装置と
して投影露光装置を使用した場合、一般に基板ステージ
（１０Ｘ）に比べてマスクステージ（３Ｘ）側では、移
動距離の分解能、及び移動位置の精度は粗くてもよい。
従って、基板（Ｗ）とマスクパターンとの位置合わせを
行う際の追い込み動作に要する時間が短縮でき、露光工
程のスループットが向上する。
【００１５】また、この第２の露光装置においても、基
板ステージ（１０Ｘ）の目標位置と基板ステージ側位置
検出手段（１４Ｘ）により計測された位置との差分であ
る基板ステージ誤差量が所定の許容範囲内に入ってか
ら、第２の駆動手段（２８）がマスクステージ（３Ｘ）
の駆動を開始するか、又は基板ステージ（１０Ｘ）の目
標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により
計測された位置との差分である基板ステージ誤差量が最
初に０を横切ってから、第２の駆動手段（２８）がマス
クステージ（３Ｘ）の駆動を開始することにより、マス
クステージ（３Ｘ）の構成が簡易化され、制御方式が単
純化できる。更に、位置合わせが完了するまでの時間を
短縮できる場合もあり得る。
板ステージ（１０Ｘ）の目標位置と基板ステージ側位置
検出手段（１４Ｘ）により計測された位置との差分であ
る基板ステージ誤差量が所定の許容範囲内に入ってか
ら、第２の駆動手段（２８）がマスクステージ（３Ｘ）
の駆動を開始するか、又は基板ステージ（１０Ｘ）の目
標位置と基板ステージ側位置検出手段（１４Ｘ）により
計測された位置との差分である基板ステージ誤差量が最
初に０を横切ってから、第２の駆動手段（２８）がマス
クステージ（３Ｘ）の駆動を開始することにより、マス
クステージ（３Ｘ）の構成が簡易化され、制御方式が単
純化できる。更に、位置合わせが完了するまでの時間を
短縮できる場合もあり得る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明による露光装置の一実施例につ
き図１〜図４を参照して説明する。本実施例は、露光装
置としてのステッパに本発明を適用したものである。図
１は本実施例のステッパを示し、この図１において、照
明光学系１からの露光光（例えばｉ線、ＫｒＦエキシマ
レーザ光等）ＩＬが、ダイクロイックミラー２により反
射されてレチクルＲのパターン領域を照明する。ダイク
ロイックミラー２により反射された後の露光光ＩＬの光
軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面内で図
１の紙面に平行な方向、及び図１の紙面に垂直な方向に
それぞれＸ軸及びＹ軸を取る。
き図１〜図４を参照して説明する。本実施例は、露光装
置としてのステッパに本発明を適用したものである。図
１は本実施例のステッパを示し、この図１において、照
明光学系１からの露光光（例えばｉ線、ＫｒＦエキシマ
レーザ光等）ＩＬが、ダイクロイックミラー２により反
射されてレチクルＲのパターン領域を照明する。ダイク
ロイックミラー２により反射された後の露光光ＩＬの光
軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面内で図
１の紙面に平行な方向、及び図１の紙面に垂直な方向に
それぞれＸ軸及びＹ軸を取る。
【００１７】この場合、レチクルＲは、レチクル側Ｙス
テージ３Ｙ、及びレチクル側Ｘステージ３Ｘを介してレ
チクルベース４上に載置され、レチクル側Ｘステージ３
Ｘはレチクルベース４に対して駆動モータ５Ｘを介して
Ｘ方向に駆動され、レチクル側Ｙステージ３Ｙはレチク
ル側Ｘステージ３Ｘに対して不図示の駆動モータにより
Ｙ方向に駆動される。また、レチクル側Ｙステージ３Ｙ
上にＸ軸用の移動鏡６Ｘ、及び不図示のＹ軸用の移動鏡
が固定され、移動鏡６Ｘ、及び外部に設置されたＸ軸用
のレチクル側のレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉
計」という）７Ｘによりレチクル側Ｘステージ３ＸのＸ
座標ＸR が計測され、不図示のＹ軸用の移動鏡、及び不
図示のＹ軸用のレチクル干渉計によりレチクル側Ｙステ
ージ３ＹのＹ座標が計測され、計測されたＸ座標ＸR 及
びＹ座標は、装置全体の動作を制御する主制御系８に供
給される。
テージ３Ｙ、及びレチクル側Ｘステージ３Ｘを介してレ
チクルベース４上に載置され、レチクル側Ｘステージ３
Ｘはレチクルベース４に対して駆動モータ５Ｘを介して
Ｘ方向に駆動され、レチクル側Ｙステージ３Ｙはレチク
ル側Ｘステージ３Ｘに対して不図示の駆動モータにより
Ｙ方向に駆動される。また、レチクル側Ｙステージ３Ｙ
上にＸ軸用の移動鏡６Ｘ、及び不図示のＹ軸用の移動鏡
が固定され、移動鏡６Ｘ、及び外部に設置されたＸ軸用
のレチクル側のレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉
計」という）７Ｘによりレチクル側Ｘステージ３ＸのＸ
座標ＸR が計測され、不図示のＹ軸用の移動鏡、及び不
図示のＹ軸用のレチクル干渉計によりレチクル側Ｙステ
ージ３ＹのＹ座標が計測され、計測されたＸ座標ＸR 及
びＹ座標は、装置全体の動作を制御する主制御系８に供
給される。
【００１８】露光光ＩＬのもとで、レチクルＲのパター
ン像は、投影倍率β（βは例えば１／５）の投影光学系
９を介して縮小されてウエハＷ上の各ショット領域に投
影露光される。ウエハＷは、ウエハ側Ｙステージ１０
Ｙ、及びウエハ側Ｘステージ１０Ｘを介してウエハベー
ス１１上に載置され、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘはウエ
ハベース１１に対して駆動モータ１２Ｘを介してＸ方向
に駆動され、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙはウエハ側Ｘス
テージ１０Ｘに対して不図示の駆動モータによりＹ方向
に駆動される。また、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上にＸ
軸用の移動鏡１３Ｘ、及び不図示のＹ軸用の移動鏡が固
定され、移動鏡１３Ｘ、及び外部に設置されたＸ軸用の
ウエハ側のレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」とい
う）１４Ｘによりウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標Ｘ
W が計測され、不図示のＹ軸用の移動鏡、及び不図示の
Ｙ軸用のウエハ干渉計によりウエハ側Ｙステージ１０Ｙ
のＹ座標が計測され、計測されたＸ座標ＸW 及びＹ座標
は、主制御系８に供給される。
ン像は、投影倍率β（βは例えば１／５）の投影光学系
９を介して縮小されてウエハＷ上の各ショット領域に投
影露光される。ウエハＷは、ウエハ側Ｙステージ１０
Ｙ、及びウエハ側Ｘステージ１０Ｘを介してウエハベー
ス１１上に載置され、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘはウエ
ハベース１１に対して駆動モータ１２Ｘを介してＸ方向
に駆動され、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙはウエハ側Ｘス
テージ１０Ｘに対して不図示の駆動モータによりＹ方向
に駆動される。また、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上にＸ
軸用の移動鏡１３Ｘ、及び不図示のＹ軸用の移動鏡が固
定され、移動鏡１３Ｘ、及び外部に設置されたＸ軸用の
ウエハ側のレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」とい
う）１４Ｘによりウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標Ｘ
W が計測され、不図示のＹ軸用の移動鏡、及び不図示の
Ｙ軸用のウエハ干渉計によりウエハ側Ｙステージ１０Ｙ
のＹ座標が計測され、計測されたＸ座標ＸW 及びＹ座標
は、主制御系８に供給される。
【００１９】また、例えば特開平５−１１４５４４号公
報、特開平５−１５２１９０号公報に開示されているよ
うに、本実施例ではレチクルＲ上方にＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式で、且つ所謂２光束干渉方式のアラ
イメント系２６及び２７が配置されている。この２光束
干渉方式では、先ずＸ軸用のアライメント系２６から射
出された可干渉で周波数が僅かに異なる２つのレーザビ
ーム（例えば波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光）Ａ
Ｒが、ダイクロイックミラー２を透過してレチクルＲ上
のＸ軸用の回折格子状のアライメントマーク（レチクル
マーク）ＲＭＸに所定の交差角で照射され、レチクルマ
ークＲＭＸからそれら２つのレーザビームＡＲの±１次
回折光が平行（同一方向）に射出される。レチクルマー
クＲＭＸは、Ｘ方向に所定ピッチで形成された回折格子
状マークである。それら±１次回折光の干渉光、即ち所
定のビート周波数のヘテロダインビームが、ダイクロイ
ックミラー２を介してアライメント系２６内のレチクル
用受光素子により光電変換されて、Ｘ軸のレチクルマー
ク信号が得られる。
報、特開平５−１５２１９０号公報に開示されているよ
うに、本実施例ではレチクルＲ上方にＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式で、且つ所謂２光束干渉方式のアラ
イメント系２６及び２７が配置されている。この２光束
干渉方式では、先ずＸ軸用のアライメント系２６から射
出された可干渉で周波数が僅かに異なる２つのレーザビ
ーム（例えば波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光）Ａ
Ｒが、ダイクロイックミラー２を透過してレチクルＲ上
のＸ軸用の回折格子状のアライメントマーク（レチクル
マーク）ＲＭＸに所定の交差角で照射され、レチクルマ
ークＲＭＸからそれら２つのレーザビームＡＲの±１次
回折光が平行（同一方向）に射出される。レチクルマー
クＲＭＸは、Ｘ方向に所定ピッチで形成された回折格子
状マークである。それら±１次回折光の干渉光、即ち所
定のビート周波数のヘテロダインビームが、ダイクロイ
ックミラー２を介してアライメント系２６内のレチクル
用受光素子により光電変換されて、Ｘ軸のレチクルマー
ク信号が得られる。
【００２０】また、Ｘ軸用のアライメント系２６から射
出された別の可干渉で周波数が僅かに異なる２つのレー
ザビームＡＷが、ダイクロイックミラー２、及びレチク
ルＲ上の透過窓（不図示）を透過した後、投影光学系９
を介してウエハＷ上の所定のショット領域に付設された
Ｘ軸用の回折格子状のアライメントマーク（ウエハマー
ク）ＷＭＸに所定の交差角で照射され、ウエハマークＷ
ＭＸからそれら２つのレーザビームＡＷの±１次回折光
が平行に射出される。ウエハマークＷＭＸも、Ｘ方向に
所定ピッチで形成された回折格子状マークである。それ
ら±１次回折光の干渉光、即ち所定のビート周波数のヘ
テロダインビームが、投影光学系９、レチクルＲ、及び
ダイクロイックミラー２を介してアライメント系２６内
のウエハ用受光素子により光電変換されて、Ｘ軸のウエ
ハマーク信号が得られる。これらＸ軸のウエハマーク信
号とレチクルマーク信号との位相差から、ウエハマーク
ＷＭＸが属するショット領域とレチクルＲのパターン像
とのＸ方向の位置ずれ量が検出される。
出された別の可干渉で周波数が僅かに異なる２つのレー
ザビームＡＷが、ダイクロイックミラー２、及びレチク
ルＲ上の透過窓（不図示）を透過した後、投影光学系９
を介してウエハＷ上の所定のショット領域に付設された
Ｘ軸用の回折格子状のアライメントマーク（ウエハマー
ク）ＷＭＸに所定の交差角で照射され、ウエハマークＷ
ＭＸからそれら２つのレーザビームＡＷの±１次回折光
が平行に射出される。ウエハマークＷＭＸも、Ｘ方向に
所定ピッチで形成された回折格子状マークである。それ
ら±１次回折光の干渉光、即ち所定のビート周波数のヘ
テロダインビームが、投影光学系９、レチクルＲ、及び
ダイクロイックミラー２を介してアライメント系２６内
のウエハ用受光素子により光電変換されて、Ｘ軸のウエ
ハマーク信号が得られる。これらＸ軸のウエハマーク信
号とレチクルマーク信号との位相差から、ウエハマーク
ＷＭＸが属するショット領域とレチクルＲのパターン像
とのＸ方向の位置ずれ量が検出される。
【００２１】同様に、Ｙ軸用の２光束干渉方式のアライ
メント系２７により、レチクルＲ上のＹ軸用のレチクル
マークＲＭＸの位置に対応するＹ軸のレチクルマーク信
号、及びウエハＷ上の所定のショット領域に付設された
Ｙ軸のウエハマークＷＭＹの位置に対応するＹ軸のウエ
ハマーク信号が得られ、これらＹ軸のウエハマーク信号
とレチクルマーク信号との位相差から、ウエハマークＷ
ＭＹが属するショット領域とレチクルＲのパターン像と
のＹ方向の位置ずれ量が検出される。本実施例では、実
際にウエハＷ上の各ショット領域に露光する工程では、
アライメント系２６及び２７により検出された位置ずれ
量は使用せず、例えば１枚のウエハＷへの露光を行う前
に、ウエハＷ上の座標系の原点とレチクルＲ上の座標系
の原点との位置関係を所定の状態に設定するためのアラ
イメント系２６及び２７を使用する。
メント系２７により、レチクルＲ上のＹ軸用のレチクル
マークＲＭＸの位置に対応するＹ軸のレチクルマーク信
号、及びウエハＷ上の所定のショット領域に付設された
Ｙ軸のウエハマークＷＭＹの位置に対応するＹ軸のウエ
ハマーク信号が得られ、これらＹ軸のウエハマーク信号
とレチクルマーク信号との位相差から、ウエハマークＷ
ＭＹが属するショット領域とレチクルＲのパターン像と
のＹ方向の位置ずれ量が検出される。本実施例では、実
際にウエハＷ上の各ショット領域に露光する工程では、
アライメント系２６及び２７により検出された位置ずれ
量は使用せず、例えば１枚のウエハＷへの露光を行う前
に、ウエハＷ上の座標系の原点とレチクルＲ上の座標系
の原点との位置関係を所定の状態に設定するためのアラ
イメント系２６及び２７を使用する。
【００２２】なお、このようにウエハＷ上の座標系の原
点とレチクルＲ上の座標系の原点との位置関係を所定の
状態に設定するためには、アライメント系２６及び２７
の代わりに、例えばレチクルＲのウエハ側のステージの
基準位置に対する位置関係を検出するためのアライメン
ト顕微鏡、及びオフ・アクシス方式でウエハＷ上の各ウ
エハマークとそのウエハ側のステージの基準位置との位
置関係を検出するためのアライメント系（検出方式は撮
像方式、レーザ・ステップ・アライメント方式、又は２
光束干渉方式等が使用できる）を用いてもよい。
点とレチクルＲ上の座標系の原点との位置関係を所定の
状態に設定するためには、アライメント系２６及び２７
の代わりに、例えばレチクルＲのウエハ側のステージの
基準位置に対する位置関係を検出するためのアライメン
ト顕微鏡、及びオフ・アクシス方式でウエハＷ上の各ウ
エハマークとそのウエハ側のステージの基準位置との位
置関係を検出するためのアライメント系（検出方式は撮
像方式、レーザ・ステップ・アライメント方式、又は２
光束干渉方式等が使用できる）を用いてもよい。
【００２３】次に、図１の主制御系８のＸ軸に関する制
御部の構成につき説明する。主制御系８はコンピュータ
を含んで構成され、図１内の主制御系８は機能ブロック
図で表している。ウエハ干渉計１４Ｘで計測されたウエ
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が、主制御系８内の
減算手段１５の減算側入力部に供給され、目標位置設定
手段１６から減算手段１５の加算側入力部に、ウエハ側
Ｘステージ１０Ｘの目標座標ＸWA、即ちウエハＷ上のこ
れから露光するショット領域をレチクルＲのパターン像
の投影位置（露光位置）に設定するための座標が供給さ
れる。減算手段１５から出力されるウエハ側Ｘステージ
１０Ｘの位置誤差の反転値（ＸWA−ＸW)が、乗算手段１
７、ウエハステージ駆動手段１８、及び補正動作判定手
段１９に供給される。
御部の構成につき説明する。主制御系８はコンピュータ
を含んで構成され、図１内の主制御系８は機能ブロック
図で表している。ウエハ干渉計１４Ｘで計測されたウエ
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が、主制御系８内の
減算手段１５の減算側入力部に供給され、目標位置設定
手段１６から減算手段１５の加算側入力部に、ウエハ側
Ｘステージ１０Ｘの目標座標ＸWA、即ちウエハＷ上のこ
れから露光するショット領域をレチクルＲのパターン像
の投影位置（露光位置）に設定するための座標が供給さ
れる。減算手段１５から出力されるウエハ側Ｘステージ
１０Ｘの位置誤差の反転値（ＸWA−ＸW)が、乗算手段１
７、ウエハステージ駆動手段１８、及び補正動作判定手
段１９に供給される。
【００２４】ウエハステージ駆動手段１８は、ウエハ側
Ｘステージ１０Ｘの位置誤差が０になるように、増幅器
２４Ｘを介して駆動モータ１２Ｘの動作を制御する。一
方、補正動作判定手段１９は、後述のようにウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘの位置誤差が所定の値になったときにレ
チクル側Ｘステージ３Ｘの移動動作を開始させる。ま
た、乗算手段１７では、入力されたウエハ側Ｘステージ
１０Ｘの位置誤差の反転値に、投影倍率の逆数（１／
β）を乗じて得た誤差を加算手段２０の一方の入力部に
供給する。この加算手段２０の他方の入力部には、目標
位置設定手段１６からレチクル側Ｘステージ３Ｘの初期
目標座標ＸR(通常は０）が供給され、加算手段２０で算
出されたレチクル側Ｘステージ３Ｘの実際の目標位置
（＝ＸRA＋（Ｘ WA−ＸW)／β）が、減算手段２１の加算
側入力部に供給される。
Ｘステージ１０Ｘの位置誤差が０になるように、増幅器
２４Ｘを介して駆動モータ１２Ｘの動作を制御する。一
方、補正動作判定手段１９は、後述のようにウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘの位置誤差が所定の値になったときにレ
チクル側Ｘステージ３Ｘの移動動作を開始させる。ま
た、乗算手段１７では、入力されたウエハ側Ｘステージ
１０Ｘの位置誤差の反転値に、投影倍率の逆数（１／
β）を乗じて得た誤差を加算手段２０の一方の入力部に
供給する。この加算手段２０の他方の入力部には、目標
位置設定手段１６からレチクル側Ｘステージ３Ｘの初期
目標座標ＸR(通常は０）が供給され、加算手段２０で算
出されたレチクル側Ｘステージ３Ｘの実際の目標位置
（＝ＸRA＋（Ｘ WA−ＸW)／β）が、減算手段２１の加算
側入力部に供給される。
【００２５】減算手段２１の減算側入力部には、レチク
ル干渉計７Ｘにより計測されたレチクル側Ｘステージ３
ＸのＸ座標ＸR が供給され、減算手段２１で算出される
Ｘ方向の相対誤差ΔＸは次式で表される。 ΔＸ＝ＸRA＋（ＸWA−ＸW)／β−ＸR ＝−（ＸR −ＸRA）−（ＸW −ＸWA）／β （１）
ル干渉計７Ｘにより計測されたレチクル側Ｘステージ３
ＸのＸ座標ＸR が供給され、減算手段２１で算出される
Ｘ方向の相対誤差ΔＸは次式で表される。 ΔＸ＝ＸRA＋（ＸWA−ＸW)／β−ＸR ＝−（ＸR −ＸRA）−（ＸW −ＸWA）／β （１）
【００２６】この相対誤差ΔＸは、レチクルＲのパター
ンの位置と、ウエハＷ上のこれから露光されるショット
領域のレチクルＲ上に換算した位置との、Ｘ方向の位置
ずれ量に対応する。（１）式において、（ＸW −ＸWA）
／βの項の符号が負であるのは、投影光学系９による投
影像が倒立像であることによる。その相対誤差ΔＸは、
露光条件判定手段２２及びレチクルステージ駆動手段２
３に供給され、レチクルステージ駆動手段２３は、レチ
クル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差の反転値に相当する相
対誤差ΔＸが０になるように、増幅器２５Ｘを介して駆
動モータ５Ｘの動作を制御する。但し、レチクルステー
ジ駆動手段２３は、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤
差が所定の値となって、補正動作判定手段１９から位置
決め動作を開始するコマンドが発せられた時点でレチク
ル側Ｘステージ３Ｘの駆動を開始するようになってい
る。
ンの位置と、ウエハＷ上のこれから露光されるショット
領域のレチクルＲ上に換算した位置との、Ｘ方向の位置
ずれ量に対応する。（１）式において、（ＸW −ＸWA）
／βの項の符号が負であるのは、投影光学系９による投
影像が倒立像であることによる。その相対誤差ΔＸは、
露光条件判定手段２２及びレチクルステージ駆動手段２
３に供給され、レチクルステージ駆動手段２３は、レチ
クル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差の反転値に相当する相
対誤差ΔＸが０になるように、増幅器２５Ｘを介して駆
動モータ５Ｘの動作を制御する。但し、レチクルステー
ジ駆動手段２３は、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤
差が所定の値となって、補正動作判定手段１９から位置
決め動作を開始するコマンドが発せられた時点でレチク
ル側Ｘステージ３Ｘの駆動を開始するようになってい
る。
【００２７】露光条件判定手段２２では、その相対誤差
ΔＸが所定の時間連続して、所定の許容値以下であり、
且つ別途供給されるＹ方向の位置ずれ量も所定の時間連
続して、所定の許容値以下であるときに、照明光学系１
に対して、露光光ＩＬを照射するように制御信号を発生
する。これにより、レチクルＲのパターンがウエハＷ上
の当該ショット領域に露光される。具体的に、照明光学
系１が例えば水銀ランプを光源とする場合には、露光条
件判定手段２２では、照明光学系１内のシャッタの開閉
により露光のオン／オフを制御する。一方、照明光学系
１が例えばエキシマレーザ光源等のパルスレーザ光源を
光源とする場合には、露光条件判定手段２２では、照明
光学系１内のエキシマレーザ光源の発光トリガ信号の制
御により露光のオン／オフを制御する。
ΔＸが所定の時間連続して、所定の許容値以下であり、
且つ別途供給されるＹ方向の位置ずれ量も所定の時間連
続して、所定の許容値以下であるときに、照明光学系１
に対して、露光光ＩＬを照射するように制御信号を発生
する。これにより、レチクルＲのパターンがウエハＷ上
の当該ショット領域に露光される。具体的に、照明光学
系１が例えば水銀ランプを光源とする場合には、露光条
件判定手段２２では、照明光学系１内のシャッタの開閉
により露光のオン／オフを制御する。一方、照明光学系
１が例えばエキシマレーザ光源等のパルスレーザ光源を
光源とする場合には、露光条件判定手段２２では、照明
光学系１内のエキシマレーザ光源の発光トリガ信号の制
御により露光のオン／オフを制御する。
【００２８】なお、図１において、レチクル側Ｙステー
ジ３Ｙ、及びウエハ側Ｙステージ１０Ｙの制御系は、Ｘ
軸のステージの制御系と同様であるため、その説明を省
略する。また、例えばウエハ干渉計１４ＸをＹ方向に並
列に２個設け、これら２個のウエハ干渉計の計測値より
ウエハＷの回転角を検出すると共に、レチクル干渉計７
ＸをＹ方向に並列に２個設け、これら２個のレチクル干
渉計の計測値よりレチクルＲの回転角を検出してもよ
い。そして、レチクルＲの回転角とウエハＷの回転角と
の差が所定の許容値以下になるように制御を行ってもよ
い。このようにレチクルＲの回転角とウエハＷの回転角
との差を制御する場合には、Ｘ軸用のアライメント系２
６及びＹ軸用のアライメント系２７の他に、回転角検出
用のアライメント系を設ける。
ジ３Ｙ、及びウエハ側Ｙステージ１０Ｙの制御系は、Ｘ
軸のステージの制御系と同様であるため、その説明を省
略する。また、例えばウエハ干渉計１４ＸをＹ方向に並
列に２個設け、これら２個のウエハ干渉計の計測値より
ウエハＷの回転角を検出すると共に、レチクル干渉計７
ＸをＹ方向に並列に２個設け、これら２個のレチクル干
渉計の計測値よりレチクルＲの回転角を検出してもよ
い。そして、レチクルＲの回転角とウエハＷの回転角と
の差が所定の許容値以下になるように制御を行ってもよ
い。このようにレチクルＲの回転角とウエハＷの回転角
との差を制御する場合には、Ｘ軸用のアライメント系２
６及びＹ軸用のアライメント系２７の他に、回転角検出
用のアライメント系を設ける。
【００２９】また、図１では、補正動作判定手段１９か
ら位置決め動作を開始するコマンドが発せられた時点か
ら、レチクルステージ駆動手段２３が駆動モータ５Ｘの
駆動を開始して、図２に示すような２つの閉ループ系が
形成される。図１に対応する部分に同一符号を付した図
２において、ウエハステージ駆動系２８は、図１のウエ
ハステージ駆動手段１８、パワーアンプ２４Ｘ、及び駆
動モータ１２Ｘに対応し、ウエハステージ駆動系２８が
動作すると、ウエハ干渉計１４Ｘで計測されるウエハ側
Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が変化する。そして、ウ
エハステージ駆動系２８は、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘ
の目標座標ＸWAとＸ座標ＸW との差分である位置誤差を
０にするように動作する。
ら位置決め動作を開始するコマンドが発せられた時点か
ら、レチクルステージ駆動手段２３が駆動モータ５Ｘの
駆動を開始して、図２に示すような２つの閉ループ系が
形成される。図１に対応する部分に同一符号を付した図
２において、ウエハステージ駆動系２８は、図１のウエ
ハステージ駆動手段１８、パワーアンプ２４Ｘ、及び駆
動モータ１２Ｘに対応し、ウエハステージ駆動系２８が
動作すると、ウエハ干渉計１４Ｘで計測されるウエハ側
Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が変化する。そして、ウ
エハステージ駆動系２８は、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘ
の目標座標ＸWAとＸ座標ＸW との差分である位置誤差を
０にするように動作する。
【００３０】一方、図２において、レチクルステージ駆
動系２９は、図１のレチクルステージ駆動手段２３、パ
ワーアンプ２５Ｘ、及び駆動モータ５Ｘに対応し、レチ
クルステージ駆動系２９が動作すると、レチクル干渉計
７Ｘで計測されるレチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標Ｘ
R が変化する。そして、レチクルステージ駆動計２８
は、（１）式で表される相対誤差ΔＸを０にするように
動作する。
動系２９は、図１のレチクルステージ駆動手段２３、パ
ワーアンプ２５Ｘ、及び駆動モータ５Ｘに対応し、レチ
クルステージ駆動系２９が動作すると、レチクル干渉計
７Ｘで計測されるレチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標Ｘ
R が変化する。そして、レチクルステージ駆動計２８
は、（１）式で表される相対誤差ΔＸを０にするように
動作する。
【００３１】次に、本実施例での露光動作につき説明す
る。本実施例では、図１において、レチクルＲ及びウエ
ハＷはそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に２次元的に移動する
が、以下の説明では簡単のためＸ軸方向の動作のみにつ
いて説明する。先ず、照明光学系１に露光光ＩＬの照射
を中断させた状態で、不図示のレチクル用のアライメン
ト顕微鏡により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位
置に対するレチクルＲの位置関係を検出する。そして、
レチクルＲをウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位置に
対して所定の位置関係の初期露光位置に固定し、この状
態でレチクル干渉計７Ｘの計測値を０にリセットする。
これにより、レチクルＲを初期露光位置に固定したとき
のレチクル側Ｘステージ３Ｘの座標、即ち初期目標座標
ＸRAが０となる。
る。本実施例では、図１において、レチクルＲ及びウエ
ハＷはそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に２次元的に移動する
が、以下の説明では簡単のためＸ軸方向の動作のみにつ
いて説明する。先ず、照明光学系１に露光光ＩＬの照射
を中断させた状態で、不図示のレチクル用のアライメン
ト顕微鏡により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位
置に対するレチクルＲの位置関係を検出する。そして、
レチクルＲをウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位置に
対して所定の位置関係の初期露光位置に固定し、この状
態でレチクル干渉計７Ｘの計測値を０にリセットする。
これにより、レチクルＲを初期露光位置に固定したとき
のレチクル側Ｘステージ３Ｘの座標、即ち初期目標座標
ＸRAが０となる。
【００３２】次に、露光用のウエハＷをウエハ側Ｙステ
ージ１０Ｙ上にロードし、不図示のオフ・アクシス方式
のアライメント系により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上
の基準位置に対するウエハＷの位置関係を検出する。こ
れにより、レチクルＲのパターンの投影光学系９による
投影像の位置（露光位置）と、ウエハＷの各ショット領
域との位置関係が分かり、ウエハＷの各ショット領域を
その露光位置に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０
Ｘの目標座標が算出される。なお、ＴＴＲ方式のアライ
メント系２６を用いて、レチクルＲとウエハＷ上の所定
のショット領域との位置関係を直接検出し、この検出結
果を用いて、レチクルＲの初期露光位置、及びウエハＷ
上の各ショット領域を露光位置に設定するためのウエハ
側Ｘステージ１０Ｘの目標座標を算出してもよい。
ージ１０Ｙ上にロードし、不図示のオフ・アクシス方式
のアライメント系により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上
の基準位置に対するウエハＷの位置関係を検出する。こ
れにより、レチクルＲのパターンの投影光学系９による
投影像の位置（露光位置）と、ウエハＷの各ショット領
域との位置関係が分かり、ウエハＷの各ショット領域を
その露光位置に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０
Ｘの目標座標が算出される。なお、ＴＴＲ方式のアライ
メント系２６を用いて、レチクルＲとウエハＷ上の所定
のショット領域との位置関係を直接検出し、この検出結
果を用いて、レチクルＲの初期露光位置、及びウエハＷ
上の各ショット領域を露光位置に設定するためのウエハ
側Ｘステージ１０Ｘの目標座標を算出してもよい。
【００３３】次に、図１の目標位置設定手段１６が、減
算手段１５に対してウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座
標ＸWAを設定し、加算手段２０にレチクル側Ｘステージ
３Ｘの目標座標ＸRA（＝０）を設定する。その後、ウエ
ハステージ駆動手段１８が、駆動モータ１２Ｘを駆動す
ることにより、図３に示すような速度特性でウエハ側Ｘ
ステージ１０ＸをＸ方向にステッピング移動させて、ウ
エハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標を目標座標ＸWAに近づ
ける。図３において、ウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ方
向への速度ＶWXは、台形状に加減速され、ウエハ側Ｘス
テージ１０Ｘが目標座標に近づいた収束期間Ｔにおいて
波状に次第に０になる。この収束期間Ｔにおいて、最終
的な位置決めを行う追い込み動作が行われる。
算手段１５に対してウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座
標ＸWAを設定し、加算手段２０にレチクル側Ｘステージ
３Ｘの目標座標ＸRA（＝０）を設定する。その後、ウエ
ハステージ駆動手段１８が、駆動モータ１２Ｘを駆動す
ることにより、図３に示すような速度特性でウエハ側Ｘ
ステージ１０ＸをＸ方向にステッピング移動させて、ウ
エハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標を目標座標ＸWAに近づ
ける。図３において、ウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ方
向への速度ＶWXは、台形状に加減速され、ウエハ側Ｘス
テージ１０Ｘが目標座標に近づいた収束期間Ｔにおいて
波状に次第に０になる。この収束期間Ｔにおいて、最終
的な位置決めを行う追い込み動作が行われる。
【００３４】図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞ
れその収束期間Ｔにおけるウエハ側Ｘステージ１０Ｘの
Ｘ座標ＸW 、レチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標ＸR 、
及び（１）式で表される相対誤差ΔＸを示す。図４
（ａ）において、本実施例ではウエハ側Ｘステージ１０
ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して所定の間隔だ
け離れた座標ＸWBに達した時点ｔ1 で、図１の補正動作
判定手段１９がレチクルステージ駆動手段２３の動作を
開始させる。なお、レチクル側Ｘステージ３Ｘの初期位
置が０以外の値を含むＸR である場合には、補正動作判
定手段１９は、レチクル側Ｘステージ３Ｘのストローク
等に応じて、そのレチクルステージ駆動手段２３の駆動
開始のタイミングを制御する。すなわち、レチクル側Ｘ
ステージ３ＸのＸ座標がＸR であるときの可動範囲内
に、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘのずれ量｜ＸWA−ＸW|／
βが入った時点でレチクルの駆動を開始するようにすれ
ばよい。このとき、露光すべきショット領域の全体が投
影光学系９のイメージフィールド（投影視野）内に入っ
ている必要はなく、要は露光開始時点でショット全体が
イメージフィールド内に入っているようなタイミングで
レチクル駆動を開始すればよく、ショット領域の少なく
とも一部がイメージフィールド内に入っているかどうか
は特に問題でない。これにより図１は、図２の機能ブロ
ック図のように２つの閉ループ系が並列に動作し、図４
（ｂ）に示すように、レチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座
標ＸR が相対誤差ΔＸを０にするように変化するように
なる。このとき、（１）式において、レチクル側Ｘステ
ージ３Ｘの初期目標座標ＸRAを０として、相対誤差ΔＸ
を近似的に０とおくと、次式が得られる。
れその収束期間Ｔにおけるウエハ側Ｘステージ１０Ｘの
Ｘ座標ＸW 、レチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標ＸR 、
及び（１）式で表される相対誤差ΔＸを示す。図４
（ａ）において、本実施例ではウエハ側Ｘステージ１０
ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して所定の間隔だ
け離れた座標ＸWBに達した時点ｔ1 で、図１の補正動作
判定手段１９がレチクルステージ駆動手段２３の動作を
開始させる。なお、レチクル側Ｘステージ３Ｘの初期位
置が０以外の値を含むＸR である場合には、補正動作判
定手段１９は、レチクル側Ｘステージ３Ｘのストローク
等に応じて、そのレチクルステージ駆動手段２３の駆動
開始のタイミングを制御する。すなわち、レチクル側Ｘ
ステージ３ＸのＸ座標がＸR であるときの可動範囲内
に、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘのずれ量｜ＸWA−ＸW|／
βが入った時点でレチクルの駆動を開始するようにすれ
ばよい。このとき、露光すべきショット領域の全体が投
影光学系９のイメージフィールド（投影視野）内に入っ
ている必要はなく、要は露光開始時点でショット全体が
イメージフィールド内に入っているようなタイミングで
レチクル駆動を開始すればよく、ショット領域の少なく
とも一部がイメージフィールド内に入っているかどうか
は特に問題でない。これにより図１は、図２の機能ブロ
ック図のように２つの閉ループ系が並列に動作し、図４
（ｂ）に示すように、レチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座
標ＸR が相対誤差ΔＸを０にするように変化するように
なる。このとき、（１）式において、レチクル側Ｘステ
ージ３Ｘの初期目標座標ＸRAを０として、相対誤差ΔＸ
を近似的に０とおくと、次式が得られる。
【００３５】 ＸR ≒−（ＸW −ＸWA）／β （２） これは、レチクル側Ｘステージ３ＸのＸ座標ＸR は、投
影光学系９の投影倍率に依る換算係数（１／β）を除い
て、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤差（Ｘ W −
ＸWA）をほぼ反転した特性で変化することを意味する。
従って、図４（ｂ）のＸ座標ＸR も、時点ｔ1 以後は図
４（ａ）の位置誤差（ＸW −ＸWA）をほぼ反転した特性
に追従して変化している。なお、図４（ｂ）のＸ座標Ｘ
R は、便宜上投影光学系９の投影倍率βを１とした特性
を示している。
影光学系９の投影倍率に依る換算係数（１／β）を除い
て、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤差（Ｘ W −
ＸWA）をほぼ反転した特性で変化することを意味する。
従って、図４（ｂ）のＸ座標ＸR も、時点ｔ1 以後は図
４（ａ）の位置誤差（ＸW −ＸWA）をほぼ反転した特性
に追従して変化している。なお、図４（ｂ）のＸ座標Ｘ
R は、便宜上投影光学系９の投影倍率βを１とした特性
を示している。
【００３６】また、（１）式から分かるように、相対誤
差ΔＸは、図４（ａ）のウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位
置誤差（ＸW −ＸWA）のレチクル上での換算値と、図４
（ｂ）のレチクル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差ＸR(ＸRA
＝０）との差分であるため、投影倍率βを１とすると、
相対誤差ΔＸは、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）
と図４（ｂ）とを加算した特性となる。この場合、図１
においてレチクル側Ｘステージ３Ｘはウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘより軽量であり、且つ移動距離が短くて済むた
め、レチクル側Ｘステージ３Ｘの応答速度はウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘより高い。従って、相対誤差ΔＸは、図
４（ａ）のウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW より
速く収束する。
差ΔＸは、図４（ａ）のウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位
置誤差（ＸW −ＸWA）のレチクル上での換算値と、図４
（ｂ）のレチクル側Ｘステージ３Ｘの位置誤差ＸR(ＸRA
＝０）との差分であるため、投影倍率βを１とすると、
相対誤差ΔＸは、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）
と図４（ｂ）とを加算した特性となる。この場合、図１
においてレチクル側Ｘステージ３Ｘはウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘより軽量であり、且つ移動距離が短くて済むた
め、レチクル側Ｘステージ３Ｘの応答速度はウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘより高い。従って、相対誤差ΔＸは、図
４（ａ）のウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW より
速く収束する。
【００３７】この場合、図２の露光条件判定手段２２で
は、相対誤差ΔＸが所定の時間以上、０に対して所定の
幅ｃの範囲内に入っていたときに露光可能と判定する。
所定の幅ｃの一例は、例えば２層目以降の重ね合わせ露
光ではウエハに転写すべきレチクルパターンの最小線幅
等に応じて定められる重ね合わせ精度に相当し、１層目
の露光ではウエハ上に形成される回路パターンの配列精
度（要求値）に相当する。従って、図４（ｃ）に示すよ
うに、時点ｔ3 でこの条件が満たされるため、露光条件
判定手段２２は図１の照明光学系１に対して露光光ＩＬ
の照射を所定の露光時間だけ行わせる。これにより、レ
チクルＲのパターンの投影像とウエハＷの当該ショット
領域との位置ずれ量がその所定の幅ｃより小さい条件
で、即ちレチクルＲとウエハＷとの重ね合わせ誤差がほ
ぼ０の状態で露光が行われる。なお、露光中ウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘは目標位置ＸWAに収束するように駆動さ
れ、レチクル側Ｘステージ３Ｘは相対誤差ΔＸが零とな
るように駆動され続けられる。また、露光開始時点での
投影光学系９のイメージフィールド内のレチクルの位置
は目標位置からずれているが、このずれ量に応じて生じ
る投影光学系９の光学特性、例えばディストーション、
投影倍率、焦点位置、像面湾曲等の変化が無視できない
ときは、露光開始直前又は直後から、連続的又は断続的
にその光学特性を前述のずれ量に応じて変化させるとよ
く、これにより常に最良の結像状態でレチクルパターン
をウエハに転写できる。このとき、例えばずれ量と各特
性との関係をメモリに格納しておき、その関係に基づい
て各特性を制御すればよい。
は、相対誤差ΔＸが所定の時間以上、０に対して所定の
幅ｃの範囲内に入っていたときに露光可能と判定する。
所定の幅ｃの一例は、例えば２層目以降の重ね合わせ露
光ではウエハに転写すべきレチクルパターンの最小線幅
等に応じて定められる重ね合わせ精度に相当し、１層目
の露光ではウエハ上に形成される回路パターンの配列精
度（要求値）に相当する。従って、図４（ｃ）に示すよ
うに、時点ｔ3 でこの条件が満たされるため、露光条件
判定手段２２は図１の照明光学系１に対して露光光ＩＬ
の照射を所定の露光時間だけ行わせる。これにより、レ
チクルＲのパターンの投影像とウエハＷの当該ショット
領域との位置ずれ量がその所定の幅ｃより小さい条件
で、即ちレチクルＲとウエハＷとの重ね合わせ誤差がほ
ぼ０の状態で露光が行われる。なお、露光中ウエハ側Ｘ
ステージ１０Ｘは目標位置ＸWAに収束するように駆動さ
れ、レチクル側Ｘステージ３Ｘは相対誤差ΔＸが零とな
るように駆動され続けられる。また、露光開始時点での
投影光学系９のイメージフィールド内のレチクルの位置
は目標位置からずれているが、このずれ量に応じて生じ
る投影光学系９の光学特性、例えばディストーション、
投影倍率、焦点位置、像面湾曲等の変化が無視できない
ときは、露光開始直前又は直後から、連続的又は断続的
にその光学特性を前述のずれ量に応じて変化させるとよ
く、これにより常に最良の結像状態でレチクルパターン
をウエハに転写できる。このとき、例えばずれ量と各特
性との関係をメモリに格納しておき、その関係に基づい
て各特性を制御すればよい。
【００３８】なお、投影光学系９を構成する複数の光学
要素の少なくとも１つ（特にレチクルＲに近い光学素
子）を光軸方向に移動すれば、倍率や像面湾曲を変化さ
せることができ、レチクルを光軸方向に移動すればディ
ストーションを変化させることができる。また、焦点位
置は斜入射光方向のフォーカスセンサを用いて、その変
化量に応じてウエハを光軸方向に移動すればよい。ま
た、逆に光学特性の変化量が無視できる許容ずれ量を定
めておき、そのずれ量に基づいてレチクルの駆動の開始
のタイミングを決定してもよい。すなわち、相対誤差Δ
Ｘが許容ずれ量以下となった時点で、レチクルを駆動す
るようにしてもよい。
要素の少なくとも１つ（特にレチクルＲに近い光学素
子）を光軸方向に移動すれば、倍率や像面湾曲を変化さ
せることができ、レチクルを光軸方向に移動すればディ
ストーションを変化させることができる。また、焦点位
置は斜入射光方向のフォーカスセンサを用いて、その変
化量に応じてウエハを光軸方向に移動すればよい。ま
た、逆に光学特性の変化量が無視できる許容ずれ量を定
めておき、そのずれ量に基づいてレチクルの駆動の開始
のタイミングを決定してもよい。すなわち、相対誤差Δ
Ｘが許容ずれ量以下となった時点で、レチクルを駆動す
るようにしてもよい。
【００３９】これに対して、従来例のように、レチクル
側Ｘステージ３Ｘを固定した状態で、図４（ａ）におい
てウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標Ｘ
WAに対して所定の時間以上、所定の幅ｃ・βの範囲内に
入ってから露光を行うものとすると、ウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘの応答速度が低いと共に、投影倍率βは一般に
１より小さく幅ｃ・βが小さくなるため、時点ｔ3 を過
ぎても露光を行うことができない。従って、本実施例に
よれば、従来例のようにウエハ側のステージのみを駆動
する場合に比べて、レチクルＲとウエハＷとの位置決め
を行う際の追い込み動作に要する時間を短縮でき、露光
工程のスループットが向上する。
側Ｘステージ３Ｘを固定した状態で、図４（ａ）におい
てウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標Ｘ
WAに対して所定の時間以上、所定の幅ｃ・βの範囲内に
入ってから露光を行うものとすると、ウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘの応答速度が低いと共に、投影倍率βは一般に
１より小さく幅ｃ・βが小さくなるため、時点ｔ3 を過
ぎても露光を行うことができない。従って、本実施例に
よれば、従来例のようにウエハ側のステージのみを駆動
する場合に比べて、レチクルＲとウエハＷとの位置決め
を行う際の追い込み動作に要する時間を短縮でき、露光
工程のスループットが向上する。
【００４０】更に、本実施例ではウエハ側Ｘステージ１
０ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して所定の間隔
だけ離れた座標ＸWBに達した時点ｔ1 で、図１のレチク
ルステージ駆動手段２３の動作を開始させているため、
レチクル側Ｘステージ３Ｘの移動範囲が狭くでき、レチ
クル側Ｘステージ３Ｘの構成が簡単であり、且つ制御が
容易である。また、本実施例では、ウエハ干渉計１４Ｘ
及びレチクル干渉計７Ｘの計測値を用いてＸ方向の位置
合わせを行っているため、特に応答速度が速い利点があ
る。
０ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して所定の間隔
だけ離れた座標ＸWBに達した時点ｔ1 で、図１のレチク
ルステージ駆動手段２３の動作を開始させているため、
レチクル側Ｘステージ３Ｘの移動範囲が狭くでき、レチ
クル側Ｘステージ３Ｘの構成が簡単であり、且つ制御が
容易である。また、本実施例では、ウエハ干渉計１４Ｘ
及びレチクル干渉計７Ｘの計測値を用いてＸ方向の位置
合わせを行っているため、特に応答速度が速い利点があ
る。
【００４１】但し、レチクル側Ｘステージ３Ｘの位置決
め精度を、従来例のウエハ側Ｘステージ１０Ｘで要求さ
れる位置決め精度と同程度にしてもよく、これによりレ
チクルＲとウエハＷとの重ね合わせ精度を従来例よりも
高くすることができる。なお、ウエハ側Ｘステージ１０
Ｘのみを駆動して位置決めを行う場合に要求される位置
決め精度に対して、本実施例においてレチクル側Ｘステ
ージ３Ｘに要求される位置決め精度を１／β倍（例えば
５倍）にした場合には、レチクル側Ｘステージ３Ｘの制
御系は比較的簡単に、且つ低コストに構成できる。更
に、本実施例ではウエハ側Ｘステージ１０Ｘは粗く位置
決めされるだけでもよいため、ウエハ側Ｘステージ１０
Ｘとして簡単な低コストの構成を採用できる。
め精度を、従来例のウエハ側Ｘステージ１０Ｘで要求さ
れる位置決め精度と同程度にしてもよく、これによりレ
チクルＲとウエハＷとの重ね合わせ精度を従来例よりも
高くすることができる。なお、ウエハ側Ｘステージ１０
Ｘのみを駆動して位置決めを行う場合に要求される位置
決め精度に対して、本実施例においてレチクル側Ｘステ
ージ３Ｘに要求される位置決め精度を１／β倍（例えば
５倍）にした場合には、レチクル側Ｘステージ３Ｘの制
御系は比較的簡単に、且つ低コストに構成できる。更
に、本実施例ではウエハ側Ｘステージ１０Ｘは粗く位置
決めされるだけでもよいため、ウエハ側Ｘステージ１０
Ｘとして簡単な低コストの構成を採用できる。
【００４２】また、本実施例においては、露光を開始し
た時点ｔ3 以後にも、図２のウエハステージ駆動系２８
及びレチクルステージ駆動系２９にそれぞれ位置決め動
作を継続して行わせている。これにより、仮に外乱によ
り装置全体が揺動して、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘが位
置ずれを起こしたような場合でも、高い応答速度のレチ
クル側Ｘステージ３Ｘが追従してその位置ずれを相殺す
ることにより、レチクルＲとウエハＷとの重ね合わせ精
度を高精度に維持できる。但し、本実施例では、１層目
のレチクルパターンをウエハ上に転写する際にも、露光
工程のスループットを向上させることができる。
た時点ｔ3 以後にも、図２のウエハステージ駆動系２８
及びレチクルステージ駆動系２９にそれぞれ位置決め動
作を継続して行わせている。これにより、仮に外乱によ
り装置全体が揺動して、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘが位
置ずれを起こしたような場合でも、高い応答速度のレチ
クル側Ｘステージ３Ｘが追従してその位置ずれを相殺す
ることにより、レチクルＲとウエハＷとの重ね合わせ精
度を高精度に維持できる。但し、本実施例では、１層目
のレチクルパターンをウエハ上に転写する際にも、露光
工程のスループットを向上させることができる。
【００４３】また、図４においては、ウエハ側Ｘステー
ジ１０ＸのＸ座標ＸW が座標ＸWB以下になった時点ｔ1
からレチクル側Ｘステージ３Ｘの駆動を開始している
が、ウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標
ＸWAを最初に横切る時点ｔ2 からレチクル側Ｘステージ
３Ｘの駆動を開始してもよい。これにより、レチクル側
Ｘステージ３Ｘの移動範囲をより小さくすることができ
る場合があり、従って、露光までの時間を短縮できる場
合がある。
ジ１０ＸのＸ座標ＸW が座標ＸWB以下になった時点ｔ1
からレチクル側Ｘステージ３Ｘの駆動を開始している
が、ウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標
ＸWAを最初に横切る時点ｔ2 からレチクル側Ｘステージ
３Ｘの駆動を開始してもよい。これにより、レチクル側
Ｘステージ３Ｘの移動範囲をより小さくすることができ
る場合があり、従って、露光までの時間を短縮できる場
合がある。
【００４４】また、レチクル干渉計７Ｘの代わりに例え
ばレチクルＲ上のマークを検出するマーク検出系を用い
るようにしてもよい。ただし、ウエハステージ上の基準
マークを用いてそのマーク検出系の検出基準位置をウエ
ハステージ上の座標（Ｘ，Ｙ）の座標値として求めてお
く必要がある。この場合、マーク検出系の検出基準位置
を前記レチクルの目標位置として、上述実施例と同様に
マーク検出系の検出信号に基づいてレチクルステージを
駆動すればよい。また、この場合にはマーク検出系のマ
ーク検出可能範囲にレチクル上のマークが入った時点で
レチクル駆動を開始するようにすればよいが、例えば検
出可能範囲内にマークが入っていなくてもレチクル干渉
計７Ｘの出力を用いてレチクル駆動を開始してもよく、
この場合にはレチクル駆動開始後検出可能範囲内にマー
クが入った時点で、減算手段２１に入力する信号をレチ
クル干渉計７Ｘの出力からマーク検出系の出力へと切り
換えるようにすればよい。
ばレチクルＲ上のマークを検出するマーク検出系を用い
るようにしてもよい。ただし、ウエハステージ上の基準
マークを用いてそのマーク検出系の検出基準位置をウエ
ハステージ上の座標（Ｘ，Ｙ）の座標値として求めてお
く必要がある。この場合、マーク検出系の検出基準位置
を前記レチクルの目標位置として、上述実施例と同様に
マーク検出系の検出信号に基づいてレチクルステージを
駆動すればよい。また、この場合にはマーク検出系のマ
ーク検出可能範囲にレチクル上のマークが入った時点で
レチクル駆動を開始するようにすればよいが、例えば検
出可能範囲内にマークが入っていなくてもレチクル干渉
計７Ｘの出力を用いてレチクル駆動を開始してもよく、
この場合にはレチクル駆動開始後検出可能範囲内にマー
クが入った時点で、減算手段２１に入力する信号をレチ
クル干渉計７Ｘの出力からマーク検出系の出力へと切り
換えるようにすればよい。
【００４５】次に、本発明の他の実施例につき図５及び
図６を参照して説明する。本実施例で使用するステッパ
はほぼ図１の構成であるが、本実施例ではレチクル側Ｘ
ステージ３Ｘの位置決めを行うのに、レチクル干渉計７
Ｘの計測値ではなくＴＴＲ方式のアライメント系２６の
計測値を用いる点が異なっている。即ち、本実施例で
は、Ｘ軸方向の位置決めに関してレチクル側Ｘステージ
３Ｘの駆動を開始すると、図５の機能ブロック図のよう
な２つの閉ループが構成される。図１及び図２に対応す
る部分に同一符号を付して示す図５において、補正動作
判定手段１９から減算手段１５及び加算手段２０にそれ
ぞれ、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座標ＸWA及びレ
チクル側Ｘステージ３Ｘの目標座標ＸRA（本実施例では
０）が供給される。
図６を参照して説明する。本実施例で使用するステッパ
はほぼ図１の構成であるが、本実施例ではレチクル側Ｘ
ステージ３Ｘの位置決めを行うのに、レチクル干渉計７
Ｘの計測値ではなくＴＴＲ方式のアライメント系２６の
計測値を用いる点が異なっている。即ち、本実施例で
は、Ｘ軸方向の位置決めに関してレチクル側Ｘステージ
３Ｘの駆動を開始すると、図５の機能ブロック図のよう
な２つの閉ループが構成される。図１及び図２に対応す
る部分に同一符号を付して示す図５において、補正動作
判定手段１９から減算手段１５及び加算手段２０にそれ
ぞれ、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座標ＸWA及びレ
チクル側Ｘステージ３Ｘの目標座標ＸRA（本実施例では
０）が供給される。
【００４６】減算手段１５にはウエハ干渉計１４Ｘによ
り計測されたＸ座標ＸW も供給され、減算手段１５によ
り求められたウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤差の反
転値（ＸWA−ＸW)がウエハステージ駆動系２８に供給さ
れる。そして、ウエハステージ駆動系２８では、その位
置誤差の反転値が０になるように図１のウエハ側Ｘステ
ージ１０Ｘを駆動する。
り計測されたＸ座標ＸW も供給され、減算手段１５によ
り求められたウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤差の反
転値（ＸWA−ＸW)がウエハステージ駆動系２８に供給さ
れる。そして、ウエハステージ駆動系２８では、その位
置誤差の反転値が０になるように図１のウエハ側Ｘステ
ージ１０Ｘを駆動する。
【００４７】それに対して、加算手段２０には図１のア
ライメント系２６により計測されたＸ方向の相対誤差Δ
Ｘ、即ちレチクルＲ上のレチクルマークＲＭＸと、ウエ
ハＷ上のこれから露光対象とするショット領域に付設さ
れたウエハマークＷＭＸとのＸ方向への位置ずれ量（レ
チクルＲ上での換算値）が供給されている。この相対誤
差ΔＸは露光条件判定手段２２へも供給され、本実施例
の露光条件判定手段２２は、その相対誤差ΔＸが所定の
時間継続して、所定の許容範囲内に収まったときに図１
の照明光学系１に露光を開始させる。
ライメント系２６により計測されたＸ方向の相対誤差Δ
Ｘ、即ちレチクルＲ上のレチクルマークＲＭＸと、ウエ
ハＷ上のこれから露光対象とするショット領域に付設さ
れたウエハマークＷＭＸとのＸ方向への位置ずれ量（レ
チクルＲ上での換算値）が供給されている。この相対誤
差ΔＸは露光条件判定手段２２へも供給され、本実施例
の露光条件判定手段２２は、その相対誤差ΔＸが所定の
時間継続して、所定の許容範囲内に収まったときに図１
の照明光学系１に露光を開始させる。
【００４８】そして、加算手段２０により得られた相対
誤差ΔＸが、レチクルステージ駆動系２９に供給され、
レチクルステージ駆動系２９はその相対誤差ΔＸが０に
なるように図１のレチクル側Ｘステージ３Ｘを駆動す
る。なお、本実施例においても、図１の補正動作判定手
段１９が使用され、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤
差が所定の許容値以下になってから初めて図５のレチク
ルステージ駆動系２９が動作を開始する。
誤差ΔＸが、レチクルステージ駆動系２９に供給され、
レチクルステージ駆動系２９はその相対誤差ΔＸが０に
なるように図１のレチクル側Ｘステージ３Ｘを駆動す
る。なお、本実施例においても、図１の補正動作判定手
段１９が使用され、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘの位置誤
差が所定の許容値以下になってから初めて図５のレチク
ルステージ駆動系２９が動作を開始する。
【００４９】次に、本実施例の露光動作につき説明す
る。先ず、図１の照明光学系１に露光光ＩＬの照射を中
断させた状態で、不図示のレチクル用のアライメント顕
微鏡による検出結果に基づいて、レチクルＲの位置決め
を行い、レチクル側Ｘステージ３Ｘを固定し、この状態
でレチクル干渉計７Ｘの計測値を０にリセットする。次
に、露光用のウエハＷをウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上に
ロードし、不図示のオフ・アクシス方式のアライメント
系により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位置に対
するウエハＷの位置関係を検出する。これにより、レチ
クルＲのパターンの投影光学系９による投影像の位置
（露光位置）と、ウエハＷの各ショット領域との位置関
係が分かり、ウエハＷの各ショット領域をその露光位置
に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座標
が算出される。なお、アライメント系２６を用いて、レ
チクルＲとウエハＷ上の所定のショット領域との位置関
係を直接検出し、この検出結果を用いて、レチクルＲの
初期露光位置、及びウエハＷ上の各ショット領域を露光
位置に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標
座標を算出してもよい。
る。先ず、図１の照明光学系１に露光光ＩＬの照射を中
断させた状態で、不図示のレチクル用のアライメント顕
微鏡による検出結果に基づいて、レチクルＲの位置決め
を行い、レチクル側Ｘステージ３Ｘを固定し、この状態
でレチクル干渉計７Ｘの計測値を０にリセットする。次
に、露光用のウエハＷをウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上に
ロードし、不図示のオフ・アクシス方式のアライメント
系により、ウエハ側Ｙステージ１０Ｙ上の基準位置に対
するウエハＷの位置関係を検出する。これにより、レチ
クルＲのパターンの投影光学系９による投影像の位置
（露光位置）と、ウエハＷの各ショット領域との位置関
係が分かり、ウエハＷの各ショット領域をその露光位置
に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座標
が算出される。なお、アライメント系２６を用いて、レ
チクルＲとウエハＷ上の所定のショット領域との位置関
係を直接検出し、この検出結果を用いて、レチクルＲの
初期露光位置、及びウエハＷ上の各ショット領域を露光
位置に設定するためのウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標
座標を算出してもよい。
【００５０】次に、図５の目標位置設定手段１６が、減
算手段１５に対してウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座
標ＸWAを設定し、加算手段２０にレチクル側Ｘステージ
３Ｘの目標座標ＸRA（＝０）を設定する。その後、ウエ
ハステージ駆動系２８が、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘを
Ｘ方向にステッピング移動させて、図６（ａ）に示すよ
うにウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW を目標座標
ＸWAに近づける。
算手段１５に対してウエハ側Ｘステージ１０Ｘの目標座
標ＸWAを設定し、加算手段２０にレチクル側Ｘステージ
３Ｘの目標座標ＸRA（＝０）を設定する。その後、ウエ
ハステージ駆動系２８が、ウエハ側Ｘステージ１０Ｘを
Ｘ方向にステッピング移動させて、図６（ａ）に示すよ
うにウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW を目標座標
ＸWAに近づける。
【００５１】そして、図６（ａ）において、ウエハ側Ｘ
ステージ１０ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して
所定の間隔だけ離れた座標ＸWCに達した時点ｔ4 で、図
１のアライメント系２６による位置計測を開始する。そ
の後、Ｘ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して座標ＸWBに
達した時点ｔ5 で、図１の補正動作判定手段１９が図５
のレチクルステージ駆動系２９の動作を開始させる。こ
れ以後の追い込み動作により、図６（ｂ）に示すよう
に、相対誤差ΔＸが０に近づいていく。また、実際に２
光束干渉方式のアライメント系２６がレチクルマーク及
びウエハマークの位置のずれ量を正確に検出できるよう
になるのは、時点ｔ5 から遅れた時点ｔ6からである。
ステージ１０ＸのＸ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して
所定の間隔だけ離れた座標ＸWCに達した時点ｔ4 で、図
１のアライメント系２６による位置計測を開始する。そ
の後、Ｘ座標ＸW が、目標座標ＸWAに対して座標ＸWBに
達した時点ｔ5 で、図１の補正動作判定手段１９が図５
のレチクルステージ駆動系２９の動作を開始させる。こ
れ以後の追い込み動作により、図６（ｂ）に示すよう
に、相対誤差ΔＸが０に近づいていく。また、実際に２
光束干渉方式のアライメント系２６がレチクルマーク及
びウエハマークの位置のずれ量を正確に検出できるよう
になるのは、時点ｔ5 から遅れた時点ｔ6からである。
【００５２】なお、レチクル駆動開始タイミング（ｔ5)
は図１のウエハマークＷＭＸがアライメント系２６のマ
ーク検出可能範囲内に入ってからである。本実施例では
両マークＷＭＸ，ＲＭＸの位置ずれ量を正確に検出でき
るようになるのは、２光束によって形成される干渉縞に
対してウエハマークＷＭＸがそのピッチＰのＰ／２（±
Ｐ／４）の幅内に入ってからであるので、ウエハマーク
が干渉縞に対して±Ｐ／４内に入った時点でレチクル駆
動を開始することになる。なお、アライメント系２６の
マーク検出範囲が広い場合には、先の実施例で述べたよ
うにレチクルステージのストローク、マーク検出可能範
囲等に応じてレチクル駆動のタイミングを決定すればよ
い。他の条件は先の実施例と同じである。
は図１のウエハマークＷＭＸがアライメント系２６のマ
ーク検出可能範囲内に入ってからである。本実施例では
両マークＷＭＸ，ＲＭＸの位置ずれ量を正確に検出でき
るようになるのは、２光束によって形成される干渉縞に
対してウエハマークＷＭＸがそのピッチＰのＰ／２（±
Ｐ／４）の幅内に入ってからであるので、ウエハマーク
が干渉縞に対して±Ｐ／４内に入った時点でレチクル駆
動を開始することになる。なお、アライメント系２６の
マーク検出範囲が広い場合には、先の実施例で述べたよ
うにレチクルステージのストローク、マーク検出可能範
囲等に応じてレチクル駆動のタイミングを決定すればよ
い。他の条件は先の実施例と同じである。
【００５３】この場合、図１においてレチクル側Ｘステ
ージ３Ｘはウエハ側Ｘステージ１０Ｘより軽量であり、
且つ移動距離が短くて済むため、レチクル側Ｘステージ
３Ｘの応答速度はウエハ側Ｘステージ１０Ｘより高い。
従って、図６（ｂ）の相対誤差ΔＸは、図６（ａ）のウ
エハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW より速く収束す
る。そして、図５の露光条件判定手段２２では、相対誤
差ΔＸが所定の時間以上、０に対して所定の幅ｃの範囲
内に入っていたときに露光可能と判定する。従って、図
６（ｂ）に示すように、時点ｔ7 でこの条件が満たされ
るため、露光条件判定手段２２は図１の照明光学系１に
対して露光光ＩＬの照射を所定の露光時間だけ行わせ
る。これにより、レチクルＲのパターンの投影像とウエ
ハＷの当該ショット領域との位置ずれ量に対応する相対
誤差ΔＸが、その所定の幅ｃより小さい条件で、即ちレ
チクルＲとウエハＷとの重ね合わせ誤差がほぼ０の状態
で露光が行われる。なお、露光中、ウエハは目標位置に
位置決めするように移動され、レチクルは相対誤差ΔＸ
が零になるように移動されるが、例えば露光開始直前に
ウエハ干渉計１４Ｘの出力をカットし、アライメント系
２６の出力に基づいてレチクルとウエハとを相対移動す
るようにしてもよい。
ージ３Ｘはウエハ側Ｘステージ１０Ｘより軽量であり、
且つ移動距離が短くて済むため、レチクル側Ｘステージ
３Ｘの応答速度はウエハ側Ｘステージ１０Ｘより高い。
従って、図６（ｂ）の相対誤差ΔＸは、図６（ａ）のウ
エハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW より速く収束す
る。そして、図５の露光条件判定手段２２では、相対誤
差ΔＸが所定の時間以上、０に対して所定の幅ｃの範囲
内に入っていたときに露光可能と判定する。従って、図
６（ｂ）に示すように、時点ｔ7 でこの条件が満たされ
るため、露光条件判定手段２２は図１の照明光学系１に
対して露光光ＩＬの照射を所定の露光時間だけ行わせ
る。これにより、レチクルＲのパターンの投影像とウエ
ハＷの当該ショット領域との位置ずれ量に対応する相対
誤差ΔＸが、その所定の幅ｃより小さい条件で、即ちレ
チクルＲとウエハＷとの重ね合わせ誤差がほぼ０の状態
で露光が行われる。なお、露光中、ウエハは目標位置に
位置決めするように移動され、レチクルは相対誤差ΔＸ
が零になるように移動されるが、例えば露光開始直前に
ウエハ干渉計１４Ｘの出力をカットし、アライメント系
２６の出力に基づいてレチクルとウエハとを相対移動す
るようにしてもよい。
【００５４】これに対して、従来例のように、レチクル
側Ｘステージ３Ｘを固定した状態で、図６（ａ）におい
てウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標Ｘ
WAに対して所定の時間以上、所定の幅ｃ・βの範囲内に
入ってから露光を行うものとすると、ウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘの応答速度が低いと共に、投影倍率βは一般に
１より小さく幅ｃ・βが小さくなるため、時点ｔ7 を大
幅に過ぎた時点ｔ8 でようやく露光を行うことができる
ようになる。従って、本実施例によれば、従来例のよう
にウエハ側のステージのみを駆動する場合に比べて、レ
チクルＲとウエハＷとの位置決めを行う際の追い込み動
作に要する時間を短縮することができ、露光工程のスル
ープットが向上する。特に、本実施例では、レチクル側
Ｘステージ３Ｘを駆動しても、最終的にアライメント系
２６により計測されたレチクルＲとウエハＷとの相対誤
差ΔＸを０にするように位置合わせを行っているため、
特に重ね合わせ精度を高めることができる利点がある。
ところで本実施例では、ウエハマークＷＭＸがアライメ
ント系２６の検出可能範囲内に入る前にレチクル駆動を
開始してもよい。すなわち、ウエハマークＷＭＸが検出
可能範囲に入る前は、先の実施例と同様にレチクル干渉
計７Ｘの出力を用いてレチクルを駆動開始し、検出可能
範囲内に入った後は加算手段２０に入力する信号をアラ
イメント系２６の出力に切り換えるようにしてもよい。
側Ｘステージ３Ｘを固定した状態で、図６（ａ）におい
てウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座標Ｘ
WAに対して所定の時間以上、所定の幅ｃ・βの範囲内に
入ってから露光を行うものとすると、ウエハ側Ｘステー
ジ１０Ｘの応答速度が低いと共に、投影倍率βは一般に
１より小さく幅ｃ・βが小さくなるため、時点ｔ7 を大
幅に過ぎた時点ｔ8 でようやく露光を行うことができる
ようになる。従って、本実施例によれば、従来例のよう
にウエハ側のステージのみを駆動する場合に比べて、レ
チクルＲとウエハＷとの位置決めを行う際の追い込み動
作に要する時間を短縮することができ、露光工程のスル
ープットが向上する。特に、本実施例では、レチクル側
Ｘステージ３Ｘを駆動しても、最終的にアライメント系
２６により計測されたレチクルＲとウエハＷとの相対誤
差ΔＸを０にするように位置合わせを行っているため、
特に重ね合わせ精度を高めることができる利点がある。
ところで本実施例では、ウエハマークＷＭＸがアライメ
ント系２６の検出可能範囲内に入る前にレチクル駆動を
開始してもよい。すなわち、ウエハマークＷＭＸが検出
可能範囲に入る前は、先の実施例と同様にレチクル干渉
計７Ｘの出力を用いてレチクルを駆動開始し、検出可能
範囲内に入った後は加算手段２０に入力する信号をアラ
イメント系２６の出力に切り換えるようにしてもよい。
【００５５】なお、本実施例においても、図６（ａ）に
おいてウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座
標ＸWAを最初に横切る時点ｔ10から、レチクルステージ
駆動系２９の動作を開始させて、レチクル側Ｘステージ
３Ｘを駆動するようにしてもよい。これにより、位置決
め時間を更に短縮できる場合がある。なお、上述実施例
はステッパに対して本発明を適用したものであるが、本
発明はプロキシミティ露光方式のように投影光学系を使
用しない露光装置にも同様に適用できる。また、ステッ
パのように投影光学系を使用する投影露光装置に本発明
を適用した場合、その投影光学系の投影倍率は例えば等
倍でもよい。この場合でも、レチクル側のステージの応
答性が速いことから、露光工程のスループットが向上す
る。なお、以上の各実施例では、露光中ウエハは目標位
置に向けて移動され、レチクルは相対誤差ΔＸが零とな
るように移動される。このため、１つのショット領域の
露光終了後すなわち次ショットの露光直前では、レチク
ルはウエハの位置決め目標位置に対応した位置に位置決
めされており、その位置を基準として次ショットを露光
するために前述と同様の動作でレチクル駆動が開始され
ることになる。このとき、次ショットを露光するために
ウエハステージをステッピングさせると同時に、換言す
れば前述のレチクル駆動開始前に更にスループットを向
上させるために、予め投影光学系のイメージフィールド
内でレチクルを移動しておくようにしてもよい。すなわ
ち、例えば図１においてウエハＷのステッピング方向を
＋Ｘ方向とすると、レチクルＲをステッピング方向に沿
った方向に原点から＋Ｘ方向にＲ1 又は−Ｘ方向にＲ2
だけシフトさせておく。これにより、レチクルＲを駆動
して相対誤差ΔＸが所定値ｃ以下に収束するまでの時間
を短縮することができる。
おいてウエハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標ＸW が目標座
標ＸWAを最初に横切る時点ｔ10から、レチクルステージ
駆動系２９の動作を開始させて、レチクル側Ｘステージ
３Ｘを駆動するようにしてもよい。これにより、位置決
め時間を更に短縮できる場合がある。なお、上述実施例
はステッパに対して本発明を適用したものであるが、本
発明はプロキシミティ露光方式のように投影光学系を使
用しない露光装置にも同様に適用できる。また、ステッ
パのように投影光学系を使用する投影露光装置に本発明
を適用した場合、その投影光学系の投影倍率は例えば等
倍でもよい。この場合でも、レチクル側のステージの応
答性が速いことから、露光工程のスループットが向上す
る。なお、以上の各実施例では、露光中ウエハは目標位
置に向けて移動され、レチクルは相対誤差ΔＸが零とな
るように移動される。このため、１つのショット領域の
露光終了後すなわち次ショットの露光直前では、レチク
ルはウエハの位置決め目標位置に対応した位置に位置決
めされており、その位置を基準として次ショットを露光
するために前述と同様の動作でレチクル駆動が開始され
ることになる。このとき、次ショットを露光するために
ウエハステージをステッピングさせると同時に、換言す
れば前述のレチクル駆動開始前に更にスループットを向
上させるために、予め投影光学系のイメージフィールド
内でレチクルを移動しておくようにしてもよい。すなわ
ち、例えば図１においてウエハＷのステッピング方向を
＋Ｘ方向とすると、レチクルＲをステッピング方向に沿
った方向に原点から＋Ｘ方向にＲ1 又は−Ｘ方向にＲ2
だけシフトさせておく。これにより、レチクルＲを駆動
して相対誤差ΔＸが所定値ｃ以下に収束するまでの時間
を短縮することができる。
【００５６】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。
【００５７】
【発明の効果】本発明の第１の露光装置によれば、基板
ステージの位置決め誤差に応じてマスクステージ側をも
移動させるようにしているため、基板の所定の露光領域
の位置決め動作を開始した後、マスクのパターンをその
露光領域に露光する露光動作に入るまでの時間が短縮で
きるため、露光工程のスループットを向上できる利点が
ある。
ステージの位置決め誤差に応じてマスクステージ側をも
移動させるようにしているため、基板の所定の露光領域
の位置決め動作を開始した後、マスクのパターンをその
露光領域に露光する露光動作に入るまでの時間が短縮で
きるため、露光工程のスループットを向上できる利点が
ある。
【００５８】また、本発明を投影露光装置に適用した場
合、一般に投影露光装置のマスクから基板への投影倍率
は１より小さく（例えば１／５等）、基板上で要求され
る位置決め精度に対してマスク上で要求される位置決め
精度は粗くてよい。従って、マスクステージ側を移動さ
せることにより、位置決めの追い込み動作に要する時間
を更に短縮できる。逆に、マスクステージ側での位置決
め精度を基板側で要求される位置決め精度程度にした場
合には、従来よりも位置決め時間を短縮した上に位置決
め精度（重ね合わせ精度）を向上することができる。
合、一般に投影露光装置のマスクから基板への投影倍率
は１より小さく（例えば１／５等）、基板上で要求され
る位置決め精度に対してマスク上で要求される位置決め
精度は粗くてよい。従って、マスクステージ側を移動さ
せることにより、位置決めの追い込み動作に要する時間
を更に短縮できる。逆に、マスクステージ側での位置決
め精度を基板側で要求される位置決め精度程度にした場
合には、従来よりも位置決め時間を短縮した上に位置決
め精度（重ね合わせ精度）を向上することができる。
【００５９】更に、露光中もマスクステージによる補正
動作を行うことにより、外乱により露光装置全体が揺動
して基板ステージが位置ずれを起こしたような場合に
も、基板上の当該露光領域とマスクパターンとの重ね合
わせ精度を高精度に維持できる利点がある。次に、本発
明の第２の露光装置によれば、アライメント手段により
検出された位置ずれ量に応じて、マスクステージ側をも
移動させるようにしているため、基板の所定の露光領域
の位置決め動作を開始した後、マスクのパターンをその
露光領域に露光する露光動作に入るまでの時間が短縮で
きるため、露光工程のスループットを向上できる利点が
ある。
動作を行うことにより、外乱により露光装置全体が揺動
して基板ステージが位置ずれを起こしたような場合に
も、基板上の当該露光領域とマスクパターンとの重ね合
わせ精度を高精度に維持できる利点がある。次に、本発
明の第２の露光装置によれば、アライメント手段により
検出された位置ずれ量に応じて、マスクステージ側をも
移動させるようにしているため、基板の所定の露光領域
の位置決め動作を開始した後、マスクのパターンをその
露光領域に露光する露光動作に入るまでの時間が短縮で
きるため、露光工程のスループットを向上できる利点が
ある。
【００６０】また、上述の露光装置において、基板ステ
ージの目標位置と基板ステージ側位置検出手段により計
測された位置との差分である基板ステージ誤差量が所定
の許容範囲内に入ってから、マスクステージの駆動を開
始する場合には、マスクステージの移動範囲を狭くでき
るため、マスクステージの構成が簡易化できると共に、
マスクステージの制御が容易になる。
ージの目標位置と基板ステージ側位置検出手段により計
測された位置との差分である基板ステージ誤差量が所定
の許容範囲内に入ってから、マスクステージの駆動を開
始する場合には、マスクステージの移動範囲を狭くでき
るため、マスクステージの構成が簡易化できると共に、
マスクステージの制御が容易になる。
【００６１】同様に、その基板ステージ誤差量が最初に
０を横切ってから、そのマスクステージの駆動を開始す
るようにした場合にも、マスクステージの移動範囲を狭
くできるため、マスクステージの構成が簡易化できると
共に、マスクステージの制御が容易になる。
０を横切ってから、そのマスクステージの駆動を開始す
るようにした場合にも、マスクステージの移動範囲を狭
くできるため、マスクステージの構成が簡易化できると
共に、マスクステージの制御が容易になる。
【図１】本発明による露光装置の一実施例の概略構成を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】その実施例でレチクル側Ｘステージ３Ｘを移動
させる場合の動作を示す機能ブロック図ある。
させる場合の動作を示す機能ブロック図ある。
【図３】その実施例で位置決め動作を行う場合のウエハ
側Ｘステージ１０Ｘの速度特性の一例を示す図である。
側Ｘステージ１０Ｘの速度特性の一例を示す図である。
【図４】その実施例で、位置決め動作を行う場合のウエ
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標、レチクル側Ｘステージ
３ＸのＸ座標、及び相対誤差の変化の一例を示す図であ
る。
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標、レチクル側Ｘステージ
３ＸのＸ座標、及び相対誤差の変化の一例を示す図であ
る。
【図５】本発明の他の実施例でレチクル側Ｘステージ３
Ｘを移動させる場合の動作を示す機能ブロック図であ
る。
Ｘを移動させる場合の動作を示す機能ブロック図であ
る。
【図６】図５の実施例で位置決め動作を行う場合のウエ
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標、及び相対誤差の変化の
一例を示す図である。
ハ側Ｘステージ１０ＸのＸ座標、及び相対誤差の変化の
一例を示す図である。
１ 照明光学系 ２ ダイクロイックミラー Ｒ レチクル ３Ｘ レチクル側Ｘステージ ４ レチクルベース ５Ｘ 駆動モータ ７Ｘ レチクル干渉計 ８ 主制御系 ９ 投影光学系 １０Ｘ ウエハ側Ｘステージ １１ ウエハベース １２Ｘ 駆動モータ １４Ｘ ウエハ干渉計 １６ 目標位置設定手段 １８ ウエハステージ駆動手段 １９ 補正動作判定手段 ２２ 露光条件判定手段 ２３ レチクルステージ駆動手段 ２６ ＴＴＲ方式のアライメント系 ２８ ウエハステージ駆動系 ２９ レチクルステージ駆動系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２０ Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 転写用のパターンが形成されたマスクを
保持するマスクステージと、前記転写用のパターンが露
光される基板を保持して２次元平面内で移動する基板ス
テージとを有し、該基板ステージを駆動して前記基板上
の各露光領域を前記転写用のパターンの露光位置に位置
決めすることにより、前記基板上の各露光領域にそれぞ
れ前記転写用のパターンを露光する露光装置において、 前記マスクステージを前記基板ステージが移動する方向
に沿って移動自在に構成し、 前記基板ステージの位置を検出する基板ステージ側位置
検出手段と、 前記マスクステージの位置を検出するマスクステージ側
位置検出手段と、 前記基板の各露光領域を露光位置に設定するように前記
基板ステージを目標位置に駆動する第１の駆動手段と、 前記基板ステージの目標位置と前記基板ステージ側位置
検出手段により計測された位置との差分である基板ステ
ージ誤差量を、前記マスクステージの初期目標位置と前
記マスクステージ側位置検出手段により計測された位置
との差分に加算して前記マスクステージの目標位置を求
め、該目標位置に前記マスクステージを駆動する第２の
駆動手段と、を設け、 前記マスクステージの目標位置と前記マスクステージ側
位置検出手段により計測された位置との差分が所定の許
容値以下になったときに前記転写用のパターンを前記基
板上に露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 転写用のパターンが形成されたマスクを
保持するマスクステージと、前記転写用のパターンが露
光される基板を保持して２次元平面内で移動する基板ス
テージとを有し、該基板ステージを駆動して前記基板上
の各露光領域を前記転写用のパターンの露光位置に位置
決めすることにより、前記基板上の各露光領域にそれぞ
れ前記転写用のパターンを露光する露光装置において、 前記マスクステージを前記基板ステージが移動する方向
に沿って移動自在に構成し、 前記基板ステージの位置を検出する基板ステージ側位置
検出手段と、 前記基板の各露光領域を露光位置に設定するように前記
基板ステージを目標位置に駆動する第１の駆動手段と、 前記転写用のパターンと前記基板上の各露光領域との位
置ずれ量を検出するアライメント手段と、 前記アライメント手段により検出される位置ずれ量を小
さくするように前記マスクステージを駆動する第２の駆
動手段と、を設け、 前記アライメント手段により検出される位置ずれ量が所
定の許容値以下になったときに前記転写用のパターンを
前記基板上に露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 前記基板ステージの目標位置と前記基板
ステージ側位置検出手段により計測された位置との差分
である基板ステージ誤差量が所定の許容範囲内に入って
から、前記第２の駆動手段が前記マスクステージの駆動
を開始することを特徴とする請求項１又は２記載の露光
装置。 - 【請求項４】 前記基板ステージの目標位置と前記基板
ステージ側位置検出手段により計測された位置との差分
である基板ステージ誤差量が最初に０を横切ってから、
前記第２の駆動手段が前記マスクステージの駆動を開始
することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01166694A JP3636330B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 露光方法及び装置 |
| KR1019950002208A KR100362017B1 (ko) | 1994-02-03 | 1995-02-03 | 노광방법,노광장치,및소자제조방법 |
| US09/084,211 US5978071A (en) | 1993-01-07 | 1998-05-26 | Projection exposure apparatus and method in which mask stage is moved to provide alignment with a moving wafer stage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01166694A JP3636330B2 (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 露光方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07220998A true JPH07220998A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3636330B2 JP3636330B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=11784313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01166694A Expired - Fee Related JP3636330B2 (ja) | 1993-01-07 | 1994-02-03 | 露光方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3636330B2 (ja) |
| KR (1) | KR100362017B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5825043A (en) * | 1996-10-07 | 1998-10-20 | Nikon Precision Inc. | Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus |
| JP2011164590A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-08-25 | Nsk Ltd | 露光装置及び露光方法 |
-
1994
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1995
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