JPH08227845A

JPH08227845A - 投影光学系の検査方法、及び該方法を実施するための投影露光装置

Info

Publication number: JPH08227845A
Application number: JP7032245A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Taniguchi; 哲夫谷口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】レチクル上の基準パターンに描画誤差があっ
ても投影光学系の倍率を正確に検出する。【構成】ステップ１０１〜１０６，１０８，１０９に
おいてレチクル上の基準マークが第１の基準位置及び第
２の基準位置に来るようにレチクルステージを移動する
と共に基準マークの投影光学系を介した像の結像位置を
ウエハステージ上の光透過部が横切るようにウエハステ
ージを移動させ、第１の基準位置及び第２の基準位置に
おけるレチクルステージ及びウエハステージの位置をそ
れぞれのレーザ干渉計で測定する。ステップ１０７で算
出されたレチクルステージの移動距離Ｌ２及びステップ
１１０で算出されたウエハステージの移動距離Ｌ１から
ステップ１１１において中央制御系１６で投影光学系の
倍率（Ｌ１／Ｌ２）を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路や液晶表
示素子等の製造用の高精度な結像特性が要求される投影
光学系の検査方法及び該投影光学系の検査方法を実施す
るための投影露光装置に関し、ステッパ型の投影露光装
置にも適用できるが、特にマスクと感光基板とを同期し
て走査しながらマスクのパターンを逐次その基板上に投
影露光するスリット・スキャン方式、又はステップ・ア
ンド・スキャン方式等の走査露光方式の投影露光装置に
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体集積回路や液晶表示素子等
の製造用の投影露光装置に装着される投影光学系には極
めて高精度な投影倍率、像歪等の結像特性が要求され
る。このため、従来から投影光学系の高精度な投影倍
率、像歪の計測方法及び結像特性の補正方法が開発され
てきた。現在これらの投影倍率及び像歪等の計測方法に
は大別して２つの方法がある。

【０００３】第１の方法は、テスト用マスクのパターン
を感光基板（ウエハ等）に露光するもので、例えば特開
昭５８−８３５３号公報に開示されている。これは、テ
スト用マスクのパターンを一度感光基板上に露光し、そ
の後感光基板をレーザ干渉計に従い一定量移動した後、
そのパターンをもう一度露光することによりパターン同
士を重ね合わせ、現像後その重ね合わせ誤差を測定する
ものである。このとき、重ね合わされるマークは感光基
板が移動後に重なるので、テスト用マスク上の別の場所
に描かれたパターンである。

【０００４】第２の方法は、第１の方法のような実露光
プロセスを経ないもので、感光基板側に形成されるパタ
ーンの像を直接光電センサで測定する方法である。これ
は、例えば特開昭５９−９４０３２号公報あるいは特開
昭６０−１８７３８号公報に開示されている。この方法
による一例を図９を参照して簡単に説明する。図９
（ａ）は従来の投影露光装置の一例の概略構成を示し、
この図９（ａ）に示すように、テスト用マスクとしての
テストレチクルＴＲには複数の光透過部３０５Ａ〜３０
５Ｇ（ここではスリット）が予め決められた間隔で形成
されている。光透過部３０５Ａ〜３０５Ｇを通過した照
明光は投影光学系ＰＬを介して感光基板側で結像する。
図９（ａ）は、光透過部３０５Ａの結像位置へマーク検
出手段である微小な光透過部（ここではスリット）３０
６を持つパターン板３０１及び光透過部３０６からの照
明光を受光する光電センサ３０２が配置された状態を示
している。これらのパターン板３０１及び光電センサ３
０２は、感光基板を載置し投影光学系ＰＬの光軸に垂直
な平面内を移動可能なウエハステージ上に載置されてい
る。ウエハステージの位置はウエハステージ上に固定さ
れた反射鏡３０３及び外部のレーザ干渉計３０４により
精密に測定されている。ウエハステージを走査すること
により光電センサ３０２の出力が変化する。

【０００５】図９（ｂ）は光電センサ３０２の出力の結
果を表すグラフを示し、横軸はウエハステージの走査方
向の位置ｘ、縦軸は光電センサ３０２の出力値Ｉを表
す。この図９（ｂ）において、出力曲線３０７の出力値
Ｉが最大になる位置ｘ₀を求めることによりテストレチ
クルＴＲの光透過部３０５Ａの結像位置が測定できる。
同様な測定をテストレチクルＴＲの複数の光透過部に対
して行えば、複数の光透過部３０５Ａ〜３０５Ｇのそれ
ぞれの結像位置が判り、複数の光透過部３０５Ａ〜３０
５Ｇの位置が予め分かっているため、投影光学系の投影
倍率、像歪を求めることができる。

【０００６】その他、以上の光電センサ・スキャン方式
ではなく、レチクルのパターンの像を顕微鏡で拡大して
２次元ＣＣＤ等の撮像素子で受光する方式、あるいは逆
にウエハステージ上のスリット側から発光しながらウエ
ハステージをスキャンしてテストレチクルＴＲのパター
ンを介して受光する方式（特開昭６３−８１８１８号公
報参照）等が知られている。

【０００７】投影光学系の倍率や像歪等の結像特性は、
投影露光装置の製造時には測定して調整するのは勿論の
こと、実使用時においても大気圧変化、投影光学系の照
明光吸収等で変化するため補正が必要である。このため
の対策として、例えば特開昭６０−２８６１３号公報あ
るいは特開昭６０−７８４５７号公報に開示してあるよ
うに、予め結像特性の変化量を予測し、投影光学系内部
の空気の圧力を変化させることで倍率の補正を行う方法
等が知られている。

【０００８】また、装置の長期変動等で倍率等が変化す
る可能性もあるため、上記のような方法を用いて倍率、
像歪を時々チェックしながら使用する必要がある。ま
た、近年、大気圧変化等に対応する補正の精度に対する
要求も益々厳しくなっているため、測定による補正誤差
を頻繁にチェックしながら使う必要もでてきている。こ
の意味では上記第１及び第２の方法の内、測定時間の短
い第２の方法が優れており、実際に使用される場合が多
い。

【０００９】また、最近、投影光学系をそれ程大型化す
ることなく、実質的に露光面積を大きくするために、マ
スクと感光基板の各ショット領域とを投影光学系に対し
て同期して走査するステップ・アンド・スキャン方式の
投影露光装置が注目されている。しかしながら、現状で
は特にステップ・アンド・スキャン方式のような走査露
光方式の投影露光装置の特徴を活かした結像特性の計測
方法といったものは提案されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来技術
による投影光学系の倍率あるいは像歪の測定の方法は、
すべてテスト用マスクの異なる２つ（あるいはそれ以
上）のマークの投影像の間隔を測定するものであった。
このため、テスト用マスクのマーク間隔を予め正確に把
握しておく必要がある。しかしながら、マスク上のパタ
ーンは通常電子ビーム描画装置で作製されるが、倍率等
の測定に使用される離れたマーク同士の間隔はあまり正
確ではなく、１枚毎にレチクルパターン測定機で予め測
定しなければならない。これは、多数のマスクを使用す
る製造現場では実質的に不可能である。このために、基
準のマスクを使用することが考えられるが、これでは前
記の実露光中に頻繁に測定することができないという不
都合がある。

【００１１】また、レチクルパターン測定の精度も問題
である。これは、例えばマスクを載置する場合、通常露
光装置のマスクのパターンは下側にくるように載置され
るが、レチクルパターン測定機ではパターン面が上向き
にくるように載置され、重力による自重撓みの影響が異
なり、測定誤差となる。また、露光装置上でも自重撓み
は１枚毎に微妙に異なり、像歪となる。

【００１２】また、一部のマスクについてのみ計測して
投影光学系の補正を行うことも考えられるが、そのマス
クを使用中に照明光からの熱を吸収してマスク自体が熱
膨張してしまうため、マーク同士の間隔が変化すること
になる。そのマスクの使用中にはマスクの膨張分も含め
て補正を行えば支障はない。しかし、次にマスクを交換
して別のマスクを入れると、交換後のマスクに対しては
投影光学系の倍率に誤差が残存しているという不都合が
ある。また、マーク同士の間隔は分からないが、常にマ
スク交換時の初期倍率に保つといった方法も、同様の理
由でマスクを交換すると投影光学系の倍率に誤差が生じ
る。

【００１３】本発明は斯かる点に鑑み、マスク上の投影
倍率及び像歪計測用のマークに描画誤差等があっても倍
率、像歪等の投影光学系の結像特性を正確に検出できる
投影光学系の検査方法及びその投影光学系の検査方法を
実施することができる投影露光装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の投影
光学系の検査方法は、図１及び図２に示すように、マス
ク（Ｒ）に形成されたパターン（２０４）の像を所定平
面（Ｗ）に投影するための投影光学系（ＰＬ）の検査方
法において、そのマスク（Ｒ）に形成された所定パター
ン（２０２）を第１の位置（Ｐ１）に移動する第１工程
（１０１）と、その投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）
に対して垂直にその第１の位置（Ｐ１）とは異なる第２
の位置（Ｐ２）にその所定パターン（２０２）を移動す
る第２工程（１０５）と、その第１の位置（Ｐ１）とそ
の第２の位置（Ｐ２）との関係を検出する第３工程（１
０２，１０６，１０７）と、その第１の位置（Ｐ１）に
あるその所定パターン（２０２）の像のその投影光学系
（ＰＬ）による投影位置（Ｐ４）とその第２の位置（Ｐ
２）にあるその所定パターン（２０２）の像のその投影
光学系（ＰＬ）による投影位置（Ｐ３）との関係を検出
する第４工程（１０４，１０９，１１０）と、その第３
工程で検出された位置関係とその第４工程で検出された
位置関係とに基づいて前記投影光学系の結像特性を求め
る第５工程（１１１）と、を含むものである。

【００１５】また、本発明による第２の投影光学系の検
査方法は、図７及び図８に示すようにマスク（Ｒ）のパ
ターン（２０４）の像を所定平面（Ｗ）に投影するため
の投影光学系（ＰＬ）の検査方法において、そのマスク
（Ｒ）に形成された第１パターン（６０１）と第２パタ
ーン（６０２）との位置関係を検出する第１工程（７０
１〜７０３）と、その投影光学系（ＰＬ）によるその第
１パターン（６０１）の像の投影位置とその投影光学系
（ＰＬ）によるその第２パターン（６０２）の像の投影
位置との関係を検出する第２工程（７０５〜７０９）
と、その第１工程で検出された位置関係とその第２工程
で検出された位置関係とに基づいてその投影光学系（Ｐ
Ｌ）の結像特性を求める第３工程（７１０）と、を含む
ものである。

【００１６】この場合、本発明による第１又は第２の投
影光学系の検査方法において、その投影光学系（ＰＬ）
の一例は、そのマスク（Ｒ）に形成されたパターン（２
０４）を感光基板（Ｗ）に転写する投影露光装置に設け
られているものである。また、本発明による第１の投影
露光装置は、図２に示すように、マスク（Ｒ）上に形成
されたパターン（２０４）の像を所定平面（Ｗ）に投影
するための投影光学系（ＰＬ）と、そのマスク（Ｒ）を
保持してその投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）に垂直
な方向（ＸＹ方向）に移動可能なマスクステージ（４
Ａ）と、そのマスクステージ（４Ａ）の位置を計測する
位置計測手段（８）と、その位置計測手段の出力に基づ
いて、第１の位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へそ
のマスクステージ（４Ａ）を移動させるステージ制御手
段（２５）と、そのマスクステージ（４Ａ）がその第１
の位置（Ｐ１）にあるときのそのマスクに形成された所
定パターン（２０２）の像のその投影光学系（ＰＬ）に
よる投影位置（Ｐ４）と、そのマスクステージ（４Ａ）
がその第２の位置（Ｐ２）にあるときのその所定パター
ン（２０２）の像のその投影光学系（ＰＬ）による投影
位置（Ｐ３）との関係を検出する像位置検出手段（１
０，１６，２０，２１，２５）と、そのマスクステージ
（４Ａ）がその第１の位置（Ｐ１）及びその第２の位置
（Ｐ２）にあるときにその位置計測手段（８）で計測さ
れたマスクステージの位置と、その像位置検出手段で検
出された位置関係とに基づいてその投影光学系（ＰＬ）
の結像特性を算出する算出手段（１６）と、を設けたも
のである。

【００１７】また、本発明による第２の投影露光装置
は、図８に示すように、第１パターン（６０１）と第２
パターン（６０２）とが形成されたマスク（Ｒ）を保持
するマスクステージ（４Ａ）と、そのマスク（Ｒ）のパ
ターン（２０４）の像を所定平面（Ｗ）に投影するため
の投影光学系（ＰＬ）と、その第１パターン（６０１）
とその第２パターン（６０２）との位置関係を検出する
パターン位置検出手段（８，２３，２４，２５）と、そ
の第１パターン（６０１）の像のその投影光学系（Ｐ
Ｌ）による投影位置とその第２パターン（６０２）の像
のその投影光学系（ＰＬ）による投影位置との関係を検
出する像位置検出手段（１０，１６，２０Ａ，２０Ｂ，
３０）と、そのパターン位置検出手段で検出された位置
関係とその像位置検出手段で検出された位置関係とに基
づいてその投影光学系（ＰＬ）の結像特性を算出する算
出手段（１６）と、を具備するものである。

【００１８】この場合、そのパターン位置検出手段の一
例は、そのマスク（Ｒ）上の第１パターン（６０１）及
び第２パターン（６０２）を光電検出するパターン検出
手段（２３，２４）と、このパターン検出手段の検出領
域をその第１パターンとその第２パターンとが横切るよ
うにそのマスクステージ（４Ａ）をその投影光学系（Ｐ
Ｌ）の光軸（ＡＸ）に対して垂直に移動させるステージ
制御手段（２５）と、そのマスクステージ（４）の位置
を計測する位置計測手段（８）とを有するものである。

【００１９】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置において、そのマスク（Ｒ）のパターン（２０４）を
転写するための感光基板（Ｗ）を載置する基板ステージ
（ＷＳＴ）を更に具備し、その像位置検出手段の検出対
象の一例は、その感光基板（Ｗ）上に転写されたその所
定パターン又はその第１及び第２パターン（２０２；６
０１，６０２）の像である。

【００２０】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置は、そのマスク（Ｒ）と感光基板（Ｗ）とを互いに同
期してスキャンしながら露光する走査露光型の投影露光
装置であることが好ましい。

【００２１】

【作用】斯かる本発明の第１の投影光学系の検査方法に
よれば、マスク（Ｒ）上の投影倍率及び像歪計測用のマ
ークに描画誤差等があっても倍率、像歪等の投影光学系
（ＰＬ）の結像特性を正確に検出することができる。即
ち、投影光学系（ＰＬ）の投影倍率又は像歪を測定する
原理は、マスク（Ｒ）側の既知の長さのものが投影光学
系（ＰＬ）を介してどのように長さが変化したかで測定
するものである。従って、マスク（Ｒ）側の１つの基準
となるものの長さが厳密に分かっている必要がある。本
発明の第１の投影光学系の検査方法においては、マスク
（Ｒ）上の所定パターン（２０２）を移動させ、その位
置関係（移動距離）を求めるため、この所定パターン
（２０２）の移動した距離がマスク側の１つの厳密な長
さの基準となる。そしてこの所定パターン（２０２）の
投影光学系（ＰＬ）を介した像の移動前と移動後の所定
平面（Ｗ）上での位置関係を求めるため、マスク（Ｒ）
側の１つの基準となる長さと、その長さの投影光学系
（ＰＬ）を介した変化との関係、即ち投影光学系（Ｐ
Ｌ）の結像特性が厳密に求められる。

【００２２】また、本発明の第２の投影光学系の検査方
法によれば、マスク（Ｒ）に形成された第１パターン
（６０１）と第２パターン（６０２）との位置関係（間
隔）を求めることにより、マスク（Ｒ）側の１つの基準
となる長さが厳密に判明する。この方法は本発明の第１
の投影光学系（ＰＬ）の検査方法と同様にマスク（Ｒ）
上の投影倍率及び像歪計測用のマークに描画誤差等があ
っても倍率、像歪等の投影光学系（ＰＬ）の結像特性を
正確に検出することができる。

【００２３】また、本発明による第１及び第２の投影光
学系の検査方法において、投影光学系（ＰＬ）が、マス
ク（Ｒ）に形成されたパターン（２０４）を感光基板
（Ｗ）に転写する投影露光装置に設けられている場合に
は、投影光学系（ＰＬ）の結像特性が正確に検出でき、
それに応じて補正を行うことによりマスク（Ｒ）のパタ
ーン（２０４）を感光基板（Ｗ）に高い重ね合わせ精度
で正確に転写することができる。

【００２４】また、本発明の第１の投影露光装置によれ
ば、上述の第１の投影光学系の検査方法が実施できる。
即ち、予めマーク間隔を測定したテスト用のマスクだけ
ではなく、実露光に用いられる全てのマスク（Ｒ）に対
して倍率、像歪の正確な測定ができる。また、本発明の
第２の投影露光装置によれば、上述の第２の投影光学系
の検査方法が実施できる。即ち、マスク（Ｒ）に形成さ
れた第１及び第２パターン（６０１，６０２）の間の位
置関係をパターン位置検出手段（８，２３，２４，２
５）により必要に応じ正確に検出するので、本発明の第
１の投影露光装置と同様にマスクが異なっても、常に投
影光学系の結像特性の正確な測定ができる。

【００２５】また、本発明の第２の投影露光装置におい
て、パターン位置検出手段が、そのマスク（Ｒ）上のパ
ターン（６０１，６０２）を光電検出するパターン検出
手段（２３，２４）と、このパターン検出手段の検出領
域を第１パターン（６０１）と第２パターン（６０２）
とが横切るようにそのマスクステージ（４Ａ）をその投
影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）に対して垂直に移動さ
せるステージ制御手段（２５）と、マスクステージ（４
Ａ）の位置を計測する位置計測手段（８）とを有する場
合には、マスクステージ（４Ａ）をステージ制御手段
（２５）により移動させることによりマスク（Ｒ）上の
第１パターンと第２パターンとをパターン検出手段（２
３，２４）により検出し、そのときのマスクステージ
（４Ａ）の位置を位置計測手段（８）により計測し、第
１パターンと第２パターンとの位置関係を検出すること
ができる。

【００２６】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置において、マスク（Ｒ）のパターン（２０４）を転写
するための感光基板（Ｗ）を載置する基板ステージ（Ｗ
ＳＴ）を更に具備し、像位置検出手段の検出対象が、感
光基板（Ｗ）上に転写された所定パターン又は第１及び
第２パターン（２０２；６０１，６０２）の像である場
合には、実露光時と同じ状態で投影光学系（ＰＬ）の結
像特性が正確に検出できる。

【００２７】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置が、マスク（Ｒ）と感光基板（Ｗ）とを互いにスキャ
ンしながら露光する走査型の投影露光装置である場合に
は、本発明の構成要素であるマスクステージ（４Ａ）及
び位置計測手段（８）等は標準的に具備されているので
新たに改造する必要がない。

【００２８】

【実施例】以下、本発明による投影光学系の検査方法及
び該検査方法を実施するための投影露光装置の第１実施
例につき、図１〜図３を参照して説明する。本実施例
は、マスクとしてのレチクルと感光基板としてのウエハ
とを同期して走査しながらレチクルのパターンを逐次そ
のウエハ上の各ショット領域に投影露光する、所謂ステ
ップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を
適用したものである。

【００２９】図２は、本例の投影露光装置の概略的構成
を示し、この図２において、超高圧水銀ランプよりなる
光源１から射出された照明光ＩＬ（紫外域のｇ線又はｉ
線等の輝線）は不図示のシャッタを通過した後、コリメ
ータレンズ、フライアイレンズ、レチクルブラインド等
からなる照度均一化照明系２Ａにより照度分布がほぼ均
一な光束に変換される。照明光ＩＬとしては、超高圧水
銀ランプの輝線の他、例えばＫｒＦエキシマレーザ光や
ＡｒＦエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹＡＧレーザ
の高調波等が用いられる。また、レチクルブラインドは
複数枚の可動遮光部からなり、レチクルＲを照明する領
域を任意に設定できるようになっている。

【００３０】また、照度均一化照明系２Ａ内部にはレチ
クルＲの照明状態を変更するための可変絞りが設けられ
ており、その可変絞りにより照明系の開口絞りの開口数
（照明系のコヒーレンスファクターであるσ値）を変更
したり、あるいは輪帯状の照明等により露光対象のパタ
ーン（線幅、ピッチ、周期的、孤立等）に応じて最適な
照明条件が選択されるようになっている。

【００３１】照度均一化照明系２Ａから射出された照明
光ＩＬは、コンデンサーレンズ２Ｂを経てミラー３によ
り垂直下方に折り曲げられ、集積回路のパターン等が描
かれたレチクルＲを照明し、投影光学系ＰＬを介してレ
チクルＲ上のパターンをウエハＷ上に投影する。ここ
で、図２において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行に
Ｚ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図２の紙面に垂直に
Ｙ軸を、図２の紙面に平行にＸ軸を取る。

【００３２】レチクルＲはレチクルステージ４Ａ上に真
空吸着され、このレチクルステージ４Ａは投影光学系の
光軸ＡＸに垂直な２次元の平面（ＸＹ平面）内で微動し
てレチクルＲの位置決めをする。レチクルステージ４Ａ
は少なくとも２個のＺ方向に伸縮自在なピエゾ素子等の
駆動素子（図２ではその内２個の駆動素子１１ａ，１１
ｂを示す）を介して摺動部４Ｂに取り付けられ、摺動部
４Ｂは投影露光装置の本体（架台）のレチクルベース４
Ｃ上にＸ方向に摺動自在に載置されている。投影光学系
ＰＬも不図示ではあるがその本体に固定されているた
め、駆動素子１１ａ，１１ｂにより投影光学系ＰＬとレ
チクルＲの間隔を変化させることができる。なお、この
駆動素子１１ａ，１１ｂは結像特性制御系１７により制
御される。

【００３３】また、レチクルステージ４Ａ（摺動部４
Ｂ）はリニアモータ等で構成された不図示のレチクル駆
動系により、レチクルベース４Ｃ上で±Ｘ方向（走査方
向）に指定された走査速度で移動できるようになってい
る。レチクルステージ４Ａは、レチクルＲの全面が少な
くとも照明光学系の光軸ＡＸを横切ることができるだけ
の移動ストロークを有している。レチクルステージ４Ａ
の端部には外部に設けられたレーザ干渉計８からのレー
ザビームを反射する移動鏡７が固定されており、レチク
ルステージ４Ａの走査方向の位置はレーザ干渉計８によ
って、例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出され
ている。レーザ干渉計８の測定値はステージ制御系２５
に送られ、ステージ制御系２５はその情報に基づいてレ
チクルステージ４Ａ用のレチクル駆動系を制御する。ま
た、ステージ制御系２５から中央制御系１６にレーザ干
渉計８の測定値の情報が供給されており、中央制御系１
６はその情報に基づいてステージ制御系２５を制御する
構成となっている。

【００３４】レチクルステージ４Ａの上方の所定の位置
にはレチクルＲ上の不図示の所定のマークの像を形成す
るレチクルアライメント顕微鏡２４及びその所定のマー
クの像を検出する受光センサ２３が配置されており、こ
のレチクルアライメント顕微鏡２４により、所定の基準
位置に精度良くレチクルステージ４Ａの初期位置が決定
されるため、移動鏡７の位置をレーザ干渉計８で計測す
るだけでレチクルＲの位置を十分高精度に計測したこと
になる。

【００３５】ここで、レチクルＲの構成について図３
（ａ）を参照して簡単に説明する。図３（ａ）は図１の
レチクルＲの拡大平面図を示し、レチクルＲを２点鎖線
の位置から実線で示す位置まで移動した状態を示してい
る。本例ではレチクルＲの中央部に形成された回路パタ
ーン２０４の周囲を囲む領域２０５の走査方向（Ｘ方
向）の両端に小さな矩形の遮光部２０６，２０７が設け
られ、その中に非走査方向（Ｙ方向）に長いスリット状
の光透過部からなる基準マーク２０２，２０３が形成さ
れている。レチクルＲを２点鎖線で示す第１の基準位置
から実線で示す第２の基準位置までレチクル駆動系を介
して移動させ、その間のレチクルＲの移動距離と例えば
基準マーク２０２のウエハＷ上の投影像の移動距離とを
精密に計測することにより投影光学系ＰＬの結像特性を
測定することができる。この場合第１の基準位置は、基
準マーク２０２が投影光学系ＰＬのレチクルＲ側の有効
フィールド２０１内の細長い照明領域ＩＡ内の左側（−
Ｘ方向）の端部に来る位置であり、また、第２の基準位
置は、基準マークが照明領域ＩＡ内の右側（＋Ｘ方向）
の端部に来る位置である。

【００３６】図２に戻り、レチクルＲを通過した照明光
ＩＬは、両側テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射
し、投影光学系ＰＬによりレチクルＲの回路パターン２
０４が投影倍率βで縮小されてフォトレジスト（感光材
料）が塗布されたウエハＷ上に形成される。なお、本実
施例の投影光学系ＰＬには結像特性の補正のための機構
が装備されているが、この補正機構については後で詳し
く説明する。

【００３７】ここで、投影光学系ＰＬの投影倍率はβで
あり、上記のレチクルＲの回路パターン２０４がウエハ
Ｗの表面に走査露光方式で露光される際に、照明光ＩＬ
によるスリット状の照明領域ＩＡに対して、レチクルＲ
が−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に一定速度Ｖ_Rで走査され
るのに同期して、ウエハＷは＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）
に一定速度Ｖ_W（＝β・Ｖ_R）で走査される。照明領域Ｉ
Ａの長手方向（Ｙ方向）の幅はレチクルＲ上の回路パタ
ーン２０４よりも広く設定され、レチクルＲ及びウエハ
Ｗを走査することで回路パターン２０４の全面が照明さ
れるようになっている。

【００３８】ウエハＷはウエハホルダー６上に真空吸着
され、ウエハホルダー６はウエハステージＷＳＴ上に載
置されている。ウエハホルダー６は底部駆動部により、
投影光学系ＰＬの最良像面に対し任意の方向に傾斜可能
で、且つ光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動できる。また、
ウエハホルダー６は底部の回転テーブルにより光軸ＡＸ
の回りの回転動作も可能である。一方、ウエハステージ
ＷＳＴは前述の走査方向（Ｘ方向）の移動のみならず、
複数のショット領域内の任意のショット領域に随時移動
できるよう、走査方向に垂直な方向（Ｙ方向）にも移動
可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショット領域へ
走査露光する動作と、次のショット領域の露光開始位置
まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキ
ャン動作を行う。ウエハステージＷＳＴはモータ等のウ
エハステージ駆動系ＷＭによりＸＹ方向に駆動される。
ウエハステージＷＳＴの上面の端部には外部に設けられ
たレーザ干渉計１０からのレーザビームを反射する移動
鏡９が固定され、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内で
の位置はレーザ干渉計１０によって、例えば０．０１μ
ｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージ
ＷＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系２
５に送られ、ステージ制御系２５はこの位置情報（又は
速度情報）に基づいて、ウエハステージ駆動系ＷＭの動
作を制御する。また、ステージ制御系２５から中央制御
系１６に向けてレーザ干渉計１０によるウエハステージ
ＷＳＴの位置情報（又は速度情報）が提供されており、
中央制御系１６はこの情報に基づいてステージ制御系２
５を制御する。

【００３９】また、図２の装置には、不図示であるが、
ウエハＷの露光面に向けてピンホール像、あるいはスリ
ット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸに対して斜
め方向に供給する照射光学系と、その結像光束のウエハ
Ｗの露光面での反射光束をスリットを介して受光する受
光光学系とからなる斜入射方式の焦点位置検出系が設け
られている。この焦点位置検出系からのウエハＷのＺ方
向の位置情報は中央制御系１６に供給され、中央制御系
１６はこのＺ方向の位置情報に基づいてウエハステージ
ＷＳＴを介してウエハＷのＺ方向の位置及び傾斜角を投
影光学系の結像面に合わせ込む。

【００４０】次に、ウエハステージＷＳＴ上のマーク検
出手段である光電検出系について図２及び図３を参照し
て説明する。ここで用いられる光電検出系は、例えば特
開昭５９−９４０３２号公報等に開示されているもの
で、レチクルＲ上のパターンを投影光学系ＰＬを介して
光電検出するものである。これは、結像特性の変化を計
算で求めて補正する方法に対し、投影光学系ＰＬの空間
像を直接観察し結像特性を求める方法に用いられる。

【００４１】図２において、ウエハステージＷＳＴ上に
ウエハＷとほぼ同一の高さにパターン板２１が固定され
ており、パターン板２１にはＹ方向に伸びたスリット状
の光透過部２２が設けられている。図３（ｃ）はこのパ
ターン板２１の平面図を示し、パターン板２１の遮光部
２６にその周囲を囲まれた光透過部２２は、レチクルＲ
上の基準マーク２０２又は２０３のパターン板２１上で
の投影像とほぼ同じ大きさを有している。図２に示すよ
うに、光透過部２２の下方にはシリコン・フォトダイオ
ード等の光電センサ２０が設けられており、基準マーク
２０２又は２０３の投影光学系ＰＬを介した投影像を光
電センサ２０で検出する。光電センサ２０で検出された
基準マーク２０２又は２０３の投影像に関する情報は、
中央制御系１６に供給されている。

【００４２】次に、投影光学系ＰＬの結像特性の補正機
構について図２を参照して詳しく説明する。この補正機
構は、大気圧変化、照明光吸収、照明条件の変更等によ
る投影光学系ＰＬ自体の結像特性の変化を補正すると共
に、ウエハＷ上の前回の露光ショット領域の歪みに合わ
せてレチクルＲの投影像を歪ませる働きも持つ。以下に
補正機構の説明を行う。

【００４３】図２に示すように、本実施例では結像特性
制御系１７によってレチクルＲを載置するレチクルステ
ージ４Ａ又は投影光学系ＰＬ内のレンズエレメント１２
を駆動することにより、結像特性の補正を行う。投影光
学系ＰＬ内において、レチクルＲに最も近いレンズエレ
メント１２は支持部材１３に固定され、レンズエレメン
ト１２に続くレンズエレメント１５等は投影光学系ＰＬ
の本体鏡筒に固定されている。なお、本実施例におい
て、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはレンズエレメント１５
以下の投影光学系ＰＬの本体の光学系の光軸を指すもの
とする。支持部材１３は伸縮自在の少なくとも２つ以上
の複数のピエゾ素子等からなる駆動素子（図２ではその
内２つの駆動素子１４ａ，１４ｂを示す）を介して投影
光学系ＰＬの本体鏡筒と連結されている。

【００４４】また、駆動素子１４ａ，１４ｂの伸縮によ
り、レンズエレメント１２を光軸ＡＸに平行に移動する
ことも、光軸ＡＸに垂直な面に対して傾けることもで
き、投影光学系ＰＬの結像特性、例えば投影倍率、ディ
ストーション、像面湾曲、非点収差等を補正することが
できるようになっている。同様に、結像特性制御系１７
は、駆動素子１１ａ，１１ｂの伸縮によりレチクルＲを
移動又は傾斜させて、結像特性を補正する。更に、ウエ
ハステージＷＳＴ上に投影光学系ＰＬを通過する照明光
量計測用の光電センサ１９が固定され、投影光学系ＰＬ
の近傍に大気圧を検出する環境センサ１８が配置され、
光電センサ１９及び環境センサ１８の出力が中央制御系
１６に供給されている。中央制御系１６はこれらの情報
より、結像特性の変化量を後述のように算出する。

【００４５】次に、本実施例の投影光学系の検査動作の
一例につき図１を参照して説明する。ここでは、レチク
ルＲ上の基準マーク２０２のみを用いて投影光学系ＰＬ
の走査方向（Ｘ方向）の倍率を測定する方法を示す。図
１は、本例の検査動作のフローチャートを示し、先ずス
テップ１０１において、図３（ａ）に示すように露光用
の照明光を照明領域ＩＡに照射し、レチクルＲ上の基準
マーク２０２が第１の基準位置に来るようにレチクルＲ
を２点鎖線で示される照明領域ＩＡの左側（−Ｘ方向）
の位置に移動し静止させる。ここで、ステップ１０２に
おいて、レチクルＲ側のレーザ干渉計８によりレチクル
ステージ４Ａの位置を計測する。そして、ステップ１０
３においてウエハステージＷＳＴ上のパターン板２１の
光透過部２２が基準マーク２０２の投影光学系ＰＬを介
した投影像の大まかに推定される位置Ｐ４を横切るよう
にウエハステージＷＳＴを移動させ、光電センサ２０の
出力がピークとなるときのＸ座標を求める。

【００４６】図３（ｂ）は、レチクルＲとウエハステー
ジＷＳＴ上の光電検出系との投影光学系ＰＬを介した関
係を示し、レチクルＲが左側の第１の基準位置Ｐ１にあ
るときに、ウエハステージＷＳＴを右側のＰ４位置付近
でＸ方向に移動させて、レチクルＲ上の基準マーク２０
２の投影光学系ＰＬを介した像を光電センサ２０で検出
する。

【００４７】図３（ｄ）は、ウエハステージＷＳＴの位
置と光電センサ２０の受光量との関係を表すグラフを示
し、横軸はウエハステージＷＳＴのＸ方向の位置ｘ、縦
軸は光電センサ２０の受光面での光強度Ｉを示す。この
グラフの波形曲線２８の中心ｘ₀が基準マーク２０２の
結像位置の中心として測定される。この波形曲線２８は
Ｘ座標に対応させて、中央制御系１６内の記憶部に取り
込まれる。

【００４８】その取り込んだ波形曲線に基づき、ステッ
プ１０４において中央制御系１６は、光電センサ２０の
出力が最大になる位置ｘ₀を求める。その位置ｘ₀がレ
チクルＲの基準マーク２０２の第１の基準位置における
ウエハＷ上の結像位置である。次に、ステップ１０５に
おいて、図３（ｂ）に示すレチクルＲ上の基準マーク２
０２が第２の基準位置Ｐ２に来るようにレチクルＲを照
明領域ＩＡの左側（−Ｘ方向）の位置に移動し静止させ
る。ここで、ステップ１０６において、レチクルＲのレ
ーザ干渉計８によりレチクルステージ４Ａの位置を計測
する。レーザ干渉計８の計測値はステージ制御系２５を
介して中央制御系１６に送られ、ステップ１０７で中央
制御系１６で基準マーク２０２の第２の基準位置と第１
の基準位置との間のＸ方向の距離Ｌ２が算出される。

【００４９】次に、ステップ１０８においてウエハステ
ージＷＳＴ上のパターン板２１の光透過部２２が基準マ
ーク２０２の投影光学系ＰＬを介した投影像の大まかな
結像位置Ｐ３を横切るようにウエハステージＷＳＴを移
動させる。この場合、レチクルＲの第１の基準位置と同
様の動作によりステップ１０９において光電センサ２０
の出力が最大となるときのウエハステージＷＳＴのＸ座
標を求める。このＸ座標はレチクルＲの基準マーク２０
２の第２の基準位置におけるウエハＷ上の結像位置であ
る。

【００５０】次に、ステップ１１０において、２つの基
準位置での基準マーク２０２の結像位置の間の間隔Ｌ１
が中央制御系１６で計算される。次に、ステップ１１１
においてレチクルＲの基準マーク２０２の移動した距離
Ｌ２及びウエハＷ上の結像位置の間隔Ｌ１に基づいて中
央制御系１６で投影倍率が算出される。投影倍率はウエ
ハステージＷＳＴ上の投影像の間隔Ｌ１とレチクルＲの
基準マーク２０２の移動した距離Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ
２）で求められる。なお、像歪については、更に多数の
基準位置において上記の測定を行うことにより照明領域
ＩＡ内の像歪が求められる。以上の結果に基づき、ステ
ップ１１２において中央制御系１６の指令により投影光
学系ＰＬの投影倍率を補正する。

【００５１】なお、基準マーク２０３を使用した場合も
同様である。また、この方法は、他にも像のコントラス
トが分かるため、光透過部２２の光軸ＡＸ方向の位置
（Ｚ方向）を変えながらコントラストを見ることによ
り、焦点位置も測定できる。なお、基準マーク２０２は
本例のような１本線ではなく、複数の線を用いて測定の
再現性を高める方法もある。

【００５２】本例のようにスキャン型の投影露光装置で
は通常図３（ａ）の例のように照明領域ＩＡの短辺方向
（Ｘ方向）にレチクルＲが移動できるようになっている
ため、Ｘ方向の成分のみしか測定できない。しかし、倍
率、像歪の変化は通常光軸ＡＸに対して対称に発生する
ため実用上問題はない。勿論、レチクルＲがＸ，Ｙ両方
向に移動可能であれば、問題なくＸ，Ｙ方向の測定がで
きる。なお、スキャン方式と異なる一括露光方式の露光
装置（ステッパ等）では、レチクルは通常大きく移動で
きないが、レチクルステージ側をレチクルを所定量移動
できるように改造することにより本例の方法を適用する
ことができる。

【００５３】ところで、倍率の測定再現性を上げるため
にはレチクルＲの移動距離Ｌ２を大きくすればよいが、
照明領域ＩＡの短辺方向を使うため、移動距離Ｌ２を大
きくすると基準マーク２０３が照明領域ＩＡからはみ出
し、あまり大きく移動できない。このために、通常の照
明領域外に倍率測定用だけのための微小領域のみ照明す
る照明系を設けてもよい。但し、この場合には、本来の
照明系による照明条件の変更による結像特性の変化には
対応できない。しかし、倍率測定用の照明系にも照明条
件を変更する機構を設けるか、別に結像特性変化分を予
めレジスト像で測定して記憶しておき補正すればよい。

【００５４】また、本実施例ではレチクルステージ４Ａ
を固定し、ウエハステージＷＳＴを微動させてレチクル
Ｒ上の基準マークの結像位置を測定したが、レチクル上
の基準マークとウエハステージ上の光電検出系が相対ス
キャンすればよいので、レチクルステージを駆動させ、
ウエハステージを固定する方式でもよい。また本実施例
では、スリット状の光透過部２２を用いる測定法の例を
示したが、結像特性を空間像より求める方法であれば、
何れの方法でも使用することができる。

【００５５】次に、ウエハステージ上のパターン板の別
の例について、図５を参照して説明する。本例は、光透
過部が非走査方向に伸びたスリット状の開口部ではなく
走査方向にも長い開口部を有するパターン板によりスキ
ャンし光電センサ２０で受光する方法である。図５は、
本例のパターン板を示し、図５（ａ）はパターン板の断
面図、図５（ｂ）はその平面図を示す。この図５（ｂ）
に示すように円形のパターン板４０２の表面は、遮光部
４０３中に非走査方向（Ｙ方向）にレチクルＲの基準マ
ーク２０２の投影像の非走査方向の長さとほぼ同じ幅を
持ち且つ走査方向（Ｘ方向）の端部に直線状のエッヂ４
０４を有するほぼ正方形の光透過部４０１が形成されて
いる。また、図５（ａ）に示すように、パターン板４０
２の真下には光透過部４０１の全面を覆うように光電セ
ンサ２０が配置されており、基準マーク２０２の投影像
を検出するようになっている。

【００５６】この方法は、光透過部４０１のエッヂ４０
４を利用する方法である。このパターン板４０２を用い
てウエハステージＷＳＴをＸ方向にスキャンすると、光
電センサ２０に入射する光量はいわば積分された量とし
て測定される。これを図５（ｃ）及び（ｄ）を参照して
説明する。図５（ｃ）は、光電センサ２０からの出力信
号の波形を示し、図５（ｄ）は、図５（ｃ）の光電セン
サ２０からの出力ＩをウエハステージＷＳＴのＸ方向の
位置ｘで微分した信号波形を示す。なお、この図５
（ｃ）及び５（ｄ）において横軸は位置ｘ、縦軸は出力
Ｉを表す。この図５（ｃ）において、曲線４０５が光電
センサ２０からの出力Ｉを示している。ウエハステージ
ＷＳＴが移動するに従って曲線４０５で示される出力Ｉ
は次第に大きくなり、ある位置で一定値に達する。ウエ
ハステージＷＳＴが結像位置に近ずくに従って立ち上が
りの角度が大きくなり、離れるに従ってその角度は小さ
くなり０に収束する。

【００５７】即ち、光電センサ２０からは、図３（ｄ）
の曲線２８に相当する波形を積分した形で信号が得られ
るので、微分して図３（ｄ）の曲線２８に相当する出力
信号を得る必要がある。図５（ｄ）の曲線４０６は、図
５（ｃ）の曲線４０５をウエハステージＷＳＴの位置ｘ
で微分したもので、図３（ｄ）の曲線２８に相当する出
力信号が得られている。従って、図３に関して述べたの
と同様な方法により結像位置が算出される。

【００５８】本例の方法によれば、演算処理が複雑にな
る面はあるが、光量が少なくてもよい点と、パターン板
４０２が形成し易い面で有利である。また、様々な線幅
のマークを１つの光透過部４０１で測定できる利点があ
る。なお、この他に結像された像を拡大してＣＣＤ等の
１次元あるいは２次元の測定が可能な光電センサで測定
する方法を用いることもできる。

【００５９】次に、第１実施例の投影光学系ＰＬの結像
特性の補正動作について説明する。投影光学系ＰＬの結
像特性としては、例えば焦点位置、像面湾曲、ディスト
ーション（倍率誤差、像歪等）、非点収差等があり、そ
れらを補正する機構はそれぞれ考えられるが、ここでは
ディストーションに関する補正機構の説明を行う。図２
において、レンズエレメント１２が光軸ＡＸの方向に平
行移動した場合、その移動量に応じた変化率で投影光学
系ＰＬの倍率（投影像の寸法の拡大率）が変化する。ま
た、レンズエレメント１２が光軸ＡＸに垂直な平面に対
して傾斜した場合は、その回転軸に対して一方の倍率が
拡大し、他方の倍率が縮小する。所謂、正方形が台形状
に歪む変形を起こすディストーションを発生することが
できる。これにより逆にディストーションを補正でき
る。

【００６０】次に、レチクルＲを駆動する場合について
説明する。レチクルＲは前記のようにレチクルステージ
４Ａ上に載置されている。レチクルステージ４Ａは伸縮
自在の複数の駆動素子１１ａ，１１ｂにより、摺動部４
Ｂに載置されているため、駆動素子１１ａ，１１ｂによ
り投影光学系ＰＬとレチクルＲの間隔を変化させること
ができる。ここで、レチクルＲが光軸ＡＸに平行に移動
した場合、投影像は所謂糸巻型（あるいは樽型）ディス
トーションと呼ばれる変化を発生することができる。

【００６１】上記のようにレチクルＲあるいはレンズエ
レメント１２を駆動することにより、投影光学系ＰＬの
投影倍率あるいは像歪を最適に補正できる。また、これ
らを駆動することによって焦点位置あるいは像面が変化
するが、その量は不図示のウエハＷのＺ方向の焦点位置
検出系のオフセットとしてフィードバックされ、ウエハ
Ｗの位置が常に投影光学系ＰＬの焦点位置又は像面と一
致するように制御されている。

【００６２】なお、投影像の歪みを補正する方法は上記
の方法に限定されず、例えば投影光学系ＰＬとレチクル
Ｒとの間の空間に像歪を補正するようなガラスプレート
を挿入する方法、あるいはガラスプレートの厚みを変え
る方法、あるいは投影光学系ＰＬの一部の空気間隔を密
封してその圧力もしくは空気の組成を変化させる方法等
種々の方法が提案されており、これらも同様に使用でき
る。

【００６３】以上の補正手段は計測された結像特性を補
正する以外に、通常、大気圧等の環境変化、投影光学系
ＰＬの照明光吸収、あるいは照明条件の変更等に伴う結
像特性の変化に対する補正に使用される。これを、以下
に簡単に説明する。先ず、大気圧の変化等の環境変化に
対応する補正について説明する。中央制御系１６には、
大気圧センサ、温度センサ等からなる環境センサ１８か
らの情報が供給されており、中央制御系１６ではこれら
の情報に基づき、予め計算又は実験等で求めていた係
数、あるいはテーブル等を用いて結像特性の変化量が計
算される。更にレチクルステージ４Ａ等の各補正手段の
補正量が求められ、その結果が結像特性制御系１７に信
号として送られる。この信号に基づき、結像特性制御系
１７はレンズエレメント１２及びレチクルＲの駆動素子
１４ａ，１４ｂ，１１ａ，１１ｂを駆動させて補正を行
う。

【００６４】次に、投影光学系ＰＬの照明光吸収に関し
ては、例えばウエハステージＷＳＴ上の光電センサ１９
により、投影光学系ＰＬを通過してくる照明光量の測定
を実露光動作の前に行う。光電センサ１９は投影光学系
ＰＬのスリット状の照明領域を一度に受光できるだけの
受光面積を持ち、測定時にはウエハステージＷＳＴは光
電センサ１９を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの中心で固定
し、レチクルステージ４Ａのみをスキャンさせてレチク
ルスキャン時の照明光量の測定を行う。光電センサ１９
の測定結果は中央制御系１６に供給されている。中央制
御系１６には予め照明光量に対する結像特性の変化特性
が、例えば微分方程式等の数学モデル等で記憶されてお
り、中央制御系１６では照明光量の変化に伴う刻々の結
像特性の変化が算出され、その結果に基づいて、中央制
御系１６からの指令により上記環境変化に対応するのと
同様に補正が行われる。更に、照明条件の変更に関して
も不図示の照明条件制御系からの信号に基づいて、中央
制御系１６において結像特性の変化が計算され、その結
果に基づき補正が行われる。

【００６５】以上、本例の方法によれば、予めマーク間
隔を測定したテスト用レチクルだけではなく、実露光に
用いられる全てのレチクルに対して倍率、像歪の測定が
可能である。従って、逐次測定と前記の結像特性補正手
段とによりキャリブレーションしながら露光を行うこと
ができる。また、従来の露光装置にも結像特性の変化量
を計算して補正する機能が備えられているが、予測され
ていない装置の長期変化、レチクルの違い、レーザ干渉
計の測定誤差、照明光吸収の影響の違い等による誤差が
発生する恐れがある。また、照明条件毎に結像特性の変
動特性を補正係数として厳密に持たなければならない
上、装置の調整に時間が掛かるという問題点もある。し
かしながら、本例のように実露光に用いるレチクルで変
動計算に対し頻繁なキャリブレーションを行えば精度よ
い補正が行え、且つ補正計算はキャリブレーションを行
う間の補完をすればよいだけとなりそれほどの精度は要
求されない。このため、補正計算機構の調整が簡単にな
る利点もある。

【００６６】但し、あまり頻繁に測定してキャリブレー
ションを行うとスループット（生産性）が悪化するの
で、精度との兼ね合いで行うことになる。例えば、あま
り変動要因の無いときにはキャリブレーションを行う必
要がない。そこで、前記の変動計算が照明光吸収等によ
り、ある一定値変化する毎にキャリブレーションを行う
という方法が考えられる。これによれば、変動が大きい
ときのみキャリブレーションが行える。あるいは、ロッ
トの先頭のみ、照明条件を変更したときにのみ行うとい
う方法もある。また、単純に一定時間おき、一定枚数お
きにキャリブレーションを行う方法もある。この方法は
スループットの点では最適とはいえないが、管理が簡単
で装置の動作設計も簡単になるという利点がある。更
に、測定値に基づき変動計算の係数を自動的に最適なも
のに書き換える方法を用いてもよい。

【００６７】次に、第１実施例の変形例について図４を
参照して説明する。本例は、ウエハステージＷＳＴのパ
ターン板に２箇所の光透過部を設け、ウエハステージＷ
ＳＴは静止した状態でレチクルＲの移動距離を測定する
ものである。これにより前実施例におけるウエハＷ側の
移動距離が固定されたものになる。図４（ａ）は、本例
のレチクルＲとウエハステージＷＳＴ上の光電検出系と
の投影光学系ＰＬを介した関係を示し、図４（ｂ）は図
４（ａ）のパターン板３０の平面図を示す。この図４
（ｂ）において、パターン板３０には予め厳密に間隔Ｌ
３だけ離れた所に２つの非走査方向（Ｙ方向）に伸びた
光透過部３１Ａ，３１Ｂが設けられている。これらの２
つの光透過部３１Ａ，３１Ｂはその周囲を遮光部３２に
囲まれ、それぞれレチクルＲの基準マーク２０２の投影
像の形にほぼ一致した大きさを有している。このパター
ン板３０に対応して、パターン板３０の真下には、２つ
の光透過部３１Ａ，３１Ｂからの照明光を移動すること
なく受光するため前実施例の光電センサ２０よりも広い
受光面を有する光電センサ３３が配置されている。他の
構成は前実施例と同様である。なお、光電センサ３３は
本例のように広い受光面を持つものでなくともよく、前
実施例同様の大きさの受光面を有する光電センサを透過
部３１Ａ，３１Ｂにそれぞれ付設してもよい。また、１
つの光電センサをレチクルＲの移動に合わせてそれぞれ
の透過部３１Ａ，３１Ｂの真下に移動させるようにして
もよい。

【００６８】本例では、ウエハステージＷＳＴは移動す
ることなく、レチクルＲのみパターン板の光透過部３１
Ｂに対応する位置Ｐ５から光透過部３１Ａに対応する位
置Ｐ６に移動する。具体的には、先ずパターン板３０の
２つの光透過部３１Ａ，３１Ｂが共に図３（ａ）の照明
領域ＩＡと共役な領域内に入るようにウエハステージＷ
ＳＴを移動させる。次に、ウエハステージＷＳＴを静止
した状態のまま、先ずレチクルＲの基準マーク２０２の
像がパターン板３０の光透過部３１Ｂを透過して横切る
ようにレチクルステージを駆動する。そして、光電セン
サ３３での光量が最も大きくなるときのレーザ干渉計８
により計測されるＸ座標を求める。次に、やはりウエハ
ステージを静止した状態のまま、レチクルＲの基準マー
ク２０２の像がパターン板３０の光透過部３１Ａを横切
るようにして光電センサ３３での光量が最も大きくなる
ときのレーザ干渉計８による計測値を求める。これによ
りウエハＷ側の光透過部３１Ａ，３１Ｂ間の間隔Ｌ３に
対応するレチクルＲの移動した距離Ｌ４が計測される。
倍率は間隔Ｌ３と距離Ｌ４との比（Ｌ３／Ｌ４）により
求められる。

【００６９】以上、本例の方法によれば、ウエハＷ側の
レーザ干渉計１０はウエハステージＷＳＴの位置決めに
は用いられるが、間隔Ｌ３の測定値には直接関係せず、
間隔Ｌ３の誤差の要因とはならない。第１実施例ではレ
チクルＲ側のレーザ干渉計８で距離Ｌ２を計り、ウエハ
Ｗ側のレーザ干渉計１０で間隔Ｌ１を計るため、２つの
レーザ干渉計の間に波長補正等に起因するスケール誤差
があると測定誤差になる。しかし、本例の方法によれ
ば、測定に用いられるレーザ干渉計８は倍率の大きいレ
チクルＲ側であるので、仮に誤差があっても投影光学系
ＰＬの倍率分だけ影響は小さくなる。即ち、投影光学系
ＰＬの倍率を例えば１／４とすれば、測定誤差はウエハ
ＷＳＴ側のレーザ干渉計１０の測定値の１／４の誤差と
なる。なお、ウエハステージＷＳＴのパターン板３０の
光透過部は２つに限らず必要に応じて増やすことができ
る。

【００７０】次に、本発明の第２実施例について図６を
参照して説明する。本実施例は第１実施例の空間像を計
測する方法に代えて、ウエハＷ上のフォトレジスト（感
光材料）に像を露光して測定する方法である。実際のパ
ターンはフォトレジストにて形成されるために、簡便な
計測方式としては前記の空間像の計測でよいが、最終的
には製品を作るためのレジスト像で見る必要がある。フ
ォトレジストの特性と投影光学系ＰＬの収差のため、空
間像と測定値とが全く一致しない場合もあるためであ
る。

【００７１】これを簡単に説明すると、フォトレジスト
は殆ど感光するかしないかの２つの状態であるが空間像
は連続値であるため、空間像の信号処理によっては投影
光学系ＰＬの収差の受け方が異なることも考えられる。
また、フォトレジストはＺ方向に厚みを持つため、平面
で見る空間像とは異なる可能性がある。この場合、前も
って対応関係を求めておき、空間像の測定結果を補正す
る必要がある。レジスト像においても解決すべき問題点
と解決法は空間像の場合と全く同様である。なお、装置
の構成は第１実施例と同様であるので、同様箇所には同
一番号を付しその詳細説明を省略する。

【００７２】以下、本例の動作について説明する。図６
（ａ）は、本例の投影露光装置の要部の概略構成を示
し、この図６（ａ）に示すように、第１実施例と同様
に、まずレチクルＲを左側の第１の基準点Ｐ７に静止さ
せ、フォトレジスト層５０３が塗布されたウエハＷに実
際の露光光を用いてレチクルＲ上の基準マーク５０１の
像を露光する。図６（ａ）中基準マーク５０１の投影像
の位置に現像後に形成されるレジスト像５０２Ａを点線
で示す。この場合、ウエハステージＷＳＴとレチクルス
テージ４Ａは静止している。次に、レチクルＲをＸ方向
に距離Ｌ８だけ移動させ、右側の第２基準点Ｐ８に移動
する。これに応じて、ウエハステージＷＳＴをＰ１０地
点から距離Ｌ８に対応する距離Ｌ７に対してΔＬ７だけ
小さい地点Ｐ９に移動する。これは、２ヶ所での露光像
が重なってしまうと計測しにくいためで、ΔＬ７だけ加
算した位置に移動させてもよい。ここで、再び露光動作
を行い、レチクルＲ上の基準マーク５０１の像を露光す
る。図６（ａ）中基準マーク５０１の投影像の位置にレ
ジスト像５０２Ｂを点線で示す。図６（ｂ）は、現像後
に形成されたレジスト像５０２Ａ，５０２Ｂを示し、こ
の図６（ｂ）に示すように２つの基準位置で露光された
像は投影倍率が正確に設計値通りであれば、距離ΔＬ７
だけ離れて露光されているが、倍率に誤差があるときは
距離（ΔＬ７＋α）だけ離れて露光される。このときの
投影倍率は、距離（Ｌ７＋α）と距離Ｌ８との比（（Ｌ
７＋α）／Ｌ８）で計算される。以上により、フォトレ
ジスト像での倍率が求められる。

【００７３】距離の測定は一般に重ね合わせを検査する
検査装置で測定できる。これらの装置は、例えばウエハ
Ｗを露光装置同様にレーザ干渉計で厳密に位置が測定で
きるステージに載置し、レーザビームを像に照射しつつ
ステージをスキャンしてレジストパターンからの散乱光
を受光するものがある。露光装置によってはこのような
計測も可能なものがある。また、顕微鏡で肉眼で検査で
きるように目盛が付いた像を露光する方法もある。

【００７４】２ヶ所の重ね露光はウエハＷ１枚当たり複
数数回行い平均化して測定精度を上げてもよい。また、
現像を行わず潜像の状態で計測してもよい。また、フォ
トレジストではなく、フォトクロミック材料のような感
光、消去が自由な素子を用いてもよい。第１実施例と同
様に基準点の数を増やせば像歪の測定も可能である。ま
た、測定は第１実施例に比べ時間が掛かるため頻繁には
行えないが、前記のようにフォトレジスト像が最終的に
製品の精度を決めるため、定期的な検査等に用いるのが
適当である。このときも、レチクルＲの描画誤差を気に
しなくてよいので従来の投影光学系の検査方法に比較し
て効率的である。

【００７５】次に、本発明の第３実施例を図７及び図８
を参照して説明する。本例はレチクルＲ上に複数の基準
マークを形成し、露光装置のレーザ干渉計を用いてレチ
クルＲの描画誤差を実測しながら計測するものである。
図８は、本例のレチクルＲの動作を説明するための図を
示し、図８（ａ）は基準マーク６０１の位置を計測して
いる状態、図８（ｂ）は基準マーク６０２の位置を計測
している状態、図８（ｃ）は実際に倍率を測定している
状態を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示される
ように構成的にはレチクルＲ上に２個の基準マーク６０
１及び６０２を設け、ウエハステージＷＳＴ上のパター
ン板として第１実施例の変形例に使用されたパターン板
３０及び基準マーク６０１及び６０２のそれぞれの投影
像を受光する２つの光電センサ２０Ａ，２０Ｂを用いた
以外は第１実施例と同様であり、対応する部分には同一
符号を付しその詳細説明を省略する。

【００７６】なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）におい
て、レチクルアライメント顕微鏡２４、光電センサ２３
は本来レチクルＲの位置合わせ用の基準パターンとウエ
ハステージＷＳＴ上の基準パターンとを観察してレチク
ルＲの露光装置に対する位置決めに用いるものである
が、本例では、レチクルアライメント顕微鏡２４、光電
センサ２３及びレーザ干渉計８並びにレチクルステージ
上の移動鏡７を使用してレチクルＲ上の基準マーク６０
１と６０２の間の間隔Ｌ６を実測する。

【００７７】以下、本例の投影光学系の検査動作の一例
につき図７を参照して説明する。図７は、本例の検査動
作のフローチャートを示し、先ずステップ７０１におい
て、図８（ａ）に示すように、レチクルＲ上の基準マー
ク６０１がレチクルアライメント顕微鏡２４の真下に来
るようにレチクルステージ４Ａを移動し、レチクルアラ
イメント顕微鏡２４用の照明光ＩＬ１を照射する。照明
光ＩＬ１はレチクルアライメント顕微鏡２４のビームス
プリッタ３４でほぼ直角に反射された後、対物レンズ３
３及びミラーを経てレチクルＲの基準マーク６０１に照
射される。基準マーク６０１からの反射光は再びレチク
ルアライメント顕微鏡２４に戻され、対物レンズ３３を
経由してビームスプリッタ３４を透過し光電センサ２３
上に基準マーク６０１の像を形成する。

【００７８】レチクルＲを微動させて、光電センサ２３
での基準マーク６０１の像の位置が所定の基準位置にな
るように位置決めした後、レーザ干渉計８でレチクルＲ
のＸ方向の位置を計測する。次に、ステップ７０２にお
いて、図８（ｂ）に示すように、基準マーク６０２がレ
チクルアライメント顕微鏡２４の真下に来るようにレチ
クルステージ４Ａを移動し、同様の方法によりレチクル
Ｒの位置を計測する。この２つの位置でのレーザ干渉計
８の測定値はステージ制御系２５を介して中央制御系１
６に供給されており、ステップ７０３において、中央制
御系１６によりこの２つの位置から基準マーク６０１と
６０２との間隔Ｌ６が算出される。

【００７９】図８（ｃ）において、基準マーク６０１及
び６０２からのそれぞれの回折光等は投影光学系ＰＬを
介してウエハステージＷＳＴ上のパターン板３０の光透
過部３１Ａ，３１Ｂをそれぞれ通過してそれぞれの光電
センサ２０Ｂ，２０Ａで受光される。なお、この場合２
つの光透過部３１Ａ，３１Ｂの間の距離は、第１実施例
の変形例と同様に間隔Ｌ３となっている。倍率が設計値
通りのとき、基準マーク６０１，６０２の像がそれぞれ
光透過部３１Ｂ，３１Ａと重なるように光透過部３１
Ａ，３１Ｂが設定されている。しかしながら、実使用時
には結像特性の設計値からのずれが生じ、基準マーク６
０１及び６０２の結像位置とそれぞれの光透過部３１
Ｂ，３１Ａの位置とのずれが生じる。

【００８０】従って、本例では先ずステップ７０４にお
いて、基準マーク６０１及び６０２が照明領域ＩＡ内に
入る位置にレチクルステージ４Ａを移動し、静止させ
る。次にステップ７０５において、ウエハステージＷＳ
Ｔを移動して、光透過部３１Ｂが基準マーク６０１の結
像位置を横切るようにウエハステージＷＳＴを移動す
る。そして、ステップ７０６において、光電センサ２０
Ｂの出力が最大となるときのウエハステージＷＳＴのＸ
座標を求める。次に、ステップ７０７において、光透過
部３１Ａが基準マーク６０２の結像位置を横切るように
ウエハステージＷＳＴを移動する。そして、ステップ７
０８において、光電センサ２０Ａの出力が最大になると
きのウエハステージＷＳＴのＸ座標を求める。次に、ス
テップ７０９において中央制御系１６によりウエハステ
ージＷＳＴの移動距離ΔＬ３が算出される。

【００８１】次に、ステップ７１０において、先のステ
ップ７０３で算出されたレチクルＲの基準マーク６０
１，６０２の間隔Ｌ６、光透過部３１Ａ，３１Ｂの間の
間隔Ｌ３、及びステップ７０９で算出されたウエハステ
ージＷＳＴの移動距離ΔＬ３に基づき中央制御系１６に
より投影光学系ＰＬの投影倍率が算出される。投影倍率
はウエハステージＷＳＴの移動距離ΔＬ３と間隔Ｌ３と
の和（Ｌ３＋ΔＬ３）とレチクルＲの基準マーク６０
１，６０２の間隔Ｌ６との比（（Ｌ３＋ΔＬ３）／Ｌ
６）により求められる。以上の結果に基づき、ステップ
７１１において中央制御系１６により投影光学系ＰＬの
投影倍率の補正が行われる。

【００８２】なお、より高精度に計測を行うには、ウエ
ハステージ側は停止してレチクルステージ側をスキャン
してもよい。この場合は、先ずレチクルステージ４Ａを
移動して、光電センサ２０Ｂの出力が最大となるときの
レチクルステージ４Ａの位置を検出する。次に、レチク
ルステージ４Ａを移動させて光電センサ２０Ａの出力が
最大となるときの位置を計測する。この時のレチクルス
テージ４の計測位置の差ΔＬ６と投影倍率βとの積ΔＬ
６・βと距離Ｌ３との和（Ｌ３＋ΔＬ６・β）とレチク
ルＲの基準マーク６０１，６０２の間隔Ｌ６との比
（（Ｌ３＋ΔＬ６・β）／Ｌ６）が投影倍率として求め
られる。

【００８３】本例によれば、第１実施例と同様にレチク
ルＲの描画誤差の影響を受けない計測が可能である。ま
た、レチクルＲのマーク間隔を測定するため、レチクル
Ｒが照明光を吸収して熱膨張を起こしてもその変化量を
知ることができ、レチクルＲの熱膨張分も含めて倍率及
び像歪の変化が生じてもその変化量を知ることができる
（第１及び第２実施例ではレチクル膨張分の測定は原理
的にできない）。また、レチクルＲの熱膨張はマーク間
隔で、投影光学系ＰＬで発生した分は全体の変化からレ
チクルＲの熱膨張分を引くことで、倍率、像歪の変化を
それぞれ別々に知ることができる。このため、前記の結
像特性計算手段でそれぞれ別々に計算することができ、
キャリブレーション間の補正計算の精度を上げることも
できる。

【００８４】レチクルＲの熱膨張が精度に影響しない程
度のときは、基準マーク間隔の測定はレチクルＲ交換時
に１回行えばよく、上記の例のように複数の透過部を使
用した測定では測定時間を短くできる。また、第３実施
例において、更に、レチクルＲ上に非走査方向（Ｙ方
向）に２つの基準マークを形成し、このレチクルＲを９
０°回転した状態で第３実施例と同様にそれら２つの基
準マークの間隔を計測してもよい。その後、再びレチク
ルＲを９０°回転して、ウエハステージ側で２つの像の
Ｙ方向の間隔を計測することにより投影光学系のＹ方向
の投影倍率を計測できる。

【００８５】なお、第１実施例及び第３実施例では空間
像の計測は何れもウエハステージ側に受光センサを設け
たが、レチクルの前面側に受光センサを配置し、ウエハ
ステージ側で発光してレチクルを介して受光するように
してもよい。これを、例えば第１実施例に適用した場
合、ウエハステージ側からスリット状の照明を行い、レ
チクルＲの基準マーク２０２をスリットがスキャンする
ようにウエハステージＷＳＴをスキャンする。基準マー
ク２０２とスリットの位置が一致したときレチクルＲの
上方へ光線が通過するので、これを受光してスリットの
レチクルＲへの逆結像位置を知ることができる。しか
し、この方法は実際のレチクルＲの照明系を使用しない
ため、照明条件の変更等には対応できない点に配慮する
必要がある。

【００８６】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。

【００８７】

【発明の効果】本発明の第１の投影光学系の検査方法に
よれば、倍率、像歪の測定にマスク上の所定のパターン
を１つしか使用しないため、マスクのパターン間隔の描
画誤差の影響は受けない。この結果、例えば製造用のマ
スクを用いながら正確な倍率、像歪の測定が行えるた
め、それに応じて補正を行うことにより、倍率、像歪の
補正精度が向上するという利点がある。

【００８８】また、本発明の第２の投影光学系の検査方
法によれば、マスクに形成された第１パターンと第２パ
ターンとの位置関係を必要に応じ正確に測定することが
できるため、投影光学系の結像特性を常に正確に検出す
ることができる。従って本発明の第１の投影光学系の検
査方法と同様にマスク上の投影倍率及び像歪計測用のマ
ークに描画誤差等があっても倍率、像歪等の投影光学系
の結像特性を正確に検出することができる。

【００８９】また、本発明による第１及び第２の投影光
学系の検査方法において、投影光学系が、マスクに形成
されたパターンを感光基板に転写する投影露光装置に設
けられている場合には、投影光学系の結像特性が正確に
検出でき、マスクのパターンを感光基板に正確に転写で
きる。また、本発明の第１の投影露光装置によれば、そ
の第１の投影光学系の検査方法が実施できる。

【００９０】また、従来の露光装置にも結像特性の変化
量を計算して補正する機能が備えられているが、予測さ
れていない装置の長期変化、マスクの違い、レーザ干渉
計の測定誤差、照明光吸収の影響の違い等による誤差が
発生する恐れがある。また、照明条件毎に結像特性の変
動特性を厳密に持たなければならない上、装置の調整に
時間が掛かるという問題点もある。しかしながら、本発
明によれば実露光に用いるマスクで変動計算に対し頻繁
なキャリブレーションを行えば精度よい補正が行え、且
つ補正計算はキャリブレーションを行う間の補完をすれ
ばよいだけとなりそれほどの精度は要求されない。この
ため、照明の調整が簡単になる利点もある。

【００９１】また、本発明の第２の投影露光装置によれ
ば、その第２の投影光学系の検査法方が実施できる。ま
た、本発明の第２の投影露光装置において、パターン位
置検出手段が、そのマスク上のパターンを光電検出する
パターン検出手段と、このパターン検出手段の検出領域
を第１パターンと第２パターンとが横切るようにそのマ
スクステージを投影光学系の光軸に対して垂直に移動さ
せるステージ制御手段と、マスクステージの位置を計測
する位置計測手段とを有する場合には、マスクステージ
をステージ制御手段により移動させることによりマスク
上の第１パターンと第２パターンとをパターン検出手段
により検出し、そのときのマスクステージの位置を位置
計測手段により計測し、第１パターンと第２パターンと
の位置関係を検出することができる。

【００９２】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置において、マスクのパターンを転写するための感光基
板を載置する基板ステージを更に具備し、その像位置検
出手段の検出対象の一例が、感光基板上に転写された所
定のパターン又は第１及び第２パターンの像である場合
には、実露光時と同じ状態で投影光学系の結像特性が正
確に検出できる。

【００９３】また、本発明の第１及び第２の投影露光装
置を走査露光型の投影露光装置に適用した場合、本来備
えられているマスクステージの送り機構がそのまま利用
できるため、容易に本発明が適用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投影光学系の検査方法の第１実施
例を示すフローチャートである。

【図２】図１の投影光学系の検査方法を実施するための
投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた構成図
である。

【図３】図１の投影光学系の検査方法を具体的に説明す
るための図である。

【図４】（ａ）は第１実施例の変形例の要部を示す図、
（ｂ）は図４（ａ）のパターン板３１を示す平面図であ
る。

【図５】図２のパターン板２１の変形例の説明に供する
図である。

【図６】（ａ）は本発明による投影光学系の検査方法の
第２実施例を説明するための投影露光装置の要部を示す
構成図、（ｂ）は第２実施例で露光により形成されたレ
ジスト像を示す図である。

【図７】本発明による投影光学系の検査方法の第３実施
例を示すフローチャートである。

【図８】図７の投影光学系の検査方法を実施するための
投影露光装置の説明図である。

【図９】従来の投影光学系の検査方法を説明するための
図である。

【符号の説明】

１光源ＩＬ照明光２Ａ照度分布均一化光学系Ｒレチクル４Ａレチクルステージ８レーザ干渉計１０レーザ干渉計ＰＬ投影光学系ＷウエハＷＳＴウエハステージ２１，３０，４０２パターン板２２，３１Ａ，３１Ｂ，４０１光透過部２０，２０Ａ，２０Ｂ，３３光電センサ１６中央制御系１７結像特性制御系２５ステージ制御系１１ａ，１１ｂ，１４ａ，１４ｂ駆動素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに形成されたパターンの像を所定
平面に投影するための投影光学系の検査方法において、前記マスクに形成された所定パターンを第１の位置に移
動する第１工程と、前記投影光学系の光軸に対して垂直に前記第１の位置と
は異なる第２の位置に前記所定パターンを移動する第２
工程と、前記第１の位置と前記第２の位置との関係を検出する第
３工程と、前記第１の位置にある前記所定パターンの像の前記投影
光学系による投影位置と前記第２の位置にある前記所定
パターンの像の前記投影光学系による投影位置との関係
を検出する第４工程と、前記第３工程で検出された位置関係と前記第４工程で検
出された位置関係とに基づいて前記投影光学系の結像特
性を求める第５工程と、を含むことを特徴とする投影光学系の検査方法。
【請求項２】マスクのパターンの像を所定平面に投影
するための投影光学系の検査方法において、前記マスクに形成された第１パターンと第２パターンと
の位置関係を検出する第１工程と、前記投影光学系による前記第１パターンの像の投影位置
と前記投影光学系による前記第２パターンの像の投影位
置との関係を検出する第２工程と、前記第１工程で検出された位置関係と前記第２工程で検
出された位置関係とに基づいて前記投影光学系の結像特
性を求める第３工程と、を含むことを特徴とする投影光学系の検査方法。
【請求項３】前記投影光学系は、前記マスクに形成さ
れたパターンを感光基板に転写する投影露光装置に設け
られていることを特徴とする請求項１又は２記載の投影
光学系の検査方法。
【請求項４】マスク上に形成されたパターンの像を所
定平面に投影するための投影光学系と、前記マスクを保持して前記投影光学系の光軸に垂直な方
向に移動自在なマスクステージと、前記マスクステージの位置を計測する位置計測手段と、該位置計測手段の出力に基づいて、第１の位置から第２
の位置へ前記マスクステージを移動させるステージ制御
手段と、前記マスクステージが前記第１の位置にあるときの前記
マスクに形成された所定パターンの像の前記投影光学系
による投影位置と、前記マスクステージが前記第２の位
置にあるときの前記所定パターンの像の前記投影光学系
による投影位置との関係を検出する像位置検出手段と、前記マスクステージが前記第１の位置及び前記第２の位
置にあるときに前記位置計測手段で計測されたマスクス
テージの位置と、前記像位置検出手段で検出された位置
関係とに基づいて前記投影光学系の結像特性を算出する
算出手段と、を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】第１パターンと第２パターンとが形成さ
れたマスクを保持するマスクステージと、前記マスクのパターンの像を所定平面に投影するための
投影光学系と、前記第１パターンと前記第２パターンとの位置関係を検
出するパターン位置検出手段と、前記第１パターンの像の前記投影光学系による投影位置
と前記第２パターンの像の前記投影光学系による投影位
置との関係を検出する像位置検出手段と、前記パターン位置検出手段で検出された位置関係と前記
像位置検出手段で検出された位置関係とに基づいて前記
投影光学系の結像特性を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項６】前記パターン位置検出手段は、前記マス
ク上の第１パターン及び第２パターンを光電検出するパ
ターン検出手段と、該パターン検出手段の検出領域を前
記第１パターンと前記第２パターンとが横切るように前
記マスクステージを前記投影光学系の光軸に対して垂直
に移動させるステージ制御手段と、前記マスクステージ
の位置を計測する位置計測手段と、を有することを特徴
とする請求項５記載の投影露光装置。
【請求項７】前記マスクのパターンを転写するための
感光基板を載置する基板ステージを更に具備し、前記像位置検出手段は、前記感光基板上に転写された前
記所定のパターン又は前記第１及び第２パターンの像の
位置を検出することを特徴とする請求項４、又は５記載
の投影露光装置。