JPS6078455A - 露光装置 - Google Patents
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- JPS6078455A JPS6078455A JP58186268A JP18626883A JPS6078455A JP S6078455 A JPS6078455 A JP S6078455A JP 58186268 A JP58186268 A JP 58186268A JP 18626883 A JP18626883 A JP 18626883A JP S6078455 A JPS6078455 A JP S6078455A
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- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（発明の技術分野）
本発明は投影光学系の倍率を高精度かつ簡便に補正し得
る露光装置に関する。 （発明の背景） 縮小投影型露光装置（以下ステッパと呼ぶ）は近年超Ｌ
ＳＩの生産現場に多く導入され、犬＠な成果をもたらし
ているが、その重要な性能の一つに重ね合せマツチング
精度があけられる。このマツチング精度に影響を与える
要素の中で重要なものに投影光学系の倍率誤差がある。 超ＬＳＩに用いられるパターンの大きさは年々微細化の
傾向を強め、それに伴ってマツチング精度の向上に対す
るニーズも強くなってきている。従って投影倍率をＰＪ
ｒ定の値に保つ必要性はきわめて高くなってきている。 現在投影光学系の倍率は装置の設置時に調整することに
より倍率誤差が一応無視できる程度になっている。しか
しながら、ステッパの投影レンズは露光エネルギーの一
部を吸収して温度が上昇する。このため投影レンズに長
時間、露光の光が照射されつつけたり、露光動作が長時
間連続して行われると倍率が無祝し得ない程度に変化す
る可能性がある。 （発明の目的） 本発明は、露光エネルギーによる倍率誤差を補償する露
光装置を提供することを目的とする。 （発明の概要） 倍率変化量は投影光学系に入射する露光波長のエネルギ
ーに依存する。また、単位時間に投影光学系に入射する
エネルギーが一定であれば、この倍率変化量は一定値に
なる。従って、倍率変化量が一定値になった状態（以下
、便宜上飽和状態という）でステッパを使用すると、倍
率変動がない状態でレチクルのパターンを感光体（ウェ
ハ）に転写できることになる。 本発明は単位時間に投影光学系に入射するエネルギーを
一種のフィードバック制御によって一定に保つことによ
り、倍率誤差の時間変動をなくし、常に一定倍率でステ
ッパを使用することを要点としている。上に述べた単位
時間として実際上は倍率変化の飽和時間と比較して十分
に短い時間を設定すれば良い。単位時間を短くとれば、
それだけ倍率積度は高くなる傾向にある。 飽和時間は装置によって異なるがおおよそ数分から数十
分であるから、単位時間としては数十秒から数分の間の
値を選べば充分である。上記の方法は入射エネルギーに
より倍率変化が発生し、飽和状態になってから使用する
ので、使用状態にないステッパをあらためて稼働させる
際には倍率を飽和させるまで待ち時間が必要になる。こ
の待ち時間を少なくするために、ウオーミングアンプ時
間として最初は単位時間の入射エネルギーを使用時よシ
多くあたえ、倍率誤差を短時間に発生させるのが便利で
ある。 単位時間に投影光学系に入射するエネルギーは光源の明
るさ、レチクルの透過率、ウェハの反射率等の影響を受
けるが時間的に最も変動するのは単位時間内にシャッタ
が開き、照明光が投影光学系に入射している時間の割合
（以下でで表す）である。従って、このｒ値を一定にす
ることが倍率誤差を補償するヒで最も大切になる。 （実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。先ず、本発
明の基礎となる考え方を４つ例示する。 撚ユ；単位時間としてステッパ標準稼働時に一枚のウェ
ハを処理する時間を使用する。定常的な露光動作時の前
記割合τの本例における値で、は（１）式で与えられる
。 ここに、ｔ、情つエノ・交換に要する時間ｔ２はウェハ
アライメント時間 １ｏは１シヨツトあたり露光時間 １ｏはステッピング時間 Ｎは１ウエハあたりの露光ショツト 数 である。露光時間、つまりシャッタが開いている時間だ
け、露光エネルギーは投影光学系に入射するから、ウェ
ハ１枚当りの入射時間は露光時間ｔ。 と露光ショツト数との積、すなわちＮ −ｔ、となる。 ウェハが連続して次々と処理されているときは常に同じ
繰り返しであり、τ、は変化しない。しかし、例らかの
理由でウェハの供給が連続して行われなかったり、装置
が故障したりすると、通常シャッターが閉じた葦まで時
間が経過するので５が小になシ、次にウェハ露光を再開
した時に倍率変化が発生する。そのため通常の露光動作
が停止した時点でて、の減少を防ぐために一定の比率で
シャッターを開け、投影光学系にエネルギーが入射する
ようにする。 そこで、シャッターの開閉動作は（１）式の［Ｉを保つ
ために以下のようにシャッターを作動すれば良い。 すなわち、装置が定常的な露光動作を停止したと判断す
るための時間をｔ３とし、またで、の減少を防ぐために
シャッタを開放する時間をｔ４としたとさ、τＩ＝ｔ４
／（ｔ、＋ｔ、 ）だから、”４＝τｌ ・ｂ／（ｉ−
ｒｌ） ””・・（２）を満足するようにシャッタを作
動する。従って、シャッタの閉状態が時間ｔ３以上続い
たのちに、（２）式で与えられる時間ｔ４のふんだけシ
ャッタを開けば良いことになる。 第１図はこのようなシャッタの開閉の時間変化の例を示
す図である。シャッタの開状態を高レベルで、またシャ
ツタ閉状態を低レベルであられしている。ウェハ交換時
間ｔＩＩウェハアライメント時間’２１及びＮ回縁９返
される露光時間１ｏとステッピング時間ｔｃ とで単位
時間Ｔとなるようにした例である。 ｔ、＋ｔ、はｒＩを計算するための単位時間Ｔであるか
ら、前述のように短いほど精度が向上するがウニハエ枚
の処理時間すなわち（０式の分母１ｍ＋１．＋Ｎ・（ｔ
ｏ ＋ｔｃ）以下にしておけば問題はない。 （１３＋ １＜）時間経過後も定常的な露光動作に復帰
しないときは（１３＋１４）をｌ１回繰！２返せればτ
の減少を防ぐことができる。この例では’！ ＋ ’４
＋ ’Ｉの計算、定常的な動作が停止したことの判断
は電子回路によって行ってもよいし、またオペレータが
判断し、各数値を指示入力してもよい。またｒｌ−”４
／ （１３＋ ｔ４）が制御されるべ＠項なので”ｓ
、＜＊をｉ個に分割しても同様の効果があることはいう
までもない。第１図の下方に示した例は２分割した場合
である。すなわち、各分割部分ごとのシャツタ閉時間を
ｔ、ｉ、シャツタ開時間をｔ４１とするとき、 を満たせばよい。この分母の値は単位時間ＴＫ等しい。 ところで、ウェハアライメントのためにフェノ１上のウ
ェハアライメントマークはやはり露光工程、現像工程を
経て形成されるので、そのでき具合によってはフェノ・
アライメント時間が変動する。ウェハアライメント中は
シャッタを開けることかで＠ないから、？エノ・アライ
メント時間の変動はで。 ■変動を招く。そのためｔ、又はｔＪ＋ｔｔ＋Ｎ（ｔｏ
＋ｔ ｃ）に応じて時間ｔ４を変えなければならない。 例２； 単位時間Ｔとしてフェノ・１枚の処理時間より
短い時間、例えばフェノＳ１枚当りのステップアンドリ
ピート時間よりも短いフェノ・交換時間を１史用する。 このときのステップアンドリピート中の前記割合での本
例における値ｔは（２）式で与えられる。 ｔ。 τ、＝ヮヨ石・・・・・・・・・（３）ウェハ交換に要
する時間１．、及びフェノ・アライメントに要する時間
１ｔのあいだシャッタが閉じていると、その間にｒ、が
減少してしまうので、この例ではこれを防止する。先ず
、フェノ・交換時間ｔ、のなかでは（４）式で与えられ
る時間ｔ、のあいだシャッタを開く。 １、＝ τ２・ ｔｌ ・・・・・・・・・ （４）つ
−１，時間ｔｓ（＜ｔｔ）のあいだシャッタを開さ、時
間（ｔｔｔｓ） のあいだシャッタを閉じる。次に、ウ
ェハアライメント時間ｔ、のあいだは、シャッタを開け
るとアライメント途中のフェノ・（フォトレジスト）が
露光されてしまう。そのため、ウェハアライメント時間
が経過した後に、別にシャッタを開けるための時間ｔ６
を設けている。この時間ｔ、は（５）式で与えられる。 １、＝ τ、・ １１／（１−τ、） ・・・・・・・
・−（５）そして、時間（ｔｚ ＋ｔｏ ）は単位時間
Ｔを越えないようにする。このときのシャツタ開閉状態
を第２図に示す。 さて、この場合にウェハアライメント時間が長くなって
しまい（ｔｔ＋ｔｏ）＞’ｒＫなると、スルローフ。 ソト低下を防止するために時間ｔ６を（５）式で与えら
れる時間よりも短くしなければならない。従って、その
ような場合には次のフェノ・交換に際して入射エネルギ
ーを補って投影レンズを飽和状態に近づける必要がある
。つまり次のフェノ・交換時間内での時間ｔ、の長さを
補正する必要がある。それは、ステップアンドリピート
動作中に投影レンズに入射する露光々のエネルギーは単
位時間当りでは変化しないから、結果的に投影レンズは
ウニ・・アライメント時間の延長により非飽和状態とな
ってしまうからである。 例３； 定常的な躇光動作時の前記割合τが露光動作以
外の時にも完全に保たれていることが、倍率変化を高精
度に補正するために必要である。 そこで、露光々が投影レンズに入射するとフェノ・に塗
布されたフォトレジストを露光してしまう可能性がある
場合を除いて、ステップアンドリピート動作中と同じよ
うに７ヤクタを間欠的に開閉することが考えられる。第
３図にこの場合のシャツ夕開閉の状態を示す。時間ｔφ
末シャッタ開放時間であり、時間ｔ８はシャッタ閉成時
間である。この場合にも、ウェハアライメント時間が長
くなると、それに応じて時間ｔ７とｔ８との比を変えて
徘影レンズを飽和状態に引き戻す必要がある。 例４； 露光々が投影レンズに長時間入射していないＳ
＠には、該レンズは冷えている。そこで、例１で示した
シャツタ開閉動作によって投影レンズに露光々を入射し
て、該レンズを冷えた状態から該レンズの倍率変化が飽
和する状態に引き込んでみる。すると、第４図（ａ）の
曲線Ｃｒｏで示すように、露光々を入射してから飽和状
態での倍率変化値を′ΔＭｍとすると、例えば０．９Δ
Ｍｍ に達するのに時間ｔｒｏ を必要とする。この時
間ｔｒｏは通常３０分以上なので、シャッタの開閉を始
めてから所定時間（例えば０．９ΔＭｍ）待たなければ
ステップアンドリピート動作に入れないという問題が生
ずる。第４図（ｂ）はシャッタ開閉の状態を示す。 そこで、時間ｔｒｏを短縮するために第５図（ｂ）に示
すように、先ず時間ｔｒＩＤ＠４）のあいだシャッタを
開けておき、その後に単位時間Ｔを設定して時間ｔ３
のあいだシャッタを閉成し、時間ｔ４のあいだシャッタ
を開放する。こうすると短時間の待ち時間でステップア
ンドリピート動作に入ることができる。第５図（ａ）に
このときの時間（１）と倍率変化（３Ｍｍ） との関係
を示す。ここで、倍率変化値が０．９ΔＭｍ に達する
壕での時間ｔｒ、は投影レンズの熱的な時間特性に依存
する。この時間ｔｒ、はシャッタが開いて投影レンズに
入射する露光々の強度が時間的に変化しないならば、レ
チクルの遮光部と透光部との比や光源の輝度が変化して
もほとんど変化しない。 以下、これまで述べてきた考え方を具体化して説明する
。 第６図は本発明が応用される縮小投影型露光装置の光学
系の概略図である。超高圧水銀ランプなどの露光用光源
１は回転楕円鏡２の第１焦点上に配置され、この光源の
像は第２焦点５上に形成される。この第２焦点上、また
はその近傍に配置されたロータリーシャッタ３は第７図
に示すように放射状に４つのセフｐ−３ａ 、 ３ｂ
、 ３Ｃ、３ｄを有している。これらのセクターはそれ
ぞれ光源からの光束を遮光するのに充分な太キ場を有す
るとともに、各セクター間の切欠部は光源からの光束を
通過させるのに充分な太ささである。そして、第７図に
示すようにロータリーシャッタ３はその中心４を回転中
心としてモータ５によって間欠的に回転される。セクタ
ーが光路中に位置する時には光源からの光束は遮断され
、セクターが光路から退耕した時には光源からの光束は
コリメータレンズ６へ入射する。コリメータレンズ６に
入射した光は平行光束となって、フライアイレンズで構
成されたオプティカルインチグレータフに入射する。そ
して、オプティカルインテグレータ７によって多数の二
次光源像が形成され、コンデンサレンズ８を介して投影
原版であるレチクル（またはマスク）９を照明する。そ
して、レチクル９に形成されたパターンの光像は、縮小
投影レンズ１０によりウェハＪ１上に結像される。その
結果、ウェハに塗布されたフォトレジストにレチクルの
パターンが転写される。 第８図は第１図に示した例を実現する回路ブロック図で
ある。ＣＰｔＪ１２は、各ウニ／飄処理ごとにインター
フェース１３を介して、ウエノ・交換時間ｔ。 ウェハアライメント時間ｔ６、ステッピング時間ｔｃ及
び露光時間を読み取る。尚、ステップアンドリピート時
間はウエノ・に塗布されたフォトレジストの感度ステー
ジのステッピング速度が一定なら不変であるから、予め
キーボード１４を介してＣＰＵ１２のメモリに人力して
おいてもよい。レジスタＲ１は時間ｔ３を設定するため
のものであり、キーボード１４によって打ち込まれた数
値をインターフェース１３を介して設定する。フリップ
フロップＦＦ１はステップアンドリピート動作が終了す
ると（ウェハ１枚のＮ回の露光が終了すると）セットさ
れて、出力端子ＱにＨを出力し、ウエノ・交換が始する
とりセットされてＬを出力する。アンドゲートＡＮＤ
１は一方にフリップフロップＦＦ１の端子Ｑの出力を、
他方に一定周期のクロックツくルスＣＬＫを印加される
。カウンタＣＴＩはアンドゲー）ＡＮＤＩからのクロッ
クパルスを計数する。コンパレータＣＰ１はレジスタＲ
１とカウンタＣＴ工の内容を比較し、両者の内容が一致
するとＨを出力する。フリップフロップＦＦ２はコンパ
レータＣＰｓのＨ出方にょ９セツトされて端子。にＨを
出力し、ウェハ交換が始まるとリセットされてＬを出力
する。フリップフロップＦＦ２のＨ出方は”１、の経過
信号としてＣＰＵ１２に読み取られる。アンドゲートＡ
ＮＤ２は一方にフリップフロップＦＦ２の端子Ｑの出力
を、他方にクロックパルスＣＬＫを印加される。カウン
タＣＴ２はアンドゲートＡＮＤ２からのクロックパルス
を計ｈ−ｒる。レジスタはシャッタ開放時間ｔ４を設定
するためのものである。コンパレータＣＰ２はレジスタ
Ｒ２とカウンタＣＴ２の内容とが一致するとＩ（を出方
する。 このコンパレータＣＰ２のＨ出方は時間ｔ４の経過信号
としてＣＰ Ｕ １２に読み取られる。 レジスタＲ３は、ウェハに塗布されたフォトレジストに
対しで適正露光蓋を与える光量に対応した露光量データ
を予め設定するためのものである。 フォトダイオードＰＤＩはロータリーシャッタ３が開い
ているあいだ光源１から光を受光する。フォトダイオー
ドＰＤＩの出力はヘンドアンプｏＰ工によって増幅され
て積分回路へ印加される。この積分回路はアンプＯＰ２
とコンデンサＣ８から構成されており、シャッタ開放か
ら閉成までの光量積分出力はＡＤ変換器ＡＤＩによって
デジタル値に変換される。コンパレータＣＰ３はレジス
タＲ３の設定値とＡＤ変換器ＡＤＺの積分出力とを比較
し、両者が一致するとＨを出力する。コンパレータＣＰ
３のＨ出力はウェハ露光終了信号としてＣＰ Ｕ １２
に読み取られる。フリップフロップＦＦ３は、セットさ
れるとＱ端子にＨを出力してモータ駆動回路ＭＤＩを作
動させ、す七）卜されるとＱ端子にＬを出力してモータ
駆動回路を不作動にする。フリップフロップＦＦ３のセ
ント、リセットはインターフェース１３を介してＣＰＵ
１２が指令する。また、モータ駆動回路ＭＤＩはフリッ
プフロップＦＦ３がセットされるとモータ５を介してロ
ータリーシャッタ３を開き、リセットされるとａ −ｐ
＋）−シャッタ３を閉じる。ＣＰＵ１２は、ステップ
アンドリピート動作が終了すると（２）式がら時間ｔ４
をｉｌ’ ７４してレジスタＲ２に設定する。 以下、第９図のフローチャートを参照して動作を説明す
る。先ず、キーボード１４がら露光装置の動作開始信号
を入力する（ステップＰ１）。するとウェハ交換が行わ
れ（ステップＰ２）、次ニウエハアライメントが行われ
る（ステップＰ３）。 これが終了すると、レジスタＲ３に設定された露光量と
、ＡＤ変換器ＡＤＺの光量積分出力に基づいて露光して
はステージを送るというステップアンドリピート動作を
Ｎ回＜ｔ’ｅ Ｄ返す（ステップＰす。 この間、フリップフロックＦＦ３はウェハアライメント
が終了すると先ずセットされ、所定量の露光が終了する
とコンパレータｃＰ３のＨ出力によってリセットされ、
ステージのステッピングが終了すると再びセットされ、
以後Ｎ回の露光が終了するまでステージのステッピング
終了に応じてセット、リセットを繰り返される。そして
、Ｎ回の露光が終了すると、ｔ、 、＋ ｔ、 十Ｎ・
（ｔｏ ＋ｔ ａ） を計算し、次に（２）式に基づい
て時間ｔ４を計算する（ステップＰ５）。次に時間ｔ４
をレジスタＲ２に設定しくステップＰ６）、フリップフ
ロップＦＦ工をセットする（ステップＰ７）。フリップ
フロックＦＦＩがセットされると、カウンタＣＴＩはア
ンドゲートＡＮＤＩがら入ってくるクロックパルスを計
数する。コンパレータＣＰ １はカウンタＣＴＩの計数
値がレジスタＲ１の内容と一致するとフリップフロック
ＦＦＺをセクトする。このときにフリップフロップＦＦ
２のＱ端子から出力されるＨは時間ｔ３が経過した信号
としてＣＰＵ１２に読み取られる。 すると、フリップフロップＦＦ３がセットされてシャッ
タは開放される（ステップＰ８）。これは時間ｔ４が経
過するまで続く。そして時間ｔ４が経過すると、フリッ
プフロップＦＦａをリセットしてシャッタを閉じる（ス
テップＰ９）。 この実施例によれば、ウェハ１枚処理するごとにｔ、＋
ｔ、＋Ｎ・（ｊｏ＋ ｔ ｃ ）を計算し、それに基づ
いて（２）式より
る露光装置に関する。 （発明の背景） 縮小投影型露光装置（以下ステッパと呼ぶ）は近年超Ｌ
ＳＩの生産現場に多く導入され、犬＠な成果をもたらし
ているが、その重要な性能の一つに重ね合せマツチング
精度があけられる。このマツチング精度に影響を与える
要素の中で重要なものに投影光学系の倍率誤差がある。 超ＬＳＩに用いられるパターンの大きさは年々微細化の
傾向を強め、それに伴ってマツチング精度の向上に対す
るニーズも強くなってきている。従って投影倍率をＰＪ
ｒ定の値に保つ必要性はきわめて高くなってきている。 現在投影光学系の倍率は装置の設置時に調整することに
より倍率誤差が一応無視できる程度になっている。しか
しながら、ステッパの投影レンズは露光エネルギーの一
部を吸収して温度が上昇する。このため投影レンズに長
時間、露光の光が照射されつつけたり、露光動作が長時
間連続して行われると倍率が無祝し得ない程度に変化す
る可能性がある。 （発明の目的） 本発明は、露光エネルギーによる倍率誤差を補償する露
光装置を提供することを目的とする。 （発明の概要） 倍率変化量は投影光学系に入射する露光波長のエネルギ
ーに依存する。また、単位時間に投影光学系に入射する
エネルギーが一定であれば、この倍率変化量は一定値に
なる。従って、倍率変化量が一定値になった状態（以下
、便宜上飽和状態という）でステッパを使用すると、倍
率変動がない状態でレチクルのパターンを感光体（ウェ
ハ）に転写できることになる。 本発明は単位時間に投影光学系に入射するエネルギーを
一種のフィードバック制御によって一定に保つことによ
り、倍率誤差の時間変動をなくし、常に一定倍率でステ
ッパを使用することを要点としている。上に述べた単位
時間として実際上は倍率変化の飽和時間と比較して十分
に短い時間を設定すれば良い。単位時間を短くとれば、
それだけ倍率積度は高くなる傾向にある。 飽和時間は装置によって異なるがおおよそ数分から数十
分であるから、単位時間としては数十秒から数分の間の
値を選べば充分である。上記の方法は入射エネルギーに
より倍率変化が発生し、飽和状態になってから使用する
ので、使用状態にないステッパをあらためて稼働させる
際には倍率を飽和させるまで待ち時間が必要になる。こ
の待ち時間を少なくするために、ウオーミングアンプ時
間として最初は単位時間の入射エネルギーを使用時よシ
多くあたえ、倍率誤差を短時間に発生させるのが便利で
ある。 単位時間に投影光学系に入射するエネルギーは光源の明
るさ、レチクルの透過率、ウェハの反射率等の影響を受
けるが時間的に最も変動するのは単位時間内にシャッタ
が開き、照明光が投影光学系に入射している時間の割合
（以下でで表す）である。従って、このｒ値を一定にす
ることが倍率誤差を補償するヒで最も大切になる。 （実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。先ず、本発
明の基礎となる考え方を４つ例示する。 撚ユ；単位時間としてステッパ標準稼働時に一枚のウェ
ハを処理する時間を使用する。定常的な露光動作時の前
記割合τの本例における値で、は（１）式で与えられる
。 ここに、ｔ、情つエノ・交換に要する時間ｔ２はウェハ
アライメント時間 １ｏは１シヨツトあたり露光時間 １ｏはステッピング時間 Ｎは１ウエハあたりの露光ショツト 数 である。露光時間、つまりシャッタが開いている時間だ
け、露光エネルギーは投影光学系に入射するから、ウェ
ハ１枚当りの入射時間は露光時間ｔ。 と露光ショツト数との積、すなわちＮ −ｔ、となる。 ウェハが連続して次々と処理されているときは常に同じ
繰り返しであり、τ、は変化しない。しかし、例らかの
理由でウェハの供給が連続して行われなかったり、装置
が故障したりすると、通常シャッターが閉じた葦まで時
間が経過するので５が小になシ、次にウェハ露光を再開
した時に倍率変化が発生する。そのため通常の露光動作
が停止した時点でて、の減少を防ぐために一定の比率で
シャッターを開け、投影光学系にエネルギーが入射する
ようにする。 そこで、シャッターの開閉動作は（１）式の［Ｉを保つ
ために以下のようにシャッターを作動すれば良い。 すなわち、装置が定常的な露光動作を停止したと判断す
るための時間をｔ３とし、またで、の減少を防ぐために
シャッタを開放する時間をｔ４としたとさ、τＩ＝ｔ４
／（ｔ、＋ｔ、 ）だから、”４＝τｌ ・ｂ／（ｉ−
ｒｌ） ””・・（２）を満足するようにシャッタを作
動する。従って、シャッタの閉状態が時間ｔ３以上続い
たのちに、（２）式で与えられる時間ｔ４のふんだけシ
ャッタを開けば良いことになる。 第１図はこのようなシャッタの開閉の時間変化の例を示
す図である。シャッタの開状態を高レベルで、またシャ
ツタ閉状態を低レベルであられしている。ウェハ交換時
間ｔＩＩウェハアライメント時間’２１及びＮ回縁９返
される露光時間１ｏとステッピング時間ｔｃ とで単位
時間Ｔとなるようにした例である。 ｔ、＋ｔ、はｒＩを計算するための単位時間Ｔであるか
ら、前述のように短いほど精度が向上するがウニハエ枚
の処理時間すなわち（０式の分母１ｍ＋１．＋Ｎ・（ｔ
ｏ ＋ｔｃ）以下にしておけば問題はない。 （１３＋ １＜）時間経過後も定常的な露光動作に復帰
しないときは（１３＋１４）をｌ１回繰！２返せればτ
の減少を防ぐことができる。この例では’！ ＋ ’４
＋ ’Ｉの計算、定常的な動作が停止したことの判断
は電子回路によって行ってもよいし、またオペレータが
判断し、各数値を指示入力してもよい。またｒｌ−”４
／ （１３＋ ｔ４）が制御されるべ＠項なので”ｓ
、＜＊をｉ個に分割しても同様の効果があることはいう
までもない。第１図の下方に示した例は２分割した場合
である。すなわち、各分割部分ごとのシャツタ閉時間を
ｔ、ｉ、シャツタ開時間をｔ４１とするとき、 を満たせばよい。この分母の値は単位時間ＴＫ等しい。 ところで、ウェハアライメントのためにフェノ１上のウ
ェハアライメントマークはやはり露光工程、現像工程を
経て形成されるので、そのでき具合によってはフェノ・
アライメント時間が変動する。ウェハアライメント中は
シャッタを開けることかで＠ないから、？エノ・アライ
メント時間の変動はで。 ■変動を招く。そのためｔ、又はｔＪ＋ｔｔ＋Ｎ（ｔｏ
＋ｔ ｃ）に応じて時間ｔ４を変えなければならない。 例２； 単位時間Ｔとしてフェノ・１枚の処理時間より
短い時間、例えばフェノＳ１枚当りのステップアンドリ
ピート時間よりも短いフェノ・交換時間を１史用する。 このときのステップアンドリピート中の前記割合での本
例における値ｔは（２）式で与えられる。 ｔ。 τ、＝ヮヨ石・・・・・・・・・（３）ウェハ交換に要
する時間１．、及びフェノ・アライメントに要する時間
１ｔのあいだシャッタが閉じていると、その間にｒ、が
減少してしまうので、この例ではこれを防止する。先ず
、フェノ・交換時間ｔ、のなかでは（４）式で与えられ
る時間ｔ、のあいだシャッタを開く。 １、＝ τ２・ ｔｌ ・・・・・・・・・ （４）つ
−１，時間ｔｓ（＜ｔｔ）のあいだシャッタを開さ、時
間（ｔｔｔｓ） のあいだシャッタを閉じる。次に、ウ
ェハアライメント時間ｔ、のあいだは、シャッタを開け
るとアライメント途中のフェノ・（フォトレジスト）が
露光されてしまう。そのため、ウェハアライメント時間
が経過した後に、別にシャッタを開けるための時間ｔ６
を設けている。この時間ｔ、は（５）式で与えられる。 １、＝ τ、・ １１／（１−τ、） ・・・・・・・
・−（５）そして、時間（ｔｚ ＋ｔｏ ）は単位時間
Ｔを越えないようにする。このときのシャツタ開閉状態
を第２図に示す。 さて、この場合にウェハアライメント時間が長くなって
しまい（ｔｔ＋ｔｏ）＞’ｒＫなると、スルローフ。 ソト低下を防止するために時間ｔ６を（５）式で与えら
れる時間よりも短くしなければならない。従って、その
ような場合には次のフェノ・交換に際して入射エネルギ
ーを補って投影レンズを飽和状態に近づける必要がある
。つまり次のフェノ・交換時間内での時間ｔ、の長さを
補正する必要がある。それは、ステップアンドリピート
動作中に投影レンズに入射する露光々のエネルギーは単
位時間当りでは変化しないから、結果的に投影レンズは
ウニ・・アライメント時間の延長により非飽和状態とな
ってしまうからである。 例３； 定常的な躇光動作時の前記割合τが露光動作以
外の時にも完全に保たれていることが、倍率変化を高精
度に補正するために必要である。 そこで、露光々が投影レンズに入射するとフェノ・に塗
布されたフォトレジストを露光してしまう可能性がある
場合を除いて、ステップアンドリピート動作中と同じよ
うに７ヤクタを間欠的に開閉することが考えられる。第
３図にこの場合のシャツ夕開閉の状態を示す。時間ｔφ
末シャッタ開放時間であり、時間ｔ８はシャッタ閉成時
間である。この場合にも、ウェハアライメント時間が長
くなると、それに応じて時間ｔ７とｔ８との比を変えて
徘影レンズを飽和状態に引き戻す必要がある。 例４； 露光々が投影レンズに長時間入射していないＳ
＠には、該レンズは冷えている。そこで、例１で示した
シャツタ開閉動作によって投影レンズに露光々を入射し
て、該レンズを冷えた状態から該レンズの倍率変化が飽
和する状態に引き込んでみる。すると、第４図（ａ）の
曲線Ｃｒｏで示すように、露光々を入射してから飽和状
態での倍率変化値を′ΔＭｍとすると、例えば０．９Δ
Ｍｍ に達するのに時間ｔｒｏ を必要とする。この時
間ｔｒｏは通常３０分以上なので、シャッタの開閉を始
めてから所定時間（例えば０．９ΔＭｍ）待たなければ
ステップアンドリピート動作に入れないという問題が生
ずる。第４図（ｂ）はシャッタ開閉の状態を示す。 そこで、時間ｔｒｏを短縮するために第５図（ｂ）に示
すように、先ず時間ｔｒＩＤ＠４）のあいだシャッタを
開けておき、その後に単位時間Ｔを設定して時間ｔ３
のあいだシャッタを閉成し、時間ｔ４のあいだシャッタ
を開放する。こうすると短時間の待ち時間でステップア
ンドリピート動作に入ることができる。第５図（ａ）に
このときの時間（１）と倍率変化（３Ｍｍ） との関係
を示す。ここで、倍率変化値が０．９ΔＭｍ に達する
壕での時間ｔｒ、は投影レンズの熱的な時間特性に依存
する。この時間ｔｒ、はシャッタが開いて投影レンズに
入射する露光々の強度が時間的に変化しないならば、レ
チクルの遮光部と透光部との比や光源の輝度が変化して
もほとんど変化しない。 以下、これまで述べてきた考え方を具体化して説明する
。 第６図は本発明が応用される縮小投影型露光装置の光学
系の概略図である。超高圧水銀ランプなどの露光用光源
１は回転楕円鏡２の第１焦点上に配置され、この光源の
像は第２焦点５上に形成される。この第２焦点上、また
はその近傍に配置されたロータリーシャッタ３は第７図
に示すように放射状に４つのセフｐ−３ａ 、 ３ｂ
、 ３Ｃ、３ｄを有している。これらのセクターはそれ
ぞれ光源からの光束を遮光するのに充分な太キ場を有す
るとともに、各セクター間の切欠部は光源からの光束を
通過させるのに充分な太ささである。そして、第７図に
示すようにロータリーシャッタ３はその中心４を回転中
心としてモータ５によって間欠的に回転される。セクタ
ーが光路中に位置する時には光源からの光束は遮断され
、セクターが光路から退耕した時には光源からの光束は
コリメータレンズ６へ入射する。コリメータレンズ６に
入射した光は平行光束となって、フライアイレンズで構
成されたオプティカルインチグレータフに入射する。そ
して、オプティカルインテグレータ７によって多数の二
次光源像が形成され、コンデンサレンズ８を介して投影
原版であるレチクル（またはマスク）９を照明する。そ
して、レチクル９に形成されたパターンの光像は、縮小
投影レンズ１０によりウェハＪ１上に結像される。その
結果、ウェハに塗布されたフォトレジストにレチクルの
パターンが転写される。 第８図は第１図に示した例を実現する回路ブロック図で
ある。ＣＰｔＪ１２は、各ウニ／飄処理ごとにインター
フェース１３を介して、ウエノ・交換時間ｔ。 ウェハアライメント時間ｔ６、ステッピング時間ｔｃ及
び露光時間を読み取る。尚、ステップアンドリピート時
間はウエノ・に塗布されたフォトレジストの感度ステー
ジのステッピング速度が一定なら不変であるから、予め
キーボード１４を介してＣＰＵ１２のメモリに人力して
おいてもよい。レジスタＲ１は時間ｔ３を設定するため
のものであり、キーボード１４によって打ち込まれた数
値をインターフェース１３を介して設定する。フリップ
フロップＦＦ１はステップアンドリピート動作が終了す
ると（ウェハ１枚のＮ回の露光が終了すると）セットさ
れて、出力端子ＱにＨを出力し、ウエノ・交換が始する
とりセットされてＬを出力する。アンドゲートＡＮＤ
１は一方にフリップフロップＦＦ１の端子Ｑの出力を、
他方に一定周期のクロックツくルスＣＬＫを印加される
。カウンタＣＴＩはアンドゲー）ＡＮＤＩからのクロッ
クパルスを計数する。コンパレータＣＰ１はレジスタＲ
１とカウンタＣＴ工の内容を比較し、両者の内容が一致
するとＨを出力する。フリップフロップＦＦ２はコンパ
レータＣＰｓのＨ出方にょ９セツトされて端子。にＨを
出力し、ウェハ交換が始まるとリセットされてＬを出力
する。フリップフロップＦＦ２のＨ出方は”１、の経過
信号としてＣＰＵ１２に読み取られる。アンドゲートＡ
ＮＤ２は一方にフリップフロップＦＦ２の端子Ｑの出力
を、他方にクロックパルスＣＬＫを印加される。カウン
タＣＴ２はアンドゲートＡＮＤ２からのクロックパルス
を計ｈ−ｒる。レジスタはシャッタ開放時間ｔ４を設定
するためのものである。コンパレータＣＰ２はレジスタ
Ｒ２とカウンタＣＴ２の内容とが一致するとＩ（を出方
する。 このコンパレータＣＰ２のＨ出方は時間ｔ４の経過信号
としてＣＰ Ｕ １２に読み取られる。 レジスタＲ３は、ウェハに塗布されたフォトレジストに
対しで適正露光蓋を与える光量に対応した露光量データ
を予め設定するためのものである。 フォトダイオードＰＤＩはロータリーシャッタ３が開い
ているあいだ光源１から光を受光する。フォトダイオー
ドＰＤＩの出力はヘンドアンプｏＰ工によって増幅され
て積分回路へ印加される。この積分回路はアンプＯＰ２
とコンデンサＣ８から構成されており、シャッタ開放か
ら閉成までの光量積分出力はＡＤ変換器ＡＤＩによって
デジタル値に変換される。コンパレータＣＰ３はレジス
タＲ３の設定値とＡＤ変換器ＡＤＺの積分出力とを比較
し、両者が一致するとＨを出力する。コンパレータＣＰ
３のＨ出力はウェハ露光終了信号としてＣＰ Ｕ １２
に読み取られる。フリップフロップＦＦ３は、セットさ
れるとＱ端子にＨを出力してモータ駆動回路ＭＤＩを作
動させ、す七）卜されるとＱ端子にＬを出力してモータ
駆動回路を不作動にする。フリップフロップＦＦ３のセ
ント、リセットはインターフェース１３を介してＣＰＵ
１２が指令する。また、モータ駆動回路ＭＤＩはフリッ
プフロップＦＦ３がセットされるとモータ５を介してロ
ータリーシャッタ３を開き、リセットされるとａ −ｐ
＋）−シャッタ３を閉じる。ＣＰＵ１２は、ステップ
アンドリピート動作が終了すると（２）式がら時間ｔ４
をｉｌ’ ７４してレジスタＲ２に設定する。 以下、第９図のフローチャートを参照して動作を説明す
る。先ず、キーボード１４がら露光装置の動作開始信号
を入力する（ステップＰ１）。するとウェハ交換が行わ
れ（ステップＰ２）、次ニウエハアライメントが行われ
る（ステップＰ３）。 これが終了すると、レジスタＲ３に設定された露光量と
、ＡＤ変換器ＡＤＺの光量積分出力に基づいて露光して
はステージを送るというステップアンドリピート動作を
Ｎ回＜ｔ’ｅ Ｄ返す（ステップＰす。 この間、フリップフロックＦＦ３はウェハアライメント
が終了すると先ずセットされ、所定量の露光が終了する
とコンパレータｃＰ３のＨ出力によってリセットされ、
ステージのステッピングが終了すると再びセットされ、
以後Ｎ回の露光が終了するまでステージのステッピング
終了に応じてセット、リセットを繰り返される。そして
、Ｎ回の露光が終了すると、ｔ、 、＋ ｔ、 十Ｎ・
（ｔｏ ＋ｔ ａ） を計算し、次に（２）式に基づい
て時間ｔ４を計算する（ステップＰ５）。次に時間ｔ４
をレジスタＲ２に設定しくステップＰ６）、フリップフ
ロップＦＦ工をセットする（ステップＰ７）。フリップ
フロックＦＦＩがセットされると、カウンタＣＴＩはア
ンドゲートＡＮＤＩがら入ってくるクロックパルスを計
数する。コンパレータＣＰ １はカウンタＣＴＩの計数
値がレジスタＲ１の内容と一致するとフリップフロック
ＦＦＺをセクトする。このときにフリップフロップＦＦ
２のＱ端子から出力されるＨは時間ｔ３が経過した信号
としてＣＰＵ１２に読み取られる。 すると、フリップフロップＦＦ３がセットされてシャッ
タは開放される（ステップＰ８）。これは時間ｔ４が経
過するまで続く。そして時間ｔ４が経過すると、フリッ
プフロップＦＦａをリセットしてシャッタを閉じる（ス
テップＰ９）。 この実施例によれば、ウェハ１枚処理するごとにｔ、＋
ｔ、＋Ｎ・（ｊｏ＋ ｔ ｃ ）を計算し、それに基づ
いて（２）式より
【４を計算するからクエハアライメン
ト時間が変動しても、τ、を一定に保つことができる。 第１０図は第２図に示し、た例の実施回路ブロック図で
ある。電圧−周波数変換器ＶＦＩはインターフェース１
３から与えられる電圧に対応した周波数のパルスを発生
する。この変換器ＶＦＩの出力パルスはカウンタＣＴｌ
０に計数パルスとして入力される。 単位時間計数用カウンタＣＴｉ１は一定周波数のクロッ
クパルスＣＬＫを計数パルスとして入力され、ウェハア
ライメント開始時に計数開始し、単位時間Ｔを計数する
とＨを出力する。カウンタＣＴ１２はウェハアライメン
ト終了時からクロックパルスを計数するもので、ウェハ
アライメント開始してから単位時間Ｔが経過した時点で
の計数値がｃｐＵ１２に読み込まれる。 レジスタＲ１０はウェハ露光時間ｔ。％筐たは露光時間
（投影レンズに露光波長エネルギーは入射させるがウェ
ハを露光しない時間） ｔＩＩ ｌ ’ｆｉを設定する
ためのものである。時間ｔＩＩ ｌ ｔａは露光量に換
算してレジスタＲＩＯに設定されるものとする。 フォトダイオードＰＤＩ、アングＯＰＩ、ＯＰ２コンデ
ンサＣ１及びＡＤ変換器ＡＤＺは笹５図と同様に光量積
分回路を構成している。コンパレータＣＰＩＯはレジス
タＲＩＯの設定値とＡＤ変換器ＡＤ１の出力とが一致す
るとＨを出力する。フリップフロップＦＦ３は露光開始
指令をセット端子Ｓに印加されるとＱ端子にＨを出力し
、露光終了指令をリセット端子Ｒに印加されるとＱ端子
にＬを出力する。モータ駆動回路ＭＤＩは第５図示のも
のと同様フリップフロップＦＦ３のＱ端子がＨになると
モータ５を所定角度回転してシャッタ３を開き、Ｑ端子
がＬになるとモータ５を更に所定角度回転してシャッタ
を閉じる。 ＣＰ Ｕ １２は、電圧−周波数変換器ＶＦＩ、カウン
タＣＴｌ０．ＣＴＩＩ、ＣＴ１２．レジスタＲＩＯ，フ
リップフロッグＦＦ３とインターフェース１３を介して
接続され、後述の如く制御する。キーボード１４は必要
な指令やデータをインターフェース１３を介してＣＰＵ
１２に送り込む。 以下、第１１図のフローチャートを参照して呻作を説明
する。キーボード１４から動作開始を指令すると、ＣＰ
Ｕ１２はメモリ（ＣＰＵ内蔵のもの）からカウンタＣＴ
１２の計数値を読み出す（ステップＰ １２ ）。ここ
でカウンタＣＴ１２の計数値とは（５）式から計算され
た計算上の露光時間ｔ、と、単位時間Ｔの間に実際に露
光された時間ｔ、Ｌとの差を計算するためのものである
。次に、ＣＰＵ１２は（４）式に基づいて時間ｔ、を計
算する。このときメモリから読み出されたカウンタＣＴ
１２の計算値に応じた時間を時間ｔ、に加算する（ス
テップＰ１３）。そして、その結果得られた時間局（＝
’ｓ＋（ｔｏ ｔ：））をレジスタＩｔｌＯに設定する
（ステップＰ１４）。この時間ｔ６ を計算する理由は
後述する。次にウニ・・交換開始指令をウェハ交換手段
（不図示）に送り、ウェハを露光装置に供給しくステッ
プＰ１５）、フリップフロップＦＦ３のセット端子ＳＫ
Ｈ出力すなわち露光開始指令を印加する（ステップＰ１
６）。 これによってフリップフロップＦＦ３のＱ端子はＨとな
るからモータ駆動回路ＭＤＩが作動してロータリーシャ
ッタを開放する。シャッタが開放されるとフォトダイオ
ードＰＤ７１１＋″−蕗光々を受光するので光量積分が
開始される。そして、ＡＤ変換器ＡＤＩの出力がレジス
タＲＩＯの設定値と一致するとコンパレータＣＰ １０
はＨを出力する。コンパレータＣＰ１０のＨ出力は露光
開始から時間ｔ、が経過したことを意味している。ＣＰ
Ｕ １２は露光開始するとコンパレータＣＰ１０ｆＪ
″−Ｈを出力したかどうかを監視していて（ステップＰ
１７ ） 、コンパレータＣＰ１０がＨを出力すると
フリップフロップＦＦ３のＲ端子にＨｌすなわち露光終
了指令を印加する（ステップＰ１８）。これによりモー
タ駆動回路ＭＤＩはシャッタを閉じる。 一方、ＣＰ Ｕ １２はウェハ供給が終了したかどうか
を監視しており（ステップＰ１９）、露光装置へのウェ
ハ供給が終了するとウェハアライメントを開始させる（
ステップＰ２０）。ウエノ・アライメント開始を指令す
ると同時にＣＰ Ｕ １２は電圧−周波数変換器ＶＦＩ
の出力パルスの周波数を（５）式のｊ／（１−で、）に
対応したものに設定しくステップＰ２ｘ）、カウンタＣ
Ｔ１０を計数モードに設定する（ステップＰ２２）。そ
のため、カウンタＣＴｌ０はウェハアライメント開始時
点から電圧−周波数変換器ＶＦＩの出力パルスを計数す
る。またＣＰＵ１２はアライメント開始時にカウンタＣ
ＴＩＩを計数モードに設定し、クロックパルスを計数さ
せる。 ステップＰ２０〜Ｐ２３はほぼ同時に行われる。Ｃｆ’
Ｕ１２はウェハアライメントが終了したがどうかを監視
しており（ステップＰ ２４ ）、ウェハアライメント
が終了するとカウンタＣＴｌ０の計数値を読み込んで、
メモリ（ＣＰＵ１２に内蔵のもの）に格納する（ステッ
プＰ２５）。 カウンタＣＴｌ０は変換器ＶＦＩからので１／（１−ｒ
、 ） Ｋ対応した周波数のパルスをウェハアライメン
ト時間ｔ、のあいだ計数するから、ステップＰ２５で読
み取られた計数値は時間ｔ６に対応していることになる
。ＣＰ Ｕ １２は、このカウンタＴＣＩＯの計数値か
ら時間ｔ６を計算して（ステップＰ２６）、レジスタＲ
ＩＯに設定する（ステップＰ２７）。そして、カウンタ
ＣＴｌ０の計数値をクリアしくステップＰ２８）、そし
てカウンタＣＴ１２を計数モードに設定しくステップＰ
２９）、次にリッグフロノプＦＦ３のＳ端子にＨを印加
してシャッタを開放させる（ステップＰ３０）。ステッ
プＰ２７〜Ｉ”２９はほぼ同時に行われる。 シャッタを開放するとＣＰ Ｕ １２はカウンタＣＴ１
１の出力とコンパレータＣＰＩＯの出力を監視する（ス
テップＰ３１．Ｐ３２）。そしてカウンタＣＴＩＩが単
位時間Ｔを計数してＨを出力すると、コンパレータｃｐ
ｉｏがＨを出力しているかどうかは無関係に、フリップ
フロップＦＦ３のＲ端子に１１を印加してシャッタを閉
じる。 また、カウンタＣ’ Ｔ １１がＨを出力する的にコン
パレータＣＰ １０が１１を出力すると、とのコンパレ
ータの出力によってフリップフロップＦＦ３のＲ端子に
Ｈを印加してシャッタを閉じる。これは、シャッタが開
いでいる状態を、ウエノ・アライメント開始時から単位
時間Ｔが経過する時までのあいだに規制するためのステ
ップである。フリップフロップＦＦ３をリセットすると
（ステップ３３）、ＣＰ Ｕ １２はカウンタＣＴ１２
の計数値をメモリ（ＣＰＵＬ２に内蔵のもの）に格納す
る（ステップＰ３４）。 このときのカウンタＣＴ１２の計数値は実際にシャッタ
が開放されていた時間ｔ≦に対応する。 次に、ＣＰ Ｕ １２はウェハに塗布されたフォトレジ
ストを露光波長で露光すべく、レジスタＲ，１０に時間
ｔ。Ｋ対応した露光量を設定する（ステップＰ３５）。 引き続いてプリップフロップＦＦ３（ｉ；セットしてシ
ャッタを開放しくステップＰ３６）、コンパレータＣＰ
１０７！ｌ″−Ｈを出力したかどうかを監視す茹 る（ステップＰ３７）。そしてコンバータＣＰＩＯがＨ
を出力するとフリップフロップＦＦ３をリセットしてシ
ャッタを閉じて（ステップＰ ３８） 、ウェハを載置
したステージをステップさせる（ステップＰ３９）。ス
テップアンドリピート動作をＮ回繰り返すと（ステップ
Ｐ４す、ステップＰ１２に戻り、次に供給されてくるウ
ェハについて同様の動作を繰り返す。そして所定枚数処
理したなら動作を終了する（ステップＰ４１）。なお、
第２図の時間ｔ、及びｔ６のあいだはステージはウェハ
が露光されない位置（例えばウエノ・が投影レンズを通
過した露光波長光を受けない位１ａ−）へ退避させるも
のとする。 以上のように、時系列上先行するウェハに関しての計算
上の露光時間ｔ６と実際の露光時間−′の差を時系列上
後続するウエノ・に関する露光時間ｔ、に反映させてい
る。つｆ り ｉｓ＞ ｊ５ の場合でも次のウェハの
交換に際してその差に応じて時間ｔ、を変えるので投影
レンズを飽和状態に維持することが可能になる。 第３図に示した例の場合には、標準的なウエノ・アライ
メント時間ｔ≦ を予め決めておいてこの標準時間に対
する実際のウエノ・アライメント時間ｔ。 の比（時系列上先行するウエノ・に関して得られたもの
）に応じて、次のウエノ・交換時での時間ｔ７とｔ、の
比を変える。 このようにすると、ウニノーアライメント時間が変動し
ても投影レンズを飽和状態に保つことができるようにな
る。 第１２図において、カウンターＣＴｉ５はウエノ・アラ
イメント開始時点からウエノ・アライメント終了までの
時間を計時する。鋸歯状波発生器ｃｘｉは鋸歯状波をア
ナログ比較器０ＰＩＯの一方端子に人力する。基準電圧
発生器ＣＸ２は所定の基準電圧を比較器０ＰＩＯの他方
端子に入力する。比較器０Ｐ１０の出力端子には基準電
圧のレベルに応じたデユーティ−比のパルス出力が得ら
れる。 次に、第１３図のフローチャートを参照して主要な動作
のみを説明する。ある単位時間においてウェハアライメ
ントが開始されると、カウンタＣＴ１５が計時開始して
ウェハアライメント終了までの時間を１ｌｉｌｌ定する
（ステップＰ４２）。次にこのウェハアライメント時間
ｔ２をＣＰ Ｕ １２のメモリのＭ五番地に格納する（
ステップＰ４３）。欠にＣＰＵ１２のＲＯＭに記憶され
た標準時間ｔ４ を！み出しくステップＰ４４）、時間
弓 と時間【２との差を訂１ｎする（ステップＰ４５）
。次にこのδ１″算結果に応じて基準電圧レベルを変え
て比較器ＯＰＩの出力パルスのデユーティ−比を設足す
る（ステップＰ４す。 その後ステップアンドリピート動作の終了を確認すると
（ステップＰ４７）ウェハ交換中のシャッタ開閉を比較
器０Ｐ１５の出力パルスのデユーティ−比に応じて制御
する（ステップＰ４８）。これによって投影レンズを飽
オロ状態に維持することが可能になる。尚、ステップア
ンドリピート動作中におけるシャッタの開閉は第８図に
示した光量積分回路、レジスタＲ３、コンパレータＣＰ
３を作動して行う。尚、このデユーティ−比は単位時間
内でのシャッタ開放時間とシャッタ閉成時間の比に応じ
て制御してもよい。 第５図に示した例は、第８図にタイマー回路ＴＭを追加
することによって達成される。即ち、露光装置の作動開
始指令が入ると先ずシャッタを開放し、同時にタイマー
回路ＴＭで時間ｔｒ、の計時を開始する。そして時間ｔ
ｒｔ・が経過したなら第９図のステップＰ２へ移行する
。第１４図にはこの動作のフローチャートを示しである
。第９図のステップＰ１とＰ２との間に、シャッタを時
間ｔｒ、のあいだ開放するためのステップＰｌ−１−Ｐ
ｌ−４が追加されている。 尚、ウェハアライメント時間以外にも、例えばウェハ交
換時間が変動したときにも同様の処理によって投影レン
ズを飽和状態に維持できる。 次に、以上に述べた具体例が応用される縮小投影型露光
装置の構成と動作を説明する。 第１５図は縮小投影型露光装置の機械的構成の概略図で
ある。互いに直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に
移動可能なステージかには、ウェハ１１を載置するため
のウェハホルダ２１が設けられている。ウェハホルダ２
１はステージ加に対して微小回転可能であるとともに、
ウェハの真空チャックとなっている。ステージ加のＸ軸
、Ｙ軸方向の座標位置はレーザ干渉計によって計測され
る。第１のレーザ干渉計ユニット２２はステージ加のＹ
軸方向端辺に固着された＠１のミラー２３と、露光装置
本体の所定位置に固定された第１の固定ミラー（不図示
ンを備え、第１のミラーと第２のミラーとにそれぞれレ
ーザ光線を照射しく第１５図では第１のミラーに照射す
るレーザし、が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ加のＸ軸の座標位置を測定する。第
２のレーザ干渉計ユニット２４はステージ加のＹ軸方向
端辺に固着された第２のミラー２５と露光装置本体の所
定位置に固定された第２の固定ミラー（不図示）を備え
、第２のミラー２５と第２の固定ミラーとにそれぞれレ
ーザ光線を照射しく第１５図では第２のミラーに照射す
るレーザＬ、が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ加のＹ軸の座標位置を測定する。ス
テージ加はウェハ１１の受渡し時には所定のウェハ受渡
し位置へ移動する。ベルト搬送装置２６は未露光ウェハ
を露光装置内へと搬入し、ｔたは露光源ウェハを露光装
置外へと搬出するために作用する。ウェハ搬送アーム２
７は軸２８を中心に回転可能であり、先端２７ａはウェ
ハを吸着するための真空チャックとなっている。この搬
送アーム２７はウェハ受渡し位置にあるステージ２０の
ウニ・・ホルダ２１と、搬送ｇ 置２６との間を回転可
能であり、両者間でのウェハ受渡しを行う。レチクル９
のパターン像は投影レンズ１０によってウェハ上に結像
される。投影レンズ１０の光軸はレーザ光線り。 とり、との交点を通っている。ウェハのＸ軸方向のアラ
イメントを検出するための光電顕微鏡ＷＸの光軸はレー
ザ光線Ｌ１の光軸と直交する。ウェハのＹ軸方向のアラ
イメントを検出するための光電顕微鏡ＷＹの光軸はレー
ザ光線り、の光軸と直交する。 光電顕微鏡Ｗθはウェハの回転方向（θ方向）のアライ
メントを検出するためのものである。 以下、第１６図及び第１７図を使ってウェハアライメン
ト動作を説明する。第１６図は投影レンズ１０ 。 ステージ加、及び光電顕微鏡ｗｘ、ｗｙ、ｗθの配置関
係を示す。Ｍ１７図はウェハ１１のチップパターンとア
ライメントマークの様子を表わしたものである。ウェハ
１１には第１回目の露光によって第１７図に示すような
矩形のチップパターン（代表的に２個示しである）と、
ウェハアライメントパターンが形成される。尚、直交座
標系ξ−ｌはチップパターンの配列座標を表わす。そし
て、ξ−η座標の中心Ｐはチップパターン全域の中心点
を表わす。ｉだ、第１１図に示した光電顕微鏡ｗｙ、ｗ
θ、ＷＸによって検出されるアライメントマーク３３
、３４ 、３６をそれぞれＹマーク３３．θマーク３４
゜Ｘマーク３６と呼ぶ。このＹマーク３３とθマーク３
４とを結ぶ線分はξ軸と平行であり、またＸマーク３６
の延長線分はη軸と平行である。そして、ウェハの中心
付近に位置するチップパターンのＹマーク３３とθマー
ク３４を結ぶ線分と、Ｘマーク３６の延長線分とは中心
Ｐで交差するものとする。 さて、このようなウェハ１１をウェハホルダ２１に載置
し、ウェハのオリエンテーションフラットによってウェ
ハ１１をステージかに対して粗く位置決めした後、ウェ
ハ１１を真空吸着する。その後ステージ加を駆動して、
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθによってＹマーク３３．θマーク
３４が検出可能な位置へとウェハを移動させる。このと
き、光電顕微鏡ｗｙ、ＷθのＸ軸方向の間隔は機械的に
所定値に固定されているので、光電顕微鏡ＷＹはξ軸上
の最も左側に位置するチップパターンのＹマーク（３３
’ ）を検出し、光電顕微鏡Ｗθはξ軸上の最も右側に
位置するチップパターンのθマーク（３４） ＠検出す
るものとする。 ウェハ１１は２回目以後の露光を行う場合にはステージ
加のＸ−Ｙ座標とウェハ１１のξ−η座標の回転ずれが
生じないように回転補正を行う。 この回転補正は光電顕微鏡ｗｙ、ｗθによって行われる
。即ち、光電顕微鏡ＷＹでウェハの最も左側のＹマーク
（３３つ を検出しつつ、光゛亀顕微鏡Ｗθがウェハの
最も右側のθマーク（３４）を検出できるようにウェハ
ホルダ２１を介してウェハ１１を回転させる。そして、
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθがそれぞれＹマーク（’：ｄ）＋
θマーク（３４）のアライメントを検出すると、ステー
′）２０のＹ軸とウニノーのξ軸とが平行になる。この
と＠Ｙ座座標副側用レジスタ不図示）にＹ軸とＹ軸の交
点から光電顕微鏡ＷＹの光軸筐での距離（露光装置に固
有の値）をプリセットし、ウェハホルダ２１をその回転
位置に保持する。以下この動作をＹ−〇アライメントと
いう。次にステージ加を駆動して光を顕微鏡ＷＸによっ
てウェハ１１の中心付近のチップパターン内のＸマーク
を検出する。するとステージ加のＹ軸とウェハ１１のη
軸とが平行になるから、このと＠Ｘ座標計測用レジスタ
（不図示）にＹ軸とＹ軸との交点から光ｆｌｌ顕微鏡Ｗ
Ｘの光軸までの距離（露光装置に固有の値ンをプリセッ
トする。以下、この動作をＸアライメントという。これ
まで述べてきたＹ−〇アライメント及びＸアライメント
によってステージ肋のＸ−Ｙ軸とウェハのミーグ軸とを
回転ずれなしで対応づけることができる。以後、レーザ
干渉計によってステージ加のＸ−Ｙ座標値を１１測すれ
ばウェハ１１の位置を知ることができ、ステップアンド
リピート動作を容易に行うことができる。 第１８図はウェハアライメントに使用する光′亀顕微鏡
の具体例である。ウェハ１１のアライメントマーク（例
えばＹマーク３３）はフォトレジストを露光しない波長
の光で照明され、その光像は対物レンズ４０によって、
スリット４１ａ’ｊｉ＝有するスリット板４１に結像さ
れる。発振器４２は一定周波数の正弦波信号を発生し、
振動手段４３を作動させる。振動手段４３はスリット板
４１と結合し、アライメントマークに対してスリット４
１ａを正弦的に振動走査させる。この振動方向はアライ
メントマークの長手方向に直交する方向である。光電変
換素子４４はスリット４１ａを通過した光を受光して、
電気信号に変換する。同期整流回路４５は、光電変換素
子４４からの電気信号を前記正弦波信号を参照信号とし
て同期整流し、平滑回路４６はこの同期正流信号を直流
信号に平滑して端子４７に出力する。この直流信号はス
リット４１Ｈの振動中心（０）とアライメントマークと
の位置関係に応じて第１９図（ａ）のように変化する。 アライメント動作中はこの直流信号が零レベルになるよ
うにステージ２０またはウェハホルダ２１をサーボ制御
する。 一方、光電変換素子４４からの電気信号は発振器４２の
出力信号の２倍の周波数に同調周波数をもった同調増幅
器４８に入力きれる。この同調増幅２；４８の出力は整
流回路４９で整流された後、平滑回路５１によって直流
信号に平滑される。平滑回路５１からの直流信号はスリ
ット４１ａの催動中心（０）と、アライメントマークの
中心との位置関係に応じて第】９図（ｂ）に示すように
変化する。レベル判定回路５１は平滑回路５０の直流信
号が第１９図（ｂ）の直流レベルエ。 と工、との間にあるときのみアンドゲート５２の一方入
力端子に信号を印加する。ウィンドコンパレータ５３は
平滑回路４６からの直流信号のレベルが零のときにアン
ドゲート５２の他方入力端子へ信号を印加する。従って
、アンドゲート５２はスリット４１ａの振動中心とアラ
イメントマークの中心とが一致したときに出力を端子５
４に出力することになる。 このアンドゲート５２から出力が得られたときが光電顕
微鏡がアライメントコークのアシイメントを検出したと
きである。 尚、第１９図において縦軸は直流信号レベルを、また横
軸はスリン）４１ａの振動中心（０）に対するアライメ
ントマークの位置ずれ量を表わしている。 第ｍ図は縄小投影型露光装置の制御系を示すブロック図
である。この制御系はプログラムによる露光装置のシー
ケンス制御及び各種演算処理を可能とするために、メモ
リ等を含むマイクロコンピュータ（ＣＰ Ｕ ） ６０
を使用している。ｃ Ｐ ｕ ６ｏは、インターフェー
ス６１を介して各光電顕微鏡、各駆動部及びレーザ干渉
計からの測定（検出）データの取り込み、及び指令の伝
達を行う。 ベルト搬送装置駆動部６２は、ＣＰ Ｕ ６０の指令に
より未露光ウェハ及び露光量ウェハを露光装置内外へそ
れぞれ搬入、搬出するよう、ベルト搬送装置２６を駆動
する。未露光ウェハが搬送アーム２７との受け渡し位置
まで搬入されてきたかどうか及び露光量ウェハが露光装
置外へ搬出されたかどうかの情報はインターフェース６
１を介してＣＰＵ６０に取り込まれる。ウェハ搬送アー
ム駆動部６３は、ＣＰＵ６０の指令によりウェハホルダ
２１とベルト搬送装置２６との間のウェハ受は渡しのた
めに、アーム２７の回転及び真空吸着を制御する。アー
ム２７がベルト搬送装置２６とのウェハ受は渡しのため
の第１装置Ｋを）るのが、ウェハホルダ２１とのウェハ
受は渡しのための第２位置にあるのかの情報、及びウェ
ハを真空吸着したかどうかの情報はインターフェース６
１を介してＣＰＵ６０に取り込まれる。ステージ加は、
Ｘ軸駆動部６４によってＸ軸方向に駆動され、Ｙ軸駆動
部６５によってＹ軸方向に駆動される。レーザ干渉計２
２ 、２４はステージ加のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動
情報をインターフェース６１を介してＣＰＵ６０に送る
。ＣＰ Ｕ ６０はステージ加のＸ座標計測用レジスタ
とＹ座標計測用レジスタを備えている。ＣＰ Ｕ ６０
のＲＯＭには前述のＸ、Ｙ軸の交点と光電顕微鏡ｗｙ、
ｗｘの光軸とのそれぞれの距離情報が格納されている。 そして、光ｍ顕微鏡ｗｘ、ｗｙ、ｗθを１史りたウエノ
・アライメントリの作によりこれらレジスタにＲＯＭの
距離情報をそれぞれプリセットする。以後ステージかの
Ｘ、Ｙ軸方向の移動量及びＸ、Ｙ各軸における移動方向
に応じてこれらレジスタの計測面は増減し、常にステー
ジ加の座標を計測することになる。 θ駆動部６６はウェハホルダ２１を回転させるためのも
のである。 シャッタ駆動部６７は第４図のモータ５を介してロータ
リーシャッタ３を開閉するためのものである。ＣＰＵ６
０は、ウェハ１１に塗布されたフォトレジストの感度に
応じてフォトレジストを適正露光するための適正露光量
を演算してシャッタ駆動部６７へ送る。フォトレジスト
の感度はキーボード６８からインターフェース６１を介
してｃＰＵ６ｏに送られる。また、第１図ないし第５図
に示した４例の中からどれを採用するかによって異なる
が、ＣＰＵ６０は投影レンズに入射する露光波長エネル
ギーを一定にするだめのシャッタ開放時間（ｔ４：ｔｌ
ｉｔｔ６ ；ｊ７ ；ｔｒ、）を演算してシャッタ駆動
部へ送る。 レチクルアライメント部６９は投影レンズ１ｏの光軸に
対してレチクル９を所定位置にアライメントするように
レチクルを動かすものである。 タイマー回路７０は、ウェハアライメント開始時点から
計時を開始し、所定時間Ｔｍａｘ（ウェハアライメント
不能と判断するに充分な時間ン経過するとタイマー出力
を発生する。 次に、第１５図ないし第か図に示した縮小投影型露光装
置の動作を説明する。第２１図（ａ） ｌ （ｂ）には
動作ステップのフローチャートを示しである。なお、動
作説明は、第１回目の露光及び現像により第１２図に示
したアライメントマークが形成されたウェハについて第
２回目の露光を行うものとする。さて、オペレーターが
キーボード６８から露光装置の作動開始指令を人力する
（ステップＰ５１）。すると、露光装置にはレチクル９
が装填される（ステップＰ５２）。レチクル装填が完了
するとＣＰ Ｕ ６０はレチクルアライメント系６９に
レチクルアライメントを開始させる。レチクルアライメ
ント系はレチクルアライメントが完了するとレチクルア
ライメント完了信号をインターフェース６１を介してＣ
ＰＵ６０に送９、これでレチクル９をアライメント完了
位置に固定してレチクルアライメントを終了する（ステ
ップＰ５３）。次に、ＣＰ Ｕ ６０はレーザ干渉計２
２ 、２４の出力からステージ加の現在位置・・・この
座標値をＸＡ、ＹＡとする・・・を読み取り（ステップ
Ｐ５４）、セしてＣＰＵ６０のＲＯＭに記憶されたステ
ージのウェハ受渡し位置・・・この座標値をＸＬ、ＹＬ
とする・・・との偏差を計算する（ステップＰ５５）。 ＣＰＵ６０は偏差計算の結果から、ステージ加をウェハ
受渡し位置へもたらすＸ軸方間及びＹ軸方向の駆動情報
をＸ軸駆動部６４及びＹ軸駆動部６５へとそれぞれ転送
する。Ｘ軸、ＹＩｔｑＩＩ駆動部６４゜シ ロ５はこの駆動情報に応じてステーメ２０を駆動して、
ウェハ受渡し位置で停止させる（ステップＰ５６）。 ＣＰ Ｕ ６０はレーザ干渉計２２ 、２４の出力から
ステージ加がウェハ受渡し位置まで移動したことを確認
すると、ベルト搬送装置２６上のウェハがウェハ搬送ア
ーム２７によって真空吸着可能な位置筐で送られてきた
かどうかを確認する・・・そのためにはベルト上のウェ
ハを光電的に検出するフォトカプラ等の出力をインター
フェース６１を介シてＣＰＵ６０に人力してやればよい
・・・（ステップＰ５７）。この確認かで＠ないときは
ベルト搬送装置２６を駆動してウェハを搬入させ、これ
を確認するとベルト搬送装置２６の搬送動作を停止させ
る（ステップＰ５７）。 引き続いてウェハ搬送アーム２７はベルト上のウェハを
真空吸着してウェハホルダ２１上へ搬送シて、ウェハホ
ルダへ渡す（ステップＰ５８）。その後、アーム２７は
所定の待機位置へ戻る。またウェハホルダ２１はウェハ
のオリエンテーションフラットを使ってウェハとステー
ジ加との粗い位置決めを行っておく（ステップＰ５９）
。この粗い位置決めは、ステーン別のＸ−Ｙ座標系とウ
ェハのη−ξ座標系との回転ずれを予め小さくしておく
ためのものである。ステップＰ５Ｂ、Ｐ５９に要する時
間がこれまでに述べてきたウェハ交換時間である。ステ
ージ２Ｌ）がウェハ受は渡し位置にある間、ウェハは投
影レンズ１０の下側から外れた位置に退避しているので
、この間にシャッタ駆動部６７は第１図ないし第５図に
示した例のうちひとつの例に応じてシャッタを開閉する
（ステソゲＰ６０）。 ウェハの粗アライメントが終了すると、ＣＰＵ６０は装
置定数としてＲＯＭ（ＣＰＵ６０に内蔵）に記憶された
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθの位置情報に基づいて、第１２図
示のアライメントマーク（３３’Ｌ（３４）がこの光電
顕微鏡ｗｙ、ｗθに対向するようにステージ肋を介して
ウェハを移動する（ステップＰ６１）。 このときウェハの位置をＹ−〇アライメント位置という
。ｃ Ｐ ｕ ６０はレーザ干渉計２２ 、２４の出力
からステージ加がＹ−〇アライメント位置へ達したこと
を確認するとステージ肋を停止させ、光電顕微鏡ＷＹ、
ＷＯによるＹ−〇アライメントを開始する（ステ７ブＰ
６２）。Ｙ−〇アライメント開４合と同時にタイマー回
路７０は計時を開始しくステップＰ６３）、ｌヅ「定時
間Ｔｍａｘを経過してもＹ−〇アライメントが完了しな
いときにはステージ肋をウェハ受渡し位置へ戻す（ステ
ップＰ６５）。するとシャッタ駆動部６７はシャッタを
開閉して投影レンズが飽和状態となるように露光波長エ
ネルギーを入射させる（ステップＰ６６）。この場合、
オペレータがキーボード６８からステップＰ６１へのリ
ターン指令を入力すればＹ−〇アライメントが再び始借
り、また終了指令を入力すれば露光動作は終了する（ス
テップＰ６７）。 一方、所定時間ＴｍａｘのあいだにＹ−〇アライメント
が完了したかどうかは監視されており（ステップＰ６９
）、これが完了するとタイマー回路７０はクリアされる
（ステップＰ７０）。引き続いて、ステージ２０は第１
２図のアライメントマーク３６が光′牡顕微鏡ＷＸに対
向する位置、即ちＸアライメント位置へ移動する（ステ
ップＰ ７１ ）。 次に、Ｘアライメントを開始させ（ステップＰ７２）、
それと同時にタイマー回路７０に計時を開始させる（ス
テップＰ７３）。以下Ｘアライメント開始から所定時間
’ｊ’１ｎａＸのあいだにＸアライメントが完了しない
ことを確認すると（ステップＰ７４）、ステップＰ６５
〜Ｐ６７と同様のステップへ進み、時間Ｔｍａｘ のあ
いだにＸアライメントが完了したことを確認すると（ス
テップＰ７５）、次にステップＰ７６へ進む。 ステップＰ７６はウェハの局所領域にレチクルパターン
を転写すると、次の局所領域へとウエノ・を移動しそこ
で再びレチクルパターンを転写するという動作を繰り返
す、いわゆるステップアンドリヒート動作である。そし
て、１枚のウエノ＼につきＮ回の露光が終了するとステ
ージ加をウエノ・受渡し位置へ移動させ（ステップＰ７
７）、次にアーム２７を待機位置からウェハホルダ２１
上へ回転してウェハを受取ってベルト上へ搬送する（ス
テップＰ７８）。そしてベルト搬送装置２６によって露
光斬ウェハを露光装置本体外へ搬出する（ステップＰ７
す。 次に、新しいウェハがベルトに供給されたならステップ
Ｐ５７に戻り、以下同様の動作を所定ロット数ぶん繰り
返す（ステップＰ８０）。 第２２図は本発明が応用される縮小投影型露光装置ダの
別の機械的構成を示す概略図である。第１５図と同じも
のには同一符号を付しである。この例はウェハ露光時以
外に投影レンズを通過した光がステージ加や第１．第２
のミラー２３ 、２５に悪影響を与えないようにしたも
のである。Ｌ字形の遮蔽板８０はステージ２０に固定さ
れていて、第１及び第２ミラー２３ 、２５の上方を被
っている。この遮蔽板８０とステージ２０との間には断
熱材がはさみ込まれており、遮蔽板８０の熱がステージ
加やミラー２３ 、２５に伝わらないようになっている
。Ｓ触板８０の張り出しｆｌＢ８０ａは、ステージ加が
ウェハ受渡し位１ｉＭに位置したときに投影レンズコ１
０過光が投射される位置に設けられているものである。 この張り出し部８０ａの大きさは投影レンズ通過光がス
テージ２０に至るのを防ぐ大きさあればよい。 このようにしておくと、投影レンズ通過光は遮蔽板８０
によって遮蔽されるので、ステージ加や第１及び第２ミ
ラー２３ 、２５が熱的な影響を受けることを防止でき
る。 なお、遮蔽板８０は光吸収体であっても構わないが、ウ
ェハ又はウェハに塗布されたフォトレジストの反射率と
同じに反射率を付与しておくと次の点で効果的である。 つ［バステップアンドリピート動作中にはウェハ又はフ
ォトレジストで反射した露光々が投影レンズへ反射され
て、投影レンズはウェハ側からも熱的要因を受け取るこ
とになる。従って遮蔽板８０の反射率を上記のように定
めるとステップアンドリピート動作中と、それ以外の時
のシャッタ開放中に投影レンズ−に加えられる熱的要因
はほぼ等しくなるので前記割合τを一定に維持しやすく
なる。 また、投影レンズ１０とステージ加との間にシャッター
を設けて、ステップアンドリピート動作中及びウェハア
ライメント動作中以外は両者間を遮断しておいてもよい
。 （発明の効果） 以上のような本発明によれば、投影光学系の倍率誤差の
時間変動をなくすことができるので、高い重ね合せ精度
の露光装置が得られる。
ト時間が変動しても、τ、を一定に保つことができる。 第１０図は第２図に示し、た例の実施回路ブロック図で
ある。電圧−周波数変換器ＶＦＩはインターフェース１
３から与えられる電圧に対応した周波数のパルスを発生
する。この変換器ＶＦＩの出力パルスはカウンタＣＴｌ
０に計数パルスとして入力される。 単位時間計数用カウンタＣＴｉ１は一定周波数のクロッ
クパルスＣＬＫを計数パルスとして入力され、ウェハア
ライメント開始時に計数開始し、単位時間Ｔを計数する
とＨを出力する。カウンタＣＴ１２はウェハアライメン
ト終了時からクロックパルスを計数するもので、ウェハ
アライメント開始してから単位時間Ｔが経過した時点で
の計数値がｃｐＵ１２に読み込まれる。 レジスタＲ１０はウェハ露光時間ｔ。％筐たは露光時間
（投影レンズに露光波長エネルギーは入射させるがウェ
ハを露光しない時間） ｔＩＩ ｌ ’ｆｉを設定する
ためのものである。時間ｔＩＩ ｌ ｔａは露光量に換
算してレジスタＲＩＯに設定されるものとする。 フォトダイオードＰＤＩ、アングＯＰＩ、ＯＰ２コンデ
ンサＣ１及びＡＤ変換器ＡＤＺは笹５図と同様に光量積
分回路を構成している。コンパレータＣＰＩＯはレジス
タＲＩＯの設定値とＡＤ変換器ＡＤ１の出力とが一致す
るとＨを出力する。フリップフロップＦＦ３は露光開始
指令をセット端子Ｓに印加されるとＱ端子にＨを出力し
、露光終了指令をリセット端子Ｒに印加されるとＱ端子
にＬを出力する。モータ駆動回路ＭＤＩは第５図示のも
のと同様フリップフロップＦＦ３のＱ端子がＨになると
モータ５を所定角度回転してシャッタ３を開き、Ｑ端子
がＬになるとモータ５を更に所定角度回転してシャッタ
を閉じる。 ＣＰ Ｕ １２は、電圧−周波数変換器ＶＦＩ、カウン
タＣＴｌ０．ＣＴＩＩ、ＣＴ１２．レジスタＲＩＯ，フ
リップフロッグＦＦ３とインターフェース１３を介して
接続され、後述の如く制御する。キーボード１４は必要
な指令やデータをインターフェース１３を介してＣＰＵ
１２に送り込む。 以下、第１１図のフローチャートを参照して呻作を説明
する。キーボード１４から動作開始を指令すると、ＣＰ
Ｕ１２はメモリ（ＣＰＵ内蔵のもの）からカウンタＣＴ
１２の計数値を読み出す（ステップＰ １２ ）。ここ
でカウンタＣＴ１２の計数値とは（５）式から計算され
た計算上の露光時間ｔ、と、単位時間Ｔの間に実際に露
光された時間ｔ、Ｌとの差を計算するためのものである
。次に、ＣＰＵ１２は（４）式に基づいて時間ｔ、を計
算する。このときメモリから読み出されたカウンタＣＴ
１２の計算値に応じた時間を時間ｔ、に加算する（ス
テップＰ１３）。そして、その結果得られた時間局（＝
’ｓ＋（ｔｏ ｔ：））をレジスタＩｔｌＯに設定する
（ステップＰ１４）。この時間ｔ６ を計算する理由は
後述する。次にウニ・・交換開始指令をウェハ交換手段
（不図示）に送り、ウェハを露光装置に供給しくステッ
プＰ１５）、フリップフロップＦＦ３のセット端子ＳＫ
Ｈ出力すなわち露光開始指令を印加する（ステップＰ１
６）。 これによってフリップフロップＦＦ３のＱ端子はＨとな
るからモータ駆動回路ＭＤＩが作動してロータリーシャ
ッタを開放する。シャッタが開放されるとフォトダイオ
ードＰＤ７１１＋″−蕗光々を受光するので光量積分が
開始される。そして、ＡＤ変換器ＡＤＩの出力がレジス
タＲＩＯの設定値と一致するとコンパレータＣＰ １０
はＨを出力する。コンパレータＣＰ１０のＨ出力は露光
開始から時間ｔ、が経過したことを意味している。ＣＰ
Ｕ １２は露光開始するとコンパレータＣＰ１０ｆＪ
″−Ｈを出力したかどうかを監視していて（ステップＰ
１７ ） 、コンパレータＣＰ１０がＨを出力すると
フリップフロップＦＦ３のＲ端子にＨｌすなわち露光終
了指令を印加する（ステップＰ１８）。これによりモー
タ駆動回路ＭＤＩはシャッタを閉じる。 一方、ＣＰ Ｕ １２はウェハ供給が終了したかどうか
を監視しており（ステップＰ１９）、露光装置へのウェ
ハ供給が終了するとウェハアライメントを開始させる（
ステップＰ２０）。ウエノ・アライメント開始を指令す
ると同時にＣＰ Ｕ １２は電圧−周波数変換器ＶＦＩ
の出力パルスの周波数を（５）式のｊ／（１−で、）に
対応したものに設定しくステップＰ２ｘ）、カウンタＣ
Ｔ１０を計数モードに設定する（ステップＰ２２）。そ
のため、カウンタＣＴｌ０はウェハアライメント開始時
点から電圧−周波数変換器ＶＦＩの出力パルスを計数す
る。またＣＰＵ１２はアライメント開始時にカウンタＣ
ＴＩＩを計数モードに設定し、クロックパルスを計数さ
せる。 ステップＰ２０〜Ｐ２３はほぼ同時に行われる。Ｃｆ’
Ｕ１２はウェハアライメントが終了したがどうかを監視
しており（ステップＰ ２４ ）、ウェハアライメント
が終了するとカウンタＣＴｌ０の計数値を読み込んで、
メモリ（ＣＰＵ１２に内蔵のもの）に格納する（ステッ
プＰ２５）。 カウンタＣＴｌ０は変換器ＶＦＩからので１／（１−ｒ
、 ） Ｋ対応した周波数のパルスをウェハアライメン
ト時間ｔ、のあいだ計数するから、ステップＰ２５で読
み取られた計数値は時間ｔ６に対応していることになる
。ＣＰ Ｕ １２は、このカウンタＴＣＩＯの計数値か
ら時間ｔ６を計算して（ステップＰ２６）、レジスタＲ
ＩＯに設定する（ステップＰ２７）。そして、カウンタ
ＣＴｌ０の計数値をクリアしくステップＰ２８）、そし
てカウンタＣＴ１２を計数モードに設定しくステップＰ
２９）、次にリッグフロノプＦＦ３のＳ端子にＨを印加
してシャッタを開放させる（ステップＰ３０）。ステッ
プＰ２７〜Ｉ”２９はほぼ同時に行われる。 シャッタを開放するとＣＰ Ｕ １２はカウンタＣＴ１
１の出力とコンパレータＣＰＩＯの出力を監視する（ス
テップＰ３１．Ｐ３２）。そしてカウンタＣＴＩＩが単
位時間Ｔを計数してＨを出力すると、コンパレータｃｐ
ｉｏがＨを出力しているかどうかは無関係に、フリップ
フロップＦＦ３のＲ端子に１１を印加してシャッタを閉
じる。 また、カウンタＣ’ Ｔ １１がＨを出力する的にコン
パレータＣＰ １０が１１を出力すると、とのコンパレ
ータの出力によってフリップフロップＦＦ３のＲ端子に
Ｈを印加してシャッタを閉じる。これは、シャッタが開
いでいる状態を、ウエノ・アライメント開始時から単位
時間Ｔが経過する時までのあいだに規制するためのステ
ップである。フリップフロップＦＦ３をリセットすると
（ステップ３３）、ＣＰ Ｕ １２はカウンタＣＴ１２
の計数値をメモリ（ＣＰＵＬ２に内蔵のもの）に格納す
る（ステップＰ３４）。 このときのカウンタＣＴ１２の計数値は実際にシャッタ
が開放されていた時間ｔ≦に対応する。 次に、ＣＰ Ｕ １２はウェハに塗布されたフォトレジ
ストを露光波長で露光すべく、レジスタＲ，１０に時間
ｔ。Ｋ対応した露光量を設定する（ステップＰ３５）。 引き続いてプリップフロップＦＦ３（ｉ；セットしてシ
ャッタを開放しくステップＰ３６）、コンパレータＣＰ
１０７！ｌ″−Ｈを出力したかどうかを監視す茹 る（ステップＰ３７）。そしてコンバータＣＰＩＯがＨ
を出力するとフリップフロップＦＦ３をリセットしてシ
ャッタを閉じて（ステップＰ ３８） 、ウェハを載置
したステージをステップさせる（ステップＰ３９）。ス
テップアンドリピート動作をＮ回繰り返すと（ステップ
Ｐ４す、ステップＰ１２に戻り、次に供給されてくるウ
ェハについて同様の動作を繰り返す。そして所定枚数処
理したなら動作を終了する（ステップＰ４１）。なお、
第２図の時間ｔ、及びｔ６のあいだはステージはウェハ
が露光されない位置（例えばウエノ・が投影レンズを通
過した露光波長光を受けない位１ａ−）へ退避させるも
のとする。 以上のように、時系列上先行するウェハに関しての計算
上の露光時間ｔ６と実際の露光時間−′の差を時系列上
後続するウエノ・に関する露光時間ｔ、に反映させてい
る。つｆ り ｉｓ＞ ｊ５ の場合でも次のウェハの
交換に際してその差に応じて時間ｔ、を変えるので投影
レンズを飽和状態に維持することが可能になる。 第３図に示した例の場合には、標準的なウエノ・アライ
メント時間ｔ≦ を予め決めておいてこの標準時間に対
する実際のウエノ・アライメント時間ｔ。 の比（時系列上先行するウエノ・に関して得られたもの
）に応じて、次のウエノ・交換時での時間ｔ７とｔ、の
比を変える。 このようにすると、ウニノーアライメント時間が変動し
ても投影レンズを飽和状態に保つことができるようにな
る。 第１２図において、カウンターＣＴｉ５はウエノ・アラ
イメント開始時点からウエノ・アライメント終了までの
時間を計時する。鋸歯状波発生器ｃｘｉは鋸歯状波をア
ナログ比較器０ＰＩＯの一方端子に人力する。基準電圧
発生器ＣＸ２は所定の基準電圧を比較器０ＰＩＯの他方
端子に入力する。比較器０Ｐ１０の出力端子には基準電
圧のレベルに応じたデユーティ−比のパルス出力が得ら
れる。 次に、第１３図のフローチャートを参照して主要な動作
のみを説明する。ある単位時間においてウェハアライメ
ントが開始されると、カウンタＣＴ１５が計時開始して
ウェハアライメント終了までの時間を１ｌｉｌｌ定する
（ステップＰ４２）。次にこのウェハアライメント時間
ｔ２をＣＰ Ｕ １２のメモリのＭ五番地に格納する（
ステップＰ４３）。欠にＣＰＵ１２のＲＯＭに記憶され
た標準時間ｔ４ を！み出しくステップＰ４４）、時間
弓 と時間【２との差を訂１ｎする（ステップＰ４５）
。次にこのδ１″算結果に応じて基準電圧レベルを変え
て比較器ＯＰＩの出力パルスのデユーティ−比を設足す
る（ステップＰ４す。 その後ステップアンドリピート動作の終了を確認すると
（ステップＰ４７）ウェハ交換中のシャッタ開閉を比較
器０Ｐ１５の出力パルスのデユーティ−比に応じて制御
する（ステップＰ４８）。これによって投影レンズを飽
オロ状態に維持することが可能になる。尚、ステップア
ンドリピート動作中におけるシャッタの開閉は第８図に
示した光量積分回路、レジスタＲ３、コンパレータＣＰ
３を作動して行う。尚、このデユーティ−比は単位時間
内でのシャッタ開放時間とシャッタ閉成時間の比に応じ
て制御してもよい。 第５図に示した例は、第８図にタイマー回路ＴＭを追加
することによって達成される。即ち、露光装置の作動開
始指令が入ると先ずシャッタを開放し、同時にタイマー
回路ＴＭで時間ｔｒ、の計時を開始する。そして時間ｔ
ｒｔ・が経過したなら第９図のステップＰ２へ移行する
。第１４図にはこの動作のフローチャートを示しである
。第９図のステップＰ１とＰ２との間に、シャッタを時
間ｔｒ、のあいだ開放するためのステップＰｌ−１−Ｐ
ｌ−４が追加されている。 尚、ウェハアライメント時間以外にも、例えばウェハ交
換時間が変動したときにも同様の処理によって投影レン
ズを飽和状態に維持できる。 次に、以上に述べた具体例が応用される縮小投影型露光
装置の構成と動作を説明する。 第１５図は縮小投影型露光装置の機械的構成の概略図で
ある。互いに直交する２方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に
移動可能なステージかには、ウェハ１１を載置するため
のウェハホルダ２１が設けられている。ウェハホルダ２
１はステージ加に対して微小回転可能であるとともに、
ウェハの真空チャックとなっている。ステージ加のＸ軸
、Ｙ軸方向の座標位置はレーザ干渉計によって計測され
る。第１のレーザ干渉計ユニット２２はステージ加のＹ
軸方向端辺に固着された＠１のミラー２３と、露光装置
本体の所定位置に固定された第１の固定ミラー（不図示
ンを備え、第１のミラーと第２のミラーとにそれぞれレ
ーザ光線を照射しく第１５図では第１のミラーに照射す
るレーザし、が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ加のＸ軸の座標位置を測定する。第
２のレーザ干渉計ユニット２４はステージ加のＹ軸方向
端辺に固着された第２のミラー２５と露光装置本体の所
定位置に固定された第２の固定ミラー（不図示）を備え
、第２のミラー２５と第２の固定ミラーとにそれぞれレ
ーザ光線を照射しく第１５図では第２のミラーに照射す
るレーザＬ、が示されている）、それら反射レーザ光線
の干渉からステージ加のＹ軸の座標位置を測定する。ス
テージ加はウェハ１１の受渡し時には所定のウェハ受渡
し位置へ移動する。ベルト搬送装置２６は未露光ウェハ
を露光装置内へと搬入し、ｔたは露光源ウェハを露光装
置外へと搬出するために作用する。ウェハ搬送アーム２
７は軸２８を中心に回転可能であり、先端２７ａはウェ
ハを吸着するための真空チャックとなっている。この搬
送アーム２７はウェハ受渡し位置にあるステージ２０の
ウニ・・ホルダ２１と、搬送ｇ 置２６との間を回転可
能であり、両者間でのウェハ受渡しを行う。レチクル９
のパターン像は投影レンズ１０によってウェハ上に結像
される。投影レンズ１０の光軸はレーザ光線り。 とり、との交点を通っている。ウェハのＸ軸方向のアラ
イメントを検出するための光電顕微鏡ＷＸの光軸はレー
ザ光線Ｌ１の光軸と直交する。ウェハのＹ軸方向のアラ
イメントを検出するための光電顕微鏡ＷＹの光軸はレー
ザ光線り、の光軸と直交する。 光電顕微鏡Ｗθはウェハの回転方向（θ方向）のアライ
メントを検出するためのものである。 以下、第１６図及び第１７図を使ってウェハアライメン
ト動作を説明する。第１６図は投影レンズ１０ 。 ステージ加、及び光電顕微鏡ｗｘ、ｗｙ、ｗθの配置関
係を示す。Ｍ１７図はウェハ１１のチップパターンとア
ライメントマークの様子を表わしたものである。ウェハ
１１には第１回目の露光によって第１７図に示すような
矩形のチップパターン（代表的に２個示しである）と、
ウェハアライメントパターンが形成される。尚、直交座
標系ξ−ｌはチップパターンの配列座標を表わす。そし
て、ξ−η座標の中心Ｐはチップパターン全域の中心点
を表わす。ｉだ、第１１図に示した光電顕微鏡ｗｙ、ｗ
θ、ＷＸによって検出されるアライメントマーク３３
、３４ 、３６をそれぞれＹマーク３３．θマーク３４
゜Ｘマーク３６と呼ぶ。このＹマーク３３とθマーク３
４とを結ぶ線分はξ軸と平行であり、またＸマーク３６
の延長線分はη軸と平行である。そして、ウェハの中心
付近に位置するチップパターンのＹマーク３３とθマー
ク３４を結ぶ線分と、Ｘマーク３６の延長線分とは中心
Ｐで交差するものとする。 さて、このようなウェハ１１をウェハホルダ２１に載置
し、ウェハのオリエンテーションフラットによってウェ
ハ１１をステージかに対して粗く位置決めした後、ウェ
ハ１１を真空吸着する。その後ステージ加を駆動して、
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθによってＹマーク３３．θマーク
３４が検出可能な位置へとウェハを移動させる。このと
き、光電顕微鏡ｗｙ、ＷθのＸ軸方向の間隔は機械的に
所定値に固定されているので、光電顕微鏡ＷＹはξ軸上
の最も左側に位置するチップパターンのＹマーク（３３
’ ）を検出し、光電顕微鏡Ｗθはξ軸上の最も右側に
位置するチップパターンのθマーク（３４） ＠検出す
るものとする。 ウェハ１１は２回目以後の露光を行う場合にはステージ
加のＸ−Ｙ座標とウェハ１１のξ−η座標の回転ずれが
生じないように回転補正を行う。 この回転補正は光電顕微鏡ｗｙ、ｗθによって行われる
。即ち、光電顕微鏡ＷＹでウェハの最も左側のＹマーク
（３３つ を検出しつつ、光゛亀顕微鏡Ｗθがウェハの
最も右側のθマーク（３４）を検出できるようにウェハ
ホルダ２１を介してウェハ１１を回転させる。そして、
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθがそれぞれＹマーク（’：ｄ）＋
θマーク（３４）のアライメントを検出すると、ステー
′）２０のＹ軸とウニノーのξ軸とが平行になる。この
と＠Ｙ座座標副側用レジスタ不図示）にＹ軸とＹ軸の交
点から光電顕微鏡ＷＹの光軸筐での距離（露光装置に固
有の値）をプリセットし、ウェハホルダ２１をその回転
位置に保持する。以下この動作をＹ−〇アライメントと
いう。次にステージ加を駆動して光を顕微鏡ＷＸによっ
てウェハ１１の中心付近のチップパターン内のＸマーク
を検出する。するとステージ加のＹ軸とウェハ１１のη
軸とが平行になるから、このと＠Ｘ座標計測用レジスタ
（不図示）にＹ軸とＹ軸との交点から光ｆｌｌ顕微鏡Ｗ
Ｘの光軸までの距離（露光装置に固有の値ンをプリセッ
トする。以下、この動作をＸアライメントという。これ
まで述べてきたＹ−〇アライメント及びＸアライメント
によってステージ肋のＸ−Ｙ軸とウェハのミーグ軸とを
回転ずれなしで対応づけることができる。以後、レーザ
干渉計によってステージ加のＸ−Ｙ座標値を１１測すれ
ばウェハ１１の位置を知ることができ、ステップアンド
リピート動作を容易に行うことができる。 第１８図はウェハアライメントに使用する光′亀顕微鏡
の具体例である。ウェハ１１のアライメントマーク（例
えばＹマーク３３）はフォトレジストを露光しない波長
の光で照明され、その光像は対物レンズ４０によって、
スリット４１ａ’ｊｉ＝有するスリット板４１に結像さ
れる。発振器４２は一定周波数の正弦波信号を発生し、
振動手段４３を作動させる。振動手段４３はスリット板
４１と結合し、アライメントマークに対してスリット４
１ａを正弦的に振動走査させる。この振動方向はアライ
メントマークの長手方向に直交する方向である。光電変
換素子４４はスリット４１ａを通過した光を受光して、
電気信号に変換する。同期整流回路４５は、光電変換素
子４４からの電気信号を前記正弦波信号を参照信号とし
て同期整流し、平滑回路４６はこの同期正流信号を直流
信号に平滑して端子４７に出力する。この直流信号はス
リット４１Ｈの振動中心（０）とアライメントマークと
の位置関係に応じて第１９図（ａ）のように変化する。 アライメント動作中はこの直流信号が零レベルになるよ
うにステージ２０またはウェハホルダ２１をサーボ制御
する。 一方、光電変換素子４４からの電気信号は発振器４２の
出力信号の２倍の周波数に同調周波数をもった同調増幅
器４８に入力きれる。この同調増幅２；４８の出力は整
流回路４９で整流された後、平滑回路５１によって直流
信号に平滑される。平滑回路５１からの直流信号はスリ
ット４１ａの催動中心（０）と、アライメントマークの
中心との位置関係に応じて第】９図（ｂ）に示すように
変化する。レベル判定回路５１は平滑回路５０の直流信
号が第１９図（ｂ）の直流レベルエ。 と工、との間にあるときのみアンドゲート５２の一方入
力端子に信号を印加する。ウィンドコンパレータ５３は
平滑回路４６からの直流信号のレベルが零のときにアン
ドゲート５２の他方入力端子へ信号を印加する。従って
、アンドゲート５２はスリット４１ａの振動中心とアラ
イメントマークの中心とが一致したときに出力を端子５
４に出力することになる。 このアンドゲート５２から出力が得られたときが光電顕
微鏡がアライメントコークのアシイメントを検出したと
きである。 尚、第１９図において縦軸は直流信号レベルを、また横
軸はスリン）４１ａの振動中心（０）に対するアライメ
ントマークの位置ずれ量を表わしている。 第ｍ図は縄小投影型露光装置の制御系を示すブロック図
である。この制御系はプログラムによる露光装置のシー
ケンス制御及び各種演算処理を可能とするために、メモ
リ等を含むマイクロコンピュータ（ＣＰ Ｕ ） ６０
を使用している。ｃ Ｐ ｕ ６ｏは、インターフェー
ス６１を介して各光電顕微鏡、各駆動部及びレーザ干渉
計からの測定（検出）データの取り込み、及び指令の伝
達を行う。 ベルト搬送装置駆動部６２は、ＣＰ Ｕ ６０の指令に
より未露光ウェハ及び露光量ウェハを露光装置内外へそ
れぞれ搬入、搬出するよう、ベルト搬送装置２６を駆動
する。未露光ウェハが搬送アーム２７との受け渡し位置
まで搬入されてきたかどうか及び露光量ウェハが露光装
置外へ搬出されたかどうかの情報はインターフェース６
１を介してＣＰＵ６０に取り込まれる。ウェハ搬送アー
ム駆動部６３は、ＣＰＵ６０の指令によりウェハホルダ
２１とベルト搬送装置２６との間のウェハ受は渡しのた
めに、アーム２７の回転及び真空吸着を制御する。アー
ム２７がベルト搬送装置２６とのウェハ受は渡しのため
の第１装置Ｋを）るのが、ウェハホルダ２１とのウェハ
受は渡しのための第２位置にあるのかの情報、及びウェ
ハを真空吸着したかどうかの情報はインターフェース６
１を介してＣＰＵ６０に取り込まれる。ステージ加は、
Ｘ軸駆動部６４によってＸ軸方向に駆動され、Ｙ軸駆動
部６５によってＹ軸方向に駆動される。レーザ干渉計２
２ 、２４はステージ加のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動
情報をインターフェース６１を介してＣＰＵ６０に送る
。ＣＰ Ｕ ６０はステージ加のＸ座標計測用レジスタ
とＹ座標計測用レジスタを備えている。ＣＰ Ｕ ６０
のＲＯＭには前述のＸ、Ｙ軸の交点と光電顕微鏡ｗｙ、
ｗｘの光軸とのそれぞれの距離情報が格納されている。 そして、光ｍ顕微鏡ｗｘ、ｗｙ、ｗθを１史りたウエノ
・アライメントリの作によりこれらレジスタにＲＯＭの
距離情報をそれぞれプリセットする。以後ステージかの
Ｘ、Ｙ軸方向の移動量及びＸ、Ｙ各軸における移動方向
に応じてこれらレジスタの計測面は増減し、常にステー
ジ加の座標を計測することになる。 θ駆動部６６はウェハホルダ２１を回転させるためのも
のである。 シャッタ駆動部６７は第４図のモータ５を介してロータ
リーシャッタ３を開閉するためのものである。ＣＰＵ６
０は、ウェハ１１に塗布されたフォトレジストの感度に
応じてフォトレジストを適正露光するための適正露光量
を演算してシャッタ駆動部６７へ送る。フォトレジスト
の感度はキーボード６８からインターフェース６１を介
してｃＰＵ６ｏに送られる。また、第１図ないし第５図
に示した４例の中からどれを採用するかによって異なる
が、ＣＰＵ６０は投影レンズに入射する露光波長エネル
ギーを一定にするだめのシャッタ開放時間（ｔ４：ｔｌ
ｉｔｔ６ ；ｊ７ ；ｔｒ、）を演算してシャッタ駆動
部へ送る。 レチクルアライメント部６９は投影レンズ１ｏの光軸に
対してレチクル９を所定位置にアライメントするように
レチクルを動かすものである。 タイマー回路７０は、ウェハアライメント開始時点から
計時を開始し、所定時間Ｔｍａｘ（ウェハアライメント
不能と判断するに充分な時間ン経過するとタイマー出力
を発生する。 次に、第１５図ないし第か図に示した縮小投影型露光装
置の動作を説明する。第２１図（ａ） ｌ （ｂ）には
動作ステップのフローチャートを示しである。なお、動
作説明は、第１回目の露光及び現像により第１２図に示
したアライメントマークが形成されたウェハについて第
２回目の露光を行うものとする。さて、オペレーターが
キーボード６８から露光装置の作動開始指令を人力する
（ステップＰ５１）。すると、露光装置にはレチクル９
が装填される（ステップＰ５２）。レチクル装填が完了
するとＣＰ Ｕ ６０はレチクルアライメント系６９に
レチクルアライメントを開始させる。レチクルアライメ
ント系はレチクルアライメントが完了するとレチクルア
ライメント完了信号をインターフェース６１を介してＣ
ＰＵ６０に送９、これでレチクル９をアライメント完了
位置に固定してレチクルアライメントを終了する（ステ
ップＰ５３）。次に、ＣＰ Ｕ ６０はレーザ干渉計２
２ 、２４の出力からステージ加の現在位置・・・この
座標値をＸＡ、ＹＡとする・・・を読み取り（ステップ
Ｐ５４）、セしてＣＰＵ６０のＲＯＭに記憶されたステ
ージのウェハ受渡し位置・・・この座標値をＸＬ、ＹＬ
とする・・・との偏差を計算する（ステップＰ５５）。 ＣＰＵ６０は偏差計算の結果から、ステージ加をウェハ
受渡し位置へもたらすＸ軸方間及びＹ軸方向の駆動情報
をＸ軸駆動部６４及びＹ軸駆動部６５へとそれぞれ転送
する。Ｘ軸、ＹＩｔｑＩＩ駆動部６４゜シ ロ５はこの駆動情報に応じてステーメ２０を駆動して、
ウェハ受渡し位置で停止させる（ステップＰ５６）。 ＣＰ Ｕ ６０はレーザ干渉計２２ 、２４の出力から
ステージ加がウェハ受渡し位置まで移動したことを確認
すると、ベルト搬送装置２６上のウェハがウェハ搬送ア
ーム２７によって真空吸着可能な位置筐で送られてきた
かどうかを確認する・・・そのためにはベルト上のウェ
ハを光電的に検出するフォトカプラ等の出力をインター
フェース６１を介シてＣＰＵ６０に人力してやればよい
・・・（ステップＰ５７）。この確認かで＠ないときは
ベルト搬送装置２６を駆動してウェハを搬入させ、これ
を確認するとベルト搬送装置２６の搬送動作を停止させ
る（ステップＰ５７）。 引き続いてウェハ搬送アーム２７はベルト上のウェハを
真空吸着してウェハホルダ２１上へ搬送シて、ウェハホ
ルダへ渡す（ステップＰ５８）。その後、アーム２７は
所定の待機位置へ戻る。またウェハホルダ２１はウェハ
のオリエンテーションフラットを使ってウェハとステー
ジ加との粗い位置決めを行っておく（ステップＰ５９）
。この粗い位置決めは、ステーン別のＸ−Ｙ座標系とウ
ェハのη−ξ座標系との回転ずれを予め小さくしておく
ためのものである。ステップＰ５Ｂ、Ｐ５９に要する時
間がこれまでに述べてきたウェハ交換時間である。ステ
ージ２Ｌ）がウェハ受は渡し位置にある間、ウェハは投
影レンズ１０の下側から外れた位置に退避しているので
、この間にシャッタ駆動部６７は第１図ないし第５図に
示した例のうちひとつの例に応じてシャッタを開閉する
（ステソゲＰ６０）。 ウェハの粗アライメントが終了すると、ＣＰＵ６０は装
置定数としてＲＯＭ（ＣＰＵ６０に内蔵）に記憶された
光電顕微鏡ｗｙ、ｗθの位置情報に基づいて、第１２図
示のアライメントマーク（３３’Ｌ（３４）がこの光電
顕微鏡ｗｙ、ｗθに対向するようにステージ肋を介して
ウェハを移動する（ステップＰ６１）。 このときウェハの位置をＹ−〇アライメント位置という
。ｃ Ｐ ｕ ６０はレーザ干渉計２２ 、２４の出力
からステージ加がＹ−〇アライメント位置へ達したこと
を確認するとステージ肋を停止させ、光電顕微鏡ＷＹ、
ＷＯによるＹ−〇アライメントを開始する（ステ７ブＰ
６２）。Ｙ−〇アライメント開４合と同時にタイマー回
路７０は計時を開始しくステップＰ６３）、ｌヅ「定時
間Ｔｍａｘを経過してもＹ−〇アライメントが完了しな
いときにはステージ肋をウェハ受渡し位置へ戻す（ステ
ップＰ６５）。するとシャッタ駆動部６７はシャッタを
開閉して投影レンズが飽和状態となるように露光波長エ
ネルギーを入射させる（ステップＰ６６）。この場合、
オペレータがキーボード６８からステップＰ６１へのリ
ターン指令を入力すればＹ−〇アライメントが再び始借
り、また終了指令を入力すれば露光動作は終了する（ス
テップＰ６７）。 一方、所定時間ＴｍａｘのあいだにＹ−〇アライメント
が完了したかどうかは監視されており（ステップＰ６９
）、これが完了するとタイマー回路７０はクリアされる
（ステップＰ７０）。引き続いて、ステージ２０は第１
２図のアライメントマーク３６が光′牡顕微鏡ＷＸに対
向する位置、即ちＸアライメント位置へ移動する（ステ
ップＰ ７１ ）。 次に、Ｘアライメントを開始させ（ステップＰ７２）、
それと同時にタイマー回路７０に計時を開始させる（ス
テップＰ７３）。以下Ｘアライメント開始から所定時間
’ｊ’１ｎａＸのあいだにＸアライメントが完了しない
ことを確認すると（ステップＰ７４）、ステップＰ６５
〜Ｐ６７と同様のステップへ進み、時間Ｔｍａｘ のあ
いだにＸアライメントが完了したことを確認すると（ス
テップＰ７５）、次にステップＰ７６へ進む。 ステップＰ７６はウェハの局所領域にレチクルパターン
を転写すると、次の局所領域へとウエノ・を移動しそこ
で再びレチクルパターンを転写するという動作を繰り返
す、いわゆるステップアンドリヒート動作である。そし
て、１枚のウエノ＼につきＮ回の露光が終了するとステ
ージ加をウエノ・受渡し位置へ移動させ（ステップＰ７
７）、次にアーム２７を待機位置からウェハホルダ２１
上へ回転してウェハを受取ってベルト上へ搬送する（ス
テップＰ７８）。そしてベルト搬送装置２６によって露
光斬ウェハを露光装置本体外へ搬出する（ステップＰ７
す。 次に、新しいウェハがベルトに供給されたならステップ
Ｐ５７に戻り、以下同様の動作を所定ロット数ぶん繰り
返す（ステップＰ８０）。 第２２図は本発明が応用される縮小投影型露光装置ダの
別の機械的構成を示す概略図である。第１５図と同じも
のには同一符号を付しである。この例はウェハ露光時以
外に投影レンズを通過した光がステージ加や第１．第２
のミラー２３ 、２５に悪影響を与えないようにしたも
のである。Ｌ字形の遮蔽板８０はステージ２０に固定さ
れていて、第１及び第２ミラー２３ 、２５の上方を被
っている。この遮蔽板８０とステージ２０との間には断
熱材がはさみ込まれており、遮蔽板８０の熱がステージ
加やミラー２３ 、２５に伝わらないようになっている
。Ｓ触板８０の張り出しｆｌＢ８０ａは、ステージ加が
ウェハ受渡し位１ｉＭに位置したときに投影レンズコ１
０過光が投射される位置に設けられているものである。 この張り出し部８０ａの大きさは投影レンズ通過光がス
テージ２０に至るのを防ぐ大きさあればよい。 このようにしておくと、投影レンズ通過光は遮蔽板８０
によって遮蔽されるので、ステージ加や第１及び第２ミ
ラー２３ 、２５が熱的な影響を受けることを防止でき
る。 なお、遮蔽板８０は光吸収体であっても構わないが、ウ
ェハ又はウェハに塗布されたフォトレジストの反射率と
同じに反射率を付与しておくと次の点で効果的である。 つ［バステップアンドリピート動作中にはウェハ又はフ
ォトレジストで反射した露光々が投影レンズへ反射され
て、投影レンズはウェハ側からも熱的要因を受け取るこ
とになる。従って遮蔽板８０の反射率を上記のように定
めるとステップアンドリピート動作中と、それ以外の時
のシャッタ開放中に投影レンズ−に加えられる熱的要因
はほぼ等しくなるので前記割合τを一定に維持しやすく
なる。 また、投影レンズ１０とステージ加との間にシャッター
を設けて、ステップアンドリピート動作中及びウェハア
ライメント動作中以外は両者間を遮断しておいてもよい
。 （発明の効果） 以上のような本発明によれば、投影光学系の倍率誤差の
時間変動をなくすことができるので、高い重ね合せ精度
の露光装置が得られる。
第１図ないし第５図は本発明の基本となる考え方を示す
ための説明図である。第６図は本発明が応用される縮小
投影型露光装置の光学系の概略図である。第７図は第６
図示のロータリーシャッタの平面図である。第８図は本
発明の第１．実施例による回路ブロック図であり、第９
図は該実施例の動作のフローチャートである。第１０図
は本発明の第２実施例による回路ブロック図であり、第
１１図は該実施例の動作のフローチャートである。第１
２図は本発明の第３実施例による回路ブロック図であり
、第１３図は該実施例の動作のフローチャートである。 第１４図は本発明の第４実施例の動作のフローチャート
である。＠１５図は本発明が応用される縮小投影型露光
装置の磯檎的構成の概略図である。第１６図は投影レン
ズ、ステージ及び光電顕微鏡の配置の概略平面図である
。ＫｆＧ１７図はウェハのアライメントマークの説明図
である。第１８図は光電顕微鏡の電気系のブロック図で
あり、第１９図（ａ）、（ｂ）はその出力信号の波形図
である。第加図は縮小投影型露光装置の制御系のブロッ
ク図であり、第２１図（ａ） ｌ （ｂ）はその動作の
フローチャートである。 第２２図は本発明が応用される縮小投影型露光装置の別
の機械的構成の概略図である。 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡辺 隆男 ；ｔ＝４図 ＡＭ ８′＝６厘 ２ｆν１ 第１１図 第１２図 ７７１コ づ７１′１４ 叉 、？−７６図 問７１７図 刀フ２１図（（１） ′２＝２月ア傅） 矛２２図 手続補正書（自発） ■、事件の表示 日計０５８年特約願第１８６２６８号 ２、発明の名称 露光装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 東京都千代１．１．１区丸の内３丁目２番３−号（４１
１）日本光学工業株式会社 フクオカ シゲタダ 卵膜社長福岡 成忠 ４、代理人 〒１４０ 東京都ｌＩ？川区西大井１丁１ユ匹番３号５
、補正の対象 明細書及び図面 ６、補正の内容 別紙のとおり
ための説明図である。第６図は本発明が応用される縮小
投影型露光装置の光学系の概略図である。第７図は第６
図示のロータリーシャッタの平面図である。第８図は本
発明の第１．実施例による回路ブロック図であり、第９
図は該実施例の動作のフローチャートである。第１０図
は本発明の第２実施例による回路ブロック図であり、第
１１図は該実施例の動作のフローチャートである。第１
２図は本発明の第３実施例による回路ブロック図であり
、第１３図は該実施例の動作のフローチャートである。 第１４図は本発明の第４実施例の動作のフローチャート
である。＠１５図は本発明が応用される縮小投影型露光
装置の磯檎的構成の概略図である。第１６図は投影レン
ズ、ステージ及び光電顕微鏡の配置の概略平面図である
。ＫｆＧ１７図はウェハのアライメントマークの説明図
である。第１８図は光電顕微鏡の電気系のブロック図で
あり、第１９図（ａ）、（ｂ）はその出力信号の波形図
である。第加図は縮小投影型露光装置の制御系のブロッ
ク図であり、第２１図（ａ） ｌ （ｂ）はその動作の
フローチャートである。 第２２図は本発明が応用される縮小投影型露光装置の別
の機械的構成の概略図である。 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡辺 隆男 ；ｔ＝４図 ＡＭ ８′＝６厘 ２ｆν１ 第１１図 第１２図 ７７１コ づ７１′１４ 叉 、？−７６図 問７１７図 刀フ２１図（（１） ′２＝２月ア傅） 矛２２図 手続補正書（自発） ■、事件の表示 日計０５８年特約願第１８６２６８号 ２、発明の名称 露光装置 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 東京都千代１．１．１区丸の内３丁目２番３−号（４１
１）日本光学工業株式会社 フクオカ シゲタダ 卵膜社長福岡 成忠 ４、代理人 〒１４０ 東京都ｌＩ？川区西大井１丁１ユ匹番３号５
、補正の対象 明細書及び図面 ６、補正の内容 別紙のとおり
Claims (1)
- ウェハ上の感光層に投影レンズを介して原画パターンを
投影露光する露光装置において、前記感光層に原画パタ
ーンを投影露光可能とする第１状態と、前記感光層に原
画パターンを投影露光不可能とする第２状態とに、前記
ウェハと前記投影レンズとの光学的関係を設定する手段
；前記第２状態のときに単位時間における前記投影レン
ズに露光々が入射する第１の時間と、入射しない第２の
時間との割合に応じて前記投影レンズに露光々を投射す
る手段；及び、前記第１の時間が変動したとき、その変
動量に応じて前記第２の時間を補正する手段とを備えた
ことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186268A JPS6078455A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 露光装置 |
| US06/793,474 US4624551A (en) | 1983-09-17 | 1985-10-28 | Light irradiation control method for projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186268A JPS6078455A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078455A true JPS6078455A (ja) | 1985-05-04 |
| JPH0436446B2 JPH0436446B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
ID=16185311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58186268A Granted JPS6078455A (ja) | 1983-09-17 | 1983-10-05 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078455A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6693700B2 (en) | 2000-03-28 | 2004-02-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning projection exposure apparatus |
| US6738128B2 (en) | 2002-04-02 | 2004-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP58186268A patent/JPS6078455A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6693700B2 (en) | 2000-03-28 | 2004-02-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning projection exposure apparatus |
| US6699628B2 (en) | 2000-03-28 | 2004-03-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Aligning method for a scanning projection exposure apparatus |
| US6738128B2 (en) | 2002-04-02 | 2004-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436446B2 (ja) | 1992-06-16 |
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