(57)【要約】【課題】ステージの位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、基板を的確な位置に位置づけることができる投影露光装置及び投影露光方法を提供する。【解決手段】基準基板に形成された基準基板基準マークの位置に基づいて、載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し、載置台位置補正データと、露光基板に形成された露光基板基準マークの位置とに基づいて、露光基板基準マークの位置の線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する。【選択図】図１４
2008209949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光手段と、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶手段と、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項３】
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含み、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光手段と、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項４】
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含み、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶手段と、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】
前記露光光を前記露光基板に照射する投影光学系を含み、
前記基準マーク検出手段は、前記投影光学系と前記載置台との間に配置されたアライメント光学系を含み、
前記アライメント光学系は、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークに非露光光を照射して、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出し、
前記アライメント光学系は、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するときには、検出位置に位置づけられ、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークの検出を終了したときには、前記検出位置から退避した退避位置に位置づけられる請求項１〜４のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記載置台位置補正データは、複数の基準基板検出位置における前記露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて算出される請求項１〜４のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項７】
前記基準基板基準マークは、前記基準基板において、所定間隔の格子状の交点に位置するように形成され、
前記載置台位置補正データは、前記格子状の交点に位置する前記基準基板基準マークの位置に基づいて演算されたデータであり、
前記露光基板位置制御手段は、前記載置台位置補正データを用いて曲線近似又は補間法により、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づけるように制御する請求項１〜４のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項８】
前記パターンの像の投影倍率を変更して、前記パターンを前記露光基板に投影できる投影光学系と、
前記線形誤差補正演算手段によって算出された前記線形誤差補正データに基づいて前記投影倍率を定める投影倍率決定手段と、を含む請求項１又は２に記載の投影露光装置。
【請求項９】
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも４つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも４つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記位置決定手段は、前記露光基板基準マークの位置の誤差を補正するための露光位置補正手段を含み、
前記露光位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも４つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する位置誤差処理手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の差分の誤差のうち非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する差分誤差処理手段と、
前記２つの非線形成分のうち少なくとも１つの誤差情報に基づく重み付けをして、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づける露光基板位置決定手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１０】
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも３つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも３つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記位置決定手段は、前記露光基板基準マークの位置の誤差を補正するための露光位置補正手段を含み、
前記露光位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶手段と、
前記露光領域基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分を算出する差分算出手段と、
前記最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを前記差分に置き換えて、前記レチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影像と、前記露光基板との重ね合わせ目標位置を算出し制御する、重ね合わせ制御手段と、を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１１】
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶させる基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光ステップと、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項１２】
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項１３】
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、
各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含む投影露光装置を用いて、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を、前記載置台に載置された前記露光基板に投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光ステップと、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項１４】
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、
各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含む投影露光装置を用いて、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を、前記載置台に載置された前記露光基板に投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項１５】
前記投影露光装置は、前記露光光を前記露光基板に照射する投影光学系を含み、
前記基準マーク検出手段は、前記投影光学系と前記載置台との間に配置され、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークに非露光光を照射して、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するアライメント光学系を含み、
前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マーク又は前記露光基板基準マークを検出するときに、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するときには、前記アライメント光学系を検出位置に位置づけるステップと、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークの検出を終了したときには、前記検出位置から退避した退避位置に前記アライメント光学系を位置づけるステップと、を含む請求項１１〜１４のいずれかに記載の投影露光方法。
【請求項１６】
前記載置台位置補正データは、複数の基準基板検出位置における前記露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて算出される請求項１１〜１４のいずれかに記載の投影露光方法。
【請求項１７】
前記基準基板基準マークは、前記基準基板において、所定間隔の格子状の交点に位置するように形成され、
前記載置台位置補正データは、前記格子状の交点に位置する前記基準基板基準マークの位置に基づいて演算されたデータであり、
前記載置台位置補正データを用いて曲線近似又は補間法により、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づけるように制御するステップを含む請求項１１〜１４のいずれかに記載の投影露光方法。
【請求項１８】
前記パターンの像の投影倍率を変更して、前記パターンを前記露光基板に投影できる投影光学系を含み、
前記線形誤差補正演算ステップで算出された前記線形誤差補正データに基づいて前記投影倍率を定めるステップを含む請求項１１又は１４に記載の投影露光方法。
【請求項１９】
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも４つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも４つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも４つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する位置誤差処理ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の差分の誤差のうち非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する差分誤差処理ステップと、
前記２つの非線形成分のうち少なくとも１つの誤差情報に基づく重み付けをして、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づける露光基板位置決定ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項２０】
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光方法であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも３つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも３つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光領域基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分を算出する差分算出ステップと、
前記最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを前記差分に置き換えて、前記レチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影像と、前記露光基板との重ね合わせ目標位置を算出し制御する、重ね合わせ制御ステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
露光基板にパターンを形成する投影露光装置及び投影露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント配線板用の露光装置は、アライメント顕微鏡を用いて、レチクルに形成された基準マークの位置と露光基板に形成された基準マークの位置とを一致させて、その後、アライメント顕微鏡を退避させて露光を行うものであった。
【特許文献１】特開２００３−３１６０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した投影露光装置は、ステージの位置を測定するための干渉計を要しないため、安価にでき、プリント配線板用の露光に多く用いられているが、基板の処理工程で伸縮が発生した場合には、精度良くステージを位置づけることができなかった。また、ステージの移動に誤差が生じた場合にも、精度良くステージを位置づけることができなかった。更に、プリント配線基板はウェハ基板と比べて非線形誤差が大きく、ウェハ基板用露光装置で利用される線形誤差補正のみのアライメントでは十分な精度が得られない場合もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステージの位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、基板を的確な位置に位置づけることができる投影露光装置及び投影露光方法を提供すること、更に、非線形誤差が大きいプリント配線基板に対しても、高速で精度良くアライメントできる投影露光装置及び投影露光方法を提供することにある。
【０００５】
以上のような目的を達成するために、本発明においては、基準基板に形成された基準基板基準マークの位置に基づいて、載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し、載置台位置補正データと、露光基板に形成された露光基板基準マークの位置とに基づいて、露光基板基準マークの位置の線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する。
【０００６】
本発明に係る投影露光装置は、
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光手段と、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
［［［全体的説明］］］
本発明に係る投影露光装置は、
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも４つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶手段と、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上述した載置台位置補正データの値に基づいて、載置台の位置を補正するように、駆動ステージの駆動を制御することによって、基準基板に形成された基準マークの形成誤差のレベルで載置台を位置づけることができる。このため、載置台の位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、グローバル方式で露光基板にパターンを転写することができ、グローバル方式の長寸法測定や、平均化効果や、基準マークの計測点数の削減によって、載置台の位置決めの精度を高めることができると共に、露光基板製造のスループットをも高めることができる。
【０００９】
本発明に係る投影露光装置は、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含み、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光手段と、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る投影露光装置は、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含み、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記位置決定手段は、
前記載置台を移動させたときに生ずる前記載置台の位置の誤差を補正するための第１の位置補正手段と、
前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの線形成分の誤差を補正するための第２の位置補正手段と、を含み、
前記第１の位置補正手段は、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御手段と、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶手段と、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶手段と、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶手段と、を含み、
前記第２の位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、前記線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上述した載置台位置補正データの値に基づいて、載置台の位置を補正するように、駆動ステージの駆動を制御することによって、基準基板に形成された基準マークの形成誤差のレベルで載置台を位置づけることができる。このため、載置台の位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、グローバル方式で露光基板にパターンを転写することができ、グローバル方式の長寸法測定や、平均化効果や、基準マークの計測点数の削減によって、載置台の位置決めの精度を高めることができると共に、露光基板製造のスループットをも高めることができる。
【００１２】
また、レチクルを用いることなく、導体パターンを露光基板に形成することができ、デジタルマイクロミラーデバイスを制御することにより、導体パターンの形状を所望するものにできる。さらに、デジタルマイクロミラーデバイスを制御することにより、伸縮度のみならず、直交度等も補正することができる。
【００１３】
本発明に係る投影露光装置は、
前記露光光を前記露光基板に照射する投影光学系を含み、
前記基準マーク検出手段は、前記投影光学系と前記載置台との間に配置されたアライメント光学系を含み、
前記アライメント光学系は、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークに非露光光を照射して、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出し、
前記アライメント光学系は、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するときには、検出位置に位置づけられ、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークの検出を終了したときには、前記検出位置から退避した退避位置に位置づけられる。
【００１４】
基準基板基準マークに非露光光を照射することで、的確に基準マークを検出することができる。また、複数の基準マークを検出する場合、最後の基準マークの位置を計測した後、アライメント光学系を退避させて、露光を開始するので、複数の露光領域の各々におけるアライメント光学系の移動を不要にすることができ、基準マークの検出に要する時間を短くできるので、スループットを高めることができる。
【００１５】
本発明に係る投影露光装置は、
前記載置台位置補正データは、複数の基準基板検出位置における前記露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて算出される。
【００１６】
露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて、載置台位置補正データを算出することによって、駆動ステージの移動に誤差が生じたり、駆動ステージのわずかなチルトによるアッベ誤差が生じたりした場合であっても、載置台の位置決めの精度をより高めることができる。
【００１７】
本発明に係る投影露光装置は、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板において、所定間隔の格子状の交点に位置するように形成され、
前記載置台位置補正データは、前記格子状の交点に位置する前記基準基板基準マークの位置に基づいて演算されたデータであり、
前記露光基板位置制御手段は、前記載置台位置補正データを用いて曲線近似又は補間法により、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づけるように制御する。
【００１８】
誤差が、載置台の位置に対して徐々に変化するような場合には、載置台位置補正データを用いて曲線近似や補間計算により補間データを得ることで、基準マークの位置を計測する時間を短縮したり、載置台位置補正データが占める記憶容量を小さくしたり、駆動ステージを移動させる前に行う演算の時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明に係る投影露光装置は、
前記パターンの像の投影倍率を変更して、前記パターンを前記露光基板に投影できる投影光学系と、
前記線形誤差補正演算手段によって算出された前記線形誤差補正データに基づいて前記投影倍率を定める投影倍率決定手段と、を含む。
【００２０】
線形誤差補正データは、長寸法計測の結果得られたものであるので、最小二乗近似計算による平均化効果を得ることができ、この結果に基づいて、投影倍率を補正することで、パターンを的確な大きさで露光基板に転写することができる。
【００２１】
また、特に、線形誤差補正データに基づくパラメータは、例えば、Ｘ方向の伸縮度やＹ方向の伸縮度がある。非対称に設計された投影光学系を用いた場合には、Ｘ方向とＹ方向とを独立に倍率補正することができ、より的確にパターンを露光基板に転写することができる。
【００２２】
本発明に係る投影露光装置は、
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも４つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも４つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記位置決定手段は、前記露光基板基準マークの位置の誤差を補正するための露光位置補正手段を含み、
前記露光位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも４つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する位置誤差処理手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の差分の誤差のうち非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する差分誤差処理手段と、
前記２つの非線形成分のうち少なくとも１つの誤差情報に基づく重み付けをして、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づける露光基板位置決定手段と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
線形成分の誤差と、非線形成分の誤差との重み付けをして、載置台を位置づける目標位置を算出するので、ダイバイダイ方式に近いステージ制御とグローバル方式に近いステージ制御を、露光基板の状態に応じて定めることができ、載置台を位置づける精度を向上させることができる。ここで「重み付け」とは、非線形な誤差と線形な誤差の大小のみで、ダイバイダイ方式とグローバル方式とのどちらか一方を選択するだけでなく、非線形な誤差と線形な誤差の大きさに応じて、目標位置を算出することを意味する。
【００２４】
本発明に係る投影露光装置は、
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光装置であって、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含み、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも３つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも３つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記位置決定手段は、前記露光基板基準マークの位置の誤差を補正するための露光位置補正手段を含み、
前記露光位置補正手段は、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御手段と、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶手段と、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶手段と、
前記露光領域基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算手段と、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分を算出する差分算出手段と、
前記最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを前記差分に置き換えて、前記レチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影像と、前記露光基板との重ね合わせ目標位置を算出し制御する、重ね合わせ制御手段と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを差分に置き換えるので、処理を簡便にすることができ、基板製造のスループットを高めることができる。
【００２６】
本発明に係る投影露光方法は、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶させる基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光ステップと、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る投影露光方法は、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２８】
上述した載置台位置補正データの値に基づいて、載置台の位置を補正するように、駆動ステージの駆動を制御することによって、基準基板に形成された基準マークの形成誤差のレベルで載置台を位置づけることができる。このため、載置台の位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、グローバル方式で露光基板にパターンを転写することができ、グローバル方式の長寸法測定や、平均化効果や、基準マークの計測点数の削減によって、載置台の位置決めの精度を高めることができると共に、露光基板製造のスループットをも高めることができる。
【００２９】
本発明に係る投影露光方法は、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は露光可能な基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、
各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含む投影露光装置を用いて、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を、前記載置台に載置された前記露光基板に投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、基準レチクルに露光光を照射して、前記基準レチクルに形成されたレチクル基準マークを前記基準基板に投影して、前記基準基板に前記レチクル基準マークの像を形成する基準基板露光ステップと、
前記基準基板に形成された前記レチクル基準マークの像と前記基準基板基準マークとを、前記基準マーク検出手段によって検出し、検出結果に基づいて前記レチクル基準マークの像及び前記基準基板基準マークの相対位置を算出し、前記相対位置と前記載置台の位置とに基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る投影露光方法は、
基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
前記露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、
複数のミラーを有し、かつ前記複数のミラーに入射した光の反射方向を前記複数のミラー毎に定めることができるデジタルマイクロミラーデバイスと、
各々が前記複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズを有するマイクロアレイレンズと、を含む投影露光装置を用いて、前記マイクロアレイレンズによって形成されるスポットの像を、前記載置台に載置された前記露光基板に投影する投影露光方法であって、
前記露光基板基準マークは、前記露光基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板基準マークは、前記基準基板の基準位置を示すための少なくとも３つのマークからなり、
前記基準基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の基準基板検出位置に前記載置台を順次移動させて位置づける基準基板位置制御ステップと、
前記基準基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する基準基板位置記憶ステップと、
前記基準基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記基準基板基準マークの位置を算出して記憶する基準基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記基準基板基準マークの位置に基づいて、前記載置台の位置の誤差を補正するための載置台位置補正データを演算し記憶する基準基板位置補正演算記憶ステップと、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記載置台位置補正データに基づいて定められた少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記駆動ステージによって、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光基板基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光基板基準マークの位置を算出して記憶する露光基板基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光基板基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３１】
上述した載置台位置補正データの値に基づいて、載置台の位置を補正するように、駆動ステージの駆動を制御することによって、基準基板に形成された基準マークの形成誤差のレベルで載置台を位置づけることができる。このため、載置台の位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、グローバル方式で露光基板にパターンを転写することができ、グローバル方式の長寸法測定や、平均化効果や、基準マークの計測点数の削減によって、載置台の位置決めの精度を高めることができると共に、露光基板製造のスループットをも高めることができる。
【００３２】
また、レチクルを用いることなく、導体パターンを露光基板に形成することができ、デジタルマイクロミラーデバイスを制御することにより、導体パターンの形状を所望するものにできる。さらに、デジタルマイクロミラーデバイスを制御することにより、伸縮度のみならず、直交度等も補正することができる。
【００３３】
本発明に係る投影露光方法は、
前記投影露光装置は、前記露光光を前記露光基板に照射する投影光学系を含み、
前記基準マーク検出手段は、前記投影光学系と前記載置台との間に配置され、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークに非露光光を照射して、前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するアライメント光学系を含み、
前記基準マーク検出手段によって前記基準基板基準マーク又は前記露光基板基準マークを検出するときに、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークを検出するときには、前記アライメント光学系を検出位置に位置づけるステップと、
前記露光基板基準マーク、又は前記基準基板基準マークの検出を終了したときには、前記検出位置から退避した退避位置に前記アライメント光学系を位置づけるステップと、を含む。
【００３４】
基準基板基準マークに非露光光を照射することで、的確に基準マークを検出することができる。また、複数の基準マークを検出する場合、最後の基準マークの位置を計測した後、アライメント光学系を退避させて、露光を開始するので、複数の露光領域の各々におけるアライメント光学系の移動を不要にすることができ、基準マークの検出に要する時間を短くできるので、スループットを高めることができる。
【００３５】
本発明に係る投影露光方法は、
前記載置台位置補正データは、複数の基準基板検出位置における前記露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて算出される。
【００３６】
露光基板基準マークの位置の平均値に基づいて、載置台位置補正データを算出することによって、駆動ステージの移動に誤差が生じたり、駆動ステージのわずかなチルトによるアッベ誤差が生じたりした場合であっても、載置台の位置決めの精度をより高めることができる。
【００３７】
本発明に係る投影露光方法は、
前記基準基板基準マークが、前記基準基板において、所定間隔の格子状の交点に位置するように形成され、
前記載置台位置補正データが、前記格子状の交点に位置する前記基準基板基準マークの位置に基づいて演算されたデータであり、
前記載置台位置補正データを用いて曲線近似又は補間法により、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づけるように制御するステップを含む。
【００３８】
誤差が、載置台の位置に対して徐々に変化するような場合には、載置台位置補正データを用いて曲線近似や補間計算により補間データを得ることで、基準マークの位置を計測する時間を短縮したり、載置台位置補正データが占める記憶容量を小さくしたり、駆動ステージを移動させる前に行う演算の時間を短縮することができる。
【００３９】
本発明に係る投影露光方法は、
前記パターンの像の投影倍率を変更して、前記パターンを前記露光基板に投影できる投影光学系を含み、
前記線形誤差補正演算ステップで算出された前記線形誤差補正データに基づいて前記投影倍率を定めるステップを含む。
【００４０】
線形誤差補正データは、長寸法計測の結果得られたものであるので、最小二乗近似計算による平均化効果を得ることができ、この結果に基づいて、投影倍率を補正することで、パターンを的確な大きさで露光基板に転写することができる。
【００４１】
また、特に、線形誤差補正データに基づくパラメータは、例えば、Ｘ方向の伸縮度やＹ方向の伸縮度がある。非対称に設計された投影光学系を用いた場合には、Ｘ方向とＹ方向とを独立に倍率補正することができ、より的確にパターンを露光基板に転写することができる。
【００４２】
本発明に係る投影露光方法は、
基板が載置される載置台を、少なくとも４つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも４つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも４つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも４つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の誤差のうちの非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する位置誤差処理ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分に基づいて、前記露光基板基準マークの位置の差分の誤差のうち非線形成分の誤差情報を、最小二乗法を用いて算出する差分誤差処理ステップと、
前記２つの非線形成分のうち少なくとも１つの誤差情報に基づく重み付けをして、前記載置台を位置づける目標位置を算出し、前記目標位置に前記載置台を位置づける露光基板位置決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４３】
線形成分の誤差と、非線形成分の誤差との重み付けをして、載置台を位置づける目標位置を算出するので、ダイバイダイ方式に近いステージ制御とグローバル方式に近いステージ制御を、露光基板の状態に応じて定めることができ、載置台を位置づける精度を向上させることができる。ここで「重み付け」とは、非線形な誤差と線形な誤差の大小のみで、ダイバイダイ方式とグローバル方式とのどちらか一方を選択するだけでなく、非線形な誤差と線形な誤差の大きさに応じて、目標位置を算出することを意味する。
【００４４】
本発明に係る投影露光方法は、
パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影露光方法であって、  基板が載置される載置台を、少なくとも３つの所定の位置に移動させて位置づける駆動ステージと、
前記駆動ステージに設けられ、かつ、前記載置台の位置を示す位置信号を出力する位置信号出力手段と、
露光基板に形成された露光基板基準マーク、又は基準基板に形成された基準基板基準マークを検出する基準マーク検出手段と、
前記位置信号が示す位置に基づいて、前記載置台の位置を決定するための位置決定手段と、を含む投影露光装置を用いて、パターンが形成されたレチクルに露光光を照射して、前記載置台に載置された前記露光基板に、前記パターンの像を投影する投影露光方法であって、
前記露光基板は、前記パターンの像が投影される少なくとも３つの露光領域を有し、
前記露光基板基準マークは、前記少なくとも３つの露光領域の基準位置を示す露光領域基準マークであり、
前記露光基板が前記基板として前記載置台に載置されたときに、前記駆動ステージによって、少なくとも３つ以上の所定の露光基板検出位置に、前記載置台を順次移動させて位置づける露光基板位置制御ステップと、
前記露光基板検出位置の各々における前記載置台の位置を、前記位置信号から得て記憶する露光基板位置記憶ステップと、
前記露光基板検出位置の各々において、前記基準マーク検出手段によって前記露光領域基準マークを検出して、その検出結果と前記載置台の位置とに基づいて前記露光領域基準マークの位置を算出して記憶する露光領域基準マーク位置記憶ステップと、
前記露光領域基準マーク位置記憶手段に記憶された前記露光領域基準マークの位置に基づいて、線形成分の誤差を補正するための線形誤差補正データを、最小二乗法を用いて演算する線形誤差補正演算ステップと、
前記露光基板基準マーク位置記憶ステップで記憶された前記露光領域基準マークの位置の差分を算出する差分算出ステップと、
前記最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを前記差分に置き換えて、前記レチクルに露光光を照射して、前記パターンの像を露光基板に投影する投影像と、前記露光基板との重ね合わせ目標位置を算出し制御する、重ね合わせ制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４５】
最小二乗法によって得られる伸縮、回転及び直交のうちの少なくとも１つを差分に置き換えるので、処理を簡便にすることができ、基板製造のスループットを高めることができる。
【発明の効果】
【００４６】
ステージの位置を測定するための干渉計等の位置測定装置を用いることなく、基板を高速で的確な位置に位置づけることができる。更に、ウェハ基板と比べて非線形誤差が大きいプリント配線基板に於いても、十分なアライメント精度を得る事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００４８】
＜＜＜＜第１の実施の形態＞＞＞＞
図１は、本発明に係る第１の実施の形態の投影露光装置１００の概略を示す。投影露光装置１００は、主として、プリント配線板を製造するためのものである。
【００４９】
＜＜＜構成＞＞＞
＜＜投影光学系＞＞
＜光源１１０＞
光源１１０は、所望する波長の光束を発するものを用いる。例えば、水銀ランプ等の短い波長の紫外線を発するものを用いることができる。光源１１０のバルブ内には、発光物質である水銀と、陽極（図示せず）と陰極（図示せず）との２つの電極が封入されている。この陰極と陽極とは、対向して配置されている。各電極は金属導体（図示せず）に電気的に接続されており、陰極と陽極との間でアーク放電が形成される。
【００５０】
光源１１０の一方の口金１１２ａは、後述する楕円鏡１２０の外側に設けられた支持部材（図示せず）に固定されている。また、他方の口金１１２ｂは、図示しない電源ケーブルに接続されている。光源１１０は、これらの口金を介して両電極に所定の電圧が引加されることにより放電する。なお、電源ケーブルは、径が小さく、光源１１０から発せられる光束を妨げることはない。
【００５１】
陽極と陰極との間でアーク放電を起こすと、アーク柱と呼ばれる放電部分から強い発光を生じる。このアーク柱から放射される光束は、四方に広がる発散光である。
【００５２】
＜楕円鏡１２０＞
楕円鏡１２０は、光源１１０から発せられた光束を集光する。図１に示すように、楕円鏡１２０は、反射面１２２を有し、楕円鏡１２０は、反射面１２２の形状を回転楕円面とした反射鏡である。楕円鏡１２０の底部には、貫通孔１２６が形成されている。貫通孔１２６には、光源１１０の一部が配置される。光源１１０の一部を貫通孔１２６に配置することで、光源１１０のアーク部分が楕円鏡１２０の第１の焦点に位置するように、光源１１０を位置づけることができる。
【００５３】
上述したように、光源１１０から発せられた光束を楕円鏡１２０により一旦集光することによって、光束の照度を上げることができる。このようにすることで、光源１１０から発せられた光束の利用効率を高めることができる。
【００５４】
上述したように、本発明に係る照明装置では、集光光学系に楕円鏡１２０を使用する。楕円鏡１２０は、第１の焦点と第２の焦点との２つの焦点を有し、光源１１０は、光源１１０のアーク部分が楕円鏡１２０の第１の焦点に位置するように、支持部材（図示せず）によって支持されている。このようにすることで、光源１１０から発せられた光束は、楕円鏡１２０の反射面１２２で反射して第２の焦点に集光される。
【００５５】
＜ロッド１３０＞
ロッド１３０は、長尺な直方体状の形状を有する。ロッド１３０は入射面１３２と射出面１３４とを有する。ロッド１３０の光源像共役面が、光学的に楕円鏡１２０の第２の焦点に、又は第２の焦点と共役な点に位置するように、ロッド１３０は配置される。さらに、ロッド１３０の射出面１３４が、後述するレチクル１４２のパターン形成面１４４と共役な位置となるように、ロッド１３０は配置される。
【００５６】
ロッド１３０の入射面１３２には、光源１１０から発せられた光束が入射される。ロッド１３０は、入射面１３２に入射された光束の照度を均一に近づけるためのものである。ロッド１３０の射出面１３４からは、照度を均一に近づけられた光束が射出される。ロッド１３０は、入射面１３２に入射された光束によって、照度を均一に近づけて照明できるものであればよい。
【００５７】
＜導光光学系１４０＞
導光光学系は、反射ミラー１３６と、照明リレー光学系１３８と、反射ミラー１４０とからなる。ロッド１３０の射出面１３４から射出された光束は、反射ミラー１３６によって、進行方向が変えられ、照明リレー光学系１３８によって断面の大きさが拡大され、反射ミラー１４０によって、再び、進行方向が変えられ、後述するレチクル１４２に入射する。
【００５８】
＜レチクル１４２＞
レチクル１４２は、プリント配線板を製造するときに、後述する露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ又は１５６ｃ）に導体パターンを形成するために用いられるフォトマスクである。このレチクル１４２は、光源１１０から発せられた露光光によって、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写して、露光基板１５６に導体パターンを形成するためのネガに相当する。露光基板１５６に形成しようとする導体パターンに対応したパターンが、レチクル１４２のパターン形成面１４４に形成されている。
【００５９】
露光基板１５６は、銅張積層基板等の基板から構成され、導体パターンが形成される前の基板であり、その表面がレジスト等の感光性の物質によって覆われている基板をいう。また、導体パターンは、プリント配線板で導電性材料によって形成される図形をいう。さらに、プリント配線板は、露光基板１５６に導体パターンが形成されたものをいう。
【００６０】
上述したように、ロッド１３０の射出面１３４から射出されて、反射ミラー１４０に進行方向が変えられた光束は、レチクル１４２のパターン形成面１４４を照明する。
【００６１】
＜レチクルブラインド１４６＞
レチクル１４２の上方の近傍には、レチクルブラインド１４６が配置されている。レチクルブラインド１４６は、レチクル１４２に対して平行を保ちつつ移動可能な可動板１４８を有する。なお、図１に示した例では、レチクル１４２は、水平に保持されており、レチクルブラインド１４６の可動板１４８は、白抜きの矢印で示すように、水平方向に移動できる。レチクルブラインド１４６は、ロッド１３０の射出面１３４から射出された光束の一部を遮り、光束の断面を所望する大きさに変更する。断面が変更された光束は、上述したレチクル１４２に照射される。
【００６２】
＜投影レンズ１５０＞
上述したレチクル１４２の下方には、投影レンズ１５０が設けられている。投影レンズ１５０は、入射面１５２と射出面１５４とを有し、入射面１５２が上側に位置し、射出面１５４が下側に位置するように、支持部材（図示せず）に支持されて設けられている。
【００６３】
投影レンズ１５０の入射面１５２には、レチクル１４２を透過した光束が入射する。投影レンズ１５０は、少なくとも１つ以上の各種のレンズから構成され、投影レンズ１５０の内部で、これらのレンズによって、入射面１５２に入射した光束の断面の大きさが所望する大きさになるように変換され、変換された光束が射出面１５４から射出される。このようにすることで、後述するレチクル１４２のパターン形成面１４４に形成されたパターンの像の大きさを投影レンズ１５０によって変え、そのパターンの像を後述する露光基板１５６に投影し、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６上に所望する大きさで転写することができる。なお、投影レンズ１５０は、等倍投影光学系からなるものが好ましい。
【００６４】
＜＜アライメント光学系１６０＞＞
アライメント光学系１６０は、後述する露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ又は１５６ｃ）や、基準基板１５８（１５８ａ又は１５８ｂ）に形成された基板基準マークを撮影して、基板基準マークの位置を決定するための光学系である。アライメント光学系１６０は、可動ステージ（図示せず）に載せられて、退避位置と測定位置とに位置づけられる。この退避位置と測定位置とについては、後述する。
【００６５】
また、アライメント光学系１６０は、後述する基板載置ステージ１７０のテーブル１７７に形成されたテーブル基準マーク１７９を撮影して、テーブル基準マークの位置を決定するときにも用いられる。
【００６６】
アライメント光学系１６０は、２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂを含む。顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂの各々は、ＣＣＤカメラ等の撮像素子（図示せず）を含み、基板基準マークや、テーブル基準マークを撮影することができる。顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂの撮像素子には、画像処理装置１６４が電気的に接続されている。画像処理装置１６４は、顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂが撮影した像を画像データとして取り込み、画像データを加工等して、基板基準マークの像や、テーブル基準マークの像を抽出し、基板基準マークの位置や、テーブル基準マークの位置を決定し記憶する。
【００６７】
なお、図１に示した例では、アライメント光学系１６０は、１つのみであり、投影レンズ１５０の下方左側に配置されているが、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂとして、２つの光学系を設けてもよい。この場合には、アライメント光学系１６０ａを、アライメント光学系１６０と同様に、投影レンズ１５０の下方左側に配置し、アライメント光学系１６０ｂを投影レンズ１５０の下方右側に配置する（図示せず）。アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂの各々は、アライメント光学系１６０と同様の構成であり、各々が２つの顕微鏡を有し、基板基準マークや、テーブル基準マークを撮影することができる。また、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂの各々には、画像処理装置１６４が電気的に接続されており、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂの各々によって撮影された像を処理することができる。このように２つのアライメント光学系を用いた場合には、後述するように、処理を迅速化することができる。
【００６８】
＜＜基板載置ステージ１７０＞＞
図１に示すように、投影レンズ１５０の下方には、基板載置ステージ１７０が設けられている。基板載置ステージ１７０は、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４と、Ｚ方向移動用ステージ１７６と、からなる。なお、図１では、図面の右向きが＋Ｘ方向を示し、図面の奥行き方向が＋Ｙ方向を示し、図面の上方向が、＋Ｚ方向を示す。Ｚ方向移動用ステージ１７６の上面には、露光基板１５６を水平に載置するためのテーブル１７７（図示せず）が形成されている。
【００６９】
なお、テーブル１７７の上面の一部には、上述したレチクル１４２に形成されているレチクル基準マーク（図示せず）との位置合わせをするためのテーブル基準マーク１７９（図示せず）が形成されている。レチクル基準マークは、レチクル１４２の基準位置を示すための基準マークである。このレチクル基準マークをテーブル１７７に投影したときの像（以下、レチクル基準マークの像と称する。）の位置と、テーブル基準マーク１７９との位置とが一致したときのテーブル基準マーク１７９を、アライメント光学系１６０で撮影して、テーブル基準マーク１７９の位置を記憶させておく。レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に投影するときには、記憶させたテーブル基準マーク１７９の位置と、基板基準マークの位置とが一致するようにすることで、レチクル１４２に形成されたパターンを、露光基板１５６の所望する露光領域に投影することができる。
【００７０】
＜Ｘ方向移動用ステージ１７２、Ｙ方向移動用ステージ１７４＞
図２（ａ）は、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との詳細を示す正面図であり、図２（ｂ）は、Ｘ方向移動用ステージ１７２の詳細を示す正面図である。なお、図２（ａ）及び（ｂ）では、図面の右向きが＋Ｘ方向を示し、図面の上方向が、＋Ｙ方向を示す。
【００７１】
基板載置ステージ１７０は、長尺な形状の定盤１７８ａと１７８ｂとを有する。定盤１７８ａと１７８ｂとの各々は、所定の台（図示せず）に固定されている。
【００７２】
定盤１７８ａには、リニアモータ固定子１８０ａとリニアエンコーダ固定子１８２ａとが、設けられている。リニアモータ固定子１８０ａとリニアエンコーダ固定子１８２ａとは、長尺な形状を有する。リニアモータ固定子１８０ａとリニアエンコーダ固定子１８２ａとは、互いに平行になるように、かつ、定盤１７８ａの長手方向に沿うように、定盤１７８ａに設けられている。
【００７３】
定盤１７８ｂにも、リニアモータ固定子１８０ｂとリニアエンコーダ固定子１８２ｂとが、設けられている。リニアモータ固定子１８０ｂとリニアエンコーダ固定子１８２ｂとは、長尺な形状を有する。リニアモータ固定子１８０ｂとリニアエンコーダ固定子１８２ｂとは、互いに平行になるように、かつ、定盤１７８ｂの長手方向に沿うように、定盤１７８ｂに設けられている。
【００７４】
また、定盤１７８ａには、リニアモータ固定子１８０ａとリニアエンコーダ固定子１８２ａとの間に、長尺な形状のリニアガイド１８８ａが設けられている。定盤１７８ｂには、リニアモータ固定子１８０ｂとリニアエンコーダ固定子１８２ｂとの間に、長尺な形状のリニアガイド１８８ｂが設けられている。
【００７５】
Ｙ方向移動用ステージ１７４の下面の左側には、リニアモータ可動子１８４ａが、リニアモータ固定子１８０ａに対応するように設けられている。また、Ｙ方向移動用ステージ１７４の下面の右側には、リニアモータ可動子１８４ｂが、リニアモータ固定子１８０ｂに対応するように設けられている。リニアモータ可動子１８４ａや１８４ｂに電流を供給することによって、リニアモータ可動子１８４ａは、リニアガイド１８８ａに案内されつつ、リニアモータ固定子１８０ａに沿って移動し、リニアモータ可動子１８４ｂは、リニアガイド１８８ｂに案内されつつ、リニアモータ固定子１８０ｂに沿って移動し、その結果、Ｙ方向移動用ステージ１７４を±Ｙ方向の所望する位置に移動させることができる。
【００７６】
Ｙ方向移動用ステージ１７４の下面の左側には、リニアエンコーダ可動子１８６ａも、リニアエンコーダ固定子１８２ａに対応するように設けられている。リニアエンコーダ可動子１８６ａからは、リニアエンコーダ固定子１８２ａに対するリニアエンコーダ可動子１８６ａの位置を示す信号が発せられる。
【００７７】
また、Ｙ方向移動用ステージ１７４の下面の右側には、リニアエンコーダ可動子１８６ｂも、リニアエンコーダ固定子１８２ｂに対応するように設けられている。リニアエンコーダ可動子１８６ｂからは、リニアエンコーダ固定子１８２ｂに対するリニアエンコーダ可動子１８６ｂの位置を示す信号が発せられる。
【００７８】
Ｙ方向移動用ステージ１７４には、制御装置１９９が接続されている。制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１８６ａから発せられる信号と、リニアエンコーダ可動子１８６ｂから発せられる信号とを受信することによって、Ｙ方向移動用ステージ１７４のＹ方向の位置や移動距離を得ることができる。Ｙ方向移動用ステージ１７４を±Ｙ方向に移動させるときには、制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１８６ａから発せられる信号と、リニアエンコーダ可動子１８６ｂから発せられる信号とを受信して、リニアエンコーダ可動子１８６ａと１８６ｂとの位置に基づいて、リニアモータ可動子１８４ａや１８４ｂに供給する電流の制御をする。
【００７９】
また、リニアエンコーダ可動子１８６ａと１８６ｂとを同じ方向に移動させることによって、Ｙ方向移動用ステージ１７４を±Ｙ方向に並進移動させることができる。また、リニアエンコーダ可動子１８６ａと１８６ｂとを異なる距離移動させたり、反対方向に移動させたりすることによって、Ｙ方向移動用ステージ１７４を時計回り又は反時計回りにある程度回転させることもできる。
【００８０】
図２（ｂ）は、Ｘ方向移動用ステージ１７２の詳細を示す正面図である。
図２（ｂ）に示すように、Ｙ方向移動用ステージ１７４の上部には、リニアモータ固定子１９０とリニアエンコーダ固定子１９２とが、設けられている。リニアモータ固定子１９０とリニアエンコーダ固定子１９２とは、長尺な形状を有する。リニアモータ固定子１９０とリニアエンコーダ固定子１９２とは、互いに平行になるように、かつ、Ｙ方向移動用ステージ１７４の長手方向に沿うように、Ｙ方向移動用ステージ１７４に設けられている。Ｙ方向移動用ステージ１７４には、リニアモータ固定子１９０とリニアエンコーダ固定子１９２との間に、長尺な形状のリニアガイド１９４が設けられている。
【００８１】
Ｘ方向移動用ステージ１７２の下面には、リニアモータ可動子１９６が、リニアモータ固定子１９０に対応するように設けられている。リニアモータ可動子１９６に電流を供給することによって、リニアモータ可動子１９６は、リニアガイド１９４に案内されつつ、リニアモータ固定子１９０に沿って移動し、その結果、Ｘ方向移動用ステージ１７２を±Ｘ方向の所望する位置に移動させることができる。
【００８２】
Ｘ方向移動用ステージ１７２の下面には、リニアエンコーダ可動子１９８も、リニアエンコーダ固定子１９２に対応するように設けられている。リニアエンコーダ可動子１９８からは、リニアエンコーダ固定子１９２に対するリニアエンコーダ可動子１９８の位置を示す信号が発せられる。
【００８３】
Ｘ方向移動用ステージ１７２にも、制御装置１９９が接続されている。制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１９８から発せられる信号を受信することによって、Ｘ方向移動用ステージ１７２の位置や移動距離を得ることができる。なお、上述したように、Ｙ方向移動用ステージ１７４を時計回り又は反時計回りにある程度回転させることもできるので、リニアエンコーダ可動子１９８から発せられる信号は、Ｙ方向移動用ステージ１７４の長手方向に沿ったＸ方向移動用ステージ１７２の位置を示す。Ｘ方向移動用ステージ１７２を、Ｙ方向移動用ステージ１７４の長手方向に沿った方向に移動させるときには、制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１９８から発せられる信号を受信して、リニアエンコーダ可動子１９８の位置に基づいて、リニアモータ可動子１９６に供給する電流の制御をする。
【００８４】
上述したリニアエンコーダ可動子１８６ａ及び１８６ｂから発せられる信号は、Ｙ方向移動用ステージ１７４のホームポジションを原点として、定盤１７８ａや１７８ｂに固定された座標系におけるＹ方向移動用ステージ１７４のＹ方向の位置を示す。また、リニアエンコーダ可動子１９８から発せられる信号は、Ｘ方向移動用ステージ１７２のホームポジションを原点として、Ｙ方向移動用ステージ１７４に固定された座標系におけるＸ方向移動用ステージ１７２の位置を示し、この位置は、Ｙ方向移動用ステージ１７４の長手方向に沿った位置である。上述したように、Ｘ方向移動用ステージ１７２は、Ｙ方向移動用ステージ１７４の上部に設けられているので、制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１８６ａ及び１８６ｂから発せられる信号をも得ることによって、Ｘ方向移動用ステージ１７２の位置を、定盤１７８ａや１７８ｂに固定された座標系における位置に変換することができる。
【００８５】
このようにすることで、制御装置１９９は、リニアエンコーダ可動子１８６ａから発せられる信号と、リニアエンコーダ可動子１８６ｂから発せられる信号と、リニアエンコーダ可動子１９８から発せられる信号とを受信することによって、定盤１７８ａや１７８ｂに固定された座標系におけるＹ方向移動用ステージ１７４のＹ方向の位置や回転位置を得ることができ、定盤１７８ａや１７８ｂに固定された座標系におけるＸ方向移動用ステージ１７２のＸ方向の位置を得ることができる。
【００８６】
＜Ｚ方向移動用ステージ１７６＞
図３は、Ｚ方向移動用ステージ１７６の詳細を示す側面図である。なお、図３では、図面の左向きが＋Ｙ方向を示し、図面の奥行き方向が＋Ｘ方向を示す。図３（ａ）は、Ｙ方向移動用ステージ１７４を−Ｙ方向の最端部に位置づけたときのもので、図３（ｂ）は、Ｙ方向移動用ステージ１７４を＋Ｙ方向の最端部に位置づけたときのものである。
【００８７】
Ｘ方向移動用ステージ１７２の上部には、Ｚ方向移動用ステージ１７６が設けられている。上述したように、Ｚ方向移動用ステージ１７６の上面には、露光基板１５６を載置するためのテーブル１７７が形成されている。Ｚ方向移動用ステージ１７６は、±Ｚ方向に並進移動させるだけでなく、Ｚ方向移動用ステージ１７６を水平に対して傾斜させるためのチルト駆動モータ（図示せず）を有する。チルト駆動モータを制御することによって、このＺ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７を水平に対して所望の角度だけ傾斜させることができる。
【００８８】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、Ｚ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７には、露光基板１５６が載置される。上述したチルト機構によって、Ｚ方向移動用ステージ１７６を傾斜させることにより、Ｚ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７に載置された露光基板１５６を、所望する角度だけ水平に対して傾斜させることができる。
【００８９】
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、下方に向かう白抜きの矢印は、投影レンズ１５０（図示せず）の射出面１５４から射出された光束を示す。投影レンズ１５０の射出面１５４から射出された光束は、露光基板１５６に照射される。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す矢印の範囲が、光源１１０から発せられた光束によって、露光される露光領域Ａを示す。
【００９０】
Ｚ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７は、平坦に加工されるのが好ましいが、テーブル１７７に載置する露光基板１５６の大きさによっては、テーブル１７７を大きくせざるを得ない場合がある。このような場合には、テーブル１７７の平坦性を良くして加工しても、テーブル１７７に湾曲、いわゆるうねりが生ずる場合もある。
【００９１】
このように、Ｚ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７が、湾曲して形成されている場合に、テーブル１７７に露光基板１５６を載置したときには、露光基板１５６は、湾曲したテーブル１７７に沿って撓むことになる。このように、露光基板１５６が撓んで、テーブル１７７に載置された場合には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、露光基板１５６のうちの露光領域Ａが水平となるように、上述したＺ方向移動用ステージ１７６のチルト駆動モータを制御することによって、テーブル１７７を水平方向に対して傾ける。
【００９２】
なお、チルト駆動モータの制御は、クローズド制御とオープン制御とのうちのいずれによって行ってもよい。クローズド制御は、Ｚ方向移動用ステージ１７６にチルト量計測センサー（図示せず）を設けて、チルト量計測センサーによって計測されたチルト量に基づいて、チルト駆動モータの制御をする。一方、オープン制御は、予め、Ｚ方向移動用ステージ１７６のテーブル１７７に生じている湾曲の程度を測定して、その結果を記憶しておき、露光の際に、記憶させておいた湾曲の程度を読み出して、チルト駆動モータの制御をして、テーブル１７７の傾きを定める。
【００９３】
上述したように、Ｚ方向移動用ステージ１７６の上面に、露光基板１５６を載置するためのテーブル１７７が形成されており、Ｚ方向移動用ステージ１７６は、Ｘ方向移動用ステージ１７２の上部に設けられている。したがって、上述したＸ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７を所望するＸ方向の位置及びＹ方向の位置に位置づけることができる。
【００９４】
＜アッベ誤差の発生＞
上述したように、Ｚ方向移動用ステージ１７６を傾斜させることによって、露光される露光領域Ａを水平に保つことができるが、Ｚ方向移動用ステージ１７６を傾斜させた場合には、Ｚ方向移動用ステージ１７６の傾斜の程度に応じて、Ｚ方向移動用ステージ１７６の水平の基準位置と、露光基板１５６の表面との間の距離（図３に示したΔＺ）が変化する。このため、この距離ΔＺに応じて、アッベ誤差が生ずる場合がある。このアッベ誤差が生じた場合には、水平方向の位置の測定誤差が生ずる。
【００９５】
また、テーブル１７７に載置する露光基板１５６の大きさによっては、上述したＸ方向移動用ステージ１７２やＹ方向移動用ステージ１７４の移動距離も長くせざるを得ない場合がある。このため、Ｘ方向移動用ステージ１７２のリニアガイド１９４や、Ｙ方向移動用ステージ１７４のリニアガイド１８８ａ及び１８８ｂの水平方向の長さを長くする必要があり、リニアガイド１９４や、リニアガイド１８８ａ又は１８８ｂに、Ｚ方向の湾曲が生じやすくなる。リニアガイド１９４や、リニアガイド１８８ａ又は１８８ｂに、Ｚ方向の湾曲が生じた場合にも、Ｚ方向の湾曲の程度によって、アッベ誤差が生じ、水平方向の位置の測定誤差が生ずる。
【００９６】
＜＜露光基板１５６ａ及び１５６ｂ＞＞
図４は、露光基板１５６ａ及び１５６ｂの例を示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）の各々に示す例では、外側の長方形が、露光基板１５６ａや１５６ｂの外形の輪郭を示す線である。また、外側の長方形の内側に示した横方向の４個と縦方向の３個との合計１２個の正方形（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々が、１つの露光領域を示す。この１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に、レチクル１４２に形成されたパターンが転写される。なお、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々の輪郭を示す正方形の線は、露光領域を明示するためのものであり、仮想的な線である。
【００９７】
この露光基板１５６ａや１５６ｂが、テーブル１７７に載置されるときには、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、露光基板１５６ａや１５６ｂの縦方向が、基板載置ステージ１７０のＸ方向になるように、露光基板１５６ａや１５６ｂの横方向が、基板載置ステージ１７０のＸ方向になるようにする。
【００９８】
以下では、露光基板１５６ａと露光基板１５６ｂとを、特に区別する必要がないときには、単に露光基板１５６と称する。
【００９９】
図４（ａ）は、露光領域の各々に２つの基準マークが形成されている露光基板１５６ａの例を示し、図４（ｂ）は、露光領域の各々に４つの基準マークが形成されている露光基板１５６ｂの例を示す。
【０１００】
上述したように、図４（ａ）は、１２個の露光領域（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々に２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が形成されている露光基板１５６ａを示す。この図４（ａ）に示した例では、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が、露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、正方形の露光領域の４辺のうちの互いに向かい合う辺の各々の中点の近傍に形成されている。なお、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が形成される位置は、このような位置には限られず、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２がなるべく離隔するように、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２を形成するのがよい。なるべく離隔するように形成することで、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置を測定する精度を高めることができる。
【０１０１】
図４（ａ）に示した例では、１枚の露光基板１５６ａには、１２個の露光領域（ＥＲ１〜ＥＲ１２）があり、その各々に、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２とが形成されており、１枚の露光基板１５６ａには、合計で、２４個の基準マークが形成されている。
【０１０２】
レチクル１４２に形成されたパターンを、この露光基板１５６ａに転写するときには、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との各々に対応するように２つのレチクル基準マークが形成されたレチクルを用いる。
【０１０３】
上述したように、図４（ｂ）は、１２個の露光領域（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々に４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４が形成されている露光基板１５６ｂを示す。この図４（ｂ）に示した例では、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４が、露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、正方形の露光領域の４隅の各々の近傍に形成されている。なお、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４を形成する位置も、このような位置には限られず、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４がなるべく離隔するように、形成すればよい。なるべく離隔するように配置することによって、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を測定する精度を高めることができる。
【０１０４】
図４（ｂ）に示した例では、１枚の露光基板１５６ｂには、１２個の露光領域（ＥＲ１〜ＥＲ１２）があり、その各々に、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４が形成されており、１枚の露光基板１５６ｂには、合計で、４８個の基準マークが形成されている。
【０１０５】
レチクル１４２に形成されたパターンを、この露光基板１５６ｂに転写するときには、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の各々に対応するように４つのレチクル基準マークが形成されたレチクルを用いる。
【０１０６】
＜基準マークの位置の変位＞
上述した露光基板１５６ａに形成されている基準マークＲＭ１及びＲＭ２や、露光基板１５６ｂに形成されている基準マークＲＭ１〜ＲＭ４は、本来、所望する位置に位置するように形成される。しかし、これらの基準マークは、レーザ光で露光基板１５６の表面を溶融することによって形成されたり、ドリル等によって機械的に加工することで形成されたりする。このような基準マークの形成方法の精度によっては、基準マークは、本来予定していた設計上の位置から変位した位置に形成される場合がある。
【０１０７】
また、熱が露光基板１５６に加えられたり、搬送の途中で露光基板１５６に力が加えられたりして、露光基板１５６が、全体的に又は一部的に変形する場合もある。このような場合には、本来予定していた設計上の位置とは異なる位置に、基準マークが位置することになる。
【０１０８】
さらに、上述したように、Ｘ方向移動用ステージ１７２や、Ｙ方向移動用ステージ１７４や、Ｚ方向移動用ステージ１７６の構造によっては、アッベ誤差が生ずる場合もある。
【０１０９】
このように、基準マークが、本来予定していた設計上の位置から変位した位置となったり、アッベ誤差が生じた場合に、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に的確に転写するためには、Ｘ方向移動用ステージ１７２や、Ｙ方向移動用ステージ１７４や、Ｚ方向移動用ステージ１７６を位置決めするときに、基準マークの誤差を考慮して位置決めする必要がある。この位置決めについては後述する。
【０１１０】
なお、本明細書においては、基準マークが、本来予定していた設計上の位置から変位した位置に位置することも、基準マークの位置に誤差が生じたと称する。
【０１１１】
＜＜＜レチクル１４２に形成されたパターンの転写の手順＞＞＞
上述したように、光源１１０から発せられた露光光によって、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写する。本実施の形態では、露光基板１５６には複数の露光領域があり、複数の露光領域の各々にレチクル１４２に形成されたパターンを順次転写するものとする。
【０１１２】
レチクル１４２に形成されたパターンを転写する前準備として、上述したように、レチクル基準マークの像の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とを一致させる必要がある。テーブル１７７の上面の一部には、レチクル１４２に形成されているレチクル基準マークとの位置合わせをするためのテーブル基準マーク１７９が形成されている。レチクル基準マークの像の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とが一致するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを駆動し、テーブル１７７を移動させる。レチクル基準マークの像の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とが一致したときのテーブル基準マーク１７９を、アライメント光学系１６０で撮影して、テーブル基準マーク１７９の位置を記憶させておく。
【０１１３】
レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写するときには、まず、所望する露光領域の基準マークの位置が、上述した前準備で記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを移動させる。
【０１１４】
例えば、図４（ａ）に示した露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１にレチクル１４２に形成されたパターンを転写するときには、露光領域ＥＲ１に形成された基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置が、上述した処理で記憶されたテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを移動させる。なお、上述したように、露光基板１５６ａにパターンを転写するときには、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との各々に対応するように、２つのレチクル基準マークが形成されたレチクルをレチクル１４２として用いる。
【０１１５】
また、同様に、例えば、図４（ｂ）に示した露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ６にレチクル１４２に形成されたパターンを転写するときには、露光領域ＥＲ６に形成された基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、上述した処理で記憶されたテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを移動させる。この場合も、上述したように、露光基板１５６ｂにパターンを転写するときには、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４との各々に対応するように、４つのレチクル基準マークが形成されたレチクルをレチクル１４２として用いる。
【０１１６】
所望する露光領域の基準マークの位置が、記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを移動させて、その位置で、光源１１０から露光光を発して、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写する。
【０１１７】
このように、所望する露光領域の基準マークの位置と、記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置とを一致させて、光源１１０から露光光を発する手順を繰り返し行うことで、レチクル１４２に形成されたパターンを複数の露光領域の各々に順次転写していくことができる。
【０１１８】
しかしながら、上述した基準マークの位置に誤差が生じている場合には、上述したＸ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを、生じた誤差に応じて位置づける必要がある。
【０１１９】
＜＜＜アライメントの方式＞＞＞
Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを、誤差に応じて位置づける方式には、ダイバイダイ方式とグローバル方式とがある。ダイバイダイ方式は、複数の露光領域の各々について、基準マークの位置の誤差を算出し、その誤差に応じてＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との位置を補正して位置づけて、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写していくものである。一方、グローバル方式は、露光基板１５６の全体にわたる誤差を予め算出しておくものである。まず、露光基板１５６の全体にわたる誤差を算出し、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける位置を、測定した誤差に基づいて補正して、補正した位置を記憶させておく。レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写するときには、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを、補正した位置に位置づけて、順次パターンを露光基板１５６に転写する。
【０１２０】
＜＜ダイバイダイ方式＞＞
ダイバイダイ方式は、上述したように、露光基板１５６の複数の露光領域毎に、基準マークの位置を上述したアライメント光学系１６０で測定し、その測定結果に応じて基板載置ステージ１７０の位置を補正して、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写する方式である。
【０１２１】
上述したように、このダイバイダイ方式は、アライメント光学系１６０によって基準マークの位置を測定し、その測定結果に応じて基板載置ステージ１７０の位置を補正し、その位置が適切であるか否かを確認する。Ｘ方向移動用ステージ１７２の位置と、Ｙ方向移動用ステージ１７４の位置を決定するための干渉計を用いることなく、基板載置ステージ１７０を的確に位置決めできるので、投影露光装置１００を安価にすることができる。
【０１２２】
ダイバイダイ方式について、さらに詳述する。
なお、以下に説明するダイバイダイ方式による手順の第１の態様〜第３の態様では、上述した前準備を行って、レチクル基準マークの像の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とを一致させたときのテーブル基準マーク１７９の位置は、予め記憶されているものとする。
【０１２３】
＜ダイバイダイ方式による手順の第１の態様＞
この第１の態様は、上述した露光基板１５６ａの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々にレチクル１４２に形成されたパターンを転写するためのものである。上述したように、露光基板１５６ａの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々には、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が形成されている。この第１の態様では、アライメント光学系１６０を用いて、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置を決定する。上述したように、このアライメント光学系１６０は、２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂを含む。顕微鏡１６２ａで、露光基板１５６ａの基準マークＲＭ１を検出し、顕微鏡１６２ｂで、露光基板１５６ａの基準マークＲＭ２を検出する。
【０１２４】
２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂの各々は、ＣＣＤカメラ等の撮像素子（図示せず）を含み、基準マークＲＭ１又はＲＭ２を含む露光基板１５６ａの表面を撮像素子で撮影して、その撮影した画像から基準マークＲＭ１又はＲＭ２の像を抽出することによって、基準マークＲＭ１又はＲＭ２の位置を決定する。
【０１２５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、この第１の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ａへの露光との手順を示す図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示した例では、露光基板１５６ａの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２のうちＥＲ１を代表的に示した。また、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示した例では、図面の上方向が、＋Ｘ方向であり、図面の左方向が、＋Ｙ方向である。さらに、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示した例では、大きい円が、投影レンズ１５０から射出された光束を照射することができる照射可能範囲ＥＡを示す。
【０１２６】
図５（ａ）は、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１を、照射可能範囲ＥＡに位置づけたときの状態を示す。なお、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に形成されている２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の設計上の位置は、予め記憶されており、この値に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけることができる。
【０１２７】
この図５（ａ）の状態では、アライメント光学系１６０は、退避位置に位置する。なお、このアライメント光学系１６０の退避位置は、図１に示すように、アライメント光学系１６０が、露光基板１５６ａへの露光や種々の作業等の障害とならないようにするために、アライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させた位置である。例えば、アライメント光学系１６０の退避位置は、光源１１０から露光光を発して、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６ａに転写したりするときに、アライメント光学系１６０を位置づける位置である。このアライメント光学系１６０の退避位置は、アライメント光学系１６０のホームポジションにするのが好ましい。なお、図５（ａ）では、簡略化するために、露光領域ＥＲ１から退避した位置にアライメント光学系１６０を位置づけている状態を示したが、上述したように、実際には、この位置は、基板載置ステージ１７０からアライメント光学系１６０を退避させた位置である。
【０１２８】
アライメント光学系１６０は、Ｘ方向アライメント移動用ステージ（図示せず）を含む。Ｘ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図５（ａ）又は図５（ｃ）の白抜きの矢印ＡＸ１又はＡＸ２で示すように、アライメント光学系１６０を±Ｘ方向に移動させることができる。
【０１２９】
図５（ｂ）は、アライメント光学系１６０を測定位置に移動させて位置づけたときの状態を示す。上述したように、アライメント光学系１６０は、Ｘ方向アライメント移動用ステージを含み、このＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図５（ａ）の白抜きの矢印ＡＸ１に示すように、アライメント光学系１６０を＋Ｘ方向に移動させて、測定位置に位置づけることができる。
【０１３０】
この測定位置は、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影するときにアライメント光学系１６０を位置づける位置である。このアライメント光学系１６０の測定位置は、一定の位置であることを保障できればよく、位置検出装置を用いて、測定位置に位置するときのアライメント光学系１６０の位置を決定する必要はない。すなわち、アライメント光学系１６０を、上述した退避位置から、基準マークＲＭ１やＲＭ２を撮影できる測定位置に位置づけたときに、その測定位置が、常に一定の位置となるようにできればよい。
【０１３１】
アライメント光学系１６０を退避位置から測定位置に移動させるには、以下のようにすればよい。まず、例えば、上述したアライメント光学系１６０の退避位置を、Ｘ方向アライメント移動用ステージのホームポジションとした場合に、その退避位置から測定位置までの距離に応じたパルス信号の数を、Ｘ方向アライメント移動用ステージのモータを制御するための制御手段に予め記憶させておく。次に、アライメント光学系１６０を退避位置から測定位置へ位置づけるときには、その記憶させたパルス信号の数だけ、パルス信号を制御手段からモータへ供給することで、Ｘ方向アライメント移動用ステージのホームポジションから一定の測定位置へ、アライメント光学系１６０を常に位置づけることができる。
【０１３２】
図５（ｂ）に示したように、アライメント光学系１６０を測定位置に移動させて位置づけて、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影する。撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）に記憶させ、画像処理手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の像を抽出し、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とを算出する。なお、このときの、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とは、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。
【０１３３】
このようにして得られた基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）とＹ方向の位置（Ｙ座標）である。この基準マークＲＭ１のＸ座標及びＹ座標と、基準マークＲＭ２のＸ座標及びＹ座標とを得ることで、後述するように、露光領域ＥＲ１のＸオフセットと、Ｙオフセットと、ローテーションと、Ｘ方向の倍率との４つの情報が得られる。なお、これらの４つの情報については、後述する。
【０１３４】
得られた基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とが、前準備によって予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するか否かを判断する。上述したように、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置は、レチクル１４２に形成されているレチクル基準マークの像の位置である。基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とが、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致していないと判別したときには、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とが、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１を位置づける。このようにすることで、基準マークＲＭ１の位置及び基準マークＲＭ２の位置が、レチクル１４２に形成されている基準マークの位置と対応するように、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１を位置づけることができる。なお、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とから得られたＸ方向の倍率が１でない場合には、Ｘ方向の倍率が１となるように、投影レンズ１５０の倍率を変更する制御も同時に行う。
【０１３５】
図５（ｃ）は、アライメント光学系１６０を再び退避位置に移動させて位置づけたときの状態を示す。上述したＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図５（ｃ）の白抜きの矢印ＡＸ２に示すように、アライメント光学系１６０を−Ｘ方向に移動させて、退避位置に位置づけることができる。なお、この退避位置は、上述したものと同じで、アライメント光学系１６０が、露光基板１５６ａへの露光や種々の作業等の障害とならないようにするために、アライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させた位置である。
【０１３６】
このようにアライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させた後、光源１１０から露光光を発し、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ１に転写する。
【０１３７】
次に、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけて、図５（ａ）に示した状態にして、上述した手順を同様に行い、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ２に転写する。このようにして、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全てについて、順次、レチクル１４２に形成されたパターンを転写していくことができる。
＜ダイバイダイ方式による手順の第２の態様＞
この第２の態様は、上述した露光基板１５６ｂの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々にレチクル１４２に形成されたパターンを転写するものである。上述したように、露光基板１５６ａの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々には、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４が形成されている。この第２の態様では、アライメント光学系１６０を用いて、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を決定する。この第２の態様におけるアライメント光学系１６０は、第１の態様と同様に、２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂを含む。顕微鏡１６２ａで、露光基板１５６ｂの基準マークＲＭ１又はＲＭ３を検出し、顕微鏡１６２ｂで、露光基板１５６ｂの基準マークＲＭ２又はＲＭ４を検出する。アライメント光学系１６０の構成と機能とは、第１の態様と同様であるので、この第２の態様では、説明を省く。
【０１３８】
２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂの各々は、ＣＣＤカメラ等の撮像素子（図示せず）を含み、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４を含む露光基板１５６ｂの表面を撮像素子で撮影して、その撮影した画像から基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の像を抽出することによって、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を決定する。
【０１３９】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、この第２の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ａへの露光との手順を示す図である。なお、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示した例では、露光基板１５６ｂの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２のうちＥＲ１を代表的に示した。また、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示した例では、図面の上方向が、＋Ｘ方向であり、図面の左方向が、＋Ｙ方向である。さらに、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示した例でも、大きい円が、投影レンズ１５０から射出された光束を照射することができる照射可能範囲ＥＡを示す。
【０１４０】
図６（ａ）は、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１を、照射可能範囲ＥＡに位置づけたときの状態を示す。なお、第１の態様と同様に、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に形成されている４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の設計上の位置は、予め記憶されており、この値に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけることができる。
【０１４１】
この図６（ａ）の状態では、アライメント光学系１６０は、退避位置に位置する。なお、この退避位置も第１の態様と同様である。
【０１４２】
図６（ｂ）は、アライメント光学系１６０を測定位置に移動させて位置づけるとともに、露光基板１５６ｂを進出位置に移動させたときの状態を示す。
【０１４３】
第１の態様と同様に、アライメント光学系１６０は、Ｘ方向アライメント移動用ステージを含み、このＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図６（ａ）の白抜きの矢印ＡＸ１に示すように、アライメント光学系１６０を＋Ｘ方向に移動させて、測定位置に位置づけることができる。この測定位置は、第１の態様のものとは異なる位置であるが（図５（ｂ）参照）、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１又はＲＭ３を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２又はＲＭ４を撮影できる一定の位置であることを保障できればよい。
【０１４４】
一方、上述したＸ方向移動用ステージ１７２を駆動することによって、図６（ａ）の黒い矢印ＡＸ３に示すように、Ｘ方向移動用ステージ１７２を−Ｘ方向に移動させて、元の位置から進出位置に位置づけることができる。なお、Ｘ方向移動用ステージ１７２の元の位置は、図６（ａ）、図６（ｃ）又は図６（ｄ）に示す位置である。元の位置から進出位置への移動は、以下のようにすればよい。まず、Ｘ方向移動用ステージ１７２の元の位置から進出位置までの距離に応じたパルス信号の数を、Ｘ方向移動用ステージ１７２のモータを制御するための制御手段に予め記憶させておく。次に、Ｘ方向移動用ステージ１７２を元の位置から進出位置へ位置づけるときには、その記憶させたパルス信号の数だけ、パルス信号を制御手段からモータへ供給することで、Ｘ方向移動用ステージ１７２の元の位置から進出位置へ、Ｘ方向移動用ステージ１７２を位置づけることができる。
【０１４５】
アライメント光学系１６０を測定位置に移動させ、Ｘ方向移動用ステージ１７２を進出位置に移動させることで、図６（ｂ）に示すように、基準マークＲＭ１の全体が、顕微鏡１６２ａの撮像領域内に含まれ、基準マークＲＭ２の全体が、顕微鏡１６２ｂの撮像領域内に含まれるように、アライメント光学系１６０とＸ方向移動用ステージ１７２とが位置づけられる。
【０１４６】
図６（ｂ）に示したように、アライメント光学系１６０を測定位置に位置づけ、Ｘ方向移動用ステージ１７２を進出位置に位置づけて、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影する。撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の像を抽出し、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とを算出する。なお、このときの、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とは、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。
【０１４７】
図６（ｃ）は、アライメント光学系１６０は、測定位置に位置づけたままにし、図６（ｃ）の黒い矢印で示すように、Ｘ方向移動用ステージ１７２を＋Ｘ方向に移動させて、元の位置に戻す。アライメント光学系１６０を、測定位置に位置づけ、Ｘ方向移動用ステージ１７２を元の位置に位置づけることで、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ３を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ４を撮影することができる。この場合も、撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）に記憶させ、画像処理手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マークＲＭ３及びＲＭ４の像を抽出し、基準マークＲＭ３の位置と基準マークＲＭ４の位置とを算出する。なお、このときの、基準マークＲＭ３の位置及び基準マークＲＭ４の位置も、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。
【０１４８】
このようにして得られた４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）とＹ方向の位置（Ｙ座標）である。これらの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を得ることで、露光領域ＥＲ１のＸオフセットと、Ｙオフセットと、ローテーションと、Ｘ方向の倍率と、Ｙ方向の倍率との５つの情報を得ることができる。なお、これらの５つの情報については、後述する。
【０１４９】
得られた基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、前準備によって予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するか否かを判断する。この予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置は、レチクル１４２に形成されているレチクル基準マークの像の位置である。基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致していないと判別したときには、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置とが、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１を位置づける。このようにすることで、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、レチクル１４２に形成されている基準マークの位置と対応するように、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１を位置づけることができる。なお、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置から得られたＸ方向の倍率及びＹ方向の倍率が１でない場合には、Ｘ方向の倍率及びＹ方向の倍率が１となるように、投影レンズ１５０の倍率を変更する制御も同時に行う。
【０１５０】
図６（ｄ）は、アライメント光学系１６０を再び退避位置に移動させて位置づけたときの状態を示す。上述したＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図６（ｄ）の白抜きの矢印ＡＸ２に示すように、アライメント光学系１６０を−Ｘ方向に移動させて、退避位置に位置づけることができる。なお、この退避位置は、上述したものと同じで、アライメント光学系１６０が、露光基板１５６への露光や種々の作業等の障害とならないようにするために、アライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させる位置である。
【０１５１】
このようにアライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させた後、光源１１０から露光光を発し、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ１に転写する。
【０１５２】
次に、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけて、図６（ａ）に示した状態にして、上述した手順を行い、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ１に転写する。このようにして、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全てについて、順次、レチクル１４２に形成されたパターンを転写していくことができる。
【０１５３】
＜ダイバイダイ方式による手順の第３の態様＞
この第３の態様は、上述した露光基板１５６ｂの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々にレチクル１４２に形成されたパターンを転写するものである。上述したように、露光基板１５６ａの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々には、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４が形成されている。この第３の態様では、２つのアライメント光学系１６０ａと１６０ｂとを用いる。顕微鏡１６２ａａで、基準マークＲＭ１を検出し、顕微鏡１６２ａｂで、基準マークＲＭ２を検出し、顕微鏡１６２ｂａで、基準マークＲＭ３を検出し、顕微鏡１６２ｂｂで、基準マークＲＭ４を検出する。アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂの構成と機能とは、第１の態様や第２の態様のアライメント光学系１６０と同様であるので、この第３の態様では、説明を省く。
【０１５４】
４つの顕微鏡１６２ａａ及び１６２ａｂと１６２ｂａ及び１６２ｂｂとの各々は、ＣＣＤカメラ等の撮像素子（図示せず）を含み、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４を含む露光基板１５６ｂの表面を撮像素子で撮影して、その撮影した画像から基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の像を抽出することによって、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を決定する。
【０１５５】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、この第３の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ａへの露光との手順を示す図である。なお、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した例では、露光基板１５６ｂの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２のうちＥＲ１を代表的に示した。また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した例では、図面の上方向が、＋Ｘ方向であり、図面の左方向が、＋Ｙ方向である。さらに、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した例でも、大きい円が、投影レンズ１５０から射出された光束を照射することができる照射可能範囲ＥＡを示す。
【０１５６】
図７（ａ）は、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１を、照射可能範囲ＥＡに位置づけたときの状態を示す。なお、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に形成されている４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の設計上の位置は、予め記憶されており、この値に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけることができる。
【０１５７】
この図７（ａ）の状態では、アライメント光学系１６０ａと１６０ｂとは、退避位置に位置する。この退避位置も第１の態様や第２の態様と同様である。
【０１５８】
図７（ｂ）は、アライメント光学系１６０ａと１６０ｂとの双方を測定位置に移動させて位置づけたときの状態を示す。アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂの各々は、Ｘ方向アライメント移動用ステージを含む。アライメント光学系１６０ａのＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図７（ａ）の白抜きの矢印ＡＸ５に示すように、アライメント光学系１６０ａを−Ｘ方向に移動させて、測定位置に位置づけることができ、また、図７（ａ）の白抜きの矢印ＡＸ６に示すように、アライメント光学系１６０ｂを＋Ｘ方向に移動させて、測定位置に位置づけることができる。
【０１５９】
アライメント光学系１６０ａと１６０ｂとの双方を測定位置に移動させることで、図７（ｂ）に示すように、基準マークＲＭ１の全体が、顕微鏡１６２ａａの撮像領域内に含まれ、基準マークＲＭ２の全体が、顕微鏡１６２ａｂの撮像領域内に含まれ、基準マークＲＭ３の全体が、顕微鏡１６２ｂａの撮像領域内に含まれ、基準マークＲＭ４の全体が、顕微鏡１６２ｂｂの撮像領域内に含まれるように、アライメント光学系１６０ａと１６０ｂとの双方が位置づけられる。
【０１６０】
図７（ｂ）に示したように、アライメント光学系１６０ａを測定位置に移動させて位置づけ、顕微鏡１６２ａａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ａｂで基準マークＲＭ２を撮影する。同様に、アライメント光学系１６０ｂを測定位置に位置づけて、顕微鏡１６２ｂａで基準マークＲＭ３を撮影し、顕微鏡１６２ｂｂで基準マークＲＭ４を撮影する。撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）に記憶させ、画像処理手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の像を抽出し、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置と基準マークＲＭ３の位置と基準マークＲＭ４の位置とを算出する。なお、このときの、これらの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置は、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。
【０１６１】
このようにして得られた４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）とＹ方向の位置（Ｙ座標）である。第３の態様によっても、これらの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を得ることで、露光領域ＥＲ１のＸオフセットと、Ｙオフセットと、ローテーションと、Ｘ方向の倍率と、Ｙ方向の倍率との５つの情報を得ることができる。なお、これらの５つの情報については、後述する。
【０１６２】
得られた基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、前準備によって予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するか否かを判断する。上述したように、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置は、レチクル１４２に形成されているレチクル基準マークの像の位置である。基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致していないと判別したときには、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置とが、予め記憶されているテーブル基準マーク１７９の位置と一致するように、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ１を位置づける。このようにすることで、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置が、レチクル１４２に形成されている基準マークの位置と対応するように、露光基板１５６ａの露光領域ＥＲ１を位置づけることができる。なお、基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置から得られたＸ方向の倍率及びＹ方向の倍率が１でない場合には、Ｘ方向の倍率及びＹ方向の倍率が１となるように、投影レンズ１５０の倍率を変更する制御も同時に行う。
【０１６３】
図７（ｃ）は、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂを再び退避位置に移動させて位置づけたときの状態を示す。アライメント光学系１６０ａのＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図７（ｃ）の白抜きの矢印ＡＸ７に示すように、アライメント光学系１６０ａを＋Ｘ方向に移動させて、退避位置に位置づけることができる。同様に、アライメント光学系１６０ｂのＸ方向アライメント移動用ステージを駆動することによって、図７（ｃ）の白抜きの矢印ＡＸ８に示すように、アライメント光学系１６０ｂを−Ｘ方向に移動させて、退避位置に位置づけることができる。なお、この退避位置は、上述したものと同じで、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂが、露光基板１５６への露光や種々の作業等の障害とならないようにするために、アライメント光学系１６０ａ及び１６０ｂを投影レンズ１５０の下方から退避させる位置である。
【０１６４】
このようにアライメント光学系１６０を投影レンズ１５０の下方から退避させた後、光源１１０から露光光を発し、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ１に転写する。
【０１６５】
次に、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動することによって、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｂの露光領域ＥＲ２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけて、図７（ａ）に示した状態にして、上述した手順を行い、レチクル１４２に形成されたパターンを露光領域ＥＲ１に転写する。このようにして、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全てについて、順次、レチクル１４２に形成されたパターンを転写していくことができる。
【０１６６】
この第３の態様では、露光領域の各々について、４つの基準マークＲＭ１〜ＲＭ４の位置を同時に検出することができるので、検出処理を迅速に進めることができる。
【０１６７】
上述した第２の態様と第３の態様とでは、露光領域の各々について、Ｘ方向の倍率誤差とＹ方向の倍率誤差との双方の情報を得ることができるので、Ｘ方向の倍率誤差とＹ方向の倍率誤差とが別個に生ずるような場合に有効である。
【０１６８】
＜＜グローバル方式＞＞
上述したように、グローバル方式は、予め露光基板１５６の全体にわたる誤差を算出して、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける位置を、測定した誤差に基づいて予め補正し、その補正した位置を記憶させておくことで、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写するときには、Ｘ方向移動用ステージ１７２と、Ｙ方向移動用ステージ１７４とを補正した位置に位置づけて、順次パターンを露光基板１５６に転写するものである。
【０１６９】
＜露光基板１５６ｃ＞
図８は、グローバル方式の場合で用いる露光基板１５６ｃの例を示す。この図８に示した露光基板１５６ｃも、上述した露光基板１５６ａ及び１５６ｂと同様に、外側の長方形が、露光基板１５６ｃの外形の輪郭を示す線である。また、外側の長方形の内側に示した横方向の４個と縦方向の３個との合計１２個の正方形（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々が、１つの露光領域を示す。この１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に、レチクル１４２に形成されたパターンが転写される。なお、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々の輪郭を示す正方形の線は、露光領域を明示するためのものであり、仮想的な線である。
【０１７０】
この露光基板１５６ｃが、テーブル１７７に載置されるときには、図８に示すように、露光基板１５６ｃの縦方向が、基板載置ステージ１７０のＸ方向になるように、露光基板１５６ｃの横方向が、基板載置ステージ１７０のＸ方向になるようにする。
【０１７１】
図８に示した露光基板１５６ｃでは、４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の各々に２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が形成されている。この４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２は、露光基板１５６ｃの四隅に最も近い露光領域である。この図８に示した露光基板１５６ｃを用いるときには、上述したアライメント光学系１６０を用いて、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置を決定する。このアライメント光学系１６０は、２つの顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂを含む。顕微鏡１６２ａで、露光基板１５６ａの基準マークＲＭ１を検出し、顕微鏡１６２ｂで、露光基板１５６ａの基準マークＲＭ２を検出する。このアライメント光学系１６０の構成と機能とは、ダイバイダイ方式による手順の第１の態様と同様のものであるので、ここでは、説明を省く。
【０１７２】
この露光基板１５６ｃに、レチクル１４２に形成されたパターンを転写するときには、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の各々に対応するように２つのレチクル基準マークが形成されたレチクルをレチクル１４２として用いる。
【０１７３】
また、以下に説明するグローバル方式による手順でも、上述した前準備を行って、レチクル基準マークの像の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とを一致させたときのテーブル基準マーク１７９の位置は、予め記憶されているものとする。
【０１７４】
さらに、露光基板１５６ｃの４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の各々に形成されている基準マークＲＭ１の設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ１（ｎ））及び基準マークＲＭ２の設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ２（ｎ））は、予め記憶されており、この値に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、露光基板１５６ｃの４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２を、照射可能範囲ＥＡに位置づけることができる。なお、変数ｎについては、後述する。
【０１７５】
＜基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置の検出＞
図９は、この露光基板１５６ｃを用いたグローバル方式の処理の手順を示すフローチャートである。以下では、この図９のフローチャートを用いて説明する。なお、図９のフローチャートで示した変数ｎは、上述した４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２を示す。ｎ＝１は、露光領域がＥＲ１であることを示し、露光領域ＥＲ１を第１番目の測定露光領域と称する。ｎ＝２は、露光領域がＥＲ４であることを示し、露光領域ＥＲ４を第２番目の測定露光領域と称する。ｎ＝３は、露光領域がＥＲ１２であることを示し、露光領域ＥＲ１２を第３番目の測定露光領域と称する。ｎ＝４は、露光領域がＥＲ９であることを示し、露光領域ＥＲ９を第４番目の測定露光領域と称する。
【０１７６】
まず、アライメント光学系１６０を、退避位置から測定位置に移動させて位置づける（ステップＳ１１）。このアライメント光学系１６０の退避位置や測定位置は、ダイバイダイ方式のものと同様の位置である。退避位置は、アライメント光学系１６０のホームポジションとするのが好ましい。また、測定位置は、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影できる一定の位置であることを保障できる位置であればよい。
【０１７７】
次に、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｃの露光領域ＥＲ１を、第１番目の測定露光領域（ｎ＝１）として、照射可能範囲ＥＡに位置づけるために、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、テーブル１７７を移動させる（ステップＳ１２）。上述したように、４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の各々に形成されている基準マークＲＭ１の設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ１（ｎ））及び基準マークＲＭ２の設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ２（ｎ））が、予め記憶されているので、ステップＳ１２の処理は、この記憶されている設計上の位置に基づいて行うことができる。
【０１７８】
上述したステップＳ１１とＳ１２との処理をすることにより、上述した図５（ｂ）と同様の状態にすることができる。
【０１７９】
次に、アライメント光学系１６０の顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影する（ステップＳ１３）。このようにすることで、露光領域ＥＲ１（第１番目の測定露光領域（ｎ＝１））の基準マークＲＭ１及びＲＭ２を撮影することができる。
【０１８０】
次いで、撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）に記憶させ、画像処理手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の像を抽出し、基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（１），Ｙｍａｒｋ＿１（１））と基準マークＲＭ２（Ｘｍａｒｋ＿２（１），Ｙｍａｒｋ＿２（１））の位置とを算出して、露光領域ＥＲ１の基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置として記憶手段（図示せず）に記憶させる（ステップＳ１４）。このときの基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（１），Ｙｍａｒｋ＿１（１））と基準マークＲＭ２（Ｘｍａｒｋ＿２（１），Ｙｍａｒｋ＿２（１））の位置とも、ダイバイダイ方式のものと同様に、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。このようにして得られた露光領域ＥＲ１の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（１），Ｙｍａｒｋ＿１（１））と基準マークＲＭ２（Ｘｍａｒｋ＿２（１），Ｙｍａｒｋ＿２（１））の位置は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）とＹ方向の位置（Ｙ座標）である。
【０１８１】
上述したステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を実行することによって、露光領域ＥＲ１（第１番目の測定露光領域（ｎ＝１））の基準マークＲＭ１（Ｘｍａｒｋ＿１（１），Ｙｍａｒｋ＿１（１））及びＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（１），Ｙｍａｒｋ＿２（１））を検出して、その位置を記憶させることができる。
【０１８２】
次に、全ての測定露光領域（ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２）の２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２について処理をしたか否かを判断する（ステップＳ１５）。処理をしていないと判別したときには、次の測定露光領域で処理をするため（ステップＳ１６）、上述したステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を再び実行する。このようにすることで、ｎ＝２のときには、露光領域ＥＲ４の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（２），Ｙｍａｒｋ＿１（２））及び基準マークＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（２），Ｙｍａｒｋ＿２（２））を検出して、その位置を記憶させ、ｎ＝３のときには、露光領域ＥＲ１２の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（３），Ｙｍａｒｋ＿１（３））及び基準マークＲＭ２（Ｘｍａｒｋ＿２（３），Ｙｍａｒｋ＿２（３））の位置を決定して、その位置を記憶させ、ｎ＝４のときには、露光領域ＥＲ９の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（４），Ｙｍａｒｋ＿１（４））及び基準マークＲＭ２（Ｘｍａｒｋ＿２（４），Ｙｍａｒｋ＿２（４））の位置を決定して、その位置を記憶させることができる。
【０１８３】
ステップＳ１５で、全ての測定露光領域（ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２）について処理をしたと判別したときには、アライメント光学系１６０を、測定位置から退避位置に移動させて位置づける（ステップＳ１７）。
【０１８４】
上述した処理を実行することで、４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿１（ｎ））と、基準マークＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿２（ｎ））とを検出して、その位置を記憶させることができる。上述したように、ステップＳ１１で、アライメント光学系１６０を、退避位置から測定位置に位置づけた後、全ての露光領域について処理を終えるまで、アライメント光学系１６０を測定位置に位置づけた状態を維持するので、ステップＳ１２で、第ｎ番目の露光領域を照射可能範囲ＥＡに位置づけたときには、図５（ｂ）と同様の状態となり、直ちに、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影することができる。このように、グローバル方式は、アライメント光学系１６０を退避位置と測定位置とに位置づける動作を繰り返す必要がないので、処理に要する時間を短くすることができる。
【０１８５】
なお、上述した例では、露光領域ＥＲ１→ＥＲ４→ＥＲ１４→ＥＲ９の順に、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置を決定した。このようにすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動距離を短くすることができ、処理に要する時間をさらに短くすることができる。
【０１８６】
＜基準マークＲＭ１及びＲＭ２の位置の座標変換＞
上述した処理によって得られた、４つの測定露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の各々の基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿１（ｎ））と、基準マークＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿２（ｎ））との位置は、顕微鏡１６２ａ及び１６２ｂで撮影された画像に固定された座標系における位置である。このため、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との補正した位置を算出するには、定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系に変換する必要がある。以下では、この座標系の変換について説明する。
【０１８７】
図１０は、テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｃの４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９又はＥＲ１４のいずれかの露光領域を、照射可能範囲ＥＡに位置づけ、アライメント光学系１６０を測定位置を位置づけて、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影するときの状態を示す図である。この図１０でも、図面の上方向が、＋Ｘ方向であり、図面の左方向が、＋Ｙ方向である。
【０１８８】
上述したように、露光領域ＥＲ１を第１番目の測定露光領域、露光領域ＥＲ４を第２番目の測定露光領域、露光領域ＥＲ９を第３番目の測定露光領域、露光領域ＥＲ１４を第４番目の測定露光領域と称し、これらのいずれか１つの測定露光領域を示すときには、第ｎ番目の測定露光領域と称する。ここで、ｎは、１〜４のいずれかの値の整数である。
【０１８９】
なお、基準マークＲＭ１は、測定露光領域の左側の辺の略中央に形成され、基準マークＲＭ２は、測定露光領域の右側の辺の略中央に形成されるのが、本来予定している位置であるが、図１０に示した例では、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の双方とも、本来の位置から変位した位置に形成されているものとする。
【０１９０】
図１０に示すように、第ｎ番目の測定露光領域を照射可能範囲ＥＡに位置づけたときのＸ方向移動用ステージ１７２のＸ方向の位置をＸｓｔｇ（ｎ）とし、Ｙ方向移動用ステージ１７４のＹ方向の位置をＹｓｔｇ（ｎ）とする。Ｘｓｔｇ（ｎ）は、Ｘ方向移動用ステージ１７２のホームポジションを原点にし、定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系におけるＸ方向の位置（Ｘ座標）である。同様に、Ｙｓｔｇ（ｎ）は、Ｙ方向移動用ステージ１７４のホームポジションを原点にし、定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系におけるＹ方向の位置（Ｙ座標）である。
【０１９１】
Ｘｓｔｇ（ｎ）及びＹｓｔｇ（ｎ）は、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４を位置づけるために予め定められた量である。上述したように、露光基板１５６ｃの４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２の各々に形成されている２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の設計上の位置は、予め記憶されている。この２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２の設計上の位置と、テーブル基準マーク１７９の位置とに基づいて、Ｘｓｔｇ（ｎ）及びＹｓｔｇ（ｎ）を算出することができ、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４の制御手段に記憶させておくことができる。Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４を駆動する制御は、パルス信号によって行われるので、Ｘｓｔｇ（ｎ）及びＹｓｔｇ（ｎ）は、このパルス信号のパルスの数に対応する。なお、ここでは、Ｘｓｔｇ（ｎ）及びＹｓｔｇ（ｎ）は、ミリメートル等の実際の長さを示す単位に換算された量とする。
【０１９２】
また、図１０に示すように、第ｎ番目の測定露光領域の中心をＥＲ−Ｏとする。また、アライメント光学系１６０の顕微鏡１６２ａで撮影できる撮像領域をＬＳＡとし、アライメント光学系１６０の顕微鏡１６２ｂで撮影できる撮像領域をＲＳＡとする。この撮像領域ＬＳＡの中心をＬＳＡ−Ｏとし、撮像領域ＲＳＡの中心をＲＳＡ−Ｏとする。
【０１９３】
第ｎ番目の測定露光領域において、測定露光領域の中心ＥＲ−Ｏを原点とし、露光基板１５６ｃに固定された座標系における撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−ＯのＸ方向の位置（Ｘ座標）をＸＣＣＤ＿１とする。また、測定露光領域の中心ＥＲ−Ｏを原点とし、露光基板１５６ｃに固定された座標系における撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−ＯのＹ方向の位置（Ｙ座標）をＹＣＣＤ＿１とする。
【０１９４】
同様に、測定露光領域の中心ＥＲ−Ｏを原点とし、露光基板１５６ｃに固定された座標系における撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−ＯとのＸ方向位置（Ｘ座標）をＸＣＣＤ＿２とする。また、測定露光領域の中心ＥＲ−Ｏを原点とし、露光基板１５６ｃに固定された座標系における撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−ＯとのＹ方向位置（Ｙ座標）をＹＣＣＤ＿２とする。このようにすることで、測定露光領域の中心ＥＲ−Ｏを原点として、露光基板１５６ｃに固定された座標系において、撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−Ｏの座標は、（ＸＣＣＤ＿１，ＹＣＣＤ＿１）であり、撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−Ｏの座標は、（ＸＣＣＤ＿２，ＹＣＣＤ＿２）である。なお、上述したように、アライメント光学系１６０の測定位置は、顕微鏡１６２ａで基準マークＲＭ１を撮影でき、顕微鏡１６２ｂで基準マークＲＭ２を撮影できるように、アライメント光学系１６０を位置づける位置であり、この測定位置は、常に一定の位置となるようにしている。このため、撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−Ｏの座標（ＸＣＣＤ＿１，ＹＣＣＤ＿１）と、撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−Ｏの座標（ＸＣＣＤ＿２，ＹＣＣＤ＿２）とは、アライメント光学系１６０の測定位置が定まれば、一義的に定めることができる座標である。
【０１９５】
また、これらの座標（ＸＣＣＤ＿１，ＹＣＣＤ＿１）と座標（ＸＣＣＤ＿２，ＹＣＣＤ＿２）も、ミリメートル等の実際の長さを示す単位に換算されているものとする。
【０１９６】
さらに、基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿１（ｎ））と、基準マークＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿２（ｎ））は、上述したように、画像上における画素（ピクセル）等を単位とした画像座標系における位置であるが、以下では、基準マークＲＭ１の位置と基準マークＲＭ２の位置とは、ミリメートル等の実際の長さを示す単位に換算されているものとする。例えば、テーブル１７７に基準となる精度の高いスケール（図示せず）を設置して、アライメント光学系１６０で、スケールを撮影することで、画素数と実際の長さとの関係を得ることができる。この関係を用いることによって、画素の座標から実際の長さの座標へ変更することができる。
【０１９７】
具体的には、撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−Ｏを原点として、撮像領域ＬＳＡに固定された座標系におけるＸ座標が、基準マークＲＭ１のＸ方向の位置Ｘｍａｒｋ＿１（ｎ）である。また、撮像領域ＬＳＡの中心ＬＳＡ−Ｏを原点として、撮像領域ＬＳＡに固定された座標系におけるＹ座標が、基準マークＲＭ１のＹ方向の位置Ｙｍａｒｋ＿１（ｎ）である。
【０１９８】
同様に、撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−Ｏを原点として、撮像領域ＲＳＡに固定された座標系におけるＸ座標が、基準マークＲＭ２のＸ方向の位置Ｘｍａｒｋ＿２（ｎ）である。また、撮像領域ＲＳＡの中心ＲＳＡ−Ｏを原点として、撮像領域ＲＳＡに固定された座標系におけるＹ座標が、基準マークＲＭ２のＹ方向の位置Ｙｍａｒｋ＿２（ｎ）である。
【０１９９】
上述したように定めることで、基準マークＲＭ１の位置（Ｘｍａｒｋ＿１（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿１（ｎ））を、画像に固定された座標系から定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系へ変換する変換式は、
【０２００】
2008209949.tif 000003
とすることができる。また、基準マークＲＭ２の位置（Ｘｍａｒｋ＿２（ｎ），Ｙｍａｒｋ＿２（ｎ））を、画像に固定された座標系から定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系へ変換する変換式は、
【０２０１】
2008209949.tif 000004
【０２０２】
とすることができる。なお、本実施の形態におけるグローバル方式では、基準マークＲＭ１と基準マークＲＭ２との中点の位置を用いる。この基準マークＲＭ１と基準マークＲＭ２との中点の位置は、次式
【０２０３】
2008209949.tif 000005
によって、算出することができる。
【０２０４】
上述した式（１）〜（３）で用いた変数ｎも、上述した測定露光領域を特定するための変数であり、本実施の形態では、ｎは、１〜４のいずれかの値の整数である。
【０２０５】
上述した式（１）〜（３）を用いることによって、基準マークＲＭ１と基準マークＲＭ２との中点の位置を、画像に固定された画像座標系から定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系へ変換することができる。
この座標変換の処理は、図９の処理手順のステップＳ１８において実行される。
【０２０６】
また、本実施の形態におけるグローバル方式では、上述した基準マークＲＭ１の設計上の位置と、基準マークＲＭ２の設計上の位置との中点の位置を用いる。基準マークＲＭ１の設計上の位置と、基準マークＲＭ２の設計上の位置との中点は、次式
【０２０７】
2008209949.tif 000006
によって、算出することができる。
【０２０８】
＜６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出＞
このように座標変換をした上で、式（３）で得られた（ＸＭ（ｎ），ＹＭ（ｎ））と、式（４）で得られた（ＸＭ＿Ｄ（ｎ），ＹＭ＿Ｄ（ｎ））とを用いて、最小二乗法の２つの式
【０２０９】
2008209949.tif 000007
【０２１０】
によって、６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出することができる。上述した式（５）及び（６）で用いた変数ｎも、上述した測定露光領域を示すための変数であり、本実施の形態では、ｎは、１〜４のいずれかの値の整数である。
【０２１１】
式（５）及び（６）において、Ｓｘは、Ｘ方向の伸縮の程度を示し、図１１（ａ）に示すように、露光領域が±Ｘ方向に伸縮変形した場合にその程度を示す。このＳｘは、上述したＸ方向の倍率に対応する。Ｓｙは、Ｙ方向の伸縮の程度を示し、図１１（ｂ）に示すように、露光領域が±Ｙ方向に伸縮変形した場合にその程度を示す。このＳｙは、上述したＹ方向の倍率に対応する。θは、回転の程度を示し、図１１（ｃ）に示すように、露光領域が回転した場合にその程度を示す。ωは、直交度を示し、図１１（ｄ）に示すように、露光領域が剪断変形した場合にその程度を示す。Ｏｘは、Ｘ方向の変位の程度を示し、図１１（ｅ）に示すように、露光領域が±ｘ方向に変位した場合にその程度を示す。Ｏｙは、Ｙ方向の変位の程度を示し、図１１（ｆ）に示すように、露光領域が±ｙ方向に変位した場合にその程度を示す。
【０２１２】
上述した図９のステップＳ１９の処理で、式（５）及び（６）に示した最小二乗法を用いて、６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出することができる。
【０２１３】
これらの６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを得ることによって、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける位置を、一次式で近似して補正することができる。すなわち、この６つのパラメータを用いた座標補正変換式
【０２１４】
2008209949.tif 000008
【０２１５】
を用いることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける位置を得ることができる。
【０２１６】
この式（５）において、変数ｍは、露光基板１５６ｃの１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２を示す変数である。ここで、ｍ＝１は、露光領域がＥＲ１であり、ｍ＝２は、露光領域がＥＲ２であり、ｍ＝３は、露光領域がＥＲ３であり、ｍ＝４は、露光領域がＥＲ４であることを示す。また、ｍ＝５は、露光領域がＥＲ８であり、ｍ＝６は、露光領域がＥＲ７であり、ｍ＝７は、露光領域がＥＲ６であり、ｍ＝８は、露光領域がＥＲ５であり、
ｍ＝９は、露光領域がＥＲ９であることを示す。さらに、ｍ＝１０は、露光領域がＥＲ１０であり、ｍ＝１１は、露光領域がＥＲ１１であり、ｍ＝１２は、露光領域がＥＲ１２であることを示す。なお、以下では、これらのいずれか１つの露光領域を示すときには、第ｍ番目の露光領域と称する。ここで、ｍは、１〜１２のいずれかの値の整数である。
【０２１７】
上述した式（７）で、ＸＭ＿Ｄ（ｍ）は、座標変換前のＸ座標であり、基準マークＲＭ１の設計上の位置と、基準マークＲＭ２の設計上の位置との中点のＸ方向の位置である。また、ＹＭ＿Ｄ（ｍ）は、座標変換前のＹ座標であり、基準マークＲＭ１の設計上の位置と、基準マークＲＭ２の設計上の位置との中点のＹ方向の位置である。
【０２１８】
上述した式（７）を用いて、ＸＭ＿ｌｅ（ｍ）及びＹＭ＿ｌｅ（ｍ）を算出することによって、線形成分の誤差（以下、線形誤差と称する。）を１次式で補正することができ、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを（ＸＭ＿ｌｅ（ｍ），ＹＭ＿ｌｅ（ｍ）に移動することによって、第ｍ番目の露光領域を適切な位置に位置づけることができる。なお、誤差が生じていない場合には、ＸＭ＿ｌｅ（ｍ）＝ＸＭ＿Ｄ（ｍ）及びＹＭ＿ｌｅ（ｍ）＝ＹＭ＿Ｄ（ｍ）となり、本来予定していた設計上の位置に、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づけることになる。
【０２１９】
＜パターンの転写＞
以下では、このグローバル方式で、図８に示した露光基板１５６ｃの露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に、レチクル１４２に形成されたパターンを転写する手順を、図９のフローチャートを用いて説明する。
【０２２０】
まず、式（７）を用いて、ＸＭ＿ｌｅ（１）とＹＭ＿ｌｅ（１）とを算出する（ステップＳ２０）。次に、ステップＳ１９で算出したＸＭ＿ｌｅ（１）とＹＭ＿ｌｅ（１）とに位置するように、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４を駆動して、テーブル１７７を移動させる（ステップＳ２１）。この処理で、第１番目の露光領域を補正後の位置に位置づけることができる。
【０２２１】
次いで、光源１１０から露光光を発して、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６ｃの第１番目の露光領域ＥＲ１に転写する（ステップ２２）。１２個の全ての露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に対してパターンを転写したか否かを判断し（ステップＳ２３）、処理を行っていないと判別したときには、次の露光領域（ステップＳ２４）を処理するために、上述したステップＳ２０に処理を戻す。
【０２２２】
１２個の全ての露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に対してパターンを転写したと判別したときには、グローバル方式の処理を終了する。
【０２２３】
このように、グローバル方式では、アライメント光学系１６０の退避位置への移動動作と測定位置への移動動作を、複数の露光領域の各々について必要としないので、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６ｃに転写する処理の時間を短縮することができる。
【０２２４】
また、グローバル方式では、基準マークの位置を決定する箇所を少なくすることができるので、検出に要する時間も短縮することができる。なお、上述した図８に示した例では、４つの露光領域の基準マークの位置を測定する場合を示したが、これに限られず、４つより多い露光領域の基準マークの位置を決定してもよい。このようにすることで、平均化効果によって、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４を位置づける位置の補正の精度を高めることができる。
【０２２５】
グローバル方式では、露光基板の四隅の近傍の基準マークの位置を決定することによって、回転のパラメータθ、並びに、Ｘ方向の伸縮のパラメータＳｘ及びＹ方向の伸縮のパラメータＳｙが、基準マークを形成する際に生ずる線形誤差の影響を受けにくくすることができる。
【０２２６】
さらに、露光基板を製造する際に損傷を受けたりすることによって、検出しにくい基準マークが存在するような場合であっても、他の基準マークの位置の検出結果を用いて、位置を推測できるので、レチクル１４２に形成されたパターンの転写を安定して行うことができる。
【０２２７】
なお、上述した実施の形態では、露光領域の移動をＥＲ１→ＥＲ２→ＥＲ３→ＥＲ４→ＥＲ８→ＥＲ７→ＥＲ６→ＥＲ５→ＥＲ９→ＥＲ１０→ＥＲ１１→ＥＲ１２の順に行った。このように、露光領域の移動を常に隣り合う露光領域にすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４の移動の時間を短縮することができ、全体の処理に要する時間も短くすることができる。
【０２２８】
＜＜基準基板を用いた誤差の補正＞＞
上述したグローバル方式は、露光基板に形成された基準マークの位置が、露光基板自体の変形によって、本来の位置から変位したような場合に有効である。しかし、上述したアッベ誤差は、Ｘ方向移動用ステージ１７２や、Ｙ方向移動用ステージ１７４や、Ｚ方向移動用ステージ１７６の構造によって生ずるものであり、上述したグローバル方式のみでは、十分に精度を高くして、パターンを露光基板に転写することができない場合もあり得る。このため、基準基板を用いて、Ｘ方向移動用ステージ１７２や、Ｙ方向移動用ステージ１７４の位置決めの補正をする。
【０２２９】
＜基準基板１５８ａ＞
図１２（ａ）は、基準基板１５８ａの概略を示す正面図であり、図１２（ｂ）は、基準基板１５８ａの１つの領域に形成された基準マークを示す拡大図である。
【０２３０】
図１２に示す例では、外側の長方形が、基準基板１５８ａの外形の輪郭を示す線である。また、外側の長方形の内側に示した横方向の４個と縦方向の３個との合計１２個の正方形（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々が、１つの領域を示す。なお、基準基板１５８ａには、パターンを転写するための基板ではなく、図１２（ａ）に示した領域を示す正方形の破線ＥＢは、仮想的なものであり、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ）における露光領域の位置と大きさとの対応関係を明確にするために示したものである。なお、図１２（ａ）では、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ）の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に対応する領域には、同一の符号を付して示した。
【０２３１】
基準基板１５８ａは、上述した露光基板１５６と略同じ大きさを有する。基準基板１５８ａは、ガラス基板からなる。
【０２３２】
図１２（ｂ）に示すように、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々には、クロムで複数の基準マークが形成されている。図１２（ｂ）では、これらの基準マークを白い丸で示した。基準マークの各々は、誤差が１マイクロメートル以下になるように基準基板１５８ａに形成されている。すなわち、予定していた位置を基準にして１マイクロメートル以内の範囲に含まれるように、基準マークは、基準基板１５８ａに形成されている。
【０２３３】
図１２（ｂ）に示した複数の基準マークの全ての位置を決定する必要はなく、このうちのいくつかを選択して用いればよい。
【０２３４】
図１３（ａ）は、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、複数の基準マークのうち、１８個の基準マークを用いるものを示す図である。なお、本実施の形態では、図１３（ａ）に示すように、黒い丸の２個の基準マークを対にして、これらを１つの基準マーク対とし、９個の基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９を単一の基準マークとして扱う。この９個の基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９は、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々の中心と、四隅の近傍と、４つの辺の中点の近傍とに位置する。
【０２３５】
図１３（ｂ）は、基準基板１５８ａにおける基準マーク対の全てを示す。基準基板１５８ａには、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２があり、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、基準マーク対は９個ある。したがって、基準基板１５８ａの全体では、１０８個の基準マーク対がある。なお、図１３（ｂ）では、９個の基準マーク対の各々を１つの黒い四角で示した。
【０２３６】
なお、以下では、基準基板１５８ａで用いる基準マーク対の設計上の位置は、予め記憶されているものとする。具体的には、基準マーク対の左側の基準マークの設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ＿Ｌ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ＿Ｌ（ｋ））と、右側の基準マークの設計上の位置（Ｘｍａｒｋ＿ｄｅｓ＿Ｒ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿ｄｅｓ＿Ｒ（ｋ））とは、予め記憶されているものとする。なお、ｋ＝１〜１０８であり、後述するように、ｋは、基準マーク対を特定するための変数である。この基準マーク対の設計上の位置に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、アライメント光学系１６０で基準マークを撮影することができる。
【０２３７】
＜基準基板１５８ａの基準マーク対の位置の検出＞
図１４は、基準基板１５８ａの基準マーク対の位置を決定するための手順を示すフローチャートである。図１４のフローチャートで示した変数ｋは、図１３（ｂ）に示した１０８個の基準マーク対を特定するための変数である。基準マーク対は、基準基板１５８ａの領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の合計で１０８つあり、変数ｋは、１〜１０８の値をとる。例えば、ｋ＝１ならば、領域ＥＲ１の基準マーク対ＲＲＭ１を示し、ｋ＝５０ならば、領域ＥＲ５の基準マークＲＲＭ５を示す。
【０２３８】
最初に、アライメント光学系１６０を退避位置から測定位置に移動させて位置づける（ステップＳ３１）。このアライメント光学系１６０の退避位置や測定位置は、ダイバイダイ方式のものと同様の位置である。退避位置は、アライメント光学系１６０のホームポジションとするのが好ましい。また、測定位置は、顕微鏡１６２ａで基準マーク対のうちの左側の基準マークを撮影でき、顕微鏡１６２ｂで基準マーク対のうちの右側の基準マークを撮影できる一定の位置であることを保障できる位置であればよい。
【０２３９】
次に、テーブル１７７に載置された基準基板１５８ａの第１番目の基準マーク対を撮影できる位置に位置づけるために、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、テーブル１７７を移動させる（ステップＳ３２）。
【０２４０】
次いで、アライメント光学系１６０の顕微鏡１６２ａで基準マーク対のうちの左側の基準マークを撮影し、顕微鏡１６２ｂで基準マーク対のうちの右側の基準マークを撮影する（ステップＳ３３）。
【０２４１】
次に、撮影した画像を画像記憶手段（図示せず）に記憶させ、画像処理手段（図示せず）によって画像処理を行って、基準マーク対の左側の基準マークの像と右側の基準マークの像とを抽出し、基準マーク対の左側の基準マークの位置（Ｘｍａｒｋ＿Ｌ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿Ｌ（ｋ））と右側の基準マークの位置（Ｘｍａｒｋ＿Ｒ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿Ｒ（ｋ））とを算出し、記憶手段（図示せず）に記憶させる（ステップＳ３４）。
【０２４２】
このときの基準マーク対の位置は、画像上における位置であり、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした画像座標系の位置であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた位置である必要はない。このようにして得られた基準マーク対の位置は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）とＹ方向の位置（Ｙ座標）である。
【０２４３】
上述したステップＳ３２〜Ｓ３４の処理を実行することによって、領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の位置を決定して、その位置を記憶させることができる。
【０２４４】
次に、全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の位置を決定したか否かを判断する（ステップＳ３５）。検出をしていないと判別したときには、次の基準マーク対（ステップＳ３６）の処理をするため、上述したステップＳ３２に処理を戻す。
【０２４５】
ステップＳ３５で、１２個の全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の位置を決定したと判別したときには、アライメント光学系１６０を、測定位置から退避位置に移動させて位置づける（ステップＳ３７）。
【０２４６】
なお、上述した例では、領域ＥＲ１→ＥＲ２→・・→ＥＲ４→ＥＲ８→ＥＲ７・・→ＥＲ５→ＥＲ９→ＥＲ１０・・→ＥＲ１２の順に、基準マーク対の位置を決定するのが好ましい。このようにすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動距離を短くすることができ、処理に要する時間をさらに短くすることができる。
【０２４７】
＜座標変換＞
次に、画像に固定された座標系から定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系へ変換するため、上述した式（１）〜式（３）と同様の以下の式（１１）〜（１３）を用いる。
【０２４８】
なお、上述したように、基準マーク対の左側の基準マークの位置（Ｘｍａｒｋ＿Ｌ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿Ｌ（ｋ））と，右側の基準マークの位置（Ｘｍａｒｋ＿Ｒ（ｋ），Ｙｍａｒｋ＿Ｒ（ｋ））とは、上述したように、画像上における画素（ピクセル）等を単位とした画像座標系における位置であるが、以下では、これらの位置は、ミリメートル等の実際の長さを示す単位に換算されているものとする。
【０２４９】
2008209949.tif 000009
【０２５０】
式（１１）及び（１２）において、Ｘｓｔｇ（ｋ）及びＹｓｔｇ（ｋ）は、式（１）及び（２）と同様に、Ｘ方向移動用ステージ１７２及びＹ方向移動用ステージ１７４を、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々に位置づけるために予め定められた量である。
【０２５１】
式（１１）において、ＸＣＣＤ＿ＬとＹＣＣＤ＿Ｌは、式（１）のＸＣＣＤ＿１及びＹＣＣＤ＿１と同様に、顕微鏡１６２ａの撮像領域の中心の位置である。このＸＣＣＤ＿Ｌは、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々の中心を原点とし、基準基板１５８ａに固定された座標系におけるＸ方向の位置（Ｘ座標）であり、ＹＣＣＤ＿Ｌは、同じ座標系におけるＹ方向の位置（Ｙ座標）である。
【０２５２】
また、式（１２）において、ＸＣＣＤ＿ＲとＹＣＣＤ＿Ｒは、式（１）のＸＣＣＤ＿２及びＹＣＣＤ＿２と同様に、顕微鏡１６２ｂの撮像領域の中心の位置である。このＸＣＣＤ＿Ｒは、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々の中心を原点とし、基準基板１５８ａに固定された座標系におけるＸ方向の位置（Ｘ座標）であり、ＹＣＣＤ＿Ｒは、同じ座標系におけるＹ方向の位置（Ｙ座標）である。
【０２５３】
上述した式（１３）によって、基準マーク対の左側の基準マークと右側の基準マークとの中点の位置（ＸＭ＿Ｍ（ｋ），ＹＭ＿Ｍ（ｋ））とを算出する。以下では、この中点の位置を基準マーク対の位置とする。
【０２５４】
また、本発明の実施の形態において、基準基板１５８ａを用いるときには、上述した基準マーク対の左側の基準マークと右側の基準マークとの中点の位置を用いる。左側の基準マークと右側の基準マークとの中点は、次式
【０２５５】
2008209949.tif 000010
によって、算出することができる。
【０２５６】
＜非線形誤差の抽出＞
次に、式（１３）で得られた（ＸＭ＿Ｍ（ｋ），ＹＭ＿Ｍ（ｋ））と、式（１４）で得られた（ＸＲＭ＿Ｄ（ｋ），ＹＲＭ＿Ｄ（ｋ））とを用いて、以下の式（１５）及び（１６）を用いて、最小二乗法により、６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出する（ステップＳ３９）。
【０２５７】
2008209949.tif 000011
【０２５８】
上述した式（１５）及び（１６）で用いたｋも、上述したように、１０８個の基準マーク対の各々を特定するための変数である。式（１５）及び（１６）においても、Ｓｘは、Ｘ方向の伸縮の程度を示し、Ｓｙは、Ｙ方向の伸縮の程度を示し、θは、回転の程度を示し、ωは、直交度を示し、Ｏｘは、Ｘ方向の変位の程度を示し、Ｏｙは、Ｙ方向の変位の程度を示す。これらの６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出することにより、線形誤差を抽出することができる。
【０２５９】
次に、非線形成分からなる誤差（以下、非線形誤差と称する。）（ＸＲＭ＿ｎｌｅ（ｋ），ＹＲＭ＿ｎｌｅ（ｋ））を、
【０２６０】
2008209949.tif 000012
【０２６１】
を用いて算出する。式（１７）によって、ステップＳ３９の処理で算出された６つのパラメータを用いて一次式による近似をして、線形誤差を補正した基準マーク対の中点の位置を算出することができる。式（１８）で、線形誤差を補正した位置から、基準マーク対の中点の検出した位置を減算することによって、非線形誤差を算出することができる。
【０２６２】
次いで、ステップＳ４０の処理で得られた（ＸＲＭ＿ｎｌｅ（ｋ），ＹＲＭ＿ｎｌｅ（ｋ））を用いて、多項式による補間を行い、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とが移動できる範囲について、非線形誤差を算出し、その結果をマップデータとして記憶させる（ステップＳ４１）。
【０２６３】
このようにして得られた非線形誤差は、Ｘ方向移動用ステージ１７２や、Ｙ方向移動用ステージ１７４や、Ｚ方向移動用ステージ１７６の構造によって生ずるアッベ誤差に起因するものと解される。Ｘ方向移動用ステージ１７２やＹ方向移動用ステージ１７４を駆動するときに、ステップＳ４１で記憶させた非線形誤差に基づいて、位置を定めることで、アッベ誤差が生じた場合にも、Ｘ方向移動用ステージ１７２やＹ方向移動用ステージ１７４に位置づけることができる。
【０２６４】
＜基準基板１５８ｂ＞
図１５（ａ）は、基準基板１５８ｂの概略を示す正面図であり、図１５（ｂ）は、基準基板１５８ｂの１つの領域に形成された基準マークを示す拡大図である。
【０２６５】
図１５（ａ）に示す例では、外側の長方形が、基準基板１５８ｂの外形の輪郭を示す線である。また、外側の長方形の内側に示した横方向の４個と縦方向の３個との合計１２個の正方形（ＥＲ１〜ＥＲ１２）の各々が、１つの領域を示す。なお、基準基板１５８ｂも、基準基板１５８ａと同様に、パターンを転写するための基板ではなく、図１５（ａ）に示した領域を示す正方形の破線ＥＢは、仮想的なものであり、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ）における露光領域の位置と大きさとの対応関係を明確にするために示したものである。なお、図１５（ａ）でも、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ）の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に対応する領域には、同一の符号を付して示した。
【０２６６】
基準基板１５８ｂは、上述した露光基板１５６と略同じ大きさを有する。基準基板１５８ｂは、ガラス基板からなる。なお、基準基板１５８ｂは、後述するように、基準位置用レチクルに形成された基準パターンを照射するため、基準基板１５８ｂには、予め感光剤が塗布されている。
【０２６７】
図１５（ｂ）に示すように、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々には、クロムで複数の基準マークが形成されている。図１５（ｂ）では、これらの基準マークを白い四角と黒い四角とで示した。基準マークの各々は、誤差が１マイクロメートル以下になるように基準基板１５８ｂに形成されている。すなわち、予定していた位置を基準にして１マイクロメートル以内の範囲に含まれるように、基準マークは、基準基板１５８ｂに形成されている。
【０２６８】
図１５（ｂ）に示した複数の基準マークの全ての位置を決定する必要はなく、このうちのいくつかを選択して用いればよく、図１５（ｂ）では、使用する基準マークを黒い四角で示した。図１５（ａ）に示すように、１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、使用する基準マークＩＲＭ１〜ＩＲＭ９は９個ある。したがって、基準基板１５８ｂの全体では、１０８個の基準マークを用いる。
【０２６９】
図１６（ａ）は、基準位置用レチクルに形成された基準パターンを示す図である。基準位置用レチクルは、ガラス基板からなり、基準パターンのうち黒い色で示した箇所は、クロムで覆われている被覆部４２である。基準パターンのうち白い実線で示した箇所は、クロムで覆われておらず、ガラス基板の状態が維持されている非被覆部４４である。
【０２７０】
＜基準基板１５８ｂへの基準パターンの転写の処理＞
基準基板１５８ｂへ基準パターンを転写する処理を図１７に示す。なお、基準基板１５８ｂで用いる基準マークの設計上の位置は、予め記憶されているものとする。この基準マークの設計上の位置に基づいて、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを移動させることによって、アライメント光学系１６０で基準マークを撮影することができる。
【０２７１】
また、図１７のフローチャートで示した変数ｊは、図１５（ａ）に示した１０８個の基準マークの全てを特定するための変数である。基準マークは、基準基板１５８ｂの領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マークＩＲＭ１〜ＩＲＭ９の合計で１０８つあり、変数ｊは、１〜１０８の値をとる。例えば、ｊ＝１ならば、領域ＥＲ１の基準マークＩＲＭ１を示し、ｊ＝５０ならば、領域ＥＲ５の基準マークＩＲＭ５を示す。
【０２７２】
最初に、基準位置用レチクルを、図１に示したレチクル１４２と同様にして配置し、基準基板１５８ｂを、基板載置ステージ１７０のテーブル１７７に載置する（ステップＳ５１）。
【０２７３】
次に、テーブル１７７に載置された基準基板１５８ｂの第１番目の基準マークを撮影できる位置に位置づけるために、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、テーブル１７７を移動させる（ステップＳ５２）。非被覆部４４に対応したパターンを転写するときの基準基板１５８ｂの位置決めは、基準基板１５８ｂに形成されているＩＲＭ１〜ＩＲＭ９の各々の中心が、非被覆部４４の中心となるようにする。この状態で、光源１１０から露光光を発すると、露光光は、基準位置用レチクルの非被覆部４４を通過することができる。非被覆部４４を通過した露光光は、基準基板１５８ｂに照射されて、非被覆部４４に対応したパターンが転写される（ステップＳ５３）。
【０２７４】
次に、全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マークＩＲＭ１〜ＩＲＭ９について処理をしたか否かを判断する（ステップＳ５４）。処理をしていないと判別したときには、次の基準マークの処理をするため（ステップＳ５５）、上述したステップＳ５２〜Ｓ５３の処理を再び実行する。
【０２７５】
上述した処理を行うことで、図１６（ｂ）に示すように、非被覆部４４に対応したパターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９が、基準基板１５８ｂの全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に転写される。Ｘ方向移動用ステージ１７２やＹ方向移動用ステージ１７４に移動の誤差が生じていない場合には、基準基板１５８ｂに形成されているＩＲＭ１〜ＩＲＭ９の各々の中心は、非被覆部４４に対応したパターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９の各々の中心と一致するように、パターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９は転写される。しかし、Ｘ方向移動用ステージ１７２やＹ方向移動用ステージ１７４に移動の誤差が生じている場合には、図１６（ｃ）に示すように、中心が変位して、パターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９が転写される。この場合には、図１６（ｃ）に示すＸ方向の変位Ｘ＿ｄｅｖと、Ｙ方向の変位Ｙ＿ｄｅｖとを測定する。
【０２７６】
＜基準基板１５８ｂの基準マークの位置の検出＞
以下に、基準基板１５８ｂの基準マーク対の位置を決定する手順を、図１７のフローチャートを用いて説明する。なお、以下では、図１６（ｂ）に示すように、ＩＲＭ１〜ＩＲＭ９と、対応するパターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９とを組み合わせて、基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９と称する。例えば、ＩＲＭ１とＯＲＭ１とをＲＲＭ１とする。また、図１７のフローチャートに示した変数ｊは、上述したように、基準マークを特定するもので、基準マークは、基準基板１５８ｂの領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の合計で１０８つあり、変数ｊは、１〜１０８の値をとる。例えば、ｊ＝１ならば、領域ＥＲ１の基準マークＲＲＭ１を示し、ｊ＝５０ならば、領域ＥＲ５の基準マークＲＲＭ５を示す。
【０２７７】
まず、アライメント光学系１６０を退避位置から測定位置に移動させて位置づける（ステップＳ５６）。このアライメント光学系１６０の退避位置や測定位置は、ダイバイダイ方式のものと同様の位置である。退避位置は、アライメント光学系１６０のホームポジションとするのが好ましい。また、測定位置は、顕微鏡１６２ａ又は１６２ｂで基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９を撮影できる一定の位置であることを保障できる位置であればよい。なお、基準基板１５８ｂを用いるときには、２つの基準マークを同時に検出する必要はないため、顕微鏡１６２ａ又は１６２ｂのうちのいずれか一方で、基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９を撮影すればよい。
【０２７８】
次に、テーブル１７７に載置された基準基板１５８ａの第１番目の基準マーク対を撮影できる位置に位置づけるために、基板載置ステージ１７０のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを駆動して、テーブル１７７を移動させる（ステップＳ５７）。次いで、アライメント光学系１６０の顕微鏡１６２ａ又は１６２ｂで基準マークを撮影し（ステップＳ５８）、第ｊ番目の基準マークのＸ方向の変位Ｘ＿ｄｅｖ（ｊ）と、Ｙ方向の変位Ｙ＿ｄｅｖ（ｊ）とを算出し、記憶する。このときの基準マークのＸ方向の変位Ｘ＿ｄｅｖ（ｊ）と、Ｙ方向の変位Ｙ＿ｄｅｖ（ｊ）とは、例えば、画素（ピクセル）等を単位とした量であればよく、ミリメートル等の一般的に用いられる長さの単位を用いた量である必要はない。
【０２７９】
上述したステップＳ５７〜Ｓ５９の処理を実行することによって、領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９の変位Ｘ＿ｄｅｖ（ｊ）と、Ｙ方向の変位Ｙ＿ｄｅｖ（ｊ）とを算出して記憶させることができる。
【０２８０】
次に、全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マーク対ＲＲＭ１〜ＲＲＭ９について処理をしたか否かを判断する（ステップＳ６０）。処理をしていないと判別したときには、次の基準マーク対の処理をするため（ステップＳ６１）、上述したステップＳ５７〜Ｓ５９の処理を再び実行する。
【０２８１】
ステップＳ６０で、全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全ての基準マークＲＲＭ１〜ＲＲＭ９について処理をしたと判別したときには、アライメント光学系１６０を、測定位置から退避位置に移動させて位置づける（ステップＳ６１）。
【０２８２】
この後、上述した非線形誤差の抽出と同様の処理をステップＳ３８〜Ｓ４１で行うことで、基準基板１５８ｂについても、非線形誤差からなる座標を算出し、その結果をマップデータとして記憶させることができる。なお、上述した図１７のフローチャートにおいて、ステップＳ３８〜Ｓ４１の処理は、図１４のものと同様であるので同一の符号を付した。
【０２８３】
＜＜露光基板のパターンの転写処理＞＞
上述したように、グローバル方式により、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ）が変形等することによって生ずる基準マークの誤差を補正することができる。また、基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いて、マップデータを作成することで、非線形誤差を抽出して、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の非線形誤差を補正することができる。したがって、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写するときには、まず、基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いて、マップデータを作成する処理を実行する（図１８のステップＳ７１）。この処理は、上述した図１４又は図１７の処理を実行することで行うことができる。
【０２８４】
次に、グローバル方式によって、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写する（図１８のステップＳ７２）。この処理は、上述した図９の処理を実行することで行うことができる。なお、この場合に、図９のステップＳ１２の処理で、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける位置は、ステップＳ７１の処理で作成したマップデータとして記憶されている位置である。このようにすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の誤差がある場合でも、その誤差に影響されることなく、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づけることができる。
【０２８５】
このようにすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との位置を決定するための干渉計等の装置を用いることなく、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを所望する位置に的確に位置づけることができる。また、露光基板１５６に変形等が生じて、基準マークの位置が、本来予定していた設計上の位置から変位した場合であっても、所望する位置に的確にパターンを転写することができる。
【０２８６】
＜＜ダイバイダイ方式とグローバル方式との重み付け＞＞
上述した図１８の処理を実行することにより、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ）が変形等することによって基準マークの位置に線形誤差が生じている場合でも、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との位置づけに誤差が生じている場合でも、位置を補正して、レチクル１４２に形成されたパターンを露光基板１５６に転写することができる。
【０２８７】
しかし、上述したように、露光基板１５６に形成されている基準マークは、レーザ光によって露光基板１５６の表面を溶融することによって形成されたり、ドリル等によって機械的に加工することで形成されたりする。このような基準マークの形成方法の精度によっては、基準マークは、本来予定していた設計上の位置から変位した位置に形成される場合がある。このような場合にも、生じた誤差を補正する必要がある。
【０２８８】
更に、プリント基板はガラス繊維等で形成されており、各工程で非線形誤差が発生する場合も多い。ここでは、この様な露光基板の非線形誤差を含めて、露光する位置を定める方法を以下に説明する。
【０２８９】
以下では、露光基板１５６ａを用いて、露光基板１５６ａに形成された２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との中点の位置と、これらの２つの基準マークＲＭ１の位置とＲＭ２の位置との差分とを用いる。
【０２９０】
図９のステップＳ１８の処理と同様の処理を実行することで、上述した式（１）〜（３）を用いて、基準マークＲＭ１と基準マークＲＭ２との中点の位置（ＸＭ（ｎ），ＹＭ（ｎ））を得る。また、これらの位置データから、Ｘ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）と、Ｙ方向の差分ΔＹＭ（ｎ）とを算出することができる。上述したように、基準マークＲＭ１の位置は、（ＸＭ＿１（ｎ），ＹＭ＿１（ｎ））であり、基準マークＲＭ２の位置は、（ＸＭ＿２（ｎ），ＹＭ＿２（ｎ））である。したがって、差分ΔＸＭ（ｎ）は、ＸＭ＿１（ｎ）−ＸＭ＿２（ｎ）であり、差分ΔＹＭ（ｎ）は、ＹＭ＿１（ｎ）−ＹＭ＿２（ｎ）である。
【０２９１】
上述した図９に示した処理では、露光基板１５６ｃを用いた処理で、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出は、４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９及びＥＲ１２について行ったが、露光基板１５６ａを用いた場合には、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２について、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出を行うこととする。したがって、上述した変数ｎは、１〜１２の整数値をとる。この場合には、ｎ＝１は、露光領域がＥＲ１であり、ｎ＝４は、露光領域がＥＲ４であり、ｎ＝５は、露光領域がＥＲ８であり、ｎ＝８は、露光領域がＥＲ５であり、ｎ＝９は、露光領域がＥＲ９であり、ｎ＝１２は、露光領域がＥＲ１２であることを示す。基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出は、ｎ＝１から順にｎ＝１２に至るまで行う。このように処理をすることで、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを、隣接する露光領域に移動させればよいので、これらのステージの移動距離を短くすることができ、処理の時間を短縮することができる。
【０２９２】
なお、１２個の露光領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の全てについて、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出を行わず、選択した複数の露光領域についてのみ、基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出を行うこととしてもよい。
【０２９３】
また、上述した基準マークＲＭ１及びＲＭ２の検出の処理を実行する前に、上述した基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いることによって、非線形誤差を抽出して、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の誤差を補正する処理を予め行い、非線形誤差を補正した位置に、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づけて、基準マークＲＭ１及びＲＭ２を検出するものとする。以下では、非線形誤差を補正して、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける補正後の位置を（Ｘ＿ｃｏｒ（ｎ），Ｙ＿ｃｏｒ（ｎ））とする。ここで、ｎは、上述したように、上述した変数ｎは、１〜１２の整数値をとり、露光領域を示す。すなわち、例えば、（Ｘ＿ｃｏｒ（４），Ｙ＿ｃｏｒ（４））は、露光領域ＥＲ４に、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づけるための補正後のステージの位置である。
【０２９４】
上述した基準マークＲＭ１とＲＭ２との中点の位置（ＸＭ（ｎ），ＹＭ（ｎ））と、Ｘ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）と、Ｙ方向の差分ΔＹＭ（ｎ）とを得た後、図１９に示す処理を実行する。
【０２９５】
まず、基準マークＲＭ１とＲＭ２との中点の位置（ＸＭ（ｎ），ＹＭ（ｎ））と、補正後のステージの位置（Ｘ＿ｃｏｒ（ｎ），Ｙ＿ｃｏｒ（ｎ））とを用いて、最小二乗法の式（２１）及び（２２）により、６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出する（ステップＳ８１）。
【０２９６】
2008209949.tif 000013
【０２９７】
このステップＳ８１の処理を実行した後、式（２３）を用いて、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との中点の補正した位置を、１次式で近似した位置Ｘ＿ｌｅ（ｎ）及びＹ＿ｌｅ（ｎ）として算出する（ステップＳ８２）。
【０２９８】
2008209949.tif 000014
【０２９９】
ここで、式（２３）のＸ＿ｃｏｒ（ｎ）及びＹ＿ｃｏｒ（ｎ）は、上述したように、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の非線形誤差を補正した補正後のステージの位置である。
【０３００】
次いで、式（２４）を用いて、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との中点の位置について、非線形誤差成分Ｘ＿ｎｌｅ（ｎ）とＹ＿ｎｌｅ（ｎ）とを算出する（ステップＳ８３）。
【０３０１】
2008209949.tif 000015
【０３０２】
次に、式（２５）及び式（２６）を用いて、位置の差分についての６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出する（ステップＳ８４）。
2008209949.tif 000016
【０３０３】
次に、式（２７）を用いて、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との位置の差分を１次式で近似した位置ΔＸ＿ｌｅ（ｎ）とΔＹ＿ｌｅ（ｎ）とを算出する（ステップＳ８５）。
【０３０４】
2008209949.tif 000017
【０３０５】
式（２７）で算出したΔＸ＿ｌｅ（ｎ）とΔＹ＿ｌｅ（ｎ）とから、式（２８）によって、２つの基準マークＲＭ１とＲＭ２との位置の差分について、非線形誤差成分ΔＸ＿ｎｌｅ（ｎ）とΔＹ＿ｎｌｅ（ｎ）とを算出する（ステップＳ８６）。
【０３０６】
2008209949.tif 000018
【０３０７】
次に、式（２７）で算出した線形誤差成分ΔＸ＿ｌｅ（ｎ）とΔＹ＿ｌｅ（ｎ）との３σ＿ｌｅを、統計計算により算出する（ステップＳ８７）。ここで、σ＿ｌｅは、線形誤差成分ΔＸ＿ｌｅ（ｎ）とΔＹ＿ｌｅ（ｎ）との標準偏差である。以下では、この３σ＿ｌｅを、Ｓ＿ｌｅとする。次いで、式（２８）で算出した非線形誤差成分ΔＸ＿ｎｌｅ（ｍ）とΔＹ＿ｎｌｅ（ｍ）との３σ＿ｎｌｅを、統計計算により算出する（ステップＳ８８）。ここでのσ＿ｎｌｅは、非線形誤差成分ΔＸ＿ｎｌｅ（ｍ）とΔＹ＿ｎｌｅ（ｍ）との標準偏差である。以下では、この３σ＿ｎｌｅを、Ｓ＿ｎｌｅとする。なお、Ｓ＿ｎｌｅは、非線形誤差成分の大きさの程度を示す誤差情報である。また、上述のステップＳ８３で算出した非線形誤差成分Ｘ＿ｎｌｅ（ｎ）とＹ＿ｎｌｅ（ｎ）とについてもＳ＿ｎｌｅの場合と同様に誤差情報を算出し、Ｓ＿ｎｌｅとともに、以下のステップにおいて用いてもよい。
【０３０８】
ステップＳ８２の処理で算出したＸ＿ｌｅ（ｎ）及びＹ＿ｌｅ（ｎ）と、ステップＳ８３の処理で算出したＸ＿ｎｌｅ（ｎ）及びＹ＿ｎｌｅ（ｎ）と、ステップＳ８７の処理で算出したＳ＿ｌｅと、ステップＳ８８の処理で算出したＳ＿ｎｌｅと、を用いて、式（２９）及び（３０）により、ＸｐｏｓとＹｐｏｓとを算出する（ステップＳ８９）。
【０３０９】
2008209949.tif 000019
【０３１０】
この式（２９）及び式（３０）で算出されたＸｐｏｓとＹｐｏｓとに、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づける。
【０３１１】
上述した式（２９）及び（３０）において、位置（Ｘ＿ｌｅ，Ｙ＿ｌｅ）が、グローバル方式によって補正した位置となる。一方、位置（Ｘ＿ｌｅ＋Ｘ＿ｎｌｅ，Ｙ＿ｌｅ＋Ｙ＿ｎｌｅ）が、ダイバイダイ方式によって補正した位置となる。
【０３１２】
もし、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が、露光基板１５６に形成されたときの誤差が大きいような場合（なお、露光基板１５６の変形が、３次以上の高次である場合も含まれる）には、Ｓ＿ｎｌｅは大きくなる。さらに、露光基板１５６の２次の誤差は小さい場合には、Ｓ＿ｌｅ＝０となる。この場合は、ランダムに生じた誤差と考えられ、式（２９）及び式（３０）は、
【０３１３】
2008209949.tif 000020
となり、グローバル方式によって、適切な位置にパターンを転写することができる。
【０３１４】
一方、２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２が、露光基板１５６に形成されたときの誤差が小さい場合には、Ｓ＿ｎｌｅ＝０となる。さらに、露光基板１５６の２次の誤差が大きい場合には、Ｓ＿ｌｅは大きくなる。この場合の誤差は、露光基板１５６の２次の歪み誤差によると考えられ、式（２９）及び式（３０）は、
【０３１５】
2008209949.tif 000021
となり、ダイバイダイ方式によって、適切な位置にパターンを転写することができる。
【０３１６】
また、Ｓ＿ｎｌｅ及びＳ＿ｌｅのどちらも小さくない場合には、式（２９）及び式（３０）によって、位置が算出される。
【０３１７】
なお、式（２９）及び式（３０）を算出するときに、Ｓ＿ｎｌｅ＝Ｓ＿ｎｌｅ×Ｄとして、係数Ｄを用いてもよい。係数Ｄは、グローバル方式を重視するか、ダイバイダイ方式を重視するかを決めることができる係数であり、使用者の意思によって決めることができる係数である。例えば、Ｄ＞１に設定されたときには、グローバル方式を重視することができ、Ｄ＜１に設定されたときには、ダイバイダイ式を重視することができる。
【０３１８】
＜＜誤差の代替＞＞
上述した処理では、図１９の処理をするときに、Ｘ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）と、Ｙ方向の差分ΔＹＭ（ｎ）とを得て行った。２つの基準マークＲＭ１及びＲＭ２は、Ｘ方向に沿って配置されるので、Ｘ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）は、Ｘ方向の伸縮の程度を示すＳｘに対応し、Ｙ方向の差分ΔＹＭ（ｎ）は、回転の程度を示すθに対応する。
【０３１９】
したがって、上述したステップＳ８４の処理で、６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出した後、ＳｘをＸ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）に置き換え、また、θをＹ方向の差分ΔＹＭ（ｎ）に置き換えて、図１９に示した処理を行ってもよい。なお、Ｓｘとθとの双方を共に置き換える必要はなく、いずれか一方のみを置き換えて処理を行ってもよい。
【０３２０】
上述した第１の実施の形態において、制御装置１９９によって、第１の位置補正手段と、第２の位置補正手段と、基準基板位置制御手段と、基準基板位置記憶手段と、基準基板露光手段と、基準基板位置補正演算記憶手段と、露光基板位置制御手段と、露光基板位置記憶手段と、露光基板基準マーク位置記憶手段と、線形誤差補正演算手段とが構成される。
【０３２１】
＜＜インテリジェントグローバル方式＞＞
露光基板は、製造する際の熱変形や、所定の大きさにカットする場合などに、２次式や３次式などによって近似できるような形状に変形する場合がある。図２４に（ａ）露光基板の変形が２次式によって近似される場合と、（ｂ）露光基板の変形が３次式によって近似される場合とを例示する。露光基板は、その製造過程において、図２４（ａ）および（ａ）に示したような変形が生じる場合が少なくない。そのため、露光基板上の基準マークの位置も、２次式、３次式などによって近似できるような位置に変位することとなる。この位置の変位は、基準マークの位置の誤差と捉えることができるので、基準マークの位置の変位に基づく誤差も、２次式、３次式などによって近似できる。一般には、露光基板の形状の変形は、３次式までの次数の式によって近似することができるような位置の誤差を生じる場合が多い。そこで、以下の説明では、露光基板の形状の変形については２次の項を含む３次式で近似できる場合を例に説明する。
【０３２２】
その一方、露光基板１５６上の基準マークは、レーザ光によって露光基板１５６の表面を溶融することによって形成されたり、ドリル等によって機械的に加工することで形成されたりする。このため、基準マーク形成の際の精度によっては、基準マークは、本来予定していた設計上の位置とは異なる予期せぬ位置に変位して形成される場合がある。この変位はランダムな変位であり、基準マークの位置にランダムな誤差を生じることとなる。また、この基準マークの位置のこのようなランダムな誤差は、上述のような３次式によって近似できるような誤差と対比した場合に、４次式以上のさらに高次の式によって近似できる誤差とみなすこともできる。そこで、本実施の形態では、基準マークの位置に生じる誤差を、上述した露光基板の変形に基づく誤差と、基準マークの形成に基づく誤差との二種類に分離し、前者を３次式によって近似できるような誤差（３次式近似誤差）とし、後者を４次式以上のさらに高次の式によって近似できる誤差（ランダム誤差）とする。
【０３２３】
本実施の形態におけるインテリジェントグローバル方式では、基準マークの位置の誤差を補正する場合、３次式近似誤差とランダム誤差のどちらが支配的な誤差であるかによって、露光の際の露光基板位置の最適な補正方法を異ならしめる。すなわち、基準マークの位置の誤差全体の中で、３次式近似誤差とランダム誤差の大きさを基準にどちらの誤差が支配的であるかを判定し、その結果に基づき、上述のダイバイダイ方式とグローバル方式との重み付けと同様な方法により露光位置の誤差を補正する。このようにして、露光の際の露光基板位置の誤差を補正する方法を、「インテリジェントグローバル方式」という。なお、インテリジェントグローバル方式は、３次式だけでなく、４次式や５次式など、３次式より高次の誤差によって近似できるような位置の誤差とランダム誤差の大きさを判定基準として露光の際の露光位置の誤差を補正することもできる。このインテリジェントグローバル方式の処理によれば、露光の際の露光基板を載せた載置台を位置づける目標位置をより的確な位置とすることができる。
【０３２４】
図２５に、インテリジェントグローバル方式の処理の手順のフローチャートを示す。以下、この図に沿って、インテリジェントグローバル方式を具体的に説明する。以下、３次式近似誤差とランダム誤差の大きさを判定基準とするインテリジェントグローバル方式を例に説明する。
【０３２５】
まず、露光基板上の各露光領域の基準マーク（露光基板基準マーク）を検出する。この検出は、図９、図１４および図１７で述べた方法と同様に行う（ステップＳ１０１）。図２６に、インテリジェントグローバル方式の処理で用いる露光基板の一例の概略図を示す。露光基板１５６ｄは、４つの露光領域ＥＲ（１，１）〜ＥＲ（４，４）を有する。これらの露光領域を、一般的に、ＥＲ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜４の自然数）とする。それぞれの露光領域は、４つの露光基板基準マークＲＭ１（ｉ，ｊ）、ＲＭ２（ｉ，ｊ）、ＲＭ３（ｉ，ｊ）及びＲＭ４（ｉ，ｊ）を有する。なお、本実施の形態では、露光基板基準マークの検出は、２つの露光基板基準マークを１組として行う。
【０３２６】
露光基板基準マークの位置の検出の際に、全ての露光領域の全ての露光基板基準マークを順次検出することができる。しかし、露光基板基準マークの検出時間を短縮するために、一部の露光基板基準マークの検出を省略した方がよい。この場合には、省略された露光基板基準マークの位置は、その近傍の他の露光基板基準マークの位置を代用することが好ましい。この代用の一例を、図２７の露光基板１５６ｅを用いて説明する。露光基板１５６ｅでは、検出を省略する露光基板基準マークを、記載しないか、または点線で記載している。露光基板１５６ｅに示すように、露光領域ＥＲ（１，１）の露光基板基準マークＲＭ３（１，１）及びＲＭ４（１，１）は検出処理が省略される。これらの露光基板基準マークの位置は、その近傍の露光基板基準マークＲＭ１（２，１）及びＲＭ２（２，１）の位置に基づいて算出される。同様に、露光基板１５６ｅにおいて、他の露光領域の露光基板基準マークの検出を省略することができる。図２６に示す露光基板１５６ｄの露光基板基準マークを検出する場合には、３２組（６４個）の露光基板基準マークの検出が必要となるのに対して、図２７に示す露光基板１５６ｅでの露光基板基準マークを検出する場合には、２０組（４０個）の検出を行えばよく、露光基板基準マークを検出するための時間を短縮することができる。なお、図２６および図２７では、検出すべき露光基準マークを黒い四角で示した。
【０３２７】
露光基板基準マークの検出をさらに省略することができる例を、図２８に示す。露光基板１５６ｆにおいては、露光領域ＥＲ（１，２）の露光基板基準マークＲＭ１（１，２）及びＲＭ２（１，２）の検出は省略される。これらの露光基板基準マークの位置は、露光領域ＥＲ（１，２）の露光基板基準マークＲＭ２（１，１）及び露光領域ＥＲ（１，２）のＲＭ１（１，３）の位置に基づいて算出することができる。他の露光基板基準マークについても、露光領域の境界が隣り合う箇所においては、少なくとも一つの露光基板基準マークの検出を行うことにより、他の露光領域のその露光基板基準マークの近傍にある露光基板基準マークの検出を省略することができる。この結果、露光基板１５６ｅの場合は、図示する黒い四角で示す１５組（３０個）の露光基板基準マークの検出を行えばよいことになる。このように、多数の露光基板基準マークを省略することにより、アライメント光学系を移動および停止させる回数を少なくでき、基準マークの検出に要する時間を短くすることができる。そのため、露光処理のスループットを高めることができるので好ましい。
【０３２８】
また、一部の露光領域の基準マークの検出を行わず、選択した複数の露光領域についてのみ、基準マークの検出を行うこともできる。この場合、検出を省略した露光領域の位置は、近傍の露光領域の露光基板基準マークの位置に基づいて、近似的に補完して算出することができる。また、基準マークの検出が何らかの理由により行うことが出来なかった露光領域があった場合にも、同様に、その露光領域の位置を、近傍の露光領域の露光基板基準マークの位置に基づいて、近似的に補完して算出することができる。
【０３２９】
また、１つの露光領域は、露光基板基準マークを４つ有する必要は必ずしもない。例えば、図４（ａ）に示すように、露光領域の各々が、露光基板基準マークを２つ有する場合にも本方式による処理を行うことができる。ただし、露光基板基準マークの位置の誤差を、より的確に補正した露光位置を得るためには、各々の露光領域は、少なくとも４つの露光基板基準マークを有することが好ましい。
【０３３０】
上述したステップＳ１０１の処理を実行した後、その露光基板基準マークの位置の検出結果から、露光基板基準マークの位置を算出する（ステップＳ１０２）。「露光基板基準マークの位置を算出」することには、露光基板基準マークの一部の位置の検出を省略した場合に、その近傍の他の露光基板基準マークの位置に基づいて、省略した露光基板基準マークの位置を算出することも含む。また、露光基板基準マークの位置の算出方法は、画像に固定された座標系から定盤１７８ａと１７８ｂに固定された座標系へ変換するための式（１）〜式（２）を用いて行ったのと同様の方法により行うことができる。
【０３３１】
露光基板基準マークの位置を算出する前処理として、上述したような基準基板を用いた誤差の補正を行うことが好ましい。すなわち、上述した基準基板１５８ａ又は１５８ｂと同様な基準基板を用いることによって、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との構造によって生じる誤差を補正する処理を予め行うことが好ましい。以下では、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との構造によって生じる誤差を補正した後のＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との位置を（Ｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ），Ｙ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ））とする。ここで、ｉおよびｊは、１〜４の自然数をとり、露光領域を示す。例えば、（Ｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ），Ｙ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ））は、露光領域ＥＲ（ｉ，ｊ）に、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４とを位置づけるための補正後のステージの位置である。
【０３３２】
次に、露光基板の全体にわたって、露光基板基準マークの位置に基づき最小二乗法を用いて、露光基板基準マークの位置の変位に基づく誤差を特徴付ける値である全体領域誤差パラメータ値を算出する（ステップＳ１０３）。ここで、全体領域誤差パラメータは、露光基板の全体にわたって生じている全体的な誤差を示すパラメータであり、具体的には、上述したグローバル方式の処理において求められた６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙと同様のパラメータである。これらのパラメータは、上述のように算出された露光基板基準マークの位置に基づき、図９のステップＳ１８およびＳ１９の処理と同様の処理を実行することによって算出することができる。具体的には、式（３）と同様な式を用いて、ペアとなる基準マークの中点の位置を得る。さらに、最小二乗法の式（２１）および（２２）を用い、ｎの代わりに（ｉ，ｊ）について、Ｘ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ），Ｙ＿ｃｏｒ（ｉ，ｊ）に基づいて最小二乗法による近似を行うことによって全体領域誤差パラメータを算出することができる。
【０３３３】
次に、検出領域の各々において、少なくとも２つの露光基板基準マークの位置に基づき露光基板基準マークの位置の変位に基づく誤差を特徴付ける検出領域誤差パラメータ値Ｓｘ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）、θｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ１０４）。ここで検出領域とは、検出領域誤差パラメータ値を各々算出するための領域のことである。なお、検出領域は露光領域と同一の領域としてもよいが、本処理の精度を向上させるために、露光領域の各々を細分化した複数の領域を検出領域としてもよい。また、場合によっては、露光領域とは、大きさ、位置、形状が異なる領域を検出領域としてもよい。上述したステップＳ１０１の処理において、一部の露光基板基準マークの検出を省略できることを説明したが、露光基板基準マークの検出が省略された検出領域についても同様に、省略された露光領域の露光基板基準マークの位置を、その近傍の他の露光基板基準マークの位置に基づいて算出することができる。以下では、露光領域と検出領域とが同じ領域である場合を例に説明する。このため、検出領域の記号は露光領域と同じ記号を用い、検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）のように記載する。
【０３３４】
上述したステップＳ１０４の処理で算出される検出領域誤差パラメータ値とは、例えば、Ｘ方向とＹ方向の検出領域の各々の伸縮の程度や、Ｘ方向とＹ方向の検出領域の各々のひずみや回転の程度など、検出領域の各々の変位や変形に基づく誤差を特徴づける値である。検出領域誤差パラメータの一例を、図２９を用いて説明する。図２９は、検出領域変形前と変形後の検出領域の形状および露光基板基準マークの位置を、それぞれ破線および実線で示す。この例では、ＲＭ１（ｉ，ｊ）とＲＭ３（ｉ，ｊ）の位置は変位していないが、ＲＭ２（ｉ，ｊ）とＲＭ４（ｉ，ｊ）の位置は変位している。ＤｘおよびＤｙは、検出領域が変形する前の、Ｘ方向およびＹ方向に隣り合う二つの露光基板基準マークの中心と中心との距離を示す。Ｘ方向またはＹ方向に隣り合う露光基板基準マークのＸ方向またはＹ方向の位置座標成分の差分から、ＤｘまたはＤｙを差し引いた長さをＳｘ（ｉ，ｊ）（１）、Ｓｘ（ｉ，ｊ）（２）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）（１）およびＳｙ（ｉ，ｊ）（２）とする。Ｓｘ（ｉ，ｊ）（１）とＳｘ（ｉ，ｊ）（２）との平均値としてＳｘ（ｉ，ｊ）を、Ｓｙ（ｉ，ｊ）（１）とＳｙ（ｉ，ｊ）（２）との平均値としてＳｙ（ｉ，ｊ）を求めることができる。これらのＳｘ（ｉ，ｊ）およびＳｙ（ｉ，ｊ）が、検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）においての、Ｘ方向またはＹ方向の伸縮という誤差の程度を示す検出領域誤差パラメータである。
【０３３５】
また、Ｘ方向またはＹ方向に隣り合う露光基板基準マークのＹ方向またはＸ方向の位置座標成分の差分を、θｘ（ｉ，ｊ）（１）、θｘ（ｉ，ｊ）（２）、θｙ（ｉ，ｊ）（１）およびθｙ（ｉ，ｊ）（２）とする。θｘ（ｉ，ｊ）（１）とθｘ（ｉ，ｊ）（２）との平均値としてθｘ（ｉ，ｊ）を、θｙ（ｉ，ｊ）（１）とθｙ（ｉ，ｊ）（２）との平均値としてθｙ（ｉ，ｊ）を求めることができる。これらのθｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）は、検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）においてのＸ方向またはＹ方向のせん断変形の程度、あるいはθｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）の大きさが同じ場合は回転の程度に相当する誤差を示す検出領域誤差パラメータである。
【０３３６】
一般的に、検出領域誤差パラメータＳｘ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）、θｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）は、ある検出領域における複数の露光基板基準マークの位置座標の差分に基づいて算出することができる。したがって、検出領域誤差パラメータ値は、露光基板基準マークの位置の１次微分に相当することとなる。検出領域誤差パラメータは、Ｓｘ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）、θｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）に限られず、露光基板基準マークの位置の１次微分に相当し、露光基板基準マークの位置の変位に基づく誤差を特徴付けるものであれば、どのようなものを用いてもよい。
【０３３７】
また、露光基板の変形によって２次式で近似できるような形状となるような場合に、検出領域誤差パラメータは、その２次式の２次の係数に対応する値となる。
【０３３８】
また、上述した差分によって求めるのではなく、検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）に含まれる露光基板基準マークの位置の座標に基づいて、式（５）および（６）と同様な最小二乗法を用いることで、各々の検出領域の６つのパラメータＳｘ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）、θ（ｉ，ｊ）、ω（ｉ，ｊ）、Ｏｘ（ｉ，ｊ）及びＯｙ（ｉ，ｊ）を算出し、それらを検出領域誤差パラメータとしてもよい。
【０３３９】
次に、検出領域の各々において、検出領域誤差パラメータ値に基づき、最小二乗法を用いて検出領域誤差パラメータ値の線形成分を算出する（ステップＳ１０５）。すなわち、検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）の中点の位置と、検出領域誤差パラメータＳｘ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ（ｉ，ｊ）、θｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）とについて、図９のステップＳ１９の処理と同様の処理を実行することで、検出領域誤差パラメータの線形成分を得ることができる。具体的には、ステップＳ１０３での説明と同様に、まず検出領域ＥＲ（ｉ，ｊ）の中点の位置を得る。次に、最小二乗法の式（２５）〜（２６）と同じ式を用いて、ΔＸＭ（ｎ）の代わりにＳｘ（ｉ，ｊ）、ΔＹＭ（ｎ）の代わりにＳｙ（ｉ，ｊ）を用い、ｎの代わりに（ｉ，ｊ）についての最小二乗法による近似を行うことによって６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙを算出することができる。さらに式（２７）と同様にして、検出領域誤差パラメータ値の線形成分Ｓｘ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）およびＳｙ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）を算出することができる。θｘ（ｉ，ｊ）およびθｙ（ｉ，ｊ）についても同様な処理を行うことによって、検出領域誤差パラメータ値の線形成分θｘ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）およびθｙ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）を算出することができる。
【０３４０】
次に、隣り合う二つの検出領域における検出領域誤差パラメータ値の少なくとも１階以上の差分を算出する（ステップＳ１０６）。ここで、「１階の差分」とは、隣り合う二つの検出領域における検出領域誤差パラメータ値の差分のことをいう。また、「２階の差分」とは、検出領域誤差パラメータ値の１階の差分の差分をさらに算出したものである。同様に、差分の算出をｎ回行った場合の差分を、「ｎ階の差分」という。
【０３４１】
なお、上述のステップＳ１０４についての説明したように、一般に、検出領域誤差パラメータは、露光基板基準マークの位置座標の差分に基づいて算出される。したがって、検出領域誤差パラメータは、露光基板基準マークの位置の１次差分（１次微分）に相当することとなる。また、検出領域誤差パラメータ値の１階の差分（１次微分）は、同様に、露光基板基準マークの位置の２次差分（２次微分）に相当することとなる。一般に、検出領域誤差パラメータ値のｎ階の差分（ｎ次微分）は、露光基板基準マークの位置のｎ＋１次差分（ｎ＋１次微分）に相当することとなる。
【０３４２】
以下の説明では、隣り合う二つの検出領域における検出領域誤差パラメータ値の１階の差分ΔＳｘ（ｉ，ｊ）、ΔＳｙ（ｉ，ｊ）、Δθｘ（ｉ，ｊ）およびΔθｙ（ｉ，ｊ）のみを算出する場合について説明する。
【０３４３】
次に、１階の差分に基づき最小二乗法を用いて、差分線形成分ΔＳｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅ、ΔＳｙ（ｉ，ｊ）＿ｌｅ、Δθｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅおよびΔθｙ（ｉ，ｊ）＿ｌｅを算出する（ステップＳ１０７）。この最小二乗法を用いての差分線形成分の算出は、上述のステップＳ１０５における領域誤差パラメータ値の線形成分を算出と同様に、式（２５）〜（２７）と同様な式を用いて行うことができる。
【０３４４】
上述したように、検出領域誤差パラメータは、露光基板基準マークの位置の１次微分に相当するので、検出領域誤差パラメータ値の差分は、露光基板基準マークの位置の２次微分に相当することになる。したがって、露光基板の変形によって３次式で近似するような形状となる場合には、差分線形成分は、その３次式の３次の係数に対応する値となる。
【０３４５】
次に、検出領域の各々について、Ｓｘ（ｉ，ｊ）等の検出領域誤差パラメータ値と、Ｓｘ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）等の検出領域誤差パラメータ値の線形成分と、ΔＳｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅ等の差分線形成分の累積和とに基づいて、検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等の誤差情報Ｓ＿Ｓｘ、Ｓ＿Ｓｙ、Ｓ＿θｘ、Ｓ＿θｙを算出する（ステップＳ１０８）。たとえば、Ｓｘについての検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）の算出は、検出領域誤差パラメータ値Ｓｘ（ｉ，ｊ）から、検出領域誤差パラメータ値の線形成分Ｓｘ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）に差分線形成分ΔＳｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅの累積和を加えたものＳｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を差し引くことにより行う。すなわち、式（３５）および（３６）によってＳｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）を算出することができる。
2008209949.tif 000022
Ｓｙ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）、θｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）およびθｙ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）についても、Ｓｙ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）、θｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）およびθｙ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）を式（３５）と同様に算出することにより、式（３６）と同様な式を用いて算出することができる。
【０３４６】
上述の算出過程から明らかなように、検出領域誤差パラメータ値の線形成分Ｓｘ＿ｌｅ（ｉ，ｊ）等は位置の１次微分に相当するものである。また、差分線形成分ΔＳｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅ等は位置の２次微分に相当するものであり、差分線形成分の累積和はその積分に相当する。したがって、検出領域誤差パラメータ値の線形成分に差分線形成分の累積和を加えたものＳｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）は、位置の変位に基づく誤差のうち、３次式近似誤差に相当するものである。なお、累積和は、積分に相当するため、差分線形成分を数式にて表現することができる場合には、その数式の積分値を累積和とすることができる。
【０３４７】
これに対して、検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等は、位置の変位に基づく誤差全体から３次式近似誤差を差し引いたもので、ランダム誤差に相当するものであるといえる。
【０３４８】
なお、上述のステップＳ１０６において、隣り合う二つの検出領域における検出領域誤差パラメータ値の２階以上の差分を算出した場合には、差分線形成分ΔＳｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅの累積和を算出する際に、差分の階数に基づいた回数の累積和を算出することが必要である。たとえば、２階の差分を算出した場合には、２階の差分線形成分の累積和を算出し、さらにその累積和の累積和を算出し、その累積和の累積和をＳｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）に加える。同様に、３階以上のｎ階の差分を算出した場合には、累積和を同様な手順でｎ回繰り返し、Ｓｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）に加える。このＳｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）に基づいて、検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）を算出することができる。ΔＳｙ（ｉ，ｊ）＿ｌｅ、Δθｘ（ｉ，ｊ）＿ｌｅおよびΔθｙ（ｉ，ｊ）＿ｌｅについても同様である。
【０３４９】
次に、検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等のばらつきに相当する誤差情報Ｓ＿Ｓｘ、Ｓ＿Ｓｙ、Ｓ＿θｘおよびＳ＿θｙを、統計的に計算することにより算出する。具体的には、例えば、検出領域誤差パラメータ値の誤差Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等の標準偏差（σ）を求めることにより検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報を算出することができる。また、σの２倍（２σ）またはσの３倍（３σ）等を検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報としてもよい。一例として、Ｓｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等から算出した３σを検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報Ｓ＿Ｓｘとすることができる。同様に、Ｓｙ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等、θｘ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等またはθｙ＿ｎｌｅ（ｉ，ｊ）等から算出した３σを、検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報Ｓ＿Ｓｙ、Ｓ＿θｘまたはＳ＿θｙとすることができる。なお、検出領域誤差パラメータ値の誤差のばらつきに相当する誤差情報は、統計的に誤差のばらつきを示すものであれば、標準偏差に限られず、どのようなものも用いることができる。
【０３５０】
次に、検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報Ｓ＿Ｓｘ、Ｓ＿Ｓｙ、Ｓ＿θｘ、Ｓ＿θｙに基づき、検出領域誤差パラメータ値の線形成分および差分線形成分の累積和に基づく誤差（３次式近似誤差に相当）と基づかない誤差（ランダム誤差に相当）との大きさの割合を示す重み付け係数Ｗを算出する（ステップＳ１０９）。ここで「大きさの割合を示す」とは、３次式近似誤差に相当する誤差とランダム誤差に相当する誤差との大きさを基準に、どちらが支配的な誤差であるかを示すことを意味する。重み付け係数の一例としては、ステップＳ１０８で算出した検出領域誤差パラメータ値の誤差の誤差情報を、検出領域誤差パラメータ値で除した値に基づき算出することができ、たとえば、式（３７）によって算出することができる。
2008209949.tif 000023
【０３５１】
次に、露光基板基準マークの位置と、全体領域誤差パラメータ値と、重み付け係数Ｗとに基づいて、載置台を位置づける目標位置を算出する（ステップＳ１１０）。
【０３５２】
例えば、式（３６）で算出した重み付け係数Ｗ＝０の場合は、基準マークの位置の誤差が、３次式近似誤差のみの場合に相当し、基板の変位およびそれに伴う露光基板基準マークの位置の変位がランダムではない場合である。そのため、ステップＳ１０２で算出された露光基板基準マークの位置は確からしいものであるといえる。そこで、重み付け係数Ｗ＝０の場合には、ステップＳ１０２で算出された露光基板基準マークの位置に基づいて載置台を位置づけるための目標位置を算出する。この方法により算出される目標位置を（Ｘｄ，Ｙｄ）とする。目標位置（Ｘｄ，Ｙｄ）の算出は、上述のダイバイダイ方式による位置の補正と同様な算出方法を用いることもできる。また、Ｓｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）、Ｓｙ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）、θｘ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）およびθｙ＿ｌｅ＿ｔｏｔａｌ（ｉ，ｊ）の三次式近似誤差に相当する値に基づいて目標位置（Ｘｄ，Ｙｄ）の算出を行うことができる。
【０３５３】
一方、式（３６）で算出した重み付け係数Ｗ＝１の場合は、基準マークの位置の誤差がランダム誤差のみの場合に相当する。そのため、ステップＳ１０２で算出された露光基板基準マークの位置は確からしいとはいえない。そこで、ステップＳ１０３で算出した全体領域誤差パラメータ値を用いて各露光領域に対する載置台を位置づける目標位置を算出することにより、露光の際の露光基板を載せた載置台を位置づける目標位置をより的確な位置とすることができる。この方法により算出される目標位置を（Ｘｇ，Ｙｇ）とする。
【０３５４】
一般的には、重み付け係数Ｗを用いて、上記二つの目標位置算出方法に対して重み付けを行う。たとえば、下記の式（３８）および（３９）を用いて目標位置（Ｘｐｏｓ，Ｙｐｏｓ）を算出することができる。
2008209949.tif 000024
【０３５５】
なお、重み付け係数および目標位置の算出方法は、上記の例に限られることはなく、３次式近似誤差およびランダム誤差の大きさを基準に、どちらが支配的な誤差であるかを判定するための係数であり、露光基板の目標位置算出に反映させるという重み付け係数の意味に基づき、適宜算出方法を変更することができる。また、重み付係数は一つには限られず、それぞれの検出領域誤差パラメータ値ごとに重み付係数を算出し、重み付けに用いてもよい。
【０３５６】
次に、上記のように算出した目標位置に載置台を位置づけ、露光基板にパターンを転写する（ステップＳ１１１）。
【０３５７】
以上、インテリジェントグローバル方式による処理を、３次式近似誤差およびランダム誤差を判定基準とする場合について説明したが、ステップＳ１０６とステップＳ１０７を所定の回数だけ繰り返し、ステップＳ１０７において適切な回数の差分の累積和を算出することにより、４次式や５次式など、３次式より高次の基板の変形に伴う露光基板基準マークの位置の誤差とランダム誤差の大きさを判定基準とする場合のインテリジェントグローバル方式による処理を行うことができる。
【０３５８】
以上説明したインテリジェントグローバル方式の処理による位置の誤差補正の例を、図３０（ａ）および（ｂ）に示す。図中、矢印は、インテリジェントグローバル方式の処理によって得られた補正方向と補正の大きさを示す。この図から明らかなように、露光基板の変形が２次式または３次式よって近似されるような位置の誤差が生じた場合、非常に優れた誤差の補正結果を得ることができる。また、図３０（ｃ）に示すように、インテリジェントグローバル方式の処理によって、３次式で近似されるような回転の大きさの変化が生じるような場合も、誤差の補正が可能となる。
【０３５９】
インテリジェントグローバル方式の処理を用いれば、露光基板基準マークの検出が何らかの理由により出来なかった露光領域があった場合にも、全体領域誤差パラメータ値を用いて各露光領域に対する載置台を位置づける目標位置を算出することができる。また、一部の露光基板基準マークが検出不可能な場合でも、その周辺の検出可能な露光基板基準マークの位置に基づき、検出不可能な露光基板基準マークの位置を近似的に補完することができる。そのため、露光基板基準マークの検出が何らかの理由により不可能だった露光領域に対しても露光を行うことができる。
【０３６０】
以上述べたインテリジェントグローバル方式の処理により、露光基板基準マークの位置のランダムな誤差を考慮した露光位置での露光が可能となる。また、一部の露光基板基準マークの検出を省略することにより、露光処理のスループットを高めることができる。また、露光基板基準マークの検出が何らかの理由により出来なかった露光領域があった場合にも露光処理が可能となるため、より確実な露光処理が可能となる。さらに、ステージの構造等に起因する誤差もランダム誤差ではない場合が多いので、基準基板を用いてステージの構造等に起因する誤差を補正する場合においても、インテリジェントグローバル方式を用いることで、露光基板の誤差の補正と一緒にステージの構造等に起因する誤差の補正とを兼ねて行うことができる。すなわち、基準基板を用いたステージの構造等に起因する誤差の補正を省略することも可能となる。
【０３６１】
＜＜＜＜第２の実施の形態＞＞＞＞
図２０は、本発明に係る第２の実施の形態の投影露光装置１００の概略を示す。投影露光装置２００は、投影露光装置１００と同様に、主として、プリント配線板を製造するためのものである。
【０３６２】
投影露光装置２００は、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ＿Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ＿Ｄｅｖｉｃｅ)を用いた投影露光装置であり、レチクルを用いることなくパターンを露光基板に転写することができる投影露光装置である。
【０３６３】
＜＜投影光学系＞＞
投影光学系は、光源２１０と、ファイバー２１２と、ロッド２１４とを含む。
光源２１０は、複数の紫外線ＬＥＤ光源（図示せず）を有する。光源２１０から射出された光束は、ファイバー２１２に入射され、ファイバー２１２は、入射された光束を集めて、ファイバー２１２の射出部から照明光束を射出する。ファイバー２１２から射出された照明光束は、ロッド２１４に入射され、ロッド２１４は、入射された照明光束の照度を均一に近づけ射出する。
【０３６４】
＜デジタルマイクロミラーデバイス光学系＞
ロッド２１４から射出された光束の進行方向には、照明リレー光学系２２２と、偏向ミラー２２４と、デジタルマイクロミラーデバイス２３０とが配置されている。ロッド２１４から射出された光束は、照明リレー光学系２２２と偏向ミラー２２４とによって、デジタルマイクロミラーデバイス２３０の反射面２３２の大きさとなるように調整されて、デジタルマイクロミラーデバイス２３０を照射する。デジタルマイクロミラーデバイス２３０の反射面２３２は、独立に駆動可能な複数のミラーからなる。複数のミラーを駆動することによって、複数のミラーの角度を変えて、複数のミラーに入射した光を所望する方向に反射させることができる。複数のミラーは、２次元に配置されており、例えば、８００×６００個、１２８０×１０２４個、１９８０×１０８０個等に配置されている。
【０３６５】
＜拡大照明系＞
デジタルマイクロミラーデバイス２３０の下方には、拡大照明系２４０が配置されている。拡大照明系２４０は、複数のレンズからなる。拡大照明系２４０における光路には、瞳位置が存在し、瞳位置にはブラインド２４２が配置されている。ブラインド２４２には、開口２４４が形成されている。
【０３６６】
上述したように、デジタルマイクロミラーデバイス２３０の複数のミラーは、角度を変えることができる。本実施の形態では、デジタルマイクロミラーデバイス２３０の複数のミラーの角度が、第１の角度又は第２の角度となるように駆動される。第１の角度は、複数のミラーに入射した光束が、ブラインド２４２の開口２４４に向かうものである。複数のミラーの角度が、この第１の角度となっているときには、光源２１０から発せられた光束は、ブラインド２４２の開口２４４を通過して下方に向かって進むことができる。一方、第２の角度は、複数のミラーに入射した光束が、ブラインド２４２の開口２４４でない箇所に向かうものである。複数のミラーの角度が、この第２の角度となっているときには、光源２１０から発せられた光束は、ブラインド２４２によって、遮られて開口２４４を通過することができない。
【０３６７】
拡大照明系２４０の下方には、マイクロアレイレンズ２５０が配置されている。マイクロアレイレンズ２５０は、デジタルマイクロミラーデバイス２３０の複数のミラーの各々に対応した複数のマイクロレンズからなる。複数のミラーの角度が、第１の角度となったときには、光源２１０から発せられた光束は、ブラインド２４２の開口２４４を通過し、マイクロアレイレンズ２５０に入射する。マイクロアレイレンズ２５０は、各々のマイクロレンズに入射した光を集光して、マイクロアレイレンズ２５０の下方の位置ＬＳに光束スポットを形成する。光束スポットは、数マイクロメートル〜十数マイクロメートルの大きさを有する。
【０３６８】
＜投影レンズ１５０、アライメント光学系１６０、基板載置ステージ１７０＞
マイクロアレイレンズ２５０の下方には、投影レンズ１５０とアライメント光学系１６０と基板載置ステージ１７０とが配置されている。投影レンズ１５０とアライメント光学系１６０と基板載置ステージ１７０とは、第１の実施の形態における投影露光装置１００と同様の構成及び機能を有し、同一の符号を付して示した。
【０３６９】
基板載置ステージ１７０のテーブル１７７には、第１の実施の形態と同様に、露光基板１５６が載置される。なお、露光基板１５６は、第１の実施の形態で説明した露光基板１５６ａ、１５６ｂ又は１５６ｃのいずれでもよい。露光基板１５６には、位置ＬＳに形成された光束スポットの像が形成される。この光束スポットの像が露光基板１５６に形成されることによって、光束スポットの像が形成された箇所を露光させることができる。これにより、複数のミラーの各々の角度を、上述した第１の角度又は第２の角度のいずれかにする制御をすることによって、露光基板１５６の表面を、光束スポットの像が形成される箇所と、形成されない箇所とのいずれかにすることができる。この光束スポットの像が形成される箇所と、形成されない箇所とを露光基板１５６に作り出すことによって、パターンの転写と同等のことを行うことができる。
【０３７０】
図２１は、露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０と、露光基板１５６とを拡大して示す図である。なお、図２１は、露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０のうちの一部と、露光基板１５６の一部とを示す図である。図２１では、光束スポットの像２６０を白い丸で示した。
【０３７１】
図２１に示すように、露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０は、隣り合う像の位置が離隔した離散的なものとなる。このため、露光基板１５６が露光される箇所も離散的なものとなり、プリント配線板の連続的な導体パターンを露光基板１５６に形成することが困難となる。このようなことから、図２１に示すように、露光基板１５６を移動させる方向に対して、光束スポットの像２６０の列が若干傾く（角度θｔ）ように、デジタルマイクロミラーデバイス２３０を配置する。なお、図２１においては、白い矢印で示した方向に露光基板１５６を移動させるものとする。この白い矢印で示した方向は、Ｘ方向又はＹ方向のいずれか一方であるのが好ましい。ここでは、Ｘ方向に露光基板１５６を移動させるものとする。また、傾ける角度θｔは、露光基板１５６に形成される光束スポットの像の大きさや、光束スポットの像の間隔に応じて適宜定めればよい。
【０３７２】
＜Ｘ方向に連続なパターンの形成＞
図２２は、Ｘ方向に連続するパターンを形成するときの手順を示す図である。図２２（ａ−１）〜図２２（ａ−４）は、露光基板１５６と光束スポットの像２６０との位置関係を示す図であり、図２２（ｂ−１）〜図２２（ｂ−４）は、露光基板１５６を移動させたことにより、露光された箇所を示す図である。これらの図２２（ａ−１）〜図２２（ａ−４）及び図２２（ｂ−１）〜図２２（ｂ−４）も、露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０のうちの一部と、露光基板１５６の一部とを示す図である。
【０３７３】
Ｘ方向に連続するパターンを形成するときには、複数の光束スポットの像２６０のうち所定の１つの光束スポットの像２６０ａを用いる。図２２では、この光束スポットの像２６０ａを黒い丸で示した。すなわち、光源２１０からの光が、露光基板１５６に照射されるのは、この光束スポットの像２６０ａのみの箇所である。
【０３７４】
図２２（ａ−１）に示すように、まず、露光基板１５６を所望する位置に位置づけ、１つの光束スポットの像２６０ａを露光基板１５６に形成することによって、図２２（ｂ−１）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６２ａを形成する。
次に、露光基板１５６を−Ｘ方向に所定の距離だけ移動させて、その位置で、光束スポットの像２６０ａを露光基板１５６に形成することで、図２２（ｂ−２）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６２ｂを形成する。なお、−Ｘ方向に移動させる所定の距離は、露光基板１５６に形成される光束スポットの像の大きさや、光束スポットの像の間隔に応じて適宜定めればよい。
【０３７５】
同様にして、露光基板１５６を−Ｘ方向に所定の距離だけ順次移動させて、その位置で、光束スポットの像２６０ａを露光基板１５６に形成することで、図２２（ｂ−３）及び図２２（ｂ−４）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６２ｃ及び２６２ｄを次々に形成することができる。
【０３７６】
このように、露光基板１５６を−Ｘ方向に所定の距離だけ移動させつつ、１つの光束スポットの像２６０ａを露光基板１５６に形成することによって、Ｘ方向に沿って連続するパターンを露光基板１５６に形成することができる。
【０３７７】
上述した図２２（ｂ−１）〜図２２（ｂ−４）では、露光基板１５６に形成される露光点２６２ａ〜２６２ｄを明確に示すために、露光基板１５６をある程度長い距離だけ移動させるように示したが、上述したように、露光基板１５６を移動させる距離は、露光基板１５６に形成される光束スポットの像の大きさや、光束スポットの像の間隔に応じて適宜定めればよい。
【０３７８】
＜Ｙ方向に連続なパターンの形成＞
図２３は、Ｙ方向に連続するパターンを形成するときの手順を示す図である。図２３（ａ−１）〜図２３（ａ−３）は、露光基板１５６と光束スポットの像２６０との位置関係を示す図であり、図２３（ｂ−１）〜図２３（ｂ−３）は、露光基板１５６を移動させたことにより、露光された箇所を示す図である。これらの図２３（ａ−１）〜図２３（ａ−３）及び図２３（ｂ−１）〜図２３（ｂ−３）も、露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０のうちの一部と、露光基板１５６の一部とを示す図である。
【０３７９】
Ｙ方向に連続するパターンを形成するときには、複数の光束スポットの像２６０のうち少なくとも２つ以上の光束スポットの像を用いる。図２３では、３つの光束スポットの像２６０ａ〜２６０ｃを用いる例を示し、これらを黒い丸で示した。すなわち、光源２１０からの光が、露光基板１５６に照射されるのは、この光束スポットの像２６０ａ〜２６０ｃのみの箇所である。
【０３８０】
図２３（ａ−１）に示すように、まず、露光基板１５６を所望する位置に位置づけ、１つの光束スポットの像２６０ａを露光基板１５６に形成することによって、図２３（ｂ−１）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６４ａを形成する。
【０３８１】
次に、露光基板１５６を＋Ｘ方向に所定の距離だけ移動させる。この位置は、光束スポットの像２６０ｂが、＋Ｙ方向に沿って露光点２６４ａと並ぶ位置である。この位置で、光束スポットの像２６０ｂを露光基板１５６に形成することで、図２３（ｂ−２）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６４ｂを形成する。上述したように、露光基板１５６を＋Ｘ方向に移動させる所定の距離は、光束スポットの像２６０ｂが、＋Ｙ方向に沿って露光点２６４ａと並ぶ位置となる距離である。
【０３８２】
同様にして、露光基板１５６を＋Ｘ方向に所定の距離だけ順次移動させて、光束スポットの像が、＋Ｙ方向に沿って露光点２６４ａと並ぶようにして、光束スポットの像を露光基板１５６に形成することで、図２３（ｂ−３）に示すように、露光基板１５６に１つの露光点２６４ｃを次々に形成することができる。
【０３８３】
このように、露光基板１５６を＋Ｘ方向に所定の距離だけ移動させつつ、２つ以上の光束スポットの像２６０を露光基板１５６に形成することによって、Ｙ方向に沿って連続するパターンを露光基板１５６に形成することができる。
【０３８４】
上述した図２３（ｂ−１）〜図２３（ｂ−３）では、露光基板１５６に形成される露光点２６４ａ〜２６４ｃを明確に示すために、露光基板１５６をある程度長い距離だけ移動させるように示したが、上述したように、露光基板１５６を移動させる距離は、光束スポットの像が、＋Ｙ方向に沿って並ぶ位置となる距離である。
【０３８５】
上述した例では、Ｘ方向に連続なパターンを形成する場合でも、Ｙ方向に連続なパターンを形成する場合でも、光源２１０からの光が、ある所定の短い時間内に、露光基板１５６に照射されるのは、複数の光束スポットの像２６０のうちの１つのみであるが、ある所定の短い時間内に、２つ以上の複数の光束スポットの像２６０を形成するように、光源２１０からの光を露光基板１５６に照射するようにしてもよい。このようにすることで、処理の効率化を図ることができ、パターンの形成に要する時間を短くすることができる。
【０３８６】
また、図２０に示した投影露光装置２００では、１つのデジタルマイクロミラーデバイス２３０とこれに対応する１つの投影レンズ１５０とからなるものを示したが、複数のデジタルマイクロミラーデバイスとこれらに対応する複数の投影レンズとからなる構成とし、ある所定の短い時間内に、複数の投影レンズによって複数の光束スポットの像２６０を形成するようにしてもよい。このようにすることで、パターンの形成に要する時間をさらに短くすることができる。
【０３８７】
＜誤差の発生＞
上述したように、第２の実施の形態における投影露光装置２００においても、第１の実施の形態における投影露光装置１００と同様の基板載置ステージ１７０を用いている。このため、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の誤差は、投影露光装置１００と同様に生ずる。また、アッベ誤差も同様に生ずる。
【０３８８】
さらに、露光基板１５６（１５６ａ，１５６ｂ及び１５６ｃ）も同様のものを用いる。したがって、露光基板１５６の変形による基準マークの変位の誤差や、基準マークの形成時に生ずる誤差も、投影露光装置１００の場合と同様に生ずる。
【０３８９】
このようなことから、第２の実施の形態における投影露光装置２００においても、第１の実施の形態で説明したような、図９に示したグローバル方式による露光処理や、図１４又は図１７に示した基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いた処理や、図１８に示した基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いて、グローバル方式による露光処理や、図１９に示したダイバイダイ方式とグローバル方式とを重みづけて位置を決める処理や、Ｘ方向の伸縮ＳｘをＸ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）に置き換え、また、回転θをＹ方向の差分ΔＸＭ（ｎ）に置き換えて行う処理や、図２５に示したインテリジェントグローバル方式により位置を決める処理の全てを第１の実施の形態と同様に行うことができる。
【０３９０】
上述した第２の実施の形態においても、制御装置１９９によって、第１の位置補正手段と、第２の位置補正手段と、基準基板位置制御手段と、基準基板位置記憶手段と、基準基板露光手段と、基準基板位置補正演算記憶手段と、露光基板位置制御手段と、露光基板位置記憶手段と、露光基板基準マーク位置記憶手段と、線形誤差補正演算手段とが構成される。
【図面の簡単な説明】
【０３９１】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の投影露光装置１００の概略を示す図である。
【図２】Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との詳細を示す正面図（ａ）であり、Ｘ方向移動用ステージ１７２の詳細を示す正面図（ｂ）である。
【図３】Ｚ方向移動用ステージ１７６の詳細を示す側面図であり、Ｙ方向移動用ステージ１７４を−Ｙ方向の最端部に位置づけたときのもの（ａ）で、Ｙ方向移動用ステージ１７４を＋Ｙ方向の最端部に位置づけたときのもの（ｂ）である。
【図４】露光基板１５６ａ及び１５６ｂの例を示す図である。
【図５】ダイバイダイ方式による手順の第１の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ａへの露光との手順を示す図である。
【図６】ダイバイダイ方式による手順の第２の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ｂへの露光との手順を示す図である。
【図７】ダイバイダイ方式による手順の第３の態様による基準マークの位置の検出と、露光基板１５６ａの位置調整と、露光基板１５６ｂへの露光との手順を示す図である。
【図８】グローバル方式の場合の検出する露光基板１５６ｃの例を示す。
【図９】露光基板１５６ｃを用いたときのグローバル方式の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】テーブル１７７に載置された露光基板１５６ｃの４つの露光領域ＥＲ１、ＥＲ４、ＥＲ９又はＥＲ１４の露光領域の基準マークＲＭ１と基準マークＲＭ２とを撮影するときの状態を示す図である。
【図１１】６つのパラメータＳｘ、Ｓｙ、θ、ω、Ｏｘ及びＯｙと、その各々の態様を示す図である。
【図１２】基準基板１５８ａの概略を示す正面図（ａ）であり、基準基板１５８ａの１つの領域に形成された基準マークを示す拡大図（ｂ）である。
【図１３】１２個の領域ＥＲ１〜ＥＲ１２の各々について、複数の基準マークのうち、１８個の基準マークを用いるものを示す図である。
【図１４】基準基板１５８ａの基準マーク対の位置を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図１５】基準基板１５８ｂの概略を示す正面図（ａ）であり、基準基板１５８ｂの１つの領域に形成された基準マークを示す拡大図（ｂ）である。
【図１６】基準位置用レチクルに形成された基準パターンを示す図（ａ）であり、非被覆部４４に対応したパターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９が、基準基板１５８ｂの全ての領域ＥＲ１〜ＥＲ１２に転写された基準基板１５８ｂを示し（ｂ）、中心が変位して、パターンＯＲＭ１〜ＯＲＭ９が転写された状態を示す図（ｃ）である。
【図１７】基準基板１５８ｂへ基準パターンを転写する処理と、基準基板１５８ｂの基準マーク対の位置を決定する処理との手順を示すフローチャートである。
【図１８】基準基板１５８ａ又は１５８ｂを用いてＸ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との移動の誤差を補正して、グローバル方式によって露光処理を行う手順を示すフローチャートである。
【図１９】ダイバイダイ方式とグローバル方式との重み付けを行って、Ｘ方向移動用ステージ１７２とＹ方向移動用ステージ１７４との位置を決める処理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る第２の実施の形態の投影露光装置１００の概略を示す図である。
【図２１】露光基板１５６に形成される光束スポットの像２６０と、露光基板１５６とを拡大して示す図である。
【図２２】Ｘ方向に連続するパターンを形成するときの手順を示す図である。
【図２３】Ｙ方向に連続するパターンを形成するときの手順を示す図である。
【図２４】露光基板の変形が、（ａ）２次式よって近似される場合、（ｂ）３次式よって近似される場合の、露光基板の変形の様子を示す図である。
【図２５】インテリジェントグローバル方式の処理の手順を示す図である。
【図２６】インテリジェントグローバル方式の処理で用いる露光基板の一例の概略図である。
【図２７】一部の露光基板基準マークの検出を省略することを示す露光基板の概略図である。
【図２８】一部の露光基板基準マークの検出を省略することを示す露光基板の概略図である。
【図２９】検出領域誤差パラメータ値の一例を示す概略図である。
【図３０】インテリジェントグローバル方式の処理による位置の誤差補正の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０３９２】
１００  投影露光装置
１１０  光源
１４２  レチクル
１５０  投影レンズ
１５６、１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄ，１５６ｅ，１５６ｆ  露光基板
１５８ａ、１５８ｂ  基準基板
１６０、１６０ａ、１６０ｂ  アライメント光学系
１６２  画像処理装置
１７０  基板載置ステージ
１７２  Ｘ方向移動用ステージ
１７４  Ｙ方向移動用ステージ
１７６  Ｚ方向移動用ステージ
１７７  テーブル（載置台）
１９９  制御装置
２００  投影露光装置
２１０  光源
２３０  デジタルマイクロミラーデバイス
ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ３、ＲＭ４  基準マーク
ＥＲ  露光領域、検出領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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