JPH10135115A

JPH10135115A - 露光方法及び基準プレート

Info

Publication number: JPH10135115A
Application number: JP8291947A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Naraki; 剛楢木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】基板ステージの感光基板が載置される場所に
基準マークを配置するための新規な方法を提供する。【解決手段】基準マークＦＭが形成された基準プレー
トＢを別途用意し、ベースライン計測時にだけその基準
プレートＢを基板ステージ上に載置してベースライン計
測を行う。基準プレートＢには、基準マークＦＭととも
に基準プレートＢを所定の回転位置に位置決めするため
のアライメントマーク２４−１〜２４−４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示パネルを製造するためにレチクルに形成されたパタ
ーンを投影光学系を介して感光基板に露光する露光方
法、及びその際に用いられる基準プレートに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示パネルの製造にお
いては、リソグラフィー工程によって基板上にパターン
を形成するために半導体ステッパや液晶ステッパ等の露
光装置が用いられる。露光装置では、レチクルに形成さ
れたパターンを投影光学系を介して感光基板上に既に形
成されているパターンに位置合わせして露光することが
行われ、そのときの精密位置合わせ方式の一つとして、
感光基板に形成されたアライメントマークを投影光学系
を介することなく検出して位置合わせを行うオフ・アク
シス・アライメントがある。

【０００３】図５は、オフ・アクシス・アライメントに
より前記位置合わせを行う従来の半導体ステッパの概略
構成図である。露光すべき回路パターンが形成されたレ
チクルＲはレチクルステージ３に保持され、フォトレジ
スト等の感光剤が塗布された半導体ウエハＷは基板ステ
ージ１の回転ステージ６上に保持されている。レチクル
Ｒの回路パターンは照明光学系１２により照明され、回
路パターンの像は投影光学系２を介してウエハＷ上の露
光領域（ショット領域）に投影される。いま、投影光学
系２の光軸Ａｐに平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直
交する方向をＸ方向、Ｙ方向とすると、基板ステージ１
は、主制御系９により制御されるモータ等の駆動装置８
によってＸＹ方向に２次元的に移動可能であり、その２
次元位置はレーザ干渉計４により計測されている。レー
ザ干渉計４の出力は主制御系９に供給されており、基板
ステージ１は、主制御系９による制御下にステップ・ア
ンド・リピート方式でウエハＷ上の各露光領域にレチク
ルＲのパターン像を露光するように移動制御される。

【０００４】レチクルＲとウエハＷの位置決めを行うた
めのアライメント光学系としては、レチクルＲに形成さ
れたレチクル・アライメントマーク（以下、レチクルマ
ークという）を検出するレチクル・アライメント光学系
１０と、ウエハＷに形成されたウエハアライメントマー
ク（以下、ウエハマークという）を投影光学系２を介さ
ずに検出するオフ・アクシス・アライメント光学系２０
とが備えられている。これらのアライメント光学系１
０，２０の出力も主制御系９に供給されている。

【０００５】レチクルステージ３は、主制御系９の制御
下にＸ方向、Ｙ方向及び回転方向に微動可能である。レ
チクルステージ３は、レチクルＲ上の、投影レンズ２に
よって投影し得る位置に設けられているレチクルマーク
をレチクル・アライメント光学系１０によって検出し、
レチクルＲ上の回路パターンの中心点が投影レンズ２の
光軸Ａｐに合致するように調整される。

【０００６】また、オフ・アクシス・アライメント光学
系２０の光軸Ａａと投影光学系２の光軸Ａｐとの距離Ｌ
（ベースライン）を正確に求めるために、基板ステージ
１にはウエハＷが載置される位置を避けた場所に基準マ
ークＦＭを有する基準部材７が設けられている。

【０００７】次に、オフ・アクシス・アライメント光学
系２０による位置合わせの動作の概要を説明する。先
ず、レチクル・アライメント光学系１０によってレチク
ルＲ上のレチクルマークを検出して、レチクルＲ上の回
路パターンの中心点が投影光学系２の光軸Ａｐに合致す
るようにレチクルステージ３を位置決めする。次に、ウ
エハＷを基板ステージ１の回転ステージ６に載置する。
このとき、ウエハＷには回路パターンとアライメント用
のウエハマークとが既に形成されているものとする。

【０００８】駆動装置８によって基板ステージ１を駆動
してレチクル・アライメント光学系１０で基準マークＦ
Ｍを検出し、その検出位置をレーザ干渉計４によるベー
スラインＬの測定起点とする。次に、基板ステージ１を
駆動して、オフ・アクシス・アライメント光学系２０に
よって基準マークＦＭを検出し、その検出位置をベース
ラインの測定終点とすれば、前記測定起点と測定終点と
の間の距離がベースラインＬとなる。ベースラインＬの
測定は、Ｘ方向とＹ方向について行われる。また、上記
の検出方法と同様に、オフ・アクシス・アライメント光
学系２０によってウエハＷ上の各ショット領域毎のアラ
イメントマークの位置とステージ座標系に対する傾きと
を検出し、主制御系９に接続された記憶装置５に記憶す
る。

【０００９】ウエハＷのショット領域の露光にあたって
は、駆動装置８によって基板ステージ１を駆動してウエ
ハＷをオフ・アクシス・アライメント光学系２０による
検出位置から投影光学系２の光軸Ａｐの方向にベースラ
インＬだけ移動させ、前記傾きを回転ステージ６によっ
て補正する。その後、レチクルＲ上の回路パターンを投
影光学系２によってウエハＷ上の感光面に投影露光すれ
ば、レチクルＲ上の回路パターンをウエハＷ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に高精度に
位置合わせして露光することができる。以上がオフ・ア
クシス・アライメント方式による位置合わせを採用した
露光方法の概要である。

【００１０】半導体ステッパにおいては、基準マークＦ
Ｍを有する基準部材７は、基板ステージ１上のウエハＷ
が載置される場所を避けたところに設けられている。こ
の場合の基板ステージ１の所要ストロークに関して、図
６に基づいて説明する。図６において、Ａｐは投影光学
系２の光軸位置を、Ａａはオフ・アクシス・アライメン
ト光学系２０の光軸位置を、ｒは中心から最も遠くに位
置するウエハＷ上の回路パターンの中心点のウエハＷの
中心からの距離を、Ｌは前記ベースラインをそれぞれ表
す。なお、基準マークＦＭの位置はオフ・アクシス・ア
ライメント光学系２０の光軸Ａａと一致しているものと
する。

【００１１】中心が点Ｐ₁にある露光領域（Ｐ₁パター
ンという）の露光は、基板ステージ１を駆動してウエハ
Ｗの中心点を点Ｏ₂へ移動し、Ｐ₁パターン位置を光軸
がＡａ点に位置するオフ・アクシス・アライメント光学
系２０によって検出し、その検出位置からベースライン
Ｌと不図示の記憶装置に記憶されたショットマップとに
基づいた量だけ移動した位置で行われる。また、中心が
点Ｐ₂にある露光領域（Ｐ₂パターンという）の露光
は、基板ステージ１を駆動してウエハＷのＰ₂パターン
をＡａまで移動し、オフ・アクシス・アライメント光学
系２０によってＰ₂パターンの位置を検出し、その検出
位置からベースラインＬと前述のショットマップとに基
づいた量だけ移動した位置で行われる。このときのウエ
ハＷの中心位置は、図６のＯ₁となる。

【００１２】従って、ウエハＷの中心点はＯ₂からＯ₁
まで移動することになり、基板ステージ１のストローク
は（２ｒ＋Ｌ）となり、これは（３ｒ＋Ｓ₁）とも表す
ことができる。但し、Ｓ₁は図６における点Ｐ₂とＡａ
間の距離とする。このときのストローク（２ｒ＋Ｌ）の
試算をすると、ウエハＷを８インチ（約２００ｍｍ）の
ウエハとしてもｒは１００ｍｍ以下であり、ベースライ
ンＬを大きめに見積もって２００ｍｍとしても、前記ス
トロークは（２×１００＋２００＝）４００ｍｍ以下と
なる。

【００１３】ちなみに、実際の基準マークＦＭは、Ｘ軸
方向とＹ軸方向の基板ステージのストロークのバランス
を考慮して配置され、Ｘ軸とＹ軸とに対して等距離また
は等距離に近い位置に配置されているので、前記ストロ
ークはＸ軸方向とＹ軸方向の各ステージが分担すること
となり、各々のストロークは上述の値よりも小さくな
る。

【００１４】次に、液晶ステッパにおいて、レジストが
塗布されたガラスプレート等の感光基板Ｐが載置される
場所を避けたところに基準マークＦＭを設けた場合の、
基板ステージ１のストロークについて、図７に基づいて
説明する。図７において、Ａｐは投影光学系２の光軸位
置を、Ａａはオフ・アクシス・アライメント光学系２０
の光軸位置を、ＰＷは感光基板Ｐの短辺を、ｐｗは回路
パターンの感光基板Ｐの短辺ＰＷに沿った方向の一辺の
長さを、ＰＴ₁〜ＰＴ₄は各位置における感光基板Ｐの中
心位置を、Ｌは前記ベースラインをそれぞれ表す。ここ
でも基準マークＦＭは点Ａａと一致しているものとす
る。

【００１５】中心が点Ｐ₃にある露光領域（Ｐ₃パター
ンという）の露光は、基板ステージ１を駆動して感光基
板Ｐの中心点を点ＰＴ₂へ移動し、Ｐ₃パターン位置を
光軸が点Ａａに位置するオフ・アクシス・アライメント
光学系２０によって検出し、その検出位置からベースラ
インＬだけ戻した位置、すなわちＰ₃パターンを投影光
学系２の光軸Ａｐの位置に合致させて露光する。

【００１６】また、中心が点Ｐ₄にある露光領域（Ｐ₄
パターンという）の露光は、基板ステージ１を駆動して
感光基板ＰのＰ₄パターンをＡａまで移動し、オフ・ア
クシス・アライメント光学系２０によってＰ₄パターン
の位置を検出し、その検出位置からベースラインＬと前
述のショットマップとに基づいた量だけ移動した位置で
行われる。このときの感光基板Ｐの中心位置は図７のＰ
Ｔ₄となる。

【００１７】従って、感光基板Ｐの中心点は点ＰＴ₂か
ら点ＰＴ₄まで移動することになり、基板ステージ１の
ストロークは（ＰＷ＋Ｓ₂＋ＰＷ−ｐｗ）となる。但
し、Ｓ₂は、図７において、感光基板ＰがＰＴ₁に位置
したときとＰＴ₂に位置したときのＰ₃パターンとＰ₄
パターンとの間隔とする。このときのストローク（ＰＷ
＋Ｓ₂＋ＰＷ−ｐｗ）を試算すると、現在、感光基板Ｐ
は幅５９０ｍｍ、長さ７２０ｍｍという大きさの長方形
基板があるので、ＰＷを５９０ｍｍとし、また、Ｓ₂を
５０ｍｍ、ｐｗを１００ｍｍとすると、（５９０＋５０
＋５９０−１００＝）１，１３０ｍｍとなり、レチクル
・アライメント光学系１０のみによる検出のためのスト
ローク（ＰＷ−ｐｗ＝５９０−１００＝）４９０ｍｍと
比較して（１，１３０−４９０＝）６４０ｍｍだけ大き
なストロークを要することになる。

【００１８】以上のように、液晶ステッパにおいて、感
光基板Ｐが載置される場所を避けたところに基準マーク
ＦＭを設けた場合には、基板ステージ１は大きなストロ
ークが要求されることになる。従って基板ステージ１は
大型になり、製造することが困難となる。

【００１９】そのために、液晶ステッパの場合は、基準
マークＦＭが設けられた基準部材７を基板ステージ１の
感光基板Ｐが載置される場所内に、ＸＹ平面に対して垂
直方向に移動可能に設けている。そして、ベースライン
Ｌを測定するときには基板ステージ１上に感光基板Ｐを
載置せず、基準マークＦＭを感光基板Ｐの感光面と同一
の面まで上昇させ、また、露光時には基準部材７と感光
基板Ｐとが干渉しない位置まで基準部材７を下降させて
いる。

【００２０】図８は、従来の液晶ステッパの基板ステー
ジに備えられている上下動する基準部材を説明する断面
図である。基板ステージ７０の基準部材ＦＰが配置され
る箇所には穴６０が設けられ、その中に第１のガイド部
材６１と第２のガイド部材６２が設けられている。第１
及び第２のガイド部材６１，６２は、エア配管に接続さ
れる孔６３，６４を有している。上面に基準マークＦＭ
を有する基準部材ＦＰは、孔６３又は孔６４にエアを供
給することにより、第１のガイド部材６１と第２のガイ
ド部材６２に案内されて投影光学系の光軸方向であるＺ
方向に駆動される。

【００２１】基準部材ＦＰが実線で示す上昇位置にある
とき、その表面に設けられた基準マークＦＭは基板ステ
ージ７０上の基板載置面７１に載置される感光基板Ｐの
表面と同じ高さとなる。また、基準部材ＦＰが仮想線で
示す下降位置にあるとき、基板ステージ７０の基板載置
面７１上に感光基板ＰＴが載置されても、感光基板ＰＴ
と干渉しない位置に基準マークＦＭが退避する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように基準部材
を必要時にのみ基板ステージから突出するように上下動
させると、基準部材を基板ステージの基板載置領域内に
設置することができるため、基板ステージの大型化やス
テージの移動範囲が大きくなるという問題を回避するこ
とができる。その反面、基準部材を機械的に上下動させ
るための駆動機構が必要となり、その駆動機構を基板ス
テージの限られた空間の中に配置しなければならないた
め構造的に複雑になる。また、基準部材は基板ステージ
に固定されておらず上下動可動に設けられているため、
ベースラインＬの測定中に基準マークが横方向にずれる
ことがないように、駆動機構の機械的精度あるいは基準
部材の静止安定性確保といった新たな問題が発生する。

【００２３】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、基板ステージの感光基板が載置
される場所に基準マークを配置するための新規な方法、
及びその基準マークを用いてベースライン計測及び露光
を行う新規な方法を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、基準
マークを形成した基準部材を基板ステージに取り付ける
代わりに、基準マークが形成された基準プレートを別途
用意し、ベースライン計測時にだけその基準プレートを
基板ステージ上に載置してベースライン計測を行うよう
にすることで前記目的を達成する。

【００２５】すなわち、本発明は、基板ステージ（１）
に載置された基板（Ｐ）の位置を検出するアライメント
光学系（２０Ａ，２０Ｂ）と、レチクル（Ｒ）のパター
ン像を基板（Ｐ）に投影する投影光学系（２）との間隔
を測定した後に、レチクル（Ｒ）のパターン像を基板
（Ｐ）に露光する露光方法において、基準マーク（Ｆ
Ｍ；２２Ｘ，２２Ｙ；２３Ｘ，２３Ｙ）が形成された基
準プレート（Ｂ）を基板ステージ（１）上に載置し、基
準マーク（ＦＭ；２２Ｘ，２２Ｙ；２３Ｘ，２３Ｙ）を
用いてアライメント光学系（２０Ａ，２０Ｂ）と投影光
学系（２）との間隔を測定することを特徴とする。

【００２６】基準プレート（Ｂ）は光透過性とし、そこ
に形成される基準マーク（２３Ｘ，２３Ｙ）は遮光性の
マークとすることができる。また、基準プレート（Ｂ）
は、基板（Ｐ）とはほぼ同じ厚さであるのが好ましい。

【００２７】基準プレート（Ｂ）の周辺にはアライメン
ト光学系（２０Ａ，２０Ｂ）に対して基準プレート
（Ｂ）の位置を合わせるためのアライメントマーク（２
４−１〜２４−４）を形成し、アライメントマーク（２
４−１〜２４−４）とアライメント光学系（２０Ａ，２
０Ｂ）との位置合わせの後、アライメント光学系（２０
Ａ，２０Ｂ）と投影光学系（２）との間隔の測定を行う
ようにすることができる。

【００２８】また、本発明の基準プレート（Ｂ）は、レ
チクル（Ｒ）のパターン像を投影光学系（２）により基
板ステージ（１）に載置された基板（Ｐ）に露光するの
に先立って、基板（Ｐ）の位置を検出するアライメント
光学系（２０Ａ，２０Ｂ）と投影光学系（２）との間隔
を測定する際に、基板ステージ（１）に載置されて使用
される基準プレート（Ｂ）であって、アライメント光学
系（２０Ａ，２０Ｂ）に対して位置合わせするための位
置合わせ用のマーク（２４−１〜２４−４）と、位置合
わせ用のマーク（２４−１〜２４−４）に対して既知の
位置に設けられた基準マーク（ＦＭ；２２Ｘ，２２Ｙ；
２３Ｘ，２３Ｙ）とを備えることを特徴とする。

【００２９】本発明の基準プレートを用いると、露光装
置の基板ステージのストロークを過大にすることなくベ
ースライン計測を行うことができる。また、基準マーク
が設けられる箇所に可動部を含まないので、ベースライ
ン計測の信頼性及び計測精度を向上させることができ
る。なお、本発明は、主に大面積の基板に対して露光を
行う液晶ステッパに適用して有効であるが、半導体ウエ
ハが大型化した場合には半導体ステッパに対しても有効
となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、本
発明を液晶ステッパに適用した例により説明する。図１
は、本発明による液晶ステッパの概略構成図である。図
１において、図５と対応する部分には図５と同一の符号
を付した。

【００３１】図１に示してあるように、照明光学系１２
はレチクルステージ３に保持されているレチクルＲを照
明し、投影光学系２はレチクルＲに形成された回路パタ
ーンの像を回転ステージ６に真空吸着された感光基板Ｐ
に露光する。なお、本実施の形態においては、感光基板
Ｐとして厚さが０．７ｍｍまたは１．１ｍｍの角型のガ
ラス基板が用いられている。なお、図１において、投影
光学系２の光軸Ａｐに平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向
に直交する２方向をＸ方向及びＹ方向（Ｙ方向は図１の
紙面に垂直）とする。

【００３２】基板ステージ１は、回転ステージ６の下方
に設けられており、後述の主制御系５１により制御され
るモータ等の駆動装置８によって図１のＸＹ方向に移動
する。なお、基板ステージ１には移動鏡が設けられてお
り、レーザ干渉計４とこの移動鏡とにより、基板ステー
ジ１のＸＹの２次元の位置が計測されている。

【００３３】レチクルアライメント光学系１０はレチク
ルＲに形成されているレチクルマークを検出するもので
あり、投影光学系２から所定の距離離れた位置に配設さ
れたオフ・アクシス・アライメント光学系２０Ａ，２０
Ｂは感光基板Ｐまたは後述の基準プレートＢに形成され
たマークを検出するものである。なお、図中の記号Ｌ
は、オフ・アクシス・アライメント光学系２０Ａ（また
は２０Ｂ）の光軸Ａａと投影光学系２の光軸Ａｐとの距
離を表している（以後、ベースラインという）。記憶装
置５２は、露光する回路パターンのショットマップや、
装置定数や、各測定装置が測定した値を記憶するもので
ある。

【００３４】本発明による液晶ステッパは、基準マーク
ＦＭを有する基準プレートＢを収容するための基準プレ
ート保管装置３１と、基準プレート保管装置３１に収容
されている基準プレートＢを基板ステージ１に搬送する
ための基準プレート供給装置３２とを有する。レチクル
ホルダ３３に保管されたレチクルＲは、レチクル供給装
置３４によってレチクルステージ３上に供給される。ま
た、感光基板カセット３５に保管された感光基板Ｐは、
感光基板供給装置３６によって基板ステージ１上に供給
される。主制御系５１は、液晶ステップ全体を制御して
おり、特に基準プレート供給装置３２、レチクル供給装
置３４、感光基板供給装置３６を制御している。

【００３５】図２は、基準プレートの一例を示す模式図
である。基準プレートＢは、例えば石英ガラスからな
り、中心部分に基準マークＦＭが設けられ、周辺部分に
アライメントマーク２４−１〜２４−４が設けられてい
る。基準マークＦＭは、アライメントマーク２４−１〜
２４−４に対して既知の位置に設けられており、図の例
では、クロム遮光膜２２をエッチングして形成した光透
過性のスリットマーク２２Ｘ，２２Ｙと、ドット列状の
回折格子マーク２３Ｘ，２３Ｙとからなる。なお、基準
マークＦＭの形状、あるいはマーク部分を遮光性とする
か光透過性とするか等、基準マークの詳細構造は図２に
示したものに限定されるわけではなく、使用しているア
ライメント光学系の検出方式に適した任意のものを選択
することができる。また基準マークＦＭは、基準プレー
トの１カ所だけにでなく複数箇所に設けることもでき
る。

【００３６】基準プレートＢに撓みを生じると、ベース
ラインの測定精度に悪影響を及ぼす。したがって、基準
プレートＢは厚いほど、また弾性係数が大きいほど良
い。しかし、基準プレートＢの厚みをあまり増すと、露
光装置の不図示のオートフォーカス機構の許容範囲を越
えてしまうため、現実的には、基準プレートＢの厚みを
露光装置で露光対象としている感光基板の中で最も厚い
感光基板の板厚に合わせるのが好ましい。このため、本
実施の形態においては、基準プレートＢの厚さを１．１
ｍｍにしている。基準プレートＢの材質は石英とするこ
とができるが、その他にも熱膨張率の小さなセラミック
やインバー等で基準プレートＢを作製し、基準マークＦ
Ｍの部分のみクロム遮光膜で基準マークＦＭを形成した
石英を埋め込むようにしてもよい。

【００３７】また、基準プレートＢを基板ステージ１上
に保持する方法は、感光基板Ｐを保持する方法と同様に
真空吸着とすることができる。ただし、ベースライン計
測の途中において基準プレートＢが真空吸着のために変
形して、基準マークＦＭの位置が各アライメント光学系
の光軸方向へ変位するのを防止するため、基準プレート
Ｂを真空吸着するための真空度は、基板ステージ１の移
動時の加速度等によってずれない範囲内においてできる
だけ大気圧に近い低い真空度の方が望ましい。

【００３８】図３は、本発明による液晶ステッパの基板
ステージ１の基板載置部分の拡大断面図である。基板ス
テージの回転テーブル６には、表面に開口する穴２５が
設けられている。穴２５の位置は、回転テーブル６上に
基準プレートＢを載置したとき、基準プレートＢに設け
られた基準マークＦＭのクロム遮光膜２２が穴２５の上
に配置されるように定められている。穴２５の中にはレ
ンズ系２６が設置され、光ファイバー２７を介して導か
れた光源２８からの光によって光透過性スリット２２
Ｘ，２２Ｙを下方から照明できるようになっている。光
源２８は、投影光学系２による色収差の影響を受けない
ように、照明光学系１２の不図示の光源からの光束と同
じ波長の光束を発生するものである。

【００３９】次に、図４のフローチャートを参照して、
主制御系５１によるベースライン計測と露光の方法とに
ついて説明する。先ず、ステップ１０１において、主制
御系５１は、レチクル供給装置３４を制御して、レチク
ルホルダ３３に収容されているレチクルＲをレチクルス
テージ３上に搬送する。続くステップ１０２において、
主制御系５１は、レチクル・アライメント光学系１０を
用いてレチクルＲ上のレチクルマークを検出して、レチ
クルＲ上の回路パターンの中心点が投影光学系２の光軸
Ａｐに合致するようにレチクルステージ３を位置決めす
る。

【００４０】ステップ１０３において、主制御系５１
は、基準プレート供給装置３２を制御して、基準プレー
ト保管装置３１に収容されている基準プレートＢを基板
ステージ１上の回転ステージ６に搬送する。

【００４１】次のステップ１０４で、主制御系５１は、
Ｚ軸の回りの回転に関して基準プレートＢを大まかにア
ライメントする。このアライメントは、例えば基準プレ
ートＢに設けられたアライメントマーク２４−１がオフ
・アクシス・アライメント光学系２０ａの視野内に入
り、他のアライメントマーク２４−２がオフ・アクシス
・アライメント光学系２０ｂの視野内に入るように基板
ステージ１を移動し、オフ・アクシス・アライメント光
学系２０ａ，２０ｂによってアライメントマーク２４−
１，２４−２を同時に検出することによって行われる。
アライメントマーク２４−１のＹ方向位置ｙ１とアライ
メントマーク２４−２のＹ方向位置ｙ２とを計測してそ
の差（ｙ２−ｙ１）を求め、その差の情報とアライメン
トマーク２４−１，２４−２のＸ方向の間隔の設計値情
報とを用いて基準プレートＢのＺ軸の回りの回転角θを
算出する。回転角θが求められると、主制御系５１は、
基板ステージ１の回転テーブル６をθだけ逆方向に回転
させる制御を行い、回転方向に関する基準プレートＢの
アライメントを完了する。ベースライン計測に当たって
は基準マーク２２Ｘ，２２Ｙ；２３Ｘ，２３Ｙの絶対位
置は必要ないため、基準プレートＢのアライメントは回
転方向に関してだけ行えばよい。

【００４２】ステップ１０５において、主制御系５１
は、駆動装置８によって基板ステージ１を駆動し、レチ
クル・アライメント光学系１０によって基準プレートＢ
に設けられた基準マークＦＭのスリットマーク２２Ｘ，
２２Ｙを投影光学系２を介して検出する。そして、検出
されたスリットマーク２２Ｘ，２２ＹをレチクルＲ上の
レチクルマークに合わせ、そのときの基板ステージ１の
位置をレーザ干渉計４によって読み取り、ベースライン
計測起点として記憶装置５２に記憶する。

【００４３】ステップ１０６において、主制御系５１
は、駆動装置８に指令して基板ステージ１を駆動し、オ
フ・アクシス・アライメント光学系２０によって基準マ
ークＦＭの回折格子マーク２３Ｘ，２３Ｙを検出する。
このとき、光源２８は消灯しておく。主制御系５１は、
回折格子マーク２３Ｘ，２３Ｙがオフ・アクシス・アラ
イメント光学系２０の光軸Ａａと所定の位置関係になっ
たときの基板ステージ１の位置をレーザ干渉計４によっ
て読み取り、ベースライン計測終点として記憶装置５２
に記憶する。ここでは、簡単に説明したが、実際には回
折格子マーク２３Ｘの検出は基板ステージ１をＸ方向に
移動しながら行い、回折格子マーク２３Ｙの検出は基板
ステージ１をＹ方向に移動しながら行う。

【００４４】そして、ステップ１０７において、主制御
系５１は、ベースラインＬを算出する。ベースラインＬ
は、Ｘ方向のベースラインＬｘとＹ方向のベースライン
Ｌｙとからなり、Ｘ方向のベースラインＬｘは、ステッ
プ１０５で計測されたベースライン計測起点とステップ
１０６で計測されたベースライン計測終点との間のＸ方
向の距離に、図２に示したＸ方向のスリットマーク２２
Ｘと回折格子マーク２３Ｘとの間の距離Ｓｘを加算する
ことによって求められる。同様に、Ｙ方向のベースライ
ンＬｙは、ステップ１０５で計測されたベースライン計
測起点とステップ１０６で計測されたベースライン計測
終点との間のＹ方向の距離に、図２に示したＹ方向のス
リットマーク２２Ｙと回折格子マーク２３Ｙとの間の距
離Ｓｙを加算することによって求められる。

【００４５】ベースライン計測が終了すると、ステップ
１０８において、主制御系５１は、基準プレート供給装
置３２を制御して、基板ステージ１の回転ステージ６に
載置されている基準プレートＢを基準プレート保管装置
３１に搬送する。

【００４６】続いて、主制御系５１は、感光基板Ｐへの
パターン露光に移る。ステップ１０９において、主制御
系５１は、感光基板カセット３５に収容されている感光
基板Ｐを感光基板供給装置３６によって基板ステージ１
の回転ステージ６に載置させ、ステップ１１０におい
て、基板ステージ１と回転ステージ６とを駆動してオフ
・アクシス・アライメント光学系２０Ａ，２０Ｂによっ
て感光基板Ｐの各ショット領域内のアライメントマーク
を検出するとともに、そのアライメントマーク位置をレ
ーザ干渉計４の出力に基づいて検出し、記憶装置５２に
記憶する。

【００４７】ステップ１１１において、主制御系５１
は、ステップ１１０で計測された各アライメントマーク
位置データと、ベースラインＬと、別途求めたショット
領域とアライメントマークとの間の位置関係とから、各
ショット領域のショットアドレス値を算出し、記憶装置
５２に記憶する。

【００４８】ステップ１１２において、主制御系５１
は、記憶装置５２に記憶された各ショットアドレス値と
ショットマップとに基づいて基板ステージ１を駆動し
て、ステップ・アンド・リピート方式の露光を実行す
る。ステップ１１３において、主制御系５１は、露光の
終了した感光基板Ｐを感光基板供給装置３６によって、
基板ステージ１の回転ステージ６から感光基板カセット
３５に戻す。

【００４９】ステップ１１４において、主制御系５１
は、レチクルステージ３に保持されているレチクルＲに
よる露光の済んでいない感光基板Ｐが残っているか否か
を判断し、未露光の感光基板Ｐが残っている場合はステ
ップ１０９に戻って以下ステップ１１４までを繰り返す
が、未露光の感光基板Ｐが残っていない場合は、ステッ
プ１１５に進む。

【００５０】ステップ１１５において、主制御系５１は
次に露光すべきパターンが形成されたレチクルが残って
いるか否かを判断し、レチクルが残っている場合はステ
ップ１０１に戻って、以下ステップ１１５までを繰り返
す。レチクルが残っていない場合には露光動作を終了す
る。

【００５１】なお、基準プレートＢを用いたベースライ
ンＬなどの計測は、感光基板Ｐのロット毎に行ってもよ
いし、所定の時間間隔で行ってもよい。なお、前述の計
測をロット毎に行う場合には、感光基板Ｐのロット交換
の時間を有効に利用できるという効果がある。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板ステージ表面に対して垂直方向に移動可能に設けら
れていた従来の液晶ステッパの基準マーク部材に替え
て、基準マークが設けられた基準プレートを用いること
によって、基板ステージのストロークを過大にすること
なく、アライメント光学系による位置合わせをすること
が可能となり、かつ、アライメント光学系におけるベー
スライン計測中の基準マークのずれを防止することが可
能となる。従って、アライメント光学系による位置合わ
せの信頼性及び位置合わせ精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の概略構成図。

【図２】基準プレートの一例を示す模式図。

【図３】本発明による液晶ステッパの基板ステージの基
板載置部分の拡大断面図。

【図４】ベースライン計測と露光の手順の一例を説明す
るフローチャート。

【図５】従来の半導体ステッパの概略構成図。

【図６】半導体ステッパのオフ・アクシス・アライメン
トのための基板ステージの所要ストロークを説明する
図。

【図７】液晶ステッパのオフ・アクシス・アライメント
のための基板ステージの所要ストロークを説明する図。

【図８】従来の液晶ステッパの基板ステージに備えられ
ている上下動する基準部材を説明する断面図。

【符号の説明】

１…基板ステージ、２…投影光学系、３…レチクルステ
ージ、４…レーザ干渉計、５…記憶装置、６…回転ステ
ージ、７…基準部材、８…駆動装置、９…主制御系、１
０…レチクル・アライメント光学系、２０，２０Ａ，２
０Ｂ…オフ・アクシス・アライメント光学系、２２…ク
ロム遮光膜、２４−１〜２４−４…アライメントマー
ク、２２Ｘ，２２Ｙ…スリットマーク、２３Ｘ，２３Ｙ
…回折格子マーク、２５…穴、２６…レンズ系、２７…
光ファイバー、２８…光源、３１…基準プレート保管装
置、３２…基準プレート供給装置、３３…レチクルホル
ダ、３５…感光基板カセット、３６…感光基板供給装
置、５１…主制御系、５２…記憶装置、６０…穴、６
１，６２…ガイド部材、６３，６４…孔、７０…基板ス
テージ、７１…基板載置面、Ｂ…基準プレート、ＦＭ…
基準マーク、Ｐ…感光基板、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板ステージに載置された基板の位置を
検出するアライメント光学系と、レチクルのパターン像
を前記基板に投影する投影光学系との間隔を測定した後
に、前記レチクルのパターン像を前記基板に露光する露
光方法において、基準マークが形成された基準プレート
を前記基板ステージ上に載置し、前記基準マークを用い
て前記アライメント光学系と前記投影光学系との間隔を
測定することを特徴とする露光方法。
【請求項２】請求項１記載の露光方法において、前記
基準プレートは光透過性であり、前記基準マークは遮光
性であることを特徴とする露光方法。
【請求項３】請求項１記載の露光方法において、前記
基準プレートと前記基板とはほぼ同じ厚さであることを
特徴とする露光方法。
【請求項４】請求項１記載の露光方法において、前記
基準プレートの周辺には前記アライメント光学系に対し
て前記基準プレートの位置を合わせるためのアライメン
トマークが形成されており、前記アライメントマークと
前記アライメント光学系との位置合わせの後、前記アラ
イメント光学系と前記投影光学系との間隔の測定が行わ
れることを特徴とする露光方法。
【請求項５】レチクルのパターン像を投影光学系によ
り基板ステージに載置された基板に露光するのに先立っ
て、前記基板の位置を検出するアライメント光学系と前
記投影光学系との間隔を測定する際に、前記基板ステー
ジに載置されて使用される基準プレートであって、前記
アライメント光学系に対して位置合わせするための位置
合わせ用のマークと、前記位置合わせ用のマークに対し
て既知の位置に設けられた基準マークとを備えることを
特徴とする基準プレート。