JPH0878314A

JPH0878314A - 走査型露光装置

Info

Publication number: JPH0878314A
Application number: JP6214490A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ota; 和哉太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JP3379238B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マスク上のパターンを、マスクと感光性の基
板とを相対的に走査しながら、投影光学系を介して感光
性の基板上に露光する走査型の投影露光装置において、
投影倍率を短時間に且つ高精度に検出する。【構成】レチクルステージ５上及びウエハレベリング
テーブル上の所定位置にそれぞれ第１の基準プレート９
及び第２の基準プレートを設け、第１の基準プレート９
上に形成した第１の基準パターンＭＭ１の左右対の基本
マークと、第２の基準プレート上に形成した第２の基準
パターンを投影光学系を介してレチクルステージ５上に
投影した投影像の左右対の基本マークとを重ね合わせて
左右対の観察光学系で観察してそれぞれのＸ方向のずれ
を計測し、その計測値から投影倍率の変動を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクと感光基板とを
同期してそれぞれ所定の方向に走査することによりマス
ク上のパターンを逐次感光基板上に露光する走査型露光
装置に関し、特に感光基板上の各ショット領域をステッ
ピング方式で走査開始位置に移動した後、それらショッ
ト領域に走査露光方式でマスクパターンを露光するステ
ップ・アンド・スキャン方式の投影式走査型露光装置に
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子、液晶表示素子又は薄
膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー工程で製造する
際に、レチクル（又はフォトマスク等）のパターンを感
光材が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に
転写する投影露光装置が使用されている。従来は主に、
ウエハの各ショット領域に順次レチクルのパターンの像
を転写露光するステップ・アンド・リピート方式の縮小
投影型露光装置（ステッパー等）が多用されていた。

【０００３】しかし近年、半導体素子等においては１個
のチップパターンが大型化しているため、より大面積の
パターンを露光できる露光装置も必要とされている。と
ころが、投影光学系の広い露光フィールドの全面で解像
力及び他の結像性能（ディストーション、像面湾曲等）
を所定の精度に維持することは困難である。そこで現在
注目されているのが、走査型露光装置である。この走査
型露光装置の原型とも言うべき露光装置が、投影倍率が
等倍の反射投影光学系を備え、等倍のレチクル（狭義の
所謂マスク）を保持するレチクルステージとウエハを保
持するウエハステージとを共通の移動コラムに結合し
て、レチクル及びウエハを同一速度で走査露光するミラ
ープロジェクションアライナである。その等倍の反射投
影光学系では、屈折素子（レンズ）を用いないために広
い露光波長域において色収差が良好であり、光源（水銀
ランプ等）から発する２種類以上の輝線スペクトル（例
えばｇ線とｈ線等）を同時に使って露光強度を高めるこ
とができ、従って高速の走査露光が可能となっている。
その反射式の投影光学系では、Ｓ（サジタル）像面とＭ
（メリジオナル）像面との双方の非点収差をともに零に
する点が、反射投影系の光軸から一定距離の像高位置近
傍に制限されるため、レチクルを照明する露光光の形状
は幅の狭い輪帯の一部分、いわゆる円弧スリット状にな
っている。

【０００４】このような等倍の走査型露光装置では、ウ
エハ上に投影されるレチクルのパターンの像が鏡像関係
にならないような投影光学系を用いた場合には、レチク
ルとウエハとを一体の移動コラム上にアライメントした
状態で保持させた後、移動コラムに円弧スリット状の照
明光の短手方向に１次元的に走査を行わせることで露光
が完了する。一方、ウエハ上に投影されたレチクルのパ
ターンの像が鏡像関係になるような等倍投影光学系を用
いた場合には、レチクルステージとウエハステージとを
互いに逆方向に同一速度で移動させる必要がある。

【０００５】更に、従来の走査型露光方式として、屈折
素子等を組み込んで投影倍率を拡大、又は縮小した状態
でレチクルステージとウエハステージとの両方を倍率に
応じた速度比で相対走査する方式も知られている。この
場合、その走査型露光装置の投影光学系としては、反射
素子と屈折素子とを組み合わせたもの、あるいは屈折素
子のみで構成されたものが使われ、反射素子と屈折素子
とを組み合わせた縮小投影光学系の一例が、特開昭６３
−１６３３１９号公報に開示されている。

【０００６】この方式では、レチクルをスリット状に照
明することで投影光学系の有効露光フィールドの最大直
径を使用でき、かつスキャンすることによりスキャン方
向には光学系の制限を受けることなく露光フィールドを
拡大できるという利点がある。また、投影光学系の一部
しか使用しないので、照度均一性、ディストーション等
の精度を出し易いという利点がある。

【０００７】ところで、近年半導体等の集積度が益々高
くなり、パターンの微細化が進んでいる。そのため、レ
チクルの微細なパターンを高い解像度でフォトレジスト
が塗布されたウエハ上に投影するため、更には既にウエ
ハ上に形成されているパターン上に高い重ね合わせ精度
でレチクルのパターンを投影するために、投影光学系に
よる投影像の結像特性の誤差、特に倍率誤差及びディス
トーションを所定の許容値以下に収めることが求められ
ている。

【０００８】しかし、投影光学系の周囲の大気圧、気温
等の環境変化、レチクル若しくは投影光学系の照明光吸
収による形状変化、又は所謂位相シフトマスク等を使用
する場合のようなレチクル上のパターンの変化等の要因
により、結像特性が所定の状態に維持できない場合があ
る。また、最近では照明方法を様々に工夫して半導体等
の微細パターンに対処するようになっている。例えば照
明光学系の瞳面、又はその近傍面内における照明光束の
光量分布を輪帯状に規定して、レチクルパターンに照明
光束を照射する輪帯照明法（特開昭６１−９１６６２号
公報）、あるいは照明光学系の瞳面、又はその近傍面内
における照明光束の光量分布を、照明光学系の光軸から
所定量だけ偏心した少なくとも１つの位置で極大とし
て、レチクルパターンに対して照明光束を所定角度だけ
傾斜させて照射する変形光源法、又は傾斜照明法（特開
平４−１０１１４８号公報、特開平４−４０８０９６号
公報）等も提案されている。このように通常の照明方法
から、例えば輪帯照明法又は変形光源法等に切り換える
と、照明条件の変化によりやはり結像特性が変化してし
まうことがある。

【０００９】これに関して、走査型露光装置では、走査
方向に対する倍率誤差及びディストーションはレチクル
とウエハとの相対走査速度の調整により補正でき、走査
方向に直交する非走査方向への倍率誤差及びディストー
ションは投影光学系の結像特性自体の制御により補正で
きる。例えば投影光学系の内部のレンズ間を密封してそ
の内部圧力を変える手法、又は投影光学系の一部のレン
ズを光軸方向に移動させることにより結像特性がある程
度制御できる。

【００１０】上記の何れの方法を用いるにしても、投影
倍率あるいはディストーションの変動を効率的に且つ正
確に予測又は検出する方法が必要となる。従来は特に走
査型露光装置用の検出方法はなく、一括露光方式（ステ
ッパー等）用の検出方法が使用されていた。一括露光方
式用の検出方法としては、例えばレチクルに形成された
位置合わせマークと、ウエハ又はウエハと等価な部材に
形成された位置合わせマークとの相対的なずれ量を計測
して、その結果から投影倍率を求める方法がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検出方法では、測定のための位置合わせ用のマークが形
成されたレチクル（基準マスク）を測定の度に装置に装
着しなければならず、その作業自身及び基準マスクの管
理が非常に煩雑であり、また、基準マスクを装置に装着
する度毎にその基準マスクの姿勢が変わり、計測誤差を
生じるという不都合があった。

【００１２】また、走査型露光装置はレチクルとウエハ
とが走査されるという特殊性があるが、従来の検出方法
は一括露光方式に適した方法であり、特に走査型露光装
置に適した検出方法が望まれていた。本発明は斯かる点
に鑑み、投影光学系の投影倍率及びディストーション等
の変動を短時間で且つ高精度に測定することができる走
査型露光装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の走査型露光装置
は、露光用の照明光（ＩＬ）で転写用のパターンが形成
されたマスク（１）を照明し、そのマスク（１）のパタ
ーンの像を投影光学系（２）を介して感光性の基板上
（３）に投影した状態で、そのマスク（１）を第１の方
向（＋Ｙ方向又は−Ｙ方向）に走査するのと同期してそ
の基板（３）をその第１の方向に対応する第２の方向
（−Ｙ方向又は＋Ｙ方向）に走査することにより、その
マスク（１）のパターンを逐次その基板（３）上に露光
する走査型露光装置において、そのマスク（１）を保持
してマスク（１）をその第１の方向に移動させるマスク
ステージ（５）と、このマスクステージ上に配置され第
１の基準マーク（ＭＭ１）が形成された第１の基準部材
（９）と、その基板（３）を保持してその基板（３）を
その第２の方向に移動させる基板ステージ（１７）と、
この基板ステージ上に配置され第２の基準マーク（ＷＭ
１）が形成された第２の基準部材（２５）と、それら第
１及び第２の基準マークの一方の基準マーク（ＭＭ１）
と、この一方の基準マークと異なる他方の基準マーク
（ＷＭ１）のその投影光学系（２）を介した像とのその
第１の方向又は第２の方向に交差する非走査方向（Ｘ方
向）での相対的な位置ずれ量を検出するマーク検出手段
（１０，１１）と、を設けたものである。

【００１４】この場合、そのマーク検出手段の一例は、
そのマスク（１）上からその第１の基準マーク（ＭＭ
１）と、その投影光学系（２）及びそのマスク（１）を
介したその第２の基準マークの像（ＷＭ１）との相対的
な位置ずれ量を検出する光学式検出手段（１０，１１）
である。また、その第２の基準マークの一例は、その第
２の方向に交差する方向に所定ピッチで形成された１次
元の格子状パターン（ＷＭ３）であり、この場合その第
１の基準マークのその投影光学系（２）を介したその基
板ステージ側での像（ＭＭ３）は、実質的にその第２の
基準マーク（ＷＭ３）のピッチ方向にその所定ピッチと
異なるピッチで形成された１次元の格子状パターンであ
り、そのマーク検出手段は、その第２の基準部材（２
５）の底部に配置された撮像素子（２６）であることが
好ましい。

【００１５】更に、その第２の基準マークのピッチ方向
は、その第２の方向に直交する非走査方向であり、前記
第１の基準マークのピッチ方向は前記第１の方向に直交
する非走査方向であることが好ましい。また、その第２
の基準マークの他の例は、互いに異なる２方向にそれぞ
れ所定ピッチで形成された２次元の格子状パターン（Ｗ
Ｍ４）であり、この場合その第１の基準マークのその投
影光学系（２）を介したその基板ステージ側での像（Ｍ
Ｍ４）は、実質的にその第２の基準マーク（ＷＭ４）の
２つのピッチ方向にそれぞれ前記所定ピッチと異なるピ
ッチで形成された２次元の格子状パターンであり、その
マーク検出手段は、その第２の基準部材（２５）の底部
に配置された２次元の撮像素子（２６）であることが好
ましい。

【００１６】

【作用】斯かる本発明の走査型露光装置によれば、露光
の合間、例えば走査露光開始迄の時間、又は基板を交換
する間等の待ち時間等に、第１の基準マーク（ＭＭ１）
と第２の基準マーク（ＷＭ１）との２つの基準マークの
間の相対的なずれを測定することによって、投影光学系
（２）の基準マークの間隔方向での投影倍率の変動を瞬
時に検出することができる。この際に、マスクステージ
上に第１の基準部材（９）が常に備えられているため、
計測用の基準マスク等を別途用意する必要がない。

【００１７】また、マーク検出手段が、マスク（１）上
からその第１の基準マーク（ＭＭ１）と、投影光学系
（２）及びマスク（１）を介したその第２の基準マーク
の像（ＷＭ１）との相対的な位置ずれ量を検出する光学
式検出手段（１０，１１）である場合には、ＴＴＲ（ス
ルー・ザ・レチクル）方式で第１の基準マーク（ＭＭ
１）と第２の基準マークの像（ＷＭ１）との相対的な位
置ずれを高精度に測定できる。

【００１８】また、第１の基準マークが、１次元の格子
状パターンであり、第２の基準マークの基板ステージ
（１７）上における投影像が、その格子状パターンと僅
かに異なるピッチを有する１次元の格子状パターンであ
る場合には、僅かにピッチの異なる２つの格子によって
できるモアレ縞を撮像素子（２６）により検出するた
め、投影光学系（２）の基準マークの間隔方向での倍率
及びディストーションの変化を非常に高精度に検出する
ことができる。

【００１９】更に、第２の基準マークのピッチ方向が、
第２の方向に直交する非走査方向（Ｘ方向）であり、第
１の基準マークのピッチ方向が、第１の方向に直交する
非走査方向（Ｘ方向）である場合には、非走査方向のデ
ィストーションを正確に測定することができる。また、
第１の基準マークが、２次元の格子状パターンであり、
第２の基準マークの基板ステージ（１７）上における投
影像が、その格子状パターンと僅かに異なるピッチを有
する２次元の格子状パターンである場合には、僅かにピ
ッチの異なる２つの格子によってできるモアレ縞を２次
元の撮像素子で検出するため、光軸（ＡＸ）に垂直で且
つ互いに直交する２方向（走査方向及び非走査方向）の
投影倍率及びディストーションの変化を非常に高精度に
検出することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明による走査型露光装置の一実施
例につき、図１〜図６を参照して説明する。本実施例
は、レチクル上のパターンを投影光学系により１／４に
縮小してウエハ上の各ショット領域に走査露光方式で露
光するステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置
に本発明を適用したものである。

【００２１】図１は、本実施例の投影露光装置の概略構
成を示し、この図１において、照明光学系ＥＬから射出
された露光用の照明光ＩＬが、レチクル１に対してほぼ
４５°の傾斜角で配置されたダイクロイックミラー１２
で反射されて、レチクル１上の矩形の照明領域（以下
「スリット状の照明領域」という）ＩＡに照射され、そ
の照明領域ＩＡ内に描画された回路パターンが、投影光
学系２を介してウエハ３の表面に露光される。ここで、
図１において、投影光学系２の光軸ＡＸに平行にＺ軸を
取り、その光軸に垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ
軸、図１の紙面に垂直にＹ軸を取る。

【００２２】また、投影光学系２の投影倍率をβ（β＝
１／４）とすると、上記のレチクル１の回路パターンが
ウエハ３の表面に露光される際に、照明光ＩＬによるス
リット状の照明領域に対して、レチクル１が図１の紙面
に対して前方向（−Ｙ方向）に一定速度Ｖ_Rで走査され
るのに同期して、ウエハ３は図１の紙面に対して後方向
（＋Ｙ方向）に一定速度Ｖ_W＝β・Ｖ_Rで走査される。

【００２３】図２は、レチクル周辺の構成を示す平面図
であり、図１及び図２を参照してレチクル１の周辺構造
を詳しく説明する。図１において、回路パターンの描か
れたレチクル１は、レチクルベース４上に載置されたレ
チクルステージ５上に真空吸着され、このレチクルステ
ージ５は、投影光学系２の光軸ＡＸに垂直な２次元平面
（ＸＹ平面）内で、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向（θ方
向）にレチクル１を位置決めする。また、レチクルステ
ージ５は、Ｙ方向（走査方向）に所定の走査速度でレチ
クル１を走査できるようになっている。即ち、レチクル
ステージ５は、レチクル１に描かれたパターンの全ての
領域が照明光ＩＬによるスリット状の照明領域上を通過
できるのに十分なＹ方向の移動ストロークを有してい
る。そして、図２（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれレチクル
ステージ５がレチクルベース４上で＋Ｙ方向の端部及び
−Ｙ方向の端部にある状態を示している。

【００２４】図１及び図２（Ａ）に示すようにレチクル
ステージ５の２次元平面内の位置座標は、レチクルステ
ージ５上の移動鏡６，７，８、及び周辺に配置されたレ
ーザ干渉計Ｉ_RX，Ｉ_RY1，Ｉ_RY2により計測される。レ
チクルステージ５の−Ｘ方向の側面近くに配置されたレ
ーザ干渉計Ｉ_RXと、それに対応してレチクルステージ５
に設けられたＹ方向に長い移動鏡６とによりレチクルス
テージ５のＸ座標値が測定され、レチクルステージ５に
対して＋Ｙ方向に左右対で配置されたレーザ干渉計Ｉ
_RY1，Ｉ_RY2と、それに対応してレチクルステージ５の
＋Ｙ方向の端部に設けられたコーナーキューブ型の移動
鏡７，８とによりレチクルステージ５のＹ座標値及び回
転角が測定される。レチクルステージ５の位置はレーザ
干渉計Ｉ_RX，Ｉ_RY1，Ｉ_RY2によって、例えば０．０１
μｍ程度の分解能で常時検出されている。更に、レーザ
干渉計Ｉ_RY1及びＩ_RY2の計測値の差分より、レチクル
ステージ５の回転角が検出される。

【００２５】また、図２（Ａ）に示すようにレチクルス
テージ５上のレチクル１の近傍の＋Ｙ方向の端部付近に
は後述する矩形の透過性のガラス基板よりなる第１の基
準プレート９が設けられている。更に、レチクルステー
ジ５の−Ｘ方向及び＋Ｘ方向の端部付近の上部にはそれ
ぞれ、第１の基準プレート９と後述するウエハレベリン
グテーブル１７上の透過性のガラス基板よりなる第２の
基準プレート２５とをＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）
方式で観察する撮像方式の観察光学系１０，１１が配置
されている。この観察光学系１０，１１からのマーク位
置ずれ情報は、主制御系１００に送られ、主制御系１０
０はその位置ずれ情報に基づき投影光学系２の倍率やデ
ィストーションを算出する。なお、主制御系１００は露
光装置全体を統轄的に制御する。

【００２６】図３は、本実施例の投影露光装置のウエハ
ステージ周辺の構成を示す平面図である。図１及び図３
によりウエハステージ周辺の構造を詳しく説明する。な
お、ウエハステージは、ウエハホルダ１８、ウエハレベ
リングテーブル１７、ウエハＸステージ１６、及びウエ
ハＹステージス１５を併せた全体のステージを総称する
ものである。

【００２７】図１に示すように、ウエハ３はウエハホル
ダ１８上に真空吸着により保持され、ウエハホルダ１８
は、ウエハレベリングテーブル１７上に載置されてい
る。また、ウエハレベリングテーブル１７は、この投影
露光装置で露光される最大のウエハの直径分の長さだけ
Ｘ方向に移動可能なウエハＸステージ１６上に載置さ
れ、ウエハＸステージ１６は、最大のウエハの直径分の
長さだけＹ方向に移動可能なウエハＹステージ１５上に
載置されている。

【００２８】ウエハＹステージ１５は、送りねじ２０を
介してモータ１９により駆動され、不図示の装置ベース
に対して相対的にＹ方向に移動する。また、ウエハＹス
テージ１５は、Ｙ方向（走査方向）に所定の走査速度で
ウエハ３を走査できるようになっている。ウエハＸステ
ージ１６は、送りねじ２２を介してモータ２１により駆
動され、ウエハＹステージ１５に対して相対的にＸ方向
に移動する。また、ウエハレベリングテーブル１７は、
不図示の駆動部により、投影光学系２の結像面に対し、
任意方向に傾斜可能で、且つ光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に
微動できる。また、ウエハレベリングテーブル１７は光
軸ＡＸの回りの回転も可能である。

【００２９】更に、図３に示すようにウエハレベリング
テーブル１７の−Ｘ方向の側面中央近くにはレーザ干渉
計Ｉ_WXが配置され、それに対応してウエハレベリングテ
ーブル１７の−Ｘ方向の端部にはレーザ干渉計Ｉ_WXから
の光を反射する移動鏡２３が設けられて、レーザ干渉計
Ｉ_WXによりウエハレベリングテーブル１７のＸ座標値が
測定される。一方、ウエハレベリングテーブル１７のＹ
座標値及び回転角は、ウエハレベリングテーブル１７の
Ｙ方向に左右対で配置されたレーザ干渉計Ｉ_WY ₁，Ｉ
_WY2と、それに対応してウエハレベリングテーブル１７
のＹ方向の端部に設けられた移動鏡２４とにより測定さ
れる。また、ウエハレベリングテーブル１７上のウエハ
３の周辺近くには後述する矩形のガラス基板よりなる第
２の基準プレート２５が設けられている。

【００３０】更に、図１中には投影光学系２の結像面付
近のウエハ３の露光面に向けて、光軸ＡＸに対して斜め
にピンホール、あるいはスリットパターン等の像を投影
する照射光学系１３と、その投影された像からの反射光
束よりその像を再結像する受光光学系１４とからなる斜
入射方式の焦点位置検出系が設けられている。ウエハ３
の表面のＺ方向の位置は、この焦点位置検出系１３，１
４によって検出され、その検出情報に基づきウエハ３の
表面が投影光学系２の結像面に合致するようにオートフ
ォーカスが行われる。

【００３１】次に、図１に示す本実施例のアライメント
光学系ＡＬについて説明する。本例のアライメント光学
系ＡＬは、レチクルマークとウエハマークとの位置ずれ
量を画像処理方式で計測するＦＩＡ（Field Image Alig
nment)方式のアライメント光学系である。図５は、アラ
イメント光学系ＡＬを示す構成図であり、この図５にお
いてアライメント光学系ＡＬは２系統のアライメント観
察系ＡＬ１，ＡＬ２からなり、両者ともＸ及びＹ方向の
位置ずれ量を検出できる。図１の如くアライメント光学
系ＡＬの２系統のアライメント観察系ＡＬ１，ＡＬ２か
ら射出されたそれぞれのアライメント光ＡＢ１，ＡＢ２
は、それぞれダイクロイックミラー１２の異なった領域
を通過してレチクル１のそれぞれ異なった領域を照射
し、更にレチクル１を通過した後、投影光学系２を経て
ウエハ３の表面のそれぞれ異なった領域を照射する。ウ
エハ３の表面に照射されたそれぞれのアライメント光Ａ
Ｂ１，ＡＢ２は、ウエハ３表面で反射し、その反射した
それぞれの反射光束は、再び投影光学系２を経た後、レ
チクル１で反射したそれぞれの反射光束と共にダイクロ
イックミラー１２のそれぞれ異なった領域を通過してア
ライメント光学系ＡＬのそれぞれのアライメント観察系
ＡＬ１，ＡＬ２に戻る。

【００３２】一方のアライメント観察系ＡＬ１では、図
５の光源２７から射出されたアライメント光ＡＢ１は、
集光レンズ２８、ビームスプリッタ２９、対物レンズ３
０を通過した後、図１のダイクロイックミラー１２を透
過してレチクル１に形成されたレチクルマーク４２及び
ウエハ３上に形成されたウエハマーク４０に照射され
る。そして、レチクルマーク４２及びウエハマーク４０
で反射されたアライメント光は、再び図５の対物レンズ
３０を通り、ビームスプリッタ２９に戻り、ビームスプ
リッタ２９で反射されたアライメント光は結像レンズ３
１を通って２次元ＣＣＤ撮像素子３２で受光される。

【００３３】他方の、アライメント観察系ＡＬ２でも、
光源３３から射出されたアライメント光ＡＢ２は、集光
レンズ３４、ビームスプリッタ３５、対物レンズ３６を
通過した後、図１のダイクロイックミラー１２を透過し
てレチクル１に形成されたレチクルマーク４３及びウエ
ハ３上に形成されたウエハマーク４１に照射される。そ
して、レチクルマーク４３及びウエハマーク４１で反射
されたアライメント光は、再び図５の対物レンズ３６を
通り、ビームスプリッタ３５で反射された後、結像レン
ズ３７を通って２次元ＣＣＤ撮像素子３８で受光され
る。

【００３４】図６は、２次元ＣＣＤ撮像素子３２及び３
８で撮像された像をＣＲＴディスプレイ３９に表示した
状態を示す。図６において、２次元ＣＣＤ撮像素子３２
により撮像されたレチクルマーク４２及びウエハマーク
４０のそれぞれの像４２Ａ及び４０Ａからなる１組の像
と、２次元ＣＣＤ撮像素子３８により撮像されたレチク
ルマーク４３及びウエハマーク４１のそれぞれの像４３
Ａ及び４１Ａからなる１組の像とが電気的に合成され、
ＣＲＴディスプレイ３９の一つの画面上に映し出されて
いる。この画像を処理することにより、レチクルマーク
４２，４３と対応するウエハマーク４０，４１との位置
ずれ量が検出される。なお、２系統のアライメント観察
系ＡＬ１，ＡＬ２は、そのＸ方向の間隔が可変になって
おり、種々の大きさの露光ショットに対応できるように
なっている。

【００３５】次に、レチクルステージ及びウエハステー
ジの位置決め動作、並びに露光動作につき説明する。図
１において、不図示のウエハローダによってウエハホル
ダ１８上に運ばれたウエハ３はそのウエハホルダ１８上
に真空吸着され、不図示の粗アライメント系によって±
数μｍ以下の精度でその位置合わせが行われる。次に、
ウエハ３上でまず最初に露光しようとするショット領域
に付設された第１のウエハマーク４０，４１が、図５の
２系統のアライメント観察系ＡＬ１，ＡＬ２の視野内に
位置決めされる。この際、ウエハ３はレーザ干渉計
Ｉ_WX，Ｉ_WY1，Ｉ_WY2の計測値に基づいてウエハＸステ
ージ１６、ウエハＹステージ１５によって位置決めさ
れ、それと同時に、レチクルステージ５の駆動によりレ
チクル１上の第１のレチクルマーク４２，４３もそれぞ
れ２系統のアライメント観察系ＡＬ１，ＡＬ２の視野内
に位置決めされる。なお、図１では照明領域ＩＡとレチ
クルマーク４２，４３との位置関係は分かり易くするた
めＸ方向にずらしてあるが、実際には図２に示すように
Ｘ方向にはレチクルマーク４２，４３は照明領域ＩＡ内
にある。

【００３６】次に、アライメント観察系ＡＬ１はレチク
ルマーク４２の位置とウエハマーク４０との位置の相対
的な位置ずれ量（Δｘａ₁ ，Δｙａ₁ ）を計測し、アラ
イメント観察系ＡＬ２は、レチクルマーク４３の位置と
ウエハマーク４１との位置の相対的な位置ずれ量（Δｘ
ａ₂ ，Δｙａ₂ ）を計測する。ここで、Δｘａ₁ 及びΔ
ｘａ₂ はそれぞれＸ方向の位置ずれ量を表し、Δｙａ₁
及びΔｙａ₂ はそれぞれＹ方向の位置ずれ量を表す。そ
して、これらの位置ずれ量Δｘａ₁ ，Δｙａ₁，Δｘａ₂
，Δｙａ₂ の値が全て０（又は所定の基準値）になる
ようにレチクルステージ５を微動させる。以上の動作に
より、アライメントが終了する。アライメントが終了後
レチクルステージ５とウエハＹステージ１５とは４：１
の速度比でＹ方向に互いに逆方向に相対的に走査され、
同時に露光光が照射される。それ以降の露光中は、レチ
クル１上の第２のレチクルマーク４２Ａ，４３Ａ、第３
のレチクルマーク４２Ｂ，４３Ｂ、…と対応するウエハ
３上の第２のウエハマーク、第３のウエハマーク、…と
の位置ずれ量がそれぞれ０又は所定の基準値になるよう
にアライメントが継続して行われる。

【００３７】次に、本例における投影光学系の倍率等の
検出方法の一例について図２〜図４を参照して説明す
る。図２は、前述の通りレチクルステージ５の周辺の構
成を示すものであるが、図２中、（Ａ）はレチクル１を
照明するスリット状の照明領域ＩＡが走査開始位置にあ
る状態を示し、（Ｂ）は第１の基準マークＭＭ１がスリ
ット状の照明領域ＩＡ下に位置決めされた状態を示して
いる。

【００３８】図２及び図３において、レチクルステージ
５上の光透過性の第１の基準プレート９上には、その左
右の両端近くに描かれた２つの十字マーク６０ａ，６０
ｂからなる第１の基準パターンＭＭ１が形成されてお
り、また、ウエハレベリングテーブル１７の第２の基準
プレート２５上には、その左右の両端近くに描かれた２
つの十字マーク６１ａ，６１ｂからなる第２の基準パタ
ーンＷＭ１が形成されている。この第２の基準パターン
ＷＭ１は、第１の基準パターンＭＭ１を左右上下に反転
したパターンをほぼ投影光学系２の縮小倍率βで縮小し
た形をもっている。

【００３９】なお、第１の基準パターンＭＭ１及び第２
の基準パターンＷＭ１は共に、スリット状の照明領域Ｉ
Ａの中に入る大きさでなければならない。また、図３で
は説明の都合上第２の基準パターンＷＭ１を、投影光学
系２を介してレチクルステージ５上に投影された投影像
の姿で示す。以下、本例に限らず全ての実施例におい
て、第２の基準パターンは、第１の基準パターンをほぼ
投影光学系２の縮小倍率βで縮小した大きさで設計され
ているものとする。また、第１の基準パターン及び第２
の基準パターンの何れか１つのパターンは、図中で投影
光学系２を介してウエハレベリングテーブル１７上又は
レチクルステージ５上に投影された投影像の姿で示され
る。

【００４０】先ず、図２（Ｂ）に示すように、レチクル
ステージ５上の第１の基準プレート９が露光光の照明領
域ＩＡの下に位置決めされる。同時にウエハレベリング
テーブル１７上の第２の基準プレート２５も照明領域Ｉ
Ａと共役な露光領域の下に位置決めされる。この位置決
めは、図２において第１の基準プレート９がその照明領
域ＩＡ内に入るようレチクルステージ５を移動させると
共に、第２の基準プレート２５がその露光領域に収まる
ようにウエハＸステージ１６、及びウエハＹステージ１
５を移動させることにより行われる。そして、この第１
の基準プレート９の基準パターンＭＭ１と第２の基準パ
ターンＷＭ１とが観察光学系１０，１１により観察され
る。なお、この第２の基準パターンＷＭ１は、第２の基
準パターンを投影光学系２を介してレチクルステージ５
上に投影した姿を示すものであるが、説明を簡略にする
ため、以上のように省略したものである。以下、投影像
に関する説明には同様の方法を用いる。

【００４１】図４は、観察光学系１０，１１により観察
される様子を示す平面図であり、この図４において、第
１の基準プレート９上の第１の基準パターンＭＭ１と第
２の基準プレート２５上の第２の基準パターンＷＭ１の
像とが重なって観察される。破線で示す観察光学系１０
により、第１の基準パターンＭＭ１のマーク６０ａと、
第２の基準パターンＷＭ１のマーク６１ａとが重なって
観察され、やはり破線で示す観察光学系１１により、第
１の基準パターンＭＭ１のマーク６０ｂと、第２の基準
パターンＷＭ１のマーク６１ｂとが重なって観察され
る。観察光学系１０，１１においては、以上の観察され
た結果に基づき第１の基準パターンＭＭ１と第２の基準
パターンＷＭ１のＸ方向との相対的な位置ずれ（Δ_x1，
Δ_x2）が検出される。なお、括弧中のΔ_x1は、第１の基
準パターンＭＭ１のマーク６０ａと第２の基準パターン
ＷＭ１のマーク６１ａとのＸ方向のずれを示し、Δ_x2は
第１の基準パターンＭＭ１のマーク６０ｂと第２の基準
パターンＷＭ１のマーク６１ｂとのＸ方向のずれを示
す。

【００４２】そこで、先ず投影露光装置の初期調整時、
即ち投影光学系２の投影倍率の調整終了時点において上
に示す方法で、第１の基準パターンＭＭ１と第２の基準
パターンＷＭ１との各マーク同士のそれぞれの相対的な
位置ずれ（Δ_x ０₁ ，Δ_x ０ ₂ ）が計測され、主制御系
１００によって下記（１）式に基づいて求められる差が
基準倍率誤差Ａ０として不図示のレンズ制御部に記憶さ
れる。

【００４３】Ａ０＝Δ_x ０₂ −Δ_x ０₁ （１）次に、先に説明した露光方法によってウエハを露光する
際、定期的に上記方法によって第１の基準パターンＭＭ
１と第２の基準パターンＷＭ１との相対的な位置ずれ
（Δ_x1，Δ_x2）が計測される。このときの投影倍率誤差
Ａは下記（２）式により求められる。

【００４４】Ａ＝Δ_x2−Δ_x1 （２）この（２）式により求められた値Ａと基準倍率誤差Ａ０
との差、即ち下記（３）式により求められる差ΔＡが投
影光学系２の投影倍率の変動分である。 ΔＡ＝Ａ−Ａ０（３）以上の方法によって求められた投影倍率の変動分の情報
は、不図示のレンズ制御部に送られ、投影光学系２の可
動レンズ群の駆動系（不図示）を介して直ちに補正され
る。投影倍率の補正は、本例の方法により適当な待ち時
間を利用して随時行うことができるが、通常は１時間に
１回又は１日に１回程度の割合でキャリブレーションが
行われる。

【００４５】以上のように本実施例による投影露光装置
では、レチクルステージ５上に設けられた第１の基準パ
ターンとウエハレベリングテーブル１７上に設けられた
第２の基準パターンとを観察光学系１０，１１により重
ね合わせて観察し、それによりＸ方向の相対する２箇所
に生ずるずれの差から投影倍率の変動を簡単に計算する
ことができる。従って、投影倍率の変動を短時間の内に
検出すると同時に投影倍率の補正も迅速に行うことがで
きる。

【００４６】次に、第１の基準プレート上に形成された
第１の基準パターン及び第２の基準プレート上に形成さ
れた第２の基準パターンの他の実施例につき、図７〜図
１０を参照して説明する。なお、図７〜図１０におい
て、図２及び図３に対応する部分には同一符号を付す。
図７は、第１の基準パターン及び第２の基準パターンの
別の実施例を示す平面図であり、図７（Ａ）にレチクル
ステージ上の第１の基準プレート９上に左右対に形成さ
れた２つのＹ方向に長いスリット状のマーク７１ａ，７
１ｂからなる第１の基準パターンＭＭ２を示す。そのス
リット状のマーク７１ａ，７１ｂは、それぞれ狭い間隔
をもつ比較的太い２本の線状パターンからなるマークを
対にして所定の間隔で形成したものである。図７（Ｂ）
は、ウエハステージ上の第２の基準プレート２５上に左
右対に形成された２組のＹ方向に長い３本の線状パター
ンよりなるマーク７２ａ，７２ｂからなる第２の基準パ
ターンＷＭ２を示す。図７（Ｃ）は、観察光学系１０，
１１の視野内（図中破線の円で示す）に両基準パターン
が重なり合った様子を表している。観察光学系１０の視
野内には、第１の基準パターンＭＭ２のマーク７１ａの
中に第２の基準パターンＷＭ２のマーク７２ａが収まっ
た状態が観察される。また、観察光学系１１の視野内に
も、第１の基準パターンＭＭ２のマーク７１ｂと第２の
基準パターンＷＭ２のマーク７２ｂとが上記同様に重な
った姿が観察される。観察光学系１０，１１によりこれ
らの相対的な位置ずれを測定し、それに基づき投影倍率
の誤差の計測及び補正を行う。

【００４７】図８は、第１の基準パターン及び第２の基
準パターンの更に別の実施例を示す平面図であり、両方
の基準パターンとして共に１次元の格子パターンを用い
たものである。図８（Ａ）は、第１の基準パターンを示
し、この図８（Ａ）において、レチクルステージ上の第
１の基準プレート９上にはピッチ４Ｐ１の１次元格子が
形成されている。図８（Ｂ）は、第２の基準パターンを
示し、この図８（Ｂ）において、ウエハステージ上の第
２の基準プレート２５上には第１の基準パターンを１／
４に縮小したピッチＰ１とわずかに異なるピッチＰ２の
１次元格子が形成されている。これらピッチの異なる２
つの格子の投影像を重ね、基準プレート２５の底部に配
置された２次元ＣＣＤ等の撮像素子２６により観察する
と、モアレ効果によりピッチが（Ｐ１・Ｐ２）／（Ｐ１
−Ｐ２）のモアレ縞ＬＭ３が現れる。このモアレ縞は、
第１の基準パターンＭＭ３と第２の基準パターンＷＭ３
とが重なって形成された新たなピッチの格子模様であ
る。

【００４８】図８（Ｃ）は撮像素子２６により撮像され
るモアレ縞ＬＭ３を示すもので、第１の基準パターンＭ
Ｍ３及び第２の基準パターンＷＭ３の１次元格子のＸ方
向に対する変位をそれぞれΔｔ_X1及びΔｔ_X2とすると、
このモアレ縞ＬＭ３は、第１の基準パターンＭＭ３及び
第２の基準パターンＷＭ３の１次元格子のそれぞれの変
位に対し、下記（４）及び（５）式で求められる変位を
することが知られている。

【００４９】 ΔＭ_X1＝Δｔ_X1｛Ｐ１／（Ｐ１−Ｐ２）｝（４） ΔＭ_X2＝Δｔ_X2｛Ｐ２／（Ｐ１−Ｐ２）｝（５）但し、ΔＭ_X1，ΔＭ_X2は、それぞれ第１の基準パターン
ＭＭ３のＸ方向の変位に対するモアレ縞ＬＭ３のＸ方向
の変位及び第２の基準パターンＷＭ３のＸ方向の変位に
対するモアレ縞ＬＭ３のＸ方向の変位を表す。

【００５０】図９は、第１の基準パターンＭＭ３と第２
の基準パターンＷＭ３により生ずるモアレ縞を観察する
撮像素子２６を示し、この撮像素子２６は、ウエハステ
ージ上の第２の基準プレート２５の直下に配置され、上
記モアレ縞の変位を検出する。この場合、やはり初期調
整時にモアレ縞を計測しその初期パターン情報をレンズ
制御部に記憶しておく。その後、必要に応じモアレ縞を
計測し、前記記憶されている初期パターンとの比較によ
り変位量を算出する。この変位量が投影倍率やディスト
ーションの変動分である。

【００５１】図１０は、第１の基準パターン及び第２の
基準パターンの更に別の実施例を示す平面図であり、両
方の基準パターンとして共に２次元の格子を用いたもの
である。図１０（Ａ）は、第１の基準パターンＭＭ４を
示し、この図１０（Ａ）において、第１の基準プレート
９上には縦横共にピッチ４Ｐ３の２次元格子からなる第
１の基準パターンＭＭ４が形成されている。図１０
（Ｂ）は、第２の基準パターンＷＭ４を示し、この図１
０（Ｂ）において、第２の基準プレート２５上には第１
の基準パターンＭＭ４を１／４に縮小した時のピッチＰ
３とわずかに異なる縦横のピッチＰ４の２次元格子から
なる第２の基準パターンＷＭ４が形成されている。

【００５２】これらピッチの異なる２つの２次元格子の
投影像を重ね、撮像素子により観察すると、図８の１次
元の格子同様にモアレ効果によりＸ及びＹ方向共にピッ
チが（Ｐ３・Ｐ４）／（Ｐ３−Ｐ４）の２次元のモアレ
縞ＬＭ４が現れる。このモアレ縞は、第１の基準パター
ンＭＭ４と第２の基準パターンＷＭ４とが重なって形成
された新たなピッチの２次元の格子模様である。

【００５３】図１０（Ｃ）は撮像素子で観察される２次
元のモアレ縞ＬＭ４を示すもので、第１の基準パターン
ＭＭ４及び第２の基準パターンＷＭ４の２次元格子のＸ
方向に対する変位をそれぞれΔｔ_X3及びΔｔ_X4とする
と、このモアレ縞ＬＭ４は、第１の基準パターンＭＭ４
及び第２の基準パターンＷＭ４の２次元格子のそれぞれ
のＸ方向の変位に対し、１次元格子の場合同様に下記
（６）及び（７）式で求められる変位をする。

【００５４】 ΔＭ_X3＝Δｔ_X3｛Ｐ３／（Ｐ３−Ｐ４）｝（６） ΔＭ_X4＝Δｔ_X4｛Ｐ４／（Ｐ３−Ｐ４）｝（７）但し、ΔＭ_X3，ΔＭ_X4は、それぞれ第１の基準パターン
ＭＭ４のＸ方向の変位に対するモアレ縞ＬＭ４のＸ方向
の変位及び第２の基準パターンＷＭ４のＸ方向の変位に
対するモアレ縞ＬＭ４のＸ方向の変位を表す。

【００５５】更に、本例の２次元格子によれば、Ｘ方向
だけでなくＹ方向の変位も検出することができる。第１
の基準パターンＭＭ４及び第２の基準パターンＷＭ４の
２次元格子のＹ方向に対する変位をそれぞれΔｔ_Y3及び
Δｔ_Y4とすると、このモアレ縞は、第１の基準パターン
ＭＭ４及び第２の基準パターンＷＭ４の２次元格子のそ
れぞれのＹ方向の変位に対し、下記（８）及び（９）式
で求められる変位をする。

【００５６】 ΔＭ_Y3＝Δｔ_Y3｛Ｐ３／（Ｐ３−Ｐ４）｝（８） ΔＭ_Y4＝Δｔ_Y3｛Ｐ４／（Ｐ３−Ｐ４）｝（９）但し、ΔＭ_Y3，ΔＭ_Y4は、それぞれ第１の基準パターン
ＭＭ４のＹ方向の変位に対するモアレ縞のＹ方向の変位
及び第２の基準パターンＷＭ４のＹ方向の変位に対する
モアレ縞のＹ方向の変位を表す。

【００５７】この場合も、第２の基準プレート２５の直
下にほぼ長方形の撮像面を有する撮像素子を配置するこ
とにより、上記モアレ縞のＸ及びＹ方向の変位を検出す
ることができる。この場合、やはり初期調整時にモアレ
縞を計測しその初期パターン情報をレンズ制御部に記憶
しておく。そして、必要に応じモアレ縞を計測し、前記
記憶されている初期パターンとの比較により変位量を算
出する。これにより、投影倍率の変動や２次元的なディ
ストーションの変動が検出される。

【００５８】この実施例において、Ｘ方向への倍率誤差
と、Ｙ方向（走査方向）への倍率誤差とが異なる場合に
は、先ず投影光学系２のＸ方向へ及びＹ方向への投影倍
率をそれぞれβ（＝１／４）に合わせる。但し、Ｘ方向
とＹ方向とで独立に倍率調整ができないときには、Ｘ方
向を優先的に合わせる。そして、走査露光時にレチクル
１の走査速度に対するウエハ３の走査速度の比をβとす
る。これにより、ウエハ３のショット領域の全面にレチ
クル１のパターン像がＸ方向及びＹ方向にβに縮小され
て投影される。

【００５９】なお、上記実施例は、本発明をステップ・
アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用したもの
であるが、本発明はステップ・アンド・スキャン方式の
投影式の走査型露光装置のみならず、スリットスキャン
方式の走査型露光装置にも適用できる。このように本発
明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々の構成を取り得る。

【００６０】

【発明の効果】本発明の投影露光装置によれば、マスク
側（マスクステージ上）と、感光性の基板（ウエハ）側
（基板ステージ上）とにそれぞれ基準部材（基準プレー
ト）を配置し、それら基準部材の上に形成された基準マ
ーク（基準パターン）同士のずれを測定することにより
求めた相対的変動量を基に投影光学系の倍率やディスト
ーション変動を検出するため、従来のように基準マスク
をわざわざローディングする必要がなく、短時間の内に
且つ容易に投影光学系の倍率やディストーション変動を
測定することができる。

【００６１】また、基準部材はマスクステージ上に固定
したままなので基準部材の位置ずれがなく、従来の基準
マスクを着脱する場合のように誤差が生ずることもな
い。更に、基準マスクのように出し入れすることもな
く、基準部材は安定した状態で保持されるため、経時変
化が極めて少なく高精度に投影倍率等を計測できる利点
がある。

【００６２】また、マーク検出手段が、そのマスク上か
らその第１の基準マークと、投影光学系及びマスクを介
したその第２の基準マークの像との相対的な位置ずれ量
を検出する光学式検出手段である場合には、第１の基準
マークと第２の基準マークの像との相対的な位置ずれ
を、ＴＴＲ方式で高精度に測定できると共に、マーク検
出手段の配置が容易であり、且つ、測定が簡単である。

【００６３】更に、第１の基準マークが、１次元の格子
状パターンであり、第２の基準マークの基板ステージ上
における投影像が、その格子状パターンと僅かに異なる
ピッチを有する１次元の格子状パターンである場合に
は、僅かにピッチの異なる２つの格子によってできるモ
アレ縞を検出するため、投影光学系の倍率だけでなく、
ディストーションの変化も非常に高精度に検出すること
ができる。

【００６４】また、第２の基準マークのピッチ方向が、
第２の方向に直交する非走査方向（Ｘ方向）であり、第
１の基準マークのピッチ方向が、第１の方向に直交する
非走査方向（Ｘ方向）である場合には、非走査方向の位
置ずれ量を正確に測定することができる。従って非走査
方向の投影倍率及びディストーションの変動を正確に検
出することができる。

【００６５】更に、第１の基準マークが、２次元の格子
状パターンであり、第２の基準パターンの基板ステージ
上における投影像が、その格子状パターンと僅かに異な
るピッチを有する２次元の格子状パターンである場合に
は、僅かにピッチの異なる２つの格子によってできるモ
アレ縞を２次元の撮像素子で検出するため、光軸に垂直
な１方向だけでなく、互いに直交する走査方向及び非走
査方向への投影倍率及びディストーションの変化を非常
に高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による走査型露光装置の一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】（Ａ）はレチクル１を照明するスリット状の照
明領域ＩＡが走査開始位置にある状態のレチクルステー
ジを示す平面図、（Ｂ）は第１の基準マークＭＭ１がス
リット状の照明領域ＩＡ下に位置決めされた状態のレチ
クルステージを示す平面図である。

【図３】図１のウエハステージを示す平面図である。

【図４】図２及び図３の基準パターンＭＭ１，ＷＭ１を
図１の観察光学系１０，１１により観察した様子を示す
拡大平面図である。

【図５】図１のアライメント光学系ＡＬを示す構成図で
ある。

【図６】図１のアライメント光学系によって観察される
レチクルマーク及びウエハマークのＣＲＴディスプレイ
上の像を示す図である。

【図７】本発明の投影露光装置に使用される第１の基準
パターン及び第２の基準パターンの他の実施例を示す平
面図である。

【図８】本発明の投影露光装置に使用される第１の基準
パターン及び第２の基準パターンの別の実施例を示す平
面図である。

【図９】図８の第１の基準パターンと第２の基準パター
ンにより生ずるモアレ縞を観察する撮像素子の配置を示
す正面図である。

【図１０】本発明の投影露光装置に使用される第１の基
準パターン及び第２の基準パターンの更に別の実施例を
示す平面図である。

【符号の説明】

１レチクル２投影光学系３ウエハ４レチクルベース板５レチクルステージ６，７，８レチクル側の移動鏡９第１の基準プレート１０，１１観察光学系１２ダイクロイックミラー１３焦点位置検出系の照射光学系１４焦点位置検出系の受光光学系１５ウエハＹステージ１６ウエハＸステージ１７ウエハレベリングテーブル１８ウエハホルダ２３，２４ウエハ側の移動鏡２５第２の基準プレート２６撮像素子２７，３３アライメント用の光源３２，３８２次元ＣＣＤ撮像素子４０，４１ウエハマーク４２，４３レチクルマークＡＬアライメント光学系ＡＬ１，ＡＬ２アライメント観察系ＭＭ１〜ＭＭ４第１の基準パターンＷＭ１〜ＷＭ４第２の基準パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光用の照明光で転写用のパターンが形
成されたマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を
投影光学系を介して感光性の基板上に投影した状態で、
前記マスクを第１の方向に走査するのと同期して前記基
板を前記第１の方向に対応する第２の方向に走査するこ
とにより、前記マスクのパターンを逐次前記基板上に露
光する走査型露光装置において、前記マスクを保持して前記マスクを前記第１の方向に移
動させるマスクステージと、該マスクステージ上に配置され第１の基準マークが形成
された第１の基準部材と、前記基板を保持して前記基板を前記第２の方向に移動さ
せる基板ステージと、該基板ステージ上に配置され第２の基準マークが形成さ
れた第２の基準部材と、前記第１及び第２の基準マークの一方の基準マークと、
該一方の基準マークと異なる他方の基準マークの前記投
影光学系を介した像との前記第１の方向又は第２の方向
に交差する非走査方向での相対的な位置ずれ量を検出す
るマーク検出手段と、を有することを特徴とする走査型
露光装置。
【請求項２】前記マーク検出手段は、前記マスク上か
ら前記第１の基準マークと、前記投影光学系及び前記マ
スクを介した前記第２の基準マークの像との相対的な位
置ずれ量を検出する光学式検出手段であることを特徴と
する請求項１記載の走査型露光装置。
【請求項３】前記第２の基準マークは、前記第２の方
向に交差する方向に所定ピッチで形成された１次元の格
子状パターンであり、前記第１の基準マークの前記投影
光学系を介した前記基板ステージ側での像は、実質的に
前記第２の基準マークのピッチ方向に前記所定ピッチと
異なるピッチで形成された１次元の格子状パターンであ
り、前記マーク検出手段は、前記第２の基準部材の底部に配
置された撮像素子であることを特徴とする請求項１又は
２記載の走査型露光装置。
【請求項４】前記第２の基準マークのピッチ方向は前
記第２の方向に直交する非走査方向であり、前記第１の
基準マークのピッチ方向は前記第１の方向に直交する非
走査方向であることを特徴とする請求項３記載の走査型
露光装置。
【請求項５】前記第２の基準マークは、互いに異なる
２方向にそれぞれ所定ピッチで形成された２次元の格子
状パターンであり、前記第１の基準マークの前記投影光
学系を介した前記基板ステージ側での像は、実質的に前
記第２の基準マークの２つのピッチ方向にそれぞれ前記
所定ピッチと異なるピッチで形成された２次元の格子状
パターンであり、前記マーク検出手段は、前記第２の基準部材の底部に配
置された２次元の撮像素子であることを特徴とする請求
項１又は２記載の走査型露光装置。