JPH11214302A - 走査型露光装置及び走査露光方法 - Google Patents

走査型露光装置及び走査露光方法

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JPH11214302A
JPH11214302A JP10304785A JP30478598A JPH11214302A JP H11214302 A JPH11214302 A JP H11214302A JP 10304785 A JP10304785 A JP 10304785A JP 30478598 A JP30478598 A JP 30478598A JP H11214302 A JPH11214302 A JP H11214302A
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stage
substrate
scanning exposure
pattern
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JP10304785A
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Takechika Nishi
健爾 西
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細パターンを用いた高精度な露光を高スル
ープットで実現する。 【解決手段】 マスクステージＲＳＴの位置がコーナー
キューブ３１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３のいずれかが選
択される位置にあれば、干渉計３０ＹでステージＲＳＴ
のＹ方向の位置を管理しつつステージＲＳＴと同期して
基板ステージをＹ方向に移動させることによりマスクＲ
のパターンを投影光学系ＰＬを介して基板上に転写で
き、マスクを交換することなく、マスク上の複数領域の
パターンを基板上に転写できる。また、ステージＲＳＴ
のＹ位置は干渉計３０Ｙによりコーナーキューブを介し
て計測されるので、ステージＲＳＴと基板ステージとの
同期移動に先立って、ステージＲＳＴを回転制御して
も、正確に露光中のステージＲＳＴのＹ位置の管理が可
能になる。従って、大型マスクを用いることにより大面
積な二重露光を行うことによりスループット及び露光精
度の向上が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置及
び走査露光方法に係り、更に詳しくは、例えば半導体回
路素子や液晶表示素子等の回路デバイスをリソグラフィ
工程で製造する際に用いられる走査型露光装置及び走査
露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体デバイスの製造現場では、
波長３６５ｎｍの水銀ランプのｉ線を照明光とした縮小
投影露光装置、所謂ステッパーを使って最小線幅が０．
３〜０．３５μｍ程度の回路デバイス（６４Ｍ（メガ）
ビットのＤ−ＲＡＭ等）を量産製造している。同時に、
２５６Ｍビット、１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラス
の集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍ以下の次世代
の回路デバイスを量産製造するための露光装置の導入が
始まっている。
【０００３】その次世代の回路デバイス製造用の露光装
置として、ＫｒＦエキシマレーザ光源からの波長２４８
ｎｍの紫外パルスレーザ光、或いはＡｒＦエキシマレー
ザ光源からの波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照
明光とし、回路パターンが描画されたマスク又はレチク
ル（以下、「レチクル」と総称する）と感応基板として
のウエハを縮小投影光学系の投影視野に対して相対的に
１次元走査することで、ウエハ上の１つのショット領域
内にレチクルの回路パターン全体を転写する走査露光動
作と、ショット間ステッピング動作とを繰り返す、ステ
ップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置が有力視
されている。
【０００４】かかるステップ・アンド・スキャン方式の
走査型露光装置としては、屈折光学素子（レンズ素子）
と反射光学素子（凹面鏡等）とで構成される縮小投影光
学系を搭載したパーキンエルマー社のマイクラ・スキャ
ン露光装置が、最初に製品化され、市販されている。そ
のマイクラ・スキャン露光装置は、例えば１９８９年の
ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．１０８８のｐ４２４〜４３３に詳細
に説明されているように、円弧スリット状に制限された
実効投影領域を介してレチクルのパターンの一部をウエ
ハ上に投影しつつ、レチクルとウエハとを投影倍率（１
／４縮小）に応じた速度比で相対移動させることで、ウ
エハ上のショット領域を露光するものである。
【０００５】またステップ・アンド・スキャン方式の投
影露光方式として、エキシマレーザ光を照明光とし、円
形の投影視野を有する縮小投影光学系の実効投影領域を
多角形（六角形）に制限し、その実効投影領域の非走査
方向の両端を部分的にオーバーラップさせる方法、所謂
スキャン＆スティッチング法を組合わせたものが、例え
ば特開平２−２２９４２３号公報等に開示されている。
また、そのような走査露光方式を採用した投影露光装置
は、例えば特開平４−１９６５１３号公報、特開平４−
２７７６１２号公報、特開平４−３０７７２０号公報等
にも開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
走査型露光装置では、６インチ以下のレチクルが用いら
れており、デバイスルールも０．２μｍＬ／Ｓ（ライン
・アンド・スペース）以上であったため、１／４の投影
倍率を有する投影光学系を介して走査露光を行なってい
た。
【０００７】しかるに、ステップ・アンド・スキャン方
式の走査型露光装置では、露光はレチクルステージ及び
ウエハステージを所定の走査速度で移動させながら行う
ため、露光開始前にプリスキャン（目標速度（露光時の
走査速度）までの加速＋加速終了後に速度が所定の誤差
範囲で目標速度に収束するまでの整定動作）が必要であ
る。また、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露
光装置では、ウエハ上の複数のショット領域（以下、適
宜「ショット」という）にレチクルのパターンを順次転
写する場合、スループット向上のため、通常レチクルを
交互スキャン（往復スキャン）させることで、順次次の
ショットに対する露光を行なう。このため、１つのショ
ットに対するレチクルパターンの転写が終了した後、露
光開始前のプリスキャン時の移動距離と同じ距離だけ、
露光終了時点から更にレチクルを移動して、レチクルを
次ショット露光のための走査開始位置まで戻す動作（オ
ーバースキャン）が必要である。従って、ステップ・ア
ンド・リピート方式等の一括露光装置のショットサイズ
と同等の大きさのショット領域を露光する場合、走査露
光（スキャン露光）前後の上記プリスキャン及びオーバ
ースキャンのために、スループットが反対に落ちる可能
性がある。
【０００８】ところが、近年９インチ以上のサイズを有
するレチクルの目処が立ってきており、かかるレチクル
を使用する場合には、上記一括露光装置では、投影光学
系の投影フィールドをレチクルサイズの大型化に合わせ
て大きくすべく、投影光学系を大型化しなければなら
ず、その分コストアップを招く。また、このような大型
の投影光学系であって、ディステーション等の結像特性
の良好なものはその作製が容易ではない。これに対し、
走査露光によりウエハ上に２５×５０ｍｍのフィールド
を露光できる１／４の投影倍率の投影光学系の作成は容
易であり、スキャン露光装置は一括露光装置に比べ、コ
ストパフォーマンスの点で有利であると言える。
【０００９】また、近年におけるデバイスルールは０．
２μｍＬ／Ｓ以下であり、このようなパターンをウエハ
上に十分な精度で転写するためには、照明光源としてＫ
ｒＦエキシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザが用いら
れる。しかし、デバイスルールは、将来は更に小さくな
ることは確実であり、そのようなデバイスルールに対応
可能な次世代露光装置の候補としてＸ線露光装置、ＥＢ
露光装置（電子線露光装置）等が考えられるが、技術的
ハードルの高さ、光露光装置に比べてスループットが著
しく低い等の問題より導入し難いという背景がある。
【００１０】また、デバイスに於いても、平坦化技術が
導入されるようになり、パターン段差やレジスト厚が極
めて薄くなってきているため、同一ウエハに２回露光を
行なうことで焦点深度を増やす二重露光法をＫｒＦ又は
ＡｒＦ露光装置に用い、０．１μｍＬ／Ｓまで露光しよ
うという試みがなされている。しかしながら、二重露光
法は、複数のレチクルを使って露光処理を複数回行う必
要があるため、従来の装置に比べて露光処理に要する時
間が倍以上になり、スループットが大幅に劣化するとい
う不都合がある。
【００１１】この反面、二重露光法をＫｒＦ又はＡｒＦ
露光装置に用い、０．１μｍＬ／Ｓまでの露光を実現す
ることが、２５６Ｍビット〜４ＧビットのＤＲＡＭの量
産を目的とする次世代機の開発の有力な選択肢であるこ
とは疑いなく、このためのネックとなる二重露光法の最
大の欠点であるスループットの向上のため新技術の開発
が急務である。
【００１２】図１９（Ａ）には、投影光学系ＰＬの有効
フィールド内の矩形の照明スリット部ＳＴ（斜線部）の
長手方向スリット長とレチクルＲ６の非走査方向パター
ン長がほぼ同じ従来の走査型露光装置のレチクルステー
ジＲＳＴ’の平面図が示されている。この装置では、レ
チクルステージＲＳＴ’の走査方向（矢印Ｙ）方向に直
交する非走査方向の一端には、平面鏡から成る移動鏡１
５８が走査方向に沿って延設されており、走査方向の一
端中央部には、コーナーキューブから成る移動鏡１５９
が設けられている。そして、移動鏡１５８に２軸の測長
ビームＲＩＸを照射しその反射光を受光する干渉計１５
７Ｘによって、レチクルステージＲＳＴ’の非走査方向
の位置が計測され、移動鏡１５９に測長ビームＲＩＹを
照射しその反射光を受光する干渉計１５７Ｙによってレ
チクルステージＲＳＴ’の走査方向の位置が計測される
ようになっている。この場合、走査方向（スキャン）方
向の位置計測用の移動鏡１５９として、コーナーキュー
ブが用いられ、干渉計１５７Ｙから移動鏡１５９に照射
された測長ビームＲＩＹは移動鏡１５９、反射鏡１６
０、移動鏡１５９で順次反射され、その移動鏡１５９か
らの戻り光が、入射光路とほぼ同一の光路を反対向きに
戻るいわゆるダブルパス構成が採用されている。これ
は、レチクルステージＲＳＴ’に面内の回転があっても
走査方向については正確な測長ができるようにするため
である。この場合、走査方向については、干渉計１５７
Ｙからの出射光の光路と戻り光の光路とが殆どずれな
い。即ち、反射鏡１６０上では変位（＝２×Ｌ×θ）が
発生するが、同じ光路を戻るためＬが長くても受光面で
のレファレンス光束と戻り光束がずれることはない。ま
た、非走査方向については測長ビームＲＩＸの距離Ｌ１
を極力短くすることで、戻り光束とレファレンス光束の
ずれ量２Ｌθを所定以下にすることができる。
【００１３】ところで、先に説明したｋｒＦエキシマレ
ーザ又はＡｒＦエキシマレーザを露光光源とする走査型
露光装置で二重露光法を用いて０．１μｍＬ／Ｓまでの
露光（以下、適宜「次世代露光」という）を実現し、そ
の際のスループットを向上させるための有力な手段とし
て、先に述べた９インチレチクルを利用した大面積露光
のためのスティッチング技術や、ＤＯＦ向上のための二
重露光を行うことが考えられる。すなわち、かかる場合
には、レチクルを交換する時間がいらないため、従来の
露光装置を用いたスティッチングや二重露光法に比べス
ループットの向上を図ることができると考えられる。
【００１４】図１９図（Ｂ）には、９インチレチクルＲ
９を用いて上記次世代露光を実現する場合を想定したレ
チクルステージＲＳＴの平面図が示されている。この図
１９（Ｂ）では、スティッチングや二重露光のために、
前記９インチレチクルＲ９のパターン領域Ｐを非走査方
向に隣接する１００ｍｍ×２００ｍｍの面積を有する分
割パターン領域Ｐ１，Ｐ２に分割した状態が示されてい
る。それぞれの分割パターン領域Ｐ１，Ｐ２の非走査方
向の長さと投影光学系ＰＬの有効フィールド内の矩形照
明スリット部ＳＴ（斜線部）の長手方向スリット長とが
ほぼ同じになっている。この図１９（Ｂ）では、非走査
方向の位置計測用の移動鏡（反射面）１５８Ｘのみでは
なく、それぞれの分割パターン領域Ｐ１，Ｐ２の露光を
行うために、レチクルステージＲＳＴが非走査方向にも
移動する必要があることから、走査方向の位置計測用の
移動鏡１５８Ｙ’も平面鏡となっている。
【００１５】しかしながら、この図１９（Ｂ）の場合に
は、ウエハの回転角度に応じてレチクルステージＲＳＴ
を回転させたり、レチクルＲ９をレチクルステージＲＳ
Ｔに搭載後、回転方向補正をレチクルステージＲＳＴ側
で行う場合、干渉計１５７Ｘ、１５７Ｙからの測長ビー
ムＲＩＸ、ＲＩＹが移動鏡１５８Ｘ、移動鏡１５８Ｙ’
のいずれに対しても垂直に照射しなくなり、レチクルス
テージＲＳＴの位置計測が、不正確あるいは困難になる
おそれがあるという不都合があった。すなわち、図１９
（Ｂ）の場合には、走査方向、非走査方向のいずれの移
動鏡も平面鏡が用いられており、また、従来装置と比べ
てレチクルステージＲＳＴの移動距離（ストローク）が
長くなる分、測長ビームＲＩＸ、ＲＩＹの長さＬ２、Ｌ
３が長くなり、移動鏡１５８Ｘ、移動鏡１５８Ｙ’から
の反射光（戻り光）が大きく傾いてしまうおそれがある
からである。このような場合、ビーム幅＜測長ビームの
光軸の受光面での変位（＝２×Ｌ２×θ）、ビーム幅＜
測長ビームの光軸の受光面での変位（＝２×Ｌ３×θ）
となり、レチクルステージＲＳＴ側で回転制御を行なう
ことは困難となる。
【００１６】また、平面鏡はその長さが長くなると、精
度良く加工するには、大変な手間が掛かり、コストアッ
プの要因ともなっていた。
【００１７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は微細パターンを用いた高精度な露光を
高スループットで実現することができる走査型露光装置
及び走査露光方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、マスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とを同期移動して、前記
マスクのパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前記基
板に転写する走査型露光装置であって、前記投影光学系
の物体面側に配置されるマスクステージ（ＲＳＴ）と；
前記投影光学系の像面側に配置される基板ステージ（Ｗ
ＳＴ）と；前記マスクステージに設けられ、前記マスク
が同期移動される第１方向と直交する第２方向に沿って
配置される複数のコーナーキューブ（３１Ｙ１、３１Ｙ
２、３１Ｙ３）と；前記第１方向に沿って測長ビーム
（ＩＹ）を前記マスクステージに向けて照射するととも
に、前記マスクステージの前記第２方向の位置に応じて
選択される前記複数のコーナーキューブの１つで反射さ
れる測長ビームを受光する第１の干渉計（３０Ｙ）とを
備える。
【００１９】これによれば、マスクステージにマスクが
同期移動される第１方向（走査方向）と直交する第２方
向（非走査方向）に沿って複数のコーナーキューブが配
置され、第１方向に沿って測長ビームをマスクステージ
に向けて照射するとともに、マスクステージの第２方向
の位置に応じて選択される複数のコーナーキューブの１
つで反射される測長ビームを受光する第１の干渉計を備
えていることから、マスクステージの第２方向の位置に
応じて選択される複数のコーナーキューブの１つからの
反射光に基づいてマスクステージの第１方向の位置を第
１の干渉計により管理することが可能になる。このた
め、マスクステージの第２方向の位置が複数のミラーの
いずれかが選択される位置にあれば、第１の干渉計でマ
スクステージの第１方向の位置を管理しつつマスクステ
ージと同期して基板ステージを第１方向に移動させるこ
とによりマスクのパターンを投影光学系を介して基板上
に転写することが可能になり、マスクを交換することな
く、マスク上の複数の部分領域あるいはマスク上の複数
領域のパターンを投影光学系を介して基板上に転写する
ことが可能になる。また、この場合、マスクステージの
第１方向の位置は第１の干渉計から測長ビームが照射さ
れるコーナーキューブを介して計測されるので、マスク
ステージと基板ステージとの第１方向への同期移動に先
立って（あるいはその同期移動中に）、従来と同様にマ
スクステージを回転制御しても、コーナーキューブから
の戻り光束は固定鏡側からの参照光束と常に重なるた
め、正確に走査露光中のマスクステージの第１方向（走
査方向）の位置管理が可能になる。従って、大型マスク
を用いることにより大面積な露光をスティッチングによ
り実現してスループットの向上を図ることができ、ま
た、マスクステージの回転制御を行なうことにより高精
度な露光が可能となる。また、二重露光等の多重露光を
行う場合にも、マスク交換が不要であるという点からも
スループットの向上、焦点深度の向上による露光精度の
向上が可能になる。
【００２０】この場合において、請求項２に記載の発明
の如く、前記マスク（Ｒ）のパターンを前記基板（Ｗ）
に転写するために、前記マスクステージ（ＲＳＴ）を前
記第１方向に沿って少なくとも１回往復させるととも
に、前記往復移動の間に前記マスクステージを前記第２
方向に沿って移動させる駆動制御系（３３，８０）とを
更に備え、前記複数のコーナーキューブ（３１Ｙ１、３
１Ｙ２、３１Ｙ３）の内の２つは、前記マスクステージ
の前記第２方向の移動量に応じた距離だけ離れて配置さ
れることが望ましい。かかる場合には、マスクのパター
ンを基板に転写するために、駆動制御系により、マスク
ステージが第１方向に沿って少なくとも１回往復される
とともに、その往復移動の間にマスクステージが第２方
向に沿って移動されるが、この移動量に応じた距離だけ
第２方向へ離れて複数のコーナーキューブの内の２つが
配置されているので、移動の前後いずれの位置において
も第１の干渉計によるマスクステージの位置管理が確実
に行われ、マスクステージの１回の往復移動の間にマス
ク上の異なる領域のパターンを基板上の同一領域又は異
なる領域に転写することが可能になる。この場合もマス
クの交換が不要である。なお、２つのコーナーキューブ
の第２方向の間隔は、マスクステージの第２方向の移動
量と同じである必要はなく、そのマスクステージの移動
前後でその２つのコーナーキューブにそれぞれ第１の干
渉計の測長ビームが照射されるような距離であればよ
い。
【００２１】請求項３に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
基板（Ｗ）とを同期して第１方向に相対移動しつつ、前
記マスクに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を
介して前記基板上に転写する走査型露光装置であって、
前記マスクを保持して２次元移動可能なマスクステージ
（ＲＳＴ）と；前記基板を保持して前記第１方向に移動
可能な基板ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクステージ
に設けられ、前記第１方向に延びる第１反射面（８４
ａ）と；前記マスクステージに設けられ、前記第１方向
に直交する第２方向に所定間隔で配置された複数のコー
ナーキューブ（３１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３）と；前
記マスクステージの第２方向の位置に応じ、前記複数の
コーナーキューブの１つに前記第１方向の測長ビーム
（ＩＹ）を照射し、その反射光を受光することにより前
記マスクステージの前記第１方向の位置を計測する第１
の干渉計（３０Ｙ）と；前記第１反射面に前記第２方向
の測長ビーム（ＩＸ１）を照射し、その反射光を受光す
ることにより前記マスクステージの前記第２方向の位置
を計測する第２の干渉計（３０Ｘ１）とを備える。
【００２２】これによれば、マスクステージの第２方向
の位置が第２の干渉計により計測され、この位置に応じ
て第１の干渉計から複数のコーナーキューブの１つに第
１方向の測長ビームが照射され、その反射光を受光する
ことによりマスクステージの第１方向の位置が第１の干
渉計により計測される。従って、上記請求項１に記載の
発明と同様に、マスクを交換することなく、マスク上の
複数の部分領域あるいはマスク上の複数領域のパターン
を投影光学系を介して基板上に転写することが可能にな
り、走査露光中のマスクステージの第１方向（走査方
向）の正確な位置管理が可能になる。従って、大型マス
クを用いるスティッチングにより大面積な露光を実現し
てスループットの向上を図ることができ、また、マスク
ステージの回転制御を行なうことにより高精度な露光が
可能となる。また、二重露光等の多重露光を行う場合に
も、マスク交換が不要であるという点からもスループッ
トの向上、焦点深度の向上による露光精度の向上が可能
になる。
【００２３】ここで、「第２方向に所定間隔で配置され
た」とは、第２方向に沿って所定間隔で配置されたとは
異なり、複数のコーナーキューブが必ずしも第２方向の
同一直線上に沿って所定間隔で配置される必要はなく、
第１方向から見て第２方向に所定間隔で配置されていれ
ば足りる趣旨である。また、所定間隔とは一定間隔とは
異なり、予め定めた間隔であれば足りる趣旨である。
【００２４】従って、複数のコーナーキューブの配置
は、種々考えられるが、例えば請求項４に記載の発明の
如く、前記複数のコーナーキューブ（３１Ｙ１、３１Ｙ
２）は、前記マスク上に第２方向に沿って配置された複
数領域（Ｐ１、Ｐ２）のそれぞれに対応して設けられて
いても良い。かかる場合には、いずれの領域のパターン
を転写するときにも、その領域に対応するコーナーキュ
ーブを用いて第１の干渉計により確実にマスクステージ
の第１位置の管理を正確に行うことが可能である。
【００２５】この場合において、請求項５に記載の発明
の如く、前記複数のコーナーキューブは、前記マスクの
第２方向の中央部に配置されたコーナーキューブ（３１
Ｙ３）を更に含むことが望ましい。かかる場合には、マ
スク上に単一のパターン領域が形成された通常のマスク
（レチクル）を用いた通常露光、マスク上に複数のパタ
ーン領域が配置されたマスクを用いた二重露光等の多重
露光やスティッチングのいずれにも好適となり、しかも
多重露光をマスク交換なく実現することができる。
【００２６】上記請求項３〜５に記載の各発明におい
て、請求項６に記載の発明の如く、前記マスクステージ
（ＲＳＴ）の第２方向の位置情報に応じて前記第１の干
渉計（３０Ｙ）をリセットするリセット装置（３３）を
更に備えていても良い。かかる場合には、マスクステー
ジの第２方向の移動中に第１の干渉計の測長軸がいずれ
かのコーナーキューブに当たった瞬間に、マスクステー
ジの第２方向の位置情報に応じて前記第１の干渉計をリ
セットすることが可能となる。ここで、リセットとは、
干渉計の計測値を必ずしも零点に戻すこと意味せず、零
以外の所定の値に戻しても良い趣旨である。
【００２７】上記請求項３〜６に記載の各発明におい
て、請求項７に記載の発明の如く、前記第２の干渉計
（３０Ｘ１）の反対側から前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）に前記第２方向の測長ビーム（ＩＸ２）を照射する
第３の干渉計（３０Ｘ２）が更に設けられ、前記マスク
ステージが前記第３の干渉計からの測長ビームが照射さ
れる前記第１反射面（８４ａ）と平行な第２反射面（８
４ｂ）を更に有し、前記マスクステージの第２方向の位
置を、前記第２及び第３の干渉計の計測値の少なくとも
一方に基づいて演算する演算装置（３３）を更に備えて
いることがより望ましい。かかる場合には、演算装置に
より、マスクステージの第２方向の位置が第２及び第３
の干渉計の計測値の少なくとも一方に基づいて演算され
るので、演算装置では、第２、第３の干渉計の内、それ
ぞれの反射面までの測長ビームがより短くなる方の計測
値を用いてマスクステージの第２方向の位置を演算する
ことができ、マスクステージの回転が計測値に与える影
響が小さくなり、第２方向についてもマスクステージの
位置をより正確に求めることが可能である。また、演算
装置では、第２、第３の干渉計からそれぞれの反射面ま
での測長ビームの長さがほぼ同一である場合には、第
２、第３の干渉計の計測値の差の１／２に基づいてマス
クステージの第２方向の位置を求めることにより、平均
化効果により正確に求めることが可能になる。
【００２８】この場合において、請求項８に記載の発明
の如く、前記演算装置（３３）は、前記マスクステージ
（ＲＳＴ）の第２方向の位置情報の一種である前記投影
光学系（ＰＬ）の投影視野に対向して位置する前記マス
ク（Ｒ）上の領域（Ｐ１、Ｐ２）の情報に応じて、前記
第２及び第３の干渉計の計測値の一方又は両方に基づい
て前記マスクステージの第２方向の位置を求めるように
しても良い。
【００２９】上記請求項１〜８に記載の各発明におい
て、請求項９に記載の発明の如く、前記基板ステージ
（ＷＳＴ）上に所定の基準マーク（Ｍr1、Ｍr2）を配置
し、前記マスクステージ（ＲＳＴ）の第２方向の位置に
応じて前記第１の干渉計（３０Ｙ）をリセットするため
に、前記基準マークを用いて前記マスク（Ｒ）と前記基
板ステージ（ＷＳＴ）との位置関係を計測する計測装置
（５０，１１０）を更に備えていても良い。かかる場合
には、計測装置によりマスクステージの第２方向の位置
に応じて第１の干渉計をリセットする際に、基準マーク
を用いてマスクと基板ステージとの位置関係が計測され
るので、マスク上の異なる領域を露光するためマスクス
テージを第２方向に移動してもマスクと基板の重ね合せ
精度が悪化するような不都合が無い。
【００３０】上記請求項１〜９に記載の各発明におい
て、請求項１０に記載の発明の如く、前記投影光学系
（ＰＬ）を支持する第１架台（１６）と；前記マスクス
テージ（ＲＳＴ）が配置される第２架台（２６，２８）
と；前記第１架台を支持する防振装置（２０）と；前記
防振装置が配置される床上に設けられるとともに、前記
マスクステージの移動によって生じる反力に応じた力を
前記マスクステージ又は前記第２架台に与えるアクチュ
エータ（７４Ｒ、７４Ｌ）を有するフレーム（７２）と
を更に備えていても良い。かかる場合には、マスクステ
ージの移動によって生じる反力に応じた力がアクチュエ
ータによりマスクステージ又は第２架台に与えられるの
で、マスクステージの加減速時の振動が第２架台を介し
て第１架台に伝わるのを防止することができる。この場
合において、前記防振装置が載置されるベースプレート
と；前記ベースプレートと前記フレームとを接続する弾
性体とを更に備えていることが望ましい。かかる場合に
は、弾性体により第１架台とフレームとの相互間で振動
が伝達されるのを防止することができるからである。
【００３１】また、上記請求項１〜１０に記載の各発明
において、請求項１１に記載の発明の如く、前記第１の
干渉計（３０Ｙ）の測長ビームは、その延長線が前記投
影光学系（ＰＬ）の光軸と交わることが望ましい。かか
る場合には、マスクステージの第１方向の位置をいわゆ
るアッベの誤差なく正確に計測できるからである。
【００３２】上記請求項３〜８に記載の各発明におい
て、請求項１２に記載の発明の如く、前記第２の干渉計
（３０Ｘ１）は、前記第２方向に沿って２本の測長ビー
ム（ＩＸ11，ＩＸ12）を前記第１反射面（８４ａ）に照
射し、前記２本の測長ビームの１つはその延長線が前記
投影光学系（ＰＬ）の光軸と交わることが望ましい。か
かる場合には、その延長線が前記投影光学系の光軸と交
わる方の測長ビームによりマスクステージの第２方向の
位置をいわゆるアッベの誤差なく正確に計測でき、２本
の測長ビームにより独立して位置計測を行い、これらの
結果に基づいてマスクステージの回転を計測することが
可能になる。
【００３３】また、請求項３〜８に記載の各発明におい
て、第１反射面（８４ａ）はマスクステージ上に平面鏡
から成る移動鏡を設けその反射面を利用しても勿論良い
が、請求項１３に記載の発明の如く、前記第１反射面
（８４ａ）は、前記マスクステージ（ＲＳＴ）の側面に
形成されていることが望ましい。かかる場合には、その
分マスクステージを軽量化できるからである。
【００３４】請求項１４に記載の発明は、マスク（Ｒ）
を保持するマスクステージ（ＲＳＴ）と基板（Ｗ）を保
持する基板ステージ（ＷＳＴ）とを同期して所定の第１
方向に相対移動させつつ、前記マスクに形成されたパタ
ーンを前記基板に転写する走査露光方法であって、前記
マスクステージに前記第１方向に沿って延設された第１
反射面（８４ａ）に測長ビーム（ＩＸ１）を照射しその
反射光を受光して前記マスクステージの第２方向の位置
を管理するとともに、前記マスクステージに設けられた
第１のコーナーキューブ（３１Ｙ１）に測長ビーム（Ｉ
Ｙ）を照射しその反射光を受光して前記マスクステージ
の第１方向の位置を管理しつつ、前記マスク上の第１領
域（Ｐ１）のパターンを前記基板上の所定領域に転写す
る第１走査露光工程と；前記第１反射面に測長ビームを
照射しその反射光を受光して前記マスクステージの第２
方向の位置を管理するとともに、前記マスクステージに
設けられた前記第１のコーナーキューブとは異なる第２
のコーナーキューブ（３１Ｙ２）に測長ビーム（ＩＹ）
を照射しその反射光を受光して前記マスクステージの第
１方向の位置を管理しつつ、前記マスク上の前記第１領
域の第２方向に隣接された第２領域（Ｐ２）のパターン
を前記基板上の前記所定領域に転写する第２走査露光工
程とを含む。
【００３５】これによれば、第１走査露光工程では、第
１反射面からの測長ビームの反射光に基づいてマスクス
テージの第２方向の位置を管理し、第１のコーナーキュ
ーブからの測長ビームの反射光に基づいてマスクステー
ジの第１方向の位置を管理しつつ、マスク上の第１領域
のパターンが基板上の所定領域に転写される。このた
め、マスクステージに回転等が存在しても第１走査露光
工程でのマスクステージの位置管理は正確に行われる。
そして、第２走査露光工程では、第１反射面からの測長
ビームの反射光に基づいてマスクステージの第２方向の
位置を管理し、第１のコーナーキューブとは異なる第２
のコーナーキューブからの測長ビームの反射光に基づい
てマスクステージの第１方向の位置を管理しつつ、マス
ク上の第１領域の第２方向に隣接された第２領域のパタ
ーンが基板上の前記所定領域に転写される。このため、
マスクステージに回転等が存在しても第２走査露光工程
でのマスクステージの位置管理は正確に行われる。従っ
て、マスク交換を行うことなく大型マスクを用いること
によりスティッチングや二重露光を実現する場合にもス
ループットの向上を図ることができ、また、マスクステ
ージの回転制御による重ね合わせ精度の向上、焦点深度
の向上による露光精度の向上が可能になる。
【００３６】請求項１５に記載の発明は、マスク（Ｒ）
を第１方向に往復移動して、前記マスク上の前記第１方
向と直交する第２方向に沿って並ぶ第１及び第２領域
（Ｐ１及びＰ２）をそれぞれ照明光で照射するととも
に、前記マスクの移動に同期して基板（Ｗ）を移動する
ことにより、前記マスクのパターンを前記基板上に転写
する走査露光方法において、前記マスク上の第１領域
（Ｐ１）を前記照明光で照射するために、前記マスクを
保持するマスクステージ（ＲＳＴ）に設けられる第１ミ
ラー（３１Ｙ１）に測長ビームを照射する干渉計（３０
Ｙ）の出力に基づいて前記マスクステージを前記第１方
向に駆動し、前記マスク上の第２領域（Ｐ２）を前記照
明光で照射するために、前記マスクステージに設けられ
る第１ミラーと異なる第２ミラー（３１Ｙ２）に前記干
渉計の測長ビームを照射しながら前記マスクステージを
前記第１方向に駆動することを特徴とする。
【００３７】これによれば、マスク上の第１領域を照明
光で照射する際には、マスクを保持するマスクステージ
に設けられる第１ミラーに測長ビームを照射する干渉計
の出力に基づいてマスクステージを第１方向に駆動し、
マスク上の第２領域を照明光で照射する際には、マスク
ステージに設けられる第１ミラーと異なる第２ミラーに
干渉計の測長ビームを照射しながらマスクステージを前
記第１方向に駆動する。このように、第１領域の転写に
際しても、第２領域の転写に際しても同一の干渉計によ
りマスクステージの第１方向の位置を管理しつつマスク
ステージが第１方向に駆動され、マスクステージと同期
して基板が駆動されることにより、マスク上の第１領域
と第２領域とが基板上に転写される。この発明によれ
ば、マスクステージの第１方向（走査方向）の位置を計
測するためのミラーとして単一の長い反射面（平面鏡）
でなく、短い反射面（平面鏡等）を用いることができる
ので、その分コストの低減が可能になる。この場合、第
１ミラー、第２ミラーとしてコーナーキューブを用いて
も良い。かかる場合には、マスクステージの第１方向の
位置は干渉計から測長ビームが照射されるコーナーキュ
ーブを介して計測されるので、マスクステージと基板ス
テージとの第１方向への同期移動に先立って（あるいは
その同期移動中に）、従来と同様にマスクステージを回
転制御しても、コーナーキューブからの戻り光束は固定
鏡側からの参照光束と常に重なるため、正確に走査露光
中のマスクステージの第１方向（走査方向）の位置管理
が可能になる。従って、大型マスクを用いることにより
スティッチングによる大面積露光や二重露光等の多重露
光を実現してスループットの向上を図ることができ、ま
た、マスクステージの回転制御を行なうことにより高精
度な露光が可能となる。
【００３８】上記請求項１５に記載の発明において、請
求項１６に記載の発明の如く、前記マスク（Ｒ）上の第
１領域（Ｐ１）が転写される前記基板（Ｗ）上の区画領
域（例えばＳ１）に、前記マスク上の第２領域（Ｐ２）
を重ね合わせて転写して、前記第１領域内の第１パター
ンと前記第２領域内の第２パターンとの合成パターンを
前記区画領域に形成するようにしても良い。かかる場合
には、マスク交換をすることなく、二重露光を実現する
ことができ、スループットの向上、焦点深度の向上によ
る露光精度の向上が可能になる。
【００３９】また、上記請求項１５又は１６に記載の発
明において、請求項１７に記載の発明の如く、前記基板
（Ｗ）上の複数の区画領域（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…）に
前記マスク（Ｒ）のパターンを順次転写するために、前
記マスク上の第１領域（Ｐ１）を前記複数の区画領域に
順次転写し、かつ前記マスクを前記第２方向に移動した
後で、前記マスク上の第２領域（Ｐ２）を前記複数の区
画領域に順次転写するようにしても良い。
【００４０】この場合において、請求項１８に記載の発
明の如く、前記マスク（Ｒ）上の第２領域（Ｐ２）を前
記複数の区画領域（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…）に転写する
前に、前記照明光の強度分布、即ち照明光を射出する照
明源（例えば２次光源）の形状と大きさの少なくとも一
方を変更しても良い。かかる場合には、マスク上の第１
領域のパターンと第２領域のパターンの露光に適した照
明条件が異なる場合にも、それぞれのパターンに合わせ
て適切な照明条件を設定することができるので、一層露
光精度が向上する。
【００４１】上記請求項１５に記載の走査露光方法にお
いて、請求項１９に記載の発明の如く、前記マスク
（Ｒ）上の第１領域（Ｐ１）を前記照明光で照射した後
の前記マスクステージ（ＲＳＴ）の減速中（又はマスク
ステージの第１方向の速度成分が零となる前）に、前記
マスクステージを前記第１方向に対して斜めに移動して
も良い。このようにすると、第１領域内のパターンの転
写に続いて第２領域内のパターンを基板上に転写するに
際して、マスクステージがコの字状の経路でなく、これ
より短い経路に沿って移動されるので、移動時間の短縮
によりスループットの向上が可能となる。
【００４２】上記請求項１５又は１９に記載の発明にお
いて、請求項２０に記載の発明の如く、前記マスク
（Ｒ）上の第２領域（Ｐ２）を前記照明光で照射する前
に、前記マスク上の第２領域が前記照明光に近づくよう
に、前記マスクステージ（ＲＳＴ）を前記第１及び第２
方向と交差する方向に加速させても良い。又は、マスク
ステージの第２方向へのステッピング動作が終了する
前、あるいはマスク上の第１領域（Ｐ１）を照明光で照
射した後のマスクステージの第２方向の速度成分が零と
なる前に、マスクステージの第１方向への加速を開始す
るようにしても良い。なお、スループットの点からマス
クステージの移動軌跡が放物線状（又はＵ字状）となる
ようにその移動を制御することが好ましい。
【００４３】上記請求項１５、１９、２０に記載の各発
明において、請求項２１に記載の発明の如く、前記マス
ク（Ｒ）上の第１領域（Ｐ１）への前記照明光の照射
と、前記マスク上の第２領域（Ｐ２）への前記照明光の
照射との間で、前記マスクステージ（ＲＳＴ）を停止さ
せることなく駆動することが望ましい。かかる場合に
は、マスクステージが停止することがないので、マスク
ステージの移動に要する時間はほぼ最短になる。
【００４４】上記請求項１５、１９、２０に記載の各発
明において、請求項２２に記載の発明の如く、前記マス
ク（Ｒ）上の第１領域（Ｐ１）を前記基板（Ｗ）上の第
１区画領域に転写する第１走査露光と、前記マスク上の
第２領域（Ｐ２）を前記基板上の前記第１区画領域と隣
接する第２区画領域に転写する第２走査露光との間で、
前記基板を保持する基板ステージ（ＷＳＴ）を停止させ
ることなく駆動することが望ましい。かかる場合には、
基板ステージの移動軌跡は必ずしも最短（例えばＶ字
状）とはならないが、基板ステージが停止することがな
いので、基板ステージの隣接領域間の移動（ステッピン
グ）に要する時間がほぼ最短になるからである。特に、
スティッチングにおいて、マスクステージが停止するこ
となく、かつ基板ステージが停止することなく駆動され
る場合には、第１走査露光の終了から第２走査露光の開
始までの間の時間が最短となる。
【００４５】上記請求項２２に記載の発明において、請
求項２３に記載の発明の如く、前記第２走査露光前に、
前記基板ステージ（ＷＳＴ）を前記第１及び第２方向と
交差する方向に加速させることが望ましい。かかる場合
には、第１及び第２方向に対し斜めに進みながら基板ス
テージが加速される。
【００４６】上記請求項１５、１９、２２、２３に記載
の各発明において、請求項２４に記載の発明の如く、前
記マスクは、前記第２方向に沿って配列される第１及び
第２マスクを含み、前記第１マスクは前記第１領域内の
第１パターンが形成され、前記第２マスクは前記第２領
域内の第２パターンが形成されていても良い。すなわ
ち、マスクステージ上には、複数のマスクが載置されて
いても良い。複数のマスクであってもそれぞれのマスク
のパターンを順次基板上に転写する場合には、前述した
各発明の作用をそのまま奏するからである。
【００４７】請求項２５に記載の発明は、マスク（Ｒ）
を第１方向に往復移動して、前記マスク上の前記第１方
向と直交する第２方向に沿って並ぶ第１及び第２領域
（Ｐ１及びＰ２）をそれぞれ照明光で照射するととも
に、前記マスクの移動に同期して基板（Ｗ）を移動する
ことにより、前記マスクのパターンを前記基板上に転写
する走査露光方法において、前記マスク上の第１領域へ
の前記照明光の照射と、前記マスク上の第２領域への前
記照明光の照射との間で、前記マスクを停止させること
なく移動することを特徴とする。これによれば、マスク
の移動軌跡は、必ずしも最短にはならないが、マスクが
停止することがないので、マスク上の第１領域のパター
ンの転写終了から第２領域のパターンの転写開始までの
マスクの移動時間がほぼ最短になる。
【００４８】請求項２６に記載の発明は、基板（Ｗ）上
に回路パターンを転写する走査露光方法であって、前記
回路パターンの第１及び第２分解パターンを有するマス
クを第１方向に移動して、前記第１分解パターンを照明
光で照射するとともに、前記マスクの移動に同期して前
記基板を移動し、前記基板上の区画領域（例えばＳ１）
に前記第１分解パターンを転写する第１工程と；前記第
１方向に沿って前記マスクを前記第１工程とは逆向きに
移動して、前記第２分解パターンを前記照明光で照射す
るとともに、前記マスクの移動に同期して前記基板を移
動し、前記区画領域に前記第２分解パターンを転写する
第２工程とを含む。これによれば、マスクの１往復の間
に、基板を１往復させるだけで、マスク上の第１分解パ
ターンと第２分解パターンが基板上の同一の区画領域に
重ね合わせて転写される二重露光を実現することがで
き、結果的に第１分解パターンと第２分解パターンとか
ら成る回路パターンが精度良く転写されることになる。
【００４９】この場合において、請求項２７に記載の発
明の如く、前記第１工程と前記第２工程の間で、前記マ
スクは、前記第１方向、及びそれと直交する第２方向の
速度成分の少なくとも一方が零とならないように移動さ
れることが望ましい。
【００５０】請求項２８に記載の発明は、少なくとも第
１及び第２パターン（Ｐ１及びＰ２）が形成されたマス
ク（Ｒ）と基板（Ｗ）とを同期移動して、前記基板上の
複数の区画領域のそれぞれに、前記各区画領域内での転
写位置の異なる前記少なくとも第１及び第２パ夕―ンを
合成したパターンを形成する走査露光方法であって、前
記複数の区画領域の一部に前記第１パターンをステップ
・アンド・スキャン方式でそれぞれ転写し、前記第１パ
ターンの転写後に前記マスクを同期移動方向である第１
方向と直交する第２方向に移動し、前記複数の区画領域
の残りの一部に前記第２パターンをステップ・アンド・
スキャン方式で転写することを特徴とする。
【００５１】これによれば、基板上の複数の区画領域の
一部に第１パターンがステップ・アンド・スキャン方式
でそれぞれ転写され、その第１パターンの転写後にマス
クを同期移動方向である第１方向と直交する第２方向に
移動して、複数の区画領域の残りの一部に第２パターン
がステップ・アンド・スキャン方式で転写される。従っ
て、結果的に、マスク交換を行うことなく、基板上の複
数の区画領域のそれぞれに第１パターンと第２パターン
とが繋ぎ合わされた大面積の合成パターンを形成するこ
とができ、マスク交換が不要な分だけスループットの向
上が可能である。また、パターンの転写を投影光学系を
介して行う場合には、作製の容易な投影光学系により大
面積のパターンの転写が可能になるので、コストパフォ
ーマンスの点で有利となる。
【００５２】請求項２９に記載の発明は、基板（Ｗ）上
の復数の区画領域に少なくとも第１及び第２パターン
（Ｐ１及びＰ２）をそれぞれステップ・アンド・スキヤ
ン方式で転写する走査露光方法であって、前記第１パタ
ーンの転写時と前記第２パターンの転写時とで、前記複
数の区画領域の走査露光順序を異ならせることを特徴と
する。
【００５３】これによれば、第１パターンの転写時と第
２パターンの転写時とで、複数の区画領域の走査露光順
序を異ならせることから、その走査露光順序を適切に設
定することにより、第１パターンの転写と第２パターン
の転写を同一の走査露光順序で行う場合に比べて、基板
の総移動距離を短くすることが可能となり、その分スル
ープットの向上が可能である。
【００５４】例えば、請求項３０に記載の発明の如く、
前記第１パターン（Ｐ１）の転写時と前記第２パターン
（Ｐ２）の転写時とで前記基板（Ｗ）の移動経路を逆に
しても良い。かかる場合には、最後の区画領域に対する
第１パターンの転写が終了した時点から、最初の区画領
域に対する第２パターンの転写開始までの基板の移動距
離が非常に短くなり、それに応じて第２パターンの転写
をより早く開始することができるので、その分スループ
ットの向上が可能になる。
【００５５】上記請求項２９及び３０に記載の各発明に
係る走査露光方法において、請求項３１に記載の発明の
如く、前記基板（Ｗ）上の区画領域に前記少なくとも第
１及び第２パターン（Ｐ１及びＰ２）を重ね合わせて転
写しても良く、あるいは請求項３２に記載の発明の如
く、前記基板上の区画領域内で前記少なくとも第１及び
第２パターンの転写位置を異ならせても良い。前者の場
合には、マスクを交換することなく、高スループットで
二重露光を実現することができ、後者の場合には、マス
クを交換することなく、高スループットでいわゆるステ
ィッチング露光を実現することができる。
【００５６】また、上記請求項２９〜３２に記載の各発
明に係る走査露光方向において、請求項３３に記載の発
明の如く、前記基板（Ｗ）は、前記第１パターン（Ｐ
１）、又は前記第２パターン（Ｐ２）が前記複数の区画
領域の全てに転写されるまで、前記区画領域の走査露光
時に前記基板が移動される第１方向、及びこれと直交す
る第２方向の両方でその速度成分が零とならないように
移動されることが望ましい。かかる場合には、基板上の
複数の区画領域の全てに第１パターン及び第２パターン
の転写が終了するまで、基板が停止することなく移動さ
れるので、スループットを最も向上させることが可能に
なる。
【００５７】この場合において、請求項３４に記載の発
明の如く、前記第１及び第２方向のうち、少なくとも第
２方向については、前記第２方向と異なる方向の第１測
長ビ一ム（ＲＩＸ１）を用いて前記基板の位置制御を行
うことが望ましい。かかる場合には、少なくとも第２方
向（非走査方向）については、これと異なる方向の第１
測長ビームを用いて位置制御が行われる。すなわち、同
期移動方向に対して斜めに交差する方向の第１測長ビー
ムを用いて第２方向の位置制御が行われるので、前記第
１測長ビームに直交する方向の反射面を備えたステージ
であれば如何なる形状のステージでも基板のステージと
して採用することが可能であり、正方形又は長方形状等
の矩形のステージを用いる必要がなく、ステージの形状
の設計の自由度が向上し、結果的に基板のステージを小
型化することが可能になる。
【００５８】この場合において、前記第１方向（同期移
動方向）における前記基板の位置制御をも同期移動方向
と異なる方向の測長ビームを用いて行いつつ、露光動作
を行っても良いが、請求項３５に記載の発明の如く、前
記第１方向とほぼ平行な第２測長ビーム（ＲＩＹ）を用
いて、前記第１方向における前記基板（Ｗ）の位置制御
を行うことが好ましい。同期移動方向及び非走査方向の
位置制御をともにそれぞれの方向と異なる測長ビームを
用いて行う場合には、同期移動方向、非走査方向のいず
れについても位置制御のために三角関数演算により位置
を求める必要があるが、本発明の場合には、同期移動方
向（第１方向）についてはそのような三角関数演算が不
要となる。
【００５９】上記請求項３４及び３５に記載の各発明に
係る走査露光方法において、請求項３６に記載の発明の
如く、前記第１及び第２方向と交差し、かつ前記第１測
長ビーム（ＲＩＸ１）と異なる方向の第３測長ビーム
（ＲＩＸ２）を用いて、前記基板（Ｗ）の位置制御を行
っても良い。この場合において、第３測長ビームは基板
の第１方向の位置制御に用いても良いが、第１測長ビー
ムとともに第３測長ビームを基板の第２方向の位置制御
に用いても良い。かかる場合には、基板の走査方向の位
置計測と独立して非走査方向の位置計測を行うことがで
きるとともに、平均化効果により高精度な計測が可能と
なるので、位置制御のための演算が簡易化されるととも
により正確な基板の位置制御が可能となる。
【００６０】請求項３７に記載の発明は、マスク（Ｒ）
と基板（Ｗ）とを同期移動して、前記マスクのパターン
を前記基板上に転写する走査型露光装置であって、前記
マスクが同期移動される第１方向に沿って延び、かつ前
記マスクを挟んで形成される第１及び第２反射面（８４
ａ及び８４ｂ）を有するマスクステージ（ＲＳＴ）と；
前記第１及び第２反射面とそれぞれ直交する測長軸を有
する第１及び第２干渉計（３０Ｘ１及び３０Ｘ２）と；
前記第１方向と直交する第２方向に関して、前記第１及
び第２干渉計の少なくとも一方の計測値に基づいて前記
マスクステージを駆動する駆動装置（２９、３０）とを
備える。
【００６１】これによれば、例えば、駆動装置では、第
１及び第２干渉計の内、それぞれの反射面までの測長軸
がより短くなる方の干渉計、すなわちマスクステージの
回転が計測値に与える影響が小さい方の干渉計の計測値
に基づいてマスクステージを第２方向に駆動することが
可能になる。これにより、マスクステージに多少の回転
があってもマスクステージの第２方向の位置をより正確
に求めることが可能である。
【００６２】この場合において、請求項３８に記載の発
明の如く、前記基板（Ｗ）を保持し、互いに延設方向が
鋭角に交差するように配置される第３及び第４反射面
（６０ａ及び６０ｂ（又は６０ｃ））を有する基板ステ
ージ（ＷＳＴ）と；前記第３及び第４反射面とそれぞれ
直交する測長軸を有する第３及び第４干渉計（７６Ｘ１
及び７６Ｙ（又は７６Ｘ２））を更に備えていても良
い。
【００６３】かかる場合には、第３反射面と第４反射面
の少なくとも一方が、第１方向と直角以外で交差する方
向に延びる。例えば、第３反射面が第１方向に直角以外
で交差するものとし、その第３反射面と第１方向とのな
す角をΘ、その第３反射面の長さをＬとすると、この第
３反射面の第１方向成分Ｌ１はＬｃｏｓΘとなる。換言
すれば、基板ステージが第１方向に移動する場合を考え
ると、第１方向に延びる長さＬ１の反射面に比べて１／
ｃｏｓΘ（＞１）倍だけ長い時間（移動距離）だけ第３
反射面には第３干渉計の測長軸のビームが当たり続け、
切れることがない。従って、第３干渉計を用いて少なく
とも基板ステージ（基板）の非走査方向の位置を制御す
るものとすると、第１方向の反射面に干渉計ビームを照
射して基板の非走査方向の位置を制御する場合ほど、基
板周辺の領域の露光の際のいわゆるプリスキャン又はオ
ーバースキャン距離を見込んで第３反射面を余計に延ば
さなくても、走査方向の移動ストローク全域に渡り非走
査方向の位置制御が可能となる。従って、基板ステージ
の小型化が可能である。この場合、第４反射面は第１方
向以外の方向に設定すれば良く、例えば第１方向に直交
する方向に設定しても良い。
【００６４】この場合において、請求項３９に記載の発
明の如く、前記第３及び第４反射面（６０ａ及び６０ｂ
（又は６０ｃ））の一方は、前記基板の同期移動方向、
及びこれと直交する方向の両方と交差する方向に沿って
延設されることが望ましい。かかる場合には、その一方
の反射面を用いて、基板ステージの同期移動方向及びこ
れと直交する方向の位置制御が可能となり、上記請求項
３８と同様の理由により、基板ステージの小型化が可能
である。
【００６５】上記請求項３７に記載の走査型露光装置に
おいて、請求項４０に記載の発明の如く、前記基板
（Ｗ）を保持し、前記基板の同期移動力向と鋭角に交差
する方向に沿って延びる測長用第１基準面（６０ａ）を
有する基板ステージ（ＷＳＴ）を更に備えていても良
い。この場合、例えば、第１方向と測長用第１基準面と
の成す角をΘ、測長用第１基準面の長さをＬとすると、
この測長用第１基準面の第１方向成分Ｌ１はＬｃｏｓΘ
となる。換言すれば、基板ステージが第１方向に移動す
る場合を考えると、第１方向に延びる長さＬ１の反射面
に比べて１／ｃｏｓΘ（＞１）倍だけ長い時間（移動距
離）だけ第１反射面には測長用のビームが当たり続け、
切れることがない。従って、測長用第１基準面を用いて
少なくとも基板ステージ（感応基板）の非走査方向の位
置を制御するものとすると、従来の四角形ステージの位
置制御の場合のように、基板周辺の領域の露光の際のい
わゆるプリスキャン又はオーバースキャン距離を見込ん
で測長用第１基準面を余計に延ばさなくても、第１方向
の移動ストローク全域に渡り第１方向に直交する第２方
向（非走査方向）の位置制御が可能となる。従って、基
板ステージの小型化が可能である。
【００６６】この場合において、請求項４１に記載の発
明の如く、前記測長用第１基準面（６０ａ）はその延設
方向に関して、前記基板の走査露光動作における前記基
板ステージの移動範囲のほぼ全域に渡って形成されるこ
とが望ましい。かかる場合には、基板の走査露光動作中
に、測長用第１基準面から測長用ビームが外れることが
ないので、基板ステージの第１方向の移動ストローク全
域に渡り第１方向に直交する第２方向（非走査方向）の
位置制御が可能となる
【００６７】上記請求項４０及び４１に記載の各発明に
係る走査型露光装置において、請求項４２に記載の発明
の如く、前記基板ステージは、前記第２方向に延びる測
長用第２基準面（６０ｂ）を有していても良い。
【００６８】第２方向のみならず、第１方向についても
基板ステージの位置制御は測長用第１基準面を用いて行
うことは可能であるが、かかる場合には、基板ステージ
の第１、第２方向のそれぞれの位置を求めるために三角
関数演算が必要となる。これに対し、本発明の場合に
は、測長用第２基準面を基板ステージの第１方向の位置
制御に用いることにより、第１方向についてはそのよう
な三角関数演算が不要となる。
【００６９】上記請求項４０〜４２に記載の各発明に係
る走査型露光装置において、請求項４３に記載の発明の
如く、前記基板ステージは、前記第１方向及び第２方向
の両方と交差し、かつ前記測長用第１基準面（６０ａ）
と異なる方向の測長用第３基準面（６０ｃ）を有してい
ることが望ましい。かかる場合には、測長用第３基準面
を基板ステージの第１、第２方向の一方又は両方の位置
計測に用いることができる。特に、第１測長用基準面と
ともに第３測長用基準面を基板ステージの位置計測に用
いた場合には、平均化効果による高精度な位置計測、ひ
いては高精度な位置制御が可能になる。
【００７０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図１７に基づいて説明する。
【００７１】図１には、本発明の一実施形態の走査型露
光装置１０の斜視図が示され、図２には、その内部構成
が概略的に示されている。この走査型露光装置１０は、
半導体素子を製造するリソグラフィ装置として現在主流
となりつつある、ステップ・アンド・スキャン方式によ
り露光動作を行う投影露光装置である。この走査型露光
装置１０は、マスクとしてのレチクルＲ（図２参照）に
描画された回路パターンの一部の像を投影光学系ＰＬを
介して基板としてのウエハＷ上に投影しつつ、レチクル
とウエハＷとを投影光学系ＰＬの視野に対して１次元方
向（ここではＹ方向）に相対走査することによって、レ
チクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ上の複数のシ
ョット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で
転写するものである。
【００７２】この走査型露光装置１０は、図１に示され
るように、エキシマレーザ光源１１と、露光装置本体１
２と、それらを統括制御する主制御システムとしての制
御ラック１４とで構成されている。エキシマレーザ光源
１１は、通常露光装置本体１２が設置される超クリーン
ルームから隔離された別の部屋（クリーン度の低いサー
ビスルーム）に設置される。また、露光装置本体１２
は、通常、超クリーンルーム内に設置され、内部空間が
高度に防塵されるとともに、高精度な温度制御がなされ
たエンバイロメンタル・チャンバに収納されているが、
図１ではこのチャンバ内に収納された本体構造のみが概
略的に示されている。
【００７３】次に、これら図１及び図２に基づいてエキ
シマレーザ光源１１、露光装置本体１２及び制御ラック
１４の構成について説明する。
【００７４】前記エキシマレーザ光源１１は、操作パネ
ル１１Ａを備えている。また、エキシマレーザ光源１１
には、該操作パネル１１Ａとインターフェイスされる制
御用コンピュータ１１Ｂ（図１では図示せず、図２参
照）が内蔵され、この制御用コンピュータ１１Ｂは通常
の露光動作の間は、露光装置制御用のミニコンピュータ
から成る主制御装置５０の指令に応答してエキシマレー
ザ光源１１のパルス発光を制御する。
【００７５】エキシマレーザ光源１１は、露光光源とし
て用いられるもので、例えば波長２４８ｎｍのＫｒＦエ
キシマレーザ光、或いは波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシ
マレーザ光をパルス発光する。ここで、エキシマレーザ
光源１１からの紫外域のパルスレーザ光を露光用照明光
として用いるのは、２５６Ｍビット〜４Ｇビットクラス
以上の半導体メモリ素子（Ｄ−ＲＡＭ）相当の集積度と
微細度とを持つマイクロ回路デバイスの量産製造に必要
とされる最小線幅０．２５〜０．１０μｍ程度のパター
ン解像力を得るためである。
【００７６】そのパルスレーザ光（エキシマレーザ光）
の波長幅は、露光装置の照明系や投影光学系ＰＬを構成
する各種の屈折光学素子に起因した色収差が許容範囲内
になるように狭帯化されている。狭帯化すべき中心波長
の絶対値や狭帯化幅（０．２ｐｍ〜３００ｐｍの間）の
値は、前記操作パネル１１Ａ上に表示されるとともに、
必要に応じて操作パネル１１Ａから微調整できるように
なっている。また操作パネル１１Ａからはパルス発光の
モード（代表的には自励発振、外部トリガー発振、メン
テナンス用発振の３つのモード）が設定できる。
【００７７】このように、エキシマレーザを光源とする
露光装置の一例は、特開昭５７−１９８６３１号公報、
特開平１−２５９５３３号公報、特開平２−１３５７２
３号公報、特開平２−２９４０１３号公報等に開示さ
れ、エキシマレーザ光源をステップ・アンド・スキャン
露光に利用した露光装置の一例は、特開平２−２２９４
２３号公報、特開平６−１３２１９５号公報、特開平７
−１４２３５４号公報等に開示されている。従って図１
の走査型露光装置１０においても、上記の各特許公報に
開示された基礎技術をそのまま、或いは部分的に変更し
て適用することが可能である。
【００７８】前記露光装置本体１２は、第１架台として
の架台部１６、レチクルステージＲＳＴ、照明光学系１
８、投影光学系ＰＬ、結像特性調整装置（以下、「ＬＣ
／ＭＡＣ系」と呼ぶ）、ステージ装置１、ウエハ搬送ロ
ボット１９及びアライメント系等を備えている。
【００７９】これを更に詳述すると、図１に示されるよ
うに、架台部（第１架台）１６は、床面上に４つの防振
装置２０を介して支えられている。各防振装置２０は、
露光装置本体１２の自重を不図示のエアシリンダ（防振
パッド）を介して支えるとともに、露光装置本体１２全
体の傾き、Ｚ方向の変位、及び露光装置本体全体の図１
におけるＸ，Ｙ方向の変位を、不図示の制御系によるフ
ィードバック制御やフィードフォワード制御によりアク
ティブに補正するためのアクチュエータと各種のセンサ
類とを備えている。この種のアクティブ防振装置につい
ては、例えば特開平９−７４０６１号公報等に開示され
ている。
【００８０】架台部１６は、床面に平行な定盤２２とこ
の定盤２２に対向して上方に設けられた支持板部２４と
を備え、その形状は内部を空洞にした箱状とされてい
る。支持板部２４は、中央に円形の開口部が形成された
矩形の板状部材から成り、この中央開口部内に投影光学
系ＰＬが当該支持板部２４に直交した状態で挿入されて
いる。そして、この投影光学系ＰＬは、その外周部の一
部に設けられたフランジ部を介して支持板部２４に保持
されている。
【００８１】支持板部２４の上面には、投影光学系ＰＬ
を囲むように４本の脚部２６が立設されている。これら
の４本の脚部２６の上部には、当該４本の脚部２６に支
持されると共にこれらの上端を相互に接続するレチクル
ベース定盤２８が設けられている。これら４本の脚部２
６とレチクルベース定盤２８とによって第２コラム（第
２架台）が構成されている。また、支持板部２４の上面
には、図１では図示が省略されているが、実際には、図
３に示されるような第２コラムとは別の第１フレーム４
０が立設されており、この第１フレーム４０に照明光学
系１８の一部（射出端部の近傍）が支持されている。こ
の第１フレーム４０の照明光学系１８の射出端部に対向
する部分には、開口部４０ａが設けられている。
【００８２】レチクルベース定盤２８の中央部には、開
口２８ａ（図２参照）が形成されている。この開口２８
ａに対向して照明光学系１８の射出端部が配置されてい
る。また、レチクルベース定盤２８上には、大型マスク
として９インチサイズのレチクルＲをバキューム及び静
電吸着等により吸着保持してＸＹ２次元平面内を自在に
移動するレチクルステージＲＳＴが配置されている。こ
のレチクルステージＲＳＴ上の不図示の静電チャック等
による吸着の強さは、４Ｇレベルの加速度が作用しても
レチクルＲに全く横シフト等が発生しない程度の強さと
なっている。
【００８３】本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ
は磁気浮上型２次元平面モータによって駆動されるよう
になっている。但し、図２においては、図示及び説明の
便宜上、この磁気浮上型２次元平面モータが駆動系２９
として図示されている。この場合、レチクルステージＲ
ＳＴは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ回りの回転方向（θ
方向）にも駆動系２９によって微少駆動が可能な構成と
なっている。なお、レチクルステージＲＳＴの位置計測
システムは、本実施形態の特徴的構成部分であるから、
これについては、後に詳述する。
【００８４】前記照明光学系１８は、図１に示されるよ
うに、ビーム受光系３２をその背面部に収納し、このビ
ーム受光系３２とこれに接続された遮光性の管３４とか
ら成るＢＭＵ（ビームマッチングユニット）を介してエ
キシマレーザ光源１１に接続されている。ＢＭＵを構成
するビーム受光系３２内には、管３４を介して導かれた
エキシマレーザ光源１１からのエキシマレーザ光（以
下、適宜「パルス照明光」又は「パルス紫外光」とも呼
ぶ）が、照明光学系１８の光軸に対して、常に所定の位
置関係で入射するように、エキシマレーザ光の照明光学
系１８への入射位置や入射角度を最適に調整する複数の
可動反射鏡（図示せず）が設けられている。
【００８５】照明光学系１８は、図２に示されるよう
に、可変減光器１８Ａ、ビーム整形光学系１８Ｂ、第１
フライアイレンズ系１８Ｃ、振動ミラー１８Ｄ、集光レ
ンズ系１８Ｅ、照明ＮＡ補正板１８Ｆ、第２フライアイ
レンズ系１８Ｇ、照明系開口絞り板１８Ｈ、ビームスプ
リッタ１８Ｊ、第１リレーレンズ１８Ｋ、固定レチクル
ブラインド１８Ｌ、可動レチクルブラインド１８Ｍ、第
２リレーレンズ１８Ｎ、照明テレセン補正板（傾斜可能
な石英の平行平板）１８Ｐ、ミラー１８Ｑ、及び主コン
デンサーレンズ系１８Ｒ等を備えている。ここで、この
照明光学系１８の上記構成各部について説明する。
【００８６】可変減光器１８Ａは、エキシマレーザ光の
パルス毎の平均エネルギーを調整するためのもので、例
えば減光率が異なる複数の光学フィルタを切り換え可能
に構成して減光率を段階的に変更するものや、透過率が
連続的に変化する２枚の光学フィルタの重なり具合を調
整することにより減光率を連続的に可変にするものが用
いられる。この可変減光器１８Ａを構成する光学フィル
タは、主制御装置５０によって制御される駆動機構３５
によって駆動される。
【００８７】ビーム整形光学系１８Ｂは、可変減光器１
８Ａによって所定のピーク強度に調整されたエキシマレ
ーザ光の断面形状を該エキシマレーザ光の光路後方に設
けられた後述するダブルフライアイレンズ系の入射端を
構成する第１フライアイレンズ系１８Ｃの入射端の全体
形状と相似になるように整形して該第１フライアイレン
ズ系１８Ｃに効率よく入射させるもので、例えばシリン
ダレンズやビームエキスパンダ（いずれも図示省略）等
で構成される。
【００８８】前記ダブルフライアイレンズ系は、照明光
の強度分布を一様化するためのもので、ビーム整形光学
系１８Ｂ後方のエキシマレーザ光の光路上に順次配置さ
れた第１フライアイレンズ系１８Ｃと、集光レンズ１８
Ｅと、第２フライアイレンズ系１８Ｇとから構成され
る。この場合、第１フライアイレンズ系１８Ｃと集光レ
ンズ１８Ｅとの間には、被照射面（レチクル面又はウエ
ハ面）に生じる干渉縞や微弱なスペックルを平滑化する
ための振動ミラー１８Ｄが配置されている。この振動ミ
ラー１８Ｄの振動（偏向角）は駆動系３６を介して主制
御装置５０によって制御されるようになっている。
【００８９】第２フライレンズ系１８Ｇの入射端側に
は、照明光の被照射面における開口数の方向性（照明Ｎ
Ａ差）を調整する照明ＮＡ補正板１８Ｆが配置されてい
る。
【００９０】本実施形態のようなダブルフライアイレン
ズ系と振動ミラー１８Ｄとを組み合わせた構成について
は、例えば特開平１−２３５２８９号公報、特開平７−
１４２３５４号公報に詳しく開示されている。
【００９１】前記第２フライアイレンズ系１８Ｇの射出
面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板１８
Ｈが配置されている。この照明系開口絞り板１８Ｈに
は、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る
開口絞り、小さな円形開口より成りコヒーレンスファク
タであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞
り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及
び変形光源法用に例えば４つの開口を偏心させて配置し
て成る変形開口絞り等が配置されている。この照明系開
口絞り板１８Ｈは、主制御装置５０により制御される不
図示のモータ等により回転されるようになっており、こ
れによりいずれかの開口絞りがパルス照明光の光路上に
選択的に設定され、ケーラー照明における光源面形状が
輪帯、小円形、大円形、或いは４つ目等に制限される。
【００９２】照明系開口絞り板１８Ｈ後方のパルス照明
光の光路上に、反射率が大きく透過率が小さなビームス
プリッタ１８Ｊが配置され、更にこの後方の光路上に、
固定レチクルブラインド１８Ｌ及び可動レチクルブライ
ンド１８Ｍを介在させて第１リレーレンズ１８Ｋ及び第
２リレーレンズ１８Ｎから成るリレー光学系が配置され
ている。
【００９３】固定レチクルブラインド１８Ｌは、レチク
ルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカ
スした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域を規定す
る所定形状の開口部が形成されている。本実施形態で
は、この開口部が走査露光時のレチクルＲの移動方向
（Ｙ方向）と直交したＸ方向に直線的に伸びたスリット
状又は矩形状に形成されているものとする。
【００９４】また、固定レチクルブラインド１８Ｌの近
傍に走査方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動
レチクルブラインド１８Ｍが配置され、走査露光の開始
時及び終了時にその可動レチクルブラインド１８Ｍを介
して照明領域を更に制限することによって、不要な部分
の露光が防止されるようになっている。この可動レチク
ルブラインド１８Ｍは、駆動系４３を介して主制御装置
５０によって制御される。
【００９５】リレー光学系を構成する第２リレーレンズ
１８Ｎの出口部分には、照明テレセン補正板１８Ｐが配
置されており、さらにこの後方のパルス照明光の光路上
には、第２リレーレンズ１８Ｎ及び照明テレセン補正板
１８Ｐを通過したパルス照明光をレチクルＲに向けて反
射するミラー１８Ｑが配置され、このミラー１８Ｑ後方
のパルス照明光の光路上に主コンデンサーレンズ系１８
Ｒが配置されている。
【００９６】ここで、上述のようにして構成された照明
光学系１８の作用を簡単に説明する。エキシマレーザ光
源１１からのエキシマレーザ光が管３４、ビーム受光系
３２を介して照明光学系１８内に入射すると、このエキ
シマレーザ光は可変減光器１８Ａにより所定のピーク強
度に調整された後、ビーム整形光学系１８Ｂに入射す
る。そして、このエキシマレーザ光は、ビーム整形光学
系１８Ｂで後方の第１フライアイレンズ系１８Ｃに効率
よく入射するようにその断面形状が整形される。次い
で、このエキシマレーザ光が第１フライアイレンズ系１
８Ｃに入射すると、第１フライアイレンズ系１８Ｃの射
出端側に多数の２次光源が形成される。これらの多数の
点光源の各々から発散するパルス紫外光は、振動ミラー
１８Ｄ、集光レンズ系１８Ｅ、照明ＮＡ補正板１８Ｆを
介して第２フライアイレンズ系１８Ｇに入射する。これ
により、第２フライアイレンズ系１８Ｇの射出端に多数
の微少な光源像を所定形状の領域内に一様分布させた個
々の光源像から成る多数の２次光源が形成される。この
多数の２次光源から射出されたパルス紫外光は、照明系
開口絞り板１８Ｈ上のいずれかの開口絞りを通過した
後、反射率が大きく透過率が小さなビームスプリッタ１
８Ｊに至る。
【００９７】このビームスプリッタ１８Ｊで反射された
露光光としてのパルス紫外光は、第１リレーレンズ１８
Ｋによって固定レチクルブラインド１８Ｌの開口部を一
様な強度分布で照明する。但し、その強度分布には、エ
キシマレーザ光源１１からのパルス紫外光の可干渉性に
依存した干渉縞や微弱なスペックルが数％程度のコント
ラストで重畳し得る。そのためウエハ面上には、干渉縞
や微弱なスペックルによる露光量むらが生じ得るが、そ
の露光量むらは先に挙げた特開平７−１４２３５４号公
報のように、走査露光時のレチクルＲやウエハＷの移動
とパルス紫外光の発振とに同期させて振動ミラー１８Ｄ
を振ることで平滑化される。
【００９８】こうして固定レチクルブラインド１８Ｌの
開口部を通ったパルス紫外光は、可動レチクルブライン
ド１８Ｍを通過した後、第２リレーレンズ１８Ｎ及び照
明テレセン補正板１８Ｐを通過してミラー１８Ｑによっ
て光路が垂直下方に折り曲げられた後、主コンデンサー
レンズ系１８Ｒを経て、レチクルステージＲＳＴ上に保
持されたレチクルＲ上の所定の照明領域（Ｘ方向に直線
的に伸びたスリット状又は矩形状の照明領域）を均一な
照度分布で照明する。ここで、レチクルＲに照射される
矩形スリット状の照明光は、図１中の投影光学系ＰＬの
円形投影視野の中央にＸ方向（非走査方向）に細長く延
びるように設定され、その照明光のＹ方向（走査方向）
の幅はほぼ一定に設定されている。
【００９９】一方、ビームスプリッタ１８Ｊを透過した
パルス照明光は、不図示の集光レンズを介して光電変換
素子よりなるインテグレータセンサ４６に入射し、そこ
で光電変換される。そして、このインテグレータセンサ
４６の光電変換信号が、後述するピークホールド回路及
びＡ／Ｄ変換器を介して主制御装置５０に供給される。
インテグレータセンサ４６としては、例えば遠紫外域で
感度があり、且つエキシマレーザ光源１１のパルス発光
を検出するために高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフ
ォトダイオード等が使用できる。このインテグレータセ
ンサ４６の出力と、ウエハＷの表面上でのパルス紫外光
の照度（露光量）との相関係数は予め求められて、主制
御装置５０内のメモリに記憶されている。
【０１００】前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、
物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方が
テレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石
を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから
成る１／４（又は１／５）縮小倍率の屈折光学系が使用
されている。そして、レチクルＲ上の回路パターン領域
のうちのパルス紫外光によって照明された部分からの結
像光束が、投影光学系ＰＬを介して、後述するウエハス
テージＷＳＴ上のウエハホルダに静電吸着（又は真空吸
着）されたウエハＷ上のレジスト層に１／４又は１／５
に縮小されて投影される。
【０１０１】なお、投影光学系ＰＬを特開平３−２８２
５２７号公報に開示されているように屈折光学素子と反
射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合
わせたいわゆるカタディオプトリック系としてもよいこ
とは勿論である。
【０１０２】次に、図４を参照しつつレチクルステージ
ＲＳＴの位置計測システムについて詳述する。図４
（Ａ）には、レチクルベース定盤２８近傍の平面図が示
され、図４（Ｂ）には、矢印Ｂ方向から見たレチクルベ
ース定盤２８近傍の側面図が示されている。
【０１０３】図４（Ａ）に示されるように、投影光学系
ＰＬの視野ＳＴ（レチクルブラインドで規定される最大
限のスリット状照明領域と一致）は１００ｍｍ×３２ｍ
ｍ（ウエハＷ上の４倍）しかなく、９インチレチクルＲ
上に非走査方向（Ｘ方向）に隣接した第１領域Ｐ１、第
２領域Ｐ２（これらはともに１００ｍｍ×２００ｍｍ
ｍ）又は点線で示される中心領域Ｐ３（１００ｍｍ×２
００ｍｍ）のいずれか１つの領域しか１回のスキャン露
光では露光できない。
【０１０４】これらの領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の全ての露
光（ウエハＷ上へのパターンの転写）を行うには、レチ
クルステージＲＳＴを、図４（Ａ）に示される領域Ｐ１
の露光位置を基準として５０ｍｍ（点線で示される中心
領域Ｐ３の場合）又は１００ｍｍ（領域Ｐ２の場合）だ
け、非スキャン方向にシフトする必要がある。
【０１０５】このため、レチクルステージＲＳＴのＹ方
向の一端側（図４（Ａ）における下端側）の側面には、
領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のぞれぞに対応して第１ミラーと
しての第１のコーナーキューブ３１Ｙ１、第２ミラーと
しての第２のコーナーキューブ３１Ｙ２、第３のコーナ
ーキューブ３１Ｙ３が設けられている。この場合、３つ
のコーナーキューブ３１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３は５
０ｍｍ間隔でＸ方向に沿って配置されているが、これに
限らず、予め定められた間隔（通常、この間隔はレチク
ルステージＲＳＴ上のレチクルのパターン配置に応じて
定められる）であればどのような間隔でもよい。
【０１０６】レチクルベース定盤２８上には、図４
（Ａ）に示されるように、上記３つのコーナーキューブ
３１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３のいずれか１つにＹ方向
の測長ビームＩＹを照射し、その反射光を受光すること
によりレチクルステージＲＳＴの走査方向の位置を計測
する第１の干渉計としてのレチクルＹ干渉計３０Ｙが固
定されている。この場合、走査方向（スキャン）方向の
位置計測用の移動鏡として、コーナーキューブ３１Ｙ
１、３１Ｙ２、３１Ｙ３が用いられ、例えば図４（Ａ）
に示される非走査方向位置にレチクルステージＲＳＴが
ある状態では干渉計３０ＹからレチクルステージＲＳＴ
に向けて照射された測長ビームＩＹは、コーナーキュー
ブ３１Ｙ１、反射鏡８２、コーナーキューブ３１Ｙ１で
順次反射され、そのコーナーキューブ３１Ｙ１からの戻
り光が、入射光路とほぼ同一の光路を反対向きに戻るい
わゆるバブルパス構成が採用されている。このため、レ
チクルステージＲＳＴにθ回転があっても走査方向につ
いては正確な測長ができるようになっている。この場
合、レチクルＹ干渉計３０Ｙの測長軸（コーナーキュー
ブ３１Ｙ１に対する入射光と戻り光の中心位置）は、投
影光学系ＰＬの光軸中心と交わるようになっている。ま
た、レチクルＹ干渉計３０Ｙからの測長ビームＩＹのＺ
方向の位置はレチクルＲの下面（パターン形成面）と一
致している。このため、レチクルＲの走査方向の位置
は、アッベの誤差なく正確に計測される。
【０１０７】レチクルステージＲＳＴの非走査方向（Ｘ
方向）の両側面は、鏡面加工が施され、Ｙ方向に延びる
第１反射面８４ａ、第２反射面８２ｂが形成されてい
る。これらの反射面に対向して、レチクル定盤２８上の
非走査方向（Ｘ方向）の両端部には、第２の干渉計とし
てのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、第３の干渉計としての
レチクルＸ干渉計３０Ｘ２がそれぞれ設けられている。
これらのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２として
は、ともに２本の測長ビーム（測長ビームＩＸ11，ＩＸ
12、及び測長ビームＩＸ21，ＩＸ22）を第１、第２反射
面８４ａ、８４ｂに照射する２軸干渉計が用いられてい
る。これらのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２の測
長軸（各２本の測長ビームの中心位置）は、投影光学系
ＰＬの光軸中心と交わるようになっている。また、これ
らのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２からの測長ビ
ームＩＹのＺ方向の位置はレチクルＲの下面（パターン
形成面）と一致している（図４（Ｂ）参照）。このた
め、非走査方向のレチクルステージＲＳＴの位置もアッ
ベ誤差なく正確に計測される。
【０１０８】次に、上記のようにして構成されたレチク
ルステージＲＳＴの位置計測システムの動作を説明す
る。
【０１０９】（ａ） まず、レチクルＲ上の第１領域Ｐ
１のパターンをウエハＷ上に転写する走査露光の場合に
ついて説明する。この場合、図４（Ａ）に示されるよう
に、一方のレチクルＸ干渉計３０Ｘ１から測長ビームＩ
Ｘ11、ＩＸ12をレチクルステージＲＳＴの第１反射面８
４ａに照射し、それぞれの反射光を受光することにより
それぞれの測長ビームＩＸ11、ＩＸ12の照射位置での第
１反射面８４ａのＸ方向位置を計測（測長）し、その計
測値Ｘ１、Ｘ２の平均値によりレチクルステージＲＳＴ
の非走査方向の位置が求められる。この平均値の演算
は、レチクルＸ干渉計３０Ｘ１からの出力が入力される
レチクルステージコントローラ３３（図２参照）によっ
て求められる。この場合、レチクルステージコントロー
ラ３３では、Ｘ１、Ｘ２の差に基づいてレチクルステー
ジＲＳＴのθ回転をも求めることができるようになって
いる。一方、レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置
は、レチクルＹ干渉計３０Ｙが第１のコーナーキューブ
３１Ｙ１に測長ビームＩＹを照射し、その反射光を受光
することによって計測される。
【０１１０】（ｂ） また、レチクルＲ上の第２領域Ｐ
２のパターンをウエハＷ上に転写する走査露光の場合に
は、レチクルステージＲＳＴが駆動系２９によって図４
（Ａ）の状態から１００ｍｍだけ＋Ｘ方向に駆動された
状態で走査露光が行われる。この場合、他方のレチクル
Ｘ干渉計３０Ｘ２から測長ビームＩＸ21、ＩＸ22をレチ
クルステージＲＳＴの第２反射面８４ｂに照射し、それ
ぞれの反射光を受光することによりそれぞれの測長ビー
ムＩＸ21、ＩＸ22の照射位置での第２反射面８４ｂのＸ
方向位置を計測（測長）する。その計測値Ｘ３、Ｘ４の
平均値によりレチクルステージＲＳＴの非走査方向の位
置が、前述と同様にレチクルステージコントローラ３３
によって求められる。レチクルステージコントローラ３
３では、同様に、Ｘ３、Ｘ４の差に基づいてレチクルス
テージＲＳＴのθ回転をも求めることができる。一方、
レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置は、レチクル
Ｙ干渉計３０Ｙが第２のコーナーキューブ３１Ｙ２に測
長ビームＩＹを照射し、その反射光を受光することによ
って計測される。
【０１１１】（ｃ） また、レチクルＲ上の第３領域Ｐ
３のパターンをウエハＷ上に転写する走査露光の場合に
は、レチクルステージＲＳＴが駆動系２９によって図４
（Ａ）の状態から５０ｍｍだけ＋Ｘ方向に駆動された状
態で走査露光が行われる。この場合、レチクルステージ
ＲＳＴの非走査方向の位置は、レチクルＸ干渉計３０Ｘ
１、３０Ｘ２を用いて計測される。すなわち、上記
（ａ）、（ｂ）のレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２
によるレチクルステージＲＳＴの計測を同時に行う。そ
して、レチクルステージコントローラ３３では、レチク
ルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２の計測値、Ｘ１、Ｘ２、
Ｘ３、Ｘ４を用いて次式によりレチクルステージＲＳＴ
の非走査方向の位置を求める。
【０１１２】Ｘ＝［｛（Ｘ１＋Ｘ２）／２｝−｛（Ｘ３
＋Ｘ４）／２｝］／２
【０１１３】また、この場合、レチクルステージコント
ローラ３３では、レチクルステージＲＳＴの回転を求め
る場合には、測長ビームＩＸ11，ＩＸ12の間隔、測長ビ
ームＩＸ21，ＩＸ22の間隔をＬとして、次式の演算によ
り求める。
【０１１４】 θ＝｛（Ｘ１−Ｘ２）／Ｌ＋（Ｘ４−Ｘ３）／Ｌ｝／２
【０１１５】一方、レチクルステージＲＳＴの走査方向
の位置は、レチクルＹ干渉計３０Ｙが第３のコーナーキ
ューブ３１Ｙ３に測長ビームＩＹを照射し、その反射光
を受光することによって計測される。
【０１１６】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に転写
する走査露光時には、レチクルステージＲＳＴの走査方
向の位置が第１、第２、及び第３のコーナーキューブ３
１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３のいずれか１つを用いて計
測されるので、レチクルステージＲＳＴのθ回転（ある
いは回転誤差）等があってもレチクルステージＲＳＴの
走査方向の位置を正確に計測することができる。また、
測長ビームの対向する反射面までの距離が短くなる方の
レチクルＸ干渉計の計測値を用いてレチクルステージＲ
ＳＴの非走査方向の位置が求められるので、レチクルス
テージＲＳＴのθ回転が微小である限り、第１、第２反
射面８４ａ、８４ｂが平面ミラーであっても計測不能状
態に陥ることがないようになっている。
【０１１７】上述した如く、本実施形態では、３つのコ
ーナーキューブ３０Ｙ１、３０Ｙ２、３０Ｙ３、第１、
第２反射面８４ａ、８４ｂから成る移動鏡と、レチクル
Ｙ干渉計３０Ｙ、２つのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３
０Ｘ２とによってレチクルステージＲＳＴの位置計測シ
ステムが構成されるが、図２においては、これらが代表
的にレチクルレーザ干渉計３０、移動鏡３１として示さ
れている。
【０１１８】本実施形態では、上記の如くしてレチクル
レーザ干渉計３０の計測値に基づいてレチクルステージ
コントローラ３３によって、レチクルステージＲＳＴの
Ｘ，Ｙ，θ方向の位置計測がそれぞれ行われる。そし
て、レチクルステージコントローラ３３は、基本的には
干渉計３０から出力される位置情報（或いは速度情報）
が指令値（目標位置、目標速度）と一致するようにレチ
クルステージＲＳＴを移動させる駆動系（磁気浮上型２
次元平面モータ）２９を制御する。
【０１１９】ところで、走査露光の対象となるパターン
領域を切り換える際には、レチクルステージＲＳＴを非
走査方向（Ｘ方向）に移動させる必要があるが、この途
中でレチクルＹ干渉計３０Ｙからの測長ビームＩＹが、
いずれのコーナーキューブにも当たらなくなるので、レ
チクルＹ干渉計３０Ｙによる位置計測が不可能な状態と
なる。このため、本実施形態では、干渉計の計測ができ
ない間ラフにレチクル位置をモニタするセンサ（図示省
略）にて制御され、更にリセット装置として機能するレ
チクルステージコントローラ３３が、レチクルＸ干渉計
３０Ｘ１、３０Ｘ２の計測値をモニタしつつ、レチクル
ステージＲＳＴの非走査方向の位置に応じてレチクルＹ
干渉計３０Ｙをリセットするようになっている。ここ
で、干渉計のリセットとは、干渉計の計測値を所定の値
に戻すことを意味し、必ずしも零点に戻すことを意味し
ない。また、上記のレチクル位置をラフにモニタするセ
ンサとしては、例えばレチクルステージＲＳＴの反射面
８４ａ（又は８４ｂ）の下半分に所定ピッチの格子マー
クを形成し、この格子マークに対して不図示の光源系か
ら振動数が僅かに異なる一対の光束を極めて小さい入射
角で対称な方向から投射し、その格子マークが形成され
た面上にＹ軸方向に所定速度で移動する干渉縞を生じさ
せ、その格子マークからＸ軸方向に発生する回折光の合
成光束を受光して、その合成光束の光電変換信号の位相
変化に基づいてレチクルステージＲＳＴの位置を計測す
るヘテロダイン方式のセンサを用いることができる。
【０１２０】この場合、レチクルステージコントローラ
３３では次に走査露光の対象となるレチクルＲ上の領域
（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３内の所定の領域）に対応するコーナ
ーキューブ３１ＹにレチクルＹ干渉計３０Ｙからの測長
ビームＩＹが当たるようになった直後にレチクルＹ干渉
計３０Ｙをリセットするようにしても良いが、本実施形
態では、レチクルステージＲＳＴの非走査方向の移動中
にレチクルステージＲＳＴが微妙に走査方向（Ｙ方向）
に位置ずれしたり、あるいはθ回転したりするおそれの
あることを考慮して、この干渉計のリセットに先立っ
て、後述するレチクルアライメント及びベースライン計
測を行うようになっている。
【０１２１】なお、非走査方向には、レチクルＸ干渉計
３０Ｘ１、３０Ｘ２からの測長ビームが常に第１反射
面、第２反射面に当たっているので、レチクルステージ
コントローラ３３ではいずれか一方の干渉計の計測値、
又は両者の計測値を必要に応じて選択すれば良い。
【０１２２】さらに、本実施形態の走査型露光装置１０
では、図１及び図２では図示を省略したが、実際には、
走査露光の際に質量ＲｍのレチクルステージＲＳＴの等
速移動の前後のプリスキャン時、オーバースキャン時に
発生する加減速度Ａｒに応じて、質量Ｒｍのレチクルス
テージＲＳＴからレチクルベース定盤２８に作用する反
力−Ａｒ×Ｒｍが脚部２６を介して架台部１６に伝わら
ないようにするために、アクチュエータとしてのリアク
ションアクチュエータ７４が設けられている。
【０１２３】このリアクションアクチュエータ７４は、
図３に示されるように、架台部１６を支えるベース板Ｂ
Ｓに対し弾性体７０でラフに位置決めされたフレームと
してのリアクションフレーム７２によって支持されてお
り、レチクルステージＲＳＴ，レチクルベース定盤２８
等の重量によって決定される重心部とほぼ同じ高さに配
置されている。
【０１２４】リアクションアクチュエータ７４として
は、実際には、図４（Ａ）に示されるように、非走査方
向の両側に一対のリアクションアクチュエータ７４Ｌ、
７４Ｒが設けられているが、図３ではこれらが代表的に
リアクションアクチュエータ７４として示されている。
このリアクションアクチュエータ７４は、レチクルステ
ージＲＳＴの加減速時に、上記重心の横シフト及び回転
をキャンセルするように反力と反対の力をレチクルベー
ス定盤２８に与えるように、不図示の制御装置により制
御されるようになっており、これによりレチクル加減速
時の振動が脚部２６を介して架台部１６に伝わらないよ
うになっている。かかるリアクションアクチュエータ
は、本実施形態の如く磁気浮上型２次元リニアアクチュ
エータ等を用いる場合には、送りねじ方式のレチクルス
テージを用いる場合より、その必要性及び効果が高いも
のと言える。リアクションアクチュエータ７４は、ここ
では一例としてボイスコイルモータを用いて構成されて
いる。但し、本実施形態の如く磁気浮上型２次元平面モ
ータによりレチクルステージＲＳＴの駆動系が構成され
ている場合には、その平面モータを構成するコイルの一
部を固定子として共用するリニアアクチュエータにより
リアクションアクチュエータを構成し、レチクルステー
ジを移動する駆動系（アクチュエータ）と前記第２架台
に力を与えるアクチュエータとの一部構成要素を兼用し
てもよい。
【０１２５】前記ＬＣ／ＭＡＣ系は、投影光学系ＰＬの
各種光学特性（結像性能）を微調整するもので、本実施
形態では、図２に示されるように、投影光学系ＰＬ内の
物体面に近い位置に設けられ光軸方向への微小移動及び
光軸直交面に対する微小傾斜が可能なテレセン部レンズ
系Ｇ２とこのレンズ系Ｇ２を光軸方向（傾斜を含む）に
微動させる駆動機構９６とから成るＭＡＣと、投影光学
系ＰＬ内の外気に対して密封された特定の空気間隔室
（密封室）内の気体圧力をパイプ９４を介して例えば±
２０mmHg程度の範囲内で加減圧することによって投影像
の結像倍率を微調整するレンズコントローラ１０２とを
含んで構成されている。前記ＭＡＣは投影像の倍率又は
ディストーション（等方的な歪曲収差、又は樽形、糸巻
き形、台形等の非等方的な歪曲収差等）を調整すること
ができる。
【０１２６】この場合、レンズコントローラ１０２はレ
ンズ系Ｇ２の駆動機構９６に対する制御系にもなってお
り、レンズ系Ｇ２の駆動によって投影像の倍率を変える
か、投影光学系ＰＬ内の密封室の圧力制御によって投影
像の倍率を変えるかを切替え制御したり、或いは併用制
御したりする。レンズコントローラ１０２も主制御装置
５０の管理下に置かれている。
【０１２７】但し、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレ
ーザ光源を照明光とした場合は、照明光路内と投影光学
系ＰＬの鏡筒内とが窒素ガスやヘリウムガスで置換され
るため、投影光学系ＰＬ内の特定の空気間隔室内の屈折
率を変更しにくいので、この空気間隔室内の圧力を加減
圧する機構を省略しても良い。
【０１２８】また、投影光学系ＰＬ内の像面に近い位置
には、投影される像のうち特に像高の大きい部分（投影
視野内の周辺に近い部分）に生じ易いアス・コマ収差を
低減させるためのアス・コマ収差補正板Ｇ３が含まれて
いる。
【０１２９】さらに、本実施形態では、円形視野内の実
効的な像投影領域（固定レチクルブラインド１８Ｌの開
口部で規定）に形成される投影像に含まれるランダムな
ディストーション成分を有効に低減させるための像歪み
補正板Ｇ１が、投影光学系ＰＬのレンズ系Ｇ２とレチク
ルＲとの間に配置されている。この補正板Ｇ１は、数ミ
リ程度の厚みを持つ平行な石英板の表面を局所的に研磨
し、その研磨部分を通る結像光束を微小に偏向させるも
のである。このような補正板Ｇ１の作り方の一例は、特
開平８−２０３８０５号公報に詳細に開示されており、
本実施形態においても基本的にはその公報に示された手
法を応用するものとする。
【０１３０】次に、ステージ装置１について説明する。
このステージ装置１は、図１及び図２に示されるよう
に、前記架台部（第１架台）１６を構成する定盤２２
と、この定盤２２上にＸＹ面内で相対移動可能に支持さ
れた可動型定盤３８と、この可動型定盤３８上にＸＹ面
内で該可動型定盤３８に対して相対移動可能に支持され
た基板ステージとしてのウエハステージＷＳＴとを備え
ている。
【０１３１】ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬ
下方で可動型定盤３８上に設けられた第１の平面磁気浮
上型リニアアクチュエータ４２（図７（Ｂ）参照）によ
って浮上支持されるとともに、投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘと直交するＸＹ２次元平面内で自在に駆動されるよう
になっている。また、可動型定盤３８は、ウエハステー
ジＷＳＴと同様に、定盤２２上に設けられた第２の平面
磁気浮上型リニアアクチュエータ４４（図７（Ｂ）参
照）によって浮上支持されるとともに、ＸＹ２次元平面
内で自在に駆動されるようになっている。なお、図２に
おいては、図示の便宜上、上記の平面磁気浮上型リニア
アクチュエータ４２、４４が纏めて駆動系４８として図
示されている。この駆動系４８、すなわち平面磁気浮上
型リニアアクチュエータ４２、４４は、ウエハステージ
コントローラ７８によって制御されるようになってい
る。なお、可動型定盤３８の制御方法、役割等について
は後に詳述する。
【０１３２】前記ウエハステージＷＳＴは、可動型定盤
３８上をＸＹ２次元平面内で自在に移動可能な移動ステ
ージ５２と、この移動ステージ５２上に搭載されたレベ
リング駆動機構５８と、このレベリング駆動機構５８に
より支持されウエハＷを保持する第１プレートとしての
基板テーブルＴＢとを備えている。
【０１３３】移動ステージ５２は、本実施形態では正三
角形状に形成され、その一端面がレチクルステージＲＳ
Ｔの走査方向であるＹ軸方向（第１軸方向）に直交する
向きで可動型定盤３８上に配置されている。
【０１３４】前記基板テーブルＴＢは、移動ステージ５
２と全く同一形状の正三角形状に形成され、平面視で見
て移動テーブル５２に重なる状態でレベリング駆動機構
５８を構成する３つのアクチュエータＺＡＣに支持され
ている。この基板テーブルＴＢ上には、ほぼ円形のウエ
ハホルダ５４が設けられており（図５（Ｃ）参照）、こ
のウエハホルダ５４にウエハＷが静電吸着され、平坦化
矯正されて保持されている。このウエハホルダ５４はウ
エハＷの露光時の熱蓄積による膨脹変形を押さえるため
に温度制御されている。
【０１３５】前記レベリング駆動機構５８は、基板テー
ブルＴＢを正三角形の３つの頂点近傍でそれぞれ支持す
るとともに各支持点でＸＹ平面に垂直なＺ方向に独立し
て駆動可能な３つのアクチュエータ（ピエゾ、ボイスコ
イルモータ等）ＺＡＣＸ１、ＺＡＣＸ２、ＺＡＣＹ（図
５（Ａ）参照）と、これら３つのアクチュエータＺＡＣ
Ｘ１、ＺＡＣＸ２、ＺＡＣＹを独立に制御することによ
り基板テーブルＴＢを光軸ＡＸの方向（Ｚ方向）に微動
するとともに、ＸＹ平面に対して傾斜させるアクチュエ
ータ制御装置５６とによって構成される。アクチュエー
タ制御装置５６に対する駆動指令はウエハステージコン
トローラ７８から出力される。
【０１３６】なお、図２では図示が省略されているが、
投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷ表面とのＺ方向の偏
差（フォーカス誤差）や傾斜（レベリング誤差）を検出
するフォーカス・レベリングセンサが投影光学系ＰＬの
近傍に設けられ、ウエハステージコントローラ７８はそ
のセンサからのフォーカス誤差信号やレベリング誤差信
号に応答してアクチュエータ制御装置５６に駆動指令を
出力する。そのようなフォーカス・レベリング検出系の
一例は、特開平７−２０１６９９号公報に詳細に開示さ
れている。
【０１３７】ウエハステージＷＳＴ、すなわち基板テー
ブルＴＢの図５（Ａ）の各干渉計ビームの方向の位置
は、図２に示されるレーザ干渉計システム７６によって
逐次計測され、その位置情報はウエハステージコントロ
ーラ７８に送られる。ウエハステージコントローラ７８
は、所定の演算によりＸＹ座標位置を求め、この求めた
座標位置と位置決めすべき目標位置情報とに基づいてウ
エハステージＷＳＴを駆動させるための指令信号を駆動
系４８へ出力する。
【０１３８】ここで、図５（Ａ）〜（Ｃ）を用いて上記
レーザ干渉計システム７６の具体的な構成について詳述
する。
【０１３９】図５（Ａ）には、レーザ干渉計システム７
６を構成する干渉計７６Ｘ１、７６Ｙ、７６Ｘ２及びそ
れら３つの干渉計からの干渉計ビームＲＩＸ１、ＲＩ
Ｙ、ＲＩＸ２が基板テーブルＴＢとともに平面図にて示
されている。
【０１４０】この図５（Ａ）からもわかるように、本実
施形態では、基板テーブルＴＢは平面視で正三角形状に
形成され、その３つの側面にはそれぞれ鏡面加工がなさ
れて反射面６０ａ、６０ｂ、６０ｃが形成されている。
そして、干渉計７６Ｙは、走査方向であるＹ軸方向の干
渉計ビームＲＩＹを反射面６０ｂに垂直に照射し、その
反射光を受光することにより、基板テーブルＴＢのＹ軸
方向位置（或いは速度）を計測するようになっている。
また、干渉計７６Ｘ１は、Ｙ軸方向に対して所定角度θ
１（θ１はここでは−６０°）傾斜した方向の干渉計ビ
ームＲＩＸ１を反射面６０ａに垂直に照射し、その反射
光を受光することにより干渉計ビームＲＩＸ１の方向の
位置（或いは速度）を計測するようになっている。同様
に、干渉計７６Ｘ２は、Ｙ軸方向に対して所定角度θ２
（θ２はここでは＋６０°）傾斜した方向の干渉計ビー
ムＲＩＸ２を反射面６０ｃに垂直に照射し、その反射光
を受光することにより干渉計ビームＲＩＸ２の方向の位
置（或いは速度）を計測するようになっている。
【０１４１】ところで、ウエハステージＷＳＴのＸＹ移
動や基板テーブルＴＢの微動によってＸＹ面内で生じ得
る微小回転誤差（ヨーイング成分も含む）が露光精度に
悪影響を与えることを考慮して、本実施形態ではレーザ
干渉計システム７６を構成する各干渉計としては、複数
軸の干渉計が用いられている。
【０１４２】図５（Ｂ）には、干渉計７６Ｙからの干渉
計ビームＲＩＹが該干渉計を構成する一部の光学系とと
もにより詳細に示されている。この図５（Ｂ）に示され
るように、基板テーブルＴＢの反射面６０ｂには、干渉
計７６Ｙから射出された平面視で見て２軸の測長ビーム
である第１、第２の測長ビームＲＩＹ1 、ＲＩＹ2 が照
射されている。これらの測長ビームＲＩＹ1 、ＲＩＹ2
は、同一水平面上でＸ方向に所定距離離れて反射面６０
ｂに垂直に照射されている。このらの測長ビームＲＩＹ
1 、ＲＩＹ2 は、不図示の光源から射出されて直線偏光
光束として、それぞれ偏光ビームスプリッタ６２Ａ，６
２Ｂを透過後、λ／４板６４Ａ，６４Ｂを介して円偏光
となり反射面６０ｂを照射する。その戻り光は、再びλ
／４板６４Ａ，６４Ｂを透過後最初の偏光条件と直交し
た直線偏光光束となり、偏光ビームスプリッタ６２Ａ，
６２Ｂにてそれぞれ反射され、コーナーキューブ部６６
Ａ，６６Ｂに入射する。ここで、３面にて反射した光束
は再び偏光ビームスプリッタ６２Ａ，６２Ｂ、λ／４板
６４Ａ，６４Ｂを通過して円偏光になって反射面６０ｂ
に達する。そして、その反射光がλ／４板６４Ａ，６４
Ｂを通過する際に最初と同じ偏光条件の直線偏光となっ
て偏光ビームスプリッタ６２Ａ，６２Ｂを通過後、入射
光束と平行に干渉計本体側に戻るようになっている。す
なわち、各測長ビームＲＩＹ1 、ＲＩＹ2 による計測は
いわゆるダブルパス構成によって行われるようになって
いる。
【０１４３】前記戻り光束は、干渉計本体部内で不図示
の固定鏡からの参照ビームの戻り光束と重なり、それら
の重なり光束の干渉縞をカウントすることで、通常の倍
の精度で基板テーブルＴＢの反射面６０ｂの図５（Ｂ）
中の一点鎖線で示す軸Ｙ1 、Ｙ2 上の位置をそれぞれ独
立に計測可能となっている。また、これらの測長ビーム
ＲＩＹ1 、ＲＩＹ2 による計測値の差に基づいて基板テ
ーブルＴＢの回転を求めることができる。
【０１４４】しかし、回転計測ができるのみでは、特
に、本実施形態のように、基板テーブル側面を鏡面加工
して移動鏡とする構成の場合には、十分でない。このよ
うな場合には、干渉計からの測長ビームをウエハＷ表面
と同一高さに設定できないからである。かかる点を考慮
して、図５（Ｃ）に示されるように、干渉計７６Ｙから
は測長ビームＲＩＹ1 （又はＲＩＹ2 ）の照射位置から
ＸＹ平面に直交する面方向(下向）に所定距離離れた位
置に照射される第３の測長ビームＲＩＹ3 が照射されて
いる。従って、測長ビームＲＩＹ1 （又はＲＩＹ2 ）と
測長ビームＲＩＹ3 との差に基づいて基板テーブルＴＢ
のＸＹ面に対する傾斜を求めることができる。
【０１４５】かかる意味からすれば、測長ビームＲＩＹ
1 又はＲＩＹ2 の照射位置からそれぞれＸＹ平面に直交
する面方向（下向）に所定距離離れた位置に、第３の測
長ビーム、第４の測長ビームをそれぞれ照射するように
しても良い。すなわち、基板テーブルＴＢのＸＹ面内の
回転及びＸＹ面内に対する傾斜を求めることができるよ
うに、反射面６０ｂ上で、同一直線状にない少なくとも
３本の測長ビームを干渉計７６Ｙから反射面６０ｂに照
射するような構成が望ましい。また、当然ながら、計測
精度の向上のためには、第３、第４の測長ビームによる
計測もいわゆるダブルパス構成であることが望ましい。
【０１４６】その他の干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２も上記
の干渉計７６Ｙと同様に、３本の測長ビームを反射面６
０ａ、反射面６０ｃに照射し、それぞれの反射光を受光
することにより反射面６０ａ、反射面６０ｃの各測長ビ
ームの照射ポイントの各測長ビーム方向の位置をそれぞ
れ独立して計測するようになっている。図５（Ａ）にお
いては、干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２、７６Ｙからのそれ
ぞれ３本（又は４本）の測長ビームが、代表的に干渉計
ビームＲＩＸ１、ＲＩＸ２、ＲＩＹとして示されている
ものである。
【０１４７】この場合、図５（Ａ）に示されるように、
正三角形状のウエハテーブルＴＢの各側面の反射面６０
ａ，６０ｂ，６０ｃに、干渉計７６Ｘ１，７６Ｙ，７６
Ｘ２が少なくも各３本の測長ビームからな成る干渉計光
束を垂直に照射し、各干渉計光束の対向する位置にチル
ト，Ｚ方向を駆動するためのアクチュエータＺＡＣＸ
１，ＺＡＣＹ，ＺＡＣＸ２が配置され、それぞれの干渉
計により計測された対応する反射面のチルト角度に応じ
てアクチュエータＺＡＣＸ１，ＺＡＣＹ，ＺＡＣＸ２を
独立に制御できるため、高いチルト駆動制御応答が得ら
れる構成となっている。
【０１４８】図２に戻り、基板テーブルＴＢの一部に
は、投影光学系ＰＬを通して投影されるレチクルＲ上の
テストパターンの像やアライメントマークの像を光電検
出するための空間像検出器ＫＥＳが固定されている。こ
の空間像検出器ＫＥＳは、その表面がウエハＷの表面の
高さ位置とほぼ同じになるように取り付けられている。
ただし実際には、基板テーブルＴＢをＺ方向の全移動ス
トローク（例えば１ｍｍ）の中心に設定したときに、投
影光学系ＰＬの結像面と空間像検出器ＫＥＳの表面とが
合致するように設定されている。
【０１４９】空間像検出器ＫＥＳは、露光量計測、照度
ムラ計測、結像特性計測等に用いられるものである。こ
こで、空間像検出器ＫＥＳの構成及びそれを用いた結像
特性計測について詳述する。図６には、図２中の基板テ
ーブルＴＢ上に取り付けられた空間像検出器ＫＥＳの構
成とそれに関連した信号処理系の構成が概略的に示され
ている。
【０１５０】この図６において、空間像検出器ＫＥＳ
は、基板テーブルＴＢ上のウエハＷの表面とほぼ同じ高
さ（例えば±１ｍｍ程度の範囲）になるように設けられ
た遮光板１４０、その遮光板１４０の所定位置に形成さ
れた数十μｍ〜数百μｍ程度の矩形開口（ナイフエッジ
開口）１４１、開口１４１を透過した投影光学系ＰＬか
らの結像光束を大きなＮＡ（開口数）で入射する石英の
光パイプ１４２、及び光パイプ１４２によってほぼ損失
なく伝送される結像光束の光量を光電検出する半導体受
光素子（シリコンフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイ
オード等）１４３等を備えている。
【０１５１】本実施形態の如く、露光用照明光をエキシ
マレーザ光源１１から得る場合、空間像検出器ＫＥＳの
受光素子１４３からの光電信号は、エキシマレーザ光源
１１のパルス発光に応答したパルス波形となる。すなわ
ち、投影光学系ＰＬの物体面に設置された不図示のテス
トレチクル上のある物点からの像光路をＭＬｅとする
と、その像光路ＭＬｅが空間像検出器ＫＥＳの矩形開口
１４１に合致するように基板テーブルＴＢ（即ちウエハ
ステージＷＳＴ）をＸ，Ｙ方向に位置決めした状態で、
図２中のエキシマレーザ光源１１をパルス発光させる
と、受光素子１４３からの光電信号も時間幅が１０〜２
０ｎｓ程度のパルス波形となる。
【０１５２】これを考慮して、本実施形態では、空間像
検出器ＫＥＳの信号処理系内に、受光素子１４３からの
光電信号を入力し増幅するとともに、前述したレーザ干
渉計システム７６のレシーバ７６Ｅで作られる１０ｎｍ
毎の計数用パルス信号に応答してサンプル動作とホール
ド動作とを交互に行うサンプルホールド回路（以下「Ｓ
／Ｈ回路」という）１５０Ａが設けられている。この
他、上記信号処理系内には、Ｓ／Ｈ回路１５０Ａの出力
をデジタル値に変換するＡ−Ｄ変換器１５２Ａと、その
デジタル値を記憶する波形メモリ回路（ＲＡＭ）１５３
Ａと、波形解析用コンピュータ１５４とを備えている。
また、この場合、ＲＡＭ１５３Ａのアドレスカウンタと
してレーザ干渉計システム７６から送られてくる１０ｎ
ｍ毎の計数用パルス信号を計数するアップダウンカウン
タ１５１が設けられている。
【０１５３】本実施形態では、エキシマレーザ光源１１
の制御用コンピュータ１１Ｂ（図２参照）は、レーザ干
渉計システム７６からの計測値に基づきウエハステージ
コントローラ７８で演算され、後述する同期制御系８
０、主制御装置５０に送られる座標位置情報に応じてパ
ルス発光のトリガを行う。すなわち、本実施形態ではエ
キシマレーザ光源１１のパルス発光が基板テーブルＴＢ
の座標位置に応じて行われ、そのパルス発光に同期して
Ｓ／Ｈ回路１５０Ａが受光素子１４３からのパルス信号
波形のピーク値をホールドするようになっている。そし
て、このＳ／Ｈ回路１５０Ａでホールドされたピーク値
は、Ａ−Ｄ変換器１５２Ａによってデジタル値に変換さ
れ、そのデジタル値は波形メモリ回路（ＲＡＭ）１５３
Ａに記憶される。ＲＡＭ１５３Ａの記憶動作時の番地
（アドレス）は、前記アップダウンカウンタ１５１によ
って作られ、基板テーブルＴＢの位置とＲＡＭ１５３Ａ
の記憶動作時の番地（アドレス）とが一義的に対応付け
られる。
【０１５４】ところで、エキシマレーザ光源１１からの
パルス光のピーク強度は各パルス毎に数％程度の変動が
ある。そこで、その変動による像計測精度の劣化を防止
するために、本実施形態の信号処理回路内には、図６に
示されるように、前述した照明光学系内に設けられた強
度検出用の光電検出器（インテグレータセンサ）４６か
らの光電信号（パルス波形）が入力されるＳ／Ｈ回路１
５０Ｂ（これは前記ＳＨ回路１５０Ａと同様の機能を有
する）と、該Ｓ／Ｈ回路１５０Ｂの出力をデジタル値に
変換するＡ−Ｄ変換器１５２Ｂと、そのデジタル値を記
憶する波形メモリ回路（ＲＡＭ）１５３Ｂ（記憶動作時
のアドレス生成はＲＡＭ１５３Ａと共通）とが設けられ
ている。
【０１５５】これによって基板テーブルＴＢの位置とＲ
ＡＭ１５３Ｂの記憶動作時の番地（アドレス）とが一義
的に対応付けられた状態で、エキシマレーザ光源１１か
らの各パルス光のピーク強度がＲＡＭ１５３Ｂに記憶さ
れる。
【０１５６】以上のようにして各ＲＡＭ１５３Ａ，１５
３Ｂに記憶されたデジタル波形は波形解析用のコンピュ
ータ（ＣＰＵ）１５４に読み込まれ、ＲＡＭ１５３Ａに
記憶された像強度に応じた計測波形がＲＡＭ１５３Ｂに
記憶された照明パルス光の強度ゆらぎ波形で規格化（除
算）される。規格化された計測波形は波形解析用コンピ
ュータ１５４内のメモリに一時的に保持されるととも
に、計測すべき像強度の中心位置が各種の波形処理プロ
グラムによって求められる。
【０１５７】本実施形態では、空間像検出器ＫＥＳの開
口１４１のエッジを使ってテストレチクル上のテストパ
ターン像を検出するので、波形解析用コンピュータ１５
４によって解析される像の中心位置は、テストパターン
像の中心と開口１４１のエッジとがＸＹ面内で合致する
場合にレーザ干渉計システム７６によって計測される基
板テーブルＴＢ（ウエハステージ１４）の座標位置とし
て求まる。
【０１５８】こうして解析されたテストパターン像の中
心位置の情報は主制御装置５０に送られ、主制御装置５
０はテストレチクル上の複数点（例えば理想格子点）に
形成されたテストパターンの各投影像の位置を順次計測
するための動作を、エキシマレーザ光源１１の制御用コ
ンピュータ１１Ｂ、ウエハステージコントローラ７８、
及び波形解析用コンピュータ１５４に指示する。
【０１５９】上記のようにして、空間像検出器ＫＥＳに
よって投影光学系ＰＬの結像性能や照明光学系の照明特
性を計測し、その計測結果に基づいて図２中に示した各
種の光学要素や機構を調整することができる。
【０１６０】更に、本実施形態の基板テーブルＴＢ上に
は、その表面がウエハＷの表面の高さ位置とほぼ同じに
なるようにされた基準マーク板ＦＭが設けられている
（図７（Ａ）参照）。この基準マーク板ＦＭの表面には
後述する各種アライメント系によって検出可能な基準マ
ークが形成され（これについては後述する）、それらの
基準マークは、各アライメント系の検出中心点のチェッ
ク（キャリブレーション）、それら検出中心点間のベー
スライン長の計測、レチクルＲのウエハ座標系に対する
位置チェック、又はレチクルＲのパターン面と共役な最
良結像面のＺ方向の位置チェック等のために使われる。
なお、上記基準マークは、前述したＫＥＳの表面に形成
すれば、同一基準板でＸ，Ｙ，Ｚチルト方向のキャリブ
レーションが可能となるので、各基準板に対応した累積
誤差を軽減することができる。また、基準マーク板ＦＭ
を用いたレチクルアライメント、ベースライン計測につ
いては後述する。
【０１６１】図１に示されるウエハ搬送ロボット１９
は、不図示のウエハ載置部からウエハステージＷＳＴま
でウエハＷを搬送するウエハ搬送系の一部を構成するも
ので、所定のローディング位置（受渡し位置）に移動し
てきたウエハステージＷＳＴのホルダとの間でウエハＷ
の受け渡しを行うロボットアーム（ウエハロード／アン
ロードアーム）２１を備えている。
【０１６２】本実施形態の走査型露光装置１０では、ア
ライメント系として、投影光学系ＰＬを介さないでウエ
ハＷ上の各ショット領域毎に形成されたアライメントマ
ークや、基準マーク板ＦＭ上の基準マークを光学的に検
出するオフアクシス・アライメントセンサ（アライメン
ト光学系）が設けられている。このアライメント光学系
ＡＬＧは、図２に示されるように、投影光学系ＰＬの側
方に配置されている。このアライメント光学系ＡＬＧ
は、ウエハＷ上のレジスト層に対して非感光性の照明光
（一様照明又はスポット照明）を対物レンズを通して照
射し、アライメントマークや基準マークからの反射光を
対物レンズを介して光電的に検出する。光電検出された
マーク検出信号は、信号処理回路６８に入力されるが、
この信号処理回路６８には、ウエハステージコントロー
ラ７８、同期制御系８０及び主制御装置５０を介してレ
ーザ干渉計システム７６の計測値が入力されている。そ
して、信号処理回路６８は、上記の光電検出されたマー
ク検出信号を所定のアルゴリズムの下で波形処理し、こ
の処理結果とレーザ干渉計システム７６の計測値とに基
づいて、マークの中心がアライメント光学系ＡＬＧ内の
検出中心（指標マーク、撮像面上の基準画素、受光スリ
ット、或いはスポット光等）と合致するようなウエハス
テージＷＳＴの座標位置（ショットアライメント位
置）、或いは検出中心に対するウエハマーク、基準マー
クの位置ずれ量を求めるようになっている。その求めら
れたアライメント位置または位置ずれ量の情報は、主制
御装置５０に送られ、ウエハステージＷＳＴのアライメ
ント時の位置決め、ウエハＷ上の各ショット領域に対す
る走査露光の開始位置の設定等に使われる。
【０１６３】また、本実施形態の走査型露光装置１０で
は、図２に示されるように、レチクルステージＲＳＴの
上方に、レチクルアライメントを行うためのレチクル顕
微鏡１１０が設けられている。レチクル顕微鏡１１０
は、実際には非走査方向に沿って所定間隔で２つ配置さ
れているが、図２では、紙面奥側のレチクル顕微鏡１１
０が手前側のレチクル顕微鏡１１０の陰に隠れているた
め、１つしか図示されていない。
【０１６４】さらに、本実施形態の走査型露光装置１０
では、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ
とを同期移動させるための同期制御系８０が、制御系内
に設けられている。この同期制御系８０は、特に走査露
光時に、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとを同期移動させる際に、レチクルステージコントロ
ーラ３３による駆動系２９の制御とウエハステージコン
トローラ７８による駆動系４８の制御とを相互に連動さ
せるために、レチクルレーザ干渉計３０、干渉計システ
ム７６で計測されるレチクルＲとウエハＷの各位置や各
速度の状態をリアルタイムにモニタし、それらの相互の
関係が所定のものとなるように管理する。その同期制御
系８０は、主制御装置５０からの各種のコマンドやパラ
メータによって制御される。
【０１６５】次に、図１に示される制御ラック１４の構
成について説明する。
【０１６６】制御ラック１４は、エキシマレーザ光源１
１及び露光装置本体１２各部のユニット（照明光学系１
８、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ、
搬送ロボット１９等）の各々を個別に制御する分散型シ
ステムとして構築され、エキシマレーザ光源１１を含む
各ユニット制御用のプロセッサ・ボードの複数を収納す
るプロセッサ・ボード・ラック部１０４、各プロセッサ
・ボードを統括的に制御する主制御装置（ミニコンピュ
ータ）５０（図２参照）を収納するラック部、そしてオ
ペレータとのマン・マシン・インターフェイス用の操作
パネル１０６、及びディスプレイ１０８等を収納するラ
ック部等を積み重ねたシングル・ラック構成となってい
る。この制御ラック１４によってエキシマレーザ光源１
１及び露光装置本体１２の全体的な動作が管理される。
【０１６７】プロセッサ・ボード・ラック部１０４内の
各プロセッサ・ボードにはマイクロプロセッサ等のユニ
ット側コンピュータが設けられ、これらのユニット側コ
ンピュータが主制御装置（ミニコンピュータ）５０と連
携することによって複数枚のウエハの一連の露光処理が
実行される。
【０１６８】その一連の露光処理の全体的なシーケンス
は主制御装置５０内の不図示のメモリに記憶された所定
のプロセスプログラムに従って統括制御される。
【０１６９】プロセスプログラムはオペレータが作成し
た露光処理ファイル名のもとに、露光すべきウエハに関
する情報（処理枚数、ショットサイズ、ショット配列デ
ータ、アライメントマーク配置データ、アライメント条
件等）、使用するレチクルに関する情報（パターンの種
別データ、各マークの配置データ、回路パターン領域の
サイズ等）、そして露光条件に関する情報（露光量、フ
ォーカスオフセット量、走査速度のオフセット量、投影
倍率オフセット量、各種の収差や像歪みの補正量、照明
系のσ値や照明光ＮＡ等の設定、投影光学系のＮＡ値設
定等）をパラメータ群のパッケージとして記憶するもの
である。
【０１７０】主制御装置５０は、実行指示されたプロセ
スプログラムを解読してウエハの露光処理に必要な各構
成要素の動作を、対応するユニット側コンピュータにコ
マンドとして次々に指令していく。このとき、各ユニッ
ト側コンピュータは１つのコマンドを正常終了すると、
その旨のステータスを主制御装置５０に送出し、これを
受けた主制御装置５０はユニット側コンピュータに対し
て次のコマンドを送る。
【０１７１】このような一連の動作のなかで、例えば、
ウエハ交換のコマンドが主制御装置５０から送出される
と、ウエハステージＷＳＴの制御ユニットであるウエハ
ステージコントローラ７８と、ウエハ搬送ロボット１９
の制御ユニットとが協同して、ウエハステージＷＳＴと
アーム２１（ウエハＷ）とは図１のような位置関係に設
定される。
【０１７２】さらに主制御装置５０内のメモリには、複
数のユーティリティソフトウェアが格納されている。そ
のソフトウェアの代表的なものは、投影光学系や照明
光学系の光学特性を自動的に計測し、投影像の質（ディ
ストーション特性、アス・コマ特性、テレセン特性、照
明開口数特性等）を評価するための計測プログラム、
評価された投影像の質に応じた各種の補正処理を実施す
るための補正プログラムの２種類である。
【０１７３】次に、可動型定盤３８の役割及びその制御
方法について、図７（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明す
る。図７（Ａ）には、定盤２２付近の概略平面図が示さ
れ、図７（Ｂ）には図７（Ａ）の矢印Ａ方向から見た概
略正面図が示されている。図７（Ａ）では、ウエハステ
ージＷＳＴが矢印Ｂの距離だけ移動した時の加減速によ
る可動型定盤３８への反力による可動型定盤３８の移動
距離が矢印Ｃにて示されている。
【０１７４】可動型定盤３８の上面には、ウエハステー
ジＷＳＴの下面に設けられた不図示の永久磁石とともに
平面磁気浮上型リニアアクチュエータ４２を構成する複
数のコイル（図示省略）がＸＹ２次元方向に張り巡らさ
れている。そして、ウエハステージＷＳＴは、平面磁気
浮上型リニアアクチュエータ４２によって可動型定盤３
８の上方に浮上支持されるととももに、前記コイルに流
す電流を制御することにより任意の２次元方向に駆動さ
れる構成となっている。
【０１７５】同様に、定盤２２の上面には、可動型定盤
３８の下面に設けられた不図示の永久磁石とともに平面
磁気浮上型リニアアクチュエータ４４を構成する複数の
コイル（図示省略）がＸＹ２次元方向に張り巡らされて
いる。そして、可動型定盤３８は、平面磁気浮上型リニ
アアクチュエータ４４によって定盤２２の上方に浮上支
持されるととももに、前記コイルに流す電流を制御する
ことにより任意の２次元方向に駆動される構成となって
いる。
【０１７６】この場合、ウエハステージＷＳＴと可動型
定盤３８、可動型定盤３８と定盤２２とは、それぞれ非
接触のため、それぞれの間の摩擦が非常に小さくなって
いる結果、ウエハステージＷＳＴ、可動型定盤３８を含
む系全体として運動量保存則が成立する。
【０１７７】従って、ウエハステージＷＳＴの質量を
ｍ、可動型定盤３８の質量をＭとし、ウエハステージＷ
ＳＴが可動型定盤３８に対し速度ｖで移動すると、運動
量保存則から可動型定盤３８は、これと反対方向にＶ＝
ｍｖ／（Ｍ＋ｍ）の速度で定盤１２に対し移動すること
となる。しかるに、加速度は速度の時間微分であるか
ら、ウエハステージＷＳＴが加速度ａで移動した場合
（力Ｆ＝ｍａが作用した場合）、可動型定盤３８は力Ｆ
の反力により逆方向にＡ＝ｍａ／（Ｍ＋ｍ）の加速度を
受けることとなる。
【０１７８】この場合、ウエハステージＷＳＴは可動型
定盤３８上に載っているので、該ウエハステージＷＳＴ
は、定盤２２に対しｖ×｛１−ｍ／（Ｍ＋ｍ）｝の速
度、従ってａ×｛１−ｍ／（Ｍ＋ｍ）｝の加速度で移動
する。このため、ウエハステージＷＳＴの質量ｍ（重量
ｍｇ）と可動型定盤３８の質量Ｍ（重量Ｍｇ）とが近い
と所望のウエハステージＷＳＴの加速度、最高速度を得
られなくなる。また、移動距離は速度に比例するため、
可動型定盤３８の移動量が大きくなり、フットプリント
が悪化することとなる。
【０１７９】例えば、ｍ：Ｍ＝１：４とすると、１２イ
ンチウエハ全面露光のために３００ｍｍウエハステージ
ＷＳＴを移動したい場合、前記式Ｖ＝ｍｖ／（Ｍ＋ｍ）
より、３００ｍｍの１／５である６０ｍｍ分の可動型定
盤３８のストロークを確保することが必要になる。
【０１８０】そこで、本実施形態では、ウエハステージ
加速度、最高速度、フットプリントの悪化を１桁以下に
抑えるため、ウエハステージＷＳＴの質量ｍと可動型定
盤３８の質量Ｍの比がｍ：Ｍ＝１：９以下になるよう
に、すなわちウエハステージＷＳＴの重量が可動型定盤
３８の重量の１／９以下になるように設定している。
【０１８１】また、可動型定盤３８の必要ストロークを
小さくするために、ウエハステージコントローラ７８で
は、可動型定盤３８駆動用の平面磁気浮上型リニアアク
チュエータ４４に対する制御応答を露光，アライメント
時とその他の時とで可変するようにしている。
【０１８２】これを更に詳述する。露光の際は、ウエハ
ステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴが同期して移
動するが、可動型定盤３８駆動用の平面磁気浮上型リニ
アアクチュエータ４４の制御応答を数Ｈｚにて制御すれ
ば、数十Ｈｚで制御されるウエハステージＷＳＴ駆動用
の平面磁気浮上型リニアアクチュエータ４２の可動型定
盤３８に対する反力には殆ど追従できず、運動量保存則
から可動型定盤３８が自由に運動してその反力を吸収し
てしまい、その反力の影響が外部に及ばない。
【０１８３】また、ウエハステージコントローラ７８で
は、レチクルステージＲＳＴの位置やウエハステージＷ
ＳＴの位置の変化にて露光装置本体１２が全体的に傾い
た場合に、平面磁気浮上型リニアアクチュエータ４４の
制御応答を数Ｈｚにて制御することにより、その傾き方
向に可動型定盤３８が移動する低周波位置ずれを防止す
るようになっている。
【０１８４】また、ｍ：Ｍ＝１：９に設定しても、ウエ
ハステージＷＳＴが３００ｍｍフルに移動すれば、可動
型定盤３８も３０ｍｍ程度反対方向に動くが、ショット
露光間の非スキャン方向ステッピング長はせいぜい３０
ｍｍ程度なので、その時の可動型定盤３８の移動は３ｍ
ｍ程度である。そこで、本実施形態では、ウエハステー
ジコントローラ７８が、スキャン露光後の同期制御性能
に影響を及ぼさないウエハステージ減速時（非スキャン
方向ステッピング加速時）に可動型定盤３８駆動用の平
面磁気浮上型リニアアクチュエータ４４のステッピング
と同方向応答周波数を数十Ｈｚに上げ、可動型定盤３８
の定盤２２に対するＸＹ方向の相対移動の位置を検出す
る位置計測装置としてのリニアエンコーダ４５（図７
（Ｂ）参照）を用いたフィードバック制御により、可動
型定盤３８がステッピング前の元の位置に戻るように制
御するようになっている。これにより、可動型定盤３８
の移動量を小さくすることが可能となり（図７（Ａ）中
の仮想線３８’参照）、更に、その間可動型定盤３８と
定盤２２が固定状態と考えることができるので、ウエハ
加速度、最高速度も１０％向上させることができる。
【０１８５】このような制御方法は、それ以外のアライ
メント間でのウエハステージＷＳＴの移動や、ウエハを
交換する際のローディング位置への移動時にも同様に適
用することができる。
【０１８６】また、架台部１６を支持する防振装置２０
には、床振動等の高周波振動防止のためのエアパット及
び、それに伴う低周波振動除去のためのリニアアクチュ
エータが搭載されているが、レチクルステージＲＳＴ、
ウエハステージＷＳＴの位置により僅かに装置が傾くこ
とがある。この場合、防振装置２０を構成する前記リニ
アアクチュエータに所定の電圧をかけ続けて傾きを修正
する必要があるが、常時アクチュエータに負荷をかける
ので、アクチュエータ等の部品の寿命を縮めることにな
る。このような場合に、本実施形態では、ウエハステー
ジコントローラ７８が上記の如くして可動型定盤３８を
所定量移動させて、装置全体の重心を強制することで、
装置傾きを修正し、リニアアクチュエータに負荷がかか
らないようにすることができ、アクチュエータ等の部品
の寿命を延ばすことが可能になる。
【０１８７】上記のような種々の工夫により、本実施形
態では、可動型定盤３８の形状及びその移動範囲を、ウ
エハステージＷＳＴの形状と移動範囲に応じて、図７
（Ａ）中の実線及び仮想線でそれぞれ示すような頂点の
無い三角形状としている。この場合、ウエハステージＷ
ＳＴのスキャン方向（走査方向）は図７（Ａ）中の紙面
上下方向である。本実施形態では、定盤２２をほぼ正方
形に形成し、これを支持する４つの防振装置２０を剛性
を上げるために４角形の配置としているが、スペースを
有効に生かすために、定盤２２の形状を図７（Ａ）中の
仮想線３８’で示されるのと同様の形状にし、防振装置
２０を図７（Ａ）中の点線２０’で示されるような３点
配置としても良い。これにより、明らかに、フットプリ
ントを改善することが可能である。但し、この場合に
は、防振装置の剛性を上げることが必要である。
【０１８８】次に、走査露光に先立って行われるレチク
ルアライメント及びベースライン計測について、図８及
び図９を用いて説明する。
【０１８９】図８（Ａ）には、レチクルステージＲＳＴ
上に保持された９インチサイズのレチクルＲの平面図が
示されている。この図８（Ａ）に示されるように、レチ
クルＲには、パターン領域Ｐを区画する遮光帯ＥＢのＹ
方向の一端側にＸ方向に沿って、３つのレチクルアライ
メントマークＭR1、ＭR2、ＭR3が形成されている。
【０１９０】一方、基準マーク板ＦＭ上には、図９に示
されるように、第１基準マークＭr1，Ｍr2と、第２基準
マークＭｗとが所定の位置関係で形成されている。そこ
で、例えば、レチクルＲ上の領域Ｐ１の走査露光に先立
って、レチクルアライメント及びベースライン計測を次
のようにして行う。
【０１９１】すなわち、主制御装置５０では、レチクル
ステージコントローラ３３を介して２つのレチクル顕微
鏡１１０でレチクルアライメントマークＭR1、ＭR2を同
時に計測可能な位置までレチクルステージを移動すると
ともに、基準マーク板ＦＭ上の第１基準マークＭr1，Ｍ
r2を前記レチクルアライメントマークＭR1、ＭR2と同時
に２つのレチクル顕微鏡１１０で計測可能な位置までウ
エハステージコントローラ７８を介してウエハステージ
ＷＳＴを駆動する。このときの、２つのレチクル顕微鏡
１１０と基準マーク板ＦＭ、及びアライメントセンサＡ
ＬＧとの相対位置関係が図９に示されている。この場
合、図９からも明らかなように、アライメントセンサＡ
ＬＧにより第２基準マークＭｗが計測される。すなわ
ち、このような位置関係で基準マーク板ＦＭ上に第１基
準マークＭr1，Ｍr2と第２基準マークＭｗとが形成さ
れ、２つのレチクル顕微鏡１１０とアライメントセンサ
ＡＬＧとの位置関係が定められている。
【０１９２】そして、主制御装置５０は、図９の状態
で、アライメントセンサＡＬＧを用いて第２基準マーク
Ｍｗに対するアライメントセンサＡＬＧの指標Ｍａの中
心の位置ΔＷを計測し、これとほぼ同時に２つのレチク
ル顕微鏡１１０を用いて第１基準マークＭr1，Ｍr2に対
するレチクルアライメントマークＭR1，ＭR2の位置ΔＲ
を計測する。
【０１９３】この場合、第１基準マークＭr1，Ｍr2から
第２基準マークＭｗまでの距離Ｌは既知であるから、レ
チクルアライメントマークＭR1，ＭR2で代表されるレチ
クルＲ上の第１領域Ｐ１の投影位置からアライメントセ
ンサＡＬＧの検出中心（すなわち指標Ｍａの中心）まで
の距離、すなわちベースライン量ＢＬを求めることがで
きる。図９から明らかなように、この求めるベースライ
ン量ＢＬは、各量の符号（矢印の方向）を考慮して、次
式で与えられる。
【０１９４】ＢＬ＝Ｌ＋ΔＷ−ΔＲ
【０１９５】そこで、主制御装置５０では、上記ΔＷ，
ΔＲの計測の後、上式の演算を行なって、レチクルＲ上
の第１領域Ｐ１の投影位置とアライメントセンサＡＬＧ
の検出中心（すなわち指標Ｍａの中心）までの距離（相
対位置関係）を算出する。
【０１９６】上記と全く同様にして、レチクルＲ上の領
域Ｐ２の走査露光に先立って、レチクルアライメント及
びベースライン計測が行われる。但し、この場合には、
レチクルアライメントマークＭR2，ＭR3がレチクルアラ
イメントに用いられる。
【０１９７】なお、例えば図８（Ｂ）に示されるよう
に、レチクルＲ上の第１領域Ｐ１と第２領域Ｐ２との境
界に遮光帯ＥＢが存在する場合には、レチクルアライメ
ントマークＭR4、ＭR5、ＭR6をそれぞれの領域Ｐ１、Ｐ
２の長手方向の中央部の遮光帯ＥＢ上に設けても良い。
同様に、パターン領域内にレチクルアライメントマーク
を設けても支障がないような場合には、その領域内にレ
チクルアライメントマークを設けても良い。
【０１９８】次に、レチクルステージＲＳＴとウエハス
テージＷＳＴとを走査方向（Ｙ方向）に相対移動させる
ステージ制御系（ウエハステージコントローラ７８、レ
チクルステージコントローラ３３、同期制御系８０）に
よって行われる１つのショット領域の１回の露光の際の
ウエハステージの基本的な走査手順について図１０を参
照しつつ、簡単に説明する。
【０１９９】図１０（Ａ）には、投影光学系ＰＬの有効
フィールドＰＬ’に内接するウエハ上のスリット状の照
明領域（レチクルＲ上の照明領域と共役な領域；以下
「照明スリット」という）ＳＴと１つの区画領域として
のショット領域Ｓ１との関係が平面図にて示され、図１
０（Ｂ）には、ステージ移動時間とステージ速度との関
係が示されている。なお、実際には、ショット領域Ｓ１
が照明スリットＳＴに対して矢印Ｙの反対方向に移動す
ることで露光が行なわれるが、ここでは、図１０（Ｂ）
のステージ移動時間とステージ速度の関係表と対応付け
るため、ウエハ上照明スリットＳＴがショット領域Ｓ１
に対し移動するように示されている。
【０２００】まず、基本的（一般的な）走査手順として
は、ショット領域Ｓ１のショット端から所定量離れた位
置に照明スリットＳＴの中心Ｐが位置付けられ、ウエハ
ステージＷＳＴの加速が開始される。ウエハステージＷ
ＳＴが所定の速度に近づいた時点で、レチクルＲとウエ
ハＷの同期制御が開始される。このウエハステージの加
速開始時点から同期制御の開始時点までの時間ｔ１を、
加速時間と呼ぶ。同期制御開始後、ウエハとレチクルの
変位誤差が所定の関係になるまでレチクルステージＲＳ
Ｔによる追従制御が行われ、露光が開始される。この同
期制御開始後、露光開始までの時間ｔ２を、整定時間と
呼ぶ。
【０２０１】上記の加速開始から露光開始までの時間
（ｔ１＋ｔ２）がプリスキャン時間と呼ばれる。加速時
間ｔ１での平均加速度をａ、整定時間をｔ２とすると、
プリスキャン時における移動距離は（１／２）・ａ・ｔ
１2 ＋ａ・ｔ１・ｔ２で表わされる。
【０２０２】また、等速移動により露光が行われる露光
時間ｔ３は、ショット長をＬ、照明スリットＳＴの走査
方向の幅をｗとした場合、ｔ３＝（Ｌ＋ｗ）／（ａ・ｔ
１）となり、移動距離はＬ＋ｗとなる。
【０２０３】このｔ３の終了時点でショット領域Ｓ１に
対するレチクルパターンの転写は終了するが、スループ
ット向上のため、ステップ・アンド・スキャン方式で
は、通常レチクルＲを交互スキャン（往復スキャン）さ
せることで、順次次のショットに対する露光を行なうの
で、前記プリスキャンでの移動距離と同じ距離だけ、露
光終了時点から更にレチクルＲを移動して、レチクルＲ
を次ショット露光のための走査開始位置まで戻す（従っ
て、これに対応してウエハＷも走査方向に移動させる）
ことが必要である。このための時間が、等速度オーバー
スキャン時間ｔ４、減速オーバースキャン時間ｔ５であ
り、総じて（ｔ４＋ｔ５）がオーバースキャン時間であ
る。このオーバースキャン時間における移動距離は、減
速オーバースキャン時間ｔ５における減速度をｂとする
と、−（１／２）・ｂ・ｔ５2 −ｂ・ｔ５・ｔ４とな
り、この距離が（１／２）・ａ・ｔ１2 ＋ａ・ｔ１・ｔ
２となるようにｔ４、ｔ５、減速度ｂが設定される。
【０２０４】一般の制御系ではａ＝−ｂなので、ｔ１＝
ｔ５、ｔ２＝ｔ４に設定するのが最も容易な制御法とな
る。このように、スキャン露光では等速同期スキャンを
行なうために、プリスキャン距離及び、オーバースキャ
ン距離が必要となり、ウエハ周辺ショットを露光する場
合であっても、プリスキャン及びオーバースキャン時の
間で干渉計光束が反射面（移動鏡）から外れることがあ
ってはならない。そのため、反射面をその分長くしてお
く必要がある。
【０２０５】次に、図１０（Ｃ）を用いて本実施形態に
おける基板テーブルＴＢの各反射面の長さの設定につい
て説明する。図１０（Ｃ）には、ウエハステージＷＳＴ
（基板テーブルＴＢ）が矢印Ｙ方向にスキャンすること
でウエハ周辺のショット領域Ｓを露光する場合のウエハ
周辺ショットＳと移動鏡長延長分（Ｌ０，Ｌ１＋Ｌ２，
Ｌ３）との関係が示されている。この図１０（Ｃ）にお
いて、干渉計ビームＲＩＸ１、ＲＩＸ２の延長線がウエ
ハＷ外周と交差する時の反射面６０ａ、６０ｃの長さが
最低必要な反射面の長さとなる。これに、ショットＳが
ウエハＷ外周に欠けた状態で露光できるとした時の欠け
分仮想ショット長をＬ３、前述したプリスキャン及びオ
ーバースキャンに要する距離をＬ１＋Ｌ２、干渉計ビー
ムをＸＹ面内で２本の測長ビームとした場合の該２本の
測長ビームの中心位置（点線部）と各測長ビームの中心
までの距離と各ビーム半径と所定のマージンとの総和を
Ｌ０とすると、反射面の延長分はＬ０＋Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ
３となり、その値が基板テーブルＴＢの三角形の頂点よ
りも小さくなるように、反射面の長さが設定されてい
る。これにより、スキャン露光時に反射面から測長ビー
ムが外れるという不都合を防止している。但し、ウエハ
外周でのショットはショット長Ｌ分完全に露光する必要
は無いので、ウエハ上に露光される部分のみを露光する
ように制御することで、移動鏡の延長分をＬ０＋Ｌ１＋
Ｌ２としても良い。
【０２０６】１つのショット領域の露光の際のウエハス
テージの基本的な走査手順は、先に説明した通りである
が、隣接した複数のショット領域に順次レチクルパター
ンを転写する場合のウエハステージＷＳＴ（基板テーブ
ルＴＢ）の移動制御方法について、次に詳述する。ここ
では、一例として図１１（Ａ）に示される隣接したショ
ットＳ１，Ｓ２，Ｓ３を順次露光する場合について説明
する。
【０２０７】図１１（Ａ）は、ショットＳ１，Ｓ２，Ｓ
３を順次露光する場合のウエハ上照明スリットＳＴの中
心Ｐが各ショット上を通過する軌跡を示したものであ
る。この図１１（Ａ）から明らかなように、ウエハステ
ージコントローラ７８及び同期制御系８０では、スキャ
ン方向（Ｙ方向）へのウエハステージＷＳＴのプリスキ
ャン及びオーバースキャンと、非スキャン方向（Ｘ方
向）へのウエハステージＷＳＴのステッピングを同じタ
イミングで行っている。これによって、ウエハステージ
ＷＳＴのショット間の移動距離を短縮し、従ってこれに
要する移動時間を短縮し、スループットの向上を図るた
めである。
【０２０８】ところで、前述の如く、プリスキャン時間
にはレチクルＲをウエハＷに完全に追従させるための整
定時間ｔ２が含まれるため、非スキャン方向に関する加
減速制御はできるだけ整定時間ｔ２の開始時点より早く
終了していることが望ましい。これを実現するため、本
実施形態では、ウエハステージコントローラ７８及び同
期制御系８０では、露光終了に続くウエハステージＷＳ
Ｔのスキャン方向での等速オーバスキャン時間ｔ４の間
に、ウエハステージＷＳＴの非スキャン方向でのステッ
ピングを開始することとしており、その等速オーバスキ
ャン時間ｔ４分だけ早く非スキャン方向の加減速制御を
終了するような制御を行う。図１１（Ｂ）には、この場
合のウエハステージＷＳＴのスキャン方向の速度Ｖｙと
時間の関係が示され、図１１（Ｃ）にはそれに対応した
非スキャン方向の速度Ｖｘと時間の関係が示されてい
る。このウエハステージの移動制御方法によると、整定
時間ｔ２の間はスキャン方向の同期制御のみに専念でき
るので、整定時間ｔ２（従ってｔ４も）の短縮が可能と
なる。
【０２０９】ここで、ステッピング方向をＸ軸、スキャ
ン方向をＹ軸とし、ショットＳ１の露光時スキャン速度
を−ＶＹ、ステッピング時最高速度をＶＸとした場合に
ついて、時間配分を各軸について具体的に考えるものと
する。
【０２１０】まずスキャン方向について考えると、ショ
ットＳ１の露光が終了して等速オーバスキャン時間ｔ４
後に、ウエハステージＷＳＴは減速（図１１（Ａ）中の
−Ｙ方向に速度を有する時の＋Ｙ方向の加速）を開始す
る。このときの減速度をａｙとすると、図１１（Ａ）中
の点Ｏ（０，０）を基準点としてウエハステージＷＳＴ
は、時間ｔ４の間に−ＶＹ・ｔ４だけスキャン方向に進
み、その後は、時間ｔ４経過の時点を時間の基準点とし
て、−ＶＹ・ｔ＋（１／２）・ａｙ・ｔ2 というように
変化し、−ＶＹ・ｔ＋（１／２）・ａｙ・ｔ2 ＝−ＶＹ
・ｔ・（１／２）を満足する時点、すなわちｔ＝ｔy ５
＝ＶＹ／ａｙ（図１１（Ｂ参照）となった時点で別の区
画領域としてのショットＳ２に対するプリスキャンが開
始される分岐点Ｂ（図１１（Ａ）参照）となる。その後
加速期間は、加速開始点を時間の基準として１／２・ａ
ｙ・ｔ2 の軌跡を取り、ｔy １＝ＶＹ／ａｙとなるまで
加速し続け、その後、レチクルＲとウエハＷの同期制御
期間としてのｔ２を経て、露光が開始される。露光時間
ｔ３はｔ３＝（ショット長Ｌｙ＋照明スリット幅ｗ）／
ＶＹで表わされる。この時ウエハステージＷＳＴの軌跡
は、放物線状となる。実際の放物線は、ｙ＝ｘ2 又はｙ
＝√ｘにて表されるが、ここではｔを消去すると、ｘ2
と√ｘが含まれる関数となるので、便宜上放物線状と
は、これらの関数も含めたものを示している。
【０２１１】次にステッピング方向を考えると、ショッ
トＳ１の露光が終了後すぐに、ウエハステージＷＳＴは
加速を開始する。加速度をａｘとすると、ウエハステー
ジＷＳＴのＸ座標は図１１（Ａ）中の点０を基準点とし
て（１／２）・ａｘ・ｔ2 となり、ｔ＝ｔx ５＝ＶＸ／
ａｘ（図１１（Ｃ）参照）にて最高速度に達する。ここ
で、ステッピング長Ｌｘ≦ａｘ・ｔx ５2 の場合は、ｔ
x ５＝（Ｌｘ／ａｘ）の時点から減速（＋Ｘ方向に速度
を有する時の−Ｘ方向の加速）を開始する。その後減速
期間は減速開始点を時間の基準点として、ａｘ・ｔx ５
・ｔ−（１／２）・ａｘ・ｔ2 のように変化し、ａｘ・
ｔx ５・ｔ−（１／２）・ａｘ・ｔ2 ＝（１／２）・ａ
ｘ・ｔx ５・ｔとなる時点、すなわち減速開始点から時
間ｔx ５を経過する時点まで減速して停止する。
【０２１２】すなわち、スキャン方向は、図１１（Ｂ）
に示されるように、前ショットの露光終了時点からｔ４
＋ｔy ５＋ｔy １＋ｔ２で次ショットの露光を開始する
が、ステッピング方向には図１１（Ｃ）に示されるよう
に、前ショットの露光終了時点からｔx ５＋ｔ４＋ｔx
１の時点では加減速が終了しており、これより、ｔy１
＝ｔx １，ｔy ５＝ｔx ５とした場合、前述の如くｔ２
＝ｔ４であることを考慮すると、スキャン方向の整定時
間ｔ２における同期制御開始よりｔ４だけ早くステッピ
ング動作が終了することが分かる。
【０２１３】このことを、別の表現にすれば、スキャン
方向の速度がゼロとなる点、すなわち減速が終了して次
ショットの露光のための加速が開始される点である図１
１（Ａ）のＢ点（Ｂｘ，Ｂｙ）のＸ座標Ｂｘがショット
Ｓ１とＳ２の境界よりＳ２寄りとなるように、ウエハス
テージＷＳＴのスキャン方向のオーバースキャン及びプ
リスキャン動作に並行して、非スキャン方向のステッピ
ング動作が行われるように、ウエハステージコントロー
ラ７８及び同期制御系８０が、ウエハステージＷＳＴの
Ｘ、Ｙそれぞれの方向の移動を制御するようになってい
るということである。
【０２１４】また、今までの説明ではステッピング時の
加速度を±ａｘとしていたが、加速時のａｘに対し減速
時の加速度を−ｂｘとし、｜−ｂｘ｜＜ａｘとなる条件
に設定すれば、加速時と減速時とで加速度の大きさを同
一にした場合と比べると、ステッピング時間は長くかか
るものの、減速時の加速度の大きさそのものが小さくな
るので、その減速に伴うウエハステージＷＳＴを含む装
置振動自体を小さく抑えられるという効果がある。従っ
て、非スキャン方向ステッピングが終了した時点におけ
る整定時間が短くなる。
【０２１５】また、上記の説明では、ステッピング長Ｌ
ｘ≦ａｘ・ｔx ５2 の場合を説明したが、Ｌｘ＞ａｘ・
ｔx ５2 の場合、ｔx ６＝（Ｌｘ−ａｘ・ｔx ５2 ）／
ＶＸを満足する時間ｔｘ６だけ最高速度ＶＸにて走査後
に減速動作に入るようにウエハステージＷＳＴのＸ方向
位置を制御すればよいこととなる。但し、いずれにして
もｔ４＋ｔy ５＋ｔy １≧ｔx ５＋ｔx ６＋ｔx １とな
るように加速度ａｘ，最高速度ＶＸを設定することが重
要である。このようにすれば、ステッピング時間は全て
プリスキャン及びオーバスキャンと並行動作されること
となり、スループットが向上する。
【０２１６】すなわち、上記の図１１（Ａ）〜（Ｃ）を
用いて説明したウエハステージＷＳＴ（基板テーブルＴ
Ｂ）の移動制御方法を採用した走査露光方法によると、
レチクルＲとウエハＷとを走査方向であるＹ方向（第１
方向）に同期移動して、ショットＳ１が走査露光された
後、Ｘ方向（非走査方向）に関する、ショットＳ１に隣
接するショットＳ２の位置にウエハＷが到達する前に
（ショット間の非走査方向のステッピング終了する前の
減速中に）ウエハＷの走査方向の加速が開始され、レチ
クルＲのパターンでショットＳ２が走査露光される。換
言すれば、ショットＳ１の露光の終了後にショットＳ２
への移動が開始されるがこの途中で走査方向についての
ウエハの加速が開始されるので、ショットＳ２への非走
査方向の移動時間に該ショットＳ２の露光のための走査
方向加速時間を完全にオーバーラップさせることがで
き、ショットＳ２の位置にウエハＷが到達してからショ
ットＳ２の露光のための走査方向の加速が開始される従
来例に比べてスループットを向上させることができるこ
とは明らかである。
【０２１７】なお、図１１の場合には、ウエハＷの非走
査方向への加速は、ショットＳ１の走査露光終了後の走
査方向の等速移動時に開始されているが、これは走査方
向の整定時間ｔ２における同期制御開始よりｔ４だけ早
くステッピング動作が終了することを意図してこのよう
にしたものであり、これに限らず、ウエハＷの非走査方
向への加速をウエハＷの減速中に開始するようにしても
良い。
【０２１８】この場合において、ウエハＷは、ショット
Ｓ２の走査露光前に、走査方向と交差する方向に沿って
加速されて、走査方向の移動速度がウエハＷの感度特性
に応じた速度に設定されているので、露光中はその速度
を維持しレチクルを同期制御すれば良いので、制御が容
易である。
【０２１９】また、図１１の（Ｂ）、（Ｃ）から明らか
なように、ウエハＷは、ショットＳ１の走査露光とショ
ットＳ２の走査露光との間で、走査方向の移動速度と非
走査方向の移動速度との少なくとも一方が零とならない
ように移動されるので、ショットＳ１の走査露光とショ
ットＳ２の走査露光との間で、停止することなく移動が
行われ、その分スループットが向上する。
【０２２０】また、図１１（Ａ）から明らかなように、
ウエハＷは、ショットＳ１の走査露光とショットＳ２の
走査露光との間で、走査方向の移動速度が零となるＢ点
のＸ方向の位置がショットＳ１よりもショットＳ２に近
くなるように移動されていることから、上記の如く、シ
ョットＳ１とショットＳ２との間のウエハＷの非走査方
向の加速度と減速度とが等しい場合であっても、必ずシ
ョットＳ２露光の開始前のある一定時間（上記の例では
ｔ２）前には非走査方向の速度がゼロとなっている。従
って、ショットＳ１の走査露光とショットＳ２の走査露
光との間のウエハＷの非走査方向の加速後の減速度を大
きくする必要がなく、露光開始時点でこの影響が残るこ
とがなく同期整定時間が不要に長くなることがない。
【０２２１】但し、ウエハＷは、ショットＳ１の走査露
光とショットＳ２の走査露光との間で、図１１（Ａ）に
示されるような移動軌跡で移動させる必要はなく、例え
ば、ショットＳ１の走査露光終了後にウエハＷの走査方
向の速度成分が零となるウエハの非走査方向の位置（Ｂ
点のＸ方向の位置）を、ショットＳ２のＸ方向位置より
もショットＳ１側とし、かつショットＳ２を走査露光す
るために、走査方向及び非走査方向に対して斜めにウエ
ハＷを移動しても良い。あるいは、ショットＳ１の走査
露光とショットＳ２の走査露光との間で、ショットＳ１
の走査露光終了後の走査方向の速度成分が零となるウエ
ハＷの非走査方向位置（Ｂ点のＸ方向の位置）が、ショ
ットＳ１の非走査方向の位置とショットＳ２の非走査方
向の位置との間になるようにウエハＷを移動しても良
い。これらの場合には、ショットＳ１の走査露光が終了
すると、ウエハＷは走査方向速度を減速しつつ非走査方
向への移動が行われ、ウエハＷは曲線状（又は直線状）
の経路に沿って走査方向及び非走査方向に対し斜めに移
動される。従って、ショットＳ１の走査露光終了後のウ
エハＷの移動軌跡は従来のコ字経路に比べて短くなり、
最短距離に近い経路でウエハＷが移動され、その分スル
ープットの向上が可能となる。なお、この場合、ウエハ
Ｗの移動軌跡はＶ字状であっても良いが、ショットＳ１
の走査露光とショットＳ２の走査露光との間でウエハＷ
を停止することなく移動して、その軌跡を放物線状（又
はＵ字状）とすることが望ましい。
【０２２２】また、図１１（Ａ）、（図１１（Ｃ））か
ら明らかなように、ショットＳ１の走査露光後に、走査
方向及び非走査方向と交差する方向にウエハＷを加速
後、所定時間（ｔ２＋α）走査方向に定速移動した後に
露光を開始するので、ウエハＷの非走査方向の速度成分
が走査露光に影響を与えることがない。
【０２２３】また、この場合、ウエハＷの走査方向及び
非走査方向と交差する方向への移動中に、従ってウエハ
Ｗの非走査方向の速度成分が零となる前に、レチクルＲ
の加速が開始されるので、ウエハが定速移動に移ってか
らレチクルＲの加速が開始される場合に比べて、レチク
ルＲとウエハＷとが等速同期状態になるまでの時間が短
縮され、その分スループットの向上が可能である。な
お、前記の加速度、減速度（負の加速度）は、動作中の
平均加減速のことを指し、加減速を円滑に行うための加
減速マップ制御においても本実施形態と同等の効果があ
ることは言うまでもない。
【０２２４】次に、図１２を用いて、図２の干渉計シス
テムを構成する干渉計７６Ｘ１、７６Ｙ、７６Ｘ２の測
長ビームの装置中での配置及びウエハステージコントロ
ーラ７８による基板テーブルＴＢのＸ、Ｙ位置及び回転
の演算方法等について詳述する。図１２は、ウエハＷを
交換するためのローディングポジションにウエハステー
ジＷＳＴが位置する可動型定盤３８近傍の平面図であ
る。
【０２２５】この図１２に示されるように、ＸＹ座標系
（ステージ座標系）上でのウエハステージＷＳＴの位置
をモニタするための干渉計７６Ｘ１，７６Ｙ，７６Ｘ２
は、平面視でそれぞれ測長ビームを２本有し、これら各
２本の測長ビームは、ヨーイング計測用にそれぞれ２本
の独立した光束として基板テーブルＴＢの３つの反射面
６０ａ、６０ｂ、６０ｃを照射している（なお、傾斜方
向計測用の干渉計測長ビームは図示が省略されてい
る）。
【０２２６】干渉計７６Ｘ１，７６Ｘ２からそれぞれ射
出される一方の測長ビーム（測長軸ＲＩＸ11、測長軸Ｒ
ＩＸ21の測長ビーム）の延長線及び、干渉計７６Ｙから
射出している２本の測長ビームの中心線の延長線が交差
する位置に投影光学系ＰＬの光軸が位置しており、ま
た、干渉計７６Ｘ１，７６Ｘ２からそれぞれ射出してい
る残りの測長ビーム（測長軸ＲＩＸ12、測長軸ＲＩＸ22
の測長ビーム）の延長線が交差する位置であって、干渉
計１６Ｙから射出している２本の測長ビームの中心線の
延長線が交差する位置に、アライメント光学系ＡＬＧの
検出中心が位置している。
【０２２７】この場合、ウエハステージコントローラ７
８では、常に、干渉計７６Ｙから射出される２本の測長
ビームによるＹ軸方向位置の計測値ｙ１，ｙ２の平均値
（ｙ１＋ｙ２）／２を基板テーブルＴＢのＹ位置として
算出する。すなわち、干渉計７６Ｙの実質的な測長軸
は、投影光学系ＰＬの光軸及びアライメント光学系ＡＬ
Ｇの検出中心を通るＹ軸である。この干渉計７６Ｙから
射出される２本の測長ビームは、いかなる場合にも基板
テーブルＴＢの反射面６０ｂから外れることがないよう
になっている。また、基板テーブルＴＢの回転（ヨーイ
ング）は、干渉計７６Ｘ１，７６Ｘ２、７６Ｙのいずれ
の各２つの計測値を用いても求めることはできるが、後
述するように、アライメントの際に干渉計７６Ｘ１，７
６Ｘ２の測長ビームの１本が基板テーブル反射面から外
れる可能性があるため、ウエハステージコントローラ７
８では、基板テーブルＴＢの回転も干渉計７６Ｙから射
出される２本の測長ビームによるＹ軸方向位置の計測値
のｙ１，ｙ２の差に基づいて演算するようになってい
る。なお、干渉計７６Ｘ１，７６Ｘ２、７６Ｙのそれぞ
れの計測値に基づいて各々回転を求められる場合には、
ウエハステージコントローラ７８では、それぞれ求めた
回転量の任意のいずれか、あるいは任意の２つ又は３つ
の加算平均により回転を求めるようにしても良い。
【０２２８】また、本実施形態では、干渉計７６Ｘ１
は、Ｙ軸方向に対して所定角度θ１（θ１はここでは−
６０°）傾斜した方向の干渉計ビームＲＩＸ１を反射面
６０ａに垂直に照射し、干渉計７６Ｘ２は、Ｙ軸方向に
対して所定角度θ２（θ２はここでは＋６０°）傾斜し
た方向の干渉計ビームＲＩＸ２を反射面６０ｃに垂直に
照射する。
【０２２９】従って、干渉計ビームＲＩＸ１の反射光に
基づいて計測される計測値をＸ１、干渉計ビームＲＩＸ
２に基づいて計測される計測値をＸ２とすると、次式
（１）により、ウエハステージＷＳＴのＸ座標位置を求
めることができる。 Ｘ＝｛（Ｘ１／ｓｉｎθ１）−（Ｘ２／ｓｉｎθ２）｝×（１／２）…（１）
【０２３０】この場合、干渉計ビームＲＩＸ１とＲＩＸ
２とは、Ｙ軸に関して対称な方向となっているので、ｓ
ｉｎθ１＝ｓｉｎθ２＝ｓｉｎθであるから、 Ｘ＝（Ｘ１−Ｘ２）／（２ｓｉｎθ）…（１）’ によりウエハステージＷＳＴのＸ座標位置を求めること
ができる。
【０２３１】但し、いわゆるアッベ誤差が生じないよう
にすることが重要であるから、ウエハステージコントロ
ーラ７８では、露光時には干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２か
ら投影光学系ＰＬの光軸に向けてそれぞれ射出される測
長ビームＲＩＸ11，ＲＩＸ21による計測値を用いて、上
式（１）’によりウエハステージＷＳＴのＸ位置を演算
し、アライメント時には干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２から
アライメント光学系ＡＬＧの検出中心に向けてそれぞれ
射出される測長ビームＲＩＸ12，ＲＩＸ22による計測値
を用いて、上式（１）’によりウエハステージＷＳＴの
Ｘ位置を演算するようになっている。
【０２３２】但し、ウエハステージＷＳＴの走査方向に
対して、反射面６０ａ、６０ｃの傾きが予め定められた
角度（θ１＋９０°）、（θ２−９０°）にそれぞれな
るように設定する必要がある。予め反射面６０ａ、６０
ｃの傾きがそのようになるように調整し、その後、ウエ
ハステージＷＳＴ上の基準マーク板ＦＭを用いたレチク
ルアライメント時にθ１及びθ２の残留傾き差を計測
し、その差分に基づいて、上記式（１）又は（１）’で
求めたＸを補正することで安定したステージ位置の計測
を行なうことができる。
【０２３３】また、本実施形態の場合、従来の２方向干
渉計と異なり、相互に１２０°回転した位置に各干渉計
光束があるので、一方向から干渉計光路用空調を行なう
と、少なくとも１ヶ所はウエハステージＷＳＴの影に隠
れて空調が困難となる。そのため、３ヶ所の内、少なく
とも２ヶ所に対して独立に空調を行なう吹き出し口をを
設けており、３ヶ所の干渉計光束に対し淀みなく温調さ
れた気体を送風できるような構成となっている。この送
風方法としては干渉計側からステージに向けて送風する
光束平行空調方法と、光束の上から下に向けて送風する
光束直交空調方法があるが、熱源の位置に応じて熱源が
風下にくるように、各軸独立に空調方法を選択すれば良
い。
【０２３４】《第１の露光方法》次に、本実施形態の走
査型露光装置１０におけるウエハ交換から露光終了まで
の動作を、図４（Ａ）及び図８（Ａ）に示されるレチク
ルＲ上の第１領域Ｐ１内の第１パターンを、ウエハＷ上
のショット領域Ｓ１、Ｓ２、……に順次転写した後、第
２領域Ｐ２内の第２パターンを、前記ショット領域Ｓ
１、Ｓ２、……に重ねて転写する二重露光の場合を例に
とって、ウエハステージＷＳＴに関する動作を中心とし
て図１２〜図１５を参照しつつ説明する。
【０２３５】図１２に示されるウエハローディング位置
では、干渉計システム７６の全ての干渉計からの全ての
測長ビームが基板テーブルＴＢのそれぞれの反射面に照
射されている。これは、ウエハ交換と同時に前述した如
く、基準マーク板ＦＭ上の第１基準マークＭr1、Ｍr2を
投影光学系ＰＬ内を透過する露光光を用いる前記一対の
レチクル顕微鏡１１０で観察すると同時に、第２基準マ
ークＭｗをアライメント光学系（オフアクシス・アライ
メントセンサ）ＡＬＧにより観察できるように、基準マ
ーク板ＦＭを基板テーブルＴＢの三角形頂点部の一端に
配置したため、このときに測長ビームが基板テーブルＴ
Ｂのそれぞれの反射面から外れないようにしたものであ
る。これにより、ウエハ交換時に、前述したレチクル
アライメント及びベースライン計測、第２領域Ｐ２の
露光終了後、第１領域の露光のためのレチクルＹ干渉計
３０Ｙのリセット動作、アンロードされる露光済みウ
エハの露光の際に、反射面（移動鏡）からその測長ビー
ムが外れたアライメント光学系ＡＬＧ用の干渉計のリセ
ット動作を、同時に行なうことが可能になっている。な
お、このレチクルアライメント、ベースライン計測には
特開平７−１７６４６８号公報に開示されるクイックア
ライメントモードを使用しても良い。図１２において、
実線は、ウエハＷ上の１回のスキャンで露光可能なショ
ットを示し、また、四角形の破線は、プリスキャン、オ
ーバースキャンでウエハステージＷＳＴが移動しなけれ
ばならない位置を示している。
【０２３６】上記のウエハ交換、干渉計リセット、レチ
クルアライメント及びベースライン計測が終了した時点
でアライメント、例えば特開昭６１−４４４２９号公報
に開示されるエンハンスト・グローバル・アライメント
（ＥＧＡ）によるサンプルアライメントが実行される。
すなわち、ウエハステージＷＳＴは、図１３のウエハＷ
上に記入された矢印（→）に従った順序で、ウエハ上の
少なくとも３つのショット（図１３では８個のショッ
ト）にそれぞれ形成されたアライメントマークがアライ
メント光学系ＡＬＧで検出されるように移動されるとと
もに、各マーク検出位置におけるウエハステージＷＳＴ
の位置、すなわちアライメント光学系ＡＬＧの検出中心
点（又は光軸）を測長軸が通る干渉計の計測値を用い
て、代表的な複数のマークの位置を計測する。この場合
のアライメントマークの計測順序は次のようにして決め
られる。
【０２３７】すなわち、ローディング位置、総露光ショ
ット行が偶数行か、奇数行か等の要素を、勘案し、最も
スループットが早い完全交互スキャンでの二重露光を行
なうことを前提に、基準マーク板ＦＭでの計測後、その
位置に近いショットからアライメントが開始され露光開
始ショット位置に近い位置でアライメントが終了するよ
うな効率の良い（処理時間が早い）アライメントマーク
の計測順序をウエハステージコントローラ７８では決定
するのである。
【０２３８】上記の計測順序に従ったＥＧＡ計測が終了
すると、ウエハステージコントローラ７８によりウエハ
ステージＷＳＴの位置計測に用いる干渉計の測長軸が露
光用干渉計光軸（測長ビームＲＩＸ11，測長ビームＲＩ
Ｘ21による測長軸）に切り換えられた後、ウエハＷ上の
複数ショット領域に対するレチクルＲ上の第１領域Ｐ１
の転写のための、ステップ・アンド・スキャン方式の露
光が開始される。この場合、図１４にも示されるよう
に、総露光行が偶数行なので、左下より露光が開始さ
れ、順次交互にスキャン露光が行なわれる。最初の１行
が左→右の順で露光されると、次の行は右→左へと交互
にステッピングが行なわれ、最終的に図１５のように左
上の露光が終了した時点で、レチクルＲ上の第１領域Ｐ
１の転写のための走査露光（第１走査露光）が終了す
る。
【０２３９】次いで、レチクルＲ上の第２領域Ｐ２の転
写のための準備動作が行われる。この準備動作として
は、先に説明した〜と同様の動作、すなわち、前述
したレチクルアライメント及びベースライン計測、第１
領域Ｐ１の露光終了後、第２領域の露光のためのレチク
ルＹ干渉計３０Ｙのリセット動作、及び必要な場合に
は、第１領域露光の際に、反射面（移動鏡）からその測
長ビームが外れたアライメント光学系ＡＬＧ用の干渉計
のリセット動作に加え、照明条件の変更などが含まれ
る。
【０２４０】ここで、照明条件の変更は、例えば、第１
領域Ｐ１内のパターンがＬ／Ｓ密集パターンであり、第
２領域Ｐ２のパターンがコンタクトホール又は孤立パタ
ーン等である場合には、それぞれのパターンで最適な照
明条件が異なるので、図２の照明系開口絞り板１８Ｈを
回転させて、例えば輪帯照明条件から照明系Ｎ．Ａ．が
小さくなるような小σ照明条件に変更するなどによって
行われる。すなわち、この照明条件の変更とは、レチク
ルＲを照射するスリット状照明光（照明ビーム）の強度
分布、換言すればその照明光を射出する照明源（フライ
アイレンズによって形成される２次光源）の形状と大き
さの少なくとも一方を変更することを意味する。これに
より、レチクルＲ上の第１領域Ｐ１のパターンと第２領
域Ｐ２のパターンの露光に適した照明条件が異なる場合
に、それぞれのパターンに合わせて適切な照明条件を設
定し、一層露光精度を向上させることが可能になる。
【０２４１】次いで、先に計測したＥＧＡ計測の結果を
用いて、上記第１走査露光のときと逆の経路でウエハス
テージＷＳＴの移動を行いつつ、第２領域Ｐ２のパター
ン転写のためのステップ・アンド・スキャン方式の走査
露光を行う。これにより、ウエハＷ上の既に第１領域Ｐ
１の第１パターンが転写されている全てのショット領域
に、第２領域Ｐ２の第２パターンが重ねて転写（重ね焼
き）される。そして、最後のショット（すなわち、ショ
ットＳ１）の露光が終了すると、図１２のウエハ交換位
置までウエハステージＷＳＴが移動し、それ以後は、次
のウエハに対して同様の動作が繰り返される。上記の交
互スキャンの際に、レチクルステージＲＳＴは走査方向
の往復移動を繰り返すのみであるが、ウエハステージＷ
ＳＴに対しては前述した効率の良いステッピング制御が
行われることは、図１４及び図１５からも分かる通りで
ある。
【０２４２】なお、上記のレチクルＲとウエハＷとを同
期移動して、ウエハＷ上の複数のショット領域Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、……にレチクルＲのパターンを順次転写する
ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光方法におい
て、レチクルＲの往復移動によってレチクルＲのパター
ンが転写されるウエハＷ上の任意の２つのショット領
域、例えばショットＳ１、Ｓ２の走査露光間でウエハＷ
を停止することなく移動することが望ましい。この場合
には、ウエハＷ上の順次レチクルＲのパターンが転写さ
れる隣接領域、例えばショットＳ１、Ｓ２の走査露光間
でウエハＷが停止することがないので、その部分に関し
てはより一層スループットが向上するからである。
【０２４３】この意味からすれば、ウエハＷは、レチク
ルＲのパターンを転写すべきウエハＷ上の最後のショッ
ト領域の走査露光が終了するまで、ウエハＷの走査方向
及び非走査方向の少なくとも一方の速度成分が零となら
ないように移動されることがより望ましい。かかる場合
には、結果的に複数ショット領域の全てにステップ・ア
ンド・スキャン方式の走査露光が行われる間ウエハが停
止することがないので、最もスループットが向上するか
らである。なお、本実施形態では、レチクル上の第１領
域の各ショットへの転写と第２領域の各ショットへの転
写との間で照明条件を変更するものとしたが、そのレチ
クル上の第１領域と第２領域のパターンによってはその
照明条件を変更せず、例えば投影光学系ＰＬの開口数の
みを変更するだけでも良いし、あるいは照明条件と投影
光学系ＰＬの開口数の両方を変更するようにしても良
い。
【０２４４】《第２の露光方法》本実施形態の走査型露
光装置１０における通常の二重露光の動作の流れは、上
述したとおりであるが、これに限らず、次のような変則
的な二重露光も可能である。すなわち、レチクルＲ上の
第１領域Ｐ１の第１パターンと、第２領域Ｐ２の第２パ
ターンを順次同一のショット領域Ｓ１に重ねて転写し、
次いで、次のショット領域Ｓ２に、前と逆の順序で第２
領域Ｐ２の第２パターン、第１領域Ｐ１の第１パターン
を重ね焼きするという二重露光の場合である。
【０２４５】この場合、同一のショット領域Ｓの露光の
間は、前とは逆に、ウエハステージＷＳＴが走査方向
（Ｙ方向）について往復移動を行う間に、レチクルステ
ージＲＳＴは、前述した通常の二重露光の場合の隣接す
るショット領域Ｓ１とＳ２とを露光する間のウエハステ
ージＷＳＴと同様の経路に沿って往復移動する。図１６
（Ａ）には、この場合のレチクルＲ（レチクルステージ
ＲＳＴ）の移動軌跡Ｔが示されている。なお、実際に
は、レチクルＲが照明スリットＳＴに対して軌跡Ｔとは
反対に移動することで露光が行なわれるのだが、ここで
は、説明の便宜上レチクルＲ上を照明スリットＳＴ（中
心Ｑ）がレチクルＲに対し移動するように示されてい
る。この軌跡Ｔに沿った移動は、図１１の（Ｂ）、
（Ｃ）で説明したウエハステージＷＳＴの制御と同様
に、レチクルステージＲＳＴの走査方向、非走査方向の
速度制御を行うことにより達成される。
【０２４６】なお、露光対象となるレチクルＲ上の領域
を第１領域Ｐ１からＰ２（あるいはその反対）に切り換
える際に、先に説明したようにレチクルＹ干渉計３０Ｙ
が計測不能状態に陥るが、この変則的な二重露光の際に
は、予め実験的に第１領域Ｐ１から第２領域Ｐ２（ある
いはその反対）に切り換えた際の、それぞれの場合のレ
チクルステージＲＳＴの走査方向位置の変化を計測し
て、それを補正データとしてメモリに記憶しておく。そ
して、実際の露光の際には、領域切り換え前のレチクル
Ｙ干渉計３０Ｙの計測値を記憶し、領域切り換え後にレ
チクルＹ干渉計３０Ｙをリセットした瞬間のレチクルス
テージＲＳＴのＹ座標を、前記の領域切り換え前のレチ
クルＹ干渉計３０Ｙの計測値と上記補正値とから求めら
れる値として、走査方向の位置計測を行うようにしてい
る。
【０２４７】ここで説明した変則的な二重露光は、例え
ば図１６（Ｂ）に示されるような、第１領域Ｐ１に所定
ピッチ（例えば２μｍ）のＹ方向Ｌ／Ｓパターンが形成
され、第２領域Ｐ２にこれを１／２ピッチＹ方向にずら
した同一ピッチのＹ方向Ｌ／Ｓパターンが形成されてい
るような場合の二重露光に最適である。この変則的な二
重露光では第１領域のパターン転写と第２領域のパター
ン転写との間で、照明条件の変更を行う必要がなく、そ
の変更によるスループットの低下がないからである。図
１６（Ｂ）の場合、ウエハＷ上には、最終的に、投影光
学系ＰＬの縮小倍率を１／４とすると、０．２５μｍの
Ｌ／Ｓパターンが形成される。また、本方法では、レチ
クルＲ上の第１パターンと第２パターンとを順次ウエハ
Ｗ上のショット領域Ｓ１に転写した後で、次のショット
領域Ｓ２に、前と逆の順序で第２パターンと第１パター
ンとを転写するものとしたが、レチクルＲ上の第２領域
Ｐ２を照明光で照射した後に、移動軌跡が放物線状とな
るようにレチクルステージＲＳＴの移動を制御して、２
つのショット領域の走査露光間でレチクルステージＲＳ
Ｔを停止することなく駆動しても良い。これにより、ウ
エハＷ上の各ショット領域に対してレチクルＲ上の第１
パターンと第２パターンとが同一順序で転写されるとと
もに、ウエハＷ上の最後のショット領域の走査露光が終
了するまでレチクルステージＲＳＴが停止することなく
駆動されることになる。さらに、前述した第１の露光方
法と同様に、隣接する２つのショット領域間でウエハス
テージＷＳＴの移動軌跡が放物線状となるようにその移
動を制御して、２つのショット間でウエハステージＷＳ
Ｔを停止することなく駆動するようにしても良い。
【０２４８】《第３の露光方法》この他、本実施形態の
走査型露光装置１０によると、レチクルＲ上の第１領域
Ｐ１、第２領域Ｐ２のパターンをウエハＷ上の非走査方
向の隣接領域にそれぞれ転写する繋ぎ合せ露光（スティ
ッチング露光）も可能である。この場合には、前述した
通常の二重露光（第１の露光方法）の際のウエハステー
ジＷＳＴの移動制御と、変則的な二重露光方法（第２の
露光方法）の際のレチクルステージＲＳＴの移動制御と
を同時にかつ同期させて行うことにより達成される。こ
の場合には、レチクルＲ上の第１領域Ｐ１、第２領域Ｐ
２のパターンが繋ぎ合わされた大面積のパターンが、ウ
エハＷ上に形成される。
【０２４９】《第４の露光方法》更に、本実施形態の走
査型露光装置１０によると、上記第１の露光方法を応用
した次のような繋ぎ合せ露光も可能である。すなわち、
この場合には、例えばウエハＷ上の上述したショット領
域Ｓ１，Ｓ２、Ｓ３，Ｓ４、……の内の非走査方向に隣
接する２ショット領域を１区画領域とする大面積の区画
領域（以下、区画領域ＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、……と
呼ぶ）を想定する。そして、各区画領域ＳＳ１、ＳＳ
２、ＳＳ３、……それぞれの非走査方向の一側半分の領
域に、レチクルＲ上の第１領域Ｐ１内の第１パターンを
順次転写した後、上記各区画領域ＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ
３……それぞれの残りの領域（非走査方向他側半分の領
域）にレチクルＲの第２領域Ｐ２内の第２パターンを順
次転写することにより、最終的に区画領域ＳＳ１、ＳＳ
２、ＳＳ３、……内にレチクルＲ上の第１領域Ｐ１、第
２領域Ｐ２のパターンが繋ぎ合わされた大面積のパター
ンをそれぞれ形成するのである。この第４の露光方法
は、区画領域間のウエハステージＷＳＴの非走査方向の
ステッピング距離が第１の露光方法の２倍になるという
違いはあるが、基本的には上記第１の露光方法と同様に
して実現される。
【０２５０】この場合において、ウエハＷ上にレチクル
Ｒの第２領域Ｐ２内の第２パターンを順次転写する区画
領域の順序を、上記と逆にしても良い。この場合には、
第１パターンＰ１の転写終了後、第２パターンの転写開
始までの間のウエハステージＷＳＴの移動距離が非常に
短いので、第２パターンの転写を短時間で開始すること
ができ、その分スループットが向上するという利点もあ
る。
【０２５１】いずれにしても、第１の露光方法と同等の
効果が得られる他、より小さな口径の投影光学系を用い
て大面積パターンをウエハ上へ高精度に転写することが
可能になるので、大口径で結像特性の良好な投影光学系
の作製が困難であることを考慮すると、コストパフォー
マンスが良く、将来的な実用価値が高い露光方法の１つ
であると言える。
【０２５２】上記の第２、第３の露光方法において、レ
チクルＲ上の第１領域Ｐ１を照明光で照射した後のレチ
クルステージＲＳＴの減速中、又はレチクルステージＲ
ＳＴの走査方向（Ｙ方向）の速度成分が零となる前に、
レチクルステージＲＳＴを走査方向に対して斜めに移動
しても良い。このようにすると、第１領域内のパターン
の転写に続いて第２領域内のパターンをウエハＷ上に転
写するに際して、レチクルステージＲＳＴがコの字状の
経路でなく、これより短い経路に沿って移動されるの
で、移動時間の短縮によりスループットの向上が可能と
なる。
【０２５３】また、レチクルＲ上の第２領域Ｐ２を照明
光で照射する前に、レチクルＲ上の第２領域Ｐ２が照明
光に近づくように、レチクルステージＲＳＴを走査方向
及び非走査方向と交差する方向に加速させても良い。又
は、レチクルステージＲＳＴの非走査方向（Ｘ方向）へ
のステッピング動作が終了する前、あるいはレチクルＲ
上の第１領域Ｐ１を照明光で照射した後のレチクルステ
ージＲＳＴの非走査方向の速度成分が零となる前に、レ
チクルステージＲＳＴの走査方向への加速を開始するよ
うにしても良い。なお、スループットの点からレチクル
ステージＲＳＴの移動軌跡が放物線状（又はＵ字状）と
なるようにその移動を制御することが好ましい。
【０２５４】また、上記の第２、第３の露光方法におい
て、レチクルＲ上の第１領域Ｐ１への照明光の照射と、
レチクルＲ上の第２領域Ｐ２への照明光の照射との間
で、レチクルステージＲＳＴを停止させることなく駆動
することが望ましい。かかる場合には、レチクルステー
ジＲＳＴが停止することがないので、レチクルステージ
の移動に要する時間はほぼ最短になる。
【０２５５】また、上記の第３の露光方法においては、
レチクルＲ上の第１領域Ｐ１をウエハＷ上のショット領
域Ｓ１に転写する第１走査露光と、レチクルＲ上の第２
領域をウエハＷ上のショット領域Ｓ２に転写する第２走
査露光との間で、ウエハステージＷＳＴを停止させるこ
となく駆動することが望ましい。かかる場合には、ウエ
ハステージＷＳＴの移動軌跡は必ずしも最短とはならな
いが、ウエハステージＷＳＴが停止することがないの
で、ウエハステージＷＳＴの隣接領域間の移動（ステッ
ピング）に要する時間がほぼ最短になるからである。特
にスティッチングにおいて、レチクルステージＲＳＴが
停止することなく、かつウエハステージＷＳＴが停止す
ることなく駆動される場合には、第１走査露光の終了か
ら第２走査露光の開始までの間の時間が最短となる。ま
た、第２走査露光前に、ウエハステージＷＳＴを走査方
向及び非走査方向と交差する方向に加速させることが望
ましい。この場合、走査方向及び非走査方向に対し斜め
に進みながらウエハステージＷＳＴが加速される。
【０２５６】以上説明したように、本実施形態に係る走
査型露光装置１０によると、レチクルステージＲＳＴの
非走査方向の位置が干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２の少なく
とも一方により計測され、この位置に応じて干渉計３０
Ｙから３つのコーナーキューブ３１Ｙ１、３１Ｙ２、３
１Ｙ３の１つに走査方向の測長ビームＩＹが照射され、
その反射光を受光することによりレチクルステージＲＳ
Ｔの走査方向の位置が干渉計３０Ｙにより計測され、レ
チクルステージＲＳＴの走査方向の位置を干渉計３０Ｙ
により管理することが可能になる。このため、レチクル
ステージＲＳＴの非走査方向の位置がコーナーキューブ
のいずれかが選択される位置にあれば、干渉計３０Ｙで
レチクルステージＲＳＴの走査方向の位置を管理しつつ
レチクルステージＲＳＴと同期してウエハステージＷＳ
Ｔを走査方向に移動させることにより、レチクルＲのパ
ターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写する
ことが可能になり、レチクルＲを交換することなく、レ
チクルＲ上の複数の部分領域あるいはレチクルＲ上の複
数領域のパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上
に転写することが可能になる。
【０２５７】また、この場合、レチクルステージＲＳＴ
の走査方向の位置は干渉計３０Ｙから測長ビームＩＹが
照射されるコーナーキューブを介して計測されるので、
レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの走
査方向の同期移動に先立って（あるいはその同期移動中
に）、従来と同様にレチクルステージＲＳＴを回転制御
しても、コーナーキューブからの戻り光束は固定鏡側か
らの参照光束と常に重なるため、正確に走査露光中のレ
チクルステージＲＳＴの走査方向の位置管理が可能にな
る。従って、レチクルＲを交換することなく、レチクル
Ｒ上の複数の部分領域あるいはレチクルＲ上の複数領域
のパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写
することが可能になり、走査露光中のレチクルステージ
ＲＳＴの第１方向（走査方向）の正確な位置管理が可能
になる。従って、大型レチクルを用いるスティッチング
により大面積な露光を実現してスループットの向上を図
ることができ、また、レチクルステージＲＳＴの回転制
御を行なうことにより高精度な露光が可能となる。さら
に、二重露光を行う場合にも、レチクル交換が不要であ
るという点からもスループットの向上、焦点深度の向上
による露光精度の向上が可能になる。
【０２５８】また、本実施形態では、コーナーキューブ
３１Ｙ１、３１Ｙ２、３１Ｙ３は、レチクルＲ上の領域
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれに対応して設けられている
ことから、いずれの領域のパターンを転写するときに
も、その領域に対応するコーナーキューブを用いて干渉
計３０ＹによりレチクルステージＲＳＴの走査方向の位
置の管理を確実にかつ正確に行うことが可能である。ま
た、コーナーキューブ３１Ｙ３は、レチクルＲの非走査
方向の中央部に配置されていることから、通常のレチク
ル（単一のパターン領域を有するレチクル）を用いた通
常露光、レチクルＲ上に複数のパターン領域が配置され
たレチクルを用いた二重露光等の多重露光、スティッチ
ング露光のいずれにも対応が可能である。
【０２５９】また、上記実施形態では、レチクルステー
ジＲＳＴの非走査方向の位置情報に応じて干渉計３０Ｙ
をリセットする機能をレチクルステージコントローラ３
３が有していることから、レチクルステージＲＳＴの非
走査方向の移動中に干渉計３０Ｙの測長軸がいずれかの
コーナーキューブに当たった瞬間に、レチクルステージ
ＷＳＴの非走査方向の位置情報に応じて干渉計３０Ｙを
リセットすることが可能である。
【０２６０】更に、レチクルステージＲＳＴの非走査方
向の両側面に第１反射面８４ａ、第２反射面８４ｂが設
けられ、これらに対向して干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２が
設けられ、レチクルステージコントローラ３３が、干渉
計３０Ｘ１、３０Ｘ２の内、それぞれの反射面までの測
長ビームがより短くなる方の計測値を用いてレチクルス
テージＲＳＴの非走査方向位置を演算する。このため、
レチクルステージＲＳＴの回転が計測値に与える影響が
小さくなり、非走査方向についてもレチクルステージＲ
ＳＴの位置をより正確に求めることが可能である。
【０２６１】また、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴ上に基準マーク板ＦＭが配置され、レチクルステー
ジＲＳＴの非走査方向の位置に応じて干渉計３０Ｙをリ
セットするために、主制御装置５０がレチクル顕微鏡１
１０、アライメント光学系ＡＬＧのそれぞれにより基準
マーク板ＦＭ上の基準マークを計測することにより、レ
チクルＲとウエハステージＷＳＴとの位置関係を計測す
るようになっていることから、通常露光、通常の二重露
光の際に、レチクルＲ上の異なる領域を露光するためレ
チクルステージＲＳＴを非走査方向に移動してもレチク
ルとウエハＷの重ね合せ精度が悪化するような不都合が
無い。
【０２６２】また、本実施形態では、レチクルステージ
ＲＳＴの移動によって生じる反力に応じた力をレチクル
ステージＲＳＴ又は第２架台（２６、２８）に与えるア
クチュエータ７４Ｒ、７４Ｌを有するフレーム７２を備
えていることから、レチクルステージＲＳＴの移動によ
って生じる反力に応じた力がアクチュエータ７４Ｒ、７
４ＬによりレチクルステージＲＳＴ又は第２架台に与え
られるので、レチクルステージＲＳＴの加減速時の振動
が第２架台を介して架台部１６に伝わるのを防止するこ
とができる。
【０２６３】また、上記第２、第３の露光方法の場合、
レチクルＲのパターンをウエハＷに転写するために、駆
動制御系（これはステージ制御系を構成するレチクルス
テージコントローラ３３、同期制御系８０によって構成
される）により、レチクルステージＲＳＴが走査方向に
沿って少なくとも１回往復されるとともに、その往復移
動の間にレチクルステージＲＳＴが非走査方向に沿って
移動されるが、この移動量に応じた距離だけ非走査方向
へ離れて２つのコーナーキューブ３１Ｙ１、３１Ｙ２が
配置されているので、移動の前後いずれの位置において
も干渉計３０ＹによるレチクルステージＲＳＴの位置管
理が確実に行われ、レチクルステージＲＳＴの１回の往
復移動の間にレチクルＲ上の異なる領域のパターンをウ
エハＷ上の同一領域又は異なる領域に転写することが可
能になる。この場合もレチクルの交換が不要である。
【０２６４】また、本実施形態の走査型露光装置１０に
よると、前記第１の露光方法、第３の露光方法あるいは
通常の走査露光を行う場合、レチクルＲとウエハＷの露
光前のウエハ助走（加速時間）によるプリスキャン及
び、ウエハの露光後の等速移動時間と減速時間によるオ
ーバスキャンと同期して次のショットを露光するための
ウエハの非走査方向（非スキャン方向）へのステッピン
グを行い、非スキャン方向へのステッピング動作が、ウ
エハプリスキャンから露光動作に移るまでの整定時間前
には終了することととしたので、走査露光前後のプリス
キャン、オーバースキャン時間を隣のショットにステッ
ピングするステッピング時間に完全にオーバーラップさ
せることができ、プリスキャン、オーバースキャン動作
と隣のショットにステッピングするステッピング動作と
が別々に行われていた従来例に比べて、スループットを
向上させることができる。また、整定時間ではスキャン
方向のウエハとレチクルとの同期制御のみを行えば良い
ので結果的に整定時間を短縮することができ、その分ス
ループットを向上させることが可能となる。
【０２６５】また、本実施形態では、ウエハの露光後の
等速移動時間と減速時間によるオーバスキャンに対応す
る部分の非スキャン方向加速度が、ウエハ助走（加速時
間）によるプリスキャンに対応する部分の非スキャン方
向負の加速度より絶対値が大きくなるような制御も可能
なので、高加速によるボディの揺れ等を同期制御のため
の整定時間前には完全に減衰させられるため、その分制
御性が良くなり、スループットを向上させることが可能
となる。
【０２６６】また、本実施形態に係る走査型露光装置１
０によると、露光時に、ウエハＷの非走査方向の位置
を、走査方向であるＹ軸に対してそれぞれθ１、θ２の
角度を成す２つの異なる方向に光軸を有する干渉計７６
Ｘ１、７６Ｘ２の計測値に基づいて演算で求め、ウエハ
Ｗの走査方向の位置はＹ軸方向の測長軸を有する干渉計
７６Ｙにて測長を行なうようにしたので、基板テーブル
ＴＢ（従ってウエハステージＷＳＴ）の形状を三角形状
（上記実施形態では正三角形状）にすることが可能とな
る。これにより、図１７に示されるように、高加減速、
最高速度上昇時にも従来の四角形形状のステージｓｔ３
に比べて、ウエハステージＷＳＴの軽量化を図れるとと
もに、フットプリントを改善し、スループットを向上さ
せることができる。図１７は、干渉計多軸化及びプリス
キャン、オーバースキャンによって図中に矢印（→）に
て表示される干渉計光軸がケラレないようにするための
移動鏡距離悪化分Ｄｘ，Ｄｙにより、四角形形状ステー
ジｓｔ３が、ウエハを保持するために必要最低限の大き
さの四角形形状ステージｓｔ１に比べて著しく大きくな
っているのに対し、本実施形態のステージＷＳＴでは同
じＤｘ，Ｄｙの距離悪化分があってもステージ形状は、
四角形形状ステージｓｔ３に比べてはるかに小さいもの
で済むことを示している。
【０２６７】また、ウエハステージＷＳＴの走査方向の
位置を計測する干渉計７６Ｙの計測値に基づきウエハス
テージＷＳＴのヨーイングを算出するようにしたので、
そのヨーイング量を露光時のウエハステージ回転誤差と
してレチクルＲを保持するレチクルステージ側で補正す
ることが可能であるから、ウエハステージＷＳＴに回転
制御機構が不要となり、その分ウエハステージを軽量化
することができる。
【０２６８】また、干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２のそれぞ
れの１光軸（測長ビームＲＩＸ11，測長ビームＲＩＸ2
1）の延長した交点は投影光学系ＰＬの光軸と一致し、
それぞれ他方の光軸（測長ビームＲＩＸ12, 測長ビーム
ＲＩＸ22）の延長した交点はアライメント光学系ＡＬＧ
の検出中心と一致させているので、露光時及びアライメ
ント時にもアッベ誤差のないステージ位置の計測が可能
となり、重ね合わせ精度が向上する。
【０２６９】また、干渉計７６Ｘ１、７６Ｙ、７６Ｘ２
はウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴのそれぞれ
異なる側面に形成された反射面６０ａ，６０ｂ，６０ｃ
との距離を測長し、ウエハ周辺のショットの露光時に、
レチクルＲとウエハＷの相対走査時の際にウエハの助
走，等速移動までの整定時間によるプリスキャン距離及
び、ウエハＷの露光後の等速移動時間及び減速時間によ
るオーバスキャン距離により各干渉計光軸がウエハステ
ージＷＳＴのそれぞれ異なる反射面６０ａ，６０ｂ，６
０ｃから外れないように、ウエハステージＷＳＴの加速
度及び、最高速度、整定時間を決定することとしたの
で、余分に反射面を延ばす必要がない。このため、ウエ
ハステージ（基板テーブルＴＢ）の３つの側面の範囲内
に反射面を設定できるので、ウエハステージＷＳＴのバ
ランスが良くなり、ステージ剛性を高めることが可能と
なり、その結果、ウエハステージのフォーカス，チルト
制御応答を向上させることができる。
【０２７０】また、前記各干渉計７６Ｘ１、７６Ｙ、７
６Ｘ２の光軸が前記ウエハステージのそれぞれ異なる反
射面６０ａ，６０ｂ，６０ｃから外れないウエハステー
ジ上の位置に、ベースライン計測、結像特性計測、照射
量計測を行なう基準マーク板ＦＭ及び空間像検出器ＫＥ
Ｓを配置することとしたので、基準マーク板ＦＭ及び空
間像検出器ＫＥＳによる計測のために移動鏡（あるいは
反射面）を延ばす必要が無くなることもウエハステージ
ＷＳＴの軽量化につながる。
【０２７１】また、ウエハステージＷＳＴを駆動するた
めの駆動系が設置された可動型定盤３８はウエハステー
ジＷＳＴの移動時加減速に伴う反力に応じて移動するよ
うに構成したので、ウエハステージＷＳＴの重心移動に
よる偏荷重を可動型定盤３８の重心移動によりキャンセ
ルすることが可能となり、これにより防振装置２０の負
荷を軽減することができるとともに、偏荷重によるボデ
ィの歪を最小限に抑えることが可能となり、レチクルＲ
とウエハＷの位置決め精度を向上させることができる。
【０２７２】また、前記可動型定盤３８は数Ｈｚの応答
周波数で駆動制御可能であり、ウエハステージＷＳＴの
移動の際の加減速時にはその反力を打ち消すように駆動
制御し、また、ステージ姿勢（偏荷重）により可動型定
盤３８が任意の方向に移動しないように前記応答周波数
で制御することもできるので、レチクルの位置可変や、
環境変化による偏荷重の防止が可能となる。
【０２７３】更に、ウエハステージＷＳＴの重量が可動
型定盤３８の重量の１／９以下になるように設定されて
いるので、可動型定盤３８がウエハステージＷＳＴの移
動時加減速に伴う反力に応じて移動する距離が、ウエハ
ステージＷＳＴの移動距離の１／１０以下になり、可動
型定盤３８の必要移動範囲を小さく設定することができ
る。
【０２７４】また、位置制御精度を必要とする露光及び
アライメント前の可動型定盤３８の応答周波数と、それ
以外の応答周波数を可変とし、可動型定盤３８は２方向
の位置がリニアエンコーダ４５によってモニタされてお
り、位置制御精度を必要とする露光及びアライメント以
外の駆動動作時に可動型定盤３８の位置を所定の位置に
補正することとしたので、ウエハ加減速時の反作用にて
可動型定盤３８が逆方向に移動する距離を１桁以上少な
くすることができる。すなわち、露光及びアライメント
時に高精度で制御することが可能な上に、その他の条件
にて可動型定盤３８の位置を任意の位置に設定し直すこ
とが可能となり、フットプリントを小さくすることがで
きる。
【０２７５】なお、上記実施形態では、レチクルステー
ジＲＳＴの走査方向の位置を計測するためのミラーとし
てコーナーキューブを用いる場合について説明したが、
本発明に係る走査露光方法の実現のためには、これに限
らず、短い反射面（平面鏡等）を用いても良い。この場
合は、従来の平面ミラーに比べてその製作が容易である
ことからその分コストの低減が可能になる。
【０２７６】また、上記実施形態では、レチクルＲ上に
第１領域、第２領域の２つの領域が存在する二重露光用
レチクルについて説明したが、これに限らず、より小径
の投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲ上に３つ以上の
細長い領域（あるいは分割領域）が存在するような場合
であっても、本発明は同様に適用できることは言うまで
もない。
【０２７７】また、上記実施形態では、レチクルステー
ジＲＳＴ上に、単一のレチクルＲが保持された場合につ
いて説明したが、例えば非走査方向に沿ってレチクルＲ
１とＲ２とを配列し、レチクルＲ１には第１領域Ｐ１内
の第１パターンが形成され、レチクルＲ２には第２領域
Ｐ２内の第２パターンが形成されていても良い。複数の
レチクルであってもそれぞれのレチクルのパターンを順
次ウエハＷ上に転写する場合には、前述した実施形態の
作用をそのまま奏する。
【０２７８】なお、上記実施形態では、ウエハステージ
ＷＳＴの移動方法を図１１（Ａ）〜（Ｃ）を用いて詳細
に説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論
である。先の説明中と同一の符号をもって、他の例を説
明すれば、ショットＳ１の走査露光終了後に、ウエハＷ
の走査方向の移動速度が零となるまで、ウエハＷを減速
させつつ走査方向と交差する方向に移動し、かつショッ
トＳ２の走査露光前に、ウエハＷを加速させつつ走査方
向と交差する方向に移動しても良い。このようにすれ
ば、ショットＳ１の走査露光終了後に、ウエハＷはＶ字
状の経路に沿って移動されるので、最短距離に近い経路
でウエハＷが移動され、その分スループットの向上が可
能となる。あるいは、ショットＳ１の走査露光終了後の
ウエハＷの減速中、及びショットＳ２の走査露光前のウ
エハＷの加速中に、ウエハＷを走査方向及び非走査方向
と交差する方向に移動しても良い。かかる場合にも、結
果的にウエハＷはＶ字状の経路に沿って移動されるの
で、最短距離に近い経路でウエハＷが移動され、その分
スループットの向上が可能となる。
【０２７９】これらの場合も、ウエハＷは、ショットＳ
１の走査露光とショットＳ２の走査露光との間で停止す
ることなく移動されることが望ましいことは言うまでも
ない。
【０２８０】なお、上記実施形態では、ウエハステージ
ＷＳＴとして正三角形状のステージを採用し、これに合
わせて３つの異なる方向からそれぞれウエハステージＷ
ＳＴの位置を計測する３つの干渉計７６Ｘ１、７６Ｙ、
及び７６Ｘ２から成る干渉計システム７６を採用した場
合について説明したが、これは、本発明の目的であるス
ループットの向上をより効果的に達成しようとの観点か
らこのようにしたものであって、本発明がこれに限定さ
れないことは勿論である。すなわち、通常の正方形、長
方形のウエハステージであっても、本発明は上記実施形
態と同様に好適に適用でき、スループットの向上という
効果は、程度の差こそあれ十分に得られるものである。
【０２８１】また、上記実施形態では、ウエハステージ
ＷＳＴが移動ステージ５２、レベリング駆動機構、基板
テーブルＴＢ等を備えた場合について説明したが、本発
明がこれに限定されることはなく、例えば、単なる板状
の部材を基板ステージとして用いても構わない。かかる
板状部材であっても、いわゆる２次元平面モータ等を用
いれば、ＸＹ平面に対する傾斜駆動、Ｚ方向駆動は可能
だからである。
【０２８２】また、上記実施形態では、第１、第２反射
面８４ａ、８４ｂをレチクルステージＲＳＴの側面に形
成し、反射面６０ａ、６０ｂ、６０ｃの全てを基板テー
ブルＴＢの側面に鏡面加工にて形成する場合について説
明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、い
ずれか任意の１つ又は２つを平面鏡から成る移動鏡の反
射面にて構成しても構わないことは勿論である。
【０２８３】また、上記実施形態では、第１の干渉計と
してのレチクルＹ干渉計３０Ｙ、第２、第３の干渉計と
してのレチクルＸ干渉計３０Ｘ１、３０Ｘ２が全て第２
架台上に設けられる場合について説明したが、これに限
らず、これらの干渉計の少なくとも１つを図３に示され
るような第１フレーム４０のような別のフレームに設け
ても良い。
【０２８４】なお、上記実施形態では、投影光学系ＰＬ
として、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レ
ンズ）のみで構成される縮小投影レンズを用いる場合に
ついて説明したが、本発明がこれに限定されることはな
く、その他のタイプの投影光学系であっても全く同様に
適用できるものである。そこで、図１８を参照して、そ
の他のタイプの投影光学系について簡単に説明する。
【０２８５】図１８（Ａ）は、屈折光学素子（レンズ
系）ＧＳ１〜ＧＳ４、凹面鏡ＭＲｓ、ビームスプリッタ
ＰＢＳを組み合わせた縮小投影光学系であり、この系の
特徴はレチクルＲからの結像光束を大きなビームスプリ
ッタＰＢＳを介して凹面鏡ＭＲｓで反射させて再びビー
ムスプリッタＰＢＳに戻し、屈折レンズ系ＧＳ４で縮小
率を稼いで投影像面ＰＦ３（ウエハＷ）上に結像する点
であり、詳しくは特開平３−２８２５２７号公報に開示
されている。
【０２８６】図１８（Ｂ）は、屈折光学素子（レンズ
系）ＧＳ１〜ＧＳ４、小ミラーＭＲａ、凹面鏡ＭＲｓを
組み合わせた縮小投影光学系であり、この系の特徴は、
レチクルＲからの結像光束を、レンズ系ＧＳ１，ＧＳ
２，凹面鏡ＭＲｓからなるほぼ等倍の第１結像系ＰＬ
１、偏心配置の小ミラーＭＲａ、そしてレンズ系ＧＳ
３，ＧＳ４で構成されてほぼ所望の縮小率を持った第２
結像系ＰＬ２を通して投影像面ＰＦ３（ウエハＷ）上に
結像させる点であり、詳しくは特開平８−３０４７０５
号公報に開示されている。
【０２８７】なお、上記実施形態では、アライメント光
学系としてオフアクシス・アライメントセンサＡＬＧを
用いる場合について説明したが、これに限らず、ＴＴＬ
（スルー・ザ・レンズ）タイプ等のオンアクシス・アラ
イメント光学系を用いても勿論良い。かかる場合には、
干渉計７６Ｙと同様に、干渉計７６Ｘ１、７６Ｘ２から
射出している２本の光束（測長ビーム）の中心線の延長
線が交差する位置に投影光学系ＰＬの光軸が位置するよ
うにし、３ヶ所全ての２軸光束で計測した結果の差分の
平均値によりウエハステージヨーイングを決定すれば、
ヨーイング計測精度が１／√３に向上する。
【０２８８】また、上記実施形態ではダブルフライアイ
レンズ系を用いるものとしたが、１つのフライアイレン
ズ（又はロッド型インテグレータ）のみを用いても良い
し、あるいはフライアイレンズとロッド型インテグレー
タとを組み合わせて用いても良い。このロッド型インテ
グレータが配置される照明光学系では、そのσ値の変更
や輪帯照明などの変形照明を実現するために、例えばロ
ッド型インテグレータよりも光源側に配置される少なく
とも１つの光学素子（レンズエレメント）を移動、又は
交換して、ロッド型インテグレータの入射面上での照明
光の強度分布を変更すればよい。
【０２８９】さらに、上記実施形態では露光用照明光と
して波長が１００ｎｍ以上の紫外光、具体的はＫｒＦエ
キシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザを用いる場合つ
いて説明したが、これに限らず、例えばｇ線、ｉ線など
のＫｒＦエキシマレーザと同じ遠紫外域に属する遠紫外
（ＤＵＶ）光、あるいはＡｒＦエキシマレーザと同じ真
空紫外域に属するＦ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）などの
真空紫外（ＶＵＶ）光を用いることができる。Ｆ2 レー
ザを光源とする走査型露光装置では、投影光学系として
反射屈折光学系が採用されるとともに、照明光学系や投
影光学系に使われる光学素子（レンズエレメント）が全
て蛍石となり、かつＦ2 レーザ光源、照明光学系及び投
影光学系内の空気はヘリウムガスで置換されるととも
に、照明光学系と投影光学系との間、及び投影光学系と
ウエハの間などもヘリウムガスで満たされる。また、Ｆ
2 レーザを用いる露光装置では、蛍石、フッ素がドープ
された合成石英、フッ化マグネシウム、及び水晶などの
いずれか１つで作られたレチクルが使用される。
【０２９０】なお、エキシマレーザの代わりに、例えば
波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１５７ｎｍのいずれ
かに発振スペクトルを持つＹＡＧレーザなどの固体レー
ザの高調波を用いるようにしても良い。
【０２９１】また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリ
ビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅
し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調
波を用いても良い。
【０２９２】例えば、単一波長レーザの発振波長を１．
５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８
９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波
長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が
出力される。特に、発振波長を１．５４４〜１．５３３
μｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍ
の範囲内の８倍高調波、すなわちＡｒＦエキシマレーザ
とほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．
５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５
７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、すなわちＦ2
レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【０２９３】また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍ
の範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範
囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．
０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が
１５７〜１５８ｎｍの範囲内の７倍高調波、すなわちＦ
2 レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。な
お、単一波長発振レーザとしてはイットリビウム・ドー
プ・ファイバーレーザを用いる。
【０２９４】また、上記実施形態の走査型露光装置にお
いて、露光用照明光としては波長１００ｎｍ以上の光に
限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは
勿論である。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを
露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源とし
て、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵ
Ｖ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、
その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の基で設計された
オール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵ
Ｖ露光装置の開発が行なわれている。この装置において
は、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してス
キャン露光する構成が考えられるので、かかる装置も本
発明の適用範囲に含まれるものである。
【０２９５】なお、上記実施形態では、ＥＵＶ露光装置
などでチャンバ内が真空になることをも想定してステー
ジの駆動系を磁気浮上型リニアアクチュエータとし、チ
ャック系にも静電吸着方式を用いる等の工夫を行なって
いるが、露光波長が１００ｎｍ以上の光露光装置におい
ては、エアフローによるステージ駆動系や吸着にバキュ
ームを用いても構わない。
【０２９６】ところで、投影光学系は縮小系だけでなく
等倍系、又は拡大系（例えば液晶ディスプレイ製造用露
光装置など）を用いても良い。また、プロキシミティ方
式の走査型露光装置、例えばＸ線が照射される円弧状照
明領域に対してマスクとウエハとを一体的に相対移動す
るＸ線露光装置などにも本発明を適用できる。
【０２９７】さらに、半導体素子の製造に用いられる露
光装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレ
イの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレ
ート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用
いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転
写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用い
られる露光装置などにも本発明を適用することができ
る。また、レチクル又はマスクを製造するために、ガラ
ス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写す
る露光装置にも本発明を適用できる。
【０２９８】また、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を
経て製造される。
【０２９９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る走査
型露光装置及び走査露光方法によれば、微細パターンを
用いた高精度な露光を高スループットで実現することが
できるという従来にない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の走査型露光装置を示す斜視図であ
る。
【図２】図１の走査型露光装置の内部構成を概略的に示
す図である。
【図３】リアクションアクチュエータ及びリアクション
フレームを説明するための図である。
【図４】（Ａ）はレチクルベース定盤近傍の平面図、
（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｂ方向から見たレチクルベース定
盤近傍の側面図である。
【図５】図２のレーザ干渉計システムをより詳細に説明
するための図であって、（Ａ）はレーザ干渉計システム
を構成する３つの干渉計からの干渉計ビームを基板テー
ブルＴＢとともに示す平面図、（Ｂ）は干渉計７６Ｙか
らの干渉計ビームを該干渉計を構成する一部の光学系と
ともにより詳細に示す図、（Ｃ）は干渉計７６Ｙからの
測長ビームＲＩＹ1 （又はＲＩＹ2 ）と測長ビームＲＩ
Ｙ3 の位置関係を説明するための図である。
【図６】基板テーブル上に取り付けられた空間像検出器
の構成とそれに関連した信号処理系の構成を概略的に示
す図である。
【図７】可動型定盤の役割及びその制御方法について説
明するための図であって、（Ａ）は定盤付近の概略平面
図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ａ方向から見た概略正面図で
ある。
【図８】（Ａ）は９インチレチクルの一例を示す平面
図、（Ｂ）は９インチレチクルの他の一例を示す平面図
である。
【図９】レチクルアライメント及びベースライン計測を
説明するための図である。
【図１０】（Ａ）は投影光学系の有効フィールドに内接
するウエハ上のスリット状の照明領域とショット領域Ｓ
１との関係を示す平面図、（Ｂ）はステージ移動時間と
ステージ速度との関係を示す線図、（Ｃ）はウエハ周辺
のショット領域Ｓを露光する場合のウエハ周辺ショット
Ｓと移動鏡長延長分との関係を説明するための図であ
る。
【図１１】（Ａ）はショットＳ１，Ｓ２，Ｓ３を順次露
光する場合のウエハ上照明スリットＳＴの中心Ｐが各シ
ョット上を通過する軌跡を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の場
合のウエハステージのスキャン方向の速度と時間の関係
を示す線図、（Ｃ）はそれに対応した非スキャン方向の
速度と時間の関係を示す線図である。
【図１２】ウエハＷを交換するためのローディングポジ
ションにウエハステージが位置するときの可動型定盤近
傍の平面図である。
【図１３】アライメント計測の際のウエハステージの移
動の様子を示す可動型定盤近傍の平面図である。
【図１４】露光開始時の位置にウエハステージが位置す
るときの可動型定盤近傍の平面図である。
【図１５】第１領域の露光終了時の位置にウエハステー
ジが位置するときの可動型定盤近傍の平面図である。
【図１６】（Ａ）は変則的な二重露光を行う際のレチク
ルＲ（レチクルステージＲＳＴ）の移動記載を示す図、
（Ｂ）は変則的な二重露光に最適なレチクル上の第１領
域と第２領域のパターンの一例を示す図である。
【図１７】本実施形態の効果を説明するための図であっ
て、干渉計多軸化及びプリスキャン、オーバースキャン
に起因する移動鏡距離悪化分があっても、本実施形態の
ウエハステージが従来の四角形形状ステージに比べ、小
型にできることを示す図である。
【図１８】（Ａ）は投影光学系を反射屈折光学系とした
一例を示す図、（Ｂ）は投影光学系を反射屈折光学系と
したその他の例を示す図である。
【図１９】（Ａ）は従来例のレチクルステージの平面
図、（Ｂ）は発明が解決しようとする課題を説明するた
めの図であって、９インチレチクルを用いた場合のレチ
クルステージの平面図である。
【符号の説明】
１０…走査型露光装置、１６…架台部（第１架台）、２
０…防振装置、２６…支柱（第２架台の一部）、２８…
レチクルベース定盤（第２架台の一部）、３０Ｙ…レチ
クルＹ干渉計（第１の干渉計）、３０Ｘ１…レチクルＸ
干渉計（第２の干渉計）、３０Ｘ２…レチクルＸ干渉計
（第３の干渉計）、３１Ｙ１…コーナーキューブ（第１
ミラー）、３１Ｙ２…コーナーキューブ（第２ミラ
ー）、３１Ｙ３…コーナーキューブ、３３…レチクルス
テージコントローラ（駆動制御系の一部、リセット装
置、演算装置）、５０…主制御装置（計測装置の一
部）、７２…リアクションフレーム（フレーム）、７４
Ｒ、７４Ｌ…リアクションアクチュエータ（アクチュエ
ータ）、７８…ウエハステージコントローラ（駆動制御
系の一部）、８０…同期制御系（駆動制御系の一部）、
８４ａ…第１反射面、８４ｂ…第２反射面、１１０…レ
チクル顕微鏡（計測装置の一部）、Ｒ…レチクル（マス
ク）、Ｗ…ウエハ（基板）、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ
…レチクルステージ（マスクステージ）、ＷＳＴ…ウエ
ハステージ（基板ステージ）、Ｐ１…第１領域、Ｐ２…
第２領域、ＦＭ…基準マーク板、Ｍr1、Ｍr2…第１基準
マーク、Ｍｗ…第２基準マーク、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…シ
ョット（区画領域）。

Claims (43)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マスクと基板とを同期移動して、前記マ
    スクのパターンを投影光学系を介して前記基板に転写す
    る走査型露光装置であって、 前記投影光学系の物体面側に配置されるマスクステージ
    と；前記投影光学系の像面側に配置される基板ステージ
    と；前記マスクステージに設けられ、前記マスクが同期
    移動される第１方向と直交する第２方向に沿って配置さ
    れる複数のコーナーキューブと；前記第１方向に沿って
    測長ビームを前記マスクステージに向けて照射するとと
    もに、前記マスクステージの前記第２方向の位置に応じ
    て選択される前記複数のコーナーキューブの１つで反射
    される測長ビームを受光する第１の干渉計とを備える走
    査型露光装置。
  2. 【請求項２】 前記マスクのパターンを前記基板に転写
    するために、前記マスクステージを前記第１方向に沿っ
    て少なくとも１回往復させるとともに、前記往復移動の
    間に前記マスクステージを前記第２方向に沿って移動さ
    せる駆動制御系とを更に備え、 前記複数のコーナーキューブの内の２つは、前記マスク
    ステージの前記第２方向の移動量に応じた距離だけ離れ
    て配置されることを特徴とする請求項１に記載の走査型
    露光装置。
  3. 【請求項３】 マスクと基板とを同期して所定の第１方
    向に相対移動しつつ、前記マスクに形成されたパターン
    を投影光学系を介して前記基板上に転写する走査型露光
    装置であって、 前記マスクを保持して２次元移動可能なマスクステージ
    と；前記基板を保持して前記第１方向に移動可能な基板
    ステージと；前記マスクステージに設けられ、前記第１
    方向に延びる第１反射面と；前記マスクステージに設け
    られ、前記第１方向に直交する第２方向に所定間隔で配
    置された複数のコーナーキューブと；前記マスクステー
    ジの第２方向の位置に応じ、前記複数のコーナーキュー
    ブの１つに前記第１方向の測長ビームを照射し、その反
    射光を受光することにより前記マスクステージの前記第
    １方向の位置を計測する第１の干渉計と；前記第１反射
    面に前記第２方向の測長ビームを照射し、その反射光を
    受光することにより前記マスクステージの前記第２方向
    の位置を計測する第２の干渉計とを備える走査型露光装
    置。
  4. 【請求項４】 前記複数のコーナーキューブは、前記マ
    スク上に第２方向に沿って配置された複数領域のそれぞ
    れに対応して設けられていることを特徴とする請求項３
    に記載の走査型露光装置。
  5. 【請求項５】 前記複数のコーナーキューブは、前記マ
    スクの第２方向の中央部に配置されたコーナーキューブ
    を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の走査型露
    光装置。
  6. 【請求項６】 前記マスクステージの第２方向の位置情
    報に応じて前記第１の干渉計をリセットするリセット装
    置を更に備える請求項３〜５のいずれか一項に記載の走
    査型露光装置。
  7. 【請求項７】 前記第２の干渉計の反対側から前記マス
    クステージに前記第２方向の測長ビームを照射する第３
    の干渉計が更に設けられ、 前記マスクステージが前記第３の干渉計からの測長ビー
    ムが照射される前記第１反射面と平行な第２反射面を更
    に有し、 前記マスクステージの第２方向の位置を、前記第２及び
    第３の干渉計の計測値の少なくとも一方に基づいて演算
    する演算装置を更に備えることを特徴とする請求項３〜
    ６のいずれか一項に記載の走査型露光装置。
  8. 【請求項８】 前記演算装置は、前記マスクステージの
    第２方向の位置情報の一種である前記投影光学系の投影
    視野に対向して位置する前記マスク上の領域の情報に応
    じて、前記第２及び第３の干渉計の計測値の一方又は両
    方に基づいて前記マスクステージの第２方向の位置を求
    めることを特徴とする請求項７に記載の走査型露光装
    置。
  9. 【請求項９】 前記基板ステージ上に所定の基準マーク
    を配置し、 前記マスクステージの第２方向の位置に応じて前記第１
    の干渉計をリセットするために、前記基準マークを用い
    て前記マスクと前記基板ステージとの位置関係を計測す
    る計測装置を更に備えることを特徴とする請求項１〜８
    のいずれか一項に記載の走査型露光装置。
  10. 【請求項１０】 前記投影光学系を支持する第１架台
    と；前記マスクステージが配置される第２架台と；前記
    第１架台を支持する防振装置と；前記防振装置が配置さ
    れる床上に設けられるとともに、前記マスクステージの
    移動によって生じる反力に応じた力を前記マスクステー
    ジ又は前記第２架台に与えるアクチュエータを有するフ
    レームとを更に備えたことを特徴とする請求項１〜９の
    いずれか一項に記載の走査型露光装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１の干渉計の測長ビームは、そ
    の延長線が前記投影光学系の光軸と交わることを特徴と
    する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の走査型露光
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２の干渉計は、前記第２方向に
    沿って２本の測長ビームを前記第１反射面に照射し、前
    記２本の測長ビームの１つはその延長線が前記投影光学
    系の光軸と交わることを特徴とする請求項３〜８のいず
    れか一項に記載の走査型露光装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１反射面は、前記マスクステー
    ジの側面に形成されていることを特徴とする請求項３〜
    ８のいずれか一項に記載の走査型露光装置。
  14. 【請求項１４】 マスクを保持するマスクステージと基
    板を保持する基板ステージとを同期して所定の第１方向
    に相対移動させつつ、前記マスクに形成されたパターン
    を前記基板に転写する走査露光方法であって、 前記マスクステージに前記第１方向に沿って延設された
    第１反射面に測長ビームを照射しその反射光を受光して
    前記マスクステージの第２方向の位置を管理するととも
    に、前記マスクステージに設けられた第１のコーナーキ
    ューブに測長ビームを照射しその反射光を受光して前記
    マスクステージの第１方向の位置を管理しつつ、前記マ
    スク上の第１領域のパターンを前記基板上の所定領域に
    転写する第１走査露光工程と；前記第１反射面に測長ビ
    ームを照射しその反射光を受光して前記マスクステージ
    の第２方向の位置を管理するとともに、前記マスクステ
    ージに設けられた前記第１のコーナーキューブとは異な
    る第２のコーナーキューブに測長ビームを照射しその反
    射光を受光して前記マスクステージの第１方向の位置を
    管理しつつ、前記マスク上の前記第１領域の第２方向に
    隣接された第２領域のパターンを前記基板上の前記所定
    領域に転写する第２の走査露光工程とを含む走査露光方
    法。
  15. 【請求項１５】 マスクを第１方向に往復移動して、前
    記マスク上の前記第１方向と直交する第２方向に沿って
    並ぶ第１及び第２領域をそれぞれ照明光で照射するとと
    もに、前記マスクの移動に同期して基板を移動すること
    により、前記マスクのパターンを前記基板上に転写する
    走査露光方法において、 前記マスク上の第１領域を前記照明光で照射するため
    に、前記マスクを保持するマスクステージに設けられる
    第１ミラーに測長ビームを照射する干渉計の出力に基づ
    いて前記マスクステージを前記第１方向に駆動し、 前記マスク上の第２領域を前記照明光で照射するため
    に、前記マスクステージに設けられる第１ミラーと異な
    る第２ミラーに前記干渉計の測長ビームを照射しながら
    前記マスクステージを前記第１方向に駆動することを特
    徴とする走査露光方法。
  16. 【請求項１６】 前記マスク上の第１領域が転写される
    前記基板上の区画領域に、前記マスク上の第２領域を重
    ね合わせて転写して、前記第１領域内の第１パターンと
    前記第２領域内の第２パターンとの合成パターンを前記
    区画領域に形成することを特徴とする請求項１５に記載
    の走査露光方法。
  17. 【請求項１７】 前記基板上の複数の区画領域に前記マ
    スクのパターンを順次転写するために、前記マスク上の
    第１領域を前記複数の区画領域に順次転写し、かつ前記
    マスクを前記第２方向に移動した後で、前記マスク上の
    第２領域を前記複数の区画領域に順次転写することを特
    徴とする請求項１５又は１６に記載の走査露光方法。
  18. 【請求項１８】 前記マスク上の第２領域を前記複数の
    区画領域に転写する前に、前記照明光の強度分布を変更
    することを特徴とする請求項１７に記載の走査露光方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記マスク上の第１領域を前記照明光
    で照射した後の前記マスクステージの減速中に、前記マ
    スクステージを前記第１方向に対して斜めに移動するこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の走査露光方法。
  20. 【請求項２０】 前記マスク上の第２領域を前記照明光
    で照射する前に、前記マスク上の第２領域が前記照明光
    に近づくように、前記マスクステージを前記第１及び第
    ２方向と交差する方向に加速させることを特徴とする請
    求項１５又は１９に記載の走査露光方法。
  21. 【請求項２１】 前記マスク上の第１領域への前記照明
    光の照射と、前記マスク上の第２領域への前記照明光の
    照射との間で、前記マスクステージを停止させることな
    く駆動することを特徴とする請求項１５、１９、２０の
    いずれか一項に記載の走査露光方法。
  22. 【請求項２２】 前記マスク上の第１領域を前記基板上
    の第１区画領域に転写する第１走査露光と、前記マスク
    上の第２領域を前記基板上の前記第１区画領域と隣接す
    る第２区画領域に転写する第２走査露光との間で、前記
    基板を保持する基板ステージを停止させることなく駆動
    することを特徴とする請求項１５、１９、２０のいずれ
    か一項に記載の走査露光方法。
  23. 【請求項２３】 前記第２走査露光前に、前記基板ステ
    ージを前記第１及び第２方向と交差する方向に加速させ
    ることを特徴とする請求項２２に記載の走査露光方法。
  24. 【請求項２４】 前記マスクは、前記第２方向に沿って
    配列される第１及び第２マスクを含み、前記第１マスク
    は前記第１領域内の第１パターンが形成され、前記第２
    マスクは前記第２領域内の第２パターンが形成されるこ
    とを特徴とする請求項１５、１９、２２、２３のいずれ
    か一項に記載の走査露光方法。
  25. 【請求項２５】 マスクを第１方向に往復移動して、前
    記マスク上の前記第１方向と直交する第２方向に沿って
    並ぶ第１及び第２領域をそれぞれ照明光で照射するとと
    もに、前記マスクの移動に同期して基板を移動すること
    により、前記マスクのパターンを前記基板上に転写する
    走査露光方法において、 前記マスク上の第１領域への前記照明光の照射と、前記
    マスク上の第２領域への前記照明光の照射との間で、前
    記マスクを停止させることなく移動することを特徴とす
    る走査露光方法。
  26. 【請求項２６】 基板上に回路パターンを転写する走査
    露光方法であって、 前記回路パターンの第１及び第２分解パターンを有する
    マスクを第１方向に移動して、前記第１分解パターンを
    照明光で照射するとともに、前記マスクの移動に同期し
    て前記基板を移動し、前記基板上の区画領域に前記第１
    分解パターンを転写する第１工程と；前記第１方向に沿
    って前記マスクを前記第１工程とは逆向きに移動して、
    前記第２分解パターンを前記照明光で照射するととも
    に、前記マスクの移動に同期して前記基板を移動し、前
    記区画領域に前記第２分解パターンを転写する第２工程
    とを含む走査露光方法。
  27. 【請求項２７】 前記第１工程と前記第２工程の間で、
    前記マスクは、前記第１方向、及びそれと直交する第２
    方向の速度成分の少なくとも一方が零とならないように
    移動されることを特徴とする請求項２６に記載の走査露
    光方法。
  28. 【請求項２８】 少なくとも第１及び第２パターンが形
    成されたマスクと基板とを同期移動して、前記基板上の
    複数の区画領域のそれぞれに、前記各区画領域内での転
    写位置の異なる前記少なくとも第１及び第２パ夕―ンを
    合成したパターンを形成する走査露光方法において、 前記複数の区画領域の一部に前記第１パターンをステッ
    プ・アンド・スキャン方式でそれぞれ転写し、前記第１
    パターンの転写後に前記マスクを同期移動方向である第
    １方向と直交する第２方向に移動し、前記複数の区画領
    域の残りの一部に前記第２パターンをステップ・アンド
    ・スキャン方式で転写することを特徴とする走査露光方
    法。
  29. 【請求項２９】 基板上の復数の区画領域に少なくとも
    第１及び第２パターンをそれぞれステップ・アンド・ス
    キヤン方式で転写する走査露光方法において、 前記第１パターンの転写時と前記第２パターンの転写時
    とで、前記複数の区画領域の走査露光順序を異ならせる
    ことを特徴とする走査露光方法。
  30. 【請求項３０】 前記第１パターンの転写時と前記第２
    パターンの転写時とで前記基板の移動経路を逆にするこ
    とを特徴とする請求項２９に記載の走査露光方法。
  31. 【請求項３１】 前記基板上の区画領域に前記少なくと
    も第１及び第２パターンを重ね合わせて転写することを
    特徴とする請求項２９又は３０に記載の走査露光方法。
  32. 【請求項３２】 前記基板上の区画領域内で前記少なく
    とも第１及び第２パターンの転写位置を異ならせること
    を特徴とする請求項２９又は３０に記載の走査露光方
    法。
  33. 【請求項３３】 前記基板は、前記第１パターン、又は
    前記第２パターンが前記複数の区画領域の全てに転写さ
    れるまで、前記区画領域の走査露光時に前記基板が移動
    される第１方向、及びこれと直交する第２方向の両方で
    その速度成分が零とならないように移動されることを特
    徴とする請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の走査
    露光方法。
  34. 【請求項３４】 前記第１及び第２方向のうち、少なく
    とも第２方向については、前記第２方向と異なる方向の
    第１測長ビ一ムを用いて前記基板の位置制御を行うこと
    を特徴とする請求項３３に記載の走査露光方法。
  35. 【請求項３５】 前記第１方向とほぼ平行な第２測長ビ
    ームを用いて、前記第１方向における前記基板の位置制
    御を行うことを特徴とする請求項３４に記載の走査露光
    方法。
  36. 【請求項３６】 前記第１及び第２方向と交差し、かつ
    前記第１測長ビームと異なる方向の第３測長ビームを用
    いて、前記基板の位置制御を行うことを特徴とする請求
    項３４又は３５に記載の走査露光方法。
  37. 【請求項３７】 マスクと基板とを同期移動して、前記
    マスクのパターンを前記基板上に転写する走査型露光装
    置であって、 前記マスクが同期移動される第１方向に沿って延び、か
    つ前記マスクを挟んで形成される第１及び第２反射面を
    有するマスクステージと；前記第１及び第２反射面とそ
    れぞれ直交する測長軸を有する第１及び第２干渉計と；
    前記第１方向と直交する第２方向に関して、前記第１及
    び第２干渉計の少なくとも一方の計測値に基づいて前記
    マスクステージを駆動する駆動装置とを備える走査型露
    光装置。
  38. 【請求項３８】 前記基板を保持し、互いに延設方向が
    鋭角に交差するように配置される第３及び第４反射面を
    有する基板ステージと；前記第３及び第４反射面とそれ
    ぞれ直交する測長軸を有する第３及び第４干渉計を更に
    備えたことを特徴とする請求項３７に記載の走査型露光
    装置。
  39. 【請求項３９】 前記第３及び第４反射面の一方は、前
    記基板の同期移動方向、及びこれと直交する方向の両方
    と交差する方向に沿って延設されることを特徴とする請
    求項３８に記載の走査型露光装置。
  40. 【請求項４０】 前記基板を保持し、前記基板の同期移
    動力向と鋭角に交差する方向に沿って延びる測長用第１
    基準面を有する基板ステージを更に備えたことを特徴と
    する請求項３７に記載の走査型露光装置。
  41. 【請求項４１】 前記測長用第１基準面はその延設方向
    に関して、前記基板の走査露光動作における前記基板ス
    テージの移動範囲のほぼ全域に渡って形威されることを
    特徴とする請求項４０に記載の走査型露光装置。
  42. 【請求項４２】 前記基板ステ一ジは、前記第２方向に
    延びる測長用第２基準面を有することを特徴とする請求
    項４０又は４１に記載の走査型露光装置。
  43. 【請求項４３】 前記基板ステージは、前記第１及び第
    ２方向の両方と交差し、かつ前記測長用第１基準面と異
    なる方向の測長用第３基準面を有することを特徴とする
    請求項４０〜４２のいずれか一項に記載の走査型露光装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001047001A1 (fr) * 1999-12-21 2001-06-28 Nikon Corporation Procede et dispositif d'exposition
WO2002054462A1 (fr) * 2000-12-28 2002-07-11 Nikon Corporation Dispositif a etages, dispositif d'exposition, procede de reglage d'un systeme de detection de position multipoint
JP2007116143A (ja) * 2005-09-28 2007-05-10 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP2014195099A (ja) * 2010-12-14 2014-10-09 Nikon Corp 露光装置及びデバイス製造方法
WO2016005117A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001047001A1 (fr) * 1999-12-21 2001-06-28 Nikon Corporation Procede et dispositif d'exposition
US6836093B1 (en) 1999-12-21 2004-12-28 Nikon Corporation Exposure method and apparatus
WO2002054462A1 (fr) * 2000-12-28 2002-07-11 Nikon Corporation Dispositif a etages, dispositif d'exposition, procede de reglage d'un systeme de detection de position multipoint
JP2007116143A (ja) * 2005-09-28 2007-05-10 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP2014195099A (ja) * 2010-12-14 2014-10-09 Nikon Corp 露光装置及びデバイス製造方法
US9575417B2 (en) 2010-12-14 2017-02-21 Nikon Corporation Exposure apparatus including a mask holding device which holds a periphery area of a pattern area of the mask from above
WO2016005117A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US10088756B2 (en) 2014-07-08 2018-10-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method

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