(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを露光ビームを用いて基板上に転写する露光装置において、
前記基板を保持して所定の領域を移動する第１のステージと、
前記第１のステージとは独立して移動自在に配置され、前記基板を保持しない第２のステージと、
該第２のステージに設けられて前記露光ビームの状態を計測する計測装置と、
前記第１のステージに保持された基板の露光中、前記露光ビームの照射位置から離れた待避位置に前記第２のステージを配置するとともに、前記露光ビームの照射位置に前記第２のステージを配置して、前記第１のステージへの基板のロードと並行して前記計測装置による前記露光ビームの状態の計測を実行可能とする制御装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記パターンを前記基板上に投影する投影光学系を備え、前記計測装置は、前記投影光学系の結像特性を計測可能である請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に投影する露光装置において、
前記基板を保持して所定の領域を移動する第１のステージと、
前記第１のステージとは独立して移動自在に配置され、前記基板を保持しない第２のステージと、
該第２のステージに設けられて前記投影光学系の結像特性を計測する計測装置と、
前記第１のステージに保持された基板の露光中、前記投影光学系の露光領域から離れた待避位置に前記第２のステージを配置するとともに、前記投影光学系と対向して前記第２のステージを配置して、前記第１のステージへの基板のロードと並行して前記計測装置による前記結像特性の計測を実行可能とする制御装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記第１のステージは複数設けられ、前記複数の第１のステージの１つに保持される基板の露光と並行して、前記１つの第１のステージとは別の第１のステージに保持される基板のアライメント用の計測あるいはその基板の交換が行われる請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１のステージと前記第２のステージをそれぞれ独立に駆動する平面モータを含む駆動装置を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１のステージと前記第２のステージとで一部が共用されるリニアモータを含み、前記第１のステージと前記第２のステージをそれぞれ独立に駆動する駆動装置を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板のマークを検出するアライメント系を備え、前記第２のステージは、前記アライメント系によって検出可能な基準マークを有する請求項１から６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記基板のマークを検出するアライメント系を備え、前記第１のステージは、前記アライメント系によって検出可能な基準マークを有する請求項１から７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記マスクを保持するマスクステージを備え、前記マスクステージと前記第１のステージとによって前記マスクと前記基板とを同期移動して前記基板の走査露光を行う請求項１から８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記マスクを保持するマスクステージと、前記露光ビームが照射されるマーク部材を有し、前記マスクステージとは独立して可動な計測用ステージとを備える請求項１から９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
それぞれマスクを保持して独立に可動な複数のマスクステージを備える前記請求項１から１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工程中で、マスクパターンを感光性の基板上に転写するために使用される露光装置に関し、特に露光ビームの状態、又は結像特性等を計測するための計測装置を備えた露光装置に使用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等を製造する際に、所定の露光光のもとでマスクとしてのレチクルのパターンを投影光学系を介してレジストの塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写する工程で、従来は一括露光型の投影露光装置（ステッパー）が多用されていた。最近では、投影光学系を大型化することなく大面積のレチクルのパターンを高精度に転写するために、レチクル及びウエハを投影光学系に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）も注目されている。
【０００３】
これらの露光装置では、常に適正な露光量で、且つ高い結像特性を維持した状態で露光を行う必要があるため、レチクルの位置決めを行うレチクルステージ、又はウエハの位置決めを行うウエハステージには、露光光の照度等の状態、及び投影倍率等の結像特性を計測するための計測装置が備えられている。例えばウエハステージに備えられている計測装置としては、投影光学系に対する露光光の入射エネルギーを計測するための照射量モニタ、及び投影像の位置やコントラスト等を計測するための空間像検出系等がある。一方、レチクルステージ上に備えられている計測装置としては、例えば投影光学系の結像特性計測用に用いられる指標マークが形成された基準板がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き従来の露光装置においては、レチクルステージ、又はウエハステージに設けられた計測装置を用いて、露光量の適正化が図られると共に、高い結像特性が維持されていた。これに対して、最近の露光装置には、半導体素子等を製造する際の露光工程のスループット（生産性）を高めることも要求されている。スループットを向上させるための方法としては、単位時間当たりの露光エネルギーを増加させる方法の他に、ステージの駆動速度を大きくして、一括露光型ではステッピング時間を短縮し、走査露光型ではステッピング時間及び走査露光時間を短縮する方法がある。
【０００５】
このようにステージの駆動速度を向上させるには、ステージ系が同じ大きさである場合にはより大きい出力の駆動モータを使用すればよく、逆に従来と同じ出力の駆動モータで駆動速度を向上させるには、ステージ系を小型化、軽量化する必要がある。ところが、前者のようにより大きい出力の駆動モータを使用すると、その駆動モータから発生する熱量が増大する。このように増大する熱量は、ステージ系の微妙な熱変形を生じて、露光装置で要求されている高い位置決め精度が得られなくなる恐れがある。そこで、位置決め精度の劣化を防止して、駆動速度を向上するには、後者のようにステージ系をできるだけ小型化、軽量化することが望まれる。
【０００６】
特に、走査露光型の露光装置では、駆動速度の向上によって走査露光時間も短縮されてスループットが大きく改善されると共に、ステージ系の小型化によってレチクルとウエハとの同期精度も向上して、結像性能や重ね合わせ精度も向上するという大きな利点がある。ところが、従来のようにレチクルステージ、又はウエハステージに各種計測装置が備えられている場合には、ステージを小型化するのは困難である。
【０００７】
更に、レチクルステージ、又はウエハステージに露光光の状態、又は結像特性等を計測するための計測装置が備えられている場合、その計測装置には通常アンプ等の熱源が付属していると共に、計測中に露光光の照射によってその計測装置の温度が次第に上昇する。その結果、レチクルステージ、又はウエハステージが微妙に熱変形して、位置決め精度や重ね合わせ精度等が劣化する恐れもある。現状では、計測装置の温度上昇による位置決め精度等の劣化は僅かなものであるが、今後、半導体素子等の回路パターンが一層微細化するにつれて、計測装置の温度上昇の影響を抑制する必要性が高まると予想される。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑み、露光光の状態、又は結像特性を計測する機能を維持した状態で、レチクル、又はウエハを位置決めするためのステージを小型化できる露光装置を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、露光光の状態、又は結像特性を計測する計測装置を備えると共に、その計測装置を使用して計測する際の温度上昇の悪影響を軽減できる露光装置を提供することを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを露光ビームを用いて基板（Ｗ）上に転写する露光装置において、その基板を保持して所定の領域を移動する第１のステージ（ＷＳＴ）と、その第１のステージとは独立して移動自在に配置され、その基板を保持しない第２のステージ（１４）と、この第２のステージに設けられてその露光ビームの状態を計測する計測装置（１８）と、その第１のステージに保持された基板の露光中、その露光ビームの照射位置から離れた待避位置にその第２のステージを配置するとともに、その露光ビームの照射位置にその第２のステージを配置して、その第１のステージへの基板のロードと並行してその計測装置によるその露光ビームの状態の計測を実行可能とする制御装置（１０）と、を備えたものである。
【００１０】
斯かる本発明によれば、本来の露光に使用するその第１のステージには露光に必要な最小限の機能のみを持たせることによって、その第１のステージの大きさは必要最小限にできるため、ステージの小型化、軽量化が可能になる。一方、露光に直接必要がなく、露光ビームの照度等の状態を計測する計測装置は、別の第２のステージに搭載されるため、露光ビームの状態も計測できる。
【００１１】
この場合、その計測装置の一例は、露光ビームの全体のパワーを計測する光電センサ、又はその露光ビームの照度分布を計測する照度むらセンサ等である。
また、その第２のステージは、一例として例えばその第１のステージの移動面上で、その第１のステージとは独立に移動自在に配置されているものである。このとき、その第１のステージの代わりにその第２のステージを配置することによって、マスク、又は基板が実際に配置される面の近傍での露光ビームの状態が計測できる。
【００１２】
また、その露光ビームが照射される位置とその露光ビームが照射されない位置との間でその第１のステージを移動させる制御装置（１０）を備えることが望ましい。このとき、計測時にはその第１のステージが露光ビームの照射位置から待避される。
また、その露光ビームが照射される位置とその露光ビームが照射されない位置との間でその第２のステージを移動させる制御装置（１０）を備えることが望ましい。これによって、計測時にはその第２のステージの計測装置が露光ビームの照射位置に移動する。
【００１３】
また、その第１のステージがその露光ビームを照射される位置に有るときに、その第２のステージをその露光ビームが照射されない位置に位置決めする制御装置（１０）を備えることが望ましい。これによって、露光時、及び計測時で２つのステージを効率的に使い分けられる。
次に、本発明による第２の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に投影する露光装置において、その基板を保持して所定の領域を移動する第１のステージ（ＷＳＴ）と、その第１のステージとは独立して移動自在に配置され、その基板を保持しない第２のステージ（１４）と、この第２のステージに設けられてその投影光学系の結像特性を計測する計測装置（２０）と、その第１のステージに保持された基板の露光中、その投影光学系の露光領域から離れた待避位置にその第２のステージを配置するとともに、その投影光学系と対向してその第２のステージを配置して、その第１のステージへの基板のロードと並行してその計測装置によるその結像特性の計測を実行可能とする制御装置（１０）と、を備えたものである。
【００１４】
斯かる本発明によれば、本来の露光に使用するその第１のステージには露光に必要な最小限の機能のみを持たせることによって、その第１のステージの小型化、軽量化が可能になる。一方、露光に直接必要がなく、ディストーション等の結像特性を計測する計測装置は、別の第２のステージに搭載されるため、結像特性も計測できる。
【００１５】
この場合、その計測装置の一例は、投影像の位置センサ、計測用指標マーク、又は計測用基準面等である。
また、その第２のステージは、一例として例えばその第１のステージの移動面上で、その第１のステージとは独立に移動自在に配置されているものである。このとき、その第１のステージの代わりにその第２のステージを配置することによって、その基板が実際に配置される面での結像特性が計測できる。
【００１６】
また、その投影光学系による露光領域内の位置と、この露光領域の外側の所定の位置との間でその第１のステージを移動させる制御装置（１０）を備えることが望ましい。このとき、計測時にはその第１のステージが露光領域から待避される。
同様に、その投影光学系による露光領域内の位置と、この露光領域の外側の所定の位置との間でその第２のステージを移動させる制御装置（１０）を備えることが望ましい。このとき、計測時にはその第２のステージの計測装置が露光領域に移動する。
【００１７】
次に、本明細書の「発明の実施の形態」に記載された別の発明（以下、「本発明の第３、第４、第５、及び第６の露光装置」という。）は、以下の通りである。
即ち、本発明の第３の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを露光ビームを用いて基板（Ｗ）上に転写する露光装置において、その露光ビームの状態を計測する計測装置（１８，１９）が配置されたステージ（４１）と、このステージに備えられてその計測装置を冷却する冷却装置（４４，４５Ａ，４５Ｂ）と、を有するものである。斯かる本発明によれば、その計測装置を使用して露光ビームの照度等を計測する際にその計測装置が温度上昇しても、その冷却装置によって冷却されるため、露光部にはその温度上昇の影響が及ばない。
【００１８】
次に、本発明の第４の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に投影する露光装置において、その投影光学系の結像特性を計測する計測装置（２０，４２，４３）が配置されたステージ（４１）と、このステージに備えられてその計測装置を冷却する冷却装置（４４，４５Ａ，４５Ｂ）と、を有するものである。斯かる本発明によれば、その計測装置を使用して結像特性を計測する際にその計測装置が温度上昇しても、その冷却装置によって冷却されるため、露光部にはその温度上昇の影響が及ばない。
【００１９】
次に、本発明の第５の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを露光ビームを用いて基板（Ｗ）上に転写する露光装置において、そのマスクとその基板との何れか一方を保持して所定の領域を移動する第１のステージ（ＷＳＴ；４１Ａ）と、その露光ビームの状態を計測する計測装置（１８，１９）が搭載された第２のステージ（１４；４１Ａａ）と、その第１のステージとその第２のステージとの間に配置され、その第２のステージから伝導する熱を遮断する断熱部材（４８）と、を備えたものである。斯かる本発明によれば、その計測装置が熱源を含んでいても、又はその計測装置を使用して露光ビームの照度等を計測する際にその計測装置が温度上昇しても、その断熱部材によって熱伝導が阻害され、露光部にはその熱源や温度上昇の影響が及ばない。
【００２０】
この場合、その断熱部材の一例は、熱伝導率の低い固体材料（４８）、又は温度調整された気体である。温度調整された気体としては、空調されている気体等が使用される。
次に、本発明の第６の露光装置は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上に投影する露光装置において、その基板を保持して所定の領域を移動する第１のステージ（ＷＳＴ；４１Ａ）と、その投影光学系の結像特性を計測する計測装置（２０）が搭載された第２のステージ（１４；４１Ａａ）と、その第１のステージとその第２のステージとの間に配置され、その第２のステージから伝導する熱を遮断する断熱部材（４８）と、を備えたものである。斯かる本発明によれば、その計測装置を使用して結像特性を計測する際にその計測装置が温度上昇しても、又はその計測装置が熱源を含んでいても、その断熱部材によって熱伝導が阻害されるため、露光部にはその温度上昇等の影響が及ばない。
【００２１】
この場合も、その断熱部材の一例は、熱伝導率の低い固体材料（４８）、又は温度調整された気体である。
また、本発明の第１及び第２の露光装置においては、その第２のステージ（１４）が、この第２ステージの位置の基準となる基準部材を有していれば、この第２ステージの位置を正確に求めることができる。
同様に、本発明の第３及び第４の露光装置においては、ステージ（１４）が、このステージの位置の基準となる基準部材を有していれば、このステージの位置を正確に求めることができる。
また、本発明の第２の露光装置においては、その投影光学系（ＰＬ）による露光領域内において、その第１のステージ（ＷＳＴ）の位置とその第２のステージ（１４）の位置とが、共通の干渉計（１５）により計測されれば、その第１のステージの位置とその第２のステージの位置とを正確に求めることができるとともに、装置構成を簡単にできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態につき図１〜図４を参照して説明する。
図１は本例で使用されるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置を示し、この図１において露光時には、露光光源、ビーム整形光学系、照度分布均一化用のフライアイレンズ、光量モニタ、可変開口絞り、視野絞り、及びリレーレンズ系等を含む照明系１から射出された露光光ＩＬは、ミラー２、及びコンデンサレンズ３を介してレチクルＲのパターン面（下面）のスリット状の照明領域を照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、若しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、又は水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等が使用できる。照明系１内の可変開口絞りを切り換えることによって、通常の照明方法、輪帯照明、いわゆる変形照明、及び小さいコヒーレンスファクタ（σ値）の照明等の内の所望の照明方法を選択できるように構成されている。露光光源がレーザ光源である場合には、その発光タイミング等は装置全体の動作を統轄制御する主制御系１０が、不図示のレーザ電源を介して制御する。
【００２３】
レチクルＲのその露光光ＩＬによる照明領域９（図３参照）内のパターンの像は、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは、１／４倍、又は１／５倍等）で縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域１２に投影される。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に直交する非走査方向（即ち、図１の紙面に垂直な方向）に沿ってＸ軸を取り、走査方向（即ち、図１の紙面に平行な方向）に沿ってＹ軸を取って説明する。
【００２４】
先ず、ウエハＷのアライメント用のオフ・アクシス方式で画像処理方式のアライメントセンサ１６が投影光学系ＰＬに隣接して設けられており、アライメントセンサ１６の検出信号が主制御系１０内のアライメント処理系に供給されている。アライメントセンサ１６は、ウエハＷ上に形成されている位置合わせ用のマーク（ウエハマーク）等の位置検出を行うために使用される。アライメントセンサ１６の検出中心と投影光学系ＰＬによるレチクルＲの投影像の中心との間隔（ベースライン量）は予め高精度に求められて、主制御系１０内のアライメント処理系に記憶されており、アライメントセンサ１６の検出結果、及びそのベースライン量よりウエハＷの各ショット領域とレチクルＲの投影像とが高精度に重ね合わせられる。不図示であるが、レチクルＲの上方にはレチクルＲ上のアライメントマークを検出するためのレチクルアライメント顕微鏡が配置されている。
【００２５】
次に、レチクルＲは、レチクルステージＲＳＴ上に真空吸着によって保持され、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ方向に平行に配置された２本のガイド４Ａ及び４Ｂ上にエアーベアリングを介してＹ方向に移動自在に載置されている。更に本例では、ガイド４Ａ及び４Ｂ上に、レチクルステージＲＳＴとは独立にエアーベアリングを介してＹ方向に移動自在に計測用ステージ５が載置されている。
【００２６】
図３は、レチクルステージＲＳＴ及び計測用ステージ５を示す平面図であり、この図３において、Ｙ方向（走査方向）に伸びたガイド４Ａ及び４Ｂに沿って、それぞれ不図示のリニアモータ等によってＹ方向に駆動されるようにレチクルステージＲＳＴ、及び計測用ステージ５が載置されている。ガイド４Ａ，４Ｂの長さは、走査露光時のレチクルステージＲＳＴの移動ストロークよりも、少なくとも計測用ステージ５の幅分だけ長く設定されている。また、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ方向に移動する粗動ステージと、この粗動ステージ上で２次元的な位置が微調整できる微動ステージとを組み合わせて構成されている。
【００２７】
そして、計測用ステージ５上にＸ方向に細長いガラス板よりなる基準板６が固定され、基準板６上に投影光学系ＰＬの結像特性計測用の複数の指標マークＩＭが所定の配置で形成されている。基準板６は、レチクルＲに対する露光光のスリット状の照明領域９、より正確には投影光学系ＰＬのレチクルＲ側の視野を覆うことができるだけの大きさを備えている。基準板６を使用することで、結像特性計測用の専用レチクルを用意しておく必要がなく、且つ、実露光用のレチクルＲとその専用レチクルとの交換時間も不要となるため、結像特性を高頻度に計測でき、投影光学系ＰＬの経時変化に正確に追従することができる。
【００２８】
このように本例では、基準板６用の計測用ステージ５が独立に設けられ、本来のレチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲの他に計測用の部材は搭載されていない。即ち、レチクルステージＲＳＴは、走査露光のために必要最小限の走査、及び位置決め機能のみを備えればよいため、レチクルステージＲＳＴの小型化、軽量化が実現されている。従って、レチクルステージＲＳＴをより高速に走査できるため、露光工程のスループットが向上する。特に縮小投影の場合には、レチクルステージＲＳＴの走査速度はウエハステージの走査速度の１／β倍（例えば４倍、５倍等）になるため、走査速度の上限はレチクルステージでほぼ決定されることがあり、この場合には本例では特にスループットが大きく向上する。
【００２９】
また、ガイド４Ａ，４Ｂに対して＋Ｙ方向に設置されたレーザ干渉計７ＹからレチクルステージＲＳＴの＋Ｙ方向の側面の移動鏡にレーザビームが照射され、＋Ｘ方向に設置された２軸のレーザ干渉計７Ｘ１，７Ｘ２からレチクルステージＲＳＴの＋Ｘ方向の側面の移動鏡にレーザビームが照射され、レーザ干渉計７Ｙ，７Ｘ１，７Ｘ２によってレチクルステージＲＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が図１の主制御系１０に供給され、主制御系１０はその計測値に基づいてリニアモータ等を介してレチクルステージＲＳＴの速度や位置を制御する。また、ガイド４Ａ，４Ｂに対して−Ｙ方向に設置されたレーザ干渉計８Ｙから計測用ステージ５の−Ｙ方向の側面の移動鏡にレーザビームが照射され、レーザ干渉計８Ｙによって計測される計測用ステージ５のＹ座標が主制御系１０に供給されている。Ｙ軸のレーザ干渉計７Ｙ及び８Ｙの光軸は、それぞれＹ方向に沿って照明領域９の中心、即ち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通過しており、レーザ干渉計７Ｙ及び８Ｙは、それぞれ常時レチクルステージＲＳＴ及び計測用ステージ５の走査方向の位置を計測している。
【００３０】
そして、結像特性の計測時に、レチクルステージＲＳＴを＋Ｙ方向に待避させて、基準板６が照明領域９を覆うように計測用ステージ５をＹ方向に移動すると、レーザ干渉計７Ｘ１，７Ｘ２からのレーザビームがレチクルステージＲＳＴの側面から外れて計測用ステージ５の＋Ｘ方向の側面の移動鏡に照射されるようになる。このときにレーザ干渉計８Ｙ及び７Ｘ１，７Ｘ２から得られる計測値に基づいて、主制御系１０はリニアモータ等を介して計測用ステージ５の位置を高精度に制御する。なお、この際に基準板６を照明領域９に対してより高精度に位置合わせしたい場合には、基準板６上にアライメントマークを形成しておき、このマークの位置をレチクルアライメント顕微鏡を用いて検出すればよい。
【００３１】
一方、計測中には、レチクルステージＲＳＴの非走査方向の位置は計測されないが、露光のためにレチクルステージＲＳＴが照明領域９下に達すれば、再びレーザ干渉計７Ｘ１，７Ｘ２からのレーザビームがレチクルステージＲＳＴの移動鏡に照射されるようになる。そして、最終的な位置合わせはレチクルアライメント顕微鏡を用いて行われるため、レーザ干渉計７Ｘ１，７Ｘ２からのレーザビームが途切れることの不都合は無い。
【００３２】
図１に戻り、ウエハＷは不図示のウエハホルダを介してウエハステージＷＳＴ上に保持され、ウエハステージＷＳＴは定盤１３上にエアーベアリングを介してＸ方向、Ｙ方向に移動自在に載置されている。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）、及び傾斜角を制御するフォーカス・レベリング機構も組み込まれている。また、定盤１３上にウエハステージＷＳＴとは別体でエアーベアリングを介してＸ方向、Ｙ方向に移動自在に各種の計測装置が備えられた計測用ステージ１４が載置されている。計測用ステージ１４にも、その上面のフォーカス位置を制御する機構が組み込まれている。
【００３３】
図２は、ウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４を示す平面図であり、この図２において、定盤１３の表面の内部には例えば所定の配列でコイル列が埋め込まれ、ウエハステージＷＳＴの底面、及び計測用ステージ１４の底面にはそれぞれヨークと共に磁石列が埋め込まれ、そのコイル列、及び対応する磁石列によってそれぞれ平面モータが構成され、この平面モータによってウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角が互いに独立に制御されている。なお、平面モータについては、例えば特開平８−５１７５６号公報においてより詳細に開示されている。
【００３４】
本例のウエハステージＷＳＴは、露光に必要な最小限の機能のみを備えている。即ち、ウエハステージＷＳＴは、フォーカス・レベリング機構を備えると共に、ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷを吸着保持するウエハホルダ（ウエハＷの底面側）と、ウエハステージＷＳＴの位置計測用の基準マーク板１７との２つの部材が固定されている。基準マーク板１７上には、Ｘ方向及びＹ方向の位置基準となる基準マーク（不図示）が形成されており、この基準マークの位置をアライメントセンサ１６で検出することによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）の例えばレチクルＲの投影像に対する位置関係が検出される。
【００３５】
また、計測用ステージ１４の表面は、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの表面とほぼ同じ高さに設定されている。そして、計測用ステージ１４には、投影光学系ＰＬを通過した露光光の全部の単位時間当たりのエネルギー（入射エネルギー）を計測するための光電センサよりなる照射量モニタ１８、投影光学系ＰＬによるスリット状の露光領域１２内での照度分布を計測するための光電センサよりなる照度むらセンサ１９、及び結像特性測定用のスリット２１Ｘ，２１Ｙが形成された測定板２０が固定されている。測定板２０のＸ軸のスリット２１Ｘ、及びＹ軸のスリット２１Ｙの底面側にはそれぞれ集光レンズ、及び光電センサが配置され、測定板２０、及び光電センサ等より空間像検出系が構成されている。なお、そのスリット２１Ｘ，２１Ｙの代わりに、矩形開口のエッジを使用してもよい。そして、照射量モニタ１８の受光面は、露光領域１２を覆う大きさに形成されると共に、照度むらセンサ１９の受光部はピンホール状となっており、照射量モニタ１８及び照度むらセンサ１９の検出信号は図１の主制御系１０に供給されている。
【００３６】
また、測定板２０の底部の光電センサの検出信号は図１の結像特性演算系１１に供給されている。この場合、投影光学系ＰＬの結像特性の計測時には、図３のレチクル側の計測用ステージ５上の基準板６が照明領域９に移動され、基準板９に形成されている指標マークＩＭの像がウエハステージ側に投影され、その像を計測板２０上のスリット２１Ｘ，２１ＹでそれぞれＸ方向、Ｙ方向に走査しつつ、底部の光電センサからの検出信号を結像特性演算系１１で取り込む。結像特性演算系１１では、その検出信号を処理してその指標マークＩＭの像の位置、及びコントラスト等を検出し、この検出結果より投影像の像面湾曲、ディストーション、ベストフォーカス位置等の結像特性を求めて主制御系１０に出力する。更に、不図示であるが、投影光学系ＰＬ内の所定のレンズを駆動して所定のディストーション等の結像特性を補正する機構も設けられており、主制御系１０はこの補正機構を介して投影光学系ＰＬの結像特性を補正できるように構成されている。
【００３７】
図２において、計測用ステージ１４に備えられている照射量モニタ１８、照度むらセンサ１９、及び測定板２０の底部の光電センサ等のセンサには、何れもアンプ等の発熱源、及び電源や通信用の信号ケーブルが接続されている。従って、それらのセンサが露光用のウエハステージＷＳＴに搭載されていると、センサに付随する熱源や信号ケーブルの張力によって位置決め精度等が劣化する恐れがある。また、結像特性等の計測中の露光光の照射による熱エネルギーも位置決め精度の悪化等を招く恐れがある。これに対して本例では、それらのセンサが露光用のウエハステージＷＳＴから分離された計測用ステージ１４に設けられているため、ウエハステージＷＳＴを小型化、軽量化できると共に、計測用のセンサの熱源や計測中の露光光の熱エネルギーによる位置決め精度の低下が防止できる利点がある。ウエハステージＷＳＴの小型化によって、ウエハステージＷＳＴの移動速度や制御性が向上し、露光工程のスループットが高まると共に、位置決め精度等がより向上する。
【００３８】
また、定盤１３に対して＋Ｙ方向に設置されたレーザ干渉計１５ＹからウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向の側面の移動鏡にレーザビームが照射され、−Ｘ方向に設置された２軸のレーザ干渉計１５Ｘ１，１５Ｘ２からウエハステージＷＳＴの−Ｘ方向の側面の移動鏡にレーザビームが照射され、レーザ干渉計１５Ｙ，１５Ｘ１，１５Ｘ２によってウエハステージＷＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、計測値が図１の主制御系１０に供給され、主制御系１０はその計測値に基づいて平面モータを介してウエハステージＷＳＴの速度や位置を制御する。また、露光光の入射エネルギー等の計測時には、それらの位置計測用のレーザビームは計測用ステージ１４の移動鏡に照射される。
【００３９】
図４は、露光光の入射エネルギー等の計測時のウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４の配置の一例を示し、この図４に示すようにウエハステージＷＳＴを露光領域１２から離れた位置に待避させて、露光領域１２が計測用ステージ１４上にかかるように計測用ステージ１４を移動すると、レーザ干渉計１５Ｙ，１５Ｘ１，１５Ｘ２からのレーザビームが、ウエハステージＷＳＴの側面から外れて計測用ステージ１４の側面の移動鏡に照射されるようになる。このときにレーザ干渉計１５Ｙ及び１５Ｘ１，１５Ｘ２から得られる計測値に基づいて、主制御系１０は平面モータを介して計測用ステージ１４の位置を高精度に制御する。なお、平面モータをオープンループで駆動することによってもウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４の位置は大まかに制御できるため、レーザビームが照射されていない状態では、主制御系１０はウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４の位置を平面モータを用いてオープンループ方式で駆動する。但し、レーザ干渉計１５Ｙ，１５Ｘ１，１５Ｘ２の他に、ウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４の位置を所定精度で検出するためのリニアエンコーダ等を設けておき、レーザビームが照射されていない状態では、それらのリニアエンコーダ等を用いて位置計測を行ってもよい。
【００４０】
図１に戻り、不図示であるが、投影光学系ＰＬの側面には、ウエハＷの表面の複数の計測点にスリット像を斜めに投影し、その反射光によって再結像されるスリット像の横ずれ量から対応する計測点のフォーカス位置を検出する斜入射方式の焦点位置検出系（ＡＦセンサ）が配置されている。その焦点位置検出系の検出結果に基づいて、走査露光中のウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦される。なお、図２では省略しているが、計測用ステージ１４上にはその焦点位置検出系用の基準面を有する基準部材も搭載されている。
【００４１】
次に、本例の投影露光装置の動作につき説明する。先ず、ウエハステージ側の計測用ステージ１４を用いて投影光学系ＰＬに対する露光光ＩＬの入射光量を計測する。この場合、レチクルＲがロードされた状態での入射光量を計測するために、図１において、レチクルステージＲＳＴ上に露光用のレチクルＲがロードされ、レチクルＲが露光光ＩＬの照明領域上に移動する。その後、図４に示すように、ウエハステージＷＳＴは定盤１３上で例えば＋Ｙ方向に待避し、計測用ステージ１４が投影光学系ＰＬによる露光領域１２に向かって移動する。その後、計測用ステージ１４上の照射量モニタ１８の受光面が露光領域１２を覆う位置で計測用ステージ１４が停止し、この状態で照射量モニタ１８を介して露光光ＩＬの光量が計測される。
【００４２】
主制御系１０では、その計測された光量を結像特性演算系１１に供給する。この際に、例えば照明系１内で露光光ＩＬから分岐して得られる光束を検出して得られる計測値も結像特性演算系１１に供給されており、結像特性演算系１１では、２つの計測値に基づいて、照明系１内でモニタされる光量から投影光学系ＰＬに入射する光量を間接的に演算するための係数を算出して記憶する。この間に、ウエハステージＷＳＴにはウエハＷがロードされる。その後、図２に示すように、計測用ステージ１４は露光領域１２から離れた位置に待避し、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの中心が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（露光領域１２の中心）付近に位置するように、ウエハステージＷＳＴの移動が行われる。ウエハステージＷＳＴが待避中であるときには、図４に示すように、レーザ干渉計１５Ｙ，１５Ｘ１，１５Ｘ２からのレーザビームは照射されないため、例えば平面モータをオープンループ方式で駆動することによって位置制御が行われている。
【００４３】
その後、計測用ステージ１４が露光領域１２から待避して、ウエハステージＷＳＴにレーザ干渉計１５Ｙ，１５Ｘ１，１５Ｘ２からのレーザビームが照射されるようになった時点で、ウエハステージＷＳＴの位置はそれらのレーザ干渉計の計測値に基づいて制御されるようになる。その後、レチクルＲの上方の不図示のレチクルアライメント顕微鏡を用いて、レチクルＲ上の所定のアライメントマークと、図２の基準マーク部材１７上の所定の基準マークとの位置ずれ量を所定の目標値にするように、レチクルステージＲＳＴを駆動することによって、レチクルＲのアライメントが行われる。これとほぼ同時に、その基準マーク部材１７上の別の基準マークの位置を図１のアライメントセンサ１６で検出することによって、ウエハステージＷＳＴのレチクルＲの投影像に対する位置関係（ベースライン量）が正確に検出される。
【００４４】
次に、アライメントセンサ１６を介してウエハＷ上の所定のショット領域（サンプルショット）に付設されたウエハマークの位置を検出することによって、ウエハＷの各ショット領域の配列座標が求められる。その後、その配列座標、及びアライメントセンサ１６の既知のベースライン量に基づいて、ウエハＷの露光対象のショット領域とレチクルＲのパターン像との位置合わせを行いながら、走査露光が行われる。
【００４５】
走査露光時には、図１において、露光光ＩＬの照明領域９（図３参照）に対して、レチクルステージＲＳＴを介してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度ＶＲで走査されるのに同期して、露光領域１２に対してウエハステージＷＳＴを介してウエハＷが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度β・ＶＲ（βは投影倍率）で走査される。走査方向が逆であるのは、投影光学系ＰＬが反転像を投影することによる。そして、１つのショット領域への露光が終了すると、ウエハステージＷＳＴのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域への露光が順次行われる。この走査露光中には、図２及び図３に示すように、ウエハステージ側の計測用ステージ１４、及びレチクルステージ側の計測用ステージ５はそれぞれ露光領域外に待避している。
【００４６】
また、露光中には、例えば照明系１内で露光光ＩＬから分岐した光束の光量が常時計測されて結像特性演算系１１に供給され、結像特性演算系１１では、供給される光量の計測値、及び予め求めてある係数に基づいて投影光学系ＰＬに入射する露光光ＩＬの光量を算出し、露光光ＩＬの吸収によって発生する投影光学系ＰＬの結像特性（投影倍率、ディストーション等）の変化量を計算し、この計算結果を主制御系１０に供給する。主制御系１０では、例えば投影光学系ＰＬ内の所定のレンズを駆動することによって、その結像特性の補正を行う。
【００４７】
以上が、通常の露光であるが、本例の投影露光装置のメンテナンス等で装置状態を計測するときには、計測用ステージ１４を露光領域１２側に移動して計測を行う。例えば、露光領域１２内の照度均一性を測定するときは、レチクルＲをレチクルステージＲＳＴから除いた後、図４において、照度むらセンサ１９を露光領域１２内でＸ方向、Ｙ方向に微動しながら照度分布を計測する。この際に、計測用ステージ１４の位置をより正確に求める必要があれば、ウエハステージＷＳＴと同様に基準マーク部材１７に相当する基準マーク部材を計測用ステージ１４上に設け、アライメントセンサ１６でその基準マーク部材内の基準マークの位置を測定するようにしてもよい。
【００４８】
次に、レチクルステージ側の計測用ステージ５、及びウエハステージ側の計測用ステージ１４を用いて、投影光学系ＰＬの結像特性を測定する動作につき説明する。この場合、図３において、レチクルステージＲＳＴは＋Ｙ方向に待避して、計測用ステージ５上の基準板６が照明領域９内に移動する。このとき、計測用ステージ５には非走査方向のレーザ干渉計７Ｘ１，７Ｘ２からのレーザビームも照射されるようになるため、レーザ干渉計８Ｙ，７Ｘ１，７Ｘ２の計測値に基づいて計測用ステージ５の位置は高精度に位置決めできる。
【００４９】
このときに、既に説明したように、ウエハステージ側には複数の指標マークＩＭの像が投影光学系ＰＬを介して投影される。この状態で、図４において、計測用ステージ１４を駆動して、測定板２０上のスリットでその指標マークＩＭの像をＸ方向、Ｙ方向に走査し、測定板２０の底部の光電センサの検出信号を結像特性演算系１１で処理することによって、それらの像の位置、及びコントラストが求められる。また、測定板２０のフォーカス位置を所定量ずつ変えながら、それらの像の位置、及びコントラストが求められる。これらの測定結果より、結像特性演算系１１は、投影光学系ＰＬの投影像のベストフォーカス位置、像面湾曲、ディストーション（倍率誤差を含む）といった結像特性の変動量を求める。この変動量は主制御系１０に供給され、その変動量が許容範囲を超える場合には、主制御系１０は投影光学系ＰＬの結像特性を補正する。
【００５０】
上記の実施の形態では、図２に示すように、ウエハステージＷＳＴ及び計測用ステージ１４は、それぞれ定盤１３上で平面モータによって駆動されている。しかしながら、１次元モータの組み合わせによってウエハステージＷＳＴ及び計測用ステージ１４を２次元的に駆動する構成も可能である。
そこで、次に、ウエハステージ、及び計測用ステージをそれぞれ１次元モータを組み合わせた機構で駆動する第２の実施の形態につき、図５を参照して説明する。本例も、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用したものであり、図５において図１及び図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００５１】
図５（ａ）は本例の投影露光装置のウエハステージ側を示す平面図、図５（ｂ）はその正面図であり、図５（ａ），（ｂ）において、定盤３３の上面にＸ方向に沿って平行に２本のＸ軸リニアガイド３４Ａ及び３４Ｂが設置され、Ｘ軸リニアガイド３４Ａ及び３４Ｂを連結するように、Ｙ方向（走査方向）に細長いＹ軸リニアガイド３２が設置されている。Ｙ軸リニアガイド３２は、不図示のリニアモータによってＸ軸リニアガイド３４Ａ，３４Ｂに沿ってＸ方向に駆動される。
【００５２】
また、Ｙ軸リニアガイド３２に沿ってそれぞれＹ方向に移動自在に、且つ互いに独立にウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５が配置され、ウエハステージ３１上に不図示のウエハホルダを介してウエハＷが吸着保持され、計測用ステージ３５上には照射量モニタ１８、照度むらセンサ１９、及び測定板２０が固定され、測定板２０の底部には光電センサが組み込まれている。この場合、ウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５の底面はそれぞれエアーベアリングを介して定盤３３上に載置され、ウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５はそれぞれ独立に不図示のリニアモータを介してＹ軸リニアガイド３２に沿ってＹ方向に駆動される。即ち、ウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５はそれぞれ独立にＹ軸リニアガイド３２、及びＸ軸リニアガイド３４Ａ，３４Ｂに沿って２次元的に駆動される。そして、本例においても、図３のレチクルステージ側のレーザ干渉計７Ｙ，７Ｘ１，７Ｘ２，８Ｙと同様な４軸のレーザ干渉計によって、ウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５の２次元的な位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハステージ３１、及び計測用ステージ３５の位置や駆動速度が制御されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
本例において、露光光の照射エネルギー、又は投影光学系の結像特性を計測する際には、露光光による露光領域に対して−Ｙ方向に離れた位置にウエハステージ３１が待避して、その露光領域に計測用ステージ３５が移動する。一方、露光時には、露光光による露光領域に対して＋Ｙ方向に離れた位置に計測用ステージ３５が待避する。その後、ウエハステージ３１をＸ方向、Ｙ方向にステッピングさせて、ウエハＷ上の露光対象のショット領域を露光領域に対する走査開始位置に移動した後、ウエハステージ３１をＹ軸リニアガイド３２に沿ってＹ方向に定速移動することによって、当該ショット領域への走査露光が行われる。
【００５４】
上述のように本例によれば、Ｙ軸リニアガイド３２に沿って計測用ステージ３５がウエハステージ３１とは独立に配置されている。この構成によって、より高いステージの制御精度が要求される走査方向（Ｙ方向）の駆動では、計測用ステージ３５を駆動する必要がないと共に、ウエハステージ３１は小型化、軽量化されているため、走査速度が向上でき、走査露光時の同期精度等も向上している。一方、非走査方向（Ｘ方向）に対しては計測用ステージ３５も同時に駆動されるため、駆動機構に対する負荷は大きくなる。しかしながら、非走査方向では走査方向に比べてそれ程高い制御精度が要求されないため、そのような負荷の増加の影響は小さい。更に、発熱源としての計測用ステージ３５がウエハステージ３１から分離されているため、ウエハステージ３１の位置決め精度等の低下が防止されている。
【００５５】
なお、本例において、図５（ａ），（ｂ）に２点鎖線で示すようにＹ軸リニアガイド３２と並列に第２のＹ軸リニアガイド３６をＸ方向に移動自在に配置し、このＹ軸リニアガイド３２に計測用ステージ３５をＹ方向に移動自在に配置してもよい。これによって、ウエハステージ３１をＸ方向へ駆動する際の制御精度も向上する。
【００５６】
また、上記の第１の実施の形態では、図３に示すように、同一のガイド４Ａ，４Ｂに沿ってレチクルステージＲＳＴ、及び計測用ステージ５が配置されているが、図２のウエハステージ側のようにレチクルステージＲＳＴ、及び計測用ステージ５が独立に２次元的に動けるようにしてもよい。
更に、上記の実施の形態では、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴ，３１はそれぞれ１つ設けられているが、ウエハＷが載置されるウエハステージを複数個設けても良い。この場合、１つのウエハステージで露光を行い、他方のウエハステージでアライメント用の計測、あるいはウエハ交換を行う方法を使用することもできる。同様に、レチクルステージ側にもレチクルＲが載置される複数のレチクルステージを設け、これら複数のレチクルステージに異なるレチクルを載置して、これらのレチクルを順次ウエハ上の同一のショット領域に露光条件（フォーカス位置、露光量、照明条件等）を変えて露光するようにしてもよい。
【００５７】
次に、本発明の第３の実施の形態につき図６及び図７を参照して説明する。本例は、ウエハステージに設けられた計測装置を冷却する冷却装置を設けたものであり、図６及び図７において図１及び図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図６は、本例の投影露光装置を示し、この図６において、投影光学系ＰＬによる露光領域１２側にウエハＷが配置され、ウエハＷは不図示のウエハホルダを介してウエハステージ４１上に保持され、ウエハステージ４１は定盤１３上に例えば平面モータによってＸ方向、Ｙ方向に駆動されるように載置されている。不図示であるがウエハステージ４１内にはウエハＷのフォーカス位置、及び傾斜角を制御する機構も組み込まれている。更に、ウエハステージ４１にはウエハＷを囲むように露光光ＩＬや結像特性の計測機構が組み込まれている。
【００５８】
図７は、図６のウエハステージ４１の平面図を示し、この図７において、ウエハＷ（ウエハホルダ）の近傍には、基準マーク部材１７、照射量モニタ１８、照度むらセンサ１９、スリット２１Ｘ，２１Ｙが形成された測定板２０が配置されている。また、ウエハステージ４１上で照射量モニタ１８の近傍には、持ち運びできる基準照度計を設置するための凹部４７が形成されており、凹部４７に基準照度計を設置して露光光ＩＬの入射エネルギーを計測することによって、異なる投影露光装置間の照度のマッチングを取れるようになっている。更に、ウエハステージ４１上の一隅に平坦度等の基準となる基準平面が形成された基準部材４６も固定されている。本例では、これらの計測機構の熱源を冷却するための冷却装置が設けられている。
【００５９】
即ち、図６に一部を切り欠いて示すように、測定板２０のスリット２１Ｙの底部に集光レンズ４２、及び光電センサ４３が配置され、不図示であるが光電センサ４３にはアンプ等も接続されている。そこで、ウエハステージ４１の内部に光電センサ４３の近傍を通過するように冷却管４４が設置され、冷却管４４には大きな可撓性を有する配管４５Ａを介して、外部の冷却装置より低温の液体よりなる冷媒が供給され、配管４５Ａ内を通過した冷媒は大きな可撓性を有する配管４５Ｂを介してその冷却装置に戻されている。また、その冷却管４４は、図７の照射量モニタ１８、照度むらセンサ１９の近傍、並びに基準照度計用の凹部４７、基準マーク部材１７、基準部材４６の底部をも通過している。本例では、これらの計測装置のアンプ等の熱源からの熱エネルギーが冷却管４４内の冷媒を介して排出されるため、その熱エネルギーによってウエハＷの位置決め精度等が悪化することがない。また、露光光ＩＬの入射エネルギー等の計測時に、照射量モニタ１８や照度むらセンサ１９に露光光ＩＬが照射された場合でも、その照射エネルギーは冷却管４４内の冷媒を介して排出されるため、その照射エネルギーによってウエハＷの位置決め精度等が悪化することがない。
【００６０】
なお、本例では液体よりなる冷媒を使用して計測装置を冷却しているが、例えば空調用の空気等をそれらの計測装置の近傍に集中的に送風して冷却を行ってもよい。
次に、本発明の第４の実施の形態につき図８を参照して説明する。本例は、ウエハステージ上でウエハの配置領域（第１のステージ）と計測装置の配置領域（第２のステージ）との間に断熱部材を設けたものであり、図８において図７に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００６１】
図８は、図７のウエハステージ４１と同様に定盤上をＸ方向、Ｙ方向に駆動されるウエハステージ４１Ａを示し、この図８において、ウエハステージ４１Ａの上部は、熱伝導率の低い材料よりなる断熱板４８によって、計測装置設置領域４１Ａａと、それ以外の領域とに分かれている。熱伝導率の低い材料としては、ステンレススチール、鉄、黄銅等の金属、セラミックス、又はガラス等が使用できる。そして、後者の領域上にウエハホルダ（不図示）を介してウエハＷが載置されると共に、位置基準となる基準マーク部材１７が設置され、前者の計測装置設置領域４１Ａａ内に、位置基準となるマークが形成された基準マーク部材１７Ａ、照射量モニタ１８、照度むらセンサ１９、基準平面を有する基準部材４６、及びスリットが形成された測定板２０が配置されている。更に、計測装置設置領域４１Ａａ上には、基準照度計を設置するための凹部４７が形成されている。
【００６２】
本例においても、露光光や結像特性の計測時に計測装置設置領域４１Ａａ内の計測装置が使用されるが、これらの計測装置のアンプ等で発生する熱エネルギーは断熱板４８によってウエハＷ側には拡散しにくいため、ウエハＷの位置決め精度等が悪化することがない。同様に、計測時に露光光によって与えられる照射エネルギーも断熱板４８によってウエハＷ側には拡散しにくい利点がある。
【００６３】
なお、例えば図２に示すように、ウエハステージＷＳＴと計測用ステージ１４とが分離している構成でも、ウエハステージＷＳＴと計測用ステージ１４との間の空調された空気を断熱部材とみなすことができる。また、レチクルステージ側でも、レチクルが載置される領域と、計測装置が設置される領域との間に断熱部材を配置するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態は本発明をステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に適用したものであるが、本発明は一括露光型の投影露光装置（ステッパー）にも適用できると共に、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式の露光装置にも適用できる。また、露光装置のみならず、ウエハ等を位置決めするためのステージを使用する検査装置、又はリペア装置等に用いてもよい。
【００６５】
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の第１及び第２の露光装置によれば、基板を移動するための第１のステージに対して計測装置を備えた第２のステージが独立に設けられているため、それぞれ露光ビーム（露光光）の状態、又は投影光学系の結像特性を計測する機能を維持した状態で、基板を位置決めするためのステージを小型化、軽量化できる利点がある。従って、これらのステージの制御性能を向上でき、露光工程のスループットも向上すると共に、計測装置を構成する光電センサ、又はアンプ等の熱源が露光用のステージから分離されることになって、重ね合わせ精度等が向上する。特に本発明をステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の露光装置に適用すると、走査速度の向上によってスループットが大きく向上するため、本発明の効果は特に大きい。
【００６７】
これらの場合、第２のステージは、第１のステージとは独立に移動自在に配置されているときには、その第１のステージを迅速に計測領域に移動できる。
また、露光ビームが照射される位置（露光領域）と、露光ビームが照射されない位置（非露光領域）との間で第１のステージを移動させる制御装置を備えたときには、計測時に迅速にその第１のステージを待避できる。
【００６８】
また、露光ビームが照射される位置（露光領域）と、露光ビームが照射されない位置（非露光領域）との間で第２のステージを移動させる制御装置を備えたときには、露光時に迅速にその第２のステージを待避できる。
また、第１のステージが露光ビームを照射される位置に有るときに、第２のステージを露光ビームが照射されない位置に位置決めする制御装置を備えたときには、それら２つのステージを効率的に使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投影露光装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のウエハステージＷＳＴ、及び計測用ステージ１４を示す平面図である。
【図３】図１のレチクルステージＲＳＴ、及び計測用ステージ５を示す平面図である。
【図４】その第１の実施の形態において、計測用ステージ１４を用いて露光光の状態等を計測する場合の説明に供する平面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２の実施の形態の投影露光装置のウエハステージ、及び計測用ステージを示す平面図、（ｂ）は図５（ａ）の正面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の投影露光装置を示す一部を切り欠いた概略構成図である。
【図７】図６の投影露光装置のウエハステージを示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の投影露光装置のウエハステージを示す平面図である。
【符号の説明】
Ｒ  レチクル
ＲＳＴ  レチクルステージ
４Ａ，４Ｂ  ガイド
５  レチクルステージ側の計測用ステージ
６  基準板
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウエハ
ＷＳＴ，３１，４１，４１Ａ  ウエハステージ
１０  主制御系
１１  結像特性演算系
１３  定盤
１４，３５  ウエハステージ側の計測用ステージ
１７  基準マーク部材
１８  照射量モニタ
１９  照度むらセンサ
２０  測定板
３２  Ｙ軸リニアガイド
３３  定盤
３４Ａ，３４Ｂ  Ｘ軸リニアガイド
４８  断熱板
【図１】
0004210871.tif 000002
【図２】
0004210871.tif 000003
【図３】
0004210871.tif 000004
【図４】
0004210871.tif 000005
【図５】
0004210871.tif 000006
【図６】
0004210871.tif 000007
【図７】
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【図８】
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