(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体を載置して移動する第１可動ステージと、第２物体を載置して移動する第２可動ステージと、前記第１可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第１基準プレートと、前記第２可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第２基準プレートとを用い、前記第１及び第２可動ステージを投影光学系に対し同期させて走査させるとともに前記投影光学系を介して前記第１物体上に形成されたパターンを前記第２物体上に投影する走査型露光方法において、
前記投影光学系を介して前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第１検出工程と、
前記第１可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第２検出工程と、
前記第２可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第３検出工程と、
前記第１、第２及び第３検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係を求める工程と
を有することを特徴とする走査型露光方法。
【請求項２】
前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第４検出工程を有することを特徴とする請求項１の走査型露光方法。
【請求項３】
前記第４検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する工程を有することを特徴とする請求項２の走査型露光方法。
【請求項４】
前記第４検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる工程を有することを特徴とする請求項２の走査型露光方法。
【請求項５】
前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記投影光学系を保持する保持部材に固設された第３基準プレートに形成された複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第５検出工程と、前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第６検出工程とを有することを特徴とする請求項１の走査型露光方法。
【請求項６】
前記第５及び第６検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する工程を有することを特徴とする請求項５の走査型露光方法。
【請求項７】
前記第５及び第６検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる工程を有することを特徴とする請求項５の走査型露光方法。
【請求項８】
前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係に基づいて、前記第１及び第２可動ステージの少なくとも一方の露光走査方向を制御する工程を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれかの走査型露光方法。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの走査型露光方法を用いたことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１０】
第１物体を載置して移動する第１可動ステージと、第２物体を載置して移動する第２可動ステージと、前記第１可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第１基準プレートと、前記第２可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第２基準プレートとを有し、前記第１及び第２可動ステージを投影光学系に対し同期させて走査させるとともに前記投影光学系を介して前記第１物体上に形成されたパターンを前記第２物体上に投影する走査型露光装置において、
前記投影光学系を介して前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第１検出手段と、
前記第１可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第２検出手段と、
前記第２可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第３検出手段と、
前記第１、第２及び第３検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係を求める手段と
を有することを特徴とする走査型露光装置。
【請求項１１】
前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第４検出手段を有することを特徴とする請求項１０の走査型露光装置。
【請求項１２】
前記第４検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する手段を有することを特徴とする請求項１１の走査型露光装置。
【請求項１３】
前記第４検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる手段を有することを特徴とする請求項１１の走査型露光装置。
【請求項１４】
前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記投影光学系を保持する保持部材に固設された第３基準プレートに形成された複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第５検出手段と、前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第６検出手段とを有することを特徴とする請求項１０の走査型露光装置。
【請求項１５】
前記第５及び第６検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する手段を有することを特徴とする請求項１４の走査型露光装置。
【請求項１６】
前記第５及び第６検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる手段を有することを特徴とする請求項１４の走査型露光装置。
【請求項１７】
前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係に基づいて、前記第１及び第２可動ステージの少なくとも一方の露光走査方向を制御する手段を有することを特徴とする請求項１０乃至１６いずれかの走査型露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造過程において用いられる露光方法、特にフォトマスクパタ−ンをウエハ上に投影して転写する投影露光方法に関するものであり、なかでもフォトマスクパタ−ンをウエハ上に投影露光する際、マスク（第1物体）とウエハ（第２物体）とを投影光学系に対して同期して走査する走査型露光方法、及びそれを用いたデバイスの製造方法、並びに走査型露光装置に最適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の半導体素子の製造技術の進展は目覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光装置、通称ステッパ−が主流であり、更なる解像力向上にむけて光学系の開口数（ＮＡ）の拡大や、露光波長の短波長化が図られている。
【０００３】
又、従来の反射投影光学系を用いた等倍の走査露光装置を改良し、投影光学系に屈折素子を組み込んで、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した縮小投影光学系を用いて、マスクステ−ジと感光基板のステ−ジ（ウエハステージ）との両方を縮小倍率に応じた速度比で同期走査する走査露光装置も注目されている。
【０００４】
この走査露光装置の一例を図８に示す。原画が描かれているマスク１はマスクステージ４で支持され、感光基板であるウエハ３はウエハステージ５で支持されている。マスク１とウエハ３は投影光学系２を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照明系からの図中Ｙ方向に伸びるスリット状露光光６がマスク１を照明し投影露光系２の投影倍率に比した大きさでウエハ３に結像せしめられる。走査露光は、このスリット状露光光６言い換えれば投影光学系２に対してマスクステージ４とウエハステージ５の双方を光学倍率に応じた速度比でＸ方向に動かしてマスク１とウエハ３を走査することにより行われマスク３上のデバイスパターン２１全面をウエハ３上の転写領域に転写する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
走査露光を行う為には、マスク１とウエハ３を常に正確に整合しながら走査することが必要となる。その為、
１、マスクステージとウエハステージの軸合わせ、及び位置合わせ
２、描画位置とアライメント位置の距離の検出（ベースライン補正）
を行わなければならない。
【０００６】
そこで従来、以下の方法が取られていた。すなわち、図８のごとくマスク１上にアライメントマーク４１を複数個配置し、ウエハステージ上のこれに対応する位置にもアライメントマーク４２を配置しておく。両ステージを駆動しそれぞれの位置でマスク及びウエハのアライメントマークを観察顕微鏡７で検出し、マスクとウエハステージの位置誤差を計測する。これによって、マスクの走りに対し、ウエハステージの走りが一致するように補正がなされる。
【０００７】
又、マスクとウエハステージの位置合わせ後、描画中心位置とアライメント検出系による検出位置との距離を測定することによりベースライン補正がなされる。
【０００８】
この時、マスクはマスク毎のパターニング誤差を無くす為、基準マスクを設けこれ一枚を使用することが精度上望ましい。
【０００９】
しかしながら基準マスクとすることで、
（ア）ロット毎、また定期的にこの基準マスクを装置へロードしなければならずスループットに影響する。
（イ）マスク管理が負荷になる。
などの問題点が生じた。
【００１０】
そこで製品マスクに上記アライメントマークをパターニングする方法が取られた。しかしながら、
（ア）複数のマーク専用エリアを必要とする。
（イ）マスクを装置にロードする度に上記1.、2.の補正が必要となりスループットに影響する。
等の問題点が生じた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するための第１の発明は、第１物体を載置して移動する第１可動ステージと、第２物体を載置して移動する第２可動ステージと、前記第１可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第１基準プレートと、前記第２可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第２基準プレートとを用い、前記第１及び第２可動ステージを投影光学系に対し同期させて走査させるとともに前記投影光学系を介して前記第１物体上に形成されたパターンを前記第２物体上に投影する走査型露光方法において、前記投影光学系を介して前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第１検出工程と、前記第１可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第２検出工程と、前記第２可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第３検出工程と、前記第１、第２及び第３検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係を求める工程とを有することを特徴とする走査型露光方法である。
【００１２】
第２の発明は、前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第４検出工程を有することを特徴とする第１発明の走査型露光方法である。
【００１３】
第３の発明は、前記第４検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する工程を有することを特徴とする第２発明の走査型露光方法である。
【００１４】
第４の発明は、前記第４検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる工程を有することを特徴とする第２発明の走査型露光方法である。
【００１５】
第５の発明は、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記投影光学系を保持する保持部材に固設された第３基準プレートに形成された複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第５検出工程と、前記第１物体上に形成された複数の位置合わせマークと前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１物体上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第３基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第６検出工程とを有することを特徴とする第１発明の走査型露光方法である。
【００１６】
第６の発明は、前記第５及び第６検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージの走査方向を制御する工程を有することを特徴とする第５発明の走査型露光方法である。
【００１７】
第７の発明は、前記第５及び第６検出工程の結果に基づいて、前記第１可動ステージに対して前記第１物体を回転させる工程を有することを特徴とする第５発明の走査型露光方法である。
【００１８】
第８の発明は、前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係に基づいて、前記第１及び第２可動ステージの少なくとも一方の露光走査方向を制御する工程を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれかの走査型露光方法である。
第９の発明は、第１乃至第８発明いずれかの走査型露光方法を用いたことを特徴とするデバイスの製造方法である。
第１０の発明は、第１物体を載置して移動する第１可動ステージと、第２物体を載置して移動する第２可動ステージと、前記第１可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第１基準プレートと、前記第２可動ステージ上に固設され、複数の位置合わせマークが形成された第２基準プレートとを有し、前記第１及び第２可動ステージを投影光学系に対し同期させて走査させるとともに前記投影光学系を介して前記第１物体上に形成されたパターンを前記第２物体上に投影する走査型露光装置において、前記投影光学系を介して前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークと前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する第１検出手段と、前記第１可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第１基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第１可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第２検出手段と、前記第２可動ステージを露光走査方向に移動せしめて、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークの位置を検出して、前記第２基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と前記第２可動ステージの露光走査方向が定める座標系との関係を検出する第３検出手段と、前記第１、第２及び第３検出手段による検出結果に基づいて、前記第１可動ステージの露光走査方向と前記第２可動ステージの露光走査方向との関係を求める手段とを有することを特徴とする走査型露光装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明を図に示した実施例に基づいて詳細に説明する．図１は本発明による走査型露光装置の実施例１である。図５にそのフローを、図６、７にそのフローの説明図を示す。
【００２０】
図１において、原画が描かれているマスク１は、レーザー干渉計８０と駆動制御手段１０３によって、ＸＹ方向に駆動制御されるマスクステージ４に載置され、そしてマスクステージ４は、不図示の装置本体に支持されている。感光基板であるウエハ３は、レーザー干渉計８１と駆動制御手段１０３によって、ＸＹ方向に駆動制御されるウエハステージ５に載置され、そしてウエハステージ５は、不図示の装置本体に支持されている。このマスク１とウエハ３は投影光学系２を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照明系からの図中Ｙ方向に伸びるスリット状露光光６がマスク１を照明し、投影露光系２の投影倍率に比した大きさでウエハ３に結像せしめられる。走査露光は、このスリット状露光光６に対してマスクステージ４とウエハステージ５の双方を光学倍率に応じた速度比でＸ方向に動かしてマスク１とウエハ３を走査することにより行われ、マスク３上のデバイスパターン２１全面をウエハ３上の転写領域（パターン領域）２２に転写する。
【００２１】
マスクステージの走査方向とウエハステージの走査方向の合わせ方法について、すなわちマスクステージの実際の走査方向が定める座標系とウエハステージの実際の走査方向が定める座標系との関係を検出して、マスクステージの走査方向とウエハステージの走査方向とを一致させる方法について以下に説明する。
【００２２】
マスクステージ上には図２に示すマスク基準プレ一ト１０(あるいは１１)が固設してあり、ウエハステージ上には図３に示すウエハ基準プレ一ト１２が固設してある。
【００２３】
マスク基準プレ一ト１０(あるいは１１)上には、マーク５０(a)、５０(b)、５１(a)、５１(b)がマスク１のパターン面と同じ高さに配置してあり、この位置に対応してウエハ基準プレ一ト１２上にはマーク６０(a)、６０(b)、６１(a)、６１(b)が配置してある。
各々のマークは、それぞれ設計上の座標系に基づいて各プレート上に形成され、その相対位置関係は、既知である。
【００２４】
（ステップ１）
ウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a),６０(b)(あるいは６１(a)、６１(b))を投影光学系２の下の観察位置(露光位置)へ駆動し静止させる。マスクステージ４上のマスク基準プレ一ト１０(あるいは１１)上のマーク５０(a)、５０(b) (あるいは５１(a)、５１(b))も露光位置へ駆動し静止する。観察頭微鏡7により両マーク(６０(a),６０(b)、５０(a)、５０(b))の相対位置関係を計測する。その計測値がウエハ基準プレ一ト１２とウエハ基準プレ一ト１２の相対的なXY位置(XY原点)合わせである。すなわち、投影光学系２を介してマスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークとウエハ基準プレート１２上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、マスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハ基準プレート１２上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出する。
【００２５】
（ステップ２ー１）
図６(a)に示すように、ウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a),６０(b)を静止させ、マーク６０(a),６０(b)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a)、５０(b)の位置を顕微鏡７にて測定し、マスクステージ４のみを走査させ、マーク６０(a),６０(b)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５１(a)、５１(b)の位置を顕微鏡７にて測定する。それによりとのマスクステージ４の走査方向(X方向)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a)と５１(a)（あるいはマーク５０(b)と５１(b))が形成ずる軸との平行度が検出される。すなわち、マスク基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とマスクステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系との関係を検出する。
【００２６】
（ステップ２ー２）
図６(b)に示すように、マスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a),５０(b)を静止させ、マーク５０(a),５０(b)に対するウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a)、６０(b)の位置を顕微鏡７にて測定し、ウエハステージ５のみを走査させ、マーク５０(a),５０(b)に対するウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６１(a)、６１(b)の位置を顕微鏡７にて測定する。それによりとのウエハステージ５の走査方向(X方向)に対するウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a)と６１(a)（あるいはマーク６０(b)と６１(b))が形成ずる軸との平行度が検出される。すなわち、ウエハ基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系との関係を検出する。
【００２７】
（ステップ３ー１）
図７に示すように、マスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a),５０(b)を静止させ、マーク５０(a), に対するウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a)の位置を顕微鏡７にて測定し、ウエハステージ５のみを走査させ、マーク５０(b)に対するウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a)の位置を顕微鏡７にて測定する。それによりとのウエハステージ５のステップ方向(Y方向)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a)と５０(b)が形成ずる軸との平行度が検出される。すなわち、マスク基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハステージの実際の走査方向(Y方向)が定める座標系との関係を検出する。
【００２８】
（ステップ３ー２）
上記と同様な方法で、ウエハ基準プレ一ト１２上のマーク６０(a),６０(b)を静止させ、マーク６０(a)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a)の位置を顕微鏡７にて測定し、マスクステージ４のみを走査させ、マーク６０(b)に対するマスク基準プレ一ト１０上のマーク５０(a)の位置を顕微鏡７にて測定する。それによりとのマスクステージ４のステップ方向(Y方向)に対するウエハ基準プレ一ト１０上のマーク６０(a)と６０(b)が形成ずる軸との平行度が検出される。すなわち、ウエハ基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とマスクステージの実際の走査方向(Y方向)が定める座標系との関係を検出する。
以上より、
（１）  マスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハ基準プレート１２上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係
（２）  マスク基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とマスクステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系との関係
（３）  ウエハ基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系との関係
（４）  マスク基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とウエハステージの実際の走査方向(Y方向)が定める座標系との関係
（５）  ウエハ基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系とマスクステージの実際の走査方向(Y方向)が定める座標系との関係
が検出される。
【００２９】
そして、（１）、（２）、（３）より、マスクステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系とウエハステージの実際の走査方向(X方向)が定める座標系との関係をもとめ、マスクステージの実際の走査方向(X方向)とウエハステージの実際の走査方向(X方向)とが一致するように、ウエハステージ及びマスクステージのすくなくと一方の走査方向を補正する。
【００３０】
更に（４）、（５）より、ウエハステージの実際のX方向の走査方向に対する実際のY方向の走査方向の直交度のずれを検出し、ずれがなくなるようにウエハステージのY方向の走査方向を補正し、マスクステージの実際のX方向の走査方向に対する実際のY方向の走査方向の直交度のずれを検出し、ずれがなくなるようにマスクステージのY方向の走査方向を補正する。
【００３１】
実際の走査型露光装置としては、マスク１とウエハ３の相対位置合わせを行つて露光するので上記の座標系にマスクとウエハの座標系を加味しなければならない。
【００３２】
マスク１の座標を加味するためにはマスク１とマスク基準プレ一ト１０の相対位置を計測する。
【００３３】
まず、マスク基準プレート１０上のマスクアライメントマーク４０（ａ），４０（ｂ）を観察顕微鏡７で観察し、それぞれのマーク位置を検出する。マスクステージ４を駆動しマスク１上に配置したマスクアライメントマーク４２（ａ），４２（ｂ）を観察顕微鏡７で観察し、それぞれのマーク位置を検出する。
【００３４】
マスクステージ４の駆動量はレーザー干渉計８０より求め、両マークの位置情報と合わせ演算処理回路１０２にてマスク１とマスク基準プレート１０との相対的位置関係（位置ずれ量）が算出される。その算出結果に基づいてマスク１の走査すべき方向とマスクステージ６の走りとを一致させる。即ちマスクステージ４に対しマスク１を回転させる。または、マスクステージ４の走査方向をマスク１の走査すべき方向とマスクステージ４の走査方向とを一致させるように駆動制御手段１０３によってマスクステージ６の走査方向を制御しても良い。この場合は、それに対応してウエハステージ５の走査方向も変更して制御する。
【００３５】
次にウエハステージ５に対するウエハ３の位置合わせを行う。
【００３６】
露光描画中心とウエハアライメント検出系の検出位置の距離（ベースラインと称す）を求める為、ステージ基準プレート１２上のマーク５５を露光描画中心に駆動し、この位置から同じマーク５５をオフアクシス顕微鏡３１の下へ駆動しマーク位置を検出する。
【００３７】
これにより、露光描画中心に対するオフアクシス顕微鏡３１の検出位置が求められる。そしてウエハ３の位置合わせをグローバルアライメント法で行う。
【００３８】
すなわち、ウエハ３上のチップから計測するチップを複数個抽出しこの中のアライメントマークをオフアクシス顕微鏡３１で検出する。各マークの検出位置と、レーザー干渉計８１により計測されたウエハステージの駆動量とから、ウエハ３の位置が演算処理回路１０２にて算出される。
【００３９】
以上、マスクステージ４とウエハステージ５の走査方向が定める座標系を一致させ、さらに、マスク１、ウエハ３が走査されるべき方向に各ステージの走査方向を一致させた後露光を開始する。上記工程を図５に示す。
【００４０】
（実施例２）
図４に本発明の実施例２を示す。
本実施例は、マスク１の位置合わせを、投影光学系２を保持する保持部材に固定基準プレートを固設し、その基準プレート上に形成したマーク７５(a)、７５(b)
で行うようにしたものである。
【００４１】
予め、マスクステージ４を移動しマスク基準プレート１０上のマーク５０(a)、５０(b) を基準プレート上のマーク７５(a)、７５(b) 上に移動させ、レチクルアライメント顕微鏡８により両マーク(５０(a)、５０(b)、７５(a)、７５(b))の相対位置関係を計測する。そして、マスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークと固定基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出し、マスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と固定基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出しておく。但し、固定基準プレート上のマーク７５(a)、７５(b)とマスク基準プレ一ト１０(あるいは１１）上のマーク５０(a)、５０(b)等の位置関係の測定は、固定基準プレート上のマーク７５(a)、７５(b)の位置が安定していればマスク交換の度に行う必要がない。
【００４２】
マスクステージを移動しマスク上のマスクアライメント用マーク４２(a)、４２(b)をマーク７５(a)、７５(b)上に位置させる。この位置近房でマスクは交換される。
【００４３】
そして、レチクルアライメント顕微鏡８により両マーク(４２(a)、４２(b)、７５(a)、７５(b))の相対位置関係を計測する。そして、マスク４上の複数の位置合わせマークと固定基準プレート上の複数の位置合わせマークとの相対的位置関係を検出して、マスク４上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と固定基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係を検出し、その検出結果と予め得たマスク基準プレート１０上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系と固定基準プレート上の複数の位置合わせマークによって定まる座標系との関係とを考慮して、マスクステージ４に対しマスク１を回転させる。または、マスクステージ４の走査方向をマスク１の走査すべき方向とマスクステージ４の走査方向とを一致させるように駆動制御手段１０３によってマスクステージ６の走査方向を制御する。
【００４４】
また、基準プレート上のマーク７５(a)、７５(b)を、マスクが露光位置に位置する時のマスクステージ上のマスクアライメント用マーク４２(a)、４２(b)の下に設けても上記の効果がある。
【００４５】
すなわち、マスクステージを移動しマー４２(a)、４２(b)(あるいはマーク７５(a)、７５(b))をレチクルアライメント顕微鏡８の観察位置に置きマスクアライメントを行うのである。この時のマーク７５(a)、７５(b)とマーク５０(a)、５０(b)等との位置関係はマスクを搭載している状態で顕微鏡７あるいはレチクルアライメント顕微鏡８で測定することができる。この位置関係の測定も、固定基準プレート上のマーク７５(a)、７５(b)の位置が安定していればマスク交換の度に行う必要がない。
【００４６】
その他の工程ついては実施例１と同じである。
次に上記説明した露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
【００４７】
図９は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４８】
図１０は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４９】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたとおり本発明によれば、基準マスクがなくても、マスク（第１物体）とウエハ（第２物体）との位置合わせが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施例の要部概略図
【図２】本発明のマスク基準プレート
【図３】本発明のウエハ基準プレート
【図４】本発明の実施例２の要部慨略図
【図５】本発明の実施例のフロー
【図６】本発明のフローの説明図
【図７】本発明のフローの説明図
【図８】従来の要部慨略図
【図９】半導体デバイス製造フロー
【図１０】ウエハプロセスの為の説明図
【符号の説明】
１  マスク
２  投影光学系
３  ウエハ
４  マスクステージ
５  ウエハステージ
６  露光光スリット
７  観察顕微鏡
８  レチクルアライメント顕微鏡
１０、１１  マスク基準プレート
１２  ウエハ基準プレ一ト
３１  オフアクシス観察顕微鏡
４２  マスクアライメントマーク
５０、５１  マスク基準プレート上アライメントマーク
６０、６１  ウエハ基準プレート上アライメントマーク
８０、８１  レーザー干渉計
【図１】
0003658091.tif 000002
【図２】
0003658091.tif 000003
【図３】
0003658091.tif 000004
【図４】
0003658091.tif 000005
【図５】
0003658091.tif 000006
【図６】
0003658091.tif 000007
【図７】
0003658091.tif 000008
【図８】
0003658091.tif 000009
【図９】
0003658091.tif 000010
【図１０】
0003658091.tif 000011