JPH05251303A - Projection exposing device - Google Patents

Projection exposing device

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JPH05251303A
JPH05251303A JP4107423A JP10742392A JPH05251303A JP H05251303 A JPH05251303 A JP H05251303A JP 4107423 A JP4107423 A JP 4107423A JP 10742392 A JP10742392 A JP 10742392A JP H05251303 A JPH05251303 A JP H05251303A
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projection
mark
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reticle
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G—PHYSICS
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a projection exposing device the projecting performance of which can be adjusted with high reproducibility. CONSTITUTION:A CPU successively measures the positions on an image surface upon which the images of marks respectively formed at a plurality of prefixed positions on a reticle 5 are projected through a projection lens 6 by using laser interferometers 13 and 34, very small opening 8 formed through a stage 7, and a photoelectric detector 9. In addition, the CPU calculates the projecting magnification of the lens 6 or the value corresponding to the distortion aberration of the lens 6 based on the relative relation between each mark on the reticle 5 and previously measured position of each mark. After calculation, the CPU adjusts the position of partial optical elements (lenses) constituting the lens 6 based on the calculated value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路等のマスク
（レチクル）パターンを半導体基板等の感応性基板上に
所定の結像性能で投影露光する装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for projecting and exposing a mask (reticle) pattern of an integrated circuit or the like onto a sensitive substrate such as a semiconductor substrate with a predetermined imaging performance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】大規模集積回路（ＬＳＩ）パターンの微
細化は年々進行しているが、微細化に対する要求を満た
し、かつ生産性の高い回路パターン焼付装置として縮小
投影型露光装置が普及してきている。従来より用いられ
てきたこれらの装置においては、感光剤を塗布したシリ
コンウエハ等（以下、ウエハと称する）に焼き付けされ
るべきパターンの何倍か（例えば１０倍）のレチクルパ
ターンが投影レンズによって縮小投影され、１回の露光
で焼き付けされるのはウエハ上で対角長１４ｍｍの正方
形よりも小さい程度の領域である。従って、直径１２５
ｍｍ位のウエハ全面にパターンを焼き付けるには、ウエ
ハをステージに載せて一定距離移動させては露光を行う
ことを繰り返す、いわゆるステップアンドリピート方式
を採用している。2. Description of the Related Art Although miniaturization of large-scale integrated circuit (LSI) patterns has been progressing year by year, reduction projection type exposure apparatuses have come into widespread use as circuit pattern printing apparatuses that satisfy the requirements for miniaturization and have high productivity. There is. In these devices that have been conventionally used, a reticle pattern that is several times (for example, 10 times) the pattern to be printed on a silicon wafer or the like (hereinafter referred to as a wafer) coated with a photosensitive agent is reduced by a projection lens. What is projected and baked in a single exposure is an area smaller than a square with a diagonal length of 14 mm on the wafer. Therefore, diameter 125
In order to print a pattern on the entire surface of the mm-sized wafer, a so-called step-and-repeat method is adopted in which the wafer is placed on a stage, moved for a certain distance, and then exposure is repeated.

【０００３】ＬＳＩの製造においては、数層以上のパタ
ーンがウエハ上に順次形成されていくが、異なる層間の
パターンの重ね合わせ誤差を一定値以下にしておかなけ
れば、層間の導電、又は絶縁状態が意図するものでなく
なり、ＬＳＩの機能を果たすことができなくなる。例え
ば１μｍの最小線幅の回路に対しては、せいぜい０．２
μｍ程度の総合重ね合わせ誤差しか許されない。この重
ね合わせ誤差の原因のうち、露光装置によって発生する
ものは、(1) 投影倍率誤差と投影歪み、及び(2）投影像
とウエハとの相対的な位置ずれである。上記(1) の原因
の歪みは、投影光学系の持つ歪曲収差である。一方、倍
率誤差については投影光学系のレチクル側光束がテレセ
ントリックではない場合、レチクルと投影光学系の主点
（主平面）との間隔を変えることによって小さくできる
ものであり、またテレセントリックな場合には投影光学
系内部の構成要素（レンズ等の光学部材）を相対的に光
軸方向に位置ずらしして小さくできるものである。従っ
て、レチクルと投影レンズ間の距離、及び投影レンズ内
部の光学要素の相対位置が変化しなければ、(1) の原因
による誤差は一定であり、システマティックな誤差と言
える。これに対して、(2) の原因による誤差はランダム
誤差の要因を多く含み、アライメント（位置合わせ）を
行う毎に重ね合わせ誤差がばらつく主原因となるもので
ある。In the manufacture of an LSI, patterns of several layers or more are sequentially formed on a wafer. However, unless the overlay error of the patterns between different layers is kept below a certain value, the conductive or insulating state between the layers is not achieved. Is not intended, and the LSI function cannot be fulfilled. For example, for a circuit with a minimum line width of 1 μm, at most 0.2
Only a total overlay error of approximately μm is allowed. Among the causes of this overlay error, those caused by the exposure apparatus are (1) projection magnification error and projection distortion, and (2) relative displacement between the projected image and the wafer. The distortion caused by (1) above is the distortion aberration of the projection optical system. On the other hand, if the light flux on the reticle side of the projection optical system is not telecentric, the magnification error can be reduced by changing the distance between the reticle and the principal point (main plane) of the projection optical system. The components (optical members such as lenses) inside the projection optical system can be relatively displaced in the optical axis direction to be small. Therefore, if the distance between the reticle and the projection lens and the relative position of the optical elements inside the projection lens do not change, the error due to the cause of (1) is constant and can be said to be a systematic error. On the other hand, the error due to the cause of (2) includes many factors of random error, and is a main cause that the overlay error varies each time alignment (positioning) is performed.

【０００４】さて、システマティックな誤差である(1)
の誤差は、その値を測定しながら一定値以下になるよう
に装置を調整しておけば、長い時間にわたって安定して
小さい値を維持できるもので、露光装置の製造時の調整
において、できるだけ小さくしておかねばならない。従
来より(1) の誤差の測定は、予め定められた複数の位置
にマークのパターンが描かれたレチクル、いわゆるテス
ト・レチクルの像をウエハ上のフォトレジストに焼き付
け、焼き付けられたマークのレジスト像の座標を測定
し、その測定座標とレチクル上のマーク座標の比較によ
ってなされていた。Now, there is a systematic error (1)
The error can be stably maintained at a small value for a long time if the device is adjusted so that it becomes a certain value or less while measuring the value. I have to keep it. Conventionally, the error measurement of (1) is performed by printing an image of a reticle with mark patterns drawn at a plurality of predetermined positions, a so-called test reticle, on a photoresist on a wafer, and then printing the resist image of the mark. It was done by measuring the coordinates of and measuring coordinates and the coordinates of marks on the reticle.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法によると、ウエハ上にテスト・レチクルのパターン
を露光し、これを現像する手間と時間が必要であり、ま
たマークのレジスト像の位置を測定するのに高価な測定
装置を用いなければならないという欠点があった。この
欠点は、倍率誤差、歪曲収差等を測定し、その測定結果
に基づいて露光装置を調整した後、再び測定を繰り返す
必要があるとき等には極めて顕著になる。However, according to the conventional method, it takes time and time to expose the pattern of the test reticle on the wafer and develop it, and to measure the position of the resist image of the mark. The disadvantage was that expensive measuring equipment had to be used for this purpose. This drawback becomes extremely noticeable when it is necessary to repeat the measurement after measuring the magnification error, the distortion, etc., adjusting the exposure apparatus based on the measurement result, and the like.

【０００６】また、従来の方法では、専らマークのレジ
スト像を検出する必要があるため、レジスト像の光学的
な特性に依存した検出誤差が本質的に避けられないとい
った問題もあった。このため、露光装置の投影性能を所
期のものに調整するとき、その追い込み精度が、レチク
ルのマーク像を焼き付ける作業（測定）と調整作業との
繰り返し回数に比例して必ず高くなるという保証はなか
った。Further, in the conventional method, since it is necessary to detect the resist image of the mark exclusively, there is a problem that a detection error depending on the optical characteristics of the resist image is essentially unavoidable. Therefore, when adjusting the projection performance of the exposure apparatus to the desired one, there is no guarantee that the drive-in accuracy will always increase in proportion to the number of times the reticle mark image is printed (measurement) and the adjustment work is repeated. There wasn't.

【０００７】さらに、露光装置の調整作業の前後で行わ
れるレチクルマークの像の焼き付け作業において、ウエ
ハは露光装置のステージ上に載置され続けるわけではな
く、必ず載せ替えを必要とするので、調整前の焼き付け
作業時と調整後の焼き付け作業時とで、ウエハの載置状
態（例えばウエハ表面のフラットネス）が微妙に変化す
ることが生じ、それによって測定結果のばらつきも大き
くなるのである。従って、露光装置の投影性能を所期の
状態に揃えようとしても、高い再現性が得られないとい
った問題も生じるのである。Further, in the printing operation of the image of the reticle mark performed before and after the adjustment operation of the exposure apparatus, the wafer is not always placed on the stage of the exposure apparatus, and the wafer must be re-placed. The mounting state of the wafer (for example, the flatness of the wafer surface) may slightly change between the previous baking operation and the adjusted baking operation, which causes a large variation in the measurement results. Therefore, there is a problem in that high reproducibility cannot be obtained even if the projection performance of the exposure apparatus is made to be in a desired state.

【０００８】本発明はこれらの問題点を解決し、高い再
現性をもって投影性能の調整が可能な投影露光装置を得
ることを目的とし、特に投影倍率や歪曲収差に起因した
投影像の誤差を再現性良く測定し、投影光学系内の一部
の光学要素を移動させて調整するようにした投影露光装
置を得ること目的とする。An object of the present invention is to solve these problems and to obtain a projection exposure apparatus capable of adjusting the projection performance with high reproducibility. Particularly, the error of the projected image caused by the projection magnification and the distortion aberration is reproduced. It is an object of the present invention to obtain a projection exposure apparatus in which measurement is performed with good performance and some optical elements in the projection optical system are moved and adjusted.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、マスク（レチ
クル５）に形成されたパターンを所定の結像面内に投影
する投影光学系（投影レンズ６）と、感応性基板（ウエ
ハ１０）を結像面とほぼ一致するように保持し、その結
像面と平行な面内で２次元移動させるステージ（７）
と、このステージ（７）の座標位置を計測する位置計測
手段（レーザ干渉計１３、３４）とを備えた投影露光装
置の改良に関するものである。According to the present invention, a projection optical system (projection lens 6) for projecting a pattern formed on a mask (reticle 5) onto a predetermined image plane, and a sensitive substrate (wafer 10). (7) that holds the lens so that it substantially coincides with the image plane and moves it two-dimensionally in a plane parallel to the image plane.
And a position measuring device (laser interferometer 13, 34) for measuring the coordinate position of the stage (7).

【００１０】そして、本発明においては、マスク（レチ
クル５）のパターンとして予め定められた複数の位置
（Ｐij、又はＸij、Ｙij）の夫々に形成されたマーク
（Ｍij）が投影光学系（６）を介して像面内に投影され
るべき各位置（Ｔij、又はｘij、ｙij）を、位置計測手
段（１３、３４）と共同して順次測定するマーク位置測
定手段（微小開口８、光電検出器９、ＣＰＵ３０）と、
マスク（Ｒ）上の各マーク（Ｍij）の配置関係（位置Ｐ
ij）と測定された各マークの位置（Ｔij）とに基づい
て、投影光学系（６）による投影倍率、もしくは歪曲収
差に対応した値（Ｎ、もしくはαij、βij）を算出する
演算手段（ＣＰＵ３０）と、その算出された値に基づい
て投影光学系（６）を構成する一部の光学要素（レンズ
等）の位置を調整する手段とを設けるようにした。In the present invention, the mark (M ij ) formed at each of a plurality of predetermined positions (P ij or X ij , Y ij ) as a pattern of the mask (reticle 5) is projected by the projection optical system. Mark position measuring means (in order to measure each position (T ij , or x ij , y ij ) to be projected on the image plane through the system (6) in cooperation with the position measuring means (13, 34) sequentially ( Minute aperture 8, photoelectric detector 9, CPU 30),
Arrangement relationship (position P of each mark (M ij ) on the mask (R)
ij ) and the measured position (T ij ) of each mark to calculate a value (N, or α ij , β ij ) corresponding to the projection magnification or distortion by the projection optical system (6). Means (CPU 30) and means for adjusting the positions of some of the optical elements (lenses and the like) forming the projection optical system (6) based on the calculated values are provided.

【００１１】[0011]

【作用】本発明においては、位置計測手段としてのレー
ザ干渉計で規定されるステージ（７）の移動座標系内
で、マスク（レチクル）上の複数のマークの投影像位置
を測定するようにしたので、位置計測の基準がレーザ干
渉計等の高分解能な位置計測手段に統一されることにな
り、測定の再現性が高まる。また、投影性能の調整にあ
たって、投影光学系内の一部の光学要素を移動させるの
で、投影像の倍率誤差と歪曲収差の両方を適宜補正する
ことが可能となる。In the present invention, the projected image positions of a plurality of marks on the mask (reticle) are measured within the moving coordinate system of the stage (7) defined by the laser interferometer as the position measuring means. Therefore, the position measurement reference is unified to a high-resolution position measuring means such as a laser interferometer, and the reproducibility of measurement is improved. Further, in adjusting the projection performance, some optical elements in the projection optical system are moved, so that it is possible to appropriately correct both the magnification error and distortion of the projected image.

【００１２】[0012]

【実施例】図１は本発明の実施例による投影型露光装置
の概略図である。露光用の照明光源１からの照明光は第
１のコンデンサーレンズ２によって一度収束された後、
第２のコンデンサーレンズ３に達する。その光路中、光
が収束される位置には照明光を遮断、通過するためのシ
ャッター４が設けられている。そして、第２のコンデン
サーレンズ３を通った光束は、マスクとしてテスト・レ
チクル５（以下、単にレチクル５とする）を照明する。
レチクル５の下面には予め定められた複数の位置に、光
透過性のマークＭ11〜Ｍ16が描かれている。このレチク
ル５のマークＭ11〜Ｍ16を透過した光束ＬＢ1 は、投影
光学系としての投影レンズ６に入射する。この投影レン
ズ６は、本実施例ではレチクル５側、すなわち物体側が
非テレセントリックで、像側がテレセントリックな光学
系である。光束ＬＢ1 は投影レンズ６によって集束され
て、光束ＬＢ2 となって射出する。尚、レチクル５の下
面と投影レンズ６の主平面６ａとの間隔はＬとする。そ
して、光束ＬＢ2 は２次元移動可能なステージ７に設け
られた微小開口８上に結像される。さらに微小開口８を
通った光は、ステージ７に設けられた光電検出器９によ
って光電変換される。また、ステージ７は普段は半導体
ウエハ１０を載置して２次元移動するものであり、ウエ
ハ１０はステージ７と一体に２次元移動するウエハホル
ダ１１上に載置される。ウエハホルダ１１はステージ７
に対して微小回転と上下動ができるように設けられてい
る。このウエハホルダ１１は、投影レンズ６の投影像が
ウエハ１０の表面に結像するように、すなわち焦点合わ
せができるように上下動する。また、微小開口８が設け
られた開口面は、ウエハ１０の表面の高さとほぼ一致す
るように定められ、この開口面と光電検出器９とはウエ
ハホルダ１１の上下動に伴って一体に上下動するように
設けられている。この焦点合わせのために、投影レンズ
６とウエハ１０の表面（あるいは微小開口８の開口面）
との間隔を計測するギャップセンサー１２が設けられ
る。このギャップセンサー１２とウエハホルダ１１の上
下動とによって自動焦点調整が可能であり、ウエハ１０
上の回路パターンを焼き付ける際、ウエハ１０の表面の
高さを検出して、常にコントラストの高い投影像が転写
できる。1 is a schematic view of a projection type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. After the illumination light from the illumination light source 1 for exposure is converged once by the first condenser lens 2,
Reach the second condenser lens 3. A shutter 4 for blocking and passing the illumination light is provided at a position where the light is converged in the optical path. Then, the light flux that has passed through the second condenser lens 3 illuminates the test reticle 5 (hereinafter simply referred to as the reticle 5) as a mask.
Light-transmitting marks M 11 to M 16 are drawn at a plurality of predetermined positions on the lower surface of the reticle 5. The light beam LB 1 transmitted through the marks M 11 to M 16 of the reticle 5 enters the projection lens 6 as a projection optical system. In this embodiment, the projection lens 6 is an optical system that is non-telecentric on the reticle 5 side, that is, the object side, and telecentric on the image side. The light beam LB 1 is converged by the projection lens 6 and emitted as a light beam LB 2 . The distance between the lower surface of the reticle 5 and the main plane 6a of the projection lens 6 is L. Then, the light beam LB 2 is imaged on the minute aperture 8 provided on the stage 7 which is two-dimensionally movable. Further, the light passing through the minute aperture 8 is photoelectrically converted by the photoelectric detector 9 provided on the stage 7. The stage 7 usually mounts the semiconductor wafer 10 and moves two-dimensionally, and the wafer 10 is mounted on the wafer holder 11 which moves two-dimensionally integrally with the stage 7. Wafer holder 11 is stage 7
In contrast, it is provided so as to be capable of minute rotation and vertical movement. The wafer holder 11 moves up and down so that the projection image of the projection lens 6 is formed on the surface of the wafer 10, that is, focusing is possible. The opening surface provided with the minute openings 8 is determined so as to substantially match the height of the surface of the wafer 10, and the opening surface and the photoelectric detector 9 move up and down integrally with the up and down movement of the wafer holder 11. It is provided to do. For this focusing, the surface of the projection lens 6 and the wafer 10 (or the opening surface of the minute opening 8)
A gap sensor 12 is provided for measuring the distance between and. Automatic focus adjustment is possible by the gap sensor 12 and the vertical movement of the wafer holder 11.
When the above circuit pattern is printed, the height of the surface of the wafer 10 is detected, and a projected image with high contrast can always be transferred.

【００１３】一方、ステージ７の位置はレーザ干渉計１
３により、ステージ７に固定された反射鏡１４までの距
離をレーザ光を用いて測定することによって求められ
る。図１では、紙面中左右方向のｘ軸方向のみしか表し
ていないが、ステージ７の移動平面を成すｘ軸と垂直
（紙面と垂直）なｙ軸方向に関しても同様にレーザ干渉
計と反射鏡が設けられている。これらレーザ干渉計によ
って、ステージ７の所定の原点に対する座標値が逐次計
測される。尚、このｘ軸、ｙ軸方向のレーザ干渉計の各
レーザ光束が成す２つの測定軸の延長線の交点は、投影
レンズ６の光軸と一致するように定められている。ま
た、レチクル・ホルダ１５はレチクル５を保持して２次
元的に移動可能であり、後述するレチクル・アライメン
ト制御系によって駆動制御され、レチクル５の位置決め
を行うものである。On the other hand, the position of the stage 7 is the laser interferometer 1
3, the distance to the reflecting mirror 14 fixed to the stage 7 is obtained by measuring the laser light. In FIG. 1, only the left and right x-axis directions in the plane of the drawing are shown, but the laser interferometer and the reflecting mirror are similarly arranged in the y-axis direction perpendicular to the x-axis (perpendicular to the paper) forming the moving plane of the stage 7. It is provided. Coordinate values with respect to a predetermined origin of the stage 7 are sequentially measured by these laser interferometers. The intersection of the extension lines of the two measurement axes formed by the laser beams of the laser interferometer in the x-axis and y-axis directions is set so as to coincide with the optical axis of the projection lens 6. The reticle holder 15 holds the reticle 5 and can be moved two-dimensionally. The reticle holder 15 is driven and controlled by a reticle alignment control system, which will be described later, to position the reticle 5.

【００１４】さて、図２は図１に示したレチクル５の平
面図である。レチクル５はガラス基板の下面に図中斜線
部のようにクロム層又は低反射クロム層を全体に蒸着す
ることにより構成されている。そして、そのクロム層に
は光が通るようなマークＭとしての十字マークが６×６
の正方のマトリックス状に形成されている。これら十字
マークの中心位置は、レチクル５上の座標系Ｏ−ＸＹに
おいて約０．１μｍ以下の誤差で、予め他の測定機器に
よって測定されているものとする。また、十字マークの
各中心位置は、座標軸Ｘ、Ｙに対して夫々線対称とな
り、かつレチクル５の中心である原点Ｏに対して点対称
となるように定められている。尚、これら十字マークを
識別するために、レチクル５の最上列のマークをＭ11、
Ｍ12、・・・・Ｍ16とし、その下の列のマークをＭ21、
Ｍ22、・・・・Ｍ26とするように順次定める。従って、レチ
クル５上の十字マークは、一般にＭij（但し、ｉ、ｊは
１〜６）で特定するものとし、その十字マークの中心位
置はＭijに対応してＰij（但し、ｉ、ｊは１〜６）とす
る。FIG. 2 is a plan view of the reticle 5 shown in FIG. The reticle 5 is formed by vapor-depositing a chrome layer or a low-reflection chrome layer on the entire lower surface of the glass substrate as indicated by the shaded area in the figure. Then, a cross mark 6 × 6 as a mark M through which light passes is formed on the chrome layer.
Are formed in a square matrix. It is assumed that the center positions of these cross marks are previously measured by another measuring device with an error of about 0.1 μm or less in the coordinate system O-XY on the reticle 5. Further, the respective center positions of the cross marks are determined so as to be line-symmetric with respect to the coordinate axes X and Y, respectively, and be point-symmetric with respect to the origin O which is the center of the reticle 5. In order to identify these cross marks, the mark on the top row of the reticle 5 is set to M 11 ,
M 12 , ..., M 16, and the mark in the row below it is M 21 ,
Sequentially set to be M 22 , ..., M 26 . Therefore, a cross mark on the reticle 5 is generally M ij (where, i, j is 1 to 6) shall be identified by, its central position of the cross mark P ij (except in response to M ij, i, j is 1 to 6).

【００１５】また、図３はステージ７に設けられた微小
開口８を形成する遮光部材の平面図と、そのＡ−Ａ矢視
断面図である。微小開口８は、ガラス板２０上にクロム
層２１を厚さ０．１μｍ程度に蒸着し、その一部に２つ
のスリット開口８ａ、８ｂを形成したものである。この
クロム層２１の厚さは、投影レンズ６の焦点深度（数μ
ｍ）より十分薄い。さて、スリット開口８ａと８ｂの延
長方向は互いに直交するように定められ、かつ、各々ス
テージ７の移動方向ｘｙと一致するように定められてい
る。尚、ｙ軸方向に沿って細長く延びたスリット開口８
ａは十字マークＭijの投影像のｘ方向の位置を検出する
のに使用され、ｘ軸方向に沿って細長く延びたスリット
開口８ｂは十字マークＭijの投影像のｙ方向の位置を検
出するのに使用される。さらに、スリット開口８ａ、８
ｂの幅は、投影された十字マークＭijの像の直線部の幅
よりも小さく定められている。このことについては後で
詳述する。もちろん、このガラス板２０の下側には光電
検出器９の受光面が位置する。Further, FIG. 3 is a plan view of a light-shielding member forming the minute opening 8 provided on the stage 7 and a sectional view taken along the line AA. The minute opening 8 is formed by vapor-depositing the chromium layer 21 on the glass plate 20 to a thickness of about 0.1 μm and forming two slit openings 8a and 8b in a part thereof. The thickness of this chrome layer 21 is the depth of focus of the projection lens 6 (several μ
It is much thinner than m). Now, the extension directions of the slit openings 8a and 8b are determined so as to be orthogonal to each other, and are also determined so as to coincide with the moving directions xy of the stage 7, respectively. The slit opening 8 elongated along the y-axis direction
a is used to detect the position of the projected image of the cross mark M ij in the x direction, and the slit opening 8b elongated in the x-axis direction detects the position of the projected image of the cross mark M ij in the y direction. Used to. Further, the slit openings 8a, 8
The width of b is set to be smaller than the width of the straight line portion of the projected image of the cross mark M ij . This will be described later in detail. Of course, the light receiving surface of the photoelectric detector 9 is located below the glass plate 20.

【００１６】次に、図１で示した装置を制御するための
制御系を、図４のブロック図に基づいて説明する。装置
全体はプログラムによる制御、及び各種演算処理が可能
なように、メモリ等を含むマイクロ・コンピュータ（以
下、単にＣＰＵとする）３０によって統括制御される。
ＣＰＵ３０はインターフェース（以下、ＩＦとする）３
１を介して周辺の検出部、測定部、あるいは駆動部と各
種情報のやり取りを行う。Next, a control system for controlling the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. The entire apparatus is centrally controlled by a microcomputer (hereinafter, simply referred to as CPU) 30 including a memory and the like so that control by a program and various arithmetic processes can be performed.
CPU 30 is an interface (hereinafter referred to as IF) 3
Various kinds of information are exchanged with the peripheral detection unit, measurement unit, or drive unit via 1.

【００１７】さて、シャッター駆動部３２はＣＰＵ３０
の指令によって、シャッター４の開閉動作を行い、レチ
クル・アライメント制御系３３（以下、Ｒ−ＡＬＧ３３
とする）は投影レンズ６の光軸に対してレチクル５が所
定の位置にくるように、レチクルホルダ１５を動かして
位置合わせするものである。このＲ−ＡＬＧ３３は本発
明の実施例において必ずしも必要なものではないが、レ
チクル５の位置合わせをレチクル５上のアライメントマ
ークを用いて目視の手動操作で行うよりも正確、かつ高
速に行い得るので、本装置では以下Ｒ−ＡＬＧ３３を設
ける。The shutter drive unit 32 is the CPU 30.
The shutter 4 is opened / closed according to the command of the reticle alignment control system 33 (hereinafter referred to as R-ALG33).
Is to move and align the reticle holder 15 so that the reticle 5 is located at a predetermined position with respect to the optical axis of the projection lens 6. Although this R-ALG 33 is not always necessary in the embodiment of the present invention, the alignment of the reticle 5 can be performed more accurately and at a higher speed than the visual manual operation using the alignment mark on the reticle 5. In this device, R-ALG33 is provided below.

【００１８】一方、ステージ７の座標を計測するため
に、前述のレーザ干渉計１３で読み取られたステージ７
のｘ方向の位置情報と、レーザ干渉計３４で読み取られ
たステージ７のｙ方向の位置情報とは共に、ＩＦ３１を
介してＣＰＵ３０に送られる。また、ステージ７を２次
元移動させるために、ステージ７をｘ方向に駆動するｘ
軸駆動部３５（以下、Ｘ−ＡＣＴ３５とする）と、ステ
ージ７をｙ方向に駆動するｙ軸駆動部３６（以下、Ｙ−
ＡＣＴ３６とする）とが、ＣＰＵ３０の指令によって動
作するように設けられている。On the other hand, in order to measure the coordinates of the stage 7, the stage 7 read by the laser interferometer 13 described above is used.
The position information in the x direction and the position information in the y direction of the stage 7 read by the laser interferometer 34 are both sent to the CPU 30 via the IF 31. Further, in order to move the stage 7 two-dimensionally, the stage 7 is driven in the x direction x
An axis drive unit 35 (hereinafter, referred to as X-ACT 35) and a y-axis drive unit 36 (hereinafter, referred to as Y-ACT) that drives the stage 7 in the y direction.
(Hereinafter referred to as ACT 36) is operated by a command from the CPU 30.

【００１９】また、ステージ７上のウエハホルダ１１を
微小回転させるためのθ軸回転駆動部３７（以下、θ−
ＡＣＴ３７とする）と、ウエハホルダ１１と光電検出器
９、ガラス板２０を上下動させるためのｚ軸駆動部３８
（以下、Ｚ−ＡＣＴ３８）とが設けられ、ＣＰＵ３０の
指令によって動作する。そして、焦点検出部３９（以
下、ＡＦＤ３９とする）は図１に示したギャップセンサ
ー１２からの信号を入力して、ウエハ１０の表面（又は
微小開口８の開口面）と投影レンズ６の焦点位置のずれ
情報を、ＩＦ３１を介してＣＰＵ３０に出力する。Further, a θ-axis rotation drive unit 37 (hereinafter, θ− for rotating the wafer holder 11 on the stage 7 minutely).
ACT37), and a z-axis drive unit 38 for vertically moving the wafer holder 11, the photoelectric detector 9, and the glass plate 20.
(Hereinafter, Z-ACT 38) is provided and operates according to a command from the CPU 30. Then, the focus detection unit 39 (hereinafter, referred to as AFD 39) inputs the signal from the gap sensor 12 shown in FIG. 1, and the focus position of the front surface of the wafer 10 (or the opening surface of the minute opening 8) and the projection lens 6. The deviation information is output to the CPU 30 via the IF 31.

【００２０】さらに測定した結果や動作状態等を表示す
るためのモニター用ＣＲＴ、あるいはプリンタ等の端末
装置４０もＩＦ３１を介してＣＰＵ３０と接続されてい
る。尚、実際の露光装置には上記各種制御系の他に、ウ
エハ１０をステージ７のｘｙ移動方向に対して位置決め
するためのウエハ・アライメント制御系も含まれるが、
本発明とは直接関係しないので説明は省略する。A terminal device 40 such as a monitor CRT for displaying the measurement result or the operating state, or a printer is also connected to the CPU 30 via the IF 31. In addition to the various control systems described above, the actual exposure apparatus also includes a wafer alignment control system for positioning the wafer 10 in the xy movement directions of the stage 7.
The description is omitted because it is not directly related to the present invention.

【００２１】次に、上記露光装置の投影レンズ６による
投影像の各種特性の測定動作について説明する。まず始
めに、装置にセットされたレチクル５をＲ−ＡＬＧ３３
を用いて位置決めする。このとき、投影レンズ６の光軸
がレチクル５上の座標系Ｏ−ＸＹの原点Ｏを通るように
位置合わせする。さらに、座標系Ｏ−ＸＹのＸ、Ｙ軸が
ステージ７のｘ、ｙ移動方向、すなわちレーザ干渉計１
３、３４の各測定軸ｘ、ｙと夫々平行（一致する場合も
含めて）になるようにレチクル５の位置を定める。これ
によって、十字マークＭijの直交する２つの直線部分の
延長方向は、夫々ステージ７のｘｙ移動方向と一致す
る。Next, the operation of measuring various characteristics of the projected image by the projection lens 6 of the exposure apparatus will be described. First of all, set the reticle 5 set in the device to R-ALG33.
Use to position. At this time, alignment is performed so that the optical axis of the projection lens 6 passes through the origin O of the coordinate system O-XY on the reticle 5. Furthermore, the X and Y axes of the coordinate system O-XY are the x and y movement directions of the stage 7, that is, the laser interferometer 1.
The position of the reticle 5 is determined so as to be parallel (including the case where they match) to the respective measurement axes x and y of 3, 34. As a result, the extension directions of the two straight line portions of the cross mark M ij which are orthogonal to each other coincide with the xy movement directions of the stage 7, respectively.

【００２２】次に、Ｘ−ＡＣＴ３５、Ｙ−ＡＣＴ３６に
よりステージ７を移動させて、微小開口８の開口面、す
なわち図３のクロム層２１の表面の高さをギャップセン
サー１２とＡＦＤ３９によって検出し、その検出情報に
基づいて、投影レンズ６の結像面とクロム層２１の表面
とが一致するように、Ｚ−ＡＣＴ３８を駆動する。次に
シャッター駆動部３２によりシャッター４を開いてレチ
クル５を照明し、十字マークＭijの像をクロム層２１上
に投影する。そして、十字マークＭijの像と各スリット
開口８ａ、８ｂとの位置関係が、例えば図５のようにな
るように、Ｘ−ＡＣＴ３５、Ｙ−ＡＣＴ３６を作動して
ステージ７を移動させる。その際、スリット開口８ａ、
８ｂが、例えば投影レンズ６の光軸上に位置したときの
レーザ干渉計１３、３４による座標値を求めておけば、
その座標値を基準位置として、各十字マークＭijの像の
大まかな位置は容易に指定できる。Next, the stage 7 is moved by the X-ACT 35 and the Y-ACT 36, and the height of the opening surface of the minute opening 8, that is, the surface of the chrome layer 21 in FIG. 3 is detected by the gap sensor 12 and the AFD 39, Based on the detection information, the Z-ACT 38 is driven so that the image plane of the projection lens 6 and the surface of the chrome layer 21 coincide with each other. Next, the shutter 4 is opened by the shutter driving unit 32 to illuminate the reticle 5, and the image of the cross mark M ij is projected onto the chrome layer 21. Then, the X-ACT 35 and the Y-ACT 36 are operated to move the stage 7 so that the positional relationship between the image of the cross mark M ij and the slit openings 8a and 8b is as shown in FIG. 5, for example. At that time, the slit opening 8a,
If the coordinate values by the laser interferometers 13 and 34 when 8b is located on the optical axis of the projection lens 6 are obtained,
With the coordinate values as the reference position, the rough position of the image of each cross mark M ij can be easily specified.

【００２３】このとき、投影された十字マークＭijの像
の大きさと、微小開口８としてのスリット開口８ａ、８
ｂの大きさとの関係は図５のようになる。すなわち十字
マークＭijの像のうち、ｙ方向に延びた直線部分をスリ
ット像Ｌｘとし、スリット像Ｌｘと直交するようにｘ方
向に延びた直線部分をスリット像Ｌｙとする。そして、
各スリット像Ｌｘ、Ｌｙの幅Ｄの中心を各々中心線ＣＬ
ｘ、ＣＬｙとし、中心線ＣＬｘとＣＬｙとの交点、すな
わち十字マークＭijの像の中心を、中心ＣＰとする。ま
た、クロム層２１中のスリット開口８ａ、８ｂの幅を
ｄ、長さをｈとしたとき、ｄ＜Ｄ＜ｈとなるように定め
られている。At this time, the size of the projected image of the cross mark M ij and the slit openings 8a, 8
The relationship with the size of b is as shown in FIG. That is, in the image of the cross mark M ij , the straight line portion extending in the y direction is the slit image Lx, and the straight line portion extending in the x direction so as to be orthogonal to the slit image Lx is the slit image Ly. And
The center of the width D of each slit image Lx, Ly is the center line CL.
Let x and CLy be the intersection points of the center lines CLx and CLy, that is, the center of the image of the cross mark M ij be the center CP. Further, when the width of the slit openings 8a and 8b in the chrome layer 21 is d and the length thereof is h, it is determined that d <D <h.

【００２４】さて、図５に示した位置からステージ７を
ｘ方向に等速度で移動させて、スリット像Ｌｘをスリッ
ト開口８ａによって走査すると、光電検出器９は図６
（ａ）のような光電信号Ｉを出力する。図６（ａ）は、
横軸にステージ７のｘ方向の位置を表し、縦軸に光電信
号Ｉの大きさを表したもので、スリット像Ｌｘの幅方向
の光強度分布と等価である。そこで、光電信号Ｉを所定
の基準レベルＩｒと比較して、光電信号Ｉと基準レベル
Ｉｒとが一致したときのステージ７の位置ｘ1 、ｘ
2 を、レーザ干渉計１３によって計測する。その計測値
はＣＰＵ３０に取り込まれ、その２つの位置を平均し
て、位置ｘ0 を求める。すなわち、ＣＰＵ３０は（ｘ1
＋ｘ2)／２の演算によって求められたステージ７の位置
ｘ0 をスリット像Ｌｘの中心線ＣＬｘの投影座標位置と
して求める。Now, when the stage 7 is moved in the x direction at a constant speed from the position shown in FIG. 5 and the slit image Lx is scanned by the slit opening 8a, the photoelectric detector 9 is moved to the position shown in FIG.
The photoelectric signal I as shown in (a) is output. FIG. 6A shows
The horizontal axis represents the position of the stage 7 in the x direction, and the vertical axis represents the magnitude of the photoelectric signal I, which is equivalent to the light intensity distribution in the width direction of the slit image Lx. Therefore, the photoelectric signal I is compared with a predetermined reference level Ir, and the positions x 1 and x of the stage 7 when the photoelectric signal I and the reference level Ir match each other.
2 is measured by the laser interferometer 13. The measured value is taken into the CPU 30, and the two positions are averaged to obtain the position x 0 . That is, the CPU 30 uses (x 1
The position x 0 of the stage 7 obtained by the calculation of + x 2 ) / 2 is obtained as the projection coordinate position of the center line CLx of the slit image Lx.

【００２５】一方、スリット像Ｌｙについても同様に、
ステージ７を図５の位置からｙ方向に移動して、スリッ
ト開口８ｂを走査し光強度分布から、ステージ７のｙ方
向の位置ｙ0 をスリット像Ｌｙの中心線ＣＬｙの投影座
標位置として求める。これによって、ステージ７の座標
値（ｘ0 、ｙ0)は十字マークＭijの像の中心ＣＰの投影
位置として計測され、ＣＰＵ３０に記憶される。同様に
して、他の十字マークの像についても計測を行い、その
計測値を十字マークＭijのレチクル５上の位置Ｐijに対
応して順次記憶しておく。On the other hand, similarly for the slit image Ly,
The stage 7 is moved in the y direction from the position of FIG. 5, the slit aperture 8b is scanned, and the position y 0 of the stage 7 in the y direction is obtained as the projected coordinate position of the center line CLy of the slit image Ly from the light intensity distribution. Thereby, the coordinate value (x 0 , y 0 ) of the stage 7 is measured as the projection position of the center CP of the image of the cross mark M ij and stored in the CPU 30. Similarly, the images of other cross marks are also measured, and the measured values are sequentially stored in correspondence with the position P ij of the cross mark M ij on the reticle 5.

【００２６】尚、スリット開口８ａ、８ｂと十字マーク
Ｍijの像との大きさをｄ＜Ｄ＜ｈに定めたのは、ｘ方向
の投影位置を検出するときに、スリット開口８ａがスリ
ット像Ｌｘとスリット像Ｌｙを共に走査してしまった
り、スリット開口８ａがスリット像Ｌｘを走査し、同時
にスリット開口８ｂがスリット像Ｌｘを走査してしまっ
た場合にも、位置検出できるようにするためである。The size of the slit openings 8a and 8b and the image of the cross mark M ij is set to d <D <h because the slit opening 8a detects the slit image when the projection position in the x direction is detected. This is to enable position detection even when both Lx and the slit image Ly are scanned, or when the slit opening 8a scans the slit image Lx and at the same time the slit opening 8b scans the slit image Lx. is there.

【００２７】例えば、スリット開口８ａがスリット像Ｌ
ｘと交わった状態からステージ７をｘ方向に走査する
と、光電検出器９の光電信号は図６（ｂ）のように、ス
リット像Ｌｙの走査部分で一定のオフセットＩofをもっ
た最大値Ｉｐの信号となる。このオフセットＩofの大き
さは、スリット開口８ａの幅ｄとスリット像Ｌｙの幅Ｄ
とによって決まる面積に比例し、最大値Ｉｐはスリット
開口８ａの幅ｄと長さｈとによって決まる面積に比例す
る。For example, the slit opening 8a has a slit image L
When the stage 7 is scanned in the x direction from the state intersecting with x, the photoelectric signal of the photoelectric detector 9 has a maximum value Ip having a constant offset I of in the scanning portion of the slit image Ly as shown in FIG. 6B. Signal. The magnitude of this offset I of is determined by the width d of the slit opening 8a and the width D of the slit image Ly.
And the maximum value Ip is proportional to the area determined by the width d and the length h of the slit opening 8a.

【００２８】このような信号を基準レベルＩｒと比較し
て、スリット像Ｌｘの中心線ＣＬｘの位置ｘ0 を求める
には、Ｉｒ＞Ｉofでなければならない。従って、スリッ
ト像Ｌｙの幅Ｄとスリット開口８ａの長さｈは、この条
件を満足するためにＤ＜ｈに定められる。また、スリッ
ト像Ｌｘ、Ｌｙの幅Ｄに対して、スリット開口８ａ、８
ｂの幅ｄを小さくしたのは、光電信号の立ち上がり、立
ち下がりを急峻にするためであり、このためｄ＜Ｄに定
められる。尚、幅ｄとＤとの関係はｄ＜Ｄに限られるも
のではなく、ｄ＝Ｄとしても光電検出・位置検出におい
て実質的な影響はなく、上記実施例通り十字マークＭij
の像の中心位置が求められる。In order to compare such a signal with the reference level Ir to obtain the position x 0 of the center line CLx of the slit image Lx, Ir> I of must be satisfied. Therefore, the width D of the slit image Ly and the length h of the slit opening 8a are set to D <h in order to satisfy this condition. Further, with respect to the width D of the slit images Lx and Ly, the slit openings 8a and 8
The width d of b is made small in order to make the rising and falling of the photoelectric signal steep, and therefore d <D is set. The relationship between the widths d and D is not limited to d <D, and even if d = D, there is no substantial effect in photoelectric detection / position detection, and the cross mark M ij is obtained as in the above embodiment.
The center position of the image of is required.

【００２９】次に、ＣＰＵ３０は、上記計測された各十
字マークＭijの像の投影位置と位置Ｐijとに基づいて、
投影像の倍率誤差や歪量等の光学性能を計算する。尚、
ステージ７の位置として計測された各十字マークＭijの
像の投影位置をＴijとすると、Ｐijは座標値（Ｘij、Ｙ
ij）で表し、Ｔijは座標値（ｘij、ｙij）で表すものと
する。そこで、投影倍率Ｎを計算する式の一例として
は、次の式１が用いられる。Next, the CPU 30 determines, based on the measured projection position of the image of each cross mark M ij and the position P ij ,
Optical performances such as magnification error and distortion amount of the projected image are calculated. still,
When the projected position of the image of each cross mark M ij measured as the position of the stage 7 is T ij , P ij is a coordinate value (X ij , Y
ij ) and T ij is represented by coordinate values (x ij , y ij ). Therefore, the following formula 1 is used as an example of the formula for calculating the projection magnification N.

【００３０】[0030]

【数１】 [Equation 1]

【００３１】この式１はＣＰＵ３０で演算されるもので
あり、倍率Ｎは式１の形からも明らかなように、ｘ方向
に関する倍率の値とｙ方向に関する倍率の値との和を１
／２にしたものである。また、式１でＸi1とｘi1は図２
中、左端の行を成す十字マークＭ11、Ｍ21、Ｍ31、・・・
・、Ｍ61のレチクル５上のＸ方向における位置と、その
６個の十字マークのｘ方向における投影位置とを各々表
す。そして、Ｘi6とｘi6は図２中、右端の行を成す十字
マークＭ16、Ｍ26、・・・・、Ｍ66のレチクル５上のＸ方向
における位置と、その６個の十字マークのｘ方向におけ
る投影位置とを各々表す。さらに、式１中でＹ1jとｙ1j
は、図２中最上列を成す十字マークＭ11、Ｍ12、・・・・、
Ｍ16のレチクル５上のＹ方向における位置と、その６個
の十字マークのｙ方向における投影位置とを各々表し、
Ｙ6jとｙ6jは図２中最下列を成す十字マークＭ61、
Ｍ62、・・・・、Ｍ66のレチクル５上のＹ方向における位置
と、その６個の十字マークのｙ方向における投影位置と
を各々表す。This equation 1 is calculated by the CPU 30, and the magnification N is the sum of the value of the magnification in the x direction and the value of the magnification in the y direction, as is clear from the form of the equation 1.
/ 2. Also, in Equation 1, X i1 and x i1 are shown in FIG.
In, cross marks M 11, M 21, M 31, which forms the left end of the line, ...
, And the position of M 61 on the reticle 5 in the X direction and the projection positions of the six cross marks in the x direction. 2, X i6 and x i6 are the positions of the cross marks M 16 , M 26 , ..., M 66 forming the rightmost row in FIG. 2 on the reticle 5 in the X direction, and the six cross marks. and the projected position in the x direction. Furthermore, in Equation 1, Y 1j and y 1j
, Cross marks M 11 , M 12 , ..., Which form the uppermost row in FIG.
The position of M 16 on the reticle 5 in the Y direction and the projected positions of the six cross marks in the y direction are respectively represented,
Y 6j and y 6j are cross marks M 61 forming the bottom row in FIG. 2,
M 62, each represents ..., the position in the Y direction on the reticle 5 in M 66, and the projection position in the y direction of the six cross mark.

【００３２】また、投影レンズ６の製造時、あるいは調
整時に、設定すべき投影倍率をＮ0とすると、投影され
た十字マークの像の歪曲収差を含む座標上の各座標軸方
向の誤差（αij、βij）が投影歪曲を表す。そして計算
された上記各結果は端末装置４０によって表示される。
以上のようにして、投影倍率と投影歪とを求めることが
できるが、式１は単なる一例にすぎず、倍率の定義によ
っては、その定義に従った計算式を用いれば良い。例え
ば十字マークＭ11、Ｍ16、Ｍ61、Ｍ66の４隅のマークの
みを使うようにしても良い。そして、計算された投影倍
率が許容量を越えるならば、図１に示したレチクル５と
投影レンズ６の主平面６ａとの間隔Ｌを再調整するか、
又は投影レンズ６を構成する光学部品（レンズ）間の距
離を再調節して焦点距離を変える。そして、再び上記の
方法によって倍率を測定し、その倍率誤差が許容できる
値になるまで、投影レンズ６の調整と測定とを繰り返
す。また、倍率誤差の計測時に投影光学系の歪曲収差も
測定し、その収差も許容し得るものであることを確認す
る。もし歪曲収差が許容量を越えていれば、投影レンズ
６内部の光学要素の位置を調整したり、その光学要素を
他のものと交換したりする。Further, when the projection magnification to be set is N 0 at the time of manufacturing or adjusting the projection lens 6, an error (α ij) in each coordinate axis direction on the coordinate including the distortion aberration of the projected image of the cross mark. , Β ij ) represents the projection distortion. The calculated results are displayed by the terminal device 40.
Although the projection magnification and the projection distortion can be obtained as described above, the equation 1 is merely an example, and a calculation formula according to the definition may be used depending on the definition of the magnification. For example, it is possible to use only the marks at the four corners of the cross marks M 11 , M 16 , M 61 , and M 66 . If the calculated projection magnification exceeds the allowable amount, readjust the distance L between the reticle 5 and the main plane 6a of the projection lens 6 shown in FIG.
Alternatively, the focal length is changed by readjusting the distance between the optical components (lenses) forming the projection lens 6. Then, the magnification is measured again by the above method, and the adjustment and measurement of the projection lens 6 are repeated until the magnification error reaches an allowable value. Also, the distortion aberration of the projection optical system is measured at the time of measuring the magnification error, and it is confirmed that the aberration is acceptable. If the distortion aberration exceeds the allowable amount, the position of the optical element inside the projection lens 6 is adjusted or the optical element is exchanged with another one.

【００３３】以上述べたように本実施例によれば、従来
のようにテスト・レチクルのパターンを露光して現像
し、そのレジスト像を他の測定機器で測定するという手
間と労力が省略でき、投影型露光装置が通常備えている
移動ステージにマーク像を検出する光電検出器９を設け
るだけで極めて簡単に投影レンズ６の光学特性が測定で
きる。また、露光装置の製造時ばかりでなく、ＬＳＩの
製造現場において、投影レンズ６を縮小率の違う投影レ
ンズに交換する場合にも、他に特別の測定機器を必要と
しないから、交換後の光学特性を最適なものにする調整
が極めて効率良くできる利点もある。尚、上記実施例で
は、光学特性の計算を露光装置に組み込まれたＣＰＵ３
０によって行ったが、各十字マークＭijの投影像の検出
位置のみを端末装置４０で表示した後、その検出位置の
情報に基づいて他の計算機で所定の演算を行うようにし
ても同様の効果が得られる。As described above, according to this embodiment, it is possible to save the labor and labor of exposing and developing the pattern of the test reticle and measuring the resist image with another measuring device as in the conventional case. The optical characteristics of the projection lens 6 can be measured extremely simply by providing a photoelectric detector 9 for detecting a mark image on a movable stage that is usually included in a projection type exposure apparatus. Further, not only when manufacturing the exposure apparatus, but also when replacing the projection lens 6 with a projection lens having a different reduction rate at the LSI manufacturing site, no special measuring device is required. There is also an advantage that the adjustment for optimizing the characteristics can be made extremely efficient. In the above embodiment, the calculation of the optical characteristics is performed by the CPU 3 incorporated in the exposure apparatus.
However, after displaying only the detected position of the projected image of each cross mark M ij on the terminal device 40 and then performing a predetermined calculation on another computer based on the information of the detected position, the same operation is performed. The effect is obtained.

【００３４】以上、本実施例は像の結像位置がクロム層
２１の表面、すなわち開口面と一致している場合につい
て述べた。本実施例においては、図１中に示したギャッ
プセンサー１２が付属しているので、ギャップセンサー
１２が検出誤差のないように調整されている場合はこれ
を用い、開口面に対する焦点誤差をＡＦＤ３９によって
検出して焦点合わせを行うことができる。しかし、ギャ
ップセンサーを用いて自動焦点検出を行う構成形態にお
いては、装置の製造時、又は投影レンズを交換した時等
はＡＦＤ３９の検出信号は、一般に焦点検出に対してオ
フセットを持っており、ギャップセンサーのみに頼って
いては投影像の結像面と開口面とを正確に一致させるこ
とはできない。As described above, the present embodiment has described the case where the image forming position coincides with the surface of the chrome layer 21, that is, the opening surface. In this embodiment, since the gap sensor 12 shown in FIG. 1 is attached, if the gap sensor 12 is adjusted so as to have no detection error, this is used, and the focus error with respect to the aperture plane is adjusted by the AFD 39. It can be detected and focused. However, in the configuration mode in which the automatic focus detection is performed using the gap sensor, the detection signal of the AFD 39 generally has an offset with respect to the focus detection when the device is manufactured or when the projection lens is exchanged. If only the sensor is used, it is not possible to exactly match the image plane of the projected image with the aperture plane.

【００３５】そこで光電検出器９を用いて、投影された
マーク像のコントラストから焦点検出する場合について
説明する。この場合には、ウエハの上下動機構Ｚ−ＡＣ
Ｔ３８により同時に微小開口８と光電検出器９が上下さ
れることを利用し、投影レンズ６の焦点深さの長さを数
等分するような距離だけ微小開口８を上下方向に移動し
ては、ステージ７をｘｙ方向に走査して像の強度分布を
計測する動作を繰り返す。そして、像の強度分布におけ
る立ち上がり、又は立ち下がりの幅が最小になる焦点状
態を求めるようにする。実際には、レチクル５の十字マ
ークの投影像の強度分布を調べる。Then, the case where the focus is detected from the contrast of the projected mark image by using the photoelectric detector 9 will be described. In this case, the wafer vertical movement mechanism Z-AC
Taking advantage of the fact that the fine aperture 8 and the photoelectric detector 9 are moved up and down at the same time by T38, the fine aperture 8 should be moved up and down by a distance that divides the length of the focal depth of the projection lens 6 into several equal parts. The operation of scanning the stage 7 in the xy directions and measuring the intensity distribution of the image is repeated. Then, the focus state in which the width of the rising or falling in the intensity distribution of the image is minimized is obtained. Actually, the intensity distribution of the projected image of the cross mark on the reticle 5 is examined.

【００３６】図７はステージ７を移動させた時、微小開
口８を透過するマークの像を光電変換した信号の大きさ
を示すもので、縦軸は信号の大きさを、横軸はステージ
７のｘ方向の位置を表している。スリット開口８ａのあ
る開口面と像面とが接近している場合、光電信号Ｉ1 の
波形が図７のように得られたとすると、この状態よりも
開口面と像面が離れた場合には波形の幅が広がり、信号
Ｉ2 のようになる。従って、波形の広がり量、又は波形
の肩部の傾きを計測し、波形の広がり量が最小になる
か、又は波形の肩部の傾きが最大になる状態を捜せば、
最良の焦点状態が見出される。具体的な方法の一例を次
に説明する。FIG. 7 shows the magnitude of the signal obtained by photoelectrically converting the image of the mark that passes through the minute aperture 8 when the stage 7 is moved. The vertical axis represents the signal magnitude and the horizontal axis represents the stage 7. Represents the position in the x direction. When the opening surface having the slit opening 8a and the image surface are close to each other, assuming that the waveform of the photoelectric signal I 1 is obtained as shown in FIG. 7, when the opening surface and the image surface are further apart than in this state. The width of the waveform widens and becomes like signal I 2 . Therefore, if the amount of spread of the waveform or the inclination of the shoulder of the waveform is measured and the amount of spread of the waveform is minimized or the slope of the shoulder of the waveform is maximized,
The best focus condition is found. An example of a specific method will be described below.

【００３７】図７に示すように、２つの基準レベル
ｒ1 、ｒ2 を設ける。基準レベルｒ1 、ｒ2 の大きさ
は、光電信号の最大値に対して一定の割合になるように
する。そしてステージ７を走査して信号Ｉ1 がこれらの
レベルｒ1 、ｒ2 と一致する点ｐ1及びｐ2 を検出し
て、ｐ1 点とｐ2 点のｘ方向の距離から波形の広がり量
ｅ1 を計測する。このｘ方向の距離の測定はステージ位
置を計測するレーザ干渉計１３を用いてＣＰＵ３０で計
算して行う。同様に信号Ｉ2 がレベルｒ1 、ｒ2 と一致
する点ｐ3 、ｐ4 の位置を検出して波形の広がり量ｅ2
を計測する。As shown in FIG. 7, two reference levels r 1 and r 2 are provided. The magnitudes of the reference levels r 1 and r 2 are set to be a fixed ratio with respect to the maximum value of the photoelectric signal. Then, the stage 7 is scanned to detect points p 1 and p 2 at which the signal I 1 matches these levels r 1 and r 2, and the amount of spread of the waveform is calculated from the distance between the points p 1 and p 2 in the x direction. Measure e 1 . The measurement of the distance in the x direction is performed by the CPU 30 using the laser interferometer 13 that measures the stage position. Similarly, the positions of points p 3 and p 4 at which the signal I 2 coincides with the levels r 1 and r 2 are detected, and the spread amount e 2 of the waveform is detected.
To measure.

【００３８】図８は横軸にＺ−ＡＣＴ３８による開口面
の上下方向の位置Ｚをとり、縦軸に光電信号の波形の広
がり量ｅをとって表したグラフである。開口面を上下方
向に一定量、例えば０．５μｍずつ移動しては停止さ
せ、ステージ走査を行って図７に示した波形の広がり量
を計測すると、ＣＰＵ３０のメモリ中には位置Ｚに対す
る広がり量ｅがこのようなデータとして記憶される。同
図中、広がり量ｅ0 は開口面が像面と一致した位置Ｚ0
を示し、そこからずれた位置Ｚ1 、Ｚ2 では、広がり量
は図７の説明の通りｅ1 、ｅ2 となる。実際に焦点を合
わせるには、位置Ｚ2 、Ｚ1 、・・・・、Ｚ0 、・・・・と順々
に広がり量ｅを測定しては記憶していき、広がり量の最
小となる位置Ｚ0 に戻るように、Ｚ−ＡＣＴ３８を駆動
することによって行う。FIG. 8 is a graph in which the horizontal axis represents the vertical position Z of the aperture surface by the Z-ACT 38, and the vertical axis represents the spread amount e of the waveform of the photoelectric signal. When the aperture surface is moved by a fixed amount in the vertical direction, for example, by 0.5 μm and then stopped, stage scanning is performed and the spread amount of the waveform shown in FIG. 7 is measured. e is stored as such data. In the figure, the spread amount e 0 is the position Z 0 where the aperture plane coincides with the image plane.
At the positions Z 1 and Z 2 deviated from that, the spread amounts are e 1 and e 2 as described with reference to FIG. 7. In order to actually focus, the spread amount e is sequentially measured and stored at positions Z 2 , Z 1 , ..., Z 0 ,. This is performed by driving the Z-ACT 38 so as to return to the position Z 0 .

【００３９】以上に例示した方法により、投影レンズ６
の投影結像面と微小開口８の開口面とを一致させること
ができるので、合焦状態で像の座標を計測できる。以
上、この実施例では投影された像そのもののコントラス
トをステージ７上に設けられた光電検出器９で検出して
いるので、信号のＳ／Ｎ比が高く、正確な焦点位置の検
出が可能となる。このため、投影像のコントラストが最
大になったときの開口面の高さを、図１のギャップセン
サー１２で検出して、ＡＦＤ３９の検出信号が合焦状態
を示す信号、例えば０Ｖとなるように較正すれば、すな
わち検出オフセットをキャンセルすれば、投影レンズ６
の調整、あるいは交換にかかわらず、常に鮮明なパター
ンがウエハ１０上に転写され得る。また、図２に示した
レチクル５の複数の十字マークを用いて、投影レンズ６
の有効露光領域内における種々の位置で、合焦位置を調
べることによって、露光領域中の結像面の微小な凹凸分
布、すなわち像面の湾曲や、焦点深度分布等を直ちに測
定できる。従って、その測定データによって、投影レン
ズ６のステージ７の移動平面（ｘｙ座標系）に対する光
軸の倒れを確認することもできる。The projection lens 6 is manufactured by the method described above.
Since it is possible to match the projection image forming plane of and the opening surface of the minute aperture 8, the image coordinates can be measured in the focused state. As described above, in this embodiment, since the contrast of the projected image itself is detected by the photoelectric detector 9 provided on the stage 7, the S / N ratio of the signal is high and the accurate focus position can be detected. Become. Therefore, the height of the aperture surface when the contrast of the projected image is maximized is detected by the gap sensor 12 in FIG. 1 so that the detection signal of the AFD 39 becomes a signal indicating a focused state, for example, 0V. If calibrated, that is, if the detection offset is canceled, the projection lens 6
A sharp pattern can always be transferred onto the wafer 10 regardless of adjustment or replacement. In addition, the projection lens 6 is formed by using a plurality of cross marks of the reticle 5 shown in FIG.
By checking the in-focus position at various positions within the effective exposure area, it is possible to immediately measure the minute unevenness distribution of the image plane in the exposure area, that is, the curvature of the image surface, the depth of focus distribution, and the like. Therefore, it is possible to confirm the tilt of the optical axis with respect to the moving plane (xy coordinate system) of the stage 7 of the projection lens 6 from the measurement data.

【００４０】さて、上記実施例において、レチクル５上
のマークは十字マークのみに限られるものではなく、ス
リット開口８ａ、８ｂのようにＬ字に形成したマークで
も良い。また、各マークの配置も正方形のマトリックス
状に限られず、レチクル５の中心から放射状に複数のマ
ークを配置しても良い。また、微小開口８も２つのスリ
ット開口８ａ、８ｂとしたが、両者を一体にしてＬ字状
の微小開口としても良い。この場合も、そのＬ字状のス
リット開口と十字マークの投影像との大きさの関係は前
述のようにｄ＜Ｄ＜ｈに定めるのが良い。In the above embodiment, the mark on the reticle 5 is not limited to the cross mark, but may be an L-shaped mark such as the slit openings 8a and 8b. Further, the arrangement of the marks is not limited to the square matrix, and a plurality of marks may be arranged radially from the center of the reticle 5. Further, although the minute opening 8 is also the two slit openings 8a and 8b, they may be integrated into an L-shaped minute opening. Also in this case, the size relationship between the L-shaped slit opening and the projected image of the cross mark is preferably set to d <D <h as described above.

【００４１】また、図１に示したレチクルホルダ１５を
投影レンズ６の光軸方向に上下動可能としておけば、倍
率調整の際、投影レンズ６を上下動させることがなく、
機械的な構成が簡単となる。以上のように本発明によれ
ば、投影光学系の投影倍率や歪曲収差を迅速かつ正確
に、しかも再現性良く測定でき、露光装置の製造時の調
整に有用であるばかりではなく、投影性能の調整をＬＳ
Ｉの製造されている現場で行う場合にも迅速かつ容易に
投影倍率や投影歪が測定できるので、ＬＳＩ製造現場で
の調整を早く完了することができる利点がある。さら
に、露光装置を輸送した後や、誤って露光装置に強い衝
撃を与えた後等、投影性能に心配のある場合には、本発
明によって投影性能の確認を容易にできる。If the reticle holder 15 shown in FIG. 1 can be moved up and down in the optical axis direction of the projection lens 6, the projection lens 6 will not be moved up and down during magnification adjustment.
The mechanical structure becomes simple. As described above, according to the present invention, the projection magnification and the distortion of the projection optical system can be measured quickly and accurately, and with good reproducibility, which is useful not only for adjustment during manufacturing of the exposure apparatus but also for the projection performance. LS adjustment
Since the projection magnification and the projection distortion can be measured quickly and easily even in the case where I is manufactured, the adjustment at the LSI manufacturing site can be completed quickly. Further, when there is a concern about the projection performance, such as after the exposure apparatus is transported or after the exposure apparatus is erroneously given a strong impact, the present invention can easily confirm the projection performance.

【００４２】また、本発明は上述したような製造、サー
ビス又はメインテナンス時に適用され得るのみでなく、
投影倍率を所定量だけ微調したい場合に、露光装置の通
常のオペレーションの一部に含ませることもできる。例
えば、ｎ層目のパターンが形成されたウエハに、（ｎ＋
１）層目のパターンを重ね合わせ露光する時、ウエハ全
体が均等に伸びたような場合、本発明によると、投影倍
率の変化を容易に測定できるので、実施例の図１におけ
る間隔Ｌを微小変更した後の確認が簡単にでき、倍率が
可変で、かつ投影倍率の測定可能な露光装置を実現して
対処できる。このような露光装置によると、ウエハ全体
の伸縮に合わせて、投影倍率を変更すれば良い。すなわ
ち、ウエハがｋ倍だけ伸びれば、投影倍率を元の値Ｎ倍
からｋＮ倍にすれば良い。そこためには、測定した倍率
が所望の量となるように、ＣＰＵ３０の指令で投影レン
ズ６とレチクル５との間隔、又は投影レンズ６を構成す
る光学部品の間を光軸方向に相対的に移動させる駆動手
段を設ければ良い。Further, the present invention is not only applicable to the manufacturing, service or maintenance as described above,
When it is desired to finely adjust the projection magnification by a predetermined amount, it can be included as a part of the normal operation of the exposure apparatus. For example, on a wafer on which the pattern of the nth layer is formed, (n +
1) In the case where the whole wafer is evenly stretched when the layer pattern is superposed and exposed, according to the present invention, the change of the projection magnification can be easily measured. Therefore, the interval L in FIG. This can be dealt with by realizing an exposure apparatus in which the confirmation after the change can be easily performed, the magnification is variable, and the projection magnification can be measured. According to such an exposure apparatus, the projection magnification may be changed according to the expansion and contraction of the entire wafer. That is, if the wafer is expanded by k times, the projection magnification may be changed from the original value N times to kN times. For that purpose, the distance between the projection lens 6 and the reticle 5 or the optical components constituting the projection lens 6 are relatively moved in the optical axis direction by a command from the CPU 30 so that the measured magnification becomes a desired amount. It is sufficient to provide a driving means for moving.

【００４３】投影倍率が可変で、かつ正確に設定できる
装置は、以上のようにウエハの伸縮に対処する場合にの
み有効なのではなく、他の露光装置、例えば軟Ｘ線の放
射源を持ち、放射源から有限の距離だけ離してプロキシ
ミティ露光されるＸ線露光装置と投影型露光装置とを１
つのデバイス製造に混用する場合も有効である。すなわ
ち、Ｘ線露光装置のようにマスク上のパターン寸法と、
ウエハに焼き付けられるパターン寸法との間の倍率が整
数値に対して微小量だけ異なるような露光装置によっ
て、ある層の回路パターンをウエハ上に焼き付け、他の
層の回路パターンは光学的な投影型露光装置によって焼
き付ける場合に、使用するマスク又はレチクルの製作時
における両者の倍率関係を完全な整数倍、又は整数分の
１倍にしておいても、投影露光装置側で容易に倍率調整
して対処できるので、マスク又はレチクルの製作が容易
になる利点がある。The apparatus in which the projection magnification is variable and can be accurately set is not effective only in dealing with the expansion and contraction of the wafer as described above, but has another exposure apparatus, for example, a soft X-ray radiation source, An X-ray exposure apparatus and a projection type exposure apparatus which are proximity-exposed at a finite distance from a radiation source are provided.
It is also effective when mixed for the production of one device. That is, the pattern size on the mask as in the X-ray exposure apparatus,
The circuit pattern of one layer is printed on the wafer and the circuit pattern of the other layer is an optical projection type by an exposure apparatus in which the magnification between the pattern size printed on the wafer and the integer value is different from the integer value by a small amount. When printing with an exposure apparatus, even if the magnification relationship between the mask or reticle used during production is a perfect integer multiple or a multiple of 1 / integer, it is easy to adjust the magnification on the projection exposure apparatus side. Therefore, there is an advantage that the mask or reticle can be easily manufactured.

【００４４】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高い再現
性をもって投影性能の調整が可能な投影露光装置を得る
ことができ、特に投影倍率や歪曲収差に起因した投影像
の誤差を再現性良く測定し、例えば投影光学系内の一部
の光学要素を移動させることによりその調整も簡単に行
うことが可能となっている。さらに、投影光学系の有効
露光領域内における種々の位置で合焦位置を調べること
によって、露光領域中の結像面の湾曲までも正確に再現
性良く測定することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the projection exposure apparatus capable of adjusting the projection performance with high reproducibility, and particularly reproduce the error of the projection image caused by the projection magnification and the distortion. The measurement can be performed easily, and the adjustment can be easily performed, for example, by moving some optical elements in the projection optical system. Furthermore, by examining the in-focus position at various positions within the effective exposure area of the projection optical system, even the curvature of the image plane in the exposure area can be accurately and reproducibly measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例による投影型露光装置の概略
図。FIG. 1 is a schematic view of a projection type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】投影光学系の光学性能の測定に用いるテスト・
レチクルを示す平面図。FIG. 2 is a test used for measuring the optical performance of the projection optical system.
The top view which shows a reticle.

【図３】投影露光装置のステージ上に設けられた微小開
口を形成するための遮光部材の平面図。FIG. 3 is a plan view of a light blocking member for forming a minute opening provided on the stage of the projection exposure apparatus.

【図４】投影露光装置の制御系をを示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the projection exposure apparatus.

【図５】レチクル上のマークを投影したときの投影像の
大きさと微小開口の大きさとの関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the size of a projected image and the size of a minute aperture when a mark on a reticle is projected.

【図６】マークの投影像を光電検出したときの光強度分
布を表した図。FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution when photoelectrically detecting a projected image of a mark.

【図７】微小開口と光電検出器とを用いた焦点検出を説
明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating focus detection using a minute aperture and a photoelectric detector.

【図８】微小開口と光電検出器とを用いた焦点検出を説
明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating focus detection using a minute aperture and a photoelectric detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５ レチクル ６ 投影レンズ ７ ステージ ８ 微小開口 ９ 光電検出器 １０ ウエハ ３０ ＣＰＵ １３、３４ レーザ干渉計 5 Reticle 6 Projection lens 7 Stage 8 Micro aperture 9 Photoelectric detector 10 Wafer 30 CPU 13, 34 Laser interferometer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 マスクに形成されたパターンを所定の像
面内に結像する投影光学系と、感応性基板を前記像面と
ほぼ一致するように保持するとともに、前記像面とほぼ
平行な面内で２次元移動させるステージと、該ステージ
の座標位置を計測する位置計測手段とを備えた投影型露
光装置において、 前記マスクのパターンとして予め定められた複数の位置
の夫々に形成されたマークが前記投影光学系を介して前
記像面内に投影されるべき各位置を、前記位置計測手段
と共同して順次測定するマーク位置測定手段と；前記マ
スク上の各マークの配置関係と前記マーク位置測定手段
によって測定された各測定位置とに基づいて、投影倍
率、もしくは歪曲収差に関連した値を算出する演算手段
と；該演算手段によって算出された値に基づいて前記投
影光学系を構成する一部の光学要素の位置を調整する手
段とを備えたことを特徴とする投影型露光装置。1. A projection optical system for forming an image of a pattern formed on a mask in a predetermined image plane, a sensitive substrate being held so as to be substantially coincident with the image plane, and being parallel to the image plane. In a projection type exposure apparatus including a stage that moves two-dimensionally in a plane and a position measuring unit that measures the coordinate position of the stage, a mark formed at each of a plurality of predetermined positions as the mask pattern. Mark position measuring means for sequentially measuring the respective positions to be projected on the image plane through the projection optical system in cooperation with the position measuring means; the positional relationship of the marks on the mask and the marks. Calculation means for calculating a value related to the projection magnification or distortion based on each measurement position measured by the position measuring means; and the projection based on the value calculated by the calculation means. Projection exposure apparatus characterized by comprising a means for adjusting the positions of some of the optical elements constituting the academic system. 【請求項２】 前記マーク位置測定手段は、前記ステー
ジの一部に設けられて、前記マスクのマークの投影像と
重ね合わせ可能な形状の基準マークが形成された板と、
該基準マークが前記マスク上の複数のマークの各投影像
と順次重なり合うように前記ステージを移動させるステ
ージ駆動部と、前記複数のマークの各投影像の夫々と前
記基準マークとが整合するときの前記ステージの位置を
前記位置計測手段の計測値に基づいて順次記憶する記憶
部とを含むことを特徴とする請求項第１項に記載の装
置。2. The mark position measuring means is provided on a part of the stage, and a plate on which a reference mark having a shape that can be superposed on the projected image of the mark of the mask is formed,
When the stage driving unit that moves the stage so that the reference marks sequentially overlap with the projected images of the plurality of marks on the mask, and each of the projected images of the plurality of marks are aligned with the reference mark, The apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit that sequentially stores the position of the stage based on a measurement value of the position measuring unit. 【請求項３】 前記板は表面に遮光層を形成し、該遮光
層の一部を前記基準マークの形状で透明にした透明部材
で構成され、前記マーク位置測定手段は前記投影光学系
で投影された前記マスクのマークの像を前記透明部材を
介して受光する光電検出器を含むことを特徴とする請求
項第２項に記載の装置。3. The plate is formed of a transparent member on the surface of which a light-shielding layer is formed, and a part of the light-shielding layer is made transparent in the shape of the reference mark, and the mark position measuring means projects by the projection optical system. The apparatus according to claim 2, further comprising a photoelectric detector that receives the image of the formed mark of the mask through the transparent member. 【請求項４】 マスクに形成されたパターンを所定の像
面内に結像する投影光学系と、感応性基板を前記像面と
ほぼ一致するように保持するとともに、前記像面とほぼ
平行な面内で２次元移動させるステージと、前記感応性
基板の焦点合わせのために前記感応性基板を前記ステー
ジ上で上下動させる手段と、前記ステージの座標位置を
計測する位置計測手段とを備えた投影型露光装置におい
て、 前記マスクのパターンとして予め定められた複数の位置
の夫々に形成されたマークを前記投影光学系を介して前
記像面側へ投影したとき、前記複数のマークの各像の合
焦位置を、前記上下動手段と共同して順次検出するマー
ク合焦位置検出手段と；前記マスク上の各マークの配置
関係と前記マーク合焦位置検出手段によって検出された
各合焦位置とに基づいて、前記投影光学系の像面の湾曲
を測定する手段とを備えたことを特徴とする投影型露光
装置。4. A projection optical system for forming an image of a pattern formed on a mask in a predetermined image plane, a sensitive substrate being held so as to be substantially coincident with the image plane, and substantially parallel to the image plane. A stage for two-dimensionally moving in the plane, means for moving the sensitive substrate up and down on the stage for focusing the sensitive substrate, and position measuring means for measuring the coordinate position of the stage are provided. In the projection type exposure apparatus, when the marks formed at each of a plurality of predetermined positions as the mask pattern are projected to the image plane side through the projection optical system, each image of the plurality of marks is projected. Mark focus position detection means for sequentially detecting focus positions in cooperation with the vertical movement means; arrangement relationship of each mark on the mask and each focus position detected by the mark focus position detection means Based on, projection exposure apparatus characterized by comprising a means for measuring the curvature of the image plane of the projection optical system.
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