JP2005166951A - Exposure method, exposure apparatus, and lithography system - Google Patents

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信二 若本
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure method capable of accurately transferring a pattern on a reticule onto a wafer. <P>SOLUTION: A correction function with respect to a dynamic characteristic of a reticule stage RST during relative scanning is generated from the baking result of a measurement mark to a reference wafer W<SB>T</SB>, and the position of the reticule stage RST during scanning exposure is controlled by using correction maps (R<SB>x</SB>(Y'<SB>i</SB>), R<SB>YL</SB>(Y'<SB>i</SB>), R<SB>YR</SB>(Y'<SB>i</SB>)) to correct shot distortion of its own apparatus. Further, an overlapping error of two different exposure apparatuses is detected by a result of actual overlapping baking to generate a function of correcting a positional deviation due to the detected overlapping error, and the correction maps on the basis of the function are used to control the position of the reticule stage RST during the scanning exposure, thereby correcting the overlapping error. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、露光方法、露光装置及びリソグラフィシステムに係り、さらに詳しくは、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期走査により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して物体上に転写する走査露光を行う露光方法及び露光装置、その露光装置を少なくとも1台含むリソグラフィシステムに関する。   The present invention relates to an exposure method, an exposure apparatus, and a lithography system, and more specifically, a pattern formed on the mask by synchronous scanning in a predetermined direction of the mask and the object with respect to illumination light via the projection optical system. The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus that perform scanning exposure to be transferred thereon, and a lithography system including at least one exposure apparatus.

従来より、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターンを、投影光学系を介して、表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)の他、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)等が用いられている。   Conventionally, when a semiconductor element or a liquid crystal display element or the like is manufactured by a photolithography process, a pattern of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as “reticle”) is formed on a surface with a photoresist or the like via a projection optical system. In addition to an exposure apparatus that transfers onto a substrate such as a wafer or glass plate coated with a photosensitive agent, for example, a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), step-and-scan scanning projection An exposure apparatus (so-called scanning stepper) or the like is used.

スキャニングステッパでは、レチクルを保持するレチクルステージとウエハを保持するウエハステージを、スキャン方向に同期走査させつつ露光(いわゆる走査露光)を行っている。走査露光では、投影光学系の収差の影響を低減し、かつ、大面積のショット領域を形成することができるという利点があり、最近では、両ステージの制御技術が格段に向上してきていることから、現在では、ステッパよりも、むしろスキャニング・ステッパの方が主流となってきている。   The scanning stepper performs exposure (so-called scanning exposure) while synchronously scanning the reticle stage holding the reticle and the wafer stage holding the wafer in the scanning direction. Scanning exposure has the advantages of reducing the influence of the aberration of the projection optical system and forming a shot area with a large area, and recently, the control technology for both stages has been greatly improved. Today, scanning steppers are becoming more popular than steppers.

一方、このような露光装置の性能に対する最も重要な要求は、レチクル上のパターンを、ウエハ上に正確に転写することである。この正確な転写を妨げる要因としては、投影光学系の結像特性に依存するショット歪や、上記ステージ制御技術における制御精度の低下が挙げられる。   On the other hand, the most important requirement for the performance of such an exposure apparatus is to accurately transfer the pattern on the reticle onto the wafer. Factors that hinder this accurate transfer include shot distortion that depends on the imaging characteristics of the projection optical system and a decrease in control accuracy in the stage control technique.

上記事情の下になされた本発明は、第1の観点からすると、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査露光を行う露光方法であって、前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する第1工程と;前記複数の計測マークの転写結果から、前記投影光学系の光軸に直交する2次元平面内における前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する第2工程と;前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記2次元平面内における動特性に関する少なくとも1つの関数を作成する第3工程と;前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する第4工程と;を含む露光方法である。   According to the first aspect of the present invention, the pattern formed on the mask is transferred to the object via the projection optical system by the synchronous movement of the mask and the object in a predetermined direction with respect to the illumination light. An exposure method for performing a scanning exposure to be transferred on, wherein a first step of transferring a plurality of measurement marks arranged on a mask onto a predetermined object by the scanning exposure; and transferring the plurality of measurement marks A second step of detecting, from the result, information relating to a positional shift of the transfer position of each measurement mark on the predetermined object in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system; The dynamic characteristics of the mask and the object during the scanning exposure in the two-dimensional plane, where the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction is an independent variable A third step of creating at least one function; when the scanning exposure is performed and the pattern is transferred onto the object, the function is used to either one of the object and the mask in the predetermined direction. A fourth step of controlling the position; and an exposure method.

これによれば、実際の走査露光による転写結果から得られる、マスクと物体との相対走査中の動特性に関する関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を精度良く制御することができる。   According to this, the position of either the object during scanning exposure or the mask is accurately controlled using a function relating to the dynamic characteristics during relative scanning between the mask and the object, which is obtained from the transfer result of actual scanning exposure. can do.

この場合において、前記第3工程では、前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも1つの補正関数を作成することとすることができる。   In this case, in the third step, as the function, the position of either the object or the mask in the predetermined direction is set as an independent variable, and the position of the object or the mask in the predetermined direction is set as the function. At least one correction function for correction may be created.

本発明は、第2の観点からすると、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査露光を行う露光装置であって、前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する転写装置と;前記複数の計測マークの転写結果から得られる、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記2次元平面内における動特性に関する少なくとも1つの関数を作成する関数作成装置と;前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する制御装置と;を備える露光装置である。   According to a second aspect of the present invention, scanning exposure is performed in which a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronous movement of the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. An exposure apparatus for performing a transfer apparatus that transfers a plurality of measurement marks arranged on a mask onto a predetermined object by the scanning exposure; and the predetermined direction obtained from a transfer result of the plurality of measurement marks. A function creation device for creating at least one function relating to the dynamic characteristics of the mask and the object in the two-dimensional plane during the scanning exposure, wherein the position of one of the object and the mask is an independent variable; When the scanning exposure is performed and the pattern is transferred onto the object, any one of the object and the mask related to the predetermined direction is used using the function. It is an exposure apparatus comprising a; controller and for controlling the position.

これによれば、マスクと物体との相対走査中の動特性に関する関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を制御することができる。   According to this, the position of one of the object and the mask during the scanning exposure can be controlled using the function relating to the dynamic characteristics during the relative scanning between the mask and the object.

本発明は、第3の観点からすると、少なくとも1台は、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査型露光装置である複数の露光装置と;前記複数の露光装置のうち、少なくとも一方の露光装置が走査型露光装置である2つの露光装置各々での露光による、マスク上に配置された複数の計測マークの重ね合わせ転写結果に基づいて、前記2つの露光装置の投影光学系の光軸に直交する2次元平面内における前記各計測マークの重ね合わせの位置ずれに関する情報を検出する検出装置と;前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記2つの露光装置間における前記重ね合わせの位置ずれを補正するための関数を作成する関数作成装置と;を備え、前記2つの露光装置のうちの少なくとも一方の走査型露光装置は、前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御するリソグラフィシステムである。   According to the third aspect of the present invention, at least one of the mask and the pattern formed on the mask is synchronized with the illumination light in a predetermined direction on the object via the projection optical system. A plurality of exposure apparatuses which are scanning exposure apparatuses to be transferred; at least one of the plurality of exposure apparatuses is arranged on a mask by exposure with each of two exposure apparatuses which are scanning exposure apparatuses A detection device that detects information on a positional deviation of the measurement marks in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system of the two exposure devices based on a result of overlay transfer of the plurality of measurement marks. And, based on the detection result, the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction as an independent variable, between the two exposure apparatuses. A function creation device that creates a function for correcting misalignment misalignment, and at least one of the two exposure devices scans the pattern onto the object, The lithography system uses the function to control the position of one of the object and the mask.

これによれば、2つの異なる露光装置の重ね合わせ誤差を実際の転写結果から検出して、検出された重ね合わせ誤差による位置ずれを補正するための関数を作成し、その関数を用いて、走査露光中の物体及びマスクのいずれか一方の位置を精度良く制御することができるようになる。   According to this, an overlay error of two different exposure apparatuses is detected from an actual transfer result, a function for correcting a positional deviation due to the detected overlay error is created, and scanning is performed using the function. The position of either the object being exposed or the mask can be controlled with high accuracy.

以下、本発明の一実施形態を、図1〜図10に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.

図1には、本発明の露光方法が適用される一実施形態に係るリソグラフィシステム100の構成が概略的に示されている。このリソグラフィシステム100は、N台の投影露光装置1101〜110N、記憶装置140、ターミナルサーバ150、及びホストコンピュータ160、計測装置190を備えている。この内、露光装置110k(k=1、2、……、N)、ターミナルサーバ150、計測装置190は、ローカルエリアネットワーク(LAN)170に接続されている。また、記憶装置140は、スカジー(SCSI)等の通信路180を介してホストコンピュータ160に接続されている。また、ホストコンピュータ160は、ターミナルサーバ150を介してLAN170に接続されている。すなわち、ハードウエア構成上では、露光装置110k、ターミナルサーバ150、ホストコンピュータ160及び計測装置190の相互間の通信経路が確保されている。なお、本システムにおける実際の構成要素相互間の通信については後述する。 FIG. 1 schematically shows the configuration of a lithography system 100 according to an embodiment to which the exposure method of the present invention is applied. The lithography system 100 includes N projection exposure apparatuses 110 1 to 110 N , a storage device 140, a terminal server 150, a host computer 160, and a measurement apparatus 190. Among these, the exposure apparatus 110 k (k = 1, 2,..., N), the terminal server 150, and the measurement apparatus 190 are connected to a local area network (LAN) 170. In addition, the storage device 140 is connected to the host computer 160 via a communication path 180 such as a skazy (SCSI). The host computer 160 is connected to the LAN 170 via the terminal server 150. That is, on the hardware configuration, a communication path among the exposure apparatus 110 k , the terminal server 150, the host computer 160 and the measurement apparatus 190 is secured. Note that communication between actual components in this system will be described later.

計測装置190としては、例えばウエハ上に形成された複数のマークを撮像して、該マーク間の相対的な位置関係(位置ずれ量)を測定する画像処理方式の計測装置が使用される。なお、図1に示される露光装置110pは、上述した装置とはLAN接続されていない露光装置であり、本実施形態においては、後述する基準ウエハWTを作成する際に使用されるものである。 As the measuring device 190, for example, an image processing type measuring device that images a plurality of marks formed on a wafer and measures a relative positional relationship (amount of positional deviation) between the marks is used. The exposure apparatus 110 p as shown in Figure 1, the above apparatus is an exposure apparatus that is not the LAN connection, in this embodiment, intended to be used to create a reference wafer W T to be described later is there.

前記露光装置1101〜110Nのそれぞれはステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置、すなわちいわゆるステッパ(以下、「静止型露光装置」と呼ぶ)であっても良いし、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちスキャニング・ステッパ(以下、「走査型露光装置」と呼ぶ)であっても良い。但し、露光装置1101〜110Nの少なくとも1台は、走査型露光装置であることが必要である。以下では、露光装置1101が少なくとも走査型露光装置であるものとして説明する。 Each of the exposure apparatuses 110 1 to 110 N may be a step-and-repeat type projection exposure apparatus, that is, a so-called stepper (hereinafter referred to as “static exposure apparatus”), or a step-and-scan system. Or a scanning stepper (hereinafter referred to as a “scanning exposure apparatus”). However, at least one of the exposure apparatuses 110 1 to 110 N needs to be a scanning exposure apparatus. In the following, it described as an exposure apparatus 110 1 is at least the scanning type exposure apparatus.

前記ホストコンピュータ(以下、「ホスト」と略称する)160は、このリソグラフィ工程を統括的に管理するコンピュータである。このホスト160は、このリソグラフィ工程を含む、半導体素子等の製造ラインを包括的に管理するコンピュータであっても良い。   The host computer (hereinafter abbreviated as “host”) 160 is a computer that comprehensively manages this lithography process. The host 160 may be a computer that comprehensively manages a production line for semiconductor elements and the like including this lithography process.

また、関数作成装置としてのホスト160は、露光装置1101〜110Nのうちの2つの露光装置間の重ね合わせ誤差をキャンセルするための後述する補正関数を作成する機能も有している。ホスト160によって作成された補正関数に関する情報は、ホスト160によって記憶装置140に格納されて管理され、露光装置110kに対して重ね合わせ露光を指示する際には、その補正関数に関する情報を、記憶装置140から読み出してその露光装置110kに送る。 The host 160 as a function creation device also has a function of creating a correction function to be described later for canceling an overlay error between two exposure devices among the exposure devices 110 1 to 110 N. Information about correction function created by the host 160, is managed by being stored in the storage device 140 by the host 160, when instructing the overlay exposure to the exposure apparatus 110 k is the information about the correction function, storage The data is read from the apparatus 140 and sent to the exposure apparatus 110 k .

前記LAN170には、バス型LAN及びリング型LANのいずれも採用可能であるが、本実施形態では、IEEE802規格のキャリア敏感型媒体アクセス/競合検出(CSMA/CD)方式のバス型LANを採用している。   The LAN 170 can be either a bus type LAN or a ring type LAN. In this embodiment, a carrier type medium access / contention detection (CSMA / CD) type bus type LAN of IEEE802 standard is adopted. ing.

前記計測装置190は、CCD等から成る撮像装置を備えており、露光装置110k等から搬送されてきたウエハを撮像し、その撮像結果に対し所定の画像処理を施すことにより、ウエハ上の後述する計測マークの像の転写位置を計測し、設計上の転写位置からの位置ずれ量を検出する。この計測装置190での前記位置ずれ量の検出結果は、露光装置110k又はホスト160に送られ、露光装置110k又はホスト160によって管理されるようになる。 The measuring device 190 is provided with an image pickup device such as a CCD, and picks up an image of the wafer conveyed from the exposure device 110 k and the like, and performs predetermined image processing on the image pickup result, thereby performing later-described processing on the wafer. The transfer position of the measurement mark image to be measured is measured, and the amount of displacement from the designed transfer position is detected. The amount of positional deviation detection result of the measuring device 190 is sent to the exposure device 110 k or the host 160, it becomes to be managed by the exposure apparatus 110 k or the host 160.

図2には、走査型露光装置の代表としての露光装置1101の概略的な構成の一例が示されている。この露光装置1101は、照明系10、マスクとしてのレチクルRが載置されるレチクルステージRST、投影光学系PL、物体としてのウエハWが保持されるウエハステージWST、アライメント検出系AS、及び装置全体を統括制御する主制御装置20等を備えている。 Figure 2 is an example of a schematic configuration of an exposure apparatus 110 1 as a representative of the scanning exposure apparatus is illustrated. The exposure apparatus 110 1 includes an illumination system 10, a reticle stage RST on which a reticle R as a mask is placed, a projection optical system PL, a wafer stage WST on which a wafer W as an object is held, an alignment detection system AS, and an apparatus A main controller 20 and the like for overall control are provided.

前記照明系10は、例えば特開平6−349701号公報等に開示されるように、光源、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変NDフィルタ、可変視野絞り(レチクルブラインド又はマスキング・ブレードとも呼ばれる)、及びダイクロイックミラー等(いずれも不図示)を含んで構成されている。オプティカル・インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)、あるいは回折光学素子などが用いられる。   The illumination system 10 includes, for example, a light source, an illuminance uniformizing optical system including an optical integrator, a relay lens, a variable ND filter, a variable field stop (reticle blind or masking) as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-349701. (Also referred to as a blade) and a dichroic mirror or the like (both not shown). As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like is used.

この照明系10では、回路パターン等が描かれたレチクルR上で、レチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域(X軸方向に細長い長方形状の照明領域)部分を照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)などの遠紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光などが用いられる。照明光ILとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線等)を用いることも可能である。 In this illumination system 10, on a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn, a slit-shaped illumination area (a rectangular illumination area elongated in the X-axis direction) defined by the reticle blind is illuminated with light (exposure light) IL. Illuminates with almost uniform illuminance. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. . As the illumination light IL, it is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.

前記レチクルステージRST上にはレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系10の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内で微少駆動可能であるとともに、所定方向(ここでは図2における紙面内左右方向であるY軸方向とする)に、設定された走査速度で駆動(走査動作)可能となっている。   On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST is XY perpendicular to the optical axis of illumination system 10 (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle stage drive unit (not shown) using a linear motor, a voice coil motor or the like as a drive source. It can be driven minutely in a plane and can be driven (scanning operation) in a predetermined direction (here, the Y-axis direction which is the left-right direction in FIG. 2) at a set scanning speed.

レチクルステージRSTには、レーザ光を反射するX軸方向及びY軸方向に面した例えば移動鏡から成る反射面が形成されており、レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、その反射面にレーザ光を照射するレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。   The reticle stage RST is formed with a reflecting surface made of, for example, a moving mirror that faces the X-axis direction and the Y-axis direction for reflecting the laser light. The position of the reticle stage RST within the stage moving surface is on the reflecting surface. It is always measured by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 that emits laser light with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm.

ここで、実際には、図3の平面図に示されるように、レチクルステージRSTのX軸方向の一側(+X側)の端部にはY軸方向に延びたX軸移動鏡38Xが固定され、+Y側の端部には、レトロリフレクタより成る2個のY軸移動鏡38YL,38YRがそれぞれ固定されている。また、これに対応してX軸移動鏡38Xに対向する位置には、図2のレチクル干渉計16を構成するレチクルX軸干渉計16Xが設けられ、Y軸移動鏡38YL,38YRそれぞれに対向する位置には一対のレチクルY軸干渉計16YL,16YRがそれぞれ設けられている。レチクルX軸干渉計16Xからは、X軸移動鏡38Xに向けて、X軸に平行にレーザビームLRXが照射され、レチクルY軸干渉計16YL,16YRのそれぞれからは、Y軸移動鏡38YL,38YRに向けてそれぞれY軸に平行にレーザビームLRL,LRRが照射されている。 Here, in practice, as shown in the plan view of FIG. 3, an X-axis moving mirror 38X extending in the Y-axis direction is fixed to one end (+ X side) of the reticle stage RST in the X-axis direction. Two Y-axis moving mirrors 38Y L and 38Y R made of a retroreflector are fixed to the + Y side end. Correspondingly, a reticle X-axis interferometer 16X constituting the reticle interferometer 16 of FIG. 2 is provided at a position facing the X-axis movable mirror 38X, and each of the Y-axis movable mirrors 38Y L and 38Y R is provided. A pair of reticle Y-axis interferometers 16Y L and 16Y R are provided at the opposing positions, respectively. From the reticle X-axis interferometer 16X, the laser beam LR X is irradiated in parallel to the X-axis toward the X-axis moving mirror 38X. From each of the reticle Y-axis interferometers 16Y L and 16Y R , the Y-axis moving mirror is irradiated. Laser beams LR L and LR R are irradiated toward 38Y L and 38Y R in parallel with the Y axis, respectively.

この場合、走査方向であるY軸方向の移動鏡(レトロリフレクタ)38YL,38YRで反射されたレーザビームLRL,LRRは、それぞれ反射ミラー39A,39Bで反射され、再び移動鏡38YL,38YRで反射されてレチクルY軸干渉計16YL,16YRに戻されている。なお、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面を形成し、この反射面を移動鏡の代わりに用いても良い。 In this case, the laser beams LR L and LR R reflected by the movable mirrors (retro-reflectors) 38Y L and 38Y R in the Y-axis direction that is the scanning direction are reflected by the reflective mirrors 39A and 39B, respectively, and again the movable mirror 38Y L , 38Y R and reflected back to the reticle Y-axis interferometers 16Y L , 16Y R. Note that the end surface of reticle stage RST may be mirror-finished to form a reflecting surface, and this reflecting surface may be used instead of the movable mirror.

上記3軸のレチクル干渉計の出力は、図2に示されるように、ステージ制御装置19を介して、主制御装置20に供給されており、主制御装置20では、レーザビームLRXを測長軸とする干渉計16Xの出力に基づいてレチクルステージRSTのX位置を計測し、レーザビームLRL,LRRをそれぞれ測長軸とする2つのY軸干渉計16YL,16YRそれぞれの出力に基づいて、それぞれのY軸干渉計16YL,16YRそれぞれの測長軸におけるX位置に関するレチクルステージRSTのY位置を計測する。また、干渉計16YL,16YRの出力の差分と、レーザビームLRL,LRRと、レチクルステージRSTの原点位置を通過するY軸に平行な直線との間隔Lとに基づいて、レチクルステージRSTのXY面内での回転角を算出している。 As shown in FIG. 2, the output of the three-axis reticle interferometer is supplied to the main controller 20 via the stage controller 19, and the main controller 20 measures the length of the laser beam LR X. The X position of reticle stage RST is measured based on the output of interferometer 16X as an axis, and the output of each of two Y-axis interferometers 16Y L and 16Y R using laser beams LR L and LR R as measurement axes, respectively. Based on this, the Y position of the reticle stage RST is measured with respect to the X position on the respective measurement axes of the Y axis interferometers 16Y L and 16Y R. Also, the interferometer 16Y L, and the difference between the output of 16Y R, based on the laser beam LR L, the interval L and LR R, a straight line parallel to the Y axis passing through the origin position of the reticle stage RST, reticle stage The rotation angle of the RST in the XY plane is calculated.

レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(ヨーイング量などの回転情報を含む)は、ステージ制御装置19及びこれを介して主制御装置20に供給される。ステージ制御装置19は、主制御装置20からの指示に応じて、レチクルステージRSTの位置情報に基づいて不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージRSTを駆動制御し、レチクルステージRST上に保持されたレチクルRの位置を制御する。   Position information (including rotation information such as yawing amount) of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to stage controller 19 and main controller 20 via this. In response to an instruction from main controller 20, stage controller 19 controls driving of reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on the position information of reticle stage RST, and holds it on reticle stage RST. The position of the reticle R is controlled.

レチクルRの上方には、X軸方向に所定距離隔てて一対のレチクルアライメント検出系22(但し、図2においては紙面奥側のレチクルアライメント検出系22は不図示)が配置されている。各レチクルアライメント検出系22は、ここでは図示が省略されているが、それぞれ照明光ILと同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するための検出系とを含んで構成されている。検出系は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、この検出系による撮像結果(すなわちレチクルアライメント検出系22によるマークの検出結果)は、主制御装置20に供給されている。この場合、落射照明系から射出された照明光をレチクルR上に導き、且つその照明によりレチクルRから発生する検出光をレチクルアライメント検出系22の検出系に導くための不図示のミラー(落射用ミラー)が照明光ILの光路上に挿脱自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、レチクルR上のパターンをウエハW上に転写するための照明光ILの照射の前に、主制御装置20からの指令に基づいて不図示の駆動装置により落射用ミラーは照明光ILの光路外に退避される。   Above the reticle R, a pair of reticle alignment detection systems 22 (however, in FIG. 2, the reticle alignment detection system 22 on the back side of the drawing is not shown) are arranged at a predetermined distance in the X-axis direction. Although not shown here, each reticle alignment detection system 22 includes an epi-illumination system for illuminating the detection target mark with illumination light having the same wavelength as the illumination light IL, and the detection target mark. And a detection system for capturing an image. The detection system includes an imaging optical system and an image sensor, and an imaging result (that is, a mark detection result by the reticle alignment detection system 22) by this detection system is supplied to the main controller 20. In this case, a mirror (not shown) for guiding the illumination light emitted from the epi-illumination system onto the reticle R and guiding the detection light generated from the reticle R by the illumination to the detection system of the reticle alignment detection system 22 Mirror) is detachably disposed on the optical path of the illumination light IL, and when the exposure sequence is started, before irradiation of the illumination light IL for transferring the pattern on the reticle R onto the wafer W, On the basis of a command from the main controller 20, the incident mirror is retracted out of the optical path of the illumination light IL by a driving device (not shown).

前記投影光学系PLは、レチクルステージRSTの図2における下方に配置され、その光軸AXの方向がZ軸方向とされている。投影光学系PLとしては、両側テレセントリックで所定の縮小倍率1/M(Mは、例えば4又は5である。)を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルRの照明領域が照明されると、レチクルRの回路パターンの照明領域部分の縮小像(部分倒立像)が投影光学系PLを介してウエハW上の前記照明領域に共役な投影光学系PLの視野内の投影領域に投影され、ウエハW表面のレジスト層に転写される。   The projection optical system PL is disposed below the reticle stage RST in FIG. 2, and the direction of the optical axis AX is the Z-axis direction. As projection optical system PL, a birefringent optical system having a predetermined reduction magnification 1 / M (M is 4 or 5, for example) is used. Therefore, when the illumination area of the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, a reduced image (partial inverted image) of the illumination area portion of the circuit pattern of the reticle R is passed through the projection optical system PL through the wafer W. The light is projected onto the projection area in the field of view of the projection optical system PL conjugate to the illumination area above, and transferred to the resist layer on the surface of the wafer W.

前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの図2における下方で、不図示のベース上に配置されている。このウエハステージWST上にウエハホルダ25が載置されている。このウエハホルダ25上にウエハWが例えば真空吸着等によって固定されている。   Wafer stage WST is arranged on a base (not shown) below projection optical system PL in FIG. Wafer holder 25 is placed on wafer stage WST. A wafer W is fixed on the wafer holder 25 by, for example, vacuum suction.

ウエハステージWSTは、図2のウエハステージ駆動部24により、X、Y、Z、θz(Z軸回りの回転方向)、θx(X軸回りの回転方向)、及びθy(Y軸回りの回転方向)の6自由度方向に駆動可能な単一のステージである。   Wafer stage WST is rotated by X, Y, Z, θz (rotation direction around Z axis), θx (rotation direction around X axis), and θy (rotation direction around Y axis) by wafer stage drive unit 24 in FIG. ) In a single stage that can be driven in the direction of 6 degrees of freedom.

ウエハステージWSTには、レーザ光を反射するX軸方向及びY軸方向に面した移動鏡等から成る反射面が形成されており、前記ウエハステージWSTの位置は、その反射面にレーザ光を照射する、外部に配置されたウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18により、例えば、0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。なお、実際には、X軸方向に測長軸を有する干渉計及びY軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図2ではこれらが代表的にウエハ干渉計18として示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージWSTのX、Y位置の他、回転(ヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能となっている。ステージ制御装置19は、主制御装置20からの指示に応じて、ウエハステージWSTの位置情報に基づいてウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを駆動制御し、ウエハステージWST上に保持されたウエハWの位置を制御する。   Wafer stage WST is formed with a reflecting surface composed of a moving mirror or the like facing the X-axis direction and Y-axis direction that reflects the laser beam. The position of wafer stage WST is irradiated with the laser beam. The wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 18 disposed outside is constantly measured with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. In practice, an interferometer having a length measuring axis in the X-axis direction and an interferometer having a length measuring axis in the Y-axis direction are provided, but these are typically shown as a wafer interferometer 18 in FIG. Has been. These interferometers are composed of multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes, and in addition to the X and Y positions of wafer stage WST, rotation (yawing (θz rotation that is rotation around the Z axis)), pitching (X axis) Rotation around (θx rotation) and rolling (θy rotation around Y axis)) can also be measured. In response to an instruction from main controller 20, stage controller 19 drives and controls wafer stage WST via wafer stage driver 24 based on the position information of wafer stage WST, and is held on wafer stage WST. The position of the wafer W is controlled.

また、ウエハステージWST上のウエハWの近傍には、基準マーク板FMが固定されている。この基準マーク板FMの表面は、ウエハWの表面とほぼ同じ高さに設定され、この表面には少なくとも一対のレチクルアライメント用基準マーク、及びアライメント検出系ASのベースライン計測用の基準マーク等が形成されている。   A reference mark plate FM is fixed in the vicinity of wafer W on wafer stage WST. The surface of the reference mark plate FM is set to substantially the same height as the surface of the wafer W, and at least a pair of reticle alignment reference marks, a reference mark for baseline measurement of the alignment detection system AS, and the like are provided on this surface. Is formed.

前記アライメント検出系ASは、投影光学系PLの側面に配置された、オフアクシス方式のアライメントセンサである。このアライメント検出系ASとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(アライメント検出系AS内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。なお、アライメント検出系ASのアライメントセンサとしては、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。このアライメント検出系ASの撮像結果は、主制御装置20へ出力されている。   The alignment detection system AS is an off-axis alignment sensor disposed on the side surface of the projection optical system PL. As this alignment detection system AS, for example, a broadband detection light beam that does not sensitize a resist on a wafer is irradiated onto a target mark, and an image of the target mark formed on a light receiving surface by reflected light from the target mark is not shown. An image processing system FIA (Field Image Alignment) that captures an image of an index (an index pattern on an index plate provided in the alignment detection system AS) using an imaging device (CCD) or the like and outputs the imaged signals. ) System sensors are used. The alignment sensor of the alignment detection system AS is not limited to the FIA system, and the target mark is irradiated with coherent detection light to detect scattered light or diffracted light generated from the target mark, or generated from the target mark. Of course, it is possible to use an alignment sensor that detects and interferes with two diffracted lights (for example, diffracted lights of the same order or diffracted in the same direction) alone or in appropriate combination. The imaging result of the alignment detection system AS is output to the main controller 20.

制御系は、図2中、主制御装置20及びこの配下にあるステージ制御装置19などによって主に構成される。主制御装置20は、CPU(中央演算処理装置)、メインメモリ等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、本実施形態では、この主制御装置20は、露光装置1101に併設された不図示のコータ・デベロッパ(以下、「C/D」と呼ぶ)をも制御する。 In FIG. 2, the control system is mainly configured by a main controller 20 and a stage controller 19 subordinate thereto. The main control device 20 includes a so-called microcomputer (or workstation) including a CPU (central processing unit), a main memory, and the like, and controls the entire device. Further, in the present embodiment, the main controller 20, coater developer (not shown) which are parallel in the exposure apparatus 110 1 (hereinafter, referred to as "C / D") is also controlled.

主制御装置20には、例えばハードディスクから成る記憶装置、キーボード,マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置、及びCRTディスプレイ(又は液晶ディスプレイ)等の表示装置(いずれも図示省略)が、外付けで接続されている。   The main controller 20 includes, for example, a storage device including a hard disk, an input device including a pointing device such as a keyboard and a mouse, and a display device such as a CRT display (or a liquid crystal display) (all not shown). Connected externally.

なお、図1においては、露光装置110kがLAN170に接続されているように図示されているが、実際には、主制御装置20がLAN170に接続されており、LAN170を介してホスト160等と通信を行っている。 In FIG. 1, the exposure apparatus 110 k is illustrated as being connected to the LAN 170, but actually, the main control apparatus 20 is connected to the LAN 170 and is connected to the host 160 and the like via the LAN 170. We are communicating.

主制御装置20は、例えば、走査露光を実行する場合には、ステージ制御装置19に対し、その動作を指示するとともに、その動作に必要な情報をステージ制御装置19に送信する。ステージ制御装置19には、レチクルステージRSTの位置を制御するためのフィードバック制御系としての位置フィードバック制御系と、ウエハステージWSTの位置を制御するためのフィードバック制御系としての位置フィードバック制御系とが構築されている。   For example, when performing scanning exposure, the main control device 20 instructs the stage control device 19 to perform the operation and transmits information necessary for the operation to the stage control device 19. The stage controller 19 includes a position feedback control system as a feedback control system for controlling the position of the reticle stage RST and a position feedback control system as a feedback control system for controlling the position of the wafer stage WST. Has been.

ステージ制御装置19は、その指示及び情報を受けると、その情報に基づいて、両ステージRST、WSTの位置フィードバック制御系に対する単位時間当たりの位置指令を作成する。すると、両ステージRST、WSTの位置フィードバック制御系が、その位置指令に対応するレチクルステージRST及びウエハステージWSTの目標駆動量を算出する。ステージ制御装置19は、算出された目標駆動量に応じて、レチクルステージ駆動部及びウエハステージ駆動部24を介して、例えば、走査露光中のレチクルRとウエハWの同期走査や、ウエハWの移動(ステッピング)等を行っている。   Upon receiving the instruction and information, the stage control device 19 creates a position command per unit time for the position feedback control system of both stages RST and WST based on the information. Then, the position feedback control system of both stages RST and WST calculates target drive amounts of reticle stage RST and wafer stage WST corresponding to the position command. The stage control device 19 performs, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W during scanning exposure or movement of the wafer W via the reticle stage driving unit and the wafer stage driving unit 24 according to the calculated target driving amount. (Stepping) etc. are performed.

なお、両ステージRST、WSTの同期走査を実現するために、両ステージRST、WSTの位置フィードバック制御系は、一方が主で、一方が従の関係となっていても良い。例えば、レチクルステージRSTの制御系のフィードバック制御量に基づいて、ウエハステージWSTの制御系に対する位置指令を作成するようになっていても良く、また、その逆となっていても良い。   In order to realize synchronous scanning of both stages RST and WST, one of the position feedback control systems of both stages RST and WST may be in a primary relationship and one in a secondary relationship. For example, a position command for the control system of wafer stage WST may be created based on the feedback control amount of the control system of reticle stage RST, or vice versa.

また、両ステージWST、RSTの位置フィードバック制御系は、その制御ループの内部に速度フィードバック制御系が構築されていても良い。   In addition, the position feedback control system of both stages WST and RST may have a speed feedback control system built inside the control loop.

より具体的には、前記ステージ制御装置19は、例えば走査露光時には、レチクルRがレチクルステージRSTを介して、設定されたスキャン方向に基づいて、+Y方向又は−Y方向に設定されたスキャン速度で走査されるのに同期して、ウエハステージWSTを介してウエハWが、前述の照明領域に共役な投影領域に対してレチクルステージRSTの移動方向とは逆(スキャン方向)にレチクルRの速度の(1/M)倍の速度で走査されるように、フィードバック制御系に対する走査露光中の指令値を作成する。その位置指令値が前述のフィードバック制御系に入力されると、そのフィードバック制御系は、その位置指令値と、レチクル干渉計16、ウエハ干渉計18の計測値に基づくフィードバック量との偏差を算出し、その偏差がキャンセルされるように、不図示のレチクルステージ駆動部、ウエハステージ駆動部24をそれぞれ介してレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位置をそれぞれ制御する。   More specifically, the stage control device 19 is configured so that, for example, during scanning exposure, the reticle R passes through the reticle stage RST at a scan speed set in the + Y direction or the −Y direction based on the set scan direction. Synchronously with the scanning, the wafer W is moved through the wafer stage WST with respect to the projection area conjugate to the illumination area, and the speed of the reticle R is opposite to the movement direction of the reticle stage RST (scanning direction). A command value during scanning exposure for the feedback control system is created so that scanning is performed at a speed of (1 / M) times. When the position command value is input to the feedback control system, the feedback control system calculates a deviation between the position command value and the feedback amount based on the measurement values of the reticle interferometer 16 and the wafer interferometer 18. The positions of the reticle stage RST and wafer stage WST are controlled via a reticle stage driving unit and a wafer stage driving unit 24 (not shown) so that the deviation is canceled.

また、ステッピングの際には、ステージ制御装置19は、設定されたステップ速度に基づいて、ステップ移動時の位置指令値を作成し、作成した位置指令値を、フィードバック制御系に入力し、そのフィードバック制御系において、その指令値と、ウエハ干渉計18の計測値に基づくフィードバック量との偏差に基づいて、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTの位置を制御する。   Further, at the time of stepping, the stage control device 19 creates a position command value at the time of step movement based on the set step speed, inputs the created position command value to the feedback control system, and feeds back the position command value. In the control system, the position of wafer stage WST is controlled via wafer stage drive unit 24 based on the deviation between the command value and the feedback amount based on the measurement value of wafer interferometer 18.

さらに、本実施形態の露光装置1101は、投影光学系PLの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸AX方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射系と、その結像光束のウエハWの表面での各反射光束を、それぞれスリットを介して受光する不図示の受光系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系を備えている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許5,448,332号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられ、この多点フォーカス検出系の出力が主制御装置20に供給されている。ステージ制御装置19は、主制御装置20からの指示により、この多点フォーカス検出系からのウエハの位置情報に基づいて、ステージ制御装置19及びウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTをZ方向及び傾斜方向に駆動する。 Non Furthermore, the exposure apparatus 110 1 of this embodiment, supplies from an oblique direction the imaging light beam for forming a plurality of slit images toward the best imaging plane of the projection optical system PL with respect to the optical axis AX direction An oblique incidence type multi-point focus detection system comprising an irradiation system shown in the drawing and a light receiving system (not shown) that receives each reflected light beam of the imaging light beam on the surface of the wafer W through a slit is provided. . As this multipoint focus detection system, for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332) is used, and this multipoint focus detection system is used. Is supplied to the main controller 20. In response to an instruction from the main controller 20, the stage controller 19 moves the wafer stage WST in the Z direction via the stage controller 19 and the wafer stage drive unit 24 based on the wafer position information from the multipoint focus detection system. And drive in the tilt direction.

本リソグラフィシステムにおける露光装置110kのうちの走査型露光装置の基本的な構成は、上記露光装置1101の構成とほぼ同一であるものとする。 The basic configuration of a scanning type exposure apparatus of the exposure apparatus 110 k in this lithography system is assumed to be substantially identical to the configuration of the exposure apparatus 110 1.

次に、上記構成を有するリソグラフィシステム及び露光装置1101によって行われる、本実施形態の露光方法について説明する。露光装置1101では、前述のように、レチクルステージRST(レチクルR)及びウエハステージWST(ウエハW)のY軸方向の同期走査により、レチクルR上のパターンをウエハW上に転写する走査露光を行う。このような走査露光では、レチクルR上のパターンの転写精度は、相対走査中のレチクルステージRST及びウエハステージWSTの動特性に大きく左右されるようになる。例えば、ウエハ干渉計18の計測値に基づいて、両ステージRST、WSTのY軸方向の相対移動中に、両ステージRST、WSTの相対位置関係が、X軸方向に次第にずれていくような動特性を有していれば、ウエハW上に転写されるパターン像は、レチクルR上のパターンに対して歪んだものとなる。このような歪みは、ショット領域内のショットディストーション成分となって露光結果に表れる。 Next, is performed by the lithography system and exposure apparatus 110 1 has the above configuration, a description will be given of an exposure method of the present embodiment. In the exposure apparatus 110 1, as described above, the Y-axis direction of the synchronous scanning of the reticle stage RST (reticle R) and the wafer stage WST (wafer W), the scanning exposure to transfer the pattern on the reticle R onto the wafer W Do. In such scanning exposure, the pattern transfer accuracy on the reticle R greatly depends on the dynamic characteristics of the reticle stage RST and wafer stage WST during relative scanning. For example, based on the measurement value of the wafer interferometer 18, the relative positional relationship between both stages RST and WST gradually shifts in the X-axis direction during the relative movement of both stages RST and WST in the Y-axis direction. If it has the characteristics, the pattern image transferred onto the wafer W is distorted with respect to the pattern on the reticle R. Such distortion becomes a shot distortion component in the shot area and appears in the exposure result.

このようなショット歪みの問題に対処するため、本実施形態の露光装置1101では、走査露光中のレチクルステージRSTに対する位置指令の補正を行う。例えば、レチクルステージRSTが、Y軸方向への同期走査中に、次第に+X方向にずれていくような場合、レチクルステージRSTに対する位置指令を−X方向に補正してやれば、結果的に、レチクルステージRSTが+X側にずれずに、すなわち、ウエハステージWSTとレチクルステージRSTとの相対位置関係にX軸方向に関するずれが生じることなく、相対走査が行われるようになる。 To cope with such shot distortion problem, in exposure apparatus 110 1 of the present embodiment corrects the position command with respect to the reticle stage RST during scanning exposure. For example, when the reticle stage RST gradually shifts in the + X direction during synchronous scanning in the Y-axis direction, if the position command for the reticle stage RST is corrected in the −X direction, the reticle stage RST is consequently obtained. Does not shift to the + X side, that is, relative scanning between the wafer stage WST and the reticle stage RST is performed without causing a shift in the X-axis direction.

そこで、本実施形態では、実際の走査露光を行う前に、まず、所定のレチクル(後述する計測用レチクルRT)を、図2のレチクルRに代えてレチクルステージRST上にロードして走査露光を行い、その走査露光により、ウエハ上に転写された露光結果(焼付結果)を計測してショット領域の歪み成分を検出し、検出された歪み成分に基づいて、走査露光中のレチクルステージRSTに対する位置指令の補正値を与える補正関数を作成し、走査露光中においては、その補正関数を用いて、レチクルステージRSTの位置フィードバック制御系に対する位置指令を補正するものとする。 Therefore, in the present embodiment, before performing actual scanning exposure, first, a predetermined reticle (measurement reticle R T described later) is loaded on the reticle stage RST in place of the reticle R in FIG. And the exposure result (printing result) transferred onto the wafer is measured by the scanning exposure to detect a distortion component of the shot area, and based on the detected distortion component, the reticle stage RST during the scanning exposure is detected. A correction function that gives a correction value for the position command is created, and during the scanning exposure, the position command for the position feedback control system of the reticle stage RST is corrected using the correction function.

例えば、上記例のように、レチクルステージRSTが、Y軸方向への同期走査中に、次第に+X方向にずれていくような場合、そのショット領域の歪みは、走査方向に関して−X方向にずれていくような歪みとなる。したがって、レチクルステージRSTの位置指令に対し−X側にずれていくような補正を加えてやれば、ショット領域の−X方向への歪みが軽減される。   For example, as in the above example, when the reticle stage RST gradually shifts in the + X direction during synchronous scanning in the Y-axis direction, the distortion of the shot area shifts in the −X direction with respect to the scanning direction. It will be like distortion. Therefore, if a correction that shifts to the −X side is added to the position command of the reticle stage RST, distortion of the shot region in the −X direction is reduced.

また、リソグラフィ工程では、異なる回路パターンをウエハ上に幾層にも積み重ねて形成するが、本実施形態のリソグラフィシステムでは、スループットを高めるために、同一のウエハの各レイヤ(層)の回路パターンを、異なる露光装置で転写形成するようなプロセス管理を行っている。例えば、露光装置1102で1層目の露光を行ったウエハの2層目のショット領域を、露光装置1101で転写形成することもある。このような号機間での重ね合わせを行うプロセス管理においての懸案が、レイヤ間のショット領域の重ね合わせ精度であり、この重ね合わせ精度を低下させる最大の要因が、号機間の転写像の歪み誤差(重ね合わせ誤差)である。なお、以下では、重ね合わせ露光において、重ね合わせの基準となる露光済みのレイヤを元工程レイヤ、あるいは単に元工程と呼び、重ね合わせにより転写形成されるレイヤを現工程レイヤ、あるいは単に現工程と呼ぶものとする。 Further, in the lithography process, different circuit patterns are stacked and formed on the wafer in several layers. In the lithography system of this embodiment, the circuit pattern of each layer (layer) of the same wafer is increased in order to increase the throughput. Therefore, process management is performed such that transfer formation is performed using different exposure apparatuses. For example, the second layer of the shot area on the wafer was exposed for the first layer in the exposure apparatus 110 2, also be transferred and formed in the exposure apparatus 110 1. The issue in the process management for overlaying between units is the overlay accuracy of shot areas between layers, and the biggest factor that reduces this overlay accuracy is the distortion error of the transferred image between units. (Overlay error). In the following, in overlay exposure, an exposed layer that is a reference for overlay is referred to as an original process layer, or simply an original process, and a layer formed by superposition is referred to as an existing process layer or simply an existing process. Shall be called.

そこで、本実施形態では、この号機間の重ね合わせ誤差を予め検出しておき、検出された重ね合わせ誤差をキャンセルするような補正関数を作成し、走査露光中においては、その補正関数を用いて、レチクルステージRSTに対する位置指令を補正するものとする。   Therefore, in the present embodiment, an overlay error between the units is detected in advance, and a correction function that cancels the detected overlay error is created. During the scanning exposure, the correction function is used. The position command for the reticle stage RST is corrected.

すなわち、本実施形態では、以下に示すような露光装置1101の走査露光に関する補正関数を作成する。
(A)自号機におけるショット歪み成分をキャンセルするための補正関数
(B)号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数
この2つの補正関数は、作成方法及び適用方法がそれぞれ異なるため、以下ではそれぞれの補正関数の作成方法について個別に説明する。なお、本実施形態では、上記2つの補正関数のうち、まず、(A)の補正関数を作成し、その(A)の補正関数によってレチクルステージRSTに対する位置指令を補正した状態での走査露光により、(B)の補正関数の作成のための露光を行い、その結果に基づいて(B)の補正関数を作成する。このようにすれば、自号機のショット歪みを補正した状態で、重ね合わせ誤差を検出することができるので、自号機のショット歪み成分と、重ね合わせ誤差成分とを、互いに重複することなく独立して分離抽出することができるようになる。
That is, in this embodiment, to create a correction function to an exposure apparatus 110 1 of the scanning exposure as shown below.
(A) Correction function for canceling shot distortion component in own machine (B) Correction function for correcting overlay error between machines Since these two correction functions are different in creation method and application method, Now, a method for creating each correction function will be described individually. In the present embodiment, among the above two correction functions, first, a correction function (A) is created, and scanning exposure is performed with the position command for the reticle stage RST corrected by the correction function (A). , Exposure is performed to create the correction function (B), and the correction function (B) is created based on the result. In this way, since the overlay error can be detected in a state where the shot distortion of the own machine is corrected, the shot distortion component and the overlay error component of the own machine are independent without overlapping each other. Can be separated and extracted.

なお、説明を簡単にするため、通常、本実施形態においては、各露光装置1101〜110Nのうち、走査型露光装置(露光装置1101等)に関しては、露光を行う際の両ステージRST、WSTのスキャン速度を、全て同一の速度としているものとする。 In order to simplify the description, in the present embodiment, of the exposure apparatuses 110 1 to 110 N , the scanning exposure apparatus (exposure apparatus 110 1 or the like) is usually the both stages RST when performing exposure. , It is assumed that the WST scanning speeds are all the same.

まず、本実施形態の補正関数の作成に用いられる計測用レチクルの一例について説明する。   First, an example of a measurement reticle used for creating a correction function according to this embodiment will be described.

図4には、計測用レチクルRTの一例が示されている。この図4は、計測用レチクルRTを、パターン面側(図2における下面側)から見た平面図である。 FIG. 4 shows an example of the measurement reticle RT . FIG. 4 is a plan view of the measurement reticle RT as viewed from the pattern surface side (the lower surface side in FIG. 2).

この計測用レチクルRTでは、略長方形のガラス基板42の一面(パターン面)に、斜線で示される遮光帯から成るパターン領域PAが形成されており、そのパターン領域PA内に、所定の計測マークMpが、所定の間隔で、マトリクス状に配置されている。図4では、所定の計測マークMpが、3行5列(Y軸方向を行とする)の計15個だけ(M1〜M15)だけ図示されているが、実際には、より多数のマークがパターン領域PA内に形成されている。 In this measurement reticle RT , a pattern area PA composed of a light-shielding band indicated by oblique lines is formed on one surface (pattern surface) of a substantially rectangular glass substrate 42, and a predetermined measurement mark is formed in the pattern area PA. M p is arranged in a matrix at predetermined intervals. In FIG. 4, only a total of 15 (M 1 to M 15 ) predetermined measurement marks M p (3 rows and 5 columns (rows in the Y-axis direction)) are illustrated. Are formed in the pattern area PA.

また、パターン領域PAの中心、すなわち計測用レチクルRTの中心(レチクルセンタ)を通るパターン領域PAのX軸方向の両側には、一対のレチクルアライメントマークRM1,RM2が形成されている。これらのレチクルアライメントマークRM1,RM2と同一のX軸方向の位置関係でレチクルアライメントマークがY軸方向に沿って複数組形成されている。また、図4では図示されていないが、計測用レチクルRT上には、このパターン領域PAの中心との位置関係が既知であるウエハマーク(アライメントマーク)も配設されている。このウエハマークは、走査露光の際に、計測マークMpとともに、ウエハW上に転写され、後述するウエハアライメント処理に用いられる。 A pair of reticle alignment marks RM1 and RM2 are formed on both sides in the X-axis direction of the pattern area PA passing through the center of the pattern area PA, that is, the center of the measurement reticle RT (reticle center). A plurality of reticle alignment marks are formed along the Y-axis direction with the same positional relationship in the X-axis direction as these reticle alignment marks RM1 and RM2. Although not shown in FIG. 4, a wafer mark (alignment mark) having a known positional relationship with the center of the pattern area PA is also arranged on the measurement reticle RT . This wafer mark is transferred onto the wafer W together with the measurement mark M p at the time of scanning exposure, and used for wafer alignment processing described later.

図5には、所定の計測マークMpの一例が示されている。図5に示されるように、計測マークMpには、X軸方向に延びるL/SパターンMX1、MX2と、Y軸方向に延びるL/SパターンMY1、MY2とが形成されている。図5においては、計測マークMpにおけるクロム部は斜線で示されており、光透過部は無地で示されている。図5に示されるように、L/SパターンMX1、MX2、MY1、MY2では、ラインが光透過部となっており、スペースがクロム部となっている。L/SパターンMX1、MY1は、その配列方向の両端に3本のラインパターンが形成され、中央付近にL/SパターンMX2、MY2をそれぞれ内包可能な領域を有するスペース(クロム部)が形成されたパターンとなっている。L/SパターンMX1、MY1は、それぞれL/SパターンMX2、MY2と、計測用レチクルRT上において、X軸方向及びY軸方向に距離M×wだけ離間して設けられている。 FIG. 5 shows an example of a predetermined measurement mark M p is shown. As shown in FIG. 5, L / S patterns MX 1 and MX 2 extending in the X-axis direction and L / S patterns MY 1 and MY 2 extending in the Y-axis direction are formed on the measurement mark M p. Yes. In FIG. 5, the chrome part in the measurement mark M p is indicated by oblique lines, and the light transmission part is indicated by a solid color. As shown in FIG. 5, in the L / S patterns MX 1 , MX 2 , MY 1 , MY 2 , the lines are light transmission portions and the spaces are chrome portions. The L / S patterns MX 1 and MY 1 have three line patterns formed at both ends in the arrangement direction, and have a space (chrome portion) having a region that can contain the L / S patterns MX 2 and MY 2 near the center. ) Is formed. The L / S patterns MX 1 and MY 1 are provided apart from the L / S patterns MX 2 and MY 2 by the distance M × w in the X-axis direction and the Y-axis direction on the measurement reticle RT , respectively. Yes.

次に、上記(A)の補正関数を作成する際のリソグラフィシステムの動作について説明する。ここでは、走査型露光装置の代表としての露光装置1101における(A)の補正関数を作成する際の動作について説明する。 Next, the operation of the lithography system when creating the correction function (A) will be described. Here, the operation will be described for creating in the exposure apparatus 110 1 as a representative of the scanning exposure apparatus a correction function of (A).

まず、オペレータにより、不図示の入力装置を介して、結像条件、例えば照明条件等が設定され、露光装置1101の主制御装置20に対し、露光の指示がなされると、主制御装置20による制御の下、不図示のレチクル搬送系により、計測用レチクルRTが搬送され、ローディングポジションにあるレチクルステージRSTに吸着保持される。これにより計測用レチクルRTのロードが完了する。 First, the operator, via the input device (not shown), the imaging condition, for example, the illumination conditions are set, to the main controller 20 of exposure apparatus 110 1, an instruction for exposure is made, the main controller 20 Under the control of, the measurement reticle RT is transported by a reticle transport system (not shown) and is sucked and held on the reticle stage RST in the loading position. This completes the loading of the measurement reticle RT .

次に、計測用レチクルRTの位置合わせ等の準備作業を行う。具体的には、主制御装置20が、ステージ制御装置19及びウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを移動させ、基準マーク板FMを投影光学系PLの直下の所定位置(以下、便宜上「基準位置」と呼ぶ)に位置決めする。次いで、基準マーク板FM上の一対の第1基準マークとその第1基準マークに対応する計測用レチクルRT上の一対のレチクルアライメントマークRM1、RM2との相対位置を前述の一対のレチクルアライメント検出系22を用いて検出する。そして、主制御装置20では、レチクルアライメント検出系22の検出結果と、その検出時のレチクル干渉計16及びウエハ干渉計18の計測値とをメインメモリに記憶する。 Next, preparatory work such as alignment of the measurement reticle RT is performed. Specifically, main controller 20 moves wafer stage WST via stage controller 19 and wafer stage drive unit 24, and moves reference mark plate FM to a predetermined position directly below projection optical system PL (hereinafter, for convenience, “ (Referred to as “reference position”). Subsequently, the relative position between the pair of first reference marks on the reference mark plate FM and the pair of reticle alignment marks RM1 and RM2 on the measurement reticle RT corresponding to the first reference mark is detected by the pair of reticle alignment detection described above. Detection is performed using system 22. Then, main controller 20 stores the detection result of reticle alignment detection system 22 and the measurement values of reticle interferometer 16 and wafer interferometer 18 at the time of detection in main memory.

次いで、主制御装置20では、ウエハステージWST及びレチクルステージRSTを、それぞれ所定距離だけY軸方向に沿って相互に逆向きに移動して、基準マーク板FM上の別の一対の第1基準マークと、その第1基準マークに対応する計測用レチクルRT上の別の一対のレチクルアライメントマークとの相対位置を前述の一対のレチクルアライメント検出系22を用いて検出する。そして、主制御装置20では、レチクルアライメント検出系22の検出結果と、その検出時の干渉計16、18の計測値とをメインメモリに記憶する。次いで、上記と同様にして、基準マーク板FM上の更に別の一対の第1基準マークと、その第1基準マークに対応するレチクルアライメントマークとの相対位置関係を更に計測する。 Next, main controller 20 moves wafer stage WST and reticle stage RST in the opposite directions along the Y-axis direction by a predetermined distance, respectively, to generate another pair of first reference marks on reference mark plate FM. And the relative position of the pair of reticle alignment marks on the measurement reticle RT corresponding to the first reference mark using the pair of reticle alignment detection systems 22 described above. Then, main controller 20 stores the detection result of reticle alignment detection system 22 and the measurement values of interferometers 16 and 18 at the time of detection in main memory. Next, in the same manner as described above, the relative positional relationship between another pair of first reference marks on the reference mark plate FM and the reticle alignment mark corresponding to the first reference mark is further measured.

そして、主制御装置20では、このようにして得られた複数の第1基準マークと対応するレチクルアライメントマークとの相対位置関係の情報と、それぞれの計測時の干渉計16,18の計測値とを用いて、干渉計16の測長軸で規定されるレチクルステージ座標系と干渉計18の測長軸で規定されるウエハステージ座標系との相対位置関係を求める。これにより、レチクルアライメントが終了する。以下の走査露光では、ウエハステージ座標系のY軸方向にレチクルステージRSTとウエハステージWSTとを同期走査することにより走査露光を行うが、その際には、このレチクルステージ座標系とウエハステージ座標系との相対位置関係に基づいて、レチクルステージRSTの走査が行われるようになる。   Then, main controller 20 obtains information on the relative positional relationship between the plurality of first reference marks thus obtained and the corresponding reticle alignment marks, and the measured values of interferometers 16 and 18 at the time of each measurement. Is used to determine the relative positional relationship between the reticle stage coordinate system defined by the measurement axis of the interferometer 16 and the wafer stage coordinate system defined by the measurement axis of the interferometer 18. Thereby, reticle alignment is completed. In the following scanning exposure, scanning exposure is performed by synchronously scanning the reticle stage RST and the wafer stage WST in the Y-axis direction of the wafer stage coordinate system. In this case, the reticle stage coordinate system and the wafer stage coordinate system are used. Based on the relative positional relationship, the reticle stage RST is scanned.

次に、主制御装置20は、ベースライン計測を行う。具体的には、ウエハステージWSTを前述の基準位置に戻し、その基準位置から所定量、例えばベースラインの設計値だけXY面内で移動して、アライメント検出系ASを用いて基準マーク板FM上の第2基準マークを検出する(ウエハ干渉計18の計測値をメインメモリに記憶する)。主制御装置20では、このとき得られるアライメント検出系ASの検出中心と第2基準マークの相対位置関係の情報及び先にウエハステージWSTが基準位置に位置決めされた際に計測した一対の第1基準マークと、その第1基準マークに対応する一対のレチクルアライメントマークとの相対位置関係の情報と、それぞれの計測時のウエハ干渉計18の計測値と、ベースラインの設計値と、既知である第1基準マーク及び第2基準マークの位置関係(基準マーク板FM上での両基準マーク間の設計上の位置関係情報)とに基づいて、アライメント検出系ASのベースライン、すなわちレチクルパターンの投影中心とアライメント検出系ASの検出中心(指標中心)との距離(位置関係)を算出する。このベースラインを算出しておけば、アライメント検出系ASの計測による後述するウエハアライメント後の露光に際し、ウエハステージWSTを、各ショット領域の露光位置に正確に位置決めすることができるようになる。   Next, main controller 20 performs baseline measurement. Specifically, wafer stage WST is returned to the above-mentioned reference position, moved from the reference position by a predetermined amount, for example, the design value of the baseline, in the XY plane, and then moved onto reference mark plate FM using alignment detection system AS. The second reference mark is detected (the measured value of the wafer interferometer 18 is stored in the main memory). Main controller 20 obtains information on the relative positional relationship between the detection center of alignment detection system AS and the second reference mark obtained at this time, and a pair of first reference values measured when wafer stage WST is first positioned at the reference position. Information on the relative positional relationship between the mark and the pair of reticle alignment marks corresponding to the first reference mark, the measurement value of the wafer interferometer 18 at the time of each measurement, the design value of the baseline, and a known first value Based on the positional relationship between the first reference mark and the second reference mark (design positional relationship information between the two reference marks on the reference mark plate FM), the baseline of the alignment detection system AS, that is, the projection center of the reticle pattern And a distance (positional relationship) between the detection center (index center) of the alignment detection system AS. If this baseline is calculated, the wafer stage WST can be accurately positioned at the exposure position of each shot area during exposure after wafer alignment described later by measurement of the alignment detection system AS.

次に、主制御装置20の制御の下、基準ウエハWTがウエハステージWSTにロードされる。この基準ウエハWTには、露光により、複数のショット領域に計測用レチクルRTのパターン転写が行われ、各ショット領域に計測マークMpの像(例えばレジスト像又はエッチング像)が形成されており、不図示のC/Dにより、その表面上にネガ型フォトレジストが塗布されたウエハであるものとする。なお、この基準ウエハWTが、(A)の補正関数を作成するための試料となり、すでに形成されている計測マークMpのレジスト像が、その補正関数を作成するために計測される位置ずれ量の基準となる。 Then, under the control of the main controller 20, the reference wafer W T is loaded on the wafer stage WST. The reference wafer W T is subjected to pattern transfer of the measurement reticle RT to a plurality of shot areas by exposure, and an image of a measurement mark M p (for example, a resist image or an etching image) is formed in each shot area. It is assumed that the wafer has a negative photoresist coated on its surface by C / D (not shown). The reference wafer WT serves as a sample for creating the correction function (A), and the misregistration in which the already formed resist image of the measurement mark M p is measured to create the correction function. It becomes the standard of quantity.

なお、基準ウエハWTの計測マークMpの像の設計上の形成位置からの位置ずれ量(dx’p、dy’p)は、例えば光波測定器を用いて予め求められており、記憶装置140に格納されているものとする。 Note that the amount of positional deviation (dx ′ p , dy ′ p ) from the design formation position of the image of the measurement mark M p on the reference wafer W T is obtained in advance using, for example, a light wave measuring device, and is stored in the storage device. 140 is stored.

次に、主制御装置20は、ロードされた基準ウエハWTに対し、EGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のウエハアライメントを実行する。すなわち、主制御装置20は、基準ウエハWT上にすでに形成されている複数のショット領域(サンプルショット)にそれぞれ付設されたウエハマークをアライメント検出系ASの検出視野内に順次位置させるようなウエハステージWSTの目標位置をステージ制御装置19に与える。ステージ制御装置19は、この目標位置に応じて、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを順次位置決めする。この位置決めの都度、主制御装置20は、ウエハマークの位置情報を、アライメント検出系ASによって検出する。 Next, main controller 20, with respect to the reference wafer W T that has been loaded, executing a wafer alignment such as EGA (Enhanced Global Alignment). That is, the main controller 20, the reference wafer W T already wafer such as to sequentially position the wafer marks arranged in a plurality of shot areas (sample shots) formed within the detection field of the alignment detection system AS on The target position of the stage WST is given to the stage controller 19. The stage controller 19 sequentially positions the wafer stage WST via the wafer stage drive unit 24 in accordance with the target position. Each time this positioning is performed, main controller 20 detects the position information of the wafer mark by alignment detection system AS.

次いで、主制御装置20は、ウエハマークの検出結果である、指標中心に対するウエハマークの位置と、そのときのウエハ干渉計18の計測値とに基づいて、各ウエハマークのステージ座標系上の位置座標をそれぞれ算出する。そして、主制御装置20では、算出したウエハマークの位置座標を用いて、例えば特開昭61−44429号公報(対応米国特許第4,780,617号)などに開示される最小自乗法を用いた統計演算を実行し、基準ウエハWTの各ショット領域の配列座標系とステージ座標系との回転成分、スケーリング成分、オフセット成分、ステージ座標系のX軸とY軸の直交度成分等の所定の回帰モデルのパラメータを算出し、そのパラメータを回帰モデルに代入して、基準ウエハWT上の各ショット領域の配列座標、すなわち重ね合わせ位置を算出する。 Next, main controller 20 determines the position of each wafer mark on the stage coordinate system based on the position of the wafer mark relative to the center of the index, which is the detection result of the wafer mark, and the measured value of wafer interferometer 18 at that time. Calculate the coordinates. Then, main controller 20 uses the least square method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 (corresponding US Pat. No. 4,780,617) using the calculated position coordinates of the wafer mark. perform had statistical calculation, the rotational component of the array coordinate system and the stage coordinate system of each shot area of the reference wafer W T, scaling component, the offset component, given such orthogonality component in the X-axis and Y-axis of the stage coordinate system calculating the parameters of the regression model, by substituting the parameters in the regression model, calculates array coordinates of each shot area on the reference wafer W T, i.e. the overlay position.

これにより、ウエハアライメントが終了し、次に、主制御装置20は、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なう。   Thus, the wafer alignment is completed, and then main controller 20 performs a step-and-scan exposure operation as follows.

この露光動作にあたって、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置19に対して、ウエハステージWSTを移動させるように指示する。この指示に応じ、ステージ制御装置19は、ウエハ干渉計18の計測値をモニタしつつ、基準ウエハWTのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための走査開始位置(加速開始位置)にウエハステージWSTを移動させる。 In this exposure operation, main controller 20 instructs stage controller 19 to move wafer stage WST based on the wafer alignment result and the baseline measurement result. Response to this instruction, the stage controller 19, while monitoring the measurement values of wafer interferometer 18, the scan start position (acceleration starting position for exposure of the first shot of the reference wafer W T (1st shot area) ) To move wafer stage WST.

なお、この走査開始位置(加速開始位置)は、上記ウエハアライメントにより求められたファーストショット(すなわち元工程の第1番目のショット領域)の中心位置座標に対して、今回の走査露光により転写形成されるショット領域の中心位置座標が、X軸方向及びY軸方向に関してそれぞれwだけずれるような位置とする。   This scan start position (acceleration start position) is transferred and formed by the current scan exposure with respect to the center position coordinate of the first shot (that is, the first shot area of the original process) obtained by the wafer alignment. The center position coordinates of the shot area are set so as to be shifted by w with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.

そして、ステージ制御装置19では、レチクルステージ駆動部、ウエハステージ駆動部24を介してレチクルステージRSTとウエハステージWSTとのY軸方向の走査を開始し、両ステージRST、WSTがそれぞれの目標走査速度に達すると、照明光ILによって計測用レチクルRTのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。 The stage controller 19 starts scanning the reticle stage RST and the wafer stage WST in the Y-axis direction via the reticle stage driving unit and the wafer stage driving unit 24, and both stages RST and WST have their respective target scanning speeds. , The pattern area of the measurement reticle RT starts to be illuminated by the illumination light IL, and scanning exposure is started.

すなわち、ステージ制御装置19では、特に上記の走査露光時にレチクルステージRSTのY軸方向の移動速度VrとウエハステージWSTのY軸方向の移動速度Vwとが投影光学系PLの投影倍率1/Mに応じた速度比に維持されるようにレチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期制御する。   That is, in the stage controller 19, the movement speed Vr of the reticle stage RST in the Y-axis direction and the movement speed Vw of the wafer stage WST in the Y-axis direction are set to the projection magnification 1 / M of the projection optical system PL, particularly during the above-described scanning exposure. The reticle stage RST and wafer stage WST are synchronously controlled so that the corresponding speed ratio is maintained.

そして、計測用レチクルRTのパターン領域の異なる領域が照明光ILで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、基準ウエハWT上のファーストショットの走査露光が終了する。これにより、計測用レチクルRTの回路パターンが投影光学系PLを介してファーストショットに縮小転写される。 Then, different areas of the pattern area of the measurement reticle RT are sequentially illuminated with the illumination light IL, and the illumination of the entire pattern area is completed, whereby the first shot scanning exposure on the reference wafer W T is completed. As a result, the circuit pattern of the measurement reticle RT is reduced and transferred to the first shot via the projection optical system PL.

このようにして、ファーストショットの走査露光が終了すると、主制御装置20は、ステージ制御装置19に指示を与え、ウエハステージWSTをX、Y軸方向にステップ移動させ、セカンドショット(第2番目のショット領域)の露光のための走査開始位置(加速開始位置)に移動させる。なお、この場合も、ファーストショットと同様に、その走査開始位置は、上記ウエハアライメントにより求められた元工程のセカンドショットの中心位置座標に対して、今回の走査露光により転写形成されるショット領域の中心位置座標が、X軸方向及びY軸方向に関してそれぞれ間隔wだけずれるような位置とする。   In this way, when the first shot scanning exposure is completed, main controller 20 gives an instruction to stage controller 19 to move wafer stage WST stepwise in the X and Y axis directions, and to perform a second shot (second shot). It is moved to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of the shot area. In this case as well, as in the first shot, the scanning start position of the shot area transferred and formed by the current scanning exposure is relative to the center position coordinates of the second shot of the original process obtained by the wafer alignment. A position where the center position coordinates are shifted from each other by an interval w with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.

そして、主制御装置20は、セカンドショットに対して上述した動作と同様の走査露光を実行する。   Then, main controller 20 performs scanning exposure similar to the above-described operation on the second shot.

このようにして、基準ウエハWT上のm番目(mは自然数)のショット領域の走査露光とm+1番目のショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し実行され、基準ウエハWT上の全ての露光対象ショット領域に計測用レチクルRTのパターンが順次転写される。 Thus, the reference m-th on wafer W T (m is a natural number) are stepping operation and is repeatedly performed for the exposure of scanning exposure and m + 1-th shot area of shot areas, all on the reference wafer W T The pattern of the measurement reticle RT is sequentially transferred to the exposure target shot area.

そして、主制御装置20により不図示のウエハ搬送系を用いてウエハホルダ25上の基準ウエハWTがアンロードされ、不図示のC/Dに搬送される。そして、このC/Dによりその基準ウエハWTの現像が行われ、その現像後、基準ウエハWT上に、計測用レチクルRTの複数の計測マークMpのレジスト像、すなわち、現工程の計測マークMpのレジスト像が形成される。 Then, the reference wafer W T on wafer holder 25 using the wafer transfer system (not shown) is unloaded and conveyed to a C / D (not shown) by the main controller 20. Then, this C / D development of the reference wafer W T is performed, after its development, on the reference wafer W T, the resist images of the plurality of measurement marks M p of measurement reticle R T, i.e., the present process A resist image of the measurement mark M p is formed.

図6(A)には、走査露光が設計どおりに行われた場合の基準ウエハWT上の露光結果(転写結果)が模式的に示されている。図6(A)に示されるように、ウエハステージWSTを−X方向及び−Y方向に間隔wだけシフトさせて走査露光を行うことにより、計測用レチクルRT上に形成された各計測マークMpにおける元工程のレジスト像と、現工程のレジスト像との重ね合わせ像MPpが+X方向及び+Y方向に、w(投影倍率により、レチクルRT上の1/M倍となっている)だけシフトされて重ね合わせ転写されるようになる。 In FIG. 6 (A), exposure result on reference wafer W T in the case where the scanning exposure is performed as designed (transfer results) are shown schematically. As shown in FIG. 6A, each measurement mark M formed on the measurement reticle RT is obtained by performing scanning exposure by shifting the wafer stage WST by the interval w in the −X direction and the −Y direction. and the resist image of the original process in p, the superposition image MP p is the + X direction and the + Y direction between the resist image of the present process, (a projection magnification, and has a 1 / M times on the reticle R T) w only It is shifted and superimposed and transferred.

図6(B)には、走査露光における各マークMPの転写結果の一例が拡大して示されている。図6(B)に示されるように、重ね合わせの走査露光の結果、L/SパターンMX1と、L/SパターンMX2とが重なるように転写され、L/SパターンMY1と、L/SパターンMY2とが重なるように転写される。この結果、L/SパターンMX1の像と、L/SパターンMX2の像とでL/Sパターン像MXPPが形成され、L/SパターンMY1の像と、L/SパターンMY2の像とで、L/Sパターン像MYPpが形成されるようになる。 In FIG. 6 (B), an example of a transfer result of each mark M P in the scanning exposure is shown enlarged. As shown in FIG. 6B, as a result of the overlapping scanning exposure, the L / S pattern MX 1 and the L / S pattern MX 2 are transferred so as to overlap, and the L / S pattern MY 1 and L / S pattern MY 2 is transferred so as to overlap. As a result, an L / S pattern image MXP P is formed by the image of the L / S pattern MX 1 and the image of the L / S pattern MX 2 , and the image of the L / S pattern MY 1 and the L / S pattern MY 2 in the image, so that the L / S pattern images MYP p is formed.

図7(A)には、計測マークMpが、上記走査露光により設計値どおりに転写された場合のL/Sパターン像MXPpが、拡大して示されている。図7(A)に示されるように、上記重ね合わせの走査露光において、各計測マークMpが正確に転写された場合、L/SパターンMX1の像MX1’の中心とL/SパターンMX2の像MX2’の中心とは一致するようになっており、L/Sパターン像MX1’の両端の各L/Sパターンの像の中心と、L/Sパターン像MX2’の中心との距離は、それぞれ所定の距離L1、L2となる。なお、L/SパターンMY1とL/SパターンMY2との距離についても、上述のL/SパターンMX1とL/SパターンMX2との関係と同様に、それらの転写像の中心を一致させて重ね合わせたときの各パターンの像の位置関係が既知となっているものとする。 FIG. 7A shows an enlarged L / S pattern image MXP p when the measurement mark M p is transferred as designed by the scanning exposure. As shown in FIG. 7A, when each measurement mark M p is accurately transferred in the superposed scanning exposure, the center of the image MX 1 ′ of the L / S pattern MX 1 and the L / S pattern MX 2 of the image MX 2 'with the center of being adapted to match, L / S pattern image MX 1' and the center of the image of each L / S pattern at both ends of, the L / S pattern image MX 2 'of The distances from the center are predetermined distances L1 and L2, respectively. As for the distance between the L / S pattern MY 1 and the L / S pattern MY 2 , the center of the transferred image is the same as the relationship between the L / S pattern MX 1 and the L / S pattern MX 2 described above. It is assumed that the positional relationship between the images of the patterns when they are matched and overlaid is known.

しかしながら、図7(B)に示されるように、元工程の走査露光で形成された計測マークMpの像に対し、現工程での走査露光で形成された計測マークMpのレジスト像が、X軸方向に関して位置ずれしている場合、パターン像MX2’とパターン像MX1’の両端のL/Sパターンとのそれぞれの距離は、L1,L2とは異なるようになり、図7(B)に示されるような位置ずれ量dxpが生じる。また、同様に、マーク像MYPpに関するL/Sパターン像MY1’とL/Sパターン像MY2’との間にもY軸方向の位置ずれ量dypが生じる。 However, as shown in FIG. 7B, the resist image of the measurement mark M p formed by the scanning exposure in the current process is different from the image of the measurement mark M p formed by the scanning exposure in the original process. When the position is displaced with respect to the X-axis direction, the distance between the pattern image MX 2 ′ and the L / S pattern at both ends of the pattern image MX 1 ′ is different from L1 and L2, and FIG. ) positional deviation amount dx p, as shown in results. Similarly, a positional deviation amount dy p in the Y-axis direction also occurs between the L / S pattern image MY 1 ′ and the L / S pattern image MY 2 ′ related to the mark image MYP p .

なお、図7(A)、図7(B)では、L/Sパターン像MX1’と、L/Sパターン像MX2’とが一体的にデューティ比50%のL/Sパターンを形成するかのように図示されているが、その必要はない。むしろ、L/SパターンMX1の像MX1’の中心とL/SパターンMX2の像MX2’の中心とが多少ずれていたとしても、L/SパターンMX1のラインパターン像と、L/SパターンMX2のラインパターン像とが重ならないように、L/SパターンMX2の中央のクロム部を十分に広くとるようにするのが望ましい。なぜならば、後述する工程では、計測用レチクルRT上に形成されたL/SパターンMX1とL/SパターンMX2とを、図7(A)、図7(B)に示されるように、重ね合わせるように転写し、その重ね合わせの転写結果において、L/SパターンMX1の像MX1’と、L/SパターンMX2の像MX2’の2つのラインパターンとの距離が、それぞれL1、L2からどのくらいずれているかを検出する必要があり、そのずれを正確に算出するには、各ラインパターンが基準ウエハWT上にほぼ完全に再現されている必要があるからである。 In FIGS. 7A and 7B, the L / S pattern image MX 1 ′ and the L / S pattern image MX 2 ′ integrally form an L / S pattern with a duty ratio of 50%. Although shown as such, it is not necessary. Rather, even if the center of the image MX 1 ′ of the L / S pattern MX 1 and the center of the image MX 2 ′ of the L / S pattern MX 2 are slightly shifted, the line pattern image of the L / S pattern MX 1 and L / S pattern as MX 2 of the line pattern image not overlapping, it is desirable to take a sufficiently wide central chromium portion of the L / S pattern MX 2. This is because, in the process described later, the L / S pattern MX 1 and the L / S pattern MX 2 formed on the measurement reticle RT are represented as shown in FIGS. 7A and 7B. The distance between the L / S pattern MX 1 image MX 1 ′ and the L / S pattern MX 2 image MX 2 ′ in the transfer result of the overlay is it is necessary to detect whether the shift how much from each L1, L2, to accurately calculate the deviation, it is necessary to each line pattern is almost completely reproduced on the reference wafer W T.

上記位置ずれ量(dxp、dyp)を計測するため、基準ウエハWTは、ウエハステージWSTからアンロードされ、不図示の搬送系により、計測装置190に搬送される。計測装置190では、全てのショット領域における計測マークMpに対応する位置ずれ量(dxp、dyp)を計測し、計測した位置ずれ量(dxp、dyp)を、主制御装置20に送る。 To measure the positional displacement amount (dx p, dy p), the reference wafer W T is unloaded from the wafer stage WST, the conveying system (not shown) is conveyed to the measuring apparatus 190. The measuring device 190 measures the amount of misalignment (dx p , dy p ) corresponding to the measurement mark M p in all shot areas, and the measured amount of misalignment (dx p , dy p ) is sent to the main controller 20. send.

計測した位置ずれ量(dxp、dyp)が送られてくると、主制御装置20は、全ての、又は少なくとも一部のショット領域の計測マーク毎の位置ずれ量の平均値を算出し、算出された位置ずれ量の平均値をその計測マークMpの位置ずれ量(dxp、dyp)とみなす。そして、主制御装置20は、ホスト160に対し、元工程での計測マークMpの設計上の転写位置からの位置ずれ量(dx’p,dy’p)の問い合わせを行う。ホスト160は、上記問い合わせを受け取ると、記憶装置140に格納されていた位置ずれ量(dx’p、dy’p)を読み出し、露光装置1101の主制御装置20に送る。 When the measured misregistration amounts (dx p , dy p ) are sent, the main controller 20 calculates an average value of misregistration amounts for all measurement marks in all or at least a part of the shot area, The average value of the calculated displacement amounts is regarded as the displacement amount (dx p , dy p ) of the measurement mark M p . Then, main controller 20 inquires host 160 about the amount of positional deviation (dx ′ p , dy ′ p ) from the design transfer position of measurement mark M p in the original process. When the host 160 receives the inquiry, the host 160 reads out the misregistration amounts (dx ′ p , dy ′ p ) stored in the storage device 140 and sends them to the main control device 20 of the exposure apparatus 110 1 .

なお、上記平均値でなく、ウエハW上のいずれか1つのショット領域における各計測マークMpの位置ずれ量(dxp、dyp)をそのまま今回の計測マークMpの位置ずれ量(dxp、dyp)とみなすようにしても良い。 Incidentally, instead of the above average value, positional deviation amount of each measurement mark M p in any one shot area on the wafer W (dx p, dy p) as it is positional deviation amount of the current measurement marks M p (dx p , Dy p ).

主制御装置20は、上記位置ずれ量(dx’p,dy’p)を受け取ると、各計測マークMpに対応する位置ずれ量(dxp、dyp)を位置ずれ量(dx’p、dy’p)だけ補正する。このように、元工程での計測マークMpの位置ずれ量(dx’p、dy’p)を補正すれば、両ステージRST、WSTの動特性に関する成分以外の誤差成分(例えば、計測用レチクルRTにおけるレチクル製造誤差による成分)をキャンセルすることができる。なお、このような誤差成分には、基準ウエハWTの置き換えに伴う誤差成分、例えば、基準ウエハWTの変形成分や上記EGAによる元工程のショット領域に付設されたウエハマークに基づいてEGAを行ったことにより発生する、現工程のショット領域の理想格子からの位置ずれに起因する成分を含ませるようにしても良い。 When the main control device 20 receives the above-described positional deviation amounts (dx ′ p , dy ′ p ), the main control device 20 converts the positional deviation amounts (dx p , dy p ) corresponding to the respective measurement marks M p into the positional deviation amounts (dx ′ p , dy ′ p ) is corrected. In this way, if the positional deviation amount (dx ′ p , dy ′ p ) of the measurement mark M p in the original process is corrected, an error component (for example, a measurement reticle) other than the component related to the dynamic characteristics of both stages RST and WST. (Component due to reticle manufacturing error in RT ) can be canceled. Note that such an error component, the error components caused by the replacement of the reference wafer W T, for example, the EGA based on wafer marks arranged in the shot area deformation component and the EGA by the original process of the reference wafer W T You may make it include the component which originates in performing and originates in the position shift | offset | difference from the ideal lattice of the shot area | region of the present process.

次に、主制御装置20は、(A)の補正関数の算出を実行する。具体的には、上記位置ずれ量(dx’p、dy’p)がキャンセルされた位置ずれ量(dxp、dyp)と、ショット領域の中心点を原点とするショット内座標系における計測マークMpの設計上の位置座標(xp、yp)とに関して、次式に示されるような関係式を設定し、その式の係数k0〜k16を、最小二乗近似によって求める。 Next, main controller 20 calculates the correction function (A). Specifically, the positional deviation amount (dx 'p, dy' p ) positional deviation amount is canceled (dx p, dy p) and, mark measurement in shot coordinate system with its origin at the center point of the shot area Regarding the design position coordinates (x p , y p ) of M p , a relational expression as shown in the following expression is set, and coefficients k 0 to k 16 of the expression are obtained by least square approximation.

Figure 2005166951
なお、上記式(1)における、dxpの関係式は、計測マークMpの像の設計上の位置座標ypのべき乗の関数となっており、dypの関係式は、マークMpの像の設計上の位置座標ypのべき乗の項と、マークMpの像の設計上の位置座標ypのべき乗と位置座標xp(1次)との積の項とを含む式となっている。
Figure 2005166951
Incidentally, in the formula (1), the relational expression of dx p is a power of a function of the position coordinates y p of the design of the image of the measuring mark M p, relational expression dy p is the mark M p is a power of terms of position coordinates y p of the design of the image, the expression including a term of the product of the power of the position coordinates y p of the design of the image of the mark M p and the position coordinate x p (1-order) ing.

上記最小二乗近似により、係数k0〜k16を求めると、主制御装置20は、求められた係数k0〜k16の値を、装置パラメータとして設定する。これにより、(A)の補正関数の各係数の値の決定処理が完了する。 When the coefficients k 0 to k 16 are obtained by the least square approximation, the main controller 20 sets the values of the obtained coefficients k 0 to k 16 as device parameters. Thereby, the determination process of the value of each coefficient of the correction function (A) is completed.

なお、本実施形態において作成される補正関数は、前述のように、レチクルステージRSTの位置指令を補正する関数である。したがって、この補正関数における独立変数は、ショット内座標系換算のレチクルステージのY位置となる。レチクル干渉計16の計測値Ypと、レチクルステージRSTの原点Y0と、投影倍率(1/M)とから、上記ショット内座標系換算のレチクルステージRSTのY位置Y’pは、次式のように表される。 The correction function created in the present embodiment is a function for correcting the position command of reticle stage RST as described above. Therefore, the independent variable in this correction function is the Y position of the reticle stage in terms of the in-shot coordinate system. From the measurement value Y p of the reticle interferometer 16, the origin Y 0 of the reticle stage RST, and the projection magnification (1 / M), the Y position Y ′ p of the reticle stage RST converted to the in-shot coordinate system is expressed by the following equation: It is expressed as

Figure 2005166951
したがって、上記レチクルステージRSTのY位置Y’pを独立変数とするX軸方向、Y軸方向に関する補正関数は次式で表される。なお、実際には、レチクルステージの軌道上の、露光スリット幅長(例えば8mm)の移動平均が焼き付け(パターン転写)結果となる。ここで、露光スリットとは、前述のレチクルブラインドで規定されるスリット状の照明領域の規定部分であり、パターン転写時はレチクルR上において、この露光スリットで規定されたスリット状の照明領域部分が照明光で照明されることになる。また、露光スリット幅長とは、露光スリットの、走査方向(Y軸方向)の幅(長さ)のことである。
Figure 2005166951
Therefore, the correction functions related to the X-axis direction and the Y-axis direction with the Y position Y ′ p of the reticle stage RST as an independent variable are expressed by the following equations. In practice, the moving average of the exposure slit width (for example, 8 mm) on the trajectory of the reticle stage is the result of printing (pattern transfer). Here, the exposure slit is a defined portion of the slit-shaped illumination area defined by the above-described reticle blind. At the time of pattern transfer, the slit-shaped illumination area defined by the exposure slit is on the reticle R. It will be illuminated with illumination light. The exposure slit width length is the width (length) of the exposure slit in the scanning direction (Y-axis direction).

従って、スキャン露光した際の焼き付け(パターン転写)結果は、露光スリット幅長とレチクルステージ軌道のコンボリューション結果となる。このため、焼き付け結果から算出された上記(1)式を、スリット幅長に基づいてデコンボリューション演算処理した上で下記(3)式を求めることが望ましい。   Therefore, the printing (pattern transfer) result at the time of scanning exposure is a convolution result of the exposure slit width and reticle stage trajectory. For this reason, it is desirable to obtain the following equation (3) after performing the deconvolution calculation processing on the above equation (1) calculated from the printing result based on the slit width length.

Figure 2005166951
すなわち、本実施形態においては、X軸方向に関する補正関数を、ショット内座標系のスキャン方向に関する設計上の位置座標Y’pを独立変数とする関数HX(Y’p)とする。そして、Y軸方向に関する補正関数を、ショット内座標系のスキャン方向に関する設計上の位置座標Y’pを独立変数とし、さらに設計上の位置座標X’pの1次の項を含む関数HY(X’p,Y’p)として表すことができる。なお、Y’pを独立変数とする関数fx(Y’p)、fy(Y’p)、py(Y’p)を位置項と呼ぶ。ox、oyはオフセットである。最小二乗近似に用いられる式が上記式(1)である場合には、上記式(3)の補正関数におけるfx(Y’p)、fy(Y’p)、py(Y’p)は、Y’pのべき乗の項となる。
Figure 2005166951
That is, in the present embodiment, the correction function related to the X-axis direction is a function H X (Y ′ p ) having the designed position coordinate Y ′ p related to the scan direction of the in-shot coordinate system as an independent variable. The correction function related to the Y-axis direction is a function H Y including the design position coordinate Y ′ p related to the scan direction of the in-shot coordinate system as an independent variable and further including a first-order term of the design position coordinate X ′ p. It can be expressed as (X ′ p , Y ′ p ). The functions f x (Y ′ p ), f y (Y ′ p ), and p y (Y ′ p ) having Y ′ p as an independent variable are referred to as position terms. o x and o y are offsets. When the equation used for the least square approximation is the above equation (1), f x (Y ′ p ), f y (Y ′ p ), p y (Y ′ p ) in the correction function of the above equation (3). ) Is a power term of Y ′ p .

次に、露光装置1101における走査露光の際の(A)の補正関数の適用方法について説明する。前提として、レチクルステージRST上には、転写対象となる回路パターンが形成されたレチクルRが、計測用レチクルRTと交換されロードされており、そのレチクルRに対するレチクルアライメントやベースライン計測が行われ、さらに、露光装置1101のウエハステージWSTには、すでに1層以上の露光が終了したウエハWがロードされ、そのウエハWに対して上記EGAによるウエハアライメントが行われ、ウエハW上の各ショット領域の位置座標が求められているものとする。 Next, a method for applying the correction function (A) at the time of scanning exposure in the exposure apparatus 110 1 will be described. As a premise, on reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern to be transferred is formed is exchanged and loaded with measurement reticle RT, and reticle alignment and baseline measurement for reticle R are performed. , in addition, the wafer stage WST of the exposure apparatus 110 1, the wafer W is loaded already one or more layers of the exposure is completed, the wafer alignment by the EGA is performed on the wafer W, each shot on the wafer W It is assumed that the position coordinates of the area are obtained.

まず、主制御装置20は、作成された(A)の補正関数に基づいて、自号機のショット歪み成分を補正するための補正マップを作成する。この補正マップは、以下の式(4)〜式(6)に示される、レチクルステージRSTのY軸方向の位置Y’i(i=1〜q)における補正関数Hx(Y’p)の値RX(Y’i)、補正関数Hy(X’p,Y’p)の値RYL(Y’i)、RYR(Y’i)のマップである。このように、Y軸方向に関しては、2つのY干渉計16YL,16YRが存在し、レチクルステージRSTの制御は、各干渉計の測長軸を基準に制御が行われるため、各干渉計16YL、16YRの測長軸に応じた、2つの補正マップ(RYL(Y’i)、RYR(Y’i)のマップ)が作成される。また、以下のRYL(Y’i)、RYR(Y’i)では、ショット内座標系換算のレチクルステージRSTのX位置X’iが、各Y干渉計の測長軸のX軸方向に関する位置(±L/M)に置き換えられている。 First, main controller 20 creates a correction map for correcting the shot distortion component of its own machine based on the created correction function (A). This correction map is obtained by correcting the correction function H x (Y ′ p ) at the position Y ′ i (i = 1 to q) in the Y-axis direction of the reticle stage RST shown in the following equations (4) to (6). This is a map of the value R X (Y ′ i ) and the value R YL (Y ′ i ), R YR (Y ′ i ) of the correction function H y (X ′ p , Y ′ p ). Thus, there are two Y interferometers 16Y L and 16Y R in the Y-axis direction, and the reticle stage RST is controlled based on the measurement axis of each interferometer. Two correction maps (R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ) maps) corresponding to the measurement axes of 16Y L and 16Y R are created. Further, in the following R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ), the X position X ′ i of the reticle stage RST converted to the in-shot coordinate system is the X axis direction of the measurement axis of each Y interferometer. Is replaced with the position (± L / M).

Figure 2005166951
Figure 2005166951

Figure 2005166951
Figure 2005166951

Figure 2005166951
作成された自号機のショット歪み補正マップは、主制御装置20の記憶装置に格納される。
Figure 2005166951
The created shot distortion correction map of the own machine is stored in the storage device of the main controller 20.

次に、この補正マップの適用方法について説明する。まず、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置19に対して、ウエハステージWSTを移動させるように指示する。   Next, a method for applying this correction map will be described. First, main controller 20 instructs stage controller 19 to move wafer stage WST based on the wafer alignment result and the baseline measurement result.

なお、このとき、主制御装置20は、ステージ制御装置19に対し、ファーストショットの走査露光中におけるウエハステージWST及びレチクルステージRSTに対する位置指令の作成も併せて指示する。また、このとき、不図示の記憶装置に格納していた上記補正マップ(RX(Y’i)、RYL(Y’i)、RYR(Y’i))を読み出して、ステージ制御装置19に送る。 At this time, main controller 20 also instructs stage controller 19 to create position commands for wafer stage WST and reticle stage RST during first-shot scanning exposure. At this time, the correction maps (R X (Y ′ i ), R YL (Y ′ i ), R YR (Y ′ i )) stored in a storage device (not shown) are read out, and the stage control device is read out. Send to 19.

ステージ制御装置19は、設定されているスキャン速度に基づいて、そのスキャン速度に応じたウエハステージWST及びレチクルステージRSTに対する位置指令プロファイルを作成する。すなわち、ステージ制御装置19は、設定されたスキャン速度に基づいて一定のスキャン速度でレチクルステージRSTを走査する場合の位置指令プロファイルを作成し、そのプロファイルにおける単位時間当りの位置指令Yiに対し、補正マップRX(Y’i)、RYL(Y’i)、RYR(Y’i)で表現される補正量を加算し、その加算結果を最終的な位置指令プロファイルとする。なお、位置指令Yiと、ショット内座標系換算のレチクルY位置Y’iとにずれがある場合には、そのY位置Yiの近傍の2つのレチクルY位置Y’iでの補正マップRX(Y’i)、RYL(Y’i)、RYR(Y’i)の補間値(直線補間その他どのような補間値であっても良い)を補正量として加算すればよい。 The stage controller 19 creates a position command profile for the wafer stage WST and the reticle stage RST according to the scan speed based on the set scan speed. That is, the stage control device 19 creates a position command profile for scanning the reticle stage RST at a constant scan speed based on the set scan speed, and for the position command Y i per unit time in the profile, The correction amounts expressed by the correction maps R X (Y ′ i ), R YL (Y ′ i ), R YR (Y ′ i ) are added, and the addition result is used as the final position command profile. The position command Y i and, 'when there is a shift in the i, the Y position Y i two in the vicinity of the reticle Y position Y' reticle Y position Y shot coordinate system converted correction map R in i The interpolation values of X (Y ′ i ), R YL (Y ′ i ), and R YR (Y ′ i ) (linear interpolation or any other interpolation value) may be added as the correction amount.

位置指令プロファイルの補正終了後、ステージ制御装置19は、ウエハ干渉計18の計測値をモニタしつつ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための走査開始位置(加速開始位置)にウエハステージWSTを移動させるとともに、レチクル干渉計16の計測値をモニタしつつ、レチクルステージRSTを加速開始位置に移動させる。   After completion of the correction of the position command profile, the stage control device 19 monitors the measurement value of the wafer interferometer 18 while scanning the start position (acceleration start) for exposure of the first shot (first shot area) of the wafer W. The wafer stage WST is moved to (position), and the reticle stage RST is moved to the acceleration start position while monitoring the measurement value of the reticle interferometer 16.

そして、各干渉計16、18の計測値により、ウエハステージWSTと、レチクルステージRSTが、加速開始位置に到達したことを確認すると、ステージ制御装置19は、補正された位置指令プロファイルから単位時間毎の位置指令値を、レチクルステージRSTの位置フィードバック制御系に入力するとともに、ウエハステージWSTの位置フィードバック制御系にも位置指令値を入力する。すると、両ステージWST、RSTが、上記補正関数で表現されるショット歪みを考慮した状態で、スキャン方向に同期移動され、レチクルR上の回路パターンがウエハW上に転写される。   Then, when it is confirmed from the measured values of the interferometers 16 and 18 that the wafer stage WST and the reticle stage RST have reached the acceleration start position, the stage control device 19 detects the unit time from the corrected position command profile. Is input to the position feedback control system of reticle stage RST, and the position command value is also input to the position feedback control system of wafer stage WST. Then, both stages WST and RST are synchronously moved in the scan direction in consideration of the shot distortion expressed by the correction function, and the circuit pattern on the reticle R is transferred onto the wafer W.

図8(A)の斜視図には、X軸方向に関する位置指令の補正マップの値RX(Y’i)によるX軸方向に関するレチクルステージRSTの位置の補正の一例が模式的に示され、図8(B)の斜視図には、Y軸方向に関する位置指令の補正マップの値RYL(Y’i)、RYR(Y’i)によるY軸方向に関するレチクルステージRSTの位置の補正の一例が模式的に示されている。図8(A)に示される一点鎖線で示される矢印は、走査露光中のレチクルステージRSTの進行方向を示す。この一点鎖線で示される矢印に付された太線の矢印は、Y’iに相当するY位置でのレチクルステージRSTに対するX軸方向に関する補正マップRX(Y’i)を表している。すなわち、この例によると、図8(A)の太線で表されるような補正マップRX(Y’i)により、レチクルステージRSTに対する位置指令を補正した場合、走査露光中のレチクルステージRSTの軌跡は、+X軸方向に凸となる。この補正マップRX(Y’i)は、図8(A)のウエハW上に点線で示されるX軸方向に関するショット領域の歪みから算出されたものである。したがって、上述のような補正マップRX(Y’i)によりレチクルステージRSTに対する位置指令を補正すれば、ウエハW上において実線で示されるように、歪みのないショット領域が得られるようになる。 In the perspective view of FIG. 8A, an example of correction of the position of reticle stage RST in the X-axis direction by the value R X (Y ′ i ) of the position command correction map in the X-axis direction is schematically shown. The perspective view of FIG. 8B shows the correction of the position of the reticle stage RST in the Y-axis direction by the values R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ) of the position command correction map in the Y-axis direction. An example is shown schematically. An arrow indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 8A indicates the traveling direction of reticle stage RST during scanning exposure. Arrow thick line attached to the arrows shown in this one-dot chain line represents the Y 'correction map for the X-axis direction with respect to the reticle stage RST in the Y position corresponding to i R X (Y' i) . That is, according to this example, when the position command for the reticle stage RST is corrected by the correction map R X (Y ′ i ) as shown by the thick line in FIG. 8A, the reticle stage RST during the scanning exposure is corrected. The locus is convex in the + X axis direction. This correction map R X (Y ′ i ) is calculated from the distortion of the shot area in the X-axis direction indicated by the dotted line on the wafer W in FIG. Therefore, if the position command for the reticle stage RST is corrected by the correction map R X (Y ′ i ) as described above, a shot area without distortion can be obtained on the wafer W as indicated by the solid line.

一方、図8(B)においても、走査露光中のレチクルステージRSTの進行方向を示す一点鎖線で示される矢印に付された太線の矢印は、そのレチクルステージRSTに対するY軸方向に関する補正マップRYL(Y’i)、RYR(Y’i)を表している。すなわち、図8(B)の太線で表されるような補正マップRYL(Y’i)、RYR(Y’i)により、レチクルステージRSTに対するY軸方向の位置指令を補正すると、走査露光中におけるレチクルステージRSTのスキャン速度や向きが、そのY位置に応じて変化するようになる。この補正マップRYL(Y’i)、RYR(Y’i)は、図8(B)のウエハW上に点線で示されるようなY軸方向に関するショット領域の歪みから算出されたものである。したがって、上述のような補正マップRYL(Y’i)、RYR(Y’i)によりレチクルステージRSTに対する位置指令を補正すれば、ウエハW上において実線で示されるように、歪みのないショット領域が得られるようになる。 On the other hand, also in FIG. 8B, a thick arrow attached to an arrow indicated by a one-dot chain line indicating a traveling direction of reticle stage RST during scanning exposure is a correction map R YL for the Y axis direction with respect to reticle stage RST. (Y ′ i ), R YR (Y ′ i ). That is, when the position command in the Y-axis direction for the reticle stage RST is corrected by the correction maps R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ) as shown by the thick lines in FIG. The scanning speed and direction of reticle stage RST inside changes according to the Y position. The correction maps R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ) are calculated from the distortion of the shot area in the Y-axis direction as indicated by the dotted line on the wafer W in FIG. 8B. is there. Therefore, if the position command for the reticle stage RST is corrected by the correction maps R YL (Y ′ i ) and R YR (Y ′ i ) as described above, as shown by the solid line on the wafer W, a shot without distortion. An area will be obtained.

なお、露光装置1101では、レチクルR上のパターンと、ウエハW上のパターン像とが倒立の関係にあるため、補正の向きと、ショット歪みが修正される方向は、図8(A)、図8(B)に示されるように逆向きとなるが、これらの関係が正立である場合には、同じ向きとなるため、注意を要する。 In the exposure apparatus 110 1, since the pattern on the reticle R, and the pattern image on the wafer W are in a relationship of the inverted, and correcting the direction, the direction of the shot distortion is modified, FIG. 8 (A), the As shown in FIG. 8B, the directions are reversed, but when these relationships are upright, the directions are the same, so care is required.

次に、号機間の重ね合わせ誤差をキャンセルするための上記(B)の補正関数を作成する際のリソグラフィシステムの動作について説明する。前提として、露光装置1101以外の露光装置110k(すなわち露光装置1102〜110N)において、計測用レチクルRTを用いた露光が行われ、露光装置1102〜110Nそれぞれでの計測用レチクルRTの転写により元工程レイヤが形成された基準ウエハWTがあるものとし、その基準ウエハWTの作成の後、計測用レチクルRTが、露光装置1101のウエハステージWSTにロードされているものとする。 Next, the operation of the lithography system when creating the correction function (B) for canceling the overlay error between the units will be described. Given, in the exposure apparatus 110 1 except the exposure apparatus 110 k (i.e. exposure apparatus 110 2 to 110 N), it is carried out exposure using measurement reticle R T, exposure apparatus 110 2 to 110 N for measurement at each shall have the reference wafer W T to the original process layer is formed by transfer of the reticle R T, after the creation of the reference wafer W T, measurement reticle R T, loaded on the wafer stage WST of the exposure apparatus 110 1 It shall be.

主制御装置20は、この露光装置1102〜110Nにおいて、それぞれ露光が完了した(N−1)枚の基準ウエハWTを露光装置1101のウエハステージWSTに順次ロードし、EGA処理を行って、元工程のショット領域に対し、X軸方向及びY軸方向に間隔wだけずらした状態で、設定されたスキャン速度での走査露光を行う。なお、このときの走査露光中に、上記(A)の補正関数(露光装置1101において予め上述の方法で求められていた上記(A)の補正関数)に基づく位置指令により、露光装置1101は、レチクルステージRSTの制御を行っているものとする。 The main controller 20, in the exposure apparatus 110 2 to 110 N, respectively exposed has completed (N-1) pieces of reference wafer W T are sequentially loaded on the wafer stage WST of the exposure apparatus 110 1, performs EGA process Thus, the scanning exposure is performed at the set scanning speed in a state where the shot area of the original process is shifted by the interval w in the X-axis direction and the Y-axis direction. Incidentally, during the scanning exposure of this time, the position command based on (a correction function of the which had been determined in advance the aforementioned method in the exposure apparatus 110 1 (A)) The above correction functions (A), the exposure apparatus 110 1 Suppose that the reticle stage RST is controlled.

露光が完了した基準ウエハWTは、計測装置190に送られ、計測装置190において、上記(A)の補正関数を作成するときと同様に、基準ウエハWT毎に、位置ずれ量(dxp,k、dyp,k)が計測される。 Reference wafer W T that exposure is completed is sent to the measuring apparatus 190, the measuring apparatus 190, similarly to when creating the correction function of the (A), for each reference wafer W T, positional displacement amount (dx p , k , dy p, k ) are measured.

この位置ずれ量(dxp,k、dyp,k)は、LAN170を介して、ホスト160に送られる。ホスト160は、露光装置110kによる露光により転写形成された各ショット領域の計測マークMpの位置ずれ量(dxp,k、dyp,k)の平均値を、記憶装置140に格納する。 This positional deviation amount (dx p, k , dy p, k ) is sent to the host 160 via the LAN 170. The host 160 stores, in the storage device 140, the average value of the positional deviation amounts (dx p, k , dy p, k ) of the measurement marks M p of each shot area transferred and formed by exposure by the exposure device 110 k .

そして、ホスト160は、この位置ずれ量(dxp,k、dyp,k)に基づいて、(B)の補正関数の算出を実行する。具体的には、位置ずれ量(dxp,k、dyp,k)と、ショット内座標系におけるマークMpのレジスト像の設計上の位置座標(xp、yp)とに関して、次式に示されるような関係式を設定し、次式の係数k’0〜k’10を、最小二乗近似によって求める。 Then, the host 160 executes the calculation of the correction function (B) based on the positional deviation amount (dx p, k , dy p, k ). Specifically, with respect to the positional deviation amount (dx p, k , dy p, k ) and the design position coordinates (x p , y p ) of the resist image of the mark M p in the in-shot coordinate system, Is set, and coefficients k ′ 0 to k ′ 10 of the following expressions are obtained by least square approximation.

Figure 2005166951
上記式(1)と同様に、上記式(7)における、dxp,kに関するモデル式は、計測マークMpのレジスト像の設計上の位置座標ypのべき乗の関数となっており、dyp,kに関するモデル式は、計測マークMpのレジスト像の設計上の位置座標ypのべき乗の項と、マークMpのレジスト像の設計上の位置座標ypのべき乗と位置座標xpとの積の項とを含む式となっている。
Figure 2005166951
Similar to the above formula (1) in (7), the model equation for dx p, k is a power function of the position coordinates y p of the design of the resist image of the measuring mark M p, dy p, the model equation for k, the measurement marks M and power sections coordinates y p of the design of the resist image of p, the mark M p resist image power and position coordinates x p coordinates y p of the design of the And the product term.

上記最小二乗近似により、係数k’0〜k’10を求めると、ホスト160は、求められた係数k’0〜k’10の値を、露光装置110kと(k=2〜N)と露光装置1101との重ね合わせの補正関数の係数の値として記憶装置140に格納する。これにより、露光装置110kと、露光装置1101との重ね合わせを補正するための(B)の補正関数の係数の値の算出が完了する。 When the coefficients k ′ 0 to k ′ 10 are obtained by the least square approximation, the host 160 determines the values of the obtained coefficients k ′ 0 to k ′ 10 as the exposure apparatus 110 k and (k = 2 to N). The value is stored in the storage device 140 as a coefficient value of a correction function for overlay with the exposure apparatus 110 1 . Thereby, calculation of the value of the coefficient of the correction function (B) for correcting the overlay between the exposure apparatus 110 k and the exposure apparatus 110 1 is completed.

なお、(B)の補正関数は、(A)の補正関数と同様に、次式で表されるレチクルステージRSTの位置指令を補正する関数となる。すなわち、この補正関数での独立変数は、レチクルステージRSTのY位置となる。   Note that the correction function (B) is a function for correcting the position command of the reticle stage RST represented by the following equation, similarly to the correction function (A). That is, the independent variable in this correction function is the Y position of reticle stage RST.

Figure 2005166951
すなわち、本実施形態においては、X軸方向に関する補正関数を、スキャン方向に関する位置座標Y’pを独立変数とする関数H’x(Y’p)とし、Y軸方向に関する補正関数を、スキャン方向に関する位置座標Y’pを独立関数とし、X軸方向に関する位置座標X’pの1次の項を含む関数H’Y(X’p,Y’p)として表すことができる。なお、f’x(Y’p)、f’y(Y’p)、p’y(Y’p)を位置項と呼ぶ。o’x、o’yはオフセットである。最小二乗近似に用いられる式が上記式(7)である場合には、上記式(8)の補正関数におけるf’x(Y’p)、f’y(Y’p)、p’y(Y’p)は、Y’pのべき乗の項となる。
Figure 2005166951
That is, in the present embodiment, the correction function related to the X-axis direction is a function H ′ x (Y ′ p ) with the position coordinate Y ′ p related to the scan direction as an independent variable, and the correction function related to the Y-axis direction is set to the scan direction. 'and p independent function, the position coordinates X in the X-axis direction' coordinates Y about functions H 'Y (X' p, Y 'p) comprising a first-order term of p can be expressed as. Note that f ′ x (Y ′ p ), f ′ y (Y ′ p ), and p ′ y (Y ′ p ) are referred to as position terms. o ′ x and o ′ y are offsets. When the equation used for the least square approximation is the above equation (7), f ′ x (Y ′ p ), f ′ y (Y ′ p ), p ′ y ( Y ′ p ) is a power term of Y ′ p .

以降、同様にして、露光装置1103〜110Nそれぞれで元工程のショット領域が形成されたウエハWを、さらに露光装置1101で走査露光することにより、その重ねあわせ露光における計測マークMpの位置ずれ量の計測結果に基づいて補正関数の係数の値が算出され、記憶装置140に格納され、ホスト160により、管理される。 Thereafter, similarly, the wafer W on which the original process shot area is formed by each of the exposure apparatuses 110 3 to 110 N is further subjected to scanning exposure by the exposure apparatus 110 1 , so that the measurement mark M p in the overlay exposure can be measured. The value of the coefficient of the correction function is calculated based on the measurement result of the positional deviation amount, stored in the storage device 140, and managed by the host 160.

なお、上記実施形態では、上記(B)の補正関数(号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数)を作成するにあたって、計測用レチクルRTの転写により元工程レイヤが形成された基準ウエハWTを、露光装置1101以外の全ての露光装置110k(1102〜110N)のそれぞれにおいて作成しておくことを前提としている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ある号機(図1に示されるLAN170に接続されていない露光装置110p、或いはLAN接続されている露光装置1101〜110Nのうちのいずれか1つの露光装置)に計測用レチクルRTをロードし、上記(B)の補正関数(以下では補正関数Bと称することもある)を求めたい号機間に必要な枚数(少なくとも号機の数だけ)基準ウエハWTを作成しておき、その各基準ウエハWTを用いながら補正関数Bを用いるようにしても良い。 In the above-described embodiment, when the correction function (B) (correction function for correcting the overlay error between units) is created, the reference in which the original process layer is formed by transferring the measurement reticle RT is used. the wafer W T, assumes that you make in each of all the exposure apparatus 110 k other than the exposure apparatus 110 1 (110 2 ~110 N) . However, the present invention is not limited to this. For example, the measurement reticle R T is set in a certain machine (the exposure apparatus 110 p not connected to the LAN 170 shown in FIG. 1 or any one of the exposure apparatuses 110 1 to 110 N connected to the LAN). load the above (B) of the correction function (hereinafter the correction function B and may be referred to) a number (the number of at least No.) required between desired Unit that determined previously by creating a reference wafer W T, the while using each reference wafer W T may be using the correction function B.

以下では、この手法について、例えば3台の露光装置1101〜1103のそれぞれの号機間の補正関数Bを求める場合(かつ、基準ウエハWT作成号機を露光装置110pとするものとして)を想定して具体的に述べる。 In the following, for this method, for example, a case where the correction function B between each of the three exposure apparatuses 110 1 to 110 3 is obtained (and the reference wafer W T creation number machine is assumed to be the exposure apparatus 110 p ). It is assumed and described concretely.

まず、露光装置110pを用いて基準ウエハWTを3枚(それぞれ基準ウエハ1〜3とする)作成する。 First, three of the reference wafer W T (respectively referenced wafer 1-3) using the exposure apparatus 110 p create.

次に、基準ウエハWT上に形成された計測マークMpの像の設計上の形成位置(便宜上、理想格子と称す)と、計測マークMpの像のウエハ上での実際の形成位置(便宜上、形成格子と称す)との間の位置ずれ量を、例えば光波測定器等の測定装置を用いて、3枚の基準ウエハWT(基準ウエハ1〜3)ともにそれぞれ計測しておく。 Next, the design formation position (referred to as an ideal lattice for convenience) of the image of the measurement mark M p formed on the reference wafer W T and the actual formation position of the measurement mark M p image on the wafer (for convenience) For convenience, the amount of misalignment between the three reference wafers W T (reference wafers 1 to 3) is measured using a measuring device such as a light wave measuring device.

次に、計測用レチクルRTと基準ウエハ1とを露光装置1101にロードして、基準ウエハ1上に上述した実施形態と同様に、計測用レチクルRTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。同様に露光装置1102には、基準ウエハ2をロードして、また露光装置1103には、基準ウエハ3をロードして、それぞれ計測用レチクルRTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。 Then, load the measurement reticle R T and the reference wafer 1 to the exposure apparatus 110 1, similarly to the embodiment described above on the reference wafer 1, baking superimposed reticle pattern of the measurement reticle R T. Similarly, the reference wafer 2 is loaded on the exposure apparatus 110 2 , and the reference wafer 3 is loaded on the exposure apparatus 110 3, and the reticle patterns of the measurement reticle RT are overprinted.

その後、上述の実施形態と同様に、露光装置1101〜1103で重ね焼き付けされた3枚の基準ウエハWT(基準ウエハ1〜3)のそれぞれの重ね合わせ転写結果を、計測装置190を用いて測定する。そしてこれらの転写結果と、重ね合わせ露光の前に光波測定装置等で各基準ウエハWT(基準ウエハ1〜3)毎に計測されていた理想格子からの位置ずれ量とを用いて、上記実施形態と同様の方法で補正関数Bを作成する。各基準ウエハ1〜3それぞれの形成格子相互間における相対的な偏差は、理想格子を基準として相対的に算出できるので、各露光装置で使用される基準ウエハWTが異なることは問題とはならない。そして、露光装置1101〜1103間における焼き付け位置ずれ量は、基準ウエハWTを介して算出できるので、後はこの算出された位置ずれ量に基づいて上記実施形態と同様に式(7)、式(8)で補正関数Bを算出するようにすれば良い。 Thereafter, as in the above-described embodiment, the overlay transfer results of the three reference wafers W T (reference wafers 1 to 3) overprinted by the exposure apparatuses 110 1 to 110 3 are used to measure the overlay transfer results. To measure. Then, using the transfer result and the amount of positional deviation from the ideal lattice measured for each reference wafer W T (reference wafers 1 to 3) by the light wave measuring device or the like before the overlay exposure, the above-described implementation is performed. The correction function B is created by the same method as the embodiment. The relative deviation in the reference wafer 1-3 each formed lattice inter Because the ideal lattice can relatively calculated based, is not a problem reference wafer W T to be used are different in each exposure apparatus . Since the printing position deviation amount between the exposure apparatuses 110 1 to 110 3 can be calculated via the reference wafer W T , the expression (7) is used in the same manner as in the above embodiment based on the calculated positional deviation amount. The correction function B may be calculated by the equation (8).

次に、露光装置1101における走査露光の際の(B)の補正関数の適用方法について説明する。 Next, a method for applying the correction function (B) at the time of scanning exposure in the exposure apparatus 110 1 will be described.

まず、ホスト160が、例えば、露光装置1101に、ロットAのウエハWの露光を指示する。この指示には、ロットAのウエハの露光に用いられるプロセスプログラムと呼ばれる露光条件を決定するデータ・ファイルの転送が含まれる。このプロセスプログラムには、重ね合わせの補正関数の係数の値も含まれている。 First, the host 160, for example, the exposure apparatus 110 1 instructs the exposure of the wafer W of the lot A. This instruction includes the transfer of a data file for determining exposure conditions called a process program used for exposure of the wafer of lot A. This process program also includes the value of the coefficient of the overlay correction function.

主制御装置20は、このプロセスプログラムから、重ね合わせの補正関数の係数の値を読み出す。そして、その補正関数の係数の値に基づいて、レチクルステージRSTの位置指令に対する補正量のマップである補正マップを作成する。この補正マップは、以下の式(9)〜式(11)に示される、レチクルステージRSTのY軸方向の位置Y’i(i=1〜q)における補正関数H’x(Y’p)の値R’X(Y’i)、補正関数Hy(X’p,Y’p)の値R’YL(Y’i)、R’YR(Y’i)のマップである。Y軸方向に関しては、2つのY干渉計16YL、16YRが存在するため、各干渉計16YL、16YRの測長軸に応じた、2つの補正マップ(R’YL(Y’i)、R’YR(Y’i)のマップ)が作成される。作成されたマップは、主制御装置20の記憶装置に格納される。なお、R’YL(Y’i)、R’YR(Y’i)については、X’iが、各干渉計の測長軸のX軸方向に関する位置(±L/M)に置き換えられている。 The main controller 20 reads the value of the coefficient of the overlay correction function from this process program. Then, based on the value of the coefficient of the correction function, a correction map which is a correction amount map for the position command of reticle stage RST is created. This correction map is a correction function H ′ x (Y ′ p ) at the position Y ′ i (i = 1 to q) of the reticle stage RST in the Y-axis direction shown in the following equations (9) to (11). R ′ X (Y ′ i ) and correction function H y (X ′ p , Y ′ p ) values R ′ YL (Y ′ i ) and R ′ YR (Y ′ i ). For the Y-axis direction, since the two Y interferometer 16Y L, is 16Y R exists, each interferometer 16Y L, corresponding to the measurement axis of 16Y R, two correction maps (R 'YL (Y' i ) , R ′ YR (Y ′ i ) map). The created map is stored in the storage device of the main controller 20. For R ′ YL (Y ′ i ) and R ′ YR (Y ′ i ), X ′ i is replaced with the position (± L / M) in the X-axis direction of the measurement axis of each interferometer. Yes.

Figure 2005166951
Figure 2005166951

Figure 2005166951
Figure 2005166951

Figure 2005166951
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ここで、レチクルステージRST上には、転写対象となる回路パターンが形成されたレチクルRが、計測用レチクルRTと交換されているものとする。そして、そのレチクルRに対するレチクルアライメントやベースライン計測が行われ、さらに、露光装置1101のウエハステージWSTには、すでに1層以上の露光が終了したウエハWがロードされ、そのウエハWに対して上記EGAによるウエハアライメントが行われ、ウエハW上の各ショット領域の位置座標が求められているものとする。 Here, it is assumed that reticle R on which a circuit pattern to be transferred is formed is replaced with measurement reticle RT on reticle stage RST. Then, the reticle alignment and base line measurement is performed for the reticle R, further, the wafer stage WST of the exposure apparatus 110 1, the wafer W is loaded already one or more layers of the exposure is completed, for the wafer W It is assumed that the wafer alignment by the EGA is performed and the position coordinates of each shot area on the wafer W are obtained.

次に、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果及びベースラインの計測結果に基づいて、ステージ制御装置19に対して、ウエハステージWSTを移動させるように指示する。   Next, main controller 20 instructs stage controller 19 to move wafer stage WST based on the wafer alignment result and the baseline measurement result.

なお、このとき、主制御装置20は、ステージ制御装置19に対し、ファーストショットの走査露光中におけるウエハステージWST及びレチクルステージRSTに対する位置指令の作成も併せて指示する。また、このとき、不図示の記憶装置に記憶された補正マップもステージ制御装置19に送る。   At this time, main controller 20 also instructs stage controller 19 to create position commands for wafer stage WST and reticle stage RST during first-shot scanning exposure. At this time, a correction map stored in a storage device (not shown) is also sent to the stage control device 19.

ステージ制御装置19は、設定されているスキャン速度に基づいて、そのスキャン速度に応じたウエハステージWST及びレチクルステージRSTに対する位置指令プロファイルを作成する。   The stage controller 19 creates a position command profile for the wafer stage WST and the reticle stage RST according to the scan speed based on the set scan speed.

ここで、レチクルステージRSTに対する位置指令プロファイルは、上記補正関数を考慮したものとなる。すなわち、まず、設定されたスキャン速度に基づいて一定のスキャン速度でレチクルステージRSTを走査する場合の位置指令プロファイルを作成し、その位置指令Xi,Yiに対し、(A)の補正関数から作成される補正マップの値RX(Y’i)、RYL(Y’i)、RYR(Y’i)と、(B)の補正関数から作成される補正マップの値R’X(Y’i)、R’YL(Y’i)、R’YR(Y’i)とを加算する。この場合も、位置指令Yiと、ショット内座標系換算のレチクルY位置Y’iとにずれがある場合には、そのY位置Yiの近傍の2つのレチクルY位置Y’iでの補正マップRX(Y’i)、RYL(Y’i)、RYR(Y’i)、R’X(Y’i)、R’YL(Y’i)、R’YR(Y’i)の補間値(直線補間その他どのような補間値であっても良い)を補正量として加算すればよい。 Here, the position command profile for the reticle stage RST takes the above correction function into consideration. That is, first, a position command profile for scanning the reticle stage RST at a constant scan speed is created based on the set scan speed, and the position commands X i and Y i are obtained from the correction function (A). Correction map values R X (Y ′ i ), R YL (Y ′ i ), R YR (Y ′ i ) to be created and a correction map value R ′ X ( Y ′ i ), R ′ YL (Y ′ i ), and R ′ YR (Y ′ i ) are added. In this case, the position command Y i, reticle Y position Y shot coordinate system converted 'if there is a deviation in the i, the Y position Y i 2 both in the vicinity of the reticle Y position Y' correction at i Maps R X (Y ′ i ), R YL (Y ′ i ), R YR (Y ′ i ), R ′ X (Y ′ i ), R ′ YL (Y ′ i ), R ′ YR (Y ′ i) ) Interpolation value (linear interpolation or any other interpolation value) may be added as a correction amount.

そして、ステージ制御装置19は、ウエハ干渉計18の計測値をモニタしつつ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための走査開始位置(加速開始位置)にウエハステージWSTを移動させるとともに、レチクル干渉計16の計測値をモニタしつつ、レチクルステージRSTを加速開始位置に移動させる。   Then, the stage control device 19 monitors the measurement value of the wafer interferometer 18 and moves the wafer stage WST to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of the first shot (first shot area) of the wafer W. And the reticle stage RST is moved to the acceleration start position while monitoring the measurement value of the reticle interferometer 16.

そして、各干渉計16、18の計測値により、ウエハステージWSTと、レチクルステージRSTが、加速開始位置に到達したことを確認すると、ステージ制御装置19は、作成された位置指令プロファイルから単位時間毎の位置指令値を、レチクルステージRSTの位置フィードバック制御系に入力していく。すると、両ステージWST、RSTが、上記補正関数で表現されるショット歪みを考慮した状態で、スキャン方向に同期移動され、レチクルR上の回路パターンがウエハW上に転写される。   Then, when it is confirmed from the measured values of the interferometers 16 and 18 that the wafer stage WST and the reticle stage RST have reached the acceleration start position, the stage control device 19 performs unit time based on the created position command profile. Are input to the position feedback control system of reticle stage RST. Then, both stages WST and RST are synchronously moved in the scan direction in consideration of the shot distortion expressed by the correction function, and the circuit pattern on the reticle R is transferred onto the wafer W.

上述した補正関数及び補正マップの算出方法の動作を、図9、図10に示されるフローチャートにまとめる。図9のフローチャートは、上記補正関数Aを算出する際のリソグラフィシステム10の動作の流れを示すフローチャートであり、図10は、上記補正関数Bを算出する際のリソグラフィシステム10の動作の流れを示すフローチャートである。   The operations of the correction function and correction map calculation method described above are summarized in the flowcharts shown in FIGS. The flowchart of FIG. 9 is a flowchart showing an operation flow of the lithography system 10 when calculating the correction function A, and FIG. 10 shows an operation flow of the lithography system 10 when calculating the correction function B. It is a flowchart.

すなわち、本実施形態では、(A)の自号機のショット歪みを補正するための補正関数に基づく補正マップと、(B)の号機間のショット歪みを補正するための補正関数に基づく補正マップとによって、レチクルステージRSTに対する位置指令を補正することにより、元工程のショット領域に、現工程のショット領域の形状を精度良く重ね合わせることが可能となる。   That is, in the present embodiment, (A) a correction map based on a correction function for correcting shot distortion of the own machine, and (B) a correction map based on a correction function for correcting shot distortion between the cars. Thus, by correcting the position command for the reticle stage RST, the shape of the shot area of the current process can be accurately superimposed on the shot area of the original process.

なお、露光装置1101以外の走査型露光装置についても、同様にして(A)の補正関数及び(B)の補正関数を作成し、走査露光中に適用することができる。 It should be noted that the scanning exposure apparatus other than the exposure apparatus 110 1 can similarly create the correction function (A) and the correction function (B) and apply them during scanning exposure.

なお、本実施形態では、補正関数を、ショット内座標系に対応するレチクルステージRSTのY位置Y’pのべき乗の関数としたが、これには限られない。例えば、補正関数を、例えば次式で示されるようなY位置Y’pに応じた三角関数とするようにしても良い。 In the present embodiment, the correction function is a power function of the Y position Y ′ p of the reticle stage RST corresponding to the in-shot coordinate system, but is not limited thereto. For example, the correction function may be a trigonometric function corresponding to the Y position Y ′ p as shown by the following equation, for example.

Figure 2005166951
ここで、Hy(Y’p)は、Y軸方向に関する補正量を与える補正関数であり、LSは、ショット領域のY軸方向(スキャン方向)に関する長さ、すなわちスキャン長である。そして、an、bnは、それぞれ正弦関数、余弦関数の係数である。
Figure 2005166951
Here, H y (Y ′ p ) is a correction function that gives a correction amount in the Y-axis direction, and L S is the length of the shot region in the Y-axis direction (scan direction), that is, the scan length. A n and b n are coefficients of a sine function and a cosine function, respectively.

また、上記実施形態で用いられる計測マークは、図5に示されるような計測マークMpに限られない。例えば、L/SパターンMX1、MY1は、単なる1つのL/Sパターンであっても良い。また、図5に示されるL/SパターンMX1、MX2、MY1、MY2の他に、他のL/Sパターンや、ボックス・イン・ボックス・パターンとなるようなパターンを含むマークを用いても良い。このようなパターンでも、外側のパターンと内側のパターンとの重ね合わせのずれを、X軸方向及びY軸方向の位置ずれ量として検出することが可能である。また、このように、1つのマークの中で、複数の位置ずれ量計測用のパターンを設けるようにすれば、1つのマークにつき、各軸方向について、複数の位置ずれ量を検出することができるため、検出された複数の位置ずれ量の平均値をそのマークでの位置ずれ量として、位置ずれ量の検出精度を高めることも可能となる。 Further, the measurement mark used in the above embodiment is not limited to the measurement mark M p as shown in FIG. For example, the L / S patterns MX 1 and MY 1 may be just one L / S pattern. Further, in addition to the L / S patterns MX 1 , MX 2 , MY 1 , MY 2 shown in FIG. 5, marks including other L / S patterns and patterns that become box-in-box patterns are included. It may be used. Even in such a pattern, it is possible to detect a misalignment between the outer pattern and the inner pattern as a positional deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, when a plurality of misregistration measurement patterns are provided in one mark as described above, a plurality of misregistration amounts can be detected for each mark in each axial direction. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the positional deviation amount by using the average value of the detected positional deviation amounts as the positional deviation amount at the mark.

また、計測用レチクルRTにおける計測マークMpの配置は、図4に示されるように均一でなくても良い。 In addition, the arrangement of the measurement marks M p on the measurement reticle RT may not be uniform as shown in FIG.

また、上記実施形態では、Y軸方向に関する補正関数の係数を求める際に、X’iの値を特定せずに全ての計測マークMpにおける位置ずれ量を用いて最小二乗近似を行ったが、
Y軸方向に関する補正関数を求める際には、X’i=(±L/M)を上記式(1)又は式(7)に代入したうえで、Y干渉計16YL,16YRの測長軸に対応するマークMpの位置ずれ量のみを用いて、最小二乗近似を行うようにしても良い。このようにすれば、最小二乗近似における計算量を少なくし、計算時間を短くすることが可能となる。
In the above embodiment, when obtaining the coefficient of the correction function related to the Y-axis direction, the least-square approximation is performed using the positional deviation amounts in all the measurement marks M p without specifying the value of X ′ i. ,
When obtaining a correction function for the Y-axis direction, X ′ i = (± L / M) is substituted into the above formula (1) or (7), and then the lengths of the Y interferometers 16Y L and 16Y R are measured. The least square approximation may be performed using only the positional deviation amount of the mark M p corresponding to the axis. In this way, the calculation amount in the least square approximation can be reduced, and the calculation time can be shortened.

また、上記実施形態では、最小二乗法を適用して、補正関数の各項の係数を求めた。しかしながら、求めるパラメータに対する関数モデルの非線形性が高い場合には、最急降下法等の非線形最小二乗法を適用して、補正関数の係数を求めるようにしても良い。   In the above embodiment, the coefficient of each term of the correction function is obtained by applying the least square method. However, when the nonlinearity of the function model with respect to the parameter to be obtained is high, the coefficient of the correction function may be obtained by applying a nonlinear least square method such as the steepest descent method.

また、上記実施形態では、号機間の重ね合わせ誤差を補正するための(B)の補正関数の係数に関する情報は、プロセスプログラムに含まれるものとし、ホスト160から露光装置1101に送られるものとしたが、これには限られず、露光装置1101自身(主制御装置20)が、自らと他の号機との重ね合わせ誤差を補正するための補正関数の係数を管理するようにしても良い。また、一方、自号機のショット歪みを補正するための(A)の補正関数の各係数に関する情報は、露光装置1101自身(主制御装置20)が管理するものとしたが、これらをホスト160で管理するようにしても良い。 Moreover, information on the coefficient of the correction function (B) for correcting the registration error of inter In the above embodiments, Unit are intended to be included in the process program, and those sent from the host 160 to the exposure apparatus 110 1 but was, this is not limited to an exposure apparatus 110 1 itself (main controller 20) may be managed coefficients of the correction function for correcting the overlay error between themselves and other unit. On the other hand, the information about each coefficient of the correction function (A) for correcting shot distortion of the own machine is managed by the exposure apparatus 110 1 itself (main control apparatus 20). You may make it manage with.

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置20が、本発明の露光装置の転写装置、関数作成装置に対応しており、ステージ制御装置19が、制御装置に対応している。また、本実施形態では、露光装置110kが、本発明のリソグラフィシステムの露光装置に対応しており、そのうち露光装置1101が走査型露光装置となっている。そして、計測装置190が検出装置に対応しており、ホスト160が関数作成装置に対応している。 As is apparent from the above description, in the present embodiment, the main control device 20 corresponds to the transfer device and function creation device of the exposure apparatus of the present invention, and the stage control device 19 corresponds to the control device. ing. In the present embodiment, the exposure apparatus 110 k corresponds to the exposure apparatus of the lithography system of the present invention, and the exposure apparatus 110 1 is a scanning exposure apparatus. The measurement device 190 corresponds to the detection device, and the host 160 corresponds to the function creation device.

以上詳細に述べたように、本実施形態の露光装置1101によれば、相対走査中のレチクルステージRSTの動特性に関する補正関数を、基準ウエハWTに対する計測用マークMpの焼付け結果から作成し、その補正関数を用いて、走査露光中のレチクルステージRST(結果的にレチクルR)の位置を制御することができるため、自号機のショット歪みを補正して、高精度な露光を実現することができる。 As described in detail above, according to exposure apparatus 110 1 of the present embodiment, the correction function for the dynamic characteristics of the reticle stage RST in the relative scanning, made from baked results of measurement marks M p to the reference wafer W T Since the position of reticle stage RST (resulting reticle R) during scanning exposure can be controlled using the correction function, high-precision exposure is realized by correcting shot distortion of the own machine. be able to.

また、本実施形態のリソグラフィシステム100によれば、露光装置1102〜110Nと露光装置1101との重ね合わせ誤差を検出して、検出された重ね合わせ誤差による位置ずれを補正するための関数(補正関数Hx(Y’i)、Hy(X’i,Y’i))を作成し、その関数を用いて、走査露光中のレチクルステージRST(レチクルR)の位置を制御することができるようになるので、重ね合わせ誤差を補正して、高精度な露光を実現することができる。 Further, according to the lithography system 100 of the present embodiment, a function for detecting an overlay error between the exposure apparatuses 110 2 to 110 N and the exposure apparatus 110 1 and correcting a positional shift due to the detected overlay error. (Correction functions H x (Y ′ i ), H y (X ′ i , Y ′ i )) are created and the position of the reticle stage RST (reticle R) during scanning exposure is controlled using the functions. Therefore, it is possible to correct the overlay error and realize high-precision exposure.

なお、上記実施形態では、レチクルステージRSTに対する位置指令に対する補正量を与える補正関数を作成したが、これに限定されるものではなく、ウエハステージWSTに対する位置指令の補正量を与える補正関数を作成して、適用するようにしても良く、両ステージWST、RSTの補正を同時に行うようにしても良い。また、それぞれ独立に可動な2つのウエハステージを有する場合には、ステージ毎に補正関数を有するようにすることもできる。   In the above embodiment, a correction function that provides a correction amount for a position command for reticle stage RST is created. However, the present invention is not limited to this, and a correction function that provides a correction amount for a position command for wafer stage WST is created. In this case, both stages WST and RST may be corrected simultaneously. In addition, when two wafer stages that are independently movable are provided, a correction function may be provided for each stage.

また、上記実施形態では、ステージ制御装置19が、補正関数に基づく補正マップに基づいて、レチクルステージRSTに対する位置指令を補正していたが、これに限られず、ステージ制御装置19が、主制御装置20から、補正関数の各係数を受け取り、各サンプリング時点におけるレチクルステージRSTのY方向に関する位置指令を補正関数に代入してその値を求め、その値を位置指令の補正量とするようにしても良い。   In the above embodiment, the stage control device 19 corrects the position command for the reticle stage RST based on the correction map based on the correction function. However, the present invention is not limited to this, and the stage control device 19 uses the main control device. 20, each coefficient of the correction function is received, and the position command in the Y direction of reticle stage RST at each sampling time is substituted into the correction function to obtain the value, and that value is used as the correction amount of the position command. good.

また、上記実施形態では、自号機のショット歪みを補正しつつ、重ね合わせ誤差を測定し、それをキャンセルする補正関数を作成したが、必ずしも自号機のショット歪みを補正する必要はない。この補正がなくても、重ね合わせ誤差さえキャンセルすれば、高精度な露光を実現することが可能であるからである。ただし、ウエハ上の1層目の露光においては、自号機のショット歪みを補正するのが望ましい。このようにすれば、1層目のショット領域に忠実に重ね合わせるように2層目以降の露光を行った場合にも、その2層目以降のショット領域の形状を理想格子に近づけることができるからである。   In the above embodiment, the correction error is created by correcting the overlay error while correcting the shot distortion of the own machine, but it is not always necessary to correct the shot distortion of the own machine. This is because even if this correction is not required, it is possible to realize highly accurate exposure by canceling the overlay error. However, in the exposure of the first layer on the wafer, it is desirable to correct the shot distortion of the own machine. In this way, even when the second and subsequent layers are exposed so as to be faithfully superimposed on the first layer shot area, the shape of the second and subsequent shot areas can be brought close to the ideal lattice. Because.

また、上記実施形態では、(A)の自号機のショット歪み成分を補正するための補正関数を5次の関数とし、(B)の号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数を3次の関数としたが、これには限られず、双方とも何次の関数であっても良い。ただし、X位置X’iを含む項に関しては、ステージの構造上、1次以上の項に限られることはいうまでもない。 In the above embodiment, the correction function for correcting the shot distortion component of the own machine in (A) is a fifth order function, and the correction function for correcting the overlay error between the machines in (B) is 3. Although the following functions are used, the present invention is not limited to this, and both functions may be functions. However, it goes without saying that the term including the X position X ′ i is limited to the first-order or higher term due to the stage structure.

また、上記実施形態では、レチクルステージRSTに対する位置指令に対する補正量を与える補正関数を用いて補正したが、これに限定されるものではなく、レチクル干渉計16の計測値を、作成した補正関数を用いて補正するようにしても良い。   In the above embodiment, the correction is performed using a correction function that gives a correction amount for the position command with respect to the reticle stage RST. However, the present invention is not limited to this, and the measurement function of the reticle interferometer 16 is used as the generated correction function. You may make it correct | amend using.

また、上記実施形態では、計測用レチクルRTの転写を行う際のスキャン速度を、一定のスキャン速度としたが、本発明はこれには限られない。スキャン速度等の走査条件に応じたショット歪みを補正する機能を常に有効にしていれば、走査条件に依存するショット歪みは一定となり、自号機のショット歪み補正や、号機間の重ね合わせ誤差を上記実施形態と同様に計測することができる。ただし、このような補正機能を露光装置110kが有していない場合には、上記実施形態のように、同一のスキャン条件(スキャン速度やスキャン長など)で、計測用レチクルRTを焼き付けたものを用いるのが望ましい。 In the above embodiment, the scanning speed when transferring the measurement reticle RT is a constant scanning speed, but the present invention is not limited to this. If the function to correct shot distortion according to scanning conditions such as scanning speed is always enabled, shot distortion depending on scanning conditions will be constant, and the above-mentioned shot distortion correction and overlay error between units will be Measurement can be performed in the same manner as in the embodiment. However, when the exposure apparatus 110 k does not have such a correction function, the measurement reticle RT is burned under the same scan conditions (scan speed, scan length, etc.) as in the above embodiment. It is desirable to use one.

このように、上記実施形態における補正関数による補正機能は、ステージ制御に用いられる他の様々の補正機能に加えて適用することができる。このような機能には、上述の走査条件に応じたショットディストーションの補正機能の他、例えば、移動鏡曲がり補正や、偏荷重補正機能などが挙げられる。   As described above, the correction function based on the correction function in the above embodiment can be applied in addition to various other correction functions used for stage control. Such functions include, for example, a movable mirror bending correction and a biased load correction function, in addition to the above-described shot distortion correction function according to the scanning conditions.

例えば、移動鏡曲がりの補正では、レチクルステージRSTを、同一X位置に位置決めしつつ、複数の異なるY位置に順次位置決めしながら、レチクルステージRST上に保持された例えば計測用レチクルRT上のレチクルアライメントマークRM1、RM2をレチクルアライメント検出系22で検出していき、それらのレチクルアライメントマークRM1,RM2のX位置の計測値の位置ずれを計測することによって移動鏡38Xの曲がり具合を計測する。そして、実際の走査露光では、その計測結果に基づいて、この移動鏡の曲がりにレチクルステージRSTの実際の位置が左右されないように、走査露光中のレチクルステージRSTの位置指令又はレチクルX干渉計16Xの計測値を補正する。 For example, in the correction of motion curvature mirror, a reticle stage RST, while positioning the same X position, while sequentially positioned in a plurality of different Y positions on the reticle stage RST reticle example measured is held on the R T reticle The alignment marks RM1 and RM2 are detected by the reticle alignment detection system 22, and the degree of bending of the movable mirror 38X is measured by measuring the displacement of the measurement values of the X positions of the reticle alignment marks RM1 and RM2. In the actual scanning exposure, based on the measurement result, the position command of the reticle stage RST during the scanning exposure or the reticle X interferometer 16X so that the actual position of the reticle stage RST is not influenced by the bending of the movable mirror. Correct the measured value.

また、偏荷重の補正では、レチクルステージRSTを、複数の異なるY位置Yiに順次位置決めしながら、そのY位置でのステージ全体の重心からのレチクルステージRSTの位置の偏り、すなわち偏荷重によって発生するレチクルステージRSTの姿勢変化に応じて発生するレチクル干渉計16の計測誤差を不図示のセンサにより検出していく。そして、実際の走査露光では、その検出結果に基づいて、この偏荷重にレチクルステージRSTの実際の位置が左右されないように、走査露光中のレチクルステージRSTの位置指令又はレチクルX干渉計16Xの計測値を補正する。 Further, in the correction of the offset load, the reticle stage RST is sequentially positioned at a plurality of different Y positions Y i, and the position of the reticle stage RST from the center of gravity of the entire stage at the Y position is generated due to the offset load. A measurement error of the reticle interferometer 16 that occurs in response to a change in the attitude of the reticle stage RST is detected by a sensor (not shown). In actual scanning exposure, based on the detection result, the position command of reticle stage RST during scanning exposure or measurement by reticle X interferometer 16X is performed so that the actual position of reticle stage RST is not affected by this offset load. Correct the value.

なお、このような移動鏡曲がりや、偏荷重は、上記計測方法からも明らかであるように、いずれもステージの動特性ではなく、静特性としてとらえられるものである。したがって、このような補正機能は、ステージの動特性に関する補正機能ではないものといえる。   It should be noted that such moving mirror bending and offset load are not considered as dynamic characteristics of the stage, but as static characteristics, as is apparent from the above measurement method. Therefore, it can be said that such a correction function is not a correction function related to the dynamic characteristics of the stage.

したがって、上記実施形態における補正関数による補正機能は、ステージの動特性に関する補正機能であり、この移動鏡曲がり補正や、偏荷重補正などとともに、走査露光中に同時に実行することができる。   Therefore, the correction function based on the correction function in the above-described embodiment is a correction function related to the dynamic characteristics of the stage, and can be simultaneously executed during scanning exposure along with this movable mirror bending correction and offset load correction.

また、上記実施形態では、計測マークMpのL/Sパターンでは、ライン部を光透過部とし、スペース部を遮光部としたが、これに限らず、ライン部を遮光部とし、スペース部を光透過部とするようにしても良い。この場合には、ウエハ上には、ネガ型フォトレジストでなく、ポジ型フォトレジストが塗布されるようになる。 In the above embodiment, in the L / S pattern of the measurement mark M p , the line portion is a light transmission portion and the space portion is a light shielding portion. However, the present invention is not limited to this, and the line portion is a light shielding portion, and the space portion is A light transmission part may be used. In this case, not the negative photoresist but the positive photoresist is applied on the wafer.

また、上記実施形態においては、露光装置1101〜110Nの中には、レチクルステージRST上に、2つのレチクルを同時に搭載可能で、ウエハ上の同じ領域に対し、この2つのレチクル上のパターンを重ねるように転写する、いわゆる二重露光を行うことが可能な走査型露光装置が含まれることもある。このような露光装置で二重露光を行う場合には、レチクルステージRSTに搭載された2つのレチクルの製造誤差の違いが、露光精度向上の妨げとなる。そこで、2つのレチクルのレチクル製造誤差を何らかの方法(例えばレチクル上のマークを光波計測器を用いて計測する方法)で検出し、検出されたレチクル製造誤差に応じて、2つのレチクル各々について上記補正関数を別にもたせるようにして(すなわち補正関数の係数をレチクル毎にもたせるようにして)、レチクル毎に、レチクルステージRSTの位置指令の補正を行うようにすれば良い。このようにすれば、レチクル毎の上記補正関数の違いにより、二重露光における2つのレチクル間のレチクル製造誤差による重ね合わせ誤差を除去することも可能である。このことは、三重露光以上の多重露光でも同様である。 In the above embodiment, in the exposure apparatuses 110 1 to 110 N , two reticles can be simultaneously mounted on the reticle stage RST, and the patterns on the two reticles are applied to the same region on the wafer. In some cases, a scanning type exposure apparatus capable of performing so-called double exposure, in which the images are transferred so as to overlap each other, may be included. When double exposure is performed with such an exposure apparatus, the difference in manufacturing error between the two reticles mounted on the reticle stage RST hinders improvement in exposure accuracy. Therefore, the reticle manufacturing error of the two reticles is detected by some method (for example, a method of measuring the mark on the reticle using an optical wave measuring device), and the above correction is made for each of the two reticles according to the detected reticle manufacturing error. The position command of the reticle stage RST may be corrected for each reticle so that the function is provided separately (that is, the coefficient of the correction function is provided for each reticle). In this way, it is possible to eliminate an overlay error due to a reticle manufacturing error between two reticles in double exposure due to the difference in the correction function for each reticle. The same applies to multiple exposures of triple exposure or more.

このように、異なるレチクルを使用して露光(二重露光や重ね露光)することは、換言すれば、異なる露光条件(プロセス/工程)で露光を行うことでもある。上記では、各レチクル(プロセス)毎に補正関数を持つものについて述べたが、これに限らず、使用レチクル以外の露光条件(プロセス/工程)毎に補正関数を求めるようにしても良い。   In this way, exposure using different reticles (double exposure or overlap exposure) is, in other words, performing exposure under different exposure conditions (process / step). In the above description, each reticle (process) has a correction function. However, the present invention is not limited to this, and a correction function may be obtained for each exposure condition (process / process) other than the reticle used.

以下では、このような補正関数を、
(C)プロセス間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数
と称し、この(C)の補正関数を求める方法について次に述べる。
In the following, such a correction function is
(C) A correction function for correcting an overlay error between processes, and a method for obtaining the correction function (C) will be described below.

なお、ここで言う「プロセス」としては、上述のレチクルの相違のみに限られるものではなく、例えば照明条件(通常照明/傾斜照明/照明開口値等)や露光条件(投影レンズのNAやσ、露光量等)、現像・コーティング条件(レジストの種類、レジスト膜厚等のレジストに関する条件や、現像の際の加熱温度、加熱時間等の現像条件など)等の、種々のものが含まれる。   The “process” referred to here is not limited to the above-described reticle differences. For example, illumination conditions (normal illumination / tilted illumination / illumination aperture value, etc.) and exposure conditions (NA and σ of the projection lens, Various exposure conditions such as exposure amount, etc., development / coating conditions (resist type, resist film thickness and other resist-related conditions, and development conditions such as heating temperature and heating time during development) are included.

≪(C)の補正関数作成方法≫
元工程をプロセス1、現工程をプロセス2として説明する。なお、プロセス1とプロセス2との相違は、例えば使用レチクルの相違やレジストの相違等の上述したような「プロセス」の相違である。
≪ (C) Correction function creation method≫
The original process will be described as process 1, and the current process will be described as process 2. Note that the difference between the process 1 and the process 2 is a difference in “process” as described above, such as a difference in reticle used, a difference in resist, and the like.

元工程の露光を露光装置110k(k=1〜N)、現工程の露光を露光装置1101で露光することとする。なお、ここでkに1が含まれているのは、自号機の重ね露光(同一の露光装置で元工程の露光と現工程の露光とを行うこと)においても、上記プロセスの相違(例えば使用レチクルの相違や、照明条件の相違等)によってディストーションが変化することがあるためである。 The exposure in the original process is performed by the exposure apparatus 110 k (k = 1 to N), and the exposure in the current process is performed by the exposure apparatus 110 1 . Note that 1 is included in k here even in the overlap exposure of the own machine (performing the exposure of the original process and the exposure of the current process with the same exposure apparatus) (for example, use This is because the distortion may change due to differences in reticles and illumination conditions.

以下では、プロセス(工程)間のディストーション変化の要因(原因)が明らかである場合と、そうでない場合とに分けて、上記Cの補正関数(以降では補正関数Cと称すこともある)の求め方について述べる。   In the following, the correction function of C (hereinafter sometimes referred to as the correction function C) is determined separately when the factor (cause) of the distortion change between processes (steps) is clear and when it is not. I will describe how.

<方法A:原因が明らかでない場合>
上記補正関数Bの算出方法と同様に、まず基準ウエハWTを用意し、その基準ウエハWTに対して、プロセス1(元工程)として、露光装置110kで計測用レチクルRTのレチクルパターンを重ね焼き付けする。
<Method A: When the cause is not clear>
Similar to the calculation method of the correction function B, is first prepared reference wafer W T, the reticle pattern of the reference to the wafer W T, process 1 as (former step), measurement reticle R T in exposure apparatus 110 k Bake over.

次に、上記補正関数Bの算出方法と同様の方法で、計測装置190を用いて、基準ウエハWTを計測し、位置ずれ量(dx,dy)を求め、その後、その位置ずれ量に基づいて上記式(7)、式(8)を作成する。これにより、プロセス1(元工程)での補正関数Cが得られる。プロセス2(現工程)についてもプロセス1と同様の方法(但し使用する露光装置は露光装置1101)で補正関数Cを求める。 Then, in the same way as the calculation method of the correction function B, and using the measurement apparatus 190, the reference wafer W T is measured to obtain the position displacement amount (dx, dy), then based on the positional deviation amount The above formulas (7) and (8) are created. Thereby, the correction function C in the process 1 (original process) is obtained. For the process 2 (current process), the correction function C is obtained by the same method as the process 1 (however, the exposure apparatus used is the exposure apparatus 110 1 ).

<方法B:原因が明らかである場合>
ここでは、焼き付け誤差がレチクル起因であることが明らかである場合について説明する。
<Method B: When the cause is clear>
Here, a case where it is clear that the printing error is caused by the reticle will be described.

まず、光波測定器などを用いて、元工程(上記プロセス1)で使用するレチクルそのもの(レチクル上に形成されたマーク)を測定する。   First, the reticle itself (mark formed on the reticle) used in the original process (process 1) is measured using a light wave measuring instrument or the like.

このレチクル測定結果から得られた誤差(レチクル上に実際に形成されているレチクルマークの実測値と、そのレチクルマークのレチクル上での設計値との間の位置ずれ量)を、上記方法Aにおいて上記プロセス1(元工程)に関して求めた上記式(8)(レチクルステージRSTの目標値関数)でフィッティングし、これにより補正関数Cを求める。   The error obtained from the reticle measurement result (the amount of misalignment between the actually measured value of the reticle mark actually formed on the reticle and the design value of the reticle mark on the reticle) is calculated by the method A. Fitting is performed by the above equation (8) (target value function of the reticle stage RST) obtained with respect to the process 1 (original process), thereby obtaining the correction function C.

現工程についても上記と同様に、プロセス2で使用するレチクルのレチクルマークの誤差(位置ずれ量)を、上記方法Aにてプロセス2(現工程)に関して求めた式(8)でフィッティングすることにより補正関数Cを求める。   Similarly to the above, the reticle mark error (positional deviation amount) of the reticle used in the process 2 is also fitted to the current process by the equation (8) obtained with respect to the process 2 (current process) by the method A. A correction function C is obtained.

次に、補正関数Cの適用方法について述べる。適用方法としては2通り考えられ、1つは元工程で補正可能な場合の適用方法Aであり、もう1つは元工程で補正不可能な場合の適用方法Bである。   Next, a method for applying the correction function C will be described. There are two possible application methods. One is application method A when correction is possible in the original process, and the other is application method B when correction is not possible in the original process.

ここで、元工程(プロセス1、露光装置110k)の補正関数Cを補正式(イ)とし、現工程(プロセス2、露光装置1101)の補正関数Cを補正式(ロ)とする。なお、補正式(イ)、(ロ)は、上記で求められた補正関数C(式(8))を、上述したような補正マップを示す上記式(9)〜(11)に変換したものとする。 Here, the correction function C of the original process (process 1, exposure apparatus 110 k ) is the correction formula (A), and the correction function C of the current process (process 2, exposure apparatus 110 1 ) is the correction formula (B). The correction equations (A) and (B) are obtained by converting the correction function C (Equation (8)) obtained above into the above equations (9) to (11) indicating the correction map as described above. And

<適用方法A:元工程で補正可能>
まず、元工程では、上記補正式(イ)で補正を行い、次の現工程では上記補正式(ロ)で補正を行う。
<Apply method A: Can be corrected in the original process>
First, in the original process, correction is performed using the correction formula (A), and in the next current process, correction is performed using the correction formula (B).

<適用方法B:元工程で補正不可能>
まず、上記補正式(イ)、(ロ)を用いて、以下の補正式(ハ)を作成する。
補正式(ハ)=−補正式(イ)+補正式(ロ)
そして、現工程では、下式で示される「レチクルステージ目標軌道」を用いてレチクルステージ位置を制御する。
レチクルステージ目標軌道=目標軌道−補正式(ハ)
<Apply method B: Uncorrectable in the original process>
First, the following correction formula (C) is created using the correction formulas (A) and (B).
Correction formula (C) =-Correction formula (A) + Correction formula (B)
In the current process, the reticle stage position is controlled using a “reticle stage target trajectory” expressed by the following equation.
Reticle stage target trajectory = target trajectory-correction formula (c)

ところで、上記実施形態では、最小二乗近似の際に採用する式を、上記式(1)又は上記式(7)としたが、次式としても良い。   By the way, in the said embodiment, although the type | formula employ | adopted in the case of the least square approximation was said Formula (1) or said Formula (7), it is good also as following Formula.

Figure 2005166951
1〜g6は、レチクルステージRSTのX位置Xpのべき乗を含む項の係数である。すなわち、最小二乗近似を求める際には、レチクルステージRSTのX位置Xpのべき乗の項も考慮した上で、補正関数の各係数を求めることができる。なお、露光装置1101の投影光学系PLが像歪み補正能力を有している場合には、レチクルステージRSTのX位置Xpのべき乗の項の成分に関しては、投影光学系PLの像歪み補正により対応することが可能である。
Figure 2005166951
g 1 to g 6 are coefficients of a term including a power of the X position X p of the reticle stage RST. That is, when obtaining the least squares approximation, exponential terms of X-position X p of the reticle stage RST also in consideration, it is possible to determine the coefficients of the correction function. When the projection optical system PL of the exposure apparatus 110 1 has an image distortion correction capability, the image distortion correction of the projection optical system PL is performed with respect to the component of the power term of the X position X p of the reticle stage RST. It is possible to cope with this.

また、上記実施形態では、元工程が、露光装置1102〜110Nのいずれかで行われ、現工程が、露光装置1101で行われる場合に、その露光装置1101での走査露光の際に、補正関数を適用したが、ホスト160が、あるウエハの元工程を、露光装置1101で行い、現工程を露光装置1102〜110Nのいずれかで行うことを決定している場合には、その元工程での露光装置1101での走査露光の際に、補正関数を適用するようにしても良い。すなわち、補正関数は、現工程レイヤの形成の際ではなく、元工程レイヤの形成の際に適用するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, when the original process is performed by any one of the exposure apparatuses 110 2 to 110 N and the current process is performed by the exposure apparatus 110 1 , the scanning exposure by the exposure apparatus 110 1 is performed. Although the correction function is applied, the host 160 determines that the original process of a wafer is performed by the exposure apparatus 110 1 and the current process is performed by any of the exposure apparatuses 110 2 to 110 N. , when the scanning exposure of the exposure apparatus 110 1 in its original step, may be applied the correction function. That is, the correction function may be applied not when the current process layer is formed but when the original process layer is formed.

また、上記実施形態では、計測装置190で、計測用レチクルRTの転写結果における位置ずれ量を計測したが、これに限らず、露光装置110kのアライメント検出系ASなどで、位置ずれ量を計測するようにしても良い。 In the above embodiment, the measurement device 190 measures the amount of misalignment in the transfer result of the measurement reticle RT . However, the present invention is not limited to this, and the misalignment amount is measured by the alignment detection system AS of the exposure device 110 k. You may make it measure.

また、上記実施形態では、アライメント検出系ASとして、FIA方式のアライメントセンサを用いたが、前述したように、レーザ光をウエハW上の点列状のアライメントマークに照射し、そのマークにより回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出するLSA(Laser Step Alignment)方式のアライメントセンサや、そのアライメントセンサと上記FIA方式とを適宜組み合わせたアライメントセンサにも本発明を適用することは可能である。また、例えばコヒーレントな検出光を被検面のマークに照射し、そのマークから発生する2つの回折光(例えば同次数)を干渉させて検出するアライメントセンサを、単独で、あるいは上記FIA方式、LSA方式などと適宜組み合わせたアライメントセンサに本発明を適用することは勿論可能である。   In the above embodiment, the FIA type alignment sensor is used as the alignment detection system AS. However, as described above, the laser beam is irradiated to the alignment mark in the form of a dot on the wafer W and is diffracted by the mark. The present invention can also be applied to an LSA (Laser Step Alignment) type alignment sensor that detects a mark position using scattered light, or an alignment sensor that appropriately combines the alignment sensor and the FIA method. . Further, for example, an alignment sensor that irradiates a mark on the surface to be measured with a coherent detection light and causes two diffracted lights (for example, the same order) generated from the mark to interfere with each other may be used alone, or the FIA method, the LSA. Of course, the present invention can be applied to an alignment sensor appropriately combined with a method or the like.

なお、アライメント検出系はオン・アクシス方式(例えばTTL(Through The Lens)方式など)でも良い。また、アライメント検出系は、アライメント検出系の検出視野内にアライメントマークをほぼ静止させた状態でその検出を行うものに限られるものではなく、アライメント検出系から照射される検出光とアライメントマークとを相対移動させる方式であっても良い(例えば前述のLSA系や、ホモダインLIA系など)。かかる検出光とアライメントマークとを相対移動させる方式の場合には、その相対移動方向を、前述の各アライメントマークを検出する際のウエハステージWSTの移動方向と同一方向とすることが望ましい。   The alignment detection system may be an on-axis method (for example, a TTL (Through The Lens) method). In addition, the alignment detection system is not limited to the one that detects the alignment mark in a state where the alignment mark is almost stationary in the detection visual field of the alignment detection system. Relative movement may be used (for example, the aforementioned LSA system or homodyne LIA system). In the case where the detection light and the alignment mark are moved relative to each other, it is desirable that the relative movement direction is the same as the movement direction of the wafer stage WST when detecting each of the alignment marks.

また、投影光学系PLは、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。   Further, the projection optical system PL may be any of a refraction system, a catadioptric system, and a reflection system, and may be any of a reduction system, an equal magnification system, and an enlargement system.

さらに、本発明が適用される露光装置の光源は、KrFエキシマレーザやArFエキシマレーザ、F2レーザとしたが、他の真空紫外域のパルスレーザ光源であっても良い。この他、露光用照明光として、例えば、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 Further, although the light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied is a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an F 2 laser, other pulse laser light sources in the vacuum ultraviolet region may be used. In addition, as the illumination light for exposure, for example, a fiber doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) with a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser. Harmonics that are amplified by an amplifier and wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

この他、例えば国際公開WO99/49504号などに開示される、投影光学系PLとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などに本発明を適用しても良い。   In addition, the present invention may be applied to, for example, an immersion type exposure apparatus disclosed in International Publication WO99 / 49504 or the like in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer.

なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系、並びにアライメント検出系ASを露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。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。   An illumination optical system, a projection optical system, and an alignment detection system AS composed of a plurality of lenses are incorporated in the exposure apparatus main body, optically adjusted, and a reticle stage and wafer stage made up of a large number of mechanical parts are arranged in the exposure apparatus main body. The exposure apparatus of the above-described embodiment can be manufactured by connecting the wiring and pipes to each other and further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.). The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCDなど)、有機EL、マイクロマシン及びDNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用することができる。ここで、DUV(遠紫外)光やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、ホタル石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。   The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used for manufacturing an image sensor (CCD, etc.), an organic EL, a micromachine, and a DNA chip. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.

また、本発明は、露光装置に限らず、2次元平面内に移動可能なステージに、物体を搭載し、そのステージをその2次元平面内の所定方向に移動させながら、物体に処理を施す装置であれば、適用が可能である。   In addition, the present invention is not limited to an exposure apparatus, and an apparatus that mounts an object on a stage that can move in a two-dimensional plane, and that processes the object while moving the stage in a predetermined direction in the two-dimensional plane. If so, it can be applied.

半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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)、検査ステップ等を経て製造される。   For semiconductor devices, the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and transferring the reticle pattern to the wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment And a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.

以上述べたように、本発明の露光装置、露光方法及びリソグラフィシステムは、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適している。   As described above, the exposure apparatus, exposure method, and lithography system of the present invention are suitable for lithography processes for manufacturing semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like.

本発明の一実施形態に係るリソグラフィシステムの構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of a lithography system according to an embodiment of the present invention. FIG. 走査露光装置である露光装置1101の概略的な構成を示す図である。It is a diagram showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus exposure apparatus 110 1. レチクルステージ及びレチクル干渉計を含む平面図である。It is a top view including a reticle stage and a reticle interferometer. 計測用レチクルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reticle for measurement. 計測用レチクルに形成された計測マークの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement mark formed in the measurement reticle. 図6(A)は、自号機のショット歪みを補正するための補正関数を作成するための基準ウエハに対する重ね合わせ露光の露光結果を模式的に示す図であり、図6(B)は、計測マークの転写結果の拡大図である。FIG. 6A is a diagram schematically showing an exposure result of overlay exposure on a reference wafer for creating a correction function for correcting shot distortion of the own machine, and FIG. It is an enlarged view of a mark transfer result. 図7(A)は、計測マークの重ね合わせの結果形成されるL/Sパターン像の拡大図であり、図7(B)は、X軸方向の位置ずれ量を示す、計測マークの重ね合わせの結果形成されるL/Sパターン像の拡大図である。FIG. 7A is an enlarged view of an L / S pattern image formed as a result of overlaying measurement marks, and FIG. 7B is an overlay of measurement marks showing the amount of positional deviation in the X-axis direction. It is an enlarged view of the L / S pattern image formed as a result. 図8(A)は、X軸方向に関するショット領域の歪み成分と、補正マップとの関係を示す図であり、図8(B)は、Y軸方向に関するショット領域の歪み成分と、補正マップとの関係を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the distortion component of the shot area in the X-axis direction and the correction map, and FIG. 8B shows the distortion component of the shot area in the Y-axis direction and the correction map. It is a figure which shows the relationship. 自号機におけるショット歪み成分をキャンセルするための補正関数Aを求める際の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement at the time of calculating | requiring the correction function A for canceling the shot distortion component in the own machine. 号機間の重ね合わせ誤差を補正するための補正関数Bを求める際の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement at the time of calculating | requiring the correction function B for correct | amending the overlay error between machines.

符号の説明Explanation of symbols

19…ステージ制御装置(制御装置)、20…主制御装置(転写装置、関数作成装置)、1101〜110N…露光装置、160…ホストコンピュータ、190…計測装置、R…レチクル(マスク)、RT…計測用レチクル、RST…レチクルステージ、W…ウエハ(物体)、WT…基準ウエハ、WST…ウエハステージ。
19 ... stage controller (control device), 20 ... main control unit (transfer device, function generating device), 110 1 to 110 N ... exposure apparatus, 160 ... host computer, 190 ... measuring device, R ... reticle (mask), R T ... reticle for measurement, RST ... reticle stage, W ... wafer (object), W T ... reference wafer, WST ... wafer stage.

Claims (17)

照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査露光を行う露光方法であって、
前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する第1工程と;
前記複数の計測マークの転写結果から、前記投影光学系の光軸に直交する2次元平面内における前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する第2工程と;
前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記2次元平面内における動特性に関する少なくとも1つの関数を作成する第3工程と;
前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する第4工程と;を含む露光方法。
An exposure method for performing scanning exposure in which a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronous movement of the mask and the object with respect to illumination light in a predetermined direction,
A first step of transferring a plurality of measurement marks arranged on a mask onto a predetermined object by the scanning exposure;
A second step of detecting, from a transfer result of the plurality of measurement marks, information relating to a displacement of a transfer position of each measurement mark on the predetermined object in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system; ;
Based on the detection result, at least one of the dynamic characteristics of the mask and the object during the scanning exposure in the two-dimensional plane, with the position of either the object or the mask in the predetermined direction as an independent variable. A third step of creating two functions;
A fourth step of controlling the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction using the function when the scanning exposure is performed to transfer the pattern onto the object. .
前記第3工程では、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも1つの補正関数を作成することを特徴とする請求項1に記載の露光方法。
In the third step,
As the function, at least one correction function for correcting the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction, with the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction as an independent variable. The exposure method according to claim 1, wherein the exposure method is created.
前記第3工程では、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向の直交方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための補正関数をさらに作成することを特徴とする請求項2に記載の露光方法。
In the third step,
As the function, a correction function for correcting the position of either the object or the mask in the orthogonal direction of the predetermined direction with the position of either the object or the mask in the predetermined direction as an independent variable. The exposure method according to claim 2, further comprising creating the exposure method.
前記第3工程では、
前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための補正関数として、前記所定方向と直交する互いに離れた2つの位置での、位置制御にそれぞれ用いられる2つの補正関数を作成することを特徴とする請求項2に記載の露光方法。
In the third step,
As correction functions for correcting the position of one of the object and the mask with respect to the predetermined direction, two correction functions respectively used for position control at two positions that are orthogonal to the predetermined direction are separated from each other. The exposure method according to claim 2, wherein the exposure method is created.
前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正する補正関数は、前記所定方向の直交方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置の1次の項を含むことを特徴とする請求項4に記載の露光方法。   The correction function for correcting the position of one of the object and the mask with respect to the predetermined direction includes a first-order term of the position of either the object or the mask with respect to a direction orthogonal to the predetermined direction. The exposure method according to claim 4. 前記所定の物体は、前記走査露光により、前記複数の計測マークの像が予め転写形成されている物体であり、
前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報は、予め形成された計測マークの像の形成位置を基準とする位置ずれに関する情報であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光方法。
The predetermined object is an object on which images of the plurality of measurement marks are previously transferred and formed by the scanning exposure,
6. The information on positional deviation of the transfer position of each measurement mark is information on positional deviation based on a formation position of a measurement mark image formed in advance. An exposure method according to 1.
前記所定の物体は、他の露光装置での露光により、前記複数の計測マークの像が予め転写形成されている物体であり、
前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報は、予め形成された計測マークの像の形成位置を基準とする情報であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光方法。
The predetermined object is an object on which images of the plurality of measurement marks are transferred and formed in advance by exposure with another exposure apparatus,
The information on the positional deviation of the transfer position of each measurement mark is information based on the formation position of a measurement mark image formed in advance. Exposure method.
前記複数の計測マークの像の転写形成時の走査露光の走査条件と、前記第1工程における走査露光の走査条件とが一致していることを特徴とする請求項6又は7に記載の露光方法。   8. The exposure method according to claim 6, wherein a scanning condition of scanning exposure at the time of transfer formation of the plurality of measurement mark images coincides with a scanning condition of scanning exposure in the first step. . 前記関数の各項は、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、べき関数及び正弦関数の少なくとも一方であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の露光方法。   Each term of the function is at least one of a power function and a sine function in which the position of one of the object and the mask with respect to the predetermined direction is an independent variable. The exposure method according to claim 1. 照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査露光を行う露光装置であって、
前記走査露光により、マスク上に配置された複数の計測マークを、所定の物体上に転写する転写装置と;
前記複数の計測マークの転写結果から得られる、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記走査露光中の前記マスク及び前記物体の前記2次元平面内における動特性に関する少なくとも1つの関数を作成する関数作成装置と;
前記走査露光を行って前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記所定方向に関する、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御する制御装置と;を備える露光装置。
An exposure apparatus that performs scanning exposure for transferring a pattern formed on the mask onto the object via a projection optical system by synchronous movement of the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light,
A transfer device for transferring a plurality of measurement marks arranged on a mask onto a predetermined object by the scanning exposure;
In the two-dimensional plane of the mask and the object during the scanning exposure, the position of one of the object and the mask in the predetermined direction obtained from the transfer result of the plurality of measurement marks is an independent variable. A function creation device for creating at least one function relating to dynamic characteristics;
An exposure apparatus comprising: a controller that controls the position of one of the object and the mask with respect to the predetermined direction by using the function when the pattern is transferred onto the object by performing the scanning exposure. .
前記関数作成装置は、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とし、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正するための少なくとも1つの補正関数を作成することを特徴とする請求項10に記載の露光装置。
The function creation device includes:
As the function, at least one correction function for correcting the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction, with the position of either the object or the mask with respect to the predetermined direction as an independent variable. The exposure apparatus according to claim 10, which is created.
前記複数の計測マークの転写結果に基づいて、前記所定の物体上の前記各計測マークの転写位置の位置ずれに関する情報を検出する検出装置をさらに備えることを特徴とする請求項10又は11に記載の露光装置。   The detection device according to claim 10, further comprising: a detection device configured to detect information related to a displacement of a transfer position of each measurement mark on the predetermined object based on a transfer result of the plurality of measurement marks. Exposure equipment. 少なくとも1台は、照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期移動により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して前記物体上に転写する走査型露光装置である複数の露光装置と;
前記複数の露光装置のうち、少なくとも一方の露光装置が走査型露光装置である2つの露光装置各々での露光による、マスク上に配置された複数の計測マークの重ね合わせ転写結果に基づいて、前記2つの露光装置の投影光学系の光軸に直交する2次元平面内における前記各計測マークの重ね合わせの位置ずれに関する情報を検出する検出装置と;
前記検出結果に基づいて、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を独立変数とする、前記2つの露光装置間における前記重ね合わせの位置ずれを補正するための関数を作成する関数作成装置と;を備え、
前記2つの露光装置のうちの少なくとも一方の走査型露光装置は、前記パターンを物体上に転写する際に、前記関数を用いて、前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を制御するリソグラフィシステム。
At least one of the plurality of exposures is a scanning type exposure apparatus that transfers a pattern formed on the mask onto the object via a projection optical system by synchronous movement of the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. With the device;
Based on a result of overlay transfer of a plurality of measurement marks arranged on a mask by exposure in each of two exposure apparatuses in which at least one of the plurality of exposure apparatuses is a scanning exposure apparatus, A detection device for detecting information relating to the positional deviation of the overlay of each measurement mark in a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system of the two exposure devices;
Based on the detection result, a function for correcting the misalignment of the superposition between the two exposure apparatuses is created with the position of either the object or the mask in the predetermined direction as an independent variable. A function creation device;
At least one scanning exposure apparatus of the two exposure apparatuses uses the function to control the position of either the object or the mask when transferring the pattern onto the object. .
前記関数作成装置は、
前記関数として、前記所定方向に関する前記物体及び前記マスクのいずれか一方の位置を補正する補正関数を作成することを特徴とする請求項13に記載のリソグラフィシステム。
The function creation device includes:
The lithography system according to claim 13, wherein a correction function that corrects a position of one of the object and the mask with respect to the predetermined direction is created as the function.
前記第3工程では、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記検出結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項1、2、4のいずれか一項に記載の露光方法。   In the third step, the detection result is deconvolved based on a slit width that is a length in the predetermined direction of a slit that defines an illumination area of the mask when the mask pattern is transferred onto the object. The exposure method according to claim 1, wherein the correction function is created. 前記関数作成装置は、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記複数の計測マークの転写結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の露光装置。   The function creation device transfers the plurality of measurement marks based on a slit width that is a length in the predetermined direction of a slit that defines an illumination area of the mask when the mask pattern is transferred onto the object. The exposure apparatus according to any one of claims 10 to 12, wherein the correction function is created by deconvolution processing a result. 前記関数作成装置は、前記マスクのパターンを前記物体上に転写する際における該マスクの照明領域を規定するスリットの前記所定方向の長さであるスリット幅に基づいて、前記検出結果をデコンボリューション処理して前記補正関数を作成することを特徴とする請求項13に記載のリソグラフィシステム。
The function creation device performs a deconvolution process on the detection result based on a slit width that is a length in a predetermined direction of a slit that defines an illumination area of the mask when the mask pattern is transferred onto the object. The lithography system according to claim 13, wherein the correction function is created.
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