JPH11162832A - 走査露光方法及び走査型露光装置 - Google Patents
走査露光方法及び走査型露光装置Info
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- JPH11162832A JPH11162832A JP9339349A JP33934997A JPH11162832A JP H11162832 A JPH11162832 A JP H11162832A JP 9339349 A JP9339349 A JP 9339349A JP 33934997 A JP33934997 A JP 33934997A JP H11162832 A JPH11162832 A JP H11162832A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 投影光学系に対してレチクルの被照射領域と
ウエハの被露光領域とを互いに共役な位置としつつ走査
露光を行う。 【解決手段】 マスクＲの移動態様及び感応基板Ｗの移
動態様の少なくとも一方に応じ、記憶装置５０内に記憶
された基準情報５２，５４に基づいて、投影光学系ＰＬ
の光軸方向に関する感応基板Ｗの位置合わせ目標面の情
報を調整し、感応基板Ｗの被露光面と前記目標面とを合
わせながら、又は、マスクＲのパターン像の結像面を調
整し、マスクＲのパターン像の結像面と感応基板Ｗの被
露光面を合わせて走査露光を行うことにより、高い露光
精度でパターン転写を行う。
ウエハの被露光領域とを互いに共役な位置としつつ走査
露光を行う。 【解決手段】 マスクＲの移動態様及び感応基板Ｗの移
動態様の少なくとも一方に応じ、記憶装置５０内に記憶
された基準情報５２，５４に基づいて、投影光学系ＰＬ
の光軸方向に関する感応基板Ｗの位置合わせ目標面の情
報を調整し、感応基板Ｗの被露光面と前記目標面とを合
わせながら、又は、マスクＲのパターン像の結像面を調
整し、マスクＲのパターン像の結像面と感応基板Ｗの被
露光面を合わせて走査露光を行うことにより、高い露光
精度でパターン転写を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査露光方法及び
走査型露光装置に係り、さらに詳しくは半導体素子、液
晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に用いら
れる走査露光方法及びその露光方法が適用される走査型
露光装置に関するものである。
走査型露光装置に係り、さらに詳しくは半導体素子、液
晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に用いら
れる走査露光方法及びその露光方法が適用される走査型
露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布
されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜
「感応基板又はウエハ」という）上に転写する投影露光
装置が用いられている。この種の装置としては、例えば
半導体素子の製造工程では、従来は、感応基板としての
ウエハが搭載されたウエハステージを所定量Ｘ、Ｙ２次
元方向に移動させて所定の露光位置へ位置決めするステ
ッピング動作と、その位置決め状態でレチクルのパター
ンを投影光学系を介して感応基板上のショット領域に転
写する露光動作とを繰り返す静止露光型（ステップ＆リ
ピート方式ともいう）の縮小投影型露光装置が主として
用いられていた。しかし、半導体素子の集積度は年々高
くなり、これに伴い回路パターンがますます微細化し、
露光装置の性能として一層の高解像力、露光精度の高さ
が要求されるようになってきた。かかる要求に応える露
光装置として、最近ではレチクル上の所定のスリット状
領域を照明光で照明しながら、レチクルを保持するレチ
クルステージとウエハステージとを投影光学系に対して
所定の走査方向に同期移動させることにより、レチクル
上の前記スリット領域内のパターンを投影光学系を介し
てウエハ上に逐次転写して、ウエハ上のショット領域に
レチクルパターン全面の縮小像を転写する走査型露光装
置、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型露
光装置が注目されるようになってきた。
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布
されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜
「感応基板又はウエハ」という）上に転写する投影露光
装置が用いられている。この種の装置としては、例えば
半導体素子の製造工程では、従来は、感応基板としての
ウエハが搭載されたウエハステージを所定量Ｘ、Ｙ２次
元方向に移動させて所定の露光位置へ位置決めするステ
ッピング動作と、その位置決め状態でレチクルのパター
ンを投影光学系を介して感応基板上のショット領域に転
写する露光動作とを繰り返す静止露光型（ステップ＆リ
ピート方式ともいう）の縮小投影型露光装置が主として
用いられていた。しかし、半導体素子の集積度は年々高
くなり、これに伴い回路パターンがますます微細化し、
露光装置の性能として一層の高解像力、露光精度の高さ
が要求されるようになってきた。かかる要求に応える露
光装置として、最近ではレチクル上の所定のスリット状
領域を照明光で照明しながら、レチクルを保持するレチ
クルステージとウエハステージとを投影光学系に対して
所定の走査方向に同期移動させることにより、レチクル
上の前記スリット領域内のパターンを投影光学系を介し
てウエハ上に逐次転写して、ウエハ上のショット領域に
レチクルパターン全面の縮小像を転写する走査型露光装
置、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型露
光装置が注目されるようになってきた。
【０００３】かかる走査型露光装置では、スループット
向上の観点から、レチクルステージを走査方向に往復移
動させながらウエハ上の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、いわゆる完全交互スキャンに
よる走査露光方式が採用されているのが一般的である。
向上の観点から、レチクルステージを走査方向に往復移
動させながらウエハ上の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、いわゆる完全交互スキャンに
よる走査露光方式が採用されているのが一般的である。
【０００４】また、従来の走査型露光装置では、レチク
ル及びウエハステージを静止させた状態で投影光学系の
最良結像面の位置を所定のセンサを用いて予め計測し、
この最良結像面の位置（より正確には、最良結像面の焦
点深度の範囲内）にウエハ表面の被露光領域（上記レチ
クル上の照明領域に対応するウエハ上のスリット状領
域）を常に一致させるべく、走査露光中のフォーカス・
レベリング制御がフォーカスセンサを用いて行われてい
た。
ル及びウエハステージを静止させた状態で投影光学系の
最良結像面の位置を所定のセンサを用いて予め計測し、
この最良結像面の位置（より正確には、最良結像面の焦
点深度の範囲内）にウエハ表面の被露光領域（上記レチ
クル上の照明領域に対応するウエハ上のスリット状領
域）を常に一致させるべく、走査露光中のフォーカス・
レベリング制御がフォーカスセンサを用いて行われてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の走査型露光装置
では、上述の如くしてウエハ表面の被露光領域を位置合
わせすべき投影光学系の光軸方向の目標位置として最良
結像面位置を固定して、走査露光中のフォーカス・レベ
リング制御が行われていた。
では、上述の如くしてウエハ表面の被露光領域を位置合
わせすべき投影光学系の光軸方向の目標位置として最良
結像面位置を固定して、走査露光中のフォーカス・レベ
リング制御が行われていた。
【０００６】しかしながら、走査型露光装置では、レチ
クルとウエハとを同期移動しつつ走査露光が行われるた
め、静止状態で測定した最良結像面位置を目標値として
フォーカス制御を行ったのでは、必ずしもウエハの被露
光領域を位置合わせ目標面に完全に一致させることがで
きないことが、最近判明した。これは、同期移動中に、
露光装置本体に振動や重心位置の移動に起因する傾き
（変形）が生じたり、ステージの駆動系のメカ的性能か
ら来るフォーカス時の制御応答の限界や、位置合わせ精
度の限界に起因しているものと予想される。
クルとウエハとを同期移動しつつ走査露光が行われるた
め、静止状態で測定した最良結像面位置を目標値として
フォーカス制御を行ったのでは、必ずしもウエハの被露
光領域を位置合わせ目標面に完全に一致させることがで
きないことが、最近判明した。これは、同期移動中に、
露光装置本体に振動や重心位置の移動に起因する傾き
（変形）が生じたり、ステージの駆動系のメカ的性能か
ら来るフォーカス時の制御応答の限界や、位置合わせ精
度の限界に起因しているものと予想される。
【０００７】本発明者が研究の結果から得た知見によれ
ば、こうした不一致の程度は、装置毎に異なるし、ま
た、レチクルやウエハの移動方向や同期移動中のレチク
ル（レチクルステージ）及びウエハ（ウエハステージ）
の位置変化、レチクルステージやウエハステージの移動
速度等の、両ステージの移動態様によっても異なってい
る。
ば、こうした不一致の程度は、装置毎に異なるし、ま
た、レチクルやウエハの移動方向や同期移動中のレチク
ル（レチクルステージ）及びウエハ（ウエハステージ）
の位置変化、レチクルステージやウエハステージの移動
速度等の、両ステージの移動態様によっても異なってい
る。
【０００８】従来から求められてきた露光精度であれ
ば、上記の原因で生じるフォーカス誤差は無視できる程
度であるが、今後露光精度に対する要求は、ますます厳
しくなるであろうと予想されるため、上記のようなウエ
ハステージやレチクルステージの移動態様に起因するフ
ォーカス誤差を低減することができる走査露光方法及び
走査型露光装置の開発は、いまや急務となりつつある。
ば、上記の原因で生じるフォーカス誤差は無視できる程
度であるが、今後露光精度に対する要求は、ますます厳
しくなるであろうと予想されるため、上記のようなウエ
ハステージやレチクルステージの移動態様に起因するフ
ォーカス誤差を低減することができる走査露光方法及び
走査型露光装置の開発は、いまや急務となりつつある。
【０００９】本発明は、かかる事情の下になされたもの
であり、その目的は、走査露光中に高精度のフォーカス
制御を行うことができる走査露光方法を提供することに
ある。
であり、その目的は、走査露光中に高精度のフォーカス
制御を行うことができる走査露光方法を提供することに
ある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、走査露光中に
高精度のフォーカス制御を行うことができる走査型露光
装置を提供することにある。
高精度のフォーカス制御を行うことができる走査型露光
装置を提供することにある。
【００１１】
【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）と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつ
つ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学
系（ＰＬ）を介して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走
査露光方法において、前記マスク（Ｒ）及び前記感応基
板（Ｗ）の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、前
記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向に関する前記
感応基板（Ｗ）の位置合わせ目標面の情報を調整し、前
記感応基板（Ｗ）の被露光面と前記目標面とを合わせな
がら走査露光を行うことを特徴とする。
は、マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつ
つ、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学
系（ＰＬ）を介して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走
査露光方法において、前記マスク（Ｒ）及び前記感応基
板（Ｗ）の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、前
記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向に関する前記
感応基板（Ｗ）の位置合わせ目標面の情報を調整し、前
記感応基板（Ｗ）の被露光面と前記目標面とを合わせな
がら走査露光を行うことを特徴とする。
【００１２】本請求項１の走査露光方法では、マスク及
び感応基板の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、
投影光学系の光軸方向に関する感応基板の位置合わせ目
標面の情報を調整し、感応基板の被露光面と前記目標面
の位置とを合わせる。これにより、同期移動中におけ
る、マスクの露光用照明光の被照射領域（以後、マスク
の被照射領域とも呼ぶ）と感応基板の被露光面の被露光
領域（以後、感応基板の被露光領域とも呼ぶ）との間の
投影光学系に関する共役性が確保される。したがって、
請求項１の走査露光方法によれば、高い露光精度を維持
しつつ、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介
して感応基板上に転写することができる。
び感応基板の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、
投影光学系の光軸方向に関する感応基板の位置合わせ目
標面の情報を調整し、感応基板の被露光面と前記目標面
の位置とを合わせる。これにより、同期移動中におけ
る、マスクの露光用照明光の被照射領域（以後、マスク
の被照射領域とも呼ぶ）と感応基板の被露光面の被露光
領域（以後、感応基板の被露光領域とも呼ぶ）との間の
投影光学系に関する共役性が確保される。したがって、
請求項１の走査露光方法によれば、高い露光精度を維持
しつつ、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介
して感応基板上に転写することができる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、マスク（Ｒ）と
感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前
記感応基板（Ｗ）上に転写する走査露光方法において、
前記マスク（Ｒ）及び前記感応基板（Ｗ）の少なくとも
一方の同期移動の態様に応じ、前記マスク（Ｒ）のパタ
ーン像の結像面を調整し、前記マスク（Ｒ）のパターン
像の結像面と前記感応基板（Ｗ）の被露光面を合わせな
がら走査露光を行うことを特徴とする。
感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して前
記感応基板（Ｗ）上に転写する走査露光方法において、
前記マスク（Ｒ）及び前記感応基板（Ｗ）の少なくとも
一方の同期移動の態様に応じ、前記マスク（Ｒ）のパタ
ーン像の結像面を調整し、前記マスク（Ｒ）のパターン
像の結像面と前記感応基板（Ｗ）の被露光面を合わせな
がら走査露光を行うことを特徴とする。
【００１４】本請求項２の走査露光方法では、マスク及
び感応基板の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、
投影光学系を調整することにより、マスクのパターン像
の結像面を調整し、マスク（Ｒ）のパターン像の結像面
と感応基板の被露光面を合わせる。これにより、同期移
動中における、マスクの被照射領域と感応基板の被露光
領域との間の投影光学系に関する共役性が確保される。
したがって、請求項２の走査露光によれば、高い露光精
度を維持しつつ、マスクに形成されたパターンが投影光
学系を介して感応基板上に転写することができる。
び感応基板の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、
投影光学系を調整することにより、マスクのパターン像
の結像面を調整し、マスク（Ｒ）のパターン像の結像面
と感応基板の被露光面を合わせる。これにより、同期移
動中における、マスクの被照射領域と感応基板の被露光
領域との間の投影光学系に関する共役性が確保される。
したがって、請求項２の走査露光によれば、高い露光精
度を維持しつつ、マスクに形成されたパターンが投影光
学系を介して感応基板上に転写することができる。
【００１５】なお、請求項１に記載の発明と請求項２に
記載の発明とを組み合わせることができる。すなわち、
マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前
記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走査露光
方法において、前記マスク（Ｒ）及び前記感応基板
（Ｗ）の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、前記
投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向に関する前記感
応基板（Ｗ）の位置合わせ目標面の情報を調整するとと
もに、前記マスク（Ｒ）のパターン像の結像面を調整
し、前記感応基板（Ｗ）の被露光面と前記目標面の位置
とを合わせつつ、かつ前記マスク（Ｒ）のパターン像の
結像面と前記感応基板（Ｗ）の被露光面を合わせながら
走査露光を行うことも可能である。この場合にも、マス
クの被照射領域と感応基板の被露光領域との間の投影光
学系に関する共役性を確保しつつ走査露光することが可
能であり、高い露光精度を維持しつつ、マスクに形成さ
れたパターンが投影光学系を介して感応基板上に転写す
ることができる。
記載の発明とを組み合わせることができる。すなわち、
マスク（Ｒ）と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前
記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走査露光
方法において、前記マスク（Ｒ）及び前記感応基板
（Ｗ）の少なくとも一方の同期移動の態様に応じ、前記
投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向に関する前記感
応基板（Ｗ）の位置合わせ目標面の情報を調整するとと
もに、前記マスク（Ｒ）のパターン像の結像面を調整
し、前記感応基板（Ｗ）の被露光面と前記目標面の位置
とを合わせつつ、かつ前記マスク（Ｒ）のパターン像の
結像面と前記感応基板（Ｗ）の被露光面を合わせながら
走査露光を行うことも可能である。この場合にも、マス
クの被照射領域と感応基板の被露光領域との間の投影光
学系に関する共役性を確保しつつ走査露光することが可
能であり、高い露光精度を維持しつつ、マスクに形成さ
れたパターンが投影光学系を介して感応基板上に転写す
ることができる。
【００１６】請求項１又は２の走査露光方法において、
同期移動において、マスク部材や感応基板の撓み等によ
り、マスクの被照射領域及び感応基板の被露光領域の少
なくとも一方が投影光学系の光軸と直交しなくなること
があるときは、請求項３に記載の発明のように、更に、
感応基板（Ｗ）の投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方
向に対する傾きを調整しながら前記走査露光を行うこと
が好適である。
同期移動において、マスク部材や感応基板の撓み等によ
り、マスクの被照射領域及び感応基板の被露光領域の少
なくとも一方が投影光学系の光軸と直交しなくなること
があるときは、請求項３に記載の発明のように、更に、
感応基板（Ｗ）の投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方
向に対する傾きを調整しながら前記走査露光を行うこと
が好適である。
【００１７】本請求項３の発明では、同期移動にあたっ
て、ある時点におけるマスク及び感応基板を平行移動さ
せたのでは、マスクの被照射領域及び感応基板の被露光
領域の少なくとも一方が投影光学系の光軸と直交しなく
なる場合に、感応基板の投影光学系の光軸方向に対する
傾きを調整することにより、マスクの被照射領域及び感
応基板の被露光領域の双方を投影光学系の光軸と直交さ
せることができる。したがって、請求項３の発明によれ
ば、マスクの被照射領域と感応基板の被露光領域との間
で投影光学系に関する共役関係を確保しつつ、高い露光
精度で、マスクに形成されたパターンが投影光学系を介
して感応基板上に転写することができる。
て、ある時点におけるマスク及び感応基板を平行移動さ
せたのでは、マスクの被照射領域及び感応基板の被露光
領域の少なくとも一方が投影光学系の光軸と直交しなく
なる場合に、感応基板の投影光学系の光軸方向に対する
傾きを調整することにより、マスクの被照射領域及び感
応基板の被露光領域の双方を投影光学系の光軸と直交さ
せることができる。したがって、請求項３の発明によれ
ば、マスクの被照射領域と感応基板の被露光領域との間
で投影光学系に関する共役関係を確保しつつ、高い露光
精度で、マスクに形成されたパターンが投影光学系を介
して感応基板上に転写することができる。
【００１８】請求項１又は請求項２の走査露光方法にお
いて、同期移動の態様には様々考えられるが、請求項４
に記載の発明のように、前記同期移動の態様として、マ
スク（Ｒ）の移動方向及び移動速度の少なくとも一方を
考慮することが可能である。ここで、マスク（Ｒ）の移
動方向は、マスク（Ｒ）の同期移動の開始位置によって
定まるので、マスク（Ｒ）の同期移動の開始位置を前記
同期移動の態様として取り扱うこともできる。また、請
求項５に記載の発明のように、前記同期移動の態様とし
て、感応基板（Ｗ）の移動方向及び移動速度の少なくと
も一方を考慮することが可能である。
いて、同期移動の態様には様々考えられるが、請求項４
に記載の発明のように、前記同期移動の態様として、マ
スク（Ｒ）の移動方向及び移動速度の少なくとも一方を
考慮することが可能である。ここで、マスク（Ｒ）の移
動方向は、マスク（Ｒ）の同期移動の開始位置によって
定まるので、マスク（Ｒ）の同期移動の開始位置を前記
同期移動の態様として取り扱うこともできる。また、請
求項５に記載の発明のように、前記同期移動の態様とし
て、感応基板（Ｗ）の移動方向及び移動速度の少なくと
も一方を考慮することが可能である。
【００１９】上述のように、従来方式によるマスクの被
照射領域と感応基板の被露光領域との間での投影光学系
に関する共役関係からのずれの程度は、マスクや感応基
板の移動方向や移動速度によって異なる。したがって、
請求項４又は請求項５の走査露光方法によれば、マスク
や感応基板の移動方向や移動速度といった同期移動の態
様に応じ、マスクの被照射領域と感応基板の被露光領域
との間での投影光学系に関する共役関係を維持するよう
に調整が図られるので、高い露光精度で、マスクに形成
されたパターンが投影光学系を介して感応基板上に転写
することができる。
照射領域と感応基板の被露光領域との間での投影光学系
に関する共役関係からのずれの程度は、マスクや感応基
板の移動方向や移動速度によって異なる。したがって、
請求項４又は請求項５の走査露光方法によれば、マスク
や感応基板の移動方向や移動速度といった同期移動の態
様に応じ、マスクの被照射領域と感応基板の被露光領域
との間での投影光学系に関する共役関係を維持するよう
に調整が図られるので、高い露光精度で、マスクに形成
されたパターンが投影光学系を介して感応基板上に転写
することができる。
【００２０】請求項１の走査露光方法において、前記目
標面の情報には様々考えられるが、請求項６に記載の発
明のように、前記目標面の情報を前記同期移動中におけ
る前記マスク（Ｒ）の位置に対応した情報とすることが
可能である。また、請求項７に記載の発明のように、前
記目標面の情報を前記同期移動中における前記感応基板
（Ｗ）の位置に対応した情報とすることが可能である。
標面の情報には様々考えられるが、請求項６に記載の発
明のように、前記目標面の情報を前記同期移動中におけ
る前記マスク（Ｒ）の位置に対応した情報とすることが
可能である。また、請求項７に記載の発明のように、前
記目標面の情報を前記同期移動中における前記感応基板
（Ｗ）の位置に対応した情報とすることが可能である。
【００２１】上述のように、マスクの被照射領域の位置
ごとに、マスクの移動方向や移動速度に対する依存性が
異なることがあるし、また、感応基板の被照射領域の位
置ごとに、感応基板の移動方向や移動速度に対する依存
性が異なることがある。したがって、請求項６及び請求
項７の走査露光方法によれば、マスク又は感応基板の位
置に応じて目標面の情報を調整し、感応基板の被露光面
と目標面の位置とを合わせながら走査露光を行うので、
高い露光精度で、マスクに形成されたパターンが投影光
学系を介して感応基板上に転写することができる。
ごとに、マスクの移動方向や移動速度に対する依存性が
異なることがあるし、また、感応基板の被照射領域の位
置ごとに、感応基板の移動方向や移動速度に対する依存
性が異なることがある。したがって、請求項６及び請求
項７の走査露光方法によれば、マスク又は感応基板の位
置に応じて目標面の情報を調整し、感応基板の被露光面
と目標面の位置とを合わせながら走査露光を行うので、
高い露光精度で、マスクに形成されたパターンが投影光
学系を介して感応基板上に転写することができる。
【００２２】マスクの被照射領域と感応基板の被露光領
域との間での投影光学系に関する共役関係からのずれの
程度は、一般に走査型露光装置ごとに異なる。これは、
装置を構成する部品のばらつきや組立精度のばらつきが
装置間で必然的に発生するためである。したがって、マ
スクの被照射領域と感応基板の被露光領域との間での投
影光学系に関する共役関係からのずれの属性の詳細は、
装置設計時点で決定できるものではない。
域との間での投影光学系に関する共役関係からのずれの
程度は、一般に走査型露光装置ごとに異なる。これは、
装置を構成する部品のばらつきや組立精度のばらつきが
装置間で必然的に発生するためである。したがって、マ
スクの被照射領域と感応基板の被露光領域との間での投
影光学系に関する共役関係からのずれの属性の詳細は、
装置設計時点で決定できるものではない。
【００２３】そこで、請求項８に記載の発明のように、
前記感応基板（Ｗ）を露光するのに先立って、前記マス
ク（Ｒ）及び前記感応基板（Ｗ）の少なくとも一方の同
期移動移動の態様に応じて前記調整を行うための調整用
情報を収集することが好適である。
前記感応基板（Ｗ）を露光するのに先立って、前記マス
ク（Ｒ）及び前記感応基板（Ｗ）の少なくとも一方の同
期移動移動の態様に応じて前記調整を行うための調整用
情報を収集することが好適である。
【００２４】本請求項８の走査露光方法によれば、収集
された調整用情報に基づき、同期移動時に測定されたマ
スク又は感応基板の移動態様に応じた前記位置関係の調
整を行うので、高い露光精度で、マスクに形成されたパ
ターンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写す
ることができる。
された調整用情報に基づき、同期移動時に測定されたマ
スク又は感応基板の移動態様に応じた前記位置関係の調
整を行うので、高い露光精度で、マスクに形成されたパ
ターンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写す
ることができる。
【００２５】請求項８の走査露光方法における調整用情
報としては、例えば請求項９に記載の発明のように、マ
スク（Ｒ）の同期移動方向ごとの感応基板（Ｗ）の被露
光面の投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の位置合
わせ目標面に関するマスク（Ｒ）の移動方向ごとの基準
情報とすることができる。
報としては、例えば請求項９に記載の発明のように、マ
スク（Ｒ）の同期移動方向ごとの感応基板（Ｗ）の被露
光面の投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の位置合
わせ目標面に関するマスク（Ｒ）の移動方向ごとの基準
情報とすることができる。
【００２６】また、請求項８の走査露光方法における調
整用情報の収集にあたっては、例えば請求項１０に記載
の発明のように、同期移動方向ごとの基準情報が、同期
移動方向に応じて所定マスク（ＲT ）を移動させ、該所
定マスク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報を投
影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の複数の位置で求
め、この求められた投影像に関する情報に基づいて決定
されることが好適である。
整用情報の収集にあたっては、例えば請求項１０に記載
の発明のように、同期移動方向ごとの基準情報が、同期
移動方向に応じて所定マスク（ＲT ）を移動させ、該所
定マスク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報を投
影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の複数の位置で求
め、この求められた投影像に関する情報に基づいて決定
されることが好適である。
【００２７】本請求項１０の走査露光方法では、デバイ
ス製造時と同様の条件でマスクのパターンの投影像を形
成し、その投影像が計測されるので、デバイス製造時と
同様のマスクの移動態様による投影像の変化が求められ
る。したがって、請求項１０の走査露光方法によれば、
デバイス製造時におけるマスクの移動態様に応じた前記
調整用情報を確実に得ることができるので、マスクの移
動態様の変化に適応して高い露光精度で、マスクに形成
されたパターンが投影光学系を介して感応基板上に好適
に転写することができる。
ス製造時と同様の条件でマスクのパターンの投影像を形
成し、その投影像が計測されるので、デバイス製造時と
同様のマスクの移動態様による投影像の変化が求められ
る。したがって、請求項１０の走査露光方法によれば、
デバイス製造時におけるマスクの移動態様に応じた前記
調整用情報を確実に得ることができるので、マスクの移
動態様の変化に適応して高い露光精度で、マスクに形成
されたパターンが投影光学系を介して感応基板上に好適
に転写することができる。
【００２８】なお、所定のマスク（ＲT ）には、請求項
１１に記載の発明のように、マスク（ＲT ）の同期移動
方向に沿って複数個の所定のパターンが形成されている
ことが好適である。
１１に記載の発明のように、マスク（ＲT ）の同期移動
方向に沿って複数個の所定のパターンが形成されている
ことが好適である。
【００２９】請求項１０の走査露光方法において、所定
マスク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報の収集
には様々の方法が考えられるが、請求項１２に記載の発
明のように、所定マスク（ＲT ）のパターンを所定の感
応基板（Ｗ）上に転写し、該所定の感応基板（Ｗ）上に
転写されたパターンを計測することによって、所定マス
ク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報を求めるこ
とが好適である。
マスク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報の収集
には様々の方法が考えられるが、請求項１２に記載の発
明のように、所定マスク（ＲT ）のパターンを所定の感
応基板（Ｗ）上に転写し、該所定の感応基板（Ｗ）上に
転写されたパターンを計測することによって、所定マス
ク（ＲT ）のパターンの投影像に関する情報を求めるこ
とが好適である。
【００３０】本請求項１２の走査露光方法では、デバイ
ス製造時と同様の条件でマスクのパターンの投影像を形
成し、感応基板にパターン転写し、転写されたパターン
を計測するので、デバイス製造時と同様のマスクの移動
態様及び感応基板の移動態様による感応基板の被露光面
と投影像位置との関係が求められる。したがって、請求
項１２の走査露光方法によれば、デバイス製造時におけ
るマスクの移動態様及び感応基板の移動態様に応じた前
記調整用情報を確実に得ることができるので、マスクの
移動態様および感応基板の移動態様の変化に適応して高
い露光精度で、マスクに形成されたパターンが投影光学
系を介して感応基板上に好適に転写することができる。
ス製造時と同様の条件でマスクのパターンの投影像を形
成し、感応基板にパターン転写し、転写されたパターン
を計測するので、デバイス製造時と同様のマスクの移動
態様及び感応基板の移動態様による感応基板の被露光面
と投影像位置との関係が求められる。したがって、請求
項１２の走査露光方法によれば、デバイス製造時におけ
るマスクの移動態様及び感応基板の移動態様に応じた前
記調整用情報を確実に得ることができるので、マスクの
移動態様および感応基板の移動態様の変化に適応して高
い露光精度で、マスクに形成されたパターンが投影光学
系を介して感応基板上に好適に転写することができる。
【００３１】請求項１２の走査露光方法において、所定
マスクのパターンの前記所定の感応基板への転写の方法
は様々考えられるが、例えば請求項１３に記載に発明の
ように、投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の複数
の位置のそれぞれで、各移動方向での走査露光を順次行
うことによって行われることとすることが好適である。
マスクのパターンの前記所定の感応基板への転写の方法
は様々考えられるが、例えば請求項１３に記載に発明の
ように、投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向の複数
の位置のそれぞれで、各移動方向での走査露光を順次行
うことによって行われることとすることが好適である。
【００３２】本請求項１３の走査露光方法では、デバイ
ス製造時と同様のマスクの移動態様及び感応基板の移動
態様に応じたベストフォーカス面の位置を確実に計測す
ることができ、前記調整用情報をより正確に得ることが
できるので、マスクの移動態様及び感応基板の移動態様
の変化に適応して高い露光精度で、マスクに形成された
パターンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写
することができる。
ス製造時と同様のマスクの移動態様及び感応基板の移動
態様に応じたベストフォーカス面の位置を確実に計測す
ることができ、前記調整用情報をより正確に得ることが
できるので、マスクの移動態様及び感応基板の移動態様
の変化に適応して高い露光精度で、マスクに形成された
パターンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写
することができる。
【００３３】なお、請求項９の走査露光方法において、
移動方向は様々考えられるが、請求項１４に記載の発明
のように、第１の方向及び前記第１の方向と逆方向であ
る第２の方向とすることができる。
移動方向は様々考えられるが、請求項１４に記載の発明
のように、第１の方向及び前記第１の方向と逆方向であ
る第２の方向とすることができる。
【００３４】請求項１５に記載の発明は、マスク（Ｒ）
と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク
（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介
して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走査型露光装置
（１００）であって、前記感応基板（Ｗ）を保持し、第
１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向に移動可能
な基板ステージ（１８）と；前記基板ステージ（１８）
を前記第１方向に沿って移動させながら前記感応基板
（Ｗ）を走査露光するときに、前記投影光学系（ＰＬ）
の光軸（ＡＸ）方向について前記感応基板（Ｗ）の被露
光面の位置合わせをするための目標位置に関する第１基
準情報（５２）と、前記基板ステージを前記第２方向に
沿って移動させながら前記感応基板（Ｗ）を走査露光す
るときに、前記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向
について前記感応基板（Ｗ）の被露光面の位置合わせを
するための目標位置に関する第２基準情報（５４）とを
記憶する記憶装置（５０）と；前記感応基板（Ｗ）上の
検出点における前記感応基板（Ｗ）表面の前記光軸（Ａ
Ｘ）方向に関する位置情報を検出する検出系（４０，４
２）と；同期移動中に、前記記憶装置（５０）に記憶さ
れた情報（５２，５４）と前記検出系（４０，４２）で
の検出結果とに基づいて、前記感応基板（Ｗ）の被露光
面を設定する基板駆動機（１９，２１）とを備える。
と感応基板（Ｗ）とを同期移動しつつ、前記マスク
（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介
して前記感応基板（Ｗ）上に転写する走査型露光装置
（１００）であって、前記感応基板（Ｗ）を保持し、第
１方向及び前記第１方向とは異なる第２方向に移動可能
な基板ステージ（１８）と；前記基板ステージ（１８）
を前記第１方向に沿って移動させながら前記感応基板
（Ｗ）を走査露光するときに、前記投影光学系（ＰＬ）
の光軸（ＡＸ）方向について前記感応基板（Ｗ）の被露
光面の位置合わせをするための目標位置に関する第１基
準情報（５２）と、前記基板ステージを前記第２方向に
沿って移動させながら前記感応基板（Ｗ）を走査露光す
るときに、前記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）方向
について前記感応基板（Ｗ）の被露光面の位置合わせを
するための目標位置に関する第２基準情報（５４）とを
記憶する記憶装置（５０）と；前記感応基板（Ｗ）上の
検出点における前記感応基板（Ｗ）表面の前記光軸（Ａ
Ｘ）方向に関する位置情報を検出する検出系（４０，４
２）と；同期移動中に、前記記憶装置（５０）に記憶さ
れた情報（５２，５４）と前記検出系（４０，４２）で
の検出結果とに基づいて、前記感応基板（Ｗ）の被露光
面を設定する基板駆動機（１９，２１）とを備える。
【００３５】本請求項１５の走査型露光装置では、記憶
装置に記憶された第１基準情報及び第２基準情報と、検
出系が検出した検出点における感応基板表面の光軸方向
に関する位置情報とを使用し、基板駆動機が、記憶装置
に記憶された情報と検出系による検出結果とに基づい
て、感応基板の被露光面を設定する。
装置に記憶された第１基準情報及び第２基準情報と、検
出系が検出した検出点における感応基板表面の光軸方向
に関する位置情報とを使用し、基板駆動機が、記憶装置
に記憶された情報と検出系による検出結果とに基づい
て、感応基板の被露光面を設定する。
【００３６】すなわち、第１方向に沿って基板ステージ
を移動させながら感応基板を走査露光するときには、第
１基準情報を使用して投影光学系の光軸方向について感
応基板の被露光面の位置合わせを行い、第２方向に沿っ
て基板ステージを移動させながら感応基板を走査露光す
るときには、第２基準情報を使用して、投影光学系の光
軸方向について感応基板の被露光面の位置合わせを行
う。
を移動させながら感応基板を走査露光するときには、第
１基準情報を使用して投影光学系の光軸方向について感
応基板の被露光面の位置合わせを行い、第２方向に沿っ
て基板ステージを移動させながら感応基板を走査露光す
るときには、第２基準情報を使用して、投影光学系の光
軸方向について感応基板の被露光面の位置合わせを行
う。
【００３７】したがって、請求項１５の走査型露光装置
によれば、高い露光精度で、マスクに形成されたパター
ンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写するこ
とができる。
によれば、高い露光精度で、マスクに形成されたパター
ンが投影光学系を介して感応基板上に好適に転写するこ
とができる。
【００３８】請求項１５の走査型露光装置において、前
記感応基板（Ｗ）の被露光面の位置合わせの動作は様々
考えられるが、請求項１６に記載のように、前記検出系
（４０，４２）により検出される位置情報を前記光軸
（ＡＸ）方向に関する前記感応基板（Ｗ）表面の位置と
目標位置との偏差とし、前記記憶装置（５０）に記憶さ
れた情報（５２，５４）に基づいて、基板駆動機が前記
検出系の目標位置を変更することにより実現することが
可能である。また、請求項１７に記載の発明のように、
前記基板駆動機（１９，２１）が、前記記憶装置（５
０）に記憶された情報（５２，５４）に基づいて前記検
出系（４０，４２）によって検出された位置情報を補正
し、該補正された位置情報に基づいて、前記感応基板
（Ｗ）の被露光面を設定することにより実現することが
可能である。
記感応基板（Ｗ）の被露光面の位置合わせの動作は様々
考えられるが、請求項１６に記載のように、前記検出系
（４０，４２）により検出される位置情報を前記光軸
（ＡＸ）方向に関する前記感応基板（Ｗ）表面の位置と
目標位置との偏差とし、前記記憶装置（５０）に記憶さ
れた情報（５２，５４）に基づいて、基板駆動機が前記
検出系の目標位置を変更することにより実現することが
可能である。また、請求項１７に記載の発明のように、
前記基板駆動機（１９，２１）が、前記記憶装置（５
０）に記憶された情報（５２，５４）に基づいて前記検
出系（４０，４２）によって検出された位置情報を補正
し、該補正された位置情報に基づいて、前記感応基板
（Ｗ）の被露光面を設定することにより実現することが
可能である。
【００３９】
【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態の走査型露光装置及び走査露光方法を
図１〜図８に基づいて説明する。
の第１の実施形態の走査型露光装置及び走査露光方法を
図１〜図８に基づいて説明する。
【００４０】図１には、第１の実施形態に係る走査型露
光装置１００の概略的な構成が示されている。この走査
型露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキ
ャン露光方式の投影露光装置である。
光装置１００の概略的な構成が示されている。この走査
型露光装置１００は、いわゆるステップ・アンド・スキ
ャン露光方式の投影露光装置である。
【００４１】この走査型露光装置１００は、光源１及び
照明光学系（２、３、５〜７）を含む照明系、マスクと
してのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感応基板とし
てのウエハＷを保持してＸＹ平面内をＸＹ２次元方向に
移動する基板ステージとしての基板テーブル１８を備え
たＸＹステージ装置１４、並びに第１基準情報５２及び
第２基準情報５４を記憶した記憶装置５０を含む制御系
等を備えている。ここで、第１基準情報５２は、＋Ｙ方
向（図１の紙面右方向）へウエハＷを移動させながら走
査露光するするときに参照する情報であり、第１基準情
報５２は、−Ｙ方向（図１の紙面左方向）へウエハＷを
移動させながら走査露光するするときに参照する情報で
ある。
照明光学系（２、３、５〜７）を含む照明系、マスクと
してのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感応基板とし
てのウエハＷを保持してＸＹ平面内をＸＹ２次元方向に
移動する基板ステージとしての基板テーブル１８を備え
たＸＹステージ装置１４、並びに第１基準情報５２及び
第２基準情報５４を記憶した記憶装置５０を含む制御系
等を備えている。ここで、第１基準情報５２は、＋Ｙ方
向（図１の紙面右方向）へウエハＷを移動させながら走
査露光するするときに参照する情報であり、第１基準情
報５２は、−Ｙ方向（図１の紙面左方向）へウエハＷを
移動させながら走査露光するするときに参照する情報で
ある。
【００４２】前記照明系は、光源１、コリメータレン
ズ、フライアイレンズ等（いずれも図示せず）からなる
照度均一化光学系２、リレーレンズ３、レチクルブライ
ンド５、リレーレンズ６及び折り曲げミラー７（この
内、照度均一化光学系２、リレーレンズ３、６及び折り
曲げミラー７によって照明光学系が構成される）等を含
んで構成されている。
ズ、フライアイレンズ等（いずれも図示せず）からなる
照度均一化光学系２、リレーレンズ３、レチクルブライ
ンド５、リレーレンズ６及び折り曲げミラー７（この
内、照度均一化光学系２、リレーレンズ３、６及び折り
曲げミラー７によって照明光学系が構成される）等を含
んで構成されている。
【００４３】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明すると、光源１で発生した露光光と
しての照明光ＩＬは不図示のシャッターを通過した後、
照度均一化光学系２により照度分布がほぼ均一な光束に
変換される。照明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエキシ
マレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、又はＦ2 エキシ
マレーザ等のエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹＡＧ
レーザの高調波、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外
域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等が用いられる。
の作用とともに説明すると、光源１で発生した露光光と
しての照明光ＩＬは不図示のシャッターを通過した後、
照度均一化光学系２により照度分布がほぼ均一な光束に
変換される。照明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエキシ
マレーザ光、ＡｒＦエキシマレーザ光、又はＦ2 エキシ
マレーザ等のエキシマレーザ光、銅蒸気レーザやＹＡＧ
レーザの高調波、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外
域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等が用いられる。
【００４４】照度均一化光学系２から水平に射出された
光束は、リレーレンズ３を介して、レチクルブラインド
５に達する。このレチクルブラインド５は、２枚の可動
ブレード４５Ａ、４５Ｂを有する可動ブラインド（以
下、この可動ブラインドを適宜「可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂ」と呼ぶ）と、この可動ブラインド４５Ａ、
４５Ｂの近傍に配置された開口形状が固定された固定ブ
ラインド４６とから構成される。可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂの配置面はレチクルＲのパターン面と共役と
なっている。固定ブラインド４６は、例えば４個のナイ
フエッジにより矩形の開口を囲んだ視野絞りであり、そ
の矩形開口の上下方向の幅が可動ブラインド４５Ａ、４
５Ｂによって規定されるようになっており、これにより
レチクルＲを照明するスリット状の照明領域ＩＡＲ（図
２参照）の幅を所望の大きさに設定できるようになって
いる。可動ブラインド４５Ａ、４５Ｂは、可動ブライン
ド駆動機構４３Ａ、４３Ｂによって開閉方向に駆動され
るようになっており、この駆動機構４３Ａ、４３Ｂの動
作が不図示のメモリに格納されたプロセスプログラムと
呼ばれるファイル内のマスキング情報に応じて主制御装
置２０によって制御されるようになっている。
光束は、リレーレンズ３を介して、レチクルブラインド
５に達する。このレチクルブラインド５は、２枚の可動
ブレード４５Ａ、４５Ｂを有する可動ブラインド（以
下、この可動ブラインドを適宜「可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂ」と呼ぶ）と、この可動ブラインド４５Ａ、
４５Ｂの近傍に配置された開口形状が固定された固定ブ
ラインド４６とから構成される。可動ブラインド４５
Ａ、４５Ｂの配置面はレチクルＲのパターン面と共役と
なっている。固定ブラインド４６は、例えば４個のナイ
フエッジにより矩形の開口を囲んだ視野絞りであり、そ
の矩形開口の上下方向の幅が可動ブラインド４５Ａ、４
５Ｂによって規定されるようになっており、これにより
レチクルＲを照明するスリット状の照明領域ＩＡＲ（図
２参照）の幅を所望の大きさに設定できるようになって
いる。可動ブラインド４５Ａ、４５Ｂは、可動ブライン
ド駆動機構４３Ａ、４３Ｂによって開閉方向に駆動され
るようになっており、この駆動機構４３Ａ、４３Ｂの動
作が不図示のメモリに格納されたプロセスプログラムと
呼ばれるファイル内のマスキング情報に応じて主制御装
置２０によって制御されるようになっている。
【００４５】レチクルブラインド５を通過した光束は、
リレーレンズ６を通過して折り曲げミラー７に至り、こ
こで鉛直下方に折り曲げられて回路パターン等が描かれ
たレチクルＲの照明領域ＩＡＲ部分を照明する。
リレーレンズ６を通過して折り曲げミラー７に至り、こ
こで鉛直下方に折り曲げられて回路パターン等が描かれ
たレチクルＲの照明領域ＩＡＲ部分を照明する。
【００４６】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置決めのため、照
明光学系の光軸ＩＸ（後述する投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに一致）に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及び
これに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回
りの回転方向に）微少駆動可能に構成されている。
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置決めのため、照
明光学系の光軸ＩＸ（後述する投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに一致）に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及び
これに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回
りの回転方向に）微少駆動可能に構成されている。
【００４７】また、このレチクルステージＲＳＴは、不
図示のレチクルベース上をリニアモータ等で構成された
レチクル駆動部（図示省略）により、所定の走査方向
（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で移
動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴは、
レチクルＲの全面が少なくとも照明光学系の光軸ＩＸを
横切ることができるだけの移動ストロークを有してい
る。
図示のレチクルベース上をリニアモータ等で構成された
レチクル駆動部（図示省略）により、所定の走査方向
（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で移
動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴは、
レチクルＲの全面が少なくとも照明光学系の光軸ＩＸを
横切ることができるだけの移動ストロークを有してい
る。
【００４８】レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレ
ーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６か
らのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されてお
り、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置
はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ
程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レ
チクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直
交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）
に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、レチク
ル干渉計１６は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設
けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１
５、レチクル干渉計１６として示されている。
ーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６か
らのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定されてお
り、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置
はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ
程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レ
チクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直
交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）
に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、レチク
ル干渉計１６は走査方向に１軸、非走査方向には２軸設
けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１
５、レチクル干渉計１６として示されている。
【００４９】レチクル干渉計１６からのレチクルステー
ジＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介
して主制御装置２０に送られ、ステージ制御系１９では
主制御装置２０からの指示に応じてレチクルステージＲ
ＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部（図示省略）
を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
ジＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９及びこれを介
して主制御装置２０に送られ、ステージ制御系１９では
主制御装置２０からの指示に応じてレチクルステージＲ
ＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部（図示省略）
を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００５０】なお、不図示のレチクルアライメント系に
より所定の基準位置にレチクルＲが精度良く位置決めさ
れるように、レチクルステージＲＳＴの初期位置が決定
されるため、移動鏡１５の位置をレチクル干渉計１６で
測定するだけでレチクルＲの位置を十分高精度に測定し
たことになる。
より所定の基準位置にレチクルＲが精度良く位置決めさ
れるように、レチクルステージＲＳＴの初期位置が決定
されるため、移動鏡１５の位置をレチクル干渉計１６で
測定するだけでレチクルＲの位置を十分高精度に測定し
たことになる。
【００５１】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるよ
うに光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚
のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されてい
る。この投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／
５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。この
ため、照明光学系からの照明光ＩＬによってレチクルＲ
の照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通
過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチ
クルＲの回路パターンの縮小像が表面にフォトレジスト
が塗布されたウエハＷ上に形成される。
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックな光学配置となるよ
うに光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚
のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されてい
る。この投影光学系ＰＬは所定の投影倍率、例えば１／
５（あるいは１／４）を有する縮小光学系である。この
ため、照明光学系からの照明光ＩＬによってレチクルＲ
の照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通
過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチ
クルＲの回路パターンの縮小像が表面にフォトレジスト
が塗布されたウエハＷ上に形成される。
【００５２】投影光学系ＰＬは、両側テレセントリック
な光学配置になるように、共通の光軸を有する複数枚の
レンズエレメント６０ａ、６０ｂ、……から構成されて
いる。レンズエレメントのうち、レチクルステージＲＳ
Ｔに最も近い一番上のレンズエレメント６０ａは、リン
グ状の支持部材６２により保持され、この支持部材６２
は、伸縮可能な駆動素子、例えばピエゾ素子６４ａ，６
４ｂ，６４ｃ（紙面奥側の駆動素子６４ｃは図示せず）
によって、３点支持されるとともに鏡筒部６６と連結さ
れている。上記の駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃによ
って、レンズエレメント６０ａの周辺３点を独立に、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向に移動させることができる
ようになっている。すなわち、レンズエレメント６０ａ
を駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃの変位量に応じて光
軸ＡＸに沿って平行移動させることができるとともに、
光軸ＡＸと垂直な平面に対して任意に傾斜させることも
できる。そして、これらの駆動素子６４ａ，６４ｂ，６
４ｃに与えられる電圧が、主制御装置２０からの指令に
基づいて結像特性補正コントローラ６８によって制御さ
れ、これによって駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃの変
位量が制御されるようになっている。なお、図１中、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸは鏡筒部６６に固定されている
レンズエレメント６０ｂその他のレンズエレメント（図
示省略）の光軸に一致している。
な光学配置になるように、共通の光軸を有する複数枚の
レンズエレメント６０ａ、６０ｂ、……から構成されて
いる。レンズエレメントのうち、レチクルステージＲＳ
Ｔに最も近い一番上のレンズエレメント６０ａは、リン
グ状の支持部材６２により保持され、この支持部材６２
は、伸縮可能な駆動素子、例えばピエゾ素子６４ａ，６
４ｂ，６４ｃ（紙面奥側の駆動素子６４ｃは図示せず）
によって、３点支持されるとともに鏡筒部６６と連結さ
れている。上記の駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃによ
って、レンズエレメント６０ａの周辺３点を独立に、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向に移動させることができる
ようになっている。すなわち、レンズエレメント６０ａ
を駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃの変位量に応じて光
軸ＡＸに沿って平行移動させることができるとともに、
光軸ＡＸと垂直な平面に対して任意に傾斜させることも
できる。そして、これらの駆動素子６４ａ，６４ｂ，６
４ｃに与えられる電圧が、主制御装置２０からの指令に
基づいて結像特性補正コントローラ６８によって制御さ
れ、これによって駆動素子６４ａ，６４ｂ，６４ｃの変
位量が制御されるようになっている。なお、図１中、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸは鏡筒部６６に固定されている
レンズエレメント６０ｂその他のレンズエレメント（図
示省略）の光軸に一致している。
【００５３】また、本実施形態においては、投影光学系
ＰＬの光軸方向中央部近傍の特定のレンズエレメント相
互間には密封室６９が形成されており、この密封室６９
の内圧が不図示の圧力調整機構（例えばべローズポンプ
等）によって調整されるようになっている。この圧力調
整機構も主制御装置２０からの指令に基づいて結像特性
補正コントローラ６８によって制御され、これによって
密封室６９の内圧が調整されるようになっている。
ＰＬの光軸方向中央部近傍の特定のレンズエレメント相
互間には密封室６９が形成されており、この密封室６９
の内圧が不図示の圧力調整機構（例えばべローズポンプ
等）によって調整されるようになっている。この圧力調
整機構も主制御装置２０からの指令に基づいて結像特性
補正コントローラ６８によって制御され、これによって
密封室６９の内圧が調整されるようになっている。
【００５４】ここで、レンズエレメント６０ａの光軸Ａ
Ｘ方向の移動や傾斜により投影光学系ＰＬの倍率を変更
させたり、ディストーションや投影光学系ＰＬの結像面
を変更したりできる。また、投影光学系ＰＬ内部の密封
室６９の内圧を変化させることにより倍率や投影光学系
ＰＬの結像面を変更できる。本実施形態では駆動素子６
４ａ，６４ｂ，６４ｃ、密封室６９及び駆動素子の変位
量、密封室の内圧を制御する結像特性補正コントローラ
６８によって主として倍率、ディストーション、レチク
ルＲのパターン像の結像面を制御する結像特性補正手段
が構成されている。
Ｘ方向の移動や傾斜により投影光学系ＰＬの倍率を変更
させたり、ディストーションや投影光学系ＰＬの結像面
を変更したりできる。また、投影光学系ＰＬ内部の密封
室６９の内圧を変化させることにより倍率や投影光学系
ＰＬの結像面を変更できる。本実施形態では駆動素子６
４ａ，６４ｂ，６４ｃ、密封室６９及び駆動素子の変位
量、密封室の内圧を制御する結像特性補正コントローラ
６８によって主として倍率、ディストーション、レチク
ルＲのパターン像の結像面を制御する結像特性補正手段
が構成されている。
【００５５】また、本実施形態では、予め実験によりレ
ンズエレメント６０ａの上下量と倍率変化量との関係を
求めておき、これを主制御装置２０内部のメモリに記憶
しておき、補正時に主制御装置２０が補正する倍率から
レンズエレメント６０ａの上下量を計算し、結像特性補
正コントローラ６８に指示を与えて駆動素子６４ａ，６
４ｂ，６４ｃを駆動することにより倍率補正を行うよう
になっている。なお、前記レンズエレメント６０ａの上
下量と倍率変化量との関係は光学的な計算値を用いても
よく、この場合は前記レンズエレメント６０ａの上下量
と倍率変化量との関係を求める実験の工程が省けること
になる。
ンズエレメント６０ａの上下量と倍率変化量との関係を
求めておき、これを主制御装置２０内部のメモリに記憶
しておき、補正時に主制御装置２０が補正する倍率から
レンズエレメント６０ａの上下量を計算し、結像特性補
正コントローラ６８に指示を与えて駆動素子６４ａ，６
４ｂ，６４ｃを駆動することにより倍率補正を行うよう
になっている。なお、前記レンズエレメント６０ａの上
下量と倍率変化量との関係は光学的な計算値を用いても
よく、この場合は前記レンズエレメント６０ａの上下量
と倍率変化量との関係を求める実験の工程が省けること
になる。
【００５６】前記の如く、レチクルＲに最も近いレンズ
エレメント６０ａが移動可能となっているが、このエレ
メント６０ａは倍率、ディストーション特性に与える影
響が他のレンズエレメントに比べて大きく制御しやすい
ものの一つを選択したものであって、同様の条件を満た
すものであれば、このレンズエレメント６０ａに代えて
どのレンズエレメントをレンズ間隔調整のために移動可
能に構成しても良い。
エレメント６０ａが移動可能となっているが、このエレ
メント６０ａは倍率、ディストーション特性に与える影
響が他のレンズエレメントに比べて大きく制御しやすい
ものの一つを選択したものであって、同様の条件を満た
すものであれば、このレンズエレメント６０ａに代えて
どのレンズエレメントをレンズ間隔調整のために移動可
能に構成しても良い。
【００５７】同様に、本実施形態では、密閉室６９の内
部圧力の変化と倍率変化の関係を予め実験により求めて
おき、これを主制御装置２０内部のメモリに記憶してお
き、補正時に主制御装置２０が補正する倍率から密封室
６９の内圧の可変量を計算し、結像特性補正コントロー
ラ６８に指示を与えて密封室６９の内圧を増減させるこ
とにより倍率補正を行うこともできるようになってい
る。基本的には密封室６９の内部圧力に比例して倍率は
変化する。この場合も、内部圧力変化による屈折率変化
と、内部圧力変化による密封部の隔壁を構成するレンズ
エレメントの変形や移動をシミュレーションにより計算
して求めることもできる。
部圧力の変化と倍率変化の関係を予め実験により求めて
おき、これを主制御装置２０内部のメモリに記憶してお
き、補正時に主制御装置２０が補正する倍率から密封室
６９の内圧の可変量を計算し、結像特性補正コントロー
ラ６８に指示を与えて密封室６９の内圧を増減させるこ
とにより倍率補正を行うこともできるようになってい
る。基本的には密封室６９の内部圧力に比例して倍率は
変化する。この場合も、内部圧力変化による屈折率変化
と、内部圧力変化による密封部の隔壁を構成するレンズ
エレメントの変形や移動をシミュレーションにより計算
して求めることもできる。
【００５８】この他、例えば、投影光学系ＰＬを構成す
る一部のレンズエレメントとして非球面状レンズを用
い、これを回転させるようにしても良い。この場合に
は、いわゆる菱形ディストーションの補正が可能にな
る。あるいは、投影光学系ＰＬ内に平行平面板を設け、
これをチルトさせたり、回転させたりするような機構に
より結像特性補正手段を構成しても良い。
る一部のレンズエレメントとして非球面状レンズを用
い、これを回転させるようにしても良い。この場合に
は、いわゆる菱形ディストーションの補正が可能にな
る。あるいは、投影光学系ＰＬ内に平行平面板を設け、
これをチルトさせたり、回転させたりするような機構に
より結像特性補正手段を構成しても良い。
【００５９】前記ＸＹステージ装置１４は、不図示のベ
ース上を走査方向であるＹ軸方向（図１における左右方
向）に往復移動可能なＹステージ１６と、このＹステー
ジ１６上をＹ軸方向と直交するＸ軸方向（図１における
紙面直交方向）に往復移動可能なＸステージ１２と、こ
のＸステージ１２上に設けられた基板テーブル１８とを
有している。また、基板テーブル１８上に、ウエハホル
ダ２５が載置され、このウエハホルダ２５によって感応
基板としてのウエハＷが真空吸着によって保持されてい
る。
ース上を走査方向であるＹ軸方向（図１における左右方
向）に往復移動可能なＹステージ１６と、このＹステー
ジ１６上をＹ軸方向と直交するＸ軸方向（図１における
紙面直交方向）に往復移動可能なＸステージ１２と、こ
のＸステージ１２上に設けられた基板テーブル１８とを
有している。また、基板テーブル１８上に、ウエハホル
ダ２５が載置され、このウエハホルダ２５によって感応
基板としてのウエハＷが真空吸着によって保持されてい
る。
【００６０】基板テーブル１８は、Ｘステージ１２上に
ＸＹ方向に位置決めされかつＺ軸方向の移動及び傾斜が
許容された状態で取り付けられている。そして、この基
板テーブル１８は、異なる３点の支持点で不図示の３本
の軸によって支持されており、これら３本の軸がウエハ
駆動装置２１によって独立してＺ軸方向に駆動され、こ
れによって基板テーブル１８上に保持されたウエハＷの
面位置（Ｚ軸方向位置及びＸＹ平面に対する傾斜）が所
望の状態に設定されるようになっている。
ＸＹ方向に位置決めされかつＺ軸方向の移動及び傾斜が
許容された状態で取り付けられている。そして、この基
板テーブル１８は、異なる３点の支持点で不図示の３本
の軸によって支持されており、これら３本の軸がウエハ
駆動装置２１によって独立してＺ軸方向に駆動され、こ
れによって基板テーブル１８上に保持されたウエハＷの
面位置（Ｚ軸方向位置及びＸＹ平面に対する傾斜）が所
望の状態に設定されるようになっている。
【００６１】基板テーブル１８上にはウエハレーザ干渉
計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザ
ビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置さ
れたウエ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ面
内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時
検出されている。
計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザ
ビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置さ
れたウエ干渉計３１により、基板テーブル１８のＸＹ面
内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時
検出されている。
【００６２】ここで、実際には、基板テーブル１８上に
は走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移
動鏡と非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有
する移動鏡とが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向
に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１で
はこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１とし
て示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速
度情報）はステージ制御系１９及びこれを介して主制御
装置２０に送られ、ステージ制御系１９では主制御装置
２０からの指示に応じて前記位置情報（又は速度情報）
に基づいてウエハ駆動装置２１（これは、Ｘステージ１
２、Ｙステージ１６の駆動系及び基板テーブル１８の駆
動系の全てを含む）を介してＹステージ１６、Ｘステー
ジ１２を制御する。なお、ステージ制御系１９及びウエ
ハ駆動装置２１から基板駆動機が構成されている。
は走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有する移
動鏡と非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有
する移動鏡とが設けられ、ウエハ干渉計３１は走査方向
に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１で
はこれらが代表的に移動鏡２７、ウエハ干渉計３１とし
て示されている。基板テーブル１８の位置情報（又は速
度情報）はステージ制御系１９及びこれを介して主制御
装置２０に送られ、ステージ制御系１９では主制御装置
２０からの指示に応じて前記位置情報（又は速度情報）
に基づいてウエハ駆動装置２１（これは、Ｘステージ１
２、Ｙステージ１６の駆動系及び基板テーブル１８の駆
動系の全てを含む）を介してＹステージ１６、Ｘステー
ジ１２を制御する。なお、ステージ制御系１９及びウエ
ハ駆動装置２１から基板駆動機が構成されている。
【００６３】また、基板テーブル１８上には、不図示の
オフアクシス方式のアライメント検出系の検出中心から
投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベースライ
ン計測等のための各種基準マークが形成された基準マー
ク板ＦＭが固定されている。
オフアクシス方式のアライメント検出系の検出中心から
投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベースライ
ン計測等のための各種基準マークが形成された基準マー
ク板ＦＭが固定されている。
【００６４】更に、本実施形態では、ウエハＷ表面の前
記露光領域ＩＡ内部分及びその近傍の領域のＺ方向（光
軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射光式のフォ
ーカス検出系（焦点検出系）の一つである多点フォーカ
ス位置検出系が設けられている。この多点フォーカス位
置検出系は、図１に示されるように、光ファイバ束８
０、ミラー８１、集光レンズ８２、パターン形成板８
３、レンズ８４、ミラー８５及び照射対物レンズ８６か
ら成る照射光学系４０と、集光対物レンズ８７、回転方
向振動板８８、結像レンズ８９、受光用スリット板９８
及び多数のフォトセンサを有する受光器９０から成る受
光光学系４２とから構成されている。
記露光領域ＩＡ内部分及びその近傍の領域のＺ方向（光
軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射光式のフォ
ーカス検出系（焦点検出系）の一つである多点フォーカ
ス位置検出系が設けられている。この多点フォーカス位
置検出系は、図１に示されるように、光ファイバ束８
０、ミラー８１、集光レンズ８２、パターン形成板８
３、レンズ８４、ミラー８５及び照射対物レンズ８６か
ら成る照射光学系４０と、集光対物レンズ８７、回転方
向振動板８８、結像レンズ８９、受光用スリット板９８
及び多数のフォトセンサを有する受光器９０から成る受
光光学系４２とから構成されている。
【００６５】ここで、この多点フォーカス位置検出系
（４０、４２）の構成各部について、その作用とともに
説明する。露光光とは異なるウエハＷ上のフォトレジス
トを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源
から光ファイバ束８０を介して導かれている。光ファイ
バ束８０から射出された照明光は、ミラー８１及び集光
レンズ８２を経てパターン形成板８３を照明する。
（４０、４２）の構成各部について、その作用とともに
説明する。露光光とは異なるウエハＷ上のフォトレジス
トを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源
から光ファイバ束８０を介して導かれている。光ファイ
バ束８０から射出された照明光は、ミラー８１及び集光
レンズ８２を経てパターン形成板８３を照明する。
【００６６】このパターン形成板８３上には不図示の複
数のスリット状の開口パターンがマトリクス状配置で形
成されている。このパターン形成板８３の各スリット状
の開口パターンを透過した照明光（開口パターンの像光
束）は、レンズ８４、ミラー８５及び照射対物レンズ８
６を経てウエハＷの被露光面に投影され、ウエハＷの被
露光面にはパターン形成板８３上のスリット状の開口パ
ターンの像が投影結像される。
数のスリット状の開口パターンがマトリクス状配置で形
成されている。このパターン形成板８３の各スリット状
の開口パターンを透過した照明光（開口パターンの像光
束）は、レンズ８４、ミラー８５及び照射対物レンズ８
６を経てウエハＷの被露光面に投影され、ウエハＷの被
露光面にはパターン形成板８３上のスリット状の開口パ
ターンの像が投影結像される。
【００６７】そして、ウエハＷの被露光面からの反射光
束が、光軸ＡＸに対して前記照射光学系４０からの像光
束と対称に所定角度だけ傾斜した方向に進んで、集光対
物レンズ８７、回転方向振動板８８及び結像レンズ８９
を経て受光器９０の手前側に配置された受光用スリット
板上に再結像される。この再結像された像が受光器９０
で検出され、センサ選択回路９３を介して信号処理装置
９１により、回転振動周波数の信号で同期検波される。
そして、この信号処理装置９１により同期検波して得ら
れた多数のフォーカス信号が主制御装置２０に供給され
る。
束が、光軸ＡＸに対して前記照射光学系４０からの像光
束と対称に所定角度だけ傾斜した方向に進んで、集光対
物レンズ８７、回転方向振動板８８及び結像レンズ８９
を経て受光器９０の手前側に配置された受光用スリット
板上に再結像される。この再結像された像が受光器９０
で検出され、センサ選択回路９３を介して信号処理装置
９１により、回転振動周波数の信号で同期検波される。
そして、この信号処理装置９１により同期検波して得ら
れた多数のフォーカス信号が主制御装置２０に供給され
る。
【００６８】本実施形態の走査型露光装置１００におい
ては、図２に示されるように、レチクルＲの走査方向
（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向に長手方向を有する長
方形（スリット状）の照明領域ＩＡＲでレチクルＲが照
明され、レチクルＲは露光時に−Ｙ方向に速度ＶR で走
査（スキャン）される。照明領域ＩＡＲ（中心は光軸Ａ
Ｘとほぼ一致）は投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に
投影され、照明領域ＩＡＲに共役なスリット状の投影領
域、すなわち露光領域ＩＡが形成される。ウエハＷはレ
チクルＲとは倒立結像関係にあるため、ウエハＷは速度
ＶR の方向とは反対方向（＋Ｙ方向）にレチクルＲに同
期して速度ＶW で走査され、ウエハＷ上のショット領域
ＳＡの全面が露光可能となっている。走査速度の比ＶW
／ＶR は正確に投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じたもの
になっており、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパター
ンがウエハＷ上のショット領域ＳＡ上に正確に縮小転写
される。照明領域ＩＡＲの長手方向の幅は、レチクルＲ
上のパターン領域ＰＡよりも広く、遮光領域ＳＴの最大
幅よりも狭くなるように設定され、走査（スキャン）す
ることによりパターン領域ＰＡ全面が照明されるように
なっている。
ては、図２に示されるように、レチクルＲの走査方向
（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向に長手方向を有する長
方形（スリット状）の照明領域ＩＡＲでレチクルＲが照
明され、レチクルＲは露光時に−Ｙ方向に速度ＶR で走
査（スキャン）される。照明領域ＩＡＲ（中心は光軸Ａ
Ｘとほぼ一致）は投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に
投影され、照明領域ＩＡＲに共役なスリット状の投影領
域、すなわち露光領域ＩＡが形成される。ウエハＷはレ
チクルＲとは倒立結像関係にあるため、ウエハＷは速度
ＶR の方向とは反対方向（＋Ｙ方向）にレチクルＲに同
期して速度ＶW で走査され、ウエハＷ上のショット領域
ＳＡの全面が露光可能となっている。走査速度の比ＶW
／ＶR は正確に投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じたもの
になっており、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパター
ンがウエハＷ上のショット領域ＳＡ上に正確に縮小転写
される。照明領域ＩＡＲの長手方向の幅は、レチクルＲ
上のパターン領域ＰＡよりも広く、遮光領域ＳＴの最大
幅よりも狭くなるように設定され、走査（スキャン）す
ることによりパターン領域ＰＡ全面が照明されるように
なっている。
【００６９】この走査型露光装置１００では、上記の走
査露光の際に、不図示のアライメント検出系の検出信号
に基づいて主制御装置２０によりステージ制御系１９及
びウエハ駆動装置２１等を介してレチクルＲとウエハＷ
との位置合わせ（アライメント）が行なわれ、また、多
点フォーカス位置検出系（４０、４２）の検出信号に基
づいて、レチクルＲのパターン面とウエハＷ表面とが投
影光学系ＰＬに関して共役となるように、かつ投影光学
系ＰＬの結像面とウエハＷ表面とが一致する（ウエハ表
面が投影光学系ＰＬの最良結像面の焦点深度の範囲内に
入る）ように、主制御装置２０によりステージ制御系１
９及びウエハ駆動装置２１を介して基板テーブル１８が
Ｚ軸方向及び傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整
（合わせ面の設定）が行なわれる。
査露光の際に、不図示のアライメント検出系の検出信号
に基づいて主制御装置２０によりステージ制御系１９及
びウエハ駆動装置２１等を介してレチクルＲとウエハＷ
との位置合わせ（アライメント）が行なわれ、また、多
点フォーカス位置検出系（４０、４２）の検出信号に基
づいて、レチクルＲのパターン面とウエハＷ表面とが投
影光学系ＰＬに関して共役となるように、かつ投影光学
系ＰＬの結像面とウエハＷ表面とが一致する（ウエハ表
面が投影光学系ＰＬの最良結像面の焦点深度の範囲内に
入る）ように、主制御装置２０によりステージ制御系１
９及びウエハ駆動装置２１を介して基板テーブル１８が
Ｚ軸方向及び傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整
（合わせ面の設定）が行なわれる。
【００７０】以下、上述の走査型露光装置１００による
本実施形態の走査露光方法を説明する。
本実施形態の走査露光方法を説明する。
【００７１】まず、基板テーブル１８を＋Ｙ方向に沿っ
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハの被露光面の位置合わせをする
ための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光す
るときに、Ｚ方向についてウエハの被露光面の位置合わ
せをするための目標位置に関する第２基準情報５４の収
集が行われる。
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハの被露光面の位置合わせをする
ための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光す
るときに、Ｚ方向についてウエハの被露光面の位置合わ
せをするための目標位置に関する第２基準情報５４の収
集が行われる。
【００７２】この基準情報の収集の説明に先立って、基
準情報の求め方の原理の概略を説明する。図３には、本
実施形態における基準情報の求め方の原理が示されてい
る。すなわち、図３（ａ）にはレチクルＲ、レチクルＲ
に形成されたパターンＰR （菱形パターン）、投影光学
系ＰＬ、ウエハＷ、及びウエハＷ上に転写されたパター
ンＰW の概念的な位置関係が示され、図３（ｂ）にはウ
エハＷ上に転写されたパターンＰW の態様が示され、図
３（ｃ）には菱形パターンの長い方の対角線の長さで定
義されるパターンＰW の大きさＬ（Ｚ）のウエハＷの被
露光領域のＺ方向の位置による変化の様子が示されてい
る。
準情報の求め方の原理の概略を説明する。図３には、本
実施形態における基準情報の求め方の原理が示されてい
る。すなわち、図３（ａ）にはレチクルＲ、レチクルＲ
に形成されたパターンＰR （菱形パターン）、投影光学
系ＰＬ、ウエハＷ、及びウエハＷ上に転写されたパター
ンＰW の概念的な位置関係が示され、図３（ｂ）にはウ
エハＷ上に転写されたパターンＰW の態様が示され、図
３（ｃ）には菱形パターンの長い方の対角線の長さで定
義されるパターンＰW の大きさＬ（Ｚ）のウエハＷの被
露光領域のＺ方向の位置による変化の様子が示されてい
る。
【００７３】図３（ａ）に示される位置関係でレチクル
Ｒに形成された菱形パターンＰR を投影光学系ＰＬを介
してウエハＷ上に転写した場合、ウエハＷ上に転写され
る菱形パターンＰW の大きさＬ（Ｚ）は、ウエハＷの被
露光領域のＺ方向に関する位置によって異なる。すなわ
ち、レチクルＲのＺ方向に関する位置と投影光学系ＰＬ
の結像特性とによって決まるベストフォーカス面（Ｚ＝
ＺB ）とウエハＷの被露光領域とが一致するときに、パ
ターンＰW の大きさＬ（ＺB ）はウエハＷの被露光領域
のベストフォーカス面付近でのＺ方向の位置による変化
に対して極値（＝ＬB ）となる。すなわち、ベストフォ
ーカス面とウエハＷの被露光領域とが一致するときのパ
ターンＰW の大きさＬB は、ベストフォーカス面とウエ
ハＷの被露光領域とが一致しないときのパターンＰW の
大きさＬU と比べて、必ず大きくなるか又は必ず小さく
なるかする。大きくなるか小さくなるかは、転写方式が
ポジ転写であるかネガ転写であるか、又、露光ドーズ量
及び転写が有効となる露光ドーズ量のしきい値によって
異なる。なお、図３では、ベストフォーカス面とウエハ
Ｗの被露光領域とが一致しないときと比べて、ベストフ
ォーカス面とウエハＷの被露光領域とが一致すると転写
されたパターンＰW が大きくなる場合、すなわちＬB ＞
ＬU となる場合を示しており（図３（ｂ）参照）、以
下、これに基づいて説明する。
Ｒに形成された菱形パターンＰR を投影光学系ＰＬを介
してウエハＷ上に転写した場合、ウエハＷ上に転写され
る菱形パターンＰW の大きさＬ（Ｚ）は、ウエハＷの被
露光領域のＺ方向に関する位置によって異なる。すなわ
ち、レチクルＲのＺ方向に関する位置と投影光学系ＰＬ
の結像特性とによって決まるベストフォーカス面（Ｚ＝
ＺB ）とウエハＷの被露光領域とが一致するときに、パ
ターンＰW の大きさＬ（ＺB ）はウエハＷの被露光領域
のベストフォーカス面付近でのＺ方向の位置による変化
に対して極値（＝ＬB ）となる。すなわち、ベストフォ
ーカス面とウエハＷの被露光領域とが一致するときのパ
ターンＰW の大きさＬB は、ベストフォーカス面とウエ
ハＷの被露光領域とが一致しないときのパターンＰW の
大きさＬU と比べて、必ず大きくなるか又は必ず小さく
なるかする。大きくなるか小さくなるかは、転写方式が
ポジ転写であるかネガ転写であるか、又、露光ドーズ量
及び転写が有効となる露光ドーズ量のしきい値によって
異なる。なお、図３では、ベストフォーカス面とウエハ
Ｗの被露光領域とが一致しないときと比べて、ベストフ
ォーカス面とウエハＷの被露光領域とが一致すると転写
されたパターンＰW が大きくなる場合、すなわちＬB ＞
ＬU となる場合を示しており（図３（ｂ）参照）、以
下、これに基づいて説明する。
【００７４】したがって、以下の手順を実行することに
より、ウエハＷの被露光領域がベストフォーカス面とな
るウエハＷのＺ方向に関する位置合わせ目標位置を求
め、第１基準情報５２及び第２基準情報５４を収集する
ことができる。
より、ウエハＷの被露光領域がベストフォーカス面とな
るウエハＷのＺ方向に関する位置合わせ目標位置を求
め、第１基準情報５２及び第２基準情報５４を収集する
ことができる。
【００７５】簡単に説明すると、ウエハＷのＺ方向に関
する位置を変化させながら、デバイス製造時と同様の態
様でレチクルＲ及びウエハＷを同期移動させて走査露光
を行い、Ｚ方向に関する複数の位置で、ウエハＷに転写
された各パターンの大きさＬ（Ｚ）を計測する。次に、
ウエハＷのＺ方向に関する位置の変化による計測された
パターンの大きさＬ（Ｚ）の変化を調査し、計測された
パターンの大きさＬ（Ｚ）が最大値ＬB となる目標位置
ＺB を求める（図３（ｃ）参照）。この結果、デバイス
製造時と同様のレチクルＲの移動態様及びウエハＷの移
動態様における、ウエハＷのＺ方向の位置合わせに関す
る最良目標位置ＺB が確実に求められ、最良目標位置Ｚ
B に関する情報としての基準情報を求めることができ
る。
する位置を変化させながら、デバイス製造時と同様の態
様でレチクルＲ及びウエハＷを同期移動させて走査露光
を行い、Ｚ方向に関する複数の位置で、ウエハＷに転写
された各パターンの大きさＬ（Ｚ）を計測する。次に、
ウエハＷのＺ方向に関する位置の変化による計測された
パターンの大きさＬ（Ｚ）の変化を調査し、計測された
パターンの大きさＬ（Ｚ）が最大値ＬB となる目標位置
ＺB を求める（図３（ｃ）参照）。この結果、デバイス
製造時と同様のレチクルＲの移動態様及びウエハＷの移
動態様における、ウエハＷのＺ方向の位置合わせに関す
る最良目標位置ＺB が確実に求められ、最良目標位置Ｚ
B に関する情報としての基準情報を求めることができ
る。
【００７６】以下、図４〜図８を参照して、本実施形態
のおける第１基準情報５２及び第２基準情報５４の収集
方法についてより詳細に説明する。図４〜図６には、本
実施形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５
４の収集のフローチャートが示されている。
のおける第１基準情報５２及び第２基準情報５４の収集
方法についてより詳細に説明する。図４〜図６には、本
実施形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５
４の収集のフローチャートが示されている。
【００７７】まず、図４のステップ２０１において、不
図示のレチクルローダによって、基準情報収集用のレチ
クルＲT がレチクルステージＲＳＴにロードされる。図
７には、本実施形態で使用される基準情報収集用のレチ
クルＲT に形成されたパターン構成が示されている。レ
チクルＲT には、図７に示されるように、所望のＸＹ位
置分解能で、例えば２０行３列のマトリクス状に対角線
の長さが数μｍの菱形パターンＰmn（ｍ＝１〜２０、ｎ
＝１〜３）が配列されている。なお、行方向が走査方向
に垂直な方向であるＸ軸方向であり、列方向が走査方向
であるＹ軸方向である。列方向に沿った菱形パターンの
数（＝２０）が行方向に沿った菱形パターンの数（＝
３）よりも多くなっているのは、走査露光中にはＸ軸方
向へはレチクル及びウエハは殆ど移動しないのに対し
て、Ｙ軸方向に沿ってレチクル及びウエハは同期移動す
るからである。
図示のレチクルローダによって、基準情報収集用のレチ
クルＲT がレチクルステージＲＳＴにロードされる。図
７には、本実施形態で使用される基準情報収集用のレチ
クルＲT に形成されたパターン構成が示されている。レ
チクルＲT には、図７に示されるように、所望のＸＹ位
置分解能で、例えば２０行３列のマトリクス状に対角線
の長さが数μｍの菱形パターンＰmn（ｍ＝１〜２０、ｎ
＝１〜３）が配列されている。なお、行方向が走査方向
に垂直な方向であるＸ軸方向であり、列方向が走査方向
であるＹ軸方向である。列方向に沿った菱形パターンの
数（＝２０）が行方向に沿った菱形パターンの数（＝
３）よりも多くなっているのは、走査露光中にはＸ軸方
向へはレチクル及びウエハは殆ど移動しないのに対し
て、Ｙ軸方向に沿ってレチクル及びウエハは同期移動す
るからである。
【００７８】引き続き、図４に戻って、ステップ２０２
において、不図示のウエハローダによって、基準情報収
集用のウエハ +Ｗ1 が基板テーブル１８にロードされ
る。なお、本実施形態での基準情報の収集では、ウエハ
の移動方向ｋ（ｋ＝＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）ごと、か
つ、ウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置Ｚi
（ｉ＝１〜ｎ；Ｚi+1 −Ｚi ＝ΔＺ）ごとに計測用ウエ
ハを交換する。このそれぞれのウエハをウエハ kＷ
i （なお、ｋ＝＋又は−と表現している）と表す。ここ
で、各ウエハ kＷi として、全く異なるウエハを使用す
ることもできるし、同一の基材について感光剤を再塗布
して使用することもできる。
において、不図示のウエハローダによって、基準情報収
集用のウエハ +Ｗ1 が基板テーブル１８にロードされ
る。なお、本実施形態での基準情報の収集では、ウエハ
の移動方向ｋ（ｋ＝＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）ごと、か
つ、ウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置Ｚi
（ｉ＝１〜ｎ；Ｚi+1 −Ｚi ＝ΔＺ）ごとに計測用ウエ
ハを交換する。このそれぞれのウエハをウエハ kＷ
i （なお、ｋ＝＋又は−と表現している）と表す。ここ
で、各ウエハ kＷi として、全く異なるウエハを使用す
ることもできるし、同一の基材について感光剤を再塗布
して使用することもできる。
【００７９】次に、ステップ２０３において、主制御装
置２０が、ステージ制御系１９に、走査露光におけるウ
エハ +Ｗ1 のＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ
1 であること、すなわち、フォーカスオフセットを所定
値（＝Ｆ0 ）に制御すべきことを通知する。引き続き、
サブルーチン２０４において、走査露光中のウエハ +Ｗ
1 の移動方向を＋Ｙ方向として、ウエハ +Ｗ1 の被露光
面の全面にレチクルＲT に形成されたパターンが転写さ
れる。
置２０が、ステージ制御系１９に、走査露光におけるウ
エハ +Ｗ1 のＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ
1 であること、すなわち、フォーカスオフセットを所定
値（＝Ｆ0 ）に制御すべきことを通知する。引き続き、
サブルーチン２０４において、走査露光中のウエハ +Ｗ
1 の移動方向を＋Ｙ方向として、ウエハ +Ｗ1 の被露光
面の全面にレチクルＲT に形成されたパターンが転写さ
れる。
【００８０】図５には、サブルーチン２０４のフローチ
ャートが示されている。サブルーチン２０４では、ま
ず、ステップ２１８において、ウエハ +Ｗ1 の被露光面
の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領域ＳＡ1 の走
査露光開始位置に基板テーブル１８が移動される。この
移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９及び
ウエハ駆動装置２１等を介して行われる。ここで、区画
領域ＳＡj のそれぞれは、デバイス製造時のそれぞれの
ショット領域と一致するものとする。
ャートが示されている。サブルーチン２０４では、ま
ず、ステップ２１８において、ウエハ +Ｗ1 の被露光面
の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領域ＳＡ1 の走
査露光開始位置に基板テーブル１８が移動される。この
移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９及び
ウエハ駆動装置２１等を介して行われる。ここで、区画
領域ＳＡj のそれぞれは、デバイス製造時のそれぞれの
ショット領域と一致するものとする。
【００８１】次に、ステップ２１９において、上記で図
２を参照して説明したようにレチクルＲT とウエハ +Ｗ
1 とを同期移動させて、ウエハ +Ｗ1 の被露光面の区画
領域ＳＡ1 についての走査露光を実行する。この走査露
光では、多点フォーカス位置検出系（４０、４２）の検
出信号に基づいて、主制御装置２０によりステージ制御
系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板テーブル１
８がＺ軸方向の位置合わせ目標位置がＺ1 となるように
Ｚ軸方向に駆動制御されるとともに、傾斜方向に駆動制
御されて面位置の調整（合わせ面の設定）が行なわれ
る。
２を参照して説明したようにレチクルＲT とウエハ +Ｗ
1 とを同期移動させて、ウエハ +Ｗ1 の被露光面の区画
領域ＳＡ1 についての走査露光を実行する。この走査露
光では、多点フォーカス位置検出系（４０、４２）の検
出信号に基づいて、主制御装置２０によりステージ制御
系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板テーブル１
８がＺ軸方向の位置合わせ目標位置がＺ1 となるように
Ｚ軸方向に駆動制御されるとともに、傾斜方向に駆動制
御されて面位置の調整（合わせ面の設定）が行なわれ
る。
【００８２】ステップ２１９が終了すると、ステップ２
２０において、全ての区画領域について走査露光がなさ
れたか否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけ
が走査露光されただけなので、全ての区画領域について
走査露光がなされていないと判断され、ステップ２２１
において、主制御装置２０によりステージ制御系１９及
びウエハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき
区画領域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８
が移動される。このとき、レチクルＲT は走査露光開始
位置に戻される。引き続き、ステップ２１９において、
区画領域ＳＡ1の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に
関する走査露光が行われる。
２０において、全ての区画領域について走査露光がなさ
れたか否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけ
が走査露光されただけなので、全ての区画領域について
走査露光がなされていないと判断され、ステップ２２１
において、主制御装置２０によりステージ制御系１９及
びウエハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき
区画領域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８
が移動される。このとき、レチクルＲT は走査露光開始
位置に戻される。引き続き、ステップ２１９において、
区画領域ＳＡ1の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に
関する走査露光が行われる。
【００８３】以後、ステップ２２０において、全ての区
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 である場合につ
いて、ウエハ +Ｗ1 の被露光面の全面へのレチクルＲT
に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウエハ
+Ｗ1 の被露光面の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に菱形パター
ンが転写される。ステップ２２０において、全ての区画
領域について走査露光がなされたと判断されるとメイン
ルーチンにリターンする。
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 である場合につ
いて、ウエハ +Ｗ1 の被露光面の全面へのレチクルＲT
に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウエハ
+Ｗ1 の被露光面の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に菱形パター
ンが転写される。ステップ２２０において、全ての区画
領域について走査露光がなされたと判断されるとメイン
ルーチンにリターンする。
【００８４】次いで、図４に戻り、サブルーチン２０５
において、ウエハ +Ｗ1 の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に転写
された菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パターン
の所定方向の対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測
される。図６には、サブルーチン２０５のフローチャー
トが示されている。
において、ウエハ +Ｗ1 の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に転写
された菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パターン
の所定方向の対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測
される。図６には、サブルーチン２０５のフローチャー
トが示されている。
【００８５】サブルーチン２０５では、まず、ステップ
２２２において、ウエハ +Ｗ1 が基板テーブル１８から
アンロードされ、引き続き、ステップ２２３において、
ウエハ +Ｗ1 が現像される。次に、ステップ２２４にお
いて、現像されたウエハ +Ｗ1 が観察されて、各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp）
が計測される。ここで、各菱形パターンの所定方向の対
角線の長さを kＬi （Ｘp ，Ｙp ）（ｉ＝１〜ｎ：ウエ
ハのＺ軸方向の位置合わせ目標位置Ｚi に対応、ｋ＝＋
又は−：走査方向に対応）と表しており、以下でも同様
の表記を用いる。この計測には、先に説明した本実施形
態の走査型露光装置１００に装備されているオフアクシ
ス方式のアラインメント検出系を使用してもよく、ある
いは走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよい。次い
で、ステップ２２５において、計測結果 +Ｌ1 （Ｘp ，
Ｙp ）が保存されて、メインルーチンにリターンする。
２２２において、ウエハ +Ｗ1 が基板テーブル１８から
アンロードされ、引き続き、ステップ２２３において、
ウエハ +Ｗ1 が現像される。次に、ステップ２２４にお
いて、現像されたウエハ +Ｗ1 が観察されて、各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp）
が計測される。ここで、各菱形パターンの所定方向の対
角線の長さを kＬi （Ｘp ，Ｙp ）（ｉ＝１〜ｎ：ウエ
ハのＺ軸方向の位置合わせ目標位置Ｚi に対応、ｋ＝＋
又は−：走査方向に対応）と表しており、以下でも同様
の表記を用いる。この計測には、先に説明した本実施形
態の走査型露光装置１００に装備されているオフアクシ
ス方式のアラインメント検出系を使用してもよく、ある
いは走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよい。次い
で、ステップ２２５において、計測結果 +Ｌ1 （Ｘp ，
Ｙp ）が保存されて、メインルーチンにリターンする。
【００８６】次に、図４に戻り、ステップ２０６におい
て、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関す
る目標位置について、計測が完了したか否かが判断され
る。以上では目標位置Ｚ1 についてだけ計測されただけ
なので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに
関する目標位置について、計測が完了していないと判断
される。そして、ステップ２０７において、不図示のウ
エハローダによって、基準情報収集用のウエハ +Ｗ2 が
基板テーブル１８にロードされる。次いで、ステップ２
０８において、主制御装置２０が、ステージ制御系１９
に、走査露光におけるウエハ +Ｗ2 のＺ方向の位置合わ
せに関する目標位置がＺ2 （＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であるこ
と、すなわち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0
＋ΔＺ）に制御すべきことを通知する。
て、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関す
る目標位置について、計測が完了したか否かが判断され
る。以上では目標位置Ｚ1 についてだけ計測されただけ
なので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに
関する目標位置について、計測が完了していないと判断
される。そして、ステップ２０７において、不図示のウ
エハローダによって、基準情報収集用のウエハ +Ｗ2 が
基板テーブル１８にロードされる。次いで、ステップ２
０８において、主制御装置２０が、ステージ制御系１９
に、走査露光におけるウエハ +Ｗ2 のＺ方向の位置合わ
せに関する目標位置がＺ2 （＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であるこ
と、すなわち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0
＋ΔＺ）に制御すべきことを通知する。
【００８７】引き続き、サブルーチン２０４において、
走査露光中のウエハ +Ｗ2 の移動方向を＋Ｙ方向とし
て、ウエハ +Ｗ2 の被露光面の全面にレチクルＲT に形
成されたパターンが転写され、サブルーチン２０５にお
いて、ウエハ +Ｗ2 の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に転写され
た菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パターンの所
定方向の対角線の長さ +Ｌ2 （Ｘp ，Ｙp ）が計測さ
れ、保存される。
走査露光中のウエハ +Ｗ2 の移動方向を＋Ｙ方向とし
て、ウエハ +Ｗ2 の被露光面の全面にレチクルＲT に形
成されたパターンが転写され、サブルーチン２０５にお
いて、ウエハ +Ｗ2 の各位置（Ｘp ，Ｙp ）に転写され
た菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パターンの所
定方向の対角線の長さ +Ｌ2 （Ｘp ，Ｙp ）が計測さ
れ、保存される。
【００８８】以後、ステップ２０６において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関する転写パターンの計測が順次実
行される。
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関する転写パターンの計測が順次実
行される。
【００８９】ステップ２０６において、全ての区画領域
について走査露光がなされたと判断されると、ステップ
２０９において第１基準情報５２が収集される。ステッ
プ２０９では、走査露光中におけるウエハの移動方向が
＋Ｙ方向である場合の各位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を以下のようにして求め
る。ここで、各位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目標位置を
kＺB （Ｘp ，Ｙp ）（ｋ＝＋又は−：走査方向に対
応）と表しており、以下でも同様の表記を用いる。
について走査露光がなされたと判断されると、ステップ
２０９において第１基準情報５２が収集される。ステッ
プ２０９では、走査露光中におけるウエハの移動方向が
＋Ｙ方向である場合の各位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を以下のようにして求め
る。ここで、各位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目標位置を
kＺB （Ｘp ，Ｙp ）（ｋ＝＋又は−：走査方向に対
応）と表しており、以下でも同様の表記を用いる。
【００９０】まず、保存されている長さ +Ｌi （Ｘp ，
Ｙp ）の中から、一つの位置（Ｘ1，Ｙ1 ）についての
長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）を選び、目標位置Ｚの変化に
よる長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）の変化を調べる。図８に
は、目標位置Ｚの変化による長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）
の変化の様子が示されている。そして、例えば、長さ+
Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘ1 ，Ｙ1 ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘ1 ，Ｙ1 ）として求める。以下、位置
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）の場合と同様にして、残りの全ての位置
（Ｘp ，Ｙp ）（ｐ＝２，３，…）についての最良目標
位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。これ以外に最良目
標位置 +ＺB （ＸP ，ＹP ）を求める方法は種々ある。
例えば、様々な +Ｌ（ＸP ，ＹP ）値をしきい値とし
て、そのしきい値となるＺ値の中点を求め、求められた
中点の平均値を算出して最良目標位置 +ＺB （ＸP ，Ｙ
P ）を求めることが考えられる。こうして、求めた最良
目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp）（ｐ＝１，２，…）に応
じた情報を、＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動
させながらウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ方向についてウエハの被露光面の位置合わせ
をするための目標面の位置に関する第１基準情報５２と
して得る。最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）（ｐ＝
１，２，…）から第１基準情報５２への加工内容として
は、例えばレチクルＲT に形成された同一Ｘ座標値の３
つの菱形パターンＰm1〜Ｐm3にそれぞれ対応する最良目
標値から、そのＸ座標におけるＺ方向に関する位置合わ
せ目標面の位置として各Ｙ座標値毎に求める加工等が考
えられる。こうして求めた第１基準情報５２を、例え
ば、走査露光を行うときのレチクルＲの移動位置に対応
させて記憶装置５０に記憶する。
Ｙp ）の中から、一つの位置（Ｘ1，Ｙ1 ）についての
長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）を選び、目標位置Ｚの変化に
よる長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）の変化を調べる。図８に
は、目標位置Ｚの変化による長さ +Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）
の変化の様子が示されている。そして、例えば、長さ+
Ｌi （Ｘ1 ，Ｙ1 ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘ1 ，Ｙ1 ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘ1 ，Ｙ1 ）として求める。以下、位置
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）の場合と同様にして、残りの全ての位置
（Ｘp ，Ｙp ）（ｐ＝２，３，…）についての最良目標
位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。これ以外に最良目
標位置 +ＺB （ＸP ，ＹP ）を求める方法は種々ある。
例えば、様々な +Ｌ（ＸP ，ＹP ）値をしきい値とし
て、そのしきい値となるＺ値の中点を求め、求められた
中点の平均値を算出して最良目標位置 +ＺB （ＸP ，Ｙ
P ）を求めることが考えられる。こうして、求めた最良
目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp）（ｐ＝１，２，…）に応
じた情報を、＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動
させながらウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ方向についてウエハの被露光面の位置合わせ
をするための目標面の位置に関する第１基準情報５２と
して得る。最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）（ｐ＝
１，２，…）から第１基準情報５２への加工内容として
は、例えばレチクルＲT に形成された同一Ｘ座標値の３
つの菱形パターンＰm1〜Ｐm3にそれぞれ対応する最良目
標値から、そのＸ座標におけるＺ方向に関する位置合わ
せ目標面の位置として各Ｙ座標値毎に求める加工等が考
えられる。こうして求めた第１基準情報５２を、例え
ば、走査露光を行うときのレチクルＲの移動位置に対応
させて記憶装置５０に記憶する。
【００９１】こうして、走査露光中のウエハの移動方向
が＋Ｙ方向の場合の第１基準情報５２の測定が終了する
と、ウエハ -Ｗi （ｉ＝１〜ｎ）を使用して、＋Ｙ方向
の場合と同様の操作を走査露光中のウエハの移動方向が
−Ｙ方向について行って（図４のステップ２１０〜２１
７）、最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こ
うして求めた最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じ
た情報を、基板テーブル１８を−Ｙ方向に沿って移動さ
せながらウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸ方向についてウエハの被露光面の位置合わせを
するための目標位置に関する第２基準情報５４として、
記憶装置５０に記憶する。
が＋Ｙ方向の場合の第１基準情報５２の測定が終了する
と、ウエハ -Ｗi （ｉ＝１〜ｎ）を使用して、＋Ｙ方向
の場合と同様の操作を走査露光中のウエハの移動方向が
−Ｙ方向について行って（図４のステップ２１０〜２１
７）、最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こ
うして求めた最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じ
た情報を、基板テーブル１８を−Ｙ方向に沿って移動さ
せながらウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸ方向についてウエハの被露光面の位置合わせを
するための目標位置に関する第２基準情報５４として、
記憶装置５０に記憶する。
【００９２】以上で、デバイス製造時におけると同様の
レチクルＲの移動態様及びウエハの移動態様での第１基
準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
レチクルＲの移動態様及びウエハの移動態様での第１基
準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
【００９３】次に、デバイス製造の場合における、本実
施形態の走査型露光装置１００による露光動作を説明す
る。
施形態の走査型露光装置１００による露光動作を説明す
る。
【００９４】まず、レチクルローダにより、転写したい
パターンが形成されたレチクルＲがレチクルステージＲ
ＳＴにロードされる。同様に、ウエハローダにより、露
光したいウエハＷが基板テーブル１８にロードされる。
パターンが形成されたレチクルＲがレチクルステージＲ
ＳＴにロードされる。同様に、ウエハローダにより、露
光したいウエハＷが基板テーブル１８にロードされる。
【００９５】次に、主制御装置２０により、不図示のレ
チクル顕微鏡、基板テーブル１８上の基準マーク板Ｆ
Ｍ、不図示のアラインメント検出系を用いてレチクルア
ラインメント、ベースライン計測等の準備作業が所定の
手順に従って行われた後、アラインメント検出系を用い
てＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アラインメン
ト）等のアラインメント計測が実行される。このアライ
メント計測の終了後、ステップアンドスキャン方式の露
光動作が行われる。
チクル顕微鏡、基板テーブル１８上の基準マーク板Ｆ
Ｍ、不図示のアラインメント検出系を用いてレチクルア
ラインメント、ベースライン計測等の準備作業が所定の
手順に従って行われた後、アラインメント検出系を用い
てＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アラインメン
ト）等のアラインメント計測が実行される。このアライ
メント計測の終了後、ステップアンドスキャン方式の露
光動作が行われる。
【００９６】この露光動作にあたって、まず、ウエハＷ
のＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域の露光
のための走査開始位置となるように、基板テーブル１８
が移動される。この移動は、主制御装置２０によりステ
ージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行わ
れる。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置
となるように、レチクルステージ１８が移動される。こ
の移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９及
び不図示のレチクル駆動部等を介して行われる。そし
て、ステージ制御系１９が、レチクル干渉計１６によっ
て計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報及びウエハ干渉
計３１によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基
づき、不図示のレチクル駆動部及びウエハ駆動装置２１
を介してレチクルＲとウエハＷとを同期移動させる。こ
の同期移動とともに走査露光が行われる。
のＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域の露光
のための走査開始位置となるように、基板テーブル１８
が移動される。この移動は、主制御装置２０によりステ
ージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行わ
れる。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置
となるように、レチクルステージ１８が移動される。こ
の移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９及
び不図示のレチクル駆動部等を介して行われる。そし
て、ステージ制御系１９が、レチクル干渉計１６によっ
て計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報及びウエハ干渉
計３１によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基
づき、不図示のレチクル駆動部及びウエハ駆動装置２１
を介してレチクルＲとウエハＷとを同期移動させる。こ
の同期移動とともに走査露光が行われる。
【００９７】こうして、ウエハＷ及びレチクルＲがそれ
ぞれの走査開始位置に移動し、同期移動する前に、主制
御装置２０は、これから行われる走査露光において、ウ
エハＷが移動する方向を判断する。この判断は、予め設
定されている露光マップを参照してもよいし、また、レ
チクルＲの走査開始位置から判断してもよい。なお、以
下の説明においては、最初のショット領域に関するウエ
ハＷが移動する方向を＋Ｙ方向であるとする。
ぞれの走査開始位置に移動し、同期移動する前に、主制
御装置２０は、これから行われる走査露光において、ウ
エハＷが移動する方向を判断する。この判断は、予め設
定されている露光マップを参照してもよいし、また、レ
チクルＲの走査開始位置から判断してもよい。なお、以
下の説明においては、最初のショット領域に関するウエ
ハＷが移動する方向を＋Ｙ方向であるとする。
【００９８】主制御装置２０は、ウエハＷの移動方向が
＋Ｙ方向（レチクルＲの移動方向が−Ｙ方向）であると
判断すると、これから行われる走査露光においては、ウ
エハＷの被露光面を合わせるべき目標面に関する第１基
準情報５２を参照する。そして、走査露光中において、
主制御装置２０は、第１基準情報５２及び多点フォーカ
ス位置検出系（４０，４２）によって検出されたウエハ
のＺ位置情報に基づき、ステージ制御系１９及びウエハ
駆動装置２１を介して基板テーブル１８をＺ軸方向及び
傾斜方向に駆動制御して面位置の調整を行う。
＋Ｙ方向（レチクルＲの移動方向が−Ｙ方向）であると
判断すると、これから行われる走査露光においては、ウ
エハＷの被露光面を合わせるべき目標面に関する第１基
準情報５２を参照する。そして、走査露光中において、
主制御装置２０は、第１基準情報５２及び多点フォーカ
ス位置検出系（４０，４２）によって検出されたウエハ
のＺ位置情報に基づき、ステージ制御系１９及びウエハ
駆動装置２１を介して基板テーブル１８をＺ軸方向及び
傾斜方向に駆動制御して面位置の調整を行う。
【００９９】こうした面位置の調整は、多点フォーカス
位置検出系（４０，４２）の複数の計測点で検出される
Ｚ位置情報の各々を光軸ＡＸ方向に関するウエハＷ表面
の位置と目標位置との偏差とし、記憶装置５０に記憶さ
れた第１基準情報５２に基づいて、主制御装置２０が多
点フォーカス位置検出系（４０，４２）で使用される目
標位置を変更し、ステージ制御系１９はウエハ駆動装置
２１を介して基板テーブル１８を駆動してウエハＷの被
露光面を目標面に合わせる。
位置検出系（４０，４２）の複数の計測点で検出される
Ｚ位置情報の各々を光軸ＡＸ方向に関するウエハＷ表面
の位置と目標位置との偏差とし、記憶装置５０に記憶さ
れた第１基準情報５２に基づいて、主制御装置２０が多
点フォーカス位置検出系（４０，４２）で使用される目
標位置を変更し、ステージ制御系１９はウエハ駆動装置
２１を介して基板テーブル１８を駆動してウエハＷの被
露光面を目標面に合わせる。
【０１００】なお、記憶装置５０に記憶された第１基準
情報５２に基づいて、ステージ制御系１９が多点フォー
カス位置検出系（４０，４２）によって検出されたＺ位
置情報を補正し、該補正された位置情報に基づいて、ウ
エハ駆動装置２１を介して基板テーブル１８を駆動し、
ウエハＷの被露光面を目標面に合わせることも可能であ
る。
情報５２に基づいて、ステージ制御系１９が多点フォー
カス位置検出系（４０，４２）によって検出されたＺ位
置情報を補正し、該補正された位置情報に基づいて、ウ
エハ駆動装置２１を介して基板テーブル１８を駆動し、
ウエハＷの被露光面を目標面に合わせることも可能であ
る。
【０１０１】いずれの場合にも、ウエハＷの移動態様に
応じたウエハＷの被露光面を合わせるべき目標面にウエ
ハＷの被露光面を合わせることができる。
応じたウエハＷの被露光面を合わせるべき目標面にウエ
ハＷの被露光面を合わせることができる。
【０１０２】以上のように制御されながら行われる走査
露光により、一つのショット領域に対するレチクルパタ
ーンの転写が終了すると、基板テーブル１８が１ショッ
ト領域分だけ非走査方向（Ｘ軸方向）にステッピングさ
れて、前ショット領域の走査露光の場合と逆の走査方向
（−Ｙ方向）で、次のショット領域に対する走査露光が
行われる。この走査露光にあたっては、ウエハＷの被露
光面を合わせるべき目標面に関して第２の基準情報５４
が参照され、多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
で使用される目標位置が変更される。以後、ウエハＷが
＋Ｙ方向（レチクルＲが−Ｙ方向）へ移動する走査露光
にあたっては第１基準情報５２が、また、ウエハＷが−
Ｙ方向（レチクルＲが＋Ｙ方向）へ移動する走査露光に
あたっては第２基準情報５４が参照されて制御される。
露光により、一つのショット領域に対するレチクルパタ
ーンの転写が終了すると、基板テーブル１８が１ショッ
ト領域分だけ非走査方向（Ｘ軸方向）にステッピングさ
れて、前ショット領域の走査露光の場合と逆の走査方向
（−Ｙ方向）で、次のショット領域に対する走査露光が
行われる。この走査露光にあたっては、ウエハＷの被露
光面を合わせるべき目標面に関して第２の基準情報５４
が参照され、多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
で使用される目標位置が変更される。以後、ウエハＷが
＋Ｙ方向（レチクルＲが−Ｙ方向）へ移動する走査露光
にあたっては第１基準情報５２が、また、ウエハＷが−
Ｙ方向（レチクルＲが＋Ｙ方向）へ移動する走査露光に
あたっては第２基準情報５４が参照されて制御される。
【０１０３】このようにして、ステッピングと走査露光
とが順次繰り返され、ウエハＷ上に必要なショット数の
パターンが露光精度良く転写される。
とが順次繰り返され、ウエハＷ上に必要なショット数の
パターンが露光精度良く転写される。
【０１０４】本実施形態では、第１基準情報及び第２基
準情報の収集にあたって使用するレチクルＲT として、
所望の位置分解能に応じたピッチで菱形パターンが配列
されたものを使用したが、菱形パターン部が光透過する
タイプであれば、菱形パターンが一つでもよいし、ま
た、所望の位置分解能に応じたピッチの所定倍のピッチ
で配列されてもよい。こうした場合には、各区画領域に
関するパターン転写にあたって、Ｘ方向又はＹ方向につ
いて、所望の分解能だけウエハをステッピングさせて走
査露光を必要な回数行うことになる。なお、菱形パター
ン部が光遮断するタイプであれば、レチクルのパターン
領域の全域にわたって所望の位置分解能に応じたピッチ
で菱形パターンが形成されたものを使用することが必須
となる。
準情報の収集にあたって使用するレチクルＲT として、
所望の位置分解能に応じたピッチで菱形パターンが配列
されたものを使用したが、菱形パターン部が光透過する
タイプであれば、菱形パターンが一つでもよいし、ま
た、所望の位置分解能に応じたピッチの所定倍のピッチ
で配列されてもよい。こうした場合には、各区画領域に
関するパターン転写にあたって、Ｘ方向又はＹ方向につ
いて、所望の分解能だけウエハをステッピングさせて走
査露光を必要な回数行うことになる。なお、菱形パター
ン部が光遮断するタイプであれば、レチクルのパターン
領域の全域にわたって所望の位置分解能に応じたピッチ
で菱形パターンが形成されたものを使用することが必須
となる。
【０１０５】また、所望の位置分解能に応じたピッチの
所定倍のピッチで配列されたレチクルを使用して、本実
施形態と同様にして、所望の位置分解能よりも粗い位置
精度で最良目標位置 kＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求めた後に
線形補間等の補間を行って、所望の位置分解能で第１基
準情報及び第２基準情報を求めることも可能である。
所定倍のピッチで配列されたレチクルを使用して、本実
施形態と同様にして、所望の位置分解能よりも粗い位置
精度で最良目標位置 kＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求めた後に
線形補間等の補間を行って、所望の位置分解能で第１基
準情報及び第２基準情報を求めることも可能である。
【０１０６】また、本実施形態ではウエハＷの被露光面
の位置合わせ目標面の位置を調整したが、走査露光の開
始に先立って、主制御装置２０が、これから行われる走
査露光にあたって参照すべき第１基準情報５２又は第２
基準情報５４に基づいて、結像特性補正コントローラ６
８を介して、ウエハＷの移動方向に応じて投影光学系Ｐ
Ｌによる結像面を変更することも可能である。また、レ
チクルＲを光軸ＡＸ方向へ移動させたり、光軸ＡＸに対
して傾斜させることにより、レチクルＲのパターン像の
結像面を変更することも可能である。
の位置合わせ目標面の位置を調整したが、走査露光の開
始に先立って、主制御装置２０が、これから行われる走
査露光にあたって参照すべき第１基準情報５２又は第２
基準情報５４に基づいて、結像特性補正コントローラ６
８を介して、ウエハＷの移動方向に応じて投影光学系Ｐ
Ｌによる結像面を変更することも可能である。また、レ
チクルＲを光軸ＡＸ方向へ移動させたり、光軸ＡＸに対
して傾斜させることにより、レチクルＲのパターン像の
結像面を変更することも可能である。
【０１０７】さらに、上記のウエハＷの被露光面の目標
面の変更と投影光学系ＰＬによる結像面の変更とを組み
合わせて行うことも可能である。
面の変更と投影光学系ＰＬによる結像面の変更とを組み
合わせて行うことも可能である。
【０１０８】また、一方の基準情報を他方の基準情報の
偏差として記憶するようにしてもよい。例えば、ウエハ
Ｗを−Ｙ方向へ移動するときに参照される第２基準情報
を、ウエハＷを＋Ｙ方向へ移動するときにウエハＷの被
露光面を合わせる目標面とウエハＷを−Ｙ方向へ移動す
るときにウエハＷの被露光面を合わせる目標面との偏差
に関する情報として記憶するようにしてもよい。
偏差として記憶するようにしてもよい。例えば、ウエハ
Ｗを−Ｙ方向へ移動するときに参照される第２基準情報
を、ウエハＷを＋Ｙ方向へ移動するときにウエハＷの被
露光面を合わせる目標面とウエハＷを−Ｙ方向へ移動す
るときにウエハＷの被露光面を合わせる目標面との偏差
に関する情報として記憶するようにしてもよい。
【０１０９】《第２実施形態》以下、本発明の第２実施
形態の走査型露光装置及び走査露光方法を、図９〜図１
２に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態と
比べて、第１基準情報及び第２基準情報の収集にあたっ
て、ウエハの移動方向毎に各１枚の計測用ウエハを使用
する点に特徴を有する。なお、以下の説明にあたって、
同等の要素には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。
形態の走査型露光装置及び走査露光方法を、図９〜図１
２に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態と
比べて、第１基準情報及び第２基準情報の収集にあたっ
て、ウエハの移動方向毎に各１枚の計測用ウエハを使用
する点に特徴を有する。なお、以下の説明にあたって、
同等の要素には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。
【０１１０】本実施形態の走査型露光装置は、第１実施
形態と同様に、走査露光中に、感応基板としてのウエハ
を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に移動させるとともに、マスク
としてのレチクルＲをウエハと同期移動させて走査露光
する装置であり、図１に示した走査型露光装置と同様に
構成されている。
形態と同様に、走査露光中に、感応基板としてのウエハ
を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に移動させるとともに、マスク
としてのレチクルＲをウエハと同期移動させて走査露光
する装置であり、図１に示した走査型露光装置と同様に
構成されている。
【０１１１】以下、上述の走査型露光装置１００による
本実施形態の走査露光方法を説明する。
本実施形態の走査露光方法を説明する。
【０１１２】まず、基板テーブル１８を＋Ｙ方向に沿っ
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハの被露光面の位置合わせをする
ための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光す
るときに、Ｚ方向についてウエハの被露光面の位置合わ
せをするための目標位置に関する第２基準情報５４の収
集が行われる。この基準情報の収集は、第１実施形態と
同様に、上記で図３を参照して説明した基準情報の求め
方の原理に基づいて行われる。
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハの被露光面の位置合わせをする
ための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光す
るときに、Ｚ方向についてウエハの被露光面の位置合わ
せをするための目標位置に関する第２基準情報５４の収
集が行われる。この基準情報の収集は、第１実施形態と
同様に、上記で図３を参照して説明した基準情報の求め
方の原理に基づいて行われる。
【０１１３】以下、図９〜図１２を参照して、本実施形
態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の収
集方法について詳細に説明する。図９〜図１１には、本
実施形態での第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集のフローチャートが示されている。
態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の収
集方法について詳細に説明する。図９〜図１１には、本
実施形態での第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集のフローチャートが示されている。
【０１１４】まず、図９のステップ２２６において、不
図示のレチクルローダによって、第１実施形態と同様
に、基準情報収集用のレチクルＲT がレチクルステージ
ＲＳＴにロードされる。引き続き、ステップ２２７にお
いて、不図示のウエハローダによって、基準情報収集用
のウエハ +Ｗが基板テーブル１８にロードされる。な
お、本実施形態での基準情報の収集では、ウエハの移動
方向ｋ（ｋ＝＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）ごとに計測用ウエ
ハを交換する。このそれぞれのウエハをウエハ kＷ（な
お、ｋ＝＋又は−と表現している）と表す。ここで、第
１実施形態と同様に、各ウエハ kＷとして、全く異なる
ウエハを使用することもできるし、同一の基材について
感光剤を再塗布して使用することもできる。
図示のレチクルローダによって、第１実施形態と同様
に、基準情報収集用のレチクルＲT がレチクルステージ
ＲＳＴにロードされる。引き続き、ステップ２２７にお
いて、不図示のウエハローダによって、基準情報収集用
のウエハ +Ｗが基板テーブル１８にロードされる。な
お、本実施形態での基準情報の収集では、ウエハの移動
方向ｋ（ｋ＝＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）ごとに計測用ウエ
ハを交換する。このそれぞれのウエハをウエハ kＷ（な
お、ｋ＝＋又は−と表現している）と表す。ここで、第
１実施形態と同様に、各ウエハ kＷとして、全く異なる
ウエハを使用することもできるし、同一の基材について
感光剤を再塗布して使用することもできる。
【０１１５】次に、ステップ２２８において、ウエハ +
Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領
域ＳＡ1 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。この移動は、主制御装置２０によりステージ制
御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。
ここで、第１実施形態と同様に、区画領域ＳＡj のそれ
ぞれは、デバイス製造時のそれぞれのショット領域と一
致するものとする。引き続き、サブルーチン２２９にお
いて、走査露光時のウエハ +Ｗの移動方向を＋Ｙ方向と
して、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置を変化させながら、各目標位置Ｚi （ｉ＝
１〜ｎ）毎にウエハ +Ｗ1 の区画領域ＳＡ１内にレチク
ルＲT に形成されたパターンが転写される。
Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領
域ＳＡ1 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。この移動は、主制御装置２０によりステージ制
御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。
ここで、第１実施形態と同様に、区画領域ＳＡj のそれ
ぞれは、デバイス製造時のそれぞれのショット領域と一
致するものとする。引き続き、サブルーチン２２９にお
いて、走査露光時のウエハ +Ｗの移動方向を＋Ｙ方向と
して、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置を変化させながら、各目標位置Ｚi （ｉ＝
１〜ｎ）毎にウエハ +Ｗ1 の区画領域ＳＡ１内にレチク
ルＲT に形成されたパターンが転写される。
【０１１６】図１０には、サブルーチン２２９のフロー
チャートが示されている。サブルーチン２２９では、ま
ず、ステップ２３９において、主制御装置２０が、ステ
ージ制御系１９に、走査露光におけるウエハ +ＷのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 であること、す
なわち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ）に制
御すべきことを通知する。引き続き、ステップ２４０に
おいて、上記で図２を参照して説明したようにレチクル
ＲT とウエハ +Ｗとを同期移動させて、ウエハ+Ｗの被
露光面の区画領域ＳＡ1 についての走査露光を実行す
る。この走査露光では、第１実施形態と同様に、多点フ
ォーカス位置検出系４０、４２の検出信号に基づいて、
主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆
動装置２１を介して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置
合わせ目標位置がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御
されるとともに、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調
整（合わせ面の設定）が行なわれる。
チャートが示されている。サブルーチン２２９では、ま
ず、ステップ２３９において、主制御装置２０が、ステ
ージ制御系１９に、走査露光におけるウエハ +ＷのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 であること、す
なわち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ）に制
御すべきことを通知する。引き続き、ステップ２４０に
おいて、上記で図２を参照して説明したようにレチクル
ＲT とウエハ +Ｗとを同期移動させて、ウエハ+Ｗの被
露光面の区画領域ＳＡ1 についての走査露光を実行す
る。この走査露光では、第１実施形態と同様に、多点フ
ォーカス位置検出系４０、４２の検出信号に基づいて、
主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆
動装置２１を介して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置
合わせ目標位置がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御
されるとともに、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調
整（合わせ面の設定）が行なわれる。
【０１１７】次に、ステップ２４１において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、パターン転写が完了したか否かが判断される。
以上では目標位置Ｚ1 についてだけパターン転写された
だけなので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わ
せに関する目標位置について、パターン転写が完了して
いないと判断される。そして、ステップ２４２におい
て、次回のパターン転写で転写される菱形パターンが前
回までのパターン転写によって転写された菱形パターン
と重ならない、前回までに転写された菱形パターンの周
辺領域に次回の走査露光によって新たな菱形パターンが
転写されるように、ウエハ +ＷがＸ方向又はＹ方向（Ｘ
方向及びＹ方向を含む）にステッピング移動される。こ
のとき、レチクルＲT は走査露光開始位置に戻される。
ウエハ +Ｗの移動は、主制御装置２０によりステージ制
御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。
図１２には、こうした微少移動の一例が示されている。
なお、図１２においては、ウエハのＺ方向の位置合わせ
に関する目標位置がＺ1 〜Ｚ9 で変化する場合を示して
おり、目標位置Ｚi に応じた菱形パターンが転写される
領域にｉを記しており、引き出し線を省略している。図
１２に示されるように、各目標位置Ｚi に応じた菱形パ
ターンの転写領域は、Ｘ方向にΔＸのピッチ及びＹ方向
にΔＹのピッチで配列されている。このΔＸ及びΔＹ
は、転写される菱形パターンの予想されるＸ方向及びＹ
方向に関する最大値よりも少々大きく設定されている。
なお、ΔＸ及びΔＹはＸ方向及びＹ方向に関する所望の
位置分解能よりも十分に小さい。
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、パターン転写が完了したか否かが判断される。
以上では目標位置Ｚ1 についてだけパターン転写された
だけなので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わ
せに関する目標位置について、パターン転写が完了して
いないと判断される。そして、ステップ２４２におい
て、次回のパターン転写で転写される菱形パターンが前
回までのパターン転写によって転写された菱形パターン
と重ならない、前回までに転写された菱形パターンの周
辺領域に次回の走査露光によって新たな菱形パターンが
転写されるように、ウエハ +ＷがＸ方向又はＹ方向（Ｘ
方向及びＹ方向を含む）にステッピング移動される。こ
のとき、レチクルＲT は走査露光開始位置に戻される。
ウエハ +Ｗの移動は、主制御装置２０によりステージ制
御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。
図１２には、こうした微少移動の一例が示されている。
なお、図１２においては、ウエハのＺ方向の位置合わせ
に関する目標位置がＺ1 〜Ｚ9 で変化する場合を示して
おり、目標位置Ｚi に応じた菱形パターンが転写される
領域にｉを記しており、引き出し線を省略している。図
１２に示されるように、各目標位置Ｚi に応じた菱形パ
ターンの転写領域は、Ｘ方向にΔＸのピッチ及びＹ方向
にΔＹのピッチで配列されている。このΔＸ及びΔＹ
は、転写される菱形パターンの予想されるＸ方向及びＹ
方向に関する最大値よりも少々大きく設定されている。
なお、ΔＸ及びΔＹはＸ方向及びＹ方向に関する所望の
位置分解能よりも十分に小さい。
【０１１８】次いで、図１０に戻って、ステップ２４３
において、主制御装置２０が、ステージ制御系１９に、
走査露光におけるウエハ +ＷのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置がＺ2 （＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であること、すな
わち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ＋ΔＺ）
に制御すべきことを通知する。引き続き、サブルーチン
２４０において、走査露光中のウエハ +Ｗの移動方向を
＋Ｙ方向として、ウエハ +Ｗの区画領域ＳＡ１にレチク
ルＲT に形成されたパターンが転写される。
において、主制御装置２０が、ステージ制御系１９に、
走査露光におけるウエハ +ＷのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置がＺ2 （＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であること、すな
わち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ＋ΔＺ）
に制御すべきことを通知する。引き続き、サブルーチン
２４０において、走査露光中のウエハ +Ｗの移動方向を
＋Ｙ方向として、ウエハ +Ｗの区画領域ＳＡ１にレチク
ルＲT に形成されたパターンが転写される。
【０１１９】以後、ステップ２４１において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、パターン転写が完了したと判断されるまで、目
標位置Ｚi （ｊ＝３〜ｎ）に関する転写パターンの計測
が順次実行される。ステップ２４１において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついてパターン転写が完了したと判断されるとメインル
ーチンにリターンする。
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、パターン転写が完了したと判断されるまで、目
標位置Ｚi （ｊ＝３〜ｎ）に関する転写パターンの計測
が順次実行される。ステップ２４１において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついてパターン転写が完了したと判断されるとメインル
ーチンにリターンする。
【０１２０】次いで、図９に戻り、ステップ２３０にお
いて、全区画領域ＳＡj について走査露光が完了したか
否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけが走査
露光されただけなので、全ての区画領域について走査露
光がなされていないと判断され、ステップ２３１におい
て、主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエ
ハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき区画領
域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。引き続き、ステップ２２９において、区画領域
ＳＡ1 の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に関する走
査露光が行われる。
いて、全区画領域ＳＡj について走査露光が完了したか
否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけが走査
露光されただけなので、全ての区画領域について走査露
光がなされていないと判断され、ステップ２３１におい
て、主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエ
ハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき区画領
域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。引き続き、ステップ２２９において、区画領域
ＳＡ1 の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に関する走
査露光が行われる。
【０１２１】以後、ステップ２３０において、全ての区
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 〜Ｚn である場
合について、ウエハ +Ｗの被露光面の全面へのレチクル
ＲT に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウ
エハ +Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj ごとの各位置（Ｘ
pi，Ｙpi）に菱形パターンが転写される。なお、上記で
説明したように、ｐ値を固定とした場合に位置（Ｘpi，
Ｙpi）相互の相違は、所望の位置分解能よりも十分に小
さいので、以下、位置（Ｘp ，Ｙp ）の表記で各位置
（Ｘpi，Ｙpi）の重心位置を表すこととし、各位置（Ｘ
pi，Ｙpi）を位置（Ｘp ，Ｙp ）の周辺位置とも呼ぶこ
ととする。
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 〜Ｚn である場
合について、ウエハ +Ｗの被露光面の全面へのレチクル
ＲT に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウ
エハ +Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj ごとの各位置（Ｘ
pi，Ｙpi）に菱形パターンが転写される。なお、上記で
説明したように、ｐ値を固定とした場合に位置（Ｘpi，
Ｙpi）相互の相違は、所望の位置分解能よりも十分に小
さいので、以下、位置（Ｘp ，Ｙp ）の表記で各位置
（Ｘpi，Ｙpi）の重心位置を表すこととし、各位置（Ｘ
pi，Ｙpi）を位置（Ｘp ，Ｙp ）の周辺位置とも呼ぶこ
ととする。
【０１２２】ステップ２３０において、全ての区画領域
について走査露光がなされたと判断されると、サブルー
チン２３２において、ウエハ +Ｗの各位置（Ｘpi，
Ｙpi）に転写された菱形パターンの大きさ、すなわち各
菱形パターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌi （Ｘp ，
Ｙp ）（＝ +Ｌ（Ｘpi，Ｙpi））が計測され、第１の基
準情報が収集される。図１１には、サブルーチン２３２
のフローチャートが示されている。
について走査露光がなされたと判断されると、サブルー
チン２３２において、ウエハ +Ｗの各位置（Ｘpi，
Ｙpi）に転写された菱形パターンの大きさ、すなわち各
菱形パターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌi （Ｘp ，
Ｙp ）（＝ +Ｌ（Ｘpi，Ｙpi））が計測され、第１の基
準情報が収集される。図１１には、サブルーチン２３２
のフローチャートが示されている。
【０１２３】サブルーチン２３２では、まず、ステップ
２４５において、ウエハ +Ｗが基板テーブル１８からア
ンロードされ、引き続き、ステップ２４６において、ウ
エハ+Ｗが現像される。その後、ステップ２４７におい
て、ウエハ +Ｗがパターン長計測装置のステージにロー
ドされる。パターン長計測装置としては、第１実施形態
と同様に、走査型露光装置１００に装備されているオフ
アクシス方式のアラインメント検出系を使用してもよい
し、走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよい。
２４５において、ウエハ +Ｗが基板テーブル１８からア
ンロードされ、引き続き、ステップ２４６において、ウ
エハ+Ｗが現像される。その後、ステップ２４７におい
て、ウエハ +Ｗがパターン長計測装置のステージにロー
ドされる。パターン長計測装置としては、第１実施形態
と同様に、走査型露光装置１００に装備されているオフ
アクシス方式のアラインメント検出系を使用してもよい
し、走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよい。
【０１２４】次に、ステップ２４８において、ウエハ +
Ｗの被観測位置が位置（Ｘp1，Ｙp1）となるように、ス
テージを移動する。走査型露光装置１００に装備されて
いるオフアクシス方式のアラインメント検出系を使用す
る場合には、この移動は、主制御装置２０によりステー
ジ制御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われ
る。引き続き、ステップ２４９において、現像されたウ
エハ +Ｗ1 が観察されて、各菱形パターンの所定方向の
対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存さ
れる。
Ｗの被観測位置が位置（Ｘp1，Ｙp1）となるように、ス
テージを移動する。走査型露光装置１００に装備されて
いるオフアクシス方式のアラインメント検出系を使用す
る場合には、この移動は、主制御装置２０によりステー
ジ制御系１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われ
る。引き続き、ステップ２４９において、現像されたウ
エハ +Ｗ1 が観察されて、各菱形パターンの所定方向の
対角線の長さ +Ｌ1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存さ
れる。
【０１２５】次いで、ステップ２５０において、所定の
範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置
について、計測が完了したか否かが判断される。以上で
は目標位置Ｚ1 についてだけ計測されただけなので、所
定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標
位置について、計測が完了していないと判断される。そ
して、ステップ２５１において、ウエハ +Ｗの被観測位
置が位置（Ｘp2，Ｙp2）となるように、ステージを移動
する。そして、ステップ２４９において、現像されたウ
エハ +Ｗが観察されて、各菱形パターンの所定方向の対
角線の長さ +Ｌ2 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存され
る。
範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置
について、計測が完了したか否かが判断される。以上で
は目標位置Ｚ1 についてだけ計測されただけなので、所
定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標
位置について、計測が完了していないと判断される。そ
して、ステップ２５１において、ウエハ +Ｗの被観測位
置が位置（Ｘp2，Ｙp2）となるように、ステージを移動
する。そして、ステップ２４９において、現像されたウ
エハ +Ｗが観察されて、各菱形パターンの所定方向の対
角線の長さ +Ｌ2 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存され
る。
【０１２６】以後、ステップ２５０において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関する区画領域ＳＡ１内での転写パ
ターンの計測が順次実行される。
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関する区画領域ＳＡ１内での転写パ
ターンの計測が順次実行される。
【０１２７】ステップ２５０において所定のＺ範囲に関
する転写パターンの計測が完了したと判断されると、ス
テップ２５２において、位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を以下のようにして求め
る。まず、目標位置Ｚの変化による長さ +Ｌi （Ｘp ，
Ｙp ）の変化を調べる。そして、例えば、長さ +Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）として求める。こうして、
求めた最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報
を、＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させなが
らウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ方向についてウエハの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第１基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。
する転写パターンの計測が完了したと判断されると、ス
テップ２５２において、位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を以下のようにして求め
る。まず、目標位置Ｚの変化による長さ +Ｌi （Ｘp ，
Ｙp ）の変化を調べる。そして、例えば、長さ +Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）として求める。こうして、
求めた最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報
を、＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させなが
らウエハを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ方向についてウエハの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第１基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。
【０１２８】次に、ステップ２５３において、区画領域
ＳＡ１内の全ての転写パターンについて計測して第１基
準情報を得たか否かが判断される。以上では、一つの位
置についてしか第１基準情報を得ていないので、ステッ
プ２５４において、位置（Ｘp ，Ｙp ）を次の位置に更
新し、上記と同様にしてその位置における第１基準情報
を得て、記憶装置５０に記憶する。
ＳＡ１内の全ての転写パターンについて計測して第１基
準情報を得たか否かが判断される。以上では、一つの位
置についてしか第１基準情報を得ていないので、ステッ
プ２５４において、位置（Ｘp ，Ｙp ）を次の位置に更
新し、上記と同様にしてその位置における第１基準情報
を得て、記憶装置５０に記憶する。
【０１２９】以後、ステップ２５３において、区画領域
ＳＡ１内の全ての転写パターンについて計測して第１基
準情報を得たと判断されるまで、区画領域ＳＡ１内の各
位置についての第１基準情報を得て、記憶装置５０に記
憶する。ステップ２５３において、区画領域ＳＡ１内の
全ての転写パターンについて計測して第１基準情報を得
たと判断されると、ステップ２５５において、ウエハ +
Ｗがパターン長計測装置のステージからアンロードさ
れ、メインルーチンにリターンする。
ＳＡ１内の全ての転写パターンについて計測して第１基
準情報を得たと判断されるまで、区画領域ＳＡ１内の各
位置についての第１基準情報を得て、記憶装置５０に記
憶する。ステップ２５３において、区画領域ＳＡ１内の
全ての転写パターンについて計測して第１基準情報を得
たと判断されると、ステップ２５５において、ウエハ +
Ｗがパターン長計測装置のステージからアンロードさ
れ、メインルーチンにリターンする。
【０１３０】こうして、走査露光中のウエハの移動方向
が＋Ｙ方向の場合の第１基準情報５２の測定が終了する
と、ウエハ -Ｗを使用して、＋Ｙ方向の場合と同様の操
作を走査露光中のウエハの移動方向が−Ｙ方向について
行って（図９のステップ２３３〜２３８）、最良目標位
置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求め、こうして求めた最良目
標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながらウエハを走
査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向につい
てウエハの被露光面の位置合わせをするための目標位置
に関する第２基準情報５４として、記憶装置５０に記憶
する。
が＋Ｙ方向の場合の第１基準情報５２の測定が終了する
と、ウエハ -Ｗを使用して、＋Ｙ方向の場合と同様の操
作を走査露光中のウエハの移動方向が−Ｙ方向について
行って（図９のステップ２３３〜２３８）、最良目標位
置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求め、こうして求めた最良目
標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、基板テー
ブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながらウエハを走
査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向につい
てウエハの被露光面の位置合わせをするための目標位置
に関する第２基準情報５４として、記憶装置５０に記憶
する。
【０１３１】なお、第１実施形態と同様の加工を行っ
て、第１基準情報５２及び第２基準情報５４を求めても
よい。
て、第１基準情報５２及び第２基準情報５４を求めても
よい。
【０１３２】以上で、デバイス製造時におけると同様の
レチクルＲの移動態様及びウエハＷの移動態様での第１
基準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
そして、デバイス製造の場合には、第１実施形態と同様
にして、レチクルＲとウエハＷとの同期移動にあたっ
て、主制御装置２０が、第１基準情報５２、第２基準情
報５４、及び多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
により検出されたウエハＷのＺ位置情報に基づいて、ス
テージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板
テーブル１８をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動制御して面
位置の調整（合わせ面の設定）を行ったり、結像特性補
正コントローラ６８を介して投影光学系ＰＬによる結像
面を変更したりして、走査露光が行われる。この結果、
走査露光中において、ウエハＷの被露光領域はベストフ
ォーカス面にあることが維持され、露光精度の良いパタ
ーン転写が実行される。
レチクルＲの移動態様及びウエハＷの移動態様での第１
基準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
そして、デバイス製造の場合には、第１実施形態と同様
にして、レチクルＲとウエハＷとの同期移動にあたっ
て、主制御装置２０が、第１基準情報５２、第２基準情
報５４、及び多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
により検出されたウエハＷのＺ位置情報に基づいて、ス
テージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板
テーブル１８をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動制御して面
位置の調整（合わせ面の設定）を行ったり、結像特性補
正コントローラ６８を介して投影光学系ＰＬによる結像
面を変更したりして、走査露光が行われる。この結果、
走査露光中において、ウエハＷの被露光領域はベストフ
ォーカス面にあることが維持され、露光精度の良いパタ
ーン転写が実行される。
【０１３３】《第３実施形態》以下、本発明の第３実施
形態の走査型露光装置及び走査露光方法を、図１３〜図
１５に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態
および第２実施形態と比べて、第１基準情報及び第２基
準情報の収集にあたって、１枚の計測用ウエハのみを使
用する点に特徴を有する。なお、以下の説明にあたっ
て、同等の要素には同一符号を付し、重複する説明を省
略する。
形態の走査型露光装置及び走査露光方法を、図１３〜図
１５に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態
および第２実施形態と比べて、第１基準情報及び第２基
準情報の収集にあたって、１枚の計測用ウエハのみを使
用する点に特徴を有する。なお、以下の説明にあたっ
て、同等の要素には同一符号を付し、重複する説明を省
略する。
【０１３４】本実施形態の走査型露光装置は、第１実施
形態と同様に、走査露光中に、感応基板としてのウエハ
Ｗを＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に移動させるとともに、マス
クとしてのレチクルＲをウエハＷと同期移動させて走査
露光する装置であり、図１に示した走査型露光装置と同
様に構成されている。
形態と同様に、走査露光中に、感応基板としてのウエハ
Ｗを＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に移動させるとともに、マス
クとしてのレチクルＲをウエハＷと同期移動させて走査
露光する装置であり、図１に示した走査型露光装置と同
様に構成されている。
【０１３５】以下、上述の走査型露光装置１００による
本実施形態の走査露光方法を説明する。
本実施形態の走査露光方法を説明する。
【０１３６】まず、基板テーブル１８を＋Ｙ方向に沿っ
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハＷの被露光面の位置合わせをす
るための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テ
ーブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光
するときに、Ｚ方向についてウエハＷの被露光面の位置
合わせをするための目標位置に関する第２基準情報５４
の収集が行われる。この基準情報の収集は、第１実施形
態と同様に、上記で図３を参照して説明した基準情報の
求め方の原理に基づいて行われる。
て移動させながら走査露光するときに、Ｚ方向（光軸Ａ
Ｘ方向）についてウエハＷの被露光面の位置合わせをす
るための目標位置に関する第１基準情報５２と、基板テ
ーブル１８を−Ｙ方向に沿って移動させながら走査露光
するときに、Ｚ方向についてウエハＷの被露光面の位置
合わせをするための目標位置に関する第２基準情報５４
の収集が行われる。この基準情報の収集は、第１実施形
態と同様に、上記で図３を参照して説明した基準情報の
求め方の原理に基づいて行われる。
【０１３７】以下、図１３〜図１５を参照して、本実施
形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集について説明する。図１３及び図１４には、本実施
形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集のフローチャートが示されている。
形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集について説明する。図１３及び図１４には、本実施
形態における第１基準情報５２及び第２基準情報５４の
収集のフローチャートが示されている。
【０１３８】まず、図１３のステップ２５６において、
不図示のレチクルローダによって、第１実施形態と同様
に、基準情報収集用のレチクルＲT がレチクルステージ
ＲＳＴにロードされる。引き続き、ステップ２５７にお
いて、不図示のウエハローダによって、基準情報収集用
のウエハＷが基板テーブル１８にロードされる。
不図示のレチクルローダによって、第１実施形態と同様
に、基準情報収集用のレチクルＲT がレチクルステージ
ＲＳＴにロードされる。引き続き、ステップ２５７にお
いて、不図示のウエハローダによって、基準情報収集用
のウエハＷが基板テーブル１８にロードされる。
【０１３９】次に、ステップ２５８において、ウエハ +
Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領
域ＳＡ1 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。この移動は、第２実施形態と同様に、主制御装
置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置２
１等を介して行われる。ここで、第１実施形態と同様
に、区画領域ＳＡj のそれぞれは、デバイス製造時のそ
れぞれのショット領域と一致するものとする。引き続
き、サブルーチン２５９において、走査露光中のウエハ
Ｗの移動方向を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向として、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置を
変化させながら、各目標位置Ｚi （ｉ＝１〜ｎ）毎にウ
エハＷの区画領域ＳＡ１内にレチクルＲT に形成された
パターンが転写される。
Ｗの被露光面の区画領域ＳＡj （ｊ＝１〜ｍ）の内の領
域ＳＡ1 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移動
される。この移動は、第２実施形態と同様に、主制御装
置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置２
１等を介して行われる。ここで、第１実施形態と同様
に、区画領域ＳＡj のそれぞれは、デバイス製造時のそ
れぞれのショット領域と一致するものとする。引き続
き、サブルーチン２５９において、走査露光中のウエハ
Ｗの移動方向を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向として、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置を
変化させながら、各目標位置Ｚi （ｉ＝１〜ｎ）毎にウ
エハＷの区画領域ＳＡ１内にレチクルＲT に形成された
パターンが転写される。
【０１４０】図１４には、サブルーチン２５９のフロー
チャートが示されている。サブルーチン２５９では、ま
ず、ステップ２６３において、主制御装置２０が、ステ
ージ制御系１９に、走査露光におけるウエハＷのＺ方向
の位置合わせに関する目標位置がＺ1 であること、すな
わち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ）に制御
すべきことを通知する。引き続き、ステップ２６４にお
いて、走査露光中のウエハＷの移動方向を＋Ｙ方向とし
て、上記で図２を参照して説明したようにレチクルＲT
とウエハＷとを同期移動させて、ウエハＷの被露光面の
区画領域ＳＡ1についての走査露光を実行する。この走
査露光では、第１実施形態と同様に、多点フォーカス位
置検出系（４０、４２）の検出信号に基づいて、主制御
装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置
２１を介して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置合わせ
目標位置がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御される
とともに、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整（合
わせ面の設定）が行なわれる。
チャートが示されている。サブルーチン２５９では、ま
ず、ステップ２６３において、主制御装置２０が、ステ
ージ制御系１９に、走査露光におけるウエハＷのＺ方向
の位置合わせに関する目標位置がＺ1 であること、すな
わち、フォーカスオフセットを所定値（＝Ｆ0 ）に制御
すべきことを通知する。引き続き、ステップ２６４にお
いて、走査露光中のウエハＷの移動方向を＋Ｙ方向とし
て、上記で図２を参照して説明したようにレチクルＲT
とウエハＷとを同期移動させて、ウエハＷの被露光面の
区画領域ＳＡ1についての走査露光を実行する。この走
査露光では、第１実施形態と同様に、多点フォーカス位
置検出系（４０、４２）の検出信号に基づいて、主制御
装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置
２１を介して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置合わせ
目標位置がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御される
とともに、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整（合
わせ面の設定）が行なわれる。
【０１４１】次に、ステップ２６５において、次回のパ
ターン転写で転写される菱形パターンが前回までのパタ
ーン転写によって転写された菱形パターンと重ならな
い、前回までに転写された菱形パターンの周辺領域に次
回の走査露光によって新たな菱形パターンが転写される
ように、ウエハＷがＸ方向又はＹ方向（Ｘ方向及びＹ方
向を含む）にステッピング移動される。この移動は、主
制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動
装置２１等を介して行われる。図１５には、こうした微
少移動の一例が示されている。なお、図１５において
は、ウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ
1 〜Ｚ9 で変化する場合を示しており、目標位置Ｚi に
応じた菱形パターンが転写される領域に（ｉｋ）（ｋ＝
＋又は−：ウエハＷの移動方向に対応）を記しており、
引き出し線を省略している。図１５に示されるように、
各目標位置Ｚi に応じた菱形パターンの転写領域は、同
一のウエハの移動方向については、Ｘ方向にΔＸのピッ
チ及びＹ方向にΔＹのピッチで配列されており、ウエハ
Ｗの移動方向が異なる場合にはδＸだけ離れている。こ
れらのΔＸ及びΔＹは、転写される菱形パターンの予想
されるＸ方向及びＹ方向に関する最大値よりも少々大き
く設定され、δＸはΔＸの３倍よりも大きく設定され
る。なお、ΔＸ、δＸ及びΔＹはＸ方向及びＹ方向に関
する所望の位置分解能よりも十分に小さい。また、図１
５の場合には、ステップ２６５で行われるステッピング
移動の量は、Ｘ軸方向へのδＸとなる。
ターン転写で転写される菱形パターンが前回までのパタ
ーン転写によって転写された菱形パターンと重ならな
い、前回までに転写された菱形パターンの周辺領域に次
回の走査露光によって新たな菱形パターンが転写される
ように、ウエハＷがＸ方向又はＹ方向（Ｘ方向及びＹ方
向を含む）にステッピング移動される。この移動は、主
制御装置２０によりステージ制御系１９及びウエハ駆動
装置２１等を介して行われる。図１５には、こうした微
少移動の一例が示されている。なお、図１５において
は、ウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ
1 〜Ｚ9 で変化する場合を示しており、目標位置Ｚi に
応じた菱形パターンが転写される領域に（ｉｋ）（ｋ＝
＋又は−：ウエハＷの移動方向に対応）を記しており、
引き出し線を省略している。図１５に示されるように、
各目標位置Ｚi に応じた菱形パターンの転写領域は、同
一のウエハの移動方向については、Ｘ方向にΔＸのピッ
チ及びＹ方向にΔＹのピッチで配列されており、ウエハ
Ｗの移動方向が異なる場合にはδＸだけ離れている。こ
れらのΔＸ及びΔＹは、転写される菱形パターンの予想
されるＸ方向及びＹ方向に関する最大値よりも少々大き
く設定され、δＸはΔＸの３倍よりも大きく設定され
る。なお、ΔＸ、δＸ及びΔＹはＸ方向及びＹ方向に関
する所望の位置分解能よりも十分に小さい。また、図１
５の場合には、ステップ２６５で行われるステッピング
移動の量は、Ｘ軸方向へのδＸとなる。
【０１４２】引き続き、ステップ２６６において、走査
露光中のウエハＷの移動方向を−Ｙ方向として、上記で
図２を参照して説明したようにレチクルＲT とウエハＷ
とを同期移動させて、ウエハＷの被露光面の区画領域Ｓ
Ａ1 についての走査露光を実行する。この走査露光で
は、第１実施形態と同様に、多点フォーカス位置検出系
（４０、４２）の検出信号に基づいて、主制御装置２０
によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介
して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置合わせ目標位置
がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御されるととも
に、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整（合わせ面
の設定）が行なわれる。
露光中のウエハＷの移動方向を−Ｙ方向として、上記で
図２を参照して説明したようにレチクルＲT とウエハＷ
とを同期移動させて、ウエハＷの被露光面の区画領域Ｓ
Ａ1 についての走査露光を実行する。この走査露光で
は、第１実施形態と同様に、多点フォーカス位置検出系
（４０、４２）の検出信号に基づいて、主制御装置２０
によりステージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介
して基板テーブル１８がＺ軸方向の位置合わせ目標位置
がＺ1 となるようにＺ軸方向に駆動制御されるととも
に、傾斜方向に駆動制御されて面位置の調整（合わせ面
の設定）が行なわれる。
【０１４３】次に、図１４に戻り、ステップ２６７にお
いて、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置について、計測が完了したか否かが判断さ
れる。以上では目標位置Ｚ1 についてだけパターン転写
されただけなので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位
置合わせに関する目標位置について、パターン転写が完
了していないと判断される。そして、ステップ２６８に
おいて、次回のパターン転写で転写される菱形パターン
が前回までのパターン転写によって転写された菱形パタ
ーンと重ならない、前回までに転写された菱形パターン
の周辺領域に次回の走査露光によって新たな菱形パター
ンが転写されるように、ウエハＷがＸ方向又はＹ方向
（Ｘ方向及びＹ方向を含む）にステッピング移動され
る。この移動は、主制御装置２０によりステージ制御系
１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。ここ
で、図１５の場合には、ステップ２６８で行われるステ
ッピング移動の量は、Ｘ軸方向については（δＸ−Δ
Ｘ）となり、Ｙ軸方向については必要に応じてΔＹとな
る。
いて、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関
する目標位置について、計測が完了したか否かが判断さ
れる。以上では目標位置Ｚ1 についてだけパターン転写
されただけなので、所定の範囲でのウエハのＺ方向の位
置合わせに関する目標位置について、パターン転写が完
了していないと判断される。そして、ステップ２６８に
おいて、次回のパターン転写で転写される菱形パターン
が前回までのパターン転写によって転写された菱形パタ
ーンと重ならない、前回までに転写された菱形パターン
の周辺領域に次回の走査露光によって新たな菱形パター
ンが転写されるように、ウエハＷがＸ方向又はＹ方向
（Ｘ方向及びＹ方向を含む）にステッピング移動され
る。この移動は、主制御装置２０によりステージ制御系
１９及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。ここ
で、図１５の場合には、ステップ２６８で行われるステ
ッピング移動の量は、Ｘ軸方向については（δＸ−Δ
Ｘ）となり、Ｙ軸方向については必要に応じてΔＹとな
る。
【０１４４】次いで、ステップ２６９において、主制御
装置２０が、ステージ制御系１９に、走査露光における
ウエハＷのＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ2
（＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であること、すなわち、フォーカスオ
フセットを所定値（＝Ｆ0 ＋ΔＺ）に制御すべきことを
通知する。引き続き、ステップ２６４〜ステップ２６６
において、走査露光中のウエハＷの移動方向を＋Ｙ方向
及び−Ｙ方向として、ウエハＷの区画領域ＳＡ１にレチ
クルＲT に形成されたパターンが転写される。
装置２０が、ステージ制御系１９に、走査露光における
ウエハＷのＺ方向の位置合わせに関する目標位置がＺ2
（＝Ｚ1 ＋ΔＺ）であること、すなわち、フォーカスオ
フセットを所定値（＝Ｆ0 ＋ΔＺ）に制御すべきことを
通知する。引き続き、ステップ２６４〜ステップ２６６
において、走査露光中のウエハＷの移動方向を＋Ｙ方向
及び−Ｙ方向として、ウエハＷの区画領域ＳＡ１にレチ
クルＲT に形成されたパターンが転写される。
【０１４５】以後、ステップ２６７において、所定の範
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関するパターン転写が順次実行され
る。ステップ２６７において、所定の範囲でのウエハの
Ｚ方向の位置合わせに関する目標位置についてパターン
転写が完了したと判断されるとメインルーチンにリター
ンする。
囲でのウエハのＺ方向の位置合わせに関する目標位置に
ついて、計測が完了したと判断されるまで、目標位置Ｚ
i （ｊ＝３〜ｎ）に関するパターン転写が順次実行され
る。ステップ２６７において、所定の範囲でのウエハの
Ｚ方向の位置合わせに関する目標位置についてパターン
転写が完了したと判断されるとメインルーチンにリター
ンする。
【０１４６】次いで、図１３に戻り、ステップ２６０に
おいて、全区画領域ＳＡj について走査露光が完了した
か否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけが走
査露光されただけなので、全ての区画領域について走査
露光がなされていないと判断され、ステップ２６１にお
いて、主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウ
エハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき区画
領域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移
動される。引き続き、サブルーチン２５９において、区
画領域ＳＡ1 の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に関
する走査露光が行われる。
おいて、全区画領域ＳＡj について走査露光が完了した
か否かが判断される。以上では区画領域ＳＡ1 だけが走
査露光されただけなので、全ての区画領域について走査
露光がなされていないと判断され、ステップ２６１にお
いて、主制御装置２０によりステージ制御系１９及びウ
エハ駆動装置２１等を介して、次に走査露光すべき区画
領域ＳＡ2 の走査露光開始位置に基板テーブル１８が移
動される。引き続き、サブルーチン２５９において、区
画領域ＳＡ1 の場合と同様にして、区画領域ＳＡ2 に関
する走査露光が行われる。
【０１４７】以後、ステップ２６０において、全ての区
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 〜Ｚn である場
合について、ウエハＷの被露光面の全面へのレチクルＲ
T に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウエ
ハＷの被露光面の区画領域ＳＡj ごとの各位置
（Ｘpik ，Ｙpik ）に菱形パターンが転写される。な
お、上記で説明したように、ｐ値を固定とした場合に位
置（Ｘpik ，Ｙpik ）相互の相違は、所望の位置分解能
よりも十分に小さいので、以下、位置（Ｘp ，Ｙp）の
表記で、各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）の重心位置を表すこ
ととし、各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）を位置（Ｘp ，
Ｙp ）の周辺位置とも呼ぶこととする。
画領域について走査露光がなされたと判断されるまで、
区画領域ＳＡj （ｊ＝３〜ｍ）に関する走査露光が順次
実行される。こうして、走査露光におけるウエハのＺ方
向の位置合わせに関する目標位置がＺ1 〜Ｚn である場
合について、ウエハＷの被露光面の全面へのレチクルＲ
T に形成されたパターンが転写される。すなわち、ウエ
ハＷの被露光面の区画領域ＳＡj ごとの各位置
（Ｘpik ，Ｙpik ）に菱形パターンが転写される。な
お、上記で説明したように、ｐ値を固定とした場合に位
置（Ｘpik ，Ｙpik ）相互の相違は、所望の位置分解能
よりも十分に小さいので、以下、位置（Ｘp ，Ｙp）の
表記で、各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）の重心位置を表すこ
ととし、各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）を位置（Ｘp ，
Ｙp ）の周辺位置とも呼ぶこととする。
【０１４８】ステップ２６０において、全ての区画領域
について走査露光がなされたと判断されると、ステップ
２６２において、ウエハＷの各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）
に転写された菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ kＬi （Ｘp ，Ｙp ）
（＝Ｌ（Ｘpik ，Ｙpik ））が計測され、第１の基準情
報５２及び第２基準情報５４が、第２実施形態と同様
に、以下のようにして収集される。
について走査露光がなされたと判断されると、ステップ
２６２において、ウエハＷの各位置（Ｘpik ，Ｙpik ）
に転写された菱形パターンの大きさ、すなわち各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ kＬi （Ｘp ，Ｙp ）
（＝Ｌ（Ｘpik ，Ｙpik ））が計測され、第１の基準情
報５２及び第２基準情報５４が、第２実施形態と同様
に、以下のようにして収集される。
【０１４９】まず、ウエハＷが基板テーブル１８からア
ンロードされ、現像され、パターン長計測装置のステー
ジにロードされる。パターン長計測装置としては、第１
実施形態と同様に、走査型露光装置１００に装備されて
いるオフアクシス方式のアラインメント検出系を使用し
てもよい、走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよ
い。
ンロードされ、現像され、パターン長計測装置のステー
ジにロードされる。パターン長計測装置としては、第１
実施形態と同様に、走査型露光装置１００に装備されて
いるオフアクシス方式のアラインメント検出系を使用し
てもよい、走査型電子顕微鏡等の別装置で行ってもよ
い。
【０１５０】次に、観測位置がウエハＷの被観測位置が
位置（Ｘp1+ ，Ｙp1+ ）となるように、ステージを移動
する。走査型露光装置１００に装備されているオフアク
シス方式のアラインメント検出系を使用する場合には、
この移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９
及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。引き続
き、ステップ２４９において、現像されたウエハＷが観
察されて、菱形パターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌ
1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存される。
位置（Ｘp1+ ，Ｙp1+ ）となるように、ステージを移動
する。走査型露光装置１００に装備されているオフアク
シス方式のアラインメント検出系を使用する場合には、
この移動は、主制御装置２０によりステージ制御系１９
及びウエハ駆動装置２１等を介して行われる。引き続
き、ステップ２４９において、現像されたウエハＷが観
察されて、菱形パターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌ
1 （Ｘp ，Ｙp ）が計測され、保存される。
【０１５１】次いで、ステージを位置（Ｘpi+ ，
Ｙpi+ ）（ｉ＝２〜ｎ）に順次移動して、都度各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌi （Ｘp ，Ｙp ）
が計測され、保存される。引き続き、長さ +Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こうして、求め
た最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、
＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させながらウ
エハＷを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ
方向についてウエハＷの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第１基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。以後、こ
れと同様にして、区画領域ＳＡ１内の各位置についての
第１基準情報を得て、記憶装置５０に記憶する。
Ｙpi+ ）（ｉ＝２〜ｎ）に順次移動して、都度各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ +Ｌi （Ｘp ，Ｙp ）
が計測され、保存される。引き続き、長さ +Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こうして、求め
た最良目標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、
＋Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させながらウ
エハＷを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ
方向についてウエハＷの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第１基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。以後、こ
れと同様にして、区画領域ＳＡ１内の各位置についての
第１基準情報を得て、記憶装置５０に記憶する。
【０１５２】次に、観測位置がウエハＷの被観測位置が
位置（Ｘp1- ，Ｙp1- ）となるように、ステージを移動
する。引き続き、現像されたウエハＷが観察されて、菱
形パターンの所定方向の対角線の長さ -Ｌ1 （Ｘp ，Ｙ
p ）が計測され、保存される。
位置（Ｘp1- ，Ｙp1- ）となるように、ステージを移動
する。引き続き、現像されたウエハＷが観察されて、菱
形パターンの所定方向の対角線の長さ -Ｌ1 （Ｘp ，Ｙ
p ）が計測され、保存される。
【０１５３】次いで、ステージを位置（Ｘpi- ，
Ｙpi- ）（ｉ＝２〜ｎ）に順次移動して、都度各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ -Ｌi （Ｘp ，Ｙp ）
が計測され、保存される。引き続き、長さ -Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こうして、求め
た最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、
−Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させながらウ
エハＷを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ
方向についてウエハＷの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第２基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。以後、こ
れと同様にして、区画領域ＳＡ１内の各位置についての
第２基準情報を得て、記憶装置５０に記憶する。
Ｙpi- ）（ｉ＝２〜ｎ）に順次移動して、都度各菱形パ
ターンの所定方向の対角線の長さ -Ｌi （Ｘp ，Ｙp ）
が計測され、保存される。引き続き、長さ -Ｌ
i （Ｘp ，Ｙp ）が最大となるＺ値を求めることによ
り、そのＺ値をウエハ内位置（Ｘp ，Ｙp ）での最良目
標位置 +ＺB （Ｘp ，Ｙp ）を求める。こうして、求め
た最良目標位置 -ＺB （Ｘp ，Ｙp ）に応じた情報を、
−Ｙ方向に沿って基板テーブル１８を移動させながらウ
エハＷを走査露光するときに投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ
方向についてウエハＷの被露光面の位置合わせをするた
めの目標位置に関する、位置（Ｘp ，Ｙp ）での第２基
準情報として得て、記憶装置５０に記憶する。以後、こ
れと同様にして、区画領域ＳＡ１内の各位置についての
第２基準情報を得て、記憶装置５０に記憶する。
【０１５４】以後、区画領域ＳＡ1 の場合と同様にし
て、区画領域ＳＡj （ｊ＝２〜ｍ）についての第１基準
情報及び第２基準情報を得て、記憶装置５０に記憶す
る。
て、区画領域ＳＡj （ｊ＝２〜ｍ）についての第１基準
情報及び第２基準情報を得て、記憶装置５０に記憶す
る。
【０１５５】以上で、デバイス製造時におけると同様の
レチクルＲの移動態様及びウエハＷの移動態様での第１
基準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
そして、デバイス製造の場合には、第１実施形態と同様
にして、レチクルＲとウエハＷとの同期移動にあたっ
て、主制御装置２０が、第１基準情報５２、第２基準情
報５４、及び多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
により検出されたウエハＷのＺ位置情報に基づいて、ス
テージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板
テーブル１８をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動制御して面
位置の調整（合わせ面の設定）を行ったり、結像特性補
正コントローラ６８を介して、投影光学系ＰＬによる結
像面を変更したりして、走査露光が行われる。この結
果、走査露光中において、ウエハＷの被露光領域はベス
トフォーカス面にあることが維持され、好適なパターン
転写が実行される。
レチクルＲの移動態様及びウエハＷの移動態様での第１
基準情報５２及び第２基準情報５４の収集が完了する。
そして、デバイス製造の場合には、第１実施形態と同様
にして、レチクルＲとウエハＷとの同期移動にあたっ
て、主制御装置２０が、第１基準情報５２、第２基準情
報５４、及び多点フォーカス位置検出系（４０，４２）
により検出されたウエハＷのＺ位置情報に基づいて、ス
テージ制御系１９及びウエハ駆動装置２１を介して基板
テーブル１８をＺ軸方向及び傾斜方向に駆動制御して面
位置の調整（合わせ面の設定）を行ったり、結像特性補
正コントローラ６８を介して、投影光学系ＰＬによる結
像面を変更したりして、走査露光が行われる。この結
果、走査露光中において、ウエハＷの被露光領域はベス
トフォーカス面にあることが維持され、好適なパターン
転写が実行される。
【０１５６】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、変形が可能である。例えば、走査露光にあ
たって、基板テーブル１８の移動速度を変えることがあ
る場合には、上記の最良目標位置 kＺB （Ｘ，Ｙ）の収
集を様々なウエハＷの移動速度Ｖごとに行って最良目標
位置 kＺB （Ｘ，Ｙ，Ｖ）を求め、この最良目標位置k
ＺB （Ｘ，Ｙ，Ｖ）から第１基準情報及び第２基準情報
を求めることが好適である。
のではなく、変形が可能である。例えば、走査露光にあ
たって、基板テーブル１８の移動速度を変えることがあ
る場合には、上記の最良目標位置 kＺB （Ｘ，Ｙ）の収
集を様々なウエハＷの移動速度Ｖごとに行って最良目標
位置 kＺB （Ｘ，Ｙ，Ｖ）を求め、この最良目標位置k
ＺB （Ｘ，Ｙ，Ｖ）から第１基準情報及び第２基準情報
を求めることが好適である。
【０１５７】また、走査露光中におけるウエハＷの移動
方向が３種以上ある場合には、各方向ごとに、各方向に
応じて基準情報を求めることが好適である。
方向が３種以上ある場合には、各方向ごとに、各方向に
応じて基準情報を求めることが好適である。
【０１５８】更に、基準情報の収集用に使用するパター
ンの形状は菱形に限定されず、任意の形状を採用するこ
とができる。但し、その形状固有の特徴的な長さの測定
対象位置が簡単に特定できる形状を採用することが好ま
しい。
ンの形状は菱形に限定されず、任意の形状を採用するこ
とができる。但し、その形状固有の特徴的な長さの測定
対象位置が簡単に特定できる形状を採用することが好ま
しい。
【０１５９】また、上記の実施形態では、基準情報に応
じてウエハを投影光学系の光軸方向に駆動したが、レチ
クルを投影光学系の光軸方向に駆動することとしてもよ
い。
じてウエハを投影光学系の光軸方向に駆動したが、レチ
クルを投影光学系の光軸方向に駆動することとしてもよ
い。
【０１６０】また、ウエハＷの露光にあっては通常複数
枚のレチクルが使用されるが、レチクル毎に、第１の基
準情報及び第２の基準情報を求めるようにしてもよい。
枚のレチクルが使用されるが、レチクル毎に、第１の基
準情報及び第２の基準情報を求めるようにしてもよい。
【０１６１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
〜請求項１４に係る走査露光方法によれば、マスクの移
動態様及び感応基板の移動態様の少なくとも一方に応
じ、投影光学系の光軸方向に関する感応基板の位置合わ
せ目標面の情報を調整し、感応基板の被露光面と前記目
標面とを合わせながら、又は、マスクのパターン像の結
像面を調整し、マスクのパターン像の結像面と感応基板
の被露光面を合わせて走査露光を行うので、高い露光精
度でパターン転写を行うことができる。
〜請求項１４に係る走査露光方法によれば、マスクの移
動態様及び感応基板の移動態様の少なくとも一方に応
じ、投影光学系の光軸方向に関する感応基板の位置合わ
せ目標面の情報を調整し、感応基板の被露光面と前記目
標面とを合わせながら、又は、マスクのパターン像の結
像面を調整し、マスクのパターン像の結像面と感応基板
の被露光面を合わせて走査露光を行うので、高い露光精
度でパターン転写を行うことができる。
【０１６２】また、請求項１５〜請求項１７に係る走査
型露光装置によれば、記憶装置に記憶された基準情報に
基づいて、走査露光中において、投影光学系の光軸方向
に関する感応基板の位置合わせ目標位置を変化させなが
ら走査露光を行うので、感応基板の被露光領域をベスト
フォーカス面に維持し、高い露光精度でパターン転写を
行うことができる。
型露光装置によれば、記憶装置に記憶された基準情報に
基づいて、走査露光中において、投影光学系の光軸方向
に関する感応基板の位置合わせ目標位置を変化させなが
ら走査露光を行うので、感応基板の被露光領域をベスト
フォーカス面に維持し、高い露光精度でパターン転写を
行うことができる。
【図１】第１実施形態の走査型露光装置の概略構成を示
す図である。
す図である。
【図２】図１の装置の走査露光の原理を説明するための
図である。
図である。
【図３】第１実施形態の走査露光方法における、第１基
準情報及び第２基準情報の測定の原理を説明するための
図である。
準情報及び第２基準情報の測定の原理を説明するための
図である。
【図４】第１実施形態の走査露光方法における、第１基
準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャートで
ある。
準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャートで
ある。
【図５】図４におけるサブルーチン２０４の処理のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】図４におけるサブルーチン２０５の処理のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】計測用レチクルＲT のパターンを説明するため
の図である。
の図である。
【図８】ウエハＷのＺ位置と転写パターンの大きさ kＬ
（Ｘ，Ｙ）との関係を示すグラフである。
（Ｘ，Ｙ）との関係を示すグラフである。
【図９】第２実施形態の走査露光方法における、第１基
準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャートで
ある。
準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャートで
ある。
【図１０】図９におけるサブルーチン２２９の処理のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１１】図９におけるサブルーチン２３２の処理のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１２】第２実施形態における、第１基準情報及び第
２基準情報の収集時の転写パターンを説明するための図
である。
２基準情報の収集時の転写パターンを説明するための図
である。
【図１３】第３実施形態の走査露光方法における、第１
基準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャート
である。
基準情報及び第２基準情報の収集処理のフローチャート
である。
【図１４】図１５におけるサブルーチン２５９の処理の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１５】第３実施形態における、第１基準情報及び第
２基準情報の収集時の転写パターンを説明するための図
である。
２基準情報の収集時の転写パターンを説明するための図
である。
１８ 基板テーブル（基板ステージ） １９ ステージ制御系（基板駆動機の一部） ２０ 主制御装置 ２１ ウエハ駆動装置（基板駆動機の一部） ４０ 送光光学系（検出系の一部） ４２ 受光光学系（検出系の一部） ５０ 記憶装置 ５２ 第１基準情報 ５４ 第２基準情報 Ｒ レチクル（マスク） ＰＬ 投影光学系 Ｗ ウエハ（感応基板）
Claims (17)
- 【請求項１】 マスクと感応基板とを同期移動しつつ、
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
前記感応基板上に転写する走査露光方法において、 前記マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の同期移
動の態様に応じ、前記投影光学系の光軸方向に関する前
記感応基板の位置合わせ目標面の情報を調整し、前記感
応基板の被露光面と前記目標面とを合わせながら走査露
光を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項２】 マスクと感応基板とを同期移動しつつ、
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
前記感応基板上に転写する走査露光方法において、 前記マスク及び前記感応基板の少なくとも一方の同期移
動の態様に応じ、前記マスクのパターン像の結像面を調
整し、前記マスクのパターン像の結像面と前記感応基板
の被露光面を合わせながら走査露光を行うことを特徴と
する走査露光方法。 - 【請求項３】 前記感応基板の前記投影光学系の光軸方
向に対する傾きを調整しながら前記走査露光が行われる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査露光方
法。 - 【請求項４】 前記同期移動の態様には、前記マスクの
同期移動方向及び同期移動速度の少なくとも一つが含ま
れることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査露光
方法。 - 【請求項５】 前記同期移動の態様には、前記感応基板
の同期移動方向及び同期移動速度の少なくとも一方が含
まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査露
光方法。 - 【請求項６】 前記目標面の情報は、前記同期移動中に
おける前記マスクの位置に対応した情報であることを特
徴とする請求項１に記載の走査露光方法。 - 【請求項７】 前記目標面の情報は、前記同期移動中に
おける前記感応基板の位置に対応した情報であることを
特徴とする請求項１に記載の走査露光方法。 - 【請求項８】 前記感応基板を露光するのに先立って、
同期移動における前記マスク及び前記感応基板の少なく
とも一方の同期移動の態様に応じて前記調整を行うため
の調整用情報を収集することを特徴とする請求項１又は
２に記載の走査露光方法。 - 【請求項９】 前記調整用情報は、走査露光における前
記マスクの同期移動方向ごとの前記感応基板の被露光面
の前記投影光学系の光軸方向の位置合わせ目標面に関す
る基準情報であることを特徴とする請求項８に記載の走
査露光方法。 - 【請求項１０】 前記同期移動方向ごとの前記基準情報
は、前記同期移動方向に応じて所定マスクを移動させ、
該所定マスクのパターンの投影像に関する情報を前記投
影光学系の光軸方向の複数の位置で求め、該求められた
投影像に関する情報に基づいて決定されることを特徴と
する請求項９に記載の走査露光方法。 - 【請求項１１】 前記所定マスクには、前記マスクの同
期移動方向に沿って複数の所定のパターンが形成されて
いることを特徴とする請求項１０に記載の走査露光方
法。 - 【請求項１２】 前記所定マスクのパターンの投影像に
関する情報は、前記所定マスクのパターンを所定の感応
基板上に転写し、該所定の感応基板上に転写されたパタ
ーンを計測することによって求められることを特徴とす
る請求項１０に記載の走査露光方法。 - 【請求項１３】 前記所定マスクのパターンの前記所定
の感応基板への転写は、前記投影光学系の光軸方向の複
数の位置のそれぞれで、前記移動方向での走査露光を順
次行うことによって行われることを特徴とする請求項１
２に記載の走査露光方法。 - 【請求項１４】 前記移動方向は、第１の方向及び前記
第１の方向と逆方向である第２の方向であることを特徴
とする請求項９に記載の走査露光方法。 - 【請求項１５】 マスクと感応基板とを同期移動しつ
つ、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介
して前記感応基板上に転写する走査型露光装置であっ
て、 前記感応基板を保持し、第１方向及び前記第１方向とは
異なる第２方向に移動可能な基板ステージと；前記基板
ステージを前記第１方向に沿って移動させながら前記感
応基板を走査露光するときに、前記投影光学系の光軸方
向について前記感応基板の被露光面の位置合わせをする
ための目標位置に関する第１基準情報と、前記基板ステ
ージを前記第２方向に沿って移動させながら前記感応基
板を走査露光するときに、前記投影光学系の光軸方向に
ついて前記感応基板の被露光面の位置合わせをするため
の目標位置に関する第２基準情報とを記憶する記憶装置
と；前記感応基板上の検出点における前記感応基板表面
の前記光軸方向に関する位置情報を検出する検出系と；
同期移動中に、前記記憶装置に記憶された情報と前記検
出系での検出結果とに基づいて、前記感応基板の被露光
面を設定する基板駆動機とを備える走査型露光装置。 - 【請求項１６】 前記検出系により検出される位置情報
は、前記光軸方向に関する前記感応基板表面の位置と目
標位置との偏差であって、前記記憶装置に記憶された情
報に基づいて、前記基板駆動機が前記検出系の目標位置
を変更することを特徴とする請求項１５に記載の走査型
露光装置。 - 【請求項１７】 前記基板駆動機は、前記記憶装置に記
憶された情報に基づいて前記検出系によって検出された
位置情報を補正し、該補正された位置情報に基づいて、
前記感応基板の被露光面を設定することを特徴とする請
求項１５に記載の走査型露光装置。
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|---|---|---|---|
| JP9339349A JPH11162832A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9339349A JPH11162832A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
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