(57)【要約】【課題】  スループットの低下を招かずに高い精度でアライメントを実施できるようにする。【解決手段】  モータ４１の駆動によって回転する円筒カム４３の側面には一部がリード零４３ｂとされたコサインカーブ状の溝４３ａが形成されている。この溝４３ａにはＹ方向に沿って井移動可能に構成され、落射ミラー１７を保持するスライドユニット４４に取り付けられたカムフォロア４６が勘合している。スライドユニット４４の−Ｙ方向及び＋Ｙ方向には、センサＳＡ，ＳＢ及びセンサＳＣ，ＳＤがそれぞれ取り付けられている。センサＳＡ〜ＳＣによるスライドユニット４４の位置検出結果及びモータ４１の回転量を検出するエンコーダ４３の検出結果とに基づいて、落射ミラー１７の位置決め等を行う。【選択図】  図３
2005159302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写するのに先だって、前記第１面に位置する第１マークと前記第２面に位置する第２マークとを用いて前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出するアライメント装置において、
側面に螺旋状の溝が形成されており、前記第１面及び前記第２面に対して平行な所定方向に中心軸が設定され、当該中心軸の回りに回転自在に構成された円筒回転部材と、
前記第１マーク及び前記第２マークにアライメント光を供給するとともに前記第１マーク及び前記第２マークで反射されるアライメント光を受ける光学部材を保持し、前記円筒回転部材に形成された溝に嵌合した嵌合部材を有し、前記円筒回転部材の回転に合わせて前記所定方向に移動する可動部材と、
前記円筒回転部材の前記中心軸回りの回転量を検出する回転量検出器と、
前記所定方向における前記可動部材の位置を検出する位置検出器と
を備えることを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記円筒回転部材の溝は、前記光学部材が前記所定方向の所定位置に位置決めされた状態で前記嵌合部材が配置される部分が前記円筒回転部材の周方向に直線状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項３】
前記円筒回転部材の溝は、前記所定方向における位置と前記周方向の位置とが余弦曲線の関係となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアライメント装置。
【請求項４】
第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写するのに先だって、前記第１面に位置する第１マークと前記第２面に位置する第２マークとを用いて前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出するアライメント方法において、
側面に螺旋状の溝が形成されており、前記第１面及び前記第２面に対して平行な所定方向に中心軸が設定され、当該中心軸の回りに回転自在に構成された円筒回転部材を回転させて、前記円筒回転部材に形成された溝に嵌合した嵌合部材を有し、前記第１マーク及び前記第２マークにアライメント光を供給するとともに前記第１マーク及び前記第２マークで反射されるアライメント光を受ける光学部材を保持する可動部材を前記所定方向における初期位置に配置するステップと、
前記円筒回転部材の前記中心軸回りの回転量を検出する回転量検出器を初期化するステップと、
前記円筒回転部材を回転させながら前記円筒回転部材の回転量を前記回転量検出器で検出しつつ、前記可動部材の前記所定方向における位置を、該回転量検出器とは独立した位置検出器で検出するステップと、
前記回転量検出器及び前記位置検出器の検出結果に基づいて、前記光学部材を位置決めすべき位置を算出するステップと
を含むことを特徴とするアライメント方法。
【請求項５】
前記可動部材を前記位置検出器の出力に基づいて前記初期位置に配置するステップと、
前記円筒回転部材を回転させながら前記円筒回転部材の回転量を前記回転量検出器で検出しつつ、前記光学部材を前記位置決めすべき位置に前記位置検出器の出力を用いつつ配置するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載のアライメント方法。
【請求項６】
第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写する露光装置において、
請求項１〜３の何れか一項に記載のアライメント装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写する露光方法において、
前記転写パターンを前記基板上に転写するのに先だって、請求項５に記載のアライメント方法により前記光学部材の位置決めを行って前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出する工程を有することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント光学系を用いたアライメント装置及び方法、マイクロデバイスの製造工程において用いられる露光装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、その他のマイクロデバイスの製造工程においては、マスク上に形成された原画となるパターンをフォトレジスト等の感光剤が塗布された基板上に投影露光する露光装置（例えば、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置）が用いられる。ここで、重ね合わせ露光を行うためには、マスクと基板との位置合わせ（アライメント）を行う必要があり、露光装置にはマスクと基板との相対的な位置検出を行うアライメント光学系が備えられている。アライメントの精度はパターンの微細化に伴って高い精度が要求されるようになっており、アライメント光学系によるマスクと基板との相対的な位置検出も高い精度を併せ持つ必要がある。
【０００３】
ここで、アライメント光学系としては、マスク上に位置検出用のマスクマークを設けると共に基板上に位置検出用のウエハマークを設け、マスクマーク及びウエハマークを落射照明し、マスクマーク及びウエハマークからの反射光に基づいて形成されるマーク像によりマスクと基板との相対的な位置検出を行う落射式アライメント光学系がある（例えば、以下の特許文献１参照）。
【０００４】
また、マスク上にマスクマークを設けると共にウエハステージ上にウエハステージの基準位置を定めるウエハフィデューシャルマークを設け、マスクマーク及びウエハフィデューシャルマークを落射照明し、マスクマーク及びウエハフィデューシャルマークからの反射光に基づいて形成されるマーク像によりマスクと基板との相対的な位置検出を行う落射式アライメント光学系がある（例えば、以下の特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１６２４００号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した落射式アライメント光学系を用いてアライメントを行う際には、レチクルマークとウエハマーク又はウエハフィデューシャルマークとを落射照明するとともに、これらのマークからの反射光を受光するため、投影光学系の物体側（露光光を射出する照明光学系とマスクとの間）においてアライメント光学系の一部（以下、可動部という）を投影光学系の視野内に配置する必要がある。
【０００６】
アライメント光学系の可動部を投影光学系の視野内に配置した状態においては、その可動部によって照明光学系から射出される露光光が遮られることになる。このため、ウエハの露光処理を行う時にはアライメント光学系の可動部を投影光学系の視野外に配置しておき、レチクルとウエハとのアライメントを行う時のみアライメント光学系の可動部を投影光学系の視野内に配置するようにしている。
【０００７】
アライメントはレチクル又はウエハが交換する度に行われるため、投影光学系の視野に対してアライメント光学系の可動部を進退させる時間が長くなると、スループット（単位時間当たりに処理することができる基板の枚数）の低下を招くことになる。このため、アライメント光学系は、その可動部の移動距離が極力短くなるように設計されている。例えば、可動部の移動距離を短くするために、可動部の移動方向はレチクルに対して斜め方向に設定される。また、アライメント時には投影光学系の視野内の所定位置にアライメント光学系の可動部を精確に配置する必要があるが、可動部の位置決めはストッパを用いて機械的に行われる。
【０００８】
しかしながら、可動部の移動方向をレチクルに対して斜め方向に移動させるための駆動機構ベース等の金物を精度良く加工するのが困難であるため、可動部の位置決め精度が悪化する。また、ストッパを用いて可動部を機械的に位置決めする機構では、ストッパの位置が僅かでもずれると可動部の姿勢が変化する。可動部の位置決め精度の悪化又は可動部の姿勢変化が生ずるとアライメント精度が悪化し、その結果として露光時における位置合わせ精度が悪化して歩留まりの低下を招くという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スループットの低下を招かずに高い精度でアライメントを実施できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によると、第１面に配置されるマスク（Ｒ）に形成された転写パターンを、第２面に配置される基板（Ｗ）上に転写するのに先だって、前記第１面に位置する第１マークと前記第２面に位置する第２マークとを用いて前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出するアライメント装置（ＲＡＬ）において、側面に螺旋状の溝（４３ａ）が形成されており、前記第１面及び前記第２面に対して平行な所定方向（Ｙ方向）に中心軸が設定され、当該中心軸の回りに回転自在に構成された円筒回転部材（４３）と、前記第１マーク及び前記第２マークにアライメント光を供給するとともに前記第１マーク及び前記第２マークで反射されるアライメント光を受ける光学部材（１７）を保持し、前記円筒回転部材に形成された溝に嵌合した嵌合部材（４６）を有し、前記円筒回転部材の回転に合わせて前記所定方向に移動する可動部材（４４）と、前記円筒回転部材の前記中心軸回りの回転量を検出する回転量検出器（４２）と、前記所定方向における前記可動部材の位置を検出する位置検出器（ＳＡ〜ＳＤ）とを備えたアライメント装置が提供される。
【００１２】
本発明の第１の観点に係るアライメント装置では、第１面及び第２面に平行な所定方向に可動部材を移動させて、光学部材を第１面及び第２面に対して平行に移動させるようにしたので、該可動部材の駆動機構等の加工・製造あるいは設置が容易になるとともに、機械的なストッパではなく回転量検出器と位置検出器とにより位置決めを行うようにしたので、高い精度で光学部材を所定位置に位置決めすることができる。その結果、露光時における位置合わせ精度が向上し、歩留まりを向上することができる。また、２枚組の光学部材（落射ミラー）を採用することにより、Ｘ軸方向駆動を可能にし、精度を向上できる。また、駆動距離を短縮でき、また１枚ミラーと比較し落射ミラー停止位置ズレの影響を受けにくい、といった効果を得ることもできる。
【００１３】
本発明の第１の観点に係るアライメント装置において、前記円筒回転部材の溝は、前記光学部材が前記所定方向の所定位置に位置決めされた状態で前記嵌合部材が配置される部分が前記円筒回転部材の周方向に直線状に形成することが望ましい。このような直線状の部分（４３ｂ）を溝に設けることにより、光学部材が所定位置に位置決めされたときに、円筒回転部材が僅かに回転した場合であっても、光学部材の位置は変わらずに、所定位置に設定されたままの状態となる。
【００１４】
また、本発明の第１の観点に係るアライメント装置において、前記円筒回転部材の溝は、前記所定方向における位置と前記周方向の位置とが余弦曲線の関係となるように形成することができる。このように、円筒回転部材の側面の溝を余弦曲線状に形成することにより、円筒回転部材の端部に嵌合部材が位置している時には可動部材を緩やかに移動させることができるとともに、円筒回転部材の中央部に嵌合部材が位置している時には可動部材を高速に移動させることができる。このため、可動部材の移動に要する時間を短縮することができ、その結果として大幅にスループットを向上させることができる。且つ位置決めに利用される端部は緩やかに移動するので、高精度に位置決めすることが可能となる。
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の第２の観点によると、第１面に配置されるマスク（Ｒ）に形成された転写パターンを、第２面に配置される基板（Ｗ）上に転写するのに先だって、前記第１面に位置する第１マークと前記第２面に位置する第２マークとを用いて前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出するアライメント方法において、側面に螺旋状の溝（４３ａ）が形成されており、前記第１面及び前記第２面に対して平行な所定方向（Ｙ方向）に中心軸が設定され、当該中心軸の回りに回転自在に構成された円筒回転部材（４３）を回転させて、前記円筒回転部材に形成された溝に嵌合した嵌合部材（４６）を有し、前記第１マーク及び前記第２マークにアライメント光を供給するとともに前記第１マーク及び前記第２マークで反射されるアライメント光を受ける光学部材（１７）を保持する可動部材を前記所定方向における初期位置（ＰＣ）に配置するステップ（Ｓ１１）と、前記円筒回転部材の前記中心軸回りの回転量を検出する回転量検出器（４２）を初期化するステップ（Ｓ１２）と、前記円筒回転部材を回転させながら前記円筒回転部材の回転量を前記回転量検出器で検出しつつ、前記可動部材の前記所定方向における位置を、該回転量検出器とは独立した位置検出器（ＳＡ〜ＳＤ）で検出するステップ（Ｓ１３）と、前記回転量検出器及び前記位置検出器の検出結果に基づいて、前記光学部材を位置決めすべき位置を算出するステップ（Ｓ１４）とを含むアライメント方法が提供される。本発明の第２の観点に係るアライメント方法によると、上記本発明の第１の観点に係るアライメント装置と同様に、位置合わせ精度を向上することができる。
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の第３の観点によると、第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写する露光装置において、上記本発明の第１の観点に係るアライメント装置を備えた露光装置が提供される。位置合わせ精度が高い本発明に係るアライメント装置を備えているため、露光精度を高くすることができる。
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の第４の観点によると、第１面に配置されるマスクに形成された転写パターンを、第２面に配置される基板上に転写する露光方法において、前記転写パターンを前記基板上に転写するのに先だって、上記本発明の第２の観点に係るアライメント方法により前記光学部材の位置決めを行って前記第１マークと前記第２マークとの相対位置関係を検出する工程を有する露光方法が提供される。位置合わせ精度が高い本発明に係るアライメント方法を用いているため、露光精度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、スループットの低下を招かずに高い精度でアライメントを実施できるようになる。その結果、高品質、高性能なデバイス等を高い生産性で製造することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の全体の概略構成を示す図である。なお、以下の説明では、マスクとしてのレチクルＲに形成された転写パターンの像を投影光学系ＰＬを介して感光性材料（レジスト）が塗布された基板としてのウエハＷ上に投影露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。
【００２０】
また、以下の説明においては、図１中に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００２１】
図１に示す本実施形態の露光装置は、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等の光源を含んで構成され、光源から射出される光束をレチクルＲに導く照明光学系ＩＳを備えている。光源から射出された光束は、照明光学系ＩＳを通過して投影光学系ＰＬの物体面（第１面）に配置されるレチクルＲに導かれてレチクルＲをほぼ均一に照明する。レチクルＲを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に導かれ、これによってレチクルＲのパターン像が投影光学系ＰＬの像面（第２面）に配置されるウエハＷ上に投影される。
【００２２】
なお、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に、ウエハＷはウエハステージＷＳＴ上にそれぞれ載置されている。レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベース上でＹ方向（スキャン方向）に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に傾斜できるように載置されている。一方、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージＷＳＴは、不図示のウエハベース上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動する。更に、ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。このウエハステージＷＳＴは、ウエハステージＷＳＴ上に位置する移動鏡１を用いたレーザ干渉計２によって位置計測され、且つ制御されている。
【００２３】
また、図１に示す露光装置は、レチクルＲに形成されたレチクルマークＲＭとウエハステージＷＳＴ上に設けられたウエハフィデューシャルマークＷＦＭとの相対位置関係を検出するアライメント装置としての落射式レチクルアライメント系ＲＡＬを備えている。図１では、図中のレチクル上右側に形成されているマークを観察するためのレチクルアライメント系ＲＡＬ（右側ＲＡＬ）のみを開示しているが、実際には、レチクル上の左側に形成されているマークを観察するための左側ＲＡＬも具備している。しかし、右側ＲＡＬも左側ＲＡＬも構成上は同様なので、以降では右側ＲＡＬについてのみ説明をする。落射式レチクルアライメント系ＲＡＬは、露光装置によるデバイスの製造段階において、レチクルＲの位置の初期設定を行う際に使用される。また、レチクルアライメント系ＲＡＬは、レチクルとウエハとの相対的な位置合わせを行うために、レチクル上のマークとウエハ上のマークとを同時観察する際にも使用される。
【００２４】
また、この露光装置は、ウエハＷ上に形成されたウエハマーク（図示省略）とウエハフィデューシャルマークＷＦＭとの相対位置関係を検出するウエハアライメント系ＷＡＬを備えている。また、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭの検出位置は、ウエハステージＷＳＴ上に位置する移動鏡１を用いたレーザ干渉計２によって位置計測され、且つ制御されている。
【００２５】
また、この露光装置に設けられている制御装置３は、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬにより検出されたレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭとの相対位置関係を示す検出信号を受信する。また、制御装置３は、ウエハアライメント系ＷＡＬにより検出されたウエハマークとウエハフィデューシャルマークＷＦＭとの相対位置関係を示す検出信号を受信する。また、制御装置３は、レーザ干渉計２によるウエハＷの位置の計測信号を受信する。また、制御装置３は、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬによる検出信号、ウエハアライメント系ＷＡＬによる検出信号、レーザ干渉計２による計測信号に基づいて、ウエハステージＷＳＴの駆動を行ってレチクルＲとウエハＷとの相対位置の調整を行う。
【００２６】
次に、露光装置に設けられる落射式レチクルアライメント系ＲＡＬの第１の構成について詳細に説明する。図２は、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬの第１の構成を示す平面透視図である。この落射式レチクルアライメント系ＲＡＬを構成する後述の各光学部材は、レチクルアライメント系のベース部材Ｂａ上にそれぞれ配置されている。
【００２７】
なおレチクルアライメント系ＲＡＬは、図２に示すように、その大部分がカバー部材Ｃａで覆われている。このカバー部材（素材）はアルミ材で構成されている。レチクルアライメント系ＲＡＬは後述するように、露光光の一部をアライメント光として使用するものであり、レチクルアライメント系ＲＡＬ内部の後述する各光学部材の調整を行う際にも露光光を用いながら行うものである。上述のカバー部材は、このような調整時において、作業者が露光光で被爆することを防止するためのものである。また上述のカバー部材は、後述する各センサ２４，２７，３０に、迷光が入射されるのを防止する作用も持つものである。
【００２８】
前述した照明光学系ＩＳに設けられる光源からの光束（露光光）の一部は、図２に示す光ファイバ１１を用いて落射式レチクルアライメント系ＲＡＬ内部に導かれている。光ファイバ１１を用いて落射式レチクルアライメント系ＲＡＬに導かれる光（露光用照明光の一部分岐した光）はアライメント光として用いられる。
【００２９】
図２に示す通り、光ファイバ１１の射出端から−Ｘ方向に射出したアライメント光は、コンデンサレンズ１２に入射する。コンデンサレンズ１２を介したアライメント光は、集光された後、リレーレンズ１３に入射する。リレーレンズ１３を介して平行光となったアライメント光は、ミラー１４により−Ｙ方向に偏向された後、ハーフミラー１５に入射する。ハーフミラー１５で反射されたアライメント光は、第１対物レンズ１６に入射する。
【００３０】
第１対物レンズ１６で集光されたアライメント光は、投影光学系ＰＬの視野に対して進退自在に構成された落射ミラー１７により−Ｚ方向に偏向される。ここで、落射ミラー１７は、従来構造とは異なって図２のＹ方向に沿って水平方向に移動可能に構成されており、落射ミラー１７を−Ｙ方向に移動させると落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内に配置することができ、逆に落射ミラー１７を＋Ｙ方向に移動させると落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野外に配置することができる。なお、図２においては、落射ミラー１７が投影光学系ＰＬの視野内に配置された状態を図示しており、この状態では図示の通りレチクルＲの＋Ｚ方向に（レチクルＲの上方に）落射ミラー１７が配置される。この落射ミラー１７を移動させるための駆動機構の詳細については後述する。尚、以下の右側ＲＡＬの説明において参照するＸ方向に付す正号又は負号は、左側ＲＡＬでは反転することに注意されたい。
【００３１】
レチクルアライメント系ＲＡＬは、既述の如く、レチクルの位置合わせを行うためにレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭとの相対位置計測を行う場合と、レチクルとウエハとの相対位置合わせを行うためにレチクルマークＲＭとウエハマークとの相対位置計測を行う場合に使用されるが、以降では、レチクルの位置合わせを行う場合について説明し、ＲＡＬによるウエハマーク計測については、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭの計測の場合と同様であるので、その説明を省略する。落射ミラー１７により−Ｚ方向に偏向されたアライメント光は、レチクルＲに形成されたレチクルマークＲＭを照明する。
【００３２】
ここで、レチクルアライメントマークＲＭは、線状パターンでない部分にガラス地を用い、線状パターン部分に、クロムや低反射クロムといった遮光性の金属や、露光光に対し半透過性の物質等を用いて形成される。レチクルマークＲＭの透過部分を透過した光（レチクル透過成分）は、投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上に位置するウエハフィデューシャルマークＷＦＭを照明する。ここで、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭ上に投影されたレチクルマークＲＭは、線状パターン部分は暗く、線状パターンでない部分は明るい照明領域となってウエハフィデューシャルマークＷＦＭを照明する。ここで、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭは、線状パターンで無い部分にクロム等の高反射材による反射領域を、線状パターン部分にガラス等の低反射材を用いて形成されている。ウエハフィデューシャルマークＷＦＭの線状部分は、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭに投影されたレチクルマークの照明領域で照明され、反射光は投影レンズを介してレチクルアライメントマークＲＭへ再投影される。レチクルアライメントマークＲＭへ再投影されたパターンは、レチクルアライメントマークＲＭの線状部と、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭの線状部が暗く、その他の領域は明るい投影パターンとなる。フィデューシャルマーク側から投影された光により、レチクルアライメントマークＲＭは再度照明される。その際、レチクルアライメントマークＲＭには投影された同マークの透過像が重なり、結局レチクルアライメントマークＲＭを透過したパターン（レチクル透過成分）は、レチクルアライメントマークＲＭの線状部と、ウエハフィデューシャルマークＷＦＭの線状部が暗く、その他の領域は明るい投影パターンとなる。一方、アライメント光により照明されたレチクルアライメントマークＲＭでは、線状パターン部での反射による成分も発生する。実際のレチクルからの光は、反射成分と透過成分が混ざったものとなる。
【００３３】
アライメント光に対するレチクルマーク透過像成分を含むウエハフィデューシャルマークＷＦＭからの反射光と、レチクルマークＲＭからの反射光は、落射ミラー１７及び第１対物レンズ１６を順次介して、ハーフミラー１５に入射する。ハーフミラー１５に入射した反射光のうち、ハーフミラー１５を透過した光は、第２対物レンズ１８に入射し、第２対物レンズ１８により光が集光される集光点の近傍に配置された平行平面板１９に入射する。ここで、平行平面板１９は、視野位置等を調整する光学部材として用いられる。
【００３４】
平行平面板１９を介した光は、レンズ作用を有するフォーカス調整部品２０、第３対物レンズ２１を介して、ハーフミラー２２に入射する。ハーフミラー２２を透過した光は、第４対物レンズ２３を介して、センサ（撮像素子）２４に入射する。一方、ハーフミラー２２により反射された光は、ハーフミラー２５に入射する。ハーフミラー２５により反射された光は、第４対物レンズ２６を介して、センサ（撮像素子）２７に入射する。一方、ハーフミラー２５を透過した光は、ミラー４２により反射され、第４対物レンズ２９を介して、センサ（撮像素子）３０に入射する。センサ上に投影されるレチクルマークの像は、前記レチクル透過成分と反射成分が混ざったものとなるが、十分に計測処理可能な信号波形となり高精度な位置計測が可能である。
【００３５】
ここで、各センサ（例えばＣＣＤ）２４，２７，３０は、最適なアライメントを行うための光学条件（倍率、開口数等）に設定されており、筐体３１に格納されている。また、各センサ２４，２７，３０の動作により発生する熱の影響を取り除くため、筐体３１内の排気又は冷却板（例えばＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を用いたヒートシンクやペルチェ素子などで構成されるもの）等を用いて除熱を行う。なお冷却板を用いる場合には、各センサの下部（ベース部材Ｂａ上）に例えばヒートシンクを設けるようにすれば良い。この除熱により、筐体３１又は筐体の周辺に配置されている光学部材の温度上昇を抑えることができ、光学部材の熱膨張や屈折率の変化や各センサ自信のノイズなどによるアライメント精度の低下を防止することができる。また、各センサ２４，２７，３０が筐体３１内の１箇所に配置されているため、除熱を効率良く行うことができる。
【００３６】
なお、不図示ではあるが、筐体３１内（各センサの近傍箇所）には、その環境（温度、気圧、湿度など）を測定する環境センサ（例えば周囲温度を測定する温度センサ（例えば白金温度センサ））が設けられており、その環境（温度）センサの出力に応じて、ヒートシンクに流されるＨＦＥの温度や流量を制御したり、ペルチェ素子の温度を制御するように構成される。
【００３７】
センサ２７は、センサ２７の撮像面に結像したレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭとのＸ軸方向における位置を検出する。また、センサ３０は、センサ３０の撮像面に結像したレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭのＹ軸方向における位置を検出する。更に、センサ２４は、センサ２４の撮像面に結像したレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭの２次元位置を検出する。
【００３８】
センサ２４は、レチクルマークＲＭ及びウエハフィデューシャルマークＷＦＭのＸＹ面内における大まかな位置検出（サーチ検出）を行うために用いられ、センサ２７，３０はこれらのマークの高精度の位置検出（ファイン検出）を行うために用いられる。各センサ２４，２７，３０は、各検出結果を図１中の制御装置３に出力する。制御装置３は、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬ（各センサ２４，２７，３０）から出力された検出信号、ウエハアライメント系ＷＡＬから出力された検出信号（ウエハアライメント計測をレチクルアライメント系ＲＡＬで行う場合にはレチクルアライメント系ＲＡＬから出力されたウエハマークとレチクルマークとの相対位置関係を示す検出信号）、レーザ干渉計２から出力された検出信号に基づいて、レチクルＲ及びウエハＷの相対位置の調整を行う。
【００３９】
次に、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬに設けられる落射ミラー１７を移動させる駆動機構の詳細について説明する。図３は、落射ミラー１７の駆動機構を示す平面図である。図３に示す通り、落射ミラー１７の駆動機構は、モータ４１、エンコーダ４２、円筒カム４３、及びスライドユニット４４を含んで構成される。モータ４１は、円筒カム４３を中心軸の回りで回転させるものであり、その回転軸は円筒カム４３の一端において円筒カム４３の回転軸に接続されている。モータ４１の回転軸及び円筒カム４３の中心軸はＹ軸に沿った方向に設定されている。なお、円筒カム４３は、その他端が軸受けを備える支持部材Ｂで回転自在に支持されている。
【００４０】
モータ４１の回転量（円筒カム４３の回転量）は図１に示した制御装置３から出力される制御信号によって制御される。エンコーダ４２はモータ４１の回転軸に取り付けられた不図示の回転子を３枚備えており、モータ４１（円筒カム４３）の回転量（回転角、回転数）、及び回転方向を検出する。なお、不図示の回転子は、モータ４１の回転数を検出するための第１回転子、モータの回転角を検出する第２回転子、及び第２の回転子と合わせてモータ４１の回転方向を検出する第３検出子から構成される。エンコーダ４２の検出結果は制御装置３に出力され、制御装置３はエンコーダ４２の検出結果及び後述するセンサの検出結果に基づいてモータ４１（円筒カム４３）の回転角、回転数、及び回転方向を制御する。
【００４１】
円筒カム４３は、ＳＵＳ等によって形成された円筒形状の部材であり、その側面上に溝４３ａが螺旋状に形成されている。この溝４３ａは、具体的には円筒カム４３の側面上において、Ｙ方向の位置と周方向の位置とコサインカーブ（余弦曲線）の関係となるように形成されている。なお、溝４３は円筒カム４３の全面に亘ってコサインカーブ状に形成されている訳ではなく、円筒カム４３の−Ｙ方向の端部において、円筒カム４３の周方向に沿って直線状に形成された部分がある。以下、この直線状の溝をリード零４３ｂという。
【００４２】
スライドユニット４４は、落射式レチクルアライメント系ＲＡＬに設けられる落射ミラー１７をその上部において保持しており、長手方向がＹ方向に配置された一対のミニチュアガイド４５に沿って移動可能に構成されている。落射ミラー１７の取り付け部（落射ミラー１７の−Ｚ方向）には不図示の孔部が形成されており、落射ミラー１７で−Ｚ方向へ偏向されたアライメント光がレチクルマークＲＭ及びウエハフィデューシャルマークＷＦＭを照明し、これらの反射光が落射ミラー１７に入射できるように構成されている。なお、本実施形態では、落射ミラー１７をスライドユニット４４の上部で保持する形態について説明するが、落射ミラー１７をスライドユニット４４の下方に釣り下げた状態で保持し、この落射ミラー１７の上部に孔が形成される形態であっても良い。
【００４３】
また、スライドユニット４４にはベアリング等で構成されたカムフォロア４６が取り付けられており、このカムフォロア４６が円筒カム４３の溝４３ａ内に嵌合されている。従って、モータ４１を駆動して円筒カム４３を中心軸の回りに回転させることにより、その回転角に応じてカムフォロア４６がＹ方向に水平移動し、カムフォロア４６の移動に従ってスライドユニット４４もＹ方向に移動する。なお、本明細書では、スライドユニット４４を−Ｙ方向へ移動させるときのモータ４１の回転方向を正転方向といい、スライドユニット４４を＋Ｙ方向へ移動させるときのモータ４１の回転方向を逆転方向という。
【００４４】
モータ４１を逆転方向に回転させて、カムフォロア４６が円筒カム４３の＋Ｙ方向における端部近傍の位置に配置されるまでスライドユニット４４を＋Ｙ方向に移動させると、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野から退避させることができる。逆に、モータ４１を正転方向に回転させて、カムフォロア４６がリード零４３ｂの位置になるまでスライドユニット４４を＋Ｙ方向に移動させることで、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内の所定位置に位置決めすることができる。なお、スライドユニット４４のＹ方向における移動可能距離は３０ｍｍ程度である。
【００４５】
ここで、円筒カム４３の側面の溝４３ａはコサインカーブ状に形成されているため、円筒カム４３の回転数が一定であっても、カムフォロア４６が円筒カム４３の両端付近に位置しているときにはモータ４１に対する負荷が小さい状態でスライドユニット４４を緩やかにＹ方向に移動させることができ、カムフォロア４６が円筒カム４３の中央部に位置しているときにはスライドユニット４４を高速にＹ方向に移動させることができる。
【００４６】
このため、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内に配置し、又は投影光学系ＰＬの視野から退避させる時間を短縮することができるとともに、落射ミラー１７の位置決めを高精度に行うことができる。アライメントはレチクル又はウエハが交換する度に行われるため、落射ミラー１７の進退時間の短縮により大幅にスループットを向上させることができる。
【００４７】
スライドユニット４４は、圧縮バネを備えたバネ部材４７によって＋Ｙ方向に僅かながら加圧されている。バネ部材４７の一端は不図示の固定部に取り付けられており、他端はスライドユニット４４に当接している。この加圧によって、円筒カム４３を溝４３ａ及びリード零４３ｂ内において＋Ｙ方向に押し当てることができ、カムフォロア４６のがたつきを抑えることができる。この結果として、落射ミラー１７の位置誤差を抑えることができ、落射ミラー１７の位置決め精度を高めることができる。
【００４８】
また、スライドユニット４４のＹ方向における両端部には平板４８，４９が取り付けられているとともに、スライドユニット４４の−Ｙ方向にはセンサＳＡ，ＳＢが配置され、＋Ｙ方向にはセンサＳＣ，ＳＤが配置されている。センサＳＡ〜センサＳＤは、光を射出する射出部と、射出部から射出された光を受光する受光部とを備えた光センサであり、受光部の受光光量を検出信号として出力する。
【００４９】
センサＳＡはスライドユニット４４が−Ｙ方向における最大到達位置（リミット位置）に達したか否かを検出するセンサである。センサＳＢは投影光学系ＰＬの視野内において落射ミラー４６が位置決め位置の近傍になるまでスライドユニット４４が−Ｙ方向に移動したが否かを検出するセンサである。また、センサＳＣはスライドユニット４４が退避位置（初期位置）まで移動したか否かを検出するセンサである。センサＳＤは、スライドユニット４４が＋Ｙ方向における最大到達位置（リミット位置）に達したか否かを検出するセンサである。なお、センサＳＡ及びセンサＳＤにより最大到達位置が検出されると、スライドユニット４４は、最大到達位置よりも先に進むことが無いように制御されるが、センサＳＡ又はセンサＳＤの故障等が生じた場合には、最大到達位置を越える虞がある。このため、スライドユニット４４を機械的に停止させるストッパを設けることが好ましい。
【００５０】
スライドユニット４４に設けられた平板４８はスライドユニット４４とともに移動し、スライドユニット４４のＹ方向の位置に応じてセンサＳＡ又はセンサＳＢの射出部から射出される光を遮光する。平板４８がセンサＳＡの射出部から射出される光を遮光することで、スライドユニット４４が−Ｙ方向における最大到達位置に達したことがセンサＳＡで検出され、平板４８がセンサＳＢの射出部から射出される光を遮光することで、投影光学系ＰＬの視野内において落射ミラー４６が位置決め位置の近傍になるまでスライドユニット４４が−Ｙ方向に移動したことがセンサＳＢで検出される。
【００５１】
また、スライドユニット４４に設けられた平板４９はスライドユニット４４とともに移動し、スライドユニット４４のＹ方向の位置に応じてセンサＳＣ又はセンサＳＤに設けられる射出部から射出される光を遮光する。平板４９がセンサＳＣの射出部から射出される光を遮光することで、スライドユニット４４が退避位置（初期位置）まで移動したことが達したことがセンサＳＣで検出され、平板４９がセンサＳＤの射出部から射出される光を遮光することで、スライドユニット４４が＋Ｙ方向における最大到達位置に達したことがセンサＳＤで検出される。
【００５２】
図４は、平板４８，４９の具体的構成及びセンサＳＡ〜ＳＤの配置を示す図であり、（ａ）は平板４８及びセンサＳＡ，ＳＢを示す側面図であり、（ｂ）は平板４９及びセンサＳＣ，ＳＤを示す平面図である。図４（ａ）に示す通り、平板４８はセンサＳＡに対する平板４８ａとセンサＳＢに対する平板４８ｂとからなり、スライドユニット４４の−Ｙ方向における端部でスライドユニット４４の側面にねじ止めされてスライドユニット４４に取り付けられている。
【００５３】
センサＳＡ，ＳＢは内部に平板４８ａ，４８ｂが挿入される隙間部が設けられており、前述した不図示の射出部及び受光部はこの隙間部を挟んで対面して配置されている。また、平板４８ｂのＹ方向の長さは平板４８ａのＹ方向の長さよりも長く設定されている。従って、スライドユニット４４のＹ方向の位置に応じて、センサＳＡ，ＳＢの射出部から射出される光がともに遮光されない状態、センサＳＢの射出部から射出される光のみが遮光される状態、及びセンサＳＡ，ＳＢの射出部から射出される光がともに遮光される状態の３つの状態がある。
【００５４】
また、図４（ｂ）に示す通り、平板４９は付け根部４９ａと、付け根部４９ａよりもＹ方向に延びた先端部４９ｂとからなる形状であり、センサＳＣ及びセンサＳＤに対して１つ設けられている。平板４９は、付け根部４９ａがスライドユニット４４の＋Ｙ方向における端部でスライドユニット４４に取り付けられている。センサＳＣ，ＳＤは共に隙間部が形成されており、センサＳＣの隙間部には平板４９の付け根部４９ａのみが挿入され、センサＳＤの隙間部には平板４９の先端部４９ｂのみが挿入される位置に配置されている。従って、スライドユニット４４のＹ方向の位置に応じて、センサＳＣ，ＳＤの射出部から射出される光がともに遮光されない状態、センサＳＣの射出部から射出される光のみが遮光される状態、及びセンサＳＣ，ＳＤの射出部から射出される光がともに遮光される状態の３つの状態がある。
【００５５】
図５は、センサＳＡ〜センサＳＤの検出時点におけるカムフォロア４６の位置を示す図である。ここで、センサＳＡ〜センサＳＤの検出時点とは、平板４８，４９によってセンサＳＡ〜ＳＤの射出部から射出される光が遮光される時点である。なお、カムフォロア４６のＺ方向の位置は変化する訳ではないが、図５においては円筒カム４３を固定した状態で各々のカムフォロア４６の位置を反映させて図示している点に注意されたい。
【００５６】
図５において、センサＳＡの射出部から射出された光が平板４８（４８ａ）によって遮光される時点においてはカムフォロア４６は位置ＰＡに位置し、センサＳＢの射出部から射出された光が平板４８（４８ｂ）によって遮光されるときにはカムフォロア４６は位置ＰＢに位置する。また、センサＳＣの射出部から射出された光が平板４９の付け根部４９ａによって遮光される時点においてはカムフォロア４６は位置ＰＣに位置し、センサＳＤの射出部から射出された光が平板４９の先端部４９ｂによって遮光されるときにはカムフォロア４６は位置ＰＤに位置する。
【００５７】
また、図５中に示した位置Ｐ０は、落射ミラー１７が投影光学系ＰＬの視野内に位置決めされた状態での円筒カム４３上におけるカムフォロア４６の位置を示している。図５に示す通り、この位置Ｐ０はリード零４３ｂの中央部にあり、他の位置ＰＡ〜ＰＤは円筒カム４３に螺旋状に形成された溝４３ａ内にある。なお、カムフォロア４６がリード零４３ｂに配置されている状態においては、円筒カム４３を中心軸の回りに回転させても、カムフォロア４６のＹ方向の位置が変化しない点に注意されたい。
【００５８】
図６は、位置ＰＡ〜ＰＤ及び位置Ｐ０をＹ軸上に展開した図である。位置ＰＡ〜ＰＤ及び位置Ｐ０の各々は図６に示す通り、−Ｙ方向から＋Ｙ方向へ、位置ＰＡ、位置Ｐ０、位置ＰＢ、位置ＰＣ、位置ＰＤの順に配置される。なお、図６中の位置Ｅ１，Ｅ２はスライドユニット４４を機械的に停止させるストッパが設けられている場合において、スライドユニット４４がこのストッパによって停止したときのカムフォロア４６の位置を示している。なお、位置ＰＣと位置ＰＢとのＹ方向の距離をＬ１とし、位置ＰＣと位置ＰＡとのＹ方向の距離をＬ２としている。
【００５９】
次に、落射ミラー１７の駆動シーケンスについて説明する。落射ミラー１７の駆動シーケンスは、リセットシーケンスと通常シーケンスとに大別される。リセットシーケンスは電源投入時又は異常発生時にスライドユニット４４の現在位置を見失ってしまった時に、スライドユニット４４の位置を確認するために行われるシーケンスであり、通常シーケンスはアライメント時において、スライドユニット４４の位置が確認されていることを前提として、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内の所定位置に位置決めするとともに、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野から退避させるシーケンスである。
【００６０】
［リセットシーケンス］
図７は、落射ミラー１７の駆動シーケンスの１つであるリセットシーケンスを示すフローチャートである。このシーケンスでは、まず図１中の制御装置３がモータ４１を逆転方向に回転させて、センサＳＣの遮光部から射出される光が平板４９の付け根部４９ａで遮光されるまで、スライドユニット４４を＋Ｙ方向に移動させる（ステップＳ１１）。この処理を行うことで、カムフォロア４６は図５，図６中の位置ＰＣに移動する。
【００６１】
次に、制御装置３はモータ４１を正転方向に回転させて、エンコーダ４２の回転数をリセットする処理を行う（ステップＳ１２）。前述した通り、エンコーダ４２は、検出子の一つとしてモータ４１の回転数を検出するための第１回転子を備えており、モータ４１を正転方向に回転させたときに、この第１回転子を用いた最初の検出信号が出力される時点でエンコーダ４２の計数値をリセットする。
【００６２】
以上の処理が終了すると、モータ４１を正方向に回転させてスライドユニット４４を−Ｙ方向に移動させつつ、モータ４１の回転数及び回転角を検出する処理が行われる。この処理は、センサＳＡの射出部から射出される光が平板４８（４８ａ）によって遮光されるまで行われる（ステップＳ１３）。この処理を行うことによって、スライドユニット４４に設けられたカムフォロア４６が図５中の位置ＰＡに達した時点におけるモータ４１の回転量がエンコーダ４２より得られる。上記のステップＳ１２の処理によって、エンコーダ４２の回転数がリセットされているため、ここで得られるモータ４１の回転量は、図６中の位置ＰＣから位置ＰＡまでの距離Ｌ２に相当する。
【００６３】
また、センサＳＡの射出部から射出される光が平板４８（４８ａ）によって遮光される前に、センサＳＢの射出部から射出される光が平板４８（４８ｂ）によって遮光されるため、スライドユニット４４に設けられたカムフォロア４６が図５中の位置ＰＢに達した時点におけるモータ４１の回転量も得られる。この時点において得られるモータ４１の回転量は、図６中の位置ＰＣから位置ＰＢまでの距離Ｌ１に相当する。
【００６４】
スライドユニット４４の移動が完了すると、制御装置３においてステップＳ１３の検出結果からカムフォロア４６の位置決めを行う位置、即ち図６中の位置Ｐ０を算出する処理が行われる（ステップＳ１４）。ここで、位置Ｐ０は以下（１）式を用いて算出される。
【００６５】
Ｐ０＝Ｌ１＋（Ｌ２−Ｌ１）／２    ……（１）
【００６６】
なお、上記（１）式で求められる位置Ｐ０は、図６中の位置ＰＣを基準とした位置である。
【００６７】
位置Ｐ０を算出すると、制御装置３は、モータ４１を逆転方向に回転させてスライドユニット４４を＋Ｙ方向に移動させて退避位置（初期位置）に退避させる（ステップＳ１５）。ここで、スライドユニット４４の退避位置とは、カムフォロア４６が図５，図６中の位置ＰＣに配置される位置である。以上で、リセットシーケンスが終了する。次に通常シーケンスについて説明する。
【００６８】
［通常シーケンス］
図８は、落射ミラー１７の駆動シーケンスの１つである通常シーケンスを示すフローチャートである。このシーケンスでは、まず図１中の制御装置３がモータ４１を正転方向に回転させて、図６中の位置Ｐ０を目標として退避位置に配置されたスライドユニット４４を−Ｙ方向に移動させる（ステップＳ２１）。
【００６９】
次に、制御装置３は、上述したリセットシーケンスのステップＳ１３で検出された回転量（カムフォロア４６が図５中の位置ＰＢに達した時点におけるモータ４１の回転量）だけモータ４１を回転させたときに、センサＳＢの射出部から射出される光が平板４８ｂで遮光されて、センサＳＢからその検出結果が出力されたか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００７０】
検出結果が出力されない場合には、この判断結果は「ＮＯ」となり、図７に示すリセットシーケンスが行われる（ステップＳ２３）。つまり、所定の量だけモータ４１を回転させてもスライドユニット４４が所定の位置に移動しない場合には、最初の状態においてスライドユニット４４が退避位置からずれていた等の異常が生じたとして、リセットシーケンスを行う。リセットシーケンスが修了すると、処理はステップＳ２１に戻る。
【００７１】
一方、ステップＳ２２において検出結果が出力された場合には、判断結果が「ＹＥＳ」となり、上記（１）式を用いて算出した位置Ｐ０までスライドユニット４４を移動させて、落射ミラー１７の位置決めを行う（ステップＳ２４）。落射ミラー１７の位置決めが完了すると、落射ミラー１７は投影光学系ＰＬの視野内の所定位置に配置される。この状態において、落射ミラー１７を介して落射式レチクルアライメント系ＲＡＬからアライメント光を射出してレチクルマークＲＭを照明するとともに、投影光学系ＰＬを介してウエハフィデューシャルマークＷＦＭを照明する。
【００７２】
また、これらのマークからの反射光を落射ミラー１７を介して落射式レチクルアライメント系ＲＡＬで受光してレチクルマークＲＭ及びウエハフィデューシャルマークＷＦＭのＸＹ面内における大まかな位置検出（サーチ検出）及び高精度の位置検出（ファイン検出）を行う。制御装置３は、これらの位置検出結果に基づいてレチクルマークＲＭとウエハフィデューシャルマークＷＦＭとのＸＹ面内における相対的な位置合わせ（アライメント）を行う（ステップＳ２５）。アライメントが修了すると、制御装置３はモータ３を逆転方向に回転させスライドユニット４４を＋Ｙ方向に移動させて退避位置（初期位置）に退避させる（ステップＳ２６）。以上で通常シーケンスの一連の処理が終了する。なお、通常シーケンスは、レチクルＲが交換される度、又はウエハＷが交換される度に行われる。
【００７３】
以上説明したリセットシーケンス及び通常シーケンスにおいては、スライドユニット４４をＹ方向に移動させて、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内の所定位置に位置決めし、また投影光学系ＰＬの視野から退避しており、従来のようにレチクルＲに対して斜め方向に移動させることがないため、高い精度で落射ミラー１７の位置決めを行うことができる。
【００７４】
また、円筒カム４３の側面の溝４３ａがコサインカーブ状に形成されているため、円筒カム４３の回転数が一定であっても、カムフォロア４６が円筒カム４３の両端付近に位置しているときにはモータ４１に対する負荷が小さい状態でスライドユニット４４を緩やかにＹ方向に移動させることができ、カムフォロア４６が円筒カム４３の中央部に位置しているときにはスライドユニット４４を高速にＹ方向に移動させることができる。このため、落射ミラー１７を投影光学系ＰＬの視野内に配置し、又は投影光学系ＰＬの視野から退避させる時間を短縮することができるとともに、落射ミラー１７の位置決めを高精度に行うことができる。アライメントはレチクル又はウエハが交換する度に行われるため、落射ミラー１７の進退時間の短縮により大幅にスループットを向上させることができる。
【００７５】
図９〜図１１は、図２〜図４を参照して説明した落射式レチクルアライメント系ＲＡＬの第１の構成の一部を変更した第２の構成を説明するための図であり、図９は図２に、図１０は図３に、図１１は図４にそれぞれ対応している。説明の重複を避けるため、図２〜図４を参照して説明した第１の構成に係る落射式レチクルアライメント系と実質的に同一の構成部分については、同一の番号を付して、異なる部分のみについて説明することにする。尚、図９においては、光学部材等（１１〜１６，１８〜３０）の配置に関する座標系は第１座標系Ａ１となっており、レチクルＲ及び落射式ミラー１７’の配置に関する座標系は第２座標系Ａ２となっている。従って、上述の第１の構成についての説明であって、光学部材等（１１〜１６，１８〜３０）に関する説明で方向性を伴うものについては、Ｘ軸又はＸ方向をＺ軸又はＺ方向と読み替えて参照されたい。
【００７６】
上述した第１の構成と、この第２構成とで異なる点は、第１の構成では単一の落射ミラー１７が設けられていたのに対して、この第２の構成では落射ミラー１７’は第１ミラー１７ａと第２ミラー１７ｂの２枚のミラーを金属のブロック部材１００ｃ（図１０（Ｂ））を介して一体的に備えた２枚組となっている点である。この２枚組落射ミラー１７’の第１ミラー１７ａ及び第２ミラー１７ｂは機械的な視野ズレを防止するため、ミニチュアガイド４５上を接続部１００ｂ（これは金属ブロック１００ｃ及び板材１００ａと一体的に設けられているもの）を介して一体的に移動できるようになっており、その移動方向は、第１の構成における落射ミラー１７の移動方向がＹ方向であったのに対して、Ｘ方向となっている。従って、第１の構成における落射ミラー１７に関する説明であって、移動方向を伴うものについては、Ｙ軸又はＹ方向をＸ軸又はＸ方向と読み替えて参照されたい。なお、上述の接続部１００ｂ、板材１００ａ、ブロック部材１００ｃは、ミラー１７ａ，１７ｂを一体化した落射ミラーユニット１００と称す。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に示したＡ−Ａ’に沿った断面図であり、図１０（Ｃ）はミラー１７ａ，１７ｂが一体的に移動した場合の光路の状態を示すものである。なお、ブロック部材１００ｃには、アライメント光が通過できる孔部が設けられている。この第２の構成では、第１対物レンズ１６の光軸は上述のようにＺ軸に平行に設定されており、第１ミラー１７ａは−Ｚ方向に入射する光を第２ミラー１７ａに向けて−Ｘ方向に反射し又はその逆に作用する。第２ミラー１７ｂは第１の構成における落射ミラー１７と実質的に同様に作用する。第１ミラー１７ａ及び第２ミラー１７ｂは、図１０に示されているように、スライドユニット４４にそれぞれ所定の位置関係及び姿勢で固定されており、図１０に示す駆動機構によるスライドユニット４４のＸ方向への移動に伴い、互いの位置関係及び姿勢を保った情報で、計測位置と非計測位置（待避位置）との間で一体的に移動される。
【００７７】
また、この第２の構成においては、上述した第１の構成における平板４８，４９に代えて、平板５８，５９が設けられている。平板５８はスライドユニット４４の−Ｘ方向の端部近傍であって＋Ｙ方向側の端部に固定されており、平板５９はスライドユニット４４の＋Ｘ方向側の端部のほぼ中央部分に固定されている。平板５８の具体的な構成及びセンサＳＡ，ＳＢの配置については図１１（ａ）に詳細に示されており、平板５９の具体的な構成及びセンサＳＣ，ＳＤの配置については図１１（ｂ）に詳細に示されている。平板５８はセンサＳＡに対する平板５８ａ及びセンサＳＢに対する平板５８ｂから構成された略Ｌ字状の部材であり、平板５９はセンサＳＣに対する平板５９ａ及びセンサＳＤに対する平板５９ｂから構成された略Ｌ字状の部材であり、これらの機能については、第１の構成における平板４９と同様である。
【００７８】
上述の実施形態による露光装置において、アライメント後に照明光学系ＩＳによってレチクルＲを照明し（照明工程）、投影光学系ＰＬを用いてレチクルＲに形成された転写用のパターンをウエハＷ上に転写する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施形態による露光装置を用いてウエハＷに所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法について説明する。
【００７９】
次に、本発明の一実施形態によるデバイスの製造について説明する。図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造工程の一例を示すフローチャートである。図１２に示す通り、まず、ステップＳ３０（設計ステップ）において、デバイスの機能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ３１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ３２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００８０】
次に、ステップＳ３３（ウエハプロセスステップ）において、ステップＳ３０〜ステップＳ３２で用意したマスクとウエハを使用して、リソグラフィ技術によってマスクに形成されたパターンをウエハ上に転写する露光処理、露光処理を終えたウエハを現像する現像処理、現像処理を終えたウエハに対して、例えばエッチングを行う基板処理等の処理を行って、ウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ３４（組立ステップ）において、ステップＳ３３において処理されたウエハを用いてチップ化する。このステップＳ３４には、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程が含まれる。最後に、ステップＳ３５（検査ステップ）において、ステップＳ３４で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【００８１】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上記実施形態においては、露光装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置に適用することが可能である。
【００８２】
また、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤ等）の製造にも用いられる露光装置、及びレチクル、又はマスクを製造するために、ガラス基板、又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。更に、照明光学系ＩＳに光源としてＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を備える場合を例に挙げて説明したが、光源としてはこれ以外に例えば超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ））、又はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）若しくはＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る露光装置の全体の概略構成を示す図である。
【図２】図２は落射式レチクルアライメント系の第１の構成を示す平面透視図である。
【図３】図３は第１の構成における落射ミラーの駆動機構を示す平面図である。
【図４】図４は第１の構成における平板の具体的構成及びセンサの配置を示す図である。
【図５】図５はセンサの検出時点におけるカムフォロアの位置を示す図である。
【図６】図６は位置ＰＡ〜ＰＤ及び位置Ｐ０をＹ軸上に展開した図である。
【図７】図７は落射ミラーの駆動シーケンスの１つであるリセットシーケンスを示すフローチャートである。
【図８】図８は落射ミラーの駆動シーケンスの１つである通常シーケンスを示すフローチャートである。
【図９】図９は落射式レチクルアライメント系の第２の構成を示す平面透視図である。
【図１０】図１０（Ａ）は第２の構成における落射ミラーの駆動機構を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図１０（Ｃ）は概念図である。
【図１１】図１１は第２の構成における平板の具体的構成及びセンサの配置を示す図である。
【図１２】図１２はデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１７，１７’…落射ミラー（光学部材）
４２…エンコーダ（回転量検出器）
４３…円筒カム（円筒回転部材）
４３ａ…溝
４３ｂ…リード零
４４…スライドユニット（可動部材）
４６…カムフォロア（嵌合部材）
Ｒ…レチクル（マスク）
ＲＡＬ…落射式レチクルアライメント系（アライメント装置）
ＳＡ〜ＳＤ…センサ（位置検出器）
Ｗ…ウエハ（基板）
【図１】
2005159302.tif 000003
【図２】
2005159302.tif 000004
【図３】
2005159302.tif 000005
【図４】
2005159302.tif 000006
【図５】
2005159302.tif 000007
【図６】
2005159302.tif 000008
【図７】
2005159302.tif 000009
【図８】
2005159302.tif 000010
【図９】
2005159302.tif 000011
【図１０】
2005159302.tif 000012
【図１１】
2005159302.tif 000013
【図１２】
2005159302.tif 000014