JP2004172471A - Exposure method and apparatus - Google Patents

Exposure method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004172471A
JP2004172471A JP2002338209A JP2002338209A JP2004172471A JP 2004172471 A JP2004172471 A JP 2004172471A JP 2002338209 A JP2002338209 A JP 2002338209A JP 2002338209 A JP2002338209 A JP 2002338209A JP 2004172471 A JP2004172471 A JP 2004172471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
projection optical
pattern
optical system
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002338209A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Horikoshi
崇広 堀越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2002338209A priority Critical patent/JP2004172471A/en
Publication of JP2004172471A publication Critical patent/JP2004172471A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure method which can efficiently keep the image forming characteristic of a projection optical system keeping within an accuracy assurance range, when scanning exposure is performed. <P>SOLUTION: The exposure method carries out the processing procedures comprising a first measurement step for measuring the image forming characteristic on a substrate of the projection optical system according to the position of a moving mask, a first setting step for setting a first correction amount to correct the image forming characteristic of the projection optical system based on the measurement result of the first measurement step, a second measurement step for measuring the positional error of the pattern of the mask which generates with time through the projection optical system, a second setting step for setting a second correction amount to correct the positional error of the pattern based on the measurement result in the second measurement step, and a correction step for integrally correcting the image forming characteristic of the projection optical system and the positional error of the pattern based on the first and second correction amount being set. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスクと基板とを同期移動しつつマスクのパターンを基板に転写する露光方法及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスはマスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写するいわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置はマスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。このうち、液晶表示デバイスを製造する際には基板として大型のガラス基板が用いられ、表示領域の大型化の要求からマスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置が主に用いられる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９６６６７号公報
【０００４】
露光処理を継続して行うと、投影光学系は露光光の照射熱や設置空間の圧力変化等により基板上に転写する結像特性（スケーリング、シフト、ローテーション等）を経時的に変動させる。したがって、投影光学系に含まれる一部の光学素子（レンズ）を駆動する機構や一部の光学素子間を密封して内部圧力を変更する機構等の補正機構を用いて結像特性を調整する、いわゆるレンズキャリブレーションを実行することで結像特性を一定の精度保証範囲内に納めることが行われている。特に、複数並んだ投影光学系を有するいわゆるマルチレンズスキャン型露光装置では、結像特性を補正することにより、各投影光学系の投影像の像配列（基板上における投影像の相対位置）、すなわち各投影光学系に関する基板上での目標位置に対するパターンの位置誤差を補正するキャリブレーション処理が行われる。また、マスクに設けられた複数のマークを検出し、この検出結果に基づいてマスクの膨張等に起因する基板上でのパターンの位置誤差を求め、この求めた結果に基づいてパターンの位置誤差を補正する処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年におけるマスク及び基板の大型化に伴ってこれを支持するステージも大型化し撓み等の変形が生じやすくなっている。そのため、走査型露光装置における基板上での結像特性を例えば基板の走査方向端部で最適化したものが基板の走査方向中央部では前記精度保証範囲外になる場合がある。大型の基板を露光処理する際、基板に対してパターンを予め試験的に露光処理（テスト露光）し、形成されたパターン形状を計測することで走査方向における基板上での結像特性の変動を把握する方法も考えられるが、キャリブレーション処理する度にテスト露光を行うとスループットの低下を招く。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、大型のマスク及び基板を用いて走査露光する際、投影光学系の結像特性をスループットを低下させることなく精度保証範囲内に良好に納めて精度良く露光処理できる露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）と感光性の基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動しつつ露光光（ＥＬ）によりマスク（Ｍ）のパターンを投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して基板（Ｐ）に転写する露光方法において、移動するマスク（Ｍ）の位置に応じた投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の基板（Ｐ）上での結像特性を計測する第１計測ステップ（ＳＡ７）と、第１計測ステップ（ＳＡ７）の計測結果に基づいて投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の結像特性を補正するための第１補正量を設定する第１設定ステップ（ＳＡ８）と、経時的に生じるマスク（Ｍ）のパターンの位置誤差を投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して計測する第２計測ステップ（ＳＣ３）と、第２計測ステップ（ＳＣ３）の計測結果に基づいて前記位置誤差を補正するための第２補正量を設定する第２設定ステップ（ＳＣ４）と、設定した第１及び第２補正量に基づいて、投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の結像特性と前記位置誤差とを合わせて補正する補正ステップ（ＳＣ５）とを有することを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）と感光性の基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動しつつ露光光（ＥＬ）によりマスク（Ｍ）のパターンを投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して基板（Ｐ）に転写する露光装置において、マスク（Ｍ）を支持して移動するマスクステージ（ＭＳＴ）と、移動するマスクステージ（ＭＳＴ）の位置に応じた投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の基板（Ｐ）上での結像特性を計測する計測装置（６０、１０２、ＣＯＮＴ）と、計測装置（６０、１０２、ＣＯＮＴ）の計測結果に基づいて投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の結像特性を補正するための第１補正量を設定する設定装置（１００）と、設定した第１補正量に基づいて、投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の結像特性を補正する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備え、計測装置（６０、ＣＯＮＴ）は、経時的に生じるマスク（Ｍ）のパターンの位置誤差を投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して計測し、設定装置（１００）は、経時的に生じたマスク（Ｍ）のパターンの位置誤差を計測装置（６０、ＣＯＮＴ）で計測した計測結果に基づいて前記位置誤差を補正するための第２補正量を設定し、制御装置（ＣＯＮＴ）は、設定した第１及び第２補正量に基づいて、投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の結像特性と前記位置誤差とを合わせて補正することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、例えば露光光の照射熱等に起因して経時的に生じるパターンの位置誤差と、ステージの撓み等に依存するマスクの位置に応じた投影光学系の基板上での結像特性とを合わせて補正するようにしたので、撓み等の非線形な変形が生じても、走査方向（同期移動方向）の各位置において結像特性をスループットを低下させることなく精度保証範囲内に納めることができる。例えば、同期移動方向における基板上の各位置での結像特性の変動は主にマスクやステージの撓み、あるいはステージの移動軌跡等に起因するもの、換言すればマスクの位置に依存するものである。つまり、同期移動方向におけるマスクの位置に応じた基板上での結像特性の変動傾向は経時的には大きく変化しない。一方、パターンの位置誤差（像配列）は主に露光光の照射熱による投影光学系の結像特性の変化に起因するものであって経時的に変化するものである。そこで、同期移動方向における各位置での結像特性の変動傾向を例えばロット先頭などにおいてテスト露光等により計測しこの計測結果に基づいて第１補正量を設定しておけば、定期的に行うキャリブレーション処理時には、投影光学系の結像特性の経時的な変化分、すなわちパターンの位置誤差を補正するための第２補正量を設定するための計測動作のみを行い、第２補正量を前記第１補正量に基づいて再設定し、この再設定した補正量に基づいて投影光学系のキャリブレーションを行えばよい。したがって、キャリブレーション処理の度にテスト露光を行わなくても、投影光学系の結像特性をスループットを低下させることなく精度保証範囲内に納めて露光処理できる。
【０００９】
本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）と感光性の基板（Ｐ）とを所定の方向（Ｘ）に同期移動しつつ露光光（ＥＬ）によりマスク（Ｍ）のパターンを投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して基板（Ｐ）に転写する露光方法において、所定の方向（Ｘ）に同期移動する際、マスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）上に投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）を介して投影される像の所定の方向（Ｘ）での複数の各位置での位置ずれを計測する計測ステップ（ＳＡ７）と、計測ステップ（ＳＡ７）で求められた位置ずれの補正量を同期移動の移動時に補正する補正ステップ（ＳＣ５）と、定期的に投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）で投影される像の光学的な位置ずれを計測する像位置計測ステップ（ＳＣ３）と、像位置計測ステップ（ＳＣ３）で計測された結果を用いて、投影光学系（ＰＬａ〜ＰＬｅ）の光学特性を補正するとともに、補正ステップ（ＳＣ５）で用いる前記位置ずれの補正量を補正演算する補正演算ステップ（ＳＣ５）とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、計測ステップにおいて、ステージ移動に起因する（マスクの位置に依存する）同期移動方向における基板上の複数の各位置での目標位置に対するパターンの位置ずれが計測される。また、定期的に実行される像位置計測ステップにおいて、投影光学系で投影される投影像の光学的な位置ずれ、すなわち経時的要因で生じる位置ずれが計測される。そして、補正演算ステップでは、像位置計測ステップの計測結果に基づいて光学的な位置ずれに対する補正量（第２補正量）が設定されるとともに、マスクの位置に依存する位置ずれに対する補正量（第１補正量）が第２補正量に基づいて補正演算され、デバイス製造のための走査露光時には、第１補正量が第２補正量に基づいて補正されつつ走査露光される。したがって、キャリブレーション処理の度にテスト露光を行わなくても、計測ステップで第１補正量を設定しておくことにより、光学的な位置ずれ計測及びこれに対する第２補正量の設定動作を定期的に実行し、同期移動の移動時には第１補正量を第２補正量で補正しつつ露光処理することで、投影光学系の結像特性をスループットを低下させることなく精度保証範囲内に納めて露光処理できる。
【００１１】
更に、本発明によれば、計測ステップにおいて、マスクの位置に依存した同期移動方向における基板上の複数の各位置での投影像の位置ずれの変動傾向、換言すればステージの移動軌跡に依存した投影像の位置ずれの変動傾向が計測される。また、像位置計測ステップにおいて、投影光学系の光学的な位置ずれ、具体的には露光光の照射熱などにより経時的に生じる投影光学系の光学特性の変動が定期的に計測される。そして、補正演算ステップでは、像位置計測ステップの計測結果に基づいて投影光学系の光学特性を補正する補正量（第２補正量）が設定されるとともに、マスクステージの移動軌跡に依存する位置ずれに対する補正量（第１補正量）が第２補正量に基づいて補正演算され、デバイス製造のための走査露光時には第１補正量が第２補正量に基づいて補正されつつ走査露光される。これにより、ステージの移動軌跡に依存する位置ずれと投影光学系の光学特性に依存する位置ずれとを合わせて補正しつつ露光処理が行われ、精度良い露光処理が実現される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図、図２は概略構成図である。
図１及び図２において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板（感光性の基板）Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光処理に関する動作制御を行う制御装置ＣＯＮＴと、制御装置ＣＯＮＴに接続された設定装置１００及び報知装置１０１と、感光基板Ｐに形成されたパターン形状を計測可能なパターン形状計測装置（計測装置）１０２と、露光処理に関する情報を記憶する記憶装置１０３とを備えている。報知装置１０１は例えば液晶ディスプレイ装置等の表示装置、あるいは音声を出力可能な音声出力装置により構成されている。パターン形状計測装置１０２は例えばＳＥＭにより構成されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは複数（５つ）の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅを有しており、照明光学系ＩＬも投影光学系の数及び配置に対応して複数（５つ）の照明系モジュールを有している。感光基板Ｐはガラス基板に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１３】
ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光ＥＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期移動して走査露光する走査型露光装置であって、所謂マルチレンズスキャン型露光装置を構成している。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び感光基板Ｐの同期移動方向をＸ軸方向（第１の方向、走査方向、所定の方向）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（第２の方向、非走査方向）とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１４】
照明光学系ＩＬは、不図示ではあるが、複数の光源と、複数の光源から射出された光束を一旦集合した後に均等分配して射出するライトガイドと、ライトガイドからの光束を均一な照度分布を有する光束（露光光）に変換するオプティカルインテグレータと、オプティカルインテグレータからの露光光をスリット状に整形するための開口を有するブラインドと、ブラインドを通過した露光光をマスクＭ上に結像するコンデンサレンズとを備えている。コンデンサレンズからの露光光は、マスクＭを複数のスリット状の照明領域で照明する。本実施形態における光源には水銀ランプが用いられ、露光光としては、不図示の波長選択フィルタにより、露光に必要な波長であるｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）などが用いられる。
【００１５】
マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴは移動可能に設けられており、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向への長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向への所定距離のストロークとを有している。図２に示すように、マスクステージＭＳＴにはマスクステージ駆動部ＭＳＴＤが接続されており、マスクステージＭＳＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤの駆動により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１６】
図１に示すように、露光装置ＥＸは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出するＸレーザ干渉計１ｘと、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出するＹレーザ干渉計（位置検出装置）１ｙとを備えている。マスクステージＭＳＴの−Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延在するＸ移動鏡２ｘが設けられ、−Ｙ側の端縁にはＸ移動鏡２ｘに直交するようにＸ軸方向に延在するＹ移動鏡２ｙが設けられている。Ｘ移動鏡２ｘにはＸレーザ干渉計１ｘが対向して配置されており、Ｙ移動鏡２ｙにはＹレーザ干渉計１ｙが対向して配置されている。Ｘレーザ干渉計１ｘはＸ移動鏡２ｘにレーザ光を照射しＸ移動鏡２ｘとの距離を検出する。Ｙレーザ干渉計１ｙはＹ移動鏡２ｙにレーザ光を照射しＹ移動鏡２ｙとの距離を検出する。レーザ干渉計１ｘ、１ｙの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計１ｘ、１ｙの検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴ（ひいてはマスクＭ）のＸ軸及びＹ軸方向における位置を求める。また、Ｘレーザ干渉計（もしくはＹレーザ干渉計）を複数設けておくことにより、マスクステージＭＳＴのθＺ方向の回転量を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１ｘ、１ｙの出力からマスクステージＭＳＴの位置（姿勢）をモニタし、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤを制御することでマスクステージＭＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。
【００１７】
マスクＭを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅのそれぞれに入射する。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅは、マスクＭの照明領域に存在するパターン像を感光基板Ｐに投影露光するものであり、各照明系モジュールに対応して設けられている。図１に示すように、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅのうち、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄとが２列に千鳥状に配列されている。これら各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅは照明系モジュールから射出しマスクＭを透過した複数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに載置されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影する。なお、本実施形態において、投影光学系ＰＬは等倍正立系の光学系である。
【００１８】
図２に示すように、投影光学系ＰＬｄは、シフト調整機構５と、二組の反射屈折型光学系１０、２０と、像面調整機構６と、不図示の視野絞りと、スケーリング調整機構７とを備えている。なお、他の投影光学系ＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｅも投影光学系ＰＬｄと同様の構成である。
【００１９】マスクＭを透過した光束は、シフト調整機構５に入射する。シフト調整機構５は、Ｙ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板５Ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板５Ｂと有している。平行平面ガラス板５Ａはモータなどの駆動装置５ＡｄによりＹ軸まわりに回転し、平行平面ガラス板５Ｂはモータなどの駆動装置５ＢｄによりＸ軸まわりに回転する。平行平面ガラス板５ＡがＹ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＸ軸方向にシフトし、平行平面ガラス板５ＢがＸ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＹ軸方向にシフトする。駆動装置５Ａｄ，５Ｂｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御されるようになっている。駆動装置５Ａｄ，５Ｂｄのそれぞれは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、平行平面ガラス板５Ａ，５Ｂのそれぞれを所定速度で所定量（所定角度）回転する。シフト調整機構５を透過した光束は、１組目の反射屈折型光学系１０に入射する。
【００２０】
反射屈折型光学系１０は、マスクＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズム（補正機構）１１と、レンズ１２と、凹面鏡１３とを備えている。直角プリズム１１はＺ軸まわりに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置１１ｄによりＺ軸まわりに回転する。直角プリズム１１がＺ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＺ軸まわりに回転する。すなわち、直角プリズム１１はローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置１１ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。駆動装置１１ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズム１１を所定速度で所定量（所定角度）回転する。反射屈折型光学系１０により形成されるパターンの中間像位置には不図示の視野絞りが配置されている。視野絞りは、感光基板Ｐ上における投影領域を設定するものである。本実施形態において、視野絞りは台形状の開口を有し、この視野絞りにより感光基板Ｐ上の投影領域５０ａ〜５０ｅが台形状に規定される。視野絞りを透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系２０に入射する。
【００２１】
反射屈折型光学系２０は、反射屈折型光学系１０と同様に、ローテーション調整機構としての直角プリズム（補正機構）２１と、レンズ２２と、凹面鏡２３とを備えている。直角プリズム２１もモータなどの駆動装置２１ｄの駆動によりＺ軸まわりに回転するようになっており、回転することで感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像をＺ軸まわりに回転する。駆動装置２１ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、駆動装置２１ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズム２１を所定速度で所定量（所定角度）回転する。
【００２２】
反射屈折型光学系２０から射出した光束は、スケーリング調整機構（補正機構）７を通り、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリング調整機構７は、図２のようにレンズをＺ軸方向に移動させたり、又は３枚のレンズ構成で例えば、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズから構成され、凹レンズと凹レンズとの間に位置する凸レンズをＺ軸方向に移動させることにより、マスクＭのパターンの像の倍率（スケーリング）調整を行うようになっている。図２の場合、凸レンズは駆動装置７ｄにより移動するようになっており、駆動装置７ｄは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。駆動装置７ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、凸レンズを所定速度で所定量移動させる。なお、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。
【００２３】
二組の反射屈折型光学系１０，２０の間の光路上には、投影光学系ＰＬｄの結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構６が設けられている。像面調整機構６は反射屈折型光学系１０による中間像が形成される位置近傍に設けられている。すなわち、像面調整機構６はマスクＭ及び感光基板Ｐに対してほぼ共役な位置に設けられている。像面調整機構６は、第１光学部材６Ａと、第２光学部材６Ｂと、第１光学部材６Ａ及び第２光学部材６Ｂを非接触状態に支持する不図示のエアベアリングと、第２光学部材６Ｂに対して第１光学部材６Ａを移動する駆動装置６Ａｄ、６Ｂｄとを備えている。第１光学部材６Ａ及び第２光学部材６Ｂのそれぞれはくさび状に形成され露光光ＥＬを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。露光光ＥＬはこの第１光学部材６Ａ及び第２光学部材６Ｂのそれぞれを通過する。駆動装置６Ａｄ、６Ｂｄの駆動量及び駆動速度、すなわち第１光学部材６Ａと第２光学部材６Ｂとの相対的な移動量及び移動速度は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。第２光学部材６Ｂに対して第１光学部材６ＡがＸ軸方向にスライドするように移動することにより投影光学系ＰＬｄの像面位置がＺ軸方向に移動し、第２光学部材６Ｂに対して第１光学部材６ＡがθＺ方向に回転することにより投影光学系ＰＬｄの像面が傾斜する。
【００２４】
上記シフト調整機構５、ローテーション調整機構１１、２１、スケーリング調整機構７、及び像面調整機構６により、投影光学系ＰＬの結像特性を補正する補正機構（制御装置）が構成される。なお、結像特性の補正機構としては、一部の光学素子（レンズ）間を密封して内部圧力を調整する機構であってもよい。
【００２５】
基板ステージＰＳＴは、マスクステージＭＳＴと同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有しており、図２に示すように、この基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを備えている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能となっている。
【００２６】
図１に示すように、露光装置ＥＸは、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置を検出するＸレーザ干渉計３ｘと、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するＹレーザ干渉計３ｙとを備えている。基板ステージＰＳＴの−Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延在するＸ移動鏡４ｘが設けられ、−Ｙ側の端縁にはＸ移動鏡４ｘに直交するようにＸ軸方向に延在するＹ移動鏡４ｙが設けられている。Ｘ移動鏡４ｘにはＸレーザ干渉計３ｘが対向して配置されており、Ｙ移動鏡４ｙにはＹレーザ干渉計３ｙが対向して配置されている。Ｘレーザ干渉計３ｘはＸ移動鏡４ｘにレーザ光を照射しＸ移動鏡４ｘとの距離を検出する。Ｙレーザ干渉計３ｙはＹ移動鏡４ｙにレーザ光を照射しＹ移動鏡４ｙとの距離を検出する。レーザ干渉計３ｘ、３ｙの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計３ｘ、３ｙの検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴ（ひいては感光基板Ｐ）のＸ軸及びＹ軸方向における位置を求める。また、Ｘレーザ干渉計（もしくはＹレーザ干渉計）を複数設けておくことにより、基板ステージＰＳＴのθＺ方向の回転量を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計３ｘ、３ｙの出力から基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを制御することで基板ステージＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。
【００２７】
図１に示すように、マスクＭの走査方向両側（±Ｘ側）には複数のマーク（マーク群）を有するマーク形成領域２７、２８が設けられている。−Ｘ側のマーク形成領域２７にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶ複数のマーク３０（３０ａ〜３０ｆ）が形成されている。一方、＋Ｘ側のマーク形成領域２８にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶ複数のマーク３１（３１ａ〜３１ｆ）が形成されている。また、基板ステージＰＳＴの走査方向片側（−Ｘ側）の所定位置にはＹ軸方向に沿って延在する基準部材２９が設けられており、基準部材２９にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶマーク４０（４０ａ〜４０ｆ）が形成されている。以下の説明において、マスクＭに形成されたマーク３０及び３１を適宜「マスク側ＡＩＳマーク」と称する。また、基板ステージＰＳＴに形成されたマーク４０を適宜「基板側ＡＩＳマーク」と称する。
【００２８】
図２に示すように、基準部材２９に形成された基板側ＡＩＳマーク４０のＺ軸方向における形成位置（高さ）は感光基板Ｐの表面（露光面）と略一致するように設定されている。また、マスク側ＡＩＳマーク３０、３１はマスクＭの特定位置（例えば中心位置）に対して所定の位置関係で設けられている。基準部材２９の下方には、基板ステージＰＳＴに埋設されるように、基準部材２９を通過した光を受光可能なＡＩＳ受光系（計測装置）６０が設けられている。ＡＩＳ受光系６０は、レンズ系６１と、レンズ系６１を介した光を受光するＣＣＤからなる撮像素子６２とを備えている。ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）の受光結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっている。
【００２９】
図３はマスク側ＡＩＳマーク３０、３１及び基板側ＡＩＳマーク４０と投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅとの位置関係を説明するための模式図である。
図３において、感光基板Ｐ上での投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの投影領域５０ａ〜５０ｅのそれぞれは、所定形状、本実施形態では台形形状に設定され、投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅと、投影領域５０ｂ、５０ｄとがＸ軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域５０ａ〜５０ｅは隣り合う投影領域の継ぎ部どうしがＹ軸方向に重なり合うように並列配置される。ここで、継ぎ部とは、台形状の各投影領域５０ａ〜５０ｅの三角形状の領域ｐａ〜ｐｊである。そして、投影領域５０ａ〜５０ｅの継ぎ部ｐａ〜ｐｊどうしをＹ軸方向に重なり合うように並列配置することにより、Ｘ軸方向の投影領域の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されている。こうすることにより、Ｘ軸方向に走査露光したときの露光量が等しくなるようになっている。このように、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅによる投影領域５０ａ〜５０ｅのそれぞれが重なり合う重複領域（継ぎ部）を設けることにより、継ぎ部における光学収差の変化や照度変化を滑らかにすることができる。なお、投影領域５０ａの＋Ｙ方向の継ぎ部ｐａ及び投影領域５０ｅの−Ｙ方向の継ぎ部ｐｊは、１回目の走査露光後、Ｙ軸方向にステップ移動して２回目の走査露光行う際、投影領域どうしをつなぎ合わせる際に重複される。そして、ＡＩＳマーク３０ａ〜３０ｆ、３１ａ〜３１ｆ、４０ａ〜４０ｆのそれぞれは、投影領域５０ａ〜５０ｅの各継ぎ部ｐａ〜ｐｊに入るように配置されている。つまり、マスク側ＡＩＳマーク３０ａ〜３０ｆ（３１ａ〜３１ｆ）と基板側ＡＩＳマーク４０ａ〜４０ｆとは互いに対をなすように同じ間隔で形成されている。
【００３０】
図４は、ＡＩＳ受光系６０がＡＩＳマーク検出を行っている状態を示す図である。図４に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式により、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）でマスク側ＡＩＳマーク３０（３１）と基板側ＡＩＳマーク４０とを検出し、この検出結果に基づいてマスクＭと基板ステージＰＳＴとの相対位置を求める。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子６２でマスク側ＡＩＳマーク３０（３１）の像と基板側ＡＩＳマーク４０の像とが一致するようにマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動し、照明光学系ＩＬでマスク側ＡＩＳマーク３０（３１）を照明する。マスクＭを通過した照明光（露光光）は投影光学系ＰＬを通過するとともに基板側ＡＩＳマーク４０を通過し撮像素子６２に導かれる。制御装置ＣＯＮＴは投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅを介してマスク側ＡＩＳマーク３０（３１）及び基板側ＡＩＳマーク４０の相対位置（位置ずれ量）を計測することにより、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの各結像特性（シフト、スケーリング、ローテーション）を計測する。制御装置ＣＯＮＴは求めた結像特性の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性が精度保証範囲内になるように補正量を求め、求めた補正量に基づいて上記補正機構５、６、７、１１、２１を駆動して結像特性を補正する。図４には、マスク側ＡＩＳマーク３０と基板側ＡＩＳマーク４０とを同時に検出する状態が示されているが、マスクステージＭＳＴを移動することで、マスク側ＡＩＳマーク３１と基板側ＡＩＳマーク４０とを同時に計測することもできる。そして、マスク側ＡＩＳマーク３０、３１のそれぞれに関する計測結果に基づいて、制御装置ＣＯＮＴはマスクＭのマスクステージＭＳＴ上における所望の位置に対する置き位置ずれ（θＺ方向の位置ずれ）やマスクＭの膨張量に関する情報を求めることができる。
【００３１】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する方法について図５〜図８のフローチャート図を参照しながら説明する。
図５は露光処理全体の手順を示すフローチャート図である。図５に示すように、オペレータから露光処理開始が指示されると（ステップＳ１）、制御装置ＣＯＮＴは、露光処理準備として、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅに対する第１回目のレンズキャリブレーション処理を実行する（ステップＳ２）。
第１回目のレンズキャリブレーション処理が終了したら、デバイス製造のためのマスクＭ及び感光基板ＰがマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれに搬送される。そして、マスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理が行われた後、制御装置ＣＯＮＴは照明光学系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンを投影光学系ＰＬを介して感光基板Ｐに転写する（ステップＳ３）。
露光処理を継続して行うと、投影光学系ＰＬの結像特性は露光光の照射熱や設置空間の圧力変化などにより経時的に変動する。投影光学系ＰＬの結像特性が変化すると、感光基板Ｐ上における結像特性、すなわち、感光基板Ｐ上における各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの投影像の像配列（投影領域５０ａ〜５０ｅどうしの相対位置）が変化し、感光基板Ｐ上でのパターンの目標位置に対する位置誤差が生じる。更に、露光光の照射熱によるマスクの膨張等、他の経時的要因によっても感光基板Ｐ上でのパターンの位置誤差が生じる。
制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性を一定の精度保証範囲に収めるように、第１回目のキャリブレーション処理から所定時間後、あるいは感光基板Ｐを所定枚数露光処理後、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅに対する第２回目のキャリブレーション処理を実行する（ステップＳ４）。
そして、第２回目のキャリブレーション処理が終了したら、感光基板Ｐに対する露光処理が再開される（ステップＳ５）。
そして、露光処理を行い、第２回目のキャリブレーション処理から所定時間後、あるいは感光基板Ｐを所定枚数露光処理後、第３回目のキャリブレーション処理が実行される（ステップＳ６）。
そして、第３回目のキャリブレーション処理が終了したら露光処理が行われる（ステップＳ７）。
以下、キャリブレーション処理と露光処理とは交互に行われ、キャリブレーション処理は所定時間間隔毎あるいは所定基板処理枚数毎に実行される。
【００３２】
図６は第１回目のキャリブレーション処理（すなわち図５のステップＳ２）のフローチャート図である。
キャリブレーション処理において、制御装置ＣＯＮＴは投影光学系ＰＬの結像特性を計測し、投影光学系ＰＬの結像特性が精度保証範囲内になるような補正量を設定し、設定した補正量に基づいて投影光学系ＰＬのキャリブレーションを行う。
投影光学系ＰＬに対するキャリブレーション処理の実行が指示されると（ステップＳＡ１）、まず、制御装置ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれをマーク計測位置に移動する（ステップＳＡ２）。
具体的には、まず、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅの結像特性を計測するために、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク３０及び基板側ＡＩＳマーク４０が、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅの投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク３０、４０を継ぎ部ｐａ、ｐｂ、ｐｅ、ｐｆ、ｐｉ、ｐｊに配置させる。
【００３３】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク３０と基板側ＡＩＳマーク４０との相対位置である位置ずれ量を計測し、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅの結像特性を計測する（ステップＳＡ３）。
すなわち、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬによりマスク側ＡＩＳマーク３０を投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅを介して基板側ＡＩＳマーク４０上に結像させ、この結像されたマスク側ＡＩＳマーク３０の投影像と基板側ＡＩＳマーク４０とを、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）で撮像する。マスク側ＡＩＳマーク３０と基板側ＡＩＳマーク４０との相対位置を計測することにより、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅのそれぞれの結像特性（シフト、スケーリング、ローテーション）が求められる。
【００３４】
ＡＩＳ受光系６０の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅのそれぞれの結像特性を補正（較正）するための補正量を求める（ステップＳＡ４）。
【００３５】
制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０の計測結果からマスク側ＡＩＳマーク３０及び基板側ＡＩＳマーク４０の位置ずれ量を求める。制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅの結像特性の計測結果に基づいて、位置ずれ量の２乗値が最小となる値（目標値、目標位置）を求め、この目標値に対する投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅのそれぞれの結像特性を補正するための補正量を求める。ここで、上記補正量は、上述した補正機構の駆動装置５Ａｄ、５Ｂｄ、６Ａｄ、６Ｂｄ、７ｄ、１１ｄ、２１ｄの駆動量を含む。そして、制御装置ＣＯＮＴは求めた補正量に基づいて、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅの結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳＡ５）。
【００３６】
一方、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄの結像特性の計測を行う際には、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動し、マスク側ＡＩＳマーク３０及び基板側ＡＩＳマーク４０を投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄの投影領域５０ｂ、５０ｄ内で重なる位置に移動させる。具体的には、マスク側ＡＩＳマーク３０及び基板側ＡＩＳマーク４０を、投影領域５０ａ、５０ｂの継ぎ部ｐｃ、ｐｄ、ｐｇ、ｐｈに配置させる。そして、上記と同様の手順でＡＩＳ受光系６０で、結像されたマスク側ＡＩＳマーク３０と基板側ＡＩＳマーク４０とを撮像し、これらマークの位置ずれ量を求め、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｅを較正するための補正量を求め、求めた補正量に基づいて投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄの結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う。
【００３７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは不図示の搬送装置を用いてマスクＭをマスクステージＭＳＴにロードするとともに感光基板Ｐを基板ステージＰＳＴにロードする。そして、制御装置ＣＯＮＴはマスクＭと感光基板ＰとをＸ軸方向に同期移動しつつマスクＭのパターンを上記キャリブレーション処理を施された投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅを介して感光基板Ｐに試験的に露光（テスト露光）する（ステップＳＡ６）。
テスト露光では、制御装置ＣＯＮＴは、まずマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴを停止した状態で、感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴのみをＸ軸方向に走査しつつ露光処理し、感光基板Ｐ上に第１層目のパターンを形成する。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭを支持したマスクステージＭＳＴと感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴとをＸ軸方向に同期移動しつつマスクＭのパターン（第２層目のパターン）を感光基板Ｐに形成されている第１層目のパターンに重ね合わせる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、感光基板Ｐに形成された第１層目のパターン形状及び第２層目のパターン形状をパターン形状計測装置１０２で計測する。
【００３８】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形状計測装置１０２による感光基板Ｐ上での第１層目及び第２層目それぞれのパターン形状計測結果に基づいて、Ｘ軸方向に移動するマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置に応じた投影光学系ＰＬの感光基板Ｐ上での結像特性を計測する（ステップＳＡ７：第１計測ステップ、計測ステップ）。
すなわち、感光基板Ｐ上での結像特性がマスクステージＭＳＴの移動により変動しない場合には、第１層目のパターンと第２層目のパターンとは所望の状態に重ね合わせられるが、例えば、マスクＭやマスクステージＭＳＴに撓み変形が生じていたり、あるいはマスクステージＭＳＴの移動によりマスクステージＭＳＴを支持する露光装置のコラム（支持台）に撓み変形が生じると、第１層目のパターンと第２層目のパターンとは例えば走査方向中央部近辺で所望の状態に重なり合わない。したがって、制御装置ＣＯＮＴはパターン形状計測装置１０２を用いて第１層目及び第２層目のパターン形状を計測することにより、移動するマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置に応じた投影光学系ＰＬの感光基板Ｐ上での結像特性を計測することができる。これにより、制御装置ＣＯＮＴは、Ｘ軸方向にマスクＭと感光基板Ｐとを同期移動する際、マスクＭのパターンを感光基板Ｐ上に投影光学系ＰＬを介して投影される投影像のＸ軸方向の各位置での第１層目のパターンに対する第２層目のパターンの位置ずれを計測できる。
【００３９】
制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ７で計測した計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬの結像特性を補正するための第１補正量を設定装置１００を用いて設定する（ステップＳＡ８：第１設定ステップ）。
第１補正量はＸ軸方向に移動するマスクステージＭＳＴの位置に依存した結像特性変動に対する補正量である。設定装置１００は、同期移動方向での各位置における投影光学系ＰＬの結像特性が精度保証範囲内になるように投影光学系ＰＬの結像特性を補正するための補正量（上記駆動装置５Ａｄ、５Ｂｄ、６Ａｄ、６Ａｄ、７ｄ、１１ｄ、２１ｄ等の駆動速度及び駆動量）を設定する。
【００４０】
設定した第１補正量は制御装置ＣＯＮＴに接続された記憶装置１０３に記憶される（ステップＳＡ９）。以上で、第１回目のキャリブレーション処理が終了する（ステップＳＡ１０）。
【００４１】
図７は露光処理（すなわち図５のステップＳ３）のフローチャート図である。第１回目のキャリブレーション処理が終了し、デバイスを製造するための露光処理の開始が指示されたら（ステップＳＢ１）、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ８で設定した第１補正量に基づいて、Ｘ軸方向に移動するマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置に合わせて投影光学系ＰＬに設けられた補正機構を用いて結像特性を補正しつつ、照明光学系ＩＬによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、感光基板Ｐに第１層目のパターン（第１のパターン）を転写する（ステップＳＢ２）。
制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計１ｘ、３ｘによるステージ位置検出結果に基づいて投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの補正機構を駆動する。
【００４２】
制御装置ＣＯＮＴはパターン形状計測装置１０２を用いて感光基板Ｐに形成された第１層目のパターン（第１のパターン）の形状を計測する（ステップＳＢ３）。
制御装置ＣＯＮＴは、第１層目のパターンの形状計測結果が、予め設定されているパターンの目標形状に対して許容範囲内にあるかどうかを判別する（ステップＳＢ４）。
ここで、前記許容範囲とは、製造したデバイスが所望の性能を発揮できるかどうかに基づいて設定されたものであり、この許容範囲に関する情報は記憶装置１０３に予め記憶されている。制御装置ＣＯＮＴは記憶装置１０３に記憶されている前記情報とパターン形状計測結果とを比較し、パターン形状計測結果が許容範囲内にあるかどうかを判別する。
【００４３】
ステップＳＢ４において、パターン形状計測結果が目標形状に対して大きく異なる（許容範囲外である）と判断した場合、制御装置ＣＯＮＴは、結像特性の補正動作を再度実行する。すなわち、ステップＳ２に戻る。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、報知装置１０１を用いて第１層目のパターンを感光基板Ｐに転写する際の結像特性の補正動作を再度行うように報知する（ステップＳＢ５）。
このように、制御装置ＣＯＮＴは第１層目のパターン形状計測結果が許容範囲外である場合には所望の性能を発揮できるデバイスが製造されないと判断し、第１層目のパターンを転写する際の補正量の再設定動作を行う。
【００４４】
一方、ステップＳＢ４において、パターン形状計測結果が目標形状に対して許容範囲内であると判断した場合、制御装置ＣＯＮＴは、感光基板Ｐ上の第１層目のパターンに対して第２層目のパターン（第２のパターン）を重ね合わせる露光処理を行う（ステップＳＢ６）。
ここで、第２層目のパターンを感光基板Ｐに露光する際、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ３で計測した第１層目のパターンの形状計測結果に基づいて、第２層目のパターンを感光基板Ｐに露光する際の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性に関する補正量を再設定し、再設定した補正量に基づいて結像特性を補正しつつ露光処理する。すなわち、既に形成されている第１層目のパターンに対して第２層目のパターンを所定の精度で重ね合わせることができるように、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性を補正しつつ露光処理が行われる。これにより、第１層目と第２層目とのパターンの重ね合わせ精度を向上できる。
以下、同様の手順で感光基板Ｐ上に複数のパターンが順次積層されることによりデバイスが製造される（ステップＳＢ７）。
【００４５】
図８は第２回目のキャリブレーション処理（すなわち図５のステップＳ４）のフローチャート図である。
露光処理を継続して行うと、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅは露光光の照射熱や設置空間の圧力変化などにより結像特性を経時的に変動させる。すると、感光基板Ｐ上に転写されるパターンの結像特性が変化する。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性が変化すると、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの投影像の基板上での像配列（投影領域どうしの相対位置）が変化し、基板上でのパターンの目標位置に対する位置誤差が生じる。更に、露光光の照射熱によりマスクが膨張するなど、他の経時的要因によっても感光基板Ｐ上でのパターンの位置誤差が生じる。
【００４６】
制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬの結像特性を一定の精度保証範囲に収めるように、第１回目のキャリブレーション処理（すなわちステップＳ２）から所定時間後、あるいは感光基板Ｐを所定枚数露光処理後、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅに対する第２回目のキャリブレーション処理を開始する（ステップＳＣ１）。具体的には、上述した手順同様、まず、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴがマーク計測位置に移動される（ステップＳＣ２）。
【００４７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬを介したマスクＭの−Ｘ側に設けられているマスク側ＡＩＳマーク３０と基板側ＡＩＳマーク４０との相対位置をＡＩＳ受光系６０を用いて計測する。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動し、投影光学系ＰＬを介したマスクＭの＋Ｘ側に設けられているマスク側ＡＩＳマーク３１と基板側ＡＩＳマーク４０との相対位置をＡＩＳ受光系６０を用いて計測する。制御装置ＣＯＮＴは、マーク検出結果に基づいて、ステップＳ２同様、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅそれぞれの結像特性を計測する（ステップＳＣ３：第２計測ステップ、像位置計測ステップ）。
【００４８】
マーク検出検出結果に基づいて投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅそれぞれの基板上での結像特性を計測することで、制御装置ＣＯＮＴは各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの感光基板Ｐ上における投影像の像配列（投影像の相対位置）、すなわち、感光基板Ｐ上における目標位置に対するパターンの位置誤差を求める。こうして、制御装置ＣＯＮＴは投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅで投影される投影像の光学的な位置ずれを定期的に計測する。更に、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク３０及び３１のそれぞれに関する計測結果に基づいて、マスクＭの膨張に関する情報やマスクＭのマスクステージＭＳＴに対する置き位置ずれ（θＺ方向の位置ずれ）を計測することができる。これにより、マスクＭの膨張（あるいは置き位置ずれ）に起因する感光基板Ｐ上における目標位置に対するパターンの位置誤差を計測することができる。ここで、投影像の像配列の変動によるパターンの位置誤差や、マスクＭの膨張により生じるパターンの位置誤差は、露光光の照射熱など経時的要因で生じるものである。
【００４９】
制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＣ３で計測した結像特性の計測結果（パターンの位置誤差の計測結果）に基づいて、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性を精度保証範囲内に納めるための第２補正量を設定する。ここで設定する第２補正量は、上述したように投影像の像配列やマスクＭの膨張分に対する補正量、すなわちパターンの位置誤差を補正するための補正量である（ステップＳＣ４：第２設定ステップ）。
【００５０】
そして、第２回目のキャリブレーション処理では、第１回目のキャリブレーション処理のようなテスト露光は行わない。すなわち、移動するマスクＭの同期移動方向での各位置に応じた投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの感光基板Ｐ上での結像特性の変動は、マスクＭやマスクステージＭＳＴの撓み変形等に起因するものであって、経時的に変化するものではなく、マスクＭ（マスクステージＭＳＴ）の位置に依存するものである。したがって、ここでは経時的に生じるパターンの位置誤差に対する補正量（第２補正量）の再設定は行うが、マスクＭの位置に応じた結像特性の変動に対する補正量（第１補正量）の再設定は行わない。そして、マスクＭの位置に応じた結像特性に対する補正量には、第１回目のキャリブレーション処理のステップＳＡ６で設定し記憶装置１０３に記憶されている第１補正量が用いられる。
【００５１】
また、マスク位置に依存した誤差に対する補正量とした際には、マスク全面でのパターンの位置誤差を求めるのではなく、第２回目のキャリブレーションはマスクＭの数点の位置、例えば両サイドにあるパターンの位置を計測し、マスクＭの中間位置にあるパターンの位置誤差を計測点の数に応じて補間して求める。２点の場合、一次直線補間を行い、補正量（第２補正量）としてもよい。
【００５２】
制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＣ４で新たに設定した第２補正量とステップＳＡ８で設定し記憶装置１０３に記憶されている第１補正量とに基づいて、パターンの位置誤差とマスクＭの位置に依存した感光基板Ｐ上での結像特性とを合わせた補正量を設定する（ステップＳＣ５：補正ステップ、補正演算ステップ）。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性（光学特性）を補正するために設定した第２補正量に基づいて、次の露光処理で用いるＸ軸方向における複数の各位置での位置ずれに対する第１補正量を補正演算する。以上で第２回目のキャリブレーション処理が終了される（ステップＳＣ６）。
【００５３】
次の露光処理（図５のステップＳ５）では、第１及び第２補正量に基づいて、パターンの位置誤差とマスクＭの位置に応じた感光基板Ｐ上での結像特性とを合わせて補正しつつ露光処理が実行される。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、同期移動の移動時に、前記第１補正量をステップＳＣ４で設定した第２補正量に基づいて補正し、露光処理する。
そして、第３回目以降のキャリブレーション処理では上述した第２回目のキャリブレーション処理と同様の処理が実行される。
【００５４】
以上説明したように、マスクの位置に依存した投影光学系の基板上での結像特性の変動に対する第１補正量を予め求めておき、定期的に実行されるキャリブレーション処理時にはパターンの位置誤差に対する第２補正量を設定するための計測動作のみを行い、予め求めておいた第１補正量を新たに設定した第２補正量で補正演算し、補正演算された結果を用いて投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅの結像特性を補正しつつ露光処理するようにしたので、キャリブレーション処理全体の処理時間を短縮することができる。したがって、キャリブレーション処理の度にテスト露光を行わなくても投影光学系の結像特性を精度保証範囲内に納めて露光処理できる。
【００５５】
ところで、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向の位置を計測する際に用いるレーザ干渉計の移動鏡２ｙが水平方向（Ｙ軸方向）に撓んでいると、上記移動鏡２ｙの撓みに起因してレーザ干渉計１ｙの出力値に誤差が生じ、図９に示す模式図のように、マスクステージＭＳＴの走査方向への移動軌跡がＹ軸方向に湾曲するといった不都合が生じる場合がある。このような不都合はマスクステージＭＳＴの移動に伴って前記コラムが水平方向（Ｙ軸方向）に撓む場合にも生じる。ここで、上記移動軌跡は経時的に変化しない。制御装置ＣＯＮＴは前記移動軌跡を補正するために、まず、上述したステップＳＡ６のテスト露光で感光基板Ｐ上に形成されたパターン形状を計測する。次いで、制御装置ＣＯＮＴは、上述したステップＳＡ７において、前記パターン形状計測結果に基づいてＸ軸方向に移動するマスクＭのＹ軸方向の位置を含む移動軌跡を求める（位置計測ステップ）。そして、制御装置ＣＯＮＴは、上述したステップＳＡ８において、位置計測ステップの計測結果に基づいてＸ軸方向に移動するマスクステージＭＳＴ（マスクＭ）のＹ軸方向における位置補正量を設定する（第３設定ステップ）。この位置補正量は湾曲するように移動するマスクステージＭＳＴを直線状に移動させるための補正量であって、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤのＹ軸方向への駆動量を含む。設定された位置補正量は記憶装置１０３に記憶される（ステップＳＡ９）。そして、露光処理を行う際には、第３設定ステップで設定した位置補正量に基づいてマスクＭ（マスクステージＭＳＴ）のＹ軸方向における位置（移動軌跡）をマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを介して補正しつつ露光処理を行う。
【００５６】
マスクステージＭＳＴのＹ軸方向への位置変動（移動軌跡）をマスクステージ駆動部ＭＳＴＤで補正することにより、投影光学系ＰＬの補正機構の駆動量を抑えることができる。すなわち、マスクステージＭＳＴの移動軌跡をマスクステージ駆動部ＭＳＴＤで補正しない場合、移動軌跡の湾曲が大きいと、例えば投影像をＹ軸方向にシフトするシフト補正機構５Ｂの駆動量を大きくしなければならず、設定した補正量が補正機構５Ｂの駆動装置５Ｂｄの駆動限界を超えてしまう場合も考えられる。しかしながら、マスクステージＭＳＴの移動軌跡をマスクステージ駆動部ＭＳＴＤの駆動で補正することにより、上記シフト補正機構５Ｂの駆動量を抑えることができ、移動軌跡の湾曲が大きい場合であっても、感光基板Ｐの走査方向における各位置において精度良い露光処理を行うことができる。
なお、ここではマスクステージＭＳＴの移動軌跡をマスクステージ駆動部ＭＳＴＤの駆動量を補正することで補正するように説明したが、レーザ干渉計の計測結果を補正することでマスクステージＭＳＴの移動軌跡を補正するようにしてもよい。更には、レーザ干渉計の計測結果を補正することでマスクステージＭＳＴの移動軌跡の補正の一部を行い、残りの一部をシフト調整機構で補正するといった構成とすることもできる。
【００５７】
上記実施形態では、複数並んだ投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅのそれぞれに関して補正量を設定し、結像特性を個別に補正する構成であるが、例えば複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｅを複数のグループに分け、グループ毎に補正量の平均値を求め、求めた平均値に基づいて結像特性を補正するようにしてもよい。これにより結像特性の計測誤差を低減することができる。
【００５８】
上記各実施形態において、投影光学系の結像特性を計測する際に用いるマークはマスク及び基板ステージのそれぞれに設けられている構成であるが、マスクステージや感光基板にマークを設けてもよい。
【００５９】
上記実施形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭと感光性基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを露光する走査型の露光装置の他に、マスクＭと感光性基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、感光性基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置に適用することもできる。
【００６０】
露光装置ＥＸの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００６１】
本実施形態の露光装置ＥＸの光源１は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）を用いることもできる。
【００６２】
投影光学系ＰＬの倍率は、等倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。
【００６３】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００６４】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００６５】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明はこのような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００６６】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００６７】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００６８】
半導体デバイスは、図１０に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、移動するマスクの位置に応じた投影光学系の基板上での結像特性と、経時的に生じるパターンの位置誤差とを合わせて補正するようにしたので、基板やステージが大型化して撓み等の非線形な変形が生じても、走査方向の各位置において精度良い露光処理を生産性良く実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】マスク及び基板ステージに設けられたマーク群と投影領域との位置関係を説明するための模式図である。
【図４】マーク計測動作を示す模式図である。
【図５】本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図６】第１回目のキャリブレーション処理手順の一例を示すフローチャート図である。
【図７】露光処理手順の一例を示すフローチャート図である。
【図８】第２回目以降のキャリブレーション処理手順の一例を示すフローチャート図である。
【図９】マスクステージの移動軌跡を示す模式図である。
【図１０】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ｙ…Ｙレーザ干渉計（位置計測装置）、５…シフト調整機構（補正機構）、
６…像面調整機構（補正機構）、７…スケーリング調整機構（補正機構）、
１１、１２…ローテーション調整機構（補正機構）、
６０…ＡＩＳ受光系（計測装置）、１００…設定装置、１０１…報知装置、
１０２…パターン形状計測装置（計測装置）、ＣＯＮＴ…制御装置、
ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｍ…マスク、ＭＳＴ…マスクステージ、
Ｐ…感光基板（基板）、ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｅ）…投影光学系、
ＰＳＴ…基板ステージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate while moving the mask and the substrate synchronously.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices and semiconductor devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate. The exposure apparatus used in this photolithography process has a mask stage for supporting a mask and a substrate stage for supporting a substrate, and sequentially moves the mask stage and the substrate stage to pattern the mask through a projection optical system. Is transferred to Among these, when manufacturing a liquid crystal display device, a large glass substrate is used as the substrate, and the mask pattern is continuously scanned on the substrate while synchronously scanning the mask stage and the substrate stage due to the demand for a large display area. A scanning type exposure device that transfers the image to a target is mainly used (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-296667A
[0004]
When the exposure process is continuously performed, the projection optical system changes the imaging characteristics (scaling, shift, rotation, and the like) transferred onto the substrate over time due to the irradiation heat of the exposure light and the pressure change in the installation space. Therefore, the imaging characteristics are adjusted by using a correction mechanism such as a mechanism for driving some optical elements (lenses) included in the projection optical system or a mechanism for sealing some optical elements and changing the internal pressure. By executing a so-called lens calibration, the imaging characteristics are kept within a certain accuracy guarantee range. In particular, in a so-called multi-lens scanning type exposure apparatus having a plurality of projection optical systems arranged side by side, by correcting the imaging characteristics, the image arrangement of the projection images of each projection optical system (the relative position of the projection image on the substrate), that is, A calibration process for correcting a position error of a pattern with respect to a target position on the substrate for each projection optical system is performed. Further, a plurality of marks provided on the mask are detected, a position error of the pattern on the substrate caused by expansion of the mask or the like is obtained based on the detection result, and a position error of the pattern is calculated based on the obtained result. Correction processing is being performed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, with the recent enlargement of the mask and the substrate, the stage for supporting the mask and the substrate are also increased in size, and deformation such as bending is likely to occur. For this reason, when the imaging characteristics on the substrate in the scanning type exposure apparatus are optimized, for example, at the end of the substrate in the scanning direction, the accuracy may be outside the accuracy guarantee range at the center of the substrate in the scanning direction. When exposing a large substrate, the substrate is subjected to a test exposure process (test exposure) in advance and the shape of the formed pattern is measured to reduce fluctuations in the imaging characteristics on the substrate in the scanning direction. Although a method of ascertaining this is also conceivable, performing test exposure every time the calibration process is performed causes a decrease in throughput.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and when scanning exposure is performed using a large mask and a substrate, the imaging characteristics of the projection optical system are well kept within the accuracy guarantee range without lowering the throughput. It is an object of the present invention to provide an exposure method and an exposure apparatus capable of performing an exposure process with high accuracy.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 10 shown in the embodiments.
According to the exposure method of the present invention, the pattern of the mask (M) is projected by the exposure light (EL) while the mask (M) and the photosensitive substrate (P) are synchronously moved in the first direction (X). In the exposure method of transferring the image on the substrate (P) via the PLa to PLe), the imaging characteristics of the projection optical system (PLa to PLe) on the substrate (P) according to the position of the moving mask (M) are measured. A first measurement step (SA7) to be performed, and a first setting for setting a first correction amount for correcting the imaging characteristics of the projection optical systems (PLa to PLe) based on the measurement result of the first measurement step (SA7). Step (SA8), a second measurement step (SC3) for measuring the positional error of the pattern of the mask (M) occurring with time via the projection optical system (PLa to PLe), and a second measurement step (SC3). The position error is calculated based on the measurement result. A second setting step (SC4) for setting a second correction amount for correcting, and based on the set first and second correction amounts, an image forming characteristic of the projection optical system (PLa to PLe) and the position error. And a correction step (SC5) of correcting the sum of the two.
An exposure apparatus (EX) of the present invention projects a pattern of a mask (M) by exposure light (EL) while synchronously moving a mask (M) and a photosensitive substrate (P) in a first direction (X). In an exposure apparatus for transferring an image to a substrate (P) via optical systems (PLa to PLe), a mask stage (MST) supporting and moving a mask (M) and a position corresponding to a moving mask stage (MST) are selected. A measuring device (60, 102, CONT) for measuring the imaging characteristics of the projection optical systems (PLa to PLe) on the substrate (P), and a projection optical system based on the measurement result of the measuring device (60, 102, CONT). A setting device (100) for setting a first correction amount for correcting the imaging characteristics of the systems (PLa to PLe), and imaging of the projection optical systems (PLa to PLe) based on the set first correction amount Control device (CONT The measurement device (60, CONT) measures the position error of the pattern of the mask (M) occurring with time via the projection optical system (PLa to PLe), and the setting device (100) measures the position error with time. A second correction amount for correcting the position error based on the measurement result of the pattern error of the mask (M) generated by the measuring device (60, CONT) is set, and the control device (CONT) Based on the set first and second correction amounts, correction is performed in accordance with the image forming characteristics of the projection optical systems (PLa to PLe) and the position error.
[0008]
According to the present invention, for example, a position error of a pattern caused with time due to irradiation heat of exposure light or the like, and an image formation on a substrate of a projection optical system according to a position of a mask depending on bending of a stage or the like. Since the characteristics are corrected in accordance with the characteristics, even if non-linear deformation such as bending occurs, the imaging characteristics can be kept within the accuracy guarantee range at each position in the scanning direction (synchronous movement direction) without lowering the throughput. be able to. For example, the fluctuation of the imaging characteristic at each position on the substrate in the synchronous movement direction is mainly caused by the deflection of the mask or the stage or the movement locus of the stage, in other words, it depends on the position of the mask. . That is, the tendency of the imaging characteristics on the substrate to fluctuate according to the position of the mask in the synchronous movement direction does not significantly change over time. On the other hand, the pattern position error (image arrangement) is mainly caused by a change in the imaging characteristics of the projection optical system due to the irradiation heat of the exposure light, and changes with time. Therefore, if the tendency of the change of the imaging characteristic at each position in the synchronous movement direction is measured by, for example, test exposure at the beginning of the lot, and the first correction amount is set based on the measurement result, the calibration performed periodically is performed. At the time of the correction process, only a measurement operation for setting a second correction amount for correcting a temporal change of the imaging characteristic of the projection optical system, that is, a pattern position error is performed, and the second correction amount is set to the second correction amount. The correction may be performed again based on one correction amount, and the projection optical system may be calibrated based on the reset amount. Therefore, even if the test exposure is not performed each time the calibration process is performed, the exposure process can be performed while keeping the imaging characteristics of the projection optical system within the accuracy guarantee range without lowering the throughput.
[0009]
According to the exposure method of the present invention, the pattern of the mask (M) is projected by the exposure light (EL) while the mask (M) and the photosensitive substrate (P) are synchronously moved in the predetermined direction (X). ＰＬPLe), the pattern of the mask (M) is projected onto the substrate (P) upon synchronous movement in the predetermined direction (X) in the exposure method for transferring to the substrate (P). Measurement step (SA7) for measuring positional deviations at a plurality of positions in a predetermined direction (X) of an image projected via the CPU and the correction amount of the positional deviation obtained in the measuring step (SA7) are synchronized. A correction step (SC5) for correcting at the time of movement, an image position measurement step (SC3) for periodically measuring an optical displacement of an image projected by the projection optical system (PLa to PLe), and an image position measurement Result measured in step (SC3) And a correction operation step (SC5) for correcting the optical characteristics of the projection optical systems (PLa to PLe) and correcting the position shift correction amount used in the correction step (SC5). .
[0010]
According to the present invention, in the measurement step, the positional deviation of the pattern from the target position at each of a plurality of positions on the substrate in the synchronous movement direction (depending on the position of the mask) due to the stage movement is measured. In an image position measurement step that is periodically executed, an optical position shift of a projection image projected by the projection optical system, that is, a position shift caused by a temporal factor is measured. In the correction calculation step, a correction amount (second correction amount) for the optical position shift is set based on the measurement result of the image position measurement step, and a correction amount (the second correction amount) for the position shift depending on the mask position. (1 correction amount) is corrected based on the second correction amount, and at the time of scanning exposure for manufacturing a device, scanning exposure is performed while the first correction amount is corrected based on the second correction amount. Therefore, even if the test exposure is not performed each time the calibration process is performed, the first correction amount is set in the measurement step, so that the optical misalignment measurement and the operation of setting the second correction amount corresponding thereto are periodically performed. During the synchronous movement, the exposure processing is performed while correcting the first correction amount with the second correction amount, so that the image forming characteristics of the projection optical system are kept within the accuracy guarantee range without lowering the throughput. Can be processed.
[0011]
Furthermore, according to the present invention, in the measurement step, the positional deviation of the projected image at the plurality of positions on the substrate in the synchronous movement direction depending on the position of the mask fluctuates, in other words, it depends on the movement locus of the stage. The fluctuation tendency of the displacement of the projected image is measured. Further, in the image position measurement step, optical displacement of the projection optical system, specifically, a change in optical characteristics of the projection optical system caused with time due to irradiation heat of exposure light or the like is periodically measured. Then, in the correction calculation step, a correction amount (second correction amount) for correcting the optical characteristics of the projection optical system based on the measurement result of the image position measurement step is set, and a position shift dependent on the movement locus of the mask stage is performed. Is corrected based on the second correction amount, and the scanning exposure is performed while the first correction amount is corrected based on the second correction amount during scanning exposure for manufacturing a device. Thus, the exposure process is performed while correcting the position shift depending on the movement locus of the stage and the position shift depending on the optical characteristics of the projection optical system, and the exposure process with high accuracy is realized.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram.
1 and 2, an exposure apparatus EX includes a mask stage MST supporting a mask M on which a pattern is formed, a substrate stage PST supporting a photosensitive substrate (photosensitive substrate) P, and a mask stage MST. An illumination optical system IL for illuminating the mask M with the exposure light EL, a projection optical system PL for projecting an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL onto a photosensitive substrate P supported on a substrate stage PST, A control device CONT for performing operation control relating to the exposure processing, a setting device 100 and a notification device 101 connected to the control device CONT, and a pattern shape measuring device (measuring device) 102 capable of measuring a pattern shape formed on the photosensitive substrate P And a storage device 103 for storing information relating to the exposure processing. The notification device 101 is configured by, for example, a display device such as a liquid crystal display device or an audio output device capable of outputting audio. The pattern shape measuring device 102 is constituted by, for example, an SEM. In the present embodiment, the projection optical system PL has a plurality (five) of projection optical systems PLa to PLe, and the illumination optical system IL also has a plurality (five) corresponding to the number and arrangement of the projection optical systems. It has an illumination system module. The photosensitive substrate P is obtained by applying a photosensitive agent (photoresist) to a glass substrate.
[0013]
Here, the exposure apparatus EX according to the present embodiment is a scanning type exposure apparatus that performs scanning exposure by synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P with respect to the exposure light EL, and is a so-called multi-lens scanning type exposure apparatus. Make up. In the following description, the optical axis direction of the projection optical system PL is the Z-axis direction, and the direction in which the mask M and the photosensitive substrate P are synchronously moved is the X-axis direction (first direction, scanning direction, predetermined direction). Direction), a direction orthogonal to the Z-axis direction and the X-axis direction is defined as a Y-axis direction (second direction, non-scanning direction). The directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as θX, θY, and θZ directions.
[0014]
Although not shown, the illumination optical system IL includes a plurality of light sources, a light guide that once collects light beams emitted from the plurality of light sources and then uniformly distributes the light beams, and a uniform illuminance distribution of the light beams from the light guides. An optical integrator for converting the exposure light from the optical integrator into a slit shape, and a condenser lens for imaging the exposure light passing through the blind onto a mask M And Exposure light from the condenser lens illuminates the mask M with a plurality of slit-shaped illumination regions. A mercury lamp is used as a light source in the present embodiment, and g-line (436 nm), h-line (405 nm), and i-line (365 nm), which are wavelengths required for exposure, are exposed by a wavelength selection filter (not shown). Are used.
[0015]
The mask stage MST that supports the mask M is provided so as to be movable, and can perform a long stroke in the X-axis direction for performing one-dimensional scanning exposure and a stroke of a predetermined distance in the Y-axis direction orthogonal to the scanning direction. Have. As shown in FIG. 2, a mask stage driving unit MSTD is connected to the mask stage MST, and the mask stage MST is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the mask stage driving unit MSTD. The mask stage driving section MSTD is controlled by the control device CONT.
[0016]
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus EX includes an X laser interferometer 1x that detects a position of a mask stage MST supporting a mask M in the X-axis direction (first direction), and a Y-axis direction of the mask stage MST ( And a Y laser interferometer (position detecting device) 1y for detecting a position in the second direction). An X-moving mirror 2x extending in the Y-axis direction is provided at an end on the -X side of the mask stage MST, and extends in the X-axis direction orthogonal to the X-moving mirror 2x at an end on the -Y side. A movable Y mirror 2y is provided. An X laser interferometer 1x is arranged to face the X moving mirror 2x, and a Y laser interferometer 1y is arranged to face the Y moving mirror 2y. The X laser interferometer 1x irradiates a laser beam to the X movable mirror 2x and detects a distance from the X movable mirror 2x. The Y laser interferometer 1y irradiates a laser beam to the Y moving mirror 2y to detect a distance from the Y moving mirror 2y. The detection results of the laser interferometers 1x and 1y are output to the control unit CONT, and the control unit CONT based on the detection results of the laser interferometers 1x and 1y in the X-axis and Y-axis directions of the mask stage MST (hence, the mask M). Find the position. In addition, by providing a plurality of X laser interferometers (or Y laser interferometers), the amount of rotation of mask stage MST in the θZ direction can be obtained. The controller CONT monitors the position (posture) of the mask stage MST from the outputs of the laser interferometers 1x and 1y, and sets the mask stage MST to a desired position (posture) by controlling the mask stage driving unit MSTD.
[0017]
The exposure light EL transmitted through the mask M is incident on each of the projection optical systems PLa to PLe. The projection optical systems PLa to PLe project and expose a pattern image existing in the illumination area of the mask M onto the photosensitive substrate P, and are provided corresponding to each illumination system module. As shown in FIG. 1, among the plurality of projection optical systems PLa to PLe, the projection optical systems PLa, PLc, PLe and the projection optical systems PLb, PLd are arranged in two rows in a staggered manner. Each of the projection optical systems PLa to PLe transmits a plurality of exposure lights EL emitted from the illumination system module and transmitted through the mask M, and projects a pattern image of the mask M onto the photosensitive substrate P mounted on the substrate stage PST. . In the present embodiment, the projection optical system PL is an equal-size erecting optical system.
[0018]
As shown in FIG. 2, the projection optical system PLd includes a shift adjustment mechanism 5, two sets of catadioptric optical systems 10, 20, an image plane adjustment mechanism 6, a field stop (not shown), and a scaling adjustment mechanism 7. And The other projection optical systems PLa, PLb, PLc, PLe have the same configuration as the projection optical system PLd.
The light beam transmitted through the mask M enters the shift adjusting mechanism 5. The shift adjusting mechanism 5 includes a parallel flat glass plate 5A rotatably provided around the Y axis and a parallel flat glass plate 5B provided rotatably about the X axis. The parallel flat glass plate 5A is rotated around the Y axis by a driving device 5Ad such as a motor, and the parallel flat glass plate 5B is rotated around the X axis by a driving device 5Bd such as a motor. As the parallel flat glass plate 5A rotates about the Y axis, the image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P shifts in the X-axis direction, and when the parallel flat glass plate 5B rotates about the X axis, the photosensitive substrate P The upper image of the pattern of the mask M shifts in the Y-axis direction. The driving speed and the driving amount of the driving devices 5Ad and 5Bd are independently controlled by the control device CONT. Each of the driving devices 5Ad and 5Bd rotates the respective parallel flat glass plates 5A and 5B at a predetermined speed (a predetermined angle) under the control of the control device CONT. The light beam transmitted through the shift adjustment mechanism 5 enters the first set of catadioptric optical system 10.
[0020]
The catadioptric optical system 10 forms an intermediate image of the pattern of the mask M, and includes a right-angle prism (correction mechanism) 11, a lens 12, and a concave mirror 13. The right-angle prism 11 is provided so as to be rotatable about the Z axis, and is rotated about the Z axis by a driving device 11d such as a motor. When the right-angle prism 11 rotates around the Z axis, the image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P rotates around the Z axis. That is, the right-angle prism 11 has a function as a rotation adjusting mechanism. The drive speed and drive amount of the drive device 11d are controlled by the control device CONT. The drive device 11d rotates the right-angle prism 11 at a predetermined speed (a predetermined angle) under the control of the control device CONT. A field stop (not shown) is arranged at an intermediate image position of the pattern formed by the catadioptric optical system 10. The field stop sets a projection area on the photosensitive substrate P. In the present embodiment, the field stop has a trapezoidal opening, and the projection areas 50a to 50e on the photosensitive substrate P are defined in the trapezoid by the field stop. The light beam transmitted through the field stop enters the second set of catadioptric optical system 20.
[0021]
The catadioptric optical system 20, like the catadioptric optical system 10, includes a right-angle prism (correction mechanism) 21 as a rotation adjusting mechanism, a lens 22, and a concave mirror 23. The right-angle prism 21 is also rotated around the Z-axis by driving of a driving device 21d such as a motor. By rotating, the image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P is rotated around the Z-axis. The driving speed and the driving amount of the driving device 21d are controlled by the control device CONT. The driving device 21d rotates the right-angle prism 21 at a predetermined speed (a predetermined angle) at a predetermined speed based on the control of the control device CONT. I do.
[0022]
The light beam emitted from the catadioptric optical system 20 passes through a scaling adjustment mechanism (correction mechanism) 7 to form an image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P at an erecting equal magnification. The scaling adjustment mechanism 7 moves the lens in the Z-axis direction as shown in FIG. 2, or includes a three-lens configuration, for example, a concave lens, a convex lens, a concave lens, and a convex lens positioned between the concave lens and the concave lens. By moving in the Z-axis direction, the magnification (scaling) of the image of the pattern of the mask M is adjusted. In the case of FIG. 2, the convex lens is moved by the driving device 7d, and the driving device 7d is controlled by the control device CONT. The driving device 7d moves the convex lens by a predetermined amount at a predetermined speed based on the control of the control device CONT. The convex lens may be a biconvex lens or a plano-convex lens.
[0023]
On the optical path between the two sets of catadioptric optical systems 10, 20, an image plane adjusting mechanism 6 for adjusting the image forming position of the projection optical system PLd and the inclination of the image plane is provided. The image plane adjusting mechanism 6 is provided near a position where an intermediate image is formed by the catadioptric optical system 10. That is, the image plane adjusting mechanism 6 is provided at a position substantially conjugate to the mask M and the photosensitive substrate P. The image plane adjusting mechanism 6 includes a first optical member 6A, a second optical member 6B, an air bearing (not shown) that supports the first optical member 6A and the second optical member 6B in a non-contact state, and a second optical member. Driving devices 6Ad and 6Bd for moving the first optical member 6A with respect to 6B. Each of the first optical member 6A and the second optical member 6B is a glass plate formed in a wedge shape and capable of transmitting the exposure light EL, and constitutes a pair of wedge-shaped optical members. The exposure light EL passes through each of the first optical member 6A and the second optical member 6B. The driving amount and driving speed of the driving devices 6Ad and 6Bd, that is, the relative moving amount and moving speed of the first optical member 6A and the second optical member 6B are controlled by the control device CONT. By moving the first optical member 6A so as to slide in the X-axis direction with respect to the second optical member 6B, the image plane position of the projection optical system PLd moves in the Z-axis direction, and the second optical member 6B moves relative to the second optical member 6B. As the first optical member 6A rotates in the θZ direction, the image plane of the projection optical system PLd is inclined.
[0024]
The shift adjustment mechanism 5, the rotation adjustment mechanisms 11, 21, the scaling adjustment mechanism 7, and the image plane adjustment mechanism 6 constitute a correction mechanism (control device) for correcting the imaging characteristics of the projection optical system PL. Note that the mechanism for correcting the imaging characteristics may be a mechanism for adjusting the internal pressure by sealing some of the optical elements (lenses).
[0025]
The substrate stage PST, like the mask stage MST, has a long stroke in the X-axis direction for performing one-dimensional scanning exposure and a long stroke for stepwise movement in the Y-axis direction orthogonal to the scanning direction. As shown in FIG. 2, a substrate stage driving unit PSTD that moves the substrate stage PST in the X-axis direction and the Y-axis direction is provided. The substrate stage driving unit PSTD is controlled by the control device CONT. Further, the substrate stage PST is also movable in the Z-axis direction and in the θX, θY, and θZ directions.
[0026]
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus EX includes an X laser interferometer 3x for detecting a position in the X-axis direction of a substrate stage PST supporting the photosensitive substrate P, and a Y for detecting a position in the Y-axis direction of the substrate stage PST. A laser interferometer 3y. An X-moving mirror 4x extending in the Y-axis direction is provided at an end on the −X side of the substrate stage PST, and extends in the X-axis direction orthogonal to the X-moving mirror 4x at an end on the −Y side. A movable Y mirror 4y is provided. An X laser interferometer 3x is arranged to face the X moving mirror 4x, and a Y laser interferometer 3y is arranged to face the Y moving mirror 4y. The X laser interferometer 3x irradiates a laser beam to the X movable mirror 4x and detects a distance from the X movable mirror 4x. The Y laser interferometer 3y irradiates the Y moving mirror 4y with laser light and detects the distance from the Y moving mirror 4y. The detection results of the laser interferometers 3x and 3y are output to the control unit CONT, and the control unit CONT based on the detection results of the laser interferometers 3x and 3y, in the X-axis and Y-axis directions of the substrate stage PST (hence, the photosensitive substrate P). Find the position at. Further, by providing a plurality of X laser interferometers (or Y laser interferometers), the rotation amount of the substrate stage PST in the θZ direction can be obtained. The control device CONT monitors the position (posture) of the substrate stage PST from the outputs of the laser interferometers 3x and 3y, and sets the substrate stage PST to a desired position (posture) by controlling the substrate stage driving unit PSTD.
[0027]
As shown in FIG. 1, mark forming areas 27 and 28 having a plurality of marks (mark groups) are provided on both sides (± X side) of the mask M in the scanning direction. A plurality of marks 30 (30a to 30f) arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction are formed in the mark forming area 27 on the −X side. On the other hand, a plurality of marks 31 (31a to 31f) arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction are formed in the mark forming area 28 on the + X side. At a predetermined position on one side (−X side) in the scanning direction of the substrate stage PST, a reference member 29 extending along the Y-axis direction is provided, and the reference members 29 are arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction. Marks 40 (40a to 40f) are formed. In the following description, the marks 30 and 31 formed on the mask M are appropriately referred to as “mask-side AIS marks”. Further, the mark 40 formed on the substrate stage PST is appropriately referred to as a “substrate-side AIS mark”.
[0028]
As shown in FIG. 2, the formation position (height) in the Z-axis direction of the substrate-side AIS mark 40 formed on the reference member 29 is set so as to substantially coincide with the surface (exposure surface) of the photosensitive substrate P. . The mask-side AIS marks 30 and 31 are provided in a predetermined positional relationship with respect to a specific position (for example, a center position) of the mask M. Below the reference member 29, an AIS light receiving system (measuring device) 60 capable of receiving light passing through the reference member 29 is provided so as to be embedded in the substrate stage PST. The AIS light receiving system 60 includes a lens system 61 and an image sensor 62 including a CCD that receives light passing through the lens system 61. The light receiving result of the AIS light receiving system 60 (image sensor 62) is output to the control unit CONT.
[0029]
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a positional relationship between the mask-side AIS marks 30, 31 and the substrate-side AIS mark 40 and the projection optical systems PLa to PLe.
In FIG. 3, each of the projection areas 50a to 50e of the projection optical systems PLa to PLe on the photosensitive substrate P is set to a predetermined shape, in this embodiment, a trapezoidal shape, and the projection areas 50a, 50c, 50e and the projection area 50b and 50d are arranged to face each other in the X-axis direction. Further, the projection areas 50a to 50e are arranged in parallel so that the joints of the adjacent projection areas overlap in the Y-axis direction. Here, the joint portion is a triangular area pa to pj of each of the trapezoidal projection areas 50a to 50e. The joints pa to pj of the projection areas 50a to 50e are arranged in parallel so as to overlap in the Y-axis direction, so that the total width of the projection areas in the X-axis direction is set to be substantially equal. By doing so, the exposure amounts when scanning and exposing in the X-axis direction are made equal. As described above, by providing the overlapping regions (joints) where the projection regions 50a to 50e of the projection optical systems PLa to PLe overlap each other, it is possible to smoothly change the optical aberration and the illuminance at the joints. Note that the joint portion pa in the + Y direction of the projection region 50a and the joint portion pj in the -Y direction of the projection region 50e are moved stepwise in the Y-axis direction after the first scanning exposure, and the second scanning exposure is performed. Duplicated when joining areas together. Each of the AIS marks 30a to 30f, 31a to 31f, and 40a to 40f is disposed so as to enter each of the joints pa to pj of the projection areas 50a to 50e. That is, the mask-side AIS marks 30a to 30f (31a to 31f) and the substrate-side AIS marks 40a to 40f are formed at the same interval so as to form a pair.
[0030]
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the AIS light receiving system 60 is performing AIS mark detection. As shown in FIG. 4, the control device CONT uses the so-called through-the-lens (TTL) method to cause the AIS light receiving system 60 (imaging element 62) to use the AIS mark 30 (31) on the mask side and the AIS mark 40 on the substrate side. The relative position between the mask M and the substrate stage PST is determined based on the detection result. Specifically, the control device CONT moves the mask stage MST and the substrate stage PST so that the image of the mask-side AIS mark 30 (31) and the image of the substrate-side AIS mark 40 match with the image sensor 62, and The mask AIS mark 30 (31) is illuminated by the optical system IL. The illumination light (exposure light) that has passed through the mask M passes through the projection optical system PL and also passes through the substrate-side AIS mark 40 and is guided to the image sensor 62. The control device CONT measures the relative positions (positional shift amounts) of the mask-side AIS mark 30 (31) and the substrate-side AIS mark 40 via the projection optical systems PLa to PLe, thereby connecting each of the projection optical systems PLa to PLe. Measure image characteristics (shift, scaling, rotation). The control unit CONT calculates a correction amount based on the obtained measurement result of the imaging characteristics so that the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe fall within the accuracy guarantee range, and based on the obtained correction amount, the correction mechanism 5, 6, 7, 11, and 21 are driven to correct the imaging characteristics. FIG. 4 shows a state in which the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 are simultaneously detected. By moving the mask stage MST, the mask-side AIS mark 31 and the substrate-side AIS mark 40 can be detected. Can be measured simultaneously. Then, based on the measurement results for each of the mask-side AIS marks 30 and 31, the control device CONT places the displacement of the mask M with respect to a desired position on the mask stage MST (the displacement in the θZ direction) and the expansion amount of the mask M. You can ask for information about
[0031]
Next, a method of exposing the pattern of the mask M to the photosensitive substrate P using the above-described exposure apparatus EX will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the entire exposure process. As shown in FIG. 5, when an exposure process start is instructed by the operator (step S1), the control device CONT executes the first lens calibration process on the projection optical systems PLa to PLe in preparation for the exposure process. (Step S2).
When the first lens calibration process is completed, the mask M and the photosensitive substrate P for manufacturing a device are transported to the mask stage MST and the substrate stage PST, respectively. After the alignment process between the mask M and the photosensitive substrate P is performed, the control device CONT illuminates the mask M with the exposure light EL by the illumination optical system IL, and exposes the pattern of the mask M through the projection optical system PL. The image is transferred to the substrate P (Step S3).
When the exposure processing is continuously performed, the imaging characteristics of the projection optical system PL fluctuate with time due to the irradiation heat of the exposure light, the pressure change in the installation space, and the like. When the imaging characteristics of the projection optical system PL change, the imaging characteristics on the photosensitive substrate P, that is, the image arrangement of the projection images of the projection optical systems PLa to PLe on the photosensitive substrate P (the relative positions of the projection regions 50a to 50e). Position), and a position error with respect to the target position of the pattern on the photosensitive substrate P occurs. Further, a pattern error on the photosensitive substrate P also occurs due to other temporal factors such as expansion of the mask due to irradiation heat of the exposure light.
The control unit CONT performs projection after a predetermined time after the first calibration process or after a predetermined number of exposure processes on the photosensitive substrate P so that the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe fall within a certain accuracy guarantee range. A second calibration process is performed on the optical systems PLa to PLe (step S4).
Then, when the second calibration processing is completed, the exposure processing on the photosensitive substrate P is restarted (Step S5).
Then, an exposure process is performed, and after a predetermined time from the second calibration process or after a predetermined number of exposures of the photosensitive substrate P, a third calibration process is executed (step S6).
Then, when the third calibration process is completed, an exposure process is performed (step S7).
Hereinafter, the calibration process and the exposure process are performed alternately, and the calibration process is performed at predetermined time intervals or at predetermined substrate processing number.
[0032]
FIG. 6 is a flowchart of the first calibration process (that is, step S2 in FIG. 5).
In the calibration process, the control unit CONT measures the imaging characteristics of the projection optical system PL, sets a correction amount such that the imaging characteristics of the projection optical system PL falls within the accuracy guarantee range, and based on the set correction amount. To calibrate the projection optical system PL.
When the execution of the calibration process for projection optical system PL is instructed (step SA1), first, control device CONT moves each of mask stage MST and substrate stage PST to the mark measurement position (step SA2).
Specifically, first, in order to measure the imaging characteristics of the projection optical systems PLa, PLc, and PLe, the control device CONT sets the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 to the projection optical systems PLa, PLc, The mask stage MST and the substrate stage PST are moved to overlapping positions (mark measurement positions) in the PLe projection regions 50a, 50c, 50e. At this time, the marks 30 and 40 are arranged at the joints pa, pb, pe, pf, pi, and pj.
[0033]
Next, the control unit CONT measures the amount of misalignment, which is the relative position between the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40, using the AIS light receiving system 60, and forms an image of the projection optical systems PLa, PLc, PLe. The characteristics are measured (step SA3).
That is, the mask-side AIS mark 30 is formed on the substrate-side AIS mark 40 by the exposure light EL from the illumination optical system IL via the projection optical systems PLa, PLc, and PLe, and the formed mask-side AIS mark 30 is formed. Are imaged by the AIS light receiving system 60 (image sensor 62). By measuring the relative position between the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40, the respective imaging characteristics (shift, scaling, rotation) of the projection optical systems PLa, PLc, PLe are obtained.
[0034]
The measurement result of the AIS light receiving system 60 is output to the control device CONT, and the control device CONT determines the respective imaging characteristics of the projection optical systems PLa, PLc, and PLe based on the measurement result of the imaging characteristics of the AIS light receiving system 60. A correction amount for correction (calibration) is obtained (step SA4).
[0035]
The controller CONT obtains the amount of displacement between the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 from the measurement result of the AIS light receiving system 60. The control device CONT obtains values (target values, target positions) at which the square value of the displacement amount becomes the minimum based on the measurement results of the imaging characteristics of the projection optical systems PLa, PLc, and PLe by the AIS light receiving system 60. Then, a correction amount for correcting the respective imaging characteristics of the projection optical systems PLa, PLc, and PLe with respect to the target value is obtained. Here, the correction amount includes the driving amounts of the driving devices 5Ad, 5Bd, 6Ad, 6Bd, 7d, 11d, and 21d of the correction mechanism described above. Then, the control device CONT corrects the imaging characteristics of the projection optical systems PLa, PLc, and PLe (image array correction of the projected image) based on the obtained correction amount (step SA5).
[0036]
On the other hand, when measuring the imaging characteristics of the projection optical systems PLb and PLd, the control device CONT moves the mask stage MST and the substrate stage PST to project the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 onto the projection optical system. The systems PLb and PLd are moved to overlapping positions in the projection areas 50b and 50d. Specifically, the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 are arranged at joints pc, pd, pg, and ph of the projection regions 50a and 50b. Then, in the same procedure as above, the AIS light receiving system 60 takes an image of the imaged mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40, obtains the amount of positional shift between these marks, and sets the projection optical systems PLb and PLe. A correction amount for calibration is obtained, and based on the obtained correction amount, the imaging characteristics of the projection optical systems PLb and PLd are corrected (image array correction of the projected image).
[0037]
Next, the control device CONT loads the mask M onto the mask stage MST and loads the photosensitive substrate P onto the substrate stage PST using a transfer device (not shown). Then, the control unit CONT moves the mask M and the photosensitive substrate P synchronously in the X-axis direction while testing the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P via the projection optical systems PLa to PLe that have been subjected to the calibration processing. (Test SA) (step SA6).
In the test exposure, the control device CONT performs an exposure process while scanning only the substrate stage PST supporting the photosensitive substrate P in the X-axis direction while the mask stage MST supporting the mask M is stopped. Next, a first layer pattern is formed. Next, the control unit CONT moves the mask stage MST supporting the mask M and the substrate stage PST supporting the photosensitive substrate P in the X-axis direction while synchronizing the pattern of the mask M (the pattern of the second layer) with the photosensitive substrate. The pattern is superimposed on the pattern of the first layer formed on P. Then, the control device CONT measures the pattern shape of the first layer and the pattern shape of the second layer formed on the photosensitive substrate P with the pattern shape measuring device 102.
[0038]
The control device CONT controls a mask M (mask stage MST) that moves in the X-axis direction based on the pattern shape measurement results of the first and second layers on the photosensitive substrate P by the pattern shape measurement device 102. The imaging characteristics of the projection optical system PL on the photosensitive substrate P according to the position are measured (step SA7: first measurement step, measurement step).
That is, when the imaging characteristic on the photosensitive substrate P does not change due to the movement of the mask stage MST, the first layer pattern and the second layer pattern are superimposed in a desired state. If bending deformation occurs in the mask M or the mask stage MST, or bending deformation occurs in the column (support base) of the exposure apparatus that supports the mask stage MST due to movement of the mask stage MST, the first layer pattern and the second The desired pattern does not overlap with the pattern of the second layer, for example, in the vicinity of the center in the scanning direction. Therefore, the control device CONT measures the pattern shapes of the first layer and the second layer using the pattern shape measuring device 102, and thereby the projection optical system PL corresponding to the position of the moving mask M (mask stage MST). Can be measured on the photosensitive substrate P. Accordingly, when the control device CONT synchronously moves the mask M and the photosensitive substrate P in the X-axis direction, the control device CONT transfers the pattern of the mask M onto the photosensitive substrate P via the projection optical system PL in the X-axis direction. The displacement of the pattern of the second layer with respect to the pattern of the first layer at each position in the direction can be measured.
[0039]
The control device CONT sets the first correction amount for correcting the imaging characteristics of the projection optical system PL using the setting device 100 based on the measurement result measured in step SA7 (step SA8: first setting step) ).
The first correction amount is a correction amount for the imaging characteristic fluctuation depending on the position of the mask stage MST moving in the X-axis direction. The setting device 100 corrects the image formation characteristic of the projection optical system PL at each position in the synchronous movement direction so as to be within the accuracy guarantee range (the driving device 5Ad). , 5Bd, 6Ad, 6Ad, 7d, 11d, 21d, etc.).
[0040]
The set first correction amount is stored in the storage device 103 connected to the control device CONT (step SA9). Thus, the first calibration process ends (step SA10).
[0041]
FIG. 7 is a flowchart of the exposure process (that is, step S3 in FIG. 5). When the first calibration process is completed and the start of the exposure process for manufacturing the device is instructed (step SB1), the control device CONT determines the X-axis based on the first correction amount set in step SA8. The mask M is illuminated with the exposure light EL by the illumination optical system IL while correcting the imaging characteristics using the correction mechanism provided in the projection optical system PL in accordance with the position of the mask M (mask stage MST) moving in the direction. Then, the first layer pattern (first pattern) is transferred to the photosensitive substrate P (step SB2).
The control device CONT drives the correction mechanisms of the projection optical systems PLa to PLe based on the stage position detection results by the laser interferometers 1x and 3x.
[0042]
The control device CONT measures the shape of the first layer pattern (first pattern) formed on the photosensitive substrate P using the pattern shape measuring device 102 (step SB3).
The control device CONT determines whether the shape measurement result of the first layer pattern is within an allowable range with respect to a preset target shape of the pattern (step SB4).
Here, the allowable range is set based on whether or not the manufactured device can exhibit desired performance, and information on the allowable range is stored in the storage device 103 in advance. The control device CONT compares the information stored in the storage device 103 with the pattern shape measurement result, and determines whether the pattern shape measurement result is within an allowable range.
[0043]
If it is determined in step SB4 that the pattern shape measurement result is significantly different from the target shape (out of the allowable range), the control device CONT executes the operation for correcting the imaging characteristics again. That is, the process returns to step S2. At this time, the control device CONT uses the notification device 101 to notify that the operation of correcting the imaging characteristics when the pattern of the first layer is transferred to the photosensitive substrate P is performed again (step SB5).
As described above, when the pattern shape measurement result of the first layer is out of the allowable range, the control device CONT determines that a device capable of exhibiting the desired performance is not manufactured, and when transferring the pattern of the first layer. The resetting operation of the correction amount is performed.
[0044]
On the other hand, when it is determined in step SB4 that the pattern shape measurement result is within the allowable range with respect to the target shape, the control device CONT controls the second layer pattern with respect to the first layer pattern on the photosensitive substrate P. Exposure processing for superimposing the pattern (second pattern) is performed (step SB6).
Here, when exposing the pattern of the second layer to the photosensitive substrate P, the control unit CONT exposes the pattern of the second layer to the photosensitive layer P based on the shape measurement result of the pattern of the first layer measured in step SB3. The correction amount related to the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe when exposing the substrate P is reset, and the exposure process is performed while correcting the imaging characteristics based on the reset correction amount. That is, exposure is performed while correcting the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe so that the pattern of the second layer can be overlapped with the pattern of the already formed first layer with a predetermined accuracy. Processing is performed. Thereby, the overlay accuracy of the patterns of the first layer and the second layer can be improved.
Hereinafter, a device is manufactured by sequentially laminating a plurality of patterns on the photosensitive substrate P in the same procedure (step SB7).
[0045]
FIG. 8 is a flowchart of the second calibration process (that is, step S4 in FIG. 5).
When the exposure processing is continuously performed, the projection optical systems PLa to PLe change the imaging characteristics with time due to the irradiation heat of the exposure light, the pressure change in the installation space, and the like. Then, the imaging characteristic of the pattern transferred onto the photosensitive substrate P changes. When the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe change, the image arrangement (the relative positions of the projection areas) of the projection images of the respective projection optical systems PLa to PLe on the substrate changes, and the target of the pattern on the substrate changes. A position error with respect to the position occurs. Further, a pattern position error on the photosensitive substrate P occurs due to other temporal factors such as expansion of the mask due to irradiation heat of the exposure light.
[0046]
The control device CONT performs a predetermined time after the first calibration process (that is, step S2) or a predetermined number of exposure processes on the photosensitive substrate P so that the imaging characteristics of the projection optical system PL fall within a certain accuracy guarantee range. Thereafter, a second calibration process for the projection optical systems PLa to PLe is started (step SC1). Specifically, similarly to the procedure described above, first, the mask stage MST and the substrate stage PST are moved to the mark measurement position (Step SC2).
[0047]
Next, the control device CONT measures the relative position between the mask-side AIS mark 30 and the substrate-side AIS mark 40 provided on the −X side of the mask M via the projection optical system PL using the AIS light receiving system 60. . Next, the controller CONT moves the mask stage MST and the substrate stage PST, and moves the relative position between the mask-side AIS mark 31 and the substrate-side AIS mark 40 provided on the + X side of the mask M via the projection optical system PL. Is measured using the AIS light receiving system 60. The controller CONT measures the imaging characteristics of each of the projection optical systems PLa to PLe based on the mark detection result, as in step S2 (step SC3: second measurement step, image position measurement step).
[0048]
By measuring the imaging characteristics of each of the projection optical systems PLa to PLe on the substrate based on the mark detection detection result, the control device CONT controls the image arrangement of the projection images of the projection optical systems PLa to PLe on the photosensitive substrate P. (Relative position of the projected image), that is, the position error of the pattern with respect to the target position on the photosensitive substrate P is obtained. Thus, the control device CONT periodically measures the optical displacement of the projection images projected by the projection optical systems PLa to PLe. Further, the control device CONT measures information on the expansion of the mask M and a displacement (a displacement in the θZ direction) of the mask M with respect to the mask stage MST based on the measurement results of each of the mask-side AIS marks 30 and 31. be able to. Accordingly, it is possible to measure the position error of the pattern with respect to the target position on the photosensitive substrate P due to the expansion (or displacement) of the mask M. Here, a pattern position error due to a change in the image arrangement of the projected image and a pattern position error caused by expansion of the mask M are caused by temporal factors such as exposure light irradiation heat.
[0049]
Based on the measurement result of the imaging characteristic (measurement result of the pattern position error) measured in step SC3, control device CONT sets the second imaging characteristic of projection optical systems PLa to PLe within the accuracy assurance range. Set the correction amount. As described above, the second correction amount set here is a correction amount for the image arrangement of the projected image and the expansion amount of the mask M, that is, a correction amount for correcting a pattern position error (step SC4: second setting). Steps).
[0050]
Then, in the second calibration process, test exposure as in the first calibration process is not performed. That is, the fluctuation of the imaging characteristics of the projection optical systems PLa to PLe on the photosensitive substrate P according to the respective positions of the moving mask M in the synchronous movement direction is caused by bending deformation of the mask M and the mask stage MST. It does not change with time, but depends on the position of the mask M (mask stage MST). Therefore, here, the correction amount (second correction amount) for the position error of the pattern occurring with time is reset, but the correction amount (first correction amount) for the fluctuation of the imaging characteristic according to the position of the mask M is set. Do not reset. Then, the first correction amount set in step SA6 of the first calibration process and stored in the storage device 103 is used as the correction amount for the imaging characteristic according to the position of the mask M.
[0051]
In addition, when the correction amount for the error depending on the mask position is set, the position of the pattern on the entire surface of the mask is not calculated, but the second calibration is performed at several positions of the mask M, for example, on both sides. The position of a certain pattern is measured, and the position error of the pattern at the intermediate position of the mask M is obtained by interpolation according to the number of measurement points. In the case of two points, primary linear interpolation may be performed to obtain the correction amount (second correction amount).
[0052]
The controller CONT depends on the position error of the pattern and the position of the mask M based on the second correction amount newly set in step SC4 and the first correction amount set in step SA8 and stored in the storage device 103. A correction amount is set in accordance with the image formation characteristics on the photosensitive substrate P (step SC5: correction step, correction calculation step). That is, the control device CONT uses the second correction amount set for correcting the imaging characteristics (optical characteristics) of the projection optical systems PLa to PLe based on the second correction amount set in the X-axis direction to be used in the next exposure processing. The first correction amount for the displacement at the step is corrected. Thus, the second calibration process is completed (step SC6).
[0053]
In the next exposure process (step S5 in FIG. 5), based on the first and second correction amounts, the position error of the pattern and the image forming characteristic on the photosensitive substrate P corresponding to the position of the mask M are corrected together. Exposure processing is performed while performing. That is, the control device CONT corrects the first correction amount based on the second correction amount set in step SC4 and performs exposure processing during the synchronous movement.
Then, in the third and subsequent calibration processes, the same process as the above-described second calibration process is executed.
[0054]
As described above, the first correction amount with respect to the variation of the imaging characteristics of the projection optical system on the substrate depending on the position of the mask is obtained in advance, and the position error of the pattern is periodically determined during the calibration process. Performs only a measurement operation for setting a second correction amount for the first correction amount, performs a correction operation on the previously determined first correction amount with the newly set second correction amount, and uses the result of the correction operation to execute the projection optical system. Since the exposure processing is performed while correcting the imaging characteristics of PLa to PLe, the processing time of the entire calibration processing can be reduced. Therefore, even if test exposure is not performed each time the calibration processing is performed, the exposure processing can be performed while keeping the imaging characteristics of the projection optical system within the accuracy guarantee range.
[0055]
By the way, if the movable mirror 2y of the laser interferometer used for measuring the position of the mask stage MST in the Y-axis direction is bent in the horizontal direction (Y-axis direction), laser interference occurs due to the bending of the movable mirror 2y. An error may occur in the output value of the total 1y, and as shown in the schematic diagram of FIG. 9, an inconvenience may occur such that the movement trajectory of the mask stage MST in the scanning direction is curved in the Y-axis direction. Such inconvenience also occurs when the column bends in the horizontal direction (Y-axis direction) as the mask stage MST moves. Here, the movement locus does not change with time. The controller CONT first measures the pattern shape formed on the photosensitive substrate P by the test exposure in step SA6 described above to correct the movement locus. Next, in step SA7 described above, the control device CONT obtains a movement locus including the position in the Y-axis direction of the mask M that moves in the X-axis direction based on the pattern shape measurement result (position measurement step). Then, in step SA8 described above, control device CONT sets a position correction amount in the Y-axis direction of mask stage MST (mask M) that moves in the X-axis direction based on the measurement result of the position measurement step (third setting). Steps). This position correction amount is a correction amount for linearly moving the mask stage MST that moves so as to be curved, and includes a drive amount of the mask stage driving unit MSTD in the Y-axis direction. The set position correction amount is stored in the storage device 103 (step SA9). Then, when performing the exposure processing, the position (movement trajectory) of the mask M (mask stage MST) in the Y-axis direction is corrected via the mask stage driving unit MSTD based on the position correction amount set in the third setting step. While performing the exposure process.
[0056]
By correcting the position fluctuation (movement trajectory) of the mask stage MST in the Y-axis direction by the mask stage drive section MSTD, the driving amount of the correction mechanism of the projection optical system PL can be suppressed. That is, when the movement trajectory of the mask stage MST is not corrected by the mask stage driving unit MSTD, if the curvature of the movement trajectory is large, for example, the drive amount of the shift correction mechanism 5B that shifts the projected image in the Y-axis direction must be increased. Instead, the set correction amount may exceed the driving limit of the driving device 5Bd of the correction mechanism 5B. However, by correcting the movement locus of the mask stage MST by driving the mask stage driving unit MSTD, the amount of drive of the shift correction mechanism 5B can be suppressed, and even when the curvature of the movement locus is large, the photosensitive substrate Exposure processing can be performed accurately at each position in the P scanning direction.
Although the movement locus of the mask stage MST has been described above as being corrected by correcting the drive amount of the mask stage drive section MSTD, the movement locus of the mask stage MST can be corrected by correcting the measurement result of the laser interferometer. The correction may be made. Furthermore, it is also possible to adopt a configuration in which a part of the movement locus of the mask stage MST is corrected by correcting the measurement result of the laser interferometer, and the remaining part is corrected by the shift adjustment mechanism.
[0057]
In the above embodiment, the correction amount is set for each of the plurality of projection optical systems PLa to PLe, and the imaging characteristics are individually corrected. For example, the plurality of projection optical systems PLa to PLe are divided into a plurality of groups. Alternatively, the average of the correction amounts may be obtained for each group, and the imaging characteristics may be corrected based on the obtained average. Thereby, the measurement error of the imaging characteristics can be reduced.
[0058]
In each of the above embodiments, the mark used for measuring the imaging characteristics of the projection optical system is provided on each of the mask and the substrate stage. However, the mark may be provided on the mask stage and the photosensitive substrate.
[0059]
As the exposure apparatus EX of the above embodiment, in addition to the scanning type exposure apparatus that exposes the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P, the mask M and the photosensitive substrate P are kept stationary. , The pattern of the mask M is exposed, and the photosensitive substrate P can be sequentially moved stepwise to apply to a step-and-repeat type exposure apparatus.
[0060]
The application of the exposure apparatus EX is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that exposes a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, but may be, for example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or a thin film magnetic head. It can be widely applied to an exposure apparatus.
[0061]
The light source 1 of the exposure apparatus EX of the present embodiment includes not only g-line (436 nm), h-line (405 nm) and i-line (365 nm), but also a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), F 2 A laser (157 nm) can also be used.
[0062]
The magnification of the projection optical system PL may be not only the same magnification system but also any of a reduction system and an enlargement system. When far ultraviolet rays such as an excimer laser are used as the projection optical system PL, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material. 2 When a laser or X-ray is used, a catadioptric or refractive optical system is used.
[0063]
When a linear motor is used for the substrate stage PST and the mask stage MST, any of an air levitation type using an air bearing and a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. Further, the stage may be of a type that moves along a guide, or may be a guideless type in which a guide is not provided.
[0064]
When a plane motor is used as a stage driving device, one of a magnet unit (permanent magnet) and an armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the stage moving surface side (base). May be provided.
[0065]
The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be mechanically released to the floor (ground) by using a frame member as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166475. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
[0066]
The reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention is also applicable to an exposure apparatus having such a structure.
[0067]
As described above, the exposure apparatus of the embodiment of the present application provides various subsystems including the components listed in the claims of the present application, so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by assembling. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems includes mechanical connection, wiring connection of an electric circuit, and piping connection of a pneumatic circuit among the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.
[0068]
As shown in FIG. 10, in the semiconductor device, a step 201 for designing the function and performance of the device, a step 202 for manufacturing a mask based on the design step, a step 203 for manufacturing a substrate as a base material of the device, It is manufactured through a substrate processing step 204 of exposing a mask pattern to a substrate by the exposure apparatus of the embodiment, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step) 205, an inspection step 206, and the like.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the imaging characteristics of the projection optical system on the substrate according to the position of the moving mask and the positional error of the pattern generated over time are corrected, the substrate and the stage can be adjusted. Even if the size increases and nonlinear deformation such as bending occurs, accurate exposure processing can be performed with high productivity at each position in the scanning direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a positional relationship between a mark group provided on a mask and a substrate stage and a projection area.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a mark measurement operation.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an exposure method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a first calibration processing procedure;
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an exposure processing procedure.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a second and subsequent calibration processing procedures;
FIG. 9 is a schematic diagram showing a movement locus of a mask stage.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
1y: Y laser interferometer (position measurement device), 5: shift adjustment mechanism (correction mechanism),
6 image plane adjustment mechanism (correction mechanism), 7 scaling adjustment mechanism (correction mechanism),
11, 12 ... rotation adjustment mechanism (correction mechanism),
60: AIS light receiving system (measuring device), 100: setting device, 101: notification device,
102: pattern shape measuring device (measuring device), CONT: control device,
EL: exposure light, EX: exposure apparatus, M: mask, MST: mask stage,
P: photosensitive substrate (substrate), PL (PLa to PLe): projection optical system,
PST… Substrate stage

Claims (10)

マスクと感光性の基板とを第１の方向に同期移動しつつ露光光により前記マスクのパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光方法において、
前記移動するマスクの位置に応じた前記投影光学系の前記基板上での結像特性を計測する第１計測ステップと、
前記第１計測ステップの計測結果に基づいて前記投影光学系の結像特性を補正するための第１補正量を設定する第１設定ステップと、
経時的に生じる前記マスクのパターンの位置誤差を前記投影光学系を介して計測する第２計測ステップと、
前記第２計測ステップの計測結果に基づいて前記位置誤差を補正するための第２補正量を設定する第２設定ステップと、
前記設定した前記第１及び第２補正量に基づいて、前記投影光学系の結像特性と前記位置誤差とを合わせて補正する補正ステップとを有することを特徴とする露光方法。An exposure method for transferring a pattern of the mask to the substrate via a projection optical system by exposure light while synchronously moving a mask and a photosensitive substrate in a first direction,
A first measurement step of measuring an imaging characteristic of the projection optical system on the substrate according to the position of the moving mask;
A first setting step of setting a first correction amount for correcting an imaging characteristic of the projection optical system based on a measurement result of the first measurement step;
A second measurement step of measuring a position error of the mask pattern occurring with time via the projection optical system;
A second setting step of setting a second correction amount for correcting the position error based on the measurement result of the second measurement step;
An exposure method, comprising: correcting based on the set first and second correction amounts, a correction in accordance with an imaging characteristic of the projection optical system and the position error. 前記移動する前記マスクの位置に合わせて前記投影光学系に設けられた補正機構を用いて前記結像特性を補正しつつパターン転写することを特徴とする請求項１記載の露光方法。2. The exposure method according to claim 1, wherein the pattern transfer is performed while correcting the image forming characteristics using a correction mechanism provided in the projection optical system in accordance with the position of the moving mask. 前記移動する前記マスクの前記第１の方向と交差する第２の方向の位置を計測する位置計測ステップと、
前記位置計測ステップの計測結果に基づいて前記マスクの前記第２の方向における位置補正量を設定する第３設定ステップとを有し、
前記補正ステップは、前記設定した前記位置補正量に基づいて前記マスクの前記第２の方向における位置を補正する動作を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。A position measuring step of measuring a position of the moving mask in a second direction intersecting the first direction;
A third setting step of setting a position correction amount of the mask in the second direction based on the measurement result of the position measurement step,
The exposure method according to claim 1, wherein the correcting step includes an operation of correcting a position of the mask in the second direction based on the set position correction amount. 前記基板上に形成された第１のパターンに第２のパターンを重ね合わせる際、前記第１のパターン形状を計測し、該計測結果に基づいて前記第２のパターンを前記基板に転写する際の前記補正量を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法。When superimposing a second pattern on a first pattern formed on the substrate, measuring the shape of the first pattern and transferring the second pattern to the substrate based on the measurement result. The exposure method according to claim 1, wherein the correction amount is set. 予め設定されたパターンの目標形状に対して前記第１のパターンの形状計測結果が許容範囲外である場合に、前記第１のパターンを前記基板に転写する際の前記補正動作を再度行うように報知装置で報知することを特徴とする請求項４記載の露光方法。When a shape measurement result of the first pattern is out of an allowable range with respect to a target shape of a preset pattern, the correction operation when transferring the first pattern to the substrate is performed again. The exposure method according to claim 4, wherein the notification is performed by a notification device. 前記投影光学系は複数並んで設けられており、
前記複数の投影光学系を複数のグループに分け、該グループ毎に前記補正量の平均値を求めて補正動作を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の露光方法。A plurality of the projection optical systems are provided side by side,
The exposure method according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of projection optical systems are divided into a plurality of groups, and a correction operation is performed by calculating an average value of the correction amounts for each group. マスクと感光性の基板とを所定の方向に同期移動しつつ露光光により前記マスクのパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光方法において、
前記所定の方向に同期移動する際、前記マスクのパターンを前記基板上に前記投影光学系を介して投影される像の前記所定の方向での複数の各位置での位置ずれを計測する計測ステップと、
前記計測ステップで求められた位置ずれの補正量を同期移動の移動時に補正する補正ステップと、
定期的に前記投影光学系で投影される前記像の光学的な位置ずれを計測する像位置計測ステップと、
前記像位置計測ステップで計測された結果を用いて、前記投影光学系の光学特性を補正するとともに、前記補正ステップで用いる前記位置ずれの補正量を補正演算する補正演算ステップとを有することを特徴とする露光方法。An exposure method in which a pattern of the mask is transferred to the substrate via a projection optical system by exposure light while synchronously moving a mask and a photosensitive substrate in a predetermined direction,
A measuring step of measuring a positional shift at each of a plurality of positions in the predetermined direction of an image projected on the substrate through the projection optical system when the mask pattern is synchronously moved in the predetermined direction. When,
A correction step of correcting the correction amount of the positional deviation obtained in the measurement step at the time of moving the synchronous movement,
An image position measurement step of periodically measuring an optical displacement of the image projected by the projection optical system,
A correction operation step of correcting an optical characteristic of the projection optical system using a result measured in the image position measurement step, and correcting and calculating a correction amount of the position shift used in the correction step. Exposure method. 前記像位置計測ステップは、前記マスクに設けられた複数のマーク群を用いて計測することを特徴とする請求項７記載の露光方法。8. The exposure method according to claim 7, wherein in the image position measuring step, the measurement is performed using a plurality of mark groups provided on the mask. マスクと感光性の基板とを第１の方向に同期移動しつつ露光光により前記マスクのパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置において、
前記マスクを支持して移動するマスクステージと、
前記移動する前記マスクステージの位置に応じた前記投影光学系の前記基板上での結像特性を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて前記投影光学系の結像特性を補正するための第１補正量を設定する設定装置と、
前記設定した前記第１補正量に基づいて、前記投影光学系の結像特性を補正する制御装置とを備え、
前記計測装置は、経時的に生じる前記マスクのパターンの位置誤差を前記投影光学系を介して計測し、
前記設定装置は、前記経時的に生じた前記マスクのパターンの位置誤差を前記計測装置で計測した計測結果に基づいて前記位置誤差を補正するための第２補正量を設定し、
前記制御装置は、前記設定した前記第１及び第２補正量に基づいて、前記投影光学系の結像特性と前記位置誤差とを合わせて補正することを特徴とする露光装置。An exposure apparatus that transfers a pattern of the mask to the substrate via a projection optical system by exposure light while synchronously moving a mask and a photosensitive substrate in a first direction,
A mask stage that moves while supporting the mask,
A measuring device that measures the imaging characteristics of the projection optical system on the substrate according to the position of the moving mask stage,
A setting device for setting a first correction amount for correcting an imaging characteristic of the projection optical system based on a measurement result of the measurement device;
A control device that corrects an imaging characteristic of the projection optical system based on the set first correction amount,
The measurement device measures the position error of the pattern of the mask occurring with time via the projection optical system,
The setting device sets a second correction amount for correcting the position error based on a measurement result obtained by measuring the position error of the pattern of the mask generated with time by the measurement device,
An exposure apparatus, wherein the control device corrects the image forming characteristic of the projection optical system and the position error in accordance with the set first and second correction amounts. 前記移動する前記マスクステージの前記第１の方向と交差する第２の方向の位置を計測する位置計測装置を備え、
前記設定装置は、前記位置計測装置の計測結果に基づいて前記マスクステージの前記第２の方向における位置補正量を設定し、
前記制御装置は、前記設定した前記位置補正量に基づいて前記マスクステージの前記第２の方向における位置を補正することを特徴とする請求項９記載の露光装置。A position measuring device that measures a position of the moving mask stage in a second direction that intersects the first direction,
The setting device sets a position correction amount in the second direction of the mask stage based on a measurement result of the position measurement device,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the control device corrects the position of the mask stage in the second direction based on the set position correction amount.
JP2002338209A 2002-11-21 2002-11-21 Exposure method and apparatus Withdrawn JP2004172471A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002338209A JP2004172471A (en) 2002-11-21 2002-11-21 Exposure method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002338209A JP2004172471A (en) 2002-11-21 2002-11-21 Exposure method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004172471A true JP2004172471A (en) 2004-06-17

Family

ID=32701492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002338209A Withdrawn JP2004172471A (en) 2002-11-21 2002-11-21 Exposure method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004172471A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100568A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Nikon Corp Scanning projection aligner, and method of manufacturing micro device
WO2006080285A1 (en) * 2005-01-25 2006-08-03 Nikon Corporation Exposure device, exposure method, and micro device manufacturing method
JP2006330534A (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Nikon Corp Reference index plate, method for adjusting reference index plate, exposing device and method for manufacturing micro device
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2019117403A (en) * 2019-03-22 2019-07-18 株式会社ニコン Exposure apparatus, display and method for manufacturing device
JP2020173444A (en) * 2020-04-20 2020-10-22 株式会社ニコン Pattern formation method
CN113439238A (en) * 2019-02-18 2021-09-24 佳能株式会社 Forming method, forming apparatus, and method of manufacturing article

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9885959B2 (en) 2003-04-09 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9760014B2 (en) 2003-10-28 2017-09-12 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US10281632B2 (en) 2003-11-20 2019-05-07 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical member with optical rotatory power to rotate linear polarization direction
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US10241417B2 (en) 2004-02-06 2019-03-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10234770B2 (en) 2004-02-06 2019-03-19 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP2006100568A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Nikon Corp Scanning projection aligner, and method of manufacturing micro device
TWI402627B (en) * 2005-01-25 2013-07-21 尼康股份有限公司 Exposure apparatus and exposure method and method of manufacturing microcomponent
WO2006080285A1 (en) * 2005-01-25 2006-08-03 Nikon Corporation Exposure device, exposure method, and micro device manufacturing method
US7864293B2 (en) 2005-01-25 2011-01-04 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and producing method of microdevice
JP4858439B2 (en) * 2005-01-25 2012-01-18 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method
KR101240130B1 (en) 2005-01-25 2013-03-07 가부시키가이샤 니콘 Exposure device, exposure method, and micro device manufacturing method
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
JP2006330534A (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Nikon Corp Reference index plate, method for adjusting reference index plate, exposing device and method for manufacturing micro device
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9857599B2 (en) 2007-10-24 2018-01-02 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN113439238A (en) * 2019-02-18 2021-09-24 佳能株式会社 Forming method, forming apparatus, and method of manufacturing article
JP2019117403A (en) * 2019-03-22 2019-07-18 株式会社ニコン Exposure apparatus, display and method for manufacturing device
JP2020173444A (en) * 2020-04-20 2020-10-22 株式会社ニコン Pattern formation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10571340B2 (en) Method and device for measuring wavefront using diffraction grating, and exposure method and device
JP4210871B2 (en) Exposure equipment
JP4168665B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4211272B2 (en) Exposure apparatus and exposure method
JP2004335864A (en) Aligner and exposure method
JP2004172471A (en) Exposure method and apparatus
JP2001274080A (en) Scanning projection aligner and positioning method thereof
US7154581B2 (en) Scanning exposure apparatus, manufacturing method thereof, and device manufacturing method
JP2006279029A (en) Method and device for exposure
JP4172204B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2004095653A (en) Aligner
JP4214849B2 (en) Exposure method and exposure apparatus
JP2000047390A (en) Exposure device and its production
KR100978303B1 (en) Exposure method and exposure apparatus
JP2010074075A (en) Correction information creation method, exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing device
JP6727554B2 (en) Exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and exposure method
JP2010192744A (en) Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
US20020159041A1 (en) Scanning exposure apparatus, scanning exposure method and mask
JP4817700B2 (en) Exposure apparatus and method, and device manufacturing method
JP2003031462A (en) Method of exposure and exposure system
US7864337B2 (en) Positioning apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4779630B2 (en) Alignment method, alignment apparatus, and exposure apparatus
JP2010266689A (en) Method and apparatus for exposure, and method for manufacturing device
JP4729899B2 (en) Scanning projection exposure apparatus, mask stage running correction method, and microdevice manufacturing method
JP2005026615A (en) Stage unit and exposure apparatus, and measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060207