JPH1074692A

JPH1074692A - 露光装置

Info

Publication number: JPH1074692A
Application number: JP9126309A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kato; 欣也加藤; Hiroshi Shirasu; 廣白数; Kei Nara; 圭奈良
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-03-17

Abstract

(57)【要約】【課題】感光基板の露光領域の全体に亘って良好な投
影像を得ることのできる走査型の露光装置。【解決手段】第１基準面５１ａに対する第１基板１０
１および第２基準面５１ｂに対する第２基板１０２の走
査直交方向に沿った変位量を計測するための第１測定手
段ＭＹおよび第２測定手段ＰＹと、第１基準面と第１基
板との間の走査直交方向に沿った距離と第２基準面と第
２基板との間の走査直交方向に沿った距離との差を走査
方向に沿って計測するための第３相対計測手段Ｃとをさ
らに備えている。そして、第１測定手段の出力と第２測
定手段の出力と第３相対計測手段の出力とに基づいて、
第１基準面と第２基準面との間の走査直交方向に沿った
距離の走査方向に沿った変動の影響を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置に関し、特
に液晶表示素子の製造のための走査型露光装置における
基板の変位測定に関する。また、本発明は、その走査型
露光装置を用いて液晶表示素子やプラズマ・ディスプレ
イ・パネル（ＰＤＰ）等の表示素子を光リソグラフィー
工程によって製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、最近の液晶基板の大型化に
対応するために、たとえば特開平７−５７９８６号公報
において走査型露光装置を提案している。この公報に開
示の露光装置では、屈折系と凹面反射鏡とをそれぞれ含
む２つの部分光学系からなる等倍正立の投影光学ユニッ
トを複数組配置して投影光学系を構成している。そし
て、この投影光学系に対してマスクとプレートとを一体
的に相対移動させて一括走査露光している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の走査型露光装置
では、マスクとプレートとの相互位置関係を一定に維持
しながら走査露光を行う必要がある。しかしながら、マ
スクおよびプレートの走査移動に伴う機械的変形などに
より、マスクとプレートとの相互位置関係を一定に維持
することは困難である。したがって、走査型露光装置に
おいて、プレートの露光領域の全体に亘って良好な投影
像を得るには、マスクとプレートとの相互位置関係に基
づいてその相互位置関係を一定に制御する技術が求めら
れる。

【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、感光基板の露光領域の全体に亘って良好な投
影像を得ることのできる走査型の露光装置、およびその
露光装置を用いて液晶表示素子等の表示素子を製造する
方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、パターンが形成された第１基板
を照明するための照明光学系と、前記第１基板に形成さ
れたパターンの正立等倍率像を第２基板上に形成するた
めの投影光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記
第１基板と前記第２基板とを所定の走査方向に沿って一
体的に移動させて前記第１基板のパターンを前記第２基
板に転写露光する露光装置において、前記第１基板と前
記第２基板との間の前記走査方向に沿った相対変位量を
計測するための第１相対計測手段と、前記第１基板のパ
ターン面において前記走査方向と直交する走査直交方向
に沿って前記第１相対計測手段と所定の間隔を隔てた位
置を計測するように配置され、前記第１基板と前記第２
基板との間の前記走査方向に沿った相対変位量を計測す
るための第２相対計測手段と、前記走査方向とほぼ平行
に延びた第１基準面に対する前記第１基板の前記走査直
交方向に沿った変位量を計測するための第１測定手段
と、前記走査方向とほぼ平行に延びた第２基準面に対す
る前記第２基板の前記走査直交方向に沿った変位量を計
測するための第２測定手段と、前記第１基準面と前記第
１基板との間の前記走査直交方向に沿った距離と前記第
２基準面と前記第２基板との間の前記走査直交方向に沿
った距離との差を前記走査方向に沿って計測するための
第３相対計測手段と、前記第１測定手段の出力と前記第
２測定手段の出力と前記第３相対計測手段の出力とに基
づいて、前記第１基準面と前記第２基準面との間の前記
走査直交方向に沿った距離の前記走査方向に沿った変動
の影響を補正する補正量を算出するための補正手段と、
前記第１基板と前記第２基板とのうちの少なくとも一方
の位置を調整する調整手段と、前記第１相対計測手段、
前記第２相対計測手段、前記第１測定手段、前記第２測
定手段、および前記補正手段の各出力に基づいて、調整
量を算出するための演算手段と、前記演算手段の出力に
基づいて、前記調整手段を制御するための制御手段とを
備えていることを特徴とする露光装置を提供する。

【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
基板のパターンを前記第２基板に転写露光するために、
前記投影光学系に対して前記第１基板と前記第２基板と
を所定の走査方向に沿って一体的に移動させるための移
動手段と、前記投影光学系に対する前記第１基板または
前記第２基板の前記走査方向に沿った変位量を計測する
ための第３測定手段と、前記第３測定手段の出力に基づ
いて、前記移動手段を制御するための第２制御手段をさ
らに備えている。

【０００７】本発明の好ましい別の態様によれば、前記
第１基準面および前記第２基準面は、前記投影光学系に
取り付けられた２つの長尺鏡の反射面である。また、前
記第３相対計測手段は差動干渉計であり、光源からのビ
ームを前記第１基準面に向かう第１ビームと前記第２基
準面に向かう第２ビームとに分離するための第１ビーム
分離手段と、前記第１基板を支持するステージに取り付
けられた反射部材を介して前記第１基準面で反射された
第１ビームと、前記第２基板を支持するステージに取り
付けられた反射部材を介して前記第２基準面で反射され
た第２ビームとの干渉ビームを受光するための第１光検
出手段とを有することが好ましい。

【０００８】また、本発明の別の局面によれば、以上に
記載の本発明の露光装置を用いて表示素子を製造する方
法において、前記第１測定手段の出力と前記第２測定手
段の出力と前記第３相対計測手段の出力とに基づいて、
前記第１基準面と前記第２基準面との間の前記走査直交
方向に沿った距離の前記走査方向に沿った変動の影響を
補正する補正量を算出する第１工程と、前記第１相対計
測手段、前記第２相対計測手段、および前記補正手段の
各出力に基づいて、前記制御手段が前記調整手段を制御
しながら、前記投影光学系に対して前記第１基板と前記
第２基板とを所定の走査方向に沿って一体的に移動させ
て、前記第１基板のパターンを前記第２基板に転写露光
する第２工程とを含むことを特徴とする表示素子の製造
方法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の露光装置では、投影光学
系が等倍正立であるため、２つの基板を投影光学系に対
して一体的に移動させて走査露光する限り、２つの基板
が走査直交方向に沿って一体的に変動しても、あるいは
２つの基板が投影光学系の光軸回りに一体的に回転して
も、転写精度が損なわれることがない。そこで、たとえ
ば差動干渉計のような２つの相対計測手段Ｘ１およびＸ
２により、走査直交方向に沿って所定間隔を隔てた２つ
の位置において、第１基板と第２基板との間の走査方向
に沿った相対変位量を計測する。したがって、これらの
２つの相対計測手段Ｘ１およびＸ２の計測結果に基づい
て、２つの基板の走査方向に沿った位置ずれおよび回転
ずれを制御することができる。

【００１０】また、たとえば測長干渉計のような２つの
測定手段ＭＹおよびＰＹにより、第１基準面に対する第
１基板の走査直交方向に沿った変位量および第２基準面
に対する第２基板の走査直交方向に沿った変位量をそれ
ぞれ計測する。第１基準面および第２基準面は、たとえ
ば走査方向に沿って延びるように投影光学系に取り付け
られた２つの長尺鏡の反射面である。また、たとえば差
動干渉計のような相対計測手段Ｃにより、第１基準面と
第１基板との間の走査直交方向に沿った距離と第２基準
面と第２基板との間の前記走査直交方向に沿った距離と
の差を走査方向に沿って計測する。

【００１１】したがって、これらの２つの測定手段ＭＹ
およびＰＹの出力と相対計測手段Ｃの出力とに結果に基
づいて、第１基準面と第２基準面との間の走査直交方向
に沿った距離の走査方向に沿った変動の影響を補正する
ことができる。すなわち、取り付け誤差や曲がりに起因
して第１基準面と第２基準面との間の走査直交方向に沿
った距離が走査方向に沿って変動していても、その変動
すなわち曲がりの影響を補正しながら各基板を走査直交
方向に沿って一体的に移動させ、各基板の走査直交方向
に沿った位置ずれを制御することができる。

【００１２】こうして、本発明では、２つの基板の走査
方向に沿った位置ずれおよび回転ずれを制御するととも
に、いわゆる基準面の曲がり補正を行いながら２つの基
板の走査直交方向に沿った位置ずれを制御することによ
って、感光基板の露光領域の全体に亘って良好な投影像
を得ることができる。なお、たとえば測長干渉計のよう
な測定手段Ｘ０により、投影光学系に対する第１基板ま
たは第２基板の走査方向に沿った変位量を計測する。し
たがって、この測定手段Ｘ０の計測結果に基づいて、投
影光学系に対する各基板の走査方向に沿った移動を制御
することができる。

【００１３】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例にかかる露光装置の要
部構成を概略的に示す斜視図である。また、図２は、図
１に対応する図であって、図１の各干渉計の内部構成を
概略的に示す斜視図である。図１および図２では、たと
えばレジストが塗布されたガラス基板からなるプレート
１０２（第２基板）の法線方向に沿ってｚ軸を、プレー
ト１０２の平面内において走査方向に沿ってｘ軸を、プ
レート１０２の平面内において走査方向に直交する走査
直交方向に沿ってｙ軸を設定している。

【００１４】図１の露光装置は、転写すべきパターンが
形成されたマスク１０１（第１基板）を照明するための
照明光学系（不図示）を備えている。なお、照明光学系
は、ｘｙ平面に平行に支持されたマスク１０１のパター
ン領域１０１ａを照明する。マスク１０１のパターン領
域１０１ａを透過した光は、投影光学系１を介して、プ
レート１０２上の露光領域１０２ａにマスクパターンの
等倍正立像を形成する。なお、たとえば特開平７−５７
９８６号公報に開示されているように、投影光学系１を
複数組の等倍正立の投影光学ユニットで構成してもよ
い。こうして、投影光学系１に対してマスク１０１とプ
レート１０２とを一体的にｘ方向（走査方向）に沿って
移動させながら走査露光を行うことによって、マスク１
０１に形成されたパターンをプレート１０２上の露光領
域の全体に亘って一括的に転写することができる。

【００１５】図６は、図１の露光装置においてマスク１
０１とプレート１０２とを一体的に駆動案内する機構の
構成を概略的に示す図である。図６において、マスク１
０１（図６では不図示）はマスクステージ７２上に載置
され、プレート１０２（図６では不図示）はプレートス
テージ７５上に載置されている。また、照明光学系７１
および投影光学系１は、定盤７０上に固設された架台７
４によって保持されている。さらに、マスクステージ７
２およびプレートステージ７５は、キャリッジ７６によ
って一体的に支持され、走査露光に際してｘ方向に沿っ
て駆動される。

【００１６】なお、マスクステージ７２は、ｘ方向アク
チュエータ７７、７８およびｙ方向アクチュエータ（不
図示）によって、それぞれｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ
軸周りの回転方向に駆動されるようになっている。すな
わち、図６の駆動機構により、マスク１０１とプレート
１０２との走査方向（ｘ方向）に沿った位置ずれおよび
投影投影光学系１の光軸に対する回転ずれを制御するこ
とができる。また、マスク１０１とプレート１０２との
走査直交方向（ｙ方向）に沿った位置ずれを制御するこ
とができる。さらに高精度な駆動案内を実現するには、
本出願人が特開平７−３２６５６７号公報に提案してい
る機構を利用することもできる。

【００１７】図１を参照すると、投影光学系１に対する
プレート１０２のｘ方向に沿った変位量を計測するため
の測長干渉計Ｘ０が設けられている。また、マスク１０
１とプレート１０２との間のｘ方向に沿った相対変位量
を計測するために、２つの差動干渉計Ｘ１およびＸ２が
設けられている。なお、２つの差動干渉計Ｘ１およびＸ
２は、ｙ方向（走査直交方向）に沿って所定間隔を隔て
た位置を計測するように配置されている。さらに、投影
光学系１に取り付けられた長尺鏡５１ａに対するマスク
１０１のｙ方向に沿った変位量を計測するための測長干
渉計ＭＹが設けられている。一方、投影光学系１に取り
付けられた長尺鏡５１ｂに対するプレート１０２のｙ方
向に沿った変位量を計測するための測長干渉計ＰＹが設
けられている。また、長尺鏡５１ａの反射面とマスク１
０１との間のｙ方向に沿った距離と長尺鏡５１ｂの反射
面とプレート１０２との間のｙ方向に沿った距離との差
を計測するための差動干渉計Ｃが設けられている。

【００１８】ここで、図１および図６に示す本実施例で
は、投影光学系１に対するプレート１０２のｘ方向に沿
った変位量を計測する測長干渉計Ｘ０の出力（後述する
光検出器１５の出力）、マスク１０１とプレート１０２
との間のｘ方向に沿った相対変位量を計測する２つの差
動干渉計（Ｘ１、Ｘ２）の各出力（後述する光検出器２
５、３５の各出力）、長尺鏡５１ａに対するマスク１０
１のｙ方向に沿った変位量を計測する測長干渉計ＭＹの
出力（後述する光検出器４８ａの出力）、長尺鏡５１ｂ
に対するプレート１０２のｙ方向に沿った変位量を計測
する測長干渉計ＰＹの出力（後述する光検出器４８ｂの
出力）、および長尺鏡５１ａの反射面とマスク１０１と
の間のｙ方向に沿った距離と長尺鏡５１ｂの反射面とプ
レート１０２との間のｙ方向に沿った距離との差を計測
する差動干渉計Ｃの出力（後述する光検出器６４の出
力）は、それぞれ図６に示す主制御ユニット８０に入力
される。

【００１９】そして、その各干渉計からの入力情報に基
づいて、主制御ユニット８０は、後述する各変位量ある
いは各補正量をそれぞれ算出し、プレート１０２に対す
るマスク１０１のｚ軸回りの回転ずれ、ｘ軸方向および
ｙ軸方向での位置ずれ補正するために、調整手段として
のアクチュエータ７７、７８等の駆動系を制御してい
る。また、主制御ユニット８０は、投影光学系１に対す
るプレート１０２のｘ方向に沿った変位量を計測する測
長干渉計Ｘ０の出力（後述する光検出器１５の出力）等
に基づいて、図６に示すマスクステージ７２およびプレ
ートステージ７５を支持するキャリッジ７６を走査方向
としてのｘ方向に移動させるキャリッジ駆動系８１も制
御している。なお、マスク１０１のパターンをプレート
１０２に転写するために、投影光学系１に対してマスク
１０１（またはマスクステージ７２）とプレート１０２
（またはプレートステージ７５）とを走査方向（ｘ方
向）に沿って一体的に移動させる移動手段は、キャリッ
ジ７６およびキャリッジ駆動系８１で構成されている。

【００２０】以上の本実施例の構成によって、マスク１
０１とプレート１０２との相対的な位置関係を高精度に
制御することができる。このことを、以下において具体
的に説明する。まず、主制御ユニット８０は、補正手段
としての補正ユニット８０ａ、演算手段としての演算ユ
ニット８０ｂ、移動手段（７２、７５、７６、８１）の
制御手段としてのキャリッジ制御ユニット８０ｃ、およ
び調整手段（７７、７８）の制御手段としてのステージ
制御ユニット８０ｄを有している。

【００２１】そして、補正ユニット８０ａは、マスク１
０１上のパターンを感光性のプレート１０２に投影露光
するのに先立って、測長干渉計ＭＹの出力（後述する光
検出器４８ａの出力）と測長干渉計ＰＹの出力（後述す
る光検出器４８ｂの出力）と差動干渉計Ｃの出力（後述
する光検出器６４の出力）とに基づいて、長尺鏡５１ａ
の反射面（第１基準部材の第１基準面）と長尺鏡５１ｂ
の反射面（第２基準部材の第２基準面）との間の走査直
交方向（ｙ方向）に沿った距離に関する走査方向（ｘ方
向）に沿った変動の影響を補正する補正量、すなわち２
つの反射面間（第１基準面と第２基準面との間）の曲が
り、ねじれ等の誤差による平面度のずれ量Δｙ_jを算出
する。なお、補正ユニット８０ａは、測長干渉計Ｘ０の
出力（後述する光検出器１５の出力）からの変位量に基
づいて、走査方向（ｘ方向）に沿った変動の対応付けを
行っている。

【００２２】次に、マスク１０１上のパターンを感光性
のプレート１０２上に投影露光するのに際して、キャリ
ッジ制御ユニット８０ｃは、測長干渉計Ｘ０の出力（後
述する光検出器１５の出力）からの変位量に基づいて走
査方向（ｘ方向）でのプレート１０２の位置、移動量あ
るいは走査速度をモニターしながら、キャリッジ駆動系
８１を介してキャリッジ７６を走査方向（ｘ方向）へ移
動させる。これと同時に、演算ユニット８０ｂは、各干
渉計（Ｘ１、Ｘ２、ＭＹ、ＰＹ）の出力並びに補正ユニ
ット８０ａの出力に基づいて、プレート１０２に対する
マスク１０１の相対的なずれ量としての調整量（ΔＸ、
ΔＹ、Δθ）を算出する。

【００２３】まず、演算ユニット８０ｂは、２つの差動
干渉計（Ｘ１、Ｘ２）の各出力（後述する光検出器２
５、３５の各出力）に基づき、プレート１０２に対する
マスク１０１のｘ方向での相対的なずれ量（調整量）Δ
Ｘを以下の式（Ｉ）により算出する。 ΔＸ＝（ｘ１＋ｘ２）／２（Ｉ）但し、ｘ１は干渉計Ｘ１の計測値、ｘ２は干渉計Ｘ２の
計測値である。

【００２４】また、演算ユニット８０ｂは、２つの測長
干渉計（ＭＹ、ＰＹ）の各出力（後述する光検出器４８
ａ、４８ｂの各出力）に基づき、プレート１０２に対す
るマスク１０１のｙ方向での相対的なずれ量（調整量）
ΔＹを以下の式（II）により算出する。 ΔＹ＝Ｍｙ−Ｐｙ−Δｙ_j （II）但し、Ｍｙは測長干渉計ＭＹの計測値、Ｐｙは測長干渉
計ＰＹの計測値、Δｙ_jは補正ユニット８０ａにて算出
される補正値である。

【００２５】さらに、演算ユニット８０ｂは、２つの差
動干渉計（Ｘ１、Ｘ２）の各出力（後述する光検出器２
５、３５の各出力）に基づき、プレート１０２に対する
マスク１０１のｚ軸回りの相対的な回転量（調整量）Δ
θを以下の式（III ）により算出する。 Δθ＝（ｘ１−ｘ２）／Ｄ（III ）但し、Ｄは、図１に示すように、２つの差動干渉計（Ｘ
１、Ｘ２）の計測光路間の距離、または２つの差動干渉
計（Ｘ１、Ｘ２）の計測点間の距離である。

【００２６】以上のように、ステージ制御ユニット８０
ｄは、演算ユニット８０ｂにて算出された算出値（Δ
Ｘ、ΔＹ、Δθ）が零またはある所定の値となるよう
に、図６に示すアクチュエータ７７、７８等の駆動系
（調整手段）を駆動させて、プレート１０２に対するマ
スク１０１の相対的な位置ずれを補正する。換言すれ
ば、演算ユニット８０ｂからの出力に基づいて、ステー
ジ制御ユニット８０ｄは、プレート１０２に対するマス
ク１０１の相対的な位置ずれが零となるように、マスク
１０１を保持するマスクステージ７２の位置を移動させ
るために、図６に示すアクチュエータ７７、７８等の駆
動系（調整手段）を制御する。

【００２７】以上のように、マスク１０１とプレート１
０２との相対的な位置ずれ補正（調整）の実行と同時
に、照明光学系７１にてマスク１０１を照明し、投影光
学系１に対してマスク１０１とプレート１０２とをキャ
リッジ駆動系８１を介して走査方向（ｘ方向）に沿って
一体的に移動させて、マスク１０１のパターンをプレー
ト１０２に転写露光する。これによって、マスク１０１
の良好なるパターン像を感光性のプレート１０２上に投
影露光することができるため、良好なる液晶表示素子や
プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）等の表示素
子を光リソブラフィー工程によって製造することができ
る。

【００２８】なお、プレート１０２とマスク１０１との
間のｚ軸回りの回転ずれ、ｘ軸方向およびｙ軸方向での
位置ずれの補正は、プレートステージ７５のみをｚ軸回
りに回転させ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させる駆
動系を設けて行っても良く、さらには、マスクステージ
７２とプレートステージ７５との双方を、ｚ軸回りに回
転させ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させる駆動系を
設けて行っても良い。この場合、プレートステージ７５
をｚ軸回りに回転させ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に移動
させる駆動系、あるいは双方のステージ（７２、７５）
をｚ軸回りに回転させ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に移動
させる駆動系は、ステージ制御ユニット８０ｄによって
制御することが好ましい。

【００２９】以下、図２を参照して、各干渉計の構成に
ついて説明する。図２において、図示を省略したレーザ
光源から射出されたレーザビームは、ビームスプリッタ
ー２で反射された後、差動干渉計Ｘ１およびＸ２に導か
れる。なお、差動干渉計Ｘ１とＸ２とは、図２に示すよ
うに、互いに同一の構成を有する。したがって、以下、
主として差動干渉計Ｘ１に着目した説明を行う。ただ
し、以下の説明において、括弧内には差動干渉計Ｘ２の
対応する部材の参照符号を示す。

【００３０】ビームスプリッター２で反射されたビーム
は、偏光ハーフプリズム２１（３１）を介して２つのビ
ームに分離される。すなわち、偏光ハーフプリズム２１
（３１）を透過したビームは、１／４波長板２２ａ（３
２ａ）を介して、マスク１０１を支持するマスクステー
ジに取り付けられたコーナーキューブ２３ａ（３３ａ）
に入射する。コーナーキューブ２３ａ（３３ａ）で反射
されたビームは、固定鏡２４ａ（３４ａ）で反射された
後、コーナーキューブ２３ａ（３３ａ）に再び入射す
る。コーナーキューブ２３ａ（３３ａ）で再び反射され
たビームは、１／４波長板２２ａ（３２ａ）を介して、
偏光ハーフプリズム２１（３１）に戻る。

【００３１】一方、偏光ハーフプリズム２１（３１）で
反射されたビームは、１／４波長板２２ｂ（３２ｂ）を
介して、プレート１０２を支持するプレートステージに
取り付けられたコーナーキューブ２３ｂ（３３ｂ）に入
射する。コーナーキューブ２３ｂ（３３ｂ）で反射され
たビームは、固定鏡２４ｂ（３４ｂ）で反射された後、
コーナーキューブ２３ｂ（３３ｂ）に再び入射する。コ
ーナーキューブ２３ｂ（３３ｂ）で再び反射されたビー
ムは、１／４波長板２２ｂ（３２ｂ）を介して、偏光ハ
ーフプリズム２１（３１）に戻る。偏光ハーフプリズム
２１（３１）に戻った２つのビームは干渉し、干渉ビー
ムは光検出器２５（３５）に達する。

【００３２】こうして、差動干渉計Ｘ１では、光検出器
２５の出力に基づいて、マスク１０１とプレート１０２
との間のｘ方向に沿った相対変位量を計測することがで
きる。また、差動干渉計Ｘ２では、光検出器３５の出力
に基づいて、マスク１０１とプレート１０２との間のｘ
方向に沿った相対変位量を計測することができる。すな
わち、ｙ方向に沿って所定間隔を隔てた位置を計測する
ように配置された差動干渉計Ｘ１と差動干渉計Ｘ２とに
基づいて、図６に示す演算ユニット８０ｂは、マスク１
０１とプレート１０２との間のｘ方向に沿った相対的な
位置ずれΔＸ、およびマスク１０１とプレート１０２と
の間のｚ軸回りの相対的な回転ずれΔθを検出すること
ができる。その結果、ステージ制御ユニット８０ｄは、
演算ユニット８０ｂにて算出された算出値（ΔＸ、Δ
θ）が零または所定の値となるように、図６に示すアク
チュエータ７７、７８等の駆動系（調整手段）を介し
て、プレート１０２に対するマスク１０１の相対的な位
置ずれを補正する。

【００３３】なお、マスク１０１やプレート１０２のｘ
方向移動、ｙ方向移動およびｚ軸回りの回転に伴って、
コーナーキューブ２３ａ、２３ｂ、３３ａおよび３３ｂ
も移動したり回転したりする。しかしながら、コーナー
キューブの特性により、光検出器２５および３５に入射
する干渉ビームの入射角度は常に一定である。ただし、
コーナーキューブ２３ａ、２３ｂ、３３ａおよび３３ｂ
がｙ方向に沿ってδだけ移動すると、固定鏡２４ａ、２
４ｂ、３４ａおよび３４ｂへのビームの入射位置はｙ方
向に沿って２δだけずれることになる。これらの差動干
渉計においてマスク１０１とプレート１０２との相対変
位量を計測することは、コーナーキューブ２３ａ、２３
ｂ、３３ａおよび３３ｂの頂点の位置を計測することと
等価である。したがって、いわゆるアッベ誤差を小さく
抑えるために、各コーナーキューブの頂点を、マスク１
０１のパターン面またはプレート１０２の被露光面と同
一面内に位置決めすることが望ましい。

【００３４】また、図２において、レーザ光源（不図
示）から射出されたレーザビームは、ビームスプリッタ
ー２を透過し、ビームスプリッター３で反射された後、
測長干渉計Ｘ０に導かれる。ビームスプリッター３で反
射されたビームは、偏光ハーフプリズム１１を介して２
つのビームに分離される。すなわち、偏光ハーフプリズ
ム１１を透過したビームは、１／４波長板１２ａを介し
て、投影光学系１に取り付けられた固定鏡としてのコー
ナーキューブ１３ａに入射する。コーナーキューブ１３
ａで反射されたビームは、固定鏡１４ａで反射された
後、コーナーキューブ１３ａに再び入射する。コーナー
キューブ１３ａで再び反射されたビームは、１／４波長
板１２ａを介して、偏光ハーフプリズム１１に戻る。

【００３５】一方、偏光ハーフプリズム１１で反射され
たビームは、１／４波長板１２ｂを介して、プレート１
０２を支持するプレートステージに取り付けられた移動
鏡としてのコーナーキューブ１３ｂに入射する。コーナ
ーキューブ１３ｂで反射されたビームは、固定鏡１４ｂ
で反射された後、コーナーキューブ１３ｂに再び入射す
る。コーナーキューブ１３ｂで再び反射されたビーム
は、１／４波長板１２ｂを介して、偏光ハーフプリズム
１１に戻る。偏光ハーフプリズム１１に戻った２つのビ
ームは干渉し、干渉ビームは光検出器１５に達する。

【００３６】こうして、測長干渉計Ｘ０では、光検出器
１５の出力に基づいて、投影光学系１に対するプレート
１０２のｘ方向に沿った変位量を計測することができ
る。したがって、測長干渉計Ｘ０の光検出器１５からの
変位量に関する出力に基づいて、図６に示すキャリッジ
制御ユニット８０ｃは、走査方向（ｘ方向）でのプレー
ト１０２の位置、移動量あるいは走査速度をモニターし
ながら、キャリッジ駆動系８１の駆動を制御することが
できる。なお、測長干渉計Ｘ０において、プレート１０
２のｚ軸回りの回転に伴う計測誤差を小さく抑えるため
に、コーナーキューブ１３ｂをプレート１０２のｙ方向
中央付近に位置決めすることが望ましい。また、測長干
渉計Ｘ０においても、アッベ誤差を小さく抑えるため
に、コーナーキューブ１３ｂの頂点をプレート１０２の
被露光面と同一面内に位置決めすることが望ましい。

【００３７】さらに、図２において、レーザ光源（不図
示）から射出されたレーザビームは、ビームスプリッタ
ー２および３を透過し、さらにビームスプリッター４で
２つのビームに分離される。すなわち、ビームスプリッ
ター４で反射されたビームは測長干渉計ＭＹに、ビーム
スプリッター４を透過したビームは測長干渉計ＰＹに導
かれる。なお、測長干渉計ＭＹとＰＹとは、図２に示す
ように、互いに同一の構成を有する。したがって、以
下、主として測長干渉計ＭＹに着目した説明を行う。た
だし、以下の説明において、括弧内には測長干渉計ＰＹ
の対応する部材の参照符号を示す。

【００３８】ビームスプリッター４で反射されたビーム
は、偏光ハーフプリズム４１ａ（４１ｂ）を介して２つ
のビームに分離される。すなわち、偏光ハーフプリズム
４１ａ（４１ｂ）で反射されたビームは、１／４波長板
４２ａ（４２ｂ）を介して、投影光学系１に取り付けら
れた基準部材としての長尺鏡５１ａ（５１ｂ）の反射面
（基準面）に入射する。長尺鏡５１ａ（５１ｂ）の反射
面（基準面）は、ｘｚ平面に平行で且つ全体的にｘ方向
に沿って延びるように形成されている。長尺鏡５１ａ
（５１ｂ）の反射面で反射されたビームは、１／４波長
板４２ａ（４２ｂ）を介して、偏光ハーフプリズム４１
ａ（４１ｂ）に再び入射する。偏光ハーフプリズム４１
ａ（４１ｂ）を透過したビームは、マスクステージに取
り付けられたコーナーキューブ４３ａ（プレートステー
ジに取り付けられたコーナーキューブ４３ｂ）に入射す
る。コーナーキューブ４３ａ（４３ｂ）で反射されたビ
ームは、偏光ハーフプリズム４１ａ（４１ｂ）に戻る。

【００３９】一方、偏光ハーフプリズム４１ａ（４１
ｂ）を透過したビームは、１／４波長板４４ａ（４４
ｂ）を介して、固定鏡４５ａ（４５ｂ）に入射する。固
定鏡４５ａ（４５ｂ）で反射されたビームは、１／４波
長板４４ａ（４４ｂ）を介して、偏光ハーフプリズム４
１ａ（４１ｂ）に再び入射する。偏光ハーフプリズム４
１ａ（４１ｂ）で反射されたビームは、マスクステージ
に取り付けられたコーナーキューブ４３ａ（プレートス
テージに取り付けられたコーナーキューブ４３ｂ）に入
射する。コーナーキューブ４３ａ（４３ｂ）で反射され
たビームは、偏光ハーフプリズム４１ａ（４１ｂ）に戻
る。

【００４０】偏光ハーフプリズム４１ａ（４１ｂ）に戻
った２つのビームは干渉し、干渉ビームは、一対のレン
ズ成分４６ａ（４６ｂ）および４７ａ（４７ｂ）からな
るビーム縮小光学系を介して、光検出器４８ａ（４８
ｂ）に達する。こうして、測長干渉計ＭＹでは、光検出
器４８ａの出力に基づいて、投影光学系１に対するマス
ク１０１のｙ方向に沿った変位量を計測することができ
る。また、測長干渉計ＰＹでは、光検出器４８ｂの出力
に基づいて、投影光学系１に対するプレート１０２のｙ
方向に沿った変位量を計測することができる。

【００４１】なお、測長干渉計ＭＹおよびＰＹにおい
て、マスク１０１またはプレート１０２のｚ軸回りの回
転に伴う計測誤差を小さく抑えるために、コーナーキュ
ーブ４３ａおよび４３ｂをマスク１０１またはプレート
１０２のｘ方向中央付近に位置決めすることが望まし
い。また、測長干渉計ＭＹおよびＰＹにおいても、アッ
ベ誤差を小さく抑えるために、各コーナーキューブの頂
点を、マスク１０１のパターン面またはプレート１０２
の被露光面と同一面内に位置決めすることが望ましい。

【００４２】図３は、図２の測長干渉計ＭＹ（ＰＹ）に
おけるビーム縮小光学系（４６、４７）の作用について
説明する部分平面図である。なお、図３では、２つの測
長干渉計ＭＹとＰＹとを区別することなく、ａおよびｂ
の添字を省略している。図３において、破線で囲まれた
部分（４１〜４５）は、マスクステージまたはプレート
ステージに対して一体的に取り付けられている。すなわ
ち、測長干渉計ＭＹ（ＰＹ）において、偏光ハーフプリ
ズム４１、１／４波長板４２、１／４波長板４４、およ
び固定鏡４５は、マスク１０１（プレート１０２）と一
体的に移動する。

【００４３】したがって、マスク１０１（プレート１０
２）が＋ｙ方向に沿ってδだけ移動すると、図中破線で
示すように、偏光ハーフプリズム４１、１／４波長板４
２、１／４波長板４４、および固定鏡４５も＋ｙ方向に
沿ってδだけ移動する。その結果、偏光ハーフプリズム
４１から射出される干渉ビームは、＋ｙ方向に沿って２
δだけ移動する。しかしながら、偏光ハーフプリズム４
１と光検出器４８との間の光路中には、ビーム変動補正
手段としてのビーム縮小光学系（４６、４７）が設けら
れている。したがって、このビーム縮小光学系（４６、
４７）の倍率に応じて、光検出器４８に達する干渉ビー
ムの位置ずれ量を一定値以下に制御することができる。
こうして、ビーム縮小光学系（４６、４７）の倍率を適
宜設定することにより、マスク１０１（プレート１０
２）の＋ｙ方向に沿った変位量がある程度大きくなって
も、光検出器４８において干渉ビームを受光し、変位量
の計測を確実に行うことができる。

【００４４】さらに、図２において、レーザ光源（不図
示）から射出されたレーザビームは、ビームスプリッタ
ー２で反射された後、差動干渉計Ｃに導かれる。図４
は、図２の差動干渉計Ｃの内部構成を示す拡大斜視図で
ある。図４に示すように、差動干渉計Ｃに導かれたレー
ザビームは、偏光ハーフプリズム６１を介して２つのビ
ームに分離される。すなわち、偏光ハーフプリズム６１
を透過したビームは、マスク１０１を支持するマスクス
テージに対して一体的に取り付けられたミラー６５ａお
よび１／４波長板６２ａを介して、長尺鏡５１ａの反射
面に入射する。長尺鏡５１ａの反射面で反射されたビー
ムは、１／４波長板６２ａおよび偏光ハーフプリズム６
１を介して、コーナーキューブ６３に入射する。コーナ
ーキューブ６３で反射されたビームは、偏光ハーフプリ
ズム６１、１／４波長板６２ａを介して、長尺鏡５１ａ
の反射面に再び入射する。長尺鏡５１ａの反射面で反射
されたビームは、１／４波長板６２ａを介して、偏光ハ
ーフプリズム６１に戻る。

【００４５】一方、偏光ハーフプリズム６１で反射され
たビームは、プレート１０２を支持するプレートステー
ジに対して一体的に取り付けられたミラー６５ｂおよび
１／４波長板６２ｂを介して、長尺鏡５１ｂの反射面に
入射する。長尺鏡５１ｂの反射面で反射されたビーム
は、１／４波長板６２ｂおよび偏光ハーフプリズム６１
を介して、コーナーキューブ６３に入射する。コーナー
キューブ６３反射されたビームは、偏光ハーフプリズム
６１、１／４波長板６２ｂを介して、長尺鏡５１ｂの反
射面に再び入射する。長尺鏡５１ｂの反射面で反射され
たビームは、１／４波長板６２ｂを介して、偏光ハーフ
プリズム６１に戻る。

【００４６】偏光ハーフプリズム６１に戻った２つのビ
ームは干渉し、干渉ビームは光検出器６４に達する。こ
うして、差動干渉計Ｃでは、光検出器６４の出力に基づ
いて、長尺鏡５１ａの反射面（第１基準部材の第１基準
面）とマスク１０１との間のｙ方向に沿った距離と長尺
鏡５１ｂの反射面（第２基準部材の第２基準面）とプレ
ート１０２との間のｙ方向に沿った距離との差を計測す
ることができる。なお、差動干渉計Ｃでは、マスク１０
１およびプレート１０２の移動に伴う干渉ビームの変動
はほとんど発生しない。したがって、図３に示すような
ビーム縮小光学系（４６、４７）は、差動干渉計Ｃにお
いて不要である。

【００４７】図５は、長尺鏡の曲がり補正の原理を説明
するための図である。図５において、たとえば測長干渉
計ＭＹのような１つの干渉計だけでは、長尺鏡５１の反
射面の曲がりとステージのｙ方向移動とを区別すること
ができない。しかしながら、長尺鏡５１の曲がりの周期
がｘ方向沿って配置された一対の干渉計の間隔Ｌよりも
十分長いものと仮定すると、一対の干渉計の間の偏差
（出力差）を順次加えることにより、曲がりも含めた長
尺鏡５１の反射面の形状を求めることができる。

【００４８】一対の干渉計のｘ方向に沿った間隔をＬと
し、ｘ＝ｘ_iにおける一方の干渉計の出力をＩ
₁（ｘ_i）とし、そのときｘ＝ｘ_i-1にある他方の干渉
計の出力をＩ₂（ｘ_i-1）とすると、次の式（１）およ
び（２）に示す関係が成立する。ｘ_i＝ｘ₀＋ｉＬ（ｉ＝０，１，２・・・）（１） ΔＩ_i＝Ｉ₁（ｘ_i）−Ｉ₂（ｘ_i-1）（２）ここで、 ΔＩ_i：一方の干渉計がｘ＝ｘ_iにあるとき（すなわち
他方の干渉計がｘ＝ｘ_i-1にあるとき）の一対の干渉計
の間の偏差

【００４９】式（２）のΔＩ_iにおいて、ステージの移
動分は相殺される。しかしながら、干渉計相互のオフセ
ットが存在するので、偏差ΔＩ_iがそのまま長尺鏡５１
の反射面の傾き、すなわちｘ＝ｘ_iとｘ＝ｘ_i-1との間
における反射面のｙ方向位置の変動になるとは限らな
い。したがって、ｘ＝ｘ₀における反射面のｙ方向位置
を基準としたｘ＝ｘ_jにおける反射面のｙ方向位置変動
分Δｙ_jは、式（２）の偏差ΔＩ_iから干渉計相互のオ
フセット分を差し引くことによって求められる。仮に、
偏差ΔＩ_iからオフセットとしてｘ＝ｘ₀における偏差
ΔＩ₀を差し引くと、変動分Δｙ_jはｘ＝ｘ_-1とｘ＝ｘ
₀との間の反射面の傾きを基準とした変動分を示すこと
になる。

【００５０】すなわち、次の式（３）に示す関係が成立
する。 Δｙ_j＝Σ（ΔＩ_i−ΔＩ₀）（Σ：ｉ＝１〜ｊ）（３）式（３）において、（ΔＩ_i−ΔＩ₀）がｉ＝１〜ｊに
対して常に０である場合には、長尺鏡５１の反射面の形
状は、ｘ＝ｘ_-1とｘ＝ｘ₀との間の長尺鏡５１の反射面
の傾きに等しい直線となる。また、（ΔＩ_i−ΔＩ₀）
がｉ＝１〜ｊに対して常に０以外の一定値である場合に
も、長尺鏡５１の反射面の形状は、ｘ＝ｘ₁以降は直線
となる。

【００５１】次に、２本の長尺鏡の曲がり補正について
説明する。まず、特殊な条件として、図１において、２
つの長尺鏡５１ａおよび５１ｂの反射面のうちの一方の
反射面が他方の反射面をｙ方向およびｚ方向に沿って平
行移動して得られるように、２つの反射面が完全に平行
に配置されているものとする。また、マスク１０１およ
びプレート１０２が完全にアライメントされているもの
とする。この場合、ｙ方向に沿ってマスク１０１とプレ
ート１０２との相対位置関係を一定に維持するには、２
つの測長干渉計ＭＹとＰＹとの出力差が一定になるよう
に姿勢制御するだけでよい。これは、前述したように、
投影光学系１が正立等倍の光学系であるため、２つの長
尺鏡５１ａおよび５１ｂの反射面に曲がりがあっても、
マスク１０１とプレート１０２とが反射面の曲がりに追
従するようにｙ方向に沿って一体的に変動する限り、転
写精度が損なわれることがないからである。なお、２つ
の反射面が完全に平行に配置されている場合、差動干渉
計Ｃの出力は各走査位置において常に一定である。

【００５２】次いで、２つの長尺鏡５１ａおよび５１ｂ
の反射面がそれぞれ完全に平面状に形成されているが、
２つの反射面が互いに平行ではなく、ｚ方向回りにねじ
れて配置されているものとする。すなわち、長尺鏡５１
ａの反射面のｘｚ平面に対する傾きと長尺鏡５１ｂの反
射面のｘｚ平面に対する傾きとが互いに異なっているも
のとする。この場合、各走査位置における２つの反射面
のｙ方向に沿った距離の変動を補正すればよい。したが
って、一般的には、各走査位置において２つの反射面の
ｙ方向に沿った距離の変動を補正すればよいことがわか
る。すなわち、一対の測長干渉計ＭＹとＰＹとの出力差
分と差動干渉計Ｃの出力との差を考慮し、上述の式
（１）乃至（３）から類推して、補正すべき曲がり成分
を求めることができる。

【００５３】一対の測長干渉計ＭＹおよびＰＹと差動干
渉計Ｃとのｘ方向に沿った間隔をＬとし、ｘ＝ｘ_iにお
ける測長干渉計ＭＹの出力をＩ_M（ｘ_i）とし、ｘ＝ｘ
_iにおける測長干渉計ＰＹの出力をＩ_P（ｘ_i）とし、
そのときのｘ＝ｘ_i-1における差動干渉計Ｃの出力をＩ
_C（ｘ_i-1）とすると、次の式（４）および（５）に示
す関係が成立する。ｘ_i＝ｘ₀＋ｉＬ（ｉ＝０，１，２・・・）（４） ΔＩ_i＝｛Ｉ_M（ｘ_i）−Ｉ_P（ｘ_i）｝−Ｉ_C（ｘ_i-1）（５）

【００５４】なお、上述の式（５）の｛Ｉ_M（ｘ_i）−
Ｉ_P（ｘ_i）｝は、上述の式（２）のＩ₁ （ｘ_i）に対
応し、上述の式（５）のＩ_C（ｘ_i-1）は、上述の式
（２）のＩ₂（ｘ_i-1）に対応する。また、上述の式
（３）と同様に考えて、ｘ＝ｘ_jに対応する曲がり成分
のみによる変動分（補正量）Δｙ_jは、ｘ＝ｘ_-1とｘ＝
ｘ₀との間における２つの反射面のｙ方向距離の変動を
基準として、次の式（６）で表される。 Δｙ_j＝Σ（ΔＩ_i−ΔＩ₀）（Σ：ｉ＝１〜ｊ）（６）したがって、走査露光時には、マスク１０１とプレート
１０２とのアライメント状態を維持しながら式（６）で
Δｙ_jが一定となるように姿勢制御すれば良い。

【００５５】以下、マスク１０１とプレート１０２との
アライメント状態を維持する姿勢制御について具体的に
説明する。まず、図６に示す補正ユニット８０ａは、マ
スク１０１上のパターンを感光性のプレート１０２に投
影露光するのに先立って、測長干渉計ＭＹの出力（光検
出器４８ａの出力）と測長干渉計ＰＹの出力（光検出器
４８ｂの出力）と差動干渉計Ｃの出力（光検出器６４の
出力）とに基づいて、長尺鏡５１ａの反射面（第１基準
部材の第１基準面）と長尺鏡５１ｂの反射面（第２基準
部材の第２基準面）との間の曲がり、ねじれ等の誤差に
よる平面度のずれ量を算出する。なお、補正ユニット８
０ａは、測長干渉計Ｘ０の出力（光検出器１５の出力）
からの変位量をモニターしながら、走査方向（ｘ方向）
に沿った上記ずれ量の対応付けを行っている。

【００５６】次に、図６に示す演算ユニット８０ｂは、
２つの測長干渉計（ＭＹ、ＰＹ）からの変位量に関する
出力（計測信号：Ｍｙ、Ｐｙ）を補正ユニット８０ａか
らの出力（補正信号）で補正する。すなわち、演算ユニ
ット８０ｂは、２つの測長干渉計（ＭＹ、ＰＹ）からの
変位量に関する出力（計測信号）および補正ユニット８
０ａからの出力（補正信号：Δｙ_j）に基づいて、マス
ク１０１とプレート１０２とのｙ方向に沿った相対的な
位置ずれΔＹを算出する（上記式（II）を参照）。この
結果、ステージ制御ユニット８０ｄは、算出した算出値
ΔＹが零となるように、図６に示すアクチュエータ７
７、７８等の駆動系（調整手段）を駆動させて、プレー
ト１０２に対するマスク１０１の相対的な位置ずれを補
正する。

【００５７】上述したように、本実施例では、基準部材
としての２つの長尺鏡（５１ａ、５１ｂ）の曲がり等の
誤差を補正するための補正量または補正値を投影露光に
先立って求める。そして、投影露光の時には、この求め
た補正量または補正値に基づいて、２つの長尺鏡（５１
ａ、５１ｂ）の曲がり等の誤差の影響を補正してマスク
１０１とプレート１０２との走査直交方向に沿った相対
的な位置ずれを補正すると共に、マスク１０１とプレー
ト１０２との走査方向に沿った位置ずれおよび回転ずれ
を精度良く補正することができる。このため、本実施例
では、等倍正立の投影光学系１に対して２つの基板であ
るマスク１０１とプレート１０２とを一体的に移動させ
て走査露光を行ったとしても、感光基板であるプレート
１０２の露光領域の全体に亘って良好な投影像を得るこ
とができる。したがって、マスク１０１の良好なるパタ
ーン像を感光性のプレート１０２上に投影露光すること
ができ、この結果、良好なる表示素子（液晶表示素子、
プラズマ・ディスプレイ・パネルなど）、さらには、良
好なる半導体デバイス（ＬＳＩ等の半導体素子、薄膜磁
気ヘッド、ＣＣＤ等の撮像素子等）を光リソグラフィー
工程によって製造することができる。

【００５８】

【効果】以上説明したように、本発明では、２つの基板
の走査方向に沿った位置ずれおよび回転ずれを制御する
とともに、基準面の曲がり補正を行うことにより２つの
基板の走査直交方向に沿った位置ずれを制御することが
できる。すなわち、等倍正立の投影光学系に対して２つ
の基板を一体的に移動させて走査露光することによっ
て、感光基板の露光領域の全体に亘って良好な投影像を
得ることができる。すなわち、投影光学系に取り付けら
れた２本の長尺鏡の反射面で２つの基準面を構成する場
合、長尺鏡の反射面の面精度を高めることなく、良好な
転写精度を確保することができる。したがって、マスク
の良好なるパターン像を感光性のプレート上に投影露光
することができ、この結果、液晶表示装置、ＬＳＩ等の
半導体素子、薄膜磁気ヘッド、ＣＣＤ等の撮像素子等の
良好なるデバイスを光リソグラフィー工程によって製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる露光装置の要部構成を
概略的に示す斜視図である。

【図２】図１に対応する図であって、図１の各干渉計の
内部構成を概略的に示す斜視図である。

【図３】図２の測長干渉計ＭＹ（ＰＹ）におけるビーム
縮小光学系（４６、４７）の作用について説明する部分
平面図である。

【図４】図２の差動干渉計Ｃの内部構成を示す拡大斜視
図である。

【図５】長尺鏡の曲がり補正の原理を説明するための図
である。

【図６】図１の露光装置においてマスク１０１とプレー
ト１０２とを一体的に駆動案内する機構の構成を概略的
に示す図である。

【符号の説明】

１投影光学系２、３、４ビームスプリッター１１、２１、３１、４１、６１偏光ハーフプリズム１２、２２、３２、４２、６２１／４波長板１３、２３、３３、４３、６３コーナーキューブ１４、２４、３４、４５固定鏡１５、２５、３５、４８、６４光検出器２１、３１偏光ハーフプリズム４４１／４波長板４６、４７ビーム縮小光学系５１長尺鏡６５ミラー７０定盤７１照明光学系７２マスクステージ７４架台７５プレートステージ７６キャリッジ７７、６８ｘ方向アクチュエータ８０主制御ユニット８１キャリッジ駆動系１０１マスク１０２プレート

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/30 ５１６Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンが形成された第１基板を照明す
るための照明光学系と、前記第１基板に形成されたパタ
ーンの正立等倍率像を第２基板上に形成するための投影
光学系とを備え、前記投影光学系に対して前記第１基板
と前記第２基板とを所定の走査方向に沿って一体的に移
動させて前記第１基板のパターンを前記第２基板に転写
露光する露光装置において、前記第１基板と前記第２基板との間の前記走査方向に沿
った相対変位量を計測するための第１相対計測手段と、前記第１基板のパターン面において前記走査方向と直交
する走査直交方向に沿って前記第１相対計測手段と所定
の間隔を隔てた位置を計測するように配置され、前記第
１基板と前記第２基板との間の前記走査方向に沿った相
対変位量を計測するための第２相対計測手段と、前記走査方向とほぼ平行に延びた第１基準面に対する前
記第１基板の前記走査直交方向に沿った変位量を計測す
るための第１測定手段と、前記走査方向とほぼ平行に延びた第２基準面に対する前
記第２基板の前記走査直交方向に沿った変位量を計測す
るための第２測定手段と、前記第１基準面と前記第１基板との間の前記走査直交方
向に沿った距離と前記第２基準面と前記第２基板との間
の前記走査直交方向に沿った距離との差を前記走査方向
に沿って計測するための第３相対計測手段と、前記第１測定手段の出力と前記第２測定手段の出力と前
記第３相対計測手段の出力とに基づいて、前記第１基準
面と前記第２基準面との間の前記走査直交方向に沿った
距離の前記走査方向に沿った変動の影響を補正する補正
量を算出するための補正手段と、前記第１基板と前記第２基板とのうちの少なくとも一方
の位置を調整する調整手段と、前記第１相対計測手段、前記第２相対計測手段、前記第
１測定手段、前記第２測定手段、および前記補正手段の
各出力に基づいて、調整量を算出するための演算手段
と、前記演算手段の出力に基づいて、前記調整手段を制御す
るための制御手段とを備えていることを特徴とする露光
装置。
【請求項２】前記第１基板のパターンを前記第２基板
に転写露光するために、前記投影光学系に対して前記第
１基板と前記第２基板とを所定の走査方向に沿って一体
的に移動させるための移動手段と、前記投影光学系に対する前記第１基板または前記第２基
板の前記走査方向に沿った変位量を計測するための第３
測定手段と、前記第３測定手段の出力に基づいて、前記移動手段を制
御するための第２制御手段をさらに備えていることを特
徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記第１基準面および前記第２基準面
は、前記投影光学系に取り付けられた２つの長尺鏡の反
射面であることを特徴とする請求項１または２に記載の
露光装置。
【請求項４】前記第３相対計測手段は差動干渉計であ
り、光源からのビームを前記第１基準面に向かう第１ビーム
と前記第２基準面に向かう第２ビームとに分離するため
の第１ビーム分離手段と、前記第１基板を支持するステージに取り付けられた反射
部材を介して前記第１基準面で反射された第１ビーム
と、前記第２基板を支持するステージに取り付けられた
反射部材を介して前記第２基準面で反射された第２ビー
ムとの干渉ビームを受光するための第１光検出手段とを
有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の露光装置。
【請求項５】前記第１測定手段、前記第２測定手段お
よび前記第３測定手段は、対応する基板を支持するステ
ージに取り付けられたコーナーリフレクタを有する測長
干渉計であり、前記コーナーリフレクタの頂点は、前記第１基板のパタ
ーン面または前記第２基板の被露光面とほぼ同一の面内
に位置決めされていることを特徴とする請求項２乃至４
のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】前記第１相対計測手段および前記第２相
対計測手段は、前記第１基板を支持するステージに取り
付けられた第１コーナーリフレクタと、前記第２基板を
支持するステージに取り付けられた第２コーナーリフレ
クタとを有する差動干渉計であり、前記第１コーナーリフレクタの頂点は前記第１基板のパ
ターン面とほぼ同一の面内に位置決めされ、前記第２コ
ーナーリフレクタの頂点は前記第２基板の被露光面とほ
ぼ同一の面内に位置決めされていることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】前記第１測定手段および前記第２測定手
段は、前記投影光学系に取り付けられた固定鏡と、対応する基板を支持するステージに取り付けられた移動
鏡としてのコーナーリフレクタと、光源からのビームを前記固定鏡に向かう参照ビームと前
記コーナーリフレクタに向かう測長ビームとに分離する
ための第２ビーム分離手段と、前記固定鏡を介した参照ビームと前記コーナーリフレク
タを介した測長ビームとの干渉ビームを受光するための
第２光検出手段と、前記対応する基板の前記走査直交方向に沿った変位に伴
う前記干渉ビームの変動を補正するためのビーム変動補
正手段とを有することを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】前記投影光学系は、前記第１基板に形成
されたパターンの正立等倍像を前記第２基板に形成する
ための複数の投影光学ユニットからなることを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか１項に
記載の露光装置を用いて表示素子を製造する方法におい
て、前記第１測定手段の出力と前記第２測定手段の出力と前
記第３相対計測手段の出力とに基づいて、前記第１基準
面と前記第２基準面との間の前記走査直交方向に沿った
距離の前記走査方向に沿った変動の影響を補正する補正
量を算出する第１工程と、前記第１相対計測手段、前記第２相対計測手段、および
前記補正手段の各出力に基づいて、前記制御手段が前記
調整手段を制御しながら、前記投影光学系に対して前記
第１基板と前記第２基板とを所定の走査方向に沿って一
体的に移動させて、前記第１基板のパターンを前記第２
基板に転写露光する第２工程とを含むことを特徴とする
表示素子の製造方法。