JPH11219900A

JPH11219900A - 露光装置及び露光方法

Info

Publication number: JPH11219900A
Application number: JP32476998A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ota; 和哉太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】重ね合せ精度の向上を図る。【解決手段】照明系（１２、Ｍ、４４）によりマスク
Ｒのパターン面に対し所定の入射角θで照明光ＥＬが照
射されると、この照明光ＥＬがパターン面で反射され、
この反射光が投影光学系ＰＯによって基板Ｗ上に投射さ
れ、照明光で照明されたマスクＲ上の領域のパターンが
基板Ｗ上に転写される。この転写に際して、ステージ制
御系では、所定の調整用位置情報に基づいてマスクＲの
投影光学系ＰＯに対するＺ方向の相対位置を調整しつ
つ、マスクステージＲＳＴと基板ステージＷＳＴとをＹ
方向に沿って同期移動させる。これにより、投影光学系
ＰＯのマスク側が非テレセントリックであるにもかかわ
らず、マスクのＺ変位に起因して基板Ｗ上のパターンの
転写像に倍率誤差や位置ずれが生ずるのを効果的に抑制
でき、結果的に重ね合わせ精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置及び露光
方法に係り、更に詳しくは、例えば半導体素子や液晶表
示素子等の回路デバイスをリソグラフィ工程で製造する
際に用いられる露光装置及び露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体デバイスの製造現場では、
波長３６５ｎｍの水銀ランプのｉ線を照明光とした縮小
投影露光装置、所謂ステッパを使って最小線幅が０．３
〜０．３５μｍ程度の回路デバイス（６４Ｍ（メガ）ビ
ットのＤ−ＲＡＭ等）を量産製造している。同時に、２
５６Ｍビット、１Ｇ（ギガ）ビットＤ−ＲＡＭクラスの
集積度を有し、最小線幅が０．２５μｍ以下の次世代の
回路デバイスを量産製造するための露光装置の導入が始
まっている。

【０００３】その次世代の回路デバイス製造用の露光装
置として、ＫｒＦエキシマレーザ光源からの波長２４８
ｎｍの紫外パルスレーザ光、或いはＡｒＦエキシマレー
ザ光源からの波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照
明光とし、回路パターンが描画されたマスク又はレチク
ル（以下、「レチクル」と総称する）と感応基板として
のウエハを縮小投影光学系の投影視野に対して相対的に
１次元走査することで、ウエハ上の１つのショット領域
内にレチクルの回路パターン全体を転写する走査露光動
作とショット間ステッピング動作とを繰り返す、ステッ
プアンドスキャン方式の走査型露光装置の開発が行われ
ている。

【０００４】ところで、半導体デバイスの集積度は、将
来的に更に高集積化し、１Ｇビットから４Ｇビットに移
行することは間違いがなく、その場合のデバイスルール
は０．１μｍすなわち１００ｎｍＬ／Ｓ程度となり、上
記の波長１９３ｎｍの紫外パルスレーザ光を照明光とし
て用いる露光装置により、これに対応するには技術的な
課題が山積している。デバイスルール（実用最小線幅）
を表す露光装置の解像度は、一般的に露光波長λと、投
影光学系の開口数Ｎ．Ａ．を用いて次式（１）で表され
る。

【０００５】（解像度）＝ｋ・λ／Ｎ．Ａ． ……（１）ここで、ｋはケイファクタと呼ばれる１以下の正の定数
で、使用されるレジストの特性などにより異なる。

【０００６】上記式（１）から明らかなように解像度を
高くするには、波長λを小さくすることが極めて有効で
あるため、最近になって波長５〜１５ｎｍの軟Ｘ線領域
の光（本明細書では、この光を「ＥＵＶ（Extreme Ultr
aviolet）光」とも呼ぶ）を露光光として用いるＥＵＶ
露光装置の開発が開始されるに至っており、かかるＥＵ
Ｖ露光装置が最小線幅１００ｎｍの次次世代の露光装置
の有力な候補として注目されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＥＵＶ露光装置では、
一般的に反射型レチクルを用い、この反射型レチクルに
照明光を斜めから照射し、そのレチクル面からの反射光
を投影光学系を介してウエハ上に投射することによっ
て、レチクル上の照明領域のパターンがウエハ上に転写
されるようになっている。また、このＥＵＶ露光装置で
は、レチクル上にはリング状の照明領域が設定され、レ
チクルとウエハとを投影光学系に対して相対走査ことに
よりレチクル上のパターンの全面を投影光学系を介して
ウエハ上に逐次転写する走査露光方法が採用されてい
る。

【０００８】これは、ＥＵＶ露光装置に使用される光の
波長（５〜１５ｎｍ）においては、吸収なく効率的に光
を透過する物質が存在しないため必然的に反射型レチク
ルを使用する他なく、またビームスプリッタを作成する
のも困難であるため、必然的にレチクルに対する照明光
は斜めから照射しなくてはならないからである。

【０００９】このため、レチクル側が非テレセントリッ
クになり、光軸に沿う方向のレチクルの変位がウエハ上
ではリング状の露光領域（レチクル上の前記リング状照
明領域に対応するウエハ上の領域）の長手方向には倍率
変化、短手方向には位置変化として現われる。

【００１０】具体的な数値を挙げて説明する。露光光と
して波長１３ｎｍのＥＵＶ光を使用して解像度１００ｎ
ｍＬ／Ｓの投影光学系を設計するものとする。

【００１１】上記式（１）式は、次式（２）のように変
形できる。

【００１２】Ｎ．Ａ．＝ｋ・λ／（解像度） ……（２）今仮にｋ＝０．８とすれば、（２）式より、解像度１０
０ｎｍＬ／Ｓを得るために必要なＮ．Ａ．は、Ｎ．Ａ．
＝０．１０４≒０．１であることが分かる。勿論、この
Ｎ．Ａ．はウエハ側における値であり、レチクル側のそ
れとは異なる。

【００１３】ここで、投影光学系の投影倍率を、ｉ線、
ｇ線、やＫｒＦエキシマレーザ、或いはＡｒＦエキシマ
レーザを露光光として用いる従来の遠紫外線露光装置
（ＤＵＶ露光装置）で一般的に用いられる４：１とする
と、ウエハ側でＮ．Ａ．が０．１ならば、レチクル側は
その４分の１の０．０２５である。このことは、レチク
ルに照射される照明光は、主光線に対して角度約±２５
ｍｒａｄの広がりを持つことを意味する。従って、入射
光と反射光が互いに重ならないようにするには、入射角
は最低でも２５ｍｒａｄ以上でなければならないことに
なる。

【００１４】例えば、図１４において、入射角θ（＝出
射角θ）を５０ｍｒａｄとすれば、レチクルＲのパター
ン面のＺ方向の変位（以下、適宜「レチクルのＺ方向の
変位」ともいう）ΔＺに対するレチクルＲに描かれた回
路パターンの横ずれεは次式（３）で表わされる。

【００１５】 ε＝ΔＺ・ｔａｎθ ……（３）この式（３）から、例えばレチクルＲが図１４の上下方
向（Ｚ方向）に１μｍ変位した場合、レチクルパターン
面における像の横ずれは約５０ｎｍとなり、ウエハ上で
はその４分の１の１２．５ｎｍの像シフトが生ずること
がわかる。デバイスルールが１００ｎｍＬ／Ｓの半導体
プロセスにおいて許容できるオーバレイ誤差（重ね合せ
誤差）は３０ｎｍ以下とも言われており、レチクルのＺ
方向の変位だけで１２．５ｎｍものオーバレイ誤差が生
ずることは非常に厳しいと言える。すなわち、オーバレ
イ誤差は、その他の要因、レチクルとウエハの位置合わ
せ精度（アライメント精度）やいわゆるステッピング精
度を含むウエハステージの位置決め精度や投影光学系の
ディストーション等によってそれぞれ１０ｎｍ程度生じ
得るからである。

【００１６】また、レチクルのＺ方向変位は、レチクル
の平行度やレチクルを支えているレチクルホルダの平坦
度によっても引き起こされるため、上記のレチクルのＺ
方向変位に起因して生ずるオーバーレイ誤差の低減を図
る技術の開発は、今や急務となっている。

【００１７】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、重ね合せ精度の向上を図ること
ができる露光装置を提供することにある。

【００１８】また、本発明の第２の目的は、重ね合せ精
度の向上を図ることができる露光方法を提供することに
ある。

【００１９】

【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）に形成されたパターンを投影光学系
（ＰＯ）を介して基板（Ｗ）上に転写する露光装置であ
って、前記マスク（Ｒ）が反射型マスクであり、前記投
影光学系（ＰＯ）が反射光学系であり、前記マスクを保
持するマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記基板を保持す
る基板ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクのパターン面
に対し所定の入射角で露光用照明光（ＥＬ）を照射する
照明系（１２、３０、Ｍ、４４）と；前記露光用照明光
により照明された前記マスクのパターンを前記投影光学
系を介して前記基板上に転写するために、所定の調整用
位置情報に基づいて前記マスクの前記投影光学系の光軸
方向である第１軸方向の位置を調整しつつ、前記マスク
ステージと基板ステージとを前記第１軸方向に直交する
第２軸方向に沿って同期移動させるステージ制御系（８
０、３４、６２）とを備える。

【００２０】これによれば、照明系によりマスクのパタ
ーン面に対し所定の入射角で露光用照明光が照射される
と、この照明光がマスクのパターン面で反射され、この
反射された露光用照明光が反射光学系から成る投影光学
系によって基板上に投射され、照明光で照明されたマス
ク上の領域のパターンが基板上に転写される。このマス
クパターンの転写に際して、ステージ制御系では、所定
の調整用位置情報に基づいてマスクの投影光学系の光軸
方向である第１軸方向の位置を調整しつつ、マスクステ
ージと基板ステージとを第１軸方向に直交する第２軸方
向に沿って同期移動させる。これにより、走査露光によ
りマスクのパターンの全面が基板上に逐次転写され、こ
の際調整用位置情報に基づいてマスクの投影光学系の光
軸方向（第１軸方向）の位置が調整されるので、投影光
学系のマスク側が非テレセントリックであるにもかかわ
らず、マスクの光軸方向変位に起因して基板上のパター
ンの転写像に倍率誤差や位置ずれが生ずるのを効果的に
抑制することができ、結果的に重ね合わせ精度の向上を
図ることが可能となる。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の露光装置において、前記調整用位置情報は、前記マス
クステージ（ＲＳＴ）の前記第２軸上の移動方向に応じ
た第１の調整用位置情報と第２の調整用位置情報とを含
み、前記ステージ制御系（８０、３４、６２）は、前記
マスクステージと基板ステージ（ＷＳＴ）との前記同期
移動時に、前記マスクステージの移動方向毎に、前記第
１の調整用位置情報及び第２の調整用位置情報の内の前
記移動方向に対応する方の調整用位置情報を用いて前記
マスクの第１軸方向の位置を調整することを特徴とす
る。

【００２２】これによれば、ステージ制御系では、マス
クステージと基板ステージとの同期移動時に、マスクス
テージの移動方向毎に、第１の調整用位置情報及び第２
の調整用位置情報の内の移動方向に対応する方の調整用
位置情報を用いてマスクの第１軸方向の位置を調整する
ことから、マスクステージが第２軸に沿って一方側から
他方側に移動するときと、他方側から一方側に移動する
ときとで、同期移動中の第１軸方向の位置変位がメカ的
要因（ステージの移動特性）等で異なる場合であって
も、その影響を受けることなく、高精度にマスクの第１
軸方向の位置調整を行うことができ、マスクの光軸方向
変位に起因して基板上のパターンの転写像に倍率誤差や
位置ずれが生ずるのを効果的に抑制することができる。

【００２３】これらの場合において、例えば、請求項３
に記載の発明の如く、前記調整用位置情報は、予め計測
された情報であっても良い。かかる場合には、マスクス
テージと基板ステージとの同期移動中に、マスクの第１
軸方向変位を計測することなく、予め計測された情報に
基づいて例えばフィードフォワード制御により調整する
ことができるので、その調整に際して制御遅れに起因す
る調整誤差が発生し難く、またマスクの第１軸方向位置
調整のための構成部分を簡略にすることができる。

【００２４】但し、請求項１又は２に記載の露光装置に
おいて、請求項４に記載の発明の如く、前記マスク
（Ｒ）の前記第１軸方向の位置を計測する計測装置（Ｒ
ＩＦＺ）を更に備えている場合には、前記ステージ制御
系（８０、３４、６２）は、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）と基板ステージ（ＷＳＴ）との前記同期移動中に前
記計測装置を用いて前記調整用位置情報を計測するとと
もに、その調整用位置情報を用いて前記マスクの第１軸
方向の位置を調整するようにしても良い。

【００２５】この場合において、前記計測装置としては
種々のものが考えられるが、例えば、請求項５に記載の
発明の如く、前記計測装置は、前記マスクに対し垂直に
測長ビームを照射してその反射光を受光することによ
り、前記マスクの前記第１軸方向の位置を計測する干渉
計（ＲＩＦＺ）であっても良い。かかる場合には、マス
クのパターン面に所定の入射角で斜めから入射し、入射
角と同一の出射角で反射される露光用照明光に影響を及
ぼすことなく、かつ露光用照明光によって干渉計測長ビ
ームが影響を及ぼされることなく、高精度（例えば、数
ｎｍ〜１ｎｍ以下の精度）で同期移動中のマスクの光軸
方向位置の計測及びその調整が可能になる。

【００２６】この場合において、干渉計からのマスクに
照射される測長ビームの照射位置、及び測長ビームの数
が特に限定されるものではないが、例えば、請求項６に
記載の発明の如く、前記干渉計（ＲＩＦＺ）は、前記マ
スク（Ｒ）の前記露光用照明光の照射領域（ＩＡ）に少
なくとも２本の測長ビームを照射し、各測長ビームの照
射位置毎に前記マスク（Ｒ）の第１軸方向の位置を計測
することが望ましい。かかる場合には、干渉計により時
々刻々のパターン転写の対象領域である露光用照明光の
照射領域内に２本の測長ビームが照射され、それぞれの
位置でマスクの第１軸方向の位置が計測されるので、結
果的に最も正確な測定データに基づいて時々刻々のマス
ク上のパターン転写の対象領域内の第１軸方向位置のみ
でなくその傾斜をも調整することが可能になり、結果的
に重ね合せ精度を一層向上させることが可能になる。

【００２７】上記請求項５又は６に記載の各発明におい
て、請求項７に記載の発明の如く、前記干渉計は、前記
マスクの前記第２軸方向の異なる位置に測長ビームを照
射し、各測長ビームの照射位置毎に前記マスクの第１軸
方向の位置を計測することを特徴とする。かかる場合に
は、少なくとも第２軸方向（同期移動方向）について
は、マスクステージと基板ステージとの同期移動中にマ
スクの光軸方向位置ずれ傾斜ずれを調整することが可能
になる。

【００２８】上記請求項５〜７に記載の各発明におい
て、請求項８に記載の発明の如く、前記干渉計（ＲＩＦ
Ｚ）は、前記投影光学系（ＰＯ）に固定された参照鏡
と、前記投影光学系から離れた位置に配置された干渉計
本体とを有していても良い。かかる場合には、干渉計本
体が投影光学系から離れているので、干渉計本体の発熱
に起因して投影光学系、あるいはそれに固定されたアラ
イメントセンサやフォーカスセンサ等の各種のセンサの
光学特性に悪影響を与えるのを回避することができる。

【００２９】また、上記請求項４に記載の発明におい
て、請求項９に記載の発明の如く、前記ステージ制御系
（８０、３４、６２）は、前記計測した調整用位置情報
を用いて前記マスクの第１軸方向の位置をフィードフォ
ワード制御にて調整しても良く、あるいは、請求項１０
に記載の発明の如く、前記ステージ制御系は、前記計測
した調整用位置情報を用いて前記マスクの第１軸方向の
位置をフィードバック制御にて調整しても良い。前者の
場合には、ステージ制御系ではマスク上の時々刻々のパ
ターン転写の対象領域が露光用照明光の照射領域に差し
掛かる前にマスクの光軸方向位置を計測するいわゆる先
読み制御を行うことが必要となるが、計測された情報に
基づいてフィードフォワード制御にて前記マスクの第１
軸方向の位置を調整できるので、その調整に際して制御
遅れが発生し難い。また、後者の場合には、前者の場合
に比べて制御遅れが発生する可能性が高いが、先読み制
御等が不要であることに加え、より高精度にマスクの第
１軸方向の位置を調整できる。

【００３０】請求項１１に記載の発明は、上記請求項１
〜１０に記載の各発明において、前記マスク（Ｒ）のパ
ターン面に近接して配置され、前記露光用照明光が照射
される前記マスク上の第１照明領域（ＩＡ）を規定する
第１スリット（４４ａ）と、前記マスクに形成されたマ
ーク（例えばＲＭ１、ＲＭ４）部分に前記露光用照明光
が照射される第２照明領域を規定する第２スリット（４
４ｂ）とを有するスリット板（４４）と；前記スリット
板（４４）を、前記露光用照明光が前記第１スリット
（４４ａ）に照射される第１位置と、前記露光用照明光
が前記第２スリット（４４ｂ）に照射される第２位置と
の間で切替える切替機構（４６）とを更に備える。

【００３１】これによれば、切替機構では、露光時には
スリット板を第１位置に切り替えて、露光用照明光がマ
スク上の第１照明領域を規定する第１スリットに照射さ
れるようにし、マスクの位置合わせ（アライメント）時
にはスリット板を第２位置に切り替えて、露光用照明光
がマスクに形成されたマーク部分に照射される第２照明
領域を規定する第２スリットに照射されるようにするこ
とができる。これにより、同一のスリット板を用いて露
光時及びアライメント時のそれぞれに適切な照明領域の
設定が可能になり、それぞれの目的に応じたスリット板
を設ける必要がなくなる。

【００３２】請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１
０に記載の各発明において、前記マスクステージ（ＲＳ
Ｔ）と前記基板ステージ（ＷＳＴ）と前記投影光学系
（ＰＯ）とが別々の支持部材に支持され、前記マスクス
テージと前記基板ステージとの前記第１軸に直交する前
記第２軸を含む面内の位置を計測する干渉計システム
（７０）を更に備え、前記干渉計システムが前記投影光
学系を支持する部材に対する前記マスクステージと前記
基板ステージとの前記第１軸に直交する前記第２軸を含
む面内の相対位置を計測することを特徴とする。これに
よれば、マスクステージと前記基板ステージと前記投影
光学系とが別々の支持部材に支持されているが、干渉計
システムが投影光学系を支持する部材に対するマスクス
テージと基板ステージとの第１軸に直交する第２軸を含
む面内の相対位置を計測するので、マスクステージと基
板ステージとの位置を投影光学系を支持する部材を基準
として管理することができ、何らの不都合も生じない。
すなわち、マスクステージと基板ステージと投影光学系
とが機械的に連結されていないので、マスクステージ、
基板ステージの移動時の加減速度による反力やそれぞれ
のステージの支持部材の振動が、投影光学系の結像特性
に悪影響を及ぼしたり、一方のステージの移動時の加減
速度による反力が支持部材を介して他方のステージの挙
動に悪影響を与えることもない。

【００３３】請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１
０に記載の各発明において、前記露光用照明光（ＥＬ）
が軟Ｘ線領域の光であり、前記基板ステージ（ＷＳＴ）
上に、蛍光発生物質（６３）と、この表面に前記露光用
照明光の反射層（６４）又は吸収層の薄膜により形成さ
れた開口（ＳＬＴ）と、前記開口を介して前記露光用照
明光が前記蛍光物質に到達した際に前記蛍光発生物質が
発する光を光電変換する光電変換素子（ＰＭ）とを有す
る空間像計測器（ＦＭ）を更に備えることを特徴とす
る。これによれば、基板ステージ上に、蛍光発生物質
と、この表面に露光用照明光の反射層又は吸収層の薄膜
により形成された開口と、開口を介して露光用照明光が
蛍光物質に到達した際に蛍光発生物質が発する光を光電
変換する光電変換素子とを有する空間像計測器を更に備
えるので、前述した如く、通常軟Ｘ線領域の光を透過す
る物質は存在しないにもかかわらず、かかる光を露光用
照明光として用いる場合にもその露光用照明光を用いて
空間像の計測が可能となる。従って、この空間像計測器
を用いてマスクパターンの基板ステージ上での投影位置
を容易に求めること等が可能になる。

【００３４】上記請求項１〜１２に記載の各発明におい
て、請求項１４に記載の発明の如く、前記露光用照明光
（ＥＬ）が軟Ｘ線領域の光である場合には、前記マスク
（Ｒ）のパターンが、前記露光用照明光の反射層上に成
膜された前記露光用照明光の吸収物質によって形成され
ていることが望ましい。かかる場合には、露光用照明光
の吸収物質によってパターンが形成されている（パタニ
ングされている）ので、露光用照明光である軟Ｘ線領域
の光の反射物質としての多層膜をパタニングする場合と
異なり、失敗した場合のパターン修復が可能となる。ま
た、上記吸収物質の材料を適当に選択することにより、
上記の露光用照明光の反射層と吸収物質とを干渉計の測
長ビーム（例えば可視領域の光）に対してほぼ同一反射
率に設定することができ、マスク上の全面でほぼ同一精
度でマスクの光軸方向位置を計測することが可能とな
る。

【００３５】請求項１５に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置であっ
て、前記マスクと直交する第１方向に対して傾いた光軸
を有し、前記マスクに照明光を照射する照明光学系（Ｐ
ＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）と；前記マスクで反射さ
れた照明光を前記基板上に投射する投影光学系（ＰＯ）
と；前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記マスク
と前記基板とを同期移動する駆動装置（ＲＳＴ、ＷＳ
Ｔ、８０、３４、６２）と；前記同期移動中、前記パタ
ーンの像倍率誤差を補正するために前記投影光学系に対
して前記マスクを前記第１方向に相対移動させる補正装
置（８０、３４、ＲＳＴ）とを備える。

【００３６】これによれば、照明光学系からマスクと直
交する第１方向に対して傾いた光軸方向の照明光がマス
クに照射される。すなわち、照明光学系からの照明光が
マスクに対して斜め方向から照射される。そして、この
照明光はマスク面で反射され、この反射光が投影光学系
によって基板上に投射され、照明光で照明されたマスク
上のパターンが基板上に転写される。このマスクパター
ンの転写に際して、駆動装置では投影光学系の倍率に応
じた速度比でマスクと基板とを同期移動する。この同期
移動中に、補正装置ではパターンの像倍率誤差を補正す
るために投影光学系に対してマスクを第１方向に相対移
動させる。これにより、走査露光によりマスクのパター
ンの全面が基板上に逐次転写され、この際補正装置によ
り、パターンの像倍率誤差を補正するために投影光学系
に対してマスクが第１方向に相対移動されるので、マス
クの光軸方向変位に起因して基板上のパターンの転写像
に倍率誤差が生ずるのを効果的に抑制することができ、
結果的に重ね合わせ精度の向上を図ることが可能とな
る。

【００３７】この場合において、請求項１６に記載の発
明の如く、前記照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、
４４）は、前記照明光（ＥＬ）として波長５〜１５ｎｍ
の間のＥＵＶ光を前記マスク（Ｒ）に照射し、前記投影
光学系（ＰＯ）は、複数の反射光学素子のみからなるこ
とを特徴としてもよい。かかる場合には、露光用照明光
としてＥＵＶ光を用いてマスクのパターンが反射光学素
子のみからなる投影光学系を介して基板上に転写される
ので、非常に微細なパターン、例えば１００ｎｍＬ／Ｓ
パターンの高精度な転写が可能になる。

【００３８】上記請求項１５又は１６に記載の露光装置
において、請求項１７に記載の発明の如く、前記補正装
置（８０、ＲＳＴ、３４、ＲＩＦＺ）は、前記マスク
（Ｒ）の前記第１方向の位置を計測する計測装置（ＲＩ
ＦＺ）を有する場合には、前記計測装置の出力に基づい
て前記マスクを移動するようにしても良い。

【００３９】請求項１８に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置であっ
て、前記マスク（Ｒ）と直交する第１方向に対して主光
線が傾けられた照明光を前記マスクに照射する照明光学
系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）と；前記マスクか
ら出射される照明光を前記基板上に投射する投影光学系
（ＰＯ）と；前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前
記マスクと前記基板とを同期移動する駆動装置（ＲＳ
Ｔ、ＷＳＴ、８０、３４、６２）と；前記マスクの移動
によって生じる前記パターンの像倍率の変化を補償する
補正装置（８０、ＲＳＴ、３４）とを備える。

【００４０】これによれば、照明光学系からマスクと直
交する第１方向に対して主光線が傾けられた照明光がマ
スクに照射される。すなわち、照明光学系からの照明光
がマスクに対して斜め方向から照射される。そして、マ
スクから出射されるマスクと直交する第１方向に対して
主光線が傾いた照明光が投影光学系によって基板上に投
射され、照明光で照明されたマスク上のパターンが基板
上に転写される。このマスクパターンの転写に際して、
駆動装置では投影光学系の倍率に応じた速度比でマスク
と基板とを同期移動する。この同期移動中のマスクの移
動によって生じるパターンの像倍率の変化が補正装置に
よって補償される。従って、走査露光によりマスクのパ
ターンの全面が基板上に逐次転写され、この際補正装置
により、パターンの像倍率誤差が補償されるので、マス
クの移動に起因して基板上のパターンの転写像に倍率誤
差が生ずるのを効果的に抑制することができ、結果的に
重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となる。

【００４１】この場合において、請求項１９に記載の発
明の如く、前記マスク（Ｒ）は反射型マスクであり、前
記照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）は、前
記照明光として波長５〜１５ｎｍの間のＥＵＶ光を前記
マスクに照射し、前記投影光学系（ＰＯ）は、複数の反
射光学素子（Ｍ１〜Ｍ４）のみからなるものであっても
良い。かかる場合には、露光用照明光としてＥＵＶ光を
用いてマスクのパターンが反射光学素子のみからなる投
影光学系を介して基板上に転写されるので、非常に微細
なパターン、例えば１００ｎｍＬ／Ｓパターンの高精度
な転写が可能になる。

【００４２】上記請求項１８又は１９に記載の露光装置
において、請求項２０に記載の発明の如く、前記補正装
置（ＲＳＴ、８０、３４）は、前記同期移動中、前記投
影光学系の物体面側で前記マスク（Ｒ）を前記第１方向
に移動する駆動部材（ＲＳＴ、３４）を含んでいても良
い。

【００４３】この場合において、駆動部材は、同期移動
中、投影光学系の物体面側でマスクを第１方向に移動さ
せるものであれば足りるが、例えば請求項２１に記載の
発明の如く、前記駆動部材は、前記投影光学系の物体面
に対して前記マスクを相対的に傾けるものであっても良
い。かかる場合には、同期移動中、駆動部材によって、
投影光学系の物体面側でマスクが第１方向に移動させる
のに加え、投影光学系の物体面に対する傾斜調整も可能
になるので、投影光学系の物体面側が非テレセトリック
であるにもかかわらず、マスクの光軸方向変位に起因し
て基板上のパターンの転写像に倍率誤差や位置ずれが生
ずるのを効果的に抑制することができ、結果的に重ね合
わせ精度の向上を図ることが可能となる。

【００４４】請求項２２に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置であっ
て、前記マスクの垂線に対して傾けられた照明光を前記
マスクに照射する照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、
Ｍ、４４）と；前記マスクで反射される照明光を前記基
板上に投射する投影光学系（ＰＯ）とを備え、前記照明
光学系は、前記マスクに対して前記照明光の入射側に近
接して配置され、前記マスク上での前記照明光の照射領
域を規定する視野絞り（４４）を有し、前記視野絞りに
よって前記照明領域の形状、大きさ、及び位置の少なく
とも１つを調整することを特徴とする。

【００４５】これによれば、照明光学系からマスクの垂
線に対して傾けられた照明光がマスクに照射される。す
なわち、照明光学系からマスクに対して斜めから照明光
が照射される。そして、マスクで反射された照明光が投
影光学系により基板上に投射され、マスクのパターンが
基板上に転写される。また、この場合、照明光学系は、
マスクに対して照明光の入射側に近接して配置され、マ
スク上での照明光の照射領域を規定する視野絞りを有
し、視野絞りによって照明領域の形状、大きさ、及び位
置の少なくとも１つを調整するので、視野絞りのない場
合に比べて照明光学系からマスクに向かって照射される
照明光の断面形状の自由度が増大し、これに応じて照明
光学系を構成する光学素子の設計の自由度が向上する。
特に、視野絞りによってマスク上での照明光の照射領域
の位置を調整する場合には、同一照明光を別の目的、例
えば露光、マーク位置検出等に用いることが可能にな
る。

【００４６】この場合において、請求項２３に記載の発
明の如く、前記視野絞り（４４）は、前記パターンの一
部に前記照明光（ＥＬ）を照射する第１開口（４４ａ）
と、前記マスクに形成されるマーク（例えば、ＲＭ１と
ＲＭ４）に前記照明光を照射する第２開口（４４ｂ）と
を有し、前記第１開口と前記第２開口とを切り替える切
替機構（４６）を備えることが望ましい。かかる場合に
は、切替機構では、露光時には視野絞りを第１開口側に
切り替えて、照明光がマスク上のパターンの一部に照射
されるようにし、マスクの位置合わせ（アライメント）
時には視野絞りを第２開口側に切り替えて、照明光がマ
スクに形成されたマークに照射されるようにすることが
できる。これにより、同一の視野絞りにより露光時及び
アライメント時のそれぞれに適切な照明領域の設定が可
能になる。

【００４７】請求項２４に記載の発明は、マスク（Ｒ）
と基板（Ｗ）とを同期移動させつつ前記マスクに形成さ
れたパターンを投影光学系（ＰＯ）を介して前記基板上
に転写する露光方法において、前記マスク（Ｒ）として
反射型マスクを用意し、前記投影光学系（ＰＯ）として
反射光学系を使用し、前記マスクのパターン面に対し所
定の入射角θで露光用照明光を照射して前記露光用照明
光により照明された前記マスクのパターンを前記投影光
学系を介して前記基板上に転写するに際し、所定の調整
用位置情報に基づいて前記マスク（Ｒ）の前記投影光学
系の光軸方向である第１軸方向の位置を調整しつつ、前
記マスクと基板とを前記第１軸方向に直交する第２軸方
向に沿って同期移動させることを特徴とする。

【００４８】これによれば、マスクのパターン面に対し
所定の入射角で露光用照明光を照射して露光用照明光に
より照明されたマスクのパターンを投影光学系を介して
基板上に転写するに際し、所定の調整用位置情報に基づ
いてマスクの投影光学系の光軸方向である第１軸方向の
位置を調整しつつ、マスクと基板とが第１軸方向に直交
する第２軸方向に沿って同期移動される。従って、走査
露光によりマスクのパターンの全面が基板上に逐次転写
され、この際調整用位置情報に基づいてマスクの投影光
学系の光軸方向（第１軸方向）の位置が調整されるの
で、投影光学系（反射光学系）のマスク側が非テレセン
トリックであるにもかかわらず、マスクの光軸方向変位
に起因して基板上のパターンの転写像に倍率誤差や位置
ずれが生ずるのを効果的に抑制することができ、結果的
に重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となる。

【００４９】この場合において、請求項２５に記載の発
明の如く、前記調整用位置情報は、前記マスク（Ｒ）の
前記第２軸上の移動方向に応じた第１の調整用位置情報
と第２の調整用位置情報とを含み、前記マスク（Ｒ）と
基板（Ｗ）との前記同期移動時に、前記マスクの移動方
向毎に、前記第１の調整用位置情報及び第２の調整用位
置情報の内の前記移動方向に対応する方の調整用位置情
報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を調整するこ
とを特徴としても良い。かかる場合には、マスクと基板
との同期移動時に、マスクの移動方向毎に、第１の調整
用位置情報及び第２の調整用位置情報の内の移動方向に
対応する方の調整用位置情報を用いてマスクの第１軸方
向の位置を調整することから、マスクが第２軸に沿って
一方側から他方側に移動するときと、他方側から一方側
に移動するときとで、同期移動中の第１軸方向の位置変
位がメカ的要因（ステージの移動特性）等で異なる場合
であっても、その影響を受けることなく、高精度にマス
クの第１軸方向の位置調整を行うことができ、マスクの
光軸方向変位に起因して基板上のパターンの転写像に倍
率誤差や位置ずれが生ずるのを効果的に抑制することが
できる。

【００５０】上記請求項２４又は２５に記載の露光方法
において、請求項２６に記載の発明の如く、前記調整用
位置情報は、予め計測された情報であっても良く、ある
いは請求項２７に記載の発明の如く、前記マスクと基板
との前記同期移動中に前記調整用位置情報を計測すると
ともに、その調整用位置情報を用いて前記マスクの第１
軸方向の位置を調整するようにしても良い。前者の場合
には、マスクと基板との同期移動中に、マスクの第１軸
方向変位を計測することなく、予め計測された情報に基
づいて例えばフィードフォワード制御により調整するこ
とができるので、その調整に際して制御遅れに起因する
調整誤差が発生し難く、またマスクの第１軸方向位置調
整のための構成部分を簡略にすることができる。また、
後者の場合には、同期移動中に計測した情報を用いてフ
ィードバック制御により高精度にマスクの第１軸方向の
位置を調整できる。

【００５１】請求項２８に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを投影光学系（ＰＯ）を介して基板（Ｗ）上
に転写する露光方法において、前記マスクと直交する方
向に対して主光線が傾けられた照明光を前記マスクに照
射し、前記照明光に対して前記マスクを相対移動するの
に同期して、前記マスクで反射されて前記投影光学系を
通過する照明光に対して前記基板を相対移動し、前記マ
スクと前記基板との同期移動によって生じる前記パター
ンの像倍率の変化を補償することを特徴とする。ここ
で、マスクと基板との同期移動によって生じるパターン
の像倍率の変化とは、同期移動中のマスクの移動、主と
して投影光学系の光軸方向の移動に起因するパターンの
像倍率の変化を意味する。

【００５２】これによれば、マスクと基板との同期移動
によって生じるパターンの像倍率の変化を補償するの
で、投影光学系の物体面側が非テレセントリックである
にもかかわらず、マスクの光軸方向変位に起因して基板
上のパターンの転写像に倍率誤差や位置ずれが生ずるの
を効果的に抑制することができ、結果的に重ね合わせ精
度の向上を図ることが可能となる。

【００５３】請求項２９に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを基板（Ｗ）上に転写する露光装置であっ
て、前記マスクのパターン面に対して照明光を傾けて照
射する照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）
と；前記マスクから出射される照明光を前記基板上に投
射する投影光学系（ＰＯ）と；前記投影光学系の倍率に
応じた速度比で前記マスクと前記基板とを同期移動する
駆動装置（ＲＳＴ、ＷＳＴ、８０、３４、６２）と；前
記同期移動中、前記投影光学系の物体面と直交する方向
の前記マスクの位置と、前記物体面に対する前記マスク
の相対的な傾きとの少なくとも一方を調整する調整装置
（８０、ＲＩＦＺ、３４、ＲＳＴ）とを備える。

【００５４】これによれば、照明光学系からマスクのパ
ターン面に対して傾けて照明光が照射される。すなわ
ち、照明光学系からの照明光がマスクのパターン面に対
して斜め方向から照射される。そして、この照明光はマ
スク面で反射され、この反射光が投影光学系によって基
板上に投射され、照明光で照明されたマスク上のパター
ンが基板上に転写される。このマスクパターンの転写に
際して、駆動装置では投影光学系の倍率に応じた速度比
でマスクと基板とを同期移動する。この同期移動中に、
調整装置では投影光学系の物体面と直交する方向のマス
クの位置と、物体面に対するマスクの相対的な傾きとの
少なくとも一方を調整する。これにより、走査露光によ
りマスクのパターンの全面が基板上に逐次転写され、こ
の際調整装置により、投影光学系の物体面と直交する方
向のマスクの位置と、物体面に対するマスクの相対的な
傾きとの少なくとも一方調整するので、マスクの光軸方
向変位又は傾斜に起因して基板上のパターンの転写像に
倍率誤差、又はディストーションが生ずるのを効果的に
抑制することができ、結果的に重ね合わせ精度の向上を
図ることが可能となる。

【００５５】請求項３０に記載の発明は、反射型マスク
（Ｒ）に形成されるパターンを基板（Ｗ）上に転写する
露光装置であって、前記反射型マスクと前記基板との間
に奇数個の反射面（Ｍ５〜Ｍ９）を有する投影光学系
（ＰＯ’）と；前記反射型マスクを保持するマスクステ
ージ（ＲＳＴ）と；前記投影光学系に対して前記反射型
マスクと同一側で前記基板を保持する基板ステージ（Ｗ
ＳＴ）と；前記基板の走査露光時に、前記マスクステー
ジと前記基板ステージとを所定方向にほぼ沿って駆動す
る駆動系（８０、３４、６２）とを備える。

【００５６】これによれば、投影光学系に対して反射型
マスクと同一側に基板を保持する基板ステージが配置さ
れているので、マスクステージと基板ステージとを同一
の支持部材（ステージベース）によって支持することが
できる。また、例えば、基板ステージとマスクステージ
との質量の比が投影倍率と同一の場合には、走査露光時
に、駆動系により、マスクステージと基板ステージとを
投影光学系の投影倍率に応じた速度比で所定方向にほぼ
沿って逆向きに駆動することにより、運動量保存則が成
立してマスクステージの駆動により前記支持部材（ステ
ージベース）に作用する反力と、基板ステージの駆動に
より前記支持部材に作用する反力とが相殺され、両ステ
ージの同期誤差がほぼ零となり、これにより、上記の同
期誤差及び支持部材の振動等に起因して基板上のパター
ン転写像に位置ずれが生じるのを効果的に抑制すること
ができ、結果的に重ね合わせ精度の向上を図ることがで
きる。

【００５７】また、例えば、基板ステージとマスクステ
ージとの質量の比が投影倍率と異なる場合には、両ステ
ージを、それらの駆動力の反力に応じて自在に移動する
可動型ステージベースによって支持することにより、基
板の走査露光時に、マスクステージと基板ステージとが
駆動系により所定方向にほぼ沿って駆動されると、両ス
テージの駆動力の反力の合力の大きさ及び方向に応じて
可動型ステージベースが固定部材に対して相対移動し、
マスクステージ、ウエハステージ及び可動型ステージベ
ースを含む系の運動量が保存され、その系全体の重心移
動及びこれに起因する偏荷重が生じないので、上記と同
様、両ステージの同期誤差がほぼ零となる。これによ
り、基板上のパターン転写像に位置ずれが生じるのを効
果的に抑制することができ、結果的に重ね合わせ精度の
向上を図ることができる。

【００５８】この場合において、マスクステージと基板
ステージとが異なる面上に配置されているときには、両
ステージの駆動に起因する反力が上記支持部材に回転モ
ータメントを及ぼすため、該回転モーメントの影響を除
去する何らかの装置、例えばアクティブ防振台等を設け
る必要がある。

【００５９】かかる意味で、請求項３１に記載の発明の
如く、前記マスクステージ（ＲＳＴ）と前記基板ステ―
ジ（ＷＳＴ）とが同一面上に配置され、前記駆動系は、
前記基板の走査露光時に、前記マスクステージと前記基
板ステージとを所定方向にほぼ沿った同一直線状を逆向
きに駆動することが望ましい。かかる場合には、走査露
光時に、駆動系により、マスクステージと基板ステージ
が投影光学系の投影倍率に応じた速度比で前記所定方向
にほぼ沿った同一線上を逆向きに駆動されるので、上記
と同様の理由により、両ステージの同期誤差がほぼ零と
なるとともに支持部材に与えるモーメントも零となり、
高価なアクティブ防振台等も不要となる。

【００６０】上記請求項３０及び３１に記載の各発明に
係る露光装置において、請求項３２に記載の発明の如
く、前記反射型マスク（Ｒ）に照明光（ＥＬ）をその主
光線を傾けて照射する照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３
０、Ｍ、４４）を更に備えている場合に、前記駆動系
は、前記照明光に対して前記反射型マスクと前記基板と
をそれぞれ相対駆動しても良い。かかる場合には、照明
光学系からその主光線が傾けられた照明光がマスクに照
射される。すなわち、照明光学系からの照明光がマスク
に対して斜め方向から照射される。そして、マスクから
出射される照明光が投影光学系によって基板上に投射さ
れ、照明光で照明されたマスク上のパターンが基板上に
転写される。

【００６１】この場合において、請求項３３に記載の発
明の如く、前記反射型マスク（Ｒ）上での前記照明光
（ＥＬ）の照射領域を円弧スリット状に規定する絞り部
材（４４）を更に備えていても良い。かかる場合には、
絞り部材によって反射型マスク上での前記照明光の照射
領域が円弧スリット状に規定されるので、絞り部材の無
い場合に比べて照明光学系から反射型マスクに向かって
照射される照明光の断面形状の自由度が増大し、これに
応じて照明光学系を構成する光学素子の設計の自由度が
向上する。

【００６２】上記請求項３２及び３３に記載の各発明に
係る露光装置において、請求項３４に記載の発明の如
く、前記照明光はその波長が５〜１５ｎｍの間であり、
前記投影光学系は複数の反射光学素子のみからなるもの
であっても良い。かかる場合には、照明光としてＥＵＶ
光を用いてマスクのパターンが複数の反射光学素子のみ
からなる投影光学系を介して基板上に転写されるので、
非常に微細なパターン、例えば１００ｎｍＬ／Ｓパター
ンの高精度な転写が可能になる。

【００６３】請求項３５に記載の発明は、投影光学系
（ＰＯ）を介して反射型マスク（Ｒ）に形成されるパタ
ーンを基板（Ｗ）上に転与する露光装置であって、前記
投影光学系の倍率に応じた速度比で前記反射型マスクと
前記基板とを同期移動するステージシステム（ＲＳＴ、
ＷＳＴ、８０、３４、６２）と；前記ステージシステム
に設けられ、前記反射型マスクを保持する保持部材（Ｒ
Ｈ）とを備え、前記反射型マスクの基板材料と線膨張係
数がほぼ同一の材料で前記保持部材を構成したことを特
徴とする。

【００６４】これによれば、ステージシステムにより、
投影光学系の倍率に応じた速度比で反射型マスクと基板
とが同期移動され、走査露光が行われる。この走査露光
中に、照明光の照射等による温度上昇に起因して反射型
マスクや保持部材に熱膨張が生じるが、反射型マスクの
基板材料と線膨張係数がほぼ同一の材料で保持部材が構
成されているので、両者の間にずれようとする力（熱応
力）が働くことがない。

【００６５】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。

【００６６】図１には、第１の実施形態に係る露光装置
１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置
１０は、露光用照明光ＥＬとして波長５〜１５ｎｍの軟
Ｘ線領域の光（ＥＵＶ光）を用いて、ステップアンドス
キャン方式により露光動作を行う投影露光装置である。
本実施形態では、後述するように、マスクとしてのレチ
クルＲからの反射光束をウエハＷ上に垂直に投射する投
影光学系ＰＯが使用されているので、以下においては、
この投影光学系ＰＯからウエハＷへの照明光ＥＬの投射
方向を投影光学系ＰＯの光軸方向と呼ぶとともに、この
光軸方向をＺ軸方向、これに直交する面内で図１におけ
る紙面内の方向をＹ軸方向、紙面に直交する方向をＸ軸
方向として説明するものとする。

【００６７】この露光装置１０は、マスクとしての反射
型レチクルＲに描画された回路パターンの一部の像を投
影光学系ＰＯを介して基板としてのウエハＷ上に投影し
つつ、レチクルＲとウエハＷとを投影光学系ＰＯに対し
て１次元方向（ここではＹ軸方向）に相対走査すること
によって、レチクルＲの回路パターンの全体をウエハＷ
上の複数のショット領域の各々にステップアンドスキャ
ン方式で転写するものである。

【００６８】露光装置１０は、ＥＵＶ光ＥＬをＹ方向に
沿って水平に射出する光源装置１２、この光源装置１２
からのＥＵＶ光ＥＬを反射して所定の入射角θ（θはこ
こでは約５０ｍｒａｄとする）でレチクルＲのパターン
面（図１における下面）に入射するように折り曲げる折
り返しミラーＭ（照明光学系の一部）、レチクルＲを保
持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲのパターン
面で反射されたＥＵＶ光ＥＬをウエハＷの被露光面に対
して垂直に投射する反射光学系から成る投影光学系Ｐ
Ｏ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、フォー
カスセンサ（１４ａ，１４ｂ）及びアライメント光学系
ＡＬＧ等を備えている。

【００６９】前記光源装置１２は、図２に示されるよう
に光源１６と照明光学系の一部（ＰＲＭ、ＩＭ、３０）
とから構成される。光源１６は、例えば半導体レーザ励
起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等の高出力レー
ザ２０と、この高出力レーザ２０からのレーザ光Ｌを所
定の集光点に集光する集光レンズ２２と、この集光点に
配置された銅テープ等のＥＵＶ光発生物質２４とを備え
ている。

【００７０】ここで、ＥＵＶ光の発生のしくみについて
簡単に説明すると、高出力レーザ２０からのレーザ光Ｌ
が集光レンズ２２の集光点に配置されたＥＵＶ光発生物
質２４に照射されると、このＥＵＶ光発生物質２４がレ
ーザ光のエネルギで高温になり、プラズマ状態に励起さ
れ、低ポテンシャル状態に遷移する際にＥＵＶ光ＥＬを
放出する。

【００７１】このようにして発生したＥＵＶ光ＥＬは全
方位に発散するため、これを集光する目的で、光源装置
１２内には放物面鏡ＰＲＭが設けられており、この放物
面鏡ＰＲＭによってＥＵＶ光ＥＬは集光されて平行光束
に変換されるようになっている。この放物面鏡ＰＲＭの
内表面にはＥＵＶ光を反射するためのＥＵＶ光反射層が
形成されており、その裏面には冷却装置２６が取り付け
られている。冷却装置２６としては冷却液体を用いるも
のが冷却効率の点からは好ましいが、これに限定される
ものではない。放物面鏡ＰＲＭの素材は熱伝導の点から
金属が適している。放物面鏡ＰＲＭの表面に形成されて
いるＥＵＶ光反射層として、２種類の物質を交互に積層
した多層膜を用いることにより、特定の波長の光のみを
反射することが知られている。例えば、モリブデンＭｏ
と珪素Ｓｉを数十層コーティングすると波長約１３ｎｍ
のＥＵＶ光を選択的に反射することが知られている。反
射されない波長の光は多層膜等により吸収されて熱に変
わるため、放物面鏡ＰＲＭの温度が上昇する。この放物
面鏡ＰＲＭを冷却するために、前記冷却装置２６が必要
となるのである。放物面鏡ＰＲＭによって平行光に変換
されたＥＵＶ光ＥＬは、その光軸に垂直な断面形状が円
形で、強度分布が一様な平行光である。

【００７２】光源装置１２内には、更に、上記の平行光
に変換されたＥＵＶ光ＥＬを反射して図１の折り返しミ
ラーＭの方向に向けて偏向する照明ミラーＩＭと、この
照明ミラーＩＭのＥＵＶ光ＥＬの進行方向後方側（図２
における紙面右側）に配置された波長選択窓３０とが設
けられている。照明ミラーＩＭは、図２に示されるよう
に、ＥＵＶ光ＥＬが照射される側の面が曲面とされ、そ
の曲面の表面には、二種類の物質を交互に積層（例え
ば、モリブデンＭｏと珪素Ｓｉを数十層コーティング）
した多層膜から成る反射層が形成され、この反射層で反
射されたＥＵＶ光がレチクルＲ上で丁度細長いスリット
状になるよう設計されている。

【００７３】図２の紙面内上下方向が後述するレチクル
Ｒのパターン面を照明する後述する所定面積を有する円
弧状の照明領域（リング状照明領域の一部を取り出した
ような形状の照明領域）の長手方向に直交する方向に対
応し、レチクルＲのパターン面が丁度焦点面となってい
る。この場合、ＥＵＶ光ＥＬの発光源が有限の大きさを
持つため、レチクルＲのパターン面が焦点面になってい
るといってもその焦点面上ではＥＵＶ光ＥＬは１ｍｍか
ら１０ｍｍ程度の幅を有する。従って、円弧状の照明領
域を照明するのに細すぎるということは無い。照明ミラ
ーＩＭの反射面の裏面側には、前述した冷却装置２６と
同様の冷却装置２８が設けられている。

【００７４】前記波長選択窓３０は、ここでは、可視光
をカットする目的で設けられている。これは、多層膜か
ら成るＥＵＶ反射膜は、ＥＵＶ光近辺の波長に対しては
かなり鋭い波長選択性を持ち、露光に用いる特定の波長
のみを選択的に反射するが、可視光や紫外光なども同様
に反射してしまう。これをレチクルＲや投影光学系ＰＯ
に導いたりすると、余計なエネルギーのためにレチクル
Ｒや投影光学系ＰＯを構成するミラー（これらについて
は後述する）が発熱したり、最悪の場合にはウエハＷ上
に不要な光が転写されて像の劣化を招くおそれもあるた
め、かかる事態の発生を防止しようとするものである。

【００７５】図３には、図２に示される光源装置１２を
Ｙ方向一側（図２における左側）から見た状態が示され
ている。この図３においては、紙面の奥側に図１の折り
返しミラーＭがある。照明ミラーＩＭの反射面は図３に
は表れていないが、図３の紙面奥側からみた場合に長方
形状をしている。すなわち、図２では凹曲面、この左側
面図である図３では長方形であるから、照明ミラーＩＭ
の反射面は、円筒の内周面の一部と同様の形状をしてい
ることになる。この場合、ＥＵＶ光ＥＬは、図２の紙面
内では収束されるが、図３の紙面内では平行光のままで
あるから、図３中の左右方向の長さが後述する円弧状照
明領域の長手方向の長さとなる。なお、平行と言っても
前述の通り光源の大きさが有限であるため、空間的コヒ
ーレンシーがゼロと言うわけではない。

【００７６】図１に戻り、前記レチクルステージＲＳＴ
は、図１では図示が省略されているが、実際には図４に
示されるように、ＸＹ平面に沿って配置されたレチクル
ステージベース３２上に配置され、磁気浮上型２次元リ
ニアアクチュエータ３４によって該レチクルステージベ
ース３２上に浮上支持されている。このレチクルステー
ジＲＳＴは、磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３
４によってＹ方向に所定ストロークで駆動されるととも
に、Ｘ方向及びθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小
量駆動されるようになっている。また、このレチクルス
テージＲＳＴは、磁気浮上型２次元リニアアクチュエー
タ３４によってＺ方向及びＸＹ面に対する傾斜方向にも
微小量だけ駆動可能に構成されている。

【００７７】レチクルステージＲＳＴの周辺部の底部に
は、永久磁石（図示省略）が設けられており、この永久
磁石とレチクルステージベース３２上にＸＹ２次元方向
に張り巡らされたコイル３４ａとによって前記磁気浮上
型２次元リニアアクチュエータ３４が構成されており、
後述する主制御装置８０によってコイル３４ａに流す電
流を制御することによってレチクルステージＲＳＴの６
次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになってい
る。

【００７８】レチクルステージＲＳＴは、図４に拡大し
て示されるように、レチクルＲをレチクルステージベー
ス３２に対向して保持するレチクルホルダＲＨと、レチ
クルホルダＲＨの周辺部を保持するステージ本体３５
と、ステージ本体３５の内部でレチクルホルダＲＨの背
面側（上面側）に設けられ該レチクルホルダＲＨの温度
をコントロールするための温度制御部３６とを備えてい
る。前記レチクルホルダＲＨとしては、静電チャック式
のレチクルホルダが用いられている。これは、ＥＵＶ光
ＥＬを露光用照明光として用いる関係から、本実施形態
の露光装置１０は、実際には、不図示の真空チャンバ内
に収容されており、このため真空チャック式のレチクル
ホルダは使用できないからである。レチクルホルダＲＨ
の素材は低膨張ガラスやセラミックなど従来のＤＵＶ露
光装置で使用されている物で差し支えない。

【００７９】レチクルホルダＲＨのレチクル吸着面に
は、複数の温度センサ３８が所定間隔で配置されてお
り、これらの温度センサ３８によってレチクルＲの温度
が正確に測定され、この測定温度に基づいて温度制御部
３６でレチクルＲの温度を所定の目標温度に保つような
温度制御を行う。この温度制御部３６を構成する冷却装
置としては、外部からフレキシブルなチューブを介して
冷却液体を引き込む形の液冷式や、ペルチェ素子のよう
な電子素子を用いる方式、さらにはヒートパイプ等の熱
交換器を用いる方式などが採用できる。

【００８０】レチクルステージＲＳＴのＹ方向一側の側
面には、鏡面加工が施され、可視領域の光に対する反射
面４０ａが形成されている。図４では図示が省略されて
いるが、図６に示されるように、レチクルステージＲＳ
ＴのＸ方向一側の側面にも鏡面加工が施され、可視領域
の光に対する反射面４０ｂが形成されている。そして、
この露光装置１０では、従来のＤＵＶ光源の露光装置と
同様に、前記反射面４０ａ、４０ｂに測定ビームを照射
する干渉計システムによってレチクルステージＲＳＴの
ＸＹ面内の位置が管理されている。この干渉計システム
については、後に詳述する。

【００８１】レチクルＲの表面（パターン面）には、Ｅ
ＵＶ光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜
は、例えば２種類の物質を交互に積層させた多層膜であ
る。ここでは、モリブデンＭｏと珪素Ｓｉの多層膜を用
いて波長１３ｎｍのＥＵＶ光に対して反射率約７０％の
反射膜を形成している。かかる反射膜の上にＥＵＶ光を
吸収する物質を一面に塗布し、パタニングする。多層膜
のような反射物体をパタニングすると失敗した時の修復
が不可能であるのに対し、吸収層を設けてパタニングす
る方法だとやり直しが可能になるのでパターン修復が可
能になる。実在する大部分の物質がＥＵＶ光を反射しな
いため、吸収層に用いることができる。本実施形態で
は、後述するように、レチクルＲのＺ方向位置を計測す
るために、レーザ干渉計（ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦＺ３）が
用いられるため、これらのレーザ干渉計からの測定ビー
ム（可視領域の光）に対して前記反射層と同程度の反射
率が得られるような物質により吸収層が形成されてい
る。この他、この吸収層形成材料の選択の基準としてパ
タニングのし易さ、反射層への密着性、酸化などによる
経年変化が小さいなどが挙げられる。

【００８２】図５には、レチクルＲの一例が示されてい
る。図中の中央にある長方形の領域がパターン領域ＰＡ
である。斜線が施された円弧状の領域が露光用照明光で
あるＥＵＶ光ＥＬが照射される円弧状照明領域ＩＡであ
る。ここで、円弧状の照明領域を用いて露光を行うの
は、後述する投影光学系ＰＯの諸収差が最も小さい領域
のみを使用できるようにするためである。また、レチク
ルＲのパターン領域ＰＡのＸ方向両端部には、Ｙ方向に
沿って所定間隔で位置合わせマークとしてのレチクルア
ライメントマークＲＭ１〜ＲＭ６が形成されている。レ
チクルアライメントマークＲＭ１とＲＭ４、ＲＭ２とＲ
Ｍ５、ＲＭ３とＲＭ６は、それぞれほぼＸ方向に沿って
配置されている。

【００８３】図５から明らかなように円弧状の照明領域
ＩＡを用いる場合には、一括露光（静止露光）を行うの
は現実的でないため、本実施形態では後述するようにし
て走査露光が行われる。

【００８４】レチクルＲは、前述したようにその表面に
反射層が形成されるため、レチクルＲそのものの素材は
特に問わない。レチクルＲの素材としては、例えば低膨
張ガラス、石英ガラス（例えば、ショット社のゼロデュ
ア（商品名）、コーニング社のＵＬＥ（商品名）なども
含む）、セラミックス、シリコンウエハなどが考えられ
る。この素材の選択の基準として、例えばレチクルホル
ダＲＨの素材と同一の素材をレチクルＲの素材として用
いることが挙げられる。かかる場合には、露光用照明光
ＥＬの照射等による温度上昇に起因してレチクルＲやレ
チクルホルダＲＨに熱膨張が生じるが、両素材が同一で
あれば同一量だけ膨張するので、両者の間にずれようと
する力（熱応力）が働かないというメリットがある。こ
れに限らず、異なる物質であっても同じ線膨張率を持っ
た物質をレチクルＲとレチクルホルダＲＨとの素材とし
て用いれば、同じ効果が得られる。例えば、レチクルＲ
にシリコンウエハ、レチクルホルダＲＨにＳｉＣ（炭化
珪素）を用いることが考えられる。レチクルＲの素材と
してシリコンウエハを用いると、パターン描画装置やレ
ジスト塗布装置、エッチング装置などのプロセス装置な
どがそのまま使用できると言う利点もある。本実施形態
では、かかる理由により、レチクルＲの素材としてシリ
コンウエハを用い、レチクルホルダをＳｉＣによって形
成している。

【００８５】図１に戻り、レチクルＲの下方（ＥＵＶ光
の入射側）には可動式ブラインド４２、視野絞りとして
のスリット板４４とがレチクルＲに近接して配置されて
いる。より具体的には、これら可動式ブラインド４２、
スリット板４４は、実際には、図４に示されるようにレ
チクルステージベース３２の内部に配置されている。

【００８６】スリット板４４は、円弧状の照明領域ＩＡ
を規定するもので、投影光学系ＰＯに対して固定されて
いても勿論良いが、本実施形態においては、このスリッ
ト板４４は、モータ等を含む切替機構としての駆動機構
４６によって駆動可能に構成されている。図７には、こ
のスリット板４４及びその駆動機構４６の平面図が示さ
れている。スリット板４４には、露光用照明光としての
ＥＵＶ光ＥＬが照射されるレチクルＲ上の円弧状の照明
領域（第１照明領域）ＩＡを規定する第１開口としての
第１スリット４４ａと、レチクルＲのパターン領域ＰＡ
の両側に形成されたアライメントマークＲＭ１とＲＭ４
（あるいは、ＲＭ２とＲＭ５、ＲＭ３とＲＭ６）部分に
露光用照明光ＥＬが照射される第２照明領域を規定する
第２開口としての第２スリット４４ｂとを有する。駆動
機構４６は、モータ４６Ａとこのモータの出力軸に継ぎ
手４６Ｂを介して連結された送りねじ４６Ｃと、前記モ
ータ４６Ａの制御部４６Ｄとを備えている。スリット板
４４の図７における紙面裏側に突設されたナット部（図
示省略）に送りねじ４６Ｃが螺合している。このため、
モータ４６Ａの回転によって送りねじ４６Ｃが回転駆動
され、これによって送りねじ４６Ｃの軸方向（Ｙ方向）
にスリット板４４が駆動されるようになっている。駆動
機構４６の制御部４６Ｄは、後述する主制御装置８０
（図１０参照）からの指示に従って、露光時には、スリ
ット板４４を、露光用照明光ＥＬが第１スリット４４ａ
に照射される第１位置に切り替え、レチクルＲの位置合
わせ（アライメント）時には、スリット板４４を、露光
用照明光ＥＬが第２スリット４４ｂに照射される第２位
置に切り替えるようになっている。なお、送りねじ機構
の代わりに、例えばリニアモータを用いてスリット板４
４を駆動しても良い。

【００８７】図４に戻り、前記可動式ブラインド４２
は、同一レチクルＲ内に描かれた冗長回路パターンをウ
エハＷに転写したくない場合、その冗長回路部分が照明
領域ＩＡ内に含まれるのを防止するためのもので、本実
施形態では、後述する主制御装置８０（図１０参照）か
らの指示に応じ、駆動機構４６を構成する前記制御部４
６ＤによってレチクルステージＲＳＴのＹ方向の移動と
同期してそのＹ方向の移動が制御されるようになってい
る。この場合において、可動式ブラインド４２の始動
は、レチクルＲが走査し始めてからレチクルＲと同じよ
うに走査し始めても良いし、目標の隠すべきパターンが
差し掛かるのに合わせて動き始めても良い。

【００８８】図１に戻り、前記投影光学系ＰＯは、前記
の如く、反射光学素子（ミラー）のみから成る反射光学
系が使用されており、ここでは、投影倍率１／４倍のも
のが使用されている。従って、レチクルＲによって反射
され、レチクルＲに描かれたパターン情報を含むＥＵＶ
光ＥＬは、投影光学系ＰＯによって４分の１に縮小され
てウエハＷ上に照射される。

【００８９】ここで、投影光学系ＰＯについて図８を用
いてより詳細に説明する。この図８に示されるように、
投影光学系ＰＯは、レチクルＲで反射されたＥＵＶ光Ｅ
Ｌを順次反射する第１ミラーＭ１、第２ミラーＭ２、第
３ミラーＭ３、第４ミラーＭ４の合計４枚のミラー（反
射光学素子）と、これらのミラーＭ１〜Ｍ４を保持する
鏡筒ＰＰとから構成されている。前記第１ミラーＭ１及
び第４ミラーＭ４の反射面は非球面の形状を有し、第２
ミラーＭ２の反射面は平面であり、第３ミラーＭ３の反
射面は球面形状となっている。各反射面は設計値に対し
て露光波長の約５０分の１から６０分の１以下の加工精
度が実現され、ＲＭＳ値（標準偏差）で０．２ｎｍから
０．３ｎｍ以下の誤差しかない。各ミラーの素材は低膨
張ガラスあるいは金属であって、表面にはレチクルＲと
同様の２種類の物質を交互に重ねた多層膜によりＥＵＶ
光に対する反射層が形成されている。

【００９０】この場合、図８に示されるように、第１ミ
ラーＭ１で反射された光が第２ミラーＭ２に到達できる
ように、第４ミラーＭ４には穴が空けられている。同様
に第４ミラーＭ４で反射された光がウエハＷに到達でき
るよう第１ミラーＭ１には穴が設けられている。勿論、
穴を空けるのでなく、ミラーの外形を光束が通過可能な
切り欠きを有する形状としても良い。

【００９１】投影光学系ＰＯが置かれている環境も真空
であるため、露光用照明光の照射による熱の逃げ場がな
い。そこで、本実施形態では、ミラーＭ１〜Ｍ４と当該
ミラーＭ１〜Ｍ４を保持する鏡筒ＰＰの間をヒートパイ
プＨＰで連結するとともに、鏡筒ＰＰを冷却する冷却装
置を設けている。すなわち、鏡筒ＰＰを内側のミラー保
持部５０と、その外周部に装着された冷却装置としての
冷却ジャケット５２との２重構造とし、冷却ジャケット
５２の内部には、冷却液を流入チューブ５４側から流出
チューブ５６側に流すための螺旋状のパイプ５８が設け
られている。ここでは、冷却液として冷却水が用いられ
ている。冷却ジャケット５２から流出チューブ５６を介
して流出した冷却水は、不図示の冷凍装置内で冷媒との
間で熱交換を行い、所定温度まで冷却された後、流入チ
ューブ５４を介して冷却ジャケット５２内に流入するよ
うになっており、このようにして冷却水が循環されるよ
うになっている。

【００９２】このため、本実施形態の投影光学系ＰＯで
は、露光用照明光（ＥＵＶ光）ＥＬの照射によりミラー
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に熱エネルギが与えられても、
ヒートパイプＨＰにより一定温度に温度調整された鏡筒
ＰＰとの間で熱交換が行われて、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ
３、Ｍ４が前記一定温度に冷却されるようになってい
る。この場合において、本実施形態では、図８に示され
るように、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ４等については、その
裏面側のみでなく表面側（反射面側）の露光用照明光が
照射されない部分にもヒートパイプＨＰが貼り付けられ
ているので、裏面側のみを冷却する場合に比べてより効
果的に前記各ミラーの冷却が行われる。なお、第３ミラ
ーＭ３の裏面側や第１ミラーＭ１の表面側のヒートパイ
プＨＰは、紙面の奥行き方向において鏡筒ＰＰの内周面
に達していることは言うまでもない。なお、鏡筒ＰＰの
外観は、図６に示されるように、四角柱状をしている。

【００９３】図１に戻り、前記ウエハステージＷＳＴ
は、ＸＹ平面に沿って配置されたウエハステージベース
６０上に配置され、磁気浮上型２次元リニアアクチュエ
ータ６２によって該ウエハステージベース６０上に浮上
支持されている。このウエハステージＷＳＴは、前記磁
気浮上型２次元リニアアクチュエータ６２によってＸ方
向及びＹ方向に所定ストロークで駆動されるとともに、
θ方向（Ｚ軸回りの回転方向）にも微小量駆動されるよ
うになっている。また、このウエハステージＷＳＴは、
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ６２によってＺ
方向及びＸＹ面に対する傾斜方向にも微小量だけ駆動可
能に構成されている。

【００９４】ウエハステージＷＳＴの底面には、永久磁
石（図示省略）が設けられており、この永久磁石とウエ
ハステージベース６０上にＸＹ２次元方向に張り巡らさ
れたコイル（図示省略）とによって前記磁気浮上型２次
元リニアアクチュエータ６２が構成されており、後述す
る主制御装置８０により前記コイルに流す電流を制御す
ることによってウエハステージＷＳＴの６次元方向の位
置及び姿勢制御が行われるようになっている。

【００９５】ウエハステージＷＳＴの上面には、静電チ
ャック方式の不図示のウエハホルダが載置され、該ウエ
ハホルダによってウエハＷが吸着保持されている。ま
た、このウエハステージＷＳＴの図１におけるＹ方向他
側の側面には鏡面加工が施され、可視領域の光に対する
反射面７４ａが形成されている。また、図１では図示が
省略されているが、図６に示されるように、ウエハステ
ージＷＳＴのＸ方向一側の側面にも鏡面加工が施され、
可視領域の光に対する反射面７４ｂが形成されている。
そして、この露光装置１０では、前記反射面７４ａ、７
４ｂに測定ビームを照射する干渉計システムによって投
影光学系ＰＯに対するその位置が正確に測定されるよう
になっている。この干渉計システムについては後述す
る。

【００９６】ウエハステージＷＳＴ上面の一端部には、
レチクルＲに描画されたパターンがウエハＷ面上に投影
される位置と、アライメント光学系ＡＬＧの相対位置関
係の計測（いわゆるベースライン計測）等を行うための
空間像計測器ＦＭが設けられている。この空間像計測器
ＦＭは、従来のＤＵＶ露光装置の基準マーク板に相当す
るものである。

【００９７】図９（Ａ）、（Ｂ）には、この空間像計測
器ＦＭの平面図、縦断面図がそれぞれ示されている。こ
れらの図に示されるように、空間像計測器ＦＭの上面に
は、開口としてのスリットＳＬＴが形成されている。こ
のスリットＳＬＴは、ウエハステージＷＳＴの上面に固
定された所定厚さの蛍光発生物質６３の表面に形成され
たＥＵＶ光の反射層６４にパターンニングされたもので
ある。なお、反射層６４に代えてＥＵＶ光の吸収層を設
け、この吸収層に開口を形成してもよい。

【００９８】前記スリットＳＬＴの下方のウエハステー
ジＷＳＴの上面板には、開口６６が形成されており、こ
の開口６６に対向するウエハステージＷＳＴの内部に
は、フォトマルチプライヤ等の光電変換素子ＰＭが配置
されている。従って、投影光学系ＰＯを介して上方から
空間像計測器ＦＭにＥＵＶ光ＥＬが照射されると、スリ
ットＳＬＴを透過したＥＵＶ光が蛍光発生物質６３に到
達し、該蛍光発生物質６３がＥＵＶ光に比べて波長の長
い光を発する。この光が光電変換素子ＰＭによって受光
されその光の強度に応じた電気信号に変換される。この
光電変換素子ＰＭの出力信号も主制御装置８０に供給さ
れるようになっている。

【００９９】次に、図６を用いて、レチクルステージＲ
ＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置を計測する干渉計
システム７０（図１０参照）の構成等について詳述す
る。なお、図６においては、各レーザ干渉計の測長軸を
用いて該当するレーザ干渉計を代表的に示している。

【０１００】この干渉計システム７０は、レチクルステ
ージＲＳＴのＸＹ面内の位置を計測する４つのレーザ干
渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２、ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ２
と、ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置を計測する
４つのレーザ干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２、ＷＩＦＹ
１、ＷＩＦＹ２とを含んで構成されている。

【０１０１】干渉計ＲＩＦＹ１は、レチクルステージＲ
ＳＴの反射面４０ａに計測ビームＲＩＦＹ１Ｍを投射す
るとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付けられ
た固定鏡（参照鏡）７２ａ（図１参照）に参照ビームＲ
ＩＦＹ１Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光すること
により、その計測ビームＲＩＦＹ１Ｍの投射位置での固
定鏡７２ａに対するレチクルステージＲＳＴのＹ方向の
相対位置を計測する。

【０１０２】同様に、干渉計ＲＩＦＹ２は、レチクルス
テージＲＳＴの反射面４０ａに計測ビームＲＩＦＹ２Ｍ
を投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り
付けられた固定鏡（参照鏡）７２ａ（図１参照）に参照
ビームＲＩＦＹ２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光
することにより、その計測ビームＲＩＦＹ２Ｍの投射位
置での固定鏡７２ａに対するレチクルステージＲＳＴの
Ｙ方向の相対位置を計測する。

【０１０３】上記２つの干渉計ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ２
の計測ビームＲＩＦＹ１Ｍ、ＲＩＦＹ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡの中心（レチクルＲのＸ方向の中
心）と一致するようになっている。従って、これら２つ
の干渉計の計測値の平均値がレチクルステージＲＳＴの
Ｙ方向位置を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったも
のがレチクルステージＲＳＴの回転角（ここではα１と
する）を与える。これらの干渉計ＲＩＦＹ１、ＲＩＦＹ
２の計測値は、主制御装置８０に供給されており、主制
御装置８０では上記平均値、及び回転角α１を算出す
る。

【０１０４】また、干渉計ＲＩＦＸ１は、レチクルステ
ージＲＳＴの反射面４０ｂに計測ビームＲＩＦＸ１Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７２ｂに参照ビームＲＩＦＸ
１Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＲＩＦＸ１Ｍの投射位置での固定鏡
７２ｂに対するレチクルステージＲＳＴのＸ方向の相対
位置を計測する。

【０１０５】同様に、干渉計ＲＩＦＸ２は、レチクルス
テージＲＳＴの反射面４０ｂに計測ビームＲＩＦＸ２Ｍ
を投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り
付けられた固定鏡（参照鏡）７２ｂに参照ビームＲＩＦ
Ｘ２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＲＩＦＸ２Ｍの投射位置での固定鏡
７２ｂに対するレチクルステージＲＳＴのＸ方向の相対
位置を計測する。

【０１０６】上記２つの干渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２
の計測ビームＲＩＦＸ１Ｍ、ＲＩＦＸ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡの中心（図５中の点Ｐ２参照）と一
致するようになっている。従って、これら２つの干渉計
の計測値の平均値がレチクルステージＲＳＴのＸ方向位
置を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったものがレチ
クルステージＲＳＴの回転角（ここではα２とする）を
与える。これらの干渉計ＲＩＦＸ１、ＲＩＦＸ２の計測
値は、主制御装置８０に供給されており、主制御装置８
０では上記平均値、及び回転角α２を算出する。この場
合、主制御装置８０では上記の回転角α１、α２のいず
れか一方、又はその平均値（α１＋α２）／２をレチク
ルステージＲＳＴのθ方向の回転角として算出する。

【０１０７】干渉計ＷＩＦＹ１は、ウエハステージＷＳ
Ｔの反射面７４ａに計測ビームＷＩＦＹ１Ｍを投射する
とともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付けられた
固定鏡（参照鏡）７６ａに参照ビームＷＩＦＹ１Ｒを投
射し、それぞれの反射光を受光することにより、その計
測ビームＷＩＦＹ１Ｍの投射位置での固定鏡７６ａに対
するウエハステージＷＳＴのＹ方向の相対位置を計測す
る。

【０１０８】同様に、干渉計ＷＩＦＹ２は、ウエハステ
ージＷＳＴの反射面７４ａに計測ビームＷＩＦＹ２Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７６ａに参照ビームＷＩＦＹ
２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＷＩＦＹ２Ｍの投射位置での固定鏡
７６ａに対するウエハステージＷＳＴのＹ方向の相対位
置を計測する。

【０１０９】上記２つの干渉計ＷＩＦＹ１、ＷＩＦＹ２
の計測ビームＷＩＦＹ１Ｍ、ＷＩＦＹ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡに対応するウエハ上の円弧状の露光
領域ＳＡ（図１１参照）の中心と一致するようになって
いる。従って、これら２つの干渉計の計測値の平均値が
ウエハステージＷＳＴのＹ方向位置を、両計測値の差を
干渉計軸間隔で割ったものがウエハステージＷＳＴの回
転角（ここではβ１とする）を与える。これらの干渉計
ＷＩＦＹ１、ＷＩＦＹ２の計測値は、主制御装置８０に
供給されており、主制御装置８０では上記平均値、及び
回転角β１を算出する。

【０１１０】また、干渉計ＷＩＦＸ１は、ウエハステー
ジＷＳＴの反射面７４ｂに計測ビームＷＩＦＸ１Ｍを投
射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付け
られた固定鏡（参照鏡）７６ｂに参照ビームＷＩＦＸ１
Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することにより、
その計測ビームＷＩＦＸ１Ｍの投射位置での固定鏡７６
ｂに対するウエハステージＷＳＴのＸ方向の相対位置を
計測する。

【０１１１】同様に、干渉計ＷＩＦＸ２は、ウエハステ
ージＷＳＴの反射面７４ｂに計測ビームＷＩＦＸ２Ｍを
投射するとともに、投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰに取り付
けられた固定鏡（参照鏡）７６ｂに参照ビームＷＩＦＸ
２Ｒを投射し、それぞれの反射光を受光することによ
り、その計測ビームＷＩＦＸ２Ｍの投射位置での固定鏡
７６ｂに対するウエハステージＷＳＴのＸ方向の相対位
置を計測する。

【０１１２】上記２つの干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２
の計測ビームＷＩＦＸ１Ｍ、ＷＩＦＸ２Ｍの照射位置の
中心が照明領域ＩＡに対応する露光領域ＳＡの中心と一
致するようになっている。従って、これら２つの干渉計
の計測値の平均値がウエハステージＷＳＴのＸ方向位置
を、両計測値の差を干渉計軸間隔で割ったものがウエハ
ステージＷＳＴの回転角（ここではβ２とする）を与え
る。これらの干渉計ＷＩＦＸ１、ＷＩＦＸ２の計測値
は、主制御装置８０に供給されており、主制御装置８０
では上記平均値、及び回転角β２を算出する。この場
合、主制御装置８０では上記の回転角β１、β２のいず
れか一方、又はその平均値（β１＋β２）／２をウエハ
ステージＷＳＴのθ方向の回転角として算出する。

【０１１３】図１に戻り、上記８つの干渉計の全ての計
測の基準となる投影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰには、レチク
ルＲのＺ方向（第１軸方向）の位置を計測する計測装置
としてのレチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺが設け
られている。このレーザ干渉計ＲＩＦＺは、実際には、
図６に示されるように、レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩ
ＦＺ２、ＲＩＦＺ３の３つが所定間隔で配置され、鏡筒
ＰＰに固定されているが、図１（及び図４）では、これ
らが代表的にレーザ干渉計ＲＩＦＺとして示されてい
る。

【０１１４】これらのレーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦ
Ｚ３からの測定ビームは、折り返しミラーＭを介して所
定の入射角θでレチクルＲのパターン面に投射される露
光用照明光ＥＬの照射領域、すなわち円弧状の照明領域
ＩＡ内の異なる３点に露光用照明光ＥＬの入射光路と出
射光路（反射光路）の中心のＺ方向の光路を通ってレチ
クルＲのパターン面に投射されるようになっている（図
１及び図４参照）。このため、レーザ干渉計ＲＩＦＺ
１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３は、レチクルＲのパターン
面に所定の入射角θで斜めから入射し、入射角と同一の
出射角で反射される露光用照明光ＥＬに影響を及ぼすこ
となく、かつ露光用照明光ＥＬによって干渉計測定ビー
ムが影響を及ぼされることなく、高精度（例えば、数ｎ
ｍ〜１ｎｍ以下の精度）でレチクルＲのＺ方向位置を計
測することが可能になっている。

【０１１５】レーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜ＲＩＦＺ３とし
ては、ここでは、本体内に不図示の参照鏡が内蔵された
参照鏡内蔵タイプのものが用いられ、その参照鏡の位置
を基準としてレチクルＲ上の測定ビームの照射位置のＺ
方向位置を、それぞれ計測する。この場合、図５に示さ
れる照明領域ＩＡ内の点Ｐ１の位置にレーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１からの測定ビームが投射され、点Ｐ２の位置にレ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ２からの測定ビームが投射され、点
Ｐ３の位置にレーザ干渉計ＲＩＦＺ３からの測定ビーム
が投射されるようになっている。点Ｐ２は、照明領域Ｉ
Ａの中心、即ちパターン領域ＰＡのＸ方向の中心軸上の
点でかつ照明領域のＹ方向の中心点であり、点Ｐ１、Ｐ
３は前記中心軸に関して対称の位置にある。

【０１１６】これら３つのレーザ干渉計ＲＩＦＺ１〜Ｒ
ＩＦＺ３の計測値は、主制御装置８０に入力されるよう
になっており（図１０参照）、主制御装置８０ではこれ
ら３つの計測値に基づいて後述するようにして磁気浮上
型２次元リニアアクチュエータ３４を介してレチクルス
テージＲＳＴ、すなわちレチクルＲのＺ位置及び傾斜を
補正するようになっている。

【０１１７】この一方、鏡筒ＰＰを基準とするウエハＷ
のＺ方向位置は、投影光学系ＰＯに固定された斜入射光
式のフォーカスセンサ１４によって計測されるようにな
っている。このフォーカスセンサ１４は、図１に示され
るように、鏡筒ＰＰを保持する不図示のコラムに固定さ
れ、ウエハＷ面に対し斜め方向から検出ビームＦＢを照
射する送光系１４ａと、同じく不図示のコラムに固定さ
れ、ウエハＷ面で反射された検出ビームＦＢを受光する
受光系１４ｂとから構成される。このフォーカスセンサ
としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開
示される多点焦点位置検出系が用いられている。このフ
ォーカスセンサ１４（１４ａ、１４ｂ）は鏡筒ＰＰと一
体的に固定されることが重要である。

【０１１８】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では、レチクルＲのＸＹＺ３次元方向の位置が投
影光学系ＰＯの鏡筒ＰＰを基準として計測され、また、
ウエハＷのＸＹＺ３次元方向の位置が投影光学系ＰＯの
鏡筒ＰＰを基準として計測されるので、投影光学系ＰＯ
とレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴの３
者は同一の支持部材で支えられる必要は無く、それぞれ
が別々の支持部材によって支えられても差し支えない。
すなわち、投影光学系ＰＯ、レチクルステージＲＳＴ及
びウエハステージＷＳＴの３者間に機械的接触は全くな
くても差し支えない。また、前述した干渉計システム７
０を構成する各干渉計の本体も、鏡筒ＰＰに取り付けら
れたそれぞれの固定鏡を参照して計測を行っているの
で、投影光学系ＰＯ、レチクルステージＲＳＴ、ウエハ
ステージＷＳＴと機械的接触は必要無い。

【０１１９】さらに、本実施形態では、投影光学系ＰＯ
の側面に、図１に示されるように、前記アライメント光
学系ＡＬＧが固定されている。このアライメント光学系
ＡＬＧとしては、ブロードバンド光をウエハＷ上のアラ
イメントマーク（または空間像計測器ＦＭ）に照射し、
その反射光を受光して画像処理方式によりマーク検出を
行う結像式アライメントセンサ、レーザ光を格子マーク
に照射して回折光を検出するＬＩＡ（Laser Interferom
etric Alignment）方式のアライメントセンサやＡＦＭ
（原子間力顕微鏡）のような走査型プローブ顕微鏡等種
々のものを用いることができる。

【０１２０】図１０には、これまでに各所で説明した、
ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）及びレチクルＲ（レ
チクルステージＷＳＴ）の位置及び姿勢制御に関連する
制御系の構成が概略的にブロック図にて示されている。
この図１０に示される制御系の内の主制御装置８０（マ
イクロコンピュータ又はミニコンピュータから成る）及
び磁気浮上型リニアアクチュエータ３４、６２によっ
て、ステージ制御系が構成され、また、これらとレチク
ルステージＷＳＴ及びウエハステージＷＳＴとによって
駆動装置が構成されている。

【０１２１】次に、上述のようにして構成された本第１
の実施形態に係る露光装置１０による露光工程の動作に
ついて説明する。

【０１２２】まず、不図示のレチクル搬送系によりレチ
クルＲが搬送され、ローディングポジションにあるレチ
クルステージＲＳＴのレチクルホルダＲＨに吸着保持さ
れる。次に、主制御装置８０からの指令に基づいて駆動
機構４６によりスリット板４４が露光用照明光ＥＬが第
２スリット４４ｂを照射可能な位置（第２位置）へ切り
替えられる。次いで、主制御装置８０では磁気浮上型２
次元リニアアクチュエータ６２、３４を介してウエハス
テージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの位置を制御
して、レチクルＲ上に描画されたレチクルアライメント
マークＲＭ１，ＲＭ４、ＲＭ２，ＲＭ５、ＲＭ３，ＲＭ
６を順次各２つ露光用照明光ＥＬで照射するとともに、
レチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ４、ＲＭ２，
ＲＭ５、ＲＭ３，ＲＭ６のウエハＷ面上への投影像を空
間像計測器ＦＭで検出することにより、レチクルパター
ン像のウエハＷ面上への投影位置を求める。すなわち、
レチクルアライメントを行う。

【０１２３】次に、主制御装置８０では、空間像計測器
ＦＭのスリットＳＬＴがアライメント光学系ＡＬＧの直
下へ位置するように、磁気浮上型２次元リニアアクチュ
エータ６２を介してウエハステージＷＳＴを移動し、ア
ライメント光学系ＡＬＧの検出信号及びそのときの干渉
計システム７０の計測値に基づいて、間接的にレチクル
Ｒのパターン像のウエハＷ面上への結像位置とアライメ
ント光学系ＡＬＧの相対位置、すなわちベースライン量
を求める。

【０１２４】かかるベースライン計測が終了すると、主
制御装置８０ではウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの
各ショット領域に付設されたウエハアライメントマーク
の内の予め定めたサンプル対象となっているウエハアラ
イメントマークの位置検出を、ウエハステージＷＳＴを
順次移動させつつ、アライメント光学系ＡＬＧを用いて
行う。このようにして、サンプルショットのウエハアラ
イメントマークの位置検出が終了すると、それらのデー
タを用いて最小２乗法を利用した統計学的手法を用いて
ウエハＷ上の全てのショット領域の位置を求める。この
ようにして、アライメント計測が終了すると、主制御装
置８０では駆動機構４６を介してスリット板４４を、第
１スリット４４ａに露光用照明光ＥＬが照射される位置
（第１位置）へ切り替える。

【０１２５】そして、主制御装置８０では次のようにし
てステップアンドスキャン方式の露光をＥＵＶ光を露光
用照明光ＥＬとして用いて行う。すなわち、上で求めた
ウエハＷ上びの各ショット領域の位置情報に従って、干
渉計システム７０からの位置情報をモニタしつつ、磁気
浮上型２次元リニアアクチュエータ６２を介してウエハ
ステージＷＳＴを第１ショットの走査開始位置に位置決
めするとともに、磁気浮上型２次元リニアアクチュエー
タ３４を介してレチクルステージＲＳＴを走査開始位置
に位置決めして、その第１ショットの走査露光を行う。
この走査露光に際し、主制御装置８０では磁気浮上型２
次元リニアアクチュエータ３４、６２を介してレチクル
ステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの速度比が投
影光学系ＰＯの投影倍率に正確に一致するように両ステ
ージの速度を制御し、両ステージのかかる速度比の等速
同期状態にて露光（レチクルパターンの転写）が行われ
る。こうして第１ショットの走査露光が終了すると、ウ
エハステージＷＳＴを第２ショットの走査開始位置へ移
動させるショット間のステッピング動作を行う。そし
て、その第２ショットの走査露光を上述と同様にして行
う。この場合、レチクルステージＲＳＴを戻す動作を省
略してスループットの向上を図るべく、第１ショットと
第２ショットとの走査露光の方向は反対向きで、すなわ
ち第１ショットの露光がＹ軸上の一側から他側の向きで
行われた場合には第２ショットの露光は他側から一側の
向きで行われる。すなわち交互スキャンが行われる。こ
のようにして、ショット間のステッピング動作とショッ
トの走査露光動作とが繰り返され、ステップアンドスキ
ャン方式でウエハＷ上の全てのショット領域にレチクル
Ｒのパターンが転写される。図１１には、このようにし
て、レチクルパターンがウエハＷ上の複数ショット領域
Ｓに転写される様子が示されている。図１１の場合は、
１枚のウエハから効率良く完全な形のショットが得られ
るよう、一行内に収めるショット数を適宜偶数、奇数と
している。

【０１２６】ここで、上記の走査露光中やアライメント
中には、投影光学系ＰＯに一体的に取付けられたフォー
カスセンサ（１４ａ、１４ｂ）によってウエハＷ表面と
投影光学系ＰＯの間隔、ＸＹ平面に対する傾斜が計測さ
れ、主制御装置８０によって磁気浮上型２次元リニアア
クチュエータ６２を介してウエハＷ表面と投影光学系Ｐ
Ｏとの間隔、平行度が常に一定になるようにウエハステ
ージＷＳＴが制御される。

【０１２７】また、主制御装置８０では、レチクル面測
定用レーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３
の少なくとも１つにより計測された所定の調整用位置情
報に基づいて、露光中（レチクルパターンの転写中）の
投影光学系ＰＯとレチクルＲのパターン面との間隔が常
に一定に保たれるように、磁気浮上型２次元リニアアク
チュエータ３４を制御してレチクルＲの投影光学系ＰＯ
の光軸方向（第１軸方向、Ｚ方向）の位置を調整しつ
つ、レチクルステージＲＳＴと基板ステージＷＳＴとを
Ｙ軸方向（第２軸方向）に沿って同期移動させる。この
場合、主制御装置８０では、レチクルステージＲＳＴと
ウエハステージＷＳＴとの同期移動時に、レチクルステ
ージＲＳＴの移動方向毎、例えば第１ショットと第２シ
ョットとで、レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺ
１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少なくとも１つによって
計測された第１の調整用位置情報及び第２の調整用位置
情報の内の移動方向に対応する方の調整用位置情報を用
いてレチクルステージＲＳＴのＺ方向位置を調整するよ
うになっている。

【０１２８】従って、本実施形態によると、走査露光に
よりレチクルＲのパターンの全面がウエハＷ上に逐次転
写され、この際調整用位置情報に基づいてレチクルＲの
投影光学系の光軸方向（第１軸方向）の位置が調整され
るので、投影光学系ＰＯのレチクル側が非テレセントリ
ックであるにもかかわらず、レチクルＲの光軸方向変位
に起因してウエハＷ上のパターンの転写像に倍率誤差や
位置ずれが生ずるのを効果的に抑制することができ、結
果的に重ね合わせ精度の向上を図ることが可能となる。
また、レチクルステージＲＳＴがＹ軸に沿って一側から
他側に移動するときと、他側から一側に移動するときと
で、同期移動中のレチクルＲのＺ方向の位置変位がメカ
的要因（ステージの移動特性）や制御特性等で異なる場
合であっても、その影響を受けることなく、高精度にレ
チクルＲのＺ位置調整を行うことができ、レチクルＲの
Ｚ方向変位に起因してウエハＷ上のパターンの転写像に
倍率誤差や位置ずれが生ずるのをより効果的に抑制する
ことができる。

【０１２９】ここで、主制御装置８０では露光中のレチ
クルＲのＺ方向の位置調整を、予めレチクル面測定用レ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少な
くとも１つによって計測して得た調整用位置情報（第１
の調整用位置情報、第２の調整用位置情報）に基づいて
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４をフィード
フォワード制御することにより行っても良く、あるいは
実際の走査露光中にレチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の少なくとも１つによ
ってリアルタイムに計測して得た調整用位置情報（第１
の調整用位置情報、第２の調整用位置情報）に基づいて
磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４をフィード
バック制御することにより行っても良い。前者の場合に
は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴと
の同期移動中に、レチクルＲのＺ変位を計測することな
く、予め計測された情報に基づいてフィードフォワード
制御により調整が行われるので、その調整に際して制御
遅れに起因する調整誤差が発生し難い。後者の場合に
は、前者の場合に比べて制御遅れが発生しないような制
御系の工夫が必要であるが、より高精度にレチクルＲの
Ｚ方向の位置を調整できるという利点がある。

【０１３０】また、レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３は、レチクルＲの円弧
状の照明領域ＩＡ内の異なる位置にそれぞれの測定ビー
ムを照射し、各測定ビームの照射位置でレチクルＲのＺ
方向位置を計測するので、これらのレチクル面測定用レ
ーザ干渉計ＲＩＦＺ１、ＲＩＦＺ２、ＲＩＦＺ３の全て
を用いることにより、最も正確な測定データに基づいて
時々刻々のレチクルＲ上のパターン転写の対象領域内の
Ｚ位置のみでなくその傾斜をも調整することが可能にな
り、結果的に重ね合せ精度を一層向上させることが可能
になる。

【０１３１】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では主制御装置８０、磁気浮上型２次元リニアア
クチュエータ３４、レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩ
ＦＺ、及びレチクルステージＲＳＴによって、レチクル
ＲとウエハＷの同期移動中にレチクルパターンの像倍率
誤差を補正するために投影光学系ＰＯに対してレチクル
Ｒを第１方向に相対移動させる補正装置、すなわち、レ
チクルＲの移動によって生じるレチクルパターンの像倍
率の変化を補償する補正装置が構成されている。また、
本実施形態では、主制御装置８０、磁気浮上型２次元リ
ニアアクチュエータ３４、レチクル面測定用レーザ干渉
計ＲＩＦＺ、及びレチクルステージＲＳＴによって、レ
チクルＲとウエハＷの同期移動中に投影光学系の物体面
と直交する方向のレチクルの位置と、物体面に対するレ
チクルの相対的な傾きとの少なくとも一方を調整する調
整装置が構成されている。さらに、本実施形態では、磁
気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４とレチクルス
テージＲＳＴとによってレチクルＲとウエハＷの同期移
動中、投影光学系ＰＯの物体面側でレチクルＲをＺ方向
に駆動する駆動部材が構成されている。

【０１３２】以上詳細に説明したように、本第１の実施
形態によると、照明光学系（ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、
４４）からレチクルＲと直交するＺ方向に対して傾いた
光軸方向の照明光ＥＬがレチクルＲに照射され、この照
明光がレチクルＲのパターン面で反射され、この反射光
が投影光学系ＰＯによってウエハＷ上に投射され、照明
光で照明されたレチクルＲ上のパターンがウエハＷに転
写される。このレチクルパターンの転写に際して、駆動
装置（８０、３４、６２、ＲＳＴ、ＷＳＴ）では投影光
学系ＰＯの倍率に応じた速度比でレチクルＲとウエハＷ
とを同期移動する。この同期移動中に、補正装置（８
０、３４、ＲＳＴ、ＲＩＦＺ）ではパターンの像倍率誤
差を補正するために投影光学系ＰＯに対してレチクルＲ
をＺ方向に相対移動させる。この際、補正装置ではレチ
クル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺの出力に基づいてレ
チクルＲをＺ方向に移動するようにしても良い。これに
より、本実施形態の露光装置１０では、走査露光により
レチクルＲのパターンの全面がウエハＷ上に逐次転写さ
れ、この際補正装置により、パターンの像倍率誤差を補
正するために投影光学系ＰＯに対してレチクルＲがＺ方
向に相対移動されるので、レチクルＲの光軸方向変位に
起因してウエハＷ上のパターンの転写像に倍率誤差が生
ずるのを効果的に抑制することができ、結果的に重ね合
わせ精度の向上を図ることが可能となる。

【０１３３】また、本実施形態によると、照明系（１
２、ＰＲＭ、ＩＭ、３０、Ｍ、４４）は、照明光ＥＬと
して波長５〜１５ｎｍの間のＥＵＶ光をレチクルＲに照
射し、投影光学系ＰＯとして複数の反射光学素子（Ｍ１
〜Ｍ４）のみからなる反射光学系が用いられているた
め、ＥＵＶ光を用いてレチクルパターンが投影光学系Ｐ
Ｏを介してウエハＷに転写されるので、非常に微細なパ
ターン、例えば１００ｎｍＬ／Ｓパターンの高精度な転
写が可能である。

【０１３４】また、本実施形態によると、干渉計システ
ム７０がレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとの投影光学系ＰＯに対するＸＹ面内の相対位置を計
測し、レチクルＲの投影光学系ＰＯに対するＺ方向の相
対位置がレーザ干渉計ＲＩＦＺにより計測され、かつウ
エハＷの投影光学系ＰＯに対するＺ方向の相対位置がフ
ォーカスセンサ１４により計測されるようになっている
ので、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ
と投影光学系ＰＯとが別々の支持部材に支持されていて
も何らの支障がない。このため、レチクルステージＲＳ
ＴとウエハステージＷＳＴと投影光学系ＰＯとが機械的
に連結される必要がないので、レチクルステージＲＳ
Ｔ、ウエハステージＷＳＴの移動時の加減速度による反
力やそれぞれのステージの支持部材の振動が、投影光学
系ＰＯの結像特性に悪影響を及ぼしたり、一方のステー
ジの移動時の加減速度による反力が支持部材を介して他
方のステージの挙動に悪影響を与えることもない。

【０１３５】また、本実施形態によると、照明光学系内
のスリット板４４は、レチクルパターンの一部に照明光
ＥＬを照射する第１スリット４４ａと、レチクルアライ
メントマークに照明光ＥＬを照射する第２スリット４４
ｂとを有し、照明光ＥＬに対し第１スリット４４ａと第
２スリット４４ｂとを切り替える駆動機構４６が設けら
れていることから、同一のスリット板４４により露光時
及びアライメント時のそれぞれに適切な照明領域の設定
が可能になる。また、この場合、スリット板４４のない
場合に比べて照明光学系からレチクルＲに向かって照射
される照明光の断面形状の自由度が増大し、これに応じ
て照明光学系を構成する光学素子の設計の自由度が向上
する。

【０１３６】また、本実施形態では、露光用照明光ＥＬ
が軟Ｘ線領域の光であり、ウエハステージＷＳＴ上に、
蛍光発生物質６３と、この表面に露光用照明光ＥＬの反
射層６２の薄膜により形成されたスリットＳＬＴと、該
スリットＳＬＴを介して露光用照明光ＥＬが蛍光発生物
質６３に到達した際に蛍光発生物質６３が発する光を光
電変換する光電変換素子ＰＭとを有する空間像計測器Ｆ
Ｍを備えることから、通常軟Ｘ線領域の光を透過する物
質は存在しないにもかかわらず、かかる光を露光用照明
光として用いる場合にもその露光用照明光を用いて空間
像の計測が可能となり、この空間像計測器ＦＭを用いて
レチクルパターンのウエハステージＷＳＴ上での投影位
置を容易に求めること等が可能になる。

【０１３７】また、本実施形態では、レチクルＲのパタ
ーンが、ＥＵＶ光ＥＬの反射層上に成膜されたＥＵＶ光
（露光用照明光）ＥＬの吸収物質によって形成されてい
ることから、露光用照明光である軟Ｘ線領域の光の反射
物質から成る多層膜をパタニングする場合と異なり、失
敗した場合のパターン修復が可能となる。また、上記吸
収物質の材料を適当に選択することにより、上記の露光
用照明光の反射層と吸収物質とを干渉計ＲＩＦＺの測長
ビーム（例えば可視領域の光）に対してほぼ同一反射率
に設定することができ、レチクルＲ上の全面でほぼ同一
精度でレチクルＲのＺ軸方向位置を計測することが可能
となる。

【０１３８】なお、上記実施形態では、レチクル面計測
用レーザ干渉計ＲＩＦＺとして、参照鏡一体型のタイプ
を使用する場合を例示したが、本発明がこれに限定され
ることはなく、マスクのＺ位置を計測する計測装置とし
ての干渉計は、投影光学系に固定された参照鏡と、投影
光学系から離れた位置に配置された干渉計本体とを有し
ていても良い。かかる場合には、干渉計本体の発熱に起
因して投影光学系、あるいはそれに固定されたアライメ
ントセンサやフォーカスセンサ等の各種のセンサの光学
特性に悪影響を与えるのを回避することができる。ま
た、上記実施形態では、レーザ干渉計ＲＩＦＺからの３
つの測定ビームがレチクルＲ上の照明領域ＩＡ内に照射
される場合について説明したが、これに限らず、例えば
干渉計ＲＩＦＺは、レチクルＲのＹ方向の異なる位置に
測定ビームを照射し、各測定ビームの照射位置毎にレチ
クルＲのＺ方向の位置を計測するようにしても良い。か
かる場合には、少なくともＹ方向（同期移動方向）につ
いては、レチクルＲとウエハＷとの同期移動中にレチク
ルＲの光軸方向位置ずれ傾斜ずれを調整することが可能
になる。この場合において、干渉計ＲＩＦＺから少なく
とも２本の測定ビームをレチクル上の照明領域ＩＡのＹ
方向の両側にそれぞれ照射する場合には、レチクルＲと
ウエハＷとの同期移動中に、いわゆる先読み制御を行う
ことにより、フィードフォワードにてレチクルＲのＺ位
置の調整が可能になる。このような場合には、主制御装
置８０、磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ３４、
レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺ、及びレチクル
ステージＲＳＴによって投影光学系の物体面と直交する
方向のレチクルの位置と、物体面に対するレチクルの相
対的な傾きとの少なくとも一方を調整する調整装置が構
成される。

【０１３９】また、上記実施形態では、同期移動中に投
影光学系ＰＯの物体面側でレチクルＲをＺ方向（第１方
向）に移動させる駆動部材が、レチクルＲを保持するレ
チクルステージＷＳＴとこれを駆動する磁気浮上型２次
元リニアアクチュエータ３４とで構成される場合につい
て説明したが、これに限らず、レチクルステージＲＳＴ
上にレチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨを複数点
でＺ方向に駆動するピエゾ素子等の別のアクチュエータ
を設け、これによって駆動部材を構成してもよい。いず
れにしても、駆動部材は、投影光学系ＰＯの物体面に対
してレチクルＲを相対的に傾けるものであることが望ま
しい。かかる場合には、同期移動中、駆動部材によっ
て、投影光学系ＰＯの物体面側でレチクルＲがＺ方向に
移動されるのに加え、投影光学系ＰＯの物体面に対する
傾斜調整も可能になるので、投影光学系の物体面側が非
テレセトリックであるにもかかわらず、レチクルＲの光
軸方向変位に起因してウエハＷ上のパターンの転写像に
倍率誤差や位置ずれが生ずるのを効果的に抑制すること
ができ、結果的に重ね合わせ精度の向上を図ることが可
能となる。

【０１４０】また、上記実施形態では、スリット板４４
を用いて円弧状の照明領域ＩＡを規定する場合について
説明したが、これに限らず、照明光学系を構成する各光
学部材が照明光ＥＬが円弧状の形になるように設計され
ていればレチクルＲ直下のスリット板４４は必ずしも設
ける必要はない。

【０１４１】また、レチクルアライメントマークはＲＭ
１〜ＲＭ６の位置ではなく、図５中のＲＭ７〜ＲＭ１２
の位置にしても良い。かかる場合には、スリット板４４
として、第１スリット４４ａのみを有するスリット板が
あれば良く、また、駆動機構４６は不要である。あるい
は、レチクルアライメントマークをＲＭ１〜ＲＭ１２の
全ての位置に形成し、これら全てを利用しても良い。

【０１４２】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態について図１２、図１３に基づいて説明する。
ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の
構成部分については、同一の符号を用いるとともにその
詳細な説明は省略するものとする。

【０１４３】図１２には、第２の実施形態の露光装置１
００の全体構成が概略的に示されている。この露光装置
１００も、前述した露光装置１０と同様に、露光用照明
光ＥＬとして波長５〜１５ｎｍの軟Ｘ線領域の光（ＥＵ
Ｖ光）を用いて、ステップアンドスキャン方式により露
光動作を行う投影露光装置である。

【０１４４】この露光装置１００は、前述した投影光学
系ＰＯに代えて投影光学系ＰＯ’が設けられている点が
前述した露光装置１０と異なり、この点に特徴を有す
る。

【０１４５】図１３には、この投影光学系ＰＯ’の内部
構成が示されている。この図１３に示されるように、投
影光学系ＰＯ’は、奇数枚（ここでは、５枚）のミラー
Ｍ５〜Ｍ９によって構成されており、その結果、図１２
に示されるように、レチクルステージＲＳＴとウエハス
テージＷＳＴが投影光学系ＰＯ’に対していずれも同一
側となっている。

【０１４６】すなわち、本第２の実施形態では、投影光
学系ＰＯの下方側にほぼ水平に配置された前述したウエ
ハステージベース６０と同様のステージベース６０’上
に、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴが
ともに配設されている。これら両ステージＲＳＴ、ＷＳ
Ｔは、ステージベース６０’上にそれぞれ磁気浮上型２
次元リニアアクチュエータ３４、６２によって浮上支持
されるとともに、前述した第１の実施形態の場合と同様
に６自由度方向に駆動されるようになっている。

【０１４７】前記磁気浮上型２次元リニアアクチュエー
タ３４は、レチクルステージＲＳＴの底部に設けられた
不図示の永久磁石とステージベース６０’上にＸＹ２次
元方向に張り巡らされた不図示のコイルによって構成さ
れている。同様に、磁気浮上型２次元リニアアクチュエ
ータ６２は、ウエハステージＷＳＴの底部に設けられた
不図示の永久磁石と、ステージベース６０’上にＸＹ２
次元方向に張り巡らされた不図示のコイルによって構成
されている。前述した主制御装置８０により前記各コイ
ルに流す電流を制御することによって、前記両ステージ
の６次元方向の位置・姿勢制御及び、走査方向について
の同期移動が行われるようになっている。すなわち、本
第２の実施形態では、走査露光時に、レチクルステージ
ＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＯ’の
投影倍率に応じた速度比で走査方向（Ｙ軸方向）にほぼ
沿って逆向きに駆動する駆動系が、前記磁気浮上型２次
元リニアアクチュエータ３４、６２と主制御装置８０と
によって構成されている。

【０１４８】また、この場合、ウエハＷを保持するウエ
ハステージＷＳＴの質量とレチクルＲを保持するレチク
ルステージＲＳＴとの質量の比が、投影光学系ＰＯ’の
投影倍率と同一に設定されている。

【０１４９】その他の部分の構成等は、前述した第１の
実施形態の露光装置１０と同一である。従って、図１２
には、レチクル面測定用レーザ干渉計ＲＩＦＺのみが示
されているが、その他の測定系すなわち、レチクルＸＹ
干渉計、ウエハＸＹ干渉計、フォーカスセンサ、アライ
メント光学系等も実際には、第１の実施形態と同様に設
けられていることは勿論である。

【０１５０】また、図１３においては、ミラーＭ５〜Ｍ
９の冷却システムが設けられていないが、第１の実施形
態と同様に設けられていても良い。

【０１５１】このようにして構成された本第２の実施形
態の露光装置１００においても、レチクル面計測用のレ
ーザ干渉計ＲＩＦＺによりレチクルＲと投影光学系Ｐ
Ｏ’の間隔を測定することができるとともに、前述した
第１の実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
さらに、この露光装置１００によると、走査露光時に、
駆動系（３４、６２、８０）により、レチクルステージ
ＲＳＴとウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＯ’の投
影倍率に応じた速度比で所定方向にほぼ沿って逆向きに
駆動されると、運動量保存則が成立して、ステージベー
ス６０’、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージ
ＷＳＴを含む系の運動量が保存され、その系の重心移動
が生じない。従って、レチクルステージＲＳＴの駆動に
よりステージベース６０’に作用する反力と、ウエハス
テージＷＳＴの駆動によりステージベース６０’に作用
する反力とが相殺され、両ステージの同期誤差がほぼ零
となる。

【０１５２】また、図１３からも明らかなように、レチ
クルステージＲＳＴとウエハステ―ジＷＳＴとが同一面
上に配置され、走査露光時には、駆動系（３４、６２、
８０）によって走査方向にほぼ沿った同一直線状を互い
に逆向きに駆動されるので、ステージベース６０’には
モーメントも作用しない。

【０１５３】以上より、この露光装置１００では、走査
露光時のレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ
Ｔとの同期誤差及びステージベース６０’の振動及びス
テージベースに作用する偏荷重等に起因してウエハＷ上
のパターン転写像に位置ずれが生じるのを効果的に抑制
することができ、結果的に重ね合わせ精度を一層向上さ
せることができるとともに、ステージベース６０’は床
面からの微振動を絶縁するパッシブ防振台で支持すれば
良く、高価なアクティブ防振台等は不要である。

【０１５４】なお、上記第２の実施形態では、レチクル
ステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同一面上に
配置する場合について説明したが、本発明がこれに限定
されるものではない。すなわち、レチクルステージＲＳ
ＴとウエハステージＷＳＴとを同一のステージベースの
高さ位置の異なる面上に配置しても良い。かかる場合に
は、両ステージの駆動に起因する反力がステージベース
に及ぼす回転モーメントの影響を除去する何らかの装
置、例えばアクティブ防振台等によってステージベース
を支持すれば良い。これにより、上記の回転モーメント
によって生じる偏荷重によりステージベースが傾く等の
不都合を防止することができる。

【０１５５】また、上記第２の実施形態では、ウエハＷ
を保持するウエハステージＷＳＴの質量とレチクルＲを
保持するレチクルステージＲＳＴとの質量の比が、投影
光学系ＰＯ’の投影倍率と同一に設定されている場合に
ついて説明したが、必ずしもこのようにしなくても良
い。すなわち、上記のステージベース６０’を例えば磁
気浮上方式で支持する別のベース部材を設けることによ
り、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＷＳＴと
の質量比が投影倍率と異なる場合であっても対処可能で
ある。この場合には、両ステージの駆動力の反力の合力
によりステージベース６０’はその合力の大きさと方向
に応じてベース部材に対して相対移動するが、この相対
移動により、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージ
ＷＳＴ及びステージベースを含む系全体の重心を所定の
位置に維持できるからである。この場合、ステージベー
ス６０’を磁気浮上型２次元リニアアクチュエータによ
って上記の別のベース部材の上方に支持しても良い。こ
のようにすると、ステージベース６０’が基準位置から
所定量以上移動した場合に、磁気浮上型２次元リニアア
クチュエータによってＸＹ面内の駆動力を発生すること
により、ステージベース６０’を基準位置に戻すことが
できる。

【０１５６】なお、上記第１、第２の実施形態で示した
投影光学系や、照明光学系はほんの一例であって、本発
明がこれに限定されないことは勿論である。

【０１５７】また、上記実施形態において、照明光ＥＬ
として、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に限らず、波長１
１．５ｎｍのＥＵＶ光を用いても良い。この波長域では
モリブデンとベリリウムとを交互に積層させた多層膜が
光学素子の表面に形成されることになる。なお、７０ｎ
ｍＬ／Ｓパターン、又は５０ｎｍ孤立パタ−ンを転写す
るためには、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光では開口数が
０．１〜０．１２程度の投影光学系が用いられ、波長１
１．５ｎｍのＥＵＶ光では開口数が０．０８〜０．１程
度の投影光学系が用いられる。

【０１５８】さらに、上記実施形態の光源装置１２で
は、銅テープなどのテープターゲットを用いるものとし
たが、その代わりにガスジェットターゲット、又はクラ
イオターゲットなどを用いても良い。

【０１５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜２３、
及び請求項２９〜３５に記載の各発明によれば、基板上
のパターンの転写像に倍率誤差、あるいは位置ずれが生
ずるのを効果的に抑制することができ、結果的に重ね合
わせ精度の向上を図ることができるという従来にない優
れた効果がある。

【０１６０】また、請求項２４〜２８に記載の各発明に
よれば、マスクの光軸方向変位に起因して基板上のパタ
ーンの転写像に倍率誤差や位置ずれが生ずるのを効果的
に抑制することができ重ね合せ精度の向上を図ることが
できる露光方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の露光装置の構成を概略的に示
す図である。

【図２】図１の光源装置の内部を構成を示す図である。

【図３】図２の光源装置の左側面図である。

【図４】図１のレチクルステージ近傍の構成各部を詳細
に示す図である。

【図５】レチクルの概略平面図である。

【図６】レチクルステージとウエハステージのＸＹ平面
内の位置を計測する干渉計システムの構成を説明するた
めの図である。

【図７】図１のスリット板及びその駆動機構の一例を示
す平面図である。

【図８】図１の投影光学系の内部構成を概略的に示す図
である。

【図９】（Ａ）は空間像計測器を示す平面図、（Ｂ）は
（Ａ）の空間像計測器を示す側面図である。

【図１０】ウエハ（ウエハステージ）及びレチクル（レ
チクルステージ）の位置及び姿勢制御に関連する制御系
の構成を概略的に示すブロック図である。

【図１１】レチクルパターンがウエハ上の複数ショット
領域に転写される様子を示す図である。

【図１２】第２の実施形態に係る露光装置の全体構成を
概略的に示す図である。

【図１３】図１２の投影光学系の内部構成を示す図であ
る。

【図１４】発明が解決しようとする課題を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０…露光装置、１２…光源装置（照明系の一部）、３
０…波長選択窓（照明光学系の一部、照明系の一部）、
３４…磁気浮上型２次元リニアアクチュエータ（ステー
ジ制御系の一部、駆動装置の一部、補正装置の一部、駆
動部材の一部、調整装置の一部）、４４…スリット板
（視野絞り、照明光学系の一部）、４４ａ…第１スリッ
ト（第１開口）、４４ｂ…第２スリット（第２開口）、
４６…駆動機構（切替機構）、６２…磁気浮上型２次元
リニアアクチュエータ（ステージ制御系の一部、駆動装
置の一部）、６３…蛍光発生物質、７０…干渉計システ
ム、８０…主制御装置（ステージ制御系の一部、駆動装
置の一部、補正装置の一部、調整装置の一部）、Ｒ…レ
チクル（マスク）、ＰＯ…投影光学系、Ｗ…ウエハ（基
板）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ、駆
動装置の一部、駆動部材の一部、調整装置の一部）、Ｗ
ＳＴ…ウエハステージ（基板ステージ、駆動装置の一
部）、ＰＭ…放物面鏡（照明光学系の一部、照明系の一
部）、Ｍ…折り返しミラー（照明光学系の一部、照明系
の一部）、ＩＡ…円弧状照明領域（第１照明領域）、Ｒ
ＩＦＺ…レチクル面計測用レーザ干渉計（計測装置、干
渉計、補正装置の一部、調整装置の一部）、ＦＭ…空間
像計測器、ＳＬＴ…スリット（開口）、ＥＬ…露光用照
明光、ＰＭ…光電変換素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 21/30 ５１６Ａ５１８５３１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して基板上に転写する露光装置であって、前記マスクが反射型マスクであり、前記投影光学系が反射光学系であり、前記マスクを保持するマスクステージと；前記基板を保
持する基板ステージと；前記マスクのパターン面に対し
所定の入射角で露光用照明光を照射する照明系と；前記
露光用照明光により照明された前記マスクのパターンを
前記投影光学系を介して前記基板上に転写するために、
所定の調整用位置情報に基づいて前記マスクの前記投影
光学系の光軸方向である第１軸方向の位置を調整しつ
つ、前記マスクステージと基板ステージとを前記第１軸
方向に直交する第２軸方向に沿って同期移動させるステ
ージ制御系とを備える露光装置。
【請求項２】前記調整用位置情報は、前記マスクステ
ージの前記第２軸上の移動方向に応じた第１の調整用位
置情報と第２の調整用位置情報とを含み、前記ステージ制御系は、前記マスクステージと基板ステ
ージとの前記同期移動時に、前記マスクステージの移動
方向毎に、前記第１の調整用位置情報及び第２の調整用
位置情報の内の前記移動方向に対応する方の調整用位置
情報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記調整用位置情報は、予め計測された
情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の露
光装置。
【請求項４】前記マスクの前記第１軸方向の位置を計
測する計測装置を更に備え、前記ステージ制御系は、前記マスクステージと基板ステ
ージとの前記同期移動中に前記計測装置を用いて前記調
整用位置情報を計測するとともに、その調整用位置情報
を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を調整すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項５】前記計測装置は、前記マスクに対し垂直
に測長ビームを照射してその反射光を受光することによ
り、前記マスクの前記第１軸方向の位置を計測する干渉
計であることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】前記干渉計は、前記マスクの前記露光用
照明光の照射領域に少なくとも２本の測長ビームを照射
し、各測長ビームの照射位置毎に前記マスクの第１軸方
向の位置を計測することを特徴とする請求項５に記載の
露光装置。
【請求項７】前記干渉計は、前記マスクの前記第２軸
方向の異なる位置に測長ビームを照射し、各測長ビーム
の照射位置毎に前記マスクの第１軸方向の位置を計測す
ることを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】前記干渉計は、前記投影光学系に固定さ
れた参照鏡と、前記投影光学系から離れた位置に配置さ
れた干渉計本体とを有することを特徴とする請求項５〜
７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】前記ステージ制御系は、前記計測した調
整用位置情報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を
フィードフォワード制御にて調整することを特徴とする
請求項４に記載の露光装置。
【請求項１０】前記ステージ制御系は、前記計測した
調整用位置情報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置
をフィードバック制御にて調整することを特徴とする請
求項４に記載の露光装置。
【請求項１１】前記マスクのパターン面に近接して配
置され、前記露光用照明光が照射される前記マスク上の
第１照明領域を規定する第１スリットと、前記マスクに
形成されたマーク部分に前記露光用照明光が照射される
第２照明領域を規定する第２スリットとを有するスリッ
ト板と；前記スリット板を、前記露光用照明光が前記第
１スリットに照射される第１位置と、前記露光用照明光
が前記第２スリットに照射される第２位置との間で切替
える切替機構とを更に備える請求項１〜１０のいずれか
一項に記載の露光装置。
【請求項１２】前記マスクステージと前記基板ステー
ジと前記投影光学系とが別々の支持部材に支持され、前記マスクステージと前記基板ステージとの前記第１軸
に直交する前記第２軸を含む面内の位置を計測する干渉
計システムを更に備え、前記干渉計システムが前記投影光学系を支持する部材に
対する前記マスクステージと前記基板ステージとの前記
第１軸に直交する前記第２軸を含む面内の相対位置を計
測することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項
に記載の露光装置。
【請求項１３】前記露光用照明光が軟Ｘ線領域の光で
あり、前記基板ステージ上に、蛍光発生物質と、この表面に前
記露光用照明光の反射層又は吸収層の薄膜により形成さ
れた開口と、前記開口を介して前記露光用照明光が前記
蛍光物質に到達した際に前記蛍光発生物質が発する光を
光電変換する光電変換素子とを有する空間像計測器を更
に備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一
項に記載の露光装置。
【請求項１４】前記露光用照明光が軟Ｘ線領域の光で
あり、前記マスクのパターンが、前記露光用照明光の反射層上
に成膜された前記露光用照明光の吸収物質によって形成
されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか
一項に記載の露光装置。
【請求項１５】マスクのパターンを基板上に転写する
露光装置であって、前記マスクと直交する第１方向に対して傾いた光軸を有
し、前記マスクに照明光を照射する照明光学系と；前記
マスクで反射された照明光を前記基板上に投射する投影
光学系と；前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記
マスクと前記基板とを同期移動する駆動装置と；前記同
期移動中、前記パターンの像倍率誤差を補正するために
前記投影光学系に対して前記マスクを前記第１方向に相
対移動させる補正装置とを備えたことを特徴とする露光
装置。
【請求項１６】前記照明系は、前記照明光として波長
５〜１５ｎｍの間のＥＵＶ光を前記マスクに照射し、前記投影光学系は、複数の反射光学素子のみからなるこ
とを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】前記補正装置は、前記マスクの前記第
１方向の位置を計測する計測装置を有し、前記計測装置
の出力に基づいて前記マスクを移動することを特徴とす
る請求項１５又は１６に記載の露光装置。
【請求項１８】マスクのパターンを基板上に転写する
露光装置において、前記マスクと直交する第１方向に対して主光線が傾けら
れた照明光を前記マスクに照射する照明光学系と；前記
マスクから出射される照明光を前記基板上に投射する投
影光学系と；前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前
記マスクと前記基板とを同期移動する駆動装置と；前記
マスクの移動によって生じる前記パターンの像倍率の変
化を補償する補正装置とを備えたことを特徴とする露光
装置。
【請求項１９】前記マスクは反射型マスクであり、前記照明光学系は、前記照明光として波長５〜１５ｎｍ
の間のＥＵＶ光を前記マスクに照射し、前記投影光学系は、複数の反射光学素子のみからなるこ
とを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】前記補正装置は、前記同期移動中、前
記投影光学系の物体面側で前記マスクを前記第１方向に
移動する駆動部材を含むことを特徴とする請求項１８又
は１９に記載の露光装置。
【請求項２１】前記駆動部材は、前記投影光学系の物
体面に対して前記マスクを相対的に傾けることを特徴と
する請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】マスクのパターンを基板上に転写する
露光装置であって、前記マスクの垂線に対して傾けられた照明光を前記マス
クに照射する照明光学系と；前記マスクで反射される照
明光を前記基板上に投射する投影光学系とを備え、前記照明光学系は、前記マスクに対して前記照明光の入
射側に近接して配置され、前記マスク上での前記照明光
の照射領域を規定する視野絞りを有し、前記視野絞りに
よって前記照明領域の形状、大きさ、及び位置の少なく
とも１つを調整することを特徴とする露光装置。
【請求項２３】前記視野絞りは、前記パターンの一部
に前記照明光を照射する第１開口と、前記マスクに形成
されるマークに前記照明光を照射する第２開口とを有
し、前記第１開口と前記第２開口とを切り替える切替機構を
備えることを特徴とする請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】マスクと基板とを同期移動させつつ前
記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前
記基板上に転写する露光方法において、前記マスクとして反射型マスクを用意し、前記投影光学系として反射光学系を使用し、前記マスクのパターン面に対し所定の入射角θで露光用
照明光を照射して前記露光用照明光により照明された前
記マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記基板
上に転写するに際し、所定の調整用位置情報に基づいて前記マスクの前記投影
光学系の光軸方向である第１軸方向の位置を調整しつ
つ、前記マスクと基板とを前記第１軸方向に直交する第
２軸方向に沿って同期移動させることを特徴とする露光
方法。
【請求項２５】前記調整用位置情報は、前記マスクの
前記第２軸上の移動方向に応じた第１の調整用位置情報
と第２の調整用位置情報とを含み、前記マスクと基板との前記同期移動時に、前記マスクの
移動方向毎に、前記第１の調整用位置情報及び第２の調
整用位置情報の内の前記移動方向に対応する方の調整用
位置情報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を調整
することを特徴とする請求項２４に記載の露光方法。
【請求項２６】前記調整用位置情報は、予め計測され
た情報であることを特徴とする請求項２４又は２５に記
載の露光方法。
【請求項２７】前記マスクと基板との前記同期移動中
に前記調整用位置情報を計測するとともに、その調整用
位置情報を用いて前記マスクの第１軸方向の位置を調整
することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の露光
方法。
【請求項２８】マスクのパターンを投影光学系を介し
て基板上に転写する露光方法において、前記マスクと直交する方向に対して主光線が傾けられた
照明光を前記マスクに照射し、前記マスクに対して前記マスクを相対移動するのに同期
して、前記マスクで反射されて前記投影光学系を通過す
る照明光に対して前記基板を相対移動し、前記マスクと前記基板との同期移動中、前記マスクの移
動によって生じる前記パターンの像倍率の変化を補償す
ることを特徴とする露光方法。
【請求項２９】マスクのパターンを基板上に転写する
露光装置であって、前記マスクのパターン面に対して照
明光を傾けて照射する照明光学系と；前記マスクから出
射される照明光を前記基板上に投射する投影光学系と；
前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記マスクと前
記基板とを同期移動する駆動装置と；前記同期移動中、
前記投影光学系の物体面と直交する方向の前記マスクの
位置と、前記物体面に対する前記マスクの相対的な傾き
との少なくとも一方を調整する調整装置とを備える露光
装置。
【請求項３０】反射型マスクに形成されるパターンを
基板上に転写する露光装置であって、前記反射型マスクと前記基板との間に奇数個の反射面を
有する投影光学系と；前記反射型マスクを保持するマス
クステージと；前記投影光学系に対して前記反射型マス
クと同一側で前記基板を保持する基板ステージと；前記
基板の走査露光時に、前記マスクステージと前記基板ス
テージとを所定方向にほぼ沿って駆動する駆動系とを備
える露光装置。
【請求項３１】前記マスクステージと前記基板ステー
ジとが同一面上に配置され、前記駆動系は、基板の走査露光時に、前記マスクステー
ジと前記基板ステージとを所定方向にほぼ沿った同一直
線状を逆向きに駆動することを特徴とする請求項３０に
記載の露光装置。
【請求項３２】前記反射型マスクに照明光をその主光
線を傾けて照射する照明光学系を更に備え、前記駆動系は、前記照明光に対して前記反射型マスクと
前記基板とをそれぞれ相対駆動することを特徴とする請
求項３０又は３１に記載の露光装置。
【請求項３３】前記反射型マスク上での前記照明光の
照射領域を円弧スリット状に規定する絞り部材を更に備
えることを特徴とする請求項３２に記載の露光装置。
【請求項３４】前記照明光はその波長が５〜１５ｎｍ
の間であり、前記投影光学系は複数の反射光学素子のみ
からなることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の
露光装置。
【請求項３５】投影光学系を介して反射型マスクに形
成されるパターンを基板上に転与する露光装置であっ
て、前記投影光学系の倍率に応じた速度比で前記反射型マス
クと前記基板とを同期移動するステージシステムと；前
記ステージシステムに設けられ、前記反射型マスクを保
持する保持部材とを備え、前記反射型マスクの基板材料と線膨張係数がほぼ同一の
材料で前記保持部材を構成したことを特徴とする露光装
置。