JP3204253B2 - 露光装置及びその露光装置により製造されたデバイス、並びに露光方法及びその露光方法を用いてデバイスを製造する方法 - Google Patents
露光装置及びその露光装置により製造されたデバイス、並びに露光方法及びその露光方法を用いてデバイスを製造する方法Info
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- JP3204253B2 JP3204253B2 JP19191599A JP19191599A JP3204253B2 JP 3204253 B2 JP3204253 B2 JP 3204253B2 JP 19191599 A JP19191599 A JP 19191599A JP 19191599 A JP19191599 A JP 19191599A JP 3204253 B2 JP3204253 B2 JP 3204253B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は露光装置などの光リ
ソグラフィ技術に関し、とくに、２枚の被感光基板に対
して並行して露光とアライメント情報検出などを行うよ
うにしてスループットの向上を図るように改良したもの
である。
ソグラフィ技術に関し、とくに、２枚の被感光基板に対
して並行して露光とアライメント情報検出などを行うよ
うにしてスループットの向上を図るように改良したもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の縮小投影露光装置の概略
構成を示すもので、Ｒは露光パターンが形成されたマス
クまたはレチクル（以下、レチクルと称す）、Ｗはウエ
ハなどの被露光基板であり、ウエハＷはＸＹ平面内を移
動するステージＳＴ上に保持されている。ＰＬはレチク
ルＲの露光パターンをたとえば１／５に縮小してウエハ
Ｗ上に露光する投影光学系である。１０は周知のオフア
クシスアライメント系であり、レーザ光源１１から射出
される光束をアライメント光学系１２によりＸ軸アライ
メント用光束Ｌ１１，Ｙ軸アライメント用光束Ｌ１２お
よびθ回転軸アライメント用光束Ｌ１３にそれぞれ分離
してウエハＷのマーク上に入射させる。そして、ウエハ
Ｗからの反射光を受光装置１３で受光してＸ軸方向のア
ライメント情報、Ｙ軸方向のアライメント情報、および
θ回転方向のアライメント情報を検出する。このように
してオフアクシスアライメント系１０から得られるアラ
イメント情報に基づいてＸＹステージＳＴのＸＹ位置や
不図示のウエハステージのθ回転位置が制御され、いわ
ゆるラフアライメントが行なわれる。
構成を示すもので、Ｒは露光パターンが形成されたマス
クまたはレチクル（以下、レチクルと称す）、Ｗはウエ
ハなどの被露光基板であり、ウエハＷはＸＹ平面内を移
動するステージＳＴ上に保持されている。ＰＬはレチク
ルＲの露光パターンをたとえば１／５に縮小してウエハ
Ｗ上に露光する投影光学系である。１０は周知のオフア
クシスアライメント系であり、レーザ光源１１から射出
される光束をアライメント光学系１２によりＸ軸アライ
メント用光束Ｌ１１，Ｙ軸アライメント用光束Ｌ１２お
よびθ回転軸アライメント用光束Ｌ１３にそれぞれ分離
してウエハＷのマーク上に入射させる。そして、ウエハ
Ｗからの反射光を受光装置１３で受光してＸ軸方向のア
ライメント情報、Ｙ軸方向のアライメント情報、および
θ回転方向のアライメント情報を検出する。このように
してオフアクシスアライメント系１０から得られるアラ
イメント情報に基づいてＸＹステージＳＴのＸＹ位置や
不図示のウエハステージのθ回転位置が制御され、いわ
ゆるラフアライメントが行なわれる。
【０００３】２０は周知のＴＴＬ（Through The Lens)
アライメント系であり、例えば特開昭６０−１８６８４
５号公報に開示されているように、レーザ光源２１から
射出される光束をアライメント光学系２２によりＸ軸ア
ライメント用光束Ｌ２１およびＹ軸アライメント用光束
Ｌ２２にそれぞれ分離し、投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷのアライメントマーク上に入射させ、その反射光を
不図示の受光装置で受光してＸ軸方向のアライメント情
報およびＹ軸方向のアライメント情報を検出する。この
ようにしてＴＴＬアライメント系２０から得られるアラ
イメント情報に基づいてウエハＷ上の各露光領域ごとに
いわゆるファインアライメントが行なわれる。
アライメント系であり、例えば特開昭６０−１８６８４
５号公報に開示されているように、レーザ光源２１から
射出される光束をアライメント光学系２２によりＸ軸ア
ライメント用光束Ｌ２１およびＹ軸アライメント用光束
Ｌ２２にそれぞれ分離し、投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷのアライメントマーク上に入射させ、その反射光を
不図示の受光装置で受光してＸ軸方向のアライメント情
報およびＹ軸方向のアライメント情報を検出する。この
ようにしてＴＴＬアライメント系２０から得られるアラ
イメント情報に基づいてウエハＷ上の各露光領域ごとに
いわゆるファインアライメントが行なわれる。
【０００４】このような従来の縮小投影露光装置にあっ
ては、１枚のウエハＷ上に規則的に配列された複数の露
光領域に対して次のようにしてレチクルＲの露光パター
ンを露光させる。ステージＳＴ上にウエハＷをローディ
ングし、ローディングされたウエハＷに対してまずオフ
アクシスアライメント系１０によりラフアライメントを
行なってウエハを位置決めする。次いで、ラフアライメ
ントが終了したウエハＷに対してＴＴＬアライメント系
２０によりファインアライメントを行なう。ファインア
ライメントは、まず、ウエハＷ内の１つの露光領域のア
ライメントマークをＴＴＬアライメント光学系２０によ
り観察し、その露光領域についてアライメントを行な
い、しかる後にレチクルＲの露光パターンを露光する。
その１つの露光領域への露光終了後、ステージＳＴによ
り次の露光領域を投影光学系ＰＬと正対させ、ＴＴＬア
ライメント系２０によりその露光領域に対してアライメ
ントを行なって露光パターンを露光する。このようなア
ライメント工程と露光工程とをウエハ上の全ての露光領
域に対して行い、１枚のウエハの露光が完了する。この
ような露光方式をダイバイダイアライメント方式と呼
ぶ。
ては、１枚のウエハＷ上に規則的に配列された複数の露
光領域に対して次のようにしてレチクルＲの露光パター
ンを露光させる。ステージＳＴ上にウエハＷをローディ
ングし、ローディングされたウエハＷに対してまずオフ
アクシスアライメント系１０によりラフアライメントを
行なってウエハを位置決めする。次いで、ラフアライメ
ントが終了したウエハＷに対してＴＴＬアライメント系
２０によりファインアライメントを行なう。ファインア
ライメントは、まず、ウエハＷ内の１つの露光領域のア
ライメントマークをＴＴＬアライメント光学系２０によ
り観察し、その露光領域についてアライメントを行な
い、しかる後にレチクルＲの露光パターンを露光する。
その１つの露光領域への露光終了後、ステージＳＴによ
り次の露光領域を投影光学系ＰＬと正対させ、ＴＴＬア
ライメント系２０によりその露光領域に対してアライメ
ントを行なって露光パターンを露光する。このようなア
ライメント工程と露光工程とをウエハ上の全ての露光領
域に対して行い、１枚のウエハの露光が完了する。この
ような露光方式をダイバイダイアライメント方式と呼
ぶ。
【０００５】一方、このようなダイバイダイアライメン
ト方式に対してエンハンスメントグローバルアライメン
トと呼ぶ方式（以下、ＥＧＡ方式と呼ぶ）を採用する露
光装置も知られている。このＥＧＡ方式は、例えば特開
昭６１−４４４２９号公報に開示されているように、１
枚のウエハ上の全露光領域の幾つかの代表的な露光領域
に対してアライメント情報を検出し、それらの検出結果
を統計処理して線形または非線形な位置ずれを全露光領
域について予測し、各露光領域を投影光学系と位置合せ
する工程時間の短縮化を図ってスループットの向上を図
るようにしたものである。
ト方式に対してエンハンスメントグローバルアライメン
トと呼ぶ方式（以下、ＥＧＡ方式と呼ぶ）を採用する露
光装置も知られている。このＥＧＡ方式は、例えば特開
昭６１−４４４２９号公報に開示されているように、１
枚のウエハ上の全露光領域の幾つかの代表的な露光領域
に対してアライメント情報を検出し、それらの検出結果
を統計処理して線形または非線形な位置ずれを全露光領
域について予測し、各露光領域を投影光学系と位置合せ
する工程時間の短縮化を図ってスループットの向上を図
るようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ようなダイバイダイアライメント方式による従来の縮小
投影露光装置にあっては、ウエハＷの１つの露光領域上
にレチクルＲの露光パターンを露光させるのに先立って
アライメント工程が不可欠であり、１枚のウエハＷに露
光処理を施す時間がかかり、スループットが悪く、その
改善が要望されている。一方、後者のＥＧＡ方式でも、
露光に先立って幾つかの代表点のアライメント情報の検
出が不可欠であり、しかも、代表点が少ないと信頼性が
低く、かといって代表点数を増やすと信頼性は高まるも
のの、アライメント情報の検出時間がかかりスループッ
トが低下するという問題がある。
ようなダイバイダイアライメント方式による従来の縮小
投影露光装置にあっては、ウエハＷの１つの露光領域上
にレチクルＲの露光パターンを露光させるのに先立って
アライメント工程が不可欠であり、１枚のウエハＷに露
光処理を施す時間がかかり、スループットが悪く、その
改善が要望されている。一方、後者のＥＧＡ方式でも、
露光に先立って幾つかの代表点のアライメント情報の検
出が不可欠であり、しかも、代表点が少ないと信頼性が
低く、かといって代表点数を増やすと信頼性は高まるも
のの、アライメント情報の検出時間がかかりスループッ
トが低下するという問題がある。
【０００７】本発明は、２枚の被感光基板に対して並行
して露光とアライメント情報検出などを行うようにして
スループットの向上を図るように改良した露光装置、こ
の露光装置で製造されるデバイス、露光方法、およびこ
の露光方法で製造されたデバイスを提供することにあ
る。
して露光とアライメント情報検出などを行うようにして
スループットの向上を図るように改良した露光装置、こ
の露光装置で製造されるデバイス、露光方法、およびこ
の露光方法で製造されたデバイスを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明して、
該パターンを、所定の露光位置（図１のＯ１の位置）に
位置決めされた基板（Ｗ）上に投影光学系（ＰＬ）を介
して転写し、且つ第１基板（Ｗ２）を載置する第１載置
手段（５２、図１のＳＴ上のＯ１の位置）と、該第１基
板とは異なる第２基板（Ｗ１）を載置する第２載置手段
（５１、図１のＳＴ上のＯ２の位置）とを有するととも
に、該複数の載置手段を該露光位置に交互に位置決めし
て該パターンの転写を行う投影露光装置であって、該第
１基板上に形成されているマーク（ＷＭ）を、該露光位
置とは異なる位置である第１観測位置（図１のＯ２の位
置）において観測する第１観測手段（ＡＡ１、ＤＴ１）
と、該第２基板上に形成されているマークを、該露光位
置及び該第１観測位置とは異なる第２観測位置（図１の
Ｏ３の位置）において観測する該第１観測手段とは独立
した第２観測手段（ＡＡ２、ＤＴ２）と、該複数の載置
手段のうち該露光位置に配置された載置手段の移動面内
の位置を、該載置手段と一体となって移動する反射鏡
（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第１測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ
１）を照射することにより測定する第１測定システム
（１１，１２）と、該第１測定システムとは独立して設
けられ、且つ該第１載置手段の移動面内の位置を、該第
１載置手段と一体となって移動する反射鏡（ＭＲｘ、Ｍ
Ｒｙ）に第２測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ２）を照射する
ことにより測定し、且つ該第１載置手段が該第１観察位
置から該露光位置へと移動する移動過程において該第２
測定光束の該反射鏡への照射が不能となる第２測定シス
テム（１１，１３）と、該第１、第２測定システムとは
独立して設けられ、且つ該第２載置手段の移動面内の位
置を、該第２載置手段と一体となって移動する反射鏡
（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第３測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ
３）を照射することにより測定し、且つ該第２載置手段
が該第２観測位置から該露光位置へと移動する移動過程
において該第３測定光束の該反射鏡への照射が不能とな
る第３測定システム（１１，１４）と、を有し、該第２
測定システム（１３）の該第２測定光束（ＬＢｙ２）が
該反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となった場合に
は、前記第１測定システム（１２）を用いることによ
り、前記第１載置手段の位置計測を行い、且つ前記第３
測定システム（１４）の前記第３測定光束（ＬＢｙ３）
が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となった場
合には、前記第１測定システム（１２）を用いることに
より、前記第２載置手段の位置計測を行うよう、投影露
光装置を構成した。また請求項２２に記載の発明では、
マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明して、該パ
ターンを、所定の露光位置（図１のＯ１の位置）に位置
決めされた基板（Ｗ）上に投影光学系（ＰＬ）を介して
転写し、且つ第１基板（Ｗ２）を載置する第１載置手段
（５２、図１のＳＴ上のＯ１の位置）と、該第１基板と
は異なる第２基板（Ｗ１）を載置する第２載置手段（５
１、図１のＳＴ上のＯ２の位置）とを該露光位置に交互
に位置決めして該パターンの転写を行う投影露光方法で
あって、前記第１基板上に形成されているマーク（Ｗ
Ｎ）を、前記露光位置とは異なる位置である第１観測位
置（図１のＯ２の位置）において観測する第１観測工程
と、前記第２基板上に形成されているマーク（ＷＭ）
を、前記露光位置及び前記第１観測位置とは異なる第２
観測位置（図１のＯ３の位置）において観測する第２観
測工程と、前記複数の載置手段のうち前記露光位置に位
置決めされた載置手段の移動面内の位置を、該載置手段
と一体となって移動する反射鏡（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第
１測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ１）を照射することにより
測定する第１測定工程と、前記複数の載置手段のうち前
記第１測定位置に位置決めされた載置手段の移動面内の
位置を、該載置手段と一体となって移動する反射鏡（Ｍ
Ｒｘ、ＭＲｙ）に第２測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ２）を
照射することにより測定する第２測定工程と、前記複数
の載置手段のうち前記第２観測位置に位置決めされた載
置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体となって
移動する反射鏡（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第３測定光束（Ｌ
Ｂｘ、ＬＢｙ３）を照射することにより測定する第３測
定工程とを有し、前記第１観測位置に位置決めされてい
た前記載置手段が、該第１観測位置から前記露光位置へ
と移動する移動過程において、前記第２測定光束（ＬＢ
ｙ２）が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態とな
った場合には、前記第１測定光束（ＬＢｙ１）を用いる
ことにより、前記露光位置へと移動する載置手段の位置
計測を行い、且つ前記第２観測位置に位置決めされてい
た前記載置手段が、該第２観測位置から該露光位置へと
移動する移動過程において、前記第３測定光束（ＬＢｙ
３）が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となっ
た場合には、前記第１測定光束（ＬＢｙ１）を用いるこ
とにより、前記露光位置へと移動する載置手段の位置計
測を行うこととした。
は、マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明して、
該パターンを、所定の露光位置（図１のＯ１の位置）に
位置決めされた基板（Ｗ）上に投影光学系（ＰＬ）を介
して転写し、且つ第１基板（Ｗ２）を載置する第１載置
手段（５２、図１のＳＴ上のＯ１の位置）と、該第１基
板とは異なる第２基板（Ｗ１）を載置する第２載置手段
（５１、図１のＳＴ上のＯ２の位置）とを有するととも
に、該複数の載置手段を該露光位置に交互に位置決めし
て該パターンの転写を行う投影露光装置であって、該第
１基板上に形成されているマーク（ＷＭ）を、該露光位
置とは異なる位置である第１観測位置（図１のＯ２の位
置）において観測する第１観測手段（ＡＡ１、ＤＴ１）
と、該第２基板上に形成されているマークを、該露光位
置及び該第１観測位置とは異なる第２観測位置（図１の
Ｏ３の位置）において観測する該第１観測手段とは独立
した第２観測手段（ＡＡ２、ＤＴ２）と、該複数の載置
手段のうち該露光位置に配置された載置手段の移動面内
の位置を、該載置手段と一体となって移動する反射鏡
（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第１測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ
１）を照射することにより測定する第１測定システム
（１１，１２）と、該第１測定システムとは独立して設
けられ、且つ該第１載置手段の移動面内の位置を、該第
１載置手段と一体となって移動する反射鏡（ＭＲｘ、Ｍ
Ｒｙ）に第２測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ２）を照射する
ことにより測定し、且つ該第１載置手段が該第１観察位
置から該露光位置へと移動する移動過程において該第２
測定光束の該反射鏡への照射が不能となる第２測定シス
テム（１１，１３）と、該第１、第２測定システムとは
独立して設けられ、且つ該第２載置手段の移動面内の位
置を、該第２載置手段と一体となって移動する反射鏡
（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第３測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ
３）を照射することにより測定し、且つ該第２載置手段
が該第２観測位置から該露光位置へと移動する移動過程
において該第３測定光束の該反射鏡への照射が不能とな
る第３測定システム（１１，１４）と、を有し、該第２
測定システム（１３）の該第２測定光束（ＬＢｙ２）が
該反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となった場合に
は、前記第１測定システム（１２）を用いることによ
り、前記第１載置手段の位置計測を行い、且つ前記第３
測定システム（１４）の前記第３測定光束（ＬＢｙ３）
が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となった場
合には、前記第１測定システム（１２）を用いることに
より、前記第２載置手段の位置計測を行うよう、投影露
光装置を構成した。また請求項２２に記載の発明では、
マスク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明して、該パ
ターンを、所定の露光位置（図１のＯ１の位置）に位置
決めされた基板（Ｗ）上に投影光学系（ＰＬ）を介して
転写し、且つ第１基板（Ｗ２）を載置する第１載置手段
（５２、図１のＳＴ上のＯ１の位置）と、該第１基板と
は異なる第２基板（Ｗ１）を載置する第２載置手段（５
１、図１のＳＴ上のＯ２の位置）とを該露光位置に交互
に位置決めして該パターンの転写を行う投影露光方法で
あって、前記第１基板上に形成されているマーク（Ｗ
Ｎ）を、前記露光位置とは異なる位置である第１観測位
置（図１のＯ２の位置）において観測する第１観測工程
と、前記第２基板上に形成されているマーク（ＷＭ）
を、前記露光位置及び前記第１観測位置とは異なる第２
観測位置（図１のＯ３の位置）において観測する第２観
測工程と、前記複数の載置手段のうち前記露光位置に位
置決めされた載置手段の移動面内の位置を、該載置手段
と一体となって移動する反射鏡（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第
１測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ１）を照射することにより
測定する第１測定工程と、前記複数の載置手段のうち前
記第１測定位置に位置決めされた載置手段の移動面内の
位置を、該載置手段と一体となって移動する反射鏡（Ｍ
Ｒｘ、ＭＲｙ）に第２測定光束（ＬＢｘ、ＬＢｙ２）を
照射することにより測定する第２測定工程と、前記複数
の載置手段のうち前記第２観測位置に位置決めされた載
置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体となって
移動する反射鏡（ＭＲｘ、ＭＲｙ）に第３測定光束（Ｌ
Ｂｘ、ＬＢｙ３）を照射することにより測定する第３測
定工程とを有し、前記第１観測位置に位置決めされてい
た前記載置手段が、該第１観測位置から前記露光位置へ
と移動する移動過程において、前記第２測定光束（ＬＢ
ｙ２）が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態とな
った場合には、前記第１測定光束（ＬＢｙ１）を用いる
ことにより、前記露光位置へと移動する載置手段の位置
計測を行い、且つ前記第２観測位置に位置決めされてい
た前記載置手段が、該第２観測位置から該露光位置へと
移動する移動過程において、前記第３測定光束（ＬＢｙ
３）が前記反射鏡（ＭＲｙ）に照射されない状態となっ
た場合には、前記第１測定光束（ＬＢｙ１）を用いるこ
とにより、前記露光位置へと移動する載置手段の位置計
測を行うこととした。
【０００９】
【作用】請求項１、２２に記載の発明では、基板上に形
成されたマークを観測する観測手段を複数設け、それぞ
れの観測手段は互いに異なる位置で且つ露光位置とも異
なる位置においてそれぞれ観測動作を行うようになって
いる。このため一方の基板を露光処理している時に他方
の基板の観測処理を並行してでき、スループットを向上
することができる。また露光処理を施す基板を交換する
際には、一方の基板に対する露光動作が完了すると該一
方の基板は露光位置から一方の観測位置へ退避し、その
一方の観測位置とは異なる他方の観測位置から他方の基
板は露光位置へ進入するようにできるため、基板交換時
に両基板が互いに干渉すること無くスムーズに基板交換
を行うことができる。更に本発明では、それぞれ基板を
載置する複数の基板載置手段を有する露光装置におい
て、露光位置とマーク観測位置のそれぞれに位置決めさ
れた載置手段の平面内の位置を計測する計測システムを
複数設けると共に、第１または第２観測位置で位置計測
を行う第２または第３計測システムによる計測が、載置
手段の観測位置から露光位置へ移動過程において不能と
なった場合でも、露光位置で位置計測を行う第１計測シ
ステムを用いて位置計測を行うようにしているので、載
置手段の位置計測を途切れることなく正確に行うことが
できる。また測定システムを載置手段の位置によって使
い分けられるので、必要以上に長い反射鏡を設けなくと
も正確な位置計測が可能となり、露光装置の構成上の簡
略化、露光装置を製造する際の簡素化及びコストダウン
を図ることも可能となる。
成されたマークを観測する観測手段を複数設け、それぞ
れの観測手段は互いに異なる位置で且つ露光位置とも異
なる位置においてそれぞれ観測動作を行うようになって
いる。このため一方の基板を露光処理している時に他方
の基板の観測処理を並行してでき、スループットを向上
することができる。また露光処理を施す基板を交換する
際には、一方の基板に対する露光動作が完了すると該一
方の基板は露光位置から一方の観測位置へ退避し、その
一方の観測位置とは異なる他方の観測位置から他方の基
板は露光位置へ進入するようにできるため、基板交換時
に両基板が互いに干渉すること無くスムーズに基板交換
を行うことができる。更に本発明では、それぞれ基板を
載置する複数の基板載置手段を有する露光装置におい
て、露光位置とマーク観測位置のそれぞれに位置決めさ
れた載置手段の平面内の位置を計測する計測システムを
複数設けると共に、第１または第２観測位置で位置計測
を行う第２または第３計測システムによる計測が、載置
手段の観測位置から露光位置へ移動過程において不能と
なった場合でも、露光位置で位置計測を行う第１計測シ
ステムを用いて位置計測を行うようにしているので、載
置手段の位置計測を途切れることなく正確に行うことが
できる。また測定システムを載置手段の位置によって使
い分けられるので、必要以上に長い反射鏡を設けなくと
も正確な位置計測が可能となり、露光装置の構成上の簡
略化、露光装置を製造する際の簡素化及びコストダウン
を図ることも可能となる。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜図５により本発明に係る露
光装置の一実施の形態を説明する。図１は露光装置の概
略構成を示す斜視図、図２はその平面図、図３は各光学
系の配置とウエハ上のアライメントマークの配置を示す
図であり、各図において図示するようにＸ方向とＹ方向
とを定めている。露光装置は、Ｘ軸とＹ１軸との交点Ｏ
１を通過する軸ＡＸ１を光軸とする投影光学系ＰＬと、
Ｘ軸とＹ２軸との交点Ｏ２に対して所定の位置関係でＸ
軸を通過する軸ＡＸ２ａを光軸とするアライメント光学
系ＡＡ１ａと、Ｘ軸とＹ３軸との交点Ｏ３に対して所定
の位置関係でＸ軸を通過する軸ＡＸ３ａを光軸とするア
ライメント光学系ＡＡ２ａとを備える。なお、Ｘ，Ｙ１
〜Ｙ３軸の各々は、レーザ干渉計１１〜１４の各測長ビ
ームＬＢｘ，ＬＢｙ1，ＬＢｙ2，ＬＢｙ3によって規定
される。
光装置の一実施の形態を説明する。図１は露光装置の概
略構成を示す斜視図、図２はその平面図、図３は各光学
系の配置とウエハ上のアライメントマークの配置を示す
図であり、各図において図示するようにＸ方向とＹ方向
とを定めている。露光装置は、Ｘ軸とＹ１軸との交点Ｏ
１を通過する軸ＡＸ１を光軸とする投影光学系ＰＬと、
Ｘ軸とＹ２軸との交点Ｏ２に対して所定の位置関係でＸ
軸を通過する軸ＡＸ２ａを光軸とするアライメント光学
系ＡＡ１ａと、Ｘ軸とＹ３軸との交点Ｏ３に対して所定
の位置関係でＸ軸を通過する軸ＡＸ３ａを光軸とするア
ライメント光学系ＡＡ２ａとを備える。なお、Ｘ，Ｙ１
〜Ｙ３軸の各々は、レーザ干渉計１１〜１４の各測長ビ
ームＬＢｘ，ＬＢｙ1，ＬＢｙ2，ＬＢｙ3によって規定
される。
【００１２】ここで、アライメント光学系ＡＡ１ａ，Ａ
Ａ２ａはウエハＷ上のアライメントマークＷＭａ（図
３）をそれぞれ観察してそのＹ方向の位置を検出するも
のであるが、このアライメントマークＷＭａと対をなす
アライメントマークＷＭｂをそれぞれ観察してそのＸ方
向の位置を検出するアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ
２ｂをも備える。本実施の形態においては、アライメン
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂを第１のアライメント光学
系と呼び、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂを第
２のアライメント光学系と呼ぶ。
Ａ２ａはウエハＷ上のアライメントマークＷＭａ（図
３）をそれぞれ観察してそのＹ方向の位置を検出するも
のであるが、このアライメントマークＷＭａと対をなす
アライメントマークＷＭｂをそれぞれ観察してそのＸ方
向の位置を検出するアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ
２ｂをも備える。本実施の形態においては、アライメン
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂを第１のアライメント光学
系と呼び、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂを第
２のアライメント光学系と呼ぶ。
【００１３】ＳＴは、ウエハＷ１およびＷ２を保持する
基板ステージであり、光学系ＰＬの結像面内でＸ方向駆
動モータＭ１でＸ方向に、Ｙ方向駆動モータＭ２でＹ方
向に駆動される。また、ウエハＷ１およびＷ２は不図示
のθステージ上に保持され、θ回転可能とされている。
Ｒは、不図示のレチクルステージ上に保持されたレチク
ルであり、このレチクル上に形成されているパターンは
照明系（不図示）からの照明光により光学系ＰＬを介し
てウエハＷ１またはＷ２に露光される。
基板ステージであり、光学系ＰＬの結像面内でＸ方向駆
動モータＭ１でＸ方向に、Ｙ方向駆動モータＭ２でＹ方
向に駆動される。また、ウエハＷ１およびＷ２は不図示
のθステージ上に保持され、θ回転可能とされている。
Ｒは、不図示のレチクルステージ上に保持されたレチク
ルであり、このレチクル上に形成されているパターンは
照明系（不図示）からの照明光により光学系ＰＬを介し
てウエハＷ１またはＷ２に露光される。
【００１４】図３（ａ）に示すようにＹ１軸とＹ３軸と
の間隔（すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１とアライ
メント光学系ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ｂとのＸ方向の間
隔）ΔＸ２は、図３（ｃ）に示すようにウエハＷ１の任
意の露光領域ＳＡ１ａの中心を投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１（交点Ｏ１）と合致させたときに、ウエハＷ２上で
先の露光領域ＳＡ１ａとほぼ同一位置に形成された露光
領域ＳＡ２ａに付随してストリートライン上に形成され
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの中心がアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ａ，ＡＸ３
ｂと略合致する（換言すれば露光領域ＳＡ２ａの中心と
交点Ｏ３とが略合致する）ように決定される。ここで、
略合致とは、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに
よりウエハＷ２上のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂ
が観察できる範囲内にアライメント光学系ＡＡ２Ａ，Ａ
Ａ２ｂが位置することを意味する。
の間隔（すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１とアライ
メント光学系ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ｂとのＸ方向の間
隔）ΔＸ２は、図３（ｃ）に示すようにウエハＷ１の任
意の露光領域ＳＡ１ａの中心を投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１（交点Ｏ１）と合致させたときに、ウエハＷ２上で
先の露光領域ＳＡ１ａとほぼ同一位置に形成された露光
領域ＳＡ２ａに付随してストリートライン上に形成され
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂの中心がアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂの光軸ＡＸ３ａ，ＡＸ３
ｂと略合致する（換言すれば露光領域ＳＡ２ａの中心と
交点Ｏ３とが略合致する）ように決定される。ここで、
略合致とは、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに
よりウエハＷ２上のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂ
が観察できる範囲内にアライメント光学系ＡＡ２Ａ，Ａ
Ａ２ｂが位置することを意味する。
【００１５】同様に、Ｙ１軸とＹ２軸との間隔は、ウエ
ハＷ２の任意の露光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１と合致させたときに、ウエハＷ１上で先のウエハ
Ｗ２の露光領域とほぼ同一位置に形成された露光領域に
付随してストリートライン上に形成されたアライメント
マークＷＭａ、ＷＭｂの中心がアライメント光学系ＡＡ
１ａ，ＡＡ１ｂの光軸ＡＸ２ａ，ＡＸ２ｂと略合致する
（換言すればウエハＷ１上の露光領域の中心と交点Ｏ２
とが略合致する）ように決定される。
ハＷ２の任意の露光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１と合致させたときに、ウエハＷ１上で先のウエハ
Ｗ２の露光領域とほぼ同一位置に形成された露光領域に
付随してストリートライン上に形成されたアライメント
マークＷＭａ、ＷＭｂの中心がアライメント光学系ＡＡ
１ａ，ＡＡ１ｂの光軸ＡＸ２ａ，ＡＸ２ｂと略合致する
（換言すればウエハＷ１上の露光領域の中心と交点Ｏ２
とが略合致する）ように決定される。
【００１６】図３に示すようにウエハＷ１およびＷ２の
ストリートライン上に設けられたアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂの位置ずれは、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂおよびＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対してアライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂと共役な位置にそれぞれ設
けられた指標マーク部との位置ずれとして検出される。
そのため、指標マークは光軸ＡＸ２ａ、ＡＸ２ｂ，ＡＸ
３ａ，ＡＸ３ｂ上にそれぞれ設けられる。そして、アラ
イメント投光受光部ＤＴ１に内蔵の１次元または２次元
イメージセンサ上にウエハＷ１のアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂとそれぞれに対応した指標マークの像が結
像される。同様に、アライメント投光受光部ＤＴ２に内
蔵の１次元または２次元イメージセンサ上にウエハＷ２
のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂとそれぞれに対応
した指標マークの像が結像される。これらのイメージセ
ンサからの出力信号は図４に示す信号処理回路ＳＣ１，
ＳＣ２にそれぞれ入力されて、ウエハＷ１およびＷ２の
各露光領域ごとのＸ方向およびＹ方向のずれ量が検出さ
れる。
ストリートライン上に設けられたアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂの位置ずれは、アライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂおよびＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂに対してアライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂと共役な位置にそれぞれ設
けられた指標マーク部との位置ずれとして検出される。
そのため、指標マークは光軸ＡＸ２ａ、ＡＸ２ｂ，ＡＸ
３ａ，ＡＸ３ｂ上にそれぞれ設けられる。そして、アラ
イメント投光受光部ＤＴ１に内蔵の１次元または２次元
イメージセンサ上にウエハＷ１のアライメントマークＷ
Ｍａ，ＷＭｂとそれぞれに対応した指標マークの像が結
像される。同様に、アライメント投光受光部ＤＴ２に内
蔵の１次元または２次元イメージセンサ上にウエハＷ２
のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂとそれぞれに対応
した指標マークの像が結像される。これらのイメージセ
ンサからの出力信号は図４に示す信号処理回路ＳＣ１，
ＳＣ２にそれぞれ入力されて、ウエハＷ１およびＷ２の
各露光領域ごとのＸ方向およびＹ方向のずれ量が検出さ
れる。
【００１７】図２に示されるように、基板ステージＳＴ
上の端部にはレーザ干渉計からのレーザ光束を反射する
ための２組の反射鏡（固定鏡）ＭＲｘ，ＭＲｙが互いに
ほぼ直交して設けられており、基板ステージＳＴのＸ方
向の位置は周知のレーザ干渉計１１により検出され、基
板ステージＳＴのＹ方向位置は周知のレーザ干渉計１２
〜１４により３点で検出される。これらのレーザ干渉計
１１〜１４は、レーザ干渉計１１，１２からそれぞれ射
出されるレーザ光束ＬＢｘ，ＬＢｙ1の中心軸（測長
軸）が同一平面内で直交し、かつ投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１がその交点Ｏ１を通るとともに、レーザ干渉計１
１，１３からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，Ｌ
Ｂｙ2の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、かつ
その交点Ｏ２に対して第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂがＸ軸，Ｙ２軸を通るとともに、レーザ干渉計
１１，１４からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，
ＬＢｙ3の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、か
つその交点Ｏ３に対して第２のアライメント光学系ＡＡ
２ａ，ＡＡ２ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ３
ａ，ＡＸ３ｂがそれぞれＸ軸，Ｙ３軸を通るように構成
される。そして、これら４つの測長軸を含む平面が投影
光学系ＰＬの結像面と略一致するように配置されてい
る。すなわち、レーザ干渉計１１，１２は露光位置（光
軸ＡＸ１）に対して、レーザ干渉計１１，１３はアライ
メント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ１ａの各々のマーク観察位
置に対して、レーザ干渉計１１，１４はアライメント光
学系ＡＡ２ｂ，ＡＡ２ａの各々のマーク観察位置に対し
て、それぞれアッベ誤差が略ゼロ、ないしはアライメン
ト精度上無視し得る程度となるように構成されている。
例えば図３（ｃ）に示すように、第２のアライメント光
学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはマークＷＭａ，ＷＭｂの計測
方向と干渉計１１，１４の測長ビームＬＢｘ，ＬＢｙ3
（すなわち、Ｘ軸、Ｙ３軸）の各々とがほぼ直交してお
り、かつＹ３軸、Ｘ軸から距離ΔＥｘ，ΔＥｙだけ離れ
て配置されているため、この距離ΔＥｘ，ΔＥｙと基板
ステージＳＴの回転量（ヨーイング量）とによって定め
られる値だけ、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
に計測誤差が生じ得るが、その値は微小であり、無視し
得る程度の量である。
上の端部にはレーザ干渉計からのレーザ光束を反射する
ための２組の反射鏡（固定鏡）ＭＲｘ，ＭＲｙが互いに
ほぼ直交して設けられており、基板ステージＳＴのＸ方
向の位置は周知のレーザ干渉計１１により検出され、基
板ステージＳＴのＹ方向位置は周知のレーザ干渉計１２
〜１４により３点で検出される。これらのレーザ干渉計
１１〜１４は、レーザ干渉計１１，１２からそれぞれ射
出されるレーザ光束ＬＢｘ，ＬＢｙ1の中心軸（測長
軸）が同一平面内で直交し、かつ投影光学系ＰＬの光軸
ＡＸ１がその交点Ｏ１を通るとともに、レーザ干渉計１
１，１３からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，Ｌ
Ｂｙ2の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、かつ
その交点Ｏ２に対して第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ２ａ，
ＡＸ２ｂがＸ軸，Ｙ２軸を通るとともに、レーザ干渉計
１１，１４からそれぞれ射出されるレーザ光束ＬＢｘ，
ＬＢｙ3の中心軸（測長軸）が同一平面内で直交し、か
つその交点Ｏ３に対して第２のアライメント光学系ＡＡ
２ａ，ＡＡ２ｂが所定の位置関係で、その光軸ＡＸ３
ａ，ＡＸ３ｂがそれぞれＸ軸，Ｙ３軸を通るように構成
される。そして、これら４つの測長軸を含む平面が投影
光学系ＰＬの結像面と略一致するように配置されてい
る。すなわち、レーザ干渉計１１，１２は露光位置（光
軸ＡＸ１）に対して、レーザ干渉計１１，１３はアライ
メント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ１ａの各々のマーク観察位
置に対して、レーザ干渉計１１，１４はアライメント光
学系ＡＡ２ｂ，ＡＡ２ａの各々のマーク観察位置に対し
て、それぞれアッベ誤差が略ゼロ、ないしはアライメン
ト精度上無視し得る程度となるように構成されている。
例えば図３（ｃ）に示すように、第２のアライメント光
学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはマークＷＭａ，ＷＭｂの計測
方向と干渉計１１，１４の測長ビームＬＢｘ，ＬＢｙ3
（すなわち、Ｘ軸、Ｙ３軸）の各々とがほぼ直交してお
り、かつＹ３軸、Ｘ軸から距離ΔＥｘ，ΔＥｙだけ離れ
て配置されているため、この距離ΔＥｘ，ΔＥｙと基板
ステージＳＴの回転量（ヨーイング量）とによって定め
られる値だけ、アライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
に計測誤差が生じ得るが、その値は微小であり、無視し
得る程度の量である。
【００１８】また、基板ステージＳＴ上には基準マーク
ＳＭが設けられている。この基準マークＳＭは、Ｙ１軸
とＹ２軸の距離であるオフセット値ΔＸ１と、Ｙ１軸と
Ｙ３軸の距離であるオフセット値ΔＸ２、あるいは、基
板ステージＳＴ、すなわち３組の干渉計１２〜１４の各
出力値を対応付ける際に用いる固定鏡ＭＲｙの取り付け
誤差（傾き）によるオフセット量を予め検出するために
用いられる。まず、例えばレチクル上方に配置された観
察光学系によって、基準マークＳＭをレチクルＲ上に設
けられたマークＲＭｂ（図３（ａ））と位置合わせし、
その状態（位置合わせ誤差がほぼ零となった状態）でレ
ーザ干渉計１１の出力信号を読取る。ついで、基準マー
クＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂの各々
で検出し、各アライメント光学系のマーク検出位置（す
なわち上述の指標マーク）に対する基準マークＳＭの位
置ずれがほぼ零となった状態でレーザ干渉計１１の出力
信号を読取る。
ＳＭが設けられている。この基準マークＳＭは、Ｙ１軸
とＹ２軸の距離であるオフセット値ΔＸ１と、Ｙ１軸と
Ｙ３軸の距離であるオフセット値ΔＸ２、あるいは、基
板ステージＳＴ、すなわち３組の干渉計１２〜１４の各
出力値を対応付ける際に用いる固定鏡ＭＲｙの取り付け
誤差（傾き）によるオフセット量を予め検出するために
用いられる。まず、例えばレチクル上方に配置された観
察光学系によって、基準マークＳＭをレチクルＲ上に設
けられたマークＲＭｂ（図３（ａ））と位置合わせし、
その状態（位置合わせ誤差がほぼ零となった状態）でレ
ーザ干渉計１１の出力信号を読取る。ついで、基準マー
クＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ｂ，ＡＡ２ｂの各々
で検出し、各アライメント光学系のマーク検出位置（す
なわち上述の指標マーク）に対する基準マークＳＭの位
置ずれがほぼ零となった状態でレーザ干渉計１１の出力
信号を読取る。
【００１９】このようにしてレーザ干渉計１１から得ら
れる２つの出力信号の差がＹ１軸とＹ２軸の距離ΔＸ１
である。同様に、Ｙ１軸とＹ３軸との距離ΔＸ２も検出
される。今、Ｙ１軸との交点Ｏ１をＸ軸の原点とし、交
点Ｏ２の方向を正方向とすれば、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においてアライメント光学系ＡＡ１ｂ
で検出されるＸ軸方向のアライメント情報はオフセット
値ΔＸ１を減じた値として以下用いられ、アライメント
光学系ＡＡ２ｂで検出されるＸ軸方向のアライメント情
報はオフセット値ΔＸ２を加算した値として以下用いら
れる。また、これらのオフセット値は、ウエハＷ１，Ｗ
２をアライメント位置と露光位置との間で移動する際に
用いられる。
れる２つの出力信号の差がＹ１軸とＹ２軸の距離ΔＸ１
である。同様に、Ｙ１軸とＹ３軸との距離ΔＸ２も検出
される。今、Ｙ１軸との交点Ｏ１をＸ軸の原点とし、交
点Ｏ２の方向を正方向とすれば、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においてアライメント光学系ＡＡ１ｂ
で検出されるＸ軸方向のアライメント情報はオフセット
値ΔＸ１を減じた値として以下用いられ、アライメント
光学系ＡＡ２ｂで検出されるＸ軸方向のアライメント情
報はオフセット値ΔＸ２を加算した値として以下用いら
れる。また、これらのオフセット値は、ウエハＷ１，Ｗ
２をアライメント位置と露光位置との間で移動する際に
用いられる。
【００２０】また、３組の干渉計１２〜１４の各々につ
いては、基板ステージＳＴが所定のニュートラル状態
（位置）にある、例えば基板ステージＳＴがＸ軸方向に
関して正，負両方向の各々の移動スロークの端部に位置
したときに、干渉計からのアップダウンパルスを計数す
るカウンタ（不図示）の計数値の各々をプリセット（例
えば零にリセット）する、あるいは各計数値を記憶して
おく。これによって、３組の干渉計１２〜１４の出力値
（計数値）の対応付けが行われ、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においては、Ｙ軸方向に関して干渉計
１２による基板ステージＳＴのモニタの下で、アライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々で検出されるＹ軸
方向のアライメント情報をそのまま用いる（または、対
応付けに際して各計数値を記憶したときには、その差だ
けオフセットを与えた値を用いれば良い）ことが可能と
なる。
いては、基板ステージＳＴが所定のニュートラル状態
（位置）にある、例えば基板ステージＳＴがＸ軸方向に
関して正，負両方向の各々の移動スロークの端部に位置
したときに、干渉計からのアップダウンパルスを計数す
るカウンタ（不図示）の計数値の各々をプリセット（例
えば零にリセット）する、あるいは各計数値を記憶して
おく。これによって、３組の干渉計１２〜１４の出力値
（計数値）の対応付けが行われ、露光位置（投影光学系
ＰＬの光軸位置）においては、Ｙ軸方向に関して干渉計
１２による基板ステージＳＴのモニタの下で、アライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々で検出されるＹ軸
方向のアライメント情報をそのまま用いる（または、対
応付けに際して各計数値を記憶したときには、その差だ
けオフセットを与えた値を用いれば良い）ことが可能と
なる。
【００２１】ところで、上記の如く３組の干渉計１２〜
１４の対応付けを行う際、固定鏡ＭＲｙの基板ステージ
ＳＴに対する取り付け誤差（傾き）等に起因して、先の
ニュートラル位置でカウンタのプリセットを行っても正
確な対応付けを行うことができなくなる。そこで、以下
に述べるように予め基準マークＳＭを用いて、上記傾き
による干渉計１２〜１４の対応付け時の誤差量をオフセ
ット量として求めておくことが望ましい。
１４の対応付けを行う際、固定鏡ＭＲｙの基板ステージ
ＳＴに対する取り付け誤差（傾き）等に起因して、先の
ニュートラル位置でカウンタのプリセットを行っても正
確な対応付けを行うことができなくなる。そこで、以下
に述べるように予め基準マークＳＭを用いて、上記傾き
による干渉計１２〜１４の対応付け時の誤差量をオフセ
ット量として求めておくことが望ましい。
【００２２】次に上記オフセット量の検出について説明
する。上記オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２の計測動作と全
く同様に、不図示の観測光学系によって基準マークＳＭ
をレチクルＲ上に設けられたマークＲＭａ（図３（ｃ）
と位置合わせし、その状態（位置ずれ量がほぼ零となっ
た状態）でレーザ干渉計１２の出力信号を読取る。つい
で、基準マークＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ａ、Ａ
Ａ２ａの各々で検出し、各アライメント光学系のマーク
検出位置に対する基準マークＳＭの位置ずれ量がほぼ零
となった状態でレーザ干渉計１３，１４の出力信号を読
取る。以上のようにしてレーザ干渉計１２，１３で検出
されたＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ１として記憶する。
また、同様にして、レーザ干渉計１２，１４で検出され
たＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ２として記憶する。そし
て、以下のアライメント情報検出工程で得られたウエハ
Ｗ１およびウエハＷ２のＹ軸方向の位置ずれ量（各露光
領域の座標位置）は露光位置において干渉計１２に対し
これらのΔＤＹ１およびΔＤＹ２と加算または減算して
使用する。
する。上記オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２の計測動作と全
く同様に、不図示の観測光学系によって基準マークＳＭ
をレチクルＲ上に設けられたマークＲＭａ（図３（ｃ）
と位置合わせし、その状態（位置ずれ量がほぼ零となっ
た状態）でレーザ干渉計１２の出力信号を読取る。つい
で、基準マークＳＭをアライメント光学系ＡＡ１ａ、Ａ
Ａ２ａの各々で検出し、各アライメント光学系のマーク
検出位置に対する基準マークＳＭの位置ずれ量がほぼ零
となった状態でレーザ干渉計１３，１４の出力信号を読
取る。以上のようにしてレーザ干渉計１２，１３で検出
されたＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ１として記憶する。
また、同様にして、レーザ干渉計１２，１４で検出され
たＹ軸方向の位置の差をΔＤＹ２として記憶する。そし
て、以下のアライメント情報検出工程で得られたウエハ
Ｗ１およびウエハＷ２のＹ軸方向の位置ずれ量（各露光
領域の座標位置）は露光位置において干渉計１２に対し
これらのΔＤＹ１およびΔＤＹ２と加算または減算して
使用する。
【００２３】なお、干渉計１２〜１４の対応付けを行う
際に基準マークＳＭを用い、レチクルマークＲＭａ，ア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々と基準マー
クＳＭとの位置ずれ量がほぼ零となった状態で、各カウ
ンタの計数値をプリセットする、あるいは記憶するよう
にしても構わない。この場合には、上記プリセット等を
行うときに基板ステージＳＴがヨーイング（回転）して
いても、ヨーイングによる誤差をキャンセルできるとい
った利点がある。
際に基準マークＳＭを用い、レチクルマークＲＭａ，ア
ライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａの各々と基準マー
クＳＭとの位置ずれ量がほぼ零となった状態で、各カウ
ンタの計数値をプリセットする、あるいは記憶するよう
にしても構わない。この場合には、上記プリセット等を
行うときに基板ステージＳＴがヨーイング（回転）して
いても、ヨーイングによる誤差をキャンセルできるとい
った利点がある。
【００２４】図４は本実施の形態における制御系のブロ
ック図である。制御回路３０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ
その他の周辺回路などから構成される制御回路であり、
この制御回路３０には上述の４つのレーザ干渉計１１〜
１４の出力信号が入力されるとともに、第１のアライメ
ント系信号処理回路ＳＣ１からウエハＷ１に関するアラ
イメント情報が、また第２のアライメント系信号処理回
路ＳＣ２からウエハＷ２に関するアライメント情報が入
力される。
ック図である。制御回路３０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ
その他の周辺回路などから構成される制御回路であり、
この制御回路３０には上述の４つのレーザ干渉計１１〜
１４の出力信号が入力されるとともに、第１のアライメ
ント系信号処理回路ＳＣ１からウエハＷ１に関するアラ
イメント情報が、また第２のアライメント系信号処理回
路ＳＣ２からウエハＷ２に関するアライメント情報が入
力される。
【００２５】信号処理回路ＳＣ１は、第１のアライメン
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂからのアライメント情報に
基づいて指標マークに対するウエハ上のマークＷＭａ，
ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の位置ずれ量を検出するとともに、
干渉計１１，１３からの位置情報も入力して、ウエハマ
ークＷＭａ，ＷＭｂ（すなわち露光領域）のＹ，Ｘ方向
の座標位置を求める。一方、信号処理回路ＳＣ２は第２
のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂおよび干渉計
１１，１４からの情報を入力し、上記と同様にウエハマ
ークＷＭａ，ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の座標位置を求める。
ト光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂからのアライメント情報に
基づいて指標マークに対するウエハ上のマークＷＭａ，
ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の位置ずれ量を検出するとともに、
干渉計１１，１３からの位置情報も入力して、ウエハマ
ークＷＭａ，ＷＭｂ（すなわち露光領域）のＹ，Ｘ方向
の座標位置を求める。一方、信号処理回路ＳＣ２は第２
のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂおよび干渉計
１１，１４からの情報を入力し、上記と同様にウエハマ
ークＷＭａ，ＷＭｂのＹ，Ｘ方向の座標位置を求める。
【００２６】そして、制御回路３０はステージコントロ
ーラ３１を介して干渉計１１〜１４からの位置情報をモ
ニターしながらＸ軸モータＭ１とＹ軸モータＭ２を駆動
して基板ステージＳＴの位置を制御する。特に本実施の
形態では露光位置において、信号処理回路ＳＣ１，ＳＣ
２の検出結果（すなわちウエハＷ１，Ｗ２上の全ての露
光領域の配列座標値）、およびオフセット値ΔＸ１，Δ
Ｘ２（必要ならばΔＤＹ１，ΔＤＹ２）に基づき、干渉
計１１，１２からの位置情報を用いて基板ステージＳＴ
の位置を制御することによって、ウエハ上の各露光領域
が露光位置に対して正確に位置決めされることになる。
ーラ３１を介して干渉計１１〜１４からの位置情報をモ
ニターしながらＸ軸モータＭ１とＹ軸モータＭ２を駆動
して基板ステージＳＴの位置を制御する。特に本実施の
形態では露光位置において、信号処理回路ＳＣ１，ＳＣ
２の検出結果（すなわちウエハＷ１，Ｗ２上の全ての露
光領域の配列座標値）、およびオフセット値ΔＸ１，Δ
Ｘ２（必要ならばΔＤＹ１，ΔＤＹ２）に基づき、干渉
計１１，１２からの位置情報を用いて基板ステージＳＴ
の位置を制御することによって、ウエハ上の各露光領域
が露光位置に対して正確に位置決めされることになる。
【００２７】次に図５に示す処理手順フローを参照して
本実施の形態の動作を説明する。まず、ステップＳ１に
おいて基板ステージＳＴを所定のウエハの受け渡し位置
に移動させる。次にウエハＷ１とウエハＷ２をローディ
ングする（ステップＳ２）。ローディング終了後、ウエ
ハＷ１に対してファインアライメントを行う（ステップ
Ｓ３）。ファインアライメントは、ウエハＷ１上の複数
の露光領域全てに対して、それぞれの露光領域ごとに設
けられたアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂをアライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察して基準マークと
のＸ方向およびＹ方向のずれを検出することで行われ
る。この結果、信号処理回路ＳＣ１において座標系ＸＹ
２におけるウエハＷ１上の全ての露光領域の座標値が算
出される。
本実施の形態の動作を説明する。まず、ステップＳ１に
おいて基板ステージＳＴを所定のウエハの受け渡し位置
に移動させる。次にウエハＷ１とウエハＷ２をローディ
ングする（ステップＳ２）。ローディング終了後、ウエ
ハＷ１に対してファインアライメントを行う（ステップ
Ｓ３）。ファインアライメントは、ウエハＷ１上の複数
の露光領域全てに対して、それぞれの露光領域ごとに設
けられたアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂをアライメ
ント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察して基準マークと
のＸ方向およびＹ方向のずれを検出することで行われ
る。この結果、信号処理回路ＳＣ１において座標系ＸＹ
２におけるウエハＷ１上の全ての露光領域の座標値が算
出される。
【００２８】ウエハＷ１に対してファインアライメント
が終了したら、ウエハＷ１の先頭露光領域中心を投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に合致させるようにＸ軸モータＭ
１とＹ軸モータＭ２を駆動する（ステップＳ４）。この
とき、レーザ干渉計１１と１２を使用して基板ステージ
ＳＴの位置制御を行うが、先に行われたウエハＷ１の先
頭露光領域に対するファインアライメント結果およびオ
フセット値ΔＸ１を加味して位置制御を行う。換言すれ
ばオフセット値ΔＸ１を用いて、ウエハＷ１上の全露光
領域の座標値を座標値ＸＹ２から座標系ＸＹ１上に変換
し、この座標系ＸＹ１上での座標値に従って基板ステー
ジＳＴを位置制御する。
が終了したら、ウエハＷ１の先頭露光領域中心を投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に合致させるようにＸ軸モータＭ
１とＹ軸モータＭ２を駆動する（ステップＳ４）。この
とき、レーザ干渉計１１と１２を使用して基板ステージ
ＳＴの位置制御を行うが、先に行われたウエハＷ１の先
頭露光領域に対するファインアライメント結果およびオ
フセット値ΔＸ１を加味して位置制御を行う。換言すれ
ばオフセット値ΔＸ１を用いて、ウエハＷ１上の全露光
領域の座標値を座標値ＸＹ２から座標系ＸＹ１上に変換
し、この座標系ＸＹ１上での座標値に従って基板ステー
ジＳＴを位置制御する。
【００２９】すなわち、Ｘ方向の位置制御に際しては、
ウエハＷ２の先頭露光領域を露光中に干渉計１１で得ら
れたウエハＷ１における先頭露光領域のアライメントマ
ークＷＭｂのＸ位置データからＹ１軸とＹ２軸間のオフ
セット値ΔＸ１を減算し、基板ステージＳＴのＸ位置が
その減算値となるように位置制御する。Ｙ方向の位置制
御に際しては、干渉計１２で検出されるステージ基板Ｓ
ＴのＹ位置が、ウエハＷ２の先頭領域を露光中に干渉計
１３で得られたウエハＷ１における先頭露光領域のアラ
イメントマークＷＭａのＹ位置データとなるように位置
制御する。
ウエハＷ２の先頭露光領域を露光中に干渉計１１で得ら
れたウエハＷ１における先頭露光領域のアライメントマ
ークＷＭｂのＸ位置データからＹ１軸とＹ２軸間のオフ
セット値ΔＸ１を減算し、基板ステージＳＴのＸ位置が
その減算値となるように位置制御する。Ｙ方向の位置制
御に際しては、干渉計１２で検出されるステージ基板Ｓ
ＴのＹ位置が、ウエハＷ２の先頭領域を露光中に干渉計
１３で得られたウエハＷ１における先頭露光領域のアラ
イメントマークＷＭａのＹ位置データとなるように位置
制御する。
【００３０】このようにしてウエハＷ１の先頭領域に対
する位置決めを行ない、露光光を照射してレチクルＲ上
のパターンをウエハＷ１の露光領域に露光する。その
後、各露光領域に対する上記アライメント情報に従って
ウエハＷ１をＸ，Ｙ方向に移動させて順次に露光領域の
中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させてパター
ンを露光していく（ステップＳ５）。
する位置決めを行ない、露光光を照射してレチクルＲ上
のパターンをウエハＷ１の露光領域に露光する。その
後、各露光領域に対する上記アライメント情報に従って
ウエハＷ１をＸ，Ｙ方向に移動させて順次に露光領域の
中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させてパター
ンを露光していく（ステップＳ５）。
【００３１】このようなウエハＷ１に対する露光時に基
板ステージＳＴをＸ，Ｙ方向に順次に移動させると、ウ
エハＷ２も同様なピッチで移動し、ウエハＷ２上の各露
光領域のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂにより順次に観察可能な
領域に入る。そこでそのとき、各アライメントマークと
基準マークとのＸ方向およびＹ方向の位置ずれ量を検出
する。したがって、ウエハＷ２に対するアライメント情
報（すなわち座標系ＸＹ３におけるウエハＷ２上の全露
光領域の座標値）の検出がウエハＷ１の露光と並行して
行なわれる（ステップＳ５）。
板ステージＳＴをＸ，Ｙ方向に順次に移動させると、ウ
エハＷ２も同様なピッチで移動し、ウエハＷ２上の各露
光領域のアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメ
ント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂにより順次に観察可能な
領域に入る。そこでそのとき、各アライメントマークと
基準マークとのＸ方向およびＹ方向の位置ずれ量を検出
する。したがって、ウエハＷ２に対するアライメント情
報（すなわち座標系ＸＹ３におけるウエハＷ２上の全露
光領域の座標値）の検出がウエハＷ１の露光と並行して
行なわれる（ステップＳ５）。
【００３２】ウエハＷ１上の全ての露光領域に対して露
光が終了すると、ウエハＷ２上の全ての露光領域のアラ
イメント情報が検出されたことになる。そこで、このよ
うにして求められたアライメント情報およびオフセット
値ΔＸ２を使用して、上記と同様に座標変換（ＸＹ２→
ＸＹ１）を行ってウエハＷ２の先頭露光領域の中心が投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステー
ジＳＴを移動する（ステップＳ６）。次いで、露光の終
了したウエハＷ１をアンローディングして新たなウエハ
Ｗ１をローディングする（ステップＳ７）。
光が終了すると、ウエハＷ２上の全ての露光領域のアラ
イメント情報が検出されたことになる。そこで、このよ
うにして求められたアライメント情報およびオフセット
値ΔＸ２を使用して、上記と同様に座標変換（ＸＹ２→
ＸＹ１）を行ってウエハＷ２の先頭露光領域の中心が投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステー
ジＳＴを移動する（ステップＳ６）。次いで、露光の終
了したウエハＷ１をアンローディングして新たなウエハ
Ｗ１をローディングする（ステップＳ７）。
【００３３】次に、ウエハＷ２の先頭露光領域の中心が
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステ
ージＳＴを位置制御し、位置決め後、レチクルＲのパタ
ーンをウエハＷ２の先頭露光領域に露光する。さらに、
上述したように、ウエハＷ１の露光時に得られたアライ
メント情報を用いて、ウエハＷ２の各露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させながら露光を順
次に行う。このウエハＷ２に対する露光中に、３枚目の
ウエハＷ１の各露光領域のストリートラインに設けられ
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察される位置に移動するか
ら、このときウエハＷ１の各露光領域ごとのアライメン
ト情報を検出することができる（ステップＳ８）。
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致するように基板ステ
ージＳＴを位置制御し、位置決め後、レチクルＲのパタ
ーンをウエハＷ２の先頭露光領域に露光する。さらに、
上述したように、ウエハＷ１の露光時に得られたアライ
メント情報を用いて、ウエハＷ２の各露光領域の中心を
投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致させながら露光を順
次に行う。このウエハＷ２に対する露光中に、３枚目の
ウエハＷ１の各露光領域のストリートラインに設けられ
たアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂがアライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂで観察される位置に移動するか
ら、このときウエハＷ１の各露光領域ごとのアライメン
ト情報を検出することができる（ステップＳ８）。
【００３４】ウエハＷ２に対する露光が全て終了したら
ウエハＷ１に対するアライメント情報も全て得られたこ
とになる。そこで、露光の終了したウエハＷ２をアンロ
ーディングし、新たに４枚目のウエハＷ２をローディン
グする（ステップＳ９）。そして、ウエハＷ１の先頭露
光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致さ
せ、以下、同様な手順を繰り返し行い、複数枚のウエハ
に対する露光作業が行われる。
ウエハＷ１に対するアライメント情報も全て得られたこ
とになる。そこで、露光の終了したウエハＷ２をアンロ
ーディングし、新たに４枚目のウエハＷ２をローディン
グする（ステップＳ９）。そして、ウエハＷ１の先頭露
光領域の中心を投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１と合致さ
せ、以下、同様な手順を繰り返し行い、複数枚のウエハ
に対する露光作業が行われる。
【００３５】以上の手順によれば、露光とアライメント
とが並行して行われるから、従来のように露光工程とア
ライメント工程とが別々に行われる方式に比べてスルー
プットが向上する。また、レーザ干渉計１１〜１４を上
述したように位置関係で配置させたから、露光位置とア
ライメント検出位置が異なっていてもアッベ誤差が生ず
ることがなく、正確な位置決めが可能となる。
とが並行して行われるから、従来のように露光工程とア
ライメント工程とが別々に行われる方式に比べてスルー
プットが向上する。また、レーザ干渉計１１〜１４を上
述したように位置関係で配置させたから、露光位置とア
ライメント検出位置が異なっていてもアッベ誤差が生ず
ることがなく、正確な位置決めが可能となる。
【００３６】なお、上記実施の形態ではダイ・バイ・ダ
イ方式について述べたが、ＥＧＡ方式を採用する場合、
一方のウエハに対する露光工程と並行して他方のウエハ
の全露光領域についてアライメント情報を計測できるか
ら、統計処理に使用されるデータ点数を増やして（極端
には全露光領域のデータを使って）信頼性を高めても従
来のようにスループットが低下することがなく、ＥＧＡ
方式でも極めて有効である。すなわちアライメント光学
系のマーク検出誤差までも平均化してアライメント精度
を向上させることができる。
イ方式について述べたが、ＥＧＡ方式を採用する場合、
一方のウエハに対する露光工程と並行して他方のウエハ
の全露光領域についてアライメント情報を計測できるか
ら、統計処理に使用されるデータ点数を増やして（極端
には全露光領域のデータを使って）信頼性を高めても従
来のようにスループットが低下することがなく、ＥＧＡ
方式でも極めて有効である。すなわちアライメント光学
系のマーク検出誤差までも平均化してアライメント精度
を向上させることができる。
【００３７】以上では、各ウエハＷ１，Ｗ２に対するア
ライメント光学系をＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ設けた
が、ウエハ上のアライメントマークの形状次第ではＸ方
向とＹ方向のアライメント光学系を共通化することもで
きる。
ライメント光学系をＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ設けた
が、ウエハ上のアライメントマークの形状次第ではＸ方
向とＹ方向のアライメント光学系を共通化することもで
きる。
【００３８】以上の実施の形態の構成において、干渉計
１１，１２が第１の位置検出手段を、干渉計１１，１３
が第２の位置検出手段を、干渉計１１，１４が第３の位
置検出手段を、投光受光部ＤＴ１，ＤＴ２がアライメン
ト位置検出手段を、ステージコントローラ３１や制御回
路３０がステージ移動制御手段をそれぞれ構成する。
１１，１２が第１の位置検出手段を、干渉計１１，１３
が第２の位置検出手段を、干渉計１１，１４が第３の位
置検出手段を、投光受光部ＤＴ１，ＤＴ２がアライメン
ト位置検出手段を、ステージコントローラ３１や制御回
路３０がステージ移動制御手段をそれぞれ構成する。
【００３９】上記実施の形態では、図３（ｃ）に示した
ように第１，第２のアライメント光学系（ＡＡ１ａ，Ａ
Ａ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に対して、正
確に言えばアッベ誤差が零となるように干渉計（１３，
１１）、（１４，１１）が配置されていなかった。そこ
で、アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａのみについ
てはアッベ誤差がほぼ零となるように干渉計１３，１４
を配置する、すなわち干渉計１３，１４の各測長軸（Ｙ
２軸，Ｙ３軸）上に、各アライメント光学系の光軸ＡＸ
２ａ，ＡＸ３ａを一致させるように配置しても良い。
ように第１，第２のアライメント光学系（ＡＡ１ａ，Ａ
Ａ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の各々に対して、正
確に言えばアッベ誤差が零となるように干渉計（１３，
１１）、（１４，１１）が配置されていなかった。そこ
で、アライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ２ａのみについ
てはアッベ誤差がほぼ零となるように干渉計１３，１４
を配置する、すなわち干渉計１３，１４の各測長軸（Ｙ
２軸，Ｙ３軸）上に、各アライメント光学系の光軸ＡＸ
２ａ，ＡＸ３ａを一致させるように配置しても良い。
【００４０】また、第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂに、いずれか一方と交点Ｏ２に関してほぼ
対称な位置に、さらに１組のアライメント光学系を設け
れば、予めウエハ上の各露光領域の回転量（いわゆるチ
ップローテーション）までも求めることができる。従っ
て、先に検出した露光領域毎の回転量に基づいて、例え
ば露光領域毎にレチクルＲを回転させながら露光を行っ
ていけば、チップローテーションも補正することが可能
となる。
ａ，ＡＡ１ｂに、いずれか一方と交点Ｏ２に関してほぼ
対称な位置に、さらに１組のアライメント光学系を設け
れば、予めウエハ上の各露光領域の回転量（いわゆるチ
ップローテーション）までも求めることができる。従っ
て、先に検出した露光領域毎の回転量に基づいて、例え
ば露光領域毎にレチクルＲを回転させながら露光を行っ
ていけば、チップローテーションも補正することが可能
となる。
【００４１】さらに、上記実施の形態では投影光学系を
備えた露光装置を例に挙げて説明したが、プロキシミテ
ィー方式やコンタクト方式の露光装置に対しても本発明
を適用して同様の効果を得ることができる。
備えた露光装置を例に挙げて説明したが、プロキシミテ
ィー方式やコンタクト方式の露光装置に対しても本発明
を適用して同様の効果を得ることができる。
【００４２】なお、１枚目のウエハに対する露光につい
てはダイ・バイ・ダイ方式を用いて全ての露光領域の座
標値を検出する必要はなく、ＥＧＡ方式を採用しても良
い。
てはダイ・バイ・ダイ方式を用いて全ての露光領域の座
標値を検出する必要はなく、ＥＧＡ方式を採用しても良
い。
【００４３】上記実施の形態では露光位置および２つの
アライメント位置でＸ軸方向の干渉計を１組（１１）の
み配置して共有させていたが、各位置で個別にＸ軸方向
の干渉計を設けるようにしても構わない。
アライメント位置でＸ軸方向の干渉計を１組（１１）の
み配置して共有させていたが、各位置で個別にＸ軸方向
の干渉計を設けるようにしても構わない。
【００４４】次に、本発明の第２の実施の形態について
図６，図７を参照して説明する。図６，図７では、図１
〜図３中の部材と同じ作用、機能の部材には同一の符号
を付してあり、ともに図３（ｃ）に対応した図となって
いる。本実施の形態では第１，第２のアライメント光学
系（ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の
各々に対してアッベ誤差が零となるように構成している
点が第１の実施の形態との差異である。
図６，図７を参照して説明する。図６，図７では、図１
〜図３中の部材と同じ作用、機能の部材には同一の符号
を付してあり、ともに図３（ｃ）に対応した図となって
いる。本実施の形態では第１，第２のアライメント光学
系（ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ）、（ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ）の
各々に対してアッベ誤差が零となるように構成している
点が第１の実施の形態との差異である。
【００４５】図６に示すように、第１のアライメント光
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂはそれぞれＹ２軸，Ｘ軸上に配
置されるとともに、図７に示すように第２のアライメン
ト光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはそれぞれＹ３軸，Ｘ軸に
配置されている。すなわちウエハマークＷＭａ〜ＷＭｄ
の各々の計測方向とＹ３軸，Ｘ軸，Ｙ２軸，Ｘ軸の各々
とがほぼ一致している。この結果、全てのアライメント
光学系に対してアッベ誤差が零となるように干渉計１
１，１３，１４が配置されることになる。ところが、本
実施の形態では上記構成を採用したことによって、第１
のアライメント光学系と第２のアライメント光学系と
で、各露光領域において同一のアライメントマークＷＭ
ａ，ＷＭｂを検出することができない。そこで、アライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂの他に、さらに２組のアラ
イメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを露光領域に付随して形
成しておくようにし、第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂではアライメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを
検出し、第２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
ではアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂを検出する必要
がある。さらに上記構成を採用する場合には、Ｘ方向の
オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２のみならず、Ｙ方向に関し
ても予めオフセット値ΔＹ１，ΔＹ２を求めておく必要
があり、これは上記と全く同様に基準マークＳＭを用い
て行えば良い。このような構成を採ることによって、ウ
エハ上のチップ（露光領域）サイズが拡大しても、アッ
ベ誤差が零となっているので、アライメント精度が低下
することがないといった利点が得られる。
学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂはそれぞれＹ２軸，Ｘ軸上に配
置されるとともに、図７に示すように第２のアライメン
ト光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂはそれぞれＹ３軸，Ｘ軸に
配置されている。すなわちウエハマークＷＭａ〜ＷＭｄ
の各々の計測方向とＹ３軸，Ｘ軸，Ｙ２軸，Ｘ軸の各々
とがほぼ一致している。この結果、全てのアライメント
光学系に対してアッベ誤差が零となるように干渉計１
１，１３，１４が配置されることになる。ところが、本
実施の形態では上記構成を採用したことによって、第１
のアライメント光学系と第２のアライメント光学系と
で、各露光領域において同一のアライメントマークＷＭ
ａ，ＷＭｂを検出することができない。そこで、アライ
メントマークＷＭａ，ＷＭｂの他に、さらに２組のアラ
イメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを露光領域に付随して形
成しておくようにし、第１のアライメント光学系ＡＡ１
ａ，ＡＡ１ｂではアライメントマークＷＭｃ，ＷＭｄを
検出し、第２のアライメント光学系ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ
ではアライメントマークＷＭａ，ＷＭｂを検出する必要
がある。さらに上記構成を採用する場合には、Ｘ方向の
オフセット値ΔＸ１，ΔＸ２のみならず、Ｙ方向に関し
ても予めオフセット値ΔＹ１，ΔＹ２を求めておく必要
があり、これは上記と全く同様に基準マークＳＭを用い
て行えば良い。このような構成を採ることによって、ウ
エハ上のチップ（露光領域）サイズが拡大しても、アッ
ベ誤差が零となっているので、アライメント精度が低下
することがないといった利点が得られる。
【００４６】次に、図８〜図１０を参照して第３の実施
の形態について説明する。図８〜図１０では、図１，図
４と同じ作用、機能の部材には同一の符号を付してあ
る。本実施の形態では、上記実施の形態と同様のアライ
メント動作とともに、焦点合わせ動作またはレベリング
動作を行う点が異なる。また、ここでは説明を簡単にす
るため、第１のアライメント光学系についてのみ説明を
行う。
の形態について説明する。図８〜図１０では、図１，図
４と同じ作用、機能の部材には同一の符号を付してあ
る。本実施の形態では、上記実施の形態と同様のアライ
メント動作とともに、焦点合わせ動作またはレベリング
動作を行う点が異なる。また、ここでは説明を簡単にす
るため、第１のアライメント光学系についてのみ説明を
行う。
【００４７】図８に示すように、本実施の形態では第１
のアライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ（ＡＡ１ｂの
み図示）と一体に、ウエハ表面の高さ位置（Ｚ方向の位
置）を検出するための斜入射光方式の表面位置検出系６
０，６１が設けられている。表面位置検出系６０，６１
は、露光領域ＳＡ内の複数点（図９中に黒丸で示す点）
の各々でのＺ方向の位置を検出するものであって、基本
的な構成については、例えば特開昭６０−１６８１１２
号公報に開示されている。なお、当該公報では露光領域
内の１点でのＺ方向の位置を検出するものが開示されて
いるが、表面位置検出系６０，６１としてはこの検出系
を複数組み合わせたもの、あるいは長大スリットの像を
露光領域の表面に形成し、このスリット像を１次元ライ
ンセンサ等で複数に分割して受光するように構成しても
良い。また、表面位置検出系６０，６１は投影光学系Ｐ
Ｌの最良結像面が零点基準となるように予めキャリブレ
ーションが行われているものとする。
のアライメント光学系ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ（ＡＡ１ｂの
み図示）と一体に、ウエハ表面の高さ位置（Ｚ方向の位
置）を検出するための斜入射光方式の表面位置検出系６
０，６１が設けられている。表面位置検出系６０，６１
は、露光領域ＳＡ内の複数点（図９中に黒丸で示す点）
の各々でのＺ方向の位置を検出するものであって、基本
的な構成については、例えば特開昭６０−１６８１１２
号公報に開示されている。なお、当該公報では露光領域
内の１点でのＺ方向の位置を検出するものが開示されて
いるが、表面位置検出系６０，６１としてはこの検出系
を複数組み合わせたもの、あるいは長大スリットの像を
露光領域の表面に形成し、このスリット像を１次元ライ
ンセンサ等で複数に分割して受光するように構成しても
良い。また、表面位置検出系６０，６１は投影光学系Ｐ
Ｌの最良結像面が零点基準となるように予めキャリブレ
ーションが行われているものとする。
【００４８】また、基板ステージＳＴ上にはウエハＷ
１，Ｗ２を一体に（または独立に）Ｚ方向（光軸方向）
に移動可能なＺステージ５０と、ウエハＷ１，Ｗ２の各
々を独立に傾斜可能なレベリングステージ５１，５２と
が配置されている。なお、レベリングステージ５１，５
２の構成については、特開昭６２−２７４２０１号公報
に開示されている。図１０は本実施の形態における制御
系のブロック図であり、制御回路３０は表面位置検出系
６１からの検出信号に基づいてＺ軸モータ６４やレベリ
ングモータ６５に所定の駆動指令を与え、アライメント
位置において見掛け上焦点合わせ動作やレベリング動作
を行う。このとき、露光領域毎のＺステージ５０やレベ
リングステージ５１の駆動量は、ポテンショメータ等の
位置検出系６２，６３によって検出されており、制御回
路３０はこの検出値を記憶部６６に記憶しておく（詳細
後述）。
１，Ｗ２を一体に（または独立に）Ｚ方向（光軸方向）
に移動可能なＺステージ５０と、ウエハＷ１，Ｗ２の各
々を独立に傾斜可能なレベリングステージ５１，５２と
が配置されている。なお、レベリングステージ５１，５
２の構成については、特開昭６２−２７４２０１号公報
に開示されている。図１０は本実施の形態における制御
系のブロック図であり、制御回路３０は表面位置検出系
６１からの検出信号に基づいてＺ軸モータ６４やレベリ
ングモータ６５に所定の駆動指令を与え、アライメント
位置において見掛け上焦点合わせ動作やレベリング動作
を行う。このとき、露光領域毎のＺステージ５０やレベ
リングステージ５１の駆動量は、ポテンショメータ等の
位置検出系６２，６３によって検出されており、制御回
路３０はこの検出値を記憶部６６に記憶しておく（詳細
後述）。
【００４９】次に、上記構成の装置の動作について簡単
に説明する。制御回路３０は第１の実施の形態と同様に
ウエハＷ２に対する露光動作と並行して、ウエハＷ１の
各露光領域に対してアライメント動作を行うとともに、
さらに表面位置検出系６０，６１を用いてウエハＷ１上
の露光領域毎に焦点合わせ動作およびレベリング動作を
実行する。そして、このとき位置検出系６２，６３で検
出された値を、露光領域毎に記憶部６６に格納してい
く。この結果、ウエハＷ１に対して露光を行うに際して
は、記憶部６６に格納された情報に基づいて露光領域毎
にＺステージ５０，レベリングステージ５１を制御する
ことによって、精度良く焦点合わせとレベリング動作を
行うことが可能となる。なお、レベリング動作（ウエハ
の傾斜）に伴ってウエハがＸＹ平面内で横ずれし得るの
で、レベリング動作の後にアライメント動作を行うか、
あるいは両動作を同時に行うときにはウエハの傾斜量か
ら横ずれを演算にて算出し、この値をアライメント結果
にオフセットとして持たせることが望ましい。これによ
って、レベリング動作に伴って生じるウエハの横ずれに
起因したアライメント精度の低下までも防止できる。
に説明する。制御回路３０は第１の実施の形態と同様に
ウエハＷ２に対する露光動作と並行して、ウエハＷ１の
各露光領域に対してアライメント動作を行うとともに、
さらに表面位置検出系６０，６１を用いてウエハＷ１上
の露光領域毎に焦点合わせ動作およびレベリング動作を
実行する。そして、このとき位置検出系６２，６３で検
出された値を、露光領域毎に記憶部６６に格納してい
く。この結果、ウエハＷ１に対して露光を行うに際して
は、記憶部６６に格納された情報に基づいて露光領域毎
にＺステージ５０，レベリングステージ５１を制御する
ことによって、精度良く焦点合わせとレベリング動作を
行うことが可能となる。なお、レベリング動作（ウエハ
の傾斜）に伴ってウエハがＸＹ平面内で横ずれし得るの
で、レベリング動作の後にアライメント動作を行うか、
あるいは両動作を同時に行うときにはウエハの傾斜量か
ら横ずれを演算にて算出し、この値をアライメント結果
にオフセットとして持たせることが望ましい。これによ
って、レベリング動作に伴って生じるウエハの横ずれに
起因したアライメント精度の低下までも防止できる。
【００５０】ここで、上記実施の形態では第１，第２の
アライメント光学系のアライメント位置で露光領域の座
標位置とともに検出したＺステージ５０やレベリングス
テージ５１の駆動量（位置検出系６２，６３の出力値）
を記憶しておくものとしたが、焦点合わせ動作について
はＺステージ５０の駆動量を記憶しておく必要はない。
このような場合、例えば投影光学系ＰＬにおいてもそれ
と一体に、斜入射光方式の焦点検出系（特開昭６０−１
６８１１２号公報に開示）を設けるとともに、予め投影
光学系ＰＬの最良焦点位置（ベストフォーカス位置）が
その零点基準となるようにキャリブレーションを行って
おく。なお、この焦点検出系は、例えば投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ１近傍に設定された１つの計測点のみにおい
てそのＺ方向の位置を検出するもので構わない。このよ
うな構成の装置においては、まずアライメント位置にお
いて表面位置検出系６０，６１の検出結果（各計測点で
のＺ方向の位置）から焦点合わせ動作とレベリング動作
とを行った後、表面位置検出系６０，６１の出力値、例
えば露光領域の中心近傍の計測点における露光領域の表
面のずれ量のみを記憶しておく。そして、当該露光領域
に対して露光を行う場合には、焦点検出系の出力値が先
に記憶したずれ量だけオフセットを持つようにＺステー
ジ５０を位置きめすることにより、精度良く露光領域の
表面をベストフカス位置に設定することができる。な
お、投影光学系ＰＬに表面位置検出系６０，６１を設け
るとともに、上記と同様にアライメント位置で複数の計
測点の各々でのずれ量を記憶しておけば、レベリング動
作においてもレベリングステージ５１の駆動量を記憶す
る必要はなく、各計測点でのずれ量のみを記憶しておく
だけで良い。
アライメント光学系のアライメント位置で露光領域の座
標位置とともに検出したＺステージ５０やレベリングス
テージ５１の駆動量（位置検出系６２，６３の出力値）
を記憶しておくものとしたが、焦点合わせ動作について
はＺステージ５０の駆動量を記憶しておく必要はない。
このような場合、例えば投影光学系ＰＬにおいてもそれ
と一体に、斜入射光方式の焦点検出系（特開昭６０−１
６８１１２号公報に開示）を設けるとともに、予め投影
光学系ＰＬの最良焦点位置（ベストフォーカス位置）が
その零点基準となるようにキャリブレーションを行って
おく。なお、この焦点検出系は、例えば投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ１近傍に設定された１つの計測点のみにおい
てそのＺ方向の位置を検出するもので構わない。このよ
うな構成の装置においては、まずアライメント位置にお
いて表面位置検出系６０，６１の検出結果（各計測点で
のＺ方向の位置）から焦点合わせ動作とレベリング動作
とを行った後、表面位置検出系６０，６１の出力値、例
えば露光領域の中心近傍の計測点における露光領域の表
面のずれ量のみを記憶しておく。そして、当該露光領域
に対して露光を行う場合には、焦点検出系の出力値が先
に記憶したずれ量だけオフセットを持つようにＺステー
ジ５０を位置きめすることにより、精度良く露光領域の
表面をベストフカス位置に設定することができる。な
お、投影光学系ＰＬに表面位置検出系６０，６１を設け
るとともに、上記と同様にアライメント位置で複数の計
測点の各々でのずれ量を記憶しておけば、レベリング動
作においてもレベリングステージ５１の駆動量を記憶す
る必要はなく、各計測点でのずれ量のみを記憶しておく
だけで良い。
【００５１】
【発明の効果】請求項１、２２に記載の発明では、基板
上に形成されたマークを観測する観測手段を複数設け、
それぞれの観測手段は互いに異なる位置で且つ露光位置
とも異なる位置においてそれぞれ観測動作を行うように
なっている。このため一方の基板を露光処理している時
に他方の基板の観測処理を並行してでき、スループット
を向上することができる。また露光処理を施す基板を交
換する際には、一方の基板に対する露光動作が完了する
と該一方の基板は露光位置から一方の観測位置へ退避
し、その一方の観測位置とは異なる他方の観測位置から
他方の基板は露光位置へ進入するようにできるため、基
板交換時に両基板が互いに干渉すること無くスムーズに
基板交換を行うことができる。更に本発明では、それぞ
れ基板を載置する複数の基板載置手段を有する露光装置
において、露光位置とマーク観測位置のそれぞれに位置
決めされた載置手段の平面内の位置を計測する計測シス
テムを複数設けると共に、第１または第２観測位置で位
置計測を行う第２または第３計測システムによる計測
が、載置手段の観測位置から露光位置へ移動過程におい
て不能となった場合でも、露光位置で位置計測を行う第
１計測システムを用いて位置計測を行うようにしている
ので、載置手段の位置計測を途切れることなく正確に行
うことができる。また測定システムを載置手段の位置に
よって使い分けられるので、必要以上に長い反射鏡を設
けなくとも正確な位置計測が可能となり、露光装置の構
成上の簡略化、露光装置を製造する際の簡素化及びコス
トダウンを図ることも可能となる。
上に形成されたマークを観測する観測手段を複数設け、
それぞれの観測手段は互いに異なる位置で且つ露光位置
とも異なる位置においてそれぞれ観測動作を行うように
なっている。このため一方の基板を露光処理している時
に他方の基板の観測処理を並行してでき、スループット
を向上することができる。また露光処理を施す基板を交
換する際には、一方の基板に対する露光動作が完了する
と該一方の基板は露光位置から一方の観測位置へ退避
し、その一方の観測位置とは異なる他方の観測位置から
他方の基板は露光位置へ進入するようにできるため、基
板交換時に両基板が互いに干渉すること無くスムーズに
基板交換を行うことができる。更に本発明では、それぞ
れ基板を載置する複数の基板載置手段を有する露光装置
において、露光位置とマーク観測位置のそれぞれに位置
決めされた載置手段の平面内の位置を計測する計測シス
テムを複数設けると共に、第１または第２観測位置で位
置計測を行う第２または第３計測システムによる計測
が、載置手段の観測位置から露光位置へ移動過程におい
て不能となった場合でも、露光位置で位置計測を行う第
１計測システムを用いて位置計測を行うようにしている
ので、載置手段の位置計測を途切れることなく正確に行
うことができる。また測定システムを載置手段の位置に
よって使い分けられるので、必要以上に長い反射鏡を設
けなくとも正確な位置計測が可能となり、露光装置の構
成上の簡略化、露光装置を製造する際の簡素化及びコス
トダウンを図ることも可能となる。
【図１】本発明に係る露光装置の概略構成を示す斜視図
【図２】図１の露光装置の平面図
【図３】投影光学系、アライメント光学系の配置とウエ
ハ上のアライメントマークの配置を説明する図
ハ上のアライメントマークの配置を説明する図
【図４】図１の露光装置の制御系を示すブロック図
【図５】図１の露光装置の露光工程とアライメント工程
とを説明する流れ図
とを説明する流れ図
【図６】図３（ｃ）に対応し第２の実施の形態を説明す
る図
る図
【図７】図３（ｃ）に対応し第２の実施の形態を説明す
る図
る図
【図８】第３の実施の形態におけるステージの正面図
【図９】露光領域を説明する図
【図１０】第３の実施の形態の制御系を示すブロック図
【図１１】従来の露光装置の斜視図
Ｗ１ 第１のウエハ（第１基板） Ｗ２ 第２のウエハ
（第２基板） ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル ＳＴ 基板ステージ ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ 第１のアライメント光学系 ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ 第２のアライメント光学系 Ｍ１ Ｘ軸モータ Ｍ２ Ｙ軸モータ １１ 干渉計 １２〜１４ 干渉
計 ３０ 制御回路 ３１ ステージコントローラ
（第２基板） ＰＬ 投影光学系 Ｒ レチクル ＳＴ 基板ステージ ＡＡ１ａ，ＡＡ１ｂ 第１のアライメント光学系 ＡＡ２ａ，ＡＡ２ｂ 第２のアライメント光学系 Ｍ１ Ｘ軸モータ Ｍ２ Ｙ軸モータ １１ 干渉計 １２〜１４ 干渉
計 ３０ 制御回路 ３１ ステージコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00
Claims (31)
- 【請求項１】 マスク上に形成されたパターンを照明し
て、該パターンを、所定の露光位置に位置決めされた基
板上に投影光学系を介して転写し、且つ第１基板を載置
する第１載置手段と、前記第１基板とは異なる第２基板
を載置する第２載置手段とを有するとともに、該複数の
載置手段を該露光位置に交互に位置決めして該パターン
の転写を行う投影露光装置であって、 前記第１基板上に形成されているマークを、前記露光位
置とは異なる位置である第１観測位置において観測する
第１観測手段と、 前記第２基板上に形成されているマークを、前記露光位
置及び前記第１観測位置とは異なる第２観測位置におい
て観測する、前記第１観測手段とは独立した第２観測手
段と、 前記複数の載置手段のうち前記露光位置に配置された載
置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体となって
移動する反射鏡に第１測定光束を照射することにより測
定する第１測定システムと、 前記第１測定システムとは独立して設けられ、且つ前記
第１載置手段の移動面内の位置を、該第１載置手段と一
体となって移動する反射鏡に第２測定光束を照射するこ
とにより測定し、且つ該第１載置手段が前記第１観察位
置から前記露光位置へと移動する移動過程において該第
２測定光束の該反射鏡への照射が不能となる第２測定シ
ステムと、 前記第１、第２測定システムとは独立して設けられ、且
つ前記第２載置手段の移動面内の位置を、該第２載置手
段と一体となって移動する反射鏡に第３測定光束を照射
することにより測定し、且つ該第２載置手段が前記第２
観察位置から前記露光位置へと移動する移動過程におい
て該第３測定光束の該反射鏡への照射が不能となる第３
測定システムと、を有し、 前記第２測定システムの前記第２測定光束が前記反射鏡
に照射されない状態となった場合には、前記第１測定シ
ステムを用いることにより、前記第１載置手段の位置計
測を行い、且つ前記第３測定システムの前記第３測定光
束が前記反射鏡に照射されない状態となった場合には、
前記第１測定システムを用いることにより、前記第２載
置手段の位置計測を行うことを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項２】 前記第１測定システムは、前記露光位置
に対してアッベ誤差がほぼゼロとなるように設けられ、 前記第２測定システムは、前記第１観測位置に対してア
ッベ誤差がほぼゼロとなるように設けられ、 前記第３測定システムは、前記第２観測位置に対してア
ッベ誤差がほぼゼロとなるように設けられていることを
特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。 - 【請求項３】 前記第１測定システムの出力と前記第２
測定システムの出力と前記第３測定システムの出力と
は、前記載置手段の近傍に配置された基準部材上の基準
マークを前記観測手段で観測した観測結果に基づいて、
互いに対応付けられることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記基準部材は、前記第１載置手段と前
記第２載置手段との間に設けられていることを特徴とす
る請求項３に記載の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記第１測定システムは、前記移動面内
の直交する２方向における前記載置手段の位置を測定す
る複数の第１干渉計を有し、 前記第２測定システムは、前記移動面内の直交する２方
向における前記載置手段の位置を測定する複数の第２干
渉計を有し、 前記第３測定システムは、前記移動面内の直交する２方
向における前記載置手段の位置を測定する複数の第３干
渉計を有し、 前記複数の第１、第２、第３干渉計のうち、所定方向を
測定する干渉計は共通の干渉計であることを特徴とする
請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の投
影露光装置。 - 【請求項６】 前記第１載置手段が前記露光位置に位置
決めされている時に、前記第２載置手段は前記第２観測
位置に位置決めされ、 前記第２載置手段が前記露光位置に位置決めされている
時に、前記第１載置手段は前記第１観測位置に位置決め
されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
か一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項７】 前記投影光学系の光軸と前記第１基板上
の任意の露光領域の中心とが一致している時に、前記第
２基板上に形成された前記マークは前記第２観測手段の
観測視野内に位置することを特徴とする請求項６に記載
の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記露光位置は、前記第１観測位置と前
記第２観測位置との間に配置されていることを特徴とす
る請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一項に記載の
投影露光装置。 - 【請求項９】 前記第１載置手段は、前記第１観測位置
と前記露光位置との間を移動可能であり、 前記第２載置手段は、前記第２観測位置と前記露光位置
との間を移動可能であることを特徴とする請求項１乃至
請求項８のうちのいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項１０】 前記第２載置手段は、前記第１載置手
段上の前記第１基板が前記露光位置から退避した後に、
前記第２基板を前記露光位置に位置決めすることを特徴
とする請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一項に記
載の投影露光装置。 - 【請求項１１】 前記露光位置において前記第１基板に
対して前記パターンの転写動作が行われている時に、前
記第２観測位置において前記第２基板に対する前記観測
動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の
うちのいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項１２】 前記第１載置手段の前記移動面に対し
て垂直な方向における前記第１基板の表面位置を、前記
第１観測位置にて検出する第１位置検出手段と、 前記第２載置手段の前記移動面に対して垂直な方向にお
ける前記第２基板の表面位置を、前記第２観測位置にて
検出する第２位置検出手段とを更に有し、 前記露光位置において前記第１、第２載置手段のいずれ
か一方に載置された基板に対して前記パターンの転写動
作が行われている時に、いずれか他方の載置手段上に載
置された基板に対する前記位置検出動作を行うことを特
徴とする請求項１乃至請求項１１のうちのいずれか一項
に記載の投影露光装置。 - 【請求項１３】 前記第１載置手段は、前記第１位置検
出手段による検出結果に基づいて、前記第１基板を前記
移動面に対して垂直な方向に移動せしめ、 前記第２載置手段は、前記第２位置検出手段による検出
結果に基づいて、前記第１載置手段とは独立に、前記第
２基板を前記移動面に対して垂直な方向に移動せしめる
ことを特徴とする請求項１２に記載の投影露光装置。 - 【請求項１４】 前記露光位置において前記第１、第２
載置手段のいずれか一方に載置された基板に対して前記
パターンの転写動作が行われている時に、いずれか他方
の載置手段はその上に載置された基板の前記垂直方向へ
の移動を行うことを特徴とする請求項１３に記載の投影
露光装置。 - 【請求項１５】 前記第１載置手段は、前記第１位置検
出手段による検出結果に基づいて、前記第１基板を傾斜
せしめ、 前記第２載置手段は、前記第２位置検出手段による検出
結果に基づいて、前記第１載置手段とは独立に、前記第
２基板を傾斜せしめることを特徴とする請求項１２に記
載の投影露光装置。 - 【請求項１６】 前記露光位置において前記第１、第２
載置手段のいずれか一方に載置された基板に対して前記
パターンの転写動作が行われている時に、いずれか他方
の載置手段はその上に載置された基板の傾斜を行うこと
を特徴とする請求項１５に記載の投影露光装置。 - 【請求項１７】 前記第１または第２観測手段は、前記
第１または第２載置手段による前記第１または第２基板
の傾斜動作後に、該第１または第２基板上の前記マーク
の観測動作を行うことを特徴とする請求項１５または請
求項１６に記載の投影露光装置。 - 【請求項１８】 前記第１または第２観測手段は、前記
第１または第２載置手段による傾斜動作と並行して、前
記第１または第２基板上のマークを観測することを特徴
とする請求項１５または請求項１６に記載の投影露光装
置。 - 【請求項１９】 前記第１及び第２基板は、前記マーク
をそれぞれ備えた複数の露光領域を有し、 前記第１及び第２観測手段は、前記基板上の任意の複数
の露光領域のマークを観測し、該複数のマークの観測結
果を統計処理することにより前記基板上へのパターン転
写時に利用されるアライメント情報を検出することを特
徴とする請求項１乃至請求項１８のうちのいずれか一項
に記載の投影露光装置。 - 【請求項２０】 前記第１載置手段と前記第２載置手段
とは、所定面内を二次元移動するステージ上に設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のうち
のいずれか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項２１】 請求項１乃至請求項２０のうちのいず
れか一項に記載の投影露光装置を用いて、前記パターン
を前記基板上に転写する工程を経て製造されたデバイ
ス。 - 【請求項２２】 マスク上に形成されたパターンを照明
して、該パターンを、所定の露光位置に位置決めされた
基板上に投影光学系を介して転写し、且つ第１基板を載
置する第１載置手段と、該第１基板とは異なる第２基板
を載置する第２載置手段とを該露光位置に交互に位置決
めして該パターンの転写を行う投影露光方法であって、 前記第１基板上に形成されているマークを、前記露光位
置とは異なる位置である第１観測位置において観測する
第１観測工程と、 前記第２基板上に形成されているマークを、前記露光位
置及び前記第１観測位置とは異なる第２観測位置におい
て観測する第２観測工程と、 前記複数の載置手段のうち前記露光位置に位置決めされ
た載置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体とな
って移動する反射鏡に第１測定光束を照射することによ
り測定する第１測定工程と、 前記複数の載置手段のうち前記第１観測位置に位置決め
された載置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体
となって移動する反射鏡に第２測定光束を照射すること
により測定する第２測定工程と、 前記複数の載置手段のうち前記第２観測位置に位置決め
された載置手段の移動面内の位置を、該載置手段と一体
となって移動する反射鏡に第３測定光束を照射すること
により測定する第３測定工程とを有し、 前記第１観測位置に位置決めされていた前記載置手段
が、該第１観測位置から前記露光位置へと移動する移動
過程において、前記第２測定光束が前記反射鏡に照射さ
れない状態となった場合には、前記第１測定光束を用い
ることにより、前記露光位置へと移動する載置手段の位
置計測を行い、且つ前記第２観測位置に位置決めされて
いた前記載置手段が、該第２観測位置から該露光位置へ
と移動する移動過程において、前記第３測定光束が前記
反射鏡に照射されない状態となった場合には、前記第１
測定光束を用いることにより、前記露光位置へと移動す
る載置手段の位置計測を行うことを特徴とする投影露光
方法。 - 【請求項２３】 前記第１測定光束による測定出力と、
前記第２測定光束による測定出力と、前記第３測定光束
による測定出力とは、前記第１、第２観測工程において
前記載置手段の近傍に配置された基準部材上の基準マー
クを観測した観測結果に基づいて、互いに対応付けられ
ることを特徴とする請求項２２に記載の投影露光方法。 - 【請求項２４】 前記第１載置手段が前記露光位置に位
置決めされている時に、前記第２載置手段は前記第２観
測位置に位置決めされ、 前記第２載置手段が前記露光位置に位置決めされている
時に、前記第１載置手段は前記第１観測位置に位置決め
されることを特徴とする請求項２２または請求項２３記
載の投影露光方法。 - 【請求項２５】 前記第２載置手段は、前記第１載置手
段上の前記第１基板が前記露光位置から退避した後に、
前記第２基板を前記露光位置に位置決めすることを特徴
とする請求項２２乃至請求項２４のうちのいずれか一項
に記載の投影露光方法。 - 【請求項２６】 前記露光位置において前記第１基板に
対して前記パターンの転写動作が行われている時に、前
記第２観測位置において前記第２基板に対する前記観測
動作を行うことを特徴とする請求項２２乃至請求項２５
のうちのいずれか一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項２７】 前記第１載置手段の前記移動面に対し
て垂直な方向における前記第１基板の表面位置を、前記
第１観測位置にて検出する第１位置検出工程と、 前記第２載置手段の前記移動面に対して垂直な方向にお
ける前記第２基板の表面位置を、前記第２観測位置にて
検出する第２位置検出工程とを更に有し、 前記露光位置において前記第１、第２載置手段のいずれ
か一方に載置された基板に対して前記パターンの転写動
作が行われている時に、いずれか他方の載置手段上に載
置された基板に対する前記位置検出動作を行うことを特
徴とする請求項２２乃至請求項２６のうちのいずれか一
項に記載の投影露光方法。 - 【請求項２８】 前記第１載置手段は、前記第１位置検
出工程による検出結果に基づいて、前記第１基板を前記
移動面に対して垂直な方向に移動せしめ、 前記第２載置手段は、前記第２位置検出工程による検出
結果に基づいて、前記第１載置手段とは独立に、前記第
２基板を前記移動面に対して垂直な方向に移動せしめ、 前記露光位置において前記第１、第２載置手段のいずれ
か一方に載置された基板に対して前記パターンの転写動
作が行われている時に、いずれか他方の載置手段はその
上に載置された基板の、前記移動面に対して垂直な方向
への移動を行うことを特徴とする請求項２７に記載の投
影露光方法。 - 【請求項２９】 前記第１載置手段は、前記第１位置検
出手段による検出結果に基づいて、前記第１基板を傾斜
せしめ、 前記第２載置手段は、前記第２位置検出手段による検出
結果に基づいて、前記第１載置手段とは独立に、前記第
２基板を傾斜せしめ、 前記露光位置において前記第１、第２載置手段のいずれ
か一方に載置された基板に対して前記パターンの転写動
作が行われている時に、いずれか他方の載置手段はその
上に載置された基板の傾斜を行うことを特徴とする請求
項２７に記載の投影露光方法。 - 【請求項３０】 前記第１及び第２基板は、前記マーク
をそれぞれ備えた複数の露光領域を有し、 前記第１及び第２観測工程では、前記基板上の任意の複
数の露光領域のマークを観測し、該複数のマークの観測
結果を統計処理することにより前記基板上へのパターン
転写時に利用されるアライメント情報を検出することを
特徴とする請求項２２乃至請求項２９のうちのいずれか
一項に記載の投影露光方法。 - 【請求項３１】 請求項２２乃至請求項３０のうちのい
ずれか一項に記載の投影露光方法を用いて、前記マスク
上のパターンを前記基板上に転写する工程を含むデバイ
ス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19191599A JP3204253B2 (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 露光装置及びその露光装置により製造されたデバイス、並びに露光方法及びその露光方法を用いてデバイスを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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