JP3077176B2 - 露光方法、装置、及び素子製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体素子や液晶表示素子製造用の露光方
法、及び露光装置に関するものであり、特にマスクパタ
ーンを基板（半導体ウエハ・ガラス基板等）に露光する
時の、マスクパターンと基板上に形成されたウエハパタ
ーンと高精度に重ね合わせるためのアライメント系の改
良に関するものである。

［従来の技術］ 従来より露光装置においては、十数種類のマスクまた
はレチクルのパターンをウエハ上に順次重ね合せて露光
していく際、レチクルパターンの投影像とウエハ上に既
に形成されている回路パターン（以下、ショット領域と
呼ぶ）との重ね合せ（アライメント）精度の向上が極め
て重要な問題であったが、この重ね露光の方法には、大
きく分けて２つの方法がある。

その第１はダイバイダイ（D/D）又はサイト・バイ・
サイト（S/S）方式と呼ばれる方法であり、ショット領
域に付随して形成されたアライメントマークを使い各シ
ョット領域毎にアライメントしながら重ね合せ露光を行
なうものである。

第２はグローバルアライメント方式と呼ばれる方法で
あり、ウエハ内全ショットを１つのブロックと考え、数
ショットのアライメントマークを検出して精密にウエハ
の位置合せを行い、しかる後ウエハ内のショット領域の
配列座標に従って一義的にステージを移動し、このX,Y
方向の移動はステージのレーザ干渉計で制御しながら重
ね合せ露光を行なう方法である。

現在、露光装置のアライメント方式は、例えば特開昭
61−44429号又は特開昭62−84516号公報に開示されてい
るように、拡張されたウエハ・グローバル・アライメン
ト（以下、エンハンスメント・グローバル・アライメン
ト:EGAと呼ぶ）が主流となっている。

EGA方式とは、１枚のウエハを露光するのに、まず始
めにウエハ上の複数のショット領域に付随したアライメ
ントマークの位置を計測（サンプル・アライメント）し
た後、ウエハ中心位置のオフセット（X,Y方向）、ウエ
ハの伸縮度（X,Y方向）、ウエハの残存回転量、及びウ
エハステージの直交度（或いはショット領域の配列の直
交度）の計６つのパラメータを、マークの設計位置とマ
ークの計測位置との差に基づいて統計的な手法で決定す
るものである。そして、決定されたパラメータの値に基
づいて、重ね合わせ露光すべきショット領域の位置を設
計位置から補正して順次ウエハステージをステッピング
させていく方式である。

このEGA方式の利点は、ウエハ露光に先立ってウエハ
上全ショット数と比べてわずかな数（３〜16個程度）の
マークの位置を計測した後は、もはやマークの検出及び
位置計測を必要としないため、スループットの向上が望
めること、及び十分な数のマークをサンプル・アライメ
ントすると、個々のマーク検出誤差が統計的な演算のも
とで平均化されることになり、１ショット毎のアライメ
ントすなわちダイ・バイ・ダイ方式によるアライメント
と同等、若しくはそれ以上のアライメント精度が、ウエ
ハ全面の全てのショット領域に対して望めることであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このEGA方式は重ね合せ露光を行なう
前にいくつかのショット座標を求めて、ウエハ上のショ
ット領域の配列マップ（座標値）を決めている。このた
め、重ね合せ露光中に例えばウエハやウエハホルダーが
露光光の熱エネルギーによって伸びると、ショット間隔
が変化して露光ショット位置がずれるため、EGAによっ
て求めた配列マップに従ってステージを移動しても、レ
チクルパターンの投影像とショット領域とが正確に重な
らないという問題があった。

本発明は、この様な従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、露光中にウエハやウエハホルダーが伸びて
も、アライメント誤差をほぼ零として高精度な重ね合せ
露光を可能とする事を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、マスクのパターンの像を投影して基板をス
テップ・アンド・リピート方式で露光している間に、基
板に照射される露光ビームのエネルギー情報に基づい
て、マスクのパターンと基板との位置関係を調整するよ
うにした。

また本発明は、マスクのパターンの像を投影して基板
をステップ・アンド・リピート方式で露光している間に
生じる基板の変形に応じて、マスクのパターンと基板と
の位置関係を調整するようにした。

また本発明は、マスクのパターンの像を投影して基板
をステップ・アンド・リピート方式で露光している間に
生じる基板の変形に応じて、基板上に投影されるマスク
のパターンの投影像の投影倍率（投影像の大きさ）を調
整するようにした。

また本発明は、マスクのパターンの像を投影して基板
をステップ・アンド・リピート方式で露光している間に
生じる基板の変形に応じて、基板上に投影されるマスク
のパターンの投影像の歪みを調整するようにした。

［作用］ 本発明においては、基板に照射される露光ビームのエ
ネルギー情報に基づいて、マスクと基板との位置関係を
調整するようにしているので、露光中に基板やよの保持
部材が伸びた場合でも、高度な重ね合せ精度を得ること
ができる。

また本発明においては、基板の露光中に生じた基板の
変形を考慮して、その基板の露光中におけるマスクと基
板との位置関係を調整するようにしているので、高度な
重ね合せ精度で露光を行うことができる。

また本発明においては、基板の露光中に生じた基板の
変形を考慮して、その基板の露光中におけるマスクのパ
ターンの投影像の倍率を調整するようにしているので、
高度な重ね合せ精度で露光を行うことができる。

また本発明においては、基板の露光中に生じた基板の
変形を考慮して、その基板の露光中におけるマスクのパ
ターンの投影像の歪みを調整するようにしているので、
高度な重ね合せ精度で露光を行うことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例による露光装置の概略的な構
成を示す図である。

第１図において、超高圧水銀灯、エキシマレーザ装置
等の照明光源１は、ｇ線、ｉ線或いはKrFエキシマレー
ザ光等のレジスト層を感光させる波長域の露光用照明光
ILを発生し、照明光ILは不図示のオプチカルインテグレ
ータ（フライアイレンズ）や可変ブラインド2a等を含む
照明光学系２に入射する。尚、可変ブラインド2aの面は
レチクルＲと結像関係にあるので、可変ブラインド2aを
構成する可動ブレードを開閉させて開口位置、形状を変
えることにより、レチクルＲの観測、視野（露光時は照
明視野）を任意に選択することができる。照明光学系２
により照明光束の一様化、スペックルの低減化等が行な
われた照明光ILは、ミラー３、メインコンデンサーレン
ズ４を介してミラー５に至り、ここでほぼ垂直に下方に
反射され、レチクルＲを均一な照度で照明する。レチク
ルＲはレチクルステージRS上に載置され、パターン領域
PAの中心点が光軸AXと一致するように位置決めが行われ
ている。尚、レチクルＲの初期設定は、レチクル周辺に
設けられたアライメントマークを光電検出するレチクル
アライメント系（不図示）からのマーク検出信号に基づ
いて、レチクルステージRSを微動することににより行わ
れる。ここで、ミラー３は露光波長域の照明光ILに対し
て90％以上の反射率を有するものである。本実施例で
は、照明光ILの照射によりウエハＷから発生する反射光
が上記ミラー３を介してPINフォトダイオード等の光検
出器（反射量モニタ）10に入射するように構成されてい
る。反射量モニタ10は反射光を光電検出して光情報（強
度値）RSを主制御系20に出力し、この情報RSは主制御系
においてEGAデータを補正するための基礎データとなる
（詳細後述）。

さて、パターン領域PAを通過した照明光ILは、両側テ
レセントリックな投影レンズPLに入射し、投影レンズPL
はレチクルＲの回路パターンの投影像を表面にレジスト
層が形成されたウエハＷ上の１つのショット領域に重ね
合わせて投影（結像）する。ウエハＷにはショット領域
と一定の位置関係で近傍の位置にアライメントマーク
（回折格子マーク）WMx,WMy（WMyのみ図示）が形成され
る。投影レンズPLは照明光ILの波長に関して良好に色収
差補正され、その波長のもとでレチクルＲとウエハＷと
は互いに共役になるように配置される。また実施例にお
いて照明光ILはケーラー照明であり、投影レンズPLの瞳
Ep内の中心に光源像として結像される。ウエハＷはウエ
ハホルダ７に真空吸着され、このホルダ７を介して駆動
モータ９によりステップ・アンド・リピート方式で２次
元移動するウエハステージWSに載置されている。ウエハ
ステージWSは、ウエハＷ上の一つのショット領域に対す
るレチクルＲの転写露光が終了すると、次のショット位
置までステッピングされる。ウエハステージWSの２次元
的な位置は光波干渉測長器（レーザ干渉計）８によっ
て、例えば0.01μｍ程度の分解能で常時検出される。ま
た、ウエハステージWS上には照射量モニタ（例えば投影
レンズPLのイメージフィールド、もしくはレチクルパタ
ーンの投影領域とほぼ同じ面積の受光面を備えた光電検
出器）６も設けられており、照射量に関する情報LSも主
制御系20に送られ、EGAデータの補正のための基礎デー
タとなっている。

第２図は、ウエハＷ上のショット領域SAとウエハマー
クWMx,WMyとの配置を示す平面図であり、各ショット領
域SAはＸ方向、Ｙ方向に伸びた細い帯状のスクライブ領
域CLによって区画されている。また、各ショット領域SA
は露光装置においてレチクルＲの回路パターン領域が１
回で投影露光される大きさに対応している。

以下に本実施例の露光装置におけるアライメント系の
構成について述べる。本露光装置は、第１図に示すとお
りEGA計測に用いられるスルーザレンズ（Through The L
ense;TTL）方式のアライメント系（11〜18）を備えてい
る。本実施例では、マスクやレチクルに設けられた位置
合せ用のマークは検出せず、専らウエハ上のショット領
域に付随したマークのみを投影レンズを介して直接観察
又は検出するものである。

また、本アライメント系では以下のようなマーク検出
方式が用いられている。すなわち、ウエハ上に形成され
た一次元の回折格子マークに対して２方向からコヒーレ
ントな平行ビームを照射し回折格子マーク上に１次元の
干渉縞を作り、この干渉縞の照射によって回折格子マー
クから発生する回折光（干渉光）の強度を光電検出する
ものである。本実施例では、特に２方向からの平行ビー
ムに一定の周波数差を与えるヘテロダイン法を採用する
ものとし、ウエハ上の回折格子マークからの干渉光をビ
ート周波数で強度変調させて検出した光電信号（光ビー
ト信号）と、２本の送光ビームから別途作成された参照
用干渉光の光ビート信号との位相差（±180゜以内）を
求めることで、格子ピッチＰの±P/4以内の位置ずれを
検出する。

このような方式のアライメント系（以下、Laser Inte
rferometric Alignment:LIA系と呼ぶ）は、極めて高分
解能なマーク位置検出が可能であるが、予め２本の平行
ビームによって作られる干渉縞に対して±P/4以内に回
折格子マークを位置決めしておく必要がある。

このため本実施例では、投影レンズPLと別設され、専
らウエハＷ上のアライメントマークのみを検出するオフ
・アクシス方式のウエハ・アライメント系21が設けられ
ている。ウエハ・アライメント系21はウエハＷのグロー
バル・アライメントを行うものである。例えばレジスト
層に対して極めて感度が低く、マーク検出に必要な波長
域に対してブロードなスペクトル分布がある、もしくは
複数の峻鋭なスペクトルがある照明光をウエハＷ上のア
ライメントマークに照射し、指標板の指標マーク（不図
示）と共に指標板に再結像されるアライメントマークの
像を撮像素子（ITV,CCDカメラ等）の受光面上に結像さ
せることにより、指標マークに対するアライメントマー
クのずれ量を求めるものである。

さて、LIA系の構成等については、例えば特開昭61−2
15905号公報や特開昭62−56818号公報に開示されている
ので、ここでは簡単に説明する。尚、実際にはショット
領域に付随したウエハマークWMx,WMyの各々に対応して
２組のLIA系が設けられているが、ここではＹ方向のマ
ーク位置を検出するLIA系についてのみ説明する。Ｘ方
向のマーク位置を検出するもう１組のLIA系については
ミラーM₂に対応するミラーM₂′のみ図示しておく。レー
ザ光源１（例えば波長633nmのHe−Neレーザ）から発振
された直線偏光のレーザビームLBは、２組の音響光学変
調器（以下、AOMと呼ぶが、光導波路でも良い）や半面
ビームスプリッター等を含む２光束周波数シフター12に
入射する。２組のAOMは、それぞれ周波数f₁,f₂（f₂＝f₁
−Δｆ）の高周波信号SF₁,SF₂でドライブされ、その周
波数f₁,f₂で決る回折角だけ偏向された１次光をビームL
B₁,LB₂として出力する。さらに、LIA系の瞳面もしくは
その近傍に配置され、接合面の半分に全反射ミラーが蒸
着された半面ビームスプリッターにおいて、ビームLB₁,
LB₂は所定量だけ間隔をあけて互いにほぼ平行となるよ
うに合成される。これによって２本のビームLB₁,LB₂の
主光線は互いに平行になると共に、LIA系の光軸を挟ん
で対称的に位置するようになる。

２光束周波数シフター12から主光線を平行にして射出
した周波数差Δｆの２本のビームLB₁（周波数f₁）とLB₂
（同f₂）とは、ビームスプリッターBSにより途中で一部
が参照信号作成部の光電検出器14の方へ分岐される。ビ
ームスプリッターBSで反射される２本のビームLB₁,LB₂
は、不図示のレンズ系（逆フーリエ変換レンズを介し
て、装置上で固定されている参照用回折格子13に異なる
２方向から平行光束となって所定の交差角θで入射し結
像（交差）する。光電検出器14は２分割受光素子を有
し、例えば参照用回折格子13を通過したビームLB₁の０
次光と、これと同軸に進むビームLB₂の＋１回折光との
干渉光、及びビームLB₁の−１次回折光と、これと同軸
に進むビームLB₂の０次光との干渉光を、それぞれ独立
に受光（光電変換）する。それら２つの干渉光の強度に
応じた正弦波状の光電信号は不図示のアンプによって加
算され、この結果得られる光電信号SRは、ビームLB₁,LB
₂の差周波数Δｆに比例した周波数となり、光ビート信
号となる。ここでは、参照用回折格子13の格子ピッチ
が、ビームLB₁,LB₂によって作られる干渉縞のピッチと
等しくなるように定められている。

一方、ビームスプリッターBSを通過した２本の直線偏
光（例えばｓの偏光）のビームLB₁,LB₂は、ウエハＷと
共役な位置に配置された視野絞りAPを通り、偏光ビーム
スプリッター15で反射された後、1/4波長板16により円
偏光に変換されてアライメント用のテレセントリックな
対物レンズ17に達する。２本のビームLB₁,LB₂（円偏
光）は対物レンズ17の焦点で一度交差した後、ミラー
M₁,M₂を介して投影レンズPLに入射する。さらに投影レ
ンズPLの瞳面Epもしくはその近傍において、ビームLB₁,
LB₂は一度スポット状に集光し、各スポットは瞳中心
（光軸AX）を挟んでほぼ対称となって瞳面Epを通過す
る。投影レンズPLを射出した２本のビームLB₁,LB₂（円
偏光）は、第２図に示すようにウエハマークWMの格子配
列方向（Ｙ方向）に関して光軸AXを挟んで互いに対称的
な角度で傾いた平行光束となって、ウエハマークWMy上
に異なる２方向から交差角θで入射し結像（交差）す
る。尚、瞳面Epにおいて光軸AXを挟んで略点対称となる
ように形成されるビームLB₁,LB₂の各スポットを結ぶ直
線の方向と、ウエハマークWMyの格子配列方向（Ｙ方
向）とは略一致している。

さて、ビームLB₁,LB₂が所定の交差角θでウエハマー
クWMy上に入射すると（第３図）、ビームLB₁,LB₂が交差
している空間領域内で光軸AXと垂直な任意の面内（ウエ
ハ面）には、格子ピッチＰに対して1/m倍（ｍは整数）
のピッチＰ′（本実施例ではＰ′＝P/2）で１次元の干
渉縞が作られることになる。この干渉縞はＹ方向にビー
ムLB₁,LB₂の差周波数Δｆに対応して移動（流れる）す
ることになり、その速度Ｖは、Ｖ＝Δｆ・Ｐ′なる関係
式で表される。

従って、ビームLB₁,LB₂（円偏光）が照射されると、
マークWMyからは光軸AX上に沿って進行する±１次回折
光（干渉光）BTLが発生し、この干渉光BTLは干渉縞の移
動によって明暗の変化を周期的に繰り返すビート波面を
持つ。干渉光BTLは再び投影レンズPL、対物レンズ17を
通り、1/4波長板16によりｐ偏光に変換されたのち、偏
光ビームスプリッター15を通過して投影レンズPLの瞳面
Epとほぼ共役な面に配置された空間フィルターFTを介し
て光電検出器18により受光される。光電検出器18は干渉
光BTLの強度に応じた光電信号SDを発生し、この光電信
号SDは干渉縞の明暗変化の周期に応じた正弦波状の交流
信号（光ビート信号）SDとなって位相検出部19に出力さ
れる。

位相検出部19は光電検出器18からの光ビート信号SD
と、参照信号として光電検出器14から出力される光ビー
ト信号SRとを入力し、ビート信号SRを基準とした量信号
SR,SDの波形上の位相差Δψを求める。この位相差Δψ
（±180゜）は、ウエハマークWMyの±P/4内の位置ずれ
量に一義的に対応しており、その位置ずれ量ΔＹを次式
により算出する。

ここで、ウエハマークWMyのピッチＰを８μｍとし、
位相検出部19の位相検出の分割能が0.2゜であるものと
すると、位置ずれの計測分解能は0.0022μｍにもなる。
実際にはノイズ等の影響も受けるため、実用的な計測分
解能は0.01μｍ（位相で0.9゜）程度になる。

主制御系20は、位相検出部19からの位相差情報（位置
ずれ量）とレーザ干渉計８からの位置情報とから求まる
マーク位置に基づいてEGA演算を行い、このEGAデータ及
び照射量モニタ６、反射量モニタ10からのデータLS、RS
に応じてモータ９をサーボ制御し、ウエハＷ上のショッ
ト領域を順次所定位置に位置決めする他、露光装置全体
を統括制御する。

次にEGAアライメントに関する動作について説明す
る。

第１にウエハ・アライメント系21によるプリアライメ
ントを行う。まず、ウエハＷの外周付近で、且つウエハ
センタに関して左右（Ｙ軸）対称な位置に形成された２
個のショット領域（例えば第２図中のSA₁、SA₂）のＹ方
向の位置を検出する。さらに、ウエハＷの外周付近で、
且つ上記２個のショット領域SA₁、SA₂からほぼ等距離に
あるショット領域SA₃のＸ方向の位置を検出する。そし
て、主制御系20はこれら３つのショット領域の位置情報
に基づいて、座標系XYに対するウエハＷの位置ずれ量
（回転誤差を含む）を算出し、その位置ずれ量に応じて
ウエハＷのプリアライメントを行う。これより、ショッ
ト領域の配列座標（設計値）に従ってウエハステージを
スッテッピングさせれば、常にウエハマークWMx,WMyは
ビームLB₁,LB₂（干渉縞）に対して、±P/4内に位置決め
されることになる。

この際、例えば露光後の各種プロセスによりウエハＷ
の伸縮（ランアウト）が生じ、スケーリング誤差が大く
なると、上記配列座標に従ってウエハステージをステッ
ピングさせても、ビームLB₁,LB₂に対してウエハマークW
Mx,WMyをその±P/4内に位置決めすることはできない。
そこでこのような場合には、再度ウエハ・アライメント
系21を用いてウエハＷ上の少なくとも２個のショット座
標値（X,Y方向の位置）を計測する。この時、ウエハＷ
の表面荒れ等によるランダム誤差のため、計測不可能若
しくは計測結果が疑わしいショット領域SAに関しては、
再度計測を行うか、或いは改めてその近傍のショット領
域SAの計測を行うようにする。そして、この計測結果に
基づいてショット領域の配列座標（設計値）に補正を加
え、新たにこの位置情報を配列マップとして記憶すれば
良い。これによってスケーリング誤差が除去されること
になり、上記配列マップに従ってウエハステージWSをス
テッピングさせれば、常にウエハマークWMx,WMyはビー
ムLB₁,LB₂に対して±P/4内に位置決めされる。尚、プリ
アライメント動作での計測結果（マーク位置情報）を利
用して配列マップを算出しても良く、この場合には配列
マップの算出精度を向上させることができるか、或いは
計測すべきショット領域SAの数を減らすことができる。

第２にLIA系を用いてEGA計測、すなわちウエハＷの中
心及びその外周付近に位置する複数個（５〜10個程度）
のショット領域SAのサンプル・アライメントを実行す
る。そこで、設計上のショット領域の配列座標値（もし
くは先に述べた配列マップ）に基づいて、ウエハステー
ジWSをステッピングさせ、座標値を計測すべきショット
領域のウエハマークWMyを、ビームLB₁,LB₂に対して±P/
4内に位置決めする。次に、ビームLB₁,LB₂をウエハマー
クWMyに照射し、ウエハマークWMyから発生する回折光BT
Lを光電検出器18により受光する。位相検出部19は、光
電検出器18からの光ビート信号SDと光電検出器14からの
光ビート信号（参照信号）SRとを入力し、両信号SD,SR
の位相差Δψ（±180度）を検出し、このP/2内の位相差
ΔψからウエハマークWMyの位置ずれ量ΔＹを求める。
以下、上記動作を繰り返し行うことによって選択した全
てのショット領域のサンプル・アライメントを行い、し
かる後主制御系20は統計的手法によりショット配列を算
出する（EGA演算）。これより、LIA系によるEGA計測が
完了する。

従来の露光装置では以上のアライメント過程で算出し
たチップ配列座標（EGAデータ）に従って、主制御系20
によりウエハステージWSをステッピングさせ、レチクル
パターンの投影像とショット領域SAとを重ねあわせて露
光を行う。尚、レチクルパターンの投影像とショット領
域との相対的な回転誤差については、EGA演算から求め
まるウエハローテーション量とほぼ同じ量だけレチクル
Ｒを回転させてその誤差をほぼ零とすることが望まし
い。

本発明に係る露光装置では上記のアライメント過程へ
以下のような過程を新たに加えることで、より高精度な
重ね合せを可能としたものである。すなわち、本実施例
では、照射量モニタ６及び、反射モニタ10からなる照射
量測定手段により、重ね合せ露光時のウエハＷ、ウエハ
ホルダー７の伸びを求め、先に算出したEGAデータを補
正手段により補正するものである。

以下、図によってより詳細に説明を行なう。第４図は
従来の露光装置を用いた場合で、重ね合せ露光時にスケ
ーリングが生じないと仮定したものである。第４図
（ａ）はウエハＷに３行×３列の９ショット領域の1st
露光を行なったものを示す。ここで実線の四角で囲まれ
た部分が1st露光ショット領域24である。第４図（ｂ）
は（ａ）のウエハＷが各種プロセスを経てスケーリング
が生じ、ショット間隔が広がった状態である。一点鎖線
で示した部分は、2nd露光前にEGA計測によって求めたシ
ョット領域の配列座標23である。2nd露光は、この座標
に従って行われるので、図に示すように、1st露光ショ
ット領域24と2nd露光ショット領域25は、完全に重なる
（ショットセンタが一致する）事となる。

次に、第５図は従来の露光装置を用いた場合で、2nd
露光時のスケーリングを想定したものである。第５図
（ａ）はウエハＷに３行×３列の９ショット領域の1st
露光を行ない、各種プロセスを経たものである。ここで
26は1st露光ショット領域、27は1st露光のショット配列
座標を示す。第５図（ｂ）は（ａ）のウエハに対し2nd
露光を行なったものである。図に誇張して示しているよ
うに2nd露光中にウエハＷ、ウエハホルダ７が伸びたた
め、1st露光ショット領域が（ａ）の時と比べ移動し、
ショット間隔が広がって実線の四角26で示される位置と
なる。また、2nd露光は、2nd露光前のEGA計測によって
求めたショット配列座標28に従って行われるため、2nd
露光ショット領域は、図の点線の四角29で示される位置
となる。このように2nd露光時に、ウエハＷ及びウエハ
ホルダ７が伸びると、正確にEGA計測を行なっても、1st
露光ショット領域26と2nd露光領域29との間にズレが生
じてしまう。このズレ量（照射エネルギーによるスケー
リング量に対応している）は図の中で矢印30によってそ
の向きと大きさが示されている。また、この重ね合せ誤
差は図で示す様にスケーリングエラーとなる。

次に本発明の重ね合せ露光法を第６図を使い説明す
る。第６図（ａ）は、ウエハＷに３行×３列の９ショッ
ト領域の1st露光を行ない、各種プロセスを経たもので
ある。ここで31は1st露光ショット領域、32は2nd露光前
のEGA計測による1st露光のショット配列座標を示す。こ
こで、2nd露光を実施する前に、2nd露光時の熱によるウ
エハＷ及びウエハホルダ７の伸びを、ウエハ上での照射
エネルギー量とウエハからの反射光量（反射率）とに基
づいて計算する。

照射エネルギー量は本発明の入射量測定手段である前
述の照射量モニタ６により求める。照射量モニタ６はウ
エハステージWS上にあって、投影レンズPLのイメージフ
ィールドとほぼ等しい口径の受光面をもったフォトセル
である。ウエハステージWSを駆動モータ９により移動さ
せることで、照射量モニタ６を投影レンズPLのほぼ中心
部へ送り込み、ウエハＷ上に照射される露光光ILの全て
を受光して光電検出し、レチクルＲ等を介してウエハＷ
上に到達する露光光ILの照射量を算出する。照射量は照
明光強度、レチクルＲの透過率、レチクルＲ上のクロム
パターン占有率、可変ブラインド2aの大きさ等に依存す
るものである。

また、ウエハＷからの反射量（もしくはその反射率）
は本発明の反射量測定手段である前述の反射量モニタ10
により求める。反射量モニタ10は、投影レンズPLの結像
位置（ウエハ表面）からの反射光量の全てないし一部を
光電検出するものであり、２種類の既知の反射率を持つ
反射面について、反射光量を予め計測しておく事によ
り、反射率が未知である所望のウエハにおいても、その
反射率を求める事が出来る。

具対的には、投影レンズPLの結像面内に高反射率のも
の（α％）、例えばベースライン計測等のためにウエハ
ステージWS上に配置された基準部材（ガラス基板であっ
て、基準マークとともに一部にクロム等で形成された反
射面を持っている）と、低反射率のもの（β％）、例え
ば照射量モニタ６の表面（ディテクターの受光面）とを
順次配置する。しかる後、露光光ILの照射によりそれら
表面から発生する反射光を反射量モニタ10で光電検出し
て、その反射光量に応じた出力電圧値V₁、V₂を求める。
そして、この検出結果から反射率γと出力電圧値Ｖとの
リニアな関係すなわち γ＝（α−β）／（V₁−V₂）×Ｖ なる関係式（一次関数）を算出し、不図示のメモリに記
憶する。従って、本実施例では上記と同様の動作で、露
光すべきレジスト付ウエハ（表面にアルミニウム膜や酸
化膜等が形成されたものであっても良い）に対して露光
光ILを照射することにより、反射量モニタ10から出力さ
れる電圧値を用いて上記関係式から所望のウエハの反射
率を算出することができる。ここで、本実施例では上記
動作によりウエハの材質、下地やレジストの種類・膜厚
等までも含めたウエハの反射率が求められることにな
る。尚、上記関係式は例えばレチクルＲの交換毎、もし
くは照明光源１の照明光強度をモニターするセンサーの
出力が変化した時点等で行うことが望ましい。

さて、本実施例では重ね合せ露光に先立って、上述の
如く照射量モニタ６によりウエハＷに到達する露光光IL
の照射量を測定し、このデータを主制御計20へ出力して
おく。一方、反射率については露光光ILの照射によりレ
ジスト層が感光してしまうので、露光前に求めておくこ
とはできない。そこで、本実施例ではウエハＷ上の第１
番目のショット領域に対する重ね合せ露光中に、反射量
モニタ10を用いて反射率を求めることとする。これは、
第１番目に重ね合せ露光すべきショット領域では、当然
ながら露光光ILの照射によるスケーリング誤差が生じて
いないからである。反射量モニタ10から出力される情報
RS（電圧値）は直ちに主制御系20へ送られ、ここで先に
述べた関係式に基づいてウエハＷの反射率が算出され、
露光光ILの照射量とともにメモリに記憶される。主制御
系20は、照射量モニタ６により求めたウエハ露光時の照
射量、及びウエハＷの反射率とメモリに格納された露光
時間、ステップピッチ、ウエハサイズ等のデータとに基
づいて、ウエハＷに吸収されるエネルギー量を算出し、
この計算値から、ウエハＷ、ウエハホルダ７の伸びを求
める。

さらに、上記伸び量に基づいてウエハＷの1st露光シ
ョット領域毎のスケーリング量を算出し（詳細後述）、
しかる後先にLIA系により求めたEGAデータを補正する。
この結果、第１番目のショット領域の重ね合せ露光中に
ウエハの反射率が求まった時点で直ちに、EGAデータが
補正されてウエハＷ上の第２番目以降の1st露光ショッ
ト領域（ショットセンタ）の座標値がそれぞれ算出され
ることになる。主制御系20は第１番目のショット領域の
露光終了後、この補正されたEGAデータに従ってウエハ
ステージWSをステッピングさせていく。これによって、
露光光ILの吸収によるスケーリング量を要因としたレチ
クルパターンの投影像と1st露光ショット領域とのアラ
イメント誤差がほぼ零となり、高精度な第２層目以降の
レチクルの重ね合せ露光が可能となる。

さて、先に述べたウエハ等の伸びによるショット領域
の配列座標に変位が生じるが、これを求める計算式につ
いては、例えば以下のような式が考えられる。2nd露光
時の熱によるウエハＷ及びウエハホルダ７の伸びで起こ
る1st露光ショット領域のスケーリング量を［S_X］_2nd,
［S_Y］_2ndとし、2nd露光時にウエハＷ上で単位面積当り
に吸収されるエネルギー量をE_ab,吸収されたエネルギー
量によって生じるスケーリング量の比例係数をα_ｘ（ｘ
方向），α_ｙ（ｙ方向）（ウエハの材質、下地やレジス
トの種類等によって異なる）、ウエハＷ及びウエハホル
ダ７に貯えられたエネルギーが外部へ流れて行く時定数
をτ_o,横１列を露光するのにかかる時間をt_ox,縦１列を
露光するのにかかる時間をt_oyとすると、 ［S_X］_2nd＝α_xE_ab×exp（−t_ox/τ_ｏ … ［S_Y］_2nd＝α_yE_ab×exp（−t_oy/τ_ｏ … と表わすことができる。

ここで、 E_ab＝I_o（１−ｒ）×Ｔ×1/L_x×1/L_y … I_o:照射量、r:反射率、T:2nd露光時間、L_x:x方向のス
テップピッチ、L_y:y方向のステップピッチである。

E_abの値は、式より明らかなように、本システムに
おいては、I_o（照射量）、ｒ（反射量）が予め計測され
るため、既知の値である。また、，式のt_ox,t_oyの
値も、適宜の露光時間、ステージ速度、ショット数か
ら、決定する事が可能なものである。，式のα_x,α
_y,τ_ｏについては、先に実験的にデータを取っておく事
で、決定する事が出来る。また実際の場合、，の式
は、t_ox,t_oy＜＜τ_o,α_ｘ＝α_ｙ＝αといえるので、 ［S_X］_2nd＝［S_Y］_2nd＝αE_ab … の式で扱っても問題はない。

また、2nd露光を行なう時のスケーリング量S_x,S_yの値
は、以下の式で表わすことが可能である。

S_x＝［S_x］＋［S_x］_2nd … S_y＝［S_y］＋［S_y］_2nd … ここで、［S_x］，［S_y］は、従来のEGA計測によって
求めた値、［S_X］_2nd,［S_Y］_2ndは、本発明による2nd露
光時の伸びを補正する項である。

2nd露光時の熱によるウエハＷ及びウエハホルダ７の
伸びを、上述の式を使って算出し、このスケーリング分
を補正して求めた新しいショット領域の配列座標を第６
図（ａ）の点線33で示す。そして、この新しいショット
領域配列座標を使い、2nd露光を行なった結果を第６図
（ｂ）で示す。実線の四角で示されているのが1st露光
ショット位置31であり、図に示したように、2nd露光に
よりスケーリングを生じている。点線の四角で示されて
いる2nd露光ショット位置34は、前述した様に、2nd露光
によるウエハＷ等の伸びを考慮して補正したため、図の
（ｂ）に示す通り、1st露光ショット位置31と完全に一
致する事となる。

このように本発明では、照射量I_o,ウエハの反射率ｒ
を2nd露光前に計測しているので、照明光の照度の低
下、レチクルパターン占有率、ブラインドの大きさ等が
異なっても、また、下地やレジストの種類・膜厚の異な
るウエハを用いたために反射率が変化した場合でも対応
できるシステムとなっている。ウエハ材質がシリコンで
はなく、例えばガリヒソの場合には、そのウエハ材質に
対応したα_x,α_ｙを予め実験にて計測しておき、ウエハ
材質に対応させて、係数α_x,α_ｙを変えれば良い。

以上の通り本発明の一実施例では露光光吸収により生
じるスケーリング量を演算にて求め、この演算結果を基
に補正したEGAデータに従ってウエハステージWSをステ
ッピングさせていた。しかしながら、第１図中に示した
レチクルステージRSを水平面内で２次元移動可能に構成
すると共に、その２次元的な測定をするためのレーザ干
渉計を設け、第２番目以降のショット領域での露光吸収
を要因としたスケーリング量については、レチクルステ
ージRSを駆動することによって補正するようにしても構
わない。従って、主制御系20はLIA系にて求めたEGAデー
タに従ってウエハステージWSをステッピングさせていく
とともに、第２番目以降のショット領域では上記スケー
リング量によるアライメント誤差をほぼ零とするよう
に、上記〜または、式から求めたスケーリング
量に応じて、１ショット毎にレチクルステージRSを駆動
していけば良い。

ところで、本発明ではウエハホルダ７の伸びも考慮し
ているが、ウエハホルダ７を断熱材（セラミック等）や
膨張率の低い材料（インバー等）で作れば、ウエハホル
ダ７の伸びを考慮する必要がなくなるので、スケーリン
グ量を算出するための演算式を簡略化することが可能と
なる。

また、上記実施例では1st露光ショット領域のスケー
リング量を算出するにあたって、ウエハ上の第１番目の
ショット領域の露光中に求めた反射率を用いていた。し
かしながら、例えば第２番目のショット領域から複数個
のショット領域の露光においては、第１番目のショット
領域の露光中に求めた反射率を用いて、上記複数個のシ
ョット領域のスケーリング量のみを算出し、それ以降の
ショット領域では第１番目のショット領域から複数個の
ショット領域の露光中にそれぞれ求めた反射率を平均化
したものを用いて、残りのショット領域のスケーリング
量を算出するようにしても構わない。ここで、同一ロッ
ト内のウエハについては処理条件（例えば、下地やレジ
ストの種類・膜厚等）がほぼ同一であると考えられるの
で、上記の如くロット内の１枚目のウエハの反射率（第
１ショットの反射率、もしくは上記の平均反射率）を、
そのまま２枚目以降のウエハに用いてスケーリング量を
算出するようにしても構わない。また、ロット内の最初
のウエハに対して重ね合せ露光を行う際、ウエハ上の全
てのショット領域についてその反射率を求めておき、そ
れら反射率を平均化したものを２枚目以降のウエハに適
用しても良い。この場合、レジスト層の厚みむら等によ
るショット領域毎の反射率の違いによって生じ得るスケ
ーリング量の算出精度の低下を防止できるといった利点
がある。尚、１枚目のウエハでは１ショット毎に反射率
を求めて平均化し、この平均値を用いて、スケーリング
量を求めていく。つまりウエハ上の第ｎ番目のショット
領域（ｎ≧２）を露光する場合は、第（ｎ−１）番目ま
でのショット領域の反射率を平均したものを用いてスケ
ーリング量を求め、１ショット毎にEGAデータを補正す
るか、もしくはレチクルステージを駆動してスケーリン
グによるアライメント誤差を補正していけば良い。ま
た、ウエハ上のショット領域をいくつかのブロックに分
け、ブロック毎に反射率を変えるようにしても構わな
い。各ブロックでの反射率は、例えばブロック内の最初
のショット領域の反射率とすれば良い。

また、上記実施例では説明を簡単にするため、第６図
（ａ）（図中の矢印）から明らかなように、2nd露光時
の露光光吸収による1st露光ショット領域のスケーリン
グ量が、ウエハＷのほぼ中央に位置するショット領域
（ウエハセンタ）を中心として等方的に生じているもの
として説明を行っていた。しかしながら、実際にはウエ
ハ上の1st露光ショット領域の重ね合せ露光の順番等に
応じてウエハ内での熱分布が異なるため、上記、式
からスケーリング量を正確に求めることは難しくなり得
る。そこで、ウエハ上の1st露光ショット領域の露光位
置Ｘ、Ｙ（第６図（ａ）中の配列座標33に対応）及び露
光順序を考慮し、1st露光ショット領域毎に上記、
式の係数α_ｘ（X,Y），α_ｙ（X,Y）の値を適宜定めれ
ば、より精度良くスケーリング量を求めることができ、
重ね合せ精度を向上させることが可能となる。この際、
１ショット毎に係数α_ｘ（X,Y），α_ｙ（X,Y）を変えな
くとも、ショット領域の露光順序等を考慮してウエハ上
の1st露光ショット領域を複数のブロックに分け、ブロ
ック毎に上記係数α_x,α_ｙを定めても構わない。尚、特
に大口径ウエハ（例えば８インチウエハ）では熱分布が
大きく異なり得るため、上記の同様の方法にて１ショッ
ト毎、もしくはブロック毎に係数α_X,α_Ｙを定めること
が望ましい。

また、上記実施例においてはスケーリング補正につい
て述べたが、実際には2nd露光時の照射量によるウエハ
やウエハホルダの伸びに応じて1st露光ショット領域の
大きさが変動するとともに、線形、非線形な歪みまでも
生じ得る。そこで、このような場合には、上記照射量に
応じた1st露光ショット領域内の複数点（例えばショッ
トセンタと４隅の計５点）の各々における伸び量（スケ
ーリング量に相当）を、上記実施例と同様の動作で、
式から求める。そして、上記伸び量から1st露光ショ
ット領域の大きさ及び歪みを演算にて算出し、この結果
に応じてレチクルパターンの投影倍率とディストーショ
ン（像歪）量とを調整すれば、より正確に重ね合せ露光
を行うことが可能となる。

尚、投影倍率やディストーション量の調整方法として
は、例えば投影レンズPLの少なくとも一部のレンズ素子
を３次元的に移動するか、もしくは光軸AXとほぼ垂直な
平面に対して２次元的に傾斜させる、２つのレンズ素子
の間に空気室を設けてその圧力を変える、レチクルＲと
投影レンズPLとの間隔を変化させる、またはレチクルＲ
を光軸AXとほぼ垂直な平面に対して２次元的に傾斜させ
る方法等がある。

ここで、上記実施例ではアライメントセンサーとして
TTL方式のLIA系を用いていたが、本発明ではいかなる種
類のアライメントセンサーを用いても構わない。また、
本発明を適用するのに好適なアライメント方式はEGA方
式に限られるものではなく、重ね合せ露光に先立ってア
ライメントを行うものであれば、いかなる方式であって
も本発明を適用できる。さらに、本発明は半導体素子製
造用の露光装置たけでなく、液晶表示素子製造用の露光
装置にも適用でき、上記実施例と同様の効果を得られる
ことは言うまでもない。また、例えば特開昭63−283219
号公報に開示されているようなTTR（Through The Retic
le）方式のLIA系を用いてD/D方式で重ね合せ露光を行う
場合には、上記スケーリング量を考慮して次に露光すべ
きショット領域までウエハステージをステッピングさせ
ても良い。この場合は、常にアライメント用の干渉縞に
対してウエハマークを±P/4以内に位置決めできるとい
った利点がある。また、ウエハ表面の高さ方向（光軸AX
方向）の位置を検出する焦点検出手段（AFセンサー）と
してエアマイクロメータを用いる場合は、エアによるウ
エハの冷却までも考慮してスケーリング量を求めること
が望ましい。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、露光中に基板や基板
保持部材が伸びた場合でも、高度な重ね合せ精度が得ら
れる。また高精度のEGA方式を用いた露光が行えるた
め、ダイ・バイ・ダイ方式での露光に比較して、効率が
よく、高いスループットが保証されるという利点を持
つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による露光装置の構成を示す
図、第２図は第１図の露光装置を使って露光するのに好
適なウエハの平面図、第３図はLIA系のアライメント原
理を説明する図、第４〜第６図は本発明による露光位置
の補正方法を説明する図である。 ［主要部分の符号の説明］ Ｗ……ウエハ、WS……ウエハステージ、 Ｒ……レチクル、SA……ショット領域、 ６……照射量モニタ、７……ウエハホルダ、 20……主制御系、10……反射量モニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 直正 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−281425（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−86117（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−301123（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/00

Claims (31)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクのパターンの像をステップ・アンド
   ・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露光
   する露光方法において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
   プ・アンド・リピート方式で露光している間に、前記基
   板に照射される露光ビームのエネルギー情報に基づい
   て、前記マスクのパターンと前記基板との位置関係を調
   整することを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】前記マスクのパターンと前記基板との位置
   関係の調整は、前記基板に照射される露光ビームのエネ
   ルギー情報と前記基板の反射率に基づいて行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光方法。
3. 【請求項３】前記基板上の複数のマークの位置情報を検
   出し、 該検出された位置情報に基づいて、前記基板上の複数の
   ショット領域の位置情報をそれぞれ決定し、 前記基板に照射される露光ビームのエネルギー情報と前
   記決定された位置情報とに基づき前記マスクのパターン
   と前記基板との位置関係を調整して、前記基板上の複数
   のショット領域を順次露光することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の露光方法。
4. 【請求項４】前記基板に照射される露光ビームのエネル
   ギー情報に基づいて、前記決定された複数のショット領
   域の位置情報をそれぞれ補正し、 前記マスクのパターンと前記基板との位置関係の調整
   は、前記補正された位置情報に従って前記基板を順次移
   動することによって行なわれることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の露光方法。
5. 【請求項５】前記マスクのパターンと前記基板との位置
   関係の調整は、前記決定された位置情報に基づいて前記
   基板を順次移動するとともに、前記基板上に照射される
   露光ビームのエネルギー情報に基づいて前記マスクを移
   動することによって行なわれることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の露光方法。
6. 【請求項６】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）の
   ショット領域を露光するときに、前記基板に照射される
   露光ビームのエネルギー情報に基づいて前記マスクのパ
   ターンと前記基板との位置関係を調整することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一項に記
   載の露光方法。
7. 【請求項７】前記基板に照射される露光ビームのエネル
   ギー情報に基づいて、前記マスクのパターンの投影像の
   投影倍率を調整することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第６項のいずれか一項に記載の露光方法。
8. 【請求項８】前記基板に照射される露光ビームのエネル
   ギー情報に基づいて、前記マスクのパターンの投影像の
   歪みを調整することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第７項のいずれか一項に記載の露光方法。
9. 【請求項９】マスクのパターンの像をステップ・アンド
   ・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露光
   する露光方法において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
   プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
   記基板の変形に応じて、前記マスクのパターンと前記基
   板との位置関係を調整することを特徴とする露光方法。
10. 【請求項１０】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）
    のショット領域を露光するときに、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目までのショット領域に対する露光によって生じ
    る前記基板の変形に応じて、前記マスクのパターンと前
    記基板との位置関係を調整することを特徴とする特許請
    求の範囲第９項に記載の露光方法。
11. 【請求項１１】前記基板に照射される露光ビームのエネ
    ルギー情報と前記基板の反射率とに基づいて、前記基板
    上のＮ番目のショット領域を露光するときに、前記基板
    上の（Ｎ−１）番目までのショット領域に対する露光に
    よって生じる前記基板の変形量を求め、該求められた変
    形量に応じて前記マスクのパターンと前記基板との位置
    関係を調整することを特徴とする特許請求の範囲第10項
    に記載の露光方法。
12. 【請求項１２】前記基板をステップ・アンド・リピート
    方式で露光している間に生じる前記基板の変形に応じ
    て、前記基板上に投影される前記マスクのパターンの投
    影像の投影倍率を調整することを特徴とする特許請求の
    範囲第９項〜第11項のいずれか一項に記載の露光方法。
13. 【請求項１３】前記基板をステップ・アンド・リピート
    方式で露光している間に生じる前記基板の変形に応じ
    て、前記基板上に投影される前記マスクのパターンの像
    の歪みを調整することを特徴とする特許請求の範囲第９
    項〜第12項のいずれか一項に記載の露光方法。
14. 【請求項１４】前記マスクのパターンと前記基板との位
    置関係の調整は、前記マスクと前記基板との相対回転を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第13項の
    いずれか一項に記載の露光方法。
15. 【請求項１５】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光方法において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
    プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
    記基板の変形に応じて、前記基板上に投影される前記マ
    スクのパターンの投影像の投影倍率を調整することを特
    徴とすることを特徴とする露光方法。
16. 【請求項１６】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）
    のショット領域を露光するときに、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目までのショット領域に対する露光によって生じ
    る前記基板の変形に応じて、前記マスクのパターンの投
    影像の投影倍率を調整することを特徴とする特許請求の
    範囲第15項に記載の露光方法。
17. 【請求項１７】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）
    のショット領域を露光するときに、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目までのショット領域に対する露光によって変動
    した前記Ｎ番目のショット領域の大きさを検出し、その
    検出結果に基づいて前記又はマスクのパターンの投影像
    の投影倍率を調整することを特徴とする特許請求の範囲
    16項に記載の露光方法。
18. 【請求項１８】前記マスクのパターンの投影像の投影倍
    率の調整は、前記基板に照射される露光ビームのエネル
    ギー情報に基づいて行なわれることを特徴とする特許請
    求の範囲第15項〜第17項のいずれか一項に記載の露光方
    法。
19. 【請求項１９】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光方法において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
    プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
    記基板の変形に応じて、前記基板上に投影される前記マ
    スクのパターンの像の歪みを調整することを特徴とする
    露光方法。
20. 【請求項２０】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）
    のショット領域を露光するときに、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目までのショット領域に対する露光によって生じ
    る前記基板の変形に応じて、前記マスクのパターンの投
    影像の歪みを調整することを特徴とする特許請求の範囲
    第19項に記載の露光方法。
21. 【請求項２１】前記基板上のＮ番目（Ｎ≧２なる整数）
    のショット領域を露光するときに、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目までのショット領域に対する露光によって変動
    した前記Ｎ番目のショット領域の歪みを検出し、その検
    出結果に基づいて前記マスクのパターンの投影像の歪み
    を調整することを特徴とする特許請求の範囲第20項に記
    載の露光方法。
22. 【請求項２２】前記マスクのパターンの投影像の歪みの
    調整は、前記基板に照射される露光ビームのエネルギー
    情報に基づいて行なわれることを特徴とする特許請求の
    範囲第19項〜第21のいずれか一項に記載の露光方法。
23. 【請求項２３】特許請求の範囲第１項〜第22項のいずれ
    か一項に記載の露光方法を用いる素子製造方法。
24. 【請求項２４】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光装置において、 前記基板に照射される露光ビームのエネルギー情報を計
    測する計測手段と、 前記計測手段で計測されるエネルギー情報に基づいて前
    記マスクと前記基板との位置関係を調整するアライメン
    ト装置と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
25. 【請求項２５】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光装置において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
    プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
    記基板の変形量を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出される前記基板の変形量に応じて前
    記マスクと前記基板との位置関係を調整するアライメン
    ト装置と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
26. 【請求項２６】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光装置において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
    プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
    記基板の変形量を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出される前記基板の変形量に応じて前
    記基板上に投影される前記マスクのパターンの投影像の
    大きさを調整する調整手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
27. 【請求項２７】マスクのパターンの像をステップ・アン
    ド・リピート方式で順次基板上に投影し、前記基板を露
    光する露光装置において、 前記マスクのパターンの像を投影して前記基板をステッ
    プ・アンド・リピート方式で露光している間に生じる前
    記基板の変形量を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出される前記基板の変形量に応じて前
    記基板上に投影される前記マスクのパターンの投影像の
    歪みを調整する調整手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
28. 【請求項２８】前記基板に照射される露光ビームのエネ
    ルギー情報を計測する計測手段をさらに備え、 前記検出手段は、前記計測手段で計測されたエネルギー
    情報に基づいて前記基板の変形量を検出することを特徴
    とする特許請求の範囲第25項〜第27項のいずれか一項に
    記載の露光装置。
29. 【請求項２９】前記検出手段は、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目（Ｎ≧２なる整数）までのショット領域に対す
    る露光によって変動した、前記基板上のＮ番目のショッ
    ト領域の大きさを、前記計測手段で計測されたエネルギ
    ー情報に基づいて検出することを特徴とする特許請求の
    範囲第28項に記載の露光装置。
30. 【請求項３０】前記検出手段は、前記基板上の（Ｎ−
    １）番目（Ｎ≧２なる整数）までのショット領域に対す
    る露光によって変動した、前記基板上のＮ番目のショッ
    ト領域の歪みを、前記計測手段で計測されたエネルギー
    情報に基づいて検出することを特徴とする特許請求の範
    囲第28項に記載の露光装置。
31. 【請求項３１】特許請求の範囲第24項〜第30項のいずれ
    か一項に記載の装置を用いる素子製造方法。