特開 2022-137849 露光方法および露光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137849

(43)【公開日】2022-09-22

(54)【発明の名称】露光方法および露光装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20220914BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20220914BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

G03F9/00 A

G01B11/00 H

H01L21/68 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021037542

(22)【出願日】2021-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】酒井 恵介

(72)【発明者】

【氏名】川島 拓也

(72)【発明者】

【氏名】磯 大介

(72)【発明者】

【氏名】中井 由起子

(72)【発明者】

【氏名】水端 稔

【テーマコード（参考）】

2F065

2H197

5F131

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065BB02

2F065BB27

2F065CC17

2F065FF01

2F065JJ03

2F065JJ09

2F065JJ26

2H197AA22

2H197AA29

2H197CA07

2H197CC05

2H197CD06

2H197CD12

2H197CD15

2H197CD17

2H197CD18

2H197CD43

2H197CD47

2H197CD48

2H197DA04

2H197DA06

2H197DC05

2H197DC06

2H197DC18

2H197EA14

2H197EA19

2H197EB10

2H197EB12

2H197EB16

2H197EB17

2H197EB23

2H197HA02

2H197HA03

2H197HA04

2H197HA05

2H197HA08

2H197HA10

5F131AA02

5F131AA03

5F131BA13

5F131CA18

5F131EB00

5F131FA17

5F131FA37

5F131KA12

5F131KA44

5F131KB07

5F131KB53

(57)【要約】

【課題】ステージを駆動機構で主走査方向に駆動する際の真直度を担保して、ステージに載置された基板の適切な位置に露光ヘッドから光を照射することを可能とする。
【解決手段】ステージ２をステージ駆動機構３によりＹ方向へ駆動することで、ステージ２がＹ方向における露光移動範囲Ｙｅを移動するとともに、基板Ｗｅが照射範囲ＲｅをＹ方向に通過する。そして、第１主走査駆動と並行して、露光ヘッド４１から照射範囲Ｒｅに光を照射することで、基板ＷｅにおいてＹ方向に延びるストライプ領域Ｒｓが露光される。特に、露光移動範囲Ｙｅにおけるステージ２のＹ方向への位置に応じてステージ２のＸ方向への位置を補正するためのＸ方向補正量を示す真直補正テーブルＴｓに基づき、第１主走査駆動の実行中におけるステージ２のＸ方向への位置がステージ駆動機構３によって補正される。
【選択図】図５Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が載置されるステージおよび照射範囲に光を照射する露光ヘッドのうちの一方の駆動対象を駆動機構により主走査方向へ駆動することで、前記駆動対象が前記主走査方向における第１移動範囲を移動するとともに、前記基板が前記照射範囲を相対的に前記主走査方向に通過する第１主走査駆動を実行する工程と、
前記第１移動範囲における前記駆動対象の前記主走査方向への位置に応じて前記駆動対象の副走査方向への位置を補正するための第１補正量を示す第１真直補正情報に基づき、前記第１主走査駆動の実行中に前記駆動対象の前記副走査方向への位置を前記駆動機構によって補正する第１真直補正動作を実行する工程と、
前記第１主走査駆動の実行中に前記露光ヘッドから前記照射範囲に光を照射することで、前記基板において前記主走査方向に延びる領域を露光する露光動作を実行する工程と
を備えた露光方法。

【請求項2】

前記駆動機構によって前記第１移動範囲を前記主走査方向に移動する前記駆動対象の前記副走査方向における位置を求めた結果に基づき前記第１真直補正情報を作成する補正情報作成動作を実行する工程をさらに備え、
前記第１真直補正動作では、前記補正情報作成動作で作成された前記第１真直補正情報に基づき、前記駆動対象の前記副走査方向への位置を補正する請求項１に記載の露光方法。

【請求項3】

前記補正情報作成動作では、前記第１移動範囲を前記主走査方向に移動する前記駆動対象の前記副走査方向への位置をレーザ干渉計によって測定した結果に基づき前記第１真直補正情報を作成する請求項２に記載の露光方法。

【請求項4】

基準マークが付されたテスト基板が載置された前記ステージを前記駆動対象として、前記駆動機構により前記主走査方向へ駆動することで、前記ステージが前記主走査方向における第２移動範囲を移動するとともに、前記テスト基板がカメラの撮像範囲を前記主走査方向に通過する第２主走査駆動を実行する工程と、
前記第２主走査駆動の実行中に前記撮像範囲を通過する前記基準マークを前記カメラによって撮像して基準マーク画像を取得する工程と、
前記第２移動範囲における前記ステージの前記主走査方向への位置に応じて前記ステージの前記副走査方向への位置を補正するための第２補正量を示す第２真直補正情報を、前記基準マーク画像が示す前記基準マークの前記副走査方向への位置に基づき作成する工程と、
前記第１主走査駆動を実行しつつ、前記照射範囲を通過する前記テスト基板に前記露光ヘッドから光を照射することで、前記テスト基板に露光マークを描画する工程と、
前記第２真直補正情報に基づき前記ステージの前記副走査方向への位置を補正しつつ前記第２主走査駆動を実行して、前記撮像範囲を通過する前記露光マークを前記カメラで撮像して露光マーク画像を取得する工程と、
前記露光マーク画像が示す前記露光マークの前記副走査方向への位置に基づき、前記第１移動範囲を移動する前記ステージの前記副走査方向の位置を求めた結果に基づき前記第１真直補正情報を作成する工程と
を、前記補正情報作成動作において実行する請求項２に記載の露光方法。

【請求項5】

前記駆動対象の前記主走査方向への位置を位置検出部によって検出して、カメラによる撮像の実行タイミングを制御する撮像タイミング制御部に送信する工程と、
前記撮像タイミング制御部が、前記位置検出部から受信した前記駆動対象の前記主走査方向への位置に応じたタイミングで、前記カメラに撮像を実行させることで、前記基板のアライメントマークを撮像する工程と
を備え、
前記位置検出部と前記撮像タイミング制御部とは、同一の集積回路内に設けられている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の露光方法。

【請求項6】

前記駆動対象の前記主走査方向への位置を位置検出部によって検出して、前記駆動機構による前記第１真直補正動作の実行タイミングを制御する補正タイミング制御部に送信する工程をさらに備え、
前記補正タイミング制御部が、前記位置検出部から受信した前記駆動対象の前記主走査方向への位置に応じたタイミングで、前記駆動機構に前記第１真直補正動作を実行させ、
前記位置検出部と前記補正タイミング制御部とは、同一の集積回路内に設けられている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光方法。

【請求項7】

前記基板に対しては、前記副走査方向において異なる複数の露光位置が設定され、前記複数の露光位置にそれぞれ対応する、前記副走査方向において異なる複数の副走査位置の間で、前記駆動対象の位置を前記駆動機構によって変更しつつ、前記第１主走査駆動、前記第１真直補正動作および前記露光動作を繰り返す請求項１ないし６のいずれか一項に記載の露光方法であって、
前記第１真直補正情報は、前記複数の副走査位置のそれぞれについて設けられ、
前記第１真直補正動作では、前記駆動対象が位置する前記副走査位置について設けられた前記第１真直補正情報に基づき前記駆動対象の前記副走査方向への位置を補正する露光方法。

【請求項8】

前記基板に対しては、前記副走査方向において異なる複数の露光位置が設定され、前記複数の露光位置にそれぞれ対応する、前記副走査方向において異なる複数の副走査位置の間で、前記駆動対象の位置を前記駆動機構によって変更しつつ、前記第１主走査駆動、前記第１真直補正動作および前記露光動作を繰り返す請求項１ないし６のいずれか一項に記載の露光方法であって、
前記第１真直補正情報は、前記副走査方向において異なる複数の設定位置のそれぞれについて設けられ、
前記複数の設定位置は、前記複数の副走査位置よりも少なく、
前記第１真直補正動作では、前記複数の設定位置のうち、前記駆動対象が位置する前記副走査位置に最も近い前記設定位置について設けられた前記第１真直補正情報に基づいて、または前記駆動対象が位置する前記副走査位置に最も近い前記設定位置について設けられた前記第１真直補正情報および前記駆動対象が位置する前記副走査位置に二番目に近い前記設定位置について設けられた前記第１真直補正情報を用いた線形補間によって、前記駆動対象の前記副走査方向への位置を補正する露光方法。

【請求項9】

基板が載置されるステージと、
照射範囲に光を照射する露光ヘッドと、
前記ステージおよび前記露光ヘッドのうちの一方の駆動対象を主走査方向へ駆動する駆動機構と、
前記主走査方向における第１移動範囲での前記駆動対象の前記主走査方向への位置に応じて前記駆動対象の副走査方向への位置を補正するための第１補正量を示す第１真直補正情報を記憶する記憶部と、
前記駆動機構により前記駆動対象を前記主走査方向へ駆動することで、前記駆動対象が前記第１移動範囲を移動するとともに、前記基板が前記照射範囲を相対的に前記主走査方向に通過する第１主走査駆動を実行しつつ、前記露光ヘッドから前記照射範囲に光を照射することで、前記基板において前記主走査方向に延びる領域を露光する露光動作を実行する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１真直補正情報に基づき、前記第１主走査駆動の実行中に前記駆動対象の前記副走査方向への位置を前記駆動機構によって補正する第１真直補正動作を実行する露光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば半導体ウエハあるいはガラス基板等の基板にパターンを形成するために基板を露光する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２では、基板（感光材料、露光対象基板）が載置されたステージを主走査方向に移動させつつ、露光ヘッドから感光材料へ光を照射することで、主走査方向に延びるパターンを基板に描画する露光装置が記載されている。かかる露光装置では、ステージと露光ヘッドとの間に位置ずれが発生して、感光材料の適切な位置に光を照射できない場合があった。そこで、特許文献１、２では、露光ヘッドから照射する光のパターンを調整することで、これに対応している。

【0003】

また、特許文献２では、ステージのヨーイングに注目している。特に、レーザ変位計でステージのヨーイングを計測した結果に基づきステージの位置を制御してヨーイングの影響を排除する手法では、高価なレーザ変位計を装置に具備する必要があるといった課題が指摘されている。そこで、特許文献２では、ステージの位置を制御するといったハードウェア的な方法ではなく、露光ヘッドに与えるデータを補正して光のパターンを調整するといったソフトウェア的な手法が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１１４４６８号公報

【特許文献2】特開２０１０－１１３００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ただし、ステージと露光ヘッドとの位置ずれによる露光位置への影響を確実に排除するには、上記のようなソフトウェア的な手法では限界があり、ステージと露光ヘッドとの位置ずれそのものをハードウェア的に抑えることが求められる。特に、本願の発明者による研究・開発によれば、主走査方向へのステージの真直度を担保することが重要となる。また、かかる事情は、例えば露光ヘッドを主走査方向に駆動しつつ、固定されたステージ上の基板を露光する装置においても同様である。これに対して、特許文献１、２では、真直度については何ら考慮されていない。

【0006】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ステージあるいは露光ヘッドといった駆動対象を駆動機構で主走査方向に駆動する際の真直度を担保して、ステージに載置された基板の適切な位置に露光ヘッドから光を照射することを可能とする技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る露光方法は、基板が載置されるステージおよび照射範囲に光を照射する露光ヘッドのうちの一方の駆動対象を駆動機構により主走査方向へ駆動することで、駆動対象が主走査方向における第１移動範囲を移動するとともに、基板が照射範囲を相対的に主走査方向に通過する第１主走査駆動を実行する工程と、第１移動範囲における駆動対象の主走査方向への位置に応じて駆動対象の副走査方向への位置を補正するための第１補正量を示す第１真直補正情報に基づき、第１主走査駆動の実行中に駆動対象の副走査方向への位置を駆動機構によって補正する第１真直補正動作を実行する工程と、第１主走査駆動の実行中に露光ヘッドから照射範囲に光を照射することで、基板において主走査方向に延びる領域を露光する露光動作を実行する工程とを備える。

【0008】

本発明に係る露光装置は、基板が載置されるステージと、照射範囲に光を照射する露光ヘッドと、ステージおよび露光ヘッドのうちの一方の駆動対象を主走査方向へ駆動する駆動機構と、主走査方向における第１移動範囲での駆動対象の主走査方向への位置に応じて駆動対象の副走査方向への位置を補正するための第１補正量を示す第１真直補正情報を記憶する記憶部と、駆動機構により駆動対象を主走査方向へ駆動することで、駆動対象が第１移動範囲を移動するとともに、基板が照射範囲を相対的に主走査方向に通過する第１主走査駆動を実行しつつ、露光ヘッドから照射範囲に光を照射することで、基板において主走査方向に延びる領域を露光する露光動作を実行する制御部とを備え、制御部は、第１真直補正情報に基づき、第１主走査駆動の実行中に駆動対象の副走査方向への位置を駆動機構によって補正する第１真直補正動作を実行する。

【0009】

このように構成された本発明（露光方法および露光装置）では、ステージおよび露光ヘッドのうちの一方の駆動対象を駆動機構により主走査方向へ駆動することで、駆動対象が主走査方向における第１移動範囲を移動するとともに、基板が照射範囲を相対的に主走査方向に通過する（第１主走査駆動）。そして、第１主走査駆動と並行して、露光ヘッドから照射範囲に光を照射することで、基板において主走査方向に延びる領域が露光される（露光動作）。特に、第１移動範囲における駆動対象の主走査方向への位置に応じて駆動対象の副走査方向への位置を補正するための第１補正量を示す第１真直補正情報に基づき、第１主走査駆動の実行中における駆動対象の副走査方向への位置が駆動機構によって補正される（第１真直補正動作）。その結果、ステージあるいは露光ヘッドといった駆動対象を駆動機構で主走査方向に駆動する際の真直度を担保して、ステージに載置された基板の適切な位置に露光ヘッドから光を照射することが可能となっている。

【0010】

また、駆動機構によって第１移動範囲を主走査方向に移動する駆動対象の副走査方向における位置を求めた結果に基づき第１真直補正情報を作成する補正情報作成動作を実行する工程をさらに備え、第１真直補正動作では、補正情報作成動作で作成された第１真直補正情報に基づき、駆動対象の副走査方向への位置を補正するように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、駆動機構によって第１移動範囲を主走査方向に移動する駆動対象の副走査方向における位置を求めた結果、すなわち予め真直度を求めた結果に基づき、第１真直補正情報が作成される（補正情報作成動作）。そして、第１主走査駆動を実行しつつ露光動作を実行する際には、こうして作成された第１真直補正情報に基づき駆動対象の真直度を担保することができる。

【0011】

また、補正情報作成動作では、第１移動範囲を主走査方向に移動する駆動対象の副走査方向への位置をレーザ干渉計によって測定した結果に基づき第１真直補正情報を作成するように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、レーザ干渉計の計測によって、駆動対象の真直度を簡単に求めることができる。

【0012】

また、基準マークが付されたテスト基板が載置されたステージを駆動対象として、駆動機構により主走査方向へ駆動することで、ステージが主走査方向における第２移動範囲を移動するとともに、テスト基板がカメラの撮像範囲を主走査方向に通過する第２主走査駆動を実行する工程と、第２主走査駆動の実行中に撮像範囲を通過する基準マークをカメラによって撮像して基準マーク画像を取得する工程と、第２移動範囲におけるステージの主走査方向への位置に応じてステージの副走査方向への位置を補正するための第２補正量を示す第２真直補正情報を、基準マーク画像が示す基準マークの副走査方向への位置に基づき作成する工程と、第１主走査駆動を実行しつつ、照射範囲を通過するテスト基板に露光ヘッドから光を照射することで、テスト基板に露光マークを描画する工程と、第２真直補正情報に基づきステージの副走査方向への位置を補正しつつ第２主走査駆動を実行して、撮像範囲を通過する露光マークをカメラで撮像して露光マーク画像を取得する工程と、露光マーク画像が示す露光マークの副走査方向への位置に基づき、第１移動範囲を移動するステージの副走査方向の位置を求めた結果に基づき第１真直補正情報を作成する工程とを、補正情報作成動作において実行するように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、高価なレーザ干渉計を用いることなく、駆動対象の真直度を求めることができる。

【0013】

また、駆動対象の主走査方向への位置を位置検出部によって検出して、カメラによる撮像の実行タイミングを制御する撮像タイミング制御部に送信する工程と、撮像タイミング制御部が、位置検出部から受信した駆動対象の主走査方向への位置に応じたタイミングで、カメラに撮像を実行させることで、基板のアライメントマークを撮像する工程とを備え、位置検出部と撮像タイミング制御部とは、同一の集積回路内に設けられているように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、位置検出部と撮像タイミング制御部とが同一の集積回路内に設けられているため、位置検出部から撮像タイミング制御部への通信遅延を抑えつつ、駆動対象の主走査方向への位置を撮像タイミング制御部へ送信できる。したがって、駆動対象の位置に応じた適切なタイミングでカメラによる撮像を実行できる。

【0014】

また、駆動対象の主走査方向への位置を位置検出部によって検出して、駆動機構による第１真直補正動作の実行タイミングを制御する補正タイミング制御部に送信する工程をさらに備え、補正タイミング制御部が、位置検出部から受信した駆動対象の主走査方向への位置に応じたタイミングで、駆動機構に第１真直補正動作を実行させ、位置検出部と補正タイミング制御部とは、同一の集積回路内に設けられているように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、位置検出部と補正タイミング制御部とが同一の集積回路内に設けられているため、位置検出部から補正タイミング制御部への通信遅延を抑えつつ、駆動対象の主走査方向への位置を補正タイミング制御部へ送信できる。したがって、駆動対象の位置に応じた適切なタイミングで駆動対象の副走査方向への位置を補正できる。

【0015】

ところで、基板に対しては、副走査方向において異なる複数の露光位置が設定され、複数の露光位置にそれぞれ対応する、副走査方向において異なる複数の副走査位置の間で、駆動対象の位置を駆動機構によって変更しつつ、第１主走査駆動、第１真直補正動作および露光動作を繰り返すことで、広範な範囲を露光することができる。ただし、副走査方向において駆動対象の位置（副走査位置）が変化すると、ステージから駆動機構に加わる重量のバランスが変動する。そのため、複数の副走査位置それぞれにおける駆動対象の真直度を、単一の第１真直補正情報により担保するのが困難となる可能性がある。

【0016】

そこで、第１真直補正情報は、複数の副走査位置のそれぞれについて設けられ、第１真直補正動作では、駆動対象が位置する副走査位置について設けられた第１真直補正情報に基づき駆動対象の副走査方向への位置を補正するように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、複数の副走査位置それぞれにおける駆動対象の真直度を担保することが可能となる。

【0017】

あるいは、第１真直補正情報は、副走査方向において異なる複数の設定位置のそれぞれについて設けられ、複数の設定位置は、複数の副走査位置よりも少なく、第１真直補正動作では、複数の設定位置のうち、駆動対象が位置する副走査位置に最も近い設定位置ついて設けられた第１真直補正情報に基づき、または、駆動対象が位置する副走査位置に最も近い設定位置について設けられた第１真直補正情報および駆動対象が位置する副走査位置に二番目に近い設定位置について設けられた第１真直補正情報を用いた線形補間によって、駆動対象の副走査方向への位置を補正するように、露光方法を構成してもよい。かかる構成では、第１真直補正情報の記憶に要するメモリ資源を抑制しつつ、複数の副走査位置それぞれにおける駆動対象の真直度を担保することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

上記のように、本発明によれば、ステージあるいは露光ヘッドといった駆動対象を駆動機構で主走査方向に駆動する際の真直度を担保して、ステージに載置された基板の適切な位置に露光ヘッドから光を照射することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は本発明にかかる露光装置の概略構成を模式的に示す正面図。

【図2】図１の露光装置が備える電気的構成の一例を示すブロック図。

【図3】ステージの位置をレーザ干渉計により計測する位置計測器の一例を模式的に示す斜視図。

【図4】アライメントマーク取得動作および露光動作を実行する制御部の詳細構成の一例を示すブロック図。

【図5A】真直補正テーブルの一例を示す図。

【図5B】ヨーイング補正テーブルの一例を示す図。

【図6】アライメントマーク取得動作および露光動作の一例を示すフローチャート。

【図7】図６のフローチャートに従って実行される露光装置の動作を模式的に示す側面図。

【図8】図６のフローチャートの実行対象である基板の一例を模式的に示す図。

【図9】ヨーイング補正テーブルの作成方法の一例を示すフローチャート。

【図10】真直補正テーブルの作成方法の一例を示すフローチャート。

【図11A】図１０の真直補正テーブル作成で実行される動作を模式的に示す図。

【図11B】図１０の真直補正テーブル作成で実行される動作を模式的に示す図。

【図12】図１０の真直補正テーブル作成で実行される動作を模式的に示す図。

【図13】真直補正テーブルの作成方法の別の例を実行する構成を示すブロック図。

【図14】真直補正テーブルの作成方法の別の例を実行する構成を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は本発明にかかる露光装置の概略構成を模式的に示す正面図であり、図２は図１の露光装置が備える電気的構成の一例を示すブロック図である。図１および以下の図では、水平方向であるＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向であるＹ方向、鉛直方向であるＺ方向およびＺ方向に平行な回転軸を中心とする回転方向θ（ヨー方向）を適宜示す。

【0021】

露光装置１は、レジストなどの感光材料の層が形成された基板Ｗｅ（露光対象基板）に所定のパターンのレーザ光を照射することで、感光材料にパターンを描画する。基板Ｗｅとしては、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。

【0022】

露光装置１は本体１１を備え、本体１１は、本体フレーム１１１と、本体フレーム１１１に取り付けられたカバーパネル（図示省略）とで構成される。そして、本体１１の内部と外部とのそれぞれに、露光装置１の各種の構成要素が配置されている。

【0023】

露光装置１の本体１１の内部は、処理領域１１２と受け渡し領域１１３とに区分されている。処理領域１１２には、主として、ステージ２、ステージ駆動機構３、露光ユニット４およびアライメントユニット５が配置される。また、本体１１の外部には、アライメントユニット５に照明光を供給する照明ユニット６が配置されている。受け渡し領域１１３には、処理領域１１２に対して基板Ｗｅの搬出入を行う搬送ロボット等の搬送装置７が配置される。さらに、本体１１の内部には制御部８が配置されており、制御部８は、露光装置１の各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する。

【0024】

なお、露光装置１の本体１１の外部で、受け渡し領域１１３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１１４が配置される。このカセット載置部１１４に対応して、本体１１の内部の受け渡し領域１１３に配置された搬送装置７は、カセット載置部１１４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗｅを取り出して処理領域１１２に搬入（ローディング）するとともに、処理領域１１２から処理済みの基板Ｗｅを搬出（アンローディング）してカセットＣに収容する。カセット載置部１１４に対するカセットＣの受け渡しは、図示しない外部搬送装置によって行われる。この未処理基板Ｗｅのローディングおよび処理済基板Ｗｅのアンローディングは制御部８からの指示に応じて搬送装置７により実行される。

【0025】

ステージ２は、平板状の外形を有し、その上面に載置された基板Ｗｅを水平に保持する。ステージ２の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を付与することによって、ステージ２上に載置された基板Ｗｅをステージ２の上面に固定する。このステージ２はステージ駆動機構３により駆動される。

【0026】

ステージ駆動機構３は、ステージ２をＹ方向（主走査方向）、Ｘ方向（副走査方向）、Ｚ方向および回転方向θ（ヨー方向）に移動させるＸ－Ｙ－Ｚ－θ駆動機構である。ステージ駆動機構３は、Ｙ方向に延設された単軸ロボットであるＹ軸ロボット３１と、Ｙ軸ロボット３１によってＹ方向に駆動されるテーブル３２と、テーブル３２の上面においてＸ方向に延設された単軸ロボットであるＸ軸ロボット３３と、Ｘ軸ロボット３３によってＸ方向に駆動されるテーブル３４と、テーブル３４の上面に支持されたステージ２をテーブル３４に対して回転方向θに駆動するθ軸ロボット３５とを有する。

【0027】

したがって、ステージ駆動機構３は、Ｙ軸ロボット３１が有するＹ軸サーボモータ３１１によってステージ２をＹ方向に駆動し、Ｘ軸ロボット３３が有するＸ軸サーボモータ３３１によってステージ２をＸ方向に駆動し、θ軸ロボット３５が有するθ軸サーボモータ３５１によってステージ２を回転方向θに駆動することができる。また、ステージ駆動機構３は、図１において省略するＺ軸ロボットによってステージ２をＺ方向に駆動することができる。かかるステージ駆動機構３は、制御部８からの指令に応じて、Ｙ軸ロボット３１、Ｘ軸ロボット３３、θ軸ロボット３５およびＺ軸ロボットを動作させることで、ステージ２に載置された基板Ｗｅを移動させる。

【0028】

露光ユニット４は、ステージ２上の基板Ｗｅより上方に配置された露光ヘッド４１と、露光ヘッド４１に対してレーザ光を照射する光照射部４３とを有する。光照射部４３は、レーザ駆動部４３１、レーザ発振器４３２および照明光学系４３３を有する。そして、レーザ駆動部４３１の作動によりレーザ発振器４３２から射出されたレーザ光が、照明光学系４３３を介して露光ヘッド４１へと照射される。露光ヘッド４１は、光照射部４３から照射されたレーザ光を空間光変調器によって変調して、その直下を移動する基板Ｗｅに対して落射する。こうして基板Ｗｅをレーザ光によって露光することで、パターンが基板Ｗｅに描画される（露光動作）。

【0029】

アライメントユニット５は、ステージ２上の基板Ｗｅより上方に配置されたアライメントカメラ５１を有する。このアライメントカメラ５１は、鏡筒、対物レンズおよびＣＣＤイメージセンサを有し、その直下を移動する基板Ｗｅの上面に設けられたアライメントマークを撮像する。アライメントカメラ５１が備えるＣＣＤイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される。

【0030】

照明ユニット６は、アライメントカメラ５１の鏡筒とファイバ６１を介して接続され、アライメントカメラ５１に対して照明光を供給する。照明ユニット６から延びるファイバ６１によって導かれる照明光は、アライメントカメラ５１の鏡筒を介して基板Ｗｅの上面に導かれ、基板Ｗｅでの反射光が、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサに入射する。これによって、基板Ｗｅの上面が撮像されて撮像画像が取得されることになる。アライメントカメラ５１は制御部８と電気的に接続されており、制御部８からの指示に応じて撮像画像を取得して、この撮像画像を制御部８に送信する。

【0031】

制御部８は、アライメントカメラ５１により撮像された撮像画像が示すアライメントマークの位置を取得する（アライメントマーク取得動作）。また、制御部８は、アライメントマークの位置に基づき露光ユニット４を制御することで、露光動作において露光ヘッド４１から基板Ｗｅに照射するレーザ光のパターンを調整する。そして、制御部８は、描画すべきパターンに応じて変調されたレーザ光を、露光ヘッド４１から基板Ｗｅに照射することで、基板Ｗｅにパターンを描画する。

【0032】

また、露光装置１に対しては、メインＰＣ(Personal Computer)９１が設けられており、アライメントマークへの画像処理は、メインＰＣ９１により実行される。つまり、制御部８は、メインＰＣ９１がアライメントマークの撮像画像から算出したアライメントマークの位置をメインＰＣ９１から取得する。さらに、露光装置１の本体１１に対しては、レーザ干渉計によってステージ２の位置を計測する位置計測器９２が着脱可能に取り付けることができる。

【0033】

図３はステージの位置をレーザ干渉計により計測する位置計測器の一例を模式的に示す斜視図である。ステージ２は、Ｙ方向における可動範囲Ｙｔを移動し、可動範囲Ｙｔはアライメント移動範囲Ｙａおよび露光移動範囲Ｙｅを含む。ここで、アライメント移動範囲Ｙａは、アライメントマーク取得動作のためにステージ２がＹ方向に移動する範囲であり、露光移動範囲Ｙｅは、露光動作のためにステージ２がＹ方向に移動する範囲である。ここの例では、アライメント移動範囲Ｙａと露光移動範囲Ｙｅとは部分的に重複する。ただし、これらが重複する必要は必ずしもない。

【0034】

位置計測器９２は、可動範囲ＹｔをＹ方向に移動するステージ２の位置を測定することができる。この位置計測器９２は、２個のレーザ干渉計９２１、９２２と、ステージ２のＹ方向の側面に取り付けられた２枚のミラー９２３、９２４とを有する。レーザ干渉計９２１、９２２はＹ方向に平行にレーザ光を射出し、ミラー９２３、９２４はＹ方向に垂直な鏡面であり、２個のレーザ干渉計９２１、９２２と２枚のミラー９２３、９２４とがそれぞれＹ方向において対向する。そして、レーザ干渉計９２１は、ミラー９２３へ向けてレーザ光を射出するとともに、ミラー９２３で反射されたレーザ光を検知した結果に基づき、ステージ２のＹ方向の位置を計測し、レーザ干渉計９２２は、ミラー９２４へ向けてレーザ光を射出するとともに、ミラー９２４で反射されたレーザ光を検知した結果に基づき、ステージ２のＹ方向の位置を計測する。

【0035】

かかる位置計測器９２では、Ｙ軸レーザ測長器９２ｙがレーザ干渉計９２１により構成され、Ｙ軸レーザ測長器９２ｙはレーザ干渉計９２１の計測結果をステージ２のＹ方向の位置として制御部８に出力する。また、ΔＹ軸レーザ測長器９２ｄがレーザ干渉計９２１とレーザ干渉計９２２とで構成され、ΔＹ軸レーザ測長器９２ｄは、レーザ干渉計９２１が計測したステージ２のＹ方向の位置と、レーザ干渉計９２２が計測したステージ２のＹ方向の位置との傾き（換言すれば、差）を、ステージ２の回転方向θへの回転量として制御部８に出力する。そして、後に詳述述するように、制御部８は、位置計測器９２によってステージ２の位置を測定した結果に基づき、ヨーイング補正テーブルＴｙを作成する（テーブル作成動作）。

【0036】

図４はアライメントマーク取得動作および露光動作を実行する制御部の詳細構成の一例を示すブロック図である。制御部８は、例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)である集積回路８１と、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリにより構成された制御ボード８５とを有する。

【0037】

集積回路８１は、Ｙ軸サーボモータ３１１に設けられたＹ軸エンコーダ３１２の出力をカウントするＹ軸カウンタ８１１を有する。さらに、集積回路８１は、撮像タイミング出力部８１２、露光タイミング出力部８１３および割込み生成部８１４を有する。撮像タイミング出力部８１２は、Ｙ軸カウンタ８１１から受信したステージ２のＹ方向の位置に応じて生成した撮像タイミングをアライメントカメラ５１に与え、アライメントカメラ５１はこの撮像タイミングにおいて撮像を行う。露光タイミング出力部８１３は、Ｙ軸カウンタ８１１が示すステージ２のＹ方向の位置に応じて生成した露光タイミングを露光ヘッド４１に与え、露光ヘッド４１は、この露光タイミングにおいて露光を行う。割込み生成部８１４は、真直補正テーブルＴｓおよびヨーイング補正テーブルＴｙによる補正タイミングを与え、後述するステージ２の位置補正は、この補正タイミングで行われる。

【0038】

さらに、集積回路８１は、Ｙ軸位置情報出力部８１７を有する。このＹ軸位置情報出力部８１７には、Ｙ軸レーザ測長器９２ｙが測定したステージ２のＹ方向の位置、ΔＹ軸レーザ測長器９２ｄが測定したステージ２の回転方向θの回転量およびＹ軸カウンタ８１１のカウント値が入力される。そして、Ｙ軸位置情報出力部８１７は、これらの入力を制御ボード８５へ出力する。

【0039】

制御ボード８５は、撮像タイミング制御部８５１を有する。この撮像タイミング制御部８５１は、ステージ２のＹ方向の位置を示すＹ軸カウンタ８１１のカウント値と撮像タイミングとの対応関係を記憶し、集積回路８１の撮像タイミング出力部８１２は、撮像タイミング制御部８５１から取得したこの対応関係に基づく撮像タイミングでアライメントカメラ５１に撮像を実行させる。

【0040】

また、制御ボード８５は、Ｙ軸エンコーダ３１２が出力するステージ２のＹ方向の位置の誤差を補正するＹ軸スケール補正テーブル部８５２を有する。具体的には、ステージ２の位置補正のための較正動作が予め実行される。この較正動作では、Ｙ軸サーボモータ３１１によってステージ２をＹ方向に移動させつつ、Ｙ軸レーザ測長器９２ｙが測定するステージ２のＹ方向の位置と、Ｙ軸エンコーダ３１２の出力のＹ軸カウンタ８１１によるカウント値とが、Ｙ軸位置情報出力部８１７を介してＹ軸スケール補正テーブル部８５２に送信され、Ｙ軸スケール補正テーブル部８５２は、Ｙ軸レーザ測長器９２ｙの測定位置に対するＹ軸エンコーダ３１２のカウント値の誤差をテーブル（Ｙ軸スケール補正テーブル）として記憶する。そして、露光動作の際には、集積回路８１の露光タイミング出力部８１３は、Ｙ軸カウンタ８１１から受け取ったＹ軸エンコーダ３１２の出力のカウント値を、当該テーブルに基づき補正して、露光ヘッド４１による露光タイミングを生成する。

【0041】

また、制御ボード８５は、Ｘ方向および回転方向θについて同様に設けられたＸ軸スケール補正テーブル部８５３およびθ軸スケール補正テーブル部８５４を有する。つまり、Ｘ軸スケール補正テーブル部８５３は、Ｘ軸サーボモータ３３１に設けられたＸ軸エンコーダの出力値と、ステージ２のＸ方向の位置との誤差を補正するテーブル（Ｘ軸スケール補正テーブル）を記憶し、この誤差を補正するための補正値を出力する。また、θ軸スケール補正テーブル部８５４は、θ軸サーボモータ３５１に設けられたθ軸エンコーダの出力値と、ステージ２の回転方向θの回転量との誤差を補正するテーブル（θ軸スケール補正テーブル）を記憶し、この誤差を補正するための補正値を出力する。

【0042】

さらに、制御ボード８５は、真直補正テーブルＴｓ（図５Ａ）を記憶するＹ軸真直補正テーブル部８５５を有する。図５Ａは真直補正テーブルの一例を示す図である。図５Ａの例において、真直補正テーブルＴｓの左の列は、Ｙ軸カウンタ８１１が示すステージ２のＹ方向の位置（換言すれば、Ｙ軸カウンタ８１１によるＹ軸エンコーダ３１２のカウント値）を可動範囲Ｙｔに渡って１カウントずつ示し、真直補正テーブルＴｓの右の列は、ステージ２の位置をＸ方向に補正するための補正量（Ｘ方向補正量）を示す。つまり、真直補正テーブルＴｓは、Ｙ軸カウンタ８１１が示すステージ２のＹ方向の位置と、Ｘ方向へのステージ２の位置の補正量との対応関係を示す。したがって、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５は、真直補正テーブルＴｓがステージ２のＹ方向の位置に対応付けて示す補正量だけ、ステージ駆動機構３によってステージ２をＸ方向に駆動する。これによって、Ｙ方向に移動するステージ２の真直度が担保される。なお、後述するように、真直補正テーブルＴｓは、制御ボード８５が備える真直補正テーブル作成部８５６と、メインＰＣ９１が備えるＣＰＵ９１１との協働によって作成される。

【0043】

このように、制御ボード８５では、ステージ２の位置をＸ方向に補正する機能として、Ｘ軸スケール補正テーブル部８５３とＹ軸真直補正テーブル部８５５とが設けられている。そこで、制御ボード８５は、両補正テーブル８５３、８５５それぞれの補正量を合成するＸ軸移動量算出部８５７を備える。つまり、Ｘ軸移動量算出部８５７は、Ｘ軸スケール補正テーブル部８５３が出力する補正量と、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５が出力する補正量とを加算した総補正量をＸ軸サーボモータ３３１に出力し、Ｘ軸サーボモータ３３１は、当該総補正量だけステージ２をＸ方向に駆動する。

【0044】

また、制御ボード８５は、ヨーイング補正テーブルＴｙ（図５Ｂ）を記憶するＸＹヨーイング補正テーブル部８５８を有する。図５Ｂはヨーイング補正テーブルの一例を示す図である。図５Ｂの例において、ヨーイング補正テーブルＴｙの左の列は、Ｙ軸カウンタ８１１が示すステージ２のＹ方向の位置（換言すれば、Ｙ軸カウンタ８１１によるＹ軸エンコーダ３１２のカウント値）を可動範囲Ｙｔに渡って１カウントずつ示し、ヨーイング補正テーブルＴｙの右の列は、ステージ２の位置を回転方向θに補正するための補正量（θ方向補正量）を示す。つまり、ヨーイング補正テーブルＴｙは、Ｙ軸カウンタ８１１が示すステージ２のＹ方向の位置と、回転方向θへのステージ２の位置の補正量との対応関係を示す。したがって、ＸＹヨーイング補正テーブル部８５８は、ヨーイング補正テーブルＴｙがステージ２のＹ方向の位置に対応付けて示す補正量だけ、ステージ駆動機構３によってステージ２を回転方向θに駆動する。これによって、Ｙ方向に移動するステージ２のヨーイングを抑制できる。なお、後述するように、ヨーイング補正テーブルＴｙは、ＸＹヨーイング補正テーブル部８５８によって作成される。

【0045】

このように、制御ボード８５では、ステージ２の位置を回転方向θに補正する機能として、θ軸スケール補正テーブル部８５４とＸＹヨーイング補正テーブル部８５８とが設けられている。そこで、制御ボード８５は、両補正テーブル８５４、８５８それぞれの補正量を合成するθ軸移動量算出部８５９を備える。つまり、θ軸移動量算出部８５９は、θ軸スケール補正テーブル部８５４が出力する補正量と、ＸＹヨーイング補正テーブル部８５８が出力する補正量とを加算した総補正量をθ軸サーボモータ３５１に出力し、θ軸サーボモータ３５１は、当該総補正量だけステージ２を回転方向θに駆動する。

【0046】

図６はアライメントマーク取得動作および露光動作の一例を示すフローチャートであり、図７は図６のフローチャートに従って実行される露光装置の動作を模式的に示す側面図であり、図８は図６のフローチャートの実行対象である基板の一例を模式的に示す図である。

【0047】

図６に示すフローチャートの実行中は、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５によるステージ２の位置補正（真直補正）およびＸＹヨーイング補正テーブル部８５８によるステージ２の位置補正（ヨーイング補正）が実行される。上述の通り、これらの位置補正の実行タイミングは、割込み生成部８１４によって制御される。具体的には、Ｙ軸カウンタ８１１が所定の複数のカウント数（例えば、１０）をカウントする度に、割込み生成部８１４は実行指令をＸ軸移動量算出部８５７およびθ軸移動量算出部８５９に送信し、Ｘ軸移動量算出部８５７およびθ軸移動量算出部８５９は、実行指令を受信する度に担当する位置補正を実行する。このように、ステージ２の位置補正は１カウント毎に行われるのではない。ただし、１カウント毎にステージ２の位置補正を行っても構わない。

【0048】

ステップＳ１０１では、ステージ駆動機構３は、ステージ２のＹ方向への駆動を開始する。これによって、ステージ２がアライメント移動範囲Ｙａを移動し、ステージ２に載置された基板Ｗｅがアライメントカメラ５１の撮像範囲Ｒｃ（図７）を通過する（ステップＳ１０２）。一方、図８に示すように、基板ＷｅにはアライメントマークＭａが付されている。したがって、アライメントカメラ５１は、撮像範囲Ｒｃを移動するアライメントマークＭａを撮像して、アライメントマーク画像Ｉａを取得する（ステップＳ１０３、アライメントマーク取得動作）。こうして、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの一端に到達してから（図７の「アライメントマーク取得開始時」）、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの他端に到達する（図７の「アライメントマーク取得終了時」）間に、アライメントマーク画像Ｉａが撮像される。

【0049】

さらに、アライメントマーク取得動作（ステップＳ１０３）では、アライメントマーク画像Ｉａがアライメントカメラ５１からメインＰＣ９１に送信される（図４）。メインＰＣ９１のＣＰＵ９１１は、アライメントマーク画像Ｉａに画像処理を実行することでアライメントマークＭａの位置を抽出して、制御部８に送信する。こうして、制御部８は、ＣＰＵ９１１からアライメントマークＭａの位置を取得する（アライメントマーク取得動作）。そして、制御部８は、アライメントマーク取得動作により取得したアライメントマークＭａの位置に基づき、基板Ｗｅへ照射する光のパターンを調整する。

【0050】

また、ステージ２がアライメント移動範囲Ｙａの他端に到達する少し前に、ステージ２が露光移動範囲Ｙｅの一端に到達する。これによって、ステージ２が露光移動範囲Ｙｅを移動し、ステージ２に載置された基板Ｗｅが露光ヘッド４１の照射範囲Ｒｅ（図７）を通過する（ステップＳ１０４）。また、基板Ｗｅの照射範囲Ｒｅの通過と並行して、露光ヘッド４１は、照射範囲Ｒｅにレーザ光を照射することで、基板ＷｅにおいてＹ方向に延びるストライプ領域Ｒｓを露光する（露光動作）。この際、照射範囲Ｒｅに照射されるレーザ光は、上述の通り、アライメントマークＭａの位置に基づき調整されている。こうして、ステージ２の先端が露光移動範囲Ｙｅの一端に到達してから（図７の「露光動作開始時」）、ステージ２の先端が露光移動範囲Ｙｅの他端に到達する（図７の「露光動作終了時」）間に、露光動作が実行される。

【0051】

露光動作が終了すると、ステージ駆動機構３はステージ２のＹ方向への移動を停止する（ステップＳ１０６）。なお、図８に示すように、基板Ｗｅに対しては、Ｙ方向に並ぶ複数のストライプ領域Ｒｓが設定されており、１回の露光動作では、１つのストライプ領域Ｒｓにレーザ光が照射される。そこで、ステップＳ１０７では、全てのストライプ領域Ｒｓに対して露光動作が実行されたかが確認される。露光動作が未実行（すなわち、未露光）のストライプ領域Ｒｓが存在する場合には、ステージ駆動機構３は、ステージ２をＸ方向に駆動することで、露光ヘッド４１の照射範囲Ｒｅを未露光のストライプ領域Ｒｓに位置させて（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０４～Ｓ１０６を繰り返す。ただし、この露光動作でステージ２が露光移動範囲Ｙｅを通過する方向は、先の露光動作のそれと逆となる。こうして、ステージ２をＹ方向に往復させつつ複数の露光動作を実行することで、全てのストライプ領域Ｒｓを露光することができる。

【0052】

図９はヨーイング補正テーブルの作成方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、作業者あるいは作業ロボットが、位置計測器９２を露光装置１の本体１１に取り付ける。ステップＳ２０２では、ステージ駆動機構３がステージ２のＹ方向への駆動を開始する。これによって、アライメント移動範囲Ｙａおよび露光移動範囲Ｙｅを含む可動範囲Ｙｔを、ステージ２が移動する。この段階では、真直補正テーブルＴｓおよびヨーイング補正テーブルＴｙが未作成であるため、真直補正およびヨーイング補正は実行できない。したがって、ステージ駆動機構３のうち、Ｙ軸サーボモータ３１１が動作する一方、Ｘ軸サーボモータ３３１およびθ軸サーボモータ３５１は停止しており、真直補正およびヨーイング補正は機能していない。

【0053】

こうして、Ｙ軸サーボモータ３１１がステージ２をＹ方向に駆動している状態において、ＸＹヨーイング補正テーブル部８５８は、ΔＹ軸レーザ測長器９２ｄからの出力値（回転方向θへの回転量）と、Ｙ軸カウンタ８１１からの出力値（Ｙ方向への位置）とを互いに対応付けて、Ｙ軸カウンタ８１１の１カウント毎に取得する（ステップＳ２０４）。なお、これらは、Ｙ軸位置情報出力部８１７を介して取得される。これによって、Ｙ軸カウンタ８１１のカウント値と、当該カウント値が示す位置に位置するステージ２の回転方向θの回転量との対応関係を示すヨーイング測定結果が得られる。

【0054】

可動範囲Ｙｔの全域について、ヨーイング測定結果が取得されると、ステージ２のＹ方向の移動が停止する（ステップＳ２０５）。そして、ＸＹヨーイング補正テーブル部８５８は、回転方向θにおける基準回転量θ０と、測定されたステージ２の回転方向θの回転量との誤差を求め、かかる誤差の解消に必要となる回転方向θの補正量を求めることで、ヨーイング補正テーブルＴｙを作成して、記憶する（ステップＳ２０６）。

【0055】

ちなみに、ステージ２のＹ方向への移動が停止した後に、作業者あるいは作業ロボットによって、位置計測器９２を露光装置１の本体１１から取り外す工程を設けてもよい。一方、図１０等を用いて説明する真直補正テーブル作成動作を続けて行う場合には、当該工程を実行しなくてもよい。

【0056】

図１０は真直補正テーブルの作成方法の一例を示すフローチャートであり、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２は図１０の真直補正テーブル作成で実行される動作を模式的に示す図である。図１０のフローチャートの開始の前に、位置計測器９２が露光装置１の本体１１に取り付けられていない場合には、作業者あるいは作業ロボットによって位置計測器９２が本体１１に取り付けられる。

【0057】

ステップＳ３０１では、テスト基板Ｗｔがステージ２に載置される。テスト基板Ｗｔは、例えばガラス基板であり、テスト基板Ｗｔの上面では、図１２に示されるように、複数のテストマークＭｔがＹ方向に配列されている。Ｘ方向における各テストマークＭｔの位置関係は、予め計測されて、真直補正テーブル作成部８５６に記憶されている。ここでは、各テストマークＭｔは、Ｘ方向に互いに同じ位置に設けられ、複数のテストマークＭｔはＹ方向に平行に並んでいる。さらに、テスト基板Ｗｔのガラス基板の上面にはレジスト等の感光材料が塗布されているおり、アライメントカメラ５１は、この感光材料を透過してテストマークＭｔを撮像することができる。

【0058】

ステップＳ３０２では、ステージ駆動機構３がステージ２のＹ方向への駆動を開始する。これによって、ステージ２がアライメント移動範囲Ｙａを移動して、テスト基板Ｗｔがアライメントカメラ５１の撮像範囲Ｒｃを通過する。この段階では、真直補正テーブルＴｓが未作成であるため、真直補正は実行できない。一方、ヨーイング補正テーブルＴｙは作成済みであるため、ヨーイング補正は実行できる。したがって、ステージ駆動機構３のうち、Ｙ軸サーボモータ３１１がステージ２をＹ方向に駆動している間、θ軸サーボモータ３５１がヨーイング補正テーブルＴｙに基づきステージ２を回転方向θに駆動してヨーイング補正を実行する。一方、Ｘ軸サーボモータ３３１は停止しており、真直補正は実行されない。

【0059】

ステップＳ３０４では、アライメントカメラ５１は、撮像範囲Ｒｃを移動するテストマークＭｔを撮像して、テストマーク画像Ｉｔを取得する（図１２）。こうして、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの一端に到達してから（図１１Ａの「テストマーク取得開始時」）、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの他端に到達する（図１１Ａの「テストマーク取得終了時」）間に、テストマーク画像Ｉｔが撮像される。

【0060】

さらに、テストマーク画像Ｉｔは、当該テストマーク画像Ｉｔが撮像された際のＹ軸カウンタ８１１のカウント値と対応付けて、アライメントカメラ５１からメインＰＣ９１に送信される（図４）。メインＰＣ９１のＣＰＵ９１１は、テストマーク画像Ｉｔに画像処理を実行することでテストマークＭｔのＸ方向の位置を抽出する。そして、テストマークＭｔのＸ方向の位置と、当該テストマークＭｔが撮像された際のＹ軸カウンタ８１１のカウント値が対応付けられて、メインＰＣ９１から制御ボード８５の真直補正テーブル作成部８５６に送信される。

【0061】

これによって、アライメント移動範囲Ｙａの全域に渡るカウント値について、テストマークＭｔのＸ方向の位置、すなわちステージ２のＸ方向の位置を測定することができる（ステップＳ３０５）。そして、真直補正テーブル作成部８５６は、Ｘ方向における基準位置Ｘ０と、測定されたステージ２のＸ方向の位置との誤差を各カウント値について求め、かかる誤差の解消に必要となるＸ方向の補正量を求めることで、アライメント移動範囲Ｙａに対する真直補正テーブルＴｓを作成して、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５に記憶する（ステップＳ３０６）。

【0062】

さらに、ステージ２のＹ方向への駆動に伴って、ステージ２が露光移動範囲Ｙｅを移動して、テスト基板Ｗｔが露光ヘッド４１の照射範囲Ｒｅを通過する。（ステップＳ３０７）。ステップＳ３０８では、露光ヘッド４１は、照射範囲Ｒｅを移動するテスト基板Ｗｔに光ビームを照射することで、テスト基板Ｗｔの各テストマークＭｔに対して露光マークＭｅを描画する（図１２）。こうして、ステージ２の先端が露光移動範囲Ｙｅの一端に到達してから（図１１Ａの「露光動作開始時」）、ステージ２の先端が露光移動範囲Ｙｅの他端に到達する（図１１Ａの「露光動作終了時」）間に、露光動作が実行される。

【0063】

ステージ駆動機構３は、ステップＳ３０９でＹ方向へのステージ２の移動を停止させて（ステップＳ３０９）、ステップＳ３１０でアライメント移動範囲Ｙａの始点（一端）にステージ２を移動させる（図１１Ｂの「露光マーク取得開始時」）。続いて、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５は、ステップＳ３０６で作成されたアライメント移動範囲Ｙａに対する真直補正テーブルＴｓを用いた真直補正をオンにする（ステップＳＳ３１１）。

【0064】

ステップＳ３１２では、ステージ駆動機構３がステージ２のＹ方向への駆動を開始する。これによって、ステージ２がアライメント移動範囲Ｙａを移動して、テスト基板Ｗｔがアライメントカメラ５１の撮像範囲Ｒｃを通過する。この際、ステージ２に対しては、ステップＳ３０６で作成された真直補正テーブルＴｓに基づく真直補正が実行されている。

【0065】

ステップＳ３１４では、アライメントカメラ５１は、撮像範囲Ｒｃを移動する露光マークＭｅを撮像して、露光マーク画像Ｉｅを取得する（図１２）。こうして、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの一端に到達してから（図１１Ｂの「露光マーク取得開始時」）、ステージ２の先端がアライメント移動範囲Ｙａの他端に到達する（図１１Ｂの「露光マーク取得終了時」）間に、露光マーク画像Ｉｅが撮像される。

【0066】

さらに、露光マーク画像Ｉｅは、当該露光マーク画像Ｉｅが撮像された際のＹ軸カウンタ８１１のカウント値と対応付けて、アライメントカメラ５１からメインＰＣ９１に送信される（図４）。メインＰＣ９１のＣＰＵ９１１は、露光マーク画像Ｉｅに画像処理を実行することで露光マークＭｅのＸ方向の位置を抽出する。そして、露光マークＭｅのＸ方向の位置と、当該露光マークＭｅが撮像された際のＹ軸カウンタ８１１のカウント値が対応付けられて、メインＰＣ９１から制御ボード８５の真直補正テーブル作成部８５６に送信される。

【0067】

上述の通り、露光移動範囲Ｙｅを通過するステージ２に載置されたテスト基板Ｗｔに露光ヘッド４１が光ビームを照射することで、露光マークＭｅが描画される。また、ステージ２に真直補正を実行しつつステージ２がアライメント移動範囲Ｙａを通過している際に、アライメントカメラ５１が撮像した露光マークＭｅの画像に基づき、露光マークＭｅのＸ方向の位置が取得される。こうして取得された各露光マークＭｅのＸ方向の位置は、露光移動範囲Ｙｅにおけるステージ２の真直度を表したものとなる。

【0068】

これによって、露光移動範囲Ｙｅの全域に渡るカウント値について、露光マークＭｅのＸ方向の位置を測定することができる（ステップＳ３１５）。そして、真直補正テーブル作成部８５６は、Ｘ方向における基準位置Ｘ０と、測定されたステージ２のＸ方向の位置との誤差を各カウント値について求め、かかる誤差の解消に必要となるＸ方向の補正量を求めることで、露光移動範囲Ｙｅに対する真直補正テーブルＴｓを作成して、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５に記憶する（ステップＳ３１６）。なお、上述の通り、アライメント移動範囲Ｙａと露光移動範囲Ｙｅとは一部で重複する。この重複部分については、ステップＳ３０６で求めたデータおよびステップＳ３１６で求めたデータのいずれかを選択して採用すればよい。

【0069】

以上のように、ステージ２（駆動対象）をステージ駆動機構３（駆動機構）によりＹ方向（主走査方向）へ駆動することで、ステージ２がＹ方向における露光移動範囲Ｙｅ（第１移動範囲）を移動するとともに、基板Ｗｅが照射範囲ＲｅをＹ方向に通過する（第１主走査駆動（ステップＳ１０４））。そして、第１主走査駆動（ステップＳ１０４）と並行して、露光ヘッド４１から照射範囲Ｒｅに光を照射することで、基板ＷｅにおいてＹ方向に延びるストライプ領域Ｒｓ（領域）が露光される（露光動作（ステップＳ１０５））。特に、露光移動範囲Ｙｅにおけるステージ２のＹ方向への位置に応じてステージ２のＸ方向（副走査方向）への位置を補正するためのＸ方向補正量（第１補正量）を示す真直補正テーブルＴｓ（第１真直補正情報）に基づき、第１主走査駆動（ステップＳ１０４）の実行中におけるステージ２のＸ方向への位置がステージ駆動機構３によって補正される（第１真直補正動作）。その結果、ステージ２をステージ駆動機構３でＹ方向に駆動する際の真直度を担保して、ステージ２に載置された基板Ｗｅの適切な位置に露光ヘッド４１から光を照射することが可能となっている。

【0070】

また、ステージ駆動機構３によって露光移動範囲ＹｅをＹ方向に移動するステージ２のＸ方向における位置を求めた結果に基づき真直補正テーブルＴｓを作成する補正情報作成動作（ステップＳ３０７～Ｓ３１６）を実行する工程が具備されている。そして、第１真直補正動作では、補正情報作成動作で作成された真直補正テーブルＴｓに基づき、ステージ２のＸ方向への位置が補正される。かかる構成では、ステージ駆動機構３によって露光移動範囲ＹｅをＹ方向に移動するステージ２のＸ方向における位置を求めた結果、すなわち予め真直度を求めた結果に基づき、真直補正テーブルＴｓが作成される（補正情報作成動作）。そして、第１主走査駆動（ステップＳ１０４）を実行しつつ露光動作（ステップＳ１０５）を実行する際には、こうして作成された真直補正テーブルＴｓに基づきステージ２の真直度を担保することができる。

【0071】

特に、ステップＳ３０３では、テストマークＭｔ（基準マーク）が付されたテスト基板Ｗｔが載置されたステージ２をステージ駆動機構３によりＹ方向へ駆動することで、ステージ２がＹ方向におけるアライメント移動範囲Ｙａ（第２移動範囲）を移動するとともに、テスト基板Ｗｔがアライメントカメラ５１の撮像範囲ＲｃをＹ方向に通過する第２主走査駆動が実行される。また、ステップＳ３０４では、この第２主走査駆動の実行中に撮像範囲Ｒｃを通過するテストマークＭｔをアライメントカメラ５１によって撮像してテストマーク画像Ｉｔが取得される。そして、ステップＳ３０５、Ｓ３０６では、アライメント移動範囲Ｙａにおけるステージ２のＹ方向への位置に応じてステージ２のＸ方向への位置を補正するためのＸ方向補正量（第２補正量）を示す真直補正テーブルＴｓ（第２真直補正情報）が、テストマーク画像Ｉｔが示すテストマークＭｔのＸ方向への位置に基づき作成される。さらに、ステージ２が露光移動範囲Ｙｅを移動するとともに、基板Ｗｅが照射範囲ＲｅをＹ方向へ通過する状態（第１主走査駆動）において、照射範囲Ｒｅを通過するテスト基板Ｗｔに露光ヘッド４１から光ビームを照射することで、テスト基板Ｗｔに露光マークＭｅが描画される。そして、真直補正テーブルＴｓに基づきステージ２のＸ方向への位置を補正しつつ、ステージ２がアライメント移動範囲Ｙａを移動するとともに、テスト基板Ｗｔがアライメントカメラ５１の撮像範囲ＲｃをＹ方向へ通過する状態（第２主走査駆動）において、撮像範囲Ｒｃを通過する露光マークＭｅをアライメントカメラ５１により撮像して露光マーク画像Ｉｅが取得される（ステップＳ３１０～Ｓ３１４）。そして、露光マーク画像Ｉｅが示す露光マークＭｅのＸ方向への位置に基づき、露光移動範囲Ｙｅを移動するステージ２のＸ方向の位置を求めた結果に基づき真直補正テーブルＴｓが作成される（ステップＳ３１５、Ｓ３１６）。かかる構成では、高価なレーザ干渉計を用いることなく、ステージ２の真直度を求めることができる。

【0072】

また、ステージ２のＹ方向への位置がＹ軸カウンタ８１１（位置検出部）によって検出されて、撮像タイミング出力部８１２（撮像タイミング制御部）に送信される。そして、撮像タイミング出力部８１２は、Ｙ軸カウンタ８１１から受信したステージ２のＹ方向への位置に応じたタイミングで、アライメントカメラ５１に撮像を実行させることで、基板ＷｅのアライメントマークＭａを撮像する。ここで、Ｙ軸カウンタ８１１と撮像タイミング出力部８１２とは、同一の集積回路８１（ＦＰＧＡ）内に設けられている。そのため、Ｙ軸カウンタ８１１から撮像タイミング出力部８１２への通信遅延を抑えつつ、ステージ２のＹ方向への位置を撮像タイミング出力部８１２へ送信できる。したがって、ステージ２の位置に応じた適切なタイミングでアライメントカメラ５１による撮像を実行できる。

【0073】

また、ステージ２のＹ方向への位置がＹ軸カウンタ８１１（位置検出部）によって検出されて、割込み生成部８１４（補正タイミング制御部）に送信される。そして、割込み生成部８１４は、Ｙ軸カウンタ８１１から受信したステージ２のＹ方向への位置に応じたタイミングで、真直補正テーブルＴｓに基づく真直補正（第１真直補正動作）をステージ駆動機構３に実行させる。ここで、Ｙ軸カウンタ８１１と割込み生成部８１４とは、同一の集積回路８１（ＦＰＧＡ）内に設けられている。そのため、Ｙ軸カウンタ８１１から割込み生成部８１４への通信遅延を抑えつつ、ステージ２のＹ方向への位置を割込み生成部８１４へ送信できる。したがって、ステージ２の位置に応じた適切なタイミングでステージ２のＸ方向への位置を補正できる。

【0074】

以上に説明した実施形態では、露光装置１が本発明の「露光装置」の一例に相当し、ステージ２が本発明の「ステージ」および「駆動対象」の一例に相当し、ステージ駆動機構３が本発明の「駆動機構」の一例に相当し、露光ヘッド４１が本発明の「露光ヘッド」の一例に相当し、アライメントカメラ５１が本発明の「カメラ」の一例に相当し、制御部８が本発明の「制御部」および「記憶部」の一例に相当し、集積回路８１が本発明の「集積回路」の一例に相当し、Ｙ軸カウンタ８１１が本発明の「位置検出部」の一例に相当し、撮像タイミング出力部８１２が本発明の「撮像タイミング制御部」の一例に相当し、割込み生成部８１４が本発明の「補正タイミング制御部」の一例に相当し、アライメントマークＭａが本発明の「アライメントマーク」の一例に相当し、露光マークＭｅが本発明の「露光マーク」の一例に相当し、テストマークＭｔが本発明の「基準マーク」の一例に相当し、アライメント移動範囲Ｙａに対する真直補正テーブルＴｓが本発明の「第２真直補正情報」の一例に相当し、露光移動範囲Ｙｅに対する真直補正テーブルＴｓが本発明の「第１真直補正情報」の一例に相当し、撮像範囲Ｒｃが本発明の「撮像範囲」の一例に相当し、照射範囲Ｒｅが本発明の「照射範囲」の一例に相当し、基板Ｗｅが本発明の「基板」の一例に相当し、テスト基板Ｗｔが本発明の「テスト基板」の一例に相当し、Ｘ方向が本発明の「副走査方向」の一例に相当し、Ｙ方向が本発明の「主走査方向」の一例に相当し、アライメント移動範囲Ｙａが本発明の「第２移動範囲」の一例に相当し、露光移動範囲Ｙｅが本発明の「第１移動範囲」の一例に相当し、ステップＳ１０４あるいはステップＳ３０７が本発明の「第１主走査駆動」の一例に相当し、ステップＳ１０５が本発明の「露光動作」の一例に相当し、ステップＳ３０３が本発明の「第２主走査駆動」の一例に相当し、ステップＳ３０７～Ｓ３１６が本発明の「補正情報作成動作」の一例に相当し、露光移動範囲Ｙｅを移動するステージ２対する真直補正が本発明の「第１真直補正動作」の一例に相当する。

【0075】

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、真直補正テーブルＴｓを作成する方法は上記の例に限られない。図１３は真直補正テーブルの作成方法の別の例を実行する構成を示すブロック図であり、図１４は真直補正テーブルの作成方法の別の例を実行する構成を示す斜視図である。

【0076】

かかる別の例では、ステージ２のＸ方向への位置をレーザ干渉計により計測する。つまり、この位置計測器９２は、図３に示す構成に加えて、ステージ２のＸ方向の側面に取り付けられたレーザ干渉計９２５と、Ｙ方向においてステージ２の移動範囲に渡って延設されたミラー９２６とを有する。レーザ干渉計９２５はＸ方向に平行にレーザ光を射出し、ミラー９２６はＸ方向に垂直な鏡面であり、レーザ干渉計９２５とミラー９２６とがＸ方向において対向する。そして、レーザ干渉計９２５は、ミラー９２６へ向けてレーザ光を射出するとともに、ミラー９２６で反射されたレーザ光を検知した結果に基づき、ステージ２のＸ方向の位置を計測する。

【0077】

そして、Ｘ軸レーザ測長器９２ｘがレーザ干渉計９２５により構成され、Ｘ軸レーザ測長器９２ｘは、レーザ干渉計９２５が計測したステージ２のＸ方向の位置を制御部８に出力する。そして、制御部８は、位置計測器９２によってステージ２の位置を測定した結果に基づき、真直補正テーブルＴｓを作成する。

【0078】

つまり、ステージ２がＹ方向に移動する間、制御部８の真直補正テーブル作成部８５６は、Ｙ軸カウンタ８１１が出力するカウント値と、Ｘ軸レーザ測長器９２ｘが出力するステージ２のＸ方向の位置とを対応付けて、Ｙ軸カウンタ８１１の１カウント毎に取得する。これによって、Ｙ軸カウンタ８１１のカウント値と、当該カウント値が示す位置に位置するステージ２のＸ方向の位置との対応関係を示す真直測定結果が得られる。

【0079】

可動範囲Ｙｔの全域について、真直測定結果が取得されると、ステージ２のＹ方向の移動が停止する。そして、真直補正テーブル作成部８５６は、Ｘ方向における基準位置Ｘ０と、測定されたステージ２のＸ方向の位置との誤差を求め、かかる誤差の解消に必要となるＸ方向の補正量を求めることで、真直補正テーブルＴｓを作成して、Ｙ軸真直補正テーブル部８５５に記憶する。

【0080】

つまり、この別の例では、補正情報作成動作において、露光移動範囲ＹｅをＹ方向に移動するステージ２のＸ方向への位置をレーザ干渉計によって測定した結果に基づき真直補正テーブルＴｓを作成する。かかる構成では、レーザ干渉計の計測によって、ステージ２の真直度を簡単に求めることができる。

【0081】

ところで、図８に示すように、基板Ｗｅに対しては、Ｘ方向（副走査方向）において異なる複数のストライプ領域Ｒｓ（露光位置）が設定されている。そこで、複数のストライプ領域Ｒｓにそれぞれ対応する、Ｘ方向において異なる複数の副走査位置の間で、ステージ２の位置をステージ駆動機構３によって変更しつつ、第１主走査駆動、第１真直補正動作および露光動作を繰り返すことで、基板Ｗｅの全体が露光される。ただし、Ｘ方向においてステージ２の位置（副走査位置）が変化すると、ステージ２からステージ駆動機構３に加わる重量のバランスが変動する。そのため、複数の副走査位置それぞれにおけるステージ２の真直度を、単一の真直補正テーブルＴｓにより担保するのが困難となる可能性がある。

【0082】

そこで、複数の副走査位置（換言すれば、複数のストライプ領域Ｒｓ）のそれぞれについて、真直補正テーブルＴｓを設けてもよい。具体的には、複数の副走査位置でステージ２の位置を変更しつつ、上述した真直補正テーブルＴｓを作成する動作を各副走査位置について実行すればよい。かかる構成では、複数のストライプ領域Ｒｓのうち、一のストライプ領域Ｒｓに対応する一の副走査位置にステージ２が位置する場合には、Ｙ方向に駆動されるステージ２のＸ方向の位置が、当該一の副走査位置（換言すれば、一のストライプ領域Ｒｓ）に対して設けられた真直補正テーブルＴｓに基づき補正される。これによって、複数の副走査位置それぞれにおけるステージ２のＹ方向への真直度を担保することが可能となる。

【0083】

あるいは、複数のストライプ領域Ｒｓのそれぞれに真直補正テーブルＴｓを設けるのではなく、真直補正テーブルＴｓの個数を、ストライプ領域Ｒｓの個数より少なく抑えてもよい。具体的には、真直補正テーブルＴｓは、Ｘ方向において異なる複数の設定位置のそれぞれについて設けられ、複数の設定位置は、複数の副走査位置（換言すれば、複数のストライプ領域Ｒｓ）よりも少ない。かかる構成では、複数のストライプ領域Ｒｓのうち、一のストライプ領域Ｒｓに対応する一の副走査位置にステージ２が位置する場合には、複数の設定位置のうち、当該一の副走査位置に最も近い設定位置に対して設けられた真直補正テーブルＴｓに基づき、Ｙ方向に駆動されるステージ２のＸ方向の位置が補正される。これによって、真直補正テーブルＴｓの記憶に要するメモリ資源を抑制しつつ、複数の副走査位置それぞれにおけるステージ２のＹ方向への真直度を担保することが可能となる。なお、上記に代えて、複数の設定位置のうち、当該一の副走査位置に最も近い設定位置に対して設けられた真直補正テーブルＴｓと、当該一の副走査位置に二番目に近い設定位置に対して設けられた真直補正テーブルＴｓとからそれぞれ取得した補正量を用いた線形補間によって、Ｙ方向に駆動されるステージ２のＸ方向の位置の補正量を算出してもよい。

【0084】

なお、ヨーイング補正テーブルＴｙについても、複数の副走査位置あるいは設定位置のそれぞれに対して設けるように構成することができる。

【0085】

さらに、上記以外の変形を加えることができる。例えば、図１０の例において真直補正テーブルＴｓを作成する際に、ステージ２のヨーイングの補正を行わなくてもよい。

【0086】

また、ステージ駆動機構３のＸ軸ロボット３３によるステージ２の真直度、すなわち、ステージ２のＸ方向の真直度が十分に担保されない場合が想定される。このような場合、上述のように、複数の副走査位置でステージ２の位置を変更しつつ露光動作を行うことで、複数のストライプ領域Ｒｓのそれぞれを露光する構成では、露光動作を開始する際のステージ２のＹ方向における位置（露光スタート位置）が、複数の副走査位置（換言すれば、複数のストライプ領域Ｒｓ）の間でばらつくおそれがある。そこで、複数の副走査位置の間におけるステージ２の露光スタート位置のばらつきを予め測定した結果に基づき、当該ばらつきを解消するための補正量を示す補正テーブルを作成してもよい。かかる構成では、この補正テーブルに基づきＹ方向におけるステージ２の位置を補正することで、露光スタート位置のばらつきを抑えつつ、基板Ｗｅに露光動作を実行することができる。

【0087】

また、真直補正を行うための情報は、真直補正テーブルＴｓのようなテーブル形式ではなく、数式によって保持してもよい。同様に、ヨーイング補正を行うための情報は、ヨーイング補正テーブルＴｙのようなテーブル形式ではなく、数式によって保持してもよい。その他のテーブルによって示された各種情報も同様である。

【0088】

また、ステージ２ではなく、アライメントカメラ５１や露光ヘッド４１を駆動することで、アライメントカメラ５１および露光ヘッド４１に対してステージ２を相対的に移動させてもよい。

【0089】

また、集積回路８１と制御ボード８５との間で各機能部８１１～８１７、８５１～８５９の配置を入れ換えてもよい。さらに言えば、制御部８を集積回路８１と制御ボード８５に分割して構成する必要はなく、一体的に構成してもよい。また、メインＰＣ９１は露光装置１に一体的に取り付けられていてもよい。

【0090】

また、テスト基板Ｗｔに設けられたテストマークＭｔの態様は、図１２の例に限られない。例えば、Ｙ方向に平行に延設された単一の直線を、テストマークＭｔとしてテスト基板Ｗｔに設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0091】

この発明は、例えば半導体ウエハあるいはガラス基板等の基板にパターンを形成するために基板を露光する技術分野に好適である。

【符号の説明】

【0092】

１…露光装置
２…ステージ（駆動対象）
３…ステージ駆動機構（駆動機構）
４１…露光ヘッド
５１…アライメントカメラ（カメラ）
８…制御部（制御部、記憶部）
８１…集積回路
８１１…Ｙ軸カウンタ（位置検出部）
８１２…撮像タイミング出力部（撮像タイミング制御部）
８１４…割込み生成部（補正タイミング制御部）
Ｍａ…アライメントマーク
Ｍｅ…露光マーク
Ｍｔ…テストマーク（基準マーク）
Ｔｓ…真直補正テーブル（第１・第２真直補正情報）
Ｒｃ…撮像範囲
Ｒｅ…照射範囲
Ｗｅ…基板
Ｗｔ…テスト基板
Ｘ…Ｘ方向（副走査方向）
Ｙ…Ｙ方向（主走査方向）
Ｙａ…アライメント移動範囲（第２移動範囲）
Ｙｅ…露光移動範囲（第１移動範囲）
Ｓ１０４、Ｓ３０７…ステップ（第１主走査駆動）
Ｓ１０５…ステップ（露光動作）
Ｓ３０３…ステップ（第２主走査駆動）
Ｓ３０７～Ｓ３１６…ステップ（補正情報作成動作）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】