JP2003347184A

JP2003347184A - 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法

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Publication number: JP2003347184A
Application number: JP2002148301A
Authority: JP
Inventors: Kei Nara; 圭奈良
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: CN1983037B; CN1983037A; JP4168665B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精度を維持しつつアライメント処理時間を短
縮し、生産性が向上される露光方法及び露光装置、並び
にデバイス製造方法を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐ
とをＸ軸方向に同期移動しつつ、感光基板Ｐに対してマ
スクＭのパターンを露光する走査型露光装置である。こ
の露光装置ＥＸは、感光基板Ｐ上の複数位置に設けられ
たアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを検出する
複数のアライメント系ＡＬを備え、アライメント系ＡＬ
１〜ＡＬ６は、非走査方向であるＹ軸方向に少なくとも
３つ並んで配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクと基板とを
同期移動しつつマスクのパターンを基板に露光する露光
方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示デバイスや半導体デバイスは、
マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写す
る、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造され
る。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置
は、感光基板を載置して２次元移動する基板ステージと
パターンを有するマスクを載置して２次元移動するマス
クステージとを有し、マスク上に形成されたパターンを
マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投
影光学系を介して感光基板に転写するものである。露光
装置としては、感光基板上にマスクのパターン全体を同
時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板
ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的
に感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主
に知られている。このうち、液晶表示デバイスを製造す
る際には、表示領域の大型化の要求から走査型露光装置
が主に用いられている。

【０００３】走査型露光装置には、複数の投影光学系
を、隣り合う投影領域が走査方向で所定量変位するよう
に、且つ隣り合う投影領域の端部（継ぎ部）どうしが走
査方向と直交する方向に重複するように配置した、いわ
ゆるマルチレンズ方式の走査型露光装置（マルチレンズ
スキャン型露光装置）がある。マルチレンズ方式の走査
型露光装置は、良好な結像特性を維持しつつ、装置を大
型化せずに大きな露光領域（パターン形成領域）を得る
ことができる。上記走査型露光装置における各投影光学
系の視野絞りは、例えば台形形状で、走査方向の視野絞
りの開口幅の合計は常に等しくなるように設定されてい
る。そのため、隣り合う投影光学系の継ぎ部が重複して
露光されるので、上記走査型露光装置は、投影光学系の
光学収差や露光照度が滑らかに変化するという利点を有
している。

【０００４】図２１は、従来のマルチレンズスキャン型
露光装置の一例を示す図である。図２１に示すように、
露光装置ＥＸＪは、マスクＭを支持するマスクステージ
ＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴ
と、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを
露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで
照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳ
Ｔに支持されている感光基板Ｐに投影する複数の投影光
学系ＰＬａ〜ＰＬｇとを備えている。投影光学系ＰＬ
ａ、ＰＬｃ、ＰＬｄ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬ
ｄ、ＰＬｆとは２列に千鳥状に配列されており、投影光
学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち隣り合う投影光学系どうし
（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）
がＸ軸方向に所定量変位して配置されている。そして、
投影光学系Ｐａ〜ＰＬｇのそれぞれに対応する台形状の
投影領域の継ぎ部が感光基板Ｐ上で重複する。マスクス
テージＭＳＴの上方には、マスクＭと感光基板Ｐとのア
ライメントを行うアライメント光学系５００Ａ、５００
Ｂが設けられている。アライメント光学系５００Ａ、５
００Ｂは、不図示の駆動機構によりＹ軸方向に移動可能
となっており、アライメント処理時には照明光学系ＩＬ
とマスクＭとの間に進入するとともに、走査露光時には
照明領域から退避するようになっている。アライメント
光学系５００Ａ、５００Ｂは、マスクＭに形成されてい
るマスクアライメントマークを検出するとともに、感光
基板Ｐに形成されている基板アライメントマークを投影
光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。

【０００５】図２２〜図２４は、露光装置ＥＸＪを用い
たアライメント処理手順及び露光処理手順を説明するた
めの図である。ここでは、感光基板Ｐ上に４つのデバイ
ス（パターン形成領域）ＰＡ１〜ＰＡ４を形成する場合
について説明する。図２２に示すように、感光基板Ｐ上
のパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれの４隅に
はアライメントマークが形成されている。露光装置ＥＸ
Ｊは、まず、図２２（ａ）に示すように、感光基板Ｐ上
の第１のパターン形成領域ＰＡ１の−Ｘ側の２つの基板
アライメントマークｍ１、ｍ２を、アライメント光学系
５００Ａ、５００Ｂにより投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇ
を介して検出する。ここで、アライメント光学系５００
Ａ、５００Ｂは、基板アライメントマークｍ１、ｍ２に
対応したマスクアライメントマーク（図２２では不図
示）も同時に検出する。次いで、図２２（ｂ）に示すよ
うに、感光基板Ｐが基板ステージＰＳＴにより−Ｘ側に
移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂがパタ
ーン形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側の２つの基板アライメント
マークｍ３、ｍ４を投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介し
て検出する。このとき、マスクＭもマスクステージＭＳ
Ｔにより移動し、感光基板Ｐの基板アライメントマーク
ｍ３、ｍ４に対応したマスクアライメントマークが基板
アライメントマークｍ３、ｍ４とともに検出される。次
いで、図２２（ｃ）に示すように、感光基板Ｐが基板ス
テージＰＳＴにより−Ｘ側に移動し、アライメント光学
系５００Ａ、５００Ｂが感光基板Ｐの第２のパターン形
成領域ＰＡ２の基板アライメントマークｍ１、ｍ２、及
びこれに対応するマスクアライメントマークを検出す
る。次いで、図２２（ｄ）に示すように、感光基板Ｐが
−Ｘ側に移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００
Ｂがパターン形成領域ＰＡ２の基板アライメントマーク
ｍ３、ｍ４、及びこれに対応するマスクアライメントマ
ークを検出する。次いで、図２３（ａ）に示すように、
感光基板Ｐが基板ステージＰＳＴにより−Ｙ側にステッ
プ移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂが第
３のパターン形成領域ＰＡ３の基板アライメントマーク
ｍ３、ｍ４、及びこれに対応するマスクアライメントマ
ークを検出する。次いで、図２３（ｂ）に示すように、
感光基板Ｐが＋Ｘ側に移動し、アライメント光学系５０
０Ａ、５００Ｂがパターン形成領域ＰＡ３の基板アライ
メントマークｍ１、ｍ２、及びこれに対応するマスクア
ライメントマークを検出する。次いで、図２３（ｃ）に
示すように、感光基板Ｐが＋Ｘ側に移動し、アライメン
ト光学系５００Ａ、５００Ｂが第４のパターン形成領域
ＰＡ４の基板アライメントマークｍ３、ｍ４、及びこれ
に対応するマスクアライメントマークを検出する。次い
で、図２３（ｄ）に示すように、感光基板Ｐが＋Ｘ側に
移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂがパタ
ーン形成領域ＰＡ４の基板アライメントマークｍ１、ｍ
２、及びこれに対応するマスクアライメントマークを検
出する。

【０００６】以上のようにして、マスクＭと感光基板Ｐ
とのステップ移動を繰り返しながら、２つのアライメン
ト光学系５００Ａ、５００Ｂが各パターン形成領域ＰＡ
１〜ＰＡ４のそれぞれの基板アライメントマークｍ１〜
ｍ４の位置情報、及びマスクアライメントマークの位置
情報を検出する。そして、露光装置ＥＸＪでは、アライ
メント光学系５００Ａ、５００Ｂの検出結果に基づい
て、各パターン形成領域毎のマスクＭと感光基板Ｐとの
位置誤差、及びシフト、ローテーション、スケーリング
等の像特性を求め、この求めた誤差情報から補正値を算
出し、この補正値に基づいて露光処理が行われる。露光
処理を行う際には、まず、図２４（ａ）に示すように、
最後にアライメント処理を行ったパターン形成領域ＰＡ
４に対する露光処理が行われる。すなわち、感光基板Ｐ
を支持した基板ステージＰＳＴとマスクＭを支持したマ
スクステージＭＳＴ（図２４では不図示）とを−Ｘ方向
に同期移動しつつ、マスクＭを露光光で照明することに
より、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ４に対する露
光処理が行われる。パターン形成領域ＰＡ４に対する露
光処理が終了したら、図２４（ｂ）に示すように、パタ
ーン形成領域ＰＡ３に対する走査露光処理を行うため
に、マスクＭと感光基板Ｐとの位置が設定される。すな
わち、感光基板Ｐが−Ｘ方向に移動するとともに、マス
クＭ（図２４では不図示）が初期位置に戻るために＋Ｘ
方向に大きく移動する。そして、パターン形成領域ＰＡ
３に対する走査露光処理が行われる。パターン形成領域
ＰＡ３に対する露光処理が終了したら、図２４（ｃ）に
示すように、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光
処理を行うために、マスクＭと感光基板Ｐとの位置が設
定される。すなわち、感光基板Ｐは基板ステージＰＳＴ
により＋Ｘ方向に大きく移動するとともに＋Ｙ方向にも
移動し、マスクＭは初期位置に戻るために＋Ｘ側に大き
く移動する。そして、パターン形成領域ＰＡ１に対する
走査露光処理が行われる。パターン形成領域ＰＡ１に対
する露光処理が終了したら、図２４（ｄ）に示すよう
に、パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光処理を行
うために、マスクＭと感光基板Ｐとの位置が設定され
る。すなわち、感光基板Ｐが−Ｘ方向に移動するととも
に、マスクＭが初期位置に戻るために＋Ｘ方向に大きく
移動する。そして、パターン形成領域ＰＡ２に対する走
査露光処理が行われる。こうして、各パターン形成領域
ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれに対する露光処理が終了す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の露光装置及び露光方法には以下に述べる問題が
生じるようになった。上述した従来の方法では、４つの
パターン形成領域（デバイス）ＰＡ１〜ＰＡ４を露光処
理するために、マスクＭと感光基板Ｐとをステップ移動
しつつアライメントマーク検出動作を８回も行う必要が
あり、アライメント処理に要する時間が長かった。１枚
の感光基板Ｐから製造するデバイスを更に多くしようと
すると、アライメント処理時間は更に長くなる。アライ
メント処理時間が長くなると、露光装置全体の生産性が
低下する。一方、アライメント処理時間を短くするため
に、検出するアライメントマークの数を減らすことも考
えられ、１つのパターン形成領域で検出するアライメン
トマークの数を上記４つから例えば２つに減らしてアラ
イメント処理することも考えれるが、検出するアライメ
ントマークの数を減らすと、スケーリング、ローテーシ
ョン、あるいは直交度等の像特性が精度良く検出され
ず、アライメント精度の低下を招くことになる。アライ
メント精度が低下すると、製造するデバイスのパターン
精度が低下する。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、精度を維持しつつアライメント処理時間を短縮
し、生産性が向上される露光方法及び露光装置、並びに
デバイス製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、実施の形態に示す図１〜図２０に対応付け
した以下の構成を採用している。本発明の露光方法は、
マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期
移動しつつ、基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパター
ンを露光する露光方法において、基板（Ｐ）上に設けら
れた複数のアライメントマーク（ｍ１〜ｍ６）のそれぞ
れに対向するとともに第１の方向（Ｘ）と交差する第２
の方向（Ｙ）に少なくとも３つ並んで配置された複数の
アライメント系（ＡＬ１〜ＡＬ６）が複数のアライメン
トマーク（ｍ１〜ｍ６）を検出し、該検出結果に基づい
てマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との位置合わせをすること
を特徴とする。また、本発明の露光装置（ＥＸ）は、マ
スク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移
動しつつ、基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパターン
を露光する露光装置において、基板（Ｐ）上の複数位置
に設けられたアライメントマーク（ｍ１〜ｍ６）のそれ
ぞれを検出する複数のアライメント系（ＡＬ１〜ＡＬ
６）を備え、アライメント系（ＡＬ１〜ＡＬ６）は、第
１の方向（Ｘ）と交差する第２の方向（Ｙ）に少なくと
も３つ並んで配置されていることを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、マスクと基板との走査方
向である第１の方向に対して交差する非走査方向である
第２の方向にアライメント系を少なくとも３つ並べて配
置したので、検出すべきアライメントマークの数を減ら
すことなく、従来に比べてアライメントマークの検出動
作回数を低減できる。したがって、アライメント精度を
維持しつつアライメント処理時間を短縮できる。

【００１１】本発明のデバイス製造方法は、上記記載の
露光方法、あるいは上記記載の露光装置（ＥＸ）を用い
て、マスク（Ｍ）に描いたデバイスパターンを基板
（Ｐ）に露光する工程（２０４）と、該露光した基板
（Ｐ）を現像する工程（２０４）とを含むことを特徴と
する。

【００１２】本発明によれば、高精度でアライメント処
理してから露光処理することにより、製造されるデバイ
スパターン精度を向上できる。更に、アライメント処理
時間が短縮されているので、デバイス製造の際の生産性
を向上できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置について
図１〜図７を参照しながら説明する。図１は本発明の露
光装置の一実施形態を示す概略斜視図、図２は概略構成
図である。図１及び図２において、露光装置ＥＸは、パ
ターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージ
ＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴ
と、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光
光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明
されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに
支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬ
と、感光基板Ｐに設けられているアライメントマークを
検出するアライメント系ＡＬとを備えている。マスクス
テージＭＳＴに支持されているマスクＭと、基板ステー
ジＰＳＴに支持されている感光基板Ｐとは、投影光学系
ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。照明光学系
ＩＬは複数、本実施形態では７つの照明系モジュールＩ
Ｍ（ＩＭａ〜ＩＭｇ）を有している。また、投影光学系
ＰＬも、照明系モジュールＩＭの数に対応して複数、本
実施形態では７つの投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを有して
いる。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、照明系
モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれに対応して配置さ
れている。感光基板Ｐはガラスプレート（ガラス基板）
に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。

【００１４】ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸ
は、露光光ＥＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期
移動して走査露光する走査型露光装置であり、以下の説
明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ
軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び感光基板Ｐの同期移
動方向をＸ軸方向（第１の方向、走査方向）、Ｚ軸方向
及びＸ軸方向（走査方向）と直交する方向をＹ軸方向
（第２の方向、非走査方向）とする。また、Ｘ軸まわ
り、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ方
向、θＹ方向、θＺ方向とする。

【００１５】図２に示すように、照明光学系ＩＬは、超
高圧水銀ランプ等からなる光源１と、光源１から射出さ
れた光束を集光する楕円鏡１ａと、この楕円鏡１ａによ
って集光された光束のうち露光に必要な波長の光束を反
射し、その他の波長の光束を透過させるダイクロイック
ミラー２と、ダイクロイックミラー２で反射した光束の
うち更に露光に必要な波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線のう
ち少なくとも１つの帯域）のみを通過させる波長選択フ
ィルタ３と、波長選択フィルタ３からの光束を複数本、
本実施形態では７本に分岐して、反射ミラー５を介して
各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに入射させるライト
ガイド４とを備えている。

【００１６】照明系モジュールＩＭは複数、本実施形態
ではＩＭａ〜ＩＭｇの７つ設けられており（但し、図２
においては、便宜上照明系モジュールＩＭｇに対応する
もののみ示している）、照明光学系ＩＭａ〜ＩＭｇのそ
れぞれは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに一定の間隔を持って
配置されている。そして、これら複数の照明系モジュー
ルＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれから射出した露光光ＥＬ
は、マスクＭ上の異なる小領域（照明光学系の照明領
域）をそれぞれ照明する。

【００１７】照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞ
れは、照明シャッタ６と、リレーレンズ７と、オプティ
カルインテグレータとしてのフライアイレンズ８と、コ
ンデンサレンズ９とを備えている。照明シャッタ６は、
ライトガイド４の光路下流側に、光路に対して進退自在
に配置されている。照明シャッタ６は、光路を遮蔽した
ときにこの光路からの光束を遮光して、光路を解放した
ときに光束への遮光を解除する。照明シャッタ６には、
この照明シャッタ６を光束の光路に対して進退移動させ
るシャッタ駆動部６ａが接続されている。シャッタ駆動
部６ａは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

【００１８】また、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇの
それぞれには光量調整機構１０が設けられている。この
光量調整機構１０は、光路毎に光束の照度を設定するこ
とにより各光路の露光量を調整するものであって、ハー
フミラー１１と、ディテクタ１２と、フィルタ１３と、
フィルタ駆動部１４とを備えている。ハーフミラー１１
は、フィルタ１３とリレーレンズ７との間の光路中に配
置され、フィルタ１３を透過した光束の一部をディテク
タ１２へ入射する。ディテクタ１２のそれぞれは、常
時、入射した光束の照度を独立して検出し、検出した照
度信号を制御装置ＣＯＮＴへ出力する。

【００１９】図３に示すように、フィルタ１３は、ガラ
ス板１３ａ上にＣｒ等ですだれ状にパターンニングされ
たものであって、透過率がＸ軸方向に沿ってある範囲で
線形に漸次変化するように形成されており、各光路中の
照明シャッタ６とハーフミラー１１との間に配置されて
いる。

【００２０】これらハーフミラー１１、ディテクタ１
２、及びフィルタ１３は、複数の光路毎にそれぞれ配設
されている。フィルタ駆動部１４は制御装置ＣＯＮＴの
指示に基づいてフィルタ１３をＸ軸方向に移動する。そ
して、フィルタ１３をフィルタ駆動部１４により移動す
ることで各光路毎の光量が調整される。

【００２１】光量調整機構１０を透過した光束はリレー
レンズ７を介してフライアイレンズ８に達する。フライ
アイレンズ８は射出面側に二次光源を形成し、コンデン
サレンズ９を介してマスクＭの照明領域を均一な照度で
照射することができる。そして、コンデンサレンズ９を
通過した露光光ＥＬは、照明系モジュールのうち、直角
プリズム１６と、レンズ系１７と、凹面鏡１８とを備え
た反射屈折型光学系１５を通過した後、マスクＭを所定
の照明領域で照明する。マスクＭは、照明系モジュール
ＩＭａ〜ＩＭｇを透過した各露光光ＥＬにより異なる照
明領域でそれぞれ照明される。

【００２２】マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴ
は、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロ
ークと、走査方向と直交するＹ軸方向に所定距離のスト
ロークとを有している。図２に示すように、マスクステ
ージＭＳＴは、このマスクステージＭＳＴをＸ軸方向及
びＹ軸方向に移動するマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを
備えている。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは制御装置
ＣＯＮＴにより制御される。

【００２３】図１に示すように、マスクステージＭＳＴ
上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交
する方向に移動鏡３２ａ、３２ｂがそれぞれ設けられて
いる。移動鏡３２ａには、複数、本実施形態では２つの
レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２が対向して配置されてい
る。また、移動鏡３２ｂにはレーザー干渉計Ｍｙ１が対
向して配置されている。レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２
のそれぞれは移動鏡３２ａにレーザー光を照射し、移動
鏡３２ａとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｍｘ１、
Ｍｘ２の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御
装置ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結
果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向におけ
る位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レー
ザー干渉計Ｍｙ１は移動鏡３２ｂにレーザー光を照射
し、移動鏡３２ｂとの距離を検出する。レーザー干渉計
Ｍｙ１の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御
装置ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｍｙ１の検出結果に基づ
いて、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置を
求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザー干渉計
Ｍｘ１、Ｍｘ２、及びＭｙ１の出力からマスクステージ
ＭＳＴの位置（姿勢）をモニタし、マスクステージ駆動
部ＭＳＴＤを制御することでマスクステージＭＳＴを所
望の位置（姿勢）に設定する。

【００２４】マスクＭを透過した露光光ＥＬは、投影光
学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれに入射する。投影光学系
ＰＬａ〜ＰＬｇは、マスクＭの照明領域に存在するパタ
ーン像を感光基板Ｐに結像し、感光基板Ｐの特定領域
（投影領域）にパターン像を投影露光するものであり、
各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに対応して設けられ
ている。

【００２５】図１に示すように、複数の投影光学系ＰＬ
ａ〜ＰＬｇのうち、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬ
ｅ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとが２
列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置
されている各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは、隣合う投影
光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬ
ｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されて
いる。これら各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは照明系モジ
ュールＩＭａ〜ＩＭｇから射出しマスクＭを透過した複
数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに載置
されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影す
る。すなわち、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを透過した
露光光ＥＬは、感光基板Ｐ上の異なる投影領域にマスク
Ｍの照明領域に対応したパターン像を所定の結像特性で
結像する。

【００２６】図２に示すように、投影光学系ＰＬａ〜Ｐ
Ｌｇのそれぞれは、像シフト機構１９と、２組の反射屈
折型光学系２１、２２と、視野絞り２０と、倍率調整機
構２３とを備えている。像シフト機構１９は、例えば、
２枚の平行平面板ガラスがそれぞれＸ軸まわりもしくは
Ｙ軸まわりに回転することで、マスクＭのパターン像を
Ｙ軸方向もしくはＸ軸方向にシフトする。マスクＭを透
過した露光光ＥＬは像シフト機構１９を透過した後、１
組目の反射屈折型光学系２１に入射する。

【００２７】反射屈折型光学系２１は、マスクＭのパタ
ーンの中間像を形成するものであって、直角プリズム２
４とレンズ系２５と凹面鏡２６とを備えている。直角プ
リズム２４はＺ軸まわりに回転自在となっており、マス
クＭのパターン像を回転可能となっている。

【００２８】この中間像位置には、視野絞り２０が配置
されている。視野絞り２０は、感光基板Ｐ上での投影領
域を設定するものであり、投影光学系ＰＬにおいてマス
クＭと感光基板Ｐとに対してほぼ共役な位置に配置され
ている。視野絞り２０を透過した光束は、２組目の反射
屈折型光学系２２に入射する。反射屈折型光学系２２
は、反射屈折型光学系２１と同様、直角プリズム２７と
レンズ系２８と凹面鏡２９とを備えている。直角プリズ
ム２７もＺ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭ
のパターン像を回転可能となっている。

【００２９】反射屈折型光学系２２から射出した露光光
ＥＬは、倍率調整機構２３を通過し、感光基板Ｐ上にマ
スクＭのパターン像を正立等倍で結像する。倍率調整機
構２３は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レン
ズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レン
ズとの間に位置する両凸レンズをＺ方向に移動させて相
対位置を変化させることにより、マスクＭのパターン像
の倍率を変化させる。

【００３０】感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴ
は基板ホルダを有しており、基板ホルダを介して感光基
板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴは、マスクステー
ジＭＳＴと同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方
向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向に
ステップ移動するための長いストロークとを有してお
り、図２に示すように、この基板ステージＰＳＴをＸ軸
方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部ＰＳＴ
Ｄを備えている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装
置ＣＯＮＴにより制御される。更に、基板ステージＰＳ
ＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能
となっている。

【００３１】図１に示すように、基板ステージＰＳＴ上
のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交す
る方向に移動鏡３４ａ、３４ｂがそれぞれ設置されてい
る。Ｙ軸方向に延在する移動鏡３４ａには、複数、本実
施形態では２つのレーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２が対向
して配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動鏡
３４ｂには、複数、本実施形態では３つのレーザー干渉
計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３が対向して配置されている。
ここで、複数のレーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のそれぞ
れは、Ｘ軸方向に沿って等間隔に並んで設けられてい
る。レーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２のそれぞれは移動鏡
３４ａにレーザー光を照射し、移動鏡３４ａとの距離を
検出する。レーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果は
制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレー
ザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果に基づいて、基板
ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわ
りの回転量を求める。また、レーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐ
ｙ３は移動鏡３４ｂにレーザー光を照射し、移動鏡３４
ｂとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３
の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置Ｃ
ＯＮＴはレーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３それぞれの検出
結果に基づいて、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向におけ
る位置を求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ
ー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、及びＰｙ１〜Ｐｙ３の出力か
ら基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし、基板
ステージ駆動部ＰＳＴＤを制御することで基板ステージ
ＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

【００３２】マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ス
テージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴによりそれぞ
れ独立して制御され、マスクステージＭＳＴ及び基板ス
テージＰＳＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基
板ステージ駆動部ＰＳＴＤのそれぞれの駆動のもとで、
それぞれ独立して移動可能となっている。そして、制御
装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステー
ジＰＳＴの位置をモニターしながら、両駆動部ＰＳＴ
Ｄ、ＭＳＴＤを制御することにより、マスクＭと感光基
板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して、任意の走査速度（同
期移動速度）でＸ軸方向に同期移動するようになってい
る。

【００３３】感光基板Ｐ上での投影光学系ＰＬａ〜ＰＬ
ｇの投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれは、所定形状、
本実施形態では台形形状に設定される。図１に示すよう
に、投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、５０ｇと、投影
領域５０ｂ、５０ｄ、５０ｆとは、Ｘ軸方向に対向して
配置されている。さらに、投影領域５０ａ〜５０ｇは、
隣り合う投影領域の端部（境界部、継ぎ部）どうしがＹ
軸方向に重なり合うように並列配置される。、そして、
投影領域５０ａ〜５０ｇの境界部どうしをＹ軸方向に重
なり合うように並列配置することにより、Ｘ軸方向の投
影領域の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されてい
る。こうすることにより、Ｘ軸方向に走査露光したとき
の露光量が等しくなるようになっている。このように、
各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇによる投影領域５０ａ〜５
０ｇのそれぞれが重なり合う重複領域（継ぎ部）を設け
ることにより、継ぎ部における光学収差の変化や照度変
化を滑らかにすることができる。

【００３４】次に、アライメント系ＡＬについて説明す
る。アライメント系ＡＬは、感光基板Ｐに設けられてい
るアライメントマーク（基板アライメントマーク）を検
出するものであって、図１及び図２に示すように、２列
に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、
ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間で
感光基板Ｐに対向するように設けられている。アライメ
ント系ＡＬは、Ｙ軸方向（第２の方向）に複数並んで配
置されており、感光基板Ｐ上に設けられた複数の基板ア
ライメントマークを検出する。また、２列に配置されて
いる投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投
影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間には、感光基板
Ｐに対向し、この感光基板ＰのＺ軸方向における位置を
検出する基板側オートフォーカス検出系（ＡＦ検出系）
６０と、マスクＭに対向し、このマスクＭのＺ軸方向に
おける位置を検出するマスク側オートフォーカス検出系
７０とが設けられている。基板側ＡＦ検出系６０及びマ
スク側ＡＦ検出系７０のそれぞれも、Ｙ軸方向に複数並
んで配置されている。ここで、複数のアライメント系Ａ
Ｌ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマスク側ＡＦ検出系７
０は、図１に示すようにハウジングＨに支持されてユニ
ット化されている。以下の説明において、ハウジングＨ
に支持されたＡＦ検出系６０、７０、及びアライメント
系ＡＬを、適宜「アライメントユニット」と称する。

【００３５】図４は、アライメントユニットＵの斜視図
である。また、図５は、アライメントユニットＵのうち
アライメント系ＡＬ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマス
ク側ＡＦ検出系７０と、マスクＭ及び感光基板Ｐとの位
置関係を説明するための図である。ここで、図５（ａ）
はマスクＭとマスク側ＡＦ検出系７０との位置関係を示
す図であり、図５（ｂ）は図４のアライメントユニット
ＵのＡ−Ａ矢視断面図であり、図５（ｃ）は感光基板Ｐ
を支持する基板ステージＰＳＴを上側（＋Ｚ側）から見
た平面図である。そして、図５（ａ）に示すマスク側Ａ
Ｆ検出系７０は、図４のＢ−Ｂ断面矢視図に相当する。
図４及び図５（ｂ）に示すように、アライメント系ＡＬ
（ＡＬ１〜ＡＬ６）は、非走査方向であるＹ軸方向に複
数、本実施形態では６つ並んで配置されている。アライ
メント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、２列に配置されている投影
光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系
ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間において、この投影光学
系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇの並び方向
に沿うように配置されている。

【００３６】図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に複数
並んだアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、Ｙ軸方向
中央のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ５は投影光学系ＰＬ
（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、Ｙ軸方向両側の
アライメント系ＡＬ１、ＡＬ６は投影光学系ＰＬの外側
に設けられている。ここで、図５（ｂ）及び（ｃ）に示
すように、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のう
ち、外側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔
は、感光基板ＰのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定され
ている。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、外
側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔は、マ
スクＭのＹ軸方向の長さよりも長く（マスクＭのＹ軸方
向の長さ以上に）設定されている。

【００３７】一方、感光基板Ｐには、図５（ｃ）に示す
ように、アライメント処理に用いられる複数のアライメ
ントマーク（基板アライメントマーク）ｍ１〜ｍ６が設
けられている。本実施形態において、感光基板Ｐ上には
Ｙ軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６が
Ｘ軸方向の６箇所に間隔をおいて形成されており、全部
で３６個のアライメントマークが形成されている。な
お、図ではアライメントマークは「●」として示されて
いるが、例えば十字状「＋」でもボックスマーク「□」
でもよい。

【００３８】本実施形態では、感光基板Ｐ上においてＹ
軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６に対
応してアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６が設けられてい
る。そして、これら６つのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ
６のそれぞれとアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞ
れとが対向するように設定され、アライメント系ＡＬ１
〜ＡＬ６はアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれに
対向した状態で、これらアライメントマークｍ１〜ｍ６
のそれぞれを同時に検出可能である。すなわち、本実施
形態では、感光基板Ｐに形成されているアライメントマ
ークｍ１〜ｍ６の配置（間隔）に基づいてアライメント
系ＡＬ１〜ＡＬ６の配置（間隔）が設定される。

【００３９】図４及び図５（ｂ）に示すように、アライ
メント系ＡＬ１〜ＡＬ６のＸ軸方向両側には、複数の基
板側ＡＦ検出系６０（６０ａ〜６０ｇ）が設けられてい
る。本実施形態において、基板側ＡＦ検出系は６０ａ〜
６０ｇの７つ設けられている。基板側ＡＦ検出系６０ａ
〜６０ｇは、基板ステージＰＳＴに支持された感光基板
Ｐに対向する位置に設けられており、感光基板Ｐの露光
面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそ
れぞれ検出する。複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０
ｇのうち、ＡＦ検出系６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、６０
ｆ、６０ｇがＹ軸方向に並んで配置されているととも
に、ＡＦ検出系６０ｃ、６０ｅがＹ軸方向に並んで配置
されている。そして、これら２列のＡＦ検出系６０ａ、
６０ｂ、６０ｄ、６０ｆ、６０ｇとＡＦ検出系６０ｃ、
６０ｅとがアライメント系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）を挟
むように配置されている。

【００４０】複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの
うち、Ｙ軸方向中央の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｆ
は投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けら
れ、Ｙ軸方向両側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇは
投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の外側に設けられて
いる。ここで、外側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇ
のそれぞれは、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の
うち外側２つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ６のそれぞ
れに隣接して設けられている。外側２つの基板側ＡＦ検
出系６０ａ、６０ｇの間隔も、感光基板ＰのＹ軸方向の
長さとほぼ等しく設定されている。また、投影光学系Ｐ
Ｌの内側に設けられている基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６
０ｆは２列に千鳥状に配列されており、Ｙ軸方向におい
てほぼ等間隔に設けられている。

【００４１】基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞ
れの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置
ＣＯＮＴは基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果
に基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向における位置を求め
る。更に、基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇはＸ軸方向
及びＹ軸方向のそれぞれにおいて２次元的に配置されて
いるので、制御装置ＣＯＮＴは複数の基板側ＡＦ検出系
６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板ＰのＸ
軸まわり方向及びＹ軸まわり方向における姿勢を求める
ことができる。制御装置ＣＯＮＴは、求めたＺ軸方向に
おける位置、及びＸ軸、Ｙ軸まわり方向における姿勢に
基づいて、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動し、感光
基板ＰのＺ軸方向における位置の調整、及びＸ軸、Ｙ軸
まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調
整を行う。

【００４２】図４及び図５（ａ）に示すように、アライ
メントユニットＵには、複数のマスク側ＡＦ検出系７０
（７０ａ〜７０ｄ）が設けられている。本実施形態にお
いて、マスク側ＡＦ検出系は７０ａ〜７０ｄの４つ設け
られている。マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄは、マ
スクステージＭＳＴに支持されたマスクＭに対向する位
置に設けられており、マスクＭのパターン形成面に直交
する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそれぞれ検
出する。複数のマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそ
れぞれはＹ軸方向に等間隔で並んで配置されている。こ
こで、図５（ａ）に示すように、マスク側ＡＦ検出系７
０ａ〜７０ｄは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内
側に設けられ、外側２つのマスク側ＡＦ検出系７０ａ、
７０ｄの間隔は、マスクＭのＹ軸方向の長さとほぼ等し
く設定されている。

【００４３】図６はアライメント系ＡＬ１の概略構成図
である。なお、他のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ６も、
アライメント系ＡＬ１と同等の構成である。図６に示す
ように、アライメント系ＡＬ１は、アライメント用検出
光を射出するハロゲンランプからなるアライメント用光
源８１と、光源８１から射出した検出光をリレーレンズ
８３に導く光ファイバからなるライトガイド８２と、リ
レーレンズ８３の光路下流側に設けられたハーフミラー
８４と、ハーフミラー８４と検出対象である感光基板Ｐ
（アライメントマークｍ１〜ｍ６）との間に設けられ、
ハーフミラー８４を通過した検出光を感光基板Ｐ上に照
射する対物レンズ８５と、検出光の照射により感光基板
Ｐ（アライメントマーク）で発生した反射光がハーフミ
ラー８４を介して導かれる偏向ミラー８６と、偏向ミラ
ー８６からの反射光を分岐するビームスプリッタ（分岐
装置）８７と、ビームスプリッタ８７で分岐された２つ
の光束のうち一方の光束が入射する低倍率アライメント
受光系８８と、他方の光束が入射する高倍率アライメン
ト受光系８９とを備えている。低倍率アライメント受光
系８８は、低倍用レンズ系８８Ａと、低倍用撮像素子
（ＣＣＤ）８８Ｂとを有しており、感光基板Ｐ上の広い
領域を所定の精度で計測可能である。高倍率アライメン
ト受光系８９は、高倍用レンズ系８９Ａと、高倍用撮像
素子（ＣＣＤ）８９Ｂとを有しており、感光基板Ｐの狭
い領域を高精度で計測可能である。これら低倍率アライ
メント受光系８８Ａと高倍率アライメント受光系８８Ｂ
とは同軸に配置されている。そして、アライメント用検
出光の感光基板Ｐ（基板アライメントマーク）に対する
照射により発生した光（反射光）は、低倍率アライメン
ト受光系８８と高倍率アライメント受光系８９とのそれ
ぞれに受光される。

【００４４】低倍率アライメント受光系８８は、アライ
メント用検出光により照射された感光基板Ｐの広い領域
からの光情報に基づいて、アライメントマークｍ１（ｍ
２〜ｍ６）の位置情報をラフな精度で検出するサーチア
ライメント処理を行う。一方、高倍率アライメント受光
系８９は、アライメント用検出光により照射された感光
基板Ｐの狭い領域からの光情報に基づいて、アライメン
トマークｍ１（ｍ２〜ｍ６）の位置情報を高い精度で検
出するファインアライメント処理を行う。低倍率アライ
メント受光系８８及び高倍率アライメント受光系８９の
それぞれは受光信号を制御装置ＣＯＮＴに出力し、制御
装置ＣＯＮＴはアライメント受光系８８、８９それぞれ
の受光信号に基づいて画像処理を行い、マーク位置情報
を求める。ここで、制御装置ＣＯＮＴでは、低倍率アラ
イメント受光系８８によるサーチアライメント処理結果
を参照し、高倍率アライメント受光系８９によるファイ
ンアライメント処理を行う。

【００４５】アライメント系ＡＬによりマーク位置情報
を求める際、画像処理によりマークのエッジ情報からマ
ーク位置を求める。なお、マーク位置を求める方法とし
てパターンマッチング法を用いるようにしてもよい。す
なわち、制御装置ＣＯＮＴは、テンプレート画像を記憶
した記憶装置（不図示）を接続しており、パターンマッ
チングによってテンプレートに一致するパターンの座標
（ステージの移動座標系での位置）を求める。制御装置
ＣＯＮＴは、この座標値を用いてつなぎ露光時や重ね合
わせ露光時に生じたずれ量を求め、次回以降の露光の際
には基板ステージ駆動部ＰＳＴＤに補正パラメータを与
えることにより、位置合わせ精度を高める。

【００４６】上記アライメント系ＡＬ１（ＡＬ２〜ＡＬ
６）では、光源８１、ライトガイド８２、及びリレーレ
ンズ系８３がアライメント系の送光系を構成しており、
ビームスプリッタ８７、低倍率アライメント受光系８
８、及び高倍率アライメント受光系８９がアライメント
系の受光系を構成している。なお、光源８１は複数のア
ライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに設ける構成で
もよいし、１つの光源８１から射出された光を複数のラ
イドガイド（光ファイバ）８２で分岐し、この分岐した
複数の光をアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに
供給する構成としてもよい。また、アライメント用検出
光は感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であること
が望ましく、ハロゲンランプからなる光源８１より射出
された光（白色光）のうち、特定の波長の光をカットす
るフィルタを、光源８１と感光基板Ｐとの間の光路上に
設ける構成としてもよい。

【００４７】図７は基板側ＡＦ検出系６０ａを示す概略
構成図である。なお、他の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６
０ｇ、及びマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄも、ＡＦ
検出系６０ａと同等の構成である。図７に示すように、
ＡＦ検出系６０ａは、ＡＦ用検出光を射出するＬＥＤか
らなるＡＦ用光源６１と、光源６１から射出した検出光
が入射される送光レンズ系６２と、送光レンズ系６２を
通過した光を、検出対象である感光基板Ｐ（あるいはマ
スクＭ）に傾斜方向から導くミラー６３と、ミラー６３
を介して照射された検出光に基づき感光基板Ｐ（あるい
はマスクＭ）で発生した反射光を受光レンズ系６５に導
くミラー６４と、受光レンズ系６５を通過した光を受光
する撮像素子（ＣＣＤ）６６とを備えている。送光レン
ズ系６２は、検出光を例えばスリット状に整形してから
感光基板Ｐに照射する。ここで、図７に示すように、検
出対象である感光基板ＰのＺ軸方向における位置がΔＺ
変位すると、傾斜方向から照射されたスリット状の検出
光は、撮像素子６６におけるＸ軸方向における結像位置
をΔＸ変位させる。撮像素子６６の撮像信号は制御装置
ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは撮像素子６６
による撮像位置の基準位置に対する変位量ΔＸに基づい
て、感光基板ＰのＺ軸方向における変位量ΔＺを求め
る。ここで、受光レンズ系６５の入射面から射出面側へ
の倍率がＮ倍（例えば１０倍）に設定されていると、撮
像素子６６は、感光基板Ｐの変位ΔＺに対してＮ倍（１
０倍）の感度で検出可能となる。

【００４８】上記ＡＦ検出系６０ａ（６０ｂ〜６０ｇ、
７０ａ〜７０ｄ）では、光源６１、送光レンズ系６２、
及びミラー６３がＡＦ検出系の送光系を構成しており、
ミラー６４、受光レンズ系６５、及び撮像素子６６がＡ
Ｆ検出系の受光系を構成している。なお、光源６１は複
数のＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇ（７０ａ〜７０ｄ）のそ
れぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源６１から射
出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）で分岐
し、この分岐した複数の光を複数のＡＦ検出系のそれぞ
れに供給する構成としてもよい。また、ＡＦ用検出光も
感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望
ましく、光源６１より射出された光のうち、特定の波長
の光をカットするフィルタを、光源６１と感光基板Ｐと
の間の光路上に設ける構成としてもよい。

【００４９】ところで、本実施形態におけるアライメン
ト系ＡＬはオフアクシス方式であり、アライメント処理
を行うに際し、マスクＭと基板アライメント系ＡＬとの
相対位置であるベースライン量が計測される。以下、ベ
ースライン計測方法について説明する。図１、図２及び
図５に示すように、マスクＭにはベースライン計測用の
マーク（マスク側ＡＩＳマーク）９０が設けられてお
り、基板ステージＰＳＴにはベースライン計測用のマー
ク（基板側ＡＩＳマーク）９１を有する基準部材９２が
設けられている。基板側ＡＩＳマーク９１のＺ軸方向に
おける形成位置（高さ）は、感光基板Ｐの表面（露光
面）と略一致するように設定されている。また、マスク
側ＡＩＳマーク９０は、マスクＭの特定位置（例えば中
心位置）に対して所定の位置関係で設けられている。マ
スク側ＡＩＳマーク９０と基板側ＡＩＳマーク９１とは
対応しており、それぞれＹ軸方向に複数並んで設けられ
ている。また、図２に示すように、基準部材９２の下方
には、基準部材９２を通過した光を受光可能なＡＩＳ受
光系９４が基板ステージＰＳＴに埋設されている。ＡＩ
Ｓ受光系９４は、レンズ系９５と、レンズ系９５を介し
た光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）９６とを備えてい
る。

【００５０】次に、図８を参照しながらベースライン計
測手順を説明する。図８（ａ）に示すように、基板側Ａ
Ｆ検出系６０が基板ステージＰＳＴに設けられている基
板側ＡＩＳマーク９１を有する基準部材９２との距離を
検出するとともに、マスク側ＡＦ検出系７０がマスク側
ＡＩＳマーク９０を有するマスクＭとの距離を検出す
る。制御装置ＣＯＮＴは、基板側ＡＦ検出系６０及びマ
スク側ＡＦ検出系７０それぞれの検出結果に基づいて、
マスクＭと基準部材９２との距離を求める（ステップＳ
Ａ１）。このとき、マスクＭを支持しているマスクステ
ージＭＳＴの位置はレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ
１により検出され、基板ステージＰＳＴの位置はレーザ
干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１により検出されている。
つまり、マスクＭ（マスクステージＭＳＴ）はレーザ干
渉計Ｍｙ１、基板ステージＰＳＴはレーザ干渉計Ｐｙ
１、Ｐｙ２、Ｐｙ３のいずれかでＹ軸方向座標も検出す
る。

【００５１】次いで、図８（ｂ）に示すように、制御装
置ＣＯＮＴは、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）
方式により、撮像素子９６でマスクＭのＡＩＳマーク９
０と基板ステージＰＳＴ上のＡＩＳマーク９１とを検出
し、この検出結果に基づいてマスクＭと基板ステージＰ
ＳＴとの相対位置を求める（ステップＳＡ２）。具体的
には、制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子９６でマスク側Ａ
ＩＳマーク９０の像と基板側ＡＩＳマーク９１の像とが
一致するようにマスクステージＭＳＴ及び基板ステージ
ＰＳＴを移動し、照明光学系ＩＬでマスクＭのマスク側
ＡＩＳマーク９０を照明する。マスクＭを通過した照明
光（露光光）は投影光学系ＰＬを通過するとともに基板
側ＡＩＳマーク９１を通過し撮像素子９６に導かれる。
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ１で求めた
マスクＭと基準部材９２との距離に基づいて、基板ステ
ージＰＳＴのＺ軸方向における位置や投影光学系ＰＬの
像特性を調整し、マスク側ＡＩＳマーク９０及び基板側
ＡＩＳマーク９１のそれぞれの像を撮像素子９６で結像
させる（ピントを合わせる）。このとき、マスクＭを支
持しているマスクステージＭＳＴの位置はレーザ干渉計
Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ１により検出され、基板ステージ
ＰＳＴの位置はレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１に
より検出されている。なお、露光光を用いて撮像素子９
６でＡＩＳマーク９０、９１を撮像する際、撮像素子９
６上で最適な光量（照度）が得られるように、例えば、
照明光学系ＩＬ内のフィルタ１３を駆動することができ
る。

【００５２】次に、図８（ｃ）に示すように、制御装置
ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを移動し、アライメント
系ＡＬの計測領域中心（具体的には計測領域に設けられ
ている指標マーク）に基板ステージＰＳＴのＡＩＳマー
ク９１を一致させ、このときの基板ステージＰＳＴの位
置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１で検出する
（ステップＳＡ３）。ステップＳＡ２及びステップＳＡ
３で求めたレーザ干渉計によるステージ位置検出結果か
ら、マスクＭとアライメント系ＡＬとの相対位置である
ベースライン量が求められる。そして、求めたベースラ
イン量に基づいて、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ
ＰＳＴ上に載置された感光基板Ｐをアライメント系ＡＬ
によりマスクＭに対して位置合わせ（アライメント）す
る。

【００５３】なお、ベースライン計測は、露光処理開始
毎に行ってもよいし、所定時間間隔毎（例えば１０時間
毎、１日毎など）、及び予め設定した所定ロット数毎に
行うようにしてもよい。また、上記ＡＩＳマーク９０、
９１の像を撮像素子９６で撮像しつつ、投影光学系ＰＬ
（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の像シフト機構１９、倍率調整機構
２３、及びローテーション調整機構としての直角プリズ
ム２４、２７を駆動し、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇそれ
ぞれのシフト、スケーリング、及びローテーションとい
った像特性を調整することができる。

【００５４】次に、上述したアライメント系ＡＬを有す
る露光装置ＥＸにより、マスクＭと感光基板Ｐとをアラ
イメントする方法、及びマスクＭのパターンを感光基板
Ｐに露光する方法について説明する。本実施形態では、
図９に示すように、感光基板Ｐ上に９つのパターン形成
領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ９を設定し、これらパタ
ーン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれに対して露光処
理し、デバイスを形成するものとする。ここで、複数の
パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のうち、パターン形成
領域ＰＡ１〜ＰＡ３がＹ軸方向（第２の方向）に３つ並
んで設定され、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６がＹ軸
方向に３つ並んで設定され、パターン形成領域ＰＡ７〜
ＰＡ９がＹ軸方向に３つ並んで設定されている。これら
パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれは、Ｘ軸方
向における大きさのほうがＹ軸方向より大きく設定され
ている。そして、Ｙ軸方向に並んだ複数のアライメント
マークｍ１〜ｍ６のうち、アライメントマークｍ１、ｍ
２がパターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９に配置さ
れ、アライメントマークｍ３、ｍ４がパターン形成領域
ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８に配置され、アライメントマー
クｍ５、ｍ６がパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ
７に配置されるように、アライメントマークｍ１〜ｍ６
のそれぞれの間隔が予め設定されている。そして、Ｙ軸
方向に並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６が、Ｘ軸方
向に予め設定された間隔をおいて配置されていることに
より、パターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９のそれ
ぞれの４隅にアライメントｍ１、ｍ２が配置され、パタ
ーン形成領域ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８のそれぞれの４隅
にアライメントｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領
域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７のそれぞれの４隅にアライメ
ントｍ５、ｍ６が配置される。

【００５５】以下、図１０〜図１５、及び図１６、図１
７のフローチャート図を参照しながらアライメント処理
手順及び露光処理手順について説明する。図８を用いて
説明したようにベースライン計測が行われた後、図１０
（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステー
ジＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側
から１列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれ
とアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向さ
せる。前述したように、本実施形態では、感光基板Ｐに
形成されているアライメントマークｍ１〜ｍ６の配置
（間隔）に基づいてアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の配
置（間隔）が設定されているため、アライメント系ＡＬ
１〜ＡＬ６は−Ｘ側から１列目のアライメントマークｍ
１〜ｍ６のそれぞれに対向した状態で、Ｙ軸方向に複数
並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３の
それぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同
時に検出する（ステップＳＢ１）。このとき、パターン
形成領域ＰＡ１には２つのアライメントマークｍ５、ｍ
６が配置され、パターン形成領域ＰＡ２には２つのアラ
イメントマークｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領
域ＰＡ３には２つのアライメントマークｍ５、ｍ６が配
置されており、これらアライメントマークに対応するよ
うに、パターン形成領域ＰＡ１に対して２つのアライメ
ント系ＡＬ５、ＡＬ６が配置され、パターン形成領域Ｐ
Ａ２に対して２つのアライメント系ＡＬ３、ＡＬ４が配
置され、パターン形成領域ＰＡ３に対して２つのアライ
メント系ＡＬ１、ＡＬ２が配置されている。すなわち、
複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、Ｙ軸方向に並
ぶパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３（ＰＡ
４〜ＰＡ６、ＰＡ７〜ＰＡ９）のそれぞれに対応して２
つずつ配置されている構成となっている。

【００５６】次いで、図１０（ｂ）に示すように、制御
装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動
し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から２列目のア
ライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント
系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、これらアラ
イメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する
（ステップＳＢ２）。

【００５７】制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域Ｐ
Ａ１〜ＰＡ３のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離
れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目の
アライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果
に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３に関す
るシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特
性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ
３）。

【００５８】ここで、１列目のアライメントマーク検出
後、２列目のアライメントマークを検出するために、感
光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査するこ
とになるが、このとき、アライメントユニットＵのうち
Ｙ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇ
のそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向に
おいて所定距離間隔で検出する。すなわち、感光基板Ｐ
の表面の高さ位置が碁盤目状の複数位置で検出される。
これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結
果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは
基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、
感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３それぞれ
の表面形状を求める（ステップＳＢ４）。

【００５９】ところで、前述したように、複数のアライ
メント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち外側２つのアライメント
系ＡＬ１及びＡＬ６には、基板ＡＦ検出系６０ａ及び６
０ｇが近接して設けられている。したがって、基板ＡＦ
検出系６０ａ及び６０ｇによる感光基板ＰのＺ軸方向に
おける位置情報をモニタしつつ、アライメント系による
アライメント処理（アライメントマーク検出）を行うこ
とにより、アライメント処理時において感光基板Ｐが投
影光学系の結像面からＺ軸方向に大きくずれた状態でア
ライメント処理してしまうといった不都合を抑えること
ができる。

【００６０】また、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に
は、図６を用いて説明したように、サーチアライメント
用の低倍率アライメント受光系８８と、ファインアライ
メント用の高倍率アライメント受光系８９とが設けられ
ている。したがって、例えば、高倍率アライメント受光
系８９を用いたアライメントマーク検出が不能である場
合、低倍率アライメント受光系８８に切り替えてアライ
メントマーク検出を行うことによりアライメントマーク
検出が可能となる。このように、低倍率及び高倍率アラ
イメント受光系を切り替えてアライメントマーク検出を
行うことにより、アライメント処理を円滑に行うことが
できる。なお、低倍率及び高倍率アライメント受光系は
全てのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設ける必要はな
く、少なくとも外側２つのアライメント系ＡＬ１及びＡ
Ｌ６に設けられていればよい。もちろん、全てのアライ
メント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設けられていても構わない。

【００６１】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ
Ｂ３で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正し
た後、パターン形成領域ＰＡ１に対する露光処理を行う
（ステップＳＢ５）。すなわち、図１０（ｃ）に示すよ
うに、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン
形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ス
テージＰＳＴを移動する。同時に、制御装置ＣＯＮＴ
は、図１０では不図示のマスクＭを支持したマスクステ
ージＭＳＴも−Ｘ側に移動し、感光基板Ｐに対してマス
クＭを位置合わせする。そして、マスクＭと感光基板Ｐ
とを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつ
マスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン
形成領域ＰＡ１に対して露光処理が行われる。図１０
（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光
が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップ
ＳＢ４で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ１）
の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感
光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳ
ＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光
基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。なお、
複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、使用しない投
影光学系（例えばパターン形成領域ＰＡ１からはみ出る
投影光学系ＰＬａ、ＰＬｇ等）は、その光路を照明シャ
ッタ６により遮蔽される。

【００６２】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ２に対する露光処理を行う（ステップＳＢ６）。す
なわち、図１１（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴ
は、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ２の−Ｘ側
端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向
にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴ
はマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微
動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マ
スクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方
向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明するこ
とにより、パターン形成領域ＰＡ２に対して露光処理が
行われる。図１１（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ２
に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光時において
も、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２の
表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の位
置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行わ
れる。

【００６３】ここで、パターン形成領域ＰＡ１に対する
走査露光処理の際、感光基板Ｐは＋Ｘ方向に走査し、こ
のパターン形成領域ＰＡ１に隣接するパターン形成領域
ＰＡ２に対する走査露光処理の際、感光基板Ｐは−Ｘ方
向に走査する。すなわち、Ｙ軸方向に並んだパターン形
成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対応するＸ軸方向の
２箇所でアライメントマークを検出した後、隣接する複
数のパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ２において互いに逆
方向の同期移動により感光基板Ｐを露光する構成であ
る。こうすることにより、露光装置全体のスループット
を向上できる。つまり、従来では、１つのパターン形成
領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成領域に
対する露光処理を行うために、マスク（マスクステー
ジ）を初期状態に戻すために走査方向に大きく移動しな
ければならなかったが、本実施形態では、１つのパター
ン形成領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成
領域に対する露光処理を行う際にもマスク（マスクステ
ージ）を大きく移動する必要がないため、このマスクの
移動時間を低減できるので、スループットを向上でき
る。そして、本実施形態では、パターン形成領域の非走
査方向（Ｙ軸方向）における大きさは、走査方向（Ｘ軸
方向）より小さいので、マスクを走査方向に大きく移動
するよりも、図１０（ｄ）〜図１１（ａ）に示すように
感光基板ＰをＹ軸方向にステップ移動するほうが移動距
離が短くてすみ効果的である。

【００６４】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ３に対する露光処理を行う（ステップＳＢ７）。す
なわち、図１１（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴ
は、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ３の＋Ｘ側
端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向
にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳ
ＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために
微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、
マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ
方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明する
ことにより、パターン形成領域ＰＡ３に対して露光処理
が行われる。図１１（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ
３に対する走査露光が終了した後の状態が示されてい
る。パターン形成領域ＰＡ３に対する走査露光時におい
ても、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２
の表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の
位置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行
われる。この場合も、パターン形成領域ＰＡ３に対する
露光処理時における走査方向は、隣接するパターン形成
領域ＰＡ２に対する露光処理時における走査方向と逆方
向に設定された構成である。

【００６５】上記ステップＳＢ１〜ＳＢ７における基板
ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置検出は、図１０
及び図１１に示すように、レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２
により行われ、Ｙ軸方向における位置検出は、レーザ干
渉計Ｐｙ１により行われる。そして、制御装置ＣＯＮＴ
は用いるレーザ干渉計をＰｙ１からＰｙ２に切り替える
（ステップＳＢ８）。

【００６６】次いで、図１２（ａ）に示すように、制御
装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基
板Ｐに設けられている−Ｘ側から３列目のアライメント
マークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜
ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。ライメント系ＡＬ１
〜ＡＬ６は−Ｘ側から３列目のアライメントマークｍ１
〜ｍ６のそれぞれに対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並
んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ４〜ＰＡ６のそ
れぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時
に検出する（ステップＳＢ９）。このとき、レーザ干渉
計Ｐｙ２を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ１とＰｙ２との
差分を計測してオフセット１として記憶する。以後、基
板ステージＰＳＴのＹ座標はレーザ干渉計Ｐｙ２の計測
値とオフセット１とにより求める。

【００６７】次いで、図１２（ｂ）に示すように、制御
装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動
し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から４列目のア
ライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント
系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、これらアラ
イメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する
（ステップＳＢ１０）。

【００６８】制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域Ｐ
Ａ４〜ＰＡ６のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離
れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目の
アライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果
に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６に関す
るシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特
性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１
１）。

【００６９】ここで、３列目のアライメントマーク検出
後、４列目のアライメントマークを検出するために、感
光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査するこ
とになり、このとき、アライメントユニットＵのうちＹ
軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの
それぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向にお
いて所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検出系６
０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに
出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜
６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形
成領域ＰＡ４〜ＰＡ６それぞれの表面形状を求める（ス
テップＳＢ１２）。

【００７０】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ
Ｂ１１で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正
した後、パターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理を行
う（ステップＳＢ１３）。すなわち、図１２（ｃ）に示
すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパタ
ーン形成領域ＰＡ４の＋Ｘ側端部とが対向するように基
板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光
基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動
しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パ
ターン形成領域ＰＡ４に対して露光処理が行われる。図
１２（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ４に対する走査
露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステ
ップＳＢ１２で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域Ｐ
Ａ４）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像
面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステー
ジＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動し
て感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。

【００７１】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ５に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１４）。
すなわち、図１３（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮ
Ｔは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ５の−Ｘ
側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方
向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳ
ＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために
微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、
マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ
方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明する
ことにより、パターン形成領域ＰＡ５に対して露光処理
が行われる。図１３（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ
５に対する走査露光が終了した後の状態が示されてい
る。

【００７２】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ６に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１５）。
すなわち、図１３（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮ
Ｔは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ６の＋Ｘ
側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方
向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭ
ＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするため
に微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そし
て、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して
＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明
することにより、パターン形成領域ＰＡ６に対して露光
処理が行われる。図１３（ｄ）には、パターン形成領域
ＰＡ６に対する走査露光が終了した後の状態が示されて
いる。

【００７３】上記ステップＳＢ９〜ＳＢ１５における基
板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置検出はレーザ
干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向における
位置検出は、レーザ干渉計Ｐｙ２により行われる。そし
て、制御装置ＣＯＮＴは用いるレーザ干渉計をＰｙ２か
らＰｙ３に切り替える（ステップＳＢ１６）。

【００７４】次いで、図１４（ａ）に示すように、制御
装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基
板Ｐに設けられている−Ｘ側から５列目のアライメント
マークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜
ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。ライメント系ＡＬ１
〜ＡＬ６は−Ｘ側から５列目のアライメントマークｍ１
〜ｍ６のそれぞれに対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並
んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ７〜ＰＡ９のそ
れぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時
に検出する（ステップＳＢ１７）。このとき、レーザ干
渉計Ｐｙ３を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ２とＰｙ３と
の差分をオフセット２として記憶する。以後、基板ステ
ージＰＳＴ座標はレーザ干渉計Ｐｙ３の計測値とオフセ
ット１とオフセット２とにより求める。

【００７５】次いで、図１４（ｂ）に示すように、制御
装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動
し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から６列目のア
ライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント
系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、これらアラ
イメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する
（ステップＳＢ１８）。

【００７６】制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域Ｐ
Ａ７〜ＰＡ９のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離
れた２箇所で５列目のアライメントマーク及び６列目の
アライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果
に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９に関す
るシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特
性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１
９）。

【００７７】ここで、５列目のアライメントマーク検出
後、６列目のアライメントマークを検出するために、感
光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査する
際、Ｙ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６
０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方
向において所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検
出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯ
ＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６
０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパタ
ーン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９それぞれの表面形状を求め
る（ステップＳＢ２０）。

【００７８】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ
Ｂ１８で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正
した後、パターン形成領域ＰＡ７に対する露光処理を行
う（ステップＳＢ２１）。すなわち、図１４（ｃ）に示
すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパタ
ーン形成領域ＰＡ７の＋Ｘ側端部とが対向するように基
板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光
基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動
しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パ
ターン形成領域ＰＡ７に対して露光処理が行われる。図
１４（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ７に対する走査
露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステ
ップＳＢ１９で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域Ｐ
Ａ７）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像
面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステー
ジＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動し
て感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。

【００７９】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ８に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２２）。
すなわち、図１５（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮ
Ｔは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ８の−Ｘ
側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方
向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳ
ＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために
微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、
マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ
方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明する
ことにより、パターン形成領域ＰＡ８に対して露光処理
が行われる。図１５（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ
８に対する走査露光が終了した後の状態が示されてい
る。

【００８０】次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメ
ータに基づいて像特性を補正した後、パターン形成領域
ＰＡ９に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２３）。
すなわち、図１５（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮ
Ｔは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ９の＋Ｘ
側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方
向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭ
ＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするため
に微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そし
て、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して
＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明
することにより、パターン形成領域ＰＡ９に対して露光
処理が行われる。図１５（ｄ）には、パターン形成領域
ＰＡ９に対する走査露光が終了した後の状態が示されて
いる。

【００８１】上記ステップＳＢ１７〜ＳＢ２３における
基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置検出はレー
ザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向におけ
る位置検出は、レーザ干渉計Ｐｙ３により行われる。

【００８２】以上説明したように、マスクＭと感光基板
Ｐとの走査方向であるＹ軸方向に対して交差する非走査
方向であるＸ軸方向にアライメント系ＡＬを６つ並べて
配置したので、検出すべきアライメントマークｍ１〜ｍ
６の数を減らすことなく、従来に比べてアライメントマ
ークｍ１〜ｍ６の検出動作回数を低減できる。したがっ
て、アライメント精度を維持しつつアライメント処理時
間を短縮できる。

【００８３】なお、本実施形態では、アライメント系は
ＡＬ１〜ＡＬ６の６つであるが、Ｙ軸方向に少なくとも
３つ並べて配置されていればよく、これによりアライメ
ントマークの数を減らすことなく、アライメントマーク
の検出動作回数を低減することができる。そして、これ
ら複数並んだアライメント系を用いて、複数のパターン
形成領域のそれぞれのアライメントマークを同時に計測
するようにしたので、スループットを向上できる。

【００８４】本実施形態におけるアライメント系ＡＬは
オフアクシス方式のアライメント系である。したがっ
て、投影光学系ＰＬを介してマスクアライメントマーク
と基板アライメントマークとを同時に計測するＴＴＬ方
式のアライメント系に比べてマスクアライメントマーク
を直接検出しない構成であるので、アライメント系ＡＬ
１〜ＡＬ６のうちの外側２つのアライメント系ＡＬ１、
ＡＬ６の間隔をマスクＭの幅（Ｙ軸方向における長さ）
より大きく設定できる。したがって、アライメント系Ａ
Ｌ１〜ＡＬ６の配置は、マスクＭの幅に関係無く自由に
設定できる。

【００８５】アライメントマークの検出は、１つのパタ
ーン形成領域に対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所
で行う構成であるので、これらマーク検出結果に基づい
て、精度良いアライメント処理を行うことができる。な
お、アライメントマーク検出は、Ｘ軸方向に所定距離離
れた少なくとも２箇所で行えばよく、３箇所以上の任意
の複数箇所で行うようにしてもよい。アライメントマー
ク検出の検出箇所を多く設定することにより、アライメ
ント精度を向上できる。

【００８６】Ｙ軸方向に隣接するパターン形成領域のそ
れぞれを走査露光する際、互いに逆方向の同期移動によ
り走査露光処理することにより、第１のパターン形成領
域に対する露光処理終了後、第２のパターン形成領域に
対する露光処理を行う際にもマスク（マスクステージ）
を大きく移動する必要がないため、このマスクの移動時
間を低減できるので、スループットを向上できる。ま
た、実施例では、アライメントのタイミングでＰｙ１→
Ｐｙ２、Ｐｙ２→Ｐｙ３の干渉計切り替えを行ったが、
２つの干渉計が動作可能なＸ位置ならばどこでも良く、
露光途中や露光終了点でもよい。そうすることでアライ
メントが必要ではない１層目の露光でも配列精度のよい
露光が可能となる。また、オフセットの計測では、計測
を複数回繰り返し行い平均化することで精度を向上する
こともできる。なお、平均化は０．１〜０．２ｓｅｃ．
以上行うと効果が大きい。

【００８７】ところで、上述したように、１つのパター
ン形成領域に対してアライメントマークは例えば４隅に
設けられていることが好ましい。アライメントマークが
１つのパターン形成領域に対して４つ設けられているこ
とにより、シフト、スケーリング、ローテーション、及
び直交度等の像特性を精度良く求め、アライメント処理
を高精度に行うことができる。そして、４隅に設けられ
たアライメントマークのうちＹ軸方向に並ぶ２つのアラ
イメントマークを同時に計測可能なようにパターン形成
領域のそれぞれに対してアライメント系がＹ軸方向に少
なくとも２つ配置されていることが好ましい。ところ
が、感光基板Ｐ上に設定されるパターン形成領域の大き
さ及び数は製造するデバイスに応じて適宜変更されるた
め、アライメント系の配置によっては、１つのパターン
形成領域に２つのアライメント系が配置されない場合が
生じる。しかしながら、感光基板Ｐの幅（Ｙ軸方向の長
さ）Ｌをパラメータとしてアライメント系の間隔を最適
化することにより、パターン形成領域の大きさ及び数が
変更しても１つのパターン形成領域に対して２つのアラ
イメント系を配置することができる。

【００８８】例えば、アライメント系ＡＬがＡＬ１〜Ａ
Ｌ６の６つである場合、・アライメント系ＡＬ１とＡＬ２との間隔 ≦ （２／７）×Ｌ …（１）・アライメント系ＡＬ３とＡＬ４との間隔 ≦ （１／５）×Ｌ …（２）・アライメント系ＡＬ５とＡＬ６との間隔 ≦ （２／７）×Ｌ …（３）・アライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔 ≦ Ｌ …（４）の各条件を満足するようにアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ
６の配置を設定することにより、パターン形成領域の大
きさ及び数が変更しても１つのパターン形成領域に対し
て２つのアライメント系を配置することができる。

【００８９】このことについて、図１８を参照しながら
説明する。図１８（ａ１）は、Ｙ軸方向の幅Ｌの感光基
板ＰをＹ軸方向に２分割、Ｘ軸方向に２分割し、合計４
つのパターン形成領域を設定し、これら４つのパターン
形成領域のそれぞれに画面（パターン）を形成する場合
を示す図である。ここで、図１８（ａ２）に示すマスク
Ｍが露光処理に用いられる。マスクＭには「Ｎｏ．１」
パターンが形成されている。図１８（ａ１）中、白丸
「○」が使用されるアライメント系を示しており、この
例では、パターン形成領域ＰＡ２に対してアライメント
系ＡＬ１、ＡＬ３が使用され、パターン形成領域ＰＡ１
に対してアライメント系ＡＬ４、ＡＬ６が使用される。
ここで、感光基板Ｐにはアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６
に対応したアライメントマークが形成されている。アラ
イメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は上記（１）〜（４）式を満
足するように配置されているので、１つのパターン形成
領域に対して少なくとも２つ、図１８（ａ１）の例では
３つのアライメント系が配置される。ここで、各パター
ン形成領域のＹ軸方向における幅は同じである。

【００９０】図１８（ｂ１）は、幅Ｌの感光基板ＰをＹ
軸方向に３分割、Ｘ軸方向に２分割し、合計６つのパタ
ーン形成領域を設定し、これら６つのパターン形成領域
のそれぞれに画面（パターン）を形成する場合を示す図
である。ここで、図１８（ｂ２）に示すマスクＭが露光
処理に用いられる。マスクＭには「Ｎｏ．１」パターン
が形成されている。図１８（ｂ１）に示す例では、パタ
ーン形成領域ＰＡ３に対してアライメント系ＡＬ１、Ａ
Ｌ２が使用され、パターン形成領域ＰＡ２に対してアラ
イメント系ＡＬ３、ＡＬ４が使用され、パターン形成領
域ＰＡ１に対してアライメント系ＡＬ５、ＡＬ６が使用
される。この場合も、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は
上記（１）〜（４）式を満足するように配置されている
ので、１つのパターン形成領域に対して２つのアライメ
ント系が配置される。ここで、各パターン形成領域のＹ
軸方向における幅は同じである。

【００９１】図１８（ｃ１）は、幅Ｌの感光基板ＰをＹ
軸方向に３分割、Ｘ軸方向に２分割し、合計６個のパタ
ーン形成領域を設定した場合を示す図である。ここで、
図１８（ｃ２）に示すマスクＭが露光処理に用いられ
る。マスクＭには、「Ｎｏ．１」パターンと「Ｎｏ．
２」パターンとが形成されている。そして、パターン形
成領域ＰＡ１〜ＰＡ６のそれぞれに対して「Ｎｏ．１」
パターンと「Ｎｏ．２」パターンとのそれぞれを適宜転
写し、Ｙ軸方向に５つ、Ｘ軸方向に２つ、合計１０個の
画面（パターン）が形成される。図１８（ｃ１）に示す
例では、パターン形成領域ＰＡ３に対して「Ｎｏ．１」
パターンと「Ｎｏ．２」パターンとが同時に形成され、
このときアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２が使用される。
そして、パターン形成領域ＰＡ２に対して「Ｎｏ．１」
パターンが形成され、このときアライメント系ＡＬ３、
ＡＬ４が使用される。なお、パターン形成領域ＰＡ２に
「Ｎｏ．１」パターンを形成するに際し、照明光学系Ｉ
Ｌに設けたブラインド（照明領域設定装置）などにより
「Ｎｏ．２」パターンに対する露光光の照明が遮断さ
れ、マスクＭの「Ｎｏ．１」パターンのみがパターン形
成領域ＰＡ３に形成される。ここで、アライメント系Ａ
Ｌ３とＡＬ４との間隔は、上記（２）式のように設定さ
れているため、これら２つのアライメント系ＡＬ３、Ａ
Ｌ４がパターン形成領域ＰＡ２に対して配置可能であ
る。そして、パターン形成領域ＰＡ１に対して「Ｎｏ．
１」パターンと「Ｎｏ．２」パターンとが同時に形成さ
れ、このときアライメント系ＡＬ５、ＡＬ６が使用され
る。この場合も、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は上記
（１）〜（４）式を満足するように配置されているの
で、１つのパターン形成領域に対して２つのアライメン
ト系が配置される。

【００９２】図１８（ｄ１）は、幅Ｌの感光基板ＰをＹ
軸方向に３分割、Ｘ軸方向に２分割し、合計６個のパタ
ーン形成領域を設定した場合を示す図である。ここで、
図１８（ｄ２）に示すマスクＭが露光処理に用いられ
る。マスクＭには、「Ｎｏ．１」パターンと「Ｎｏ．
２」パターンと「Ｎｏ．３」パターンとが形成されてい
る。そして、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ６のそれぞ
れに対して「Ｎｏ．１」パターンと「Ｎｏ．２」パター
ンと「Ｎｏ．３」パターンとのそれぞれを適宜転写し、
Ｙ軸方向に７つ、Ｘ軸方向に２つ、合計１４個の画面
（パターン）が形成される。図１８（ｄ１）に示す例で
は、パターン形成領域ＰＡ３に対して「Ｎｏ．２」パタ
ーンと「Ｎｏ．３」パターンとが同時に形成され、この
ときアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２が使用される。な
お、パターン形成領域ＰＡ３に「Ｎｏ．２」、「Ｎｏ．
３」パターンを形成するに際し、ブラインドなどにより
「Ｎｏ．１」パターンに対する露光光の照明が遮断さ
れ、マスクＭの「Ｎｏ．２」、「Ｎｏ．３」パターンの
みがパターン形成領域ＰＡ３に形成される。そして、パ
ターン形成領域ＰＡ２に対して「Ｎｏ．１」パターンと
「Ｎｏ．２」パターンと「Ｎｏ．３」パターンとが形成
され、このときアライメント系ＡＬ３、ＡＬ４が使用さ
れる。そして、パターン形成領域ＰＡ１に対して「Ｎ
ｏ．１」パターンと「Ｎｏ．２」パターンとが同時に形
成され、このときアライメント系ＡＬ５、ＡＬ６が使用
される。なお、パターン形成領域ＰＡ１に「Ｎｏ．
１」、「Ｎｏ．２」パターンを形成するに際し、ブライ
ンドなどにより「Ｎｏ．３」パターンに対する露光光の
照明が遮断される。この場合も、アライメント系ＡＬ１
〜ＡＬ６は上記（１）〜（４）式を満足するように配置
されているので、１つのパターン形成領域に対して２つ
のアライメント系が配置される。

【００９３】上記実施形態では、アライメントマークｍ
１〜ｍ６はＸ軸方向に所定間隔毎に配置されている構成
であるが、図１９に示すように、パターン形成領域ＰＡ
１に付随するアライメントマークｍ３１、ｍ４１とパタ
ーン形成領域ＰＡ３に付随するアライメントマークｍ３
３、ｍ４３とをＹ軸方向に並ぶように配置してもよい。
同様に、パターン形成領域ＰＡ２に付随するアライメン
トマークｍ１２、ｍ２２とパターン形成領域ＰＡ４に付
随するアライメントマークｍ１４、ｍ２４とをＹ軸方向
に並ぶように配置してもよいし、パターン形成領域ＰＡ
３に付随するアライメントマークｍ３３、ｍ４３とパタ
ーン形成領域ＰＡ５に付随するアライメントマークｍ３
５、ｍ４５とをＹ軸方向に並ぶように配置してもよい
し、パターン形成領域ＰＡ４に付随するアライメントマ
ークｍ１４、ｍ２４とパターン形成領域ＰＡ６に付随す
るアライメントマークｍ１６、ｍ２６とをＹ軸方向に並
ぶように配置してもよい。そして、これらＹ軸方向に並
んだ複数のアライメントマークのうち、隣接する２つの
アライメントマークを、１つのアライメント系ＡＬ１〜
ＡＬ４のそれぞれで同時に検出するようにしてもよい。
すなわち、アライメント系ＡＬ１がその計測領域でアラ
イメントマークｍ１２とｍ１４とを同時に検出し、アラ
イメント系ＡＬ２がその計測領域でアライメントマーク
ｍ２２とｍ２４とを同時に検出し、アライメント系ＡＬ
３がその計測領域でアライメントマークｍ３１とｍ３３
とを同時に検出し、アライメント系ＡＬ４がその計測領
域でアライメントマークｍ４１とｍ４３とを同時に検出
する。こうすることにより、アライメントマーク検出動
作の回数を低減でき、スループットを向上できる。更に
この場合、パターン形成領域の幅を狭めるように設定し
てもよい。そして、露光処理するに際し、制御装置ＣＯ
ＮＴは、まず、−Ｘ側から１列目のアライメントマーク
のそれぞれをアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ４で検出した
後、２列目のアライメントマークのそれぞれをアライメ
ント系ＡＬ１〜ＡＬ４で検出する。そして、制御装置Ｃ
ＯＮＴは、感光基板Ｐを＋Ｘ方向に走査しながらパター
ン形成領域ＰＡ１に対する露光処理を行い、次いで、感
光基板Ｐを−Ｘ方向に走査しながらパターン形成領域Ｐ
Ａ２に対する露光処理を行う。以下、同様に、制御装置
ＣＯＮＴは、３列目、及び４列目のアライメントマーク
を検出した後、感光基板Ｐを＋Ｘ方向に走査しながらパ
ターン形成領域ＰＡ３に対する露光処理を行い、次い
で、感光基板Ｐを−Ｘ方向に走査しながらパターン形成
領域ＰＡ４に対する露光処理を行う。更に、制御装置Ｃ
ＯＮＴは、５列目、及び６列目のアライメントマークを
検出した後、感光基板Ｐを＋Ｘ方向に走査しながらパタ
ーン形成領域ＰＡ５に対する露光処理を行い、次いで、
感光基板Ｐを−Ｘ方向に走査しながらパターン形成領域
ＰＡ６に対する露光処理を行う。

【００９４】なお、感光基板Ｐに形成されるアライメン
トマークｍ１〜ｍ６の間隔は、アライメント系ＡＬ１〜
ＡＬ６の配置（間隔）に応じて設定されるが、アライメ
ント系をＹ軸方向に移動可能に設け、アライメント系ど
うしの間隔を変更することもできる。

【００９５】なお、上記実施形態における露光装置ＥＸ
は、互いに隣接する複数の投影光学系を有する、いわゆ
るマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学
系が１つである走査型露光装置ついても、本発明を適用
することができる。

【００９６】なお、露光装置ＥＸの用途としては角型の
ガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶
用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製
造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露
光装置にも広く適当できる。

【００９７】本実施形態の露光装置ＥＸの光源は、ｇ線
（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎ
ｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レー
ザ（１５７ｎｍ）を用いることができる。

【００９８】投影光学系ＰＬの倍率は等倍系のみなら
ず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。

【００９９】投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザ
などの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石な
どの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂レーザを用い
る場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。

【０１００】基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳ
Ｔにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用
いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス
力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、
ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいい
し、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。

【０１０１】ステージの駆動装置として平面モ−タを用
いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一
方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニット
の他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよ
い。

【０１０２】基板ステージＰＳＴの移動により発生する
反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されてい
るように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に
逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露
光装置においても適用可能である。

【０１０３】マスクステージＭＳＴの移動により発生す
る反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。

【０１０４】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【０１０５】半導体デバイスは、図２０に示すように、
デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この
設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作する
ステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、
ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した
実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板に
露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ
２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、
ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検
査ステップ２０６等を経て製造される。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、所定方向に走査す
るマスクと基板に対して非走査方向にアライメント系を
少なくとも３つ並べて配置したので、検出すべきアライ
メントマークの数を減らすことなく、アライメントマー
クの検出動作回数を低減できる。したがって、アライメ
ント精度を維持しつつアライメント処理時間を短縮で
き、露光処理のスループットを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視
図である。

【図２】図１の概略構成図である。

【図３】フィルタを示す図である。

【図４】アライメント系を備えたアライメントユニット
を示す概略斜視図である。

【図５】アライメント系及びＡＦ検出系の配置を説明す
るための図である。

【図６】アライメント系の概略構成図である。

【図７】ＡＦ検出系の概略構成図である。

【図８】ベースライン計測手順を説明するための図であ
る。

【図９】本発明の露光方法を説明するための図である。

【図１０】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１１】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１２】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１３】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１４】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１５】本発明の露光方法を説明するための図であ
る。

【図１６】本発明の露光方法を説明するためのフローチ
ャート図である。

【図１７】本発明の露光方法を説明するためのフローチ
ャート図である。

【図１８】アライメント系の配置の例を示す図である。

【図１９】本発明の露光方法の他の実施形態を示す図で
ある。

【図２０】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【図２１】従来の露光装置を示す斜視図である。

【図２２】従来の露光方法を説明するための図である。

【図２３】従来の露光方法を説明するための図である。

【図２４】従来の露光方法を説明するための図である。

【符号の説明】

６０（６０ａ〜６０ｇ）基板側ＡＦ検出系７０（７０ａ〜７０ｄ）マスク側ＡＦ検出系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）アライメント系ＥＸ露光装置Ｍマスクｍ１〜ｍ６アライメントマークＰ感光基板（基板）ＰＡ１〜ＰＡ９パターン形成領域（露光領域）ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）投影光学系

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクと基板とを第１の方向に同期移動
しつつ、前記基板に対して前記マスクのパターンを露光
する露光方法において、前記基板上に設けられた複数のアライメントマークのそ
れぞれに対向するとともに前記第１の方向と交差する第
２の方向に少なくとも３つ並んで配置された複数のアラ
イメント系が前記複数のアライメントマークを検出し、
該検出結果に基づいて前記マスクと前記基板との位置合
わせをすることを特徴とする露光方法。
【請求項２】前記基板の位置合わせは、前記露光を行
う露光領域に対して前記第１の方向に所定距離離れた少
なくとも２箇所で前記検出することを特徴とする請求項
１記載の露光方法。
【請求項３】前記基板の露光を行う露光領域が前記第
２の方向に複数並んであり、前記基板の位置合わせは、
該複数の露光領域に対応するそれぞれのアライメントマ
ークを同時に検出することを特徴とする請求項１又は２
記載の露光方法。
【請求項４】前記基板の露光を行う露光領域が前記第
２の方向に複数並んであり、前記露光領域に対応する前
記第１の方向の少なくとも２箇所で前記複数のアライメ
ントマークを検出した後、隣接する複数の露光領域にお
いて互いに逆方向の同期移動により前記基板を露光する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の露
光方法。
【請求項５】マスクと基板とを第１の方向に同期移動
しつつ、前記基板に対して前記マスクのパターンを露光
する露光装置において、前記基板上の複数位置に設けられたアライメントマーク
のそれぞれを検出する複数のアライメント系を備え、前記アライメント系は、前記第１の方向と交差する第２
の方向に少なくとも３つ並んで配置されていることを特
徴とする露光装置。
【請求項６】前記複数のアライメント系の外側２つの
間隔は、前記基板の前記第２の方向の長さとほぼ等しい
ことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】前記複数のアライメント系の外側２つの
間隔は、前記マスクの前記第２の方向の長さよりも長い
ことを特徴とする請求項５又は６記載の露光装置。
【請求項８】前記複数のアライメント系の外側２つに
は、前記基板の露光面に直交する方向の位置を検出する
ＡＦ検出系がそれぞれ隣接して設けられていることを特
徴とする請求項５〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】前記基板の露光を行う露光領域が前記第
２の方向に複数並んで配置され、前記複数のアライメン
ト系は、前記複数の露光領域のそれぞれに対応して少な
くとも２つ配置されていることを特徴とする請求項５〜
８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】前記複数のアライメント系とは異な
り、前記マスクのパターンを前記基板に投影する複数の
投影光学系を備え、前記複数のアライメント系のうち少なくとも１つは、前
記複数の投影光学系どうしの間に配置されていることを
特徴とする請求項５〜９のいずれか一項記載の露光装
置。
【請求項１１】前記複数のアライメント系の隣り合っ
た間隔は、前記基板の前記第２の方向の長さの２／７以
下の長さであることを特徴とする請求項５記載の露光装
置。
【請求項１２】請求項１〜請求項４のいずれか一項記
載の露光方法、あるいは請求項５〜請求項１１のいずれ
か一項記載の露光装置を用いて、前記マスクに描いたデ
バイスパターンを前記基板に露光する工程と、該露光し
た基板を現像する工程とを含むことを特徴とするデバイ
ス製造方法。