JPH098103A - 投影露光装置及び投影露光方法 - Google Patents
投影露光装置及び投影露光方法Info
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- JPH098103A JPH098103A JP17541895A JP17541895A JPH098103A JP H098103 A JPH098103 A JP H098103A JP 17541895 A JP17541895 A JP 17541895A JP 17541895 A JP17541895 A JP 17541895A JP H098103 A JPH098103 A JP H098103A
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 円形レチクルをレチクルステージ上に効率よ
く且つ高精度に位置合わせすることができる機構を備え
た投影露光装置を提供する。 【構成】 円形マスク２８のパターンを投影光学系１５
を介して感光基板１６に投影露光する投影露光装置であ
る。円形マスク２８の回転方向の誤差を予め補正するた
めのプリアライメントステージ１１と円形マスクをプリ
アライメントステージ１１からマスクステージ２に搬送
するための搬送アーム８を備える。プリアライメントス
テージ１１は円形マスクのプリアライメントステージ上
での所定方位からの回転誤差を検出するための光学検出
系１２と、円形マスク２８をプリアライメントステージ
１１上で回転させるための回転ステージ２６と、回転誤
差に基づいて円形マスク２８が所定方位になるように回
転ステージを制御する装置３１Ａ，Ｂを有する。
く且つ高精度に位置合わせすることができる機構を備え
た投影露光装置を提供する。 【構成】 円形マスク２８のパターンを投影光学系１５
を介して感光基板１６に投影露光する投影露光装置であ
る。円形マスク２８の回転方向の誤差を予め補正するた
めのプリアライメントステージ１１と円形マスクをプリ
アライメントステージ１１からマスクステージ２に搬送
するための搬送アーム８を備える。プリアライメントス
テージ１１は円形マスクのプリアライメントステージ上
での所定方位からの回転誤差を検出するための光学検出
系１２と、円形マスク２８をプリアライメントステージ
１１上で回転させるための回転ステージ２６と、回転誤
差に基づいて円形マスク２８が所定方位になるように回
転ステージを制御する装置３１Ａ，Ｂを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は矩形のパターン領域が形
成された円形状又は楕円形状のマスクを用いる投影露光
装置に関する。
成された円形状又は楕円形状のマスクを用いる投影露光
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路や液晶基板の回路パター
ンをリソグラフィー技術により感光基板に転写するため
に投影露光装置が使用されている。かかる投影露光装置
として、露光方式により大別してミラープロジェクショ
ンアライナーとステッパーと呼ばれる縮小投影露光装置
の２種類が知られている。ミラープロジェクションアラ
イナーでは、投影光学系を挟んでマスクとウェハが同じ
ステージ上に搭載され、両者が投影光学系に対して相対
走査されることでマスク上のパターンが等倍でウェハ上
に転写される。このミラープロジェクションアライナー
で用いられるマスクの典型例を図１０（ａ）に示す。こ
のアライナーでは１回の走査でマスクの全面にパターン
をウェハ上に転写するため、ウエハと同一寸法のパター
ンがマスクにも形成されていた。一般にウェハ形状は円
形であるため、ウエハ面に無駄なくチップが形成される
ように露光ショット領域が決定される。従って、マスク
は図１０（ａ）に示すようなパターンを有しており、マ
スクの外形もウエハに合わせて円形であった。かかるマ
スクは、パターンが形成されていない部分５２Ａ〜５２
Ｄを利用して、マスクステージに真空チャック等により
固定されていた。
ンをリソグラフィー技術により感光基板に転写するため
に投影露光装置が使用されている。かかる投影露光装置
として、露光方式により大別してミラープロジェクショ
ンアライナーとステッパーと呼ばれる縮小投影露光装置
の２種類が知られている。ミラープロジェクションアラ
イナーでは、投影光学系を挟んでマスクとウェハが同じ
ステージ上に搭載され、両者が投影光学系に対して相対
走査されることでマスク上のパターンが等倍でウェハ上
に転写される。このミラープロジェクションアライナー
で用いられるマスクの典型例を図１０（ａ）に示す。こ
のアライナーでは１回の走査でマスクの全面にパターン
をウェハ上に転写するため、ウエハと同一寸法のパター
ンがマスクにも形成されていた。一般にウェハ形状は円
形であるため、ウエハ面に無駄なくチップが形成される
ように露光ショット領域が決定される。従って、マスク
は図１０（ａ）に示すようなパターンを有しており、マ
スクの外形もウエハに合わせて円形であった。かかるマ
スクは、パターンが形成されていない部分５２Ａ〜５２
Ｄを利用して、マスクステージに真空チャック等により
固定されていた。
【０００３】一方、ステッパーは、レチクル（マスク）
像を縮小投影光学系によりウエハ上に縮小して投影露光
する装置である。近年、回路等のパターンが益々微細化
しており、上記ミラープロジェクョン方式では充分な解
像度が得られないために、ステッパーを用いた縮小投影
露光方式が主流になりつつある。ステッパーでは、ウエ
ハは複数のチップ（ショット領域）毎に分割して露光さ
れており、レチクルを固定してウエハのみをステップ駆
動するステップ＆リピート方式と、レチクルとウエハと
を投影光学系に対して相対走査するステップ＆スキャン
方式がある。かかる縮小投影露光方式に用いられるレチ
クルの平面図を図１０（ｂ）に示す。レチクル５３は、
ウエハ上に形成されるチップ形状と同形の長方形又は正
方形のパターン部５４を有している。パターン部５４
は、通常、パターンのゴミ付着防止用のペリクルで覆わ
れており、パターン部５４の外側にはペリクルを支持す
るペリクル枠５５が設けられ、さらにその外側の四隅に
はレチクル５３をレチクルステージに固定するための吸
着部５６Ａ〜５６Ｄがレチクルの走査方向に延在するよ
うに設けられていた。
像を縮小投影光学系によりウエハ上に縮小して投影露光
する装置である。近年、回路等のパターンが益々微細化
しており、上記ミラープロジェクョン方式では充分な解
像度が得られないために、ステッパーを用いた縮小投影
露光方式が主流になりつつある。ステッパーでは、ウエ
ハは複数のチップ（ショット領域）毎に分割して露光さ
れており、レチクルを固定してウエハのみをステップ駆
動するステップ＆リピート方式と、レチクルとウエハと
を投影光学系に対して相対走査するステップ＆スキャン
方式がある。かかる縮小投影露光方式に用いられるレチ
クルの平面図を図１０（ｂ）に示す。レチクル５３は、
ウエハ上に形成されるチップ形状と同形の長方形又は正
方形のパターン部５４を有している。パターン部５４
は、通常、パターンのゴミ付着防止用のペリクルで覆わ
れており、パターン部５４の外側にはペリクルを支持す
るペリクル枠５５が設けられ、さらにその外側の四隅に
はレチクル５３をレチクルステージに固定するための吸
着部５６Ａ〜５６Ｄがレチクルの走査方向に延在するよ
うに設けられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれのタイプ
の投影露光装置においても、一度に露光できる露光フィ
ールド形状に合わせてレチクル（マスク）の外形が決ま
っていた。すなわち、ミラープロジェクション方式の投
影露光装置では円形のマスクが用いられ、縮小型投影露
光装置では矩形のレチクルが用いられていた。しかしな
がら、近年パターンの微細化やチップの大型化が進むに
つれて、縮小投影露光装置で用いられる長方形又は正方
形のレチクル形状では、剛性及び加工精度の面から不都
合になってきた。通常、レチクルの材料である石英ガラ
スは円形の方が製造上容易であり、従ってレチクルの外
形を円形とした方がレチクル製造上有利である。また、
レチクル形状が円形であると外力に対する撓み等がレチ
クル面内で等方的に作用しやすいために、レチクルが部
分的に損傷をうけにくい。このため、縮小投影露光装置
においても円形のレチクルを使用することが望まれる。
しかしながら、従来、縮小型投影露光装置において円形
のレチクルを用いた例はなく、これを実行する際に種々
の問題を解決しなければならない。例えば、円形レチク
ルをレチクルステージに設置する際に正確な位置合わ
せ、特に回転方向配置（方位）の調整が必要となる。ま
た、円形レチクル内のパターンや吸着部の配置やペリク
ルの設置並びにそれらに合わせてレチクルステージのレ
チクル吸着位置についても検討する必要がある。
の投影露光装置においても、一度に露光できる露光フィ
ールド形状に合わせてレチクル（マスク）の外形が決ま
っていた。すなわち、ミラープロジェクション方式の投
影露光装置では円形のマスクが用いられ、縮小型投影露
光装置では矩形のレチクルが用いられていた。しかしな
がら、近年パターンの微細化やチップの大型化が進むに
つれて、縮小投影露光装置で用いられる長方形又は正方
形のレチクル形状では、剛性及び加工精度の面から不都
合になってきた。通常、レチクルの材料である石英ガラ
スは円形の方が製造上容易であり、従ってレチクルの外
形を円形とした方がレチクル製造上有利である。また、
レチクル形状が円形であると外力に対する撓み等がレチ
クル面内で等方的に作用しやすいために、レチクルが部
分的に損傷をうけにくい。このため、縮小投影露光装置
においても円形のレチクルを使用することが望まれる。
しかしながら、従来、縮小型投影露光装置において円形
のレチクルを用いた例はなく、これを実行する際に種々
の問題を解決しなければならない。例えば、円形レチク
ルをレチクルステージに設置する際に正確な位置合わ
せ、特に回転方向配置（方位）の調整が必要となる。ま
た、円形レチクル内のパターンや吸着部の配置やペリク
ルの設置並びにそれらに合わせてレチクルステージのレ
チクル吸着位置についても検討する必要がある。
【０００５】本発明の目的は、円形レチクルをレチクル
ステージ上に効率よく且つ高精度に位置合わせすること
ができる機構を備えた新規な投影露光装置を提供するこ
とにある。
ステージ上に効率よく且つ高精度に位置合わせすること
ができる機構を備えた新規な投影露光装置を提供するこ
とにある。
【０００６】本発明の別の目的は、円形レチクルをレチ
クルステージに配置する前に、回転誤差を予め調整する
ことができるプリアライメントステージを備えた投影露
光装置を提供することにある。
クルステージに配置する前に、回転誤差を予め調整する
ことができるプリアライメントステージを備えた投影露
光装置を提供することにある。
【０００７】さらに、本発明の別の目的は、ステップア
ンドスキャン方式の投影露光装置による感光基板の露光
動作において、感光基板の交換時に、投影光学系の結像
特性の調整やレチクルステージと感光基板ステージとの
位置合わせ等の種々のキャリブレーションを効率よく実
行することができる方法を提供するものである。
ンドスキャン方式の投影露光装置による感光基板の露光
動作において、感光基板の交換時に、投影光学系の結像
特性の調整やレチクルステージと感光基板ステージとの
位置合わせ等の種々のキャリブレーションを効率よく実
行することができる方法を提供するものである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、ステップアン
ドスキャン方式の投影露光装置による感光基板の露光動
作において、感光基板の交換時に、投影光学系の結像特
性の調整やレチクルステージと感光基板ステージとの位
置合わせ等の種々のキャリブレーションを効率よく実行
することができる工程を含む投影露光方法を提供するも
のである。
ドスキャン方式の投影露光装置による感光基板の露光動
作において、感光基板の交換時に、投影光学系の結像特
性の調整やレチクルステージと感光基板ステージとの位
置合わせ等の種々のキャリブレーションを効率よく実行
することができる工程を含む投影露光方法を提供するも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に従
えば、矩形のパターン領域を有する円形マスクのパター
ンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投影露
光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系と、
マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動するス
テージと、円形マスクの方位をプリアライメントするた
めのプリアライメントステージであって、円形マスクの
プリアライメントステージ上での所定方位からの方位誤
差を検出するための検出手段と、円形マスクをプリアラ
イメントステージ上で回転させるための回転手段と、該
方位誤差に基づいて円形マスクが所定方位になるように
回転手段を制御するための制御手段とを有する上記プリ
アライメントステージと、円形マスクをプリアライメン
トされた状態でプリアライメントステージからマスクス
テージに搬送するための搬送手段とを備える上記投影露
光装置が提供される。
えば、矩形のパターン領域を有する円形マスクのパター
ンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投影露
光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系と、
マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動するス
テージと、円形マスクの方位をプリアライメントするた
めのプリアライメントステージであって、円形マスクの
プリアライメントステージ上での所定方位からの方位誤
差を検出するための検出手段と、円形マスクをプリアラ
イメントステージ上で回転させるための回転手段と、該
方位誤差に基づいて円形マスクが所定方位になるように
回転手段を制御するための制御手段とを有する上記プリ
アライメントステージと、円形マスクをプリアライメン
トされた状態でプリアライメントステージからマスクス
テージに搬送するための搬送手段とを備える上記投影露
光装置が提供される。
【００１０】上記検出手段が、円形マスクに形成された
少なくとも２か所のマークをそれぞれ検出するための２
つの光学センサと、各々の光学センサの光路上を円形マ
スクのマークの各々が相対的に通過するようにプリアラ
イメントステージを光学センサに対して相対移動させる
ための移動装置と、上記２つの光学センサによるマーク
の検出位置の差から方位誤差を演算するための演算手段
とを含み、且つ、上記回転手段が、プリアライメントス
テージ上に設置された回転ステージを含むことができ
る。
少なくとも２か所のマークをそれぞれ検出するための２
つの光学センサと、各々の光学センサの光路上を円形マ
スクのマークの各々が相対的に通過するようにプリアラ
イメントステージを光学センサに対して相対移動させる
ための移動装置と、上記２つの光学センサによるマーク
の検出位置の差から方位誤差を演算するための演算手段
とを含み、且つ、上記回転手段が、プリアライメントス
テージ上に設置された回転ステージを含むことができ
る。
【００１１】本発明の第２の態様に従えば、矩形のパタ
ーン領域を有し且つ切り欠き部を有する円形マスクのパ
ターンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投
影露光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系
と、マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動す
るステージと、円形マスクをプリアライメントするため
のプリアライメントステージであって、円形マスクの切
り欠き部を係止するための２つの係止部と円形マスクを
プリアライメントステージ上で移動させる移動ピンとを
備える上記プリアライメントステージと、上記プリアラ
イメントされた円形マスクをプリアライメントステージ
から上記マスクステージに搬送するための搬送手段とを
備える上記投影露光装置が提供される。
ーン領域を有し且つ切り欠き部を有する円形マスクのパ
ターンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投
影露光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系
と、マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動す
るステージと、円形マスクをプリアライメントするため
のプリアライメントステージであって、円形マスクの切
り欠き部を係止するための２つの係止部と円形マスクを
プリアライメントステージ上で移動させる移動ピンとを
備える上記プリアライメントステージと、上記プリアラ
イメントされた円形マスクをプリアライメントステージ
から上記マスクステージに搬送するための搬送手段とを
備える上記投影露光装置が提供される。
【００１２】本発明の第３の態様に従えば、矩形のパタ
ーン領域を有し且つ切り欠き部を有する円形マスクのパ
ターンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投
影露光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系
と、マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動す
るステージと、円形マスクを上記マスクステージに搬入
するための搬送機構であって、円形マスクを把持する少
なくとも３つの爪を有する搬送アームと搬送アームをマ
スクステージへ搬送させる搬送装置とを備え、上記少な
くとも３つの爪のうち２つの爪により円形マスクの切り
欠き部を係止することによって円形マスクのプリアライ
メントが実行される上記搬送機構とを備える上記投影露
光装置が提供される。上記投影露光装置において、上記
マスクステージが、円形マスク内のパターン領域を区画
する矩形の各辺の外側で円形マスクを保持するための吸
着部を備えることが好ましい。また、上記投影露光装置
は、縮小投影露光装置であるのが好適である。
ーン領域を有し且つ切り欠き部を有する円形マスクのパ
ターンを投影光学系を介して感光基板に投影露光する投
影露光装置であって、円形マスクを照明する照明光学系
と、マスクステージと、感光基板を２次元方向に移動す
るステージと、円形マスクを上記マスクステージに搬入
するための搬送機構であって、円形マスクを把持する少
なくとも３つの爪を有する搬送アームと搬送アームをマ
スクステージへ搬送させる搬送装置とを備え、上記少な
くとも３つの爪のうち２つの爪により円形マスクの切り
欠き部を係止することによって円形マスクのプリアライ
メントが実行される上記搬送機構とを備える上記投影露
光装置が提供される。上記投影露光装置において、上記
マスクステージが、円形マスク内のパターン領域を区画
する矩形の各辺の外側で円形マスクを保持するための吸
着部を備えることが好ましい。また、上記投影露光装置
は、縮小投影露光装置であるのが好適である。
【００１３】本発明の第４の態様に従えば、テグマーク
を有するマスクに形成されたパターンを感光基板に投影
露光するために用いられる投影露光装置の投影光学系の
キャリブレーションを実行する方法であって、感光基板
の露光動作終了後であって、感光基板が投影光学系の露
光フィールドから退出されることによって感光基板の交
換が行われる間に、感光基板の露光位置にセンサを配置
させるとともに、投影光学系を介して該センサとマスク
のテグマークが共役な関係になるような位置にマスクを
配置させることによって上記投影光学系のキャリブレー
ションを実行する方法が提供される。
を有するマスクに形成されたパターンを感光基板に投影
露光するために用いられる投影露光装置の投影光学系の
キャリブレーションを実行する方法であって、感光基板
の露光動作終了後であって、感光基板が投影光学系の露
光フィールドから退出されることによって感光基板の交
換が行われる間に、感光基板の露光位置にセンサを配置
させるとともに、投影光学系を介して該センサとマスク
のテグマークが共役な関係になるような位置にマスクを
配置させることによって上記投影光学系のキャリブレー
ションを実行する方法が提供される。
【００１４】本発明の第５の態様に従えば、テグマーク
を有するマスクに形成されたパターンを、マスクと感光
基板とを投影光学系を介して相対走査することによっ
て、感光基板上に投影露光するステップアンドスキャン
方式の投影露光方法であって、マスクを照明しながら、
マスクと感光基板とを投影光学系を介して同期走査する
ことによって感光基板を露光する工程と、感光基板を投
影光学系の露光フィールドから退出して感光基板を交換
する工程と、上記感光基板を交換する工程の間に、感光
基板の露光位置にセンサを配置させるとともに、投影光
学系を介して該センサとマスクのテグマークが共役な関
係になるような位置にマスクを配置させる工程と、上記
テグマークを用いて投影光学系のキャリブレーションを
実行する工程と、を含む上記投影露光方法が提供され
る。
を有するマスクに形成されたパターンを、マスクと感光
基板とを投影光学系を介して相対走査することによっ
て、感光基板上に投影露光するステップアンドスキャン
方式の投影露光方法であって、マスクを照明しながら、
マスクと感光基板とを投影光学系を介して同期走査する
ことによって感光基板を露光する工程と、感光基板を投
影光学系の露光フィールドから退出して感光基板を交換
する工程と、上記感光基板を交換する工程の間に、感光
基板の露光位置にセンサを配置させるとともに、投影光
学系を介して該センサとマスクのテグマークが共役な関
係になるような位置にマスクを配置させる工程と、上記
テグマークを用いて投影光学系のキャリブレーションを
実行する工程と、を含む上記投影露光方法が提供され
る。
【００１５】上記本発明の方法において、上記センサが
感光基板を２次元方向に移動するためのＸＹステージ上
に設置され、上記マスクが２次元方向に移動可能なマス
クステージ上に配置されており、感光基板の露光動作終
了後であって感光基板が投影光学系の露光フィールドか
ら退出されることによって感光基板の交換が行われる間
に、投影光学系を介して該センサとマスクのテグマーク
が共役な位置に存在するように上記ＸＹステージ及びマ
スクステージの移動を制御することが好ましい。上記キ
ャリブレーションを、投影光学系の結像特性及びマスク
と感光基板の位置合わせの少なくとも一方の調整のため
に実行することができる。
感光基板を２次元方向に移動するためのＸＹステージ上
に設置され、上記マスクが２次元方向に移動可能なマス
クステージ上に配置されており、感光基板の露光動作終
了後であって感光基板が投影光学系の露光フィールドか
ら退出されることによって感光基板の交換が行われる間
に、投影光学系を介して該センサとマスクのテグマーク
が共役な位置に存在するように上記ＸＹステージ及びマ
スクステージの移動を制御することが好ましい。上記キ
ャリブレーションを、投影光学系の結像特性及びマスク
と感光基板の位置合わせの少なくとも一方の調整のため
に実行することができる。
【００１６】本明細書において、「マスク」とはレチク
ルをも含む概念である。また、本明細書において、「円
形レチクル」とは円形のみならず楕円形や正多角形のレ
チクルをも含む概念であり、「矩形のパターン領域」と
は正方形及び長方形のパターン領域を含む概念である。
ルをも含む概念である。また、本明細書において、「円
形レチクル」とは円形のみならず楕円形や正多角形のレ
チクルをも含む概念であり、「矩形のパターン領域」と
は正方形及び長方形のパターン領域を含む概念である。
【００１７】
【作用】本発明の第１の態様によれば、円形レチクル用
のプリアライメントステージを光学センサに対して移動
することにより、円形レチクルに付された２つの位置合
わせマークを検出し、２つのマーク検出位置の差から円
形レチクルの所定方位からの方位（回転）誤差Δθを求
める。円形レチクルを、図３（ａ）（ｂ）に示したよう
なプリアライメントステージ１１上に設置された回転ス
テージで誤差Δθだけ補正回転方向に回転させることで
円形レチクルの方位をプリアライメントすることができ
る。レチクルステージとは別に回転ステージを用いてい
るので、レチクルステージでθ補正できない量の回転誤
差も補正することができ、回転誤差が大きくてもレチク
ルステージ上でレチクルを載せ直す必要はない。
のプリアライメントステージを光学センサに対して移動
することにより、円形レチクルに付された２つの位置合
わせマークを検出し、２つのマーク検出位置の差から円
形レチクルの所定方位からの方位（回転）誤差Δθを求
める。円形レチクルを、図３（ａ）（ｂ）に示したよう
なプリアライメントステージ１１上に設置された回転ス
テージで誤差Δθだけ補正回転方向に回転させることで
円形レチクルの方位をプリアライメントすることができ
る。レチクルステージとは別に回転ステージを用いてい
るので、レチクルステージでθ補正できない量の回転誤
差も補正することができ、回転誤差が大きくてもレチク
ルステージ上でレチクルを載せ直す必要はない。
【００１８】本発明の第２の態様によれば、切り欠きを
有する円形レチクルに対しては、図２に示したような本
発明のプリアライメントステージにおいて切り欠き部を
２ヵ所で係止するために、円形レチクルの方位を容易に
プリアライメントすることができる。
有する円形レチクルに対しては、図２に示したような本
発明のプリアライメントステージにおいて切り欠き部を
２ヵ所で係止するために、円形レチクルの方位を容易に
プリアライメントすることができる。
【００１９】本発明の第２の態様によれば、円形レチク
ルをレチクルステージに搬送する搬送装置の爪部が円形
レチクルの切り欠き部を２ヵ所で係止するために、搬送
しながら円形レチクルをプリアライメントすることがで
きる。このように円形レチクルをプリアライメントする
ことによって、レチクルステージに円形レチクルの方位
調整用の複雑な機構を設ける必要はない。
ルをレチクルステージに搬送する搬送装置の爪部が円形
レチクルの切り欠き部を２ヵ所で係止するために、搬送
しながら円形レチクルをプリアライメントすることがで
きる。このように円形レチクルをプリアライメントする
ことによって、レチクルステージに円形レチクルの方位
調整用の複雑な機構を設ける必要はない。
【００２０】本発明の投影露光装置では、レチクルステ
ージに、レチクルがパターン領域を区画する矩形の各辺
の外側で吸着されるように吸着部を設けたので、、ステ
ップ＆スキャン装置において走査方向の加速度の影響を
受けにくく、走査中にレチクル位置がずれることはな
い。
ージに、レチクルがパターン領域を区画する矩形の各辺
の外側で吸着されるように吸着部を設けたので、、ステ
ップ＆スキャン装置において走査方向の加速度の影響を
受けにくく、走査中にレチクル位置がずれることはな
い。
【００２１】本発明の第４の態様によれば、ステップア
ンドスキャン方式の投影露光において、ウェハ交換時
に、投影光学系を介してレチクルに付されたテグマーク
をウエハステージに並置されたセンサーにより計測でき
るようにしたことで、投影光学系の結像特性等のキャリ
ブレーションをスループットを低下させることなく実行
することができる。
ンドスキャン方式の投影露光において、ウェハ交換時
に、投影光学系を介してレチクルに付されたテグマーク
をウエハステージに並置されたセンサーにより計測でき
るようにしたことで、投影光学系の結像特性等のキャリ
ブレーションをスループットを低下させることなく実行
することができる。
【００２２】
【実施例】以下、円形レチクルを用いる本発明の投影露
光装置の一実施例について図面を参照して説明する。こ
の実施例では、ステップアンドスキャン方式を採用した
縮小投影型露光装置について説明する。図１に、本実施
例の縮小投影型露光装置の全体図を示す。本実施例の縮
小投影型露光装置は、主に、照明光学系７、レチクル１
を移動するレチクルステージ２、レチクル１の方位（回
転方向）を予め調整するプリアライメントステージ１
１、方位調整されたレチクルをプリアライメントステー
ジ１１からレチクルステージ２に搬送する搬送装置１１
０、レチクルに形成されたパターン像をウエハ１６上に
投影する投影光学系１５、ウエハステージ５７及び主制
御装置１００から構成されている。
光装置の一実施例について図面を参照して説明する。こ
の実施例では、ステップアンドスキャン方式を採用した
縮小投影型露光装置について説明する。図１に、本実施
例の縮小投影型露光装置の全体図を示す。本実施例の縮
小投影型露光装置は、主に、照明光学系７、レチクル１
を移動するレチクルステージ２、レチクル１の方位（回
転方向）を予め調整するプリアライメントステージ１
１、方位調整されたレチクルをプリアライメントステー
ジ１１からレチクルステージ２に搬送する搬送装置１１
０、レチクルに形成されたパターン像をウエハ１６上に
投影する投影光学系１５、ウエハステージ５７及び主制
御装置１００から構成されている。
【００２３】照明光学系７は、リレーレンズ、フライア
イレンズ、インテグレータセンサー、スペックル低減装
置、視野絞り等で構成されており、エキシマレーザ等の
光源（図示しない）からの照明光が照明光学系７に入射
し、この照明光学系７から射出にされた照明光は、レチ
クルステージ２上のレチクル１をほぼ均一な照度で照明
する。レチクルステージ２は、支持台５上に載置された
Ｙステージ２０１とＹステージ２０１上に載置されたレ
チクル微小駆動ステージ２０２とから構成される。Ｙス
テージ２０１は、レチクル１をＹ軸方向（走査方向；紙
面に垂直な方向）に移動させる。レチクル微小駆動ステ
ージ２０２は、Ｘ方向（紙面に平行な方向）、Ｙ方向及
びθ方向（回転方向）にそれぞれ微小量だけ且つ高精度
にレチクルの位置制御を行う。レチクル微小駆動ステー
ジ２０２には移動鏡３が装着され、移動鏡と図示しない
固定鏡からの反射光を干渉計４でモニターすることによ
って、レチクル１の移動が制御される。該制御は、レチ
クル駆動機構（図示しない）に連結されたレチクルステ
ージ制御装置６により制御される。
イレンズ、インテグレータセンサー、スペックル低減装
置、視野絞り等で構成されており、エキシマレーザ等の
光源（図示しない）からの照明光が照明光学系７に入射
し、この照明光学系７から射出にされた照明光は、レチ
クルステージ２上のレチクル１をほぼ均一な照度で照明
する。レチクルステージ２は、支持台５上に載置された
Ｙステージ２０１とＹステージ２０１上に載置されたレ
チクル微小駆動ステージ２０２とから構成される。Ｙス
テージ２０１は、レチクル１をＹ軸方向（走査方向；紙
面に垂直な方向）に移動させる。レチクル微小駆動ステ
ージ２０２は、Ｘ方向（紙面に平行な方向）、Ｙ方向及
びθ方向（回転方向）にそれぞれ微小量だけ且つ高精度
にレチクルの位置制御を行う。レチクル微小駆動ステー
ジ２０２には移動鏡３が装着され、移動鏡と図示しない
固定鏡からの反射光を干渉計４でモニターすることによ
って、レチクル１の移動が制御される。該制御は、レチ
クル駆動機構（図示しない）に連結されたレチクルステ
ージ制御装置６により制御される。
【００２４】投影光学系１５は、レチクル１のパターン
像を例えば１／５または１／４に縮小してウエハ１上に
投影するための縮小光学系であり、複数のレンズエレメ
ントから構成されている。投影レンズ光学系１５の縮小
倍率をＭ倍（例えば、１／４倍）とすると、レチクル１
の走査速度Ｖに対してＶ×Ｍの速度でウエハ１６をレチ
クル１の走査方向（例えば、＋Ｙ方向）と逆の方向（−
Ｙ方向）に走査することで、レチクル１上のパターン全
体が投影像がウエハ１６上の一領域に転写される。この
動作をウェハの全てのショット領域に対しステップアン
ドスキャン方式で繰り返し行うことで、ウェハの全ての
ショット領域にレチクル１のパターン像がそれぞれ投影
露光される。
像を例えば１／５または１／４に縮小してウエハ１上に
投影するための縮小光学系であり、複数のレンズエレメ
ントから構成されている。投影レンズ光学系１５の縮小
倍率をＭ倍（例えば、１／４倍）とすると、レチクル１
の走査速度Ｖに対してＶ×Ｍの速度でウエハ１６をレチ
クル１の走査方向（例えば、＋Ｙ方向）と逆の方向（−
Ｙ方向）に走査することで、レチクル１上のパターン全
体が投影像がウエハ１６上の一領域に転写される。この
動作をウェハの全てのショット領域に対しステップアン
ドスキャン方式で繰り返し行うことで、ウェハの全ての
ショット領域にレチクル１のパターン像がそれぞれ投影
露光される。
【００２５】ウエハステージ５７は、ウエハをＸＹ方向
に移動可能なＸＹステージとその上に設置されたＺ，チ
ルトステージとから主に構成されている。ウェハ１６
は、Ｚ，チルトステージ上に載置されて固定される。ウ
エハステージ５７の側面に設けられた反射面（移動鏡）
２０からの反射光を受光するＸ軸及びＹ軸干渉計１９
Ｘ，１９Ｙによりウエハ１６のＸ，Ｙ方向の位置を常時
モニターすることができ、ウエハ位置調整は、干渉計１
９Ｘ，１９Ｙの出力信号を基にウエハステージ制御部２
１がＸＹステージとＺ，チルトステージを移動して行
う。尚、Ｘ軸干渉計１９Ｘは２本のレーザビームをＸ軸
と平行にウエハステージ５７に照射してそのＸ方向の位
置とピッチング量（Ｙ軸回りの回転量）とを検出し、Ｙ
軸干渉計１９Ｙは同一直線上に並ばない３本のレーザビ
ームをＹ軸と平行にウエハステージ５７に照射してその
Ｙ方向の位置、ローリング量（Ｘ軸回りの回転量）、及
びヨーイング量（Ｚ軸（投影光学系１５の光軸ＡＸ）回
りの回軸量）を検出可能となっている。
に移動可能なＸＹステージとその上に設置されたＺ，チ
ルトステージとから主に構成されている。ウェハ１６
は、Ｚ，チルトステージ上に載置されて固定される。ウ
エハステージ５７の側面に設けられた反射面（移動鏡）
２０からの反射光を受光するＸ軸及びＹ軸干渉計１９
Ｘ，１９Ｙによりウエハ１６のＸ，Ｙ方向の位置を常時
モニターすることができ、ウエハ位置調整は、干渉計１
９Ｘ，１９Ｙの出力信号を基にウエハステージ制御部２
１がＸＹステージとＺ，チルトステージを移動して行
う。尚、Ｘ軸干渉計１９Ｘは２本のレーザビームをＸ軸
と平行にウエハステージ５７に照射してそのＸ方向の位
置とピッチング量（Ｙ軸回りの回転量）とを検出し、Ｙ
軸干渉計１９Ｙは同一直線上に並ばない３本のレーザビ
ームをＹ軸と平行にウエハステージ５７に照射してその
Ｙ方向の位置、ローリング量（Ｘ軸回りの回転量）、及
びヨーイング量（Ｚ軸（投影光学系１５の光軸ＡＸ）回
りの回軸量）を検出可能となっている。
【００２６】本実施例の投影露光装置では、レチクルの
方位（回転方向）を調整するために、レチクルステージ
２上のθ回転補正機構とは別に、プリアライメントステ
ージ１１が支持台５上に設置されている。後述するよう
に、レチクル１がプリアライメントステージ１１に搭載
されたときに検出光学系１２の出力結果をプリアライメ
ント制御系１４で解析し、回転誤差をプリアライメント
ステージ制御装置１３に指示して回転補正を行う。次い
でプリアライメントされたレチクル１は搬送アーム８に
より把持されて搬送装置１１０によってレチクルステー
ジ２上に搬送される。レチクル１のプリアライメントス
テージ１１からレチクルステージ２への移動は搬送装置
１１０で制御される。レチクルステージ制御装置６、ウ
エハステージ制御装置２１、プリアライメントステージ
制御装置１３等の制御は、投影露光装置において一連の
アライメント及び露光動作が適正且つ一貫して行われる
ように主制御装置１００によって管理される。
方位（回転方向）を調整するために、レチクルステージ
２上のθ回転補正機構とは別に、プリアライメントステ
ージ１１が支持台５上に設置されている。後述するよう
に、レチクル１がプリアライメントステージ１１に搭載
されたときに検出光学系１２の出力結果をプリアライメ
ント制御系１４で解析し、回転誤差をプリアライメント
ステージ制御装置１３に指示して回転補正を行う。次い
でプリアライメントされたレチクル１は搬送アーム８に
より把持されて搬送装置１１０によってレチクルステー
ジ２上に搬送される。レチクル１のプリアライメントス
テージ１１からレチクルステージ２への移動は搬送装置
１１０で制御される。レチクルステージ制御装置６、ウ
エハステージ制御装置２１、プリアライメントステージ
制御装置１３等の制御は、投影露光装置において一連の
アライメント及び露光動作が適正且つ一貫して行われる
ように主制御装置１００によって管理される。
【００２７】本実施例の投影露光装置のレチクルステー
ジ２は、特開平６−３０２４９５号に記載されたレチク
ルステージと同様に、レチクルステージの非スキャン方
向（Ｘ方向）の移動鏡はフラットな面構造のものが使わ
れているために、レチクル１が大きな回転誤差をもって
レチクルステージ２上に配置されると、レチクル微動ス
テージ２０２では回転（θ）補正することができない。
特開平６−３０２４９５号では、レチクルを一旦取り外
して、微動ステージを回転させた後にレチクルを載せ直
すことによって大きな回転誤差を補正している。本発明
では、円形レチクルを用いているので円形レチクルの回
転誤差の補正するための独自の回転誤差補正機構が必要
となる。また、レチクルの外形が円形ゆえに回転誤差が
大きくなりやすい。本発明では、上記プリアライメント
ステージ１１を使用することで円形レチクルの回転誤差
を精度良く補正でき、しかもレチクルステージ１１上で
のレチクルの載せ直し操作を不要とすることができる。
ジ２は、特開平６−３０２４９５号に記載されたレチク
ルステージと同様に、レチクルステージの非スキャン方
向（Ｘ方向）の移動鏡はフラットな面構造のものが使わ
れているために、レチクル１が大きな回転誤差をもって
レチクルステージ２上に配置されると、レチクル微動ス
テージ２０２では回転（θ）補正することができない。
特開平６−３０２４９５号では、レチクルを一旦取り外
して、微動ステージを回転させた後にレチクルを載せ直
すことによって大きな回転誤差を補正している。本発明
では、円形レチクルを用いているので円形レチクルの回
転誤差の補正するための独自の回転誤差補正機構が必要
となる。また、レチクルの外形が円形ゆえに回転誤差が
大きくなりやすい。本発明では、上記プリアライメント
ステージ１１を使用することで円形レチクルの回転誤差
を精度良く補正でき、しかもレチクルステージ１１上で
のレチクルの載せ直し操作を不要とすることができる。
【００２８】第２図（ａ）では、内部に矩形のパターン
領域２２を有し且つ円周部の一部に直線状の切り欠き部
１０１を一箇所有する円形レチクル１をプリアライメン
トするためのプリアライメントステージ１１の平面図を
示す。プリアライメントステージ１１は、その面上に固
定された固定ピン２３Ａ、２３Ｂ及び２４と、ステージ
面上で移動可能な移動ピン２５とを備える。固定ピン２
３Ａ、２３Ｂは、円形レチクル１の切り欠き部１０１を
それぞれ係止し、固定ピン２４は円形レチクル１の周回
の一部を係止する。移動ピン２５は、ステージ１１の下
面に配設されたアクチュエータ（図示せず）等により移
動することができ、この場合、ステージ面と平行に延出
するアクチュエータロッドがピン２５の下端部に固着さ
れ、アクチュエータロッドの延出により移動ピン２５が
プリアライメントされるべき位置にあるレチクルの中心
に向かって移動するような構成にすることができる。移
動ピン２５の動作は、プリアライメントステージ制御部
１３で制御される。かかる構成を有するプリアライメン
トステージ１１上に、切り欠き部１０１が概ね固定ピン
２３Ａ及Ｂの方を向くようにレチクル１が載置される
と、移動ピン２５がレチクル１を固定ピン２３Ａ、２３
Ｂ及び２４に向けて押し出す。レチクル１の切り欠き部
１０１が固定ピン２３Ａ、２３Ｂで係止されるとともに
円周部が固定ピン２４で係止されることによってレチク
ル１はそれ以上移動できず、自動的に位置決めが達成さ
れる。
領域２２を有し且つ円周部の一部に直線状の切り欠き部
１０１を一箇所有する円形レチクル１をプリアライメン
トするためのプリアライメントステージ１１の平面図を
示す。プリアライメントステージ１１は、その面上に固
定された固定ピン２３Ａ、２３Ｂ及び２４と、ステージ
面上で移動可能な移動ピン２５とを備える。固定ピン２
３Ａ、２３Ｂは、円形レチクル１の切り欠き部１０１を
それぞれ係止し、固定ピン２４は円形レチクル１の周回
の一部を係止する。移動ピン２５は、ステージ１１の下
面に配設されたアクチュエータ（図示せず）等により移
動することができ、この場合、ステージ面と平行に延出
するアクチュエータロッドがピン２５の下端部に固着さ
れ、アクチュエータロッドの延出により移動ピン２５が
プリアライメントされるべき位置にあるレチクルの中心
に向かって移動するような構成にすることができる。移
動ピン２５の動作は、プリアライメントステージ制御部
１３で制御される。かかる構成を有するプリアライメン
トステージ１１上に、切り欠き部１０１が概ね固定ピン
２３Ａ及Ｂの方を向くようにレチクル１が載置される
と、移動ピン２５がレチクル１を固定ピン２３Ａ、２３
Ｂ及び２４に向けて押し出す。レチクル１の切り欠き部
１０１が固定ピン２３Ａ、２３Ｂで係止されるとともに
円周部が固定ピン２４で係止されることによってレチク
ル１はそれ以上移動できず、自動的に位置決めが達成さ
れる。
【００２９】次に、上記のような円周の一部に切り欠き
部１０１を有するレチクル１をレチクルステージ２へ搬
送するための搬送機構の一例を図１及び図２（ａ）を参
照して説明する。搬送機構は、レチクル１をプリアライ
メントした状態で把持する搬送アーム８と搬送アーム８
をレチクルステージ２に移動する搬送装置１０から構成
される。搬送アーム８の下面図を第２図（２）に示す。
搬送アーム８は、搬送アーム８の下面内で移動可能な移
動爪９Ａ、９Ｂ、９Ｃ及び９Ｄを備え、それらの移動は
移動爪制御部１０により制御される。移動爪９は、図１
に示したように、それぞれ先端部がレチクル下面の縁部
を保持できるようにアーム下面の中央部に向かって内側
に屈曲している。移動爪９Ｃ、９Ｄは、円形レチクル１
の切り欠き部１０１を係止し、移動爪９Ａ、９Ｂは、円
形レチクル１の周回部を係止する。
部１０１を有するレチクル１をレチクルステージ２へ搬
送するための搬送機構の一例を図１及び図２（ａ）を参
照して説明する。搬送機構は、レチクル１をプリアライ
メントした状態で把持する搬送アーム８と搬送アーム８
をレチクルステージ２に移動する搬送装置１０から構成
される。搬送アーム８の下面図を第２図（２）に示す。
搬送アーム８は、搬送アーム８の下面内で移動可能な移
動爪９Ａ、９Ｂ、９Ｃ及び９Ｄを備え、それらの移動は
移動爪制御部１０により制御される。移動爪９は、図１
に示したように、それぞれ先端部がレチクル下面の縁部
を保持できるようにアーム下面の中央部に向かって内側
に屈曲している。移動爪９Ｃ、９Ｄは、円形レチクル１
の切り欠き部１０１を係止し、移動爪９Ａ、９Ｂは、円
形レチクル１の周回部を係止する。
【００３０】ここで、プリアライメントステージ１１か
らレチクルステージ２へレチクル１を搬送するための搬
送系及びその動作を図１１に示す。図１１(a) は搬送系
の上面図であり、図１１(b) は側面図を示す。搬送系
は、レチクル１をプリアライメントステージ１１からレ
チクルステージ２に搬送する回転アーム５９を備える。
この回転アーム５９は、長手方向の中央部に回転軸に相
当する回転駆動部５８を備え、回転駆動部５８の両側に
コ状のロード用アーム部５９Ａとアンロード用のアーム
部５９Ｂに備える。各アーム部５９Ａ，５９Ｂはそれぞ
れ一対のレチクル吸着部６０を備える。プリアライメン
トステージ１１でプリアライメントされたレチクル１は
搬送アーム８により上下に移動できるように支持台５に
設置されたアクチュエータ（図示せず）及び搬送装置１
１０で制御される。移動爪９Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで保持され
たレチクル１は搬送アーム８で持ち上げられると、回転
アーム５９のロード用アーム部５９Ａが回転駆動部５８
を回転軸とする回転によりレチクル１下に移動し、その
後、搬送アーム８が下降し、移動爪を開放することで、
回転アーム５９にレチクル１を受け渡す。この際、回転
アーム５９は吸着部６０によりレチクル１を吸着するこ
とによってレチクル１を回転アーム５９のロード用アー
ム部５９Ａの所定位置に正確に保持することができる。
次いで、回転アーム５９は回転駆動部５８により回転駆
動部５８の回りに１８０°回転することによって、レチ
クル１はロード用アーム部５９Ａに保持されたままレチ
クルステージ２に搬送される。回転アーム５９による回
転移動によりレチクル１は高速で搬送可能である。ま
た、レチクル１の交換の際には、上記の動作の間に、ア
ンロード用のアーム部５９Ｂによりレチクルステージ２
上のレチクル１を吸着してレチクルステージ２からレチ
クル１を退出させる。回転アーム２９の回転によるレチ
クルの交換は、ロータリエンコーダ及びアクチュエータ
（図示せず）、搬送装置１１０で制御されている。この
回転駆動部５８も図示しないアクチュエータにより上下
に移動可能であり、ロード用アーム部５９Ａがレチクル
ステージ２上に移動した後に、回転駆動部５８が下降し
てレチクル１をレチクルステージ支持部４２に受け渡す
（アンロード用アーム部５９Ｂの場合は受け取る）よう
に搬送装置１１０で制御される。
らレチクルステージ２へレチクル１を搬送するための搬
送系及びその動作を図１１に示す。図１１(a) は搬送系
の上面図であり、図１１(b) は側面図を示す。搬送系
は、レチクル１をプリアライメントステージ１１からレ
チクルステージ２に搬送する回転アーム５９を備える。
この回転アーム５９は、長手方向の中央部に回転軸に相
当する回転駆動部５８を備え、回転駆動部５８の両側に
コ状のロード用アーム部５９Ａとアンロード用のアーム
部５９Ｂに備える。各アーム部５９Ａ，５９Ｂはそれぞ
れ一対のレチクル吸着部６０を備える。プリアライメン
トステージ１１でプリアライメントされたレチクル１は
搬送アーム８により上下に移動できるように支持台５に
設置されたアクチュエータ（図示せず）及び搬送装置１
１０で制御される。移動爪９Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで保持され
たレチクル１は搬送アーム８で持ち上げられると、回転
アーム５９のロード用アーム部５９Ａが回転駆動部５８
を回転軸とする回転によりレチクル１下に移動し、その
後、搬送アーム８が下降し、移動爪を開放することで、
回転アーム５９にレチクル１を受け渡す。この際、回転
アーム５９は吸着部６０によりレチクル１を吸着するこ
とによってレチクル１を回転アーム５９のロード用アー
ム部５９Ａの所定位置に正確に保持することができる。
次いで、回転アーム５９は回転駆動部５８により回転駆
動部５８の回りに１８０°回転することによって、レチ
クル１はロード用アーム部５９Ａに保持されたままレチ
クルステージ２に搬送される。回転アーム５９による回
転移動によりレチクル１は高速で搬送可能である。ま
た、レチクル１の交換の際には、上記の動作の間に、ア
ンロード用のアーム部５９Ｂによりレチクルステージ２
上のレチクル１を吸着してレチクルステージ２からレチ
クル１を退出させる。回転アーム２９の回転によるレチ
クルの交換は、ロータリエンコーダ及びアクチュエータ
（図示せず）、搬送装置１１０で制御されている。この
回転駆動部５８も図示しないアクチュエータにより上下
に移動可能であり、ロード用アーム部５９Ａがレチクル
ステージ２上に移動した後に、回転駆動部５８が下降し
てレチクル１をレチクルステージ支持部４２に受け渡す
（アンロード用アーム部５９Ｂの場合は受け取る）よう
に搬送装置１１０で制御される。
【００３１】上記搬送機構は、レチクル１を図２（ａ）
に示したプリアライメントステージ１１から搬送した
が、この搬送機構自体がレチクル方位のプリアライメン
ト機能も備えているために、レチクル１をレチクルステ
ージ１１に搬送する際、プリアライメントステージ１１
を使用せずにこの搬送機構を単独で用いることもでき
る。
に示したプリアライメントステージ１１から搬送した
が、この搬送機構自体がレチクル方位のプリアライメン
ト機能も備えているために、レチクル１をレチクルステ
ージ１１に搬送する際、プリアライメントステージ１１
を使用せずにこの搬送機構を単独で用いることもでき
る。
【００３２】図２に示したプリアライメントステージ１
１及び搬送機構は、レチクルの外形を基準として、特に
円形レチクルの切り欠き部１０１を用いてレチクルの方
位をプリアライメントしたが、切り欠き部のない円形レ
チクル２８やレチクル外形とパターン領域との誤差（描
画誤差等）が大きいレチクルに関しては図３に示したよ
うなプリアライメントステージ１１を用いて円形レチク
ル２８をプリアライメントすることができる。図３
（ａ）及び（ｂ）にそれぞれにプリアライメントステー
ジ１１の平面図及び側面図を示す。プリアライメントス
テージ１１は、ステージ本体１１１と、ステージ本体１
１１を移動させる駆動装置３４と、ステージ本体１１１
上で円形レチクル２８を回転することができる回転ステ
ージ２６と、レチクルの方位（回転角）を検出するため
にステージ本体１１１の下方に設置された光学検出系１
２と、プリアライメント制御装置１４とから主に構成さ
れている。ステージ本体１１１は、駆動装置３４によ
り、図面の左右方向（図１に示した支持台５上でＸ方
向）に移動する。駆動装置３４は、例えば、モータ等で
ピストンロッド３３を延出させることができるアクチュ
エータ等にすることができる。ステージ本体１１１は、
その面上であって且つ回転ステージ２６の両側に、回転
ステージ２６を駆動するため回転ステージ駆動装置３１
Ａ，３１Ｂを備える。Ｘ方向で回転ステージ２６を二分
する位置には、ステージ２６の外側に向かってアーム３
２Ａ及び３２Ｂが延在し、アーム３２Ａ及び３２Ｂの先
端部は回転ステージ駆動装置３１Ａ，３１Ｂから突出可
能なピストンロッド３１１Ａ及び３１１Ｂと連結されて
いる。ピストンロッド３１１Ａ及び３１１Ｂが突出する
ことによってアーム３２Ａ及び３２Ｂを介して回転ステ
ージ２６がプリアライメントステージ本体１１１上でレ
チクル１の中心を回転軸として回転する。回転ステージ
の四隅部は、プリアライメントステージ本体１１１上に
設置された回転ガイド２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ
により支持される。回転ガイド２７はベアリング等の摺
動部材により回転ステージの四隅部を挟持する。回転ス
テージ２６は、その表面に真空チャック等のレチクル２
８を吸着する吸着機構を備える。回転ステージ駆動装置
３１Ａ，３１Ｂ及びプリアライメントステージ本体の駆
動装置３４の駆動はプリアライメントステージ制御装置
１３により制御される。
１及び搬送機構は、レチクルの外形を基準として、特に
円形レチクルの切り欠き部１０１を用いてレチクルの方
位をプリアライメントしたが、切り欠き部のない円形レ
チクル２８やレチクル外形とパターン領域との誤差（描
画誤差等）が大きいレチクルに関しては図３に示したよ
うなプリアライメントステージ１１を用いて円形レチク
ル２８をプリアライメントすることができる。図３
（ａ）及び（ｂ）にそれぞれにプリアライメントステー
ジ１１の平面図及び側面図を示す。プリアライメントス
テージ１１は、ステージ本体１１１と、ステージ本体１
１１を移動させる駆動装置３４と、ステージ本体１１１
上で円形レチクル２８を回転することができる回転ステ
ージ２６と、レチクルの方位（回転角）を検出するため
にステージ本体１１１の下方に設置された光学検出系１
２と、プリアライメント制御装置１４とから主に構成さ
れている。ステージ本体１１１は、駆動装置３４によ
り、図面の左右方向（図１に示した支持台５上でＸ方
向）に移動する。駆動装置３４は、例えば、モータ等で
ピストンロッド３３を延出させることができるアクチュ
エータ等にすることができる。ステージ本体１１１は、
その面上であって且つ回転ステージ２６の両側に、回転
ステージ２６を駆動するため回転ステージ駆動装置３１
Ａ，３１Ｂを備える。Ｘ方向で回転ステージ２６を二分
する位置には、ステージ２６の外側に向かってアーム３
２Ａ及び３２Ｂが延在し、アーム３２Ａ及び３２Ｂの先
端部は回転ステージ駆動装置３１Ａ，３１Ｂから突出可
能なピストンロッド３１１Ａ及び３１１Ｂと連結されて
いる。ピストンロッド３１１Ａ及び３１１Ｂが突出する
ことによってアーム３２Ａ及び３２Ｂを介して回転ステ
ージ２６がプリアライメントステージ本体１１１上でレ
チクル１の中心を回転軸として回転する。回転ステージ
の四隅部は、プリアライメントステージ本体１１１上に
設置された回転ガイド２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ
により支持される。回転ガイド２７はベアリング等の摺
動部材により回転ステージの四隅部を挟持する。回転ス
テージ２６は、その表面に真空チャック等のレチクル２
８を吸着する吸着機構を備える。回転ステージ駆動装置
３１Ａ，３１Ｂ及びプリアライメントステージ本体の駆
動装置３４の駆動はプリアライメントステージ制御装置
１３により制御される。
【００３３】光学検出系１２は、円形レチクル２８に光
スポットを照射するためのＬＥＤ３９と、レチクル２８
からの反射光を検出するためのセンサー４０、レンズ等
の光学系３５，３６，３７，３８を一組備える。各セン
サー４０及び光学系３５〜３８は、プリアライメントス
テージ本体１１１の下方にあり、且つプリアライメント
ステージ本体１１１をＹ方向において二分する位置であ
ってステージ本体１１１の中心から等距離の位置に設置
されている。一組のセンサー４０間の距離は、円形レチ
クルのパターン領域３０の外側に付された一対のマーク
２９Ａと２９Ｂとの間隔にほぼ等しい。各ＬＥＤ３９か
ら射出された光は、レンズ３８、ハーフミラー３６、レ
ンズ３５を経てレチクル２８下面に集光してそれぞれ光
スポットＳ１及びＳ２を形成する。光スポットが円形レ
チクルの一対のマーク２９Ａ，２９Ｂを照らすと、同マ
ークからの反射光がハーフミラー３６、レンズ３７を介
してセンサー４０で検出される。センサー４０で検出さ
れた信号は、前記プリアライメント制御装置１４に送ら
れる。なお、ＬＥＤ３９からの照射光を円形レチクルに
照射させるために、プリアライメントステージ１１１及
び回転ステージ２６の内部には、照射光が透過する通路
（図示しない）が形成されている。なお、この通路は、
両方のステージを光透過性材料で構成することによって
不要となる。
スポットを照射するためのＬＥＤ３９と、レチクル２８
からの反射光を検出するためのセンサー４０、レンズ等
の光学系３５，３６，３７，３８を一組備える。各セン
サー４０及び光学系３５〜３８は、プリアライメントス
テージ本体１１１の下方にあり、且つプリアライメント
ステージ本体１１１をＹ方向において二分する位置であ
ってステージ本体１１１の中心から等距離の位置に設置
されている。一組のセンサー４０間の距離は、円形レチ
クルのパターン領域３０の外側に付された一対のマーク
２９Ａと２９Ｂとの間隔にほぼ等しい。各ＬＥＤ３９か
ら射出された光は、レンズ３８、ハーフミラー３６、レ
ンズ３５を経てレチクル２８下面に集光してそれぞれ光
スポットＳ１及びＳ２を形成する。光スポットが円形レ
チクルの一対のマーク２９Ａ，２９Ｂを照らすと、同マ
ークからの反射光がハーフミラー３６、レンズ３７を介
してセンサー４０で検出される。センサー４０で検出さ
れた信号は、前記プリアライメント制御装置１４に送ら
れる。なお、ＬＥＤ３９からの照射光を円形レチクルに
照射させるために、プリアライメントステージ１１１及
び回転ステージ２６の内部には、照射光が透過する通路
（図示しない）が形成されている。なお、この通路は、
両方のステージを光透過性材料で構成することによって
不要となる。
【００３４】かかる構成のプリアライメントステージ１
１により円形レチクルの方位をプリアライメントする操
作について以下に説明する。最初に、レチクル２８は回
転ステージ２６上に吸着される。次いでプリアライメン
トステージ本体１１１が駆動装置３４によりＸ方向（図
面左から右）に移動すると、回転ステージ２６に吸着さ
れた状態のレチクル２８も同方向に移動する。レチクル
２８の移動の間、ＬＥＤ４０はレチクル２８の下面の所
定領域を照射している。ＬＥＤ４０からの光スポットＳ
１及びＳ２上をレチクル２８のマーク２９Ａ，２９Ｂが
通過したときに、マーク２９Ａ，２９Ｂからの反射光が
ハーフミラー３６及びレンズ３７を介して各センサー４
０に入射する。各センサー４０で受光された光信号は、
駆動装置３４内のエンコーダのカウント値と同期してＡ
／Ｄ変換されてプリアライメント制御装置１４に入力さ
れる。スポットＳ１及びＳ２による反射光強度と駆動装
置３４によるステージ本体１１１の移動量Ｌとの関係を
図４に示す。Ｌ１及びＬ２は、それぞれのセンサーによ
りレチクルのマーク２９Ａ，２９Ｂが検出された位置を
示す。従って、Ｌ１とＬ２の差が円形レチクル２８の方
位誤差、すなわち回転補正すべき回転誤差Δθを表す。
プリアライメント制御装置１４は、センサー４０からＬ
１とＬ２の位置を示す信号を受けそれらの差からΔθを
演算し、それに対応する電圧信号をプリアライメントス
テージ制御装置１３を通じて回転ステージ駆動装置３１
Ａ，３１Ｂに送り、所定の角度Δθだけ回転ステージ２
６を回転させる。これによって、円形レチクルの方位、
すなわち回転方向の向きがプリアライメントステージ１
１上で調整される。上記操作は、主制御装置１００の管
理下にあるプリアライメントステージ制御装置１３によ
り制御される。
１により円形レチクルの方位をプリアライメントする操
作について以下に説明する。最初に、レチクル２８は回
転ステージ２６上に吸着される。次いでプリアライメン
トステージ本体１１１が駆動装置３４によりＸ方向（図
面左から右）に移動すると、回転ステージ２６に吸着さ
れた状態のレチクル２８も同方向に移動する。レチクル
２８の移動の間、ＬＥＤ４０はレチクル２８の下面の所
定領域を照射している。ＬＥＤ４０からの光スポットＳ
１及びＳ２上をレチクル２８のマーク２９Ａ，２９Ｂが
通過したときに、マーク２９Ａ，２９Ｂからの反射光が
ハーフミラー３６及びレンズ３７を介して各センサー４
０に入射する。各センサー４０で受光された光信号は、
駆動装置３４内のエンコーダのカウント値と同期してＡ
／Ｄ変換されてプリアライメント制御装置１４に入力さ
れる。スポットＳ１及びＳ２による反射光強度と駆動装
置３４によるステージ本体１１１の移動量Ｌとの関係を
図４に示す。Ｌ１及びＬ２は、それぞれのセンサーによ
りレチクルのマーク２９Ａ，２９Ｂが検出された位置を
示す。従って、Ｌ１とＬ２の差が円形レチクル２８の方
位誤差、すなわち回転補正すべき回転誤差Δθを表す。
プリアライメント制御装置１４は、センサー４０からＬ
１とＬ２の位置を示す信号を受けそれらの差からΔθを
演算し、それに対応する電圧信号をプリアライメントス
テージ制御装置１３を通じて回転ステージ駆動装置３１
Ａ，３１Ｂに送り、所定の角度Δθだけ回転ステージ２
６を回転させる。これによって、円形レチクルの方位、
すなわち回転方向の向きがプリアライメントステージ１
１上で調整される。上記操作は、主制御装置１００の管
理下にあるプリアライメントステージ制御装置１３によ
り制御される。
【００３５】図３（ａ）（ｂ）に示したプリアライメン
トステージ１１の機構を、図２（ｂ）に示したような搬
送アーム８の代わりに搬送機構に組み込むことによって
切り欠き部のない円形レチクルをプリアライメントして
レチクルステージ２に搬送することができる。
トステージ１１の機構を、図２（ｂ）に示したような搬
送アーム８の代わりに搬送機構に組み込むことによって
切り欠き部のない円形レチクルをプリアライメントして
レチクルステージ２に搬送することができる。
【００３６】次に、上記の縮小投影露光装置に用いられ
る円形レチクルの構造について説明する。図５（ａ）及
び（ｂ）は、それぞれ、本発明の投影露光装置に好適な
円形レチクル２８の平面図及び側面図である。図５
（ａ）において、円形レチクルは、その内部に長方形又
は正方形状のパターン領域３０を有し、パターン領域３
０の各頂点は円形レチクルの円周部から等距離に位置す
る。図中、円形レチクル２８は、レチクルステージ２に
よって、図中の矢印方向に走査されるものとする（以
下、走査方向という）。レチクルステージ２の上には、
パターン領域３０の外側であって、走査方向及びそれと
直交する方向に、それぞれ、円弧状の吸着部（凸状支持
部）４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄがレチクルの円周
に沿って延在している。また、吸着部４１Ａ、４１Ｂ、
４１Ｃ、４１Ｄとパターン領域３０との間の各領域には
円弧状のペリクル枠４２が存在する。ペリクル枠４２の
円弧を形成する半径は円形レチクル２８の半径よりも大
きい。パターン領域３０の外側で且つペリクル枠４２の
内側には、走査方向と直交する方向にレチクルマーク２
９Ｃ、２９Ｄが、走査方向にはテグマーク４４Ａ、４４
Ｂがそれぞれ配置されている。特に、レチクルマーク２
９Ｃ、２９Ｄはレチクル２８上の照明フィールド２３０
内に同時に入るようにその間隔が定められている。ペリ
クル枠４２を同図のように配置させることによって、ペ
リクル内の領域を有効に使用できる。ペリクル枠４２を
同図のような形状に形成したのでペリクル膜の振動等の
外力に対する耐久性が向上するし、また、ペリクル枠４
２自体も他の部材と干渉しにくくなる。図５（ｂ）の側
面図に示したように、円形レチクル２８は、レチクルス
テージ２上のレチクル吸着部４１Ａ〜４１Ｄによりレチ
クルステージ２に保持される。
る円形レチクルの構造について説明する。図５（ａ）及
び（ｂ）は、それぞれ、本発明の投影露光装置に好適な
円形レチクル２８の平面図及び側面図である。図５
（ａ）において、円形レチクルは、その内部に長方形又
は正方形状のパターン領域３０を有し、パターン領域３
０の各頂点は円形レチクルの円周部から等距離に位置す
る。図中、円形レチクル２８は、レチクルステージ２に
よって、図中の矢印方向に走査されるものとする（以
下、走査方向という）。レチクルステージ２の上には、
パターン領域３０の外側であって、走査方向及びそれと
直交する方向に、それぞれ、円弧状の吸着部（凸状支持
部）４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄがレチクルの円周
に沿って延在している。また、吸着部４１Ａ、４１Ｂ、
４１Ｃ、４１Ｄとパターン領域３０との間の各領域には
円弧状のペリクル枠４２が存在する。ペリクル枠４２の
円弧を形成する半径は円形レチクル２８の半径よりも大
きい。パターン領域３０の外側で且つペリクル枠４２の
内側には、走査方向と直交する方向にレチクルマーク２
９Ｃ、２９Ｄが、走査方向にはテグマーク４４Ａ、４４
Ｂがそれぞれ配置されている。特に、レチクルマーク２
９Ｃ、２９Ｄはレチクル２８上の照明フィールド２３０
内に同時に入るようにその間隔が定められている。ペリ
クル枠４２を同図のように配置させることによって、ペ
リクル内の領域を有効に使用できる。ペリクル枠４２を
同図のような形状に形成したのでペリクル膜の振動等の
外力に対する耐久性が向上するし、また、ペリクル枠４
２自体も他の部材と干渉しにくくなる。図５（ｂ）の側
面図に示したように、円形レチクル２８は、レチクルス
テージ２上のレチクル吸着部４１Ａ〜４１Ｄによりレチ
クルステージ２に保持される。
【００３７】図５（ａ）で、パターン領域３０を挟んで
走査方向と直交する方向にマーク２９Ｃ，２９Ｄが存在
するため、テグマークはパターン領域３０を挟んで走査
方向にそれぞれ配置されている。テグマークの長さは、
パターン領域３０の幅（走査方向と直交する方向のパタ
ーン領域の長さ）よりも短いが、パターン領域３０と干
渉せずに充分なテグマーク用の領域が確保されている。
走査方向と直交する方向にマーク２９Ｃ，２９Ｄが存在
するため、テグマークはパターン領域３０を挟んで走査
方向にそれぞれ配置されている。テグマークの長さは、
パターン領域３０の幅（走査方向と直交する方向のパタ
ーン領域の長さ）よりも短いが、パターン領域３０と干
渉せずに充分なテグマーク用の領域が確保されている。
【００３８】ここで、テグマーク４４Ａ，４４Ｂ内に
は、図６に示したような孤立マーク４５Ａ、Ｌ／Ｓマー
ク４５Ｂ、及びコンタクトホールマーク４５Ｃが、それ
ぞれ形成され、且つ各マークはそのピッチ、線巾や大き
さが異なるように複数設けられ、ピッチ、線巾や大きさ
の最小値は投影光学系１５の解像度と一致している。か
かるマークを用いることによって投影光学系１５の投影
フィールド全面を検査できる。かかるテグマークは、図
１に示したウエハステージ５７上にウエハ表面位置とほ
ぼ一致する高さに配置された空間像計測用パターン枠１
７により検出される。図７（ａ）に空間像計測用パター
ン枠１７の平面図を示す。空間像計測用枠１７は、クロ
ム製であり内部に開口４８が形成されている。図７
（ｂ）に示したように、開口４８の下方にはＮ．Ａ＝１
の光まで受光できるようなセンサー４９が設置されてい
る。センサー４９には、センサーの温度を一定に保つた
めの冷却装置４７が装着されており、それにより信号の
ドリフト発生が防止される。センサー４９からの信号の
処理は空間像計測装置４６によって行われる。
は、図６に示したような孤立マーク４５Ａ、Ｌ／Ｓマー
ク４５Ｂ、及びコンタクトホールマーク４５Ｃが、それ
ぞれ形成され、且つ各マークはそのピッチ、線巾や大き
さが異なるように複数設けられ、ピッチ、線巾や大きさ
の最小値は投影光学系１５の解像度と一致している。か
かるマークを用いることによって投影光学系１５の投影
フィールド全面を検査できる。かかるテグマークは、図
１に示したウエハステージ５７上にウエハ表面位置とほ
ぼ一致する高さに配置された空間像計測用パターン枠１
７により検出される。図７（ａ）に空間像計測用パター
ン枠１７の平面図を示す。空間像計測用枠１７は、クロ
ム製であり内部に開口４８が形成されている。図７
（ｂ）に示したように、開口４８の下方にはＮ．Ａ＝１
の光まで受光できるようなセンサー４９が設置されてい
る。センサー４９には、センサーの温度を一定に保つた
めの冷却装置４７が装着されており、それにより信号の
ドリフト発生が防止される。センサー４９からの信号の
処理は空間像計測装置４６によって行われる。
【００３９】ここで、ステップアンドスキャン方式で投
影露光が行われる場合における、上記テグマーク及び空
間像計測用パターン枠１７を用いたキャリブレーション
動作を説明する。ステップアンドスキャン方式では、レ
チクルステージ２とウエハステージ５７を投影光学系１
５に対して相対走査させながら露光が実行される。ウエ
ハ１６上の全てのショット領域の露光が終了した時点
で、ウエハ１６は次に露光するウエハと交換されるため
に、ウエハステージ５７により投影光学系１５の露光フ
ィールドから退出される。このウエハ交換操作が行われ
ている間に、空間像計測用パターン枠１７が投影光学系
１５の露光フィールド内に位置するようにウエハステー
ジ５７の位置を調整する。この際、レチクル１のテグマ
ーク４４が、投影光学系１５を介してその露光フィール
ド内に位置する空間像計測用パターン枠１７と共役な位
置に位置するように、レチクルステージ２の移動を制御
する。上記ウエハステージ５７の調整及びレチクルステ
ージ２の制御は、主制御装置１００の管理下にあるウエ
ハステージ制御部２１及びレチクルステージ制御装置６
により実行することができる。ウエハステージ５７及び
レチクルステージ２を制御してレチクル１のテグマーク
４４と空間像計測用パターン枠１７とを投影光学系１５
を介して共役関係に配置させる操作は、各ウエハの露光
処理の終了後であって次のウエハとの交換操作の間の一
工程として、ウエハの露光処理のシーケンスに含まれ、
主制御装置１００で管理される。
影露光が行われる場合における、上記テグマーク及び空
間像計測用パターン枠１７を用いたキャリブレーション
動作を説明する。ステップアンドスキャン方式では、レ
チクルステージ２とウエハステージ５７を投影光学系１
５に対して相対走査させながら露光が実行される。ウエ
ハ１６上の全てのショット領域の露光が終了した時点
で、ウエハ１６は次に露光するウエハと交換されるため
に、ウエハステージ５７により投影光学系１５の露光フ
ィールドから退出される。このウエハ交換操作が行われ
ている間に、空間像計測用パターン枠１７が投影光学系
１５の露光フィールド内に位置するようにウエハステー
ジ５７の位置を調整する。この際、レチクル１のテグマ
ーク４４が、投影光学系１５を介してその露光フィール
ド内に位置する空間像計測用パターン枠１７と共役な位
置に位置するように、レチクルステージ２の移動を制御
する。上記ウエハステージ５７の調整及びレチクルステ
ージ２の制御は、主制御装置１００の管理下にあるウエ
ハステージ制御部２１及びレチクルステージ制御装置６
により実行することができる。ウエハステージ５７及び
レチクルステージ２を制御してレチクル１のテグマーク
４４と空間像計測用パターン枠１７とを投影光学系１５
を介して共役関係に配置させる操作は、各ウエハの露光
処理の終了後であって次のウエハとの交換操作の間の一
工程として、ウエハの露光処理のシーケンスに含まれ、
主制御装置１００で管理される。
【００４０】上記のようにウエハ交換の際に、レチクル
１のテグマーク４４と空間像計測用パターン枠１７とを
投影光学系１５を介して共役関係に配置させることによ
り、レチクル１のテグマーク４４を使って種々のキャリ
ブレーションを実行する。レチクル１のテグマーク４４
と空間像計測用パターン枠１７とが上記共役関係に配置
された後、レチクルステージ２を走査方向（Ｙ方向）に
移動させることによって、テグマーク４４内のクロムパ
ターン（例えば４５Ａ）が空間像計測用枠１７の開口４
８を横切る。この際、センサー４９は、図８（ａ）のよ
うな波形を出力する。図８（ａ）の横軸は、レチクル１
の移動距離であり、クロムパターン４５Ａが空間像計測
用枠１７の開口４８（端部４８Ｌと４８Ｒの間）を通過
するときにセンサー４９の受光する光量が変化して図８
（ａ）のような信号を発生する。この信号は、空間像計
測装置４６により一次微分されて図８（ｂ）に示すよう
な空間像が検出される。
１のテグマーク４４と空間像計測用パターン枠１７とを
投影光学系１５を介して共役関係に配置させることによ
り、レチクル１のテグマーク４４を使って種々のキャリ
ブレーションを実行する。レチクル１のテグマーク４４
と空間像計測用パターン枠１７とが上記共役関係に配置
された後、レチクルステージ２を走査方向（Ｙ方向）に
移動させることによって、テグマーク４４内のクロムパ
ターン（例えば４５Ａ）が空間像計測用枠１７の開口４
８を横切る。この際、センサー４９は、図８（ａ）のよ
うな波形を出力する。図８（ａ）の横軸は、レチクル１
の移動距離であり、クロムパターン４５Ａが空間像計測
用枠１７の開口４８（端部４８Ｌと４８Ｒの間）を通過
するときにセンサー４９の受光する光量が変化して図８
（ａ）のような信号を発生する。この信号は、空間像計
測装置４６により一次微分されて図８（ｂ）に示すよう
な空間像が検出される。
【００４１】上記の空間像を検出することでフォーカ
ス、位置誤差、像質等のキャリブレーションを行うこと
ができる。例えば、上記キャリブレーション時に、ウェ
ハステージをＺ方向に変動させながら図８（２）の波形
をセンサー４９で検出し、それらのコントラスト差を検
出すればベストフォーカス位置が確認できる。また、空
間像の左右の非対称性から像質を検査することができ
る。またデグマーク４４中のマーク群は一定のピッチ毎
に並んでいる為、順次計測することで、レンズディスト
ーションの検査が可能となる。これらのデータは露光時
のレンズ環境に応じて刻々と変化する可能性があるの
で、上記のようにウェハ交換時に計測するのが有効とな
る。また、ウェハ交換時に計測することによって、露光
処理のスループット向上を図れる。なお、上述したテグ
マークを用いたキャリブレーション方法については、円
形レチクルに限らず、通常の矩形のレチクルにおいても
適用できる。
ス、位置誤差、像質等のキャリブレーションを行うこと
ができる。例えば、上記キャリブレーション時に、ウェ
ハステージをＺ方向に変動させながら図８（２）の波形
をセンサー４９で検出し、それらのコントラスト差を検
出すればベストフォーカス位置が確認できる。また、空
間像の左右の非対称性から像質を検査することができ
る。またデグマーク４４中のマーク群は一定のピッチ毎
に並んでいる為、順次計測することで、レンズディスト
ーションの検査が可能となる。これらのデータは露光時
のレンズ環境に応じて刻々と変化する可能性があるの
で、上記のようにウェハ交換時に計測するのが有効とな
る。また、ウェハ交換時に計測することによって、露光
処理のスループット向上を図れる。なお、上述したテグ
マークを用いたキャリブレーション方法については、円
形レチクルに限らず、通常の矩形のレチクルにおいても
適用できる。
【００４２】本発明の投影露光装置において、円形レチ
クルとして、図９（ｂ）に示すような円形レチクルや同
図（ｃ）に示したような周回に切り欠きを一箇所有する
円形レチクルを例として挙げて説明したが、同（ａ）に
示すような切り欠き部を複数箇所有する円形レチクル
や、楕円形状のレチクル、切り欠きを有する楕円形状の
レチクル、ノッチ（Ｖ字状の切り欠き）付レチクル等を
も使用することができる。また、レチクル中のパターン
領域の大きさ及び配置も図９に示したものに限らず種々
の大きさ及び配置にすることができる。
クルとして、図９（ｂ）に示すような円形レチクルや同
図（ｃ）に示したような周回に切り欠きを一箇所有する
円形レチクルを例として挙げて説明したが、同（ａ）に
示すような切り欠き部を複数箇所有する円形レチクル
や、楕円形状のレチクル、切り欠きを有する楕円形状の
レチクル、ノッチ（Ｖ字状の切り欠き）付レチクル等を
も使用することができる。また、レチクル中のパターン
領域の大きさ及び配置も図９に示したものに限らず種々
の大きさ及び配置にすることができる。
【００４３】上記実施例では、プリアライメントステー
ジ１１とレチクルステージ２とを同一のコラム（支持台
５）上に設けていたが、それぞれ別々の支持台に配置し
てもかまわない。
ジ１１とレチクルステージ２とを同一のコラム（支持台
５）上に設けていたが、それぞれ別々の支持台に配置し
てもかまわない。
【００４４】
【発明の効果】本発明の投影露光装置は、矩形のパター
ン領域を有する円形レチクルの回転誤差を予め補正する
ことができるプリアライメントステージを備えたので、
回転誤差が大きくてもレチクルステージ上でレチクルの
載せ直し操作が必要でない。本発明の投影露光装置によ
り半導体製造等に有利な円形レチクル又は楕円形状レチ
クルを用いる投影露光を実現することができる。本発明
の投影露光装置により、円形レチクルを用いた投影露光
が可能となり、レチクル面積を最小限に抑えることによ
るフットプリント向上及びレチクルステージの軽量化が
図れる。また、本発明のキャリブレーション実行方法に
よると、ステップアンドスキャン方式の投影露光におい
てウエハの交換時に投影光学系等のキャリブレーション
を効率よく行うことができるためにスループットを向上
することができる。
ン領域を有する円形レチクルの回転誤差を予め補正する
ことができるプリアライメントステージを備えたので、
回転誤差が大きくてもレチクルステージ上でレチクルの
載せ直し操作が必要でない。本発明の投影露光装置によ
り半導体製造等に有利な円形レチクル又は楕円形状レチ
クルを用いる投影露光を実現することができる。本発明
の投影露光装置により、円形レチクルを用いた投影露光
が可能となり、レチクル面積を最小限に抑えることによ
るフットプリント向上及びレチクルステージの軽量化が
図れる。また、本発明のキャリブレーション実行方法に
よると、ステップアンドスキャン方式の投影露光におい
てウエハの交換時に投影光学系等のキャリブレーション
を効率よく行うことができるためにスループットを向上
することができる。
【図１】本発明の投影露光装置の一具体例の全体図であ
る。
る。
【図２】本発明の投影露光装置に使用される切り欠き部
を有する円形レチクルのプリアライメントステージの上
面図（ａ）及びレチクルプリアライメント機構付搬送部
の下面図（ｂ）である。
を有する円形レチクルのプリアライメントステージの上
面図（ａ）及びレチクルプリアライメント機構付搬送部
の下面図（ｂ）である。
【図３】本発明の投影露光装置に使用される切り欠き部
を有する円形レチクルのプリアライメントステージの上
面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
を有する円形レチクルのプリアライメントステージの上
面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図４】レチクルプリアライメントステージの移動量と
レチクルのプリアライメントマーク検出センサーからの
出力信号との関係を示した図である。
レチクルのプリアライメントマーク検出センサーからの
出力信号との関係を示した図である。
【図５】本発明に使用される円形レチクルの一具体例の
上面図と側面図を示す。
上面図と側面図を示す。
【図６】レチクルのテグマーク内の代表的なマークの形
状を示す図である。
状を示す図である。
【図７】空間像計測用センサーの平面図（ａ）及び側面
図（ｂ）である。
図（ｂ）である。
【図８】図６のマーク４５Ａを走査した時の空間像の出
力信号波形（ａ）の微分信号波形（ｂ）を示す。
力信号波形（ａ）の微分信号波形（ｂ）を示す。
【図９】本発明の投影露光装置で用いることができる円
形レチクルの形状例を示す図である。
形レチクルの形状例を示す図である。
【図１０】ミラープロジェクション露光方式に用いられ
たマスク形状の典型例（ａ）とステッパーで用いられる
レチクル形状の典型例（ｂ）を示す平面図である。
たマスク形状の典型例（ａ）とステッパーで用いられる
レチクル形状の典型例（ｂ）を示す平面図である。
【図１１】レチクルをプリアライメントステージからレ
チクルステージに搬送するための回転アームを含む搬送
系を示した概念図であり、図１１(a) は搬送系の上面図
であり、図１１(b) は搬送系の側面図である。
チクルステージに搬送するための回転アームを含む搬送
系を示した概念図であり、図１１(a) は搬送系の上面図
であり、図１１(b) は搬送系の側面図である。
１、２８ レチクル ２ レチクルステージ ７ 照明系 ８ 搬送アーム １１ レチクルプリアライメントステージ １２ プリアライメントセンサ １３ レチクルプリアライメントステージ制御装置 １５ 縮小投影レンズ １６ ウエハ ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ レチクル把持爪 １７ 空間像計測パターン枠 ２２、３０ パターン領域 ２３Ａ、２３Ｂ、２４ 固定ピン ２５ 移動ピン ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ レチクル回転ガイド ４０ センサー ４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ レチクル吸着部 ４２ ペリクル枠 ４３ ペリクル膜 ４４Ａ、４４Ｂ テグマーク ５８ 回転駆動部 ５９ 回転アーム １００ 制御装置 １０１ レチクル切り欠き部 １０２ 搬送アーム １１１ プリアライメントステージ本体 ２０１ レチクル微動ステージ ２０２ Ｙステージ
Claims (12)
- 【請求項１】 矩形のパターン領域を有する円形マスク
のパターンを投影光学系を介して感光基板に投影露光す
る投影露光装置であって、 円形マスクを照明する照明光学系と、 マスクステージと、 感光基板を２次元方向に移動するステージと、 円形マスクの方位をプリアライメントするためのプリア
ライメントステージであって、円形マスクのプリアライ
メントステージ上での所定方位からの方位誤差を検出す
るための検出手段と、円形マスクをプリアライメントス
テージ上で回転させるための回転手段と、該方位誤差に
基づいて円形マスクが所定方位になるように回転手段を
制御するための制御手段とを有する上記プリアライメン
トステージと、 円形マスクをプリアライメントされた状態でプリアライ
メントステージからマスクステージに搬送するための搬
送手段とを備える上記投影露光装置。 - 【請求項２】 上記検出手段が、円形マスクに形成され
た少なくとも２つのマークをそれぞれ検出するための２
つの光学センサと、各々の光学センサの光路上を円形マ
スクの２つのマークの各々が相対的に通過するようにプ
リアライメントステージを光学センサに対して相対移動
させるための移動装置と、上記２つの光学センサによる
マークの検出位置の差から方位誤差を演算するための演
算手段とを含み、且つ、上記回転手段が、プリアライメ
ントステージ上に設置された回転ステージを含むことを
特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項３】 矩形のパターン領域を有し且つ切り欠き
部を有する円形マスクのパターンを投影光学系を介して
感光基板に投影露光する投影露光装置であって、 円形マスクを照明する照明光学系と、 マスクステージと、 感光基板を２次元方向に移動するステージと、 円形マスクをプリアライメントするためのプリアライメ
ントステージであって、円形マスクの切り欠き部を係止
するための２つの係止部と円形マスクをプリアライメン
トステージ上で移動させる移動ピンとを備える上記プリ
アライメントステージと、 上記プリアライメントされた円形マスクをプリアライメ
ントステージから上記マスクステージに搬送するための
搬送手段とを備える上記投影露光装置。 - 【請求項４】 矩形のパターン領域を有し且つ切り欠き
部を有する円形マスクのパターンを投影光学系を介して
感光基板に投影露光する投影露光装置であって、 円形マスクを照明する照明光学系と、 マスクステージと、 感光基板を２次元方向に移動するステージと、 円形マスクを上記マスクステージに搬入するための搬送
機構であって、円形マスクを把持する少なくとも３つの
爪を有する搬送アームと搬送アームをマスクステージへ
搬送させる搬送装置とを備え、上記少なくとも３つの爪
のうち２つの爪により円形マスクの切り欠き部を係止す
ることによって円形マスクのプリアライメントが実行さ
れる上記搬送機構とを備える上記投影露光装置。 - 【請求項５】 上記マスクステージが、円形マスク内の
パターン領域を区画する矩形の各辺の外側で円形マスク
を保持するための吸着部を備えることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか一項の投影露光装置。 - 【請求項６】 縮小投影露光装置である請求項１〜５の
いずれか一項の投影露光装置。 - 【請求項７】 テグマークを有するマスクに形成された
パターンを感光基板に投影露光するために用いられる投
影露光装置の投影光学系のキャリブレーションを実行す
る方法であって、 感光基板の露光動作終了後であって、感光基板が投影光
学系の露光フィールドから退出されることによって感光
基板の交換が行われる間に、感光基板の露光位置にセン
サを配置させるとともに、投影光学系を介して該センサ
とマスクのテグマークが共役な関係になるような位置に
マスクを配置させることによって上記投影光学系のキャ
リブレーションを実行する方法。 - 【請求項８】 上記センサが感光基板を２次元方向に移
動するためのＸＹステージ上に設置され、上記マスクが
２次元方向に移動可能なマスクステージ上に配置されて
おり、感光基板の露光動作終了後であって感光基板が投
影光学系の露光フィールドから排出されることによって
感光基板の交換が行われる間に、投影光学系を介して該
センサとマスクのテグマークが共役な位置に存在するよ
うに上記ＸＹステージ及びマスクステージの移動を制御
することを特徴とする請求項７のキャリブレーションを
実行する方法。 - 【請求項９】 上記キャリブレーションが、投影光学系
の結像特性の調整及びマスクと感光基板の位置合わせの
少なくとも一方の調整のために実行される請求項７また
は８のキャリブレーションを実行する方法。 - 【請求項１０】 テグマークを有するマスクに形成され
たパターンを、マスクと感光基板とを投影光学系を介し
て相対走査することによって、感光基板上に投影露光す
るステップアンドスキャン方式の投影露光方法であっ
て、 マスクを照明しながら、マスクと感光基板とを投影光学
系を介して同期走査することによって感光基板を露光す
る工程と、 感光基板を投影光学系の露光フィールドから退出して感
光基板を交換する工程と、 上記感光基板を交換する工程の間に、感光基板の露光位
置にセンサを配置させるとともに、投影光学系を介して
該センサとマスクのテグマークが共役な関係になるよう
な位置にマスクを配置させる工程と、 上記テグマークを用いて投影光学系のキャリブレーショ
ンを実行する工程と、を含む上記投影露光方法。 - 【請求項１１】 上記センサが感光基板を２次元方向に
移動するためのＸＹステージ上に設置され、上記マスク
が２次元方向に移動可能なマスクステージ上に配置され
ており、感光基板の露光走査終了後であって感光基板が
投影光学系の露光フィールドから退出されることによっ
て感光基板の交換が行われる間に、投影光学系を介して
該センサとマスクのテグマークが共役な位置に存在する
ように上記ＸＹステージ及びマスクステージの移動を制
御する請求項１０の投影露光方法。 - 【請求項１２】 上記キャリブレーションが、投影光学
系の結像特性の調整及びマスクと感光基板の位置合わせ
の少なくとも一方の調整のために実行される請求項１０
または１１の投影露光方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17541895A JPH098103A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| KR1019960014755A KR100530676B1 (ko) | 1995-06-19 | 1996-05-07 | 투영노광방법 |
| US09/131,855 US5959721A (en) | 1995-06-19 | 1998-08-10 | Projection exposure apparatus and projection exposure method |
| US10/259,418 US6727978B2 (en) | 1995-06-19 | 2002-09-30 | Projection exposure apparatus and projection exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17541895A JPH098103A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098103A true JPH098103A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15995757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17541895A Pending JPH098103A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5959721A (ja) |
| JP (1) | JPH098103A (ja) |
| KR (1) | KR100530676B1 (ja) |
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