(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク上のパターンを少なくとも１つの投影光学系を介して被露光基板上に投影露光する露光装置であって、
前記被露光基板を保持するとともに、所定方向に沿って配置された複数の第１基準マークを備えた基板ステージと；
前記パターンと所定の位置関係で前記マスクに形成された第２基準マークが前記第１基準マークに対応するように、前記マスクを保持するマスクステージと；
前記投影光学系に設けられ、前記第２基準マーク及び前記パターンの前記投影光学系による投影像の位置を調整する調整機構と；
前記各第２基準マークの前記投影光学系による前記基板ステージ上への投影像と、該投影像に対応する前記第１基準マークとの相対位置関係を検出する複数のセンサと；
前記投影光学系の結像特性と前記パターンの設計値からの位置誤差とを補正して、前記パターンの投影像が前記基板上に投影されるように、前記各センサにより検出された前記各相対位置関係に基づいて、前記各第２基準マークの投影像が、前記各第２基準マークの投影像に対応する前記第１基準マークに対して所定の位置関係になるように前記調整機構を制御する制御装置とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第２基準マークは、前記マスク上の前記パターンの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基板ステージと前記マスクステージとを同期して所定の走査方向に移動させる走査機構を更に有し、
前記投影光学系が、前記走査方向に沿って所定間隔で配置された２列の投影光学系から成り、第１列の各投影光学系の投影領域と第２列の各投影光学系の投影領域とが前記走査方向に直交する非走査方向で一部重複するように配置され、
前記各センサが前記各重複部に対応して前記非走査方向に所定間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
マスク上のパターンを少なくとも１つの投影光学系を介して被露光基板上に投影露光する露光方法であって、
前記被露光基板を保持する基板ステージ上に所定方向に沿って複数の第１基準マークを配置し、
前記パターンと所定の位置関係で前記マスクに形成された第２基準マークを前記第１基準マークに対応するように配置し、
前記各第２基準マークの前記投影光学系による前記基板ステージ上への投影像と、該投影像に対応する前記第１基準マークとの相対位置関係を計測し、
前記投影光学系の結像特性と前記パターンの設計値からの位置誤差とを補正して、前記パターンの投影像が前記基板上に投影されるように、前記計測された前記各相対位置関係に基づいて前記各第２基準マークの投影像が、該投影像と対応する前記第１基準マークに対して所定の位置関係になるように前記投影光学系による前記投影像の位置を調整し、
前記マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記被露光基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光装置及び露光方法に係り、更に詳しくは液晶表示素子、半導体素子等の製造に際し、リソグラフィ工程で用いられるマスク上のパターンを投影光学系を介して被露光基板上に投影露光する露光装置及び露光方法に関する。本発明は、例えば大型マスクを用いた一括走査型露光装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソナルコンピュータ、ワープロ、テレビ等の表示素子として液晶を用いた表示パネルが多用されるようになってきている。また、年々、液晶表示素子の表示範囲拡大がユーザーの間で望まれるようになっており、これに対応すべく、表示素子の拡大を図ろうという要望が、各表示素子メーカから聞かれるようになった。
【０００３】
ところで、液晶表示素子は、ガラス基板上に透明なＩＴＯ薄膜電極と液晶分子配向素子を形成し、その外周部を封着材で気密に封着された構造となっている。また、前記ガラス基板上に形成される透明なＩＴＯ薄膜電極等は、リソグラフィ工程において転写露光等によりパターンニングされ、必要な形状、精度を得ている。
【０００４】
従来より、この種の液晶表示回路（ＩＴＯ薄膜電極等）の製造装置として、ステッパーと呼ばれるフォトリソグラフィ装置が使用されており、マスク（又はレチクル）上の分割された所望のパターンをいわゆるステップ・アンド・リピート方式により、ガラス基板上で継ぎ合せることがなされていた。この他、大形のマスク上に形成された所望のパターンをミラープロジェクションタイプのアライナーでスキャン露光することによっても、液晶表示回路のパターンニングがなされていた。
【０００５】
しかしながら、最近になって、さらなる液晶表示領域の拡大が望まれるようになったことに伴い、上記のステップ・アンド・リピート方式では、ショット領域の増加によりスループットが十分でないという問題が生じ、また、上記のミラープロジェクションタイプのアライナーでは、大型化するマスク領域をカバーするだけの大形のミラーの製造の困難性と装置の大型化が問題となってきた。
【０００６】
本願出願人は、かかる問題を改善すべく、複数の投影光学系を用い、この複数の投影光学系に対してマスクと感光基板を同期走査することにより、スループットを低下させずに且つ装置をそれほど大型化させることなく、ガラス基板上の大面積の露光領域に大型マスクの回路パターンを転写可能な走査型露光装置を先に提案した（特開平７−５７９８６号公報等参照）。
【０００７】
図９には、従来の走査型露光装置の一例が概略的に示されている。この図９において、断面略Ｕ字状のキャリッジ１１２上には、マスクテーブル１２２及びプレートテーブル１２３が相互に対向した姿勢で鉛直に保持されている。また、テーブル１２２、１２３には、マスク１１３、プレート１１４がそれぞれ保持されている。マスクテーブル１２２の一端部には、マスク側基準マーク板１３０が固定されており、プレートテーブル１２３の一端部には、マスク側基準マーク板１３０に対向してプレート側基準マーク板１２８が固定されている。この状態で、キャリッジ１１２が矢印Ａ方向に移動することにより、照明系１１７及び投影光学系ブロック１１８に対してマスク１１３とプレート１１４とが一体的に走査され、照明系１１７からの露光光によりマスク１１３に形成されたパターンが投影光学系ブロックを構成する各投影光学系を介してプレート１１４上に露光転写されるようになっている。この図９において、符号１２４ａ〜１２４ｃは、マスクテーブルの面内位置を制御するアクチュエータを示す。
【０００８】
図１０には、図９の走査型露光装置を構成する投影光学系ブロックの構成が示されている。この投影光学系ブロックは、７つの投影光学系としての光学モジュール１２５1 〜１２５7 から成る。各光学モジュール１２５は、それぞれ台形の露光フィールドを有し、マスク１１３上のパターンを分割し、プレート１１４上に転写する。また、各光学モジュール１２５は、転写像の位置を調整するための機構１２６を有している。光学モジュール１２５1 〜１２５4 によって投影される台形領域ＰＡ1 〜ＰＡ4 と、光学モジュール１２５5 〜１２５7 によって投影される台形領域ＰＡ5 〜ＰＡ7 とが走査方向に所定間隔で走査方向に直交する方向（非走査方向）に並び、かつ隣合う台形領域同士（例えば、ＰＡ1 とＰＡ5 、ＰＡ5 とＰＡ2 ）の端部同士（図１１中に破線で示される部分）が、非走査方向に所定量オーバーラップするように、光学モジュール１２５1 〜１２５7 は千鳥状に配置されている。
【０００９】
マスク側基準マーク板１３０、プレート側基準マーク板１２８には、図１１に示されるように、マーク同士が互いに重なるように精度良くマスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 、プレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 がそれぞれ形成され、これらのマークが台形領域のオーバーラップ部に対応するように配置されている。
【００１０】
図１２には、基準マークＭ1 〜Ｍ8 、Ｐ1 〜Ｐ8 を用いた投影光学系としての光学モジュール１２５1 〜１２５7 のキャリブレーション（較正）の様子が示されている。この図１２に示されるように、マスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 を光学モジュール１２５1 〜１２５7 によりプレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 上に投影する。この場合、基準マークＭ1 〜Ｍ8 と基準マークＰ1 〜Ｐ8 とは互いに重なるように精度良く作ってあるので、マーク同士が重ならない場合は光学モジュールによるディストーションが原因と考えられる。そこで、例えば光学モジュール１２５1 により投影されるマークＭ1 、Ｍ2 と、プレート側の基準マークＰ1 、Ｐ2 との相対位置をセンサ（ＴＶカメラなど）１３２により光電検出し、マークＭ1 の像とマークＰ1 との位置ずれ量（ｄｘ1 ，ｄｙ1 ）、マークＭ2 の像とマークＰ2 との位置ずれ量（ｄｘ2 ，ｄｙ2 ）を求め、それぞれの位置ずれ量が０になるように、光学モジュール１２５1 の調整機構１２６を調整する。同様に、相互に対応するマスク側基準マーク（Ｍ3 〜Ｍ8 ）とプレート側基準マーク（Ｐ3 〜Ｐ8 ）がすべて重なるように光学モジュール１２５2 〜１２５7 の調整を行う。なお、光学モジュール１２５5 ，１２５6 ，１２５7 の調整は、基準マークが該光学モジュール１２５5 ，１２５6 ，１２５7 の露光フィールドに入るようキャリッジ１１２を移動して行なえばよい。以上により、７つの光学モジュールはマスク１１３上のパターンがプレート１１４上に正確に１：１で転写できるように調整することができる。
【００１１】
このように、従来の走査型露光装置では、マスク側基準マーク板（各基準マークの配置を含む）とプレート側基準マーク板（各基準マークの配置を含む）を精確に製作する（マーク位置の誤差をオフセット管理してもよい）ことで、マスク上のパターンを正確にプレート上に転写できるように投影光学系（光学モジュール）の結像特性を較正（キャリブレーション）することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術にあっては、マスク側基準マーク板上のマスク側基準マークとプレート側基準マーク板上のプレート側基準マークとを用いて投影光学系のキャリブレーションが行われていたことから、例えば、図１３中に実線で示されるように、マスク上のパターンそのものに設計値（図１３中の点線参照）に対する位置誤差（描画誤差）があった場合には、これを補正することができず、プレート上には実際のマスクパターンがもつ誤差を含んでパターンが転写されてしまうという不都合があった。この場合において、大型マスクの寸法誤差は大きく、±１μｍにもなる。
【００１３】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、請求項１ないし３に記載の発明の目的は、マスクのパターンの描画誤差を補正してマスクパターンを被露光基板上に投影露光することができる露光装置を提供することにある。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明の目的は、マスクのパターンの描画誤差を補正してマスクパターンを被露光基板上に投影露光することができる露光方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、マスク（１３）上のパターンを少なくとも１つの投影光学系（２５1〜２５7）を介して被露光基板（１４）上に投影露光する露光装置であって、前記被露光基板（１４）を保持するとともに、所定方向に沿って配置された複数の第１基準マーク（Ｐ1〜Ｐ8）を備えた基板ステージ（１５Ａ）と；前記パターンと所定の位置関係で前記マスク（１３）に形成された第２基準マーク（Ｍ1〜Ｍ8）が前記第１基準マーク（Ｐ1〜Ｐ8）に対応するように、前記マスク（１３）を保持するマスクステージ（１５Ｂ）と；前記投影光学系（２５1〜２５7）に設けられ、前記第２基準マーク（Ｍ1〜Ｍ8）及び前記パターンの前記投影光学系（２５1〜２５7）による投影像の位置を調整する調整機構（２６）と；前記各第２基準マークの前記投影光学系による前記基板ステージ（１５Ａ）上への投影像と、該投影像に対応する前記第１基準マーク（Ｐ1〜Ｐ8）との相対位置関係を検出する複数のセンサ（３２1〜３２8）と；前記投影光学系の結像特性と前記パターンの設計値からの位置誤差とを補正して、前記パターンの投影像が前記基板上に投影されるように、前記各センサにより検出された前記各相対位置関係に基づいて、前記各第２基準マークの投影像が、前記各第２基準マークの投影像に対応する前記第１基準マークに対して所定の位置関係になるように前記調整機構を制御する制御装置（３６）とを有する。
【００１６】
これによれば、複数のセンサにより各第２基準マークの投影光学系による基板ステージ上への投影像と、該投影像に対応する第１基準マークとの相対位置関係が検出されると、制御系では各センサにより検出された各相対位置関係に基づいて、各第２基準マークの投影像が、各第２基準マークの投影像に対応する第１基準マークに対して所定の位置関係になるように投影光学系に設けられた調整機構を制御する。この場合、制御系では、各第２基準マークの投影像が、各第２基準マークの投影像に対応する第１基準マーク上に正確に投影されるように、調整機構を制御しても良く、あるいは第１基準マークの配置が設計値から位置ずれしている場合には、第１基準マークから各第２基準マークの投影像がこの位置ずれ量分だけずれた位置に投影されるように調整機構を制御するようにしても良い。
【００１７】
いずれにしても、本請求項１に記載の発明では、第２基準マークがパターンと同時にマスクに形成されているので、第２基準マークの投影光学系による投影像が第１基準マークに対し所定の位置関係になるように調整した状態でマスク上のパターンが投影光学系を介して被露光基板上に投影露光されると、結果的にマスクのパターンに描画誤差があってもこれを補正した状態でマスクパターンが被露光基板上に投影露光されるようになる。
【００１８】
この場合において、請求項２に記載の発明の如く、前記第２基準マーク（Ｍ1 〜Ｍ8 ）は、前記マスク（１３）上の前記パターンの近傍に配置されていることが望ましい。このようにマスク上の第２基準マークが、マスク上の（デバイス用）パターンの近傍に配置されている場合には、第２基準マークの配置にパターンの寸法誤差と同等の誤差が生じているので、第２基準マークの投影光学系による投影像の位置を所望の状態に調整することにより、マスク上のパターンの描画誤差をより正確に補正した状態で露光を行うことが可能になる。
【００１９】
上記請求項１に記載の露光装置は、静止露光型の露光装置であっても勿論良いが、請求項３に記載の発明の如く、前記基板ステージ（１５Ａ）と前記マスクステージ（１５Ｂ）とを同期して所定の走査方向に移動させる走査機構（１２、１５、２１）を更に有し、前記投影光学系（２５1 〜２５7 ）が、前記走査方向に沿って所定間隔で配置された２列の投影光学系から成り、第１列の各投影光学系の投影領域と第２列の各投影光学系の投影領域とが前記走査方向に直交する非走査方向で一部重複するように配置され、前記各センサが前記各重複部に対応して前記非走査方向に所定間隔で配置されているような走査型露光装置であっても良い。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、マスク（１３）上のパターンを少なくとも１つの投影光学系（２５1〜２５7）を介して被露光基板（１４）上に投影露光する露光方法であって、前記被露光基板（１４）を保持する基板ステージ（１５Ａ）上に所定方向に沿って複数の第１基準マーク（Ｐ1〜Ｐ8）を配置し、前記パターンと所定の位置関係で前記マスク（１３）に形成された第２基準マーク（Ｍ1〜Ｍ8）を前記第１基準マーク（Ｐ1〜Ｐ8）に対応するように配置し、前記各第２基準マークの前記投影光学系による前記基板ステージ（１５Ａ）上への投影像と、該投影像に対応する前記第１基準マークとの相対位置関係を計測し、前記投影光学系の結像特性と前記パターンの設計値からの位置誤差とを補正して、前記パターンの投影像が前記基板上に投影されるように、前記計測された前記各相対位置関係に基づいて前記各第２基準マークの投影像が、該投影像と対応する前記第１基準マークに対して所定の位置関係になるように前記投影光学系による前記投影像の位置を調整し、前記マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記被露光基板上に投影露光することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、パターンと同時にマスクに形成された第２基準マークが被露光基板を保持する基板ステージ上に所定方向に沿って配置された複数の第１基準マークに対応するように配置され、各第２基準マークの投影光学系による基板ステージ上への投影像と、該投影像に対応する第１基準マークとの相対位置関係が計測される。そして、計測された各相対位置関係に基づいて各第２基準マークの投影像が、該投影像と対応する第１基準マークに対して所定の位置関係になるように投影光学系による投影像の位置が調整される。この状態で、マスクのパターンが投影光学系を介して被露光基板上に投影露光される。このように、本請求項４に記載の発明の露光方法によれば、第２基準マークがパターンと同時にマスクに形成されているので、第２基準マークの投影光学系による投影像が第１基準マークに対し所定の位置関係になるように調整した状態でマスク上のパターンが投影光学系を介して被露光基板上に投影露光されると、結果的にマスクのパターンに描画誤差があってもこれを補正した状態でマスクパターンが被露光基板上に投影露光されるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図８に基づいて説明する。
【００２３】
図１には、一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１０は、大型のマスク１３に形成された回路パターンを被露光基板としての角形のガラスプレート（以下、「プレート」という）１４に転写するための走査型露光装置である。
【００２４】
この露光装置１０は、ベース１１と、このベース１１上を図１におけるＸ軸方向（走査方向）に沿って移動可能な移動ステージ１２と、この移動ステージ１２上に固定され，マスク１３とプレート１４とを相互に平行にかつ鉛直に保持する断面略Ｕ字状のキャリッジ１５と、キャリッジ１５よりもＺ軸方向一側（＋Ｚ側）に配置され本体コラム１６に保持された照明光学系１７と、Ｚ軸方向でマスク１３とプレート１４との間の位置に配置され，本体コラム１６に保持された投影光学系ブロック１８とを備えている。
【００２５】
移動ステージ１２は、ベース１１上にＸ軸方向に沿って延設された一対のガイド部材２０Ａ、２０Ｂ上に不図示のエアベアリングで浮上支持されている。また、この移動ステージ１２のＺ軸方向の両サイドには、一対のムービングマグネット型のリニアモータ２１が設けられ、これらのリニアモータ２１によって移動ステージ１２と一体的にキャリッジ１５がガイド部材２０Ａ、２０Ｂに沿って駆動されるようになっている。なお、リニアモータ２１は、Ｘ軸方向に沿って延設されたマグネットトラック２１ａと、移動ステージ１２側に取り付けられたコイル２１ｂとから構成される。
【００２６】
キャリッジ１５のＺ軸方向の他側（−Ｚ側）の側壁によりプレートステージ１５Ａが構成され、このプレートステージ１５Ａには、鉛直方向に（より詳細には、ほぼＸＹ平面に沿って）プレート１４を保持するプレートテーブル２３が取り付けられている。また、キャリッジ１５のＺ軸方向の一側（＋Ｚ側）の側壁によりマスクステージ１５Ｂが構成され、このマスクステージ１５Ｂには、マスク１３をＸＹ平面に沿って保持するマスクテーブル２２が取り付けられている。マスクテーブル２２は、３つのモータ２４ａ〜２４ｃによってＸＹ平面内で微小駆動可能に構成されており、キャリッジ１５に対する位置・姿勢が調整可能になっている。
【００２７】
前記プレートステージ１５Ａの＋Ｘ方向側の端部には＋Ｚ方向に突出する凸部が形成されており、この凸部の表面にＹ軸方向に延設されたプレート側基準マーク板２８が固定されている。このプレート側基準マーク板２８の表面は、プレート１４の表面とほぼ同一面上に設定されている。
【００２８】
本実施形態では、マスク１３のＸ軸方向（走査方向）の長さがプレート１４より幾分長めに形成され、このマスク１３の前記プレート側基準マーク板２８に対向する領域には、Ｙ軸方向に所定間隔で８つの第２基準マークとしてのマスク側基準マークが形成されている（これについては更に後述する）。
【００２９】
なお、キャリッジ１５のＸＹＺ３軸方向の位置は、干渉計Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５（図１では測長ビームのみを図示）を含む干渉計システム３０（図４参照）によって計測されるようになっている。
【００３０】
前記投影光学系ブロック１８は、投影光学系としての第１〜第７の投影光学系モジュール２５1 〜２５7 （但し、図１では投影光学系モジュール２５5 は図示せず）を備えている。これらの投影光学系モジュール２５1 〜２５7 は、それぞれ台形の露光フィールドを有し、ここでは、等倍の正立像を投影するいわゆるダブルダイソン型の光学系が用いられている。
【００３１】
前記７つの投影光学系モジュールの内、３つの投影光学系モジュール２５5 〜２５7 は、図２に示されるように、投影光学系モジュール２５1 〜２５4 の＋Ｘ側に言わば背中合わせに配置されている。また、投影光学系モジュール２５5 の光軸が投影光学系モジュール２５1 と投影光学系モジュール２５2 の間に配置され、また、投影光学系モジュール２５6 の光軸が投影光学系モジュール２５2 と投影光学系モジュール２５3 の間に配置され、投影光学系モジュール２５7 の光軸が投影光学系モジュール２５3 と投影光学系モジュール２５4 の間に配置されてされている。
【００３２】
すなわち、投影光学系モジュール２５1 〜２５4 によって投影される台形の投影領域（以下、「台形領域」という）ＰＡ1 〜ＰＡ4 と投影光学系モジュール２５5 〜２５7 によって投影される台形領域ＰＡ5 〜ＰＡ7 （図３参照）とが、Ｘ軸方向に所定間隔でＹ軸方向に並び、かつ隣合う台形領域同士（例えば、ＰＡ1 とＰＡ5 、ＰＡ5 とＰＡ2 ）の端部同士（図３中に点線で示される部分）が、Ｙ軸方向に所定量オーバーラップするように、投影光学系モジュール２５1 〜２５7 はいわゆる千鳥状に配置されている。これにより、投影光学系ブロック１８に対してマスク１３とプレート１４とを走査することにより、継ぎ露光が可能となっている。従って、この露光装置１０においては、一対のリニアモータ２１を介して移動ステージ１２と一体的にキャリッジ１５を駆動することによりマスク１３とプレート１４とを図１のＸ軸方向に走査すれば、１回の走査でマスク１３上の全パターンをプレート１４上に転写できる。本実施形態では、リニアモータ２１、移動ステージ１２及びキャリッジ１５によって、基板ステージ１５Ａとマスクステージ１５Ｂとを同期して走査方向に移動させる走査機構が構成されている。
【００３３】
また、本実施形態においても、前述した従来例と同様に、投影光学系モジュール２５1 〜２５7 には、投影像（転写像）の位置を調整するための調整機構２６がそれぞれ設けられており、この調整機構２６によって投影像の位置ずれ（シフト）、ローテーション（回転）、倍率等が調整可能に構成されている。具体的には、この調整機構２６は、例えば投影光学系モジュール内部の不図示のプレーンパラレルをＸ軸、Ｙ軸回りに回転させることによりシフト量を調整し、また、投影光学系モジュール内部の特定のレンズを光軸方向に駆動することにより倍率を調整し、また、投影光学系モジュール内部のプリズムを回転させることによりローテーションを調整するようになっている。
【００３４】
前記プレート側基準マーク板２８には、図３に示されるように、相互に隣接する台形領域のオーバーラップ部に対応する位置に第１基準マークとしてのプレート側基準マークＰ2 〜Ｐ7 が形成され、また、両端の台形領域ＰＡ1 、ＰＡ4 のＹ方向一側、Ｙ方向他側の傾斜部に対応する位置にプレート側基準マークＰ1 、Ｐ8 が設計値に従って精度良く形成されている。
【００３５】
一方、マスク１３上には、デバイスパターンが形成されたパターン領域ＤＰの近傍に、プレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 にそれぞれ対応する第２基準マークとしてのマスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 （図３参照）が形成されている。本実施形態の場合、マスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 は、パターン領域ＤＰのデバイスパターンと同時に予めパターンジェネレータ又は電子ビーム露光装置等で描画されるため、デバイスパターンに描画誤差がある場合、これとほぼ同様な誤差Ｅx ，Ｅy を生じて描画されている（図３参照）。
【００３６】
更に、本実施形態では、プレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 に対向して投影光学系モジュール２５1 〜２５7 によりそれぞれプレート側基準マーク板２８上に投影されたマスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 の像と各マスク側基準マークに対応するプレート側の基準マークＰ1 〜Ｐ8 との相対位置を光電検出するＴＶカメラ等から成るセンサ３２1 〜３２8 が設けられている（図２参照）。これらのセンサ３２1 〜３２8 は、プレート側基準マーク板２８の裏面側のキャリッジ１５内に埋め込まれている。
【００３７】
図４には、露光装置１０の制御系の構成が概略的に示されている。この制御系は、マイクロコンピュータ（又はミニコンピュータ）から成る制御装置としての主制御装置３６を中心として構成されている。この主制御装置３６の入力部には、干渉計システム３０、アライメントセンサ部３４及びセンサ群３２等が接続され、また、出力部には、モータ２４、リニアモータ２１、調整機構２６が接続されている。
【００３８】
前記干渉計システム３０は、図１に示される干渉計Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５から構成され、この干渉計システム３０からキャリッジ１５，マスクテーブル２２，プレートテーブル２３のＸＹ２軸方向の位置情報が主制御装置３６に供給されている。
【００３９】
アライメントセンサ部３４は、それぞれ検出基準となる指標を備えた画像処理方式の一対のアライメント顕微鏡から構成され、各アライメント顕微鏡は、キャリッジ１２が所定のローディング位置（図１に示される位置）にあるときに、プレート側基準マーク板２８に設けられた不図示のマスクアライメント用の一対の基準マーク（前述した基準マークＰ1 〜Ｐ8 の内の任意の２つを兼用しても良い）にそれぞれの指標が一致するようにその位置が調整されている。このアライメントセンサ部３４では、マスク１３のアライメント時に、各アライメント顕微鏡の指標とマスク上に形成された不図示のアライメントマーク（前述した基準マークＭ1 〜Ｍ8 の内の任意の２つを兼用しても良い）との相対位置を計測し、その計測値を主制御装置３６に供給する。
【００４０】
前記センサ群３２は、前述した８つのセンサ３２1 〜３２8 を代表的に示したものであり、また、モータ２４は図１に示される３つのモータ２４ａ〜２４ｃを代表的に示したものである。また、リニアモータ２１は、図１に示される一対のリニアモータを代表的に示したものであり、調整機構２６は第１〜第７の投影光学系モジュール２５1 〜２５7 にそれぞれ設けられた７つの調整機構を代表的に示したものである。
【００４１】
次に、露光装置１０における投影光学系モジュール２５1 〜２５7 の較正（キャリブレーション）の方法について説明する。
【００４２】
この前提として、主制御装置３６により、前述したアライメントセンサ部３４からの計測値に基づいてモータ２４ａ〜２４ｃが制御され、マスク１３のアライメントは終了しているものとする。
【００４３】
この状態で、主制御装置３６では干渉計システム３０の計測値をモニタしつつ、一対のリニアモータ２１を制御して投影光学系モジュール２５1 〜２５4 がプレート側基準マーク板２８に対向する位置までキャリッジ１５を移動させる。これによりマスク１３上のマスク側基準マークＭ1〜Ｍ8 に投影光学系モジュール２５1 〜２５4 が対向した図２の状態となる。この状態で不図示のシャッタが開放され、照明光学系１７からの照明光によりマスク１３上の投影光学系モジュール２５1 〜２５4 の投影領域に対応する４つの台形状の領域が照明されると、主制御装置３６では投影光学系モジュール２５1 〜２５4 によってプレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 上に投影されたマスク側基準マークＭ1 〜Ｍ8 の投影像と該投影像に対応するプレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 との相対位置関係を、８つのセンサ３２1 〜３２8 を用いて計測する。
【００４４】
ここで、この計測及びこの計測結果に基づく、投影像（転写像）の補正値の算出方法について投影光学系モジュール２５1 の場合を例にとって説明する。
【００４５】
この場合において、マスク側基準マークＭとして図５（Ａ）に示されるような二重十字マークが用いられ、プレート側基準マークＰとして図５（Ｂ）に示されるような十字マークが用いられるものとする。
【００４６】
そして、センサ３２1 、３２2 により、それぞれ図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるような画像が撮像されたものとすると、ＴＶカメラ３２1 、３２2 から相対位置データ（計測値）としてプレート側基準マークＰ1 、Ｐ2 の中心点を原点とする計測値（ｄｘ1 ，ｄｙ1 ），（ｄｘ2 ，ｄｙ2 ）が主制御装置３６に供給される。これらの計測値に基づいて、主制御装置３６では、投影光学系モジュール２５1 の投影像（転写像）の補正値を次の（１）式〜（４）式に基づいて演算する。すなわち、
0004029130.tif 000002
上記（１）〜（４）式における右辺の負号（−）は、補正値であることから当然に付されるものであり、また（３）式、（４）式中のＬは計測点間距離（基準マークＰ1 とＰ2 との距離）である。
【００４７】
上記と同様にして、主制御装置３６では、センサ３２3 、３２4 を介してプレート側基準マークＰ3 、Ｐ4 に対するマスク側基準マークＭ3 、Ｍ4 の投影像の相対位置データ（ｄｘ3 、ｄｙ3 ）、（ｄｘ4 、ｄｙ4 ）を得、これらに基づいて上記（１）〜（４）式と同様の補正値の算出式を用いて投影光学系モジュール２５2  の投影像の補正値を算出する。
【００４８】
また、主制御装置３６では、センサ３２5 、３２6 を介してプレート側基準マークＰ5 、Ｐ6 に対するマスク側基準マークＭ5 、Ｍ6 の投影像の相対位置データ（ｄｘ5 、ｄｙ5 ）、（ｄｘ6 、ｄｙ6 ）を得、これらに基づいて上記（１）〜（４）式と同様の補正値の算出式を用いて投影光学系モジュール２５3  の投影像の補正値を算出する。
【００４９】
また、主制御装置３６では、センサ３２7 、３２8 を介してプレート側基準マークＰ7 、Ｐ8 に対するマスク側基準マークＭ7 、Ｍ8 の投影像の相対位置データ（ｄｘ7 、ｄｙ7 ）、（ｄｘ8 、ｄｙ8 ）を得、これらに基づいて上記（１）〜（４）式と同様の補正値の算出式を用いて投影光学系モジュール２５3 の投影像の補正値を算出する。
【００５０】
次いで、主制御装置３６では干渉計システム３０の計測値をモニタしつつ、一対のリニアモータ２１を制御して投影光学系モジュール２５5 〜２５7 がプレート側基準マーク板２８に対向する位置までキャリッジ１５を＋Ｘ方向に所定量移動させる（このとき、不図示のシャッタは閉じている）。これによりマスク１３上のマスク側基準マークＭ2 〜Ｍ7 に投影光学系モジュール２５5 〜２５7 が対向した図７の状態となる。この状態で、不図示のシャッタが所定量開放され照明光学系１７からマスク１３上の投影光学系モジュール２５5 〜２５7 の投影領域に対応する３つの台形状の領域が照明されると、主制御装置３６では、投影光学系モジュール２５5 〜２５7 によってプレート側基準マークＰ2 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ5 、Ｐ6 、Ｐ7 上に投影されたマスク側基準マークＭ2 、Ｍ3 、Ｍ4 、Ｍ5 、Ｍ6 、Ｍ7 の投影像と該投影像に対応するプレート側基準マークＰ2 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ5 、Ｐ6 、Ｐ7 との相対位置をセンサ３２2 、３２3 、３２4 、３２5 、３２6 、３２7 を用いて計測し、これらのセンサ３２2 、３２3 、３２4 、３２5 、３２6 、３２7 の計測値に基づいて、上述と同様にして投影光学系モジュール２５5 〜２５7 の投影像の補正値（シフト、倍率、回転）を求める。
【００５１】
そして、主制御装置３６では、上記のようにして求めた補正値に従い、投影光学系モジュール２５1 〜２５7 にそれぞれ設けられた調整機構２６を介して投影光学系モジュール２５1 〜２５7 の結像特性をそれぞれ調整する。これにより、マスク１３上に形成された８つの基準マークＭ1 〜Ｍ8 が対応するプレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 上に正確に投影されるように投影光学系モジュール２５1 〜２５8 の結像特性が較正される。このキャリブレーションにより、投影光学系モジュール２５1 〜２５8 のディストーションは勿論、マスク１３上のパターンの描画誤差も補正される。
【００５２】
このような各投影光学系モジュールの結像特性のキャリブレーションが終了した状態で、主制御装置３６によりリニアモータ２１を介してキャリッジ１５が＋Ｘ方向に所定速度で走査されると、マスク１３上のデバイスパターンが投影光学系モジュール２５1 〜２５7 により逐次プレート１４上に転写されるが、このときプレート１４上に露光される転写パターンは図８に実線で示されるように、マスク１３上のデバイスパターンの描画誤差等の影響のないほぼ設計値（図８中の点線参照）通りの転写パターンとなっている。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、プレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 を設計値どおり製作しておけば、マスクパターンの描画誤差を自動補正することができるので、描画誤差をもつマスク１３を用いて露光を行う場合であってもこの描画誤差を補正した設計値どおりの転写像をプレート１４上に形成することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、プレート側基準マークＰ1 〜Ｐ8 が設計値通りの位置に一定間隔Ｌでプレート側基準マーク板２８上に精度良く形成されている場合について説明したが、仮にプレート側基準マークの位置に誤差がある場合には、予めこの誤差量を計測しておき、オフセットとして管理し、計測値を補正するようにすれば良い。
【００５５】
また、上記実施形態では投影光学系ブロック１８が７つの投影光学系モジュール２５1 〜２５7 で構成された場合について説明したが、本発明がこれに限定されることはなく、投影光学系（投影光学系モジュール）は１つ以上ならば幾つでもよく、投影光学系の数に応じて基準マークの数を増減させるようにすれば良い。
【００５６】
更に、上記実施形態では、マスクとプレート（基板）とが断面略Ｕ字状キャリッジに保持され一体的に移動するタイプの走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されることはなく、マスクと基板とが相互に同期して投影光学系に対して相対走査されるタイプの走査型露光装置は勿論、静止露光型の投影露光装置であっても本発明は好適に適用でき、その場合においてもマスクのパターンの描画誤差は上記と同様に補正することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし３に記載の発明によれば、マスクのパターンに描画誤差があってもこれを補正してマスクパターンを被露光基板上に投影露光することができるという従来にない優れた露光装置を提供することができる。
【００５８】
また、請求項４に記載の発明によれば、マスクのパターンに描画誤差があってもこれを補正してマスクパターンを被露光基板上に投影露光することができる露光方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る露光装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の投影光学系ブロックを構成する投影光学系モジュールの配置、及び投影光学系モジュール２５5 〜２５7 のキャリブレーションのための基準マーク間の相対位置計測を説明するための図である。
【図３】マスク上のマスク側基準マークとこれに対応するプレート側基準マークとの位置関係及びこれらと各台形領域との位置関係、及びデバイスパターンの描画誤差と同様の誤差がマスク側基準マークに生じる様子を示す図である。
【図４】図１の露光装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】（Ａ）はマスク側基準マークの一例を示す図、（Ｂ）はプレート側基準マークの一例を示す図である。
【図６】（Ａ）はセンサ３２1 により撮像された画像の一例を示す図、（Ｂ）はセンサ３２2 により撮像された画像の一例を示す図である。
【図７】投影光学系モジュール２５5 〜２５7 のキャリブレーションのための基準マーク間の相対位置計測を説明するための図である。
【図８】一実施形態の効果を説明するための図である。
【図９】従来の走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の装置の投影光学系ブロックを構成する光学系モジュールの構成を説明するための図である。
【図１１】図９の装置におけるマスク側基準マークとこれに対応するプレート側基準マークとの位置関係及びこれらと各台形領域との位置関係を示す図である。
【図１２】図９の装置を構成する光学系モジュールのキャリブレーションを説明するための図である。
【図１３】発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  露光装置
１２  移動ステージ（走査機構の一部）
１３  マスク
１４  プレート（被露光基板）
１５  キャリッジ（走査機構の一部）
１５Ａ  プレートステージ（基板ステージ）
１５Ｂ  マスクステージ
２１  リニアモータ（走査機構の一部）
２５1 〜２５7   投影光学系モジュール（投影光学系）
２６  調整機構
３２1 〜３２8   センサ
３６  主制御装置（制御装置）
Ｐ1 〜Ｐ8   プレート側基準マーク（第１基準マーク）
Ｍ1 〜Ｍ8   マスク側基準マーク（第２基準マーク）
【図１】
0004029130.tif 000003
【図２】
0004029130.tif 000004
【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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