JPH09171246A - マスク基板、該マスク基板が装着される投影露光装置、 及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法 - Google Patents
マスク基板、該マスク基板が装着される投影露光装置、 及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路パターンを感光基板上に転写する際に生
じるマスク基板の膨張による転写誤差を低減する。 【解決手段】 マスク基板をマスクステージ上に配置さ
れた複数の載置部上に載置する際、マスク基板が温度変
化等によって自由に膨張するようにマスク基板をステー
ジ上に緩く保持し、それと関連してマスク基板の膨張量
に関する値を計測する計測器（温度センサーや干渉計
等）を設け、計測した膨張量に基づいて、マスク基板と
感光基板とのアライメント位置や重ね合せ位置等をマス
ク基板の膨張量に応じて補正するようにした。
じるマスク基板の膨張による転写誤差を低減する。 【解決手段】 マスク基板をマスクステージ上に配置さ
れた複数の載置部上に載置する際、マスク基板が温度変
化等によって自由に膨張するようにマスク基板をステー
ジ上に緩く保持し、それと関連してマスク基板の膨張量
に関する値を計測する計測器（温度センサーや干渉計
等）を設け、計測した膨張量に基づいて、マスク基板と
感光基板とのアライメント位置や重ね合せ位置等をマス
ク基板の膨張量に応じて補正するようにした。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、半導体デバイスや液晶表
示素子等を製造する際のリソグラフィ工程で使用される
マスク基板と、そのマスク基板を使って半導体ウェハや
ガラスプレート等の感光基板上に回路パターンを転写す
る投影露光装置に関し、さらにそのような露光装置を用
いて感応基板上に回路パターンを形成する方法に関す
る。
示素子等を製造する際のリソグラフィ工程で使用される
マスク基板と、そのマスク基板を使って半導体ウェハや
ガラスプレート等の感光基板上に回路パターンを転写す
る投影露光装置に関し、さらにそのような露光装置を用
いて感応基板上に回路パターンを形成する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩの半導体デバイスや液晶表示デ
バイスの製造現場においては、それらのデバイスの回路
パターンをレジストが塗布された半導体ウェハやガラス
プレート等の感光基板上に露光転写するリソグラフィ工
程を実施することが不可欠である。このリソグラフィ工
程では、マスク基板（レチクル）に形成された回路パタ
ーンの像を縮小投影光学系または等倍投影光学系を介し
て感光基板上に投影露光する装置、いわゆるステッパー
が主力装置として使用されている。その種のステッパー
は良く知られているように、感光基板上のショット領域
にレチクルの回路パターンの投影像が露光される度に、
別のショット領域に対する露光のために感光基板を保持
する２次元移動ステージを一定量だけ移動させることを
繰り返すステップ・アンド・リピート方式で使用され
る。
バイスの製造現場においては、それらのデバイスの回路
パターンをレジストが塗布された半導体ウェハやガラス
プレート等の感光基板上に露光転写するリソグラフィ工
程を実施することが不可欠である。このリソグラフィ工
程では、マスク基板（レチクル）に形成された回路パタ
ーンの像を縮小投影光学系または等倍投影光学系を介し
て感光基板上に投影露光する装置、いわゆるステッパー
が主力装置として使用されている。その種のステッパー
は良く知られているように、感光基板上のショット領域
にレチクルの回路パターンの投影像が露光される度に、
別のショット領域に対する露光のために感光基板を保持
する２次元移動ステージを一定量だけ移動させることを
繰り返すステップ・アンド・リピート方式で使用され
る。
【０００３】また近年、より高い解像力と広い露光フィ
ールドとを同時に確保するために、ショット露光時には
レチクルと感光基板とを投影光学系の視野に対して相対
的に１次元走査し、非露光時には感光基板のみをステッ
プ移動させるステップ・アンド・スキャン方式の投影露
光装置も実用化されている（1989年、SPIE Vol.1088の"
Optical/Laser MicrolithographyII"の第424頁〜433
頁）。
ールドとを同時に確保するために、ショット露光時には
レチクルと感光基板とを投影光学系の視野に対して相対
的に１次元走査し、非露光時には感光基板のみをステッ
プ移動させるステップ・アンド・スキャン方式の投影露
光装置も実用化されている（1989年、SPIE Vol.1088の"
Optical/Laser MicrolithographyII"の第424頁〜433
頁）。
【０００４】これらの投影露光装置においては、回路パ
ターンが形成されたレチクルの主面が投影光学系の物体
面と正確に合致して位置するように、レチクルが装置内
のレチクルステージ上に真空吸着によって固定支持され
る。そして装着されたレチクルのパターン領域（通常は
矩形）を露光用の照明光で照射することによって、その
パターン領域に形成されたパターンの像が投影光学系を
介して投影される。通常のレチクルは、石英板の主面に
蒸着された遮光性物質（クロム）の層を回路パターンの
形状にエッチングして作られているが、位相シフトレチ
クルのうちのある種のものは、石英板の主面に形成され
た透過性物質によるシフター層を回路パターンの形状に
応じてエッチングして作られる。
ターンが形成されたレチクルの主面が投影光学系の物体
面と正確に合致して位置するように、レチクルが装置内
のレチクルステージ上に真空吸着によって固定支持され
る。そして装着されたレチクルのパターン領域（通常は
矩形）を露光用の照明光で照射することによって、その
パターン領域に形成されたパターンの像が投影光学系を
介して投影される。通常のレチクルは、石英板の主面に
蒸着された遮光性物質（クロム）の層を回路パターンの
形状にエッチングして作られているが、位相シフトレチ
クルのうちのある種のものは、石英板の主面に形成され
た透過性物質によるシフター層を回路パターンの形状に
応じてエッチングして作られる。
【０００５】このようなレチクルは、デバイスの集積度
の向上やデバイスサイズの大型化に伴って４インチ、５
インチと大きくなり、現在では６インチレチクルが標準
的に使われるようになった。また、等倍投影光学系を使
って走査方式で回路パターンを露光する液晶デバイス用
の露光装置では、マスクと感光基板（ガラスプレート）
とが同寸法となり、大きいものでは４０×４０ｃｍ以上
の大型マスクを使用することもある。
の向上やデバイスサイズの大型化に伴って４インチ、５
インチと大きくなり、現在では６インチレチクルが標準
的に使われるようになった。また、等倍投影光学系を使
って走査方式で回路パターンを露光する液晶デバイス用
の露光装置では、マスクと感光基板（ガラスプレート）
とが同寸法となり、大きいものでは４０×４０ｃｍ以上
の大型マスクを使用することもある。
【０００６】ところで、半導体デバイスの製造現場にお
いては、現在６４Ｍ・Ｄ−ＲＡＭの量産が開始されつつ
あり、試作レベルにおいては２５６Ｍ・Ｄ−ＲＡＭの量
産化への研究開発、１Ｇ・Ｄ−ＲＡＭの試作研究が勢力
的に行われている。このような２５６Ｍメモリや１Ｇメ
モリのデバイス量産には、依然として紫外光源を用いた
投影露光装置が使われるものと予測されている。
いては、現在６４Ｍ・Ｄ−ＲＡＭの量産が開始されつつ
あり、試作レベルにおいては２５６Ｍ・Ｄ−ＲＡＭの量
産化への研究開発、１Ｇ・Ｄ−ＲＡＭの試作研究が勢力
的に行われている。このような２５６Ｍメモリや１Ｇメ
モリのデバイス量産には、依然として紫外光源を用いた
投影露光装置が使われるものと予測されている。
【０００７】一方で、そのようなデバイスを製造するた
めの投影露光装置に要求される各種の機能の精度バジェ
ットは益々厳しくなり、特に投影光学系に要求される結
像精度と、レチクルと感光基板（ウェハ）とのアライメ
ント精度にはほとんど限界的な要求が課せられる。この
ため、投影光学系の結像性能を理想的なものに近づける
ような設計手法と製造手法とが必要になり、またアライ
メント精度を高めるための各種センサーの開発、改良が
必要となる。
めの投影露光装置に要求される各種の機能の精度バジェ
ットは益々厳しくなり、特に投影光学系に要求される結
像精度と、レチクルと感光基板（ウェハ）とのアライメ
ント精度にはほとんど限界的な要求が課せられる。この
ため、投影光学系の結像性能を理想的なものに近づける
ような設計手法と製造手法とが必要になり、またアライ
メント精度を高めるための各種センサーの開発、改良が
必要となる。
【０００８】
【発明が解決すべき課題】以上のようにして投影露光装
置側での各種の性能が向上したとしても、１つの問題と
してレチクル（マスク基板）に照明光が照射され続ける
ことによる熱的なエネルギー蓄積の問題が残る。このよ
うな熱蓄積は、レチクルに形成された回路パターンの材
質や透過率によって変化し、特に回路パターンが遮光性
物質の層で形成され、照明される領域内に占める遮光部
の総面積の割合が多くなるに従って熱蓄積が増大する。
置側での各種の性能が向上したとしても、１つの問題と
してレチクル（マスク基板）に照明光が照射され続ける
ことによる熱的なエネルギー蓄積の問題が残る。このよ
うな熱蓄積は、レチクルに形成された回路パターンの材
質や透過率によって変化し、特に回路パターンが遮光性
物質の層で形成され、照明される領域内に占める遮光部
の総面積の割合が多くなるに従って熱蓄積が増大する。
【０００９】このため、レチクルの温度が上昇して微小
量ではあるがレチクルが膨張することになる。レチクル
の４隅はレチクルステージ上の真空吸着部に吸着固定さ
れているため、その膨張によってレチクルは物理的に歪
むことになり、レチクルの主面の平坦性が損なわれるこ
とになる。このようにレチクルの平坦性が損なわれる
と、例え投影光学系の結像特性が理想的であっても、投
影されたパターン像には歪曲収差、像面湾曲、像面傾斜
等の誤差が発生してしまう。従ってこの誤差の大小が感
光基板上に転写される回路パターンの最終的な像性能を
左右することになる。
量ではあるがレチクルが膨張することになる。レチクル
の４隅はレチクルステージ上の真空吸着部に吸着固定さ
れているため、その膨張によってレチクルは物理的に歪
むことになり、レチクルの主面の平坦性が損なわれるこ
とになる。このようにレチクルの平坦性が損なわれる
と、例え投影光学系の結像特性が理想的であっても、投
影されたパターン像には歪曲収差、像面湾曲、像面傾斜
等の誤差が発生してしまう。従ってこの誤差の大小が感
光基板上に転写される回路パターンの最終的な像性能を
左右することになる。
【００１０】特に問題となるのは、レチクルの熱蓄積と
熱放出が感光基板の露光シーケンスや照明条件の変更に
依存して微妙に変化すること、そして何よりも問題とな
るのは、回路パターンの全く異なるレチクルに交換され
ることがあるためにレチクル毎に熱蓄積、熱放出の傾向
が異なることである。このことは同一の投影露光装置を
使っているにもかかわらず、露光すべき回路パターンの
違いによって感光基板上に転写される像質が変化してし
まうことを意味する。
熱放出が感光基板の露光シーケンスや照明条件の変更に
依存して微妙に変化すること、そして何よりも問題とな
るのは、回路パターンの全く異なるレチクルに交換され
ることがあるためにレチクル毎に熱蓄積、熱放出の傾向
が異なることである。このことは同一の投影露光装置を
使っているにもかかわらず、露光すべき回路パターンの
違いによって感光基板上に転写される像質が変化してし
まうことを意味する。
【００１１】さらに同一のレチクルであっても、露光装
置に装着した直後の状態と連続的に露光作業を実行して
いる間の状態とでは、熱蓄積の影響が全く異なるために
転写されたパターン像の像質が徐々に劣化することにな
る。そこで本発明は、上記のようなレチクル（マスク基
板）の微小膨張によって生じる投影像の劣化を低減させ
た投影露光装置を得ることを目的とする。さらに本発明
は、レチクルの微小膨張以外にレチクルステージ上での
レチクルの微小位置ずれによって生じるアライメント精
度、重ね合せ精度の劣化も精密に補正できる投影露光装
置を提供することを目的としている。さらに本発明は、
そのような投影露光装置に装着するのに好敵な改良され
たマスク基板を提供することを目的とする。さらに本発
明は、感光基板上に転写されるマスク基板の回路パター
ンの転写像（矩形のパターン領域の全体）がマスク基板
の膨張によって微小にサイズ変化することを防止した回
路パターンの形成方法を提供することを目的とする。
置に装着した直後の状態と連続的に露光作業を実行して
いる間の状態とでは、熱蓄積の影響が全く異なるために
転写されたパターン像の像質が徐々に劣化することにな
る。そこで本発明は、上記のようなレチクル（マスク基
板）の微小膨張によって生じる投影像の劣化を低減させ
た投影露光装置を得ることを目的とする。さらに本発明
は、レチクルの微小膨張以外にレチクルステージ上での
レチクルの微小位置ずれによって生じるアライメント精
度、重ね合せ精度の劣化も精密に補正できる投影露光装
置を提供することを目的としている。さらに本発明は、
そのような投影露光装置に装着するのに好敵な改良され
たマスク基板を提供することを目的とする。さらに本発
明は、感光基板上に転写されるマスク基板の回路パター
ンの転写像（矩形のパターン領域の全体）がマスク基板
の膨張によって微小にサイズ変化することを防止した回
路パターンの形成方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を達成する為の手段】本願の第１発明は、感光基
板上に回路パターンを転写するために、一定の厚みを有
する透明な平行平板（石英）の一方の主面に遮光性物質
または位相シフター物質の層によって回路パターン（Ｐ
Ａ）が形成されたマスク基板（Ｒ）に関するものであ
る。そして第１発明においては、透明な平行平板の周縁
を規定する端面部分の少なくとも一部の表面に、光ビー
ムに対して所定の反射率を有する反射物質（クロム、ア
ルミ等の金属や誘電体薄膜等による反射部ＳＸ、ＳＹ、
Ｓθ、ＳＴ、ＳＳ）が形成され、その反射物質の形成さ
れた端面部分（３９Ａ〜３９Ｄ）を基準位置として回路
パターンを平行平板の主面上に形成するようにした。す
なわち、第１発明では回路パターンの位置が端面部分の
鏡面を基準として精密に描画されたマスク基板が提供さ
れる。
板上に回路パターンを転写するために、一定の厚みを有
する透明な平行平板（石英）の一方の主面に遮光性物質
または位相シフター物質の層によって回路パターン（Ｐ
Ａ）が形成されたマスク基板（Ｒ）に関するものであ
る。そして第１発明においては、透明な平行平板の周縁
を規定する端面部分の少なくとも一部の表面に、光ビー
ムに対して所定の反射率を有する反射物質（クロム、ア
ルミ等の金属や誘電体薄膜等による反射部ＳＸ、ＳＹ、
Ｓθ、ＳＴ、ＳＳ）が形成され、その反射物質の形成さ
れた端面部分（３９Ａ〜３９Ｄ）を基準位置として回路
パターンを平行平板の主面上に形成するようにした。す
なわち、第１発明では回路パターンの位置が端面部分の
鏡面を基準として精密に描画されたマスク基板が提供さ
れる。
【００１３】本願の第２発明は、回路パターンが形成さ
れたマスク基板（Ｒ）を露光用の照明光で照射する照明
系（ＩＬ）と、照明光の照射によってマスク基板の回路
パターンの像を感光基板（Ｗ）上に投影する投影光学系
（ＰＬ）と、感光基板を保持して投影光学系の視野に対
して２次元移動させる２次元移動ステージ（ＷＳＴ）と
を備えた投影露光装置に適用される。
れたマスク基板（Ｒ）を露光用の照明光で照射する照明
系（ＩＬ）と、照明光の照射によってマスク基板の回路
パターンの像を感光基板（Ｗ）上に投影する投影光学系
（ＰＬ）と、感光基板を保持して投影光学系の視野に対
して２次元移動させる２次元移動ステージ（ＷＳＴ）と
を備えた投影露光装置に適用される。
【００１４】そして第２発明では、回路パターンの形成
されたマスク基板（Ｒ）の主面が投影光学系の物体面と
一致するようにマスク基板を保持するために、マスク基
板の周辺の複数部分と当接する複数の載置部（１０Ａ〜
１０Ｄ）を有し、その複数の載置部の上で主面に沿った
マスク基板の自由な膨張を許容してマスク基板を支持す
るマスクステージ（ＲＳＴ，ＲＳＴ’）と、マスク基板
の主面とほぼ平行な面内で移動するようにマスクステー
ジを保持するコラム構造体（ＣＬ１）と、マスク基板の
端面の少なくとも一部に形成された反射部分（ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθ）に測長用のビーム（ＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、Ｂ
Ｍｒθ）を投射し、その反射部分で反射されたビームを
受光することによってマスク基板の端面の反射部分の位
置変化に関する情報を計測する干渉計（ＩＦＲＸ、ＩＦ
ＲＹ、ＩＦＲθ）と、そしてこの干渉計で計測された情
報に基づいてマスクステージをコラム構造体に対して移
動させる駆動手段（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）とを設け
た。
されたマスク基板（Ｒ）の主面が投影光学系の物体面と
一致するようにマスク基板を保持するために、マスク基
板の周辺の複数部分と当接する複数の載置部（１０Ａ〜
１０Ｄ）を有し、その複数の載置部の上で主面に沿った
マスク基板の自由な膨張を許容してマスク基板を支持す
るマスクステージ（ＲＳＴ，ＲＳＴ’）と、マスク基板
の主面とほぼ平行な面内で移動するようにマスクステー
ジを保持するコラム構造体（ＣＬ１）と、マスク基板の
端面の少なくとも一部に形成された反射部分（ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθ）に測長用のビーム（ＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、Ｂ
Ｍｒθ）を投射し、その反射部分で反射されたビームを
受光することによってマスク基板の端面の反射部分の位
置変化に関する情報を計測する干渉計（ＩＦＲＸ、ＩＦ
ＲＹ、ＩＦＲθ）と、そしてこの干渉計で計測された情
報に基づいてマスクステージをコラム構造体に対して移
動させる駆動手段（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）とを設け
た。
【００１５】さらに本願の第３発明は第２発明と同様の
投影露光装置に適用される。そして第３発明では、回路
パターンの形成されたマスク基板（Ｒ）の主面が投影光
学系（ＰＬ）の物体面と一致するようにマスク基板を保
持するために、マスク基板の周辺の複数部分と当接する
複数の載置部（１０Ａ〜１０Ｄ）を有し、その複数の載
置部の上で主面に沿ったマスク基板の微小移動を許容し
てマスク基板を支持するマスクステージ（ＲＳＴ，ＲＳ
Ｔ’）ＷＳＴ）と、このマスクステージを投影光学系に
対して一体に支持するコラム構造体（ＣＬ１）と、マス
ク基板の端面の少なくとも一部に形成された反射部分
（ＳＸ、ＳＹ、Ｓθ）に測長用のビーム（ＢＭｒｘ、Ｂ
Ｍｒｙ、ＢＭｒθ）を投射し、その反射部分で反射され
たビームを受光することによってマスク基板の端面の反
射部分の位置変化に関する情報を計測する干渉計（ＩＦ
ＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθ）と、そしてその干渉計で計
測された情報に基づいてマスク基板をマスクステージ上
で微小移動させる駆動手段（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）
とを設けた。
投影露光装置に適用される。そして第３発明では、回路
パターンの形成されたマスク基板（Ｒ）の主面が投影光
学系（ＰＬ）の物体面と一致するようにマスク基板を保
持するために、マスク基板の周辺の複数部分と当接する
複数の載置部（１０Ａ〜１０Ｄ）を有し、その複数の載
置部の上で主面に沿ったマスク基板の微小移動を許容し
てマスク基板を支持するマスクステージ（ＲＳＴ，ＲＳ
Ｔ’）ＷＳＴ）と、このマスクステージを投影光学系に
対して一体に支持するコラム構造体（ＣＬ１）と、マス
ク基板の端面の少なくとも一部に形成された反射部分
（ＳＸ、ＳＹ、Ｓθ）に測長用のビーム（ＢＭｒｘ、Ｂ
Ｍｒｙ、ＢＭｒθ）を投射し、その反射部分で反射され
たビームを受光することによってマスク基板の端面の反
射部分の位置変化に関する情報を計測する干渉計（ＩＦ
ＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθ）と、そしてその干渉計で計
測された情報に基づいてマスク基板をマスクステージ上
で微小移動させる駆動手段（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）
とを設けた。
【００１６】また本願の第４発明は、マスク基板（レチ
クルＲ）に形成されたパターン領域（ＰＡ）に露光用の
エネルギー線の照射と非照射とを繰り返すことでパター
ン領域（ＰＡ）内のパターン像を結像投影系（ＰＬ）を
介して感応基板（ウェハＷ）上の複数のショット領域の
各々に順次露光することによって、感応基板に複数個の
回路パターンを形成する方法に適用される。
クルＲ）に形成されたパターン領域（ＰＡ）に露光用の
エネルギー線の照射と非照射とを繰り返すことでパター
ン領域（ＰＡ）内のパターン像を結像投影系（ＰＬ）を
介して感応基板（ウェハＷ）上の複数のショット領域の
各々に順次露光することによって、感応基板に複数個の
回路パターンを形成する方法に適用される。
【００１７】そして第４発明においては、マスク基板
（Ｒ）の自由な膨張を許容するようにマスク基板を結像
投影系（ＰＬ）の物体面側に設置する段階と、マスク基
板（Ｒ）により１枚の感応基板（Ｗ）を露光している
間、もしくは複数枚の感応基板（Ｗ）を順次露光してい
る間に生じるマスク基板（Ｒ）の初期状態からの膨張量
を検出する段階（温度センサーまたはレチクル端面を利
用した干渉計システムによる計測動作）と、感応基板
（Ｗ）上のショット領域に露光されるべきパターン像の
状態のマスク基板（Ｒ）の膨張による微小変化を補正す
るために、検出された膨張量に応じて結像投影系（Ｐ
Ｌ）の結像特性を調整する段階（投影光学系を構成する
光学レンズ群のうちの一部の移動や、レンズ間の空気間
隔内の気体圧力の調整等）とを実行するようにした。
（Ｒ）の自由な膨張を許容するようにマスク基板を結像
投影系（ＰＬ）の物体面側に設置する段階と、マスク基
板（Ｒ）により１枚の感応基板（Ｗ）を露光している
間、もしくは複数枚の感応基板（Ｗ）を順次露光してい
る間に生じるマスク基板（Ｒ）の初期状態からの膨張量
を検出する段階（温度センサーまたはレチクル端面を利
用した干渉計システムによる計測動作）と、感応基板
（Ｗ）上のショット領域に露光されるべきパターン像の
状態のマスク基板（Ｒ）の膨張による微小変化を補正す
るために、検出された膨張量に応じて結像投影系（Ｐ
Ｌ）の結像特性を調整する段階（投影光学系を構成する
光学レンズ群のうちの一部の移動や、レンズ間の空気間
隔内の気体圧力の調整等）とを実行するようにした。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明においては、マスク基板
（レチクルＲ）の端面部の少なくとも一部に鏡面を形成
し、その鏡面に対して干渉計の測長用ビームを投射して
マスク基板の位置変化を計測するとともに、マスク基板
を真空吸着等によってマスクステージ上にリジッドに固
定せずに自由な膨張を許容するように支持したので、マ
スク基板の微小膨張による投影像の歪み等の像質を大幅
に低減させることができると同時に、マスク基板の微小
膨張による回路パターン像の位置ずれを随時正確に計測
することが可能となる。
（レチクルＲ）の端面部の少なくとも一部に鏡面を形成
し、その鏡面に対して干渉計の測長用ビームを投射して
マスク基板の位置変化を計測するとともに、マスク基板
を真空吸着等によってマスクステージ上にリジッドに固
定せずに自由な膨張を許容するように支持したので、マ
スク基板の微小膨張による投影像の歪み等の像質を大幅
に低減させることができると同時に、マスク基板の微小
膨張による回路パターン像の位置ずれを随時正確に計測
することが可能となる。
【００１９】また本発明によると、マスク基板の端面位
置を干渉計によって直接計測し、その計測値に応答して
マスク基板を駆動するようにしたので、従来の装置のよ
うにマスクステージに固定された移動鏡が不要になると
いった利点もある。さらに、そのような従来の装置では
マスクステージ上に保持されたマスク基板が露光装置に
作用する振動等によって微小位置ずれを起こした場合
は、その位置ずれが全く把握されていなかったために、
露光時のアライメント誤差、重ね合わせ誤差を悪化させ
ていた。
置を干渉計によって直接計測し、その計測値に応答して
マスク基板を駆動するようにしたので、従来の装置のよ
うにマスクステージに固定された移動鏡が不要になると
いった利点もある。さらに、そのような従来の装置では
マスクステージ上に保持されたマスク基板が露光装置に
作用する振動等によって微小位置ずれを起こした場合
は、その位置ずれが全く把握されていなかったために、
露光時のアライメント誤差、重ね合わせ誤差を悪化させ
ていた。
【００２０】ところが、本発明ではマスクステージは単
にマスク基板を緩い摩擦力、または主面方向の緩い付勢
力で支えるだけでよく、マスクステージ上でのマスク基
板の微小位置ずれは本質的に全くアライメント誤差、重
ね合わせ誤差の要因とならないといった利点がある。こ
のため、マスク基板が微小膨張してマスクステージ上で
微小位置変化しても、そのことによる投影像の劣化が皆
無となるので、２５６Ｍメモリ、１Ｇメモリ等の線幅が
０．２５μｍ以下のデバイスを精度よく、歩留まりよく
量産することが可能となる。
にマスク基板を緩い摩擦力、または主面方向の緩い付勢
力で支えるだけでよく、マスクステージ上でのマスク基
板の微小位置ずれは本質的に全くアライメント誤差、重
ね合わせ誤差の要因とならないといった利点がある。こ
のため、マスク基板が微小膨張してマスクステージ上で
微小位置変化しても、そのことによる投影像の劣化が皆
無となるので、２５６Ｍメモリ、１Ｇメモリ等の線幅が
０．２５μｍ以下のデバイスを精度よく、歩留まりよく
量産することが可能となる。
【００２１】そこで、本発明の第１の実施形態としての
投影露光装置の構成を図１、図２、図３を参照して説明
する。図１は、ステップ・アンド・リピート方式の投影
露光装置の全体構成を模式的に示した図である。図１に
おいて、照明光学系ＩＬは露光用の照明光を均一な照度
分布でレチクルＲの回路パターン領域に照射する。レチ
クルＲはレチクルステージＲＳＴ上の４ヶ所に突出して
形成された載置部（当接部）１０上に載置されるが、こ
こでは４ヶ所の載置部１０のうち特定の１ヶ所または２
ヶ所の載置部１０のみが減圧吸着によりレチクルＲを保
持する。
投影露光装置の構成を図１、図２、図３を参照して説明
する。図１は、ステップ・アンド・リピート方式の投影
露光装置の全体構成を模式的に示した図である。図１に
おいて、照明光学系ＩＬは露光用の照明光を均一な照度
分布でレチクルＲの回路パターン領域に照射する。レチ
クルＲはレチクルステージＲＳＴ上の４ヶ所に突出して
形成された載置部（当接部）１０上に載置されるが、こ
こでは４ヶ所の載置部１０のうち特定の１ヶ所または２
ヶ所の載置部１０のみが減圧吸着によりレチクルＲを保
持する。
【００２２】アライメント系２０Ａ、２０Ｂは、レチク
ルＲの周辺の２ヶ所に形成されたレチクルアライメント
用のマークを光電検出し、レチクルＲを照明光学系ＩＬ
または投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して所定の精度で
位置決めするために使用される。その位置決めは、レチ
クルステージＲＳＴを光軸ＡＸと垂直なＸＹ平面内で並
進移動させるとともにＸＹ平面内で微小回転させる駆動
系１２によって行われる。
ルＲの周辺の２ヶ所に形成されたレチクルアライメント
用のマークを光電検出し、レチクルＲを照明光学系ＩＬ
または投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して所定の精度で
位置決めするために使用される。その位置決めは、レチ
クルステージＲＳＴを光軸ＡＸと垂直なＸＹ平面内で並
進移動させるとともにＸＹ平面内で微小回転させる駆動
系１２によって行われる。
【００２３】さらにレチクルステージＲＳＴは、装置本
体のコラム構造体の一部を構成するレチクルステージベ
ース構造体ＣＬ１上に移動可能に保持され、駆動系１２
のモータ等もベース構造体ＣＬ１上に取り付けられる。
そして本発明で特徴となるレチクル用干渉計システムＩ
ＦＲのビーム干渉部分（ビームスプリッタ等）もベース
構造体ＣＬ１に取り付けられる。その干渉計システムＩ
ＦＲは、レチクルＲの端面の一部に形成された鏡面部分
に測長用ビームＢＭｒを垂直に投射し、その反射ビーム
を受光してレチクルＲの位置変化を計測する。
体のコラム構造体の一部を構成するレチクルステージベ
ース構造体ＣＬ１上に移動可能に保持され、駆動系１２
のモータ等もベース構造体ＣＬ１上に取り付けられる。
そして本発明で特徴となるレチクル用干渉計システムＩ
ＦＲのビーム干渉部分（ビームスプリッタ等）もベース
構造体ＣＬ１に取り付けられる。その干渉計システムＩ
ＦＲは、レチクルＲの端面の一部に形成された鏡面部分
に測長用ビームＢＭｒを垂直に投射し、その反射ビーム
を受光してレチクルＲの位置変化を計測する。
【００２４】一方、レチクルＲの回路パターンの像は、
レチクルステージＲＳＴの直下に配置された投影光学系
ＰＬを介して感光基板としてのウェハＷ上に１／４また
は１／５の縮小倍率で結像投影される。その投影光学系
ＰＬの鏡筒はコラム構造体の一部を構成するレンズベー
ス構造体ＣＬ３に固定され、このレンズベース構造体Ｃ
Ｌ３は複数本の支柱構造体ＣＬ２を介してレチクルベー
ス構造体ＣＬ１を支持している。
レチクルステージＲＳＴの直下に配置された投影光学系
ＰＬを介して感光基板としてのウェハＷ上に１／４また
は１／５の縮小倍率で結像投影される。その投影光学系
ＰＬの鏡筒はコラム構造体の一部を構成するレンズベー
ス構造体ＣＬ３に固定され、このレンズベース構造体Ｃ
Ｌ３は複数本の支柱構造体ＣＬ２を介してレチクルベー
ス構造体ＣＬ１を支持している。
【００２５】尚、図１に示したレチクル用干渉計システ
ムＩＦＲでは測長用ビームＢＭｒの反射ビームが投影光
学系ＰＬの上部に固定された参照鏡ＦＲｒで反射してき
た参照ビームと干渉するような構成とするが、参照鏡を
レチクルベース構造体ＣＬ１側に固定した構成の干渉計
システムや参照鏡自体を内蔵した干渉計システムであっ
てもよい。
ムＩＦＲでは測長用ビームＢＭｒの反射ビームが投影光
学系ＰＬの上部に固定された参照鏡ＦＲｒで反射してき
た参照ビームと干渉するような構成とするが、参照鏡を
レチクルベース構造体ＣＬ１側に固定した構成の干渉計
システムや参照鏡自体を内蔵した干渉計システムであっ
てもよい。
【００２６】さてレンズベース構造体ＣＬ３は、ウェハ
Ｗを載置してＸＹ平面に沿って２次元移動するウェハス
テージＷＳＴが搭載されるウェハベース構造体ＣＬ４上
に取り付けられる。このウェハステージＷＳＴには、投
影光学系ＰＬの結像面にウェハＷの表面が一致するよう
にウェハＷを真空吸着するウェハホルダと、このウェハ
ホルダをＺ方向（光軸ＡＸ方向）に微小移動させるとと
もに微小傾斜させるレベリングテーブルとが設けられて
いる。
Ｗを載置してＸＹ平面に沿って２次元移動するウェハス
テージＷＳＴが搭載されるウェハベース構造体ＣＬ４上
に取り付けられる。このウェハステージＷＳＴには、投
影光学系ＰＬの結像面にウェハＷの表面が一致するよう
にウェハＷを真空吸着するウェハホルダと、このウェハ
ホルダをＺ方向（光軸ＡＸ方向）に微小移動させるとと
もに微小傾斜させるレベリングテーブルとが設けられて
いる。
【００２７】そしてウェハステージＷＳＴのＸＹ平面内
での移動座標位置とヨーイングによる微小回転量とは、
ウェハ用干渉計システムＩＦＷによって計測される。こ
の干渉計システムＩＦＷは、レーザ光源ＬＳからのレー
ザビームをウェハステージＷＳＴのレベリングテーブル
に固定された移動鏡ＭＲｗと、投影光学系ＰＬの最下部
に固定された固定鏡ＦＲｗとに投射し、各鏡ＭＲｗ、Ｆ
Ｒｗからの反射ビームを干渉させてウェハステージＷＳ
Ｔの座標位置と微小回転量（ヨーイング量）とを計測す
る。
での移動座標位置とヨーイングによる微小回転量とは、
ウェハ用干渉計システムＩＦＷによって計測される。こ
の干渉計システムＩＦＷは、レーザ光源ＬＳからのレー
ザビームをウェハステージＷＳＴのレベリングテーブル
に固定された移動鏡ＭＲｗと、投影光学系ＰＬの最下部
に固定された固定鏡ＦＲｗとに投射し、各鏡ＭＲｗ、Ｆ
Ｒｗからの反射ビームを干渉させてウェハステージＷＳ
Ｔの座標位置と微小回転量（ヨーイング量）とを計測す
る。
【００２８】またウェハステージＷＳＴのレベリングテ
ーブル上には、各種のアライメント系やフォーカスセン
サー、レベリングセンサーのキャリブレーションとベー
スライン計測（レチクルＲのパターン中心の投影点と各
アライメント系の検出中心との位置関係の計測）とに使
われる基準板ＦＭも取付けられている。この基準板ＦＭ
の表面には、露光波長の照明光のもとでレチクルＲのマ
ークとともにアライメント系２０Ａ、２０Ｂで検出可能
な基準マークも形成されている。
ーブル上には、各種のアライメント系やフォーカスセン
サー、レベリングセンサーのキャリブレーションとベー
スライン計測（レチクルＲのパターン中心の投影点と各
アライメント系の検出中心との位置関係の計測）とに使
われる基準板ＦＭも取付けられている。この基準板ＦＭ
の表面には、露光波長の照明光のもとでレチクルＲのマ
ークとともにアライメント系２０Ａ、２０Ｂで検出可能
な基準マークも形成されている。
【００２９】尚、基準板ＦＭを使ったベースライン計測
法については、例えば特開平４−４５５１２号公報、特
開平５−２１３１４号公報に開示されており、また基準
板ＦＭを使ったフォーカスキャリブレーション法につい
ては例えば特公平６−１６４８３号公報に開示されてい
るので、ここではその詳細な説明は省略する。図２は、
図１中のレチクルステージＲＳＴ付近の様子を示した斜
視図であり、ここではレチクルＲが投影光学系ＰＬの光
軸ＡＸに対して正しく位置合わせされているものとして
示してある。レチクルステージＲＳＴの中央には、レチ
クルＲの矩形状に形成されたパターン領域ＰＡと、この
パターン領域ＰＡを挟んでＸ方向の両側に形成された２
つのマークＭ１、Ｍ２との投影光路を遮蔽しないような
開口１１が形成されている。その開口１１の周辺の４ヶ
所には、載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ（ただ
し１０Ｃ、１０Ｄは図２中ではレチクルＲの影になって
いる）が所定の高さで形成され、それによってレチクル
Ｒの裏面（パターンの形成される主面）の４隅付近が支
持される。
法については、例えば特開平４−４５５１２号公報、特
開平５−２１３１４号公報に開示されており、また基準
板ＦＭを使ったフォーカスキャリブレーション法につい
ては例えば特公平６−１６４８３号公報に開示されてい
るので、ここではその詳細な説明は省略する。図２は、
図１中のレチクルステージＲＳＴ付近の様子を示した斜
視図であり、ここではレチクルＲが投影光学系ＰＬの光
軸ＡＸに対して正しく位置合わせされているものとして
示してある。レチクルステージＲＳＴの中央には、レチ
クルＲの矩形状に形成されたパターン領域ＰＡと、この
パターン領域ＰＡを挟んでＸ方向の両側に形成された２
つのマークＭ１、Ｍ２との投影光路を遮蔽しないような
開口１１が形成されている。その開口１１の周辺の４ヶ
所には、載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ（ただ
し１０Ｃ、１０Ｄは図２中ではレチクルＲの影になって
いる）が所定の高さで形成され、それによってレチクル
Ｒの裏面（パターンの形成される主面）の４隅付近が支
持される。
【００３０】図１に示したレチクルステージＲＳＴの駆
動系１２は、具体的には図２のように３つの駆動ユニッ
ト１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃで構成される。駆動ユニット
１２ＡはステージＲＳＴをＸ方向に微動させ、２つの駆
動ユニット１２Ｂ、１２Ｃは互いに協同してステージＲ
ＳＴをＹ方向に微動させるとともに微小回転させる。こ
れらの駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはレチクル
ステージＲＳＴの対応する部分を直線的に押圧するアク
チュエータとして構成され、レチクルステージＲＳＴの
いくつかの部分の各々とレチクルベース構造体ＣＬ１と
の間にはレチクルステージＲＳＴを各アクチュエータの
方向に付勢するバネ１３が設けられている。
動系１２は、具体的には図２のように３つの駆動ユニッ
ト１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃで構成される。駆動ユニット
１２ＡはステージＲＳＴをＸ方向に微動させ、２つの駆
動ユニット１２Ｂ、１２Ｃは互いに協同してステージＲ
ＳＴをＹ方向に微動させるとともに微小回転させる。こ
れらの駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはレチクル
ステージＲＳＴの対応する部分を直線的に押圧するアク
チュエータとして構成され、レチクルステージＲＳＴの
いくつかの部分の各々とレチクルベース構造体ＣＬ１と
の間にはレチクルステージＲＳＴを各アクチュエータの
方向に付勢するバネ１３が設けられている。
【００３１】さて、図２に示されるようにレチクルＲの
互いに直交した２辺の各端面部の表面には、レチクル用
干渉計システムＩＦＲからの測長ビームを受けるための
反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθが形成されている。これらの反
射部はレチクルＲの端面を研磨した後にアルミやクロム
等の反射性金属物質、あるいは測長ビームの波長に対し
て高い反射率を有する誘電体薄膜を蒸着して作られる。
この反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθは、図２ではレチクルＲの
各端面の一部分のみに形成されているが、Ｘ方向に伸び
た１つの端面の全体とＹ方向に伸びた１つの端面の全体
とを反射面にしてもよい。
互いに直交した２辺の各端面部の表面には、レチクル用
干渉計システムＩＦＲからの測長ビームを受けるための
反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθが形成されている。これらの反
射部はレチクルＲの端面を研磨した後にアルミやクロム
等の反射性金属物質、あるいは測長ビームの波長に対し
て高い反射率を有する誘電体薄膜を蒸着して作られる。
この反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθは、図２ではレチクルＲの
各端面の一部分のみに形成されているが、Ｘ方向に伸び
た１つの端面の全体とＹ方向に伸びた１つの端面の全体
とを反射面にしてもよい。
【００３２】そして図１に示したレチクル用干渉計シス
テムＩＦＲは、具体的には図２のように、測長ビームＢ
Ｍｒｘを反射部ＳＸに向けてＸ方向に投射する反射ミラ
ーＢＲ１を含むＸ方向干渉計ＩＦＲＸ、測長ビームＢＭ
ｒｙを反射部ＳＹに向けてＹ方向に投射する反射ミラー
ＢＲ２を含むＹ方向干渉計ＩＦＲＹ、及び測長ビームＢ
Ｍｒθを反射部Ｓθに向けてＹ方向に投射する反射ミラ
ーＢＲ３を含むＹ方向干渉計ＩＦＲθで構成される。
テムＩＦＲは、具体的には図２のように、測長ビームＢ
Ｍｒｘを反射部ＳＸに向けてＸ方向に投射する反射ミラ
ーＢＲ１を含むＸ方向干渉計ＩＦＲＸ、測長ビームＢＭ
ｒｙを反射部ＳＹに向けてＹ方向に投射する反射ミラー
ＢＲ２を含むＹ方向干渉計ＩＦＲＹ、及び測長ビームＢ
Ｍｒθを反射部Ｓθに向けてＹ方向に投射する反射ミラ
ーＢＲ３を含むＹ方向干渉計ＩＦＲθで構成される。
【００３３】ここで、反射部ＳＸに達する測長ビームＢ
Ｍｒｘは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直に向かうよう
に配置され、反射部ＳＹに達する測長ビームＢＭｒｙと
反射部Ｓθに達する測長ビームＢＭｒθとは、Ｘ方向に
所定の間隔を保って平行に配置されている。従って、干
渉計ＩＦＲＸの測長値によってレチクルＲのＸ方向の位
置変化が計測され、２つの干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの
各測長値の平均を演算することによってレチクルＲのＹ
方向の位置変化が計測され、そして２つの干渉計ＩＦＲ
Ｙ、ＩＦＲθの各測長値の差を演算することによってレ
チクルＲの回転（θ）方向の位置変化が計測される。
Ｍｒｘは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直に向かうよう
に配置され、反射部ＳＹに達する測長ビームＢＭｒｙと
反射部Ｓθに達する測長ビームＢＭｒθとは、Ｘ方向に
所定の間隔を保って平行に配置されている。従って、干
渉計ＩＦＲＸの測長値によってレチクルＲのＸ方向の位
置変化が計測され、２つの干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの
各測長値の平均を演算することによってレチクルＲのＹ
方向の位置変化が計測され、そして２つの干渉計ＩＦＲ
Ｙ、ＩＦＲθの各測長値の差を演算することによってレ
チクルＲの回転（θ）方向の位置変化が計測される。
【００３４】そして干渉計ＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲ
θの計測分解能は、レチクルＲの線膨張係数、レチクル
Ｒの想定される温度変化範囲、レチクルＲのサイズ（こ
こでは６インチ）に依存して決まる膨張量が検知できる
程度に設定される。さらに各干渉計の測長ビームＢＭｒ
ｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθの断面はレチクルＲの各端面の
反射部上で見ると、端面の延びる方向に偏平された楕円
状またはスリット状に整形されている。また投影光学系
ＰＬの上部に固定された基準鏡ＦＲｒに投射される各基
準ビームの断面も、各測長ビームの断面形状と同じ方向
に偏平した楕円状またはスリット状に整形されている。
θの計測分解能は、レチクルＲの線膨張係数、レチクル
Ｒの想定される温度変化範囲、レチクルＲのサイズ（こ
こでは６インチ）に依存して決まる膨張量が検知できる
程度に設定される。さらに各干渉計の測長ビームＢＭｒ
ｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθの断面はレチクルＲの各端面の
反射部上で見ると、端面の延びる方向に偏平された楕円
状またはスリット状に整形されている。また投影光学系
ＰＬの上部に固定された基準鏡ＦＲｒに投射される各基
準ビームの断面も、各測長ビームの断面形状と同じ方向
に偏平した楕円状またはスリット状に整形されている。
【００３５】このように測長ビームと基準ビームの各断
面を楕円状またはスリット状にするのは、レチクルＲの
ＸＹ平面内での微小回転によって各測長ビームのレチク
ル端面での反射ビームの進行方向が微小に偏向されるこ
とによる干渉状態からの逸脱を、レチクルＲのある回転
範囲内で防止するためである。図３は、図２に示したレ
チクルステージＲＳＴの上面部の平面図を表したもので
あり、レチクルＲを４ヶ所で支持する載置部１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、パターン領域ＰＡとマークＭ
１、Ｍ２の投影光路を遮蔽しないような開口１１の４隅
に設けられている。このうち、レチクル用干渉計システ
ムの各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθで照射
されるレチクルＲの反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθのいずれか
らも離れている載置部１０Ｃの吸着面（当接面）は、他
の３つの載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄの吸着面に比べ
て大きく形成され、減圧吸着時の吸着力を高めてある。
面を楕円状またはスリット状にするのは、レチクルＲの
ＸＹ平面内での微小回転によって各測長ビームのレチク
ル端面での反射ビームの進行方向が微小に偏向されるこ
とによる干渉状態からの逸脱を、レチクルＲのある回転
範囲内で防止するためである。図３は、図２に示したレ
チクルステージＲＳＴの上面部の平面図を表したもので
あり、レチクルＲを４ヶ所で支持する載置部１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、パターン領域ＰＡとマークＭ
１、Ｍ２の投影光路を遮蔽しないような開口１１の４隅
に設けられている。このうち、レチクル用干渉計システ
ムの各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθで照射
されるレチクルＲの反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθのいずれか
らも離れている載置部１０Ｃの吸着面（当接面）は、他
の３つの載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄの吸着面に比べ
て大きく形成され、減圧吸着時の吸着力を高めてある。
【００３６】また図３に示すように、レチクルステージ
ＲＳＴの周辺には各載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１
０Ｄの吸着面を減圧源（真空源）に接続するためのポー
ト部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄが設けられてい
る。従って各ポート部１５Ａ〜１５Ｄに所定の減圧を供
給することで、レチクルＲの４隅をステージＲＳＴに強
固に吸着保持することも可能である。しかしながら本実
施形態では、少なくとも複数枚のウェハＷを連続的に露
光処理している間、載置部１０ＣのみがレチクルＲを強
力に減圧吸着し、他の載置部は単にレチクルＲを自重で
支持するように吸着が解除される。
ＲＳＴの周辺には各載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１
０Ｄの吸着面を減圧源（真空源）に接続するためのポー
ト部１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄが設けられてい
る。従って各ポート部１５Ａ〜１５Ｄに所定の減圧を供
給することで、レチクルＲの４隅をステージＲＳＴに強
固に吸着保持することも可能である。しかしながら本実
施形態では、少なくとも複数枚のウェハＷを連続的に露
光処理している間、載置部１０ＣのみがレチクルＲを強
力に減圧吸着し、他の載置部は単にレチクルＲを自重で
支持するように吸着が解除される。
【００３７】このように載置部１０ＣのみでレチクルＲ
を強力に減圧吸着すると、レチクルＲの温度変化による
膨張は載置部１０Ｃを基点として２つの端面に形成され
た反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの方向に自由に発生すること
になり、膨張に伴ってレチクルＲに生じる応力が防止さ
れ、ほぼＸＹ平面に沿った線膨張になる。このため、レ
チクルＲの自由な膨張量に応じて各反射部ＳＸ、ＳＹ、
ＳθはＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ微小変位し、その各微
小変位は測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθを介
してレチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、Ｉ
ＦＲθで計測される。
を強力に減圧吸着すると、レチクルＲの温度変化による
膨張は載置部１０Ｃを基点として２つの端面に形成され
た反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの方向に自由に発生すること
になり、膨張に伴ってレチクルＲに生じる応力が防止さ
れ、ほぼＸＹ平面に沿った線膨張になる。このため、レ
チクルＲの自由な膨張量に応じて各反射部ＳＸ、ＳＹ、
ＳθはＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ微小変位し、その各微
小変位は測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθを介
してレチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、Ｉ
ＦＲθで計測される。
【００３８】ところで、レチクルＲは載置部１０Ｃによ
る強固な吸着力に抗してステージＲＳＴに対して微小に
ずれる場合も有り得る。その場合、レチクル用干渉計シ
ステムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθはそのずれ量とレ
チクルＲの膨張量とを含んだ計測値を出力することにな
る。このため、レチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、Ｉ
ＦＲＹ、ＩＦＲθから得られる各計測値のみに基づい
て、レチクルＲの中心点ＣＣの初期状態からの位置ずれ
量（Ｘ、Ｙ方向の変位）や微小回転量を算出しただけで
は、その位置ずれ量や回転量がレチクルＲの膨張による
ものなのか、レチクルＲがステージＲＳＴ上でずれたも
のなのか、あるいはその両者の原因によるものなのかが
正確に判別できない。
る強固な吸着力に抗してステージＲＳＴに対して微小に
ずれる場合も有り得る。その場合、レチクル用干渉計シ
ステムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθはそのずれ量とレ
チクルＲの膨張量とを含んだ計測値を出力することにな
る。このため、レチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、Ｉ
ＦＲＹ、ＩＦＲθから得られる各計測値のみに基づい
て、レチクルＲの中心点ＣＣの初期状態からの位置ずれ
量（Ｘ、Ｙ方向の変位）や微小回転量を算出しただけで
は、その位置ずれ量や回転量がレチクルＲの膨張による
ものなのか、レチクルＲがステージＲＳＴ上でずれたも
のなのか、あるいはその両者の原因によるものなのかが
正確に判別できない。
【００３９】従って、レチクル用干渉計システムからの
計測値のみに基づいて算出された位置ずれ量、回転量の
値はそのままでは信頼性に乏しく、それに基づいて直ち
にレチクルステージＲＳＴの駆動ユニット１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃをフィードバック制御することはできない。
そこで、レチクルＲの中心点ＣＣの初期位置からの変位
誤差やレチクルＲの回転誤差を正確に特定するために、
本実施形態においてはレチクルＲの温度を高分解能で計
測する温度測定システムを設けるようにした。その温度
測定システムとして熱電対タイプのセンサーを用いる場
合は、レチクルＲのパターン領域ＰＡやマークＭ１、Ｍ
２の形成領域を避けた複数ヶ所にセンサーを接触させる
機構を設ける必要がある。また非接触方式のサーモセン
サー（ＩＲ−ＣＣＤカメラ等）を用いる場合は、図１に
示した照明光学系ＩＬ内のコンデンサーレンズ系を通し
てレチクルＲのほぼ全面の温度変化（及び温度分布）を
検出する光学系を設ける必要がある。
計測値のみに基づいて算出された位置ずれ量、回転量の
値はそのままでは信頼性に乏しく、それに基づいて直ち
にレチクルステージＲＳＴの駆動ユニット１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃをフィードバック制御することはできない。
そこで、レチクルＲの中心点ＣＣの初期位置からの変位
誤差やレチクルＲの回転誤差を正確に特定するために、
本実施形態においてはレチクルＲの温度を高分解能で計
測する温度測定システムを設けるようにした。その温度
測定システムとして熱電対タイプのセンサーを用いる場
合は、レチクルＲのパターン領域ＰＡやマークＭ１、Ｍ
２の形成領域を避けた複数ヶ所にセンサーを接触させる
機構を設ける必要がある。また非接触方式のサーモセン
サー（ＩＲ−ＣＣＤカメラ等）を用いる場合は、図１に
示した照明光学系ＩＬ内のコンデンサーレンズ系を通し
てレチクルＲのほぼ全面の温度変化（及び温度分布）を
検出する光学系を設ける必要がある。
【００４０】そして予め求められているレチクルＲの透
明平板（石英板）の線膨張係数と、計測されたレチクル
Ｒの基準温度（例えばレチクル製造時の設定温度）から
の変化量と、載置部１０ＣによるレチクルＲ上の支持点
と各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθとの距離関係とに基づい
て、レチクルＲの膨張成分のみによる各反射部ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθの位置変化量Δｍｘ、Δｍｙ、Δｍθを予測計
算し、その計算結果に基づいてレチクルＲの中心点ＣＣ
の膨張成分のみによる位置変位量（ΔＸｔ，ΔＹｔ）や
レチクル回転量ΔＲｔを決定する。
明平板（石英板）の線膨張係数と、計測されたレチクル
Ｒの基準温度（例えばレチクル製造時の設定温度）から
の変化量と、載置部１０ＣによるレチクルＲ上の支持点
と各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθとの距離関係とに基づい
て、レチクルＲの膨張成分のみによる各反射部ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθの位置変化量Δｍｘ、Δｍｙ、Δｍθを予測計
算し、その計算結果に基づいてレチクルＲの中心点ＣＣ
の膨張成分のみによる位置変位量（ΔＸｔ，ΔＹｔ）や
レチクル回転量ΔＲｔを決定する。
【００４１】次に、レチクル用干渉計システムＩＦＲ
Ｘ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθで実測される各反射部ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθの初期位置からの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＦ
θを読み取り、予測計算された変化量Δｍｘ、Δｍｙ、
Δｍθとの差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθを以下のように
算出する。 ΔＭｘ＝ΔＦｘ−Δｍｘ （Ｘ方向成分） ΔＭｙ＝ΔＦｙ−Δｍｙ （Ｙ方向成分） ΔＭθ＝ΔＦθ−Δｍθ （Ｙ方向成分） こうして算出された偏差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθの各
々が許容範囲内で零に近似される場合は、レチクルＲは
ステージＲＳＴ上で位置ずれを起こしていないことにな
り、膨張成分のみによって予測計算された位置変位量
（ΔＸｔ，ΔＹｔ）やレチクル回転量ΔＲｔが補正され
るように、レチクルステージＲＳＴの各駆動ユニット１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをフィードバック制御すればよ
い。
Ｘ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθで実測される各反射部ＳＸ、Ｓ
Ｙ、Ｓθの初期位置からの変化量ΔＦｘ、ΔＦｙ、ΔＦ
θを読み取り、予測計算された変化量Δｍｘ、Δｍｙ、
Δｍθとの差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθを以下のように
算出する。 ΔＭｘ＝ΔＦｘ−Δｍｘ （Ｘ方向成分） ΔＭｙ＝ΔＦｙ−Δｍｙ （Ｙ方向成分） ΔＭθ＝ΔＦθ−Δｍθ （Ｙ方向成分） こうして算出された偏差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθの各
々が許容範囲内で零に近似される場合は、レチクルＲは
ステージＲＳＴ上で位置ずれを起こしていないことにな
り、膨張成分のみによって予測計算された位置変位量
（ΔＸｔ，ΔＹｔ）やレチクル回転量ΔＲｔが補正され
るように、レチクルステージＲＳＴの各駆動ユニット１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをフィードバック制御すればよ
い。
【００４２】一方、算出された偏差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、
ΔＭθの各々が許容範囲以上の固有値を持つ場合は、そ
の偏差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθの各々がレチクルＲの
位置ずれによって生じたことを表す。そこで、偏差分Δ
Ｍｘ、ΔＭｙ、ΔＭθに基づいてレチクルＲの位置ずれ
による中心点ＣＣの位置変位量（ΔＸｓ，ΔＹｓ）やレ
チクル回転量ΔＲｓを以下のように決定する。ただし、
Ｌｋは図３に示すようにレチクル用干渉計の２つの測長
ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒＲθのＸ方向の間隔である。
ΔＭθの各々が許容範囲以上の固有値を持つ場合は、そ
の偏差分ΔＭｘ、ΔＭｙ、ΔＭθの各々がレチクルＲの
位置ずれによって生じたことを表す。そこで、偏差分Δ
Ｍｘ、ΔＭｙ、ΔＭθに基づいてレチクルＲの位置ずれ
による中心点ＣＣの位置変位量（ΔＸｓ，ΔＹｓ）やレ
チクル回転量ΔＲｓを以下のように決定する。ただし、
Ｌｋは図３に示すようにレチクル用干渉計の２つの測長
ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒＲθのＸ方向の間隔である。
【００４３】ΔＸｓ＝ΔＭｘ ΔＹｓ＝（ΔＭｙ＋ΔＭθ）／２ ΔＲｓ＝（ΔＭｙ−ΔＭθ）／Ｌｋ さらに、先に求めた膨張成分のみによる位置変位量（Δ
Ｘｔ，ΔＹｔ）やレチクル回転量ΔＲｔと、レチクルＲ
の位置ずれ成分のみによる位置変位量（ΔＸｓ，ΔＹ
ｓ）やレチクル回転量ΔＲｓとを加算して、最終的に補
正すべきレチクルＲの中心点ＣＣの位置ずれ量（ΔＸｓ
＋ΔＸｔ，ΔＹｓ＋ΔＹｔ）と回転量（ΔＲｓ＋ΔＲ
ｔ）とを決定する。そして決定された中心点ＣＣの位置
ずれ量とレチクルＲの回転量とが補正されるように、レ
チクルステージＲＳＴの各駆動ユニット１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃが干渉計ＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各
計測値に基づいてフィードバック制御される。
Ｘｔ，ΔＹｔ）やレチクル回転量ΔＲｔと、レチクルＲ
の位置ずれ成分のみによる位置変位量（ΔＸｓ，ΔＹ
ｓ）やレチクル回転量ΔＲｓとを加算して、最終的に補
正すべきレチクルＲの中心点ＣＣの位置ずれ量（ΔＸｓ
＋ΔＸｔ，ΔＹｓ＋ΔＹｔ）と回転量（ΔＲｓ＋ΔＲ
ｔ）とを決定する。そして決定された中心点ＣＣの位置
ずれ量とレチクルＲの回転量とが補正されるように、レ
チクルステージＲＳＴの各駆動ユニット１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃが干渉計ＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各
計測値に基づいてフィードバック制御される。
【００４４】図４は、以上のような各種の計算と制御を
実行するための制御系の模式的な構成を示す。図４にお
いて、先の図２、図３中の部材と同一の部材に関しては
同じ符号を付けてある。まず、図４に示すようにレチク
ル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各
々には、各測長ビームの反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθでの反
射ビームと参照ビームの参照鏡での反射ビームとの干渉
ビームを光電検出するためのレシーバー２１Ｘ、２１
Ｙ、２１θが設けられている。
実行するための制御系の模式的な構成を示す。図４にお
いて、先の図２、図３中の部材と同一の部材に関しては
同じ符号を付けてある。まず、図４に示すようにレチク
ル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各
々には、各測長ビームの反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθでの反
射ビームと参照ビームの参照鏡での反射ビームとの干渉
ビームを光電検出するためのレシーバー２１Ｘ、２１
Ｙ、２１θが設けられている。
【００４５】レシーバー２１Ｘ、２１Ｙ、２１θの各々
からの信号はカウンタ回路ユニット２２Ｘ、２２Ｙ、２
２θに入力して、各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの計測方向
の位置や位置変化に応じたデジタル値をリアルタイムに
出力する。これらのデジタル値は、先に説明した各種の
計算や制御を実行する中央演算処理回路（ＣＰＵ）２４
に入力される。ＣＰＵ２４は先の説明のようにして決定
されるレチクルＲの中心点ＣＣの位置ずれ誤差や回転誤
差を算出し、その誤差を補正するための制御情報をイン
ターフェイス回路２６に出力する。このインターフェイ
ス回路２６は、３つの駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃの各モータを駆動するサーボ回路２８Ａ、２８Ｂ、
２８Ｃに最適な制御指令値を出力する。
からの信号はカウンタ回路ユニット２２Ｘ、２２Ｙ、２
２θに入力して、各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの計測方向
の位置や位置変化に応じたデジタル値をリアルタイムに
出力する。これらのデジタル値は、先に説明した各種の
計算や制御を実行する中央演算処理回路（ＣＰＵ）２４
に入力される。ＣＰＵ２４は先の説明のようにして決定
されるレチクルＲの中心点ＣＣの位置ずれ誤差や回転誤
差を算出し、その誤差を補正するための制御情報をイン
ターフェイス回路２６に出力する。このインターフェイ
ス回路２６は、３つの駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃの各モータを駆動するサーボ回路２８Ａ、２８Ｂ、
２８Ｃに最適な制御指令値を出力する。
【００４６】そして図４の制御系には、レチクルＲ上の
複数の位置の温度変化を接触式で計測する温度センサー
３０Ａ、３０Ｂが設けられ、そのセンサー３０Ａ、３０
Ｂからの信号は温度測定回路３１Ａ、３１Ｂによってデ
ジタル値に変換された後、ＣＰＵ２４に入力される。Ｃ
ＰＵ２４は、その温度情報に基づいて予めメモリ内に記
憶されているレチクルＲの線膨張係数とレチクルＲ上の
各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの位置関係を表す情報とを読
み出して、各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの計測方向の膨張
による位置変化量Δｍｘ、Δｍｙ、Δｍθを予測計算す
る。
複数の位置の温度変化を接触式で計測する温度センサー
３０Ａ、３０Ｂが設けられ、そのセンサー３０Ａ、３０
Ｂからの信号は温度測定回路３１Ａ、３１Ｂによってデ
ジタル値に変換された後、ＣＰＵ２４に入力される。Ｃ
ＰＵ２４は、その温度情報に基づいて予めメモリ内に記
憶されているレチクルＲの線膨張係数とレチクルＲ上の
各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの位置関係を表す情報とを読
み出して、各反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの計測方向の膨張
による位置変化量Δｍｘ、Δｍｙ、Δｍθを予測計算す
る。
【００４７】尚、以上の実施形態ではレチクルＲをレチ
クルステージＲＳＴ上の１ヶ所の載置部１０Ｃのみで吸
着するとしたが、これは必ずしも必須のことではなく、
レチクルＲの自由な膨張を妨げない範囲であれば、他の
３つの載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄを緩く減圧吸着す
るようにしてもよい。さらに４ヶ所の載置部１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの全てをレチクルＲの自由な膨張
を妨げない範囲で一律に緩く減圧吸着するように制御し
てもよい。
クルステージＲＳＴ上の１ヶ所の載置部１０Ｃのみで吸
着するとしたが、これは必ずしも必須のことではなく、
レチクルＲの自由な膨張を妨げない範囲であれば、他の
３つの載置部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄを緩く減圧吸着す
るようにしてもよい。さらに４ヶ所の載置部１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの全てをレチクルＲの自由な膨張
を妨げない範囲で一律に緩く減圧吸着するように制御し
てもよい。
【００４８】以上のように本実施形態によれば、レチク
ルＲを支持するレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲ
を隅の１ヶ所の載置部１０Ｃで吸着固定するか、緩く減
圧吸着するので、レチクルＲは温度変化によって自由に
膨張することが可能となり、レチクルＲに不要な応力を
発生させることがなく、レチクルＲのパターン面の変形
が防止されることになる。このため、露光処理が連続し
て行われる間に投影像の質が徐々に劣化することが防止
される。
ルＲを支持するレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲ
を隅の１ヶ所の載置部１０Ｃで吸着固定するか、緩く減
圧吸着するので、レチクルＲは温度変化によって自由に
膨張することが可能となり、レチクルＲに不要な応力を
発生させることがなく、レチクルＲのパターン面の変形
が防止されることになる。このため、露光処理が連続し
て行われる間に投影像の質が徐々に劣化することが防止
される。
【００４９】次に、本発明の第２の実施形態について図
５を参照して説明する。図５は、図１に示されたレチク
ルステージＲＳＴの構造上の変形例を示す斜視図であ
り、レチクルＲの４隅は図３と同様な４ヶ所の載置部１
０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの上に支持される。しか
しながら本実施形態では、各載置部がレチクルＲを単に
自重で支えるだけで、減圧吸着は全く行われないか緩く
行われる。
５を参照して説明する。図５は、図１に示されたレチク
ルステージＲＳＴの構造上の変形例を示す斜視図であ
り、レチクルＲの４隅は図３と同様な４ヶ所の載置部１
０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの上に支持される。しか
しながら本実施形態では、各載置部がレチクルＲを単に
自重で支えるだけで、減圧吸着は全く行われないか緩く
行われる。
【００５０】そして本実施形態では、レチクルＲが各載
置部上に支持された状態でレチクルＲの４辺の各端面を
弱く押圧する可動押圧部材３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３
６Ｄ、３６ＥがステージＲＳＴの周辺に配置されてい
る。この可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅは、レチクルＲが
載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に搬送されてくるときは図５中
の可動押圧部材３６Ｅのように外側に開いた状態に設定
される。そしてレチクルＲが機械的なプリアライメント
の精度（例えば±１ｍｍ以下）で載置部１０Ａ〜１０Ｄ
上に載置されると、５つの可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅ
は垂直に起立して対応するレチクルＲの端面をレチクル
中心ＣＣの方向に押圧する。
置部上に支持された状態でレチクルＲの４辺の各端面を
弱く押圧する可動押圧部材３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３
６Ｄ、３６ＥがステージＲＳＴの周辺に配置されてい
る。この可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅは、レチクルＲが
載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に搬送されてくるときは図５中
の可動押圧部材３６Ｅのように外側に開いた状態に設定
される。そしてレチクルＲが機械的なプリアライメント
の精度（例えば±１ｍｍ以下）で載置部１０Ａ〜１０Ｄ
上に載置されると、５つの可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅ
は垂直に起立して対応するレチクルＲの端面をレチクル
中心ＣＣの方向に押圧する。
【００５１】これによってレチクルＲは、ステージＲＳ
Ｔ上で正確に位置決めされる。このときレチクルＲの回
転方向の位置決め精度は、レチクル用干渉計システムの
各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθが対応する
レチクル端面の反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθで正確に垂直に
反射されて干渉計測が確実にできる程度に設定されてい
る。
Ｔ上で正確に位置決めされる。このときレチクルＲの回
転方向の位置決め精度は、レチクル用干渉計システムの
各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθが対応する
レチクル端面の反射部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθで正確に垂直に
反射されて干渉計測が確実にできる程度に設定されてい
る。
【００５２】こうしてレチクルＲの位置決めが完了する
と、各可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅのレチクル端面と対
向する部分に設けられた弾性当接部３７Ａ、３７Ｂ、３
７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの各々がレチクル端面と緩く接触
するように、各可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅはわずかに
外側に開いた状態で静止される。この状態で、レチクル
Ｒは正確に位置決めされるとともに、その後にレチクル
Ｒに膨張が生じた場合はレチクルＲの端面が弾性当接部
３７Ａ〜３７Ｅをわずかに外側に変形させることにな
る。
と、各可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅのレチクル端面と対
向する部分に設けられた弾性当接部３７Ａ、３７Ｂ、３
７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの各々がレチクル端面と緩く接触
するように、各可動押圧部材３６Ａ〜３６Ｅはわずかに
外側に開いた状態で静止される。この状態で、レチクル
Ｒは正確に位置決めされるとともに、その後にレチクル
Ｒに膨張が生じた場合はレチクルＲの端面が弾性当接部
３７Ａ〜３７Ｅをわずかに外側に変形させることにな
る。
【００５３】以上のようにしてレチクルＲがステージＲ
ＳＴ上にセットされると、図４中に示したカウンタ回路
ユニット２２Ｘ、２２Ｙ、２２θを初期値にリセット
し、ＣＰＵ２４、インターフェイス回路２６、サーボ回
路２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃによって直ちに駆動ユニット
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの制御を開始する。それから、
先の図１中に示したウェハステージＷＳＴ上の基準板Ｆ
Ｍの基準マークを投影光学系ＰＬの視野内に位置付け、
アライメント系２０Ａ、２０ＢによってレチクルＲ上の
マークＭ１、Ｍ２と基準板ＦＭの基準マークとを同時に
検出して相対的な位置ずれ誤差量と回転誤差量とを計測
し、それらの誤差が補正されるようにＣＰＵ２４に指令
を与える。
ＳＴ上にセットされると、図４中に示したカウンタ回路
ユニット２２Ｘ、２２Ｙ、２２θを初期値にリセット
し、ＣＰＵ２４、インターフェイス回路２６、サーボ回
路２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃによって直ちに駆動ユニット
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの制御を開始する。それから、
先の図１中に示したウェハステージＷＳＴ上の基準板Ｆ
Ｍの基準マークを投影光学系ＰＬの視野内に位置付け、
アライメント系２０Ａ、２０ＢによってレチクルＲ上の
マークＭ１、Ｍ２と基準板ＦＭの基準マークとを同時に
検出して相対的な位置ずれ誤差量と回転誤差量とを計測
し、それらの誤差が補正されるようにＣＰＵ２４に指令
を与える。
【００５４】これによってレチクルステージＲＳＴが微
小移動され、レチクルＲのマークＭ１、Ｍ２の各々と基
準板ＦＭの基準マークとの精密なアライメントが達成さ
れた状態で駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが停止
し、ＣＰＵ２４はその時の各カウンタ回路ユニット２２
Ｘ、２２Ｙ、２２θの計測値を読み取って、初期値とし
て記憶する。この初期値はレチクルＲの膨張前の各反射
部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの位置を表すことになる。
小移動され、レチクルＲのマークＭ１、Ｍ２の各々と基
準板ＦＭの基準マークとの精密なアライメントが達成さ
れた状態で駆動ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが停止
し、ＣＰＵ２４はその時の各カウンタ回路ユニット２２
Ｘ、２２Ｙ、２２θの計測値を読み取って、初期値とし
て記憶する。この初期値はレチクルＲの膨張前の各反射
部ＳＸ、ＳＹ、Ｓθの位置を表すことになる。
【００５５】次に、本発明の第３の実施形態について図
６を参照して説明する。この実施形態では、４辺の各端
面に反射部が一様に形成されたレチクルＲを用いるとと
もに、レチクルＲの温度変化による膨張量を専用の干渉
計システムによって直接計測する構成とした。その干渉
計システムは、レチクルＲの互いに平行な辺と辺との間
の距離、即ちレチクルＲのＸ方向、またはＹ方向の寸法
変化を直接計測するように構成される。
６を参照して説明する。この実施形態では、４辺の各端
面に反射部が一様に形成されたレチクルＲを用いるとと
もに、レチクルＲの温度変化による膨張量を専用の干渉
計システムによって直接計測する構成とした。その干渉
計システムは、レチクルＲの互いに平行な辺と辺との間
の距離、即ちレチクルＲのＸ方向、またはＹ方向の寸法
変化を直接計測するように構成される。
【００５６】膨張量計測用の干渉計システムの１つは、
レーザビームＢ０を２つのビームＢｘ、Ｂｙに分割する
ビームスプリッタＢＳ１と、ビームＢｙをＹ方向に反射
するミラーＭＲａと、そのミラーＭＲａからのビームＢ
ｙを入射してレチクルＲのＸ方向に伸びた端面へ向かう
透過ビームと上方のミラーＭＲ２へ向かうビームとに分
割するとともに、干渉部を構成するビームスプリッタＢ
Ｓａと、ミラーＭＲ２からレチクルＲの主面と平行にＹ
方向に進むビームＢＴｙをレチクルＲの反対側で受けて
レチクルＲの端面３９Ａに向けて垂直に反射させるコー
ナーミラーＭＲ４と、端面３９Ａで反射してコーナーミ
ラーＭＲ４、ミラーＭＲ２を介してビームスプリッタＢ
Ｓａに戻った反射ビームと、ビームスプリッタＢＳａ側
のレチクルＲの端面で反射してビームスプリッタＢＳａ
に戻った反射ビームとの干渉ビームを受光するレシーバ
ー４０Ｙとで構成される。
レーザビームＢ０を２つのビームＢｘ、Ｂｙに分割する
ビームスプリッタＢＳ１と、ビームＢｙをＹ方向に反射
するミラーＭＲａと、そのミラーＭＲａからのビームＢ
ｙを入射してレチクルＲのＸ方向に伸びた端面へ向かう
透過ビームと上方のミラーＭＲ２へ向かうビームとに分
割するとともに、干渉部を構成するビームスプリッタＢ
Ｓａと、ミラーＭＲ２からレチクルＲの主面と平行にＹ
方向に進むビームＢＴｙをレチクルＲの反対側で受けて
レチクルＲの端面３９Ａに向けて垂直に反射させるコー
ナーミラーＭＲ４と、端面３９Ａで反射してコーナーミ
ラーＭＲ４、ミラーＭＲ２を介してビームスプリッタＢ
Ｓａに戻った反射ビームと、ビームスプリッタＢＳａ側
のレチクルＲの端面で反射してビームスプリッタＢＳａ
に戻った反射ビームとの干渉ビームを受光するレシーバ
ー４０Ｙとで構成される。
【００５７】レシーバー４０Ｙで計測される情報は、レ
チクルＲのＹ方向の寸法変化に応じたものとなる。一
方、膨張量計測用の干渉計システムのもう１つも同様に
構成され、ビームＢｘはミラーＭＲｂ、ビームスプリッ
タＢＳｂを介してレチクルＲのＹ方向に伸びた端面に入
射するとともに、ミラーＭＲ１、コーナーミラーＭＲ３
を介してレチクルＲの反対側の端面３９Ｂに入射し、ビ
ームスプリッタＢＳｂで干渉した各端面からの反射ビー
ムはレシーバー４０Ｘで受光される。従ってレシーバー
４０Ｘで計測される情報は、レチクルＲのＸ方向の寸法
変化に応じたものとなる。
チクルＲのＹ方向の寸法変化に応じたものとなる。一
方、膨張量計測用の干渉計システムのもう１つも同様に
構成され、ビームＢｘはミラーＭＲｂ、ビームスプリッ
タＢＳｂを介してレチクルＲのＹ方向に伸びた端面に入
射するとともに、ミラーＭＲ１、コーナーミラーＭＲ３
を介してレチクルＲの反対側の端面３９Ｂに入射し、ビ
ームスプリッタＢＳｂで干渉した各端面からの反射ビー
ムはレシーバー４０Ｘで受光される。従ってレシーバー
４０Ｘで計測される情報は、レチクルＲのＸ方向の寸法
変化に応じたものとなる。
【００５８】以上のような干渉計システムにおいて、ビ
ームスプリッタＢＳ１、ミラーＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲ１
〜ＭＲ４、干渉部としてのビームスプリッタＢＳａ、Ｂ
Ｓｂ、及びレシーバー４０Ｘ、４０Ｙは、基本的には図
３や図５に示したレチクルステージＲＳＴ上に構築され
る。ただし、干渉部としてのビームスプリッタＢＳａ、
ＢＳｂに入射するビームＢｘ、Ｂｙを単一モード光ファ
イバーで導き、ビームスプリッタＢＳａ、ＢＳｂからの
各干渉ビームを光ファイバーで導くようにした場合は、
ミラーＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲ１〜ＭＲ４、ビームスプリ
ッタＢＳａ、ＢＳｂをレチクルステージＲＳＴ上に取付
け、その他のレシーバー４０Ｘ、４０Ｙ等の部材は図１
中のレチクルベース構造体ＣＬ１上に取り付けることが
できる。
ームスプリッタＢＳ１、ミラーＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲ１
〜ＭＲ４、干渉部としてのビームスプリッタＢＳａ、Ｂ
Ｓｂ、及びレシーバー４０Ｘ、４０Ｙは、基本的には図
３や図５に示したレチクルステージＲＳＴ上に構築され
る。ただし、干渉部としてのビームスプリッタＢＳａ、
ＢＳｂに入射するビームＢｘ、Ｂｙを単一モード光ファ
イバーで導き、ビームスプリッタＢＳａ、ＢＳｂからの
各干渉ビームを光ファイバーで導くようにした場合は、
ミラーＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲ１〜ＭＲ４、ビームスプリ
ッタＢＳａ、ＢＳｂをレチクルステージＲＳＴ上に取付
け、その他のレシーバー４０Ｘ、４０Ｙ等の部材は図１
中のレチクルベース構造体ＣＬ１上に取り付けることが
できる。
【００５９】また図６に示されたレチクルＲは、先に説
明した図３や図５のようなレチクルステージＲＳＴの載
置部１０Ａ〜１０Ｄ上に、自由な膨張が拘束されないよ
うに支持される。そして、図１中のアライメント系２０
Ａ、２０Ｂと基準板ＦＭとを使ってレチクルＲがステー
ジＲＳＴ上に位置決めされた後に、レシーバー４０Ｘ、
４０Ｙからの各計測情報をデジタル値に変換するカウン
タ回路をリセットして計数を開始する。
明した図３や図５のようなレチクルステージＲＳＴの載
置部１０Ａ〜１０Ｄ上に、自由な膨張が拘束されないよ
うに支持される。そして、図１中のアライメント系２０
Ａ、２０Ｂと基準板ＦＭとを使ってレチクルＲがステー
ジＲＳＴ上に位置決めされた後に、レシーバー４０Ｘ、
４０Ｙからの各計測情報をデジタル値に変換するカウン
タ回路をリセットして計数を開始する。
【００６０】その後、レチクルＲに膨張が生じなければ
カウンタ回路の計数値は変化しないが、膨張が生じると
カウンタ回路の計数値はリセット時の値から変化するの
で、その変化値を読み取ればレチクルＲのＸ方向とＹ方
向の各膨張量が直ちにわかる。従って、その読み取った
変化値に基づいて、レチクルＲの中心点ＣＣの膨張成分
による位置ずれを精密に算出することが可能となる。
カウンタ回路の計数値は変化しないが、膨張が生じると
カウンタ回路の計数値はリセット時の値から変化するの
で、その変化値を読み取ればレチクルＲのＸ方向とＹ方
向の各膨張量が直ちにわかる。従って、その読み取った
変化値に基づいて、レチクルＲの中心点ＣＣの膨張成分
による位置ずれを精密に算出することが可能となる。
【００６１】さらに、図１に示された投影露光装置に、
投影光学系ＰＬのみを介してウェハＷ上のマークを検出
するＴＴＬアライメント系や投影光学系ＰＬの外部に固
定されてウェハＷのマークを検出するオフアクシス方式
のウェハアライメント系が設けられている場合（例えば
特開平５−２１３１４号公報）は、レチクルＲが装着さ
れた後にＴＴＬアライメント系やオフアクシスアライメ
ント系の各々のマーク検出中心点とレチクルＲの中心Ｃ
Ｃの投影点との相対間隔（ベースライン）をウェハステ
ージＷＳＴ上の基準板ＦＭを使って精密に計測する動作
が必要となる。
投影光学系ＰＬのみを介してウェハＷ上のマークを検出
するＴＴＬアライメント系や投影光学系ＰＬの外部に固
定されてウェハＷのマークを検出するオフアクシス方式
のウェハアライメント系が設けられている場合（例えば
特開平５−２１３１４号公報）は、レチクルＲが装着さ
れた後にＴＴＬアライメント系やオフアクシスアライメ
ント系の各々のマーク検出中心点とレチクルＲの中心Ｃ
Ｃの投影点との相対間隔（ベースライン）をウェハステ
ージＷＳＴ上の基準板ＦＭを使って精密に計測する動作
が必要となる。
【００６２】そのベースライン計測の動作は、１枚のレ
チクルＲを露光装置に装着した直後だけでなく、連続し
て露光処理を実行する間の適当な時期毎に行われること
がある。その場合は、ベースライン計測の動作のときに
各レシーバー４０Ｘ、４０Ｙを介してカウンタ回路で計
数されている値をＣＰＵで読み取って初期値として記憶
する。あるいはベースライン計測の動作のときに各レシ
ーバー４０Ｘ、４０Ｙと接続されるカウンタ回路をリセ
ットし直すようにしてもよい。
チクルＲを露光装置に装着した直後だけでなく、連続し
て露光処理を実行する間の適当な時期毎に行われること
がある。その場合は、ベースライン計測の動作のときに
各レシーバー４０Ｘ、４０Ｙを介してカウンタ回路で計
数されている値をＣＰＵで読み取って初期値として記憶
する。あるいはベースライン計測の動作のときに各レシ
ーバー４０Ｘ、４０Ｙと接続されるカウンタ回路をリセ
ットし直すようにしてもよい。
【００６３】以上の図６に示した膨張量計測用の干渉計
システムによれば、レチクルＲのＸ方向の膨張量とＹ方
向の膨張量とが直接計測されるため、干渉計システムＩ
ＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各測長ビームＢＭｒｘ、
ＢＭｒｙ、ＢＭｒθが照射される各端面３９Ａ、３９Ｂ
からレチクルＲの中心ＣＣまでの距離変化を精密に計測
することができる。従って、レチクルＲの中心ＣＣの投
影点の位置変化をリアルタイムに精密に決定できるの
で、露光時のレチクルＲとウェハＷとのアライメント精
度を精密に管理することが可能となる。
システムによれば、レチクルＲのＸ方向の膨張量とＹ方
向の膨張量とが直接計測されるため、干渉計システムＩ
ＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各測長ビームＢＭｒｘ、
ＢＭｒｙ、ＢＭｒθが照射される各端面３９Ａ、３９Ｂ
からレチクルＲの中心ＣＣまでの距離変化を精密に計測
することができる。従って、レチクルＲの中心ＣＣの投
影点の位置変化をリアルタイムに精密に決定できるの
で、露光時のレチクルＲとウェハＷとのアライメント精
度を精密に管理することが可能となる。
【００６４】次に、本発明の第４の実施形態について図
７を参照して説明する。本実施形態では先の各実施形態
と異なり、図７に示されたレチクルステージＲＳＴ’は
図１中のレチクルコラム構造体ＣＬ１上に固定される
か、レチクル交換のときだけ露光位置と受け渡し位置と
の間を往復するように構成される。そして、レチクルＲ
はステージＲＳＴ’の４ヶ所の載置部１０Ａ、１０Ｂ、
１０Ｃ、１０Ｄ上に載置され、３つの直線アクチュエー
タ（ピエゾ素子、小型リニアモータ、ボイスコイル型モ
ータ等）５０Ａ、５０Ｂ、５０ＣがレチクルＲの対応す
る端面を直接押圧することでレチクルＲを位置決めす
る。また本実施形態では４辺の全ての端面を研磨して反
射部を形成したレチクルＲを使うものとする。
７を参照して説明する。本実施形態では先の各実施形態
と異なり、図７に示されたレチクルステージＲＳＴ’は
図１中のレチクルコラム構造体ＣＬ１上に固定される
か、レチクル交換のときだけ露光位置と受け渡し位置と
の間を往復するように構成される。そして、レチクルＲ
はステージＲＳＴ’の４ヶ所の載置部１０Ａ、１０Ｂ、
１０Ｃ、１０Ｄ上に載置され、３つの直線アクチュエー
タ（ピエゾ素子、小型リニアモータ、ボイスコイル型モ
ータ等）５０Ａ、５０Ｂ、５０ＣがレチクルＲの対応す
る端面を直接押圧することでレチクルＲを位置決めす
る。また本実施形態では４辺の全ての端面を研磨して反
射部を形成したレチクルＲを使うものとする。
【００６５】レチクルＲが機械的にプリアライメントさ
れて載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に載置されると、アクチュ
エータ５０Ａの押圧子５２ＡがレチクルＲの端面３９Ａ
に向けてＸ方向に移動され、アクチュエータ５０Ｂ、５
０Ｃの各押圧子５２Ｂ、５２ＣがレチクルＲの端面３９
Ｂに向けてＹ方向に移動される。この押圧子５２Ａ、５
２Ｂ、５２Ｃの各々のレチクルＲの端面との接触部分に
は、摩擦係数をできるだけ小さくするような鋼球や合成
樹脂のチップが設けられている。
れて載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に載置されると、アクチュ
エータ５０Ａの押圧子５２ＡがレチクルＲの端面３９Ａ
に向けてＸ方向に移動され、アクチュエータ５０Ｂ、５
０Ｃの各押圧子５２Ｂ、５２ＣがレチクルＲの端面３９
Ｂに向けてＹ方向に移動される。この押圧子５２Ａ、５
２Ｂ、５２Ｃの各々のレチクルＲの端面との接触部分に
は、摩擦係数をできるだけ小さくするような鋼球や合成
樹脂のチップが設けられている。
【００６６】そして２つの端面３９Ａ、３９Ｂが各押圧
子５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃで押圧されると、レチクルＲ
はＸ、Ｙ方向に微動して反対側の端面３９Ｃ、３９Ｄが
弾性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃに当接する。この弾
性当接子５４Ａは、レチクルＲの端面３９Ｄの中央部に
点接触するとともに、所定の範囲（例えば数ｍｍ）でＹ
方向に弾性的に変位するように構成され、弾性当接子５
４Ｂ、５４Ｃは、レチクルＲの端面３９Ｃの両側部分に
点接触するとともに、所定の範囲（例えば数ｍｍ）でＸ
方向に弾性的に変位するように構成される。これらの弾
性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの弾性力は、レチクル
Ｒの自由な膨張を妨げない程度に設定されている。
子５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃで押圧されると、レチクルＲ
はＸ、Ｙ方向に微動して反対側の端面３９Ｃ、３９Ｄが
弾性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃに当接する。この弾
性当接子５４Ａは、レチクルＲの端面３９Ｄの中央部に
点接触するとともに、所定の範囲（例えば数ｍｍ）でＹ
方向に弾性的に変位するように構成され、弾性当接子５
４Ｂ、５４Ｃは、レチクルＲの端面３９Ｃの両側部分に
点接触するとともに、所定の範囲（例えば数ｍｍ）でＸ
方向に弾性的に変位するように構成される。これらの弾
性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃの弾性力は、レチクル
Ｒの自由な膨張を妨げない程度に設定されている。
【００６７】こうして各アクチュエータ５０Ａ、５０
Ｂ、５０Ｃの駆動によってレチクルＲがＸ、Ｙ方向に微
動され、各弾性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃがそれら
のストロークの中間程度まで弾性変位した時点で、レチ
クルＲは機械的にほぼ正確にアライメントされたことに
なる。続いて図１中に示したアライメント系２０Ａ、２
０ＢとウェハステージＷＳＴ上の基準板ＦＭのマークと
を使って、レチクルＲのマークＭ１、Ｍ２が基準板ＦＭ
に対してより精密にアライメントされるように、各アク
チュエータ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを微小駆動し、レチ
クルＲの中心ＣＣをウェハステージＷＳＴ側の座標系に
対して精密にアライメントする。
Ｂ、５０Ｃの駆動によってレチクルＲがＸ、Ｙ方向に微
動され、各弾性当接子５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃがそれら
のストロークの中間程度まで弾性変位した時点で、レチ
クルＲは機械的にほぼ正確にアライメントされたことに
なる。続いて図１中に示したアライメント系２０Ａ、２
０ＢとウェハステージＷＳＴ上の基準板ＦＭのマークと
を使って、レチクルＲのマークＭ１、Ｍ２が基準板ＦＭ
に対してより精密にアライメントされるように、各アク
チュエータ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを微小駆動し、レチ
クルＲの中心ＣＣをウェハステージＷＳＴ側の座標系に
対して精密にアライメントする。
【００６８】本実施形態の場合も、レチクルＲの膨張量
に関する情報が図４のような温度計測法や図６のような
干渉計システムによる直接計測法によって同様に与えら
れ、膨張によるレチクルＲの中心ＣＣの変位とレチクル
Ｒの回転誤差とが、レチクルＲの載置部１０Ａ〜１０Ｄ
に対するＸＹ方向の位置ずれや回転ずれとともに補正さ
れる。尚、この補正のうちＸ、Ｙ方向の補正はレチクル
側のアクチュエータ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃだけでな
く、ウェハステージＷＳＴで行ってもよい。
に関する情報が図４のような温度計測法や図６のような
干渉計システムによる直接計測法によって同様に与えら
れ、膨張によるレチクルＲの中心ＣＣの変位とレチクル
Ｒの回転誤差とが、レチクルＲの載置部１０Ａ〜１０Ｄ
に対するＸＹ方向の位置ずれや回転ずれとともに補正さ
れる。尚、この補正のうちＸ、Ｙ方向の補正はレチクル
側のアクチュエータ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃだけでな
く、ウェハステージＷＳＴで行ってもよい。
【００６９】以上のように本実施形態では、レチクルＲ
の端面に直接駆動力を作用させるように構成したので、
レチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲ
θの各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθによる
計測面と、複数のアクチュエータの駆動点を含む面とが
ほぼ一致し、載置部１０Ａ〜１０ＤとレチクルＲとの間
のすべりの影響を受けることもなくサーボ制御系の制御
精度が向上する。
の端面に直接駆動力を作用させるように構成したので、
レチクル用干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲ
θの各測長ビームＢＭｒｘ、ＢＭｒｙ、ＢＭｒθによる
計測面と、複数のアクチュエータの駆動点を含む面とが
ほぼ一致し、載置部１０Ａ〜１０ＤとレチクルＲとの間
のすべりの影響を受けることもなくサーボ制御系の制御
精度が向上する。
【００７０】次に、本発明の第５の実施形態について図
８を参照して説明する。図８はレチクルＲの膨張量を直
接計測するためのファイバー干渉計システムの変形例を
示し、この実施形態では、少なくとも１辺の端面に誘電
体薄膜による光分割部が形成されたレチクルＲが使われ
る。また図８において、先の各実施形態の部材と同じ機
能の部材には同一の符号を付けてある。
８を参照して説明する。図８はレチクルＲの膨張量を直
接計測するためのファイバー干渉計システムの変形例を
示し、この実施形態では、少なくとも１辺の端面に誘電
体薄膜による光分割部が形成されたレチクルＲが使われ
る。また図８において、先の各実施形態の部材と同じ機
能の部材には同一の符号を付けてある。
【００７１】図８に示すように、レチクルＲはレチクル
ステージＲＳＴの４つの載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に支持
されるが、ここでは第１の実施形態と同様にいずれか１
つの載置部がレチクルＲを減圧吸着している。そのレチ
クルＲの端面のうち、レチクル用干渉計システムＩＦＲ
Ｙ、ＩＦＲθの各測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθが投射
される端面３９Ａには反射部ＳＹ、Ｓθとともに反射部
ＳＴが形成されている。この反射部ＳＴは平面研磨され
た端面３９Ａの表面に形成されているが、ここでは裏面
反射鏡として使われる。従って、端面３９Ａの全面に反
射層を蒸着してしまっても構わない。
ステージＲＳＴの４つの載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に支持
されるが、ここでは第１の実施形態と同様にいずれか１
つの載置部がレチクルＲを減圧吸着している。そのレチ
クルＲの端面のうち、レチクル用干渉計システムＩＦＲ
Ｙ、ＩＦＲθの各測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθが投射
される端面３９Ａには反射部ＳＹ、Ｓθとともに反射部
ＳＴが形成されている。この反射部ＳＴは平面研磨され
た端面３９Ａの表面に形成されているが、ここでは裏面
反射鏡として使われる。従って、端面３９Ａの全面に反
射層を蒸着してしまっても構わない。
【００７２】さて、レチクルＲの端面３９Ａと反対側の
端面３９Ｃには、誘電体薄膜による部分反射部ＳＳが形
成され、この部分反射部ＳＳから膨張量計測用の測長ビ
ームＢＭｔがレチクルＲの内部に主面と平行に入射され
る。この測長ビームＢＭｔは、レーザ光源からの直線偏
光のビームＢ０を入射する単一モードの光ファイバー６
０と、この光ファイバー６０の射出端をレチクルステー
ジＲＳＴに対して固定する支持金具６２と、レチクルス
テージＲＳＴに固定されて干渉部として機能するビーム
スプリッタ６４とを介して、レチクルＲの端面３９Ｃの
部分反射部ＳＳにほぼ垂直に投射される。尚、図８には
図示していないが、ビームスプリッタ６４と端面３９Ｃ
との間には１／４波長板が配置されている。
端面３９Ｃには、誘電体薄膜による部分反射部ＳＳが形
成され、この部分反射部ＳＳから膨張量計測用の測長ビ
ームＢＭｔがレチクルＲの内部に主面と平行に入射され
る。この測長ビームＢＭｔは、レーザ光源からの直線偏
光のビームＢ０を入射する単一モードの光ファイバー６
０と、この光ファイバー６０の射出端をレチクルステー
ジＲＳＴに対して固定する支持金具６２と、レチクルス
テージＲＳＴに固定されて干渉部として機能するビーム
スプリッタ６４とを介して、レチクルＲの端面３９Ｃの
部分反射部ＳＳにほぼ垂直に投射される。尚、図８には
図示していないが、ビームスプリッタ６４と端面３９Ｃ
との間には１／４波長板が配置されている。
【００７３】従って、部分反射部ＳＳに投射されるビー
ムは円偏光となり、その部分反射部ＳＳで反射された一
部のビームは１／４波長板によって元のビームＢ０と直
交した直線偏光となってビームスプリッタ６４に戻り、
ここで反射されて受光用の光ファイバー６６に入射して
レシーバー（光電検出素子）まで導かれる。一方、部分
反射部ＳＳを透過した一部のビームは測長ビームＢＭｔ
となって反対側の端面３９Ａの反射部ＳＴに垂直に達
し、ここで反射されたビームは測長ビームＢＭｔと同じ
光路を戻り、部分反射部ＳＳ、１／４波長板を介してビ
ームスプリッタ６４に戻る。その反射ビームはビームス
プリッタ６４で反射されて光ファイバー６６に入射す
る。
ムは円偏光となり、その部分反射部ＳＳで反射された一
部のビームは１／４波長板によって元のビームＢ０と直
交した直線偏光となってビームスプリッタ６４に戻り、
ここで反射されて受光用の光ファイバー６６に入射して
レシーバー（光電検出素子）まで導かれる。一方、部分
反射部ＳＳを透過した一部のビームは測長ビームＢＭｔ
となって反対側の端面３９Ａの反射部ＳＴに垂直に達
し、ここで反射されたビームは測長ビームＢＭｔと同じ
光路を戻り、部分反射部ＳＳ、１／４波長板を介してビ
ームスプリッタ６４に戻る。その反射ビームはビームス
プリッタ６４で反射されて光ファイバー６６に入射す
る。
【００７４】このため、部分反射部ＳＳからの反射ビー
ムと端面３９Ａの反射部ＳＴからの反射ビームとは互い
に干渉し合い干渉ビームＢＦとなってレシーバーに受光
される。これによってレシーバーは、レチクルＲの端面
３９Ｃの部分反射部ＳＳと端面３９Ａの反射部ＳＴとの
間のＹ方向の間隔変化を１／１００μｍ以下の分解能で
計測する。すなわち、ビームスプリッタ６４とレシーバ
ーとで構成される干渉計システムは、レチクルＲのＹ方
向の膨張量を直接計測する。
ムと端面３９Ａの反射部ＳＴからの反射ビームとは互い
に干渉し合い干渉ビームＢＦとなってレシーバーに受光
される。これによってレシーバーは、レチクルＲの端面
３９Ｃの部分反射部ＳＳと端面３９Ａの反射部ＳＴとの
間のＹ方向の間隔変化を１／１００μｍ以下の分解能で
計測する。すなわち、ビームスプリッタ６４とレシーバ
ーとで構成される干渉計システムは、レチクルＲのＹ方
向の膨張量を直接計測する。
【００７５】本実施形態の場合、レチクルＲの端面３９
Ｃには部分反射部ＳＳとなる薄膜層（多層膜）を望まし
くは反射率３３％、透過率６７％で形成する必要があ
る。また図８の構成において、ビームスプリッタ６４に
入射されるビームＢ０は光ファイバー６０から供給され
るので、光ファイバー６０の射出端のＮ．Ａ．（開口
数）はできるだけ小さくしてビームＢＭｔの平行度を維
持することが望ましい。さらにビームＢ０は光ファイバ
ー６０を使うことなく、レチクルベース構造体ＣＬ１
（図１参照）側に固定された反射鏡を介してビームスプ
リッタ６４に入射するようにしてもよい。
Ｃには部分反射部ＳＳとなる薄膜層（多層膜）を望まし
くは反射率３３％、透過率６７％で形成する必要があ
る。また図８の構成において、ビームスプリッタ６４に
入射されるビームＢ０は光ファイバー６０から供給され
るので、光ファイバー６０の射出端のＮ．Ａ．（開口
数）はできるだけ小さくしてビームＢＭｔの平行度を維
持することが望ましい。さらにビームＢ０は光ファイバ
ー６０を使うことなく、レチクルベース構造体ＣＬ１
（図１参照）側に固定された反射鏡を介してビームスプ
リッタ６４に入射するようにしてもよい。
【００７６】次に、本発明の第６の実施形態による投影
露光装置について図９を参照して説明する。図９におい
て、レチクルステージＲＳＴ上には図８で示した膨張量
計測用の干渉計システムを構成するビームスプリッタ６
４が固定され、端面３９Ａの反射部ＳＴと端面３９Ｃの
部分反射部ＳＳとの各々で反射されたビームが光ファイ
バー６６を通してレシーバー６８で受光される。カウン
タ回路やＣＰＵを含む処理ユニット８０はレシーバー６
８からの信号を入力して、レチクルＲの初期状態からの
膨張量をリアルタイムに算出する。本実施形態では、計
測された膨張量のデータを使って、レチクルＲの膨張で
生じる回路パターン像のウェハＷ上での微小な寸法誤差
（倍率誤差となって表れる）を補正するようにした。
露光装置について図９を参照して説明する。図９におい
て、レチクルステージＲＳＴ上には図８で示した膨張量
計測用の干渉計システムを構成するビームスプリッタ６
４が固定され、端面３９Ａの反射部ＳＴと端面３９Ｃの
部分反射部ＳＳとの各々で反射されたビームが光ファイ
バー６６を通してレシーバー６８で受光される。カウン
タ回路やＣＰＵを含む処理ユニット８０はレシーバー６
８からの信号を入力して、レチクルＲの初期状態からの
膨張量をリアルタイムに算出する。本実施形態では、計
測された膨張量のデータを使って、レチクルＲの膨張で
生じる回路パターン像のウェハＷ上での微小な寸法誤差
（倍率誤差となって表れる）を補正するようにした。
【００７７】そのために、投影光学系ＰＬのテレセント
リック部に配置されたフィールドレンズＧ１を光軸ＡＸ
方向に平行移動させたり、傾斜移動させたりするような
構造とし、それらの移動を行う複数のピエゾ素子７０
Ａ、７０Ｂを設ける。そして駆動制御回路７２によって
各ピエゾ素子７０Ａ、７０Ｂの駆動量を制御すること
で、投影光学系ＰＬの結像倍率や歪曲収差を微小変化さ
せるようにする。
リック部に配置されたフィールドレンズＧ１を光軸ＡＸ
方向に平行移動させたり、傾斜移動させたりするような
構造とし、それらの移動を行う複数のピエゾ素子７０
Ａ、７０Ｂを設ける。そして駆動制御回路７２によって
各ピエゾ素子７０Ａ、７０Ｂの駆動量を制御すること
で、投影光学系ＰＬの結像倍率や歪曲収差を微小変化さ
せるようにする。
【００７８】あるいは、投影光学系ＰＬ内の適当な空気
間隔（空気レンズ）７３を密封して、その内圧を圧力制
御系７４で調整することで、投影光学系ＰＬの結像倍率
を微小変化させるようにする。さらにフィールドレンズ
Ｇ１の位置調整、空気レンズ７３の内圧調整によって副
次的に生じる最良結像面の光軸ＡＸ方向の位置変化を補
正するために、ウェハＷの表面に斜めに結像光を投射し
てその反射光ＦＬを受光してウェハＷの光軸方向の位置
を検出する検出系７５と、検出されたウェハＷの位置に
基づいてウェハＷを吸着するホルダーＷＨをＺ方向に変
位させる複数のアクチュエータ７７と、それらのアクチ
ュエータ７７を駆動する駆動制御系７６とで構成される
斜入射オートフォーカス系を設ける。
間隔（空気レンズ）７３を密封して、その内圧を圧力制
御系７４で調整することで、投影光学系ＰＬの結像倍率
を微小変化させるようにする。さらにフィールドレンズ
Ｇ１の位置調整、空気レンズ７３の内圧調整によって副
次的に生じる最良結像面の光軸ＡＸ方向の位置変化を補
正するために、ウェハＷの表面に斜めに結像光を投射し
てその反射光ＦＬを受光してウェハＷの光軸方向の位置
を検出する検出系７５と、検出されたウェハＷの位置に
基づいてウェハＷを吸着するホルダーＷＨをＺ方向に変
位させる複数のアクチュエータ７７と、それらのアクチ
ュエータ７７を駆動する駆動制御系７６とで構成される
斜入射オートフォーカス系を設ける。
【００７９】以上の構成において、処理ユニット８０は
算出されたレチクルＲの初期状態からの膨張量に基づい
て、レチクルＲ上の回路パターン領域が中心ＣＣを基点
としてどれぐらいの比率（ｐｐｍ）で拡大または縮小さ
れているかを決定し、その比率に対応した補正が行われ
るような補正情報を、駆動制御回路７２か圧力制御系７
４の少なくとも一方に出力する。これに応答してフィー
ルドレンズＧ１の位置補正または空気レンズ７３の内圧
補正が実行され、投影像のウェハＷ上での寸法誤差が補
正される。
算出されたレチクルＲの初期状態からの膨張量に基づい
て、レチクルＲ上の回路パターン領域が中心ＣＣを基点
としてどれぐらいの比率（ｐｐｍ）で拡大または縮小さ
れているかを決定し、その比率に対応した補正が行われ
るような補正情報を、駆動制御回路７２か圧力制御系７
４の少なくとも一方に出力する。これに応答してフィー
ルドレンズＧ１の位置補正または空気レンズ７３の内圧
補正が実行され、投影像のウェハＷ上での寸法誤差が補
正される。
【００８０】尚、フィールドレンズＧ１の位置制御用の
駆動制御回路７２、空気レンズ７３の内圧制御用の圧力
制御系７４、あるいは斜入射オートフォーカス系として
機能する駆動制御系７６は、例えば特開昭６０−７８４
５４号公報や特開昭６２−２２９８３８号公報に開示さ
れているように、投影光学系ＰＬの大気圧変化による結
像特性の変動、露光時の照明エネルギーの一部吸収によ
る結像特性の変動、またはレチクルを照明する照明光学
系からの照明光の状態変化に応じた結像特性の変動を補
正するための機能も備えている。
駆動制御回路７２、空気レンズ７３の内圧制御用の圧力
制御系７４、あるいは斜入射オートフォーカス系として
機能する駆動制御系７６は、例えば特開昭６０−７８４
５４号公報や特開昭６２−２２９８３８号公報に開示さ
れているように、投影光学系ＰＬの大気圧変化による結
像特性の変動、露光時の照明エネルギーの一部吸収によ
る結像特性の変動、またはレチクルを照明する照明光学
系からの照明光の状態変化に応じた結像特性の変動を補
正するための機能も備えている。
【００８１】従って本実施形態のように、レチクルＲの
初期状態からの膨張量を干渉計システムによって時々刻
々直接計測するようにすれば、レチクルＲの膨張による
見かけ上の倍率変化分もリアルタイムに補正することが
可能となり、投影露光装置の結像光路（レチクルパター
ンからウェハ面まで）で生じる各種の結像誤差の全てに
対する補正が可能となる。
初期状態からの膨張量を干渉計システムによって時々刻
々直接計測するようにすれば、レチクルＲの膨張による
見かけ上の倍率変化分もリアルタイムに補正することが
可能となり、投影露光装置の結像光路（レチクルパター
ンからウェハ面まで）で生じる各種の結像誤差の全てに
対する補正が可能となる。
【００８２】ところで、以上の各実施形態ではレチクル
（マスク基板）の熱蓄積による膨張を計測して、その膨
張に伴って生じるアライメント位置や投影倍率等を補正
することを主目的にしたが、レチクルステージＲＳＴ上
に載置されたレチクルＲに向けて、精密に温度制御され
た空気を所定の流速で送風するダクトを配置し、レチク
ルＲの熱蓄積による温度上昇を十分に低減できる場合
は、レチクルＲの温度を計測する温度センサーや膨張量
を直接計測する干渉計システム等を省略することも可能
である。
（マスク基板）の熱蓄積による膨張を計測して、その膨
張に伴って生じるアライメント位置や投影倍率等を補正
することを主目的にしたが、レチクルステージＲＳＴ上
に載置されたレチクルＲに向けて、精密に温度制御され
た空気を所定の流速で送風するダクトを配置し、レチク
ルＲの熱蓄積による温度上昇を十分に低減できる場合
は、レチクルＲの温度を計測する温度センサーや膨張量
を直接計測する干渉計システム等を省略することも可能
である。
【００８３】ただしその場合でも、レチクルＲの端面に
形成された反射部（鏡面部）を使ってレチクルＲのＸ、
Ｙ、θ方向の各変位量を干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦ
ＲＹ、ＩＦＲθで計測し、その計測情報に基づいてレチ
クルＲを微小移動させることが望ましい。それは、実際
に位置決めすべき物体はレチクルＲであり、従来のよう
に微小移動用のレチクルステージＲＳＴに干渉計用の反
射鏡を固定した方式では、レチクルステージＲＳＴ上に
搭載されたレチクルＲの微小なすべり（位置ずれ）が全
く検知できないからである。
形成された反射部（鏡面部）を使ってレチクルＲのＸ、
Ｙ、θ方向の各変位量を干渉計システムＩＦＲＸ、ＩＦ
ＲＹ、ＩＦＲθで計測し、その計測情報に基づいてレチ
クルＲを微小移動させることが望ましい。それは、実際
に位置決めすべき物体はレチクルＲであり、従来のよう
に微小移動用のレチクルステージＲＳＴに干渉計用の反
射鏡を固定した方式では、レチクルステージＲＳＴ上に
搭載されたレチクルＲの微小なすべり（位置ずれ）が全
く検知できないからである。
【００８４】ところで、本発明の各実施形態で使用され
るレチクルＲ（マスク基板）では、その端面の少なくと
も一部が鏡面研磨され、そこに反射性物質による反射層
が蒸着によって形成されている。このような反射層の形
成は、レチクルＲの母材となる石英基板の上に回路パタ
ーンを描画する前の段階で行なうのが望ましい。通常の
レチクルＲの製造工程では、母材となる石英基板（６イ
ンチで５ｍｍの厚み）の両面の平行度が許容値以内にな
るように光学研磨を行なった後に、研磨された石英基板
の片面全面に低反射クロムを蒸着し、さらにその上に電
子ビーム露光（ＥＢ露光）用のレジストを塗布する。そ
してレジストの塗布された石英基板をＥＢ露光装置の試
料ステージ上にプリアライメントされた状態で載置し、
回路パターンやマークパターン等の描画を開始してい
る。
るレチクルＲ（マスク基板）では、その端面の少なくと
も一部が鏡面研磨され、そこに反射性物質による反射層
が蒸着によって形成されている。このような反射層の形
成は、レチクルＲの母材となる石英基板の上に回路パタ
ーンを描画する前の段階で行なうのが望ましい。通常の
レチクルＲの製造工程では、母材となる石英基板（６イ
ンチで５ｍｍの厚み）の両面の平行度が許容値以内にな
るように光学研磨を行なった後に、研磨された石英基板
の片面全面に低反射クロムを蒸着し、さらにその上に電
子ビーム露光（ＥＢ露光）用のレジストを塗布する。そ
してレジストの塗布された石英基板をＥＢ露光装置の試
料ステージ上にプリアライメントされた状態で載置し、
回路パターンやマークパターン等の描画を開始してい
る。
【００８５】露光された石英基板は、現像処理によって
クロム層上に残ったレジスト像の部分をマスキングとし
てエッチングされる。このエッチングによって、回路パ
ターンのうちの透明となるべきクロム層の部分が除去さ
れてレチクルＲとなる。従ってレチクルＲの端面に反射
部や部分反射部を形成するためには、このような製造工
程において、母材としての石英基板を研磨する段階で４
つの端面の全てを併せて研磨しておき、石英基板の母材
の全面にクロム層を蒸着する段階で、４辺の各端面の全
て又はいくつかにクロム層（又は誘電体多層膜）を併せ
て蒸着しておけばよい。
クロム層上に残ったレジスト像の部分をマスキングとし
てエッチングされる。このエッチングによって、回路パ
ターンのうちの透明となるべきクロム層の部分が除去さ
れてレチクルＲとなる。従ってレチクルＲの端面に反射
部や部分反射部を形成するためには、このような製造工
程において、母材としての石英基板を研磨する段階で４
つの端面の全てを併せて研磨しておき、石英基板の母材
の全面にクロム層を蒸着する段階で、４辺の各端面の全
て又はいくつかにクロム層（又は誘電体多層膜）を併せ
て蒸着しておけばよい。
【００８６】そして、作成された石英基板上のレジスト
にＥＢ露光を行う装置の試料ステージ上には、石英基板
の直交する２辺の端面（例えば図６、図８中の３９Ａ、
３９Ｂ）と当接して石英基板を位置決めする基準ピン等
を設け、この基準ピンに対して位置決めした状態で石英
基板を試料ステージ上に載置してＥＢ露光を行う。この
場合、描画される回路パターンやアライメントマークは
石英基板の２つの端面を基準として配置されることにな
る。
にＥＢ露光を行う装置の試料ステージ上には、石英基板
の直交する２辺の端面（例えば図６、図８中の３９Ａ、
３９Ｂ）と当接して石英基板を位置決めする基準ピン等
を設け、この基準ピンに対して位置決めした状態で石英
基板を試料ステージ上に載置してＥＢ露光を行う。この
場合、描画される回路パターンやアライメントマークは
石英基板の２つの端面を基準として配置されることにな
る。
【００８７】このため、回路パターンの配置は２つの端
面から正確に規定されることになり、完成したレチクル
Ｒ上のパターン配置の基準が先の各実施形態で説明した
投影露光装置のレチクル用干渉計システムによる計測点
と一致することになる。従って基準が一致することによ
って、レチクルＲ上のパターンの描画誤差（配置誤差）
によるウェハＷとの重ね合せ精度の低下も抑えることが
可能となる。
面から正確に規定されることになり、完成したレチクル
Ｒ上のパターン配置の基準が先の各実施形態で説明した
投影露光装置のレチクル用干渉計システムによる計測点
と一致することになる。従って基準が一致することによ
って、レチクルＲ上のパターンの描画誤差（配置誤差）
によるウェハＷとの重ね合せ精度の低下も抑えることが
可能となる。
【００８８】またＥＢ露光装置の試料ステージの周縁部
には、レーザ干渉計による測長システムのための移動鏡
が固定されている。そこで、ＥＢ露光装置の試料ステー
ジ周辺の構成を図１０のように改良した第７の実施形態
について説明する。図１０に示すように、試料ステージ
９０上に載置される石英基板ＱＰの端面３９Ａ、３９Ｂ
の各々に測長ビームＢｅｘ、Ｂｅｙを投射する干渉計Ｅ
ＩＸ、ＥＩＹを設け、この干渉計ＥＩＸ、ＥＩＹの計測
結果に応答して石英基板ＱＰの各端面３９Ａ、３９Ｂの
反射面を基準とした試料ステージ９０の移動制御を行な
うのが望ましい。
には、レーザ干渉計による測長システムのための移動鏡
が固定されている。そこで、ＥＢ露光装置の試料ステー
ジ周辺の構成を図１０のように改良した第７の実施形態
について説明する。図１０に示すように、試料ステージ
９０上に載置される石英基板ＱＰの端面３９Ａ、３９Ｂ
の各々に測長ビームＢｅｘ、Ｂｅｙを投射する干渉計Ｅ
ＩＸ、ＥＩＹを設け、この干渉計ＥＩＸ、ＥＩＹの計測
結果に応答して石英基板ＱＰの各端面３９Ａ、３９Ｂの
反射面を基準とした試料ステージ９０の移動制御を行な
うのが望ましい。
【００８９】ただし、石英基板ＱＰの端面３９Ａ、３９
Ｂはその延設方向に関する平坦度がそれ程良くないのが
一般的である。そこで、試料ステージ９０の位置制御は
試料ステージ９０上に固定された従来と同様の移動鏡Ｍ
Ｒｗｘ、ＭＲｗｙを使った干渉計システムＳＩＸ、ＳＩ
Ｙによって行い、それとは別に設けた干渉計ＥＩＸ、Ｅ
ＩＹは各端面３９Ａ、３９Ｂの平坦度を計測するために
使う。
Ｂはその延設方向に関する平坦度がそれ程良くないのが
一般的である。そこで、試料ステージ９０の位置制御は
試料ステージ９０上に固定された従来と同様の移動鏡Ｍ
Ｒｗｘ、ＭＲｗｙを使った干渉計システムＳＩＸ、ＳＩ
Ｙによって行い、それとは別に設けた干渉計ＥＩＸ、Ｅ
ＩＹは各端面３９Ａ、３９Ｂの平坦度を計測するために
使う。
【００９０】尚、図１０においてＡＸ’はＥＢ露光装置
の電子レンズ系の光軸であり、ＰＢＦは描画用の電子ビ
ーム（又は荷電粒子ビーム）であり、ＳＡはビームＰＢ
Ｆの偏向によって描画可能な１つのショット範囲であ
る。この際、試料ステージ９０を干渉計システムＳＩ
Ｘ、ＳＩＹからの各座標値に基づいて例えばＸ方向に直
線移動させ、その移動中に干渉計ＥＩＹで計測される端
面３９Ａの計測値を逐次サンプリングすることで、端面
３９Ａの平坦度とＸ軸との平行度とが求められる。端面
３９Ｂの平坦度と平行度についても、試料ステージ９０
を干渉計システムＳＩＸ、ＳＩＹからの各座標値に基づ
いてＹ方向に直線移動させつつ、干渉計ＥＩＸの計測値
を逐次読み取ることで求められる。
の電子レンズ系の光軸であり、ＰＢＦは描画用の電子ビ
ーム（又は荷電粒子ビーム）であり、ＳＡはビームＰＢ
Ｆの偏向によって描画可能な１つのショット範囲であ
る。この際、試料ステージ９０を干渉計システムＳＩ
Ｘ、ＳＩＹからの各座標値に基づいて例えばＸ方向に直
線移動させ、その移動中に干渉計ＥＩＹで計測される端
面３９Ａの計測値を逐次サンプリングすることで、端面
３９Ａの平坦度とＸ軸との平行度とが求められる。端面
３９Ｂの平坦度と平行度についても、試料ステージ９０
を干渉計システムＳＩＸ、ＳＩＹからの各座標値に基づ
いてＹ方向に直線移動させつつ、干渉計ＥＩＸの計測値
を逐次読み取ることで求められる。
【００９１】そして、実際にパターンを描画する際に
は、求められた各端面３９Ａ、３９Ｂの平坦度と平行度
との誤差分で生じる描画位置の誤差を、試料ステージ９
０の送り位置や描画ビームＰＢＦの偏向位置の修正によ
り微小補正すればよい。このようにすると、レチクルＲ
の端面３９Ａ、３９Ｂを基準にして回路パターンが精密
に配置された状態で描画される。
は、求められた各端面３９Ａ、３９Ｂの平坦度と平行度
との誤差分で生じる描画位置の誤差を、試料ステージ９
０の送り位置や描画ビームＰＢＦの偏向位置の修正によ
り微小補正すればよい。このようにすると、レチクルＲ
の端面３９Ａ、３９Ｂを基準にして回路パターンが精密
に配置された状態で描画される。
【００９２】次に、本発明の第８の実施形態について図
１１を参照して説明する。図１１はレチクルＲを４ヶ所
の載置部１０Ａ〜１０Ｄ上で支持するレチクルステージ
ＲＳＴ、そのレチクルステージＲＳＴをレチクルベース
構造体ＣＬ１上でＸ、Ｙ、θ方向に移動させる駆動ユニ
ット１２Ａ〜１２Ｃ、及びレチクルＲのＸＹ方向の位置
を直接計測するレチクル用干渉系システムの配置を示す
平面図である。
１１を参照して説明する。図１１はレチクルＲを４ヶ所
の載置部１０Ａ〜１０Ｄ上で支持するレチクルステージ
ＲＳＴ、そのレチクルステージＲＳＴをレチクルベース
構造体ＣＬ１上でＸ、Ｙ、θ方向に移動させる駆動ユニ
ット１２Ａ〜１２Ｃ、及びレチクルＲのＸＹ方向の位置
を直接計測するレチクル用干渉系システムの配置を示す
平面図である。
【００９３】本実施形態においては、２つ角部を斜め４
５°に切り落として研磨された端面１０３Ａ、１０３Ｂ
を有するレチクルＲを用いる。さらに、このレチクルＲ
の残りの２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各々を規定す
る互いにＸＹ方向に延びた端面には、反射層が形成され
る。そして本実施形態の干渉系システムは、レチクルＲ
の２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各々の４５°方向の
位置変化成分を計測することによって、レチクルＲの
Ｘ、Ｙ方向の変位とθ方向の回転とを計測するように構
成される。
５°に切り落として研磨された端面１０３Ａ、１０３Ｂ
を有するレチクルＲを用いる。さらに、このレチクルＲ
の残りの２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各々を規定す
る互いにＸＹ方向に延びた端面には、反射層が形成され
る。そして本実施形態の干渉系システムは、レチクルＲ
の２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各々の４５°方向の
位置変化成分を計測することによって、レチクルＲの
Ｘ、Ｙ方向の変位とθ方向の回転とを計測するように構
成される。
【００９４】まず第１の干渉系システムにおいて、測長
用のレーザビームＬＢａはＸＹ座標系に対して４５°方
向からレチクルベース構造体ＣＬ１上に固定されたビー
ムスプリッタ１００Ａに入射する。ビームＬＢａのうち
ビームスプリッタ１００Ａで部分反射されたビームは、
レチクルベース構造体ＣＬ１上に固定された基準ミラー
１０１Ａに垂直入射し、ここで正規反射されたビームは
ビームスプリッタ１００Ａとガラスブロック（直方体）
１０２Ａとを透過する。
用のレーザビームＬＢａはＸＹ座標系に対して４５°方
向からレチクルベース構造体ＣＬ１上に固定されたビー
ムスプリッタ１００Ａに入射する。ビームＬＢａのうち
ビームスプリッタ１００Ａで部分反射されたビームは、
レチクルベース構造体ＣＬ１上に固定された基準ミラー
１０１Ａに垂直入射し、ここで正規反射されたビームは
ビームスプリッタ１００Ａとガラスブロック（直方体）
１０２Ａとを透過する。
【００９５】一方、ビームＬＢａのうちビームスプリッ
タ１００Ａを透過したビームは、レチクルＲの斜め４５
°の端面１０３ＡからレチクルＲ内に平行に入射され、
対向する角部１０５Ａ近傍の直交した２つの端面に形成
された反射層で裏面反射されて、再び斜め４５°の端面
１０３Ａから射出してガラスブロック１０２Ａの全反射
面１０６Ａに達する。そして全反射面１０６Ａで反射さ
れたビームは元の光路に沿って逆進して端面１０３Ａか
ら射出し、ビームスプリッタ１００Ａで反射されてガラ
スブロック１０２Ａを透過して、基準ミラー１０１Ａか
らの反射ビームと合成されて干渉ビームＩＢａとなる。
タ１００Ａを透過したビームは、レチクルＲの斜め４５
°の端面１０３ＡからレチクルＲ内に平行に入射され、
対向する角部１０５Ａ近傍の直交した２つの端面に形成
された反射層で裏面反射されて、再び斜め４５°の端面
１０３Ａから射出してガラスブロック１０２Ａの全反射
面１０６Ａに達する。そして全反射面１０６Ａで反射さ
れたビームは元の光路に沿って逆進して端面１０３Ａか
ら射出し、ビームスプリッタ１００Ａで反射されてガラ
スブロック１０２Ａを透過して、基準ミラー１０１Ａか
らの反射ビームと合成されて干渉ビームＩＢａとなる。
【００９６】この干渉ビームＩＢａは第１の干渉系シス
テムのレシーバーで光電検出され、その信号は後段のカ
ウンタ回路に接続されている。この第１の干渉系システ
ムは、ガラスブロック１０２Ａの全反射面１０６Ａに対
するレチクルＲの角部１０５Ａ（頂点）の斜め４５°方
向の位置変化を計測することになる。第２の干渉系シス
テムも全く同様に構成され、測長用のビームビームＬＢ
ｂはビームスプリッタ１００Ｂで２つに分割され、その
一方のビームは基準ミラー１０１Ｂで正規反射されて、
ビームスプリッタ１００Ｂとガラスブロック１０２Ｂと
を透過する。ビームスプリッタ１００Ｂで分割された他
方のビームは、レチクルＲの斜め４５°の端面１０３Ｂ
からレチクルＲ内に平行に入射し、対向する角部１０５
Ｂ近傍の直交した２つの端面に形成された反射層で反射
されて、再び斜め４５°の端面１０３Ｂから射出してガ
ラスブロック１０２Ｂの全反射面１０６Ｂに達する。
テムのレシーバーで光電検出され、その信号は後段のカ
ウンタ回路に接続されている。この第１の干渉系システ
ムは、ガラスブロック１０２Ａの全反射面１０６Ａに対
するレチクルＲの角部１０５Ａ（頂点）の斜め４５°方
向の位置変化を計測することになる。第２の干渉系シス
テムも全く同様に構成され、測長用のビームビームＬＢ
ｂはビームスプリッタ１００Ｂで２つに分割され、その
一方のビームは基準ミラー１０１Ｂで正規反射されて、
ビームスプリッタ１００Ｂとガラスブロック１０２Ｂと
を透過する。ビームスプリッタ１００Ｂで分割された他
方のビームは、レチクルＲの斜め４５°の端面１０３Ｂ
からレチクルＲ内に平行に入射し、対向する角部１０５
Ｂ近傍の直交した２つの端面に形成された反射層で反射
されて、再び斜め４５°の端面１０３Ｂから射出してガ
ラスブロック１０２Ｂの全反射面１０６Ｂに達する。
【００９７】そして全反射面１０６Ｂで反射されたビー
ムは元の光路に沿って逆進して端面１０３Ｂから射出
し、ビームスプリッタ１００Ｂで反射されてガラスブロ
ック１０２Ｂを透過して、基準ミラー１０１Ｂからの反
射ビームと合成されて干渉ビームＩＢｂとなって、レシ
ーバーに受光される。この第２の干渉系システムは、ガ
ラスブロック１０２Ｂの全反射面１０６Ｂに対するレチ
クルＲの角部１０５Ｂの斜め４５°方向の位置変化を計
測することになる。
ムは元の光路に沿って逆進して端面１０３Ｂから射出
し、ビームスプリッタ１００Ｂで反射されてガラスブロ
ック１０２Ｂを透過して、基準ミラー１０１Ｂからの反
射ビームと合成されて干渉ビームＩＢｂとなって、レシ
ーバーに受光される。この第２の干渉系システムは、ガ
ラスブロック１０２Ｂの全反射面１０６Ｂに対するレチ
クルＲの角部１０５Ｂの斜め４５°方向の位置変化を計
測することになる。
【００９８】以上のように構成された第１、第２の干渉
系システムを用いると、レチクルＲの２つの角部１０５
Ａ、１０５Ｂが一種のコーナーミラーとして働くため、
レチクルＲをＸＹ平面内で回転させても、各ガラスブロ
ック１０２Ａ、１０２Ｂの全反射面１０６Ａ、１０６Ｂ
からビームスプリッタ１００Ａ、１００Ｂに戻ってくる
反射ビームの位置がずれないと言った利点がある。
系システムを用いると、レチクルＲの２つの角部１０５
Ａ、１０５Ｂが一種のコーナーミラーとして働くため、
レチクルＲをＸＹ平面内で回転させても、各ガラスブロ
ック１０２Ａ、１０２Ｂの全反射面１０６Ａ、１０６Ｂ
からビームスプリッタ１００Ａ、１００Ｂに戻ってくる
反射ビームの位置がずれないと言った利点がある。
【００９９】また以上の第１、第２の干渉系システムの
場合、レチクルＲの２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各
々の４５°方向の位置変化を計測することになるので、
Ｘ方向とＹ方向の各変位量を知るためには座標変換の演
算が必要となる。しかしながら、レチクルＲが比較的大
きく（例えば２°〜３°程度）回転した状態でレチクル
ステージＲＳＴ上に載置されたときでも、その状態から
レチクルＲの端面を利用した干渉系システムを正常に機
能させることが可能となる。
場合、レチクルＲの２つの角部１０５Ａ、１０５Ｂの各
々の４５°方向の位置変化を計測することになるので、
Ｘ方向とＹ方向の各変位量を知るためには座標変換の演
算が必要となる。しかしながら、レチクルＲが比較的大
きく（例えば２°〜３°程度）回転した状態でレチクル
ステージＲＳＴ上に載置されたときでも、その状態から
レチクルＲの端面を利用した干渉系システムを正常に機
能させることが可能となる。
【０１００】このため、レチクルＲをレチクルステージ
ＲＳＴ上に載置する前の機械的なプリアライメント精度
が緩和され、高速なプリアライメントが可能となるか
ら、レチクルＲの交換時間を短縮できると言った効果が
得られる。次に、本発明の第９の実施形態について図１
２を参照して説明する。図１２はステップ・アンド・ス
キャン方式の投影露光装置に好適なレチクルベース構造
体ＣＬ１とレチクルステージＲＳＴとの構成を示す斜視
図である。ステップ・アンド・スキャン方式の場合、レ
チクルＲは図１２のようなレチクルステージＲＳＴ上に
載置され、レチクルステージＲＳＴはレチクルＲの寸法
（例えば６インチ）に対応したストロークでベース構造
体ＣＬ１上をＹ方向に１次元移動するように構成され
る。
ＲＳＴ上に載置する前の機械的なプリアライメント精度
が緩和され、高速なプリアライメントが可能となるか
ら、レチクルＲの交換時間を短縮できると言った効果が
得られる。次に、本発明の第９の実施形態について図１
２を参照して説明する。図１２はステップ・アンド・ス
キャン方式の投影露光装置に好適なレチクルベース構造
体ＣＬ１とレチクルステージＲＳＴとの構成を示す斜視
図である。ステップ・アンド・スキャン方式の場合、レ
チクルＲは図１２のようなレチクルステージＲＳＴ上に
載置され、レチクルステージＲＳＴはレチクルＲの寸法
（例えば６インチ）に対応したストロークでベース構造
体ＣＬ１上をＹ方向に１次元移動するように構成され
る。
【０１０１】その移動は、レチクルステージＲＳＴの両
側にＹ方向に伸びて配置されたリニアモータユニット２
００Ａ、２００Ｂによって行われる。このリニアモータ
ユニット２００Ａ、２００Ｂの各々は全体的にカバーで
覆われ、モータコイルの発熱で温められた各モータユニ
ット２００Ａ、２００Ｂ内の空気は極力外部に流出しな
いように排気ダクト２０１Ａ、２０１Ｂによって強制的
に排気される。
側にＹ方向に伸びて配置されたリニアモータユニット２
００Ａ、２００Ｂによって行われる。このリニアモータ
ユニット２００Ａ、２００Ｂの各々は全体的にカバーで
覆われ、モータコイルの発熱で温められた各モータユニ
ット２００Ａ、２００Ｂ内の空気は極力外部に流出しな
いように排気ダクト２０１Ａ、２０１Ｂによって強制的
に排気される。
【０１０２】また、レチクルステージＲＳＴのＸ方向の
一端にはＹ方向に延びた移動鏡２０３が固定され、この
移動鏡２０３にはベース構造体ＣＬ１に固定されたＸ方
向計測用のレチクル干渉計ＩＦＲＸからの３本の測長ビ
ームＢＭｒｘが垂直に投射される。その干渉計ＩＦＲＸ
はレチクルステージＲＳＴのＸ方向（非走査方向）の微
小位置変化と微小回転誤差とを計測する。尚、リニアモ
ータユニット２００Ｂのカバーの測長ビームＢＭｒｘの
直下部分には、複数のメッシュ状開口部２００Ｃ、２０
０Ｄが設けられ、排気ダクト２０１Ｂによって測長ビー
ムＢＭｒｘの周囲の空気が各開口部２００Ｃ、２００Ｄ
へ吸引されるような流れを作る。これによって、モータ
ユニット２００Ｂのカバーが温まることによって生じる
測長ビームＢＭｒｘの光路揺らぎが防止される。
一端にはＹ方向に延びた移動鏡２０３が固定され、この
移動鏡２０３にはベース構造体ＣＬ１に固定されたＸ方
向計測用のレチクル干渉計ＩＦＲＸからの３本の測長ビ
ームＢＭｒｘが垂直に投射される。その干渉計ＩＦＲＸ
はレチクルステージＲＳＴのＸ方向（非走査方向）の微
小位置変化と微小回転誤差とを計測する。尚、リニアモ
ータユニット２００Ｂのカバーの測長ビームＢＭｒｘの
直下部分には、複数のメッシュ状開口部２００Ｃ、２０
０Ｄが設けられ、排気ダクト２０１Ｂによって測長ビー
ムＢＭｒｘの周囲の空気が各開口部２００Ｃ、２００Ｄ
へ吸引されるような流れを作る。これによって、モータ
ユニット２００Ｂのカバーが温まることによって生じる
測長ビームＢＭｒｘの光路揺らぎが防止される。
【０１０３】レチクルＲはステージＲＳＴ上の４ヶ所の
載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に載置される（載置部１０Ｃは
レチクルＲの影になっているため図１２では省略）。し
かしながら本実施形態においては、レチクルＲが走査露
光時のステージＲＳＴの加減速によってＹ方向（走査方
向）にずれることを防止するために、レチクルＲの対角
部分に位置する端面をＹ方向に緩い付勢力で押圧するよ
うに載置部１０Ｂと１０Ｄの一部には突出部分が形成さ
れている。また、本実施形態では載置部１０Ａ〜１０Ｄ
の全てが緩い減圧吸着力でレチクルＲを保持するか、あ
るいは載置部１０Ｂと１０Ｄのいずれか一方のみが強い
減圧吸着力でレチクルＲを保持するように構成される。
載置部１０Ａ〜１０Ｄ上に載置される（載置部１０Ｃは
レチクルＲの影になっているため図１２では省略）。し
かしながら本実施形態においては、レチクルＲが走査露
光時のステージＲＳＴの加減速によってＹ方向（走査方
向）にずれることを防止するために、レチクルＲの対角
部分に位置する端面をＹ方向に緩い付勢力で押圧するよ
うに載置部１０Ｂと１０Ｄの一部には突出部分が形成さ
れている。また、本実施形態では載置部１０Ａ〜１０Ｄ
の全てが緩い減圧吸着力でレチクルＲを保持するか、あ
るいは載置部１０Ｂと１０Ｄのいずれか一方のみが強い
減圧吸着力でレチクルＲを保持するように構成される。
【０１０４】さらにレチクルＲのＸ方向に延びた１辺の
２ヶ所には、レチクルＲの主面内で正確に９０°で加工
されたノッチコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２が形成されてい
る。そしてコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２の各々の斜面は光
学研磨され、その表面には反射層が蒸着される。従っ
て、コーナー部ＣＭ１、ＣＭ２は一種のコーナーミラー
として作用し、ベース構造体ＣＬ１に固定されたＹ方向
計測用のレチクル干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各々から
の測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθを反射する。これらの
測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθは、それぞれコーナー部
ＣＭ１、ＣＭ２の一方の斜面に入射して他方の斜面から
入射光路と平行に干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθへ戻る。こ
れによって各干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθは２ヶ所のコー
ナー部ＣＭ１、ＣＭ２の各々の頂点のＹ方向の位置を計
測する。
２ヶ所には、レチクルＲの主面内で正確に９０°で加工
されたノッチコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２が形成されてい
る。そしてコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２の各々の斜面は光
学研磨され、その表面には反射層が蒸着される。従っ
て、コーナー部ＣＭ１、ＣＭ２は一種のコーナーミラー
として作用し、ベース構造体ＣＬ１に固定されたＹ方向
計測用のレチクル干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθの各々から
の測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθを反射する。これらの
測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθは、それぞれコーナー部
ＣＭ１、ＣＭ２の一方の斜面に入射して他方の斜面から
入射光路と平行に干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθへ戻る。こ
れによって各干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθは２ヶ所のコー
ナー部ＣＭ１、ＣＭ２の各々の頂点のＹ方向の位置を計
測する。
【０１０５】このように本実施形態では、レチクルＲの
１辺にコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２を形成するようにした
ので、レチクルＲの回転によって生じる測長ビームＢＭ
ｒｙ、ＢＭｒθの各反射ビームの角度変化が防止され、
各干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθでの干渉状態がレチクルＲ
のある回転範囲内で許容されるといった利点がある。こ
のような利点を享受するために、干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦ
Ｒθの各測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθのＸ方向の間隔
Ｌｋと、レチクルＲに形成されるコーナー部ＣＭ１、Ｃ
Ｍ２のＸ方向の間隔とを一致させておく必要がある。こ
のことは場合によっては装置製造メーカー毎に専用レチ
クルを用意しなければならないことを意味するが、その
ようなレチクル用の石英板の規格を決めてしまえば、露
光装置製造メーカー側ではそれに容易に対応可能であ
る。
１辺にコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２を形成するようにした
ので、レチクルＲの回転によって生じる測長ビームＢＭ
ｒｙ、ＢＭｒθの各反射ビームの角度変化が防止され、
各干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦＲθでの干渉状態がレチクルＲ
のある回転範囲内で許容されるといった利点がある。こ
のような利点を享受するために、干渉計ＩＦＲＹ、ＩＦ
Ｒθの各測長ビームＢＭｒｙ、ＢＭｒθのＸ方向の間隔
Ｌｋと、レチクルＲに形成されるコーナー部ＣＭ１、Ｃ
Ｍ２のＸ方向の間隔とを一致させておく必要がある。こ
のことは場合によっては装置製造メーカー毎に専用レチ
クルを用意しなければならないことを意味するが、その
ようなレチクル用の石英板の規格を決めてしまえば、露
光装置製造メーカー側ではそれに容易に対応可能であ
る。
【０１０６】ところで、図１２に示したステージＲＳＴ
はエアベアリングを介してベース構造体ＣＬ１上に支持
され、リニアモータユニット２００Ａ、２００Ｂによっ
て非接触で移動される。また２つの干渉計ＩＦＲＹ、Ｉ
ＦＲθの各々で計測されるコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２の
各Ｙ方向の位置座標をＹｃ１、Ｙｃ２とすると、レチク
ルＲの初期状態からの回転変化量Δθｃは、（Ｙｃ１−
Ｙｃ２）／Ｌｋの計算によって求められ、走査露光時の
レチクルＲのＹ方向の座標位置Ｙｒは、（Ｙｃ１＋Ｙｃ
２）／２の計算によって求められる。
はエアベアリングを介してベース構造体ＣＬ１上に支持
され、リニアモータユニット２００Ａ、２００Ｂによっ
て非接触で移動される。また２つの干渉計ＩＦＲＹ、Ｉ
ＦＲθの各々で計測されるコーナー部ＣＭ１、ＣＭ２の
各Ｙ方向の位置座標をＹｃ１、Ｙｃ２とすると、レチク
ルＲの初期状態からの回転変化量Δθｃは、（Ｙｃ１−
Ｙｃ２）／Ｌｋの計算によって求められ、走査露光時の
レチクルＲのＹ方向の座標位置Ｙｒは、（Ｙｃ１＋Ｙｃ
２）／２の計算によって求められる。
【０１０７】この座標位置Ｙｒに基づいて、リニアモー
タユニット２００Ａ、２００Ｂを同一の推力で制御する
ことでレチクルステージＲＳＴをＹ方向に所定の速度で
移動させ、計測された回転変化量Δθｃが常に一定値
（例えば零）、あるいは固有の傾向で変化する値になる
ように、リニアモータユニット２００Ａ、２００Ｂの推
力に差を与えることでレチクルステージＲＳＴを微小回
転させればよい。尚、図１２においてＡＸは投影光学系
ＰＬの光軸であり、光軸ＡＸを中心としたＸ方向に延び
た長方形の領域ＬＥは走査露光時の照明光の照射領域で
ある。
タユニット２００Ａ、２００Ｂを同一の推力で制御する
ことでレチクルステージＲＳＴをＹ方向に所定の速度で
移動させ、計測された回転変化量Δθｃが常に一定値
（例えば零）、あるいは固有の傾向で変化する値になる
ように、リニアモータユニット２００Ａ、２００Ｂの推
力に差を与えることでレチクルステージＲＳＴを微小回
転させればよい。尚、図１２においてＡＸは投影光学系
ＰＬの光軸であり、光軸ＡＸを中心としたＸ方向に延び
た長方形の領域ＬＥは走査露光時の照明光の照射領域で
ある。
【０１０８】以上の実施形態によれば、レチクルＲはほ
ぼ対角位置にある載置部１０Ｂ、１０Ｄの突出部分によ
ってＹ方向の変位を規制されているので、レチクルＲの
膨張による影響は図１２中でレチクルＲの時計回りの微
小回転となって現れる。しかしながら、本実施形態では
レチクルＲの端部にコーナーミラー部ＣＭ１、ＣＭ２を
形成したので、レチクルＲの膨張成分と載置部１０Ａ〜
１０Ｄ上でのずれ成分とで生じるレチクルＲの総合的な
回転変化を比較的大きな範囲に渡って正確に計測するこ
とが可能となる。
ぼ対角位置にある載置部１０Ｂ、１０Ｄの突出部分によ
ってＹ方向の変位を規制されているので、レチクルＲの
膨張による影響は図１２中でレチクルＲの時計回りの微
小回転となって現れる。しかしながら、本実施形態では
レチクルＲの端部にコーナーミラー部ＣＭ１、ＣＭ２を
形成したので、レチクルＲの膨張成分と載置部１０Ａ〜
１０Ｄ上でのずれ成分とで生じるレチクルＲの総合的な
回転変化を比較的大きな範囲に渡って正確に計測するこ
とが可能となる。
【０１０９】従って、レチクルＲとウェハＷとを投影光
学系の結像倍率と等しい速度比でＹ方向に相対移動さ
せ、ウェハＷのショット領域上に照明光ＬＥで照射され
たレチクルＲのパターン領域の部分の像を走査露光する
際、その相対速度比を正確な結像倍率の値からレチクル
Ｒの膨張量に対応した量だけ微小調整することによっ
て、投影されたパターン領域の全体像の走査方向のサイ
ズ（倍率）を調整することができる。
学系の結像倍率と等しい速度比でＹ方向に相対移動さ
せ、ウェハＷのショット領域上に照明光ＬＥで照射され
たレチクルＲのパターン領域の部分の像を走査露光する
際、その相対速度比を正確な結像倍率の値からレチクル
Ｒの膨張量に対応した量だけ微小調整することによっ
て、投影されたパターン領域の全体像の走査方向のサイ
ズ（倍率）を調整することができる。
【０１１０】また投影されたパターン領域の全体像の非
走査方向（Ｘ方向）に関するサイズ調整は、先の図９で
説明したようにレチクルＲの膨張量に応じて投影光学系
ＰＬ自体の結像倍率を微小変化させることで対応すれば
よい。さらに本実施形態は、投影光学系が等倍の結像倍
率を有し、マスク基板と感光基板とを共通のキャリッジ
上に保持して等倍の投影光学系に対して１次元走査する
ことで大型の液晶表示デバイスを製造する露光装置、例
えば特開平７−５７９８６号公報に開示されているよう
なマルチレンズ方式の投影露光装置にも全く同様に適用
できる。
走査方向（Ｘ方向）に関するサイズ調整は、先の図９で
説明したようにレチクルＲの膨張量に応じて投影光学系
ＰＬ自体の結像倍率を微小変化させることで対応すれば
よい。さらに本実施形態は、投影光学系が等倍の結像倍
率を有し、マスク基板と感光基板とを共通のキャリッジ
上に保持して等倍の投影光学系に対して１次元走査する
ことで大型の液晶表示デバイスを製造する露光装置、例
えば特開平７−５７９８６号公報に開示されているよう
なマルチレンズ方式の投影露光装置にも全く同様に適用
できる。
【０１１１】また本実施形態では、特にレチクルＲの膨
張量を計測するための温度センサーやレチクル寸法計測
用の干渉計等を設けていないが、必要によっては先の各
実施形態のように膨張量を間接的または直接的に計測す
る測定系を設けてもよい。
張量を計測するための温度センサーやレチクル寸法計測
用の干渉計等を設けていないが、必要によっては先の各
実施形態のように膨張量を間接的または直接的に計測す
る測定系を設けてもよい。
【０１１２】
【発明の効果】以上のように本発明のマスク基板による
と、その上に描画される回路パターンや各種アライメン
トマークをマスク基板の端面を基準として正確に配置さ
せることが可能となり、そのマスク基板を使って感光基
板上にパターンを転写する投影露光装置側での位置基準
の管理が容易になると言った利点がある。さらに本発明
の投影露光装置によれば、マスクステージ上のマスク基
板を自由な膨張を許容するように保持したため、マスク
基板が照明エネルギーの一部を吸収して膨張しても、マ
スク基板をたわませることがなくなり、投影露光の際に
パターン投影像の質を劣化させるディストーションや像
面湾曲等の発生が防止される。同時に、そのようなマス
クステージ上に保持された状態でマスク基板の端面位置
を計測する手段を設け、この計測手段の計測結果に基づ
いてマスク基板を移動させるようにしたので、マスク基
板がマスクステージ上で微小にずれたとしても、そのず
れとは無関係にマスク基板を所望の目標位置に精密に位
置決めすることができる。
と、その上に描画される回路パターンや各種アライメン
トマークをマスク基板の端面を基準として正確に配置さ
せることが可能となり、そのマスク基板を使って感光基
板上にパターンを転写する投影露光装置側での位置基準
の管理が容易になると言った利点がある。さらに本発明
の投影露光装置によれば、マスクステージ上のマスク基
板を自由な膨張を許容するように保持したため、マスク
基板が照明エネルギーの一部を吸収して膨張しても、マ
スク基板をたわませることがなくなり、投影露光の際に
パターン投影像の質を劣化させるディストーションや像
面湾曲等の発生が防止される。同時に、そのようなマス
クステージ上に保持された状態でマスク基板の端面位置
を計測する手段を設け、この計測手段の計測結果に基づ
いてマスク基板を移動させるようにしたので、マスク基
板がマスクステージ上で微小にずれたとしても、そのず
れとは無関係にマスク基板を所望の目標位置に精密に位
置決めすることができる。
【０１１３】さらに本発明によれば、投影露光中に生じ
るマスク基板の膨張を精密に計測することが可能となる
ので、膨張によって生じるアライメント誤差、重ね合せ
誤差、投影像の倍率誤差等をリアルタイムに補正するこ
とができる。
るマスク基板の膨張を精密に計測することが可能となる
ので、膨張によって生じるアライメント誤差、重ね合せ
誤差、投影像の倍率誤差等をリアルタイムに補正するこ
とができる。
【図１】 本発明の実施形態として好適な投影露光装置
の全体的な構成を模式的に示す図。
の全体的な構成を模式的に示す図。
【図２】 本発明の第１の実施形態によるレチクルステ
ージの構成と干渉計システムの配置を示す斜視図。
ージの構成と干渉計システムの配置を示す斜視図。
【図３】 図２に示されたレチクルステージの構成を示
す平面図。
す平面図。
【図４】 本発明の第１の実施形態によるレチクルステ
ージの制御系の構成を示すブロック図。
ージの制御系の構成を示すブロック図。
【図５】 本発明の第２の実施形態によるレチクルステ
ージの構成を示す斜視図。
ージの構成を示す斜視図。
【図６】 本発明の第３の実施形態によるレチクルステ
ージの構成を示す斜視図。
ージの構成を示す斜視図。
【図７】 本発明の第４の実施形態によるレチクルステ
ージの構成を示す斜視図。
ージの構成を示す斜視図。
【図８】 本発明の第５の実施形態による膨張量計測用
の干渉計システムの構成を示す平面図。
の干渉計システムの構成を示す平面図。
【図９】 本発明の第６の実施形態による投影露光装置
の模式的な構成を示す図。
の模式的な構成を示す図。
【図１０】 本発明の第７の実施形態によるレチクル製
造方法が実施されるＥＢ露光装置の試料ステージの構成
を模式的に示す斜視図。
造方法が実施されるＥＢ露光装置の試料ステージの構成
を模式的に示す斜視図。
【図１１】 本発明の第８の実施形態によるレチクル用
干渉計システムの構成を示す平面図。
干渉計システムの構成を示す平面図。
【図１２】 本発明の第９の実施形態による投影露光装
置のレチクルステージＲＳＴの構造を示す斜視図。
置のレチクルステージＲＳＴの構造を示す斜視図。
Ｒ ・・・レチクル Ｗ ・・・ウェハ ＰＬ ・・・投影光学系 ＲＳＴ ・・・レチクルステージ ＷＳＴ ・・・ウェハステージ ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４ ・・・コラム構造体 ＳＸ、ＳＹ、Ｓθ ・・・レチクル端面の反射部 ＩＦＲＸ、ＩＦＲＹ、ＩＦＲθ ・・・レチクル用干渉
計システム １０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ ・・・載置部 １２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ ・・・レチクル駆動系
計システム １０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ ・・・載置部 １２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ ・・・レチクル駆動系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬立 稔和 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内
Claims (8)
- 【請求項１】 感光基板上に回路パターンを転写するた
めに、一定の厚みを有する透明な平行平板の一方の主面
に遮光性物質または位相シフター物質の層によって前記
回路パターンが形成されるマスク基板において、 前記透明な平行平板の周縁を規定する端面部分の少なく
とも一部の表面に、光ビームに対して所定の反射率を有
するように形成された反射物質を含み、 該反射物質の形成された端面部分を基準位置として前記
回路パターンが前記平行平板の主面上に形成されている
ことを特徴とするマスク基板。 - 【請求項２】 前記透明な平行平板は矩形に形成され、
該平行平板の周縁を規定する互いに直交した少なくとも
２辺の各端面部分の表面に前記反射物質を形成したこと
を特徴とする請求項１に記載のマスク基板。 - 【請求項３】 回路パターンが形成されたマスク基板を
露光用の照明光で照射する照明系と、該照明光の照射に
よって前記マスク基板の回路パターンの像を感光基板上
に投影する投影光学系と、前記感光基板を保持して前記
投影光学系の視野に対して２次元移動させる２次元移動
ステージとを備えた投影露光装置において、 前記回路パターンの形成された前記マスク基板の主面が
前記投影光学系の物体面と一致するように前記マスク基
板を保持するために、前記マスク基板の周辺の複数部分
と当接する複数の載置部を有し、該複数の載置部の上で
前記主面に沿った前記マスク基板の自由な膨張を許容し
て前記マスク基板を支持するマスクステージと；前記マ
スク基板の主面とほぼ平行な面内で移動するように前記
マスクステージを保持するコラム構造体と；前記マスク
基板の端面の少なくとも一部に形成された反射部分に測
長用のビームを投射し、該反射部分で反射されたビーム
を受光することによって前記マスク基板の端面の反射部
分の位置変化に関する情報を計測する干渉計と；該干渉
計で計測された情報に基づいて前記マスクステージを前
記コラム構造体に対して移動させる駆動手段とを備えた
ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項４】 前記マスクステージは、前記複数の載置
部上に支持された前記マスク基板を前記主面に沿った方
向に緩く付勢する付勢部材を有し、前記マスク基板は前
記複数の載置部上に自重のみで載置されることを特徴と
する請求項３に記載の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記複数の載置部のうち、前記測長用ビ
ームが投射される前記マスク基板の端面の反射部分から
の距離が短い少なくとも１つの載置部を除く残りの１つ
又は複数の載置部に設けられ、前記マスク基板を該残り
の載置部に減圧吸着するための吸着ポートを備えたこと
を特徴とする請求項３に記載の投影露光装置。 - 【請求項６】 回路パターンが形成されたマスク基板を
露光用の照明光で照射する照明系と、該照明光の照射に
よって前記マスク基板の回路パターンの像を感光基板上
に投影する投影光学系と、前記感光基板を保持して前記
投影光学系の視野に対して２次元移動させる２次元移動
ステージとを備えた投影露光装置において、 前記回路パターンの形成された前記マスク基板の主面が
前記投影光学系の物体面と一致するように前記マスク基
板を保持するために、前記マスク基板の周辺の複数部分
と当接する複数の載置部を有し、該複数の載置部の上で
前記主面に沿った前記マスク基板の微小移動を許容して
前記マスク基板を支持するマスクステージと；該マスク
ステージを前記投影光学系と一体に支持するコラム構造
体と；前記マスク基板の端面の少なくとも一部に形成さ
れた反射部分に測長用のビームを投射し、該反射部分で
反射されたビームを受光することによって前記マスク基
板の端面の反射部分の位置変化に関する情報を計測する
干渉計と；該干渉計で計測された情報に基づいて前記マ
スク基板を前記マスクステージ上で微小移動させる駆動
手段とを備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項７】 マスク基板に形成されたパターン領域に
露光用のエネルギー線の照射と非照射とを繰り返すこと
で該パターン領域内のパターン像を結像投影系を介して
感応基板上の複数のショット領域の各々に順次露光する
ことによって、該感応基板に回路パターンを形成する方
法において、 前記マスク基板の自由な膨張を許容するように前記マス
ク基板を前記結像投影系の物体面側に設置する段階と；
前記マスク基板により１枚の感応基板を露光している
間、もしくは複数枚の感応基板を順次露光している間に
生じる前記マスク基板の初期状態からの膨張量を検出す
る段階と；前記感応基板上のショット領域に露光される
べき前記パターン像の状態の前記マスク基板の膨張によ
る微小変化を補正するために、前記検出された膨張量に
応じて前記結像投影系の結像特性を調整する段階とを含
むことを特徴とする回路パターン形成方法。 - 【請求項８】 前記マスク基板の設置段階は前記マスク
基板の自由な膨張を拘束しないように前記結像投影系の
物体面側に配置されたマスクステージ上に前記マスク基
板を接触支持する工程を含み、前記膨張量の検出段階は
膨張による前記マスク基板の端面の微小位置変化を光学
的に計測する工程を含むことを特徴とする請求項７に記
載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33054295A JP3689949B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 投影露光装置、及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法 |
| US08/734,544 US5894056A (en) | 1995-12-19 | 1996-10-21 | Mask substrate, projection exposure apparatus equipped with the mask substrate, and a pattern formation method utilizing the projection exposure apparatus |
| US09/224,061 US6040096A (en) | 1995-12-19 | 1998-12-31 | Mask substrate, projection exposure apparatus equipped with the mask substrate, and a pattern formation method utilizing the projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33054295A JP3689949B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 投影露光装置、及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004233094A Division JP2004328014A (ja) | 2004-08-10 | 2004-08-10 | 投影露光装置、及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法 |
| JP2005073212A Division JP2005184034A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 露光装置、及び該露光装置を用いたパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09171246A true JPH09171246A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3689949B2 JP3689949B2 (ja) | 2005-08-31 |
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ID=18233807
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|---|---|
| US (2) | US5894056A (ja) |
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| NL1011888C2 (nl) * | 1998-04-27 | 2000-01-07 | Fujitsu Ltd | Stepper welke een reticule heeft en een werkwijze voor het positioneren van een reticule in een stepper, een vervaardigingsproces van een halfgeleiderinrichting onder gebruikmaking van een dergelijke stepper. |
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