JPH10294268A

JPH10294268A - 投影露光装置及び位置合わせ方法

Info

Publication number: JPH10294268A
Application number: JP9114326A
Authority: JP
Inventors: Yuuki Ishii; 勇樹石井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、投影露光装置及び位置合わせ方法に
関し、ベースライン誤差を低減させてベースライン計測
の精度を向上させることができる投影露光装置及び位置
合わせ方法を提供することを目的とする。【解決手段】レチクルＲを照明する照明光源２と、レチ
クルＲのパターンを基板ステージＷＳＴに載置された感
光基板Ｗ上に投影する投影光学系ＰＬと、レチクルＲと
基板アライメント用光学系１４との相対位置（ベースラ
イン）の測定に用いる基準マーク１２、２０、２２が形
成されたアライメント用基準板１０と、複数のレチクル
アライメントマークの空間像の各位置を測定するステー
ジセンサ部２６と、測定された複数の空間像の各投影位
置情報に基づいて、ベースラインの値を補正し、また露
光用パターン描画領域の照明とレチクルアライメントマ
ークの照明とを切り替えるように照明光ＩＬを制御する
制御装置５２とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、液晶
表示装置あるいは薄膜磁気ヘッド等を製造する際のフォ
トリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置及び位置
合わせ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置、液晶表示装置あるいは薄膜
磁気ヘッド等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工
程では、半導体層や金属配線層に微細な回路パターンを
形成させるために投影露光装置が用いられている。この
投影露光装置は、回路パターンの描画されたレチクルや
フォトマスク（以下、レチクルと総称する）をレチクル
ステージ上に載置し、レジストを塗布した半導体基板や
ガラス基板（以下、感光基板という）を載置した基板ス
テージがレチクルに対して相対的にＸ−Ｙ方向の２次元
的に移動して、感光基板の所定領域にレチクルの回路パ
ターンを投影露光するものである。この際、投影光学系
によるレチクルの回路パターンの投影像が感光基板上の
所定位置に正確に位置合わせ（アライメント）される必
要がある。

【０００３】このアライメントの方法として、オフ・ア
クシス・アライメント方法がある。オフ・アクシス・ア
ライメント方法は、投影光学系の光軸と異なる位置に光
軸を有する基板アライメント光学系を用いて感光基板上
のアライメントマークの位置を検出し、当該位置を基準
として感光基板を載置した基板ステージを所定量移動さ
せて、投影光学系の投影領域内に感光基板を位置決めし
て露光する方法である。

【０００４】このオフ・アクシス・アライメント方法を
用いて正確なアライメントを実現させるには、レチクル
上の回路パターンの投影中心位置と、基板アライメント
光学系による感光基板上のマークの検出位置との間の距
離（以下、ベースラインという）を予め正確に測定して
おく必要がある。

【０００５】ベースラインは、例えば基板ステージ上に
設けられた基準マークを基板アライメント光学系により
検出してそのときの基板ステージの位置をレーザ干渉計
で計測し、次に基板ステージを移動させ、当該基準マー
クの像とレチクル上に設けられたアライメント用のレチ
クルアライメントマークの像との重ね合わせ像をレチク
ル・アライメント光学系により検出してそのときの基板
ステージの位置をレーザ干渉計で計測することにより、
基板ステージの移動量として測定される。

【０００６】このようなオフ・アクシス・アライメント
方法におけるベースライン計測の例として特開昭５８−
７８２３号公報に開示されているものがある。この方法
は、基板ステージ上に光量検出器を設け、レチクルに設
けられたアライメント用のレチクルアライメントマーク
の像を、投影光学系を介して直接光量検出器の開口部で
検出してそのときの基板ステージの位置をレーザ測長器
で計測し、次に基板ステージを移動させて、投影光学系
の光軸と異なる位置に光軸を有するパターン位置検出装
置で光量検出器の開口部の位置を検出することによりベ
ースラインを計測する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のベースラインの計測においては、基板ステージを
移動させてその移動量をレーザ干渉計で計測することに
よりベースラインを求めている。従って従来の方法で
は、求めたベースラインに対して基板ステージの移動量
を計測するレーザ干渉計の測長誤差が含まれてしまうと
いう問題を有している。

【０００８】また近年、半導体装置等の高密度化、微細
化の要求により、電子ビーム描画装置等によるレチクル
の製造段階で生じるレチクル製造誤差も無視できなくな
ってきており、上述の特開昭５８−７８２３号公報に開
示されている方法のようにレチクルアライメントマーク
を直接観察する場合には、レチクル製造誤差によるレチ
クルアライメントマークの位置誤差がベースラインに誤
差として含まれてしまうという問題も有している。

【０００９】本発明の目的は、基板ステージの移動に伴
うレーザ測長器の測長誤差やレチクル製造誤差に基づく
ベースライン誤差を低減させてベースライン計測の精度
を向上させることができる投影露光装置及び位置合わせ
方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数のレチ
クルアライメントマークと露光用パターンが形成された
レチクルを照明する照明系と、レチクルのパターンを基
板上に投影する投影光学系と、基板を載置して投影光学
系の投影面内を２次元的に移動可能な基板ステージと、
基板上の所定のマークを観察する基板アライメント用光
学系と、基板ステージ上に設けられ、レチクルと基板ア
ライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基準マ
ークが形成されたアライメント用基準板と、基板ステー
ジ上に設けられ、投影光学系による複数のレチクルアラ
イメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置
を測定する空間像位置測定手段と、空間像位置測定手段
により測定された複数の空間像の各投影位置情報に基づ
いて、アライメント用基準板の基準マークを用いて得ら
れたレチクルと基板アライメント用光学系の相対位置の
値を補正する補正手段と、露光用パターン描画領域の照
明と、レチクルアライメントマークの照明とを切り替え
るように照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴
とする投影露光装置によって達成される。

【００１１】また、上記目的は、複数のレチクルアライ
メントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを
照明する照明系と、レチクルのパターンを基板上に投影
する投影光学系と、基板を載置して投影光学系の投影面
内を２次元的に移動可能な基板ステージと、基板上の所
定のマークを観察する基板アライメント用光学系と、基
板ステージ上に設けられ、レチクルと基板アライメント
用光学系との相対位置の測定に用いる基準マークが形成
されたアライメント用基準板と、アライメント用基準板
上に設けられ、投影光学系による複数のレチクルアライ
メントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を
測定する空間像位置測定手段と、空間像位置測定手段に
より測定された複数の空間像の各投影位置情報に基づい
て、アライメント用基準板の基準マークを用いて得られ
たレチクルと基板アライメント用光学系の相対位置の値
を補正する補正手段と、露光用パターン描画領域の照明
と、レチクルアライメントマークの照明とを切り替える
ように照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴と
する投影露光装置によって達成される。ここで、空間像
位置測定手段は、アライメント用基準板のほぼ中央に設
けられていることが好ましい。

【００１２】これらの投影露光装置において、基板アラ
イメント用光学系は、投影光学系を介さずに基板アライ
メント用基準マークの位置を検出するように配置されて
いてもよい。また、照明系は、露光用パターン描画領域
を照明するメイン照明系と、メイン照明系と光源が同一
であって露光用パターン描画領域以外の領域を照明する
サブ照明系とを有し、制御系は、メイン照明系とサブ照
明系とを切り替えるようにしてもよい。または、照明系
は、レチクルの照明領域の大きさ及び形状を制限する絞
りを有し、制御系は絞りを制御することにより、露光用
パターン描画領域の照明と、レチクルアライメントマー
ク領域の照明とを切り替えるようにするものでもよい。
また、制御系は、露光パターン描画領域から露光パター
ン描画領域以外の領域まで照明領域を拡大するように絞
りを制御して照明の切替を行うようにするものでもよ
い。

【００１３】また、空間像位置測定手段は、基板ステー
ジの移動に伴って空間像の各結像位置近傍に移動する開
口部と、開口部下方に設けられた光電変換素子とを有
し、基板ステージを等速微動させて空間像に対して開口
部を相対的に走査して、開口部下方の光電変換素子によ
り各空間像を光電検出し、検出信号に基づいて各空間像
の位置を計測するようにしてもよい。そして、開口部
は、空間像よりも走査方向に幅が広くなるように形成さ
れていてもよい。

【００１４】また、上記の投影露光装置において、照明
系は、光電変換素子への入射光量を調整する光量調整手
段を有しているようにしてもよい。また、照明系は、光
電変換素子への照明光の入射角度を調整する入射角度調
整手段を有するようにしてもよい。

【００１５】さらに上記目的は、複数のレチクルアライ
メントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを
照明して、投影光学系により前記レチクルのパターンを
基板ステージ上に投影し、投影光学系とは別個に設けら
れた基板アライメント用光学系と、レチクルとの相対位
置を基板ステージ上に設けた基準マークに基づいて決定
し、投影光学系による複数のレチクルアライメントマー
クの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定し、測
定された複数の空間像の各投影位置情報に基づいて、相
対位置の値を補正することを特徴とする位置合わせ方法
によって達成される。

【００１６】本発明によれば、測定されたベースライン
に対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それ
ら実測値に基づいてレチクル製造誤差を補正する補正値
を算出して、計測されたベースラインの値を補正するよ
うにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラ
インを得ることができるようになる。また、本発明によ
れば、ベースライン計測用のレチクルアライメントマー
クを含む複数のレチクルアライメントマークの位置を空
間像位置測定手段で測定するので、空間像位置測定手段
とアライメント用基準板とが基板ステージ上で離れた位
置にあっても誤差を生じない測定が行える。また、空間
像位置測定手段をアライメント用基準板上に設けるよう
にすれば、空間像位置測定手段でベースライン計測用の
レチクルアライメントマークの空間像を測定しなくも済
むようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
投影露光装置及び位置合わせ方法を図１乃至図１０を用
いて説明する。本実施の形態における投影露光装置は、
レチクル上のパターンの像を投影光学系を介して縮小投
影し、パターン像を感光基板上の各ショット領域に順次
露光するステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置である。

【００１８】初めに、本実施の形態による投影露光装置
の概略構成を図１を用いて説明する。露光用の照明光源
２からの照明光ＩＬは、光量調節用のＮＤフィルタ７２
を透過する。照明光ＩＬには、例えば、超高圧水銀ラン
プの輝線であるｉ線（波長λ＝３６５ｎｍ）、ｇ線（λ
＝４３６ｎｍ）、或いは、ＫｒＦエキシマレーザ光（λ
＝２４８ｎｍ）、さらにはＡｒＦエキシマレーザ光、金
属蒸気レーザ光等の紫外域の光が用いられる。可変ＮＤ
フィルタ７２は、種々の異なる透過率の複数のＮＤフィ
ルタを回転板上に配置した構成であり、照明光ＩＬに対
する透過率を複数段階で切り替えることができ、通常は
露光時における露光量の制御を行うことに用いられる
が、本実施の形態においては、後述するレチクルアライ
メント光学系４８、５０の受光部あるいはステージセン
サ部２６の光電変換素子３２に入射する光量を調節する
ためにも用いられる。

【００１９】可変ＮＤフィルタ７２を通過した照明光Ｉ
Ｌは、可変ＮＤフィルタ７２と、コリメータレンズ、フ
ライアイレンズ（図示せず）等から構成される照明光学
系４との間に設けられた引込みミラー５４を照明光ＩＬ
の光路内に挿入するか待避させるかにより光路を変更す
ることができるようになっている。照明光ＩＬは、引き
込みミラー５４を待避させると照明光学系４に入射して
投影光学系ＰＬに向かうメイン照明光ＩＬとして用いら
れ、引き込みミラー５４を光路内に挿入するとベースラ
イン計測用基準板１０、またはステージセンサ２６での
計測のためのサブ照明光ＩＬ’として用いられる。この
引込みミラー５４については後述する。ここでは、引込
みミラー５４が待避した状態（図１中破線５４’で示
す）にあるものとし、光束はメイン照明光ＩＬとして照
明光学系４に進むものとして説明する。

【００２０】照明光学系４でほぼ平行光にされた照明光
ＩＬはダイクロイックミラー６でほぼ鉛直下方に折り曲
げられてレチクルＲを均一な照度分布で照明する。ここ
でレチクルＲの光照射面の構成を図１０の例を用いて簡
単に説明する。図１０において、レチクルＲのパターン
描画領域９０には図示を省略したが所望の回路パターン
が電子ビーム描画装置等により描かれている。パターン
描画領域９０の外側のクロム膜等で遮光された遮光領域
９２には、クロム膜を剥離して形成された例えば十字形
状のアライメント用のレチクルアライメントマーク９
４、９６が配置されている。レチクルアライメントマー
ク９４、９６は、パターン描画領域９０の中心を含むＸ
軸に平行な仮想直線上にあって、パターン描画領域９０
の中心から等距離の位置に設けられている。

【００２１】レチクルＲは図示しないレチクルステージ
に載置されている。図示しないレーザ干渉計でレチクル
ステージの移動量を正確に制御しつつレチクルステージ
をＸ、Ｙ方向に移動させることにより、レチクルＲをＸ
−Ｙ面内で移動させることができるようになっている。
なお、図１中、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向
にＺ軸をとり、光軸ＡＸに垂直な面内で図示のようにＸ
軸、Ｙ軸を設定している。これ以降の説明においても、
この座標系を用いて説明することにする。

【００２２】投影光学系ＰＬは、レチクルＲを透過した
光束を集束させ、Ｘ、Ｙ方向に移動可能な基板ステージ
ＷＳＴ上の基板ホルダ８に載置された感光基板Ｗの所定
のショット位置にレチクルＲのパターンの像を投影す
る。この投影光学系ＰＬは、レチクルＲ側（物体側）及
び感光基板Ｗ側（像側）の両側がテレセントリックな光
学系であり、投影倍率は例えば１／５である。また、基
板ホルダ８は、感光基板Ｗを真空吸着して保持し、Ｚ軸
方向に移動して感光基板Ｗ面と投影光学系ＰＬとの距離
を変化させることができ、図示しないＡＦセンサ（自動
焦点センサ）でその距離を計測して投影光学系ＰＬの結
像面に感光基板Ｗ面を一致させることができるようにな
っている。

【００２３】基板ステージＷＳＴの移動量は、ステージ
のＸ、Ｙ方向にそれぞれ固定された反射鏡４０にレーザ
干渉計４２からのレーザ光を反射させることにより計測
される。基板ステージＷＳＴの移動量をレーザ干渉計４
２で正確に計測しながら基板ステージＷＳＴをステップ
・アンド・リピート動作させることにより、基板ステー
ジＷＳＴに載置された感光基板Ｗ上の所定の複数のショ
ット位置に対して順次レチクルＲの回路パターンを露光
することができる。

【００２４】レチクルＲの回路パターンを感光基板Ｗ上
に露光する際には、予めレチクルＲに対する感光基板Ｗ
の位置合わせをする必要があり、そのため感光基板Ｗに
は位置合わせ用のアライメントマーク２４が形成されて
いる。なお、感光基板Ｗには通常複数のアライメントマ
ークが形成されているが、本実施の形態では図示の位置
のアライメントマーク２４で代表させて示している。

【００２５】基板ステージＷＳＴ上にはレチクルアライ
メント及びベースライン計測を同時に行うアライメント
用基準板としてのベースライン計測用基準板１０が設け
られている。ベースライン計測用基準板１０の上面は感
光基板Ｗの表面と一致するようにＺ軸方向に調整できる
ようになっている。このベースライン計測用基準板１０
の構成を図１と共に図２に示す平面図を用いて説明す
る。ベースライン計測用基準板１０上部には、レチクル
Ｒのアライメントに用いるＸ軸方向に並列した２個のレ
チクルアライメント用基準マーク２０、２２が設けられ
ている。さらに、レチクルアライメント用基準マーク２
０、２２を結ぶ直線の中点から垂直方向（すなわちＹ方
向）に所定距離Ｌだけ離れた位置にベースライン計測用
の基板アライメント用基準マーク１２が形成されてい
る。

【００２６】レチクルアライメント用基準マーク２０、
２２は、例えば枠（フレーム）形状の光透過パターンと
して形成されている。レチクルアライメント用基準マー
ク２０の下方にはハーフミラー１６が配置され、レチク
ルアライメント用基準マーク２２の下方にはミラー１８
が配置されている。そして、光源２から投影光学系ＰＬ
に向かう照明光ＩＬ（メイン照明光）を引込みミラー５
４で反射させて得られたサブ照明光ＩＬ’が、詳細な図
示を省略してブロックとして示している導光系５６の光
路Ａを介してハーフミラー１６に入射して分割され、分
割された光の一方がミラー１８に入射するように構成さ
れている。ハーフミラー１６及びミラー１８で反射した
サブ照明光ＩＬ’はそれぞれレチクルアライメント用基
準マーク２０、２２を照明する。ここで用いている引込
みミラー５４は、照明光ＩＬでレチクルＲのパターン描
画領域を照明する際には、光源２からの照明光ＩＬをメ
イン照明光として全て照明光学系４に入射させるため、
図１の破線５４’の位置まで待避するように制御装置５
２により制御される。

【００２７】図１では、基板ステージＷＳＴを所定量移
動させてベースライン計測用基準板１０を投影光学系Ｐ
Ｌ下方に位置させた状態を示しており、この状態で、レ
チクルアライメント用基準マーク２０を透過したサブ照
明光ＩＬ’の光束は、投影光学系ＰＬを介してレチクル
Ｒのレチクルアライメントマーク９４を照明できるよう
になっている。また、レチクルアライメント用基準マー
ク２２を透過したサブ照明光ＩＬ’の光束は、投影光学
系ＰＬを介してレチクルＲのレチクルアライメントマー
ク９６を照明できるようになっている。レチクルアライ
メント用基準マーク２０、２２間の距離は、レチクルア
ライメントマーク９４、９６間の距離と投影光学系ＰＬ
の投影倍率等とから予め規定されている。

【００２８】レチクルアライメント用基準マーク２０及
びレチクルアライメントマーク９４を照明したサブ照明
光ＩＬ’は、レチクルアライメントマーク９４の上方で
あって、レチクルＲのパターン描画領域９０を照明する
メイン照明光ＩＬにケラレを生じさせない位置に配置さ
れたミラー４４に入射する。ミラー４４で反射されたサ
ブ照明光ＩＬ’は、レチクルアライメント光学系４８に
入射する。レチクルアライメント光学系４８により、レ
チクルアライメント用基準マーク２０及びレチクルアラ
イメントマーク９４の重ね合わせ像のずれが検出され
る。

【００２９】一方、レチクルアライメント用基準マーク
２２及びレチクルアライメントマーク９６を照明したサ
ブ照明光ＩＬ’は、レチクルアライメントマーク９６の
上方であって、レチクルＲのパターン描画領域９０を照
明するメイン照明光ＩＬにケラレを生じさせない位置に
配置されたミラー４６に入射する。ミラー４６で反射さ
れたサブ照明光ＩＬ’は、レチクルアライメント光学系
５０に入射する。レチクルアライメント光学系５０によ
り、レチクルアライメント用基準マーク２２及びレチク
ルアライメントマーク９６の重ね合わせ像のずれが検出
される。

【００３０】検出されたこれら重ね合わせ像のずれに基
づいて、ベースライン計測用基準板１０上のレチクルア
ライメント用基準マーク２０、２２間の中心位置に対す
るレチクルＲの中心位置のずれを求めてレチクルアライ
メントが終了する。なお、レチクルアライメントにおい
ては、後述する空間像計測で用いるサブ照明光を導光系
５６の出力側Ｂ、Ｃから入射してミラー４４、４６へ反
射させる引込みミラー５８、６０は、ミラー駆動系１０
０、１０２により引込まれて図１の破線５８’、６０’
の位置から待避するように制御装置５２により制御され
る。

【００３１】一方、基板アライメント用基準マーク１２
は、例えば十字形状の光反射パターンとして形成されて
いる。図１に示すようなベースライン計測用基準板１０
が投影光学系ＰＬ下方に位置した状態において、基板ア
ライメント用基準マーク１２上方であって投影光学系Ｐ
Ｌの投影領域外の所定位置にミラー３４が配置され、投
影光学系ＰＬの系外にミラー３６が配置されている。基
板アライメント光学系１４は投影光学系ＰＬに隣接して
設けられており、図示しない観察照明系からの照明光を
ミラー３４、３６を介して基板アライメント用基準マー
ク１２に照射して、その反射光を受光して基板アライメ
ント用基準マーク１２の像を検出することができるよう
になっている。基板アライメント光学系１４では、基板
アライメント用基準マーク１２の像の基板アライメント
光学系１４内の指標に対するずれを検出する。

【００３２】そして、レチクルアライメントにより求め
たベースライン計測用基準板１０上のレチクルアライメ
ント用基準マーク２０、２２の間の中心位置に対するレ
チクルＲの中心位置のずれ量、及び基板アライメント光
学系１４により求めた基板アライメント用基準マーク１
２に対する指標のずれ量を、ベースライン計測用基準板
１０上のレチクルアライメント用基準マーク２０、２２
の間の中心位置から基板アライメント用基準マーク１２
までの距離Ｌに加え合わせることによりベースラインが
求められる。

【００３３】以上説明したベースライン計測用基準板１
０を用いることにより、基板ステージＷＳＴを移動させ
ずにベースライン計測を行うことができるようになり、
基板ステージＷＳＴの移動に伴うレーザ干渉計での測長
誤差を生じさせないので、従来と比較して高精度なベー
スライン計測を行うことができる。さらに本実施の形態
においては、レチクル製造誤差によるレチクルアライメ
ントマークの形成位置のずれによるベースライン誤差を
低減させるために、以下に説明するステージセンサ部２
６を設けている。このステージセンサ部２６の詳細を図
３を用いて説明する。図３では、基板ステージＷＳＴを
所定量移動させてステージセンサ部（光電検出部）２６
を投影光学系ＰＬ下方に位置させた状態を示している。
なお、図３ではステージセンサ部２６の構成及び動作に
関係しない構成要素、例えば基板アライメント光学系１
４及びミラー３４、３６、及び引込みミラー駆動系１０
０、１０２等の図示は省略している。

【００３４】ステージセンサ部２６は、上述のベースラ
イン計測用基準板１０を用いて計測されたベースライン
の値を補正するためのデータを取得するために用いられ
る。ステージセンサ部２６上部のレチクルマーク計測用
基板２８にはスリット状の開口部３０が設けられてい
る。レチクルマーク計測用基板２８上面は感光基板Ｗの
表面と一致するようにＺ方向に移動することができるよ
うになっている。ステージセンサ部２６の下方には、開
口部３０に入射した光を受光する光電変換素子３２が配
置されている。

【００３５】さて、光源２から投影光学系ＰＬに向かう
照明光ＩＬ（メイン照明光）を引込みミラー５４で反射
して得られたサブ照明光ＩＬ’が、詳細な図示を省略し
てブロックとして示している導光系５６の光路Ｂを介し
て、レチクルアライメント光学系５０とミラー４６の間
に移動した引込みミラー６０に入射する。また、サブ照
明光ＩＬ’は、導光系５６の光路Ｃを介して、レチクル
アライメント光学系４８とミラー４４の間に移動した引
込みミラー５８に入射する。引込みミラー５８、６０で
反射した２つのサブ照明光ＩＬ’は、レチクルＲのレチ
クルアライメントマーク９４、９６を照明して投影光学
系ＰＬに入射し、基板ステージＷＳＴ上のステージセン
サ部２６のレチクルマーク計測用基板２８上に結像す
る。

【００３６】図３においては、引込みミラー６０、ミラ
ー４６によりレチクルアライメントマーク９６を照明し
たサブ照明光ＩＬ’による、開口部３０でのレチクルア
ライメントマーク９６の空間像を光電変換素子３２で計
測している場合を示している。ここで用いている引込み
ミラー５８、６０は、ステージセンサ部２６によりレチ
クルアライメントマークの検出が行われる際に図３に示
すようにレチクルアライメント光学系４８、５０とミラ
ー４４、４６の間に移動し、ベースライン計測用基準板
１０を用いたベースライン計測の際には、レチクルアラ
イメント用基準マーク２０、２２及びレチクルアライメ
ントマーク９４、９６を透過したサブ照明光ＩＬ’をレ
チクルアライメント光学系４８、５０に入射させるた
め、図１に示す位置まで待避するように制御装置５２に
より制御される。

【００３７】ここで、図５乃至図９を用いてステージセ
ンサ部２６の開口部３０の形状及びステージセンサ部２
６からの出力信号について説明する。図５（ａ）は、ス
テージセンサ部２６のレチクルマーク計測用基板２８を
投影光学系ＰＬ側から見た平面図である。図５（ａ）で
は、レチクルマーク計測用基板２８上面の開口部３０と
レチクルＲのレチクルアライメントマーク９６のＸ方向
の空間像９６’について説明するための構成を示してい
る。従って、開口部３０の形状は、Ｘ方向及びＹ方向を
それぞれ計測するＹ、Ｘ方向に延びた２本のスリットか
ら構成されているが、Ｙ方向の空間像計測のための開口
部形状の表示は省略している。

【００３８】レチクルＲのレチクルアライメントマーク
９６は投影光学系ＰＬにより集光されて、投影光学系Ｐ
Ｌ下方に移動したステージセンサ部２６の開口部３０近
傍のレチクルマーク計測用基板２８面上に結像する。な
お、開口部３０のスリットの幅は、光電変換素子３２の
出力波形の立上り、立下りを急峻にさせるためレチクル
Ｒのレチクルアライメントマーク９４、９６のスリット
の幅と等しいか短い長さに形成されている。

【００３９】基板ステージＷＳＴをＸ方向に等速微動さ
せてステージセンサ部２６の開口部３０をレチクルＲの
レチクルアライメントマーク９６の空間像９６’に対し
て走査させ、光電変換素子３２で空間像９６’を受光す
る。このときの光電変換素子３２の出力波形を図５
（ｂ）に示す。図５（ｂ）において、横軸は基板ステー
ジＷＳＴのＸ方向の位置を表しており、縦軸は光電変換
素子３２の出力の大きさを表したもので空間像９６’の
幅方向の光強度分布と等価である。図５（ｂ）に示す出
力波形から投影光学系ＰＬの結像特性を含めてレチクル
アライメントマークの位置を求めることができる。

【００４０】図５（ｂ）において、出力信号Ｉを所定の
規準レベルＬ１と比較して、出力信号Ｉと規準レベルＬ
１とが一致したときの基板ステージＷＳＴの位置Ｓ１、
Ｓ２をレーザ干渉計４２で計測する。空間像９６’のＸ
方向の中心位置は、Ｓ１、Ｓ２を平均した位置ｃ１とし
て求められる。

【００４１】なお、図５（ｂ）の波形から、例えば、所
定の規準レベルＬ１で切り取られる線幅ａ１から像のコ
ントラストを求めることもできる。あるいは、ピーク値
ｂ１からコントラストを求めてもよい。ステージセンサ
部２６を投影光学系ＰＬの光軸方向に移動させながらコ
ントラストを求めれば、焦点位置、像面湾曲等を知るこ
ともできる。さらに、パターンの方向を変えて測定すれ
ば非点収差が得られる。

【００４２】次に図６を用いて、ステージセンサ部２６
の別の構成例について説明する。図６（ａ）に示すステ
ージセンサ部２６は、その下方に設けられた光電変換素
子３２とステージセンサ部２６のレチクルマーク計測用
基板２８との間に拡大光学系７０を設けている点に特徴
を有している。

【００４３】図５に示した例では開口部３０の幅をレチ
クルＲのレチクルアライメントマークの幅にほぼ等しく
したが、こうすると光電変換素子３２で受光される空間
像９６’は開口部３０の幅で平均化されることになる。
従って、得られた出力波形からコントラストの比較はで
きても、レチクルＲのマーク像の形状（プロファイル）
を正確に得るには十分でなく、投影光学系ＰＬのコマ収
差等が原因の線幅の微妙な差や、像質を知ることができ
ない可能性がある。

【００４４】そこで、図６に示すステージセンサ部２６
では、光電変換素子３２の上部に拡大光学系７０を設け
るようにしている。レチクルＲのレチクルアライメント
マークの像はレチクルマーク計測用基板２８の開口部３
０の開口面で結像した後、拡大光学系７０により約２０
０〜５００倍程度に拡大されて光電変換素子３２で受光
される。

【００４５】なお、この例では図６（ｂ）に示したよう
にレチクルアライメントマークの形状を変更し、Ｘ方向
のスリットの数が５本のレチクルアライメントマークを
用いている。図６（ｃ）に光電変換素子３２で得られる
出力波形を示す。この出力波形から図５の場合と同様に
線幅ａ２、ピークｂ２、中心位置ｃ２が求められる。本
例では所定の倍率に調整した拡大光学系７０を用いるこ
とにより、高分解能で受光像の出力波形を得ることがで
き、レチクルＲのマーク像の位置をより高精度で求める
ことができるようになる。

【００４６】次に図７乃至図９を用いて、ステージセン
サ部２６のさらに別の構成例について説明する。上述の
図６に示したステージセンサ部２６では、レチクルマー
ク計測用基板１８と光電変換素子３２との間に拡大光学
系７０を挿入することにより受光系の分解能を向上させ
たが、拡大光学系７０にディストーション等が含まれて
いる場合に問題となる。さらに、拡大光学系７０等の重
い光学系を搭載させると基板ステージＷＳＴの大きさ、
重量が増加してしまいステージの制御性が低下する。結
果として投影露光装置全体の大きさが増加してしまう。
この点に鑑み本例では、拡大光学系を用いないで良好な
測定を行える構成について説明する。

【００４７】図７に本例のステージセンサ部２６のレチ
クルマーク計測用基板２８を投影光学系ＰＬ側から見た
平面図を示す。レチクルマーク計測用基板２８面に開口
面を矩形形状とする開口部３０が形成されている。開口
部３０のＹ方向に延びるエッジ部でＸ方向のマーク像を
計測し、Ｘ方向に延びるエッジ部でＹ方向のマーク像を
計測するようになっている。本例においては、図６
（ｂ）で既に示した５本のスリットからなるレチクルア
ライメントマークを用い、且つ図７ではレチクルアライ
メントマークのＸ、Ｙ両方向のスリットを表示してい
る。

【００４８】上述の図５に示したステージセンサ部２６
の開口部３０のスリット幅が、投影されるレチクルアラ
イメントマークのスリットの線幅とほぼ等しいか、それ
より細い幅であったのに対し、図７に示すステージセン
サ部２６における開口部３０の幅は、レチクルＲのレチ
クルアライメントマークのスリットＭＸ、ＭＹの線幅に
対し十分大きく形成されている。なお図７は、レチクル
ＲのレチクルアライメントマークのスリットＭＸ、ＭＹ
が開口部３０近傍に結像している状態を示している。

【００４９】基板ステージＷＳＴを等速微動させるとマ
ークＭＸの空間像は開口部３０の一端のエッジ部から開
口部３０内に進入し、他端のエッジ部から退出する。ス
リットＭＸの最前のスリット像と最後のスリット像の全
てが開口部３０内に投影される状態を得るため、開口部
３０の両端の距離（幅）は、スリットＭＸの全幅より長
く形成している。同様に開口部３０のＹ方向の幅もスリ
ットＭＹの全幅より長く形成している。

【００５０】例えばＸ方向に基板ステージＷＳＴを等速
微動させてスリットＭＸの空間像を順次開口部３０下方
の光電変換素子３２で検出すると、光電変換素子３２の
出力信号は図８に示すように段階的に光強度が増加し、
その後段階的に光強度が減少する波形となる。この出力
信号波形は開口部３０のエッジ部を通過した光量を積分
したものであるから、この波形を微分すればスリットＭ
Ｘの像の形状を正確に再現することができる。図８に示
す波形を微分した結果を図９に示す。この微分波形から
前述の図５、図６で説明したと同様にレチクルアライメ
ントマークの位置を初めとして、投影光学系のディスト
ーション等種々の情報を得ることができる。Ｙ方向も同
様にしてスリットＭＹの像の位置を得ることができる。

【００５１】以上のような構成のステージセンサ部２６
で検出した複数のレチクルアライメントマークの空間像
の位置情報は制御装置５２のベースライン補正部へ送ら
れ、ベースライン計測用基準板１０を用いて既に計測し
たベースラインの値を補正するために用いられる。本実
施の形態及び後程説明する第２の実施の形態において
は、この図７乃至図９で説明した開口形状を備えたステ
ージセンサ２６を用いている。

【００５２】以上が本実施の形態による投影露光装置の
構成の概略である。次にこれらの構成を用いてベースラ
インの計測を行う手順について説明する。本実施の形態
によるベースライン計測の手順を概説すると、初めにベ
ースライン計測用基準板１０を用いたベースライン測定
を行う。次にステージセンサ部２６を用いて複数のレチ
クルアライメントマーク及び所定のレチクルパターンの
位置の情報を取得し、それらからベースライン補正用の
補正値を演算してベースライン計測用基準板１０から既
に求めたベースラインの値を補正する。

【００５３】まず初めに図１を参照しつつベースライン
計測用御基準板１０を用いたベースライン測定の手順を
説明する。レーザ干渉計４２による基板ステージＷＳＴ
の移動量を計測しつつ、制御装置５２は図示しない駆動
系に指令を与えて基板ステージＷＳＴを移動させ、ベー
スライン計測用基準板１０を投影光学系ＰＬの投影領域
の所定位置にセットする。

【００５４】一方、レチクルＲを載置したレチクルステ
ージ（図示せず）も、レーザ干渉計（図示せず）からレ
チクルステージの移動量をフィードバックしつつ制御装
置５２からの指令により移動させられて、レチクルＲを
所定の位置にセットする。

【００５５】露光用の照明光源２からの照明光ＩＬは、
光量調節用のＮＤフィルタ７２を通過して所定の光量に
調節される。引込みミラー５４が制御装置５２からの駆
動指令によりＮＤフィルタ７２を透過した光束を導光系
５６に入射させるように照明光ＩＬの光路中にセットさ
れる。

【００５６】導光系５６に入射したサブ照明光ＩＬ’
は、光路Ａを進んで基板ステージＷＳＴ内部に配置され
たハーフミラー１６に入射して分割され、反射光はベー
スライン計測用基準板１０のレチクルアライメント用基
準マーク２０を照射し、透過光はミラー１８で反射して
レチクルアライメント用基準マーク２２を照射する。２
つに分けられたサブ照明光ＩＬ’はそれぞれ投影光学系
ＰＬに入射して、レチクルＲのレチクルアライメントマ
ーク９４、９６を照明する。

【００５７】レチクルアライメント用基準マーク２０及
びレチクルアライメントマーク９４を照明した光束はミ
ラー４４で折り曲げられてレチクルアライメント光学系
４８に入射する。レチクルアライメント用基準マーク２
２及びレチクルアライメントマーク９６を照明した光束
はミラー４６で折り曲げられてレチクルアライメント光
学系５０に入射する。このとき、これらの光束がレチク
ルアライメント光学系４８、５０に完全に入射するよう
に、制御装置５２の指令により引込みミラー５８、６０
は光路上から待避させられている。またこのとき、ＮＤ
フィルタ７２は、サブ照明光ＩＬ’が入射するレチクル
アライメント光学系４８、５０に設けられた受光素子の
感度を最適にするように制御装置５２からの指示により
再設定される。

【００５８】レチクルアライメント光学系４８では、レ
チクルアライメント用基準マーク２０とレチクルアライ
メントマーク９４とが重なり合ったパターンが検出され
る。このパターンの情報は制御装置５２に送られ、レチ
クルアライメント用基準マーク２０に対するレチクルア
ライメントマーク９４のＸ、Ｙ方向のずれ量（Ｘ１，Ｙ
１）が求められる。また、レチクルアライメント光学系
５０でも、レチクルアライメント用基準マーク２２とレ
チクルアライメントマーク９６とが重なり合ったパター
ンが検出される。このパターンの情報は制御装置５２に
送られ、レチクルアライメント用基準マーク２２に対す
るレチクルアライメントマーク９６のＸ、Ｙ方向のずれ
量（Ｘ２，Ｙ２）が求められる。

【００５９】一方、基板アライメント光学系１４は、ミ
ラー３６、３４を介して基板アライメント装置用基準マ
ーク１２を照射してその反射光を受光する。受光された
基板アライメント装置用基準マーク１２のパターンの像
は、基板アライメント光学系１４に内蔵されたインデッ
クス・スケールとＸ、Ｙ方向の比較が行われ、基板アラ
イメント光学系のインデックス・スケールの原点からの
Ｘ、Ｙ方向のずれ量（Ｘ３，Ｙ３）が制御装置５２に送
られる。

【００６０】制御装置５２では、上記ずれ量（Ｘ１，Ｙ
１）及び（Ｘ２，Ｙ２）に基づいてレチクルアライメン
ト用基準マーク２０、２２の間の中点を基準とするレチ
クルＲの中心位置を求めるレチクルアライメントを行
う。また、制御装置５２にはベースライン計測用基準板
１０上のレチクルアライメント用基準マーク２０、２２
と基板アライメント装置用基準マーク１２との間の所定
の距離Ｌが記憶されており、この距離Ｌと上記ずれ量
（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）及び（Ｘ３，Ｙ３）か
らベースラインが求められる。

【００６１】このように、本実施の形態によるベースラ
インの計測では、基板ステージＷＳＴ上のベースライン
測定用基準板１０上に設けられたマークを用いてアライ
メントを行うので、基板ステージＷＳＴを全く移動させ
ずにベースラインの測定ができるようになる。従って、
基板ステージＷＳＴの移動を計測するレーザ干渉計の計
測誤差が全く含まれないベースラインの測定ができるよ
うになる。

【００６２】さらに、ベースライン計測の際に用いるサ
ブ照明光ＩＬ’の光源は、レチクルＲのパターンを感光
基板Ｗに露光する際に用いるメイン照明光ＩＬの光源２
と同一であるので、照明光の波長の相違による投影光学
系ＰＬの収差等を問題にする必要がなくなるという利点
を有している。

【００６３】次に、図３及び図４を参照しつつ、測定さ
れたベースラインの値を補正する手順を説明する。ま
ず、図３において、制御装置５２は図示しない駆動系に
指令を与えて基板ステージＷＳＴを移動させ、ステージ
センサ部２６を投影光学系の投影領域の所定位置にセッ
トする。また、ベースライン計測の際に待避させられて
いた引込みミラー５８、６０が制御装置５２の指令によ
りレチクルアライメント光学系４８、５０とミラー４
４、４６との間に挿入される。

【００６４】露光用の照明光源２からの照明光ＩＬは、
光量調節用のＮＤフィルタ７２を通過して、所定の光量
に調節されて引込みミラー５４に入射する。引込みミラ
ー５４は制御装置５２からの駆動指令によりＮＤフィル
タ７２を透過した光束を導光系５６に入射させるように
セットされている。

【００６５】導光系５６に入射したサブ照明光ＩＬ’
は、光路Ｂを進んでレチクルアライメント光学系５０側
の引込みミラー６０に入射する。引込みミラー６０で光
路を折り曲げられた光束はミラー４６で反射して、レチ
クルＲのレチクルアライメントマーク９６を照明して投
影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬによりレチク
ルアライメントマーク９６のパターン像はステージセン
サ部２６のレチクルマーク計測用基板２８面に結像す
る。

【００６６】制御装置５２は、レーザ干渉計４２からの
移動量を計測しつつ、レチクルアライメントマーク９６
の空間像がステージセンサ部２６の開口部３０の一エッ
ジ部から進入して他エッジから退出するまでＸ方向に基
板ステージＷＳＴを等速微動させる。このようにしてレ
チクルアライメントマーク９６の空間像を開口部３０下
方の光電変換素子３２で検出し、光電変換素子３２の出
力信号を制御装置５２に取り込んで、既に図５乃至図９
を用いて説明した方法でレチクルアライメントマーク９
６の位置を求める。Ｙ方向に対しても同様の動作を行う
ことにより、レチクルアライメントマーク９６のＸ、Ｙ
方向の位置が求められる。なお、ＮＤフィルタ７２は、
サブ照明光ＩＬ’を受光するステージセンサ部２６の光
電変換素子３２の感度を最適にするように制御装置５２
からの指示により再設定されている。

【００６７】次に、基板ステージＷＳＴを移動させて、
レチクルアライメントマーク９４の投影像が結像する近
傍領域にレチクルマーク計測用基板２８を移動させる。
そして、導光系５６の光路Ｃにサブ照明光ＩＬ’を導い
て、上述と同様の動作を行うことにより、レチクルアラ
イメントマーク９４の位置を求める。

【００６８】以上のようにして、ステージセンサ部２６
により２つのレチクルアライメントマーク９４、９６の
位置が求められるが、さらに図４に示すようにして、レ
チクルＲのパターン描画領域内の所定の複数のパターン
についてそれらの位置測定をステージセンサ部２６によ
り行う。なお、図４ではステージセンサ部２６の構成及
び動作に関係しない構成要素、例えば基板アライメント
光学系１４及びミラー３４、３６、及び引込みミラー駆
動系１００、１０２等の図示は省略している。

【００６９】図４において、引込みミラー５４は、制御
装置５２の指示により露光用の照明光源２の照明光の光
路から待避する。照明光源２からの照明光ＩＬは、光量
調節用のＮＤフィルタ７２を通過して、所定の光量に調
節されてから照明光学系４を透過し、ダイクロイックミ
ラー６で折り曲げられてレチクルＲのパターン描画領域
を照明する。一方、レチクルＲのパターン描画領域内の
所定のパターンの空間像を開口部３０で受光するように
基板ステージＷＳＴは移動して、レチクルＲの所定のパ
ターンの空間像を受光する位置近傍にレチクルマーク計
測用基板２８を移動させる。

【００７０】レチクルＲのパターン描画領域を照明する
メイン照明光ＩＬは、投影光学系ＰＬに入射し、投影光
学系ＰＬによりレチクルＲのパターン像はステージセン
サ部２６のレチクルマーク計測用基板２８面に結像す
る。

【００７１】制御装置５２は、レーザ干渉計４２からの
移動量を計測しつつ、レチクルＲのパターン像のうち、
所定のパターンの空間像をステージセンサ部２６の開口
部３０の一エッジ部から進入させて他エッジから退出さ
せるまでＸ方向に基板ステージＷＳＴを等速微動させ
る。このようにしてレチクルＲのパターン像の所定のパ
ターンの空間像を開口部３０下方の光電変換素子３２で
検出し、光電変換素子３２の出力信号を制御装置５２に
取り込んで、当該所定のパターンの位置を求める。Ｙ方
向に対しても同様の動作を行うことにより、当該所定の
パターンのＸ、Ｙ方向の位置が求められる。なお、ＮＤ
フィルタ７２は、メイン照明光ＩＬを受光するステージ
センサ部２６の光電変換素子３２の感度を最適にするよ
うに制御装置５２からの指示により再設定されている。

【００７２】レチクルＲのパターン描画領域内の複数の
所定のパターンについて上記の動作を繰り返してそれら
のパターン位置を求めることにより、ステージセンサ部
２６を用いたパターン位置の測定は終了する。

【００７３】次に、上述の動作によりステージセンサ部
２６で計測され、制御装置５２の記憶部に格納された２
つのレチクルアライメントマークの位置の座標値、及び
パターン描画領域内の複数の所定のパターン位置の座標
値に基づいて、ベースライン計測用基準板１０により既
に計測したレチクルＲの中心位置を補正することにより
ベースラインの補正を行う。

【００７４】レチクルＲの中心位置の補正の方法とし
て、例えば最小二乗法を用いることができる。レチクル
製造誤差に基づく各パターンの描画位置の誤差をパラメ
ータ（但し、投影光学系ＰＬの有する収差等による倍率
誤差を含む）とし、レチクルＲの中心を原点とする座標
系での設計座標値（Ｘｏｎ，Ｙｏｎ）に位置すべきパタ
ーンを実際に計測した実測座標値が（Ｘｒｎ’，Ｙｒ
ｎ’）であるとする。ここで、ｎは実測したレチクルア
ライメントマーク及び所定のパターンの数である。ま
た、レチクルＲの中心は、ベースライン計測用基準板１
０で既に計測したレチクルアライメントマーク９４、９
６の中点位置である。

【００７５】補正後のレチクルＲの中心位置を原点とし
た場合のレチクルアライメントマーク９４、９６及び各
パターンの位置座標を（Ｘｒｎ，Ｙｒｎ）であるとする
と、Ｘ方向の誤差成分Ｅｘｎは、Ｅｘｎ＝Ｘｒｎ’−Ｘ
ｒｎであり、Ｙ方向の誤差成分Ｅｙｎは、Ｅｙｎ＝Ｙｒ
ｎ’−Ｙｒｎである。これらの二乗和Ｅを最小にする誤
差パラメータを最小二乗法により求めることにより、補
正後のレチクルＲの中心位置を原点として決定されるレ
チクルアライメントマーク９４、９６及び各パターンの
位置座標を求めることができる。そして、この求められ
た位置座標のうち補正後のレチクルＲの中心位置と補正
前のレチクルＲの中心位置との差を補正値として、ベー
スライン計測用基準板１０で既に求めたベースラインの
値に加えることにより、補正されたベースラインの値を
求めることができる。

【００７６】このように、本実施の形態によるベースラ
インの計測では、測定されたベースラインに対して複数
のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基
づいてレチクル製造誤差によるレチクルＲの中心位置の
ずれを補正する補正値を算出して、計測されたベースラ
インの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極め
て高い精度のベースラインを得ることができるようにな
る。

【００７７】また、本実施の形態では、ベースライン計
測用のレチクルアライメントマーク９４、９６を含む複
数のパターンの空間像をレチクルマーク計測用基準板２
８で測定して、それらの位置を正確に検出するので、レ
チクルマーク計測用基準板２８とベースライン計測用基
準板１０とが基板ステージＷＳＴ上で離れた位置に設け
られていても測定誤差の生じない補正を行うことができ
る。

【００７８】次に、本発明の第２の実施の形態による投
影露光装置及び位置合わせ方法を図１１及び図１２を用
いて説明する。本実施の形態による投影露光装置は、そ
の照明系が、レチクルＲの照明領域の大きさ及び形状を
制限する絞り８２を有している点に特徴を有している。
また、制御装置５２が当該絞り８２を制御することによ
り、レチクルＲのパターン描画領域の照明とレチクルア
ライメントマークの照明とを切り替えるようにしている
点に特徴を有している。さらに、制御装置５２が、レチ
クルＲのパターン描画領域からパターン描画領域以外の
領域まで照明領域を拡大するように絞り８２を制御して
照明の切替を行うようにすることもできる点に特徴を有
している。

【００７９】本実施の形態による投影露光装置の概略構
成を図１１を用いて説明する。図１１において、第１の
実施の形態による投影露光装置と同一の機能を有する構
成部材には同一の符号を付してその説明は省略し、本実
施の形態による投影露光装置の特徴的構成について主に
説明することにする。まず、図１１に示す投影露光装置
においては、照明光源２からの照明光の光路を変更する
引込みミラー７８は、ベースライン計測用基準板１０の
レチクルアライメント用基準マーク２０、２２を照射す
るサブ照明光ＩＬ’を得るときのみ照明光の光路中にセ
ットされるようになっている。

【００８０】測定したベースラインを補正するためのス
テージセンサ部２６による測定の際には、サブ照明光Ｉ
Ｌ’を用いることはなく、代わりにレチクルＲとダイク
ロイックミラー６との間に設けられ、例えば４枚の独立
可動のブレードを有する照明視野絞りとしてのレチクル
ブラインド８２を用いるようにしている。

【００８１】制御装置５２からの指令に基づいてレチク
ルブラインド８２の開口領域を拡大させることにより、
ダイクロイックミラー６からの照明光ＩＬの照明領域を
レチクルＲのパターン描画領域からレチクルアライメン
トマークの形成された領域まで拡大させることができ
る。さらに、この構成によるレチクルブラインド８２
は、レチクルＲのパターン描画領域を遮光して、レチク
ルＲの４辺のうち、測定対象のレチクルアライメントマ
ークの形成された１辺のみに照明光が照射されるように
することも可能である。この場合には、照明光による投
影光学系ＰＬへの入射エネルギを減少させて投影光学系
ＰＬに生じ得る結像特性の変動を小さくすることができ
る。なお、レチクルブラインド８２を全開にした場合で
も、制御装置５２からの指令によりＮＤフィルタ７２に
対して、低い透過率のフィルタを選択して入射エネルギ
を減少させることができる。

【００８２】本実施の形態においては、レチクルアライ
メントマークの形成領域を照明できるように開口領域を
変更可能なレチクルブラインド８２を用いているので、
レチクルアライメント用基準マーク２０、２２から投影
光学系ＰＬを介してレチクルアライメント光学系４８、
５０にサブ照明光ＩＬ’を導くミラー７４、７６は、制
御装置５２の指令により駆動系１０４、１０６を駆動さ
せることにより待避できるようになっている。図１１に
おいては、ミラー７４、７６が待避した状態を実線で示
し、サブ照明光ＩＬ’をレチクルアライメント光学系４
８、５０に入射させる際の位置を破線で示している。ま
た、本図においても、基板アライメント光学系１４及び
ミラー３４、３６の図示は省略している。

【００８３】次に、本実施の形態による投影露光装置に
おけるベースライン計測について説明する。まず、本実
施の形態において使用したレチクルＲを図１２を用いて
説明する。図１２に示すレチクルＲは、レチクル製造誤
差を補正するために、第１の実施の形態において用いた
図１０に示す２個のレチクルアライメントマーク９４、
９６に加えて、さらに８個のレチクルアライメントマー
クＲＭ１〜ＲＭ８が形成されている。このレチクルＲを
用いることにより、パターン描画領域９０内の複数の所
定のパターンを計測しなくても、予め形成されたレチク
ルアライメントマーク９４、９６、及びＲＭ１〜ＲＭ８
の位置を測定するだけで、ベースラインの補正を高精度
で行うことができるようになる。

【００８４】本実施の形態においても、まず初めにベー
スライン計測用基準板１０を用いてベースラインの測定
をする点については第１の実施の形態と同様である。従
ってその説明は省略し、測定されたベースラインを補正
する手順について説明することにする。なお本例では、
レチクルブラインド８２の開口領域を拡大して測定する
場合について説明する。まず、図１１において、制御装
置５２は図示しない駆動系に指令を与えて基板ステージ
ＷＳＴを移動させ、ステージセンサ部２６を投影光学系
の投影領域の所定位置にセットする。また制御装置５２
は、それぞれ駆動系１０４、１０６を駆動させてベース
ライン計測の際に用いたミラー７４、７６を待避させ
る。

【００８５】図１１において、レチクルブラインド８２
は制御装置５２の指示により全開させられ、照明光源２
からの照明光ＩＬは光量調節用のＮＤフィルタ７２を通
過して、所定の光量に調節されてから照明光学系４を透
過し、ダイクロイックミラー６で折り曲げられてレチク
ルＲの全域、すなわちパターン描画領域及びレチクルア
ライメントマーク９４、９６、ＲＭ１〜ＲＭ８を含む領
域を照明する。一方、レチクルＲの複数のレチクルアラ
イメントマークの空間像の１つを開口部３０で受光する
ように基板ステージＷＳＴは移動して、当該空間像を受
光する位置近傍にレチクルマーク計測用基板２８を移動
させる。

【００８６】レチクルＲの複数のレチクルアライメント
マークを照明する照明光ＩＬは投影光学系ＰＬに入射し
て、複数のレチクルアライメントマークのパターン像を
投影する。制御装置５２は、レーザ干渉計４２からの移
動量を計測しつつ、レチクルＲのレチクルアライメント
マークの空間像をステージセンサ部２６の開口部３０の
一エッジ部から進入させて他エッジから退出させるまで
Ｘ方向に基板ステージＷＳＴを等速微動させる。このよ
うにしてレチクルアライメントマークの空間像を開口部
３０下方の光電変換素子３２で検出し、光電変換素子３
２の出力信号を制御装置５２に取り込んで、当該所定の
空間像の位置を求める。Ｙ方向に対しても同様の動作を
行うことにより、当該所定のパターンのＸ、Ｙ方向の位
置が求められる。ＮＤフィルタ７２は、メイン照明光Ｉ
Ｌを受光するステージセンサ部２６の光電変換素子３２
の感度を最適にするように制御装置５２からの指示によ
り再設定されている。

【００８７】レチクルＲの複数のレチクルアライメント
マークに対して順次上記の動作を繰り返してそれらの位
置を求めることにより、ステージセンサ部２６を用いた
複数のレチクルアライメントマークの位置の測定は終了
する。

【００８８】次に、上述の動作によりステージセンサ部
２６で計測され、制御装置５２の記憶部に格納された複
数のレチクルアライメントマークの位置の座標値に基づ
いて、ベースライン計測用基準板１０を用いて既に計測
したベースラインに対する補正を行う。ベースラインの
補正を行う際のレチクルＲの中心位置の補正値の算出方
法として、第１の実施の形態で説明したと同様に例えば
最小二乗法を用いることができる。補正における処理は
第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

【００８９】なお、以上の例ではレチクルブラインド８
２の各ブレードを移動させて開口領域を拡大してベース
ライン補正のための計測を行ったが、ブレードを移動し
てレチクルＲのパターン領域を遮光するようにして、測
定対象のレチクルアライメントマークの存在する各辺部
毎に照明光の照射領域を切り替えて計測を行うようにす
ることももちろん可能である。

【００９０】本実施の形態においても、測定されたベー
スラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測
し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差によるレ
チクルＲの中心位置のずれを補正する補正値を算出し
て、計測されたベースラインの値を補正するようにした
ので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得
ることができるようになる。また、ベースライン計測用
のレチクルアライメントマーク９４、９６を含む複数の
レチクルアライメントマークの空間像をレチクルマーク
計測用基準板２８で測定して、それらの位置を正確に検
出するので、レチクルマーク計測用基準板２８とベース
ライン計測用基準板１０とが基板ステージＷＳＴ上で離
れた位置に設けられていても測定誤差の生じない補正を
行うことができる。

【００９１】さらに、レチクルブラインドを用いている
ので、ベースライン補正のための計測の際に用いる光源
を、レチクルＲのパターンを感光基板Ｗに露光する際に
用いるメイン照明光ＩＬの光源２と同一にすることがで
きるので、照明光の波長の相違による投影光学系ＰＬの
収差等を問題にする必要がなくなるという利点を有して
いる。

【００９２】次に、本発明の第３の実施の形態による投
影露光装置及びその位置合わせ方法を図１３及び図１４
を用いて説明する。本実施の形態による投影露光装置
は、レチクルマーク計測用基準板をベースライン計測用
基準板と一体化して、空間像計測のための開口部３０
を、当該基準板上にレチクルアライメント用基準マーク
２０、２２及び基板アライメント用基準マーク１２と共
に設けた点に特徴を有している。図１３は、本実施の形
態による投影露光装置の概略の構成を示している。上述
のようにレチクルマーク計測用基準板１０とベースライ
ン計測用基準板２８とが一体化されている点を除き、第
２の実施の形態で図１１を用いて説明した投影露光装置
と同一の構成である。従って、同一の構成要素には同一
の符号を付してその説明は省略する。また、本図におい
ても、基板アライメント光学系１４及びミラー３４、３
６の図示は省略している。

【００９３】図１３において、ベースライン計測用基準
板１０には、基板アライメント用基準マーク１２及びレ
チクルアライメント用基準マーク２０、２２に加えて、
ベースライン計測用基準板１０の中央にステージセンサ
部２６が設けられている。そして、ベースライン計測用
基準板１０はレチクルマーク計測用基準板２８としても
機能し、レチクルマーク計測用基準板２８の中央には開
口部３０が形成されている。開口部３０下方には光電変
換素子３２が設けられている。図１３においては、確認
を容易にするためレチクルマーク計測用基準板２８の領
域を誇張して示しているが、ベースライン計測用基準板
１０全面は所定の平面度に仕上げられている。なお、図
１３の表示においては、基板アライメント用基準板１２
は、基板アライメント用基準板１２より紙面の手前方向
に設けられているが図示を省略している。

【００９４】図１４は、本実施の形態によるベースライ
ン計測用基準板１０の平面図である。ベースライン計測
用基準板１０上部には、レチクルＲのアライメントに用
いるＸ軸方向に並列した２個のレチクルアライメント用
基準マーク２０、２２及び、レチクルアライメント用基
準マーク２０、２２を結ぶ直線の中点から垂直方向（す
なわちＹ方向）に所定距離Ｌだけ離れた位置を中心にし
てステージセンサ部２６の開口部３０が形成されてい
る。また、そこからさらに距離Ｌだけ離れてベースライ
ン計測用の基板アライメント用基準マーク１２が形成さ
れている。

【００９５】次に、本実施の形態による投影露光装置に
おけるベースライン計測について説明する。本実施の形
態において使用したレチクルＲは、第２の実施の形態で
用いた図１２に示すような複数のレチクルアライメント
マークが回路パターン領域周囲の遮光帯に形成された構
成となっている。すなわち、２個のレチクルアライメン
トマーク９４、９６に加えて、さらに８個のレチクルア
ライメントマークＲＭ１〜ＲＭ８が形成されている。

【００９６】本実施の形態においても、まず初めにベー
スライン計測用基準板１０を用いてベースラインの測定
をする点については第１及び第２の実施の形態と同様で
ある。従ってその説明は省略し、測定されたベースライ
ンを補正するためのレチクルアライメントマークの空間
像位置計測の手順について説明することにする。なお本
例でも、レチクルブラインド８２の開口領域を拡大して
測定する場合について説明する。まず、制御装置５２
は、それぞれ駆動系１０４、１０６を駆動させてベース
ライン計測の際に用いたミラー７４、７６を待避させ
る。また、ステージセンサ部２６がベースライン計測用
基準板１０と一体になっているので、ステージセンサ部
２６の開口部３０はベースラインの測定が終了した段階
ですでに投影光学系ＰＬの下方に位置しており、従っ
て、制御装置５２は基板ステージＷＳＴを移動させるこ
となく次の処理に移行することができる。

【００９７】図１３において、レチクルブラインド８２
は全開させられ、照明光源２からの照明光ＩＬは所定の
光量に調節されてレチクルＲの全域、すなわちパターン
描画領域及びレチクルアライメントマーク９４、９６、
ＲＭ１〜ＲＭ８を含む領域を照明する。一方、レチクル
Ｒの複数のレチクルアライメントマークの空間像の１つ
を開口部３０で受光するように基板ステージＷＳＴは移
動して、当該空間像を受光する位置近傍にレチクルマー
ク計測用基板２８として機能するベースライン計測用基
準板１０を移動させる。

【００９８】レチクルＲの複数のレチクルアライメント
マークを照明する照明光ＩＬは投影光学系ＰＬに入射し
て、複数のレチクルアライメントマークのパターン像を
投影する。制御装置５２は、レーザ干渉計４２からの移
動量を計測しつつ、レチクルＲのレチクルアライメント
マークの空間像を開口部３０の一エッジ部から進入させ
て他エッジから退出させるまでＸ方向に基板ステージＷ
ＳＴを等速微動させる。このようにしてレチクルアライ
メントマークの空間像を開口部３０下方の光電変換素子
３２で検出し、光電変換素子３２の出力信号を制御装置
５２に取り込んで、当該所定の空間像の位置を求める。
Ｙ方向に対しても同様の動作を行うことにより、当該所
定のパターンのＸ、Ｙ方向の位置が求められる。

【００９９】このレチクルパターンの空間像を計測する
際、本実施の形態においては、レチクルＲの複数のレチ
クルアライメントマークのうち、レチクルアライメント
マーク９４、９６の空間像計測は行わずに、それら以外
の８個のレチクルアライメントマークＲＭ１〜ＲＭ８に
対して順次上記の動作を繰り返してそれらの位置を求め
るようにしている。この点が上述の第１及び第２の実施
の形態による空間像計測と大きく相違してる。

【０１００】第１及び第２の実施の形態において、複数
のレチクルアライメントマークあるいはパターンを計測
する際に、レチクルアライメントマーク９４、９６も計
測するのは、ステージセンサ部２６とベースライン計測
用基準板１０とが基板ステージＷＳＴ上で離れた位置に
配設されていることに起因する。すなわち、両者が分離
されて配置されている限り、ステージセンサ部２６とベ
ースライン計測用基準板１０とは異なる座標系を有して
いることになるので、例えば基板ステージＷＳＴの移動
に回転成分が含まれる場合等を考慮すると、ベースライ
ン計測用基準板１０上のレチクルアライメント用基準マ
ーク２０、２２で計測したレチクルアライメントマーク
９４、９６と、ステージセンサ部２６で計測したレチク
ルアライメントマーク９４、９６の空間像位置とを基準
にして、ステージセンサ部２６で計測した他の複数のレ
チクルアライメントマークの空間像位置をベースライン
計測用基準板１０の座標系に合わせ込むようにする必要
がある。

【０１０１】ところが、本実施の形態によるステージセ
ンサ部２６は、ベースライン計測用基準板１０に一体的
に設けられているので、測定における座標系は同一であ
る。従って、ステージセンサ部２６でレチクルアライメ
ントマーク９４、９６を計測しなくても、他のレチクル
アライメントマークの空間像の位置はベースライン計測
用基準板１０の座標系を基準として計測できることにな
る。

【０１０２】本実施の形態において、ステージセンサ部
２６でレチクルアライメントマーク９４、９６の空間像
を計測しない理由として、図１２に特徴的に示したよう
にレチクルアライメントマーク９４、９６と、それ以外
のレチクルアライメントマークＲＭ１〜ＲＭ８のマーク
形状の相違が挙げられる。レチクルアライメントマーク
９４、９６は、ベースライン計測用基準板１０上のレチ
クルアライメント用基準マークとの重ね合わせの像をレ
チクルアライメント光学系４８、５０の撮像素子で観察
して、その重ね合わせ像のずれ量を得ることを目的とし
ている。従って、レチクルアライメントマーク９４、９
６のパターンは重ね合わせ像のずれ量を観察しやすいよ
うに比較的単純な十字形状等にする必要がある。

【０１０３】一方、空間像として位置計測を行う場合の
マークあるいはパターンは、図１２で例示したレチクル
アライメントマークＲＭ１〜ＲＭ８のように、Ｘ及びＹ
方向に複数のスリット状パターンを形成した形状にする
と、図７乃至図９を用いて説明したように、得られた空
間像の出力信号に対して微分演算等の処理を施して測定
精度を向上させることができる点で有利である。ところ
が、ＸあるいはＹ方向に１〜２本程度のスリットで構成
されるレチクルアライメントマーク９４、９６では、そ
の空間像を計測しても、それらの空間像の測定精度は相
対的に低くなってしまうことから余り意味をなさない。
むしろ、無駄な空間像の測定点数が増える分だけ、スル
ープットを低下させる原因ともなる。従って、本実施の
形態によるレチクルアライメントマークの空間像計測で
は、レチクルアライメントマーク９４、９６の計測をし
ないようにしている。

【０１０４】また、図示は省略するが、本実施の形態に
よる投影露光装置以外の、例えばレチクルアライメント
マーク９４、９６が露光光と異なる照明光で照明され、
他のレチクルアライメントマークは露光光と同一の照明
光で照明されるような構成のアライメント機構を有する
投影露光装置に、本実施の形態におけるテージセンサ部
を一体的に設けたベースライン計測用基準板１０を用い
ることも有効である。第１及び第２の実施の形態で示し
たような基板ステージＷＳＴ上でステージセンサ部２６
とベースライン計測用基準板１０とが離れた位置に配設
されている場合には、レチクルアライメントマーク９
４、９６の空間像を計測することが必須であるから、レ
チクルアライメントマーク９４、９６の空間像計測の照
明光の波長と露光光の波長とが異なることから投影光学
系ＰＬの収差等の変動により空間像計測の精度が低下し
てしまう。これに対して、テージセンサ部を一体的に設
けたベースライン計測用基準板１０を用いる場合には、
レチクルアライメントマーク９４、９６の空間像を計測
しないので、レチクルアライメントマーク９４、９６の
照明光が露光光と異なっていても問題とならない。

【０１０５】次に、上述の動作によりステージセンサ部
２６で計測され記憶された複数のレチクルアライメント
マークの位置に基づいて、ベースライン計測用基準板１
０により既に計測したレチクルＲの中心位置を補正する
ことによりベースラインの補正を行う。補正値は第１の
実施の形態で説明したのと同様に、例えば最小二乗法を
用いて得ることができ、その処理は第１の実施の形態と
同様であるので説明は省略する。

【０１０６】なお、ベースライン計測用基準板１０は、
熱膨張係数の極めて小さな材質で形成されているが、基
板ステージＷＳＴの温度変化や露光光の照射時間の長短
により微小の変形が考えられることを考慮して、ステー
ジセンサ部２６は、ベースライン計測用基準板１０のほ
ぼ中央、すなわちレチクルアライメント基準板２０、２
２の中点と基板アライメント用基準マーク１２との中央
にステージセンサ部２６の開口部３０の中心が位置する
ように設けるのが好ましい。

【０１０７】本実施の形態においても、測定されたベー
スラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測
し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差によるレ
チクルＲの中心位置のずれを補正する補正値を算出し
て、計測されたベースラインの値を補正するようにした
ので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得
ることができるようになる。また、ベースライン計測用
のレチクルアライメントマーク９４、９６を測定しなく
ても、他の複数のレチクルアライメントマークの空間像
をレチクルマーク計測用基準板２８で測定してそれらの
位置を正確に検出できるので、より高精度のベースライ
ン計測を行うことができるようになる。

【０１０８】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態において
は、照明光の光量調節機構として、可変ＮＤフィルタを
用いたが、例えば、投影光学系ＰＬの瞳面（レチクルＲ
に対するフーリエ変換面）に、制御装置５２により駆動
される瞳フィルタを配置して、瞳面を通過する照明光の
一部を遮光するようにして光量調節をするようにしても
もちろんよい。

【０１０９】また、上記実施の形態においては、レチク
ルＲと露光基板Ｗとを静止させて露光するいわゆるステ
ッパー型の投影露光装置に本発明を適用したが、レチク
ルＲのパターンの一部を投影光学系を介して感光基板Ｗ
上に投影し、レチクルＲと感光基板Ｗとを同期させて走
査することによりレチクルＲのパターンを感光基板Ｗに
逐次露光する、いわゆるステップ・アンド・スキャン方
式の走査型投影露光装置にも本発明を適用することがで
きる。

【０１１０】また、上記第２の実施の形態におけるレチ
クルブラインドは４枚のブレードを有していたが、例え
ばＬ字型の２枚のブレードにより開口領域を変更するレ
チクルブラインドを用いることももちろん可能である。

【０１１１】また、上記第２の実施の形態において、図
１０に示す従来の２つのレチクルアライメントマークが
形成されたレチクルＲを用いて、第１の実施の形態で説
明したベースライン計測と同様にパターン描画領域内の
所定の複数のパターンを計測してベースラインの値の補
正を行うことももちろん可能である。

【０１１２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、測定され
たベースラインに対して複数のマークあるいはパターン
を実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差を
補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの
値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い
精度のベースラインを得ることができるようになる。ま
た、本発明によれば、ベースライン計測用のレチクルア
ライメントマークを含む複数のレチクルアライメントマ
ークの位置を空間像位置測定手段としてのレチクルマー
ク計測用基準板で測定するので、レチクルマーク計測用
基準板とベースライン計測用基準板とが基板ステージ上
で離れた位置にあっても誤差を生じない測定が行える。

【０１１３】また、レチクルマーク計測用基準板をベー
スライン計測用基準板と一体化して空間像計測の開口部
３０を当該基準板上にレチクルアライメント用基準マー
ク及び基板アライメント用基準マークと共に設けるよう
にすれば、空間像位置測定でベースライン計測用のレチ
クルアライメントマークの空間像を測定しなくもよくな
るのでさらに測定精度を向上させることができるように
なる。

【０１１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による投影露光装置
の概略構成を示す図である。

【図２】ベースライン計測用基準板の構成を説明する平
面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態による投影露光装置
のステージセンサ部でレチクルアライメントマークを観
察している状態を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態による投影露光装置
のステージセンサ部でレチクルの回路パターン描画領域
内のマークを観察している状態を示す図である。

【図５】ステージセンサ部の開口部形状及びステージセ
ンサ部からの出力信号を示す図である。

【図６】ステージセンサ部の別の開口部形状及び出力信
号を示す図である。

【図７】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状を示
す図である。

【図８】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状によ
る出力信号を示す図である。

【図９】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状によ
る出力信号を示す図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態において用いたレ
チクルの平面図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態による投影露光装
置の概略構成を示す図である。

【図１２】本発明の第２及び第３の実施の形態で用いた
レチクルの平面図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態による投影露光装
置の概略構成を示す図である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態による投影露光装
置に用いたベースライン計測用基準板の構成を説明する
平面図である。

【符号の説明】

２照明光源４照明光学系６ダイクロイックミラー８基板ホルダ１０ベースライン計測用基準板１２基板アライメント用基準マーク１４基板アライメント光学系２０、２２レチクルアライメント用基準マーク２６ステージセンサ部２８レチクルマーク計測用基準板３０開口部３２光電変換素子４０反射鏡４２レーザ干渉計４４、４６ミラー４８、５０レチクルアライメント光学系５２制御装置５４、５８、６０、７８引込みミラー７２ＮＤフィルタ８２レチクルブラインド９０パターン描画領域９２遮光領域９４、９６、ＲＭ１〜ＲＭ８レチクルアライメントマ
ークＡＸ投影光学系ＰＬの光軸ＩＬ照明光（メイン照明光）ＩＬ’ サブ照明光ＲレチクルＰＬ投影光学系Ｗ感光基板ＷＳＴ基板ステージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のレチクルアライメントマークと露光
用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系
と、前記基板を載置して前記投影光学系の投影面内を２次元
的に移動可能な基板ステージと、前記基板上の所定のマークを観察する基板アライメント
用光学系と、前記基板ステージ上に設けられ、前記レチクルと前記基
板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基
準マークが形成されたアライメント用基準板と、前記基板ステージ上に設けられ、前記投影光学系による
前記複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出
して当該空間像の各位置を測定する空間像位置測定手段
と、前記空間像位置測定手段により測定された複数の前記空
間像の各投影位置情報に基づいて、前記アライメント用
基準板の前記基準マークを用いて得られた前記レチクル
と前記基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正
する補正手段と、前記露光用パターン描画領域の照明と、前記レチクルア
ライメントマークの照明とを切り替えるように前記照明
系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露
光装置。
【請求項２】複数のレチクルアライメントマークと露光
用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系
と、前記基板を載置して前記投影光学系の投影面内を２次元
的に移動可能な基板ステージと、前記基板上の所定のマークを観察する基板アライメント
用光学系と、前記基板ステージ上に設けられ、前記レチクルと前記基
板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基
準マークが形成されたアライメント用基準板と、前記アライメント用基準板上に設けられ、前記投影光学
系による前記複数のレチクルアライメントマークの空間
像を検出して当該空間像の各位置を測定する空間像位置
測定手段と、前記空間像位置測定手段により測定された複数の前記空
間像の各投影位置情報に基づいて、前記アライメント用
基準板の前記基準マークを用いて得られた前記レチクル
と前記基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正
する補正手段と、前記露光用パターン描画領域の照明と、前記レチクルア
ライメントマークの照明とを切り替えるように前記照明
系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露
光装置。
【請求項３】請求項２記載の投影露光装置において、前記空間像位置測定手段は、前記アライメント用基準板
のほぼ中央に設けられていることを特徴とする投影露光
装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の投影露
光装置において、前記基板アライメント用光学系は、前記投影光学系を介
さずに前記基板アライメント用基準マークの位置を検出
することを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の投影露
光装置において、前記照明系は、前記露光用パターン描画領域を照明する
メイン照明系と、前記メイン照明系と光源が同一であっ
て前記露光用パターン描画領域以外の領域を照明するサ
ブ照明系とを有し、前記制御系は、前記メイン照明系と前記サブ照明系とを
切り替えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項６】請求項１乃至４のいずれかに記載の投影露
光装置において、前記照明系は、前記レチクルの照明領域の大きさ及び形
状を制限する絞りを有し、前記制御系は前記絞りを制御することにより、前記露光
用パターン描画領域の照明と、前記レチクルアライメン
トマーク領域の照明とを切り替えることを特徴とする投
影露光装置。
【請求項７】請求項６記載の投影露光装置において、前記制御系は、前記露光パターン描画領域から前記露光
パターン描画領域以外の領域まで照明領域を拡大するよ
うに、前記絞りを制御して照明の切替を行うことを特徴
とする投影露光装置。
【請求項８】複数のレチクルアライメントマークと露光
用パターンが形成されたレチクルを照明して、投影光学
系により前記レチクルのパターンを基板ステージ上に投
影し、前記投影光学系とは別個に設けられた基板アライメント
用光学系と、前記レチクルとの相対位置を前記基板ステ
ージ上に設けた基準マークに基づいて決定し、前記投影光学系による前記複数のレチクルアライメント
マークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定
し、測定された複数の前記空間像の各投影位置情報に基づい
て、前記相対位置の値を補正することを特徴とする位置
合わせ方法。