WO2005008752A1 - Exposure device, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

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WO2005008752A1
WO2005008752A1 PCT/JP2004/010472 JP2004010472W WO2005008752A1 WO 2005008752 A1 WO2005008752 A1 WO 2005008752A1 JP 2004010472 W JP2004010472 W JP 2004010472W WO 2005008752 A1 WO2005008752 A1 WO 2005008752A1
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WO
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scanning
exposure
exposure apparatus
mark
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Application number
PCT/JP2004/010472
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Ayako Sukegawa
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716Stages
    • G03F7/70725Stages control

Definitions

  • Exposure apparatus Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
  • the present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method. More specifically, a pattern formed on a mask and an object is synchronously moved with respect to illumination light by a projection optical system.
  • the present invention relates to an exposure apparatus for performing scanning exposure for transferring onto an object by using the exposure apparatus, an exposure method using the exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure method.
  • a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) is coated with a resist or the like via a projection optical system.
  • An exposure apparatus for transferring onto a substrate such as a wafer or a glass plate for example, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (a so-called stepper), Step-improved step-by-step projection exposure apparatus (hereinafter abbreviated as “exposure apparatus”) such as an 'and' scan type scanning projection exposure apparatus (so-called “scanning stepper”) is mainly used.
  • a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus a so-called stepper
  • Step-improved step-by-step projection exposure apparatus hereinafter abbreviated as “exposure apparatus”
  • an 'and' scan type scanning projection exposure apparatus scanning stepper
  • a scanning type exposure apparatus exposure is performed by synchronously running a reticle (reticle stage) and a wafer (wafer stage) (ie, scanning exposure).
  • the position control accuracy has a large effect on pattern transfer accuracy and overlay accuracy. For example, if the direction of movement of the reticle stage or wafer stage deviates from the running direction during synchronous operation, or if the reticle stage and the wafer stage are out of synchronization, the pattern transfer position will deviate from the desired position. Will be lost.
  • Such a shift in the transfer position of the pattern directly appears in the exposure result as a shot distortion or a shift (that is, a normal / reverse difference) due to the scanning direction of the formation position of the shot area.
  • the present invention has been made under vigorous circumstances, and a first object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of realizing high-precision exposure in a short time.
  • a second object of the present invention is to provide an exposure method capable of realizing highly accurate exposure in a short time.
  • a third object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving device productivity.
  • a pattern formed on a mask (R) and an object (W) is synchronously moved in a predetermined direction with respect to illumination light by a projection optical system (PL).
  • An exposure apparatus (100) for performing scanning exposure for transferring onto the object through the scanning exposure, the plurality of marks arranged on the mask being subjected to a plurality of different scanning conditions by the scanning exposure.
  • At least one mark formed on the mask by scanning exposure is transferred by the transfer device under a plurality of different running conditions, and the acquisition device transfers the mark from the reference position of the mark transfer position.
  • the information about the deviation is obtained for each scanning condition.
  • the correction amount of the measurement value of one of the position of the object and the position of the mask in the two-dimensional plane is dependent on the optimization method. Create a correction function as a variable.
  • the measurement value of the position of the object is corrected by the control device, and the pattern is transferred onto the object by the transfer device while controlling the position of the object or the mask based on the corrected measurement value.
  • the measured value of the position of the object is corrected in consideration of the dynamic characteristic during the relative scanning between the mask and the object, using an optimization method that eliminates the try and error. Since it is possible to create a correction function used for the exposure, it is possible to realize high-precision exposure in a short time.
  • the control device may be configured to correct the plurality of running conditions based on the measured values of the one of the positions corrected using the correction function to which the respective running conditions are substituted.
  • the transfer position of each mark acquired by the acquisition device as a result of performing the scanning exposure by the transfer device and transferring each mark onto the object while controlling one of the positions. Processing for correcting the correction function using the optimization technique based on the information on the positional deviation of the image and the respective scanning conditions.
  • the apparatus may further include a function correction device that repeats until a predetermined condition is satisfied, and the control device may control one of the positions using a corrected correction function.
  • the predetermined condition may include a condition that a magnitude of a displacement of the transfer position of each mark is equal to or less than a predetermined amount.
  • the transfer apparatus performs the scanning exposure using an object in which a plurality of reference marks formed at positions corresponding to the marks on the mask are formed in advance. Then, the acquisition device may acquire a shift between the position of each of the reference marks and the transfer position of each of the marks as information on a position shift of the transfer position of each of the marks.
  • the transfer apparatus further transfers the plurality of marks onto the object by running exposure under predetermined running conditions.
  • Information on the displacement of the transfer position of each mark due to the scanning exposure under each of the different scanning conditions with reference to the transfer position of each mark on the mask due to the scanning exposure under the predetermined scanning condition. Can be obtained.
  • the plurality of different scanning conditions include the same scanning condition as the predetermined scanning condition, and the acquisition device performs the scanning exposure under the different scanning condition.
  • the amount of misalignment between the transfer position of each mark by light and the transfer position of each mark by scanning exposure under the predetermined scanning condition is determined by the scanning exposure under the same scanning condition.
  • the amount obtained by subtracting the difference between the transfer position of each mark and the transfer position of each mark due to the scanning exposure under the predetermined scanning condition is acquired as information relating to the position shift of the transfer position of each mark. be able to.
  • the acquisition device may be configured to determine the plurality of marks based on a change between marks of a value of information on the displacement of the transfer positions of the plurality of marks. Part of the information on the displacement of the mark transfer position can be excluded or smoothed.
  • the value of the information about the displacement of the transfer position of the mark may be greater than the value of the information about the displacement of the transfer position of the surrounding mark by a predetermined degree or more.
  • the information on the transfer position of the mark may be excluded from the information on the positional deviation of the transfer position of each mark, and the value of the information on the positional deviation of the transfer position may be removed.
  • the value of the information about the displacement of the transfer position of the mark The value may be replaced with a value calculated by a predetermined interpolation calculation using information on the displacement of the transfer position of the mark.
  • the acquisition apparatus may further include a position shift of the transfer position of each mark based on a statistic related to a position shift of each mark under the same scanning condition. Some of the information about may be excluded or smoothed.
  • the statistic is a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each of the marks under the same running condition
  • the acquisition device is configured to obtain information on a displacement of the transfer position. If there is a mark whose value is outside the predetermined range based on the variance, the information on the displacement of the transfer position of the mark is obtained from the information on the displacement of the obtained transfer position of the mark.
  • the statistic may be a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each mark under the same scanning condition, and the acquisition device may store information on a displacement of the transfer position.
  • the value of the information on the displacement of the transfer position of the mark is determined in a plurality of scanning exposures under the same scanning condition. Each It is also good to substitute the average value of the information on the positional deviation of the acquired transfer position of the mark.
  • a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronous scanning of the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light.
  • An exposure apparatus for performing scanning exposure wherein the scanning exposure transfers a plurality of marks arranged on a mask onto an object under a plurality of different scanning conditions;
  • Of the object in the two-dimensional plane At least one of a position and a measured value at one of the positions of the mask in a plane substantially parallel to the two-dimensional plane is a first term, and the measured value at one of the positions is at least one of the first and second terms.
  • a function creation device for creating a correction function having a correction amount as a dependent variable; and the transfer device performs scan exposure under an arbitrary scan condition to transfer the pattern onto an object.
  • the correction function to which the scanning condition is substituted the measurement value at one of the position and the deviation is corrected, and based on the corrected measurement value, the position of the one of the deviation and the deviation is controlled.
  • a control device Using the correction function to which the scanning condition is substituted, the measurement value at one of the position and the deviation is corrected, and based on the corrected measurement value, the position of the one of the deviation and the deviation is controlled. And a control device.
  • At least one mark formed on the mask by the scanning exposure is transferred by the transfer device under a plurality of different scanning conditions, and the mask and the object during the scanning exposure are transferred by the acquisition device.
  • the information on the synchronization accuracy with is acquired for each scanning condition.
  • a correction function for making a dependent variable the correction amount of the measured value of the position of the object in the two-dimensional plane using an optimization method. create.
  • the control device corrects the measured value of one of the position of the object and the mask, and controls the position of the object or the mask based on the corrected measured value, and transfers the pattern on the object by the transfer device. Transfer to
  • the present invention it is possible to use an optimization method that eliminates a try and error to correct the measured value of the position of an object so as to minimize the synchronization accuracy between the mask and the object. Since any correction function can be created, high-precision exposure can be realized in a short time.
  • the control device converts the measured value of one of the position and the position corrected using the correction function into which the respective scanning conditions are substituted under the plurality of different scanning conditions.
  • the transfer device performs the scanning exposure to transfer each of the marks onto the object in a state where the one of the positions is controlled, and the mask obtained by the obtaining device.
  • a function correction device that repeats a process of correcting the correction function using the optimization method based on information on synchronization accuracy with the object and the respective scanning conditions until a predetermined condition is satisfied.
  • the control device may use a corrected correction function.
  • the transfer apparatus performs the scanning exposure during the scanning exposure.
  • the moving time average of the synchronization accuracy between the mask and the object can be acquired as information on the synchronization accuracy.
  • the information on the synchronization accuracy may include an error in synchronous scanning between the mask and the object.
  • the acquisition apparatus is configured to acquire the synchronization acquired based on statistics of information on synchronization accuracy corresponding to a plurality of sampling times during the scanning exposure. Some of the information on accuracy may be excluded or smoothed out.
  • the statistic is a variance of a value of information on synchronization accuracy at each of the sampling times under the same running condition, and the acquisition device determines a value outside a predetermined range based on the variance.
  • Information on the synchronization accuracy at a certain sampling time may be excluded from the acquired information on the synchronization accuracy, and the statistic may be a value of the information on the synchronization accuracy at each sampling time under the same scanning condition.
  • the acquisition device obtains a synchronization value at the same sampling point obtained in a plurality of scanning exposures under the same scanning condition. It may be replaced with the average value of the information on the accuracy.
  • the first term may be a power function in which a measured value of the position of the object is an independent variable.
  • the scanning condition may include at least one of a scan length and a scan speed.
  • the scanning condition can include a scanning direction.
  • the correction function may further include a second term in which time during the scanning exposure is an independent variable.
  • the second term may be at least one of a sine function and a power function that uses the measured value of the position of the object as an independent variable.
  • the correction function includes a correction function using a correction amount of a measured value of the position of the object in the scanning direction as an objective function, and the two-dimensional plane. And a correction function that uses the correction amount of the measured value of the position of the object in a direction orthogonal to the scanning direction as an objective function, and a correction function that uses the correction amount of the position of the object in the scanning direction as an objective function.
  • a correction function that uses the correction amount of the measured value of the position of the object in a direction orthogonal to the scanning direction as an objective function
  • a correction function that uses the correction amount of the position of the object in the scanning direction as an objective function May further include a third term including a linear function having a measured value of the position of the object in the scanning direction as an independent variable.
  • the optimization method may be a least-squares method, or the optimization method may be a non-linear least-squares method. good.
  • a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronously scanning the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light.
  • An exposure method for performing scanning exposure which includes performing scanning exposure using the first and second exposure apparatuses of the present invention, and transferring a pattern on the mask to the object.
  • scanning exposure is performed using the first and second exposure apparatuses of the present invention, so that high-precision exposure can be realized in a short time.
  • a fourth aspect of the present invention in a device manufacturing method including a lithographic process, in the lithographic process, exposure can be performed using the exposure method of the present invention.
  • power since exposure is performed using the exposure method of the present invention, high-precision exposure can be realized in a short time, so that the productivity of a highly integrated device can be improved. it can.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a measurement reticle used for low-speed / high-speed overlapping.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a mark formed on a measurement reticle.
  • FIG. 4 (A) is a view schematically showing an exposure result on wafer W when low-speed and high-speed superimposed scanning exposure is performed.
  • FIG. 4 (B) is an enlarged view of a transfer result of each mark M in low-speed and high-speed scanning exposure.
  • FIG. 4 (C) is an enlarged view of an L / S pattern image formed by low-speed / high-speed overlapping.
  • FIG. 5 is a flowchart (part 1) illustrating an exposure method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart (part 2) showing an exposure method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart (part 3) showing an exposure method in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a pattern image formed on a wafer.
  • FIG. 9 (A) is a view schematically showing an actual result of exposure on a wafer W in the case where low-speed and high-speed overlapping scanning exposure is actually performed.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 9 (C) is an enlarged view of an actual L / S pattern image formed by low-speed high-speed overlapping
  • FIG. 10 (A) is a view schematically showing a shot area formed by scanning exposure in a plus scan.
  • FIG. 10 (B) is a view schematically showing a shot area formed by scanning exposure in a minus scan.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a process for realizing a method of removing an error classified as ⁇ .
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a process for realizing a method of removing an error classified as a category.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an embodiment of a device manufacturing method according to the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart showing details of step 804 in FIG. 13.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to one embodiment to which the exposure method of the present invention is applied.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type projection exposure apparatus.
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST on which a reticle R as a mask is mounted, a projection optical system PL, a wafer stage WST on which a wafer W as an object is mounted, an alignment detection system AS, and the entire apparatus. It is equipped with a main control device 20, etc., that controls the entire system.
  • the illumination system 10 includes, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 and the corresponding US Patent Application Publication No. 2003/0025890, etc.
  • the system includes an optical system, a relay lens, a variable ND filter, a variable field stop (also called a reticle blind or a masking blade), and a dichroic mirror (the displacement is not shown).
  • an optical 'integrator a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like is used.
  • a slit-shaped illumination area (a rectangular illumination area elongated in the X-axis direction) defined by a reticle blind is irradiated with illumination light ( Exposure light) Illuminate with almost uniform illuminance by IL.
  • illumination light IL far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or vacuum ultraviolet light such as F laser light (wavelength 157 nm) is used.
  • an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp as the light IL.
  • a reticle R force S for example, is fixed on the reticle stage RST by vacuum suction.
  • the reticle stage RST is driven by a reticle stage drive unit (not shown) driven by a linear motor, a voice coil motor, or the like, and has a XY axis perpendicular to the optical axis of the illumination system 10 (which coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL described later).
  • a reticle stage drive unit (not shown) driven by a linear motor, a voice coil motor, or the like, and has a XY axis perpendicular to the optical axis of the illumination system 10 (which coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL described later).
  • it can be driven at a set scanning speed in a predetermined direction (here, the Y-axis direction, which is the horizontal direction in the plane of FIG. 1).
  • the reticle stage RST has a reflecting surface formed of a moving mirror or the like facing the X-axis direction and the Y-axis direction that reflects the laser light.
  • the position of the reticle stage RST in the stage moving plane is A reticle laser interferometer (hereinafter, referred to as a “reticle interferometer”) 16 that irradiates a reflecting surface with laser light is constantly measured with a resolution of, for example, about 0.5 to lnm.
  • a reticle X interferometer and a reticle Y interferometer are provided. In FIG. 1, these are typically shown as a reticle interferometer 16.
  • the reticle Y interferometer is a two-axis interferometer having two measurement axes, and the reticle is determined based on the measurement value of the reticle Y interferometer.
  • the rotation amount (jowing amount) in the ⁇ direction can be measured.
  • the reticle-interferometer is a two-axis interferometer. Position information of the reticle stage RST (including rotation information such as the amount of jogging) from the reticle interferometer 16 is supplied to the stage controller 19 and the main controller 20 via the stage controller 19.
  • the stage control device 19 drives and controls the reticle stage RST via a reticle stage driving unit (not shown) based on the position information of the reticle stage RST in accordance with an instruction from the main control device 20. Controls the position of reticle R held.
  • the stage control device 19 has a function of correcting the measurement value of the position of the reticle stage RST measured by the reticle interferometer 16 using a correction function. During scanning exposure, whether or not to perform correction using this correction function is determined by an instruction from the main control device 20, and a correction function such as a coefficient of each term of the correction function is used. Can be set from the main control device 20 to the stage control device 19 as device parameters.
  • a pair of reticle alignment detection systems 22 (however, the reticle alignment detection system 22 on the back side of the paper is not shown in FIG. 1) is arranged at a predetermined distance in the X-axis direction. ing.
  • Each reticle alignment detection system 22 includes an epi-illumination system for illuminating a mark to be detected with illumination light having the same wavelength as the exposure light IL, and an illumination system for illuminating the mark to be detected.
  • the detection system includes an imaging optical system and an image sensor, and the imaging result of this detection system (that is, the detection result of the mark by the reticle alignment detection system 22) is supplied to the main control device 20.
  • a mirror (not shown) for guiding the emitted illumination light 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 in this case.
  • Mirror is placed on the optical path of the exposure light IL so that it can be removed.
  • the projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST in FIG.
  • the direction of the optical axis AX is defined as the Z-axis direction.
  • Optical systems are used. For this reason, when the illumination area IL of the reticle scale is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, a reduced image (partially inverted image) of the illumination area of the circuit pattern of the reticle R is formed on the wafer via the projection optical system PL. The light is projected onto a projection area in the field of view of the projection optical system conjugate to the illumination area on W, and is transferred to a resist layer on the surface of the wafer W.
  • the wafer stage WST is disposed on a base (not shown) below the projection optical system PL in Fig. 1.
  • Wafer holder 25 is mounted on wafer stage WST.
  • the wafer W is fixed on the wafer holder 25 by, for example, vacuum suction or the like.
  • the wafer stage WST is driven by the wafer stage drive unit 24 in FIG. 1 to have X, ⁇ , ⁇ , ⁇ ⁇ (rotation direction around the ⁇ axis), ⁇ ⁇ (rotation direction around the ⁇ axis), and 0 y ( This is a single stage that can be driven in six degrees of freedom (rotation direction around the Y axis).
  • the wafer stage WST is provided with a reflecting surface such as a moving mirror or the like facing the X-axis direction and the Y-axis direction that reflects the laser light, and the position of the wafer stage WST is set at the reflecting surface.
  • a wafer laser interferometer hereinafter, referred to as a “wafer interferometer”
  • a wafer interferometer 18 irradiating laser light is always measured with a resolution of about 0.5 to lnm.
  • a force provided with 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 is typically shown as a wafer interferometer 18 in FIG. Have been.
  • interferometers are composed of multi-axis interferometers having multiple measuring axes.
  • rotation which is rotation around the Z axis
  • pitching Rotation around the X-axis, ⁇ X rotation
  • rolling Rotation around the Y-axis, ⁇ y rotation
  • the stage control device 19 drives and controls the wafer stage WST via the wafer stage drive unit 24 based on the position information of the wafer stage WST in accordance with an instruction from the main control device 20, and places it on the wafer stage WST. Controls the position of wafer W held.
  • a reference mark plate FM is fixed near wafer W on wafer stage WST.
  • the surface of this reference mark plate FM is set at almost the same height as the surface of the wafer W.
  • On this surface at least a pair of reference marks for reticle alignment, a reference mark for baseline measurement of the alignment detection system AS, and the like are formed.
  • the alignment detection system AS is an off-axis type alignment sensor arranged on the side surface of the projection optical system PL.
  • the alignment detection system AS for example, irradiates the target mark with a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer, and reflects the target mark image formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark.
  • An image processing method FIA Field Image
  • FIA Field Image
  • CCD image sensor
  • the alignment sensor of the alignment detection system AS is not limited to the FIA system, but irradiates a target mark with coherent detection light and detects scattered light or diffracted light generated from the target mark, or detects the target mark. It is of course possible to use an alignment sensor that detects two interferences (for example, diffraction light of the same order or diffraction light diffracted in the same direction) generated from the laser beam, alone or in appropriate combination. .
  • the imaging result of the alignment detection system AS is output to the main controller 20.
  • the control system is mainly configured by a main controller 20 and a stage controller 19 under the main controller 20 in FIG.
  • the main controller 20 includes a so-called microcomputer (or workstation) including a CPU (central processing unit), a main memory, and the like, and controls the entire apparatus.
  • 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). (Not shown), and a drive device (not shown) for information recording media such as CD (compact disc), DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc), and FD (flexible disc). Connected with.
  • An information recording medium (hereinafter, referred to as a CD) set in the drive device includes a program (hereinafter referred to as a “specific program” for convenience) corresponding to a processing algorithm in a measurement operation and an exposure operation shown in a flowchart described later.
  • Main controller 20 executes a process according to the above-mentioned specific program so that, for example, the exposure operation is properly performed. For example, when performing the scanning exposure, the operation is instructed to the stage control device 19 and information necessary for the operation is transmitted to the stage control device 19.
  • the stage controller 19 includes a position-speed feedback control system as a feedback control system for controlling the position and speed of the reticle stage RST, and a feedback control system for controlling the position and speed of the wafer stage WST. All position-speed feedback control systems have been constructed.
  • the stage controller 19 creates a position command per unit time to the position-one-speed feedback control system of both stages based on the information.
  • the stage control device 19 performs, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W during scanning exposure and movement of the wafer W via the reticle stage driving unit and the wafer stage driving unit 24. (Stepping) and so on.
  • one of the position / velocity feedback control systems of the two stages may be in a main relationship and the other may be in a subordinate relationship.
  • a position command for the control system of wafer stage WST may be generated based on the feedback control amount of the control system of reticle stage RST, and the position command may be generated, or vice versa.
  • the stage control device 19 sets, for example, at the time of scanning exposure, in the + Y direction or the Y direction based on the set scanning direction via the reticle R force S reticle stage RST.
  • the wafer W is moved via the wafer stage WST with respect to the projection area conjugate to the illumination area in the direction opposite to the moving direction of the reticle stage RST (scanning direction).
  • the speed of reticle R 13 is a projection magnification from reticle R to wafer W, for example, 1/4 or 1Z5). Create a position command value for 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. Not shown so that the deviation is canceled
  • the position and speed of reticle stage RST and wafer stage WST are controlled via reticle stage drive unit and wafer stage drive unit 24, respectively.
  • the stage control device 19 creates a position command value at the time of step movement based on the set step speed, and inputs the created position command value to the feedback control system. Then, in the feedback 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 measured value of wafer interferometer 18.
  • the case where wafer stage WST is scanned in the + Y direction is referred to as “plus scan”
  • minus scan the case where wafer stage WST is scanned in the ⁇ Y direction
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment provides an image forming light beam for forming a plurality of slit images toward the best image forming plane of the projection optical system PL from an oblique direction with respect to the optical axis AX direction.
  • An oblique incidence multi-point focus detection system which includes an irradiation system (not shown) to supply and a light receiving system (not shown) that receives each reflected light beam of the imaging light beam from the surface of the wafer W through a slit, respectively.
  • System for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 and U.S. Patent No. 5,448,332 corresponding thereto is used.
  • the output of the multipoint focus detection system is supplied to main controller 20.
  • the stage controller 19 sends the wafer stage WST to the Z stage via the stage controller 19 and the wafer stage driver 24 based on the wafer position information from the multipoint focus detection system in accordance with an instruction from the main controller 20. Drive in the direction and tilt direction.
  • the reticle stage RST (reticle R) and the wafer stage WST (wafer W) are synchronously moved in the Y-axis direction to transfer the pattern on the reticle R onto the wafer W. I do.
  • the transfer accuracy of the pattern on the reticle R greatly depends on the dynamic characteristics of the synchronous scanning of the reticle stage RST and the wafer stage WST during relative scanning. For example, based on the measurement values of the wafer interferometer 18, the relative positional relationship between the two stages RST and WST gradually shifts in the X-axis direction during the relative movement of the two stages RST and WST in the Y-axis direction.
  • the pattern image is distorted with respect to the pattern on the reticle R.
  • Such distortion appears as an exposure result as a shot distortion component in the shot area or a shift in the formation position of the shot area due to the scan direction (hereinafter, the shift accompanying the scan direction is referred to as “forward / reverse difference”). .
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment corrects a measurement value of the reticle interferometer 16 during scanning exposure. For example, if the reticle stage RST is shifted in the + ⁇ direction during the synchronous movement in the Y-axis direction, the reticle stage RST can be controlled by correcting the measurement value of the X interferometer of the reticle interferometer 16 in the + ⁇ direction.
  • the feedback control system of the stage controller 19 drives the reticle stage RST to the opposite side (-(side). As a result, the reticle stage RST does not shift to the + ⁇ side and the ⁇ axis direction To move accurately.
  • a predetermined reticle (a measurement reticle R described later) is loaded on the reticle stage RST instead of the reticle R in FIG.
  • Scan exposure is performed, and the exposure result (printing result) transferred onto the wafer is measured by the scanning exposure to detect a shot distortion component and the like in the shot area. Based on the detected shot distortion component and the like, Then, a correction function that gives an appropriate correction amount to the measurement value of the reticle interferometer 16 or the wafer interferometer 18 during the scanning exposure is created, and the measurement function of the reticle interferometer 16 is used during the scanning exposure using the correction function. The value shall be corrected.
  • the pattern of the reticle mounted on reticle stage RST is various, and the size of the pattern region in which the pattern is formed also differs depending on the reticle. That is, in the exposure apparatus 100, the moving distance (scan length) of the relative scanning between the two stages RST and WST during scanning exposure changes depending on the circuit pattern to be formed on the wafer W. In the exposure apparatus 100, the relative speed (scan speed) of both stages, the moving speed (step speed) in stepping movement before running exposure, and the like may be different depending on the process (exposure process).
  • the correction function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 created by the exposure method of the present embodiment is not limited to any of the scan conditions such as scan length, scan speed, and step speed. Also apply Desirable functions are desirable. Therefore, in the present embodiment, scanning exposure is performed under a plurality of different scan lengths, scan speeds, and the like, that is, under a plurality of different scanning conditions, and based on an exposure result under each scanning condition, an arbitrary scanning condition is set. It is assumed that a correction function that can be applied to is created.
  • Table 1 below shows an example of running conditions set at the time of running exposure trial.
  • Table 1 above has two columns, low speed (fast) and high speed (second). These two columns have three items, scan length, scan speed, and step speed. Listed as conditions.
  • the high-speed (second) column is divided into condition 0 to condition 9 items.
  • scanning exposure is performed at a very low scan speed that is not employed in a normal process.
  • the running conditions in the running exposure (hereinafter referred to as “low-speed running conditions” or “standard running conditions”) are described in the low-speed (fast) column of Table 1. That is, the scan length, scan speed, and step speed described in the low-speed (first) column indicate the respective set values when performing the low-speed scanning exposure.
  • Speed and step speed They are set to 33mm, 30mm / s and 30mm / s respectively. Under these low-speed running conditions, scanning exposure is performed while both stages are kept almost completely synchronized by the position-one-speed control by the feedback control system of both stages.
  • the exposure result (the exposure result when the above-described “reference scanning condition” is used) is used as the “reference exposure result”.
  • the running is performed at a relatively high scanning speed that is used in the normal running exposure. Perform exposure.
  • the high-speed (second) column of Table 1 the scan length, scan speed, and step speed under a plurality of different running conditions, that is, condition 0 to condition 9 (hereinafter abbreviated as “high-speed running conditions”) are shown. Are set, respectively.
  • the scan length (33 mm, 25 mm, 17 mm), scan speed (30 mmZs, 170 mm / s, 240 mm / s, 300 mm / s), step speed (30 mm / s, 495 mm / s) Combined force of scan length, scan speed, and step speed obtained by selecting one set value from each set value of each set value in conditions 1 to 9 in high-speed scan conditions ing.
  • the condition 0 (*) is the same as the low-speed scanning condition.
  • high-speed scanning condition As described above, in the present embodiment, as a plurality of different scanning conditions, for example, under the scanning conditions from condition 0 to condition 9 shown in Table 1 (hereinafter, abbreviated as “high-speed scanning condition”). In this way, scanning exposure is performed, and the same pattern as the pattern transferred on the wafer selected by scanning exposure under low-speed scanning conditions is transferred so as to be superimposed on the wafer, so-called “low speed-high speed”. Overlay “exposure (hereinafter, abbreviated as” low speed-high speed overlap ”) is performed.
  • the exposure amount (dose) when performing a running exposure under “low-speed (reference) running conditions” and the exposure amount (dosing) when performing a running exposure under “high-speed running conditions” The main controller 20 controls the exposure amount for each running condition so that the exposure amount is the same as the exposure amount (predetermined exposure amount).
  • FIG. 2 shows an example of a measurement reticle R used in low-speed / high-speed overlapping.
  • FIG. 2 shows the reticle R for measurement as viewed from the pattern surface side (the lower surface side in FIG. 1).
  • one surface (pattern surface) of the square glass substrate 42 is
  • a pattern area PA which is a light-shielding band indicated by, is formed, and is arranged in a matrix at a predetermined mark M force and a predetermined interval in the pattern area PA.
  • a predetermined mark M force 3 rows and 5 columns (rows in the Y-axis direction) are shown only in a total of 15 (M-M) in Figure p 1 15. Formed in PA.
  • M-M 15
  • Formed in PA As shown in Table 1 above, under high-speed running conditions, since the scan length is set within the range of 17 mm and 33 mm, the distance between the marks M at both ends in the Y-axis direction on the pattern area PA (mark) The distance between M, M, M and the mark M, M, M) is 33mm XM p 1 6 11 5 10 15
  • scanning exposure is performed under low-speed scanning conditions using the measurement reticle R shown in FIG. 2, and the wafer stage WST is driven.
  • the position of the wafer (actually, the wafer for measurement w described later) in the X and ⁇ directions.
  • the scanning exposure is performed again under a high-speed scanning condition (for example, any one of the conditions 0 to 9 in Table 1) while being shifted by a predetermined distance L.
  • a high-speed scanning condition for example, any one of the conditions 0 to 9 in Table 1
  • FIG. 3 shows an example of the predetermined mark M. As shown in Figure 3, mark M
  • the light transmission part is shown by a solid line.
  • the lines serve as light transmission parts
  • the LZS pattern MX and MY have three lines at both ends in the array direction.
  • a pattern is formed and L / S patterns MX and MY can be included near the center.
  • L / S pattern MX and MY are the L / S patterns MX and MY, respectively, and the reticle R on the X axis.
  • FIG. 4 (A) shows the exposure result on wafer W when low-speed and high-speed overlapping scanning exposure was performed.
  • a negative photoresist is applied on the wafer w.
  • each mark formed on the reticle R is obtained by shifting the wafer stage WST by L in the X direction and the X direction and performing low-speed and high-speed scanning exposure.
  • the superimposed image MP of MP is represented by L (
  • Fig. 4 (B) shows an enlarged transfer result of each mark M in low-speed and high-speed scanning exposure.
  • the L / S pattern image MXP is formed by the image and the L / S pattern MX image, and the L / S pattern
  • the MY image and the L / S pattern MY image form the L / S pattern image MYP.
  • FIG. 4 (C) shows an enlarged L / S pattern image MXP force. As shown in Fig. 4 (C)
  • the distance between the center and the center of the L / S pattern image MX is a predetermined distance Ll, L2, respectively.
  • the L / S pattern image MX ′ and the L / S pattern image MX ′ are integrated.
  • the force shown is as if a LZS pattern with a duty ratio of 50% is formed. Rather, the center of the L / S pattern MX image MX 'and the LZS pattern MX image
  • each line pattern is placed on the wafer W.
  • the center of pattern area PA that is, the center of reticle R (reticle center) ⁇
  • a pair of reticle alignment marks R Ml, RM2 are formed on both sides in the X-axis direction of the pattern area PA passing through. Note that FIG. 2 shows only one pair of the reticle alignment marks RM 1 and RM 2, but actually, a plurality of pairs are provided along the Y-axis direction.
  • the scanning direction is added to the scanning conditions.
  • plus scan and minus scan scan exposures are performed for the same combination of the scan length, scan speed, and step speed, respectively, so that the forward / reverse difference correction in the scan exposure can be corrected.
  • a correction function for the plus scan and a correction function for the minus scan are created separately.
  • the forward / reverse difference means an offset generated between the formation position of the shot region formed by the plus scan and the formation position of the shot region formed by the minus scan. Therefore, as will be described later, an offset term for canceling the offset is given to one of the correction function at the time of the plus scan and the correction function at the time of the negative scan.
  • the condition j as a combination of the scan length, the scan speed, the step speed, and the like, the scan in the plus scan and the minus scan, respectively.
  • Each exposure must be performed.
  • the scan length, scan speed, step speed, and scan direction are set to A and L w_def, respectively.
  • the scanning direction Ld in the low-speed scanning condition is plus scanning (w w w w w )
  • HSc, HVSc, and HVSt as the scan length, scan speed, and step speed of condition 0 are the same values as A, LVSc, and LVSt, respectively, w, 0 w, 0 w, and 0 w_def w w
  • FIG. 5 shows a flowchart showing the operation of main controller 20.
  • a wafer W for measurement is loaded onto a wafer stage ⁇ by a wafer loader (not shown).
  • the reticle R is loaded on the reticle stage RST by the reticle loader (not shown) while being loaded on the WST.
  • the reference mark plate FM on the wafer stage WST is positioned at a predetermined position directly below the projection optical system PL (hereinafter, referred to as “reference position” for convenience) via the wafer stage drive unit 24, and the reference mark
  • the relative position between the pair of first fiducial marks on the plate FM and the pair of reticle alignment marks on the reticle R corresponding to the first fiducial mark is detected using the pair of reticle alignment detection systems 22 described above.
  • main controller 20 stores in main memory the detection result of reticle alignment detection system 22 and the measurement values of reticle interferometer 16 and wafer interferometer 18 obtained through stage controller 19 at the time of detection. I do.
  • 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 form another pair of first fiducial marks on fiducial mark plate FM. And a pair of reticle alignment marks on reticle R corresponding to the first reference mark are detected using paired reticle alignment detection system 22 described above.
  • Main controller 20 includes a reticle alignment detection system 22 And the measured values of the interferometers 16 and 18 at the time of the detection obtained through the stage controller 19 are stored in a storage device (not shown).
  • the relative positional relationship between another pair of first fiducial marks on the fiducial mark plate FM and the reticle alignment mark corresponding to the first fiducial mark is further measured. good.
  • main controller 20 information on the relative positional relationship between at least two pairs of the first reference marks obtained in this way and the corresponding reticle alignment marks, and the interferometer at the time of each measurement.
  • the relative positional relationship between the reticle stage coordinate system defined by the length measurement axis of the interferometer 16 and the wafer stage coordinate system defined by the length measurement axis of the interferometer 18 is determined.
  • the reticle alignment is completed.
  • the scanning exposure is performed by synchronously moving 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 is used.
  • the reticle stage RST is scanned based on the relative positional relationship between the reticle stage and the wafer stage coordinate system.
  • main controller 20 performs baseline measurement. Specifically, the wafer stage WST is returned to the above-described reference position, and is moved in the XY plane by a predetermined amount, for example, the design value of the baseline from the reference position, and the reference mark plate FM is used by using the alignment detection system AS. The upper second reference mark is detected (the measured value of the wafer interferometer 18 obtained via the stage controller 19 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 fiducial mark obtained at this time, and a pair of first and second wafers measured when wafer stage WST was previously positioned at the reference position.
  • a predetermined amount for example, the design value of the baseline from the reference position
  • the reference mark plate FM is used by using the alignment detection system AS.
  • the upper second reference mark is detected (the measured value of the wafer interferometer 18 obtained via the stage controller 19 is stored in the main memory).
  • Main controller 20 obtains information on the relative positional relationship between the detection
  • the minus scan flag is initialized (cleared).
  • the main controller 20 refers to the minus scan flag for the scan direction when setting the high-speed running condition, and if the flag is cleared, the main controller 20 performs the plus scan. If it is set and set, a minus scan will be set.
  • step 508 the running conditions for the stage controller 19 and the like are changed to the low-speed running conditions (low speed (fast), ie, scan length A, scan speed LVSc, and step speed LVSt shown in Table 2. , Scan direction Ld (+)).
  • step 510 the stage controller 19 is instructed to position the wafer stage WST and the reticle stage RST at the running start position of the condition j (condition 0) (plus scan) shot area.
  • condition j condition 0
  • the wafer stage WST and the reticle stage RST force are each positioned at the scanning start position.
  • step 512 the stage controller 19 is instructed to perform scanning exposure under the set running conditions. As a result, the pattern on reticle R shown in FIG.
  • the scanning conditions are set to high-speed scanning conditions (scan length HSc, scan speed HVSc, and step speed HVSt of condition j). At this time, the scanning direction
  • this scan direction is set with reference to the minus scan flag. That is, if this minus scan flag is cleared, plus scan (+) is set, and if it is set, minus scan (1) is set.
  • minus scan flag since the minus scan flag has been cleared in step 506, plus scan is set as one of the high-speed running conditions.
  • the stage controller 19 is instructed to position the wafer stage WST and the reticle stage RST at the scanning start position.
  • the scan start position is determined by taking into account the scan length HSc set as the scan condition j and the scan direction (here, plus scan), and taking a low speed scan at step 512 in the shot area force formed by the scan exposure.
  • step 522 it is determined whether or not a superimposed shot area related to condition j (minus scan) has been formed. If this determination is denied, the process proceeds to step 524, and if this determination is affirmed, the process proceeds to step 526. Here, since a superimposed shot area relating to the condition j (minus scan) has not been formed yet, the judgment is denied, and the routine proceeds to step 524. In step 524, the minus scan flag is set, and in step 508
  • step 508 and step 518 are executed again, and an overlap shot area relating to condition 1 (minus scan) is formed. .
  • step 520 it is determined whether or not the counter value is j force 3 ⁇ 4.
  • step 522 it is determined whether or not a superimposed shot area related to the condition j (minus scan) has been formed.
  • the overlapping shot area is already created As a result, the determination is affirmative and the process proceeds to step 526.
  • the overlap exposure region of the condition j (plus scan) is formed on the wafer W by the processing of Step 522 ⁇ Step 524, and further, Step 508 ⁇ Scan
  • Step 510-> Step 512-> Step 514-> Step 516-> Step 518-> Step 5 20-> Step 522-> Step 526-> Step 528 the latent image of the overlap exposure area of condition j (minus scan) is placed on wafer W. Will be formed.
  • FIG. 8 shows an example of a pattern image (latent image) formed on wafer W.
  • the shot area formed by the scanning exposure under the high-speed scanning condition j is indicated by oblique lines. Since the correction function has not been created yet, the stage control device 19 is set so as not to correct the measurement value of the reticle interferometer 16 during the scanning exposure in steps 512 and 518.
  • step 526 If the determination is affirmative in step 526, that is, if it is determined that scanning exposure under all scanning conditions has been completed, the process proceeds to step 530.
  • step 530 the reticle loader (not shown) is instructed to unload the reticle R for measurement, and the wafer loader (not shown) is instructed.
  • the wafer W is unloaded from the RST and the wafer W is unloaded from the wafer holder 25
  • the wafer is transferred to a coater (not shown) connected to the exposure apparatus 100 by a wafer transfer system (not shown).
  • a coater not shown
  • a wafer transfer system not shown
  • main controller 20 executes the above-mentioned after the transfer of wafer W to the coater and the developer.
  • step 532 the process proceeds to step 532 to wait until the development of the wafer W is completed.
  • T Detects the dynamic characteristics of synchronous scanning of RST and WST, and serves as a sample for creating the above correction function.
  • condition 0 a plurality of conditions
  • the present invention is not limited to this, and shows a mode in which printing is performed in the plus scan direction and the minus scan direction, respectively.
  • condition 0-N one wafer may be used, and several shots may be printed on one wafer in the plus scan direction and several shots in the minus scan direction under each condition. (For example, alternately print 11 shots of plus scan and 10 shots of minus scan).
  • a wafer with a profile is used for each condition j (including plus scan and minus scan).
  • N + 1 wafers are used.
  • the use of such a method can increase the number of measurement data.
  • step 534 In the waiting state of the above step 532, when it is confirmed that the development of the wafer W has been completed by the notification from the control system of the coater and the developer (not shown), the process proceeds to step 534,
  • step 602 of in order to accurately detect the amount of displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction, which will be described later, the wafer W is reloaded, and so-called raffamentation is performed.
  • step 602 the counter value j is initialized to 0, ⁇ is initialized to 1, and the minus scan flag is cleared.
  • the minus scan flag is referred to when selecting a superimposed shot area for detecting a mark image, as described later.
  • the overlap shot area of the condition j (plus scan) is selected as a detection target, and when it is set, the overlap shot area of the condition j (minus scan) is set. The region is selected as a detection target.
  • the superposition shot area formed by the scanning exposure under the condition j (plus scan) is placed under the condition j. To determine whether or not the p-th mark image MP has been formed.
  • Fig. 9 (
  • the mark images MP of the marks M at both ends in the Y-axis direction are not formed (in FIG. 9 (A), a force indicating a shot area with a scan length of 17 mm is shown at both ends in the Y-axis direction).
  • the mark image MP is not formed as shown by the dotted line). Therefore, in this step 604, it is determined whether or not the mark image MP is formed based on the scan length HSc of the condition j. Here, if the determination is affirmative, the process proceeds to step 606, where the determination is, j
  • step 620 If not, proceed to step 620.
  • the counter value p is incremented by 1 and the process returns to step 604 again. Thereafter, the loop processing from step 604 to step 620 is repeated until the determination in step 604 is affirmative.
  • the stage controller 19 is instructed to position the WST. At this time, it is determined based on the minus scan flag whether a force to detect the overlap shot area under the condition j (plus scan) and a detection target from the overlap shot area under the condition j (minus scan) are used. Is done.
  • the condition j (plus scan) is set as the detection target
  • the condition j (minus scan) is set as the detection target.
  • the overlap shot area of the condition j (plus scan) is selected.
  • j 0, and the overlap shot area of the plus scan is naturally selected.
  • the baseline measured in advance is taken into account.
  • imaging is instructed to the alignment detection system AS, and the imaging result is acquired from the alignment detection system AS.
  • the X-axis direction of the mark image MXP is obtained from the obtained imaging result.
  • FIG. 9C shows an enlarged view of the pattern image MXP.
  • the mark M formed by scanning exposure under low-speed scanning conditions As shown in FIG. 9 (C), the mark M formed by scanning exposure under low-speed scanning conditions
  • each distance from the pattern is different from LI and L2.
  • the displacement amount is indicated as dx.
  • the respective center distances are calculated from the image data of the acquired imaging results based on the mirror symmetry positions of the LZS patterns, and the average of the differences between them and Ll and L2 and the alignment detection system AS Based on the imaging magnification of, the amount of displacement dx of the mark image MP in the X-axis direction is calculated. Then, the calculated displacement amount dx is stored in a storage device (not shown).
  • the controller instructs the stage controller 19 to position the wafer stage WST.
  • the imaging is instructed to the alignment detection system AS, and the imaging result is obtained from the alignment detection system AS.
  • the L / S pattern image M related to the mark image MYP from the imaging result acquired in the step 614 similarly to the positional deviation amount dx in the X-axis direction detected in the step 610.
  • the position shift amount dy is stored in a storage device (not shown).
  • step 604 (if there is no mark image MP formed under the high-speed running conditions, the steps from step 604 to step 620 are repeated.
  • Step 606 ⁇ Step 608 ⁇ Step 610 ⁇ Step 612 ⁇ Step 614 ⁇ Step 616 ⁇ Step 618 ⁇ Step 620 are repeatedly executed.
  • step 624 the counter value j indicating the shot area number is incremented by 1, the counter value p indicating the mark image MP number is initialized to 1, and the minus scan flag is cleared. Then, after the end of step 624, the process returns to step 604.
  • step 604 and step 620 are executed again, and in step 618, each mark image MP in the superimposed shot area in condition j (here, condition 1 (plus scan)) is superimposed until the determination is affirmed.
  • condition j here, condition 1 (plus scan)
  • step 618 each mark image MP in the superimposed shot area in condition j (here, condition 1 (plus scan)) is superimposed until the determination is affirmed.
  • the displacements dx and dy are detected.
  • step 622 it is determined in step 622 whether or not j is 0.
  • step 626 it is determined whether or not the measurement for the condition j (minus scan) has been completed. If this determination is denied, the process proceeds to step 628, and if this determination is affirmed, the process proceeds to step 630. Here, since the measurement relating to the condition j (minus scan) has not been completed, the determination is denied, and the process proceeds to step 628.
  • step 628 the counter value p is substituted for 1, and the minus scan flag is set. After step 628, the process returns to step 604.
  • step 604 (or step 604 ⁇ loop processing of step 620) ⁇ step 606 ⁇ step 608 ⁇ step 610 ⁇ step 6 12 ⁇ step 614 ⁇ step 616 ⁇ step until the determination in step 618 is affirmed 618 ⁇ Step 620 is executed repeatedly
  • step 618 the determination in step 618 is affirmative, the flow advances to step 626 via step 622, and the measurement of the superimposed shot area under the condition j (minus scan) has already been completed. Therefore, the determination is affirmative, and the routine proceeds to step 630.
  • step 630 it is determined whether or not the value of the counter value j has become N or more.
  • step 624 If the judgment is denied, the process proceeds to step 624, and if the judgment is affirmed, the process proceeds to step 626.
  • step 624 the counter value j is incremented by one, the counter value p is initialized to one, and the minus scan flag is cleared. After step 624, the process returns to step 604.
  • step 604 (or step 604 ⁇ loop processing of step 620) ⁇ step 606 ⁇ step 608 ⁇ step 610 ⁇ step 6 12 ⁇ step 614 ⁇ step 616 ⁇ Step 618 ⁇ Step 620 are repeatedly executed, and the positional deviation amounts dx and dy of the mark image MP in the overlay exposure area for the condition j (positive scan) are detected. Further, Step 622 ⁇ Step 626 ⁇ Step 628 are executed.
  • step 604 (or the loop processing of step 604 ⁇ step 620) ⁇ step 606 ⁇ step 608 ⁇ step 610 ⁇ step 612 ⁇ step 614 ⁇ step 616 ⁇ step 618 ⁇ step 620 is repeatedly executed, and the condition j (minus The position shift amounts dx and dy of the mark image MP in the overlay exposure area for (scan) are detected. And,
  • Steps 622 ⁇ Step 626 ⁇ Step 630 ⁇ Step 624 are executed, and thereafter, the positional deviation amounts dx and dy of the mark image MP in the overlapping exposure area for the next condition j (plus scan) are detected.
  • step 630 determines whether the measurement for all the superimposed shot areas is completed.
  • a reticle manufacturing error is removed from the displacement amount dx in the X-axis direction and the displacement amount dy in the Y-axis direction in each mark image MP in each superimposed shot area.
  • the reticle manufacturing error refers to the reticle R shown in FIG.
  • a component of the reticle manufacturing error may be included in the positional deviation amounts dx and dy detected in steps 610 and 616 to an extent that cannot be ignored.
  • the reticle manufacturing error component is canceled from the displacement amounts dx and dy.
  • scanning exposure is performed on one superposed shot area under the same scanning condition (the above condition 0 (plus scan)) as that under the low-speed scanning condition. In this way, the positional deviation amount dx detected in each mark image MP on the superimposed shot area is obtained.
  • Dy can be regarded as a component due to a reticle manufacturing error. Therefore, from the misalignment amounts dx and dy of each mark image MP detected under the other conditions
  • the amount of positional deviation from which the influence of the reticle manufacturing error has been removed can be detected.
  • the displacement amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction in which the influence of the reticle manufacturing error has been removed are given by subscripting the number p corresponding to each mark and the number j of the shot area, respectively. , Dx and dy.
  • the positional deviation amounts dx and dy are formed by running exposure under running condition j.
  • the shot distortion component is the shot distortion component of the shot region j (the forward / reverse difference component is also included in the condition j (minus scan)). Therefore, the correction function created below is created as a function for correcting shot distortion components and the like.
  • a correction function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 is created.
  • a method of creating the correction function will be described in detail.
  • FIGS. 10A and 10B schematically show shot areas formed by scanning exposure.
  • FIG. 10 (A) shows a shot area at the time of a plus scan
  • FIG. 10 (B) shows a shot area at the time of a minus scan.
  • the coordinate axes X and y of the shot coordinate system on the wafer W are coordinate axes having the origin at the center of the shot area.
  • the directions are the same as the X axis and the Y axis, respectively.
  • the width of the shot area in the X-axis direction is B at both the plus scan and the minus scan.
  • both stages WST and RST are synchronously scanned in directions opposite to each other.
  • the wafer stage WST in the case of plus scan, moves in the + Y direction (+ y direction)
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) As a result, the exposure area (the width in the Y-axis direction (slit width) is S) is ⁇ w
  • Figures 10 (A) and 10 (B) show the acceleration start position and w, j
  • the exposure region at the time when the scanning speed is reached and the scanning speed is reached, the exposure region at the time when the shot region j is reached, and the exposure region at the time when the shot region is exited are indicated by oblique lines.
  • the damped oscillation generated on the wafer stage WST due to the overshoot when the wafer stage WST accelerates and then starts moving at the scan speed (constant speed) is used.
  • a section also referred to as a margin or settling section
  • the settling time until the damped oscillation converges is T and the scan speed of the wafer stage WST is V, the length of the section is T X w, j
  • the distance is (S + HSc) / 2.
  • a function model of a correction function is defined based on a shot coordinate system as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B).
  • the distortion components dx and dy are included in the shot coordinate system.
  • the coordinate values of the wafer stage coordinate system (the coordinate values on this coordinate system are x and y ) are the coordinates on the shot coordinate system.
  • the correction function of the present embodiment is a function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 that defines the reticle stage coordinate system
  • the position coordinates handled by the correction function are It must be position coordinates on the shot coordinate system in tickle conversion.
  • Let X and Y be the coordinate axes of the shot coordinate system in reticle conversion.
  • the directions of the coordinate axes X and Y are assumed to be the same as the coordinate axes x and y of the shot coordinate system in wafer conversion. Since the projection magnification is 1 / M, as described above, by executing the following equations (1) and (2), the measured values X and Y of the reticle coordinate system in the reticle coordinate system can be calculated. Can be converted c
  • both equations (1) and (2) are negatively converted because the relation S between the pattern on the reticle and the pattern image on the wafer is an inverted relation. is there.
  • a settling time is provided between the time when the scanning speed is reached and the time when the exposure is started, in order to converge the damped oscillation due to the overshoot, but this settling time is short. If the exposure is started without sufficient attenuation of the vibration, the displacements dx. And dy will include a component of the displacement due to the vibration. So, the scanning speed Set the time axis h with the time of arrival at the origin as the origin, and make the correction function include the time h during the scanning exposure as an independent variable. Note that the stage control device 19 includes scanning exposure,
  • a correction function for correcting the measurement value of reticle interferometer 16 for measuring the position of reticle R is created based on the scanning exposure model described above. I do. Note that the correction function for correcting the measurement value of the X interferometer of the reticle interferometer 16 is dx (Y, h), and the correction function for correcting the measurement value of the Y interferometer is dy (Y, h).
  • the correction functions are separately created for the plus scan and the minus scan.
  • the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction and the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction during plus scan the following equation (6) is used.
  • the term including f (Y, k) is called the position term (first term).
  • C, C, and C are coefficients of a term including f (Y, k), respectively,,,,,
  • the subscripts Y and XY indicate the position where the coefficient C includes the coordinate value Y or the coordinate values ⁇ and ⁇ ,
  • Equation (6) is a function of only the first term on the right side or only the second term on the right side.
  • Equation (7) is a function up to the second term on the right side.
  • g is a coefficient of a term containing (h, 1), and the subscript h indicates that the coefficient is a coefficient of a time term containing time h.
  • the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction does not include the first-order and function terms of X, and the correction function dy (Y, For h), the term of the linear function of X (third term) is included.
  • the shift of the ⁇ z component between reticle stage RST and wafer stage WST can be corrected by correcting the correction function in both axial directions.
  • the reason that the first-order term of the Y-interferometer is included in the reticle interferometer 16 is that the Y-interferometer is a two-axis interferometer. This is because it is easy to correspond to the correction function of the interferometer.
  • the components that can be corrected by correcting the measurement values of each interferometer of the Y interferometer are limited to the first-order components of X. , X does not include functions of second order or higher.
  • Correcting the measurement values of each interferometer of the Y interferometer (two-axis interferometer) also means that the shape of the shot to be transferred is deformed in the Y-axis direction. It also means to correct the rotation error component (jewing error component) in the Y-axis direction.
  • the above-described correction function in the Y-axis direction (Equation (7)) is applied to each axis of the Y interferometer, and the measured values of each interferometer of the two-axis interferometer are corrected. .
  • the function f (Y, k) and the function g (h, 1) are represented by the following equations, respectively.
  • Equations (8) and (9) can be used.
  • f (Y, k) is a power function of the Y position Y in the shot.
  • H is the time required for the damped oscillation of the stage due to the overshoot occurring at the stage to converge when the stage switches from acceleration to constant speed
  • g (h, 1) 1 is a number corresponding to the frequency of the damped oscillation.
  • the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction and the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction at the time of the minus scan are defined as follows.
  • Expression (10) is a combination of the first and third terms on the right side or a combination of the second and third terms.
  • Equation (11) is a function of the combination of the first, second, and fourth terms on the right side.
  • the expression (8) that is, the “power function” can be applied. For this reason, similarly to the correction function at the time of the plus scan described above, the correction function dy (Y
  • h is a function for correcting the scaling in the ⁇ -axis direction or a function for correcting the rotation of the stage.
  • the suffix b of the coefficient C indicates that the coefficient is a coefficient of the correction function at the time of the minus scan, and the meanings of the other suffixes are the same as in the above equations (8) and (9). It is.
  • the function g (h, 1) of the time term at the time of the minus scan is represented by the following equation.
  • H is the stage change from acceleration to constant speed during minus scan mm—m
  • the correction function dx (Y, h) is determined by the scan speed ⁇ and the function f (Y, k) or the function
  • is a column vector with the elements of the correction function dx (Y, h) under each scanning condition j as elements, and ⁇ is a matrix with elements such as vxf (Y) And ⁇ is the column vector of the coefficient C for each term.
  • be the element of row j of ⁇
  • be the element of row m of ⁇
  • be the element of row j and m of ⁇ . mj, mmjj, m
  • the quantities dx and dy can be applied as the value of each element of ⁇ .
  • Vectonore only. Therefore, for example, with respect to the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) at the time of plus scan and minus scan,
  • the least square method is applied to the correction function (Y, h) and dy (Y, h) at the time of plus scan and minus scan by applying the least square method to r, jr. , jr, jr, jr, jr, jr, jr, j
  • is an estimated value of 0, where ⁇ is the transpose of ⁇ , and ( ⁇ ⁇ ) is the inverse of ( ⁇ ⁇ ).
  • step 634 of FIG. 6 by LU decomposition, the correction function dx (Y, h) and dy (Y, h) for the plus scan and the correction function dx (Y, h) for the minus scan are obtained.
  • Dy (Y, h) can be obtained by calculating the coefficient C of each term.
  • Each coefficient C is set in the stage control device 19 as a parameter of a correction function used in the stage control device 19. After completing step 634, the process proceeds to step 702 in FIG.
  • reticle R is loaded on reticle stage RST using a reticle loader (not shown).
  • a reticle alignment is performed by, for example, the reticle alignment detection system 22 in the same manner as in step 504 described above. Also, here, the main controller 20 uses the correction function at the time of scanning exposure to the reticle Instruct to correct using the measurement value of interferometer 16.
  • step 706 main controller 20 instructs a control system of a wafer loader (not shown) to unload wafer W and load wafer W. This allows the wafer port
  • the wafer W is loaded on the wafer holder 25.
  • the wafer W is a bare wafer on which a shot area has not yet been formed.
  • next step 708 by detecting the outer edge of the wafer including the notch (or orientation) on the wafer W, the deviation of the direction and center position of the wafer W on the wafer stage WST is roughly detected.
  • the wafer W is adjusted according to the deviation, so-called raffamentation is performed.
  • the scan speed (V) and the scan speed registered in the process program for the wafer W transmitted from the host computer or the like of the lithography system on which the exposure apparatus 100 operates are registered.
  • the scanning conditions such as length and scanning direction are set in the stage controller 19.
  • the stage control device 19 substitutes the scan speed V for V of the correction function of the above equations (6), (7), (10), and (11).
  • the counter g indicating the array number of the shot area is set to 1, and the first shot area is set as an exposure target area.
  • step 714 wafer stage WST is moved so that the position of wafer W becomes an acceleration start position for exposing the shot area, and reticle stage RST is moved so that the position of reticle R becomes the acceleration start position. To move.
  • the stage controller 19 is instructed to start the relative movement between the reticle stage RST and the wafer stage WST.
  • the pattern area of the reticle R starts to be illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, and scanning exposure is started. Be started. That is, the relative movement is performed by controlling the wafer stage drive system 24 and the reticle stage drive system while monitoring the measurement values of the wafer interferometer 18 and the reticle interferometer 16 by the stage controller 19. Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with the illumination light IL to illuminate the entire pattern area. Is completed, the scanning exposure ends. Thereby, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the exposure target area on the wafer W via the projection optical system PL.
  • the stage controller 19 converts the measurement values of the reticle interferometer 16 into coordinate values of the in-shot coordinate system, and converts the converted coordinate values X, Yr, J of the shot coordinate system.
  • r'J and the time h during scanning exposure obtained from a timer are corrected by a correction function (plus scan r, J
  • the X position of the in-shot coordinates of each axis interferometer of the two-axis interferometer is substituted for X of the correction function for the Y-axis direction.
  • the use of the correction function (particularly the correction function in the Y-axis direction) used during scanning exposure is different between the plus scan and the minus scan, in other words, the plus scan and the minus scan.
  • the scaling correction value in the Y-axis direction can be used properly.
  • the use of the correction function applied to each of the two-axis interferometers in the Y-axis direction for plus scan and minus scan means that, in other words, the yaw correction value in the Y-axis direction for plus scan and minus scan. That is to use properly.
  • Step 714 ⁇ Step 716 ⁇ Step 718 ⁇ Step 720 are repeated until the determination in Step 718 is affirmed, and the scanning exposure is performed on all shot areas on the wafer W. Transfer the pattern. If the running conditions are changed for each shot area, the running conditions such as scan speed, scan length, and scan direction must be changed before each shot area is exposed. At the time of step movement), it is necessary to set the stage controller 19.
  • step 718 the determination in step 718 is affirmative, and the flow proceeds to step 722.
  • an unloading of the wafer W is instructed to a wafer loader (not shown).
  • the wafer W is unloaded from above the wafer holder 25 by a wafer loader (not shown) and then connected inline to the exposure apparatus 100 by a wafer transfer system (not shown). Transported to Then, a series of exposure processing operation ends.
  • step 634 in FIG. 6 the process may return to step 502 in FIG. 5 and repeat step 502—step 634.
  • the coefficient C of the created correction function is set in the stage controller 19, and during the scanning exposure in steps 512 and 518, The measured value of the reticle interferometer 16 shall be corrected.
  • the displacement amounts detected in Step 610 and Step 616 in FIG. 6 are dx ′ and dy ′. .
  • dx 'and dy' are shot distortion components that are generated even when the value of the reticle interferometer 16 is corrected by the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h). , Including the inverse difference component). Therefore, after that, the correction function newly created in step 634 is added to the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) previously created, and the addition result is added to the new correction function dx (Y.h). , h), dy (Y, h ), It is possible to create a correction function that cancels the remaining shot distortion components.
  • Correcting power S can.
  • the number of executions of step 502 and step 634 that is, the number of corrections of the correction function can be a predetermined number. Further, the displacement amounts dx and dy in the X-axis direction or the Y-axis direction detected in steps 610 and 616 are determined.
  • condition 0 is the same as the low-speed running condition, and the position shift amount as the overlay exposure result under this condition is calculated.
  • the present invention is not limited to this. That is, the mark formed on the reticle R has a sufficiently small manufacturing
  • the positional deviation amounts dx and dy detected under the respective conditions j can be made to correspond to the column vectors ⁇ of the above equation (14) and the like.
  • step 632 the value of the known reticle manufacturing error may be subtracted from the positional deviation detected under each condition j.
  • the stage controller 19 corrects the measured value of the position of the wafer stage WST measured by the wafer interferometer 18 by setting the direction in which correction is effective (the direction in which correction is required) to be positive by the correction function. Even if it has a function to do. Also in this case, similarly to the control of reticle stage RST, whether or not to correct the measurement value of wafer interferometer 18 using this correction function during scanning exposure is determined by an instruction from main controller 20.
  • the parameters that define the correction function such as the coefficients of each term of the correction function, can be set from the main controller 20 to the stage controller 19.
  • the correction with the correction function This can be done by using either the measured value of the reticle interferometer 16 or the measured value of the wafer interferometer 18. Note that, depending on the degree of the correction function by the correction function, the correction amount is distributed to both the reticle interferometer 16 and the wafer interferometer 18 (the direction in which the correction is effective is positive), and the measured values of both interferometers are measured. The correction may be made.
  • main controller 20 corresponds to the transfer device, the acquisition device, the function creation device, and the function correction device of the exposure apparatus of the present invention. . That is, the function of the transfer device is realized by the processing of Step 508 and Step 526 (FIG. 5) performed by the CPU of the main control device 20, and the function of the acquisition device is realized by the processing of Step 602 and Step 632 (FIG. 6). 634 (Fig. 6) realizes the function of the function creation device. In the case where Step 502-Step 634 is executed a plurality of times, the function of the function correction device is realized by the processing of Step 502 and Step 634 for the second and subsequent times.
  • the stage control device 19 corresponds to the control device of the exposure apparatus of the present invention.
  • the functions of the main controller 20 and the stage controller 19 may be realized by one CPU.
  • At least one mark M formed on the reticle R by the scanning exposure is each subjected to a plurality of different scanning conditions (condition j). Transferred, and information on the deviation of the mark transfer position from the reference position (dx, dy).
  • the pattern on the reticle R is transferred onto the wafer W while controlling the position of the wafer W or the reticle R based on the corrected measurement value.
  • the independent variables of the correction functions dx (Y, h) and dy (Y h) When the time h during scanning exposure is used, but the time h during scanning exposure is unknown, the time h is converted into the in-shot coordinate y as in the following equation, and the correction function is calculated using only the shot coordinate value. Is r, J w'j
  • the function may be set as an independent variable.
  • the function f (Y, k) and the function g (Y, 1) are exponential functions or positive r, J r, j
  • chord function Although a chord function was used, the present invention is not limited to this, and any function can be applied as long as the function uses the Y position Y within the shot as an independent variable.
  • a position term and a time term that do not include the velocity V may be added. That is, the function model of the correction function can be appropriately modified.
  • the marks used in the low-speed / high-speed overlapping exposure of the above embodiment are not limited to the marks M as shown in FIG.
  • the L / S pattern MX, MY is just one L
  • the coefficient C of each term of the correction function was obtained by applying the least squares method. However, if the nonlinearity of the function model with respect to the parameter to be obtained is high, the coefficient C may be obtained by applying a nonlinear least squares method such as the steepest descent method.
  • the displacement amount in the X-axis direction and the Y-axis direction is detected using the alignment detection system AS.
  • the present invention is not limited to this. It may be possible to detect the amount of positional deviation of.
  • the correction function is obtained by so-called low-speed / high-speed scanning exposure.
  • the method of obtaining the transfer result for creating the correction function is not limited to this.
  • the same pattern as the pattern formed when the pattern formed on the reticle R is ideally transferred is formed on the surface of the wafer, that is, the reference position is the position corresponding to the mark on the reticle R. Scanning exposure is performed on the pattern under each scanning condition j using the “reference wafer” on which the mark is formed, and the existing reference mark on the reference wafer is scanned and exposed under each scanning condition j.
  • the amount of positional deviation from the mark formed by the transfer may be obtained as information relating to the positional deviation of the transfer position of those marks.
  • an offset can be added to the plus scan correction function. Equation (6) or (10) can be used as the plus scan correction function dx, and the plus scan correction function dy can be given by the equation Equation (7) or equation (11) can be used.
  • the measurement value of the reticle interferometer 16 is corrected, but the measurement value of the wafer interferometer 18 may be corrected.
  • the coordinate system corresponding to the correction function is a shot coordinate system in wafer conversion.
  • the mark image MP is formed under the low-speed running condition from the displacement amount (dx, dy) of each mark image MP formed under the different running conditions.
  • the displacements (dx, dy) used for creating the correction function were detected. In this way, the reticle, which is originally irrelevant to shot distortion, forward / reverse This is because a manufacturing error can be eliminated.
  • the amount of misalignment caused only by the shot distortion and the forward / reverse difference is determined by the amount of misalignment related to the misalignment of the mark transfer position. It is desirable to detect it as information, regard the component due to other components as an error, and remove it from the amount of displacement.
  • the errors included in the displacement amount in the above embodiment can be classified as follows from the nature thereof.
  • An error caused by a reticle such as the reticle manufacturing error described above or an error caused by a foreign substance attached to the reticle, and often appears regularly.
  • Measurement error so-called random error (probability error), which appears randomly according to a predetermined probability distribution
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a process for implementing a method of removing an error classified as A. It is assumed that the processing of step 502 to step 534 in FIG. 5 and step 602 to step 630 in FIG.
  • p be the number of MPs. These data are stored in a storage device (not shown) of the main storage device 20.
  • an allowable change amount d which is an allowable value of a change amount of a positional shift amount of a transfer position of a mark image between adjacent mark images is set.
  • This allowable change amount d is input to main controller 20 via an input device (not shown).
  • the value of the counter p (hereinafter referred to as the counter value p) is initialized to 1.
  • the counter value p is determined by the number p of the mark images MP in one shot area.
  • step 308 the mark image MP (here, MP) in the shot area 11s is obtained.
  • step 310 the mark image MP is determined.
  • the mark image MP is
  • P is the nearest mark image on the X side of mark image MP.
  • Mark image MP is at the end of shot area s, and there is no mark image MP that satisfies the above conditional expression
  • step 310 assuming that there is no mark image MP, the processing in step 310 is performed.
  • step 312 the average amount of misalignment between the mark images MP and the mark images MP is calculated.
  • the variation (gradient) ⁇ ⁇ of the average value is calculated using the following equation.
  • step 3114 a mark image MP is determined.
  • this mark image MP (here, the mark image MP)
  • the mark image MP is selected from the mark images MP.
  • P is the nearest mark image on the + X side of the mark image MP.
  • step 314 is left as it is.
  • step 316 the amount of displacement between the mark images MP and the mark images MP is changed.
  • the amount of change (gradient) ⁇ ⁇ is calculated using the following equation.
  • step 318 it is determined whether or not the product of ⁇ ⁇ ⁇ calculated in step 312 and ⁇ calculated in step 314 is negative. If this judgment is affirmed,
  • step 320 if not, proceed to step 324.
  • the product of ⁇ ⁇ and ⁇ ⁇ is negative
  • the average value of the displacement of the mark image MP in the X-axis direction is positive compared to the average value of the displacement of the mark images MP on both sides adjacent in the X-axis direction in the X-axis direction. It indicates that it protrudes in the direction or the negative direction.
  • step 320 If not, the process proceeds to step 320 without making this determination.
  • step 320 it is determined whether ⁇ > d or ⁇ > d.
  • ⁇ ⁇ > d or ⁇ ⁇ > d means that the mark image MP
  • Variation force of the average value of the positional deviation amount Indicates that the average value of the positional deviation amount in the X-axis direction of the mark images on both sides adjacent in the X-axis direction is steep enough to exceed the allowable range d. .
  • step 322 is executed.
  • the interpolation value of the amount is calculated, and the interpolation value is replaced with the average value of the displacement amount in the mark image MP.
  • step 308 and step 322 Since the specific processing is performed in the same manner as in step 308 and step 322 described above, detailed description will be omitted.
  • the gradient between mark images (MP, MP, MP) arranged in the X-axis direction is calculated, and the average is calculated based on the gradient.
  • step 338 the counter value p is incremented by 1 (p-p + 1), and the process returns to step 306.
  • Step 308 The processing of step 322 smoothes the average value of the displacement in the X-axis direction, and the processing of step 324 and step 336 smoothes the average value of the displacement in the Y-axis direction Is done.
  • step 306 Thereafter, until the judgment is affirmed in step 306, that is, until the counter value p exceeds p, the mark image MP
  • the smoothing of the average value of the shift amount is performed.
  • Steps 322 and 336 the average value of the mark image having a prominent average value with respect to the peripheral mark image is calculated by using the average value of the positional shift amount of the peripheral mark image by the above formula ( Although the value is replaced by the value calculated by the interpolation calculation of 31), the measurement data of the mark image may be excluded from the measurement data for creating the correction function.
  • some of the mark image misregistration amounts are set so that the average value of the mark image misregistration amounts is within an allowable range with respect to the average value of the peripheral mark image misregistration amounts.
  • the correction function may be excluded from the measurement data. In other words, when the average value of the amount of misregistration in the mark image MP of the shot area 11 s is used as the measurement data for creating the correction function, the average value is calculated as
  • the average value of the displacement amount of each mark is smoothed.
  • the scanning exposure is performed once for each of the scanning conditions 1 to N, one shot area is formed for each of the conditions, and the positional shift amount of each mark image in the shot area is set to the peripheral area.
  • the smoothing may be performed in comparison with the positional deviation amount of the mark image.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing for realizing a method for removing an error (accidental error such as a measurement error) classified as B. Also in this case, as a precondition, a plurality of (s) times of scanning exposures under different scanning conditions j on the wafer W are performed.
  • the mark image MP formed in the shot area s is replaced with the mark image M
  • P be the measured displacement in the X-axis and Y-axis directions, respectively (dx'p, sp, s, dy '). Also, the design position coordinates of the mark image MP in the in-shot coordinate system are p, s p, s
  • step 402 the values of the variance ⁇ in the X-axis direction and the variance ⁇ in the ⁇ -axis direction are set.
  • Exposure results obtained by multiple scanning exposures under scanning condition j i.e., sample variance as a statistic obtained from measurement data of the amount of displacement in the X-axis direction and Y-axis direction of each mark image MP.
  • sample variance as a statistic obtained from measurement data of the amount of displacement in the X-axis direction and Y-axis direction of each mark image MP.
  • step 404 the counter value p is initialized to 1. Then, in step 406, it is determined whether or not the counter value p is larger than p. In step 408, s mark images M
  • the average value ⁇ , ⁇ p, s 1 dx ay of the displacement amount of P (here, MP) in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated.
  • the value of the counter s (hereinafter, referred to as the counter value s) is initialized to 1.
  • step 414 If the disconnection is denied, proceed to step 414; if affirmative, proceed to step 424.
  • step 414 the position of the mark image MP in the shot area s (here, 1) in the X-axis direction is not determined.
  • P's dx X is determined whether the amount dx is within ⁇ 3 ⁇ of the mean ⁇ .
  • step 416 the displacement amount dx 'of the mark image MP is replaced with the average value / z, and p, sp, sdx is used.
  • step 418 the position p, s of the mark image MP in the shot area s (here, 1) is not set in the Y axis direction.
  • step 420 the displacement dy 'of the mark image MP is replaced with the average value.
  • step 422 the counter value s is incremented by 1 (s s + 1), and the process returns to step 412.
  • step 412 it is determined whether the counter value s is greater than s.
  • s 2 and end
  • step 412 the determination in step 412 is affirmed, in step 414 and step 422, the displacement amount dx of the mark image MP in the shot areas 2, 3, 4,.
  • step 408 and step 422 the positional deviation amount dx in the mark image MP
  • step 424 the counter value p is incremented by 1 (p-p + 1), and the process returns to step 406.
  • steps 406—step 424 The processing is repeatedly executed, and the order of the mark image MP in the shot area 11 s,.
  • step 406 If the determination in step 406 is affirmative, the process ends. In this way, if the processing shown in FIG. 12 described above is performed for all running conditions, accidental errors such as measurement errors classified in B. above are removed from the positional deviation amounts of the shot areas. be able to.
  • Steps 416 and 420 the force obtained by replacing the displacement with the average value.Here, the displacement is excluded from the measurement data for creating the correction function in Step 634 in FIG. May be. That is, when the average value of the mark image MP in the shot area 11 s is used as the measurement data for creating the correction function, end p, s
  • the excluded data should not be used for calculating the average value.
  • step 402 step end end
  • Step 424 is good.
  • the smoothing processing shown in FIGS. 11 and 12 is also effective in smoothing the measured values when a correction function is created using a reference wafer. Absent. Further, various smoothing processes other than the process shown in FIG. 12 can be applied. For example, it is possible to apply the statistical methods currently used in wafer alignment such as the EGA method and the rejection of sample marks to the above-mentioned positional deviation smoothing. In addition, it is of course possible to apply both the processes performed in FIGS. 11 and 12. For example, the smoothing shown in FIG. 11 can be performed on the measurement data on which the smoothing shown in FIG. 12 has been performed.
  • the correction function for correcting the measurement value of the wafer interferometer 18 is created based on the exposure result of the actual scanning exposure (the displacement amount of the transfer position of each mark). However, based on the synchronization accuracy of both stages during scanning exposure, which is not based on such exposure results, a correction function for correcting the measurement value of the wafer interferometer 18 for the purpose of reducing the synchronization accuracy is provided. It can also be created. [0238] The synchronization accuracy of both stages is determined by the relative deviation of synchronous scanning during scanning exposure between wafer stage WST and reticle stage RST. The closer the relative deviation is to zero, the closer the synchronization accuracy becomes. Will be good.
  • the theoretical relative positional relationship between the reticle stage RST and the wafer stage WST during scanning exposure, the reticle interferometer 16 during scanning exposure, and the reticle stage WST during scanning exposure is used. This difference is, for example, ex and ey.
  • Ex and ey are the sampling numbers during exposure, both stages during scanning exposure RST, WST i i
  • sampling period coincides with the sampling period of the feedback control system.
  • Main controller 20 acquires ex and ey during the scanning exposure for each sampling cycle, and calculates the average moving time (so-called MEAN value) of ex and eyiiiii as information relating to synchronization accuracy.
  • the moving averages are defined as dx and dy (in this case, p is
  • Equation (7) or Equation (11) can be used
  • this synchronization error includes a systematic error such as a reticle manufacturing error classified in the above A. Therefore, the smoothing process shown in FIG. Although it is not necessary to do so, it is quite possible that accidental errors such as measurement errors are included, so when creating a correction function for this synchronization error, the X-axis and Y-axis Can be applied to the measurement data smoothing process.
  • FIA-type alignment sensor is used as the alignment detection system AS.
  • the laser beam is applied to the dot-shaped alignment marks on the wafer W.
  • An LSA (Laser St Mark Alignment) type alignment sensor that detects the mark position using light diffracted or scattered by the mark, or an alignment sensor that appropriately combines the alignment sensor with the FIA method described above. It is also possible to apply the present invention.
  • an alignment sensor that irradiates a coherent detection light onto a mark on a surface to be detected and interferes with two diffracted lights (for example, the same order) generated from the mark can be used alone or in the FIA method described above.
  • the present invention can be applied to an alignment sensor appropriately combined with the LSA method or the like.
  • the alignment detection system may be an on-axis system (for example, a TTL (Through The Lens) system).
  • the alignment detection system is not limited to one that detects the alignment mark in a state where the alignment mark is almost stationary in the detection field of view of the alignment detection system, but detects the detection light emitted from the alignment detection system and the alignment mark. May be moved relative to each other (for example, the above-mentioned LSA system, homodyne LIA system, etc.). In the case of such a method in which the detection light and the alignment mark are relatively moved, 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 above-mentioned alignment marks.
  • 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.
  • the light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied may be a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, a force S used as an F laser, or another pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region.
  • illumination light for exposure for example, a single-wavelength laser beam in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium).
  • erbium or both erbium and ytterbium
  • a harmonic that is amplified by a fiber amplifier and wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
  • the illumination optical system, the projection optical system, and the alignment detection system AS which are composed of a plurality of lenses, are incorporated into the exposure apparatus main body, and optical adjustment is performed. Attach the stage to the exposure tool body and connect wiring and piping
  • the exposure apparatus according to the above embodiment can be manufactured by connecting them and further performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
  • the present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but also includes an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a method for manufacturing a thin film magnetic head, which are used for manufacturing a display including a liquid crystal display element and the like. It can also be applied to exposure equipment used for the manufacture of exposure devices that transfer device patterns used for lithography onto ceramic wafers, imaging devices (such as CCDs), organic ELs, micromachines, and DNA chips. In addition, glass substrates or silicon wafers are used to manufacture reticles or masks used in optical exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, electron beam exposure equipment, etc. that can only be used with micro devices such as semiconductor devices.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a substrate.
  • a transmissive reticle is generally used in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light or VUV (vacuum ultraviolet) light, and quartz glass, fluorine-doped quartz glass, or firefly is used as a reticle substrate. Stone, magnesium fluoride, quartz or the like is used.
  • a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus a transparent mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.
  • the present invention is not limited to an exposure apparatus, and mounts an object on a stage movable in a two-dimensional plane, and processes the object while moving the stage in a predetermined direction in the two-dimensional plane.
  • the present invention can be applied to any device that applies the method.
  • FIG. 13 shows a flowchart of an example of manufacturing devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.).
  • step 801 design step
  • the function of the device and the performance design for example, the circuit design of a semiconductor device
  • the pattern for realizing the function is designed.
  • step 802 mask manufacturing step
  • the designed circuit A mask with a turn is manufactured.
  • step 803 wafer manufacturing step
  • a wafer manufacturing step a wafer is manufactured using a material such as silicon.
  • step 804 wafer processing step
  • step 803 wafer processing step
  • step 803 wafer processing step
  • step 805 device assembly step
  • step 805 includes steps such as a dicing step, a bonding step, and a packaging step (chip sealing) as necessary.
  • step 806 detection step
  • inspections such as an operation confirmation test and an endurance test of the device created in step 805 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
  • FIG. 14 shows a detailed flow example of step 804 in the semiconductor device.
  • step 811 oxidation step
  • step 812 CVD step
  • step 813 electrode formation step
  • step 814 ion implantation step
  • ions are implanted into the wafer.
  • a post-processing step is executed as follows.
  • a photosensitive agent is applied to the wafer.
  • step 816 exposure step
  • the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer using the exposure apparatus 100 of the above embodiment.
  • step 817 development step
  • step 818 etching step
  • step 819 resist removing step
  • the exposure apparatus 100 of the above embodiment is used in the exposure step (step 816), so that it is possible to realize high-precision exposure. As a result, it becomes possible to produce a device with a higher degree of integration.
  • the exposure apparatus and the exposure method of the present invention are suitable for a lithographic process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like. Further, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices.

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Abstract

Position shift amounts in the X direction and Y direction are detected between a transfer image of the mark formed by scan exposure under a low-speed scan condition and a transfer image of the mark formed by the scan exposure under a high-speed scan condition (steps 602 to 630). The reticle manufacturing error is removed from the position shift amount detected (step 632). Furthermore, a correction function is generated for correcting the measurement value of the interferometer measuring the wafer stage or the reticle stage according to the position shift amount from which the reticle manufacturing error is removed (step 634). When performing scan exposure in the actual process, the measurement value is corrected by the correction function generated and the stage control is performed according to the measurement value corrected.

Description

明 細 書  Specification
露光装置、露光方法及びデバイス製造方法  Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に係り、さらに詳細には、照 明光に対するマスク及び物体の同期走查により、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、該露光装 置を用いる露光方法、及び該露光方法を用いたデバイス製造方法に関する。  The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method. More specifically, a pattern formed on a mask and an object is synchronously moved with respect to illumination light by a projection optical system. The present invention relates to an exposure apparatus for performing scanning exposure for transferring onto an object by using the exposure apparatus, an exposure method using the exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure method.
^景技術  ^ Scenic technology
[0002] 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イエ程では、マスク又は レチクル (以下「レチクル」と総称する)に形成されたパターンを、投影光学系を介して レジスト等が塗布されたウェハ又はガラスプレート等の基板(以下、「ウェハ」と総称す る)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(レヽわゆるステツパ)や、このステツパに改良を加えたステップ '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'ステツパ)等の逐次移動型の投影露 光装置(以下、「露光装置」と略述する)が主として用いられてレ、る。  In a lithographic process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like, a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) is coated with a resist or the like via a projection optical system. An exposure apparatus for transferring onto a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as a “wafer”), for example, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (a so-called stepper), Step-improved step-by-step projection exposure apparatus (hereinafter abbreviated as “exposure apparatus”) such as an 'and' scan type scanning projection exposure apparatus (so-called “scanning stepper”) is mainly used. RU
[0003] 特に、走查型露光装置では、レチクル(レチクルステージ)とウェハ(ウェハステージ )を同期走查させて露光(すなわち走查露光)を行っているため、走查露光中の両ス テージの位置の制御精度が、パターンの転写精度や重ね合わせ精度に大きな影響 を与える。例えば、レチクルステージ又はウェハステージの移動方向が同期走查中 に走查方向からずれたり、レチクルステージとウェハステージとの同期がずれたりす ると、パターンの転写位置が、所望の位置からずれてしまうようになる。このようなバタ ーンの転写位置のずれは、そのままショットディストーションや、ショット領域の形成位 置のスキャン方向に起因するずれ (すなわち正逆差)となって露光結果に表れる。  [0003] Particularly, in a scanning type exposure apparatus, exposure is performed by synchronously running a reticle (reticle stage) and a wafer (wafer stage) (ie, scanning exposure). The position control accuracy has a large effect on pattern transfer accuracy and overlay accuracy. For example, if the direction of movement of the reticle stage or wafer stage deviates from the running direction during synchronous operation, or if the reticle stage and the wafer stage are out of synchronization, the pattern transfer position will deviate from the desired position. Will be lost. Such a shift in the transfer position of the pattern directly appears in the exposure result as a shot distortion or a shift (that is, a normal / reverse difference) due to the scanning direction of the formation position of the shot area.
[0004] そこで、従来より、走査露光中のウェハステージ及びレチクルステージの制御精度 を高めるための様々な技術が導入されている。例えば、走査露光中における両ステ ージの同期走査の動特性を考慮して、両ステージの位置を計測する干渉計の計測 値を補正するのは、そのような技術の一例である。 [0005] 上記技術においては、干渉計の計測値を補正するために、両ステージの同期走査 の動特性のモデルを正確に同定する必要がある。し力しながら、走査露光中におけ る両ステージの同期走査の動特性は、非常に複雑なものであり、その動特性を正確 に同定するには困難を極める。 [0004] Therefore, conventionally, various techniques for improving the control accuracy of the wafer stage and the reticle stage during scanning exposure have been introduced. For example, correcting the measurement value of an interferometer that measures the position of both stages in consideration of the dynamic characteristics of synchronous scanning of both stages during scanning exposure is an example of such a technique. [0005] In the above technique, in order to correct the measurement value of the interferometer, it is necessary to accurately identify a model of a dynamic characteristic of synchronous scanning of both stages. However, the dynamic characteristics of synchronous scanning of both stages during scanning exposure are extremely complicated, and it is extremely difficult to accurately identify the dynamic characteristics.
[0006] また、このような露光装置では、両ステージの同期走査の動特性が装置毎に異なる ため、その動特性のモデルを規定する装置パラメータの設定値を装置毎に調整可能 としている。し力 ながら、上述のとおり、露光装置の動特性のモデルは複雑であり、 その動特性を規定する装置パラメータの数が非常に多くなつてしまうため、多数の装 置パラメータの設定値を、トライ'アンド 'エラーにより最適化するのは非常に困難であ る。また、干渉計で見えない誤差で、焼きつけをすることによって見える誤差も、同期 走査の動特性が違うことにより変化し、それらを補正するためのパラメータの設定をト ライ ·アンド ·エラーで決めるのは難しレ、。 [0006] In such an exposure apparatus, the dynamic characteristics of the synchronous scanning of the two stages differ from one apparatus to another. Therefore, the set values of the apparatus parameters that define the model of the dynamic characteristics can be adjusted for each apparatus. However, as described above, the model of the dynamic characteristics of an exposure apparatus is complicated, and the number of device parameters that define the dynamic characteristics becomes very large. It is very difficult to optimize due to 'and' errors. In addition, errors that cannot be seen by the interferometer and that are visible due to printing change due to differences in the dynamic characteristics of synchronous scanning, and parameter settings for correcting them are determined by trial and error. Is difficult,
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0007] 本発明は、力かる事情の下になされたもので、その第 1の目的は、短時間に、高精 度な露光を実現することができる露光装置を提供することにある。 The present invention has been made under vigorous circumstances, and a first object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of realizing high-precision exposure in a short time.
[0008] また、本発明の第 2の目的は、短時間に、高精度な露光を実現することができる露 光方法を提供することにある。 [0008] A second object of the present invention is to provide an exposure method capable of realizing highly accurate exposure in a short time.
[0009] また、本発明の第 3の目的は、デバイスの生産性の向上を図ることができるデバイス 製造方法を提供することにある。 [0009] A third object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving device productivity.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0010] 本発明は、第 1の観点からすると、照明光に対するマスク (R)及び物体 (W)の所定 方向への同期走查により、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系(PL)を 介して前記物体上に転写する走查露光を行う露光装置(100)であって、前記走查 露光により、マスク上に配置された複数のマークを複数の異なる走查条件の下で物 体上に転写する転写装置(20)と;前記各走査条件下での走査露光による前記複数 の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 前記物体上の前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報を取得する取得装 置(20)と;取得された前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報と、前記各 走査条件とに基づいて、最適化手法を用いて、走査条件と、前記 2次元平面内にお ける前記物体の位置及び前記 2次元平面に略平行な平面内における前記マスクの 位置のいずれか一方の計測値とを独立変数とする第 1の項を少なくとも含み、前記い ずれか一方の位置の計測値の補正量を従属変数とする補正関数を作成する関数作 成装置(20)と;前記転写装置が、任意の走査条件の下で、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、前記任意の走査条件を代入した前記補正関数 を用いて、前記いずれか一方の位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づ レ、て前記レ、ずれか一方の位置を制御する制御装置(19)と;を備える第 1の露光装置 である。 [0010] According to a first aspect of the present invention, a pattern formed on a mask (R) and an object (W) is synchronously moved in a predetermined direction with respect to illumination light by a projection optical system (PL). An exposure apparatus (100) for performing scanning exposure for transferring onto the object through the scanning exposure, the plurality of marks arranged on the mask being subjected to a plurality of different scanning conditions by the scanning exposure. A transfer device (20) for transferring onto the body; a transfer device for transferring the plurality of marks by the scanning exposure under each of the scanning conditions, the transfer device being configured to transfer the mark on the object in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system Acquisition device for acquiring information on the displacement of the transfer position of each mark. (20); based on the acquired information on the displacement of the transfer position of each mark and each of the scanning conditions, by using an optimization method, the scanning conditions and the two-dimensional plane A measurement of one of the position of the object and a position of the mask in a plane substantially parallel to the two-dimensional plane; A function creation device (20) for creating a correction function having a value correction amount as a dependent variable; when the transfer device performs scanning exposure to transfer the pattern onto an object under arbitrary scanning conditions. Then, the measurement value at one of the positions is corrected by using the correction function to which the arbitrary scanning condition is substituted, and based on the corrected measurement value, the position of one of the position and the deviation is determined. A control device (19) for controlling; a first exposure device comprising: A.
[0011] これによれば、転写装置によって、走查露光によりマスクに形成された少なくとも 1 つのマークを複数の異なる走查条件の下で転写し、取得装置によって、そのマーク 転写位置の基準位置からのずれに関する情報を、走査条件毎に取得する。そして、 関数作成装置によって、取得された各情報と各走査条件とに基づいて、最適化手法 を用いて、 2次元平面内における物体及びマスクのいずれか一方の位置の計測値の 補正量を従属変数とする補正関数を作成する。さらに、制御装置によって、前記物体 の位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づいて、物体又はマスクの位置を 制御しながら、転写装置により、前記パターンを物体上に転写する。  According to this, at least one mark formed on the mask by scanning exposure is transferred by the transfer device under a plurality of different running conditions, and the acquisition device transfers the mark from the reference position of the mark transfer position. The information about the deviation is obtained for each scanning condition. Then, based on each piece of information and each scanning condition obtained by the function creating device, the correction amount of the measurement value of one of the position of the object and the position of the mask in the two-dimensional plane is dependent on the optimization method. Create a correction function as a variable. Further, the measurement value of the position of the object is corrected by the control device, and the pattern is transferred onto the object by the transfer device while controlling the position of the object or the mask based on the corrected measurement value.
[0012] したがって、本発明によれば、トライ'アンド 'エラーでなぐ最適化手法を用いて、マ スクと物体との相対走査中の動特性を考慮して物体の位置の計測値を補正するのに 用いられる補正関数を作成することができるので、短時間に、高精度な露光を実現 すること力 Sできる。  Therefore, according to the present invention, the measured value of the position of the object is corrected in consideration of the dynamic characteristic during the relative scanning between the mask and the object, using an optimization method that eliminates the try and error. Since it is possible to create a correction function used for the exposure, it is possible to realize high-precision exposure in a short time.
[0013] この場合、前記制御装置により、前記複数の異なる走查条件下で、それぞれの走 查条件を代入した前記補正関数を用いて補正された前記いずれか一方の位置の計 測値に基づいて、前記いずれか一方の位置を制御した状態で、前記転写装置により 前記走查露光を行って前記各マークを前記物体上に転写した結果として前記取得 装置により取得される前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報と、前記各 走査条件とに基づいて、前記最適化手法を用いて前記補正関数を修正する処理を 、所定の条件が満たされるまで繰り返す関数修正装置をさらに備え、前記制御装置 は、修正された補正関数を用いて前記いずれか一方の位置を制御することとすること ができる。 [0013] In this case, the control device may be configured to correct the plurality of running conditions based on the measured values of the one of the positions corrected using the correction function to which the respective running conditions are substituted. The transfer position of each mark acquired by the acquisition device as a result of performing the scanning exposure by the transfer device and transferring each mark onto the object while controlling one of the positions. Processing for correcting the correction function using the optimization technique based on the information on the positional deviation of the image and the respective scanning conditions. The apparatus may further include a function correction device that repeats until a predetermined condition is satisfied, and the control device may control one of the positions using a corrected correction function.
[0014] この場合、前記所定の条件は、前記各マークの転写位置の位置ずれの大きさが、 所定量以下になること、を含むこととすることができる。  [0014] In this case, the predetermined condition may include a condition that a magnitude of a displacement of the transfer position of each mark is equal to or less than a predetermined amount.
[0015] 本発明の第 1の露光装置では、前記転写装置は、マスク上の各マークに対応する 位置にそれぞれ形成された複数の基準マークが予め形成されている物体を用いて 前記走査露光を行い、前記取得装置は、前記各基準マークの位置と前記各マーク の転写位置とのずれを、前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報として取 得することとすることができる。  [0015] In the first exposure apparatus of the present invention, the transfer apparatus performs the scanning exposure using an object in which a plurality of reference marks formed at positions corresponding to the marks on the mask are formed in advance. Then, the acquisition device may acquire a shift between the position of each of the reference marks and the transfer position of each of the marks as information on a position shift of the transfer position of each of the marks.
[0016] 本発明の第 1の露光装置では、前記転写装置は、所定の走查条件の下での走查 露光により、前記複数のマークを前記物体上にさらに転写し、前記取得装置は、前 記所定の走査条件の下での走査露光による前記マスク上の各マークの転写位置を 基準として、前記各異なる走査条件の下での走査露光による前記各マークの転写位 置の位置ずれに関する情報を取得することとすることができる。  [0016] In the first exposure apparatus of the present invention, the transfer apparatus further transfers the plurality of marks onto the object by running exposure under predetermined running conditions. Information on the displacement of the transfer position of each mark due to the scanning exposure under each of the different scanning conditions with reference to the transfer position of each mark on the mask due to the scanning exposure under the predetermined scanning condition. Can be obtained.
[0017] この場合、前記複数の異なる走査条件の中には、前記所定の走査条件と同一の走 查条件が含まれており、前記取得装置は、前記各異なる走査条件の下での走査露 光による前記各マークの転写位置と前記所定の走査条件の下での走査露光による 前記各マークの転写位置との位置ずれ量を、前記同一の走査条件の下での走査露 光による前記各マークの転写位置と前記所定の走査条件の下での走査露光による 前記各マークの転写位置との位置ずれ量で差し引いた量を、前記各マークの転写 位置の位置ずれに関する情報として取得することとすることができる。  [0017] In this case, the plurality of different scanning conditions include the same scanning condition as the predetermined scanning condition, and the acquisition device performs the scanning exposure under the different scanning condition. The amount of misalignment between the transfer position of each mark by light and the transfer position of each mark by scanning exposure under the predetermined scanning condition is determined by the scanning exposure under the same scanning condition. The amount obtained by subtracting the difference between the transfer position of each mark and the transfer position of each mark due to the scanning exposure under the predetermined scanning condition is acquired as information relating to the position shift of the transfer position of each mark. be able to.
[0018] 本発明の第 1の露光装置では、前記取得装置は、前記取得された前記複数のマー クの転写位置の位置ずれに関する情報の値のマーク間の変化に基づいて、前記複 数のマークの転写位置の位置ずれに関する情報の一部を、除外又は平滑化すること とすることができる。  [0018] In the first exposure apparatus of the present invention, the acquisition device may be configured to determine the plurality of marks based on a change between marks of a value of information on the displacement of the transfer positions of the plurality of marks. Part of the information on the displacement of the mark transfer position can be excluded or smoothed.
[0019] この場合、前記転写位置の位置ずれに関する情報の値が、周辺のマークの転写位 置の位置ずれに関する情報の値に対し、所定の程度以上に突出しているマークがあ る場合には、そのマークの転写位置に関する情報を、前記取得された前記各マーク の転写位置の位置ずれに関する情報から除外することとしても良いし、前記転写位 置の位置ずれに関する情報の値力 S、周辺のマークの転写位置の位置ずれに関する 情報の値に対し、所定の程度以上に突出しているマークがある場合には、そのマー クの転写位置の位置ずれに関する情報の値を、前記周辺のマークの転写位置の位 置ずれに関する情報を用いた所定の補間演算により算出される値に置換することと しても良い。 In this case, the value of the information about the displacement of the transfer position of the mark may be greater than the value of the information about the displacement of the transfer position of the surrounding mark by a predetermined degree or more. In this case, the information on the transfer position of the mark may be excluded from the information on the positional deviation of the transfer position of each mark, and the value of the information on the positional deviation of the transfer position may be removed. S, if there is a mark that protrudes by a predetermined degree or more with respect to the value of the information about the displacement of the transfer position of the surrounding mark, the value of the information about the displacement of the transfer position of the mark The value may be replaced with a value calculated by a predetermined interpolation calculation using information on the displacement of the transfer position of the mark.
[0020] 本発明の第 1の露光装置では、前記取得装置は、前記同一走査条件下での前記 各マークの位置ずれに関する統計量に基づレ、て、前記各マークの転写位置の位置 ずれに関する情報の一部を、除外又は平滑化することとすることができる。  [0020] In the first exposure apparatus according to the present invention, the acquisition apparatus may further include a position shift of the transfer position of each mark based on a statistic related to a position shift of each mark under the same scanning condition. Some of the information about may be excluded or smoothed.
[0021] この場合、前記統計量は、同一走查条件下での前記各マークの転写位置の位置 ずれに関する情報の値の分散であり、前記取得装置は、転写位置の位置ずれに関 する情報の値が、前記分散に基づく所定範囲外の値となるマークがある場合には、 そのマークの転写位置の位置ずれに関する情報を、前記取得されたそのマークの転 写位置の位置ずれに関する情報から除外することとしても良いし、前記統計量は、同 一走査条件下での前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報の値の分散 であり、前記取得装置は、転写位置の位置ずれに関する情報の値が、前記分散に基 づく所定範囲外の値となるマークがある場合には、そのマークの転写位置の位置ず れに関する情報の値を、前記同一走査条件下での複数の走査露光においてそれぞ れ取得されたマークの転写位置の位置ずれに関する情報の値の平均値に置換する こととしても良レ、。  [0021] In this case, the statistic is a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each of the marks under the same running condition, and the acquisition device is configured to obtain information on a displacement of the transfer position. If there is a mark whose value is outside the predetermined range based on the variance, the information on the displacement of the transfer position of the mark is obtained from the information on the displacement of the obtained transfer position of the mark. The statistic may be a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each mark under the same scanning condition, and the acquisition device may store information on a displacement of the transfer position. If there is a mark whose value is outside the predetermined range based on the variance, the value of the information on the displacement of the transfer position of the mark is determined in a plurality of scanning exposures under the same scanning condition. Each It is also good to substitute the average value of the information on the positional deviation of the acquired transfer position of the mark.
[0022] 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前記物体 上に転写する走查露光を行う露光装置であって、前記走查露光により、マスク上に配 置された複数のマークを複数の異なる走查条件の下で物体上に転写する転写装置 と;前記走査露光中における前記マスクと前記物体との同期精度に関する情報を取 得する取得装置と;取得された前記同期精度に関する情報と前記各走査条件とに基 づいて、最適化手法を用いて、走查条件と、前記 2次元平面内における前記物体の 位置及び前記 2次元平面に略平行な平面内における前記マスクの位置のいずれか 一方の位置の計測値とを独立変数とする第 1の項を少なくとも含み前記いずれか一 方の位置の計測値の補正量を従属変数とする補正関数を作成する関数作成装置と ;前記転写装置が、任意の走查条件の下で、走查露光を行って前記パターンを物体 上に転写する際に、前記任意の走査条件を代入した前記補正関数を用いて、前記 レ、ずれか一方の位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づレ、て前記レ、ずれ か一方の位置を制御する制御装置と;を備える第 2の露光装置である。 According to a second aspect of the present invention, a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronous scanning of the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. An exposure apparatus for performing scanning exposure, wherein the scanning exposure transfers a plurality of marks arranged on a mask onto an object under a plurality of different scanning conditions; An acquisition device for acquiring information on the synchronization accuracy between the mask and the object in the above; a running condition using an optimization technique based on the acquired information on the synchronization accuracy and each of the scanning conditions; Of the object in the two-dimensional plane At least one of a position and a measured value at one of the positions of the mask in a plane substantially parallel to the two-dimensional plane is a first term, and the measured value at one of the positions is at least one of the first and second terms. A function creation device for creating a correction function having a correction amount as a dependent variable; and the transfer device performs scan exposure under an arbitrary scan condition to transfer the pattern onto an object. Using the correction function to which the scanning condition is substituted, the measurement value at one of the position and the deviation is corrected, and based on the corrected measurement value, the position of the one of the deviation and the deviation is controlled. And a control device.
[0023] これによれば、転写装置によって、走查露光によりマスクに形成された少なくとも 1 つのマークを複数の異なる走查条件の下で転写し、取得装置によって、走查露光中 におけるマスクと物体との同期精度に関する情報を、走査条件毎に取得する。そして 、関数作成装置によって、取得された各情報と各走査条件とに基づいて、最適化手 法を用いて、 2次元平面内における物体の位置の計測値の補正量を従属変数する 補正関数を作成する。さらに、制御装置によって、物体及びマスクのいずれか一方の 位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づいて、物体又はマスクの位置を制 御しながら、転写装置により、パターンを物体上に転写する。  According to this, at least one mark formed on the mask by the scanning exposure is transferred by the transfer device under a plurality of different scanning conditions, and the mask and the object during the scanning exposure are transferred by the acquisition device. The information on the synchronization accuracy with is acquired for each scanning condition. Then, based on each information and each scanning condition acquired by the function creation device, a correction function for making a dependent variable the correction amount of the measured value of the position of the object in the two-dimensional plane using an optimization method. create. Further, the control device corrects the measured value of one of the position of the object and the mask, and controls the position of the object or the mask based on the corrected measured value, and transfers the pattern on the object by the transfer device. Transfer to
[0024] したがって、本発明によれば、トライ'アンド 'エラーでなぐ最適化手法を用いて、マ スクと物体との同期精度を最小にすべく物体の位置の計測値を補正するのに用いら れる補正関数を作成することができるので、短時間に、高精度な露光を実現すること ができる。  Therefore, according to the present invention, it is possible to use an optimization method that eliminates a try and error to correct the measured value of the position of an object so as to minimize the synchronization accuracy between the mask and the object. Since any correction function can be created, high-precision exposure can be realized in a short time.
[0025] この場合、前記制御装置により、前記複数の異なる走査条件下で、それぞれの走 查条件を代入した前記補正関数を用いて補正された前記レ、ずれか一方の位置の計 測値に基づいて、前記いずれか一方の位置を制御した状態で、前記転写装置により 、前記走査露光を行って前記各マークを前記物体上に転写したときに、前記取得装 置により取得される前記マスクと前記物体との同期精度に関する情報と、前記各走査 条件とに基づいて、前記最適化手法を用いて、前記補正関数を修正する処理を、所 定の条件が満たされるまで繰り返す関数修正装置をさらに備え、前記制御装置は、 修正された補正関数を用いることとすることができる。  [0025] In this case, the control device converts the measured value of one of the position and the position corrected using the correction function into which the respective scanning conditions are substituted under the plurality of different scanning conditions. The transfer device performs the scanning exposure to transfer each of the marks onto the object in a state where the one of the positions is controlled, and the mask obtained by the obtaining device. A function correction device that repeats a process of correcting the correction function using the optimization method based on information on synchronization accuracy with the object and the respective scanning conditions until a predetermined condition is satisfied. And the control device may use a corrected correction function.
[0026] 本発明の第 2の露光装置では、前記転写装置は、前記走查露光中における前記 マスクと前記物体の同期精度の移動時間平均を、前記同期精度に関する情報として 取得することとすることができる。 [0026] In the second exposure apparatus of the present invention, the transfer apparatus performs the scanning exposure during the scanning exposure. The moving time average of the synchronization accuracy between the mask and the object can be acquired as information on the synchronization accuracy.
[0027] 本発明の第 2の露光装置では、前記同期精度に関する情報は、前記マスクと前記 物体との同期走査における誤差を含むこととすることができる。  In the second exposure apparatus of the present invention, the information on the synchronization accuracy may include an error in synchronous scanning between the mask and the object.
[0028] 本発明の第 2の露光装置では、前記取得装置は、前記走查露光中の複数のサン プリング時点にそれぞれ対応する同期精度に関する情報の統計量に基づいて、前 記取得された同期精度に関する情報の一部を、除外又は平滑化することとすること ができる。  [0028] In the second exposure apparatus of the present invention, the acquisition apparatus is configured to acquire the synchronization acquired based on statistics of information on synchronization accuracy corresponding to a plurality of sampling times during the scanning exposure. Some of the information on accuracy may be excluded or smoothed out.
[0029] この場合、前記統計量は、同一走查条件下における前記各サンプリング時点での 同期精度に関する情報の値の分散であり、前記取得装置は、前記分散に基づく所 定範囲外の値となるサンプリング時点での同期精度に関する情報を、取得された同 期精度に関する情報から除外することとしても良いし、前記統計量は、同一走査条件 下における前記各サンプリング時点での同期精度に関する情報の値の分散であり、 前記取得装置は、前記分散に基づく所定範囲外となる同期精度に関する情報の値 を、前記同一走査条件下での複数の走査露光においてそれぞれ取得された同一の サンプリング時点での同期精度に関する情報の平均値に置換することとしても良い。  [0029] In this case, the statistic is a variance of a value of information on synchronization accuracy at each of the sampling times under the same running condition, and the acquisition device determines a value outside a predetermined range based on the variance. Information on the synchronization accuracy at a certain sampling time may be excluded from the acquired information on the synchronization accuracy, and the statistic may be a value of the information on the synchronization accuracy at each sampling time under the same scanning condition. Wherein the acquisition device obtains a synchronization value at the same sampling point obtained in a plurality of scanning exposures under the same scanning condition. It may be replaced with the average value of the information on the accuracy.
[0030] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記第 1の項は、前記物体の位置の計測値 を独立変数とする、べき関数であることとすることができる。  In the first and second exposure apparatuses of the present invention, the first term may be a power function in which a measured value of the position of the object is an independent variable.
[0031] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記走査条件は、スキャン長及びスキャン速 度の少なくとも一方を含むこととすることができる。  In the first and second exposure apparatuses according to the present invention, the scanning condition may include at least one of a scan length and a scan speed.
[0032] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記走査条件は、スキャン方向を含むことと すること力 Sできる。  In the first and second exposure apparatuses of the present invention, the scanning condition can include a scanning direction.
[0033] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記補正関数は、前記走査露光中の時間を 独立変数とする第 2の項をさらに含むこととすることができる。  [0033] In the first and second exposure apparatuses of the present invention, the correction function may further include a second term in which time during the scanning exposure is an independent variable.
[0034] この場合、前記第 2の項は、前記物体の位置の計測値を独立変数とする、正弦関 数及びべき関数の少なくとも一方であることとすることができる。 [0034] In this case, the second term may be at least one of a sine function and a power function that uses the measured value of the position of the object as an independent variable.
[0035] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記補正関数には、前記走査方向に関する 前記物体の位置の計測値の補正量を目的関数とする補正関数と、前記 2次元平面 内の前記走査方向に直交する方向に関する前記物体の位置の計測値の補正量を 目的関数とする補正関数とがあり、前記走査方向に関する前記物体の位置の補正 量を目的関数とする補正関数には、前記走査方向に関する前記物体の位置の計測 値を独立変数とする 1次関数を含む第 3の項がさらに含まれていることとすることがで きる。 [0035] In the first and second exposure apparatuses of the present invention, the correction function includes a correction function using a correction amount of a measured value of the position of the object in the scanning direction as an objective function, and the two-dimensional plane. And a correction function that uses the correction amount of the measured value of the position of the object in a direction orthogonal to the scanning direction as an objective function, and a correction function that uses the correction amount of the position of the object in the scanning direction as an objective function. May further include a third term including a linear function having a measured value of the position of the object in the scanning direction as an independent variable.
[0036] 本発明の第 1、第 2の露光装置では、前記最適化手法は、最小二乗法であることと しても良いし、前記最適化手法は、非線形最小二乗法であることとしても良い。  In the first and second exposure apparatuses of the present invention, the optimization method may be a least-squares method, or the optimization method may be a non-linear least-squares method. good.
[0037] 本発明は、第 3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前記物体 上に転写する走查露光を行う露光方法であって、本発明の第 1、第 2の露光装置を 用いて走查露光を行い、前記マスク上のパターンを前記物体に転写する工程を含む 露光方法である。力、かる場合には、本発明の第 1、第 2の露光装置を用いて走查露 光を行うので、短時間に、高精度な露光を実現することができる。  According to a third aspect of the present invention, a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronously scanning the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. An exposure method for performing scanning exposure, which includes performing scanning exposure using the first and second exposure apparatuses of the present invention, and transferring a pattern on the mask to the object. In the case of high power, scanning exposure is performed using the first and second exposure apparatuses of the present invention, so that high-precision exposure can be realized in a short time.
[0038] 本発明は、第 4の観点からすると、リソグラフイエ程を含むデバイス製造方法におい て、前記リソグラフイエ程では、本発明の露光方法を用いて露光を行うこととすること ができる。力かる場合には、本発明の露光方法を用いて露光を行なうため、短時間に 、高精度な露光を実現することができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上さ せること力 Sできる。  According to a fourth aspect of the present invention, in a device manufacturing method including a lithographic process, in the lithographic process, exposure can be performed using the exposure method of the present invention. In the case of power, since exposure is performed using the exposure method of the present invention, high-precision exposure can be realized in a short time, so that the productivity of a highly integrated device can be improved. it can.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0039] [図 1]本発明の一実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。  FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
[図 2]低速一高速重ねに用いられる計測用レチクルの一例を示す図である。  FIG. 2 is a diagram showing an example of a measurement reticle used for low-speed / high-speed overlapping.
[図 3]計測用レチクルに形成されたマークの一例を示す図である。  FIG. 3 is a diagram showing an example of a mark formed on a measurement reticle.
[図 4(A)]低速 -高速重ねの走查露光を行った場合のウェハ W上の露光結果を模式 的に示す図である。  FIG. 4 (A) is a view schematically showing an exposure result on wafer W when low-speed and high-speed superimposed scanning exposure is performed.
[図 4(B)]低速一高速重ねの走査露光における各マーク Mの転写結果の拡大図であ  FIG. 4 (B) is an enlarged view of a transfer result of each mark M in low-speed and high-speed scanning exposure.
P  P
る。  The
[図 4(C)]低速一高速重ねによって形成される L/Sパターン像の拡大図である。  FIG. 4 (C) is an enlarged view of an L / S pattern image formed by low-speed / high-speed overlapping.
[図 5]本発明の一実施形態における露光方法を示すフローチャート(その 1)である。 [図 6]本発明の一実施形態における露光方法を示すフローチャート(その 2)である。 FIG. 5 is a flowchart (part 1) illustrating an exposure method according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart (part 2) showing an exposure method according to one embodiment of the present invention.
[図 7]本発明の一実施形態における露光方法を示すフローチャート (その 3)である。  FIG. 7 is a flowchart (part 3) showing an exposure method in one embodiment of the present invention.
[図 8]ウェハ上に形成されたパターン像の一例を示す図である。  FIG. 8 is a diagram showing an example of a pattern image formed on a wafer.
[図 9(A)]実際に低速一高速重ねの走查露光を行った場合のウェハ W上の実際の露 光結果を模式的に示す図である。  FIG. 9 (A) is a view schematically showing an actual result of exposure on a wafer W in the case where low-speed and high-speed overlapping scanning exposure is actually performed.
[図 9(B)]低速一高速重ねの走查露光における各マーク Mの実際の転写結果が拡大  [Fig. 9 (B)] The actual transfer result of each mark M in the low-speed and high-speed overlapping scanning exposure is enlarged.
P  P
図である。  FIG.
[図 9(C)]低速-高速重ねによって形成される実際の L/Sパターン像の拡大図である  FIG. 9 (C) is an enlarged view of an actual L / S pattern image formed by low-speed high-speed overlapping
[図 10(A)]プラススキャンの走查露光により形成されたショット領域を模式的に示す図 である。 FIG. 10 (A) is a view schematically showing a shot area formed by scanning exposure in a plus scan.
[図 10(B)]マイナススキャンの走查露光により形成されたショット領域を模式的に示す 図である。  FIG. 10 (B) is a view schematically showing a shot area formed by scanning exposure in a minus scan.
[図 11]Α·に分類される誤差を取り除く方法を実現するための処理の一例を示すフロ 一チャートである。  FIG. 11 is a flowchart showing an example of a process for realizing a method of removing an error classified as Α.
[図 12]Β·に分類される誤差を取り除く方法を実現するための処理の一例を示すフロ 一チャートである。  FIG. 12 is a flowchart showing an example of a process for realizing a method of removing an error classified as a category.
[図 13]本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャート である。  FIG. 13 is a flowchart illustrating an embodiment of a device manufacturing method according to the present invention.
[図 14]図 13のステップ 804の詳細を示すフローチャートである。  FIG. 14 is a flowchart showing details of step 804 in FIG. 13.
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0040] 以下、本発明の一実施形態を図 1一図 10 (B)に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041] 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露光装置 100の概略 構成が示されている。この露光装置 100は、ステップ'アンド'スキャン方式の投影露 光装置である。この露光装置 100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、物体としてのウェハ Wが搭載されるゥ ェハステージ WST、ァライメント検出系 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。 [0042] 前記照明系 10は、例えば特開平 2001-313250号公報及びこれに対応する米国 特許出出願公開第 2003/0025890号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)、及びダイクロイツクミ ラー等(レヽずれも不図示)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。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to one embodiment to which the exposure method of the present invention is applied. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan type projection exposure apparatus. The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST on which a reticle R as a mask is mounted, a projection optical system PL, a wafer stage WST on which a wafer W as an object is mounted, an alignment detection system AS, and the entire apparatus. It is equipped with a main control device 20, etc., that controls the entire system. [0042] The illumination system 10 includes, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 and the corresponding US Patent Application Publication No. 2003/0025890, etc. The system includes an optical system, a relay lens, a variable ND filter, a variable field stop (also called a reticle blind or a masking blade), and a dichroic mirror (the displacement is not shown). As an optical 'integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like is used.
[0043] 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、 F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  In the 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 a reticle blind is irradiated with illumination light ( Exposure light) Illuminate with almost uniform illuminance by IL. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or vacuum ultraviolet light such as F laser light (wavelength 157 nm) is used. Lighting
2  2
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。  It is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp as the light IL.
[0044] 前記レチクルステージ RST上にはレチクル R力 S、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 1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 速度で駆動可能となっている。  A reticle R force S, for example, is fixed on the reticle stage RST by vacuum suction. The reticle stage RST is driven by a reticle stage drive unit (not shown) driven by a linear motor, a voice coil motor, or the like, and has a XY axis perpendicular to the optical axis of the illumination system 10 (which coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL described later). In addition to being capable of micro-driving in a plane, it can be driven at a set scanning speed in a predetermined direction (here, the Y-axis direction, which is the horizontal direction in the plane of FIG. 1).
[0045] 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 移動鏡等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— lnm程度の分解能で常時計測され ている。ここで、実際には、レチクル X干渉計とレチクル Y干渉計とが設けられている 力 図 1ではこれらが代表的にレチクル干渉計 16として示されている。そして、レチク ノレ Y干渉計とレチクル X干渉計の少なくとも一方、例えばレチクル Y干渉計は、測長 軸を 2軸有する 2軸干渉計であり、このレチクル Y干渉計の計測値に基づきレチクル ステージ RSTの Y位置に加え、 θ ζ方向(Ζ軸回りの回転方向)の回転量(ョーイング 量)も計測できるようになっている。ここでは、レチクル Υ干渉計を 2軸干渉計とする。 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(ョ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。なお、ステージ制御装置 19は、レチクル干渉計 16によって計測された レチクルステージ RSTの位置の計測値を、補正関数を用いて補正する機能を有して いる。走查露光中において、この補正関数を用いて補正を行うか否かは、主制御装 置 20からの指示により決定されるようになっており、この補正関数の各項の係数など の補正関数を規定するパラメータは、装置パラメータとして、主制御装置 20からステ ージ制御装置 19に対して設定可能となっている。 [0045] The reticle stage RST has a reflecting surface formed of a moving mirror or the like facing the X-axis direction and the Y-axis direction that reflects the laser light. The position of the reticle stage RST in the stage moving plane is A reticle laser interferometer (hereinafter, referred to as a “reticle interferometer”) 16 that irradiates a reflecting surface with laser light is constantly measured with a resolution of, for example, about 0.5 to lnm. Here, actually, a reticle X interferometer and a reticle Y interferometer are provided. In FIG. 1, these are typically shown as a reticle interferometer 16. At least one of the reticle Y interferometer and the reticle X interferometer, for example, the reticle Y interferometer is a two-axis interferometer having two measurement axes, and the reticle is determined based on the measurement value of the reticle Y interferometer. In addition to the Y position of the stage RST, the rotation amount (jowing amount) in the θζ direction (rotation direction around the Ζ axis) can be measured. Here, the reticle-interferometer is a two-axis interferometer. Position information of the reticle stage RST (including rotation information such as the amount of jogging) from the reticle interferometer 16 is supplied to the stage controller 19 and the main controller 20 via the stage controller 19. The stage control device 19 drives and controls the reticle stage RST via a reticle stage driving unit (not shown) based on the position information of the reticle stage RST in accordance with an instruction from the main control device 20. Controls the position of reticle R held. Note that the stage control device 19 has a function of correcting the measurement value of the position of the reticle stage RST measured by the reticle interferometer 16 using a correction function. During scanning exposure, whether or not to perform correction using this correction function is determined by an instruction from the main control device 20, and a correction function such as a coefficient of each term of the correction function is used. Can be set from the main control device 20 to the stage control device 19 as device parameters.
[0046] 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ァライメント検出 系 22 (但し、図 1においては紙面奥側のレチクルァライメント検出系 22は不図示)が 配置されている。各レチクルァライメント検出系 22は、ここでは図示が省略されている 力 それぞれ露光光 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(すなわちレチクルァライメント検出系 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、落射照明系力 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ァライメント 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)が露光光 ILの光路 上に揷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、レチクル上のバタ ーンを基板上に転写するための露光光 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露光光 ILの光路外に退避される Above the reticle R, a pair of reticle alignment detection systems 22 (however, the reticle alignment detection system 22 on the back side of the paper is not shown in FIG. 1) is arranged at a predetermined distance in the X-axis direction. ing. Each reticle alignment detection system 22 includes an epi-illumination system for illuminating a mark to be detected with illumination light having the same wavelength as the exposure light IL, and an illumination system for illuminating the mark to be detected. And a detection system for capturing an image. The detection system includes an imaging optical system and an image sensor, and the imaging result of this detection system (that is, the detection result of the mark by the reticle alignment detection system 22) is supplied to the main control device 20. In this case, a mirror (not shown) for guiding the emitted illumination light 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 in this case. Mirror is placed on the optical path of the exposure light IL so that it can be removed. When the exposure sequence is started, before the irradiation of the exposure light IL for transferring the pattern on the reticle onto the substrate, The reflecting mirror is retracted out of the optical path of the exposure light IL by a driving device (not shown) based on a command from the main controller 20.
[0047] 前記投影光学系 PLは、レチクルステージ RSTの図 1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 β = 1/Μ ( βは、例えば 1/5、又は 1/4)を有する屈折 exp The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST in FIG. The direction of the optical axis AX is defined as the Z-axis direction. As the projection optical system PL, a refraction exp
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によってレチクル尺の 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を介してウェハ W上の前記照明領域に共役な投影光学 系の視野内の投影領域に投影され、ウェハ W表面のレジスト層に転写される。  Optical systems are used. For this reason, when the illumination area IL of the reticle scale is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, a reduced image (partially inverted image) of the illumination area of the circuit pattern of the reticle R is formed on the wafer via the projection optical system PL. The light is projected onto a projection area in the field of view of the projection optical system conjugate to the illumination area on W, and is transferred to a resist layer on the surface of the wafer W.
[0048] 前記ウェハステージ WSTは、投影光学系 PLの図 1における下方で、不図示のベ ース上に配置されてレ、る。このウェハステージ WST上にウェハホルダ 25が載置され ている。このウェハホルダ 25上にウェハ Wが例えば真空吸着等によって固定されて いる。 [0048] The wafer stage WST is disposed on a base (not shown) below the projection optical system PL in Fig. 1. Wafer holder 25 is mounted on wafer stage WST. The wafer W is fixed on the wafer holder 25 by, for example, vacuum suction or the like.
[0049] ウェハステージ WSTは、図 1のウェハステージ駆動部 24により、 X、 Υ、 Ζ、 θ ζ (Ζ 軸回りの回転方向)、 θ χ (Χ軸回りの回転方向)、及び 0 y (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。  The wafer stage WST is driven by the wafer stage drive unit 24 in FIG. 1 to have X, Υ, Ζ, θ ζ (rotation direction around the 軸 axis), θ χ (rotation direction around the Χ axis), and 0 y ( This is a single stage that can be driven in six degrees of freedom (rotation direction around the Y axis).
[0050] ウェハステージ 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、前記ウェハステージ 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ェハレーザ干渉計(以下、「ゥェ ハ干渉計」という) 18により、例えば、 0. 5— lnm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力 図 1ではこれらが代表的にウェハ干渉計 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、ゥェ ハステージ WSTの X、 Y位置の他、回転(ョーイング(Z軸回りの回転である Θ z回転) 、ピッチング(X軸回りの回転である θ X回転)、ローリング(Y軸回りの回転である Θ y 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、ウェハステージ WSTの位置情報に基づレ、てウェハステージ駆動部 24を 介してウェハステージ WSTを駆動制御し、ウェハステージ WST上に保持されたゥェ ハ Wの位置を制御する。  [0050] The wafer stage WST is provided with a reflecting surface such as a moving mirror or the like facing the X-axis direction and the Y-axis direction that reflects the laser light, and the position of the wafer stage WST is set at the reflecting surface. For example, a wafer laser interferometer (hereinafter, referred to as a “wafer interferometer”) 18 irradiating laser light is always measured with a resolution of about 0.5 to lnm. Actually, a force provided with 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 is typically shown as a wafer interferometer 18 in FIG. Have been. These interferometers are composed of multi-axis interferometers having multiple measuring axes. In addition to the X and Y positions of the wafer stage WST, rotation (Z rotation, which is rotation around the Z axis), pitching (Rotation around the X-axis, θX rotation), and rolling (rotation around the Y-axis, Θy rotation)). The stage control device 19 drives and controls the wafer stage WST via the wafer stage drive unit 24 based on the position information of the wafer stage WST in accordance with an instruction from the main control device 20, and places it on the wafer stage WST. Controls the position of wafer W held.
[0051] また、ウェハステージ WST上のウェハ 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、ウェハ 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ァライメント用基準マーク、及びァライメン 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。 [0051] A reference mark plate FM is fixed near wafer W on wafer stage WST. The surface of this reference mark plate FM is set at almost the same height as the surface of the wafer W. On this surface, at least a pair of reference marks for reticle alignment, a reference mark for baseline measurement of the alignment detection system AS, and the like are formed.
[0052] 前記ァライメント検出系 ASは、投影光学系 PLの側面に配置された、オファクシス 方式のァライメントセンサである。このァライメント検出系 ASとしては、例えばウェハ上 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( ァライメント検出系 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、ァライメント検出系 ASのァラ ィ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ァ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。このァライメント検出系 ASの撮像結果は、主制御 装置 20へ出力されている。  [0052] The alignment detection system AS is an off-axis type alignment sensor arranged on the side surface of the projection optical system PL. The alignment detection system AS, for example, irradiates the target mark with a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer, and reflects the target mark image formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark. An image processing method FIA (Field Image) that captures an image of an index (an index pattern on an index plate provided in the alignment detection system AS) using an image sensor (CCD) and outputs an image signal of the image. Alignment) type sensors are used. Note that the alignment sensor of the alignment detection system AS is not limited to the FIA system, but irradiates a target mark with coherent detection light and detects scattered light or diffracted light generated from the target mark, or detects the target mark. It is of course possible to use an alignment sensor that detects two interferences (for example, diffraction light of the same order or diffraction light diffracted in the same direction) generated from the laser beam, alone or in appropriate combination. . The imaging result of the alignment detection system AS is output to the main controller 20.
[0053] 制御系は、図 1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 等力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。  The control system is mainly configured by a main controller 20 and a stage controller 19 under the main controller 20 in FIG. The main controller 20 includes a so-called microcomputer (or workstation) including a CPU (central processing unit), a main memory, and the like, and controls the entire apparatus.
[0054] 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(レ、ずれも図示省略)、並びに CD (compact disc) , DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc)あるレ ま FD ( flexible disc)等の情報記録媒体のドライブ装置 (不図示)が、外付けで接続されてい る。ドライブ装置にセットされた情報記録媒体(以下では、 CDであるものとする)には 、後述するフローチャートで示される計測動作及び露光動作時の処理アルゴリズムに 対応するプログラム(以下、便宜上、「特定プログラム」と呼ぶ)、その他のプログラム、 並びにこれらのプログラムに付属するデータベースなどが記録されている。 [0055] 主制御装置 20は、例えば露光動作が的確に行われるように、前述の特定プロダラ ムに従った処理を実行する。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の位置及 び速度を制御するためのフィードバック制御系としての位置一速度フィードバック制御 系と、ウェハステージ WSTの位置及び速度を制御するためのフィードバック制御系と しての位置-速度フィードバック制御系とが構築されている。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、両ステージの位置一速度フィ 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、両ステ一 ジの位置一速度フィードバック制御系力 その位置指令に対応するレチクルステージ RST及びウェハステージ WSTの駆動量を算出する。ステージ制御装置 19は、算出 された駆動量に応じて、レチクルステージ駆動部及びウェハステージ駆動部 24を介 して、例えば、走査露光中のレチクル Rとウェハ Wの同期走査や、ウェハ Wの移動( ステッピング)等を行っている。なお、両ステージの同期走査を実現するために、両ス テージの位置 速度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 レヽて、ウェハステージ WSTの制御系に対する位置指令を作成するようになってレヽて も良ぐまた、その逆となっていても良い。 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). (Not shown), and a drive device (not shown) for information recording media such as CD (compact disc), DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc), and FD (flexible disc). Connected with. An information recording medium (hereinafter, referred to as a CD) set in the drive device includes a program (hereinafter referred to as a “specific program” for convenience) corresponding to a processing algorithm in a measurement operation and an exposure operation shown in a flowchart described later. ), Other programs, and databases attached to these programs. [0055] Main controller 20 executes a process according to the above-mentioned specific program so that, for example, the exposure operation is properly performed. For example, when performing the scanning exposure, the operation is instructed to the stage control device 19 and information necessary for the operation is transmitted to the stage control device 19. The stage controller 19 includes a position-speed feedback control system as a feedback control system for controlling the position and speed of the reticle stage RST, and a feedback control system for controlling the position and speed of the wafer stage WST. All position-speed feedback control systems have been constructed. Upon receiving the instruction and the information, the stage controller 19 creates a position command per unit time to the position-one-speed feedback control system of both stages based on the information. Then, the drive amount of the reticle stage RST and the wafer stage WST corresponding to the position command is calculated. According to the calculated driving amount, the stage control device 19 performs, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W during scanning exposure and movement of the wafer W via the reticle stage driving unit and the wafer stage driving unit 24. (Stepping) and so on. In order to realize synchronous scanning of both stages, one of the position / velocity feedback control systems of the two stages may be in a main relationship and the other may be in a subordinate relationship. For example, a position command for the control system of wafer stage WST may be generated based on the feedback control amount of the control system of reticle stage RST, and the position command may be generated, or vice versa.
[0056] 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 力 S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、ウェハステージ W STを介してウェハ 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 /3 ( = 1/M )倍の 速度( 13はレチクル Rからウェハ Wに対する投影倍率で例えば 1/4又は 1Z5)で走 查されるように、走查露光中のフィードバック制御系に対する位置指令値を作成する 。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、ウェハ干渉計 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、ウェハステージ駆動部 24をそれぞれ介してレチクルス テージ RST、ウェハステージ WSTの位置及び速度をそれぞれ制御する。 More specifically, the stage control device 19 sets, for example, at the time of scanning exposure, in the + Y direction or the Y direction based on the set scanning direction via the reticle R force S reticle stage RST. In synchronization with the scanning at the set scanning speed, the wafer W is moved via the wafer stage WST with respect to the projection area conjugate to the illumination area in the direction opposite to the moving direction of the reticle stage RST (scanning direction). ) At a speed of 3 (= 1 / M) times the speed of reticle R (13 is a projection magnification from reticle R to wafer W, for example, 1/4 or 1Z5). Create a position command value for the feedback control system. When the position command value is input to the feedback control system described above, 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. Not shown so that the deviation is canceled The position and speed of reticle stage RST and wafer stage WST are controlled via reticle stage drive unit and wafer stage drive unit 24, respectively.
[0057] 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、ウェハ干 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、ウェハステージ駆動 部 24を介してウェハステージ WSTの位置を制御する。なお、以下では、ウェハステ ージ WSTが + Y方向に走査される場合を「プラススキャン」と呼び、ウェハステージ W STがー Y方向に走査される場合を「マイナススキャン」と呼ぶ。  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, and inputs the created position command value to the feedback control system. Then, in the feedback 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 measured value of wafer interferometer 18. Hereinafter, the case where wafer stage WST is scanned in the + Y direction is referred to as “plus scan”, and the case where wafer stage WST is scanned in the −Y direction is referred to as “minus scan”.
[0058] さらに、本実施形態の露光装置 100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、その結像光束のウェハ 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 6-28340 3号公報及びこれに対応する米国特許第 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ェハの位置情報に基づいて、ステージ制御装置 19及 びウェハステージ駆動部 24を介してウェハステージ WSTを Z方向及び傾斜方向に 駆動する。  Further, the exposure apparatus 100 of the present embodiment provides an image forming light beam for forming a plurality of slit images toward the best image forming plane of the projection optical system PL from an oblique direction with respect to the optical axis AX direction. An oblique incidence multi-point focus detection system, which includes an irradiation system (not shown) to supply and a light receiving system (not shown) that receives each reflected light beam of the imaging light beam from the surface of the wafer W through a slit, respectively. System. As the multi-point focus detection system, for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 and U.S. Patent No. 5,448,332 corresponding thereto is used. The output of the multipoint focus detection system is supplied to main controller 20. The stage controller 19 sends the wafer stage WST to the Z stage via the stage controller 19 and the wafer stage driver 24 based on the wafer position information from the multipoint focus detection system in accordance with an instruction from the main controller 20. Drive in the direction and tilt direction.
[0059] 次に、本実施形態の露光方法について説明する。露光装置 100では、前述のよう に、レチクルステージ RST (レチクル R)及びウェハステージ WST (ウェハ W)の Y軸 方向の同期走查により、レチクル R上のパターンをウェハ W上に転写する走查露光を 行う。このような走查露光では、レチクル R上のパターンの転写精度は、相対走查中 のレチクルステージ RST及びウェハステージ WSTの同期走査の動特性に大きく左 右されるようになる。例えば、ウェハ干渉計 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の相対位置関係力 X 軸方向に次第にずれてレ、くような動特性を有してレ、れば、ウェハ 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や、ショット領域の形成位置のスキャン 方向によるずれ (以降では、このスキャン方向に伴うずれを「正逆差」と称す)となって 露光結果として表れる。 Next, the exposure method of the present embodiment will be described. In the exposure apparatus 100, as described above, the reticle stage RST (reticle R) and the wafer stage WST (wafer W) are synchronously moved in the Y-axis direction to transfer the pattern on the reticle R onto the wafer W. I do. In such scanning exposure, the transfer accuracy of the pattern on the reticle R greatly depends on the dynamic characteristics of the synchronous scanning of the reticle stage RST and the wafer stage WST during relative scanning. For example, based on the measurement values of the wafer interferometer 18, the relative positional relationship between the two stages RST and WST gradually shifts in the X-axis direction during the relative movement of the two stages RST and WST in the Y-axis direction. If it has dynamic characteristics, it is transferred onto the wafer W The pattern image is distorted with respect to the pattern on the reticle R. Such distortion appears as an exposure result as a shot distortion component in the shot area or a shift in the formation position of the shot area due to the scan direction (hereinafter, the shift accompanying the scan direction is referred to as “forward / reverse difference”). .
[0060] このような歪みの問題に対処するため、本実施形態の露光装置 100では、走查露 光中のレチクル干渉計 16の計測値の補正を行う。例えば、レチクルステージ RSTが 、Y軸方向への同期走查中に、 +Χ方向にずれる場合、レチクル干渉計 16の X干渉 計の計測値を +Χ方向に補正してやれば、レチクルステージ RSTを制御するステー ジ制御装置 19のフィードバック制御系は、レチクルステージ RSTを反対側 (-Χ側)に 駆動するようになるため、結果的に、レチクルステージ RSTが +Χ側にずれずに、 Υ 軸方向に正確に移動するようになる。  In order to cope with such a problem of distortion, the exposure apparatus 100 of the present embodiment corrects a measurement value of the reticle interferometer 16 during scanning exposure. For example, if the reticle stage RST is shifted in the + Χ direction during the synchronous movement in the Y-axis direction, the reticle stage RST can be controlled by correcting the measurement value of the X interferometer of the reticle interferometer 16 in the + Χ direction. The feedback control system of the stage controller 19 drives the reticle stage RST to the opposite side (-(side). As a result, the reticle stage RST does not shift to the + Χ side and the 、 axis direction To move accurately.
[0061] そこで、本実施形態では、実際の走查露光を行う前に、所定のレチクル (後述する 計測用レチクル R )を、図 1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  Therefore, in the present embodiment, before performing the actual scanning exposure, a predetermined reticle (a measurement reticle R described later) is loaded on the reticle stage RST instead of the reticle R in FIG.
Τ  Τ
て走査露光を行い、その走査露光により、ウェ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ショットディストーション成分等を検出し、検出されたショ ットディストーション成分等に基づいて、走査露光中のレチクル干渉計 16又はウェハ 干渉計 18の計測値に対する適正な補正量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、レチクル干渉計 16の計測値を補正するものと する。  Scan exposure is performed, and the exposure result (printing result) transferred onto the wafer is measured by the scanning exposure to detect a shot distortion component and the like in the shot area. Based on the detected shot distortion component and the like, Then, a correction function that gives an appropriate correction amount to the measurement value of the reticle interferometer 16 or the wafer interferometer 18 during the scanning exposure is created, and the measurement function of the reticle interferometer 16 is used during the scanning exposure using the correction function. The value shall be corrected.
[0062] 通常、露光装置 100においては、レチクルステージ RST上に搭載されるレチクルの パターンは様々であり、そのパターンが形成されたパターン領域のサイズもレチクノレ によって異なる。すなわち、露光装置 100においては、ウェハ W上に形成すべき回 路パターン等によって、走查露光中の両ステージ RST、 WSTの相対走査の移動距 離 (スキャン長)が変わる。また、露光装置 100においては、両ステージの相対速度( スキャン速度)、走查露光前のステッピング移動の際の移動速度 (ステップ速度)等も プロセス(露光プロセス)に応じて異なる場合がある。したがって、本実施形態の露光 方法で作成される、レチクル干渉計 16の計測値を補正する補正関数は、スキャン長 、スキャン速度、ステップ速度等のいずれの走查条件がどのような値であっても適用 可能な関数であることが望ましい。そこで、本実施形態では、複数の異なるスキャン 長、スキャン速度等の下で、すなわち複数の異なる走査条件の下で走査露光を行い 、各走査条件下での露光結果に基づいて、任意の走査条件に適用可能な補正関数 を作成するものとする。 Usually, in exposure apparatus 100, the pattern of the reticle mounted on reticle stage RST is various, and the size of the pattern region in which the pattern is formed also differs depending on the reticle. That is, in the exposure apparatus 100, the moving distance (scan length) of the relative scanning between the two stages RST and WST during scanning exposure changes depending on the circuit pattern to be formed on the wafer W. In the exposure apparatus 100, the relative speed (scan speed) of both stages, the moving speed (step speed) in stepping movement before running exposure, and the like may be different depending on the process (exposure process). Therefore, the correction function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 created by the exposure method of the present embodiment is not limited to any of the scan conditions such as scan length, scan speed, and step speed. Also apply Desirable functions are desirable. Therefore, in the present embodiment, scanning exposure is performed under a plurality of different scan lengths, scan speeds, and the like, that is, under a plurality of different scanning conditions, and based on an exposure result under each scanning condition, an arbitrary scanning condition is set. It is assumed that a correction function that can be applied to is created.
[0063] 以下の表 1に、走查露光の試行の際に、設定される走查条件の一例を示す。  [0063] Table 1 below shows an example of running conditions set at the time of running exposure trial.
[0064] [表 1] [Table 1]
Figure imgf000019_0001
上記表 1には、低速(ファースト)、高速(セカンド)とレ、う 2つの欄が設けられており、 この 2つの欄には、スキャン長、スキャン速度、ステップ速度の 3つの項目力 走查条 件として列挙されている。また、高速(セカンド)の欄は、条件 0—条件 9の項目に区切 られている。
Figure imgf000019_0001
Table 1 above has two columns, low speed (fast) and high speed (second). These two columns have three items, scan length, scan speed, and step speed. Listed as conditions. The high-speed (second) column is divided into condition 0 to condition 9 items.
[0065] 本実施形態では、まず第 1に、通常のプロセスにおいては採用されることがない非 常に低速なスキャン速度の下で走查露光を行う。この走查露光での走查条件(以下 、「低速の走查条件」あるいは「基準の走查条件」という)は、表 1の低速 (ファースト) の欄に記載されている。すなわち、低速(ファースト)の欄に記載されているスキャン 長、スキャン速度、ステップ速度は、この低速の走查露光を行う際のそれぞれの設定 値を示しており、その条件において、スキャン長、スキャン速度、ステップ速度は、そ れぞれ 33mm、 30mm/s、 30mm/sに設定されている。このような低速の走查条 件の下では、両ステージのフィードバック制御系による位置一速度制御により、両ステ ージがほぼ完全な同期状態に保たれたままで走査露光が行われるため、その条件 での露光結果を、レチクルステージ RST及びウェハステージ WSTの同期走査の動 特性の影響をほとんど受けていない露光結果であるとみなすことができる。そのため 、本実施形態では、後述するように、その露光結果 (上述の「基準の走査条件」を用 レ、た場合の露光結果)を「基準の露光結果」として用レ、ることとする。 In the present embodiment, first, scanning exposure is performed at a very low scan speed that is not employed in a normal process. The running conditions in the running exposure (hereinafter referred to as “low-speed running conditions” or “standard running conditions”) are described in the low-speed (fast) column of Table 1. That is, the scan length, scan speed, and step speed described in the low-speed (first) column indicate the respective set values when performing the low-speed scanning exposure. Speed and step speed They are set to 33mm, 30mm / s and 30mm / s respectively. Under these low-speed running conditions, scanning exposure is performed while both stages are kept almost completely synchronized by the position-one-speed control by the feedback control system of both stages. Can be regarded as an exposure result which is hardly affected by the dynamic characteristics of the synchronous scanning of the reticle stage RST and the wafer stage WST. Therefore, in the present embodiment, as described later, the exposure result (the exposure result when the above-described “reference scanning condition” is used) is used as the “reference exposure result”.
[0066] また、本実施形態では、低速の走查条件の下での走查露光を行った後に、通常の 走查露光で採用される程度の比較的高速なスキャン速度の下での走查露光を行う。 表 1の高速 (セカンド)の欄には、複数の異なる走查条件、すなわち条件 0—条件 9 ( 以下、「高速の走查条件」と略述する)におけるスキャン長、スキャン速度、ステップ速 度の設定値がそれぞれ示されている。表 1からもわかるように、本実施形態では、スキ ヤン長(33mm、 25mm, 17mm) ,スキャン速度(30mmZs、 170mm/s, 240mm /s、 300mm/s)、ステップ速度(30mm/s、 495mm/s)のそれぞれの設定値の 中からそれぞれ 1つの設定値を選択することにより得られるスキャン長、スキャン速度 、ステップ速度の組合せ力 条件 1から条件 9までの高速の走査条件における組合せ として選択されている。なお、条件 0 ( * )は、低速の走査条件と同一の条件となって いる。 Further, in the present embodiment, after the running exposure is performed under the low-speed running conditions, the running is performed at a relatively high scanning speed that is used in the normal running exposure. Perform exposure. In the high-speed (second) column of Table 1, the scan length, scan speed, and step speed under a plurality of different running conditions, that is, condition 0 to condition 9 (hereinafter abbreviated as “high-speed running conditions”) are shown. Are set, respectively. As can be seen from Table 1, in the present embodiment, the scan length (33 mm, 25 mm, 17 mm), scan speed (30 mmZs, 170 mm / s, 240 mm / s, 300 mm / s), step speed (30 mm / s, 495 mm / s) Combined force of scan length, scan speed, and step speed obtained by selecting one set value from each set value of each set value in conditions 1 to 9 in high-speed scan conditions ing. The condition 0 (*) is the same as the low-speed scanning condition.
[0067] このように、本実施形態では、複数の異なる走査条件として、例えば表 1に示される 条件 0から条件 9までの走査条件(以下、「高速の走査条件」と略述する)の下で、走 查露光を行い、低速の走査条件での走査露光により選択されたウェハ上に転写した パターンと同一のパターンを、そのウェハ上に重ね合わせるように転写する、いわゆ る「低速一高速重ね」露光(以下、「低速一高速重ね」と略述する)を行う。なお、「低速 の(基準の)走查条件」の下で走查露光を行う時の露光量 (ドーズ)と、「高速の走查 条件」の下で走查露光を行う時の露光量 (ドーズ)とが同一の露光量 (所定露光量)と なるように主制御装置 20によって走查条件毎に露光量制御がなされるように構成さ れている。  As described above, in the present embodiment, as a plurality of different scanning conditions, for example, under the scanning conditions from condition 0 to condition 9 shown in Table 1 (hereinafter, abbreviated as “high-speed scanning condition”). In this way, scanning exposure is performed, and the same pattern as the pattern transferred on the wafer selected by scanning exposure under low-speed scanning conditions is transferred so as to be superimposed on the wafer, so-called "low speed-high speed". Overlay "exposure (hereinafter, abbreviated as" low speed-high speed overlap ") is performed. Note that the exposure amount (dose) when performing a running exposure under “low-speed (reference) running conditions” and the exposure amount (dosing) when performing a running exposure under “high-speed running conditions” The main controller 20 controls the exposure amount for each running condition so that the exposure amount is the same as the exposure amount (predetermined exposure amount).
[0068] 次に、上述した低速一高速重ねに用いられる計測用レチクルの一例について説明 する。 Next, an example of the measurement reticle used for the above-described low-speed / high-speed overlapping will be described. To do.
[0069] 図 2には、低速一高速重ねで用いられる計測用のレチクル Rの一例が示されている  FIG. 2 shows an example of a measurement reticle R used in low-speed / high-speed overlapping.
T  T
。この図 2は、計測用のレチクル Rを、パターン面側(図 1における下面側)から見た  . FIG. 2 shows the reticle R for measurement as viewed from the pattern surface side (the lower surface side in FIG. 1).
T  T
平面図である。  It is a top view.
[0070] この計測用レチクル Rでは、正方形のガラス基板 42の一面 (パターン面)に、斜線  In this measurement reticle R, one surface (pattern surface) of the square glass substrate 42 is
T  T
で示される遮光帯であるパターン領域 PAが形成されており、そのパターン領域 PA 内に、所定のマーク M力 所定の間隔で、マトリクス状に配置されている。図 2では、  A pattern area PA, which is a light-shielding band indicated by, is formed, and is arranged in a matrix at a predetermined mark M force and a predetermined interval in the pattern area PA. In Figure 2,
P  P
所定のマーク M力 3行 5列(Y軸方向を行とする)の計 15個だけ(M— M )だけ図 p 1 15 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。上記表 1に示されるように、高速の走查条件においては、スキャン長が、 17mm 33mmの範囲で設定されているため、パターン領域 PA上の Y軸方向の両端のマー ク Mの間隔(マーク M、 M、 M と、マーク M、 M 、 M との間隔)は、 33mm X M p 1 6 11 5 10 15  A predetermined mark M force 3 rows and 5 columns (rows in the Y-axis direction) are shown only in a total of 15 (M-M) in Figure p 1 15. Formed in PA. As shown in Table 1 above, under high-speed running conditions, since the scan length is set within the range of 17 mm and 33 mm, the distance between the marks M at both ends in the Y-axis direction on the pattern area PA (mark) The distance between M, M, M and the mark M, M, M) is 33mm XM p 1 6 11 5 10 15
以上である必要があり、パターン領域 PAの中心を基準とする Y軸方向に関する 17 exp  17 exp in the Y-axis direction with respect to the center of the pattern area PA.
mm X M の範囲内に、補正関数の算出に十分な数のマーク Mが配置されている exp p 必要がある。  exp p needs to have a sufficient number of marks M within the range of mm X M to calculate the correction function.
[0071] 本実施形態における低速一高速重ねの走査露光では、図 2に示される計測用レチ クル Rにより、低速の走査条件下で走査露光を行い、ウェハステージ WSTを駆動し In the low-speed and high-speed scanning exposure according to the present embodiment, scanning exposure is performed under low-speed scanning conditions using the measurement reticle R shown in FIG. 2, and the wafer stage WST is driven.
T T
てウェハ(実際には、後述する計測用のウェハ w )の位置を X方向及び γ方向に  The position of the wafer (actually, the wafer for measurement w described later) in the X and γ directions.
T  T
所定距離 Lだけずらし、高速の走査条件 (例えば表 1の条件 0—条件 9のいずれか) 下で、再度、走査露光を行う。  The scanning exposure is performed again under a high-speed scanning condition (for example, any one of the conditions 0 to 9 in Table 1) while being shifted by a predetermined distance L.
[0072] 図 3には、所定のマーク Mの一例が示されている。図 3に示されるように、マーク M FIG. 3 shows an example of the predetermined mark M. As shown in Figure 3, mark M
P P  P P
には、 X軸方向に延びる L/Sパターン MX、 MXと、 Y軸方向に延びる L/Sパター  L / S pattern MX and MX extending in the X-axis direction and L / S pattern extending in the Y-axis direction
1 2  1 2
ン MY、 MYとが形成されている。図 3においては、マーク Mにおけるクロム部は斜 MY and MY are formed. In Fig. 3, the chrome part of mark M is oblique.
1 2 p 1 2 p
線で示されており、光透過部は無地で示されている。図 3に示されるように、 LZSパ ターン MX、 MX、 MY、 MYでは、ラインが光透過部となっており、スペースがクロ  The light transmission part is shown by a solid line. As shown in Fig. 3, in the LZS patterns MX, MX, MY, and MY, the lines serve as light transmission parts,
1 2 1 2  1 2 1 2
ム部となっている。 LZSパターン MX、 MYは、その配列方向の両端に 3本のライン  Part. The LZS pattern MX and MY have three lines at both ends in the array direction.
1 1  1 1
パターンが形成され、中央付近に L/Sパターン MX、 MYをそれぞれ内包可能な  A pattern is formed and L / S patterns MX and MY can be included near the center.
2 2  twenty two
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レ、る。 L/Sパターン MX、 MYは、それぞれ L/Sパターン MX、 MYと、レチクル R上において、 X軸A pattern having a space (chrome portion) having a region is formed. L / S pattern MX and MY are the L / S patterns MX and MY, respectively, and the reticle R on the X axis.
1 1 2 2 T 1 1 2 2 T
方向及び Y軸方向に距離 M X Lだけ離間して設けられている。これは、上述のよう に、ウェハの位置を X方向及び Υ方向に所定距離 Lだけずらして走査露光を行う ためである。  It is provided at a distance of M XL in the direction and the Y-axis direction. This is because the scanning exposure is performed by shifting the position of the wafer in the X direction and the 距離 direction by a predetermined distance L as described above.
[0073] 図 4 (A)には、低速 -高速重ねの走查露光を行った場合のウェハ W上の露光結果  FIG. 4 (A) shows the exposure result on wafer W when low-speed and high-speed overlapping scanning exposure was performed.
Τ  Τ
が模式的に示されている。なお、ウェハ w上には、ネガ型のフォトレジストが塗布さ τ  Is schematically shown. A negative photoresist is applied on the wafer w.
れてレ、るものとする。図 4 (A)に示されるように、ウェハステージ WSTを一 X方向及び 一 Υ方向に Lだけシフトさせて低速—高速重ねの走查露光を行うことにより、レチクル R 上に形成された各マーク Μの重ね合わせ像 MPが + X方向及び + Y方向に、 L ( Shall be. As shown in FIG. 4 (A), each mark formed on the reticle R is obtained by shifting the wafer stage WST by L in the X direction and the X direction and performing low-speed and high-speed scanning exposure. The superimposed image MP of MP is represented by L (
T P P T P P
投影倍率 /3により、レチクル R上の 1/M 倍となっている)だけシフトされて重ね合  It is shifted by 1 / M times on the reticle R by the projection magnification / 3)
T exp  T exp
わせ転写形成されるようになる。  Transfer formation.
[0074] 図 4 (B)には、低速 -高速重ねの走查露光における各マーク Mの転写結果が拡大  [0074] Fig. 4 (B) shows an enlarged transfer result of each mark M in low-speed and high-speed scanning exposure.
P  P
して示されている。図 4 (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 MXと、 L/Sパターン MXとが重なるように転写され、 L/Sパターン MYと  Shown. As shown in FIG. 4 (B), as a result of the overlapping scanning exposure, the L / S pattern MX and the L / S pattern MX are transferred so as to overlap, and the L / S pattern MY and
1 2 1 1 2 1
、 L/Sパターン MYとが重なるように転写される。なお、前述のようにウェハ W上に , And L / S pattern MY are transferred so as to overlap. Note that the wafer W
2 T は、ネガ型のフォトレジストが塗布されているので、ウェハ W上に実際に感光され、  2 T is actually exposed on the wafer W because the negative type photoresist is applied,
T  T
現像により残るのは、各 L/Sパターン MX、 MX、 MY、 MYのラインパターンが転  What remains after development is the line pattern of each L / S pattern MX, MX, MY, MY.
1 2 1 2  1 2 1 2
写される部分だけとなる。この結果、図 4 (B)に示されるように、 L/Sパターン MXの  It is only the part to be copied. As a result, as shown in FIG. 4 (B), the L / S pattern MX
1 像と、 L/Sパターン MXの像とで L/Sパターン像 MXPが形成され、 L/Sパター  1 The L / S pattern image MXP is formed by the image and the L / S pattern MX image, and the L / S pattern
2 P  2 P
ン MYの像と、 L/Sパターン MYの像とで、 L/Sパターン像 MYPが形成されるよ The MY image and the L / S pattern MY image form the L / S pattern image MYP.
1 2 p うになる。 1 2 p
[0075] 図 4 (C)には、 L/Sパターン像 MXP力 拡大して示されている。図 4 (C)に示され  FIG. 4 (C) shows an enlarged L / S pattern image MXP force. As shown in Fig. 4 (C)
P  P
るように、低速一高速重ねの走查露光において、各マーク Mが正確に転写された場  As shown, in the low-speed and high-speed superimposed scanning exposure,
P  P
合、 L/Sパターン MXの像 MX,の中心と L/Sパターン MXの像 MX,の中心とは  The center of the image MX, of the L / S pattern MX and the center of the image MX, of the L / S pattern MX
1 1 2 2 一致するようになっており、 L/Sパターン像 MX,の両端の各 L/Sパターンの像の  1 1 2 2 The L / S pattern image MX,
1  1
中心と、 L/Sパターン像 MX,の中心との距離は、それぞれ所定の距離 Ll、 L2とな  The distance between the center and the center of the L / S pattern image MX is a predetermined distance Ll, L2, respectively.
2  2
る。なお、 L/Sパターン MYと L/Sパターン MYとの距離についても、上述の L/  The Note that the distance between the L / S pattern MY and the L / S pattern MY is
1 2  1 2
Sパターン MXと LZSパターン MXとの関係と同様に、それらの転写像の中心を一  As with the relationship between the S pattern MX and the LZS pattern MX, the center of
1 2 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。 1 2 It is assumed that the positional relationship between the images of the respective patterns when they are matched and superimposed is known.
[0076] また、図 4 (C)では、 L/Sパターン像 MX 'と、 L/Sパターン像 MX 'とが一体的  In FIG. 4C, the L / S pattern image MX ′ and the L / S pattern image MX ′ are integrated.
1 2  1 2
にデューティ比 50%の LZSパターンを形成するかのように図示されている力 その 必要はない。むしろ、 L/Sパターン MXの像 MX 'の中心と LZSパターン MXの像  The force shown is as if a LZS pattern with a duty ratio of 50% is formed. Rather, the center of the L / S pattern MX image MX 'and the LZS pattern MX image
1 1 2 1 1 2
MX,の中心とが多少ずれていたとしても、 L/Sパターン MXのラインパターン像とEven if the center of MX is slightly deviated, the line pattern image of L / S pattern MX
2 2
、 L/Sパターン MXのラインパターン像とが重ならないように、 LZSパターン MXの  Of the LZS pattern MX so that the line pattern image of the L / S pattern MX does not overlap
2 2 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 R上に形成された LZSパターン MXと L/Sパターン MXと  It is desirable to make the central chrome part wide enough. This is because the LZS pattern MX and L / S pattern MX formed on the measurement reticle R
Τ 1 2 を、図 4 (C)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 MXの像 MX,と、 LZSパターン MXの像 MX 'の 2つ  Τ 1 2 is transferred so as to be superimposed as shown in FIG. 4 (C), and in the transfer result of the superimposition, the image MX of the L / S pattern MX and the image MX ′ of the LZS pattern MX are obtained. The two
1 1 2 2 のラインパターンとの距離力 それぞれ Ll、 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ウェハ W上にほ  It is necessary to detect the distance force from each of the line patterns L1 and L2, and to accurately calculate the deviation, each line pattern is placed on the wafer W.
T  T
ぼ完全に再現されてレ、る必要があるからである。  This is because it must be completely reproduced.
[0077] 図 2に戻り、パターン領域 PAの中心、すなわちレチクル Rの中心(レチクルセンタ) τ  Returning to FIG. 2, the center of pattern area PA, that is, the center of reticle R (reticle center) τ
を通るパターン領域 PAの X軸方向の両側には、一対のレチクルァライメントマーク R Ml , RM2が形成されている。なお、図 2では、一対のレチクルァライメントマーク RM 1 , RM2は一組しか示されていないが、実際には、 Y軸方向に沿って複数組設けら れている。  A pair of reticle alignment marks R Ml, RM2 are formed on both sides in the X-axis direction of the pattern area PA passing through. Note that FIG. 2 shows only one pair of the reticle alignment marks RM 1 and RM 2, but actually, a plurality of pairs are provided along the Y-axis direction.
[0078] 次に、上述のようにして構成された露光装置 100により、本実施形態の露光方法を 行う際の動作について、主制御装置 20内の CPUの処理アルゴリズムを示す図 5— 図 7のフローチャートに沿って適宜他の図面を参照しつつ、説明する。なお、上記表 1では、各走查条件の具体的な数値を示したが、以下では、一般化のため、以下の 表 2に示す走查条件を用レ、るものとして説明する。以下の表 2では、高速の走查条件 の数を N + 1個とし、それぞれの条件お(j = 0— N)で表すものとする。以下の表 2に おいては、条件 jにおける走查条件、すなわちスキャン長、スキャン速度、ステップ速 度をそれぞれ HSc , HVSc , HVSt としてレヽる。この HSc , HVSc , HVSt ,  Next, the operation of the exposure apparatus 100 configured as described above when performing the exposure method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The description will be given along the flowchart with reference to other drawings as appropriate. In Table 1, the specific numerical values of the running conditions are shown, but for the sake of generalization, the following description will be made assuming that the running conditions shown in Table 2 below are used. In Table 2 below, it is assumed that the number of high-speed running conditions is N + 1 and each of the conditions is represented by (j = 0-N). In Table 2 below, the running conditions under condition j, that is, the scan length, scan speed, and step speed, are referred to as HSc, HVSc, and HVSt, respectively. This HSc, HVSc, HVSt,
は、表 1の条件で言えば、(33mm、 25mm, 17mm)、(30mm/s、 170mm/s, 2 40mm/s、 300mm/s)、(30mm/s、 495mm/s)のいずれかの値に該当するこ とになる。 Are (33mm, 25mm, 17mm), (30mm / s, 170mm / s, 2 Either 40mm / s, 300mm / s) or (30mm / s, 495mm / s).
[0079] また、この表 2においては、表 1と異なり、スキャン方向が走査条件に加えられている 。スキャン方向としては、 +Y方向(すなわちプラススキャン方向)と一 Y方向(すなわち マイナススキャン方向)との 2つがある。本実施形態では、上述のスキャン長、スキャン 速度、ステップ速度の同一の組合せについてそれぞれプラススキャン、マイナススキ ヤンの走查露光を行い、走查露光における正逆差補正をも補正可能となるように、プ ラススキャン時の補正関数と、マイナススキャンの補正関数とを別々に作成する。ここ でいう正逆差とは、プラススキャンにより形成されたショット領域の形成位置と、マイナ ススキャンにより形成されたショット領域の形成位置との間に発生するオフセットを意 味する。したがって、後述するように、上述のプラススキャン時の補正関数と、マイナ ススキャン時の補正関数とのいずれか一方には、そのオフセットをキャンセルするた めのオフセット項が付与されることとなる。  Further, in Table 2, unlike in Table 1, the scanning direction is added to the scanning conditions. There are two scan directions, the + Y direction (ie, plus scan direction) and the one Y direction (ie, minus scan direction). In the present embodiment, plus scan and minus scan scan exposures are performed for the same combination of the scan length, scan speed, and step speed, respectively, so that the forward / reverse difference correction in the scan exposure can be corrected. A correction function for the plus scan and a correction function for the minus scan are created separately. Here, the forward / reverse difference means an offset generated between the formation position of the shot region formed by the plus scan and the formation position of the shot region formed by the minus scan. Therefore, as will be described later, an offset term for canceling the offset is given to one of the correction function at the time of the plus scan and the correction function at the time of the negative scan.
[0080] 表 2に示されるように、本実施形態では、上述の正逆差補正のため、スキャン長、ス キャン速度、ステップ速度などの組合せとしての条件 jについて、それぞれプラススキ ヤン、マイナススキャンの走査露光をそれぞれ行う必要がある。また、低速の走查条 件では、スキャン長、スキャン速度、ステップ速度、スキャン方向を、それぞれ A 、 L w_def As shown in Table 2, in the present embodiment, for the above-described forward / reverse difference correction, the condition j as a combination of the scan length, the scan speed, the step speed, and the like, the scan in the plus scan and the minus scan, respectively. Each exposure must be performed. In low-speed running conditions, the scan length, scan speed, step speed, and scan direction are set to A and L w_def, respectively.
VSc , LVSt , Ldとする。低速の走査条件のスキャン方向 Ldは、プラススキャン( w w w w VSc, LVSt, Ld. The scanning direction Ld in the low-speed scanning condition is plus scanning (w w w w
+ )を示しているものとする。なお、条件 0のスキャン長、スキャン速度、ステップ速度と しての HSc , HVSc , HVSt は、 A 、 LVSc , LVStとそれぞれ同一の値で w,0 w,0 w,0 w_def w w  +). HSc, HVSc, and HVSt as the scan length, scan speed, and step speed of condition 0 are the same values as A, LVSc, and LVSt, respectively, w, 0 w, 0 w, and 0 w_def w w
あるとする。  Suppose there is.
[0081] [表 2]
Figure imgf000025_0001
図 5には、主制御装置 20の動作を示すフローチャートが示されている。まず、ステツ プ 502において、計測用のウェハ Wが不図示のウェハローダによりウェハステージ τ
[0081] [Table 2]
Figure imgf000025_0001
FIG. 5 shows a flowchart showing the operation of main controller 20. First, in step 502, a wafer W for measurement is loaded onto a wafer stage τ by a wafer loader (not shown).
WST上にロードされるとともに、不図示のレチクルローダによりレチクルステージ RST 上にレチクル Rがロードされる。  The reticle R is loaded on the reticle stage RST by the reticle loader (not shown) while being loaded on the WST.
τ  τ
次のステップ 504では、レチクルの位置合わせ等の準備作業を行う。具体的には、 ウェハステージ駆動部 24を介してウェハステージ WST上の基準マーク板 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)に位置決めし、 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レチ クル R上の一対のレチクルァ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ァ 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、レチクルァラィメ ント検出系 22の検出結果と、ステージ制御装置 19を介して得られるその検出時のレ チクル干渉計 16及びウェハ干渉計 18の計測値とをメインメモリに記憶する。次いで、 主制御装置 20では、ウェハステージ 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レチクル R上の別の一対 のレチクルァ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ァライメント検出 系 22を用いて検出する。そして、主制御装置 20では、レチクルァライメント検出系 22 の検出結果と、ステージ制御装置 19を介して得られるその検出時の干渉計 16、 18 の計測値とを不図示の記憶装置に記憶する。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 クルァライメントマークとの相対位置関係を更に計測しても良い。 In the next step 504, preparation work such as alignment of the reticle is performed. Specifically, the reference mark plate FM on the wafer stage WST is positioned at a predetermined position directly below the projection optical system PL (hereinafter, referred to as “reference position” for convenience) via the wafer stage drive unit 24, and the reference mark The relative position between the pair of first fiducial marks on the plate FM and the pair of reticle alignment marks on the reticle R corresponding to the first fiducial mark is detected using the pair of reticle alignment detection systems 22 described above. . Then, main controller 20 stores in main memory the detection result of reticle alignment detection system 22 and the measurement values of reticle interferometer 16 and wafer interferometer 18 obtained through stage controller 19 at the time of detection. I do. 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 form another pair of first fiducial marks on fiducial mark plate FM. And a pair of reticle alignment marks on reticle R corresponding to the first reference mark are detected using paired reticle alignment detection system 22 described above. Main controller 20 includes a reticle alignment detection system 22 And the measured values of the interferometers 16 and 18 at the time of the detection obtained through the stage controller 19 are stored in a storage device (not shown). Next, in the same manner as above, the relative positional relationship between another pair of first fiducial marks on the fiducial mark plate FM and the reticle alignment mark corresponding to the first fiducial mark is further measured. good.
[0083] そして、主制御装置 20では、このようにして得られた少なくとも 2対の第 1基準マー クと対応するレチクルァ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ェ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、レチクルァライメントが終了する。以下の走查露光で は、ウェハステージ座標系の Y軸方向にレチクルステージ RSTとウェハステージ WS Tとを同期走查することにより走查露光を行うが、その際には、このレチクルステージ 座標系とウェ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 RS Tの走査が行われるようになる。  [0083] Then, in main controller 20, information on the relative positional relationship between at least two pairs of the first reference marks obtained in this way and the corresponding reticle alignment marks, and the interferometer at the time of each measurement. Using the measured values of 16 and 18, the relative positional relationship between the reticle stage coordinate system defined by the length measurement axis of the interferometer 16 and the wafer stage coordinate system defined by the length measurement axis of the interferometer 18 is determined. Thus, the reticle alignment is completed. In the following scanning exposure, the scanning exposure is performed by synchronously moving 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 is used. The reticle stage RST is scanned based on the relative positional relationship between the reticle stage and the wafer stage coordinate system.
[0084] そして、主制御装置 20は、ベースライン計測を行う。具体的には、ウェハステージ 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、ァライメント検出系 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 (ステージ制御装置 19を介して得られるウェハ干渉計 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、このとき得られるァライメン 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ェハス 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ァ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ェハ干渉計 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とに基づいて、ァライメント 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ァライメント検出 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、ァライメント検出系 ASの撮像対象となるウェハ W (又はウェハ W)  Then, main controller 20 performs baseline measurement. Specifically, the wafer stage WST is returned to the above-described reference position, and is moved in the XY plane by a predetermined amount, for example, the design value of the baseline from the reference position, and the reference mark plate FM is used by using the alignment detection system AS. The upper second reference mark is detected (the measured value of the wafer interferometer 18 obtained via the stage controller 19 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 fiducial mark obtained at this time, and a pair of first and second wafers measured when wafer stage WST was previously positioned at the reference position. Information on the relative positional relationship between the fiducial mark and a pair of reticle alignment marks corresponding to the first fiducial mark, the measured values of the wafer interferometer 18 at the time of each measurement, the design values of the baseline, and the known values Based on the positional relationship between the first fiducial mark and the second fiducial mark, the distance (position) between the baseline of the alignment detection system AS, ie, the projection center of the reticle pattern and the detection center (index center) of the alignment detection system AS Relation). If this baseline is calculated, the wafer W (or wafer W) to be imaged by the alignment detection system AS
T  T
上のマーク等を、ァライメント検出系 ASの撮像視野内に正確に位置決めすることが できるようになる。 [0085] 次のステップ 506では、カウンタ値 jを 0に初期化するとともに、最初のショット領域( 条件 j ( = 0) (プラススキャン)番目のショット領域)を、露光対象領域としてセットする。 なお、このとき、マイナススキャンフラグを初期化(クリア)しておく。後述するように、主 制御装置 20は、高速の走查条件を設定する際には、スキャン方向に関しては、この マイナススキャンフラグを参照し、このフラグがクリアされている場合には、プラススキ ヤンを設定し、セットされている場合には、マイナススキャンを設定するようになる。 The upper mark and the like can be accurately positioned in the imaging field of view of the alignment detection system AS. In the next step 506, the counter value j is initialized to 0, and the first shot area (condition j (= 0) (plus scan) -th shot area) is set as an exposure target area. At this time, the minus scan flag is initialized (cleared). As described later, the main controller 20 refers to the minus scan flag for the scan direction when setting the high-speed running condition, and if the flag is cleared, the main controller 20 performs the plus scan. If it is set and set, a minus scan will be set.
[0086] 次のステップ 508では、ステージ制御装置 19等に対し、走查条件を、表 2に示され る低速走查条件(低速(ファースト)、すなわちスキャン長 A 、スキャン速度 LVSc、 ステップ速度 LVSt、スキャン方向 Ld ( + ) )に設定する。そして、ステップ 510で、ス テージ制御装置 19に対し、ウェハステージ WST及びレチクルステージ RSTを、条件 j (条件 0) (プラススキャン)番目のショット領域の走查開始位置に位置決めするように 指示する。これにより、ウェハステージ WST及びレチクルステージ RST力 それぞれ 走査開始位置に位置決めされる。そして、ステップ 512において、設定された走查条 件の下での走査露光を、ステージ制御装置 19に指示する。これにより、図 2に示され るレチクル R上のパターンが、低速の走査条件の下で、ウェハ W上の条件 j (プラス  [0086] In the next step 508, the running conditions for the stage controller 19 and the like are changed to the low-speed running conditions (low speed (fast), ie, scan length A, scan speed LVSc, and step speed LVSt shown in Table 2. , Scan direction Ld (+)). Then, in step 510, the stage controller 19 is instructed to position the wafer stage WST and the reticle stage RST at the running start position of the condition j (condition 0) (plus scan) shot area. As a result, the wafer stage WST and the reticle stage RST force are each positioned at the scanning start position. Then, in step 512, the stage controller 19 is instructed to perform scanning exposure under the set running conditions. As a result, the pattern on reticle R shown in FIG.
T T  T T
スキャン)のショット領域に転写される。  (Scan) shot area.
[0087] 次のステップ 514では、走査条件を高速走査条件(条件 jのスキャン長 HSc 、スキ ヤン速度 HVSc 、ステップ速度 HVSt )に設定する。このとき、スキャン方向も、走 In the next step 514, the scanning conditions are set to high-speed scanning conditions (scan length HSc, scan speed HVSc, and step speed HVSt of condition j). At this time, the scanning direction
'J  'J
查条件の 1つとして設定するが、このスキャン方向は、マイナススキャンフラグを参照 して設定する。すなわち、このマイナススキャンフラグがクリアされていれば、プラスス キャン(+ )を設定し、セットされていれば、マイナススキャン (一)を設定するものとする 。ここでは、上記ステップ 506において、マイナススキャンフラグがクリアされているの で、上記高速走查条件の 1つとして、プラススキャンをセットする。そして、ステップ 51 6では、ステージ制御装置 19に対し、ウェハステージ WST及びレチクルステージ RS Tを走査開始位置に位置決めするように指示する。なお、この走査開始位置は、走 查条件 jとして設定されているスキャン長 HSc 、スキャン方向(ここではプラススキヤ ン)を考慮し、その走查露光によって形成されるショット領域力 ステップ 512におい て低速走查条件でウェハ Wに形成されたショット領域に対して、 +X方向及び + Y  設定 Set as one of the conditions, this scan direction is set with reference to the minus scan flag. That is, if this minus scan flag is cleared, plus scan (+) is set, and if it is set, minus scan (1) is set. Here, since the minus scan flag has been cleared in step 506, plus scan is set as one of the high-speed running conditions. In step 516, the stage controller 19 is instructed to position the wafer stage WST and the reticle stage RST at the scanning start position. The scan start position is determined by taking into account the scan length HSc set as the scan condition j and the scan direction (here, plus scan), and taking a low speed scan at step 512 in the shot area force formed by the scan exposure.シ ョ ッ ト With respect to the shot area formed on the wafer W under the conditions, + X direction and + Y
T 方向に Lだけシフトするような位置とする(すなわち、ウェハステージ WSTを、低速の 走査露光条件の下での走査露光における加速開始位置よりも X方向及び Y方向 に Lだけシフトさせた位置とする)。そして、ステップ 518において、高速の走査条件( 条件 j (ここでは j = 0) )の下での走查露光を開始するように、ステージ制御装置 19に 指示する。こうした一連のステップ 508—ステップ 518の処理により、図 4 (A)に示さ れるような、条件 j ( = 0)の重ね合わせショット領域力 ウェハ W上に形成される。 T Position (ie, the wafer stage WST is shifted by L in the X and Y directions from the acceleration start position in scanning exposure under low-speed scanning exposure conditions). ). In step 518, the stage controller 19 is instructed to start scanning exposure under a high-speed scanning condition (condition j (here, j = 0)). By the series of steps 508 to 518, a superposed shot area force is formed on the wafer W under the condition j (= 0) as shown in FIG.
T  T
[0088] 次のステップ 520では、カウンタ値 j力 ¾であるか否かが判断される。その判断が否 定されればステップ 522に進み、判断が肯定されればステップ 528に進む。ここでは 、 j = 0であるので、判断は肯定され、ステップ 528に進む。ステップ 528では、カウン タ値 jが 1だけインクリメントされるとともに、マイナススキャンフラグがクリアされる。ステ ップ 528処理終了後は、ステップ 508に戻る。  In the next step 520, it is determined whether or not the counter value is j force ¾. If the determination is negative, the process proceeds to step 522, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step 528. Here, since j = 0, the determination is affirmative and the routine proceeds to step 528. In step 528, the counter value j is incremented by 1 and the minus scan flag is cleared. After the completion of the step 528, the process returns to the step 508.
[0089] 以降、ステップ 508 ステップ 518の処理が再度実行され、カウンタ値 jは 1となり、 マイナススキャンフラグがクリアされているので、条件 1 (プラススキャン)に関する重ね 合わせ露光領域が形成される。そして、ステップ 520において、カウンタ値 j力 SOである か否かが判断され、ここでは j = lであるので、判断は否定され、ステップ 522に進む  [0089] Thereafter, step 508, the processing of step 518 is executed again, the counter value j becomes 1, and the minus scan flag is cleared, so that an overlap exposure area related to condition 1 (plus scan) is formed. Then, in step 520, it is determined whether or not the counter value is j power SO. Since j = 1 here, the determination is negative, and the flow proceeds to step 522.
[0090] ステップ 522では、条件 j (マイナススキャン)に関する重ね合わせショット領域が形 成されたか否かが判断される。この判断が否定されればステップ 524に進み、この判 断が肯定されればステップ 526に進む。ここでは、まだ条件 j (マイナススキャン)に関 する重ね合わせショット領域が形成されていないので、判断は否定され、ステップ 52 4に進む。ステップ 524では、マイナススキャンフラグがセットされて、ステップ 508に In step 522, it is determined whether or not a superimposed shot area related to condition j (minus scan) has been formed. If this determination is denied, the process proceeds to step 524, and if this determination is affirmed, the process proceeds to step 526. Here, since a superimposed shot area relating to the condition j (minus scan) has not been formed yet, the judgment is denied, and the routine proceeds to step 524. In step 524, the minus scan flag is set, and in step 508
[0091] 以降、 j = lで、マイナススキャンフラグがセットされているので、ステップ 508 ステ ップ 518の処理が再度実行され、条件 1 (マイナススキャン)に関する重ね合わせショ ット領域が形成される。そして、ステップ 520において、カウンタ値 j力 ¾であるか否か が判断される。ここでは j = lであるので、判断は否定され、ステップ 522に進む。 [0091] Thereafter, since j = l and the minus scan flag is set, the processing of step 508 and step 518 is executed again, and an overlap shot area relating to condition 1 (minus scan) is formed. . Then, in step 520, it is determined whether or not the counter value is j force ¾. Here, since j = l, the determination is negative and the process proceeds to step 522.
[0092] ステップ 522では、条件 j (マイナススキャン)に関する重ね合わせショット領域が形 成されたか否かが判断される。ここでは、すでにその重ね合わせショット領域が作成 されているので、判断は肯定され、ステップ 526に進む。 [0092] In step 522, it is determined whether or not a superimposed shot area related to the condition j (minus scan) has been formed. Here, the overlapping shot area is already created As a result, the determination is affirmative and the process proceeds to step 526.
[0093] 次のステップ 526では、全ての走査条件下での走査露光が終了したか否か(すな わち、カウンタ値 jが N以上となったか否力 を判断する。判断が否定されれば、ステツ プ 528に進み、判断が肯定されれば、ステップ 530に進む。ここでは、 j = lであるの で、判断は否定され、ステップ 528に進む。ステップ 528では、 jを 1だけインクリメント するとともに、マイナススキャンフラグをクリアし、ステップ 508に戻る。  [0093] In the next step 526, it is determined whether or not the scanning exposure under all the scanning conditions has been completed (that is, it is determined whether or not the counter value j has become equal to or more than N. The determination is negative. For example, proceed to step 528, and if the judgment is affirmative, proceed to step 530. Here, since j = 1, the decision is denied and proceed to step 528. In step 528, j is incremented by 1 At the same time, the minus scan flag is cleared, and the process returns to step 508.
[0094] 以降、ステップ 526で判断が肯定されるまで、すなわちカウンタ値 jが N以上となるま で、ステップ 508→ステップ 510→ステップ 512→ステップ 514→ステップ 516→ステ ップ 518→ステップ 520→ステップ 522→ステップ 524の処理によって条件 j (プラスス キャン)の重ね合わせ露光領域がウェハ W上に形成され、さらに、ステップ 508→ス  [0094] Thereafter, until the judgment is affirmed in Step 526, that is, until the counter value j becomes N or more, Step 508 → Step 510 → Step 512 → Step 514 → Step 516 → Step 518 → Step 520 → The overlap exposure region of the condition j (plus scan) is formed on the wafer W by the processing of Step 522 → Step 524, and further, Step 508 → Scan
τ  τ
テツプ 510→ステップ 512→ステップ 514→ステップ 516→ステップ 518→ステップ 5 20→ステップ 522→ステップ 526→ステップ 528までの処理によって条件 j (マイナス スキャン)の重ね合わせ露光領域の潜像がウェハ W上に形成されるようになる。  Step 510-> Step 512-> Step 514-> Step 516-> Step 518-> Step 5 20-> Step 522-> Step 526-> Step 528, the latent image of the overlap exposure area of condition j (minus scan) is placed on wafer W. Will be formed.
T  T
[0095] 図 8には、ウェハ W上に形成されたパターン像(潜像)の一例が示されている。図 8  FIG. 8 shows an example of a pattern image (latent image) formed on wafer W. Fig. 8
T  T
においては、高速の走査条件 jの下での走査露光により形成されたショット領域は斜 線で示されている。なお、補正関数はまだ作成されていないため、ステップ 512及び ステップ 518における走査露光中には、ステージ制御装置 19では、レチクル干渉計 16の計測値の補正を行わないように設定しておく。  In, the shot area formed by the scanning exposure under the high-speed scanning condition j is indicated by oblique lines. Since the correction function has not been created yet, the stage control device 19 is set so as not to correct the measurement value of the reticle interferometer 16 during the scanning exposure in steps 512 and 518.
[0096] ステップ 526で判断が肯定されると、すなわち全走査条件下での走査露光が完了 したと判断すると、ステップ 530に進む。ステップ 530では、不図示のレチクルローダ に対し、計測用レチクル Rのアンロードを指示するとともに、不図示のウェハローダに  [0096] If the determination is affirmative in step 526, that is, if it is determined that scanning exposure under all scanning conditions has been completed, the process proceeds to step 530. In step 530, the reticle loader (not shown) is instructed to unload the reticle R for measurement, and the wafer loader (not shown) is instructed.
T  T
対し、ウェハ wのアンロードを指示する。これにより、レチクル Rは、レチクルステー  On the other hand, an instruction is given to unload the wafer w. As a result, the reticle R
T T  T T
ジ RSTからアンロードされ、ウェハ Wは、ウェハホルダ 25上からアンロードされた後  The wafer W is unloaded from the RST and the wafer W is unloaded from the wafer holder 25
τ  τ
、不図示のウェハ搬送系により、露光装置 100にインラインにて接続されている不図 示のコータ .デベロツバに搬送される。これにより、計測のための重ね合わせ露光の 露光動作が終了する。  The wafer is transferred to a coater (not shown) connected to the exposure apparatus 100 by a wafer transfer system (not shown). Thus, the exposure operation of the overlay exposure for measurement ends.
[0097] そして、主制御装置 20は、上記のコータ 'デベロッパに対するウェハ Wの搬送後  [0097] Then, main controller 20 executes the above-mentioned after the transfer of wafer W to the coater and the developer.
T  T
に、ステップ 532に進んでウェハ Wの現像が終了するのを待つ。このステップ 532に  Then, the process proceeds to step 532 to wait until the development of the wafer W is completed. In this step 532
τ おける待ち時間に、コータ 'デベロッパによってウェハ Wの現像が行われる。この現 τ τ During the waiting time, the wafer W is developed by the coater / developer. This current τ
像の終了により、ウェハ W上には、 2N + 1個の低速一高速重ね合わせショット領域  With the end of the image, 2N + 1 low-speed and 1-speed superimposed shot area
T  T
のレジスト像が形成される。なお、このレジスト像が形成されたウェハ w 、両ステ  Is formed. The wafer w on which this resist image was formed
T 一 ジ RST、 WSTの同期走査の動特性を検出し、上述の補正関数を作成するための試 料となる。なお、上述の実施形態では、 1枚のウェハ上に複数の条件 (条件 0 で T Detects the dynamic characteristics of synchronous scanning of RST and WST, and serves as a sample for creating the above correction function. In the above-described embodiment, a plurality of conditions (condition 0
、それぞれプラススキャン方向、マイナススキャン方向に焼き付けを行う形態を示した 力 本発明はこれに限られるものではなレ、。条件(条件 0— N)毎にウェハを 1枚ずつ 用レ、、 1枚のウェハ上にそれぞれの条件でプラススキャン方向を数ショットとマイナス スキャン方向を数ショットの焼付を行うようにしても良レ、(例えば、プラススキャンを 11 ショット、マイナススキャンを 10ショット、それぞれ交互に焼き付ける)。この場合には、 条件 j (プラススキャンとマイナススキャンを含む)毎に 夂のウェハを用いるため、条件The present invention is not limited to this, and shows a mode in which printing is performed in the plus scan direction and the minus scan direction, respectively. For each condition (Condition 0-N), one wafer may be used, and several shots may be printed on one wafer in the plus scan direction and several shots in the minus scan direction under each condition. (For example, alternately print 11 shots of plus scan and 10 shots of minus scan). In this case, a wafer with a profile is used for each condition j (including plus scan and minus scan).
0— Nの焼き付けを行うと、 N + 1枚のウェハを用いることになる。このような手法(1条 件 1ウェハ)を用いれば、計測データの数を増やすことができる。 When baking 0-N, N + 1 wafers are used. The use of such a method (one wafer per condition) can increase the number of measurement data.
[0098] 上記ステップ 532の待ち状態で、不図示のコータ 'デベロツバの制御系からの通知 によりウェハ Wの現像が終了したことを確認すると、ステップ 534に移行し、不図示 [0098] In the waiting state of the above step 532, when it is confirmed that the development of the wafer W has been completed by the notification from the control system of the coater and the developer (not shown), the process proceeds to step 534,
T  T
のウェハローダに指示を出して、ウェハ Wをウェハホルダ 25上に再度ロードし、図 6  Instruct the wafer loader to load wafer W again on wafer holder 25, and
T  T
のステップ 602に進む。なお、後述する X軸方向及び Y軸方向の位置ずれ量を精度 良く検出するため、ウェハ Wを再ロードした後、いわゆるラファライメントなどを行って  Proceed to step 602 of. Note that, in order to accurately detect the amount of displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction, which will be described later, the wafer W is reloaded, and so-called raffamentation is performed.
T  T
、ウェハ w上に形成された重ね合わせショット領域によって規定されるショット座標系  , The shot coordinate system defined by the superimposed shot area formed on the wafer w
T  T
と、ウェハステージ座標系とを一致させる必要がある力 ここでは、その工程の説明を 省略し、ショット座標系とウェハステージ座標系とがー致しているものとして話を進め る。  And the force required to match the wafer stage coordinate system Here, the description of the process is omitted, and the discussion proceeds assuming that the shot coordinate system and the wafer stage coordinate system match.
[0099] ステップ 602では、カウンタ値 jを 0に、 ρを 1に初期ィ匕するとともに、マイナススキャン フラグをクリアする。このマイナススキャンフラグは、後述するように、マーク像を検出 する重ね合わせショット領域を選択する際に参照される。すなわち、マイナススキャン フラグがクリアされている場合には、条件 j (プラススキャン)の重ね合わせショット領域 が検出対象として選択され、セットされている場合には、条件 j (マイナススキャン)の 重ね合わせショット領域が検出対象として選択されるようになる。 [0100] そして、次のステップ 604では、マイナススキャンフラグがクリアされているため、条 件 j (プラススキャン)の下での走査露光により形成された重ね合わせショット領域上に 、その条件 jの下で p番目のマーク像 MPが形成されているか否かを判断する。図 9 (In step 602, the counter value j is initialized to 0, ρ is initialized to 1, and the minus scan flag is cleared. The minus scan flag is referred to when selecting a superimposed shot area for detecting a mark image, as described later. In other words, when the minus scan flag is cleared, the overlap shot area of the condition j (plus scan) is selected as a detection target, and when it is set, the overlap shot area of the condition j (minus scan) is set. The region is selected as a detection target. [0100] In the next step 604, since the minus scan flag has been cleared, the superposition shot area formed by the scanning exposure under the condition j (plus scan) is placed under the condition j. To determine whether or not the p-th mark image MP has been formed. Fig. 9 (
A)に示されるように、すべてのレチクノレ R上のすべてのマーク Mがマーク像 MPと してウェハ w上に転写されているとは限らず、スキャン長が短いショット領域によって As shown in A), not all marks M on all reticles R are transferred to the wafer w as mark images MP, and the shot area with a short scan length is not always used.
τ  τ
は、 Y軸方向に関する両端のマーク Mのマーク像 MPが形成されていない場合もあ る(図 9 (A)では、スキャン長が 17mmのショット領域が示されている力 Y軸方向両 端のマーク像 MPは、点線で示されるように形成されていない)。そこで、このステツ プ 604では、そのマーク像 MPが形成されているか否かを、条件 jのスキャン長 HSc に基づいて判断する。ここで、判断が肯定されれば、ステップ 606に進み、判断が ,j  In some cases, the mark images MP of the marks M at both ends in the Y-axis direction are not formed (in FIG. 9 (A), a force indicating a shot area with a scan length of 17 mm is shown at both ends in the Y-axis direction). The mark image MP is not formed as shown by the dotted line). Therefore, in this step 604, it is determined whether or not the mark image MP is formed based on the scan length HSc of the condition j. Here, if the determination is affirmative, the process proceeds to step 606, where the determination is, j
否定されれば、ステップ 620に進む。ここでは、判断が否定されたものとしてステップ 620に進むものとする。ステップ 620では、カウンタ値 pを 1だけインクリメントし、再び ステップ 604に戻る。以降、ステップ 604において判断が肯定されるまで、ステップ 60 4→ステップ 620のループ処理が繰り返される。  If not, proceed to step 620. Here, it is assumed that the determination is denied and the process proceeds to step 620. At step 620, the counter value p is incremented by 1 and the process returns to step 604 again. Thereafter, the loop processing from step 604 to step 620 is repeated until the determination in step 604 is affirmative.
[0101] ステップ 604において判断が肯定されると、ステップ 606に進む。ステップ 606では 、ァライメント検出系 ASの撮像視野を条件 j (ここでは j = 0)に関する重ね合わせショ ット領域のマーク像 MPのパターン像 MXP (図 9 (B) )に一致させるベぐウェハステ ージ WSTを位置決めするように、ステージ制御装置 19に指示する。なお、このとき、 条件 j (プラススキャン)の重ね合わせショット領域を検出対象とする力、条件 j (マイナ ススキャン)の重ね合わせショット領域を検出対象とするかは、マイナススキャンフラグ に基づいて判断される。すなわち、マイナススキャンフラグがクリアされている場合に は、条件 j (プラススキャン)を検出対象とし、マイナススキャンフラグがセットされている 場合には、条件 j (マイナススキャン)を検出対象とする。ここでは、マイナススキャンフ ラグがクリアされているので、条件 j (プラススキャン)の重ね合わせショット領域が選択 されるようになる。なお、ここでは j = 0であり、プラススキャンの重ね合わせショット領域 が当然に選択される。また、このときの位置決めには、前もって計測されたベースライ ンが考慮される。そして、ステップ 608では、ァライメント検出系 ASに撮像を指示し、 ァライメント検出系 ASからその撮像結果を取得する。 [0102] 次のステップ 610では、取得した撮像結果からマーク像 MXPにおける X軸方向の [0101] If the determination is affirmative in step 604, the process proceeds to step 606. In step 606, the wafer stage for matching the imaging field of view of the alignment detection system AS with the pattern image MXP (FIG. 9B) of the mark image MP in the superimposed shot area for the condition j (here, j = 0) The stage controller 19 is instructed to position the WST. At this time, it is determined based on the minus scan flag whether a force to detect the overlap shot area under the condition j (plus scan) and a detection target from the overlap shot area under the condition j (minus scan) are used. Is done. That is, when the minus scan flag is cleared, the condition j (plus scan) is set as the detection target, and when the minus scan flag is set, the condition j (minus scan) is set as the detection target. Here, since the minus scan flag has been cleared, the overlap shot area of the condition j (plus scan) is selected. Here, j = 0, and the overlap shot area of the plus scan is naturally selected. In this case, the baseline measured in advance is taken into account. Then, in step 608, imaging is instructed to the alignment detection system AS, and the imaging result is acquired from the alignment detection system AS. [0102] In the next step 610, the X-axis direction of the mark image MXP is obtained from the obtained imaging result.
P  P
位置ずれ量を検出する。図 9 (C)には、パターン像 MXPの拡大図が示されている。  Detect the displacement amount. FIG. 9C shows an enlarged view of the pattern image MXP.
P  P
図 9 (C)に示されるように、低速の走査条件での走査露光で形成されたマーク Mの  As shown in FIG. 9 (C), the mark M formed by scanning exposure under low-speed scanning conditions
P  P
像に対し、高速の走查条件での走查露光で形成されたマーク Mの像が、 X軸方向 に関して位置ずれしている場合、パターン像 MX 'とパターン像 MX 'の両端の L/S  If the image of mark M formed by running exposure under high-speed running conditions is displaced in the X-axis direction, the L / S at both ends of pattern image MX 'and pattern image MX'
2 1  twenty one
パターンとのそれぞれの距離は、 LI , L2とは異なるようになる。図 9 (C)では、その位 置ずれ量が dxとして示されている。本実施形態では、取得した撮像結果の画像デー タから、各 LZSパターンの鏡映対称位置に基づいて、それぞれの中心距離を算出 し、それらと Ll、 L2との差の平均及びァライメント検出系 ASの撮像倍率に基づいて 、マーク像 MPに関する X軸方向の位置ずれ量 dxを算出する。そして、算出した位 置ずれ量 dxを不図示の記憶装置に記憶する。  Each distance from the pattern is different from LI and L2. In FIG. 9 (C), the displacement amount is indicated as dx. In the present embodiment, the respective center distances are calculated from the image data of the acquired imaging results based on the mirror symmetry positions of the LZS patterns, and the average of the differences between them and Ll and L2 and the alignment detection system AS Based on the imaging magnification of, the amount of displacement dx of the mark image MP in the X-axis direction is calculated. Then, the calculated displacement amount dx is stored in a storage device (not shown).
[0103] 次のステップ 612では、ァライメント検出系 ASの撮像視野を条件 j (ここでは j = 0)の 下での重ね合わせショット領域のマーク像 MPのパターン像 MYP (図 9 (B) )に一致 させるべく、ウェハステージ WSTを位置決めするようにステージ制御装置 19に指示 する。そして、ステップ 614では、ァライメント検出系 ASに対して撮像を指示し、ァラ ィメント検出系 ASからその撮像結果を取得する。  [0103] In the next step 612, the imaging field of view of the alignment detection system AS is changed to the pattern image MYP (Fig. 9 (B)) of the mark image MP of the superimposed shot area under the condition j (here, j = 0). In order to make them coincide, the controller instructs the stage controller 19 to position the wafer stage WST. In step 614, the imaging is instructed to the alignment detection system AS, and the imaging result is obtained from the alignment detection system AS.
[0104] 次のステップ 616では、ステップ 610で検出した X軸方向の位置ずれ量 dxと同様に 、ステップ 614で取得した撮像結果からマーク像 MYPに関する L/Sパターン像 M  [0104] In the next step 616, the L / S pattern image M related to the mark image MYP from the imaging result acquired in the step 614, similarly to the positional deviation amount dx in the X-axis direction detected in the step 610.
P  P
Y 'と L/Sパターン像 MY 'との Y軸方向の位置ずれ量 dyを検出する。そして、算出 Detects the amount of displacement dy in the Y-axis direction between Y 'and the L / S pattern image MY'. And calculate
1 2 1 2
した位置ずれ量 dyを、不図示の記憶装置に記憶する。  The position shift amount dy is stored in a storage device (not shown).
[0105] 次のステップ 618では、条件 j (ここでは j = 0)に関する重ね合わせショット領域の全 てのマーク像 MPについての撮像が完了したか否か判断する。その判断が否定され れば、ステップ 620に進み、判断が肯定されればステップ 622に進む。ここでは、まだ 、すべてのマーク Mの撮像が完了しておらず、判断は否定され、ステップ 620に進  [0105] In the next step 618, it is determined whether or not the imaging of all the mark images MP in the superimposed shot area for the condition j (here, j = 0) has been completed. If the determination is negative, the process proceeds to step 620, and if the determination is positive, the process proceeds to step 622. Here, the imaging of all the marks M has not been completed yet, the judgment is denied, and the process proceeds to step 620.
P  P
むものとする。ステップ 620において、 pが 1だけインクリメントされた後、ステップ 604 に戻る。  Shall be considered. After p is incremented by one at step 620, the process returns to step 604.
[0106] 以降、ステップ 618において判断が肯定されるまで、ステップ 604 (高速の走查条 件で形成されたマーク像 MPがない場合には、ステップ 604→ステップ 620のルー プ処理)→ステップ 606→ステップ 608→ステップ 610→ステップ 612→ステップ 614 →ステップ 616→ステップ 618→ステップ 620が繰り返し実行される。 [0106] Thereafter, until the judgment is affirmed in step 618, step 604 (if there is no mark image MP formed under the high-speed running conditions, the steps from step 604 to step 620 are repeated. Step 606 → Step 608 → Step 610 → Step 612 → Step 614 → Step 616 → Step 618 → Step 620 are repeatedly executed.
[0107] 全てのマーク像 MPについての計測が終了し、ステップ 618において判断が肯定 されると、ステップ 622に進み、カウンタ値 j = 0であるか否かが判断される。この判断 が肯定されれば、ステップ 624に進み、否定されれば、ステップ 626に進む。ここでは j = 0であるので、判断は肯定され、ステップ 624に進む。 [0107] When the measurement for all the mark images MP is completed and the determination in step 618 is affirmative, the process proceeds to step 622, where it is determined whether or not the counter value j = 0. If this determination is affirmative, the process proceeds to step 624, and if negative, the process proceeds to step 626. Since j = 0 here, the judgment is affirmative and the routine proceeds to step 624.
[0108] ステップ 624では、ショット領域の番号を示すカウンタ値 jが 1だけインクリメントされる とともに、マーク像 MPの番号を示すカウンタ値 pが 1に初期化され、マイナススキャン フラグがクリアされる。そして、ステップ 624終了後、ステップ 604に戻る。 At step 624, the counter value j indicating the shot area number is incremented by 1, the counter value p indicating the mark image MP number is initialized to 1, and the minus scan flag is cleared. Then, after the end of step 624, the process returns to step 604.
[0109] 以降、ステップ 604 ステップ 620の処理が再度実行され、ステップ 618において、 判断が肯定されるまで、条件 j (ここでは条件 1 (プラススキャン))に関する重ね合わせ ショット領域における各マーク像 MPに関する位置ずれ量 dx、 dyが検出される。そし て、次のステップ 618において、判断が肯定されると、ステップ 622において、 jが 0で あるか否かが判断される。ここでは、 j = lであるので、判断は否定され、ステップ 626 に進む。 [0109] Thereafter, the processing of step 604 and step 620 is executed again, and in step 618, each mark image MP in the superimposed shot area in condition j (here, condition 1 (plus scan)) is superimposed until the determination is affirmed. The displacements dx and dy are detected. Then, when the determination is affirmed in the next step 618, it is determined in step 622 whether or not j is 0. Here, since j = l, the determination is negative and the process proceeds to step 626.
[0110] ステップ 626では、条件 j (マイナススキャン)に関する計測が終了したか否かが判断 される。この判断が否定されれば、ステップ 628に進み、この判断が肯定されれば、 ステップ 630に進む。ここでは、まだ条件 j (マイナススキャン)に関する計測が終了し ていないので、判断が否定され、ステップ 628に進む。  [0110] In step 626, it is determined whether or not the measurement for the condition j (minus scan) has been completed. If this determination is denied, the process proceeds to step 628, and if this determination is affirmed, the process proceeds to step 630. Here, since the measurement relating to the condition j (minus scan) has not been completed, the determination is denied, and the process proceeds to step 628.
[0111] ステップ 628では、カウンタ値 pが 1に代入されるとともに、マイナススキャンフラグが セットされる。ステップ 628終了後、ステップ 604に戻る。  [0111] In step 628, the counter value p is substituted for 1, and the minus scan flag is set. After step 628, the process returns to step 604.
[0112] 以降、ステップ 618で判断が肯定されるまで、ステップ 604 (又はステップ 604→ス テツプ 620のループ処理)→ステップ 606→ステップ 608→ステップ 610→ステップ 6 12→ステップ 614→ステップ 616→ステップ 618→ステップ 620が繰り返し実行され [0112] Thereafter, step 604 (or step 604 → loop processing of step 620) → step 606 → step 608 → step 610 → step 6 12 → step 614 → step 616 → step until the determination in step 618 is affirmed 618 → Step 620 is executed repeatedly
、条件 j (マイナススキャン)の重ね合わせショット領域において、形成されたマーク像 MPにおける X軸方向に関する位置ずれ量 dxと、 Y軸方向に関する位置ずれ量 dyと が検出される。ステップ 618での判断が肯定されると、ステップ 622を経てステップ 62 6に進み、条件 j (マイナススキャン)の重ね合わせショット領域の計測はすでに終了し ているので判断が肯定され、ステップ 630に進む。 In the superimposed shot area under the condition j (minus scan), the positional shift amount dx in the X-axis direction and the positional shift amount dy in the Y-axis direction in the formed mark image MP are detected. If the determination in step 618 is affirmative, the flow advances to step 626 via step 622, and the measurement of the superimposed shot area under the condition j (minus scan) has already been completed. Therefore, the determination is affirmative, and the routine proceeds to step 630.
[0113] ステップ 630においては、カウンタ値 jの値が N以上となったか否かが判断される。  [0113] In step 630, it is determined whether or not the value of the counter value j has become N or more.
その判断が否定されれば、ステップ 624に進み、判断が肯定されれば、ステップ 626 に進む。ここでは j = lであるので、判断は否定され、ステップ 624に進む。ステップ 6 24では、カウンタ値 jが 1だけインクリメントされ、カウンタ値 pが 1に初期化されるととも に、マイナススキャンフラグがクリアされる。ステップ 624終了後、ステップ 604に戻る。  If the judgment is denied, the process proceeds to step 624, and if the judgment is affirmed, the process proceeds to step 626. Here, since j = l, the determination is negative and the process proceeds to step 624. In step 624, the counter value j is incremented by one, the counter value p is initialized to one, and the minus scan flag is cleared. After step 624, the process returns to step 604.
[0114] 以降、ステップ 630で、判断が肯定されるまで、ステップ 604 (又はステップ 604→ス テツプ 620のループ処理)→ステップ 606→ステップ 608→ステップ 610→ステップ 6 12→ステップ 614→ステップ 616→ステップ 618→ステップ 620が繰り返し実行され 、条件 j (プラススキャン)に関する重ね合わせ露光領域のマーク像 MPの位置ずれ 量 dx、 dyが検出され、さらに、ステップ 622→ステップ 626→ステップ 628が実行され た後、ステップ 604 (又はステップ 604→ステップ 620のループ処理)→ステップ 606 →ステップ 608→ステップ 610→ステップ 612→ステップ 614→ステップ 616→ステツ プ 618→ステップ 620が繰り返し実行されて、条件 j (マイナススキャン)に関する重ね 合わせ露光領域のマーク像 MPの位置ずれ量 dx、 dyが検出される。そして、ステツ  [0114] Thereafter, in step 630, until the determination is affirmed, step 604 (or step 604 → loop processing of step 620) → step 606 → step 608 → step 610 → step 6 12 → step 614 → step 616 → Step 618 → Step 620 are repeatedly executed, and the positional deviation amounts dx and dy of the mark image MP in the overlay exposure area for the condition j (positive scan) are detected. Further, Step 622 → Step 626 → Step 628 are executed. Then, step 604 (or the loop processing of step 604 → step 620) → step 606 → step 608 → step 610 → step 612 → step 614 → step 616 → step 618 → step 620 is repeatedly executed, and the condition j (minus The position shift amounts dx and dy of the mark image MP in the overlay exposure area for (scan) are detected. And stet
P  P
プ 622→ステップ 626→ステップ 630→ステップ 624が実行され、その後、次の条件 j (プラススキャン)に関する重ね合わせ露光領域のマーク像 MPの位置ずれ量 dx、 d yの検出を行っていく。  Steps 622 → Step 626 → Step 630 → Step 624 are executed, and thereafter, the positional deviation amounts dx and dy of the mark image MP in the overlapping exposure area for the next condition j (plus scan) are detected.
[0115] 全ての重ね合わせショット領域についての計測が完了すると、ステップ 630におけ る判断が肯定され、ステップ 632に進む。  [0115] When the measurement for all the superimposed shot areas is completed, the determination in step 630 is affirmed, and the flow proceeds to step 632.
[0116] 次のステップ 632では、各重ね合わせショット領域の各マーク像 MPにおける X軸 方向に関する位置ずれ量 dxと、 Y軸方向に関する位置ずれ量 dyから、レチクル製造 誤差を除去する。ここで、レチクル製造誤差とは、図 2に示されるレチクル Rを製造す [0116] In the next step 632, a reticle manufacturing error is removed from the displacement amount dx in the X-axis direction and the displacement amount dy in the Y-axis direction in each mark image MP in each superimposed shot area. Here, the reticle manufacturing error refers to the reticle R shown in FIG.
T  T
る際に、図 3に示されるマーク Mが設計通りに形成されなかったために生じる誤差の ことである。このようなレチクル製造誤差が大きい場合には、そのレチクル製造誤差の 成分が、ステップ 610及びステップ 616で検出する位置ずれ量 dx、 dyに無視できな い程度に含まれてしまう場合がある。  This is an error that occurs when the mark M shown in FIG. 3 is not formed as designed. When such a reticle manufacturing error is large, a component of the reticle manufacturing error may be included in the positional deviation amounts dx and dy detected in steps 610 and 616 to an extent that cannot be ignored.
[0117] そこで、本実施形態では、位置ずれ量 dx、 dyからレチクル製造誤差成分をキャン セルするため、 1つの重ね合わせショット領域については、低速の走査条件の下と同 一の走査条件(上記条件 0 (プラススキャン) )で走査露光を行ってレ、る。このようにす れば、この重ね合わせショット領域上の各マーク像 MPで検出される位置ずれ量 dx Thus, in the present embodiment, the reticle manufacturing error component is canceled from the displacement amounts dx and dy. In order to perform celling, scanning exposure is performed on one superposed shot area under the same scanning condition (the above condition 0 (plus scan)) as that under the low-speed scanning condition. In this way, the positional deviation amount dx detected in each mark image MP on the superimposed shot area is obtained.
P  P
、 dyは、レチクル製造誤差による成分であるとみなすことができる。そこで、他の条件 1一 Nで検出された各マーク像 MPの位置ずれ量 dx、 dyから、この条件 0で検出され  , Dy can be regarded as a component due to a reticle manufacturing error. Therefore, from the misalignment amounts dx and dy of each mark image MP detected under the other conditions
P  P
た各マーク像 MPの位置ずれ量 dx、 dyをそれぞれ差し引けば、条件 1一条件 Nにお  By subtracting the positional deviation amounts dx and dy of the mark images MP, the condition 1
P  P
ける、レチクル製造誤差の影響を除去した位置ずれ量を検出することができる。なお 、以下では、このレチクル製造誤差の影響を除去した X軸方向及び Y軸方向の位置 ずれ量を、それぞれのマークに対応する番号 p及びショット領域の番号 jを添え字に 付して、それぞれ、 dx 、dy とする。  In this case, the amount of positional deviation from which the influence of the reticle manufacturing error has been removed can be detected. In the following, the displacement amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction in which the influence of the reticle manufacturing error has been removed are given by subscripting the number p corresponding to each mark and the number j of the shot area, respectively. , Dx and dy.
P.j P,j  P.j P, j
[0118] 前述のように、この位置ずれ量 dx 、dy は、走查条件 jの下の走查露光により形成  [0118] As described above, the positional deviation amounts dx and dy are formed by running exposure under running condition j.
P.J P,J  P.J P, J
されたショット領域 jのショットディストーション成分(条件 j (マイナススキャン)において は正逆差成分も含まれる)であるとみなすことができる。したがって、以下で作成する 補正関数は、ショットディストーション成分等を補正する関数として作成されることとな る。  It can be considered that the shot distortion component is the shot distortion component of the shot region j (the forward / reverse difference component is also included in the condition j (minus scan)). Therefore, the correction function created below is created as a function for correcting shot distortion components and the like.
[0119] 《補正関数の作成方法》  [0119] << Method of creating correction function >>
次のステップ 634では、レチクル干渉計 16の計測値を補正する補正関数の作成を 行う。以下では、その補正関数の作成方法について詳述する。  In the next step 634, a correction function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 is created. Hereinafter, a method of creating the correction function will be described in detail.
[0120] まず、補正関数を作成するための前提となる両ステージの同期走査の動特性モデ ルについて説明する。図 10 (A)、図 10 (B)には、走査露光により形成されるショット 領域が模式的に示されている。図 10 (A)には、プラススキャン時のショット領域が示さ れており、図 10 (B)には、マイナススキャン時のショット領域が示されている。ウェハ W上のショット座標系の各座標軸 X 、y は、ショット領域の中心を原点とする座標軸 First, a description will be given of a dynamic characteristic model of synchronous scanning of both stages, which is a premise for creating a correction function. FIGS. 10A and 10B schematically show shot areas formed by scanning exposure. FIG. 10 (A) shows a shot area at the time of a plus scan, and FIG. 10 (B) shows a shot area at the time of a minus scan. The coordinate axes X and y of the shot coordinate system on the wafer W are coordinate axes having the origin at the center of the shot area.
T w'j w'j T w'j w'j
であり、その方向は、それぞれ X軸、 Y軸と方向が同一であるものとする。また、ショッ ト領域の X軸方向の幅は、プラススキャン時とマイナススキャン時ともに Bである。  And the directions are the same as the X axis and the Y axis, respectively. The width of the shot area in the X-axis direction is B at both the plus scan and the minus scan.
[0121] 走查露光中において、両ステージ WST、 RSTは、互いに逆方向に同期走査される 。ウェハステージ WSTは、プラススキャンの場合には、 +Y方向(+y 方向)に、マイ w,j [0121] During scanning exposure, both stages WST and RST are synchronously scanned in directions opposite to each other. The wafer stage WST, in the case of plus scan, moves in the + Y direction (+ y direction)
ナススキャンの場合には— Y方向(_y 方向)に走査されるため、図 10 (A)、図 10 (B )に示されるように、結果的に、露光領域 (Y軸方向の幅 (スリット幅)を Sとする)は、ゥ w In the case of the eggplant scan, since scanning is performed in the Y direction (_y direction), FIGS. 10 (A) and 10 (B) As a result, the exposure area (the width in the Y-axis direction (slit width) is S) is ゥ w
ェハ W上を、プラススキャン時には、一 y 方向に移動し、マイナススキャン時には、 On the wafer W, it moves in one y direction during the plus scan, and
T w'j T w'j
+y 方向に移動するようになる。図 10 (A)、図 10 (B)には、前述の加速開始位置か w,j  Move in + y direction. Figures 10 (A) and 10 (B) show the acceleration start position and w, j
ら加速して、スキャン速度に到達した時点の露光領域と、ショット領域 jに到達した時 点の露光領域と、ショット領域を抜けた時点の露光領域とがそれぞれ斜線で示されて いる。  The exposure region at the time when the scanning speed is reached and the scanning speed is reached, the exposure region at the time when the shot region j is reached, and the exposure region at the time when the shot region is exited are indicated by oblique lines.
[0122] なお、走查露光においては、ウェハステージ WSTが加速してから、スキャン速度( 一定速度)での移動に転じたときのオーバーシュートに起因してウェハステージ WS Tに発生する減衰振動を考慮して、スキャン速度へ到達した位置 (スキャン速度到達 位置)と露光開始位置との間には、その振動を十分に収束させるための区間(マージ ン,整定区間とも称す)が設けられている。その減衰振動が収束するまでの整定時間 を Tとし、ウェハステージ WSTのスキャン速度を V とすると、その区間の長さは、 T X w,j  [0122] In the scanning exposure, the damped oscillation generated on the wafer stage WST due to the overshoot when the wafer stage WST accelerates and then starts moving at the scan speed (constant speed) is used. Considering this, a section (also referred to as a margin or settling section) is provided between the position at which the scan speed is reached (the scan speed reached position) and the exposure start position to sufficiently converge the vibration. . Assuming that the settling time until the damped oscillation converges is T and the scan speed of the wafer stage WST is V, the length of the section is T X w, j
V となる。また、ショット領域の中心から露光開始位置における露光領域の中心との w,j  V. Also, w, j from the center of the shot area to the center of the exposure area at the exposure start position
距離は、 (S +HSc ) /2となる。 The distance is (S + HSc) / 2.
,J  , J
[0123] 本実施形態では、図 10 (A)、図 10 (B)に示されるようなショット座標系に基づいて 補正関数の関数モデルを規定する。  In the present embodiment, a function model of a correction function is defined based on a shot coordinate system as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B).
[0124] 前述のように、この補正関数でキャンセルすべき位置ずれ量 dx 、 dy は、ショット[0124] As described above, the positional deviation amounts dx and dy to be canceled by this correction function are determined by the shot
J P  J P
ディストーション成分を含んでおり、この位置ずれ量 dx 、 dy は、そのショット座標系  The distortion components dx and dy are included in the shot coordinate system.
P, J  P, J
内の位置座標に依存するとみなすことができる。したがって、上述の位置ずれ量をキ ヤンセルすべき補正関数は、図 10 (A)、図 10 (B)に示されるような、ショット座標系の 座標値を独立変数として含むようにモデルィヒする必要がある。  Can be considered to be dependent on the position coordinates within. Therefore, it is necessary to model the correction function for canceling the above-mentioned positional deviation so as to include the coordinate values of the shot coordinate system as independent variables as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B). is there.
[0125] なお、以上のことから、例えば補正関数を作成する場合などにおいては、ウェハス テージ座標系の座標値(この座標系上の座標値を x , yとする)をショット座標系上の 座標値に変換する必要がある。この変換は、計測値 X , y力 そのショット領域の中 心のウェハ座標系上における X位置、 γ位置を差し引くことによって容易に行うことが できる。 From the above, for example, when a correction function is created, the coordinate values of the wafer stage coordinate system (the coordinate values on this coordinate system are x and y ) are the coordinates on the shot coordinate system. Must be converted to a value. This conversion can be easily performed by subtracting the X position and the γ position on the wafer coordinate system of the center of the measured value X, y force in the shot area.
[0126] さらに、本実施形態の補正関数は、レチクルステージ座標系を規定するレチクル干 渉計 16の計測値を補正する関数であるので、補正関数で扱われる位置座標は、レ チクル換算でのショット座標系上の位置座標である必要がある。このレチクル換算で のショット座標系の座標軸を X 、 Y とする。この座標軸 X 、 Y の向きは、ウェハ換 算でのショット座標系の座標軸 x , y と同一の向きであるとする。投影倍率は前述の とおり、 1/M であるため、以下の式(1)、式(2)を実行することにより、レチクル換 算算のの、シ二ョット座標系の計測値 X 、Y に変換することができる c Further, since the correction function of the present embodiment is a function for correcting the measurement value of the reticle interferometer 16 that defines the reticle stage coordinate system, the position coordinates handled by the correction function are It must be position coordinates on the shot coordinate system in tickle conversion. Let X and Y be the coordinate axes of the shot coordinate system in reticle conversion. The directions of the coordinate axes X and Y are assumed to be the same as the coordinate axes x and y of the shot coordinate system in wafer conversion. Since the projection magnification is 1 / M, as described above, by executing the following equations (1) and (2), the measured values X and Y of the reticle coordinate system in the reticle coordinate system can be calculated. Can be converted c
r r,j  r r, j
[0127] [数 1] [0127] [Number 1]
X=一 , M"P …ひ) X ri = one, M " P … hi)
Figure imgf000037_0001
ここで、上記式(1)、式(2)とも、負の変換となっているのは、レチクル上のパターン とウェハ上のパターン像との関係力 S、倒立の関係となっているためである。
Figure imgf000037_0001
Here, both equations (1) and (2) are negatively converted because the relation S between the pattern on the reticle and the pattern image on the wafer is an inverted relation. is there.
[0128] また、上述の位置ずれ量 dx 、 dy についても、レチクル換算の位置ずれ量 dx 、 d w,j w'j r'j y に変換する必要があるが、その変換式は、補正が効く方向(補正しなければならな r,J  [0128] In addition, the above-described positional deviation amounts dx and dy also need to be converted into reticle-converted positional deviation amounts dx, dw, jw'jr'jy. Direction (r, J must be corrected)
い方向)を正とすると、以下の式(3)、式 (4)のように表される。  Is positive, the following expressions (3) and (4) are obtained.
[0129] [数 2] dxr j = dxW χ Mexp ' ··(3)[ Equation 2] dx rj = dx W χ M exp '
Figure imgf000037_0002
また、ウェハステージ WSTのスキャン速度 V と、レチクルステージ RSTのスキャン w,j
Figure imgf000037_0002
Also, the scan speed V of the wafer stage WST and the scan w, j of the reticle stage RST
速度 V との関係は、次式のようになる。  The relationship with the speed V is as follows.
[0130] [数 3] vw = v x M"P / vi> ,··(5) ここで、 Vは、レチクル換算での正規化速度である。 [Equation 3] vw = vx M " P / vi>,... ( 5 ) where V is a normalized speed in reticle conversion.
Β  Β
[0131] また、前述のように、スキャン速度への到達時と露光開始時との間には、オーバー シュートによる減衰振動を収束させるための整定時間が設けられているが、この整定 時間が短ぐ振動が十分に減衰しないまま露光が開始された場合には、その位置ず れ量 dx .、 dy に、その振動によるずれの成分が含まれてしまう。そこで、スキャン速 度への到達時を原点とする時間軸 h を設定し、補正関数では、その走査露光中の 時間 h を独立変数として含むようにする。なお、ステージ制御装置 19は、走査露光 , As described above, a settling time is provided between the time when the scanning speed is reached and the time when the exposure is started, in order to converge the damped oscillation due to the overshoot, but this settling time is short. If the exposure is started without sufficient attenuation of the vibration, the displacements dx. And dy will include a component of the displacement due to the vibration. So, the scanning speed Set the time axis h with the time of arrival at the origin as the origin, and make the correction function include the time h during the scanning exposure as an independent variable. Note that the stage control device 19 includes scanning exposure,
中の時間 h を計測するタイマを備えているものとする。  It is assumed that a timer for measuring the middle time h is provided.
 ,
[0132] 本実施形態では、上述した走查露光のモデルに基づいて、レチクル R (実際には、 レチクルステージ RST)の位置を計測するレチクル干渉計 16の計測値を補正する補 正関数を作成する。なお、レチクル干渉計 16の X干渉計の計測値を補正する補正関 数を dx (Y , h )とし、 Y干渉計の計測値を補正する補正関数を dy (Y , h )とす る。  In the present embodiment, a correction function for correcting the measurement value of reticle interferometer 16 for measuring the position of reticle R (actually, reticle stage RST) is created based on the scanning exposure model described above. I do. Note that the correction function for correcting the measurement value of the X interferometer of the reticle interferometer 16 is dx (Y, h), and the correction function for correcting the measurement value of the Y interferometer is dy (Y, h).
[0133] また、本実施形態では、前述したように、プラススキャン時とマイナススキャン時とで 、それぞれ別々に補正関数を作成する。まず、プラススキャン時の X軸方向の補正関 数 dx (Y , h )及び Y軸方向の補正関数 dy (Y , h )については、以下の式(6) Further, in the present embodiment, as described above, the correction functions are separately created for the plus scan and the minus scan. First, regarding the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction and the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction during plus scan, the following equation (6) is used.
、式(7)のように規定する。 , Defined as in equation (7).
[0134] [数 4] dxr Yr ,hr ) = v ∑;:f、( , t χ f(Yr ,k)) [Equation 4] dx r Y r , h r ) = v ∑ ;: f, (, t χ f (Y r , k))
+ ( , A,,,, x g (^,り) - (6) + (, A ,,,, xg (^, ri)-(6)
[0135] [数 5] [0135] [Number 5]
Figure imgf000038_0001
Figure imgf000038_0001
なお、上記式(6)、式(7)において、 f(Y , k)は、レチクル換算のショット座標系の 座標 Y 及び k (式(6)においては、 k= 一 Pであり、式(7)においては、 X を含む項 に対しては、 k=l一 q であり、 X を含まない項に対しては、 k = 、qである)を独立 変数とする関数である。式 (6)、式 (7)におレ、て、 f(Y , k)を含む項を、位置項 (第 1 の項)と呼ぶ。 C 、 C 、 C は、それぞれ f (Y , k)を含む項の係数であり、 ,,,  In the above equations (6) and (7), f (Y, k) is the coordinates Y and k of the shot coordinate system in reticle conversion (in equation (6), k = 1 P, and the equation (6) In (7), k = l-q for terms containing X, and k = and q for terms not containing X). In Equations (6) and (7), the term including f (Y, k) is called the position term (first term). C, C, and C are coefficients of a term including f (Y, k), respectively,,,,
添え字の Y、 XYは、その係数 Cが、座標値 Y 、あるいは座標値 Υ 、χ を含む位置 ,  The subscripts Y and XY indicate the position where the coefficient C includes the coordinate value Y or the coordinate values Υ and χ,
項の係数であることを示している。また、添え字の fは、その係数が、プラススキャン時 の補正関数の係数であることを意味している。なお、以下では、補正関数の各項の係 数をすベて指す場合には、これらの係数を、単に「係数 c」とも呼ぶものとする。なお、 低速 -高速重ねの条件を 1条件で補正関数を作成する場合は、式 (6)は右辺第 1項 のみ、又は右辺第 2項のみの関数となる。また、式(7)は右辺第 2項までの関数となる It indicates that it is the coefficient of the term. Also, the subscript f indicates that the coefficient is Means the coefficient of the correction function. In the following, when referring to all the coefficients of each term of the correction function, these coefficients are simply referred to as “coefficient c”. When a correction function is created under one condition of low-speed and high-speed superposition, Equation (6) is a function of only the first term on the right side or only the second term on the right side. Equation (7) is a function up to the second term on the right side.
[0136] また、上記式(6)、式(7)において、 g (h , 1)は、走查露光中の時間 h 及び 1 (式(6 , In the above equations (6) and (7), g (h, 1) is the time h and 1 during scanning exposure (equations (6,
)においては、 1 = 1一 p、式(7)においては、 1= 1一 q )を独立変数とする関数である ), 1 = 1-1 p, and in equation (7), 1 = 1-q) is a function with independent variables.
。 g (h , 1)を含む項を、時間項(第 2の項)と呼ぶ。式(6)の C 、式(7)の C は、 ,, . The term containing g (h, 1) is called the time term (second term). C in equation (6) and C in equation (7) are,,
g (h , 1)を含む項の係数であり、添え字の hは、その係数が、時間 h を含む時間項 の係数であることを示してレ、る。  g is a coefficient of a term containing (h, 1), and the subscript h indicates that the coefficient is a coefficient of a time term containing time h.
[0137] なお、本実施形態では、 X軸方向の補正関数 dx (Y , h )については、 X の 1次 , 関数の項が含まれておらず、 Y軸方向の補正関数 dy (Y , h )については、 X の 1 次関数の項(第 3の項)が含まれている。このようにすれば、両軸方向の補正関数の 補正により、レチクルステージ RSTとウェハステージ WSTとの間の Θ z成分のずれも 補正することができるようになる。なお、 Y軸方向の補正関数 dy (Y , h )の方に、 X , In the present embodiment, the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction does not include the first-order and function terms of X, and the correction function dy (Y, For h), the term of the linear function of X (third term) is included. By doing so, the shift of the Θz component between reticle stage RST and wafer stage WST can be corrected by correcting the correction function in both axial directions. Note that the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction
の 1次の項が含まれるようにしたのは、レチクル干渉計 16においては、 Y干渉計の 方が 2軸干渉計となっており、後述するように、補正関数を、 Y干渉計の各干渉計の 補正関数に対応させるのが容易だからである。また、本実施形態で、 Y干渉計の各 干渉計の計測値を補正することにより、補正できる成分は、 X の 1次の成分に限られ るため、各軸方向の補正関数の項には、 X の 2次以上の関数が含まれることはない 。なお、 Y干渉計(2軸干渉計)の各干渉計の計測値をそれぞれ補正するということは 、換言すれば、転写されるショットの形状を Y軸方向において変形するということでも ある。また、 Y軸方向における回転誤差成分 (ョーイング誤差成分)を補正するという ことでもある。なお、 Y干渉計の各軸に対して、上述した Y軸方向の補正関数 (式(7) )がそれぞれ適用されて、 2軸干渉計の各干渉計の計測値が補正されることになる。  The reason that the first-order term of the Y-interferometer is included in the reticle interferometer 16 is that the Y-interferometer is a two-axis interferometer. This is because it is easy to correspond to the correction function of the interferometer. In this embodiment, the components that can be corrected by correcting the measurement values of each interferometer of the Y interferometer are limited to the first-order components of X. , X does not include functions of second order or higher. Correcting the measurement values of each interferometer of the Y interferometer (two-axis interferometer) also means that the shape of the shot to be transferred is deformed in the Y-axis direction. It also means to correct the rotation error component (jewing error component) in the Y-axis direction. The above-described correction function in the Y-axis direction (Equation (7)) is applied to each axis of the Y interferometer, and the measured values of each interferometer of the two-axis interferometer are corrected. .
[0138] また、本実施形態では、関数 f (Y , k)及び関数 g (h , 1)には、それぞれ以下の式 In the present embodiment, the function f (Y, k) and the function g (h, 1) are represented by the following equations, respectively.
(8)、式(9)を用いることができる。  Equations (8) and (9) can be used.
[0139] [数 6] f(Yr ,k) = 0,/—' (8) [0139] [Number 6] f (Y r , k) = 0, / — '(8)
[0140] [数 7] g(hr ) = sin( ||g „ ),0≤ hr ≤ H [0140] [Equation 7] g (h r ) = sin ( || g „), 0 ≤ h r ≤ H
(9)  (9)
8( ,0 = 0,Η - pく hr すなわち、上記式(8)に示されるように、 f(Y , k)は、ショット内 Y位置 Y のべき関 8 (, 0 = 0, Η- p h h r In other words, as shown in the above equation (8), f (Y, k) is a power function of the Y position Y in the shot.
, , 数であるとする。式 (8)からもわかるように、 f(Y , k)の kは、そのべき関数の乗数を 示す。よって、この乗数が 1(1次)であれば、式(7)で示される補正関数 dy (Y , h  ,, And numbers. As can be seen from equation (8), k in f (Y, k) indicates the power function multiplier. Therefore, if this multiplier is 1 (first order), the correction function dy (Y, h
 ,
)は、 Y軸方向のスケーリングを補正する関数となり、また、この乗数が 0(0次)であれ ば、式(7)で示される補正関数 dy (Y , h )は、 Y軸方向からみた時のステージの 回転誤差成分を補正する関数となる。  ) Is a function for correcting the scaling in the Y-axis direction. If this multiplier is 0 (0th order), the correction function dy (Y, h) expressed by the equation (7) is viewed from the Y-axis direction. It is a function to correct the rotation error component of the stage at the time.
[0141] また、上記式(9)に示されるように、 g(h , 1)は、正弦関数であるとする。式(9)から [0141] Further, as shown in the above equation (9), it is assumed that g (h, 1) is a sine function. From equation (9)
 ,
もわかるように、 H は、ステージが加速から一定速度に切り替わったときに、ステー ジに発生するオーバーシュートに起因するステージの減衰振動が収束するまでの時 間であり、 g(h , 1)の 1は、その減衰振動の周波数に対応する数である。 H 及び 1 が決まれば、 g(h , 1)が決まるようになる。  As can be seen, H is the time required for the damped oscillation of the stage due to the overshoot occurring at the stage to converge when the stage switches from acceleration to constant speed, and g (h, 1) 1 is a number corresponding to the frequency of the damped oscillation. Once H and 1 are determined, g (h, 1) will be determined.
[0142] 一方、マイナススキャン時の X軸方向の補正関数 dx (Y , h )及び Y軸方向の補 正関数 dy (Y , h )については、次式のように規定する。 On the other hand, the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction and the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction at the time of the minus scan are defined as follows.
[0143] [数 8] xr (Yr j = ,∑ , /(yr ))[Equation 8] x r (Y r j =, ∑, / (y r ))
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000040_0001
[0144] [数 9] ^r (Yr,j ,j = Vr,, X XrJ X Σ ( - f{Yr ,k)) [0144] [Number 9] ^ r (Yr, j, j = V r ,, XX rJ X Σ (-f {Y r , k))
+ ∑::'( , /(1 )) + ∑ :: '(, / (1))
+ ^∑ ( , ))+^,。, -(11) すなわち、上記式(10)、式(11)においては、オフセット項として、 c dx,0,b,0 ,c が dy,0,b,0 設けられている点力 プラススキャン時の補正関数である式 (6)、式(7)と異なってい る。このオフセット項は、前述の正逆差補正に対応する項である。  + ^ ∑ (,)) + ^ ,. ,-(11) That is, in the above equations (10) and (11), the point force plus dx, 0, b, 0, c is provided as the offset term in the dy, 0, b, 0 Equations (6) and (7), which are the time correction functions, are different. This offset term is a term corresponding to the above-described forward / reverse difference correction.
[0145] なお、一条件で補正関数を作成する場合は、式(10)は、右辺第 1項と第 3項の組 合せか、第 2項と第 3項の組合せとなる。式(11)は、右辺第 1項、 2、 4項の組合せの 関数となる。上記式(10)、式(11)における f(Y , k)としては、上記式(8)、すなわち 「べき関数」を適用することができる。このため上述のプラススキャン時の補正関数で 説明したのと同様に、式 (8)の乗数 kによって、式(11)で示される補正関数 dy (Y When a correction function is created under one condition, Expression (10) is a combination of the first and third terms on the right side or a combination of the second and third terms. Equation (11) is a function of the combination of the first, second, and fourth terms on the right side. As the f (Y, k) in the expressions (10) and (11), the expression (8), that is, the “power function” can be applied. For this reason, similarly to the correction function at the time of the plus scan described above, the correction function dy (Y
r,j r,j r, j r, j
, h )は、 Υ軸方向のスケーリングを補正する関数となったり、あるいはステージの回 転を補正する関数となったりする。なお、係数 Cの添え字 bは、その係数が、マイナス スキャン時の補正関数の係数であることを示しており、他の添え字の意味は、上記式 (8)、式(9)と同じである。また、マイナススキャン時の時間項の関数 g(h , 1)は、次 式で表される。 , h) is a function for correcting the scaling in the Υ-axis direction or a function for correcting the rotation of the stage. The suffix b of the coefficient C indicates that the coefficient is a coefficient of the correction function at the time of the minus scan, and the meanings of the other suffixes are the same as in the above equations (8) and (9). It is. The function g (h, 1) of the time term at the time of the minus scan is represented by the following equation.
[0146] [数 10] g ( , .,/) = sin (- -)> tmn_ m < A.. < 0 [0146] [Equation 10] g (,., /) = Sin (--)> tmn_ m <A .. <0
(12)  (12)
, /) 0 く ここで、 H は、マイナススキャン時においてステージが加速から一定速度に変化 mm— m  , /) 0 where H is the stage change from acceleration to constant speed during minus scan mm—m
したときに、レチクルステージ RST又はウェハステージ WSTの制御系に発生するォ 一バーシュートに起因するウェハステージ WSTの減衰振動が収束するまでの時間 であり、 g(h , 1)の 1は、減衰振動中の周波数に対応する数である。  Is the time until the damped oscillation of the wafer stage WST caused by the overshoot generated in the control system of the reticle stage RST or the wafer stage WST converges, and 1 of g (h, 1) is the damping This is a number corresponding to the frequency during vibration.
r,J  r, J
[0147] 上記式(8)に示される dx (Y , h )を、各走査条件 j(j = l一 N)に関してマトリクス r'J r,j r'j  [0147] The dx (Y, h) shown in the above equation (8) is converted into a matrix r'J r, j r'j for each scanning condition j (j = l-N).
で表現すると、次式のようになる。 [0148] [数 11] Expressed as follows, [0148] [Number 11]
ax. , ax.,
dx.  dx.
Figure imgf000042_0001
すなわち、補正関数の dx (Y , h )は、スキャン速度 ν と、関数 f (Y , k)又は関 ,
Figure imgf000042_0001
That is, the correction function dx (Y, h) is determined by the scan speed ν and the function f (Y, k) or the function
数 g (h , 1)との積を各要素とするマトリクスと、係数 Cの列ベクトルとの積で、表現する こと力 Sできる。上記式(13)をまとめると、次式のようになる。  We can express S by the product of the matrix with the product of the numbers g (h, 1) and the column vector of the coefficient C. The above equation (13) is summarized as follows.
[0149] [数 12] [0149] [Number 12]
.(14) ここで、 ξは、各走査条件 jにおける補正関数 dx (Y , h )の値を各要素とする列 ベクトルであり、 Ψは、 v x f (Y )等を各要素とする行列であり、 Θは、各項の係数 C の列ベクトルである。 (14) where ξ is a column vector with the elements of the correction function dx (Y, h) under each scanning condition j as elements, and Ψ is a matrix with elements such as vxf (Y) And Θ is the column vector of the coefficient C for each term.
[0150] さらに、上記式(7)に示されるプラススキャン時の Y軸方向に関する補正関数 dy ( , Y,h )を、各走査条件 j(j = l一 N)に関しても上記式(14)に示されるようなマトリク r,J r'j [0150] Further, the correction function dy (, Y, h) is also defined by the matrix r, J r'j as shown in the above equation (14) for each scanning condition j (j = l-N).
スで表現することができる。ここで、 ξの j行の要素をそれぞれ ξとし、 Θの m行の要 素を Θ とし、 Ψの j行、 m行の要素を Ψ とすると、 Θ 、 、 Ψ は、以下のように表 m j,m m j j,m  Can be expressed by Here, let 要素 be the element of row j of ξ, Θ be the element of row m of Θ, and Θ be the element of row j and m of Ψ. mj, mmjj, m
すことができる。  Can be
[0151] [数 13] = ^r •(15) [0151] [Equation 13] = ^ r • (15)
[0152] [数 14] [0152] [Number 14]
C, 0 is m < qXY C, 0 is m <q XY
Θ一 し , y,m-ixr +ι ¾Χ1, < m < qXY + qY ■■■ (16) y,h,m-qxy -qi +1 ¾xr + < m < qXY + qr + qh Y, m- ixr + ι ¾ Χ1 , <m <q XY + q Y ■■■ (16) y, h, m- qx y- qi +1 ¾ xr + <m <q XY + q r + q h
[0153] [数 15] vr jXr jf(Yrj,m + l) ≤m<qXY [ Equation 15] v rj X rj f (Y rj , m + l) ≤m <q XY
Ψ — = vr,jf(yr >m-qXY +l) qXY≤ < qxy + qy … (17) vr S(K ,w-?xy +1) qXY +qY≤m<qXY +qY + qh さらに、上記式(10)に示されるマイナススキャン時の X軸方向に関する補正関数 dx (Y , h )を、各走査条件 j(j = l一 N)に関しても上記式(14)に示されるようなマトリク スで表現することができ、その要素 Θ 、 、 Ψ を、以下のように表すことができる。 Ψ — = v r, jf (y r > mq XY + l) q XY ≤ <q xy + q y … (17) vr S (K, w- ? Xy +1) q XY + q Y ≤m <q XY + q Y + q h Further, the correction function dx (Y, h) in the X-axis direction at the time of the negative scan shown in the above equation (10) is calculated using the above equation for each scanning condition j (j = l-N). It can be expressed by a matrix as shown in (14), and its elements Θ,, Ψ can be expressed as follows.
m j j,m  m j j, m
[0154] [数 16]  [0154] [Number 16]
•(18) • (18)
[0155] [数 17] [0155] [Number 17]
C dx,Y,m+\ 0≤ くC dx, Y, m + \ 0≤
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0001
C, m = pY + ph [0156] [数 18] vr jf(Yr ,m + l) 0<m< pY C, m = p Y + p h [ Equation 18] v rj f (Y r , m + l) 0 <m <p Y
Ψ.
Figure imgf000044_0001
+ 1) pY≤mく pY + ph •(20)
Ψ.
Figure imgf000044_0001
+ 1) p Y ≤m p Y + p h (20)
1 rn = pY +ph さらに、上記式(11)に示されるマイナススキャン時の X軸方向に関する補正関数 dy (Y , h )を、各走查条件 j(j = l一 N)に関して、上記式(14)に示されるようなマトリク r,J r'j 1 rn = p Y + p h Further, the correction function dy (Y, h) in the X-axis direction at the time of the minus scan shown in the above equation (11) is calculated with respect to each running condition j (j = l-N). The matrix r, J r'j as shown in the above equation (14)
スで表現することができ、その要素 θ 、 ξ、 Ψ は、以下のように表すことができる。  The elements θ, Ψ, and 表 す can be expressed as follows.
m j j,m  m j j, m
[0157] [数 19]
Figure imgf000044_0002
[0157] [Number 19]
Figure imgf000044_0002
[0158] [数 20] [0158] [Number 20]
C 0 < m < qXY C 0 <m <q XY
c gxy≤ く qXY + qY cg xy ≤ q q XY + q Y
,(22)  ,(twenty two)
C i.fy,A,Wl - y  C i.fy, A, Wl-y
C m = qXY + qY + qh C m = q XY + q Y + q h
[0159] [数 21] vr ;XrJ/(yrJ,m + l) 0≤m< qXY [0159] [ Equation 21] v r; X rJ / (y rJ , m + l) 0≤m <q XY
vr f{Yr >m-qXY + l) qXY≤m< qXY + qY v r f {Y r > mq XY + l) q XY ≤m <q XY + q Y
•(23) vr,jg(h rj,m一 9χγ - ¾ + !) 9xr + ¾y≤ m < qXY +qr +qh • (23) v r , jg ( h r j, m- 1 9χγ-¾ + !) 9 xr + ¾y ≤ m <q XY + q r + q h
1 m = qXY +qy + qh 図 6のステップ 634では、最終的に、上記式(6)、式(7)、式(10)、式(11)の補正 関数を作成するが、前述したとおり、これらの補正関数は、走查露光によるパターン の転写を位置ずれなく行うようにするための関数であり、ステップ 632において導き出 された位置ずれ量 dx 、 dy をキャンセルするためのものである。したがって、位置ず In 1 m = q XY + q y + q step 634 h 6, finally, the equation (6), equation (7), equation (10), but to create a correction function of Equation (11), As described above, these correction functions are functions for transferring the pattern by scanning exposure without positional deviation, and for canceling the positional deviation amounts dx and dy derived in step 632. It is. Therefore, no position
P,j P.j  P, j P.j
れ量 dx 、dy を、 ξの各要素の値として適用することができる。  The quantities dx and dy can be applied as the value of each element of ξ.
P'J PJ  P'J PJ
[0160] また、マトリクス Ψの各要素の値は、上記式(8)、式(9)、各マーク像 MPのショット 座標系の設計上の位置座標、及び各走査条件 jにおける V より明らかである。その結 果、プラススキャン時及びマイナススキャン時の補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h [0160] Also, the values of the elements of the matrix 式 are calculated by the above equations (8) and (9), It is clear from the position coordinates in the design of the coordinate system and V in each scanning condition j. As a result, the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h
r'j r'j r,j r,j r'j r'j r'j r, j r, j r'j
)に関する上記式(14)の中で、各要素の値が未知であるのは、各項の係数 Cの列 r,J In equation (14) above, the value of each element is unknown because the columns r and J of the coefficient C of each term
ベクトノレ Θのみとなる。したがって、例えば、プラススキャン時及びマイナススキャン時 の補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )に関して、上記式(14)を、最小二乗法な  Vectonore only. Therefore, for example, with respect to the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) at the time of plus scan and minus scan,
r,J r'j r,j r'j r,j r'j  r, J r'j r, j r'j r, j r'j
どで解けば、各関数についてのそれぞれの各項の係数 Cを求めることができるように なる。  If so, the coefficient C of each term for each function can be obtained.
[0161] そこで、図 6のステップ 634では、プラススキャン時及びマイナススキャン時の補正 関数 (Y , h )、dy (Y , h )に関する上記式(14)について、最小二乗法を適 r,j r,j r,j r,j r,j r,j  In step 634 of FIG. 6, the least square method is applied to the correction function (Y, h) and dy (Y, h) at the time of plus scan and minus scan by applying the least square method to r, jr. , jr, jr, jr, jr, j
用することにより、各項の係数 Cを求める。すなわち、上記式(14)を次式のように変 形して、 Θの推定値を求めることができる。  To find the coefficient C for each term. That is, the above equation (14) can be transformed into the following equation to obtain an estimated value of Θ.
[0162] [数 22] θ ^ (ΨτΨ)'ι Ψτξ ' · · (24) [0162] [Equation 22] θ ^ (Ψ τ Ψ) ' ι Ψ τ ξ' · · (24)
ただし、 βは 0の推定値 ここで、 Ψ は、 Ψの転置行列であり、(Ψ Ψ ) は、(Ψ Ψ )の逆行列である。  Where β is an estimated value of 0, where Ψ is the transpose of Ψ, and (Ψ Ψ) is the inverse of (Ψ Ψ).
[0163] なお、実際には、本実施形態では、上記式(24)から Θの推定値を求めるのではな ぐ式(14)を LU分解して、 Θの推定値を求めるのが容易である。  [0163] Actually, in the present embodiment, it is easy to obtain an estimated value of Θ by LU-decomposition of expression (14) instead of obtaining the estimated value of か ら from the above expression (24). is there.
[0164] したがって、図 6のステップ 634では、 LU分解によって、プラススキャン時の補正関 数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )、及びマイナススキャン時の補正関数 dx (Y , h ) r'j r,j r'j r,j r'j r,j r'j r,j r'j [0164] Therefore, in step 634 of FIG. 6, by LU decomposition, the correction function dx (Y, h) and dy (Y, h) for the plus scan and the correction function dx (Y, h) for the minus scan are obtained. r'j r, j r'j r, j r'j r, j r'j r, j r'j
、 dy (Y , h )についての各項の係数 Cを求めるようにしても良レ、。その補正関数の r,j r'j r,j , Dy (Y, h) can be obtained by calculating the coefficient C of each term. R, j r'j r, j
各係数 Cは、ステージ制御装置 19で用いられる補正関数のパラメータとして、ステー ジ制御装置 19にセットされる。ステップ 634を終了後、図 7のステップ 702に進む。  Each coefficient C is set in the stage control device 19 as a parameter of a correction function used in the stage control device 19. After completing step 634, the process proceeds to step 702 in FIG.
[0165] 図 7のステップ 702では、不図示のレチクルローダを用いてレチクルステージ RST にレチクル Rをロードする。  In step 702 of FIG. 7, reticle R is loaded on reticle stage RST using a reticle loader (not shown).
[0166] 次のステップ 704では、例えば、前述のレチクルァライメント検出系 22により、前述 のステップ 504と同様に、レチクルァライメントを行なう。また、ここで、主制御装置 20 は、ステージ制御装置 19に対し、走查露光時には、補正関数を用いて、レチクル干 渉計 16の計測値を用いて補正するように指示する。 [0166] In the next step 704, a reticle alignment is performed by, for example, the reticle alignment detection system 22 in the same manner as in step 504 described above. Also, here, the main controller 20 uses the correction function at the time of scanning exposure to the reticle Instruct to correct using the measurement value of interferometer 16.
[0167] 次いで、ステップ 706において、主制御装置 20では、不図示のウェハローダの制 御系にウェハ Wのアンロード及びウェハ Wのロードを指示する。これにより、ウェハ口 Next, in step 706, main controller 20 instructs a control system of a wafer loader (not shown) to unload wafer W and load wafer W. This allows the wafer port
T  T
ーダによって、ウェハ Wがウェハステージ WST上のウェハホルダ 25上からアンロー  The wafer W from the wafer holder 25 on the wafer stage WST.
τ  τ
ドされ、ウェハ Wがウェハホルダ 25上にロードされる。なお、ここで、ウェハ Wは、まだ ショット領域が形成されていないベアウェハであるとする。  And the wafer W is loaded on the wafer holder 25. Here, it is assumed that the wafer W is a bare wafer on which a shot area has not yet been formed.
[0168] 次のステップ 708では、ウェハ W上のノッチ(又はオリエンテーション)を含むウェハ の外縁部を検出することにより、ウェハステージ WST上におけるウェハ Wの向きや中 心位置のずれをラフに検出し、そのずれに応じてウェハ Wの位置を調整する、いわ ゆるラファライメントを行う。  [0168] In the next step 708, by detecting the outer edge of the wafer including the notch (or orientation) on the wafer W, the deviation of the direction and center position of the wafer W on the wafer stage WST is roughly detected. The wafer W is adjusted according to the deviation, so-called raffamentation is performed.
[0169] 次のステップ 710では、例えば露光装置 100が稼動するリソグラフィシステムのホス トコンピュータ等から送信されたウェハ Wを対象とするプロセスプログラムに登録され ている、スキャン速度 (Vとする)、スキャン長、スキャン方向等の走査条件をステージ 制御装置 19に設定する。これにより、ステージ制御装置 19は、上記式(6)、式(7)、 式(10)、式(11)の補正関数の V に、スキャン速度 Vを代入する。  In the next step 710, for example, the scan speed (V) and the scan speed registered in the process program for the wafer W transmitted from the host computer or the like of the lithography system on which the exposure apparatus 100 operates are registered. The scanning conditions such as length and scanning direction are set in the stage controller 19. As a result, the stage control device 19 substitutes the scan speed V for V of the correction function of the above equations (6), (7), (10), and (11).
[0170] 次のステップ 712では、ショット領域の配列番号を示すカウンタ gに 1をセットし、最 初のショット領域を露光対象領域とする。  [0170] In the next step 712, the counter g indicating the array number of the shot area is set to 1, and the first shot area is set as an exposure target area.
[0171] ステップ 714では、ウェハ Wの位置がそのショット領域を露光するための加速開始 位置となるようにウェハステージ WSTを移動させるとともに、レチクル Rの位置が加速 開始位置となるようにレチクルステージ RSTを移動させる。  [0171] In step 714, wafer stage WST is moved so that the position of wafer W becomes an acceleration start position for exposing the shot area, and reticle stage RST is moved so that the position of reticle R becomes the acceleration start position. To move.
[0172] ステップ 716では、ステージ制御装置 19に対し、レチクルステージ RSTとウェハス テージ WSTの相対走查を開始するよう指示する。ステージ制御装置 19の制御により 、両ステージがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系 10からの照明光 ILによってレチクル Rのパターン領域が照明され始め、走查露光が 開始される。すなわち、この相対走查は、ステージ制御装置 19により、ウェハ干渉計 18及びレチクル干渉計 16の計測値をモニタしつつ、ウェハステージ駆動系 24及び レチクルステージ駆動系を制御することにより行われる。そして、レチクル R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走査露光が終了する。これにより、レチクル Rのパターンが投影 光学系 PLを介してウェハ W上の露光対象領域に縮小転写される。 [0172] At step 716, the stage controller 19 is instructed to start the relative movement between the reticle stage RST and the wafer stage WST. Under the control of the stage controller 19, when the two stages reach their respective target scanning speeds and reach a constant-speed synchronization state, the pattern area of the reticle R starts to be illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, and scanning exposure is started. Be started. That is, the relative movement is performed by controlling the wafer stage drive system 24 and the reticle stage drive system while monitoring the measurement values of the wafer interferometer 18 and the reticle interferometer 16 by the stage controller 19. Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with the illumination light IL to illuminate the entire pattern area. Is completed, the scanning exposure ends. Thereby, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the exposure target area on the wafer W via the projection optical system PL.
[0173] この走査露光中においては、ステージ制御装置 19は、レチクル干渉計 16の計測 値をショット内座標系の座標値に変換し、変換されたショット座標系の座標値 X、 Y r,J r'J と、不図示のタイマから取得された走查露光中の時間 h を補正関数 (プラススキャン r,J  [0173] During this scanning exposure, the stage controller 19 converts the measurement values of the reticle interferometer 16 into coordinate values of the in-shot coordinate system, and converts the converted coordinate values X, Yr, J of the shot coordinate system. r'J and the time h during scanning exposure obtained from a timer (not shown) are corrected by a correction function (plus scan r, J
の場合には、上記式(6)、式(7)を用い、マイナススキャンの場合には、上記式(10) 、式(11)を用いる)に代入し、その代入により算出された補正関数の値を、レチクル 干渉計 16の計測値力も減算し (補正量を正で計算しているので、換言すれば補正が 効く方向(補正しなければならない方向)を正としているので)、その減算値を現在の レチクルステージ RSTの位置としてレチクルステージの位置制御(フィードバック制御 系)に用いる。このようにすれば、レチクルステージ RSTの位置が補正され、両ステ一 ジの走查露光中の動特性に起因するパターンの転写位置のずれがキャンセルされ るようになる。なお、 Y軸方向に関する補正関数の X には、 2軸干渉計の各軸干渉計 のショット内座標の X位置がそれぞれ代入されるものとする。また、補正関数を適用す る際には、レチクル干渉計 16の計測値をショット座標系に変換する必要があり、補正 関数で補正された計測値をフィードバック制御量とする際には、その計測値を、レチ クルステージ座標系の位置座標に変換する必要があることはいうまでもなレ、。なお、 上述のように、走査露光中に使用する補正関数 (特に Y軸方向に関する補正関数) をプラススキャン時とマイナススキャン時とで使い分けるということは、換言すれば、プ ラススキャン時とマイナススキャン時とで Y軸方向におけるスケーリング補正値を使い 分けるということである。また、 Y軸方向の 2軸干渉計のそれぞれに適用する補正関 数をプラススキャンとマイナススキャンとで使い分けるということは、換言すればプラス スキャン時とマイナススキャン時とで Y軸方向のョーイング補正値を使い分けるという ことである。  In the case of, the above equations (6) and (7) are used, and in the case of a minus scan, the above equations (10) and (11) are substituted), and the correction function calculated by the substitution is used. Is subtracted from the measured force of the reticle interferometer 16 (since the correction amount is calculated as positive, in other words, the direction in which the correction is effective (the direction in which correction is required) is positive), and the subtraction is performed. The value is used as the current reticle stage RST position for reticle stage position control (feedback control system). In this way, the position of reticle stage RST is corrected, and the shift of the transfer position of the pattern due to the dynamic characteristics during the scanning exposure of both stages is canceled. Note that the X position of the in-shot coordinates of each axis interferometer of the two-axis interferometer is substituted for X of the correction function for the Y-axis direction. Also, when applying the correction function, it is necessary to convert the measured value of the reticle interferometer 16 into the shot coordinate system, and to use the measured value corrected by the correction function as the feedback control amount, Needless to say, the values need to be converted into position coordinates in the reticle stage coordinate system. As described above, the use of the correction function (particularly the correction function in the Y-axis direction) used during scanning exposure is different between the plus scan and the minus scan, in other words, the plus scan and the minus scan. It means that the scaling correction value in the Y-axis direction can be used properly. In addition, the use of the correction function applied to each of the two-axis interferometers in the Y-axis direction for plus scan and minus scan means that, in other words, the yaw correction value in the Y-axis direction for plus scan and minus scan. That is to use properly.
[0174] 次のステップ 718では、カウンタ値 gを参照し、全てのショット領域に露光が行われ たか否力 ^判断する。この判断が否定されれば、ステップ 722に進み、肯定されれば 、ステップ 724に進む。ここでは、 g= l、すなわち最初のショット領域に対して露光が 行なわれただけなので、ステップ 718での判断は否定され、ステップ 720に移行する [0175] ステップ 720では、カウンタ gの値をインクリメント(g g + 1)して、次のショット領域 を露光対象領域とし、ステップ 714に戻る。 [0174] In the next step 718, by referring to the counter value g, it is determined whether or not all shot areas have been exposed. If this determination is denied, the process proceeds to step 722; otherwise, the process proceeds to step 724. In this case, since g = l, that is, only the first shot area is exposed, the determination in step 718 is denied, and the process proceeds to step 720. In step 720, the value of the counter g is incremented (gg + 1), the next shot area is set as an exposure target area, and the flow returns to step 714.
[0176] 以降、ステップ 718での判断が肯定されるまで、ステップ 714→ステップ 716→ステ ップ 718→ステップ 720の処理、判断を繰り返し、ウェハ W上の全てのショット領域へ の走查露光によるパターンの転写を行う。なお、ショット領域毎に、走查条件が変更と なる場合には、各ショット領域の露光前に、スキャン速度、スキャン長、スキャン方向 などの走查条件を、その都度(例えば走查露光間のステップ移動の際に)、ステージ 制御装置 19に対し、セットする必要がある。  [0176] Thereafter, the processing and determination of Step 714 → Step 716 → Step 718 → Step 720 are repeated until the determination in Step 718 is affirmed, and the scanning exposure is performed on all shot areas on the wafer W. Transfer the pattern. If the running conditions are changed for each shot area, the running conditions such as scan speed, scan length, and scan direction must be changed before each shot area is exposed. At the time of step movement), it is necessary to set the stage controller 19.
[0177] ウェハ W上の全てのショット領域へのパターンの転写が終了すると、ステップ 718で の判断が肯定され、ステップ 722に移行する。  [0177] When the transfer of the pattern to all the shot areas on wafer W is completed, the determination in step 718 is affirmative, and the flow proceeds to step 722.
[0178] ステップ 722では、不図示のウェハローダにウェハ Wのアンロードを指示する。これ により、ウェハ Wは、不図示のウェハローダにより、ウェハホルダ 25上からアンロード された後、不図示のウェハ搬送系により、露光装置 100にインラインにて接続されて レ、る不図示のコータ 'デベロツバに搬送される。そして、一連の露光処理動作を終了 する。  At step 722, an unloading of the wafer W is instructed to a wafer loader (not shown). As a result, the wafer W is unloaded from above the wafer holder 25 by a wafer loader (not shown) and then connected inline to the exposure apparatus 100 by a wafer transfer system (not shown). Transported to Then, a series of exposure processing operation ends.
[0179] なお、本実施形態では、図 6のステップ 634終了後に、図 5のステップ 502に戻り、 ステップ 502—ステップ 634を繰り返すようにしても良い。なお、この場合には、ステツ プ 512及びステップ 518の走査露光を行う際に、ステージ制御装置 19に、作成した 補正関数の係数 Cを設定し、ステップ 512及びステップ 518における走査露光中に は、レチクル干渉計 16の計測値を補正するものとする。そして、補正関数を適用した 場合の走查露光を行いつつ、ステップ 512及びステップ 518を実行した後、図 6のス テツプ 610及びステップ 616において検出された位置ずれ量を dx'、 dy'とする。  In the present embodiment, after step 634 in FIG. 6, the process may return to step 502 in FIG. 5 and repeat step 502—step 634. In this case, when performing the scanning exposure in steps 512 and 518, the coefficient C of the created correction function is set in the stage controller 19, and during the scanning exposure in steps 512 and 518, The measured value of the reticle interferometer 16 shall be corrected. Then, after performing Step 512 and Step 518 while performing scanning exposure in the case where the correction function is applied, the displacement amounts detected in Step 610 and Step 616 in FIG. 6 are dx ′ and dy ′. .
[0180] この dx'、 dy'は、補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )でレチクル干渉計 16の値 を補正しても、なおかつ発生するショットディストーション成分(マイナススキャン時に は、正逆差成分をも含む)であるとみなすことができる。したがって、その後、ステップ 634において新たに作成された補正関数を、前回作成した補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )に加算し、その加算結果を新たな補正関数 dx (Y ., h )、 dy (Y , h )として更新すれば、残存するショットディストーション成分等もキャンセルする補正 関数を作成することができる。 [0180] These dx 'and dy' are shot distortion components that are generated even when the value of the reticle interferometer 16 is corrected by the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h). , Including the inverse difference component). Therefore, after that, the correction function newly created in step 634 is added to the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) previously created, and the addition result is added to the new correction function dx (Y.h). , h), dy (Y, h ), It is possible to create a correction function that cancels the remaining shot distortion components.
[0181] このように、本実施形態では、ステップ 502—ステップ 634を複数回実行することに より、補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )を、より高精度な制御を可能とする関数に  [0181] As described above, in the present embodiment, by performing Step 502 to Step 634 a plurality of times, the correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) can be controlled with higher accuracy. Function
r,J r'j r'j r,j  r, J r'j r'j r, j
修正すること力 Sできる。このとき、ステップ 502 ステップ 634の実行回数、すなわち 補正関数の修正回数は、所定の回数とすることができる。また、ステップ 610及びス テツプ 616で検出される X軸方向又は Y軸方向に関する位置ずれ量 dx 、 dy 力 十  Correcting power S can. At this time, the number of executions of step 502 and step 634, that is, the number of corrections of the correction function can be a predetermined number. Further, the displacement amounts dx and dy in the X-axis direction or the Y-axis direction detected in steps 610 and 616 are determined.
P.J P,J 分小さくなり、所定量以下となるまで、ステップ 502 ステップ 634の処理を繰り返す こととしても良レ、。  P.J It is good to repeat the process of step 502 and step 634 until the value decreases by P, J and becomes equal to or less than the predetermined amount.
[0182] また、本実施形態では、条件 0を低速の走查条件と同一であるとし、この条件での 重ね合わせ露光結果としての位置ずれ量を算出し、ステップ 632において、その位 置ずれ量をレチクル製造誤差として用いたが、本発明はこれには限られない。すなわ ち、レチクル R上に形成されたマークの製造誤差が十分小さぐそのマークが高精度  In the present embodiment, it is assumed that the condition 0 is the same as the low-speed running condition, and the position shift amount as the overlay exposure result under this condition is calculated. Was used as a reticle manufacturing error, but the present invention is not limited to this. That is, the mark formed on the reticle R has a sufficiently small manufacturing
T  T
に形成されたものであるとみなすことができる場合には、低速の走査条件と同一走査 条件下での重ね合わせ走査露光を行う必要はなぐステップ 632を行う必要もない。 この場合には、各条件 jで検出された位置ずれ量 dx、 dyを上記式(14)等の列べタト ル ξにそのまま対応させることができる。  When it can be considered that the image is formed in the same manner, it is not necessary to perform the step 632 which is not necessary to perform the overlapping scanning exposure under the same scanning condition as the low-speed scanning condition. In this case, the positional deviation amounts dx and dy detected under the respective conditions j can be made to correspond to the column vectors の of the above equation (14) and the like.
[0183] また、このようなレチクル製造誤差が存在する場合でも、その誤差の値が既知であ れば、低速の走査条件と同一の条件下での重ね合わせ走査露光を行う必要はない 。この場合、ステップ 632では、その既知のレチクル製造誤差の値を、各条件 jの下で 検出された位置ずれ量から差し引けば良い。  [0183] Even when such a reticle manufacturing error exists, if the value of the error is known, it is not necessary to perform the overlay scanning exposure under the same conditions as the low-speed scanning conditions. In this case, in step 632, the value of the known reticle manufacturing error may be subtracted from the positional deviation detected under each condition j.
[0184] また、ステージ制御装置 19では、ウェハ干渉計 18によって計測されたウェハステ ージ WSTの位置の計測値を補正関数により補正が効く方向(補正しなければならな い方向)を正として補正する機能を有していても良レ、。この場合も、レチクルステージ RSTの制御と同様に、走查露光中においては、この補正関数を用いてウェハ干渉 計 18の計測値を補正するか否かは、主制御装置 20からの指示により決定され、この 補正関数の各項の係数などの補正関数を規定するパラメータは、主制御装置 20か らステージ制御装置 19に対して設定可能となっている。このように、補正関数で補正 するのは、レチクル干渉計 16の計測値かウェハ干渉計 18の計測値かのいずれか一 方とすることができる。なお、補正関数による補正関数の程度によっては、レチクル干 渉計 16及びウェハ干渉計 18の両方に、補正量を (補正が効く方向を正として)振り 分けて、両方の干渉計の測定値を補正するようにしても良い。 [0184] Also, the stage controller 19 corrects the measured value of the position of the wafer stage WST measured by the wafer interferometer 18 by setting the direction in which correction is effective (the direction in which correction is required) to be positive by the correction function. Even if it has a function to do. Also in this case, similarly to the control of reticle stage RST, whether or not to correct the measurement value of wafer interferometer 18 using this correction function during scanning exposure is determined by an instruction from main controller 20. The parameters that define the correction function, such as the coefficients of each term of the correction function, can be set from the main controller 20 to the stage controller 19. Thus, the correction with the correction function This can be done by using either the measured value of the reticle interferometer 16 or the measured value of the wafer interferometer 18. Note that, depending on the degree of the correction function by the correction function, the correction amount is distributed to both the reticle interferometer 16 and the wafer interferometer 18 (the direction in which the correction is effective is positive), and the measured values of both interferometers are measured. The correction may be made.
[0185] これまでの説明から明らかなように、また、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、取得装置、関数作成装置、関数修正装置に対応して いる。すなわち、主制御装置 20の CPUが行う、ステップ 508 ステップ 526 (図 5)の 処理によって転写装置の機能が実現され、ステップ 602 ステップ 632 (図 6)の処理 によって取得装置の機能が実現され、ステップ 634 (図 6)の処理によって、関数作成 装置の機能が実現されている。また、ステップ 502—ステップ 634を複数回実行する 場合には、 2回目以降のステップ 502 ステップ 634の処理によって関数修正装置 の機能が実現されている。また、本実施形態では、ステージ制御装置 19が、本発明 の露光装置の制御装置に対応している。し力しながら、本発明がこれに限定されるも のではないことは勿論であり、例えば、主制御装置 20及びステージ制御装置 19の機 能を 1つの CPUで実現するようにしても良い。  As is clear from the above description, in the present embodiment, main controller 20 corresponds to the transfer device, the acquisition device, the function creation device, and the function correction device of the exposure apparatus of the present invention. . That is, the function of the transfer device is realized by the processing of Step 508 and Step 526 (FIG. 5) performed by the CPU of the main control device 20, and the function of the acquisition device is realized by the processing of Step 602 and Step 632 (FIG. 6). 634 (Fig. 6) realizes the function of the function creation device. In the case where Step 502-Step 634 is executed a plurality of times, the function of the function correction device is realized by the processing of Step 502 and Step 634 for the second and subsequent times. Further, in the present embodiment, the stage control device 19 corresponds to the control device of the exposure apparatus of the present invention. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. For example, the functions of the main controller 20 and the stage controller 19 may be realized by one CPU.
[0186] 以上述べたように、本実施形態の露光装置 100によれば、走査露光によりレチクル Rに形成された少なくとも 1つのマーク Mを複数の異なる走査条件(条件 j)の下でそ れぞれ転写し、そのマーク転写位置の基準位置からのずれに関する情報(dx 、 dy [0186] As described above, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, at least one mark M formed on the reticle R by the scanning exposure is each subjected to a plurality of different scanning conditions (condition j). Transferred, and information on the deviation of the mark transfer position from the reference position (dx, dy
)を、走査条件毎に取得し、取得された各情報と各走査条件とに基づいて、最適化手 法を用いて、 XY平面内におけるウェハ wの位置の計測値の補正量を従属変数とす る補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y , h )を作成し、ウェハ Wの位置の計測値を補正 ) Is acquired for each scanning condition, and the correction amount of the measurement value of the position of the wafer w in the XY plane is determined as a dependent variable using an optimization method based on the acquired information and each scanning condition. Create correction functions dx (Y, h) and dy (Y, h) to correct the measured value of the position of wafer W.
 ,
し、補正された計測値に基づいて、ウェハ W又はレチクル Rの位置を制御しながら、 レチクル R上のパターンをウェハ W上に転写する。  Then, the pattern on the reticle R is transferred onto the wafer W while controlling the position of the wafer W or the reticle R based on the corrected measurement value.
[0187] したがって、露光装置 100によれば、トライ'アンド 'エラーでなぐ最小二乗法等の 最適化手法を用いて、ウェハ Wの位置の計測値を補正するための補正関数 dx (Y [0187] Therefore, according to exposure apparatus 100, a correction function dx (Y
, h )、 dy (Y , h )を作成することができるので、短時間に、高精度な露光を実現 すること力 sできる。 , h) and dy (Y, h) can be created, so that high-precision exposure can be realized in a short time.
[0188] なお、上記実施形態では、補正関数 dx (Y , h )、 dy (Y h )の独立変数とし て、走査露光中の時間 h を用いたが、走査露光中の時間 h が未知である場合には 、次式のように時間 h をショット内座標 y に変換し、補正関数をショット座標値だけを r,J w'j In the above embodiment, the independent variables of the correction functions dx (Y, h) and dy (Y h) When the time h during scanning exposure is used, but the time h during scanning exposure is unknown, the time h is converted into the in-shot coordinate y as in the following equation, and the correction function is calculated using only the shot coordinate value. Is r, J w'j
独立変数とする関数とするようにしても良い。  The function may be set as an independent variable.
[0189] [数 23] [0189] [Number 23]
K = i-yW + (5W + - ώ/)/2 + Τ vWi .) ^ •(25) K = iy W + (5 W + -ώ / ) / 2 + Τ v Wi .) ^ • (25)
•(26) 上記実施形態においては、関数 f (Y 、 k)、関数 g (Y 、 1)として、べき関数又は正 r,J r,j (26) In the above embodiment, the function f (Y, k) and the function g (Y, 1) are exponential functions or positive r, J r, j
弦関数を用いたが、本発明はこれには限られず、ショット内 Y位置 Y を独立変数とす る関数であれば、あらゆる関数を適用することができる。  Although a chord function was used, the present invention is not limited to this, and any function can be applied as long as the function uses the Y position Y within the shot as an independent variable.
[0190] また、上記実施形態における Y軸方向の補正関数 dy (Y , h )では、ショット内 X位 置 X の 1次関数を含む項を位置項だけとした力 ショット内 X位置 X の 1次関数を含 む時間項を新たに加えるようにしても良い。また、上記式 (6)、式(7)、式(10)、式(1 1)の右辺に含まれる速度 V を、その速度 V を独立変数とする関数に代えても良い。  Further, in the correction function dy (Y, h) in the Y-axis direction in the above-described embodiment, only the position term including the linear function of the X position X in the shot is set to 1 of the X position X in the shot. A time term including the following function may be newly added. Further, the speed V included in the right side of Expressions (6), (7), (10), and (11) may be replaced with a function using the speed V as an independent variable.
r,J r'j  r, J r'j
また、速度 V を含まない位置項、時間項を加えるようにしても良い。すなわち補正関 数の関数モデルに関しては、適宜変形が可能である。  Further, a position term and a time term that do not include the velocity V may be added. That is, the function model of the correction function can be appropriately modified.
[0191] また、上記実施形態の低速一高速重ね露光で用いられるマークは、図 3に示される ようなマーク Mに限られなレ、。例えば、 L/Sパターン MX、 MYは、単なる 1つの L  Further, the marks used in the low-speed / high-speed overlapping exposure of the above embodiment are not limited to the marks M as shown in FIG. For example, the L / S pattern MX, MY is just one L
1 1  1 1
/Sパターンであっても良い。また、図 2に示される LZSパターン MX、 MX、 MY、  It may be a / S pattern. Also, the LZS patterns MX, MX, MY,
1 2 1 1 2 1
MYの他に、他の LZSパターンや、低速一高速重ね露光の結果、ボックス.イン.ボIn addition to MY, other LZS patterns and the results of box-in-box
2 2
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レ、。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 にっき、各軸方向について、複数の位置ずれ量がそれぞれ検出されるため、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。 [0192] 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 Cを求 めた。し力 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、係数 Cを求めるようにしても良レ' It's okay to use a mark that contains a pattern that becomes a box 'pattern. Even with such a pattern, it is possible to detect the misalignment between the outer pattern and the inner pattern as a positional shift amount in the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, if a plurality of patterns for measuring the amount of misalignment are provided in one mark, a plurality of misalignments can be detected in each axis direction in one mark. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the positional deviation amount by using the average value of the detected plural positional deviation amounts as the positional deviation amount at the mark. In the above embodiment, the coefficient C of each term of the correction function was obtained by applying the least squares method. However, if the nonlinearity of the function model with respect to the parameter to be obtained is high, the coefficient C may be obtained by applying a nonlinear least squares method such as the steepest descent method.
[0193] また、上記実施形態では、ァライメント検出系 ASを用いて X軸方向及び Y軸方向の 位置ずれ量を検出したが、これに限らず、他の専用の撮像装置等を用いて、これら の位置ずれ量を検出するようにしても構わなレ、。 [0193] Further, in the above-described embodiment, the displacement amount in the X-axis direction and the Y-axis direction is detected using the alignment detection system AS. However, the present invention is not limited to this. It may be possible to detect the amount of positional deviation of.
[0194] 《基準ウェハを用いる方法》 [0194] << Method using reference wafer >>
また、上記実施形態では、いわゆる低速一高速重ねの走查露光により、補正関数を 求めたが、補正関数を作成するための転写結果を求める方法はこれだけには留まら なレ、。例えば、レチクル R上に形成されたパターンを理想的に転写したときに形成さ れるパターンと同一のパターンが表面上に形成されてレ、るウェハ、すなわちレチクノレ R上のマークに対応する位置に基準マークが形成されている「基準ウエノ、」を用い、 そのパターン上に各走査条件 jの下で走査露光を行い、基準ウェハ上の既成の基準 マークと、各走査条件 jの下での走査露光により転写形成されたマークとの位置ずれ 量を、それらのマークの転写位置の位置ずれに関する情報として取得するようにして も良い。なお、この場合、プラススキャンの補正関数にオフセットを加えることができ、 プラススキャン補正関数 dxとしては、式(6)又は式(10)を用いることができ、プラスス キャン補正関数 dyとしては、式(7)又は式(11)式を用いることができる。  In the above-described embodiment, the correction function is obtained by so-called low-speed / high-speed scanning exposure. However, the method of obtaining the transfer result for creating the correction function is not limited to this. For example, the same pattern as the pattern formed when the pattern formed on the reticle R is ideally transferred is formed on the surface of the wafer, that is, the reference position is the position corresponding to the mark on the reticle R. Scanning exposure is performed on the pattern under each scanning condition j using the “reference wafer” on which the mark is formed, and the existing reference mark on the reference wafer is scanned and exposed under each scanning condition j. In this case, the amount of positional deviation from the mark formed by the transfer may be obtained as information relating to the positional deviation of the transfer position of those marks. In this case, an offset can be added to the plus scan correction function. Equation (6) or (10) can be used as the plus scan correction function dx, and the plus scan correction function dy can be given by the equation Equation (7) or equation (11) can be used.
[0195] また、上記実施形態では、レチクル干渉計 16の計測値を補正したが、ウェハ干渉 計 18の計測値を補正するようにしても良い。この場合には、補正関数に対応する座 標系は、ウェハ換算のショット座標系となることは言うまでもない。  In the above embodiment, the measurement value of the reticle interferometer 16 is corrected, but the measurement value of the wafer interferometer 18 may be corrected. In this case, it goes without saying that the coordinate system corresponding to the correction function is a shot coordinate system in wafer conversion.
[0196] 《計測データの除外又は平滑化処理》  [0196] << Exclusion or smoothing of measurement data >>
なお、上記実施形態では、図 6のステップ 632において、複数の異なる走查条件下 で形成された各マーク像 MPの位置ずれ量 (dx、 dy)から、低速の走查条件下で形 成された各マーク像 MPの位置ずれ量 (dx、 dy)をそれぞれ差し引くことによって、補 正関数の作成に用いられる位置ずれ量 (dx 、 dy )を検出した。このようにすれば、 その位置ずれ量から、ショットディストーションや正逆差などとは本来無関係なレチク ル製造誤差を除去することができるからである。 In the above embodiment, in step 632 in FIG. 6, the mark image MP is formed under the low-speed running condition from the displacement amount (dx, dy) of each mark image MP formed under the different running conditions. By subtracting the displacements (dx, dy) of the respective mark images MP, the displacements (dx, dy) used for creating the correction function were detected. In this way, the reticle, which is originally irrelevant to shot distortion, forward / reverse This is because a manufacturing error can be eliminated.
[0197] このように、上記実施形態において作成される補正関数を高精度なものとするため には、ショットディストーション及び正逆差のみに起因する位置ずれ量を、マークの転 写位置の位置ずれに関する情報として検出し、その他の成分によるものを誤差とみ なし、その位置ずれ量から除去するのが望ましい。上記実施形態の位置ずれ量に含 まれる誤差は、その性質から、以下のように分類することができる。  As described above, in order to make the correction function created in the above embodiment highly accurate, the amount of misalignment caused only by the shot distortion and the forward / reverse difference is determined by the amount of misalignment related to the misalignment of the mark transfer position. It is desirable to detect it as information, regard the component due to other components as an error, and remove it from the amount of displacement. The errors included in the displacement amount in the above embodiment can be classified as follows from the nature thereof.
[0198] A.上記レチクル製造誤差や、レチクルなどに付着した異物による誤差など、レチク ルに起因する誤差であり、規則的に現れることが多い誤差  A. An error caused by a reticle, such as the reticle manufacturing error described above or an error caused by a foreign substance attached to the reticle, and often appears regularly.
B.計測誤差、いわゆる偶然誤差 (確率誤差)であり、所定の確率分布に従ってラン ダムに現れる誤差  B. Measurement error, so-called random error (probability error), which appears randomly according to a predetermined probability distribution
[0199] A.に分類される誤差に関しては、上記実施形態のように、低速の走查条件での走 查露光を実施し、そのときのマークの位置ずれ量をレチクル製造誤差等とみなして計 測するなど、何らかの計測処理を行うことにより、その誤差を計測された位置ずれ量 力 取り除くことができるが、実際にその誤差の計測を行わずとも他の方法によっても A. に分類される誤差は、除去可能である。一方、 B.に分類される誤差に関しては、 実際に計測するのは困難である。そこで、以下では、 A.に分類される誤差を取り除く 他の方法と、 B.に分類される誤差を取り除く方法とについて説明する。  Regarding errors classified as A., as in the above-described embodiment, running exposure is performed under low-speed running conditions, and the positional deviation amount of the mark at that time is regarded as a reticle manufacturing error or the like. By performing some kind of measurement processing, such as measurement, the error can be removed from the measured displacement.However, even if the error is not actually measured, the error can be classified as A. Errors can be removed. On the other hand, it is difficult to actually measure errors classified as B. Therefore, in the following, another method for removing errors classified as A. and a method for removing errors classified as B. will be described.
[0200] «Α. に分類される誤差を取り除く他の方法》  [0200] «Other methods to remove errors classified as ΑΑ»
図 11には、 A.に分類される誤差を取り除く方法を実現するための処理の一例を示 すフローチャートが示されている。なお、前提として、図 5のステップ 502—ステップ 5 34及び図 6のステップ 602—ステップ 630の処理が複数回(s 回とする)実行されて end  FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a process for implementing a method of removing an error classified as A. It is assumed that the processing of step 502 to step 534 in FIG. 5 and step 602 to step 630 in FIG.
、異なる走查条件 jの下でそれぞれ、 s 回の走查露光が実施されているものとし、そ end  S scanning exposures have been performed under different running conditions j, respectively.
の各回の走查露光により形成されたショット領域をショット領域 s (s = l s )とし、ショ end ット領域 sに形成されたマーク像 MPをマーク像 MP とする。そして、計測された X軸  The shot area formed by each scan exposure is referred to as a shot area s (s = ls), and the mark image MP formed in the shot end area s is referred to as a mark image MP. And the measured X axis
P P.s  P P.s
方向及び Y軸方向に関する位置ずれ量をそれぞれ (dx '、 dy ' )とする。また、ショ p,s p,s  Let the displacement amount in the direction and the Y-axis direction be (dx ', dy'), respectively. Also, show p, s p, s
ット内座標系におけるマーク像 MP の設計上の位置座標を (X、 Y )とし、マーク像 p,s p p  Let (X, Y) be the design position coordinates of the mark image MP in the coordinate system within the unit, and mark images p, s p p
MP の数を p 個とする。これらのデータは、主記憶装置 20の記憶装置(不図示)に p,s end  Let p be the number of MPs. These data are stored in a storage device (not shown) of the main storage device 20.
予め格納されているものとする。 [0201] 図 11に示されるように、まず、ステップ 302において、隣接するマーク像間のマーク 像の転写位置の位置ずれ量の変化の許容値である許容変化量 dを設定する。この 許容変化量 dは、不図示の入力装置を介して、主制御装置 20に入力される。次のス テツプ 304では、カウンタ pの値(以下、カウンタ値 pとする)を 1に初期化する。次のス テツプ 306では、カウンタ値 pが、 1つのショット領域におけるマーク像 MP の数 p よ It is assumed that it is stored in advance. As shown in FIG. 11, first, in step 302, an allowable change amount d which is an allowable value of a change amount of a positional shift amount of a transfer position of a mark image between adjacent mark images is set. This allowable change amount d is input to main controller 20 via an input device (not shown). In the next step 304, the value of the counter p (hereinafter referred to as the counter value p) is initialized to 1. In the next step 306, the counter value p is determined by the number p of the mark images MP in one shot area.
p's end り大きいか否力 ^判断する。この判断が肯定されれば処理を終了し、否定されればス テツプ 308に進む。ここでは、 p = lであり、判断が否定され、ステップ 308に進む。  p's end is greater or less ^ Judge. If this determination is affirmed, the process is terminated, and if denied, the process proceeds to step 308. Here, p = l, the result is negative, and the routine proceeds to step 308.
[0202] ステップ 308では、ショット領域 1一 s におけるマーク像 MP (ここでは、 MP )の [0202] In step 308, the mark image MP (here, MP) in the shot area 11s is obtained.
end p,s l s 位置ずれ量 (dx ' dy ' )の平均値(μ 、 μ )を算出する。  end p, sls Calculates the average value (μ, μ) of the displacement amount (dx 'dy').
p,s p,s p,dx p,dy  p, s p, s p, dx p, dy
[0203] 次いで、ステップ 310では、マーク像 MP を決定する。マーク像 MP は、その設  Next, in step 310, the mark image MP is determined. The mark image MP is
XL XL  XL XL
計上の位置座標を (X , Υ )とすると、今回のマーク像 MP (ここでは、マーク像 M  Assuming that the position coordinates of the accounting are (X, Υ), the current mark image MP (here, the mark image M
XL XL p s  XL XL p s
P )に対し、設計上の Y軸座標 Yの値が同じであって(すなわち Υ = Υ )、次式に l,s p X p 示される条件を満たす設計上の X座標 Xを有するマーク像のことであり、ここでは、そ  P), the value of the designed Y-axis coordinate Y is the same (that is, Υ = Υ), and the mark image having the designed X coordinate X that satisfies the condition shown as l, sp X p in the following equation. And here, that
P  P
のマーク像 MP を、マーク像 MP (p= l  Is replaced with mark image MP (p = l
XL p,s — p )の中から選択する。  XL p, s — p).
end  end
[0204] [数 24] XL < P かつ XP - XXL = mini X p -.一 X q„ ■(27) ただし、 qは、 1 , 2, · · ·, p の中で、 p≠qとなる整数である。すなわち、マーク像 M [0204] [Equation 24] XL < P and X P -X XL = mini X p-. One X q „■ (27) where q is p ≠ in 1, 2, ···, p q is an integer, that is, the mark image M
end  end
P は、マーク像 MP よりも— X側にある最寄のマーク像ということになる。なお、マー P is the nearest mark image on the X side of mark image MP. In addition,
XL p's XL p's
ク像 MP がショット領域 sの端部にあり、上記条件式を満たすマーク像 MP がない  Mark image MP is at the end of shot area s, and there is no mark image MP that satisfies the above conditional expression
XL  XL
場合もありうる。この場合には、マーク像 MP がないものとして、ステップ 310の処理  There may be cases. In this case, assuming that there is no mark image MP, the processing in step 310 is performed.
XL  XL
を終了する。  To end.
[0205] そして、このステップ 310では、上記条件式を満たすマーク像 MP があった場合、  [0205] In this step 310, when there is a mark image MP satisfying the above conditional expression,
XL  XL
ショット領域 1一 s における、マーク像 MP の X軸方向に関する位置ずれ量 dx 'の  In the shot area 11 s, the displacement amount dx ′ of the mark image MP in the X-axis direction
ena XL L,s 平均値 を算出する。  ena XL L, s Average value is calculated.
dx  dx
[0206] 次いで、ステップ 312では、マーク像 MP とマーク像 MP の間の位置ずれ量の平  [0206] Next, in step 312, the average amount of misalignment between the mark images MP and the mark images MP is calculated.
XL p s  XL p s
均値の変化量 (勾配) Δ Χを、次式を用いて算出する。  The variation (gradient) Δ 均 of the average value is calculated using the following equation.
[0207] [数 25] ptdx L, •(28) [0207] [Number 25] p t dx L, • (28)
[0208] 次いで、ステップ 314では、マーク像 MP を決定する。マーク像 MP とは、その位 Next, in step 314, a mark image MP is determined. Mark image MP
X X  X X
置座標を (X , Υ )とすると、今回のマーク像 MP (ここでは、マーク像 MP )に対  Assuming that the position coordinates are (X, Υ), this mark image MP (here, the mark image MP)
XR XR p,s l,s し、そのマーク像 MP と、設計上の Y軸座標 Yの値が同じであって、次式に示される  XR XR p, s l, s and the mark image MP and the design Y-axis coordinate Y value are the same and expressed by the following formula
P.s P  P.s P
条件を満たす設計上の X座標 Xを有するマーク像 MP のことであり、ここでは、その  A mark image MP having a design X coordinate X that satisfies the condition.
P P.s  P P.s
マーク像 MP をマーク像 MP の中から選択する。  The mark image MP is selected from the mark images MP.
XR p,s  XR p, s
[0209] [数 26]  [0209] [Number 26]
X„く X XR かつ X - X„ - XX „X XR and X-X„-X
Figure imgf000055_0001
■(29) ただし、 qは、 1 , 2, · · ·, p の中で、 p≠qとなる整数である。すなわち、マーク像 M
Figure imgf000055_0001
(29) where q is an integer such that p ≠ q among 1, 2, ···, p. That is, the mark image M
end  end
P は、マーク像 MP よりも +X側にある最寄のマーク像ということになる。なお、 P is the nearest mark image on the + X side of the mark image MP. In addition,
XL p's XL p's
ク像 MP がショット領域の端部にあり、上記条件式を満たすマーク像 MP がない場 p,s XR  When the mark image MP is at the end of the shot area and there is no mark image MP that satisfies the above condition, p, s XR
合もありうる。この場合には、マーク像 MP がないものとして、そのままステップ 314  It is possible. In this case, assuming that there is no mark image MP, step 314 is left as it is.
XR  XR
の処理を終了する。  Is completed.
[0210] そして、このステップ 314では、上記条件式を満たすマーク像 MP があった場合、  [0210] In this step 314, when there is a mark image MP satisfying the above conditional expression,
XR  XR
そのマーク像 MP における X軸方向に関する位置ずれ量 dx 'の平均値 μ を算  Calculate the average value μ of the displacement dx 'of the mark image MP in the X-axis direction.
XR R,s R,dx 出する。  XR R, s R, dx
[0211] 次いで、ステップ 316では、マーク像 MP とマーク像 MP の間の位置ずれ量の変  [0211] Next, in step 316, the amount of displacement between the mark images MP and the mark images MP is changed.
p,s XR  p, s XR
化量 (勾配) Δ Χを、次式を用いて算出する。  The amount of change (gradient) Δ Χ is calculated using the following equation.
R  R
[0212] [数 27]  [0212] [Number 27]
•(30) • (30)
Χ χϋ一 Λ ρ Χ χϋ 一Λ ρ
[0213] 次のステップ 318では、上記ステップ 312で算出された Δ Χと、上記ステップ 314で 算出された Δ Χとの積が負であるか否かが判断される。この判断が肯定されれば、ス [0213] In the next step 318, it is determined whether or not the product of Δ 上 記 calculated in step 312 and ΔΧ calculated in step 314 is negative. If this judgment is affirmed,
R  R
テツプ 320に進み、否定されればステップ 324に進む。 Δ Χと Δ Χとの積が負である  Proceed to step 320; if not, proceed to step 324. The product of Δ Χ and Δ Χ is negative
R とレ、うことは、マーク像 MP の X軸方向の位置ずれ量の平均値が、 X軸方向に隣接 する両側のマーク像の X軸方向の位置ずれ量の平均値に対して、正の方向又は負 の方向に突出していることを示している。なお、マーク像 MP 、 MP のいずれか一 R In other words, the average value of the displacement of the mark image MP in the X-axis direction is positive compared to the average value of the displacement of the mark images MP on both sides adjacent in the X-axis direction in the X-axis direction. It indicates that it protrudes in the direction or the negative direction. One of the mark images MP and MP
XL XR  XL XR
方がなかった場合には、この判断を行わず、そのままステップ 320に進むものとする。  If not, the process proceeds to step 320 without making this determination.
[0214] ステップ 320では、 Δ Χ > d又は Δ Χ > dであるか否かが判断される。ここで、ステ In step 320, it is determined whether ΔΧ> d or ΔΧ> d. Here,
L R  L R
ップ 312で Δ Χが算出されていない場合には、 Δ Χ > dであるか否かだけが判断さ  If Δ で has not been calculated in step 312, it is only determined whether Δ Χ> d.
R  R
れ、ステップ 314で Δ Χが算出されていない場合には、 Δ Χ >dであるか否かだけが  If Δ Χ has not been calculated in step 314, only whether or not Δ Χ> d
R  R
判断される。この判断が肯定されればステップ 322に進み、否定されればステップ 32 4に進む。 Δ Χ >d又は Δ Χ > dであるということは、マーク像 MP での X軸方向の  To be judged. If this judgment is affirmed, the process proceeds to step 322, and if not, the process proceeds to step 324. Δ Χ> d or Δ Χ> d means that the mark image MP
R p,s  R p, s
位置ずれ量の平均値の変化力 X軸方向に隣接する両側のマーク像の X軸方向の 位置ずれ量の平均値に対して、許容範囲量 dを超える程度に急峻であることを示して いる。  Variation force of the average value of the positional deviation amount Indicates that the average value of the positional deviation amount in the X-axis direction of the mark images on both sides adjacent in the X-axis direction is steep enough to exceed the allowable range d. .
[0215] すなわち、ステップ 318での判断が肯定され、さらにステップ 320での判断が肯定さ れると、ステップ 322が実行される。ステップ 322では、マーク像 MP とマーク像 MP  [0215] That is, if the determination in step 318 is affirmative and the determination in step 320 is affirmative, step 322 is executed. In step 322, mark image MP and mark image MP
XL  XL
との位置ずれ量の平均値を用いて、次式により、マーク像 MP における位置ずれ Using the average value of the amount of misregistration with
XR p,s XR p, s
量の補間値を算出し、その補間値をマーク像 MP における位置ずれ量の平均値に 置き換える。  The interpolation value of the amount is calculated, and the interpolation value is replaced with the average value of the displacement amount in the mark image MP.
[0216] [数 28] [0216] [Number 28]
Υ - V r/ 一 Χχι (31)Υ-V r / one Χχι (31)
Figure imgf000056_0001
Figure imgf000056_0001
[0217] 以上のステップ 308—ステップ 322においては、マーク像 MP の X軸方向の位置 ずれ量の平均値の平滑化を行ったが、以降のステップ 324—ステップ 336では、マ ーク像マーク像 MP の Y軸方向の位置ずれ量の平均値の平滑化を行う。各ステップ [0217] In the above steps 308-322, the average value of the displacement amount of the mark image MP in the X-axis direction was smoothed. In the subsequent steps 324-step 336, the mark image MP Smooths the average value of the displacement of the MP in the Y-axis direction. Each step
P.s  P.s
の具体的処理については、上記ステップ 308 ステップ 322と同様に行われるので、 詳細な説明を省略する。なお、 X軸方向の位置ずれ量については、 X軸方向に並ん だマーク像(MP 、 MP 、MP )の間での勾配を算出し、その勾配に基づいて平  Since the specific processing is performed in the same manner as in step 308 and step 322 described above, detailed description will be omitted. For the amount of displacement in the X-axis direction, the gradient between mark images (MP, MP, MP) arranged in the X-axis direction is calculated, and the average is calculated based on the gradient.
XL p,s XR  XL p, s XR
滑化を行った力 Y軸方向の位置ずれ量については、マーク像 MP を中心とする Y 軸方向に並んだ 3つのマーク像(MP Smoothing force The amount of misalignment in the Y-axis direction is Three mark images (MP
YL、MP  YL, MP
p,s、MP )の間での勾配に基づいて平 YR  p, s, MP) based on the gradient between
滑化を行う必要があることは勿論である。  Of course, it is necessary to perform lubrication.
[0218] ステップ 332で判断が否定された場合や、ステップ 334で判断が否定された場合や 、ステップ 336を終了した後は、ステップ 338に進む。ステップ 338では、カウンタ値 p を 1だけインクリメントして(p—p+ 1)、ステップ 306に戻る。  [0218] If the determination is negative in step 332, or if the determination is negative in step 334, or if step 336 is completed, the process proceeds to step 338. In step 338, the counter value p is incremented by 1 (p-p + 1), and the process returns to step 306.
[0219] ステップ 306では、カウンタ値 pが p を越えたか否かが判断される。ここでは p = 2 end  [0219] In step 306, it is determined whether or not the counter value p has exceeded p. Where p = 2 end
であり、判断が否定されて、ステップ 308に進む。以降、マーク像 MPに関して、ステ  , And the determination is denied, and the routine proceeds to step 308. After that, for the mark image MP,
2  2
ップ 308—ステップ 322の処理によりその X軸方向に関する位置ずれ量の平均値の 平滑化が実施され、ステップ 324 ステップ 336の処理によりその Y軸方向に関する 位置ずれ量の平均値の平滑化が実施される。  Step 308—The processing of step 322 smoothes the average value of the displacement in the X-axis direction, and the processing of step 324 and step 336 smoothes the average value of the displacement in the Y-axis direction Is done.
[0220] 以降、ステップ 306において判断が肯定されるまで、すなわちカウンタ値 pが p を end 越えるまで、マーク像 MP [0220] Thereafter, until the judgment is affirmed in step 306, that is, until the counter value p exceeds p, the mark image MP
3、 MP、…に対する X軸方向及び Y軸方向に関する位置 4  3. Position in the X-axis direction and Y-axis direction with respect to MP, ... 4
ずれ量の平均値の平滑化が実施される。  The smoothing of the average value of the shift amount is performed.
[0221] ステップ 306における判断が肯定されると、処理を終了する。このように、上述した 図 11に示される処理を、走査条件 j (j = l一 N)各々の s個のショット領域にっレ、てそ れぞれ実施すれば、各ショット領域の位置ずれ量から、上記 A.に分類されるレチク ル製造誤差等の系統誤差を除去することができる。なお、ステップ 322及びステップ 336においては、周辺のマーク像に対し、その平均値が突出したマーク像について は、その平均値を、周辺のマーク像の位置ずれ量の平均値を用いて上記式(31)の 補間演算により算出される値に置換したが、ここで、そのマーク像の計測データを、 補正関数を作成するための計測データから除外するようにしても良い。また、そのマ ーク像の位置ずれ量の平均値が、周辺のマーク像の位置ずれ量の平均値に対して 、許容範囲内となるように、そのマーク像の位置ずれ量の幾つかを、図 6のステップ 6 34において補正関数を作成するための計測データから除外するようにしても良い。 すなわち、補正関数を作成するための計測データとして、ショット領域 1一 s のマー end ク像 MP における位置ずれ量の平均値を用いる場合には、その平均値の算出に、[0221] If the determination in step 306 is affirmative, the process ends. In this way, if the processing shown in FIG. 11 described above is performed for each of the s shot areas for each of the scanning conditions j (j = l-N), the positional deviation of each shot area can be obtained. From the amount, systematic errors such as reticle manufacturing errors classified in A. above can be removed. In Steps 322 and 336, the average value of the mark image having a prominent average value with respect to the peripheral mark image is calculated by using the average value of the positional shift amount of the peripheral mark image by the above formula ( Although the value is replaced by the value calculated by the interpolation calculation of 31), the measurement data of the mark image may be excluded from the measurement data for creating the correction function. Also, some of the mark image misregistration amounts are set so that the average value of the mark image misregistration amounts is within an allowable range with respect to the average value of the peripheral mark image misregistration amounts. Alternatively, in step 634 of FIG. 6, the correction function may be excluded from the measurement data. In other words, when the average value of the amount of misregistration in the mark image MP of the shot area 11 s is used as the measurement data for creating the correction function, the average value is calculated as
P.s P.s
除外されたデータを用いなレ、ようにすれば良レ、。  If you don't use the excluded data, it's good.
[0222] また、図 11に示される処理では、各マークの位置ずれ量の平均値を平滑化したが 、上記実施形態のように、走査条件 1一 Nについてそれぞれ 1回ずつ走査露光を実 施して、各条件についてそれぞれ 1つのショット領域を形成し、そのショット領域の各 マーク像の位置ずれ量を周辺のマーク像の位置ずれ量と比較して、平滑化するよう にしても良いことは勿論である。 [0222] Further, in the process shown in Fig. 11, the average value of the displacement amount of each mark is smoothed. As in the above embodiment, the scanning exposure is performed once for each of the scanning conditions 1 to N, one shot area is formed for each of the conditions, and the positional shift amount of each mark image in the shot area is set to the peripheral area. Needless to say, the smoothing may be performed in comparison with the positional deviation amount of the mark image.
[0223] 《B .に分類される誤差を取り除く他の方法》  [0223] << Other methods for removing errors classified as B. >>
図 1 2には、 B .に分類される誤差 (計測誤差等の偶然誤差)を取り除く方法を実現 するための処理の一例を示すフローチャートが示されている。なお、この場合も、前 提として、ウェハ W上の異なる走查条件 jの下での複数回(s 回とする)の走查露光  FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing for realizing a method for removing an error (accidental error such as a measurement error) classified as B. Also in this case, as a precondition, a plurality of (s) times of scanning exposures under different scanning conditions j on the wafer W are performed.
end  end
が実施されているものとし、その各走查露光により形成されたショット領域をショット領 域 s (s = l s )とする。また、ショット領域 sに形成されたマーク像 MPをマーク像 M  And the shot area formed by each scanning exposure is defined as a shot area s (s = ls). The mark image MP formed in the shot area s is replaced with the mark image M
end p  end p
P とし、計測された X軸方向及び Y軸方向に関する位置ずれ量をそれぞれ (dx ' p,s p,s、 dy ' )とする。また、ショット内座標系におけるマーク像 MP の設計上の位置座標を p,s p,s  Let P be the measured displacement in the X-axis and Y-axis directions, respectively (dx'p, sp, s, dy '). Also, the design position coordinates of the mark image MP in the in-shot coordinate system are p, s p, s
(X、 Y )とする。これらのデータは、主記憶装置 20の記憶装置(不図示)に予め格納 (X, Y). These data are stored in a storage device (not shown) of the main storage device 20 in advance.
Ρ Ρ Ρ Ρ
されているものとする。  It is assumed that
[0224] 図 1 2に示されるように、まず、ステップ 402において、 X軸方向の分散 σ と、 Υ軸 方向の分散 σ の値を設定する。ここでの分散 σ σ ま、不図示の入力装置によ  As shown in FIG. 12, first, in step 402, the values of the variance σ in the X-axis direction and the variance σ in the Υ-axis direction are set. Here, the variance σ σ
Υ X Υ  Υ X Υ
り、主制御装置 20に設定される。分散 σ σ の値としては、これまでに行われた、  And is set in main controller 20. As the value of the variance σ σ,
X Υ  X Υ
走査条件 jの下での複数回の走査露光により得られた露光結果、すなわち各マーク 像 MP の X軸方向及び Y軸方向に関する位置ずれ量の計測データから求められた 統計量としての標本分散の値が設定されるのが望ましいが、それらの値が経験的に 既知な場合、あるいは、設計値としての計測誤差の分散の値が既知な場合には、そ の値を設定するようにしても良い。なお、標本分散の値を計測データから算出する際 には、明らかに真の値から外れていると思われる計測データについては、計算から除 外しておくのが望ましい。  Exposure results obtained by multiple scanning exposures under scanning condition j, i.e., sample variance as a statistic obtained from measurement data of the amount of displacement in the X-axis direction and Y-axis direction of each mark image MP. Although it is desirable to set the values, if those values are known empirically, or if the value of the variance of the measurement error as the design value is known, the values may be set. good. When calculating the value of the sample variance from the measured data, it is desirable to exclude from the calculation any measurement data that is clearly deviated from the true value.
[0225] 次のステップ 404では、カウンタ値 pを 1に初期化する。そして、ステップ 406では、 カウンタ値 pが p より大きいか否かを判断し、ステップ 408では、 s 個のマーク像 M  [0225] In the next step 404, the counter value p is initialized to 1. Then, in step 406, it is determined whether or not the counter value p is larger than p. In step 408, s mark images M
end end  end end
P (ここでは MP )の X軸方向及び Y軸方向に関する位置ずれ量の平均値 μ 、 μ p,s 1 dx ay を算出する。 [0226] 次のステップ 410では、カウンタ sの値(以下、カウンタ値 sと称する)を 1に初期化す る。そして、ステップ 412では、カウンタ値 sが s より大きいか否かを判断する。この判 end The average value μ, μ p, s 1 dx ay of the displacement amount of P (here, MP) in the X-axis direction and the Y-axis direction is calculated. [0226] In the next step 410, the value of the counter s (hereinafter, referred to as the counter value s) is initialized to 1. Then, in a step 412, it is determined whether or not the counter value s is larger than s. This case end
断が否定されれば、ステップ 414に進み、肯定されればステップ 424に進む。  If the disconnection is denied, proceed to step 414; if affirmative, proceed to step 424.
[0227] ステップ 414では、ショット領域 s (ここでは 1)のマーク像 MP の X軸方向の位置ず [0227] In step 414, the position of the mark image MP in the shot area s (here, 1) in the X-axis direction is not determined.
P  P
れ量 dx ,が、平均値 μ を基準とする ± 3 σ の範囲内に入っているか否かを判断 p's dx X  P's dx X is determined whether the amount dx is within ± 3σ of the mean μ.
する。この判断が否定されればステップ 416に進み、肯定されればステップ 418に進 む。ステップ 416では、そのマーク像 MP の位置ずれ量 dx 'を平均値/ z に置き換 p,s p,s dx る。  I do. If this determination is denied, the process proceeds to step 416, and if affirmed, the process proceeds to step 418. In step 416, the displacement amount dx 'of the mark image MP is replaced with the average value / z, and p, sp, sdx is used.
[0228] ステップ 418では、ショット領域 s (ここでは 1)のマーク像 MP の Y軸方向の位置ず p,s  [0228] In step 418, the position p, s of the mark image MP in the shot area s (here, 1) is not set in the Y axis direction.
れ量 dy 'が、平均値 μ を基準とする ± 3 σ の範囲内に入っているか否力、を判断 p,s dY Y  P, s dY Y to determine whether the amount dy 'is within ± 3σ of the mean μ
する。この判断が否定されればステップ 420に進み、肯定されればステップ 422に進 む。ステップ 420では、そのマーク像 MP の位置ずれ量 dy 'を平均値 に置き換  I do. If this determination is denied, the process proceeds to step 420, and if affirmed, the process proceeds to step 422. In step 420, the displacement dy 'of the mark image MP is replaced with the average value.
P's p,s dy える。  P's p, s dy
[0229] ステップ 422では、カウンタ値 sを 1インクリメントし(s s + 1)、ステップ 412に戻る。  [0229] At step 422, the counter value s is incremented by 1 (s s + 1), and the process returns to step 412.
ステップ 412では、カウンタ値 sが s より大きいか否かを判断する。ここでは、 s = 2で end  In step 412, it is determined whether the counter value s is greater than s. Here, s = 2 and end
あるので、判断が否定され、ステップ 414に進む。  Therefore, the determination is denied, and the routine proceeds to step 414.
[0230] 以降、ステップ 412において判断が肯定されるまで、ステップ 414一ステップ 422に おいて、ショット領域 2、 3、 4、…におけるマーク像 MPの位置ずれ量 dx [0230] Thereafter, until the determination in step 412 is affirmed, in step 414 and step 422, the displacement amount dx of the mark image MP in the shot areas 2, 3, 4,.
1 l,s,、 dy ' (s l,s 1 l, s ,, dy '(s l, s
= 2、 3、 4、 · · ·)の平滑化が実施される。 = 2, 3, 4, · · · ·).
[0231] ステップ 412において判断が肯定されると、ステップ 424においてカウンタ値 pが 1 だけインクリメントされ、ステップ 406に戻る。ステップ 406では、カウンタ値 pが p より end 大きいか否かが判断される。ここでは、 p = 2であるので判断は否定され、ステップ 40 8に進む。 [0231] If the determination is affirmative in step 412, the counter value p is incremented by 1 in step 424, and the process returns to step 406. At step 406, it is determined whether or not the counter value p is larger than p by end. Here, since p = 2, the determination is negative, and the routine proceeds to step 408.
[0232] 以降、ステップ 408 ステップ 422において、マーク像 MPにおける位置ずれ量 dx  [0232] Thereafter, in step 408 and step 422, the positional deviation amount dx in the mark image MP
2  2
'、 dy 'の平滑化が実施される。そして、ステップ 412において判断が肯定されると ', Dy' is smoothed. And if the judgment is affirmed in step 412,
P's p,s P's p, s
、ステップ 424に進み、カウンタ値 pが 1だけインクリメントされ(p—p + 1)、ステップ 40 6に戻る。  Then, the process proceeds to step 424, where the counter value p is incremented by 1 (p-p + 1), and the process returns to step 406.
[0233] 以降、ステップ 406において判断が肯定されるまで、ステップ 406—ステップ 424の 処理が繰り返し実行され、ショット領域 1一 s におけるマーク像 MP 、…の位 end 3,s、MP [0233] Thereafter, steps 406—step 424 The processing is repeatedly executed, and the order of the mark image MP in the shot area 11 s,.
4,s 置ずれ量 (dx ,、dy ,)、(dx  4, s displacement amount (dx, dy,), (dx
4,s,、dy ' )、…の平滑化が実施される。  4, s, dy '), ... are smoothed.
3's 3,s 4's  3's 3, s 4's
[0234] ステップ 406の判断が肯定されると、処理を終了する。このように、上述した図 12に 示される処理を、全ての走查条件についてそれぞれ実施すれば、各ショット領域の 位置ずれ量から、上記 B.に分類される計測誤差等の偶然誤差を除去することができ る。なお、ステップ 416及びステップ 420においては、位置ずれ量を平均値に置換し た力 ここで、その位置ずれ量を、図 6のステップ 634で補正関数を作成するための 計測データから除外するようにしても良い。すなわち、補正関数を作成するための計 測データとして、ショット領域 1一 s のマーク像 MP における平均値を用いる場合に end p,s  [0234] If the determination in step 406 is affirmative, the process ends. In this way, if the processing shown in FIG. 12 described above is performed for all running conditions, accidental errors such as measurement errors classified in B. above are removed from the positional deviation amounts of the shot areas. be able to. In Steps 416 and 420, the force obtained by replacing the displacement with the average value.Here, the displacement is excluded from the measurement data for creating the correction function in Step 634 in FIG. May be. That is, when the average value of the mark image MP in the shot area 11 s is used as the measurement data for creating the correction function, end p, s
は、その平均値の算出に、除外したデータを用いないようにすれば良い。  , The excluded data should not be used for calculating the average value.
[0235] なお、図 12に示されるような平滑化処理においては、走查条件 jの下での走查露光 におけるマーク像 MP の位置ずれ量の平均値 μ , a 力 既知である場合には、 s p,s dx dy In the smoothing process as shown in FIG. 12, when the average value μ, a force of the displacement amount of the mark image MP in the running exposure under the running condition j is known, The sp, s dx dy
個のショット領域を形成しておく必要はなぐ s = 1として、上記ステップ 402—ス end end  It is not necessary to form multiple shot areas. Assuming that s = 1, the above step 402—step end end
テツプ 424の処理を実行すれば良レ、。  Step 424 is good.
[0236] なお、上記図 11、図 12に示される平滑化処理は、基準ウェハを用いて補正関数を 作成する際にも、その計測値を平滑化するのに有効であることはいうまでもない。また 、図 12に示される処理以外にも様々な平滑化処理を適用することができる。例えば、 現在 EGA方式などのウェハァライメントで行われてレ、る、サンプルマークのリジェクト などに用いられている統計的手法を、上記位置ずれ量の平滑化に適用することは、 可能である。また、図 11、図 12に行われる処理を両方適用することも勿論可能であ る。例えば、図 12に示される平滑化を実行した計測データに対して、図 11に示され る平滑化を実行することができる。  [0236] It should be noted that the smoothing processing shown in FIGS. 11 and 12 is also effective in smoothing the measured values when a correction function is created using a reference wafer. Absent. Further, various smoothing processes other than the process shown in FIG. 12 can be applied. For example, it is possible to apply the statistical methods currently used in wafer alignment such as the EGA method and the rejection of sample marks to the above-mentioned positional deviation smoothing. In addition, it is of course possible to apply both the processes performed in FIGS. 11 and 12. For example, the smoothing shown in FIG. 11 can be performed on the measurement data on which the smoothing shown in FIG. 12 has been performed.
[0237] 《走査露光中の同期精度に関する補正関数》  [0237] << Correction function for synchronization accuracy during scanning exposure >>
また、上記実施形態では、実際の走查露光の露光結果 (各マークの転写位置の位 置ずれ量)に基づいて、ウェハ干渉計 18の計測値を補正するための補正関数を作 成したが、このような露光結果ではなぐ走查露光中の両ステージの同期精度に基づ いて、その同期精度を低減することを目的とするウェハ干渉計 18の計測値を補正す るための補正関数を作成することも可能である。 [0238] 両ステージの同期精度は、ウェハステージ WSTとレチクルステージ RSTとの走査 露光中における同期走査の相対的なずれが指標となり、その相対的なずれが 0に近 ければ近いほど、同期精度は良好であることになる。例えば、この両ステージの同期 精度の指標値としては、レチクルステージ RSTとウェハステージ WSTとの理論上の 走查露光中の相対的な位置関係と、走查露光中におけるレチクル干渉計 16及びゥ ェハ干渉計 18の計測値とから算出される、両ステージ RST、 WSTの実際の相対的 な位置関係との差が用いられる。この差を、例えば ex、 eyとする。ここで、 iは、走查 Further, in the above embodiment, the correction function for correcting the measurement value of the wafer interferometer 18 is created based on the exposure result of the actual scanning exposure (the displacement amount of the transfer position of each mark). However, based on the synchronization accuracy of both stages during scanning exposure, which is not based on such exposure results, a correction function for correcting the measurement value of the wafer interferometer 18 for the purpose of reducing the synchronization accuracy is provided. It can also be created. [0238] The synchronization accuracy of both stages is determined by the relative deviation of synchronous scanning during scanning exposure between wafer stage WST and reticle stage RST. The closer the relative deviation is to zero, the closer the synchronization accuracy becomes. Will be good. For example, as an index value of the synchronization accuracy of the two stages, the theoretical relative positional relationship between the reticle stage RST and the wafer stage WST during scanning exposure, the reticle interferometer 16 during scanning exposure, and the reticle stage WST during scanning exposure. The difference between the actual relative positional relationship between the two stages RST and WST calculated from the measured value of the interferometer 18 is used. This difference is, for example, ex and ey. Where i is
i i  i i
露光中のサンプリング番号であり、 ex、 eyは、走查露光中の両ステージ RST、 WST i i  Ex and ey are the sampling numbers during exposure, both stages during scanning exposure RST, WST i i
のフィードバック制御系のサンプリング周期と一致しているものとする。  It is assumed that the sampling period coincides with the sampling period of the feedback control system.
[0239] 主制御装置 20は、走查露光中の ex、 eyをサンプリング周期毎に取得し、 ex、 ey i i i i の移動時間平均値 (いわゆる MEAN値)を、同期精度に関する情報として算出する。 そして、この移動平均値を、 dx 、 dy とし (この場合、 pは、マークの番号ではなぐ移  [0239] Main controller 20 acquires ex and ey during the scanning exposure for each sampling cycle, and calculates the average moving time (so-called MEAN value) of ex and eyiiiii as information relating to synchronization accuracy. The moving averages are defined as dx and dy (in this case, p is
P,j P.j  P, j P.j
動平均値の時系列の番号となる)、図 6のステップ 634の処理と同様に、最小二乗法 などの最適化手法を行えば、上記式 (6)、式(7)、上記(10)、式(11)の各項の係数 Cを求めることができる。なお、この場合、プラススキャンの補正関数にオフセットを加 えることができ、プラススキャン補正関数 dxとしては、式(6)又は式(10)を用いること ができ、プラススキャン補正関数 dyとしては、式(7)又は式(11)を用いることができる  As with the processing in step 634 in FIG. 6, if an optimization method such as the least squares method is performed, the above equations (6), (7), and (10) can be obtained. , The coefficient C of each term in equation (11) can be obtained. In this case, an offset can be added to the plus scan correction function, and equation (6) or (10) can be used as the plus scan correction function dx, and as the plus scan correction function dy, Equation (7) or Equation (11) can be used
[0240] なお、この同期誤差には、上記 A.に分類されるレチクル製造誤差等の系統的な誤 差が含まれているとは考えにくいため、図 11に示されるような平滑化処理を行う必要 はないが、計測誤差等の偶然誤差が含まれることが十分考えられるため、この同期 誤差に対する補正関数を作成する際にも、図 12に示されるような、 X軸方向及び Y軸 方向に関する計測データの平滑化処理を、適用することができる。 [0240] Note that it is unlikely that this synchronization error includes a systematic error such as a reticle manufacturing error classified in the above A. Therefore, the smoothing process shown in FIG. Although it is not necessary to do so, it is quite possible that accidental errors such as measurement errors are included, so when creating a correction function for this synchronization error, the X-axis and Y-axis Can be applied to the measurement data smoothing process.
[0241] すなわち、走查露光中の複数のサンプリング時点にそれぞれ対応する同期誤差の 移動時間平均値の分散などの統計量に基づいて、図 12に示される処理と同様に、 標準偏差の所定倍の範囲外となる同期誤差の移動時間平均値の一部を、補正関数 に用レ、る計測データから除外したり、同一サンプリング時点での同期誤差の移動時 間平均値の平均値に平滑化したりすることができる。 [0242] また、上記実施形態では、ァライメント検出系 ASとして、 FIA方式のァライメントセン サを用いたが、前述したように、レーザ光をウェハ W上の点列状のァライメントマーク 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 L S A (Laser St印 Alignment)方式のァライメントセンサや、そのァライメントセンサと上 記 FIA方式とを適宜組み合わせたァ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ァライメントセンサ 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ァライメント センサに本発明を適用することは勿論可能である。 [0241] In other words, based on statistics such as the variance of the moving time average of the synchronization error corresponding to each of a plurality of sampling points during scanning exposure, a predetermined multiple of the standard deviation is performed in the same manner as the processing shown in Fig. 12. A part of the moving average of the synchronization error that is out of the range is excluded from the measurement data used for the correction function, or smoothed to the average of the moving average of the synchronization error at the same sampling point. Or you can. [0242] 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 applied to the dot-shaped alignment marks on the wafer W. , An LSA (Laser St Mark Alignment) type alignment sensor that detects the mark position using light diffracted or scattered by the mark, or an alignment sensor that appropriately combines the alignment sensor with the FIA method described above. It is also possible to apply the present invention. In addition, for example, an alignment sensor that irradiates a coherent detection light onto a mark on a surface to be detected and interferes with two diffracted lights (for example, the same order) generated from the mark can be used alone or in the FIA method described above. Of course, the present invention can be applied to an alignment sensor appropriately combined with the LSA method or the like.
[0243] なお、ァライメント検出系はオン 'ァクシス方式(例えば TTL (Through The Lens)方 式など)でも良い。また、ァライメント検出系は、ァライメント検出系の検出視野内にァ 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 、ァライメント検出系から照射される検出光とァ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 とァ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 の各ァライメントマークを検出する際のウェハステージ WSTの移動方向と同一方向と することが望ましい。  [0243] The alignment detection system may be an on-axis system (for example, a TTL (Through The Lens) system). In addition, the alignment detection system is not limited to one that detects the alignment mark in a state where the alignment mark is almost stationary in the detection field of view of the alignment detection system, but detects the detection light emitted from the alignment detection system and the alignment mark. May be moved relative to each other (for example, the above-mentioned LSA system, homodyne LIA system, etc.). In the case of such a method in which the detection light and the alignment mark are relatively moved, 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 above-mentioned alignment marks.
[0244] 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。  [0244] 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.
[0245] 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、 Fレーザとした力 S、他の真空紫外域のパルスレーザ光源であっても良い。 Further, the light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied may be a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, a force S used as an F laser, or another pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region.
2  2
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(又はェ ルビゥ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。  In addition, as illumination light for exposure, for example, a single-wavelength laser beam in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium). A harmonic that is amplified by a fiber amplifier and wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
[0246] 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、並びにァライメント検 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ェ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。 [0246] The illumination optical system, the projection optical system, and the alignment detection system AS, which are composed of a plurality of lenses, are incorporated into the exposure apparatus main body, and optical adjustment is performed. Attach the stage to the exposure tool body and connect wiring and piping The exposure apparatus according to the above embodiment can be manufactured by connecting them and further performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0247] 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 イ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ェハ上に 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 プなどの製造に用レ、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ぐ光露光装置、 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ェ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 すること力 S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(ステンシノレマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリ コンウェハなどが用いられる。 [0247] The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but also includes an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a method for manufacturing a thin film magnetic head, which are used for manufacturing a display including a liquid crystal display element and the like. It can also be applied to exposure equipment used for the manufacture of exposure devices that transfer device patterns used for lithography onto ceramic wafers, imaging devices (such as CCDs), organic ELs, micromachines, and DNA chips. In addition, glass substrates or silicon wafers are used to manufacture reticles or masks used in optical exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, electron beam exposure equipment, etc. that can only be used with micro devices such as semiconductor devices. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a substrate. Here, a transmissive reticle is generally used in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light or VUV (vacuum ultraviolet) light, and quartz glass, fluorine-doped quartz glass, or firefly is used as a reticle substrate. Stone, magnesium fluoride, quartz or the like is used. In a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transparent mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.
[0248] 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 mounts an object on a stage movable in a two-dimensional plane, and processes the object while moving the stage in a predetermined direction in the two-dimensional plane. The present invention can be applied to any device that applies the method.
[0249] 《デバイス製造方法》  [0249] << Device manufacturing method >>
次に、上述した露光装置 100をリソグラフイエ程で使用したデバイスの製造方法の 実施形態について説明する。  Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 100 in a lithographic process will be described.
[0250] 図 13には、デバイス (ICや LSI等の半導体チップ、液晶パネル、 CCD、薄膜磁気 ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートが示されている。図 13に示され るように、まず、ステップ 801 (設計ステップ)において、デバイスの機能'性能設計 (例 えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン 設計を行う。引き続き、ステップ 802 (マスク製作ステップ)において、設計した回路パ ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ 803 (ウェハ製造ステップ)におい て、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。 FIG. 13 shows a flowchart of an example of manufacturing devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). As shown in FIG. 13, first, in step 801 (design step), the function of the device and the performance design (for example, the circuit design of a semiconductor device) are performed, and the pattern for realizing the function is designed. . Then, in step 802 (mask manufacturing step), the designed circuit A mask with a turn is manufactured. On the other hand, in step 803 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0251] 次に、ステップ 804 (ウェハ処理ステップ)において、ステップ 801—ステップ 803で 用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってゥェ ハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ 805 (デバイス組立てステップ)に おいて、ステップ 804で処理されたウェハを用いてデバイス組立てを行う。このステツ プ 805には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封 入)等の工程が必要に応じて含まれる。  Next, in step 804 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in step 801—step 803, an actual circuit or the like is placed on the wafer by lithography technology or the like as described later. Form. Next, in step 805 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 804. Step 805 includes steps such as a dicing step, a bonding step, and a packaging step (chip sealing) as necessary.
[0252] 最後に、ステップ 806 (検查ステップ)において、ステップ 805で作成されたデバイス の動作確認テスト、耐久テスト等の検查を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完 成し、これが出荷される。  [0252] Finally, in step 806 (detection step), inspections such as an operation confirmation test and an endurance test of the device created in step 805 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0253] 図 14には、半導体デバイスにおける、上記ステップ 804の詳細なフロー例が示され ている。図 14において、ステップ 811 (酸化ステップ)においてはウェハの表面を酸 化させる。ステップ 812 (CVDステップ)においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する 。ステップ 813 (電極形成ステップ)においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成 する。ステップ 814 (イオン打ち込みステップ)においてはウェハにイオンを打ち込む 。以上のステップ 811—ステップ 814それぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工 程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。  FIG. 14 shows a detailed flow example of step 804 in the semiconductor device. In FIG. 14, in step 811 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. Step 812 (CVD step) forms an insulating film on the wafer surface. Step 813 (electrode formation step) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 814 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps 811 to 814 constitutes a pre-processing step of each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process in each stage.
[0254] ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のように して後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ 815 (レジスト形 成ステップ)において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ 816 (露光ス テツプ)において、上記実施形態の露光装置 100を用いてマスクの回路パターンをゥ ェハに転写する。次に、ステップ 817 (現像ステップ)においては露光されたウェハを 現像し、ステップ 818 (エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以 外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ 819 (レジスト除去 ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。  [0254] In each stage of the wafer process, when the above-described pre-processing step is completed, a post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step 815 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 816 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer using the exposure apparatus 100 of the above embodiment. Next, in step 817 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 818 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. Then, in step 819 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed.
[0255] これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に 回路パターンが形成される。 [0256] 以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程 (ステップ 81 6)において上記実施形態の露光装置 100が用いられるので、高精度な露光を実現 すること力 Sできる。この結果、より高集積度のデバイスの生産することが可能になる。 産業上の利用可能性 [0255] By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. With the use of the device manufacturing method of the present embodiment described above, the exposure apparatus 100 of the above embodiment is used in the exposure step (step 816), so that it is possible to realize high-precision exposure. As a result, it becomes possible to produce a device with a higher degree of integration. Industrial applicability
[0257] 本発明の露光装置及び露光方法は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するた めのリソグラフイエ程に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデ バイスの生産に適してレ、る。 [0257] The exposure apparatus and the exposure method of the present invention are suitable for a lithographic process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like. Further, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[1] 照明光に対するマスク及び物体の所定方向への同期走查により、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、  [1] An exposure apparatus that performs scanning exposure for transferring a pattern formed on the mask onto the object via a projection optical system by synchronously moving the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. hand,
前記走查露光により、マスク上に配置された複数のマークを複数の異なる走查条件 の下で物体上に転写する転写装置と;  A transfer device for transferring a plurality of marks arranged on a mask onto an object under a plurality of different running conditions by the scanning exposure;
前記各走査条件下での走査露光による前記複数の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物体上の前記各マークの 転写位置の位置ずれに関する情報を取得する取得装置と;  From the transfer result of the plurality of marks by the scanning exposure under each of the scanning conditions, information on the displacement of the transfer position of each mark on the object in a two-dimensional plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system is obtained. An acquisition device for acquiring;
取得された前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報と、前記各走查条 件とに基づいて、最適化手法を用いて、走査条件と、前記 2次元平面内における前 記物体の位置及び前記 2次元平面に略平行な平面内における前記マスクの位置の いずれか一方の位置の計測値とを独立変数とする第 1の項を少なくとも含み、前記い ずれか一方の位置の計測値の補正量を従属変数とする補正関数を作成する関数作 成装置と;  Based on the acquired information on the displacement of the transfer position of each mark and each of the running conditions, the scanning condition, the position and the position of the object in the two-dimensional plane are determined using an optimization method. A measurement value at any one of the positions of the mask in a plane substantially parallel to the two-dimensional plane; and a first term as an independent variable, and correction of the measurement value at the one of the positions. A function creation device for creating a correction function with the quantity as a dependent variable;
前記転写装置が、任意の走查条件の下で、走查露光を行って前記パターンを物体 上に転写する際に、前記任意の走査条件を代入した前記補正関数を用いて、前記 レ、ずれか一方の位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づレ、て前記レ、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。  When the transfer device performs the scanning exposure under an arbitrary scanning condition to transfer the pattern onto an object, the transfer function uses the correction function to which the arbitrary scanning condition is substituted, and A control device that corrects the measured value at one of the positions and controls the position based on the corrected measured value.
[2] 請求項 1に記載の露光装置において、 [2] In the exposure apparatus according to claim 1,
前記制御装置により、前記複数の異なる走査条件下で、それぞれの走査条件を代 入した前記補正関数を用いて補正された前記いずれか一方の位置の計測値に基づ いて、前記いずれか一方の位置を制御した状態で、前記転写装置により前記走査露 光を行って前記各マークを前記物体上に転写した結果として、前記取得装置により 取得される前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報と、前記各走査条件と に基づいて、前記最適化手法を用いて前記補正関数を修正する処理を、所定の条 件が満たされるまで繰り返す関数修正装置をさらに備え、  The controller is configured to correct one of the one or more positions under the plurality of different scanning conditions based on the measured value of the one of the positions corrected using the correction function in which the respective scanning conditions are substituted. As a result of performing the scanning exposure by the transfer device and transferring each mark onto the object in a state where the position is controlled, information on a positional shift of a transfer position of each mark acquired by the acquisition device as a result of transferring each mark onto the object. A function correcting device that repeats a process of correcting the correction function using the optimization method based on each of the scanning conditions until a predetermined condition is satisfied;
前記制御装置は、 修正された補正関数を用いて前記いずれか一方の位置を制御することを特徴とする The controller is Controlling one of the positions by using a corrected correction function.
[3] 請求項 2に記載の露光装置において、 [3] In the exposure apparatus according to claim 2,
前記所定の条件は、  The predetermined condition is:
前記各マークの転写位置の位置ずれの大きさが、所定量以下になること、を含むこ とを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein a magnitude of a positional shift of a transfer position of each mark is equal to or less than a predetermined amount.
[4] 請求項 1に記載の露光装置において、 [4] The exposure apparatus according to claim 1,
前記転写装置は、  The transfer device,
マスク上の各マークに対応する位置にそれぞれ形成された複数の基準マークが予 め形成されてレ、る物体を用いて前記走查露光を行レ、、  A plurality of reference marks formed at positions corresponding to the respective marks on the mask are formed in advance, and the scanning exposure is performed using an object.
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記各基準マークの位置と前記各マークの転写位置とのずれを、前記各マークの 転写位置の位置ずれに関する情報として取得することを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein a deviation between a position of each of the reference marks and a transfer position of each of the marks is acquired as information on a positional deviation of a transfer position of each of the marks.
[5] 請求項 1に記載の露光装置において、 [5] In the exposure apparatus according to claim 1,
前記転写装置は、  The transfer device,
所定の走査条件の下での走査露光により、前記複数のマークを前記物体上にさら に転写し、  The plurality of marks are further transferred onto the object by scanning exposure under predetermined scanning conditions,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記所定の走査条件の下での走査露光による前記マスク上の各マークの転写位 置を基準として、前記各異なる走査条件の下での走査露光による前記各マークの転 写位置の位置ずれに関する情報を取得することを特徴とする露光装置。  Information on the displacement of the transfer position of each mark due to scanning exposure under each of the different scanning conditions with reference to the transfer position of each mark on the mask due to scanning exposure under the predetermined scanning condition. An exposure apparatus characterized in that an exposure is obtained.
[6] 請求項 5に記載の露光装置において、 [6] The exposure apparatus according to claim 5,
前記複数の異なる走查条件の中には、前記所定の走查条件と同一の走查条件が 含まれており、  The plurality of different running conditions include the same running condition as the predetermined running condition,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記各異なる走查条件の下での走查露光による前記各マークの転写位置と前記 所定の走查条件の下での走查露光による前記各マークの転写位置との位置ずれ量 を、前記同一の走查条件の下での走查露光による前記各マークの転写位置と前記 所定の走査条件の下での走査露光による前記各マークの転写位置との位置ずれ量 で差し引いた量を、前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報として取得す ることを特徴とする露光装置。 The displacement amount between the transfer position of each mark by running exposure under the different running conditions and the transfer position of each mark by running exposure under the predetermined running conditions is the same. The transfer position of each mark by running exposure under running conditions of An exposure apparatus, wherein an amount obtained by subtracting the amount of displacement from the transfer position of each mark due to scanning exposure under predetermined scanning conditions is acquired as information relating to the displacement of the transfer position of each mark. .
[7] 請求項 1に記載の露光装置において、  [7] The exposure apparatus according to claim 1,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記取得された前記複数のマークの転写位置の位置ずれに関する情報の値のマ ーク間の変化に基づいて、前記複数のマークの転写位置の位置ずれに関する情報 の一部を、除外又は平滑化することを特徴とする露光装置。  Based on a change in the value of the information on the displacement of the transfer positions of the plurality of marks obtained between the marks, a part of the information on the displacement of the transfer positions of the plurality of marks is excluded or smoothed. An exposure apparatus, comprising:
[8] 請求項 7に記載の露光装置において、 [8] The exposure apparatus according to claim 7,
前記転写位置の位置ずれに関する情報の値力 周辺のマークの転写位置の位置 ずれに関する情報の値に対し、所定の程度以上に突出しているマークがある場合に は、そのマークの転写位置に関する情報を、前記取得された前記各マークの転写位 置の位置ずれに関する情報から除外することを特徴とする露光装置。  Value of the information about the displacement of the transfer position If there is a mark protruding by a predetermined degree or more with respect to the value of the information about the displacement of the transfer position of the surrounding mark, the information about the transfer position of the mark is given. An exposure apparatus that excludes the acquired information from the information on the positional shift of the transfer position of each of the marks.
[9] 請求項 7に記載の露光装置において、  [9] The exposure apparatus according to claim 7,
前記転写位置の位置ずれに関する情報の値力 周辺のマークの転写位置の位置 ずれに関する情報の値に対し、所定の程度以上に突出しているマークがある場合に は、そのマークの転写位置の位置ずれに関する情報の値を、前記周辺のマークの転 写位置の位置ずれに関する情報を用いた所定の補間演算により算出される値に置 換することを特徴とする露光装置。  The value of the information about the positional deviation of the transfer position If there is a mark that protrudes by a predetermined degree or more from the value of the information about the positional deviation of the transfer position of the surrounding mark, the positional deviation of the transfer position of the mark An exposure apparatus that replaces a value of the information on the position information with a value calculated by a predetermined interpolation operation using the information on the displacement of the transfer position of the peripheral mark.
[10] 請求項 1に記載の露光装置において、 [10] The exposure apparatus according to claim 1,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記同一走査条件下での前記各マークの位置ずれに関する統計量に基づいて、 前記各マークの転写位置の位置ずれに関する情報の一部を、除外又は平滑化する ことを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus comprising: removing or smoothing a part of information relating to a positional shift of a transfer position of each mark based on a statistic regarding a positional shift of each mark under the same scanning condition.
[11] 請求項 10に記載の露光装置において、 [11] The exposure apparatus according to claim 10, wherein
前記統計量は、同一走査条件下での前記各マークの転写位置の位置ずれに関す る情報の値の分散であり、  The statistic is a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each mark under the same scanning condition,
前記取得装置は、 転写位置の位置ずれに関する情報の値が、前記分散に基づく所定範囲外の値と なるマークがある場合には、そのマークの転写位置の位置ずれに関する情報を、前 記取得されたそのマークの転写位置の位置ずれに関する情報から除外することを特 徴とする露光装置。 The acquisition device, If there is a mark in which the value of the information about the displacement of the transfer position is out of the predetermined range based on the variance, the information about the displacement of the transfer position of the mark is transferred to the transfer of the mark acquired above. An exposure apparatus characterized in that it is excluded from information on positional displacement.
[12] 請求項 10に記載の露光装置において、  [12] The exposure apparatus according to claim 10,
前記統計量は、同一走査条件下での前記各マークの転写位置の位置ずれに関す る情報の値の分散であり、  The statistic is a variance of a value of information on a displacement of a transfer position of each mark under the same scanning condition,
前記取得装置は、  The acquisition device,
転写位置の位置ずれに関する情報の値が、前記分散に基づく所定範囲外の値と なるマークがある場合には、そのマークの転写位置の位置ずれに関する情報の値を 、前記同一走查条件下での複数の走查露光においてそれぞれ取得されたマークの 転写位置の位置ずれに関する情報の値の平均値に置換することを特徴とする露光  In the case where there is a mark in which the value of the information about the displacement of the transfer position is outside the predetermined range based on the dispersion, the value of the information about the displacement of the transfer position of the mark is changed under the same running condition. Characterized in that the information is replaced with an average value of information on a positional shift of a transfer position of a mark obtained in each of a plurality of scanning exposures.
[13] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、 [13] The exposure apparatus according to claim 1, wherein
前記第 1の項は、前記物体の位置の計測値を独立変数とする、べき関数であること を特徴とする露光装置。  The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first term is a power function that uses a measured value of the position of the object as an independent variable.
[14] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、  [14] The exposure apparatus according to claim 1,
前記走査条件は、  The scanning conditions are:
スキャン長及びスキャン速度の少なくとも一方を含むことを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus comprising at least one of a scan length and a scan speed.
[15] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、  [15] The exposure apparatus according to claim 1, wherein
前記走査条件は、  The scanning conditions are:
スキャン方向を含むことを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus comprising a scanning direction.
[16] 請求項 1に記載の露光装置にぉレ、て、  [16] The exposure apparatus according to claim 1, wherein
前記補正関数は、前記走査露光中の時間を独立変数とする第 2の項をさらに含む ことを特徴とする露光装置。  The exposure apparatus, wherein the correction function further includes a second term in which time during the scanning exposure is an independent variable.
[17] 請求項 16に記載の露光装置において、  [17] The exposure apparatus according to claim 16, wherein
前記第 2の項は、前記物体の位置の計測値を独立変数とする、正弦関数及びべき 関数の少なくとも一方であることを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 2, wherein the second term is at least one of a sine function and an exponential function using the measured value of the position of the object as an independent variable.
[18] 請求項 1に記載の露光装置において、 [18] The exposure apparatus according to claim 1,
前記補正関数には、  The correction function includes:
前記走査方向に関する前記物体の位置の計測値の補正量を目的関数とする補正 関数と、前記 2次元平面内の前記走查方向に直交する方向に関する前記物体の位 置の計測値の補正量を目的関数とする補正関数とがあり、  A correction function using the correction amount of the measured value of the position of the object in the scanning direction as an objective function, and a correction amount of the measured value of the position of the object in a direction orthogonal to the running direction in the two-dimensional plane. There is a correction function as an objective function,
前記走査方向に関する前記物体の位置の補正量を目的関数とする補正関数には 、前記走査方向に関する前記物体の位置の計測値を独立変数とする 1次関数を含 む第 3の項がさらに含まれていることを特徴とする露光装置。  The correction function using the correction amount of the position of the object in the scanning direction as an objective function further includes a third term including a linear function using a measured value of the position of the object in the scanning direction as an independent variable. An exposure apparatus, comprising:
[19] 請求項 1に記載の露光装置において、 [19] The exposure apparatus according to claim 1,
前記最適化手法は、最小二乗法であることを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein the optimization method is a least squares method.
[20] 請求項 1に記載の露光装置において、 [20] The exposure apparatus according to claim 1,
前記最適化手法は、非線形最小二乗法であることを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein the optimization method is a nonlinear least squares method.
[21] 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、 [21] An exposure method for performing a scanning exposure in which a pattern formed on the mask is transferred onto the object via a projection optical system by synchronously scanning the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. ,
請求項 1に記載の露光装置を用いて走査露光を行い、前記マスク上のパターンを 前記物体に転写する工程を含む露光方法。  An exposure method, comprising: performing scanning exposure using the exposure apparatus according to claim 1, and transferring a pattern on the mask to the object.
[22] 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、 [22] An exposure apparatus that performs scanning exposure for transferring a pattern formed on the mask onto the object via a projection optical system by synchronously scanning the mask and the object in a predetermined direction with respect to illumination light. ,
前記走査露光により、マスクに形成されたパターンを複数の異なる走査条件の下で 物体上に転写する転写装置と;  A transfer device for transferring the pattern formed on the mask onto the object under a plurality of different scanning conditions by the scanning exposure;
前記各走查条件下での走查露光中における前記マスクと前記物体との同期精度 に関する情報をそれぞれ取得する取得装置と;  An acquisition device for acquiring information on synchronization accuracy between the mask and the object during running exposure under each of the running conditions;
取得された前記同期精度に関する情報と前記各走査条件とに基づいて、最適化手 法を用いて、走查条件と、前記 2次元平面内における前記物体の位置及び前記 2次 元平面に略平行な平面内における前記マスクの位置のいずれか一方の計測値とを 独立変数とする第 1の項を少なくとも含み前記いずれか一方の位置の計測値の補正 量を従属変数とする補正関数を作成する関数作成装置と; Based on the acquired information on the synchronization accuracy and each of the scanning conditions, using an optimization method, the running condition, the position of the object in the two-dimensional plane, and substantially parallel to the two-dimensional plane. Correction of the measurement value at one of the positions of the mask at least including the first term as an independent variable with the measurement value at one of the positions of the mask in a simple plane A function creation device for creating a correction function having a quantity as a dependent variable;
前記転写装置が、任意の走査条件の下で、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、前記任意の走査条件を代入した前記補正関数を用いて、前記 レ、ずれか一方の位置の計測値を補正し、補正された計測値に基づレ、て前記レ、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。  When the transfer device performs the scanning exposure under an arbitrary scanning condition to transfer the pattern onto an object, the transfer device uses the correction function to which the arbitrary scanning condition is substituted, and uses the correction function. A control device that corrects the measured value of the position, and controls one of the position and the deviation based on the corrected measured value.
[23] 請求項 22に記載の露光装置において、  [23] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記制御装置により、前記複数の異なる走査条件下で、それぞれの走査条件を代 入した前記補正関数を用いて補正された前記いずれか一方の位置の計測値に基づ いて、前記いずれか一方の位置を制御した状態で、前記転写装置による前記各走 查条件下での走查露光中に、前記取得装置により取得される前記マスクと前記物体 との同期精度に関する情報と、前記各走査条件とに基づいて、前記最適化手法を用 いて、前記補正関数を修正する処理を、所定の条件が満たされるまで繰り返す関数 修正装置をさらに備え、  The controller is configured to correct one of the one or more positions under the plurality of different scanning conditions based on the measured value of the one of the positions corrected using the correction function in which the respective scanning conditions are substituted. While the position is controlled, during the scanning exposure under the scanning conditions by the transfer device, information on synchronization accuracy between the mask and the object acquired by the acquisition device, the scanning conditions, and A function correcting device that repeats a process of correcting the correction function using the optimization method based on the above until a predetermined condition is satisfied,
前記制御装置は、  The control device includes:
修正された補正関数を用いることを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus using a corrected correction function.
[24] 請求項 22に記載の露光装置において、  [24] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記転写装置は、  The transfer device,
前記走査露光中における前記マスクと前記物体の同期精度の移動時間平均を、前 記同期精度に関する情報として取得することを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein an average of a moving time of synchronization accuracy between the mask and the object during the scanning exposure is acquired as the information on the synchronization accuracy.
[25] 請求項 22に記載の露光装置において、  [25] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記同期精度に関する情報は、  The information on the synchronization accuracy is:
前記マスクと前記物体との同期走査における誤差を含むことを特徴とする露光装置  An exposure apparatus including an error in synchronous scanning between the mask and the object.
[26] 請求項 22に記載の露光装置において、 [26] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記走査露光中の複数のサンプリング時点にそれぞれ対応する同期精度に関す る情報の統計量に基づいて、前記取得された同期精度に関する情報の一部を、除 外又は平滑化することを特徴とする露光装置。 A part of the acquired information on the synchronization accuracy is excluded or smoothed based on statistics of the information on the synchronization accuracy respectively corresponding to a plurality of sampling points during the scanning exposure. Exposure equipment.
[27] 請求項 26に記載の露光装置において、 [27] The exposure apparatus according to claim 26,
前記統計量は、同一走査条件下における前記各サンプリング時点での同期精度に 関する情報の値の分散であり、  The statistic is a variance of information values regarding synchronization accuracy at each of the sampling times under the same scanning condition,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記分散に基づく所定範囲外の値となるサンプリング時点での同期精度に関する 情報を、取得された同期精度に関する情報から除外することを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein information relating to synchronization accuracy at a sampling time point at which a value outside a predetermined range based on the variance is excluded from the acquired information relating to synchronization accuracy.
[28] 請求項 26に記載の露光装置において、 [28] The exposure apparatus according to claim 26,
前記統計量は、同一走查条件下における前記各サンプリング時点での同期精度に 関する情報の値の分散であり、  The statistic is a variance of a value of information on synchronization accuracy at each sampling time under the same running condition,
前記取得装置は、  The acquisition device,
前記分散に基づく所定範囲外となる同期精度に関する情報の値を、前記同一走査 条件下での複数の走查露光においてそれぞれ取得された同一のサンプリング時点 での同期精度に関する情報の平均値に置換することを特徴とする露光装置。  The value of the information on the synchronization accuracy outside the predetermined range based on the variance is replaced with the average value of the information on the synchronization accuracy at the same sampling point respectively obtained in the plurality of scanning exposures under the same scanning condition. An exposure apparatus comprising:
[29] 請求項 22に記載の露光装置において、 [29] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記第 1の項は、前記物体の位置の計測値を独立変数とする、べき関数であること を特徴とする露光装置。  The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first term is a power function that uses a measured value of the position of the object as an independent variable.
[30] 請求項 22に記載の露光装置において、 [30] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記走査条件は、  The scanning conditions are:
スキャン長及びスキャン速度の少なくとも一方を含むことを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus comprising at least one of a scan length and a scan speed.
[31] 請求項 22に記載の露光装置において、 [31] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記走査条件は、  The scanning conditions are:
スキャン方向を含むことを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus comprising a scanning direction.
[32] 請求項 22に記載の露光装置において、 [32] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記補正関数は、前記走査露光中の時間を独立変数とする第 2の項をさらに含む ことを特徴とする露光装置。  The exposure apparatus, wherein the correction function further includes a second term in which time during the scanning exposure is an independent variable.
[33] 請求項 32に記載の露光装置において、 [33] The exposure apparatus according to claim 32,
前記第 2の項は、前記物体の位置の計測値を独立変数とする、正弦関数及びべき 関数の少なくとも一方であることを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 2, wherein the second term is at least one of a sine function and an exponential function using the measured value of the position of the object as an independent variable.
[34] 請求項 22に記載の露光装置において、 [34] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記補正関数には、  The correction function includes:
前記走査方向に関する前記物体の位置の計測値の補正量を目的関数とする補正 関数と、前記 2次元平面内の前記走查方向に直交する方向に関する前記物体の位 置の計測値の補正量を目的関数とする補正関数とがあり、  A correction function using the correction amount of the measured value of the position of the object in the scanning direction as an objective function, and a correction amount of the measured value of the position of the object in a direction orthogonal to the running direction in the two-dimensional plane. There is a correction function as an objective function,
前記走査方向に関する前記物体の位置の補正量を目的関数とする補正関数には 、前記走査方向に関する前記物体の位置の計測値を独立変数とする 1次関数を含 む第 3の項がさらに含まれていることを特徴とする露光装置。  The correction function using the correction amount of the position of the object in the scanning direction as an objective function further includes a third term including a linear function using a measured value of the position of the object in the scanning direction as an independent variable. An exposure apparatus, comprising:
[35] 請求項 22に記載の露光装置において、 [35] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記最適化手法は、最小二乗法であることを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein the optimization method is a least squares method.
[36] 請求項 22に記載の露光装置において、 [36] The exposure apparatus according to claim 22, wherein
前記最適化手法は、非線形最小二乗法であることを特徴とする露光装置。  An exposure apparatus, wherein the optimization method is a nonlinear least squares method.
[37] 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、 [37] 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 synchronously scanning the mask and the object in a predetermined direction with illumination light. ,
請求項 22に記載の露光装置を用いて走査露光を行い、前記マスク上のパターンを 前記物体に転写する工程を含む露光方法。  23. An exposure method, comprising performing scanning exposure using the exposure apparatus according to claim 22, and transferring a pattern on the mask to the object.
[38] リソグラフイエ程を含むデバイス製造方法において、 [38] In a device manufacturing method including a lithographic process,
前記リソグラフイエ程では、請求項 21又は 37に記載の露光方法を用いて露光を行 うことを特徴とするデバイス製造方法。  38. A device manufacturing method, wherein in the lithographic process, exposure is performed using the exposure method according to claim 21.
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