JP2000077315A - Exposure method and aligner - Google Patents
Exposure method and alignerInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバ
イスなどをリソグラフィ技術を用いて製造する際に使用
される露光方法、及び露光装置に関する。[0001] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus used when manufacturing a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, other micro devices, and the like by using a lithography technique.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程の一つである
フォトリソグラフィー工程においては、マスク又はレチ
クルに形成されているパターンをフォトレジストが塗布
されたウエハ上に転写するための露光装置として、マス
クのパターンの像をウエハ上のショット領域に縮小投影
するステッパーが多く用いられている。2. Description of the Related Art In a photolithography process, which is one of semiconductor device manufacturing processes, a mask or a reticle is used as an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a photoresist onto a wafer coated with a photoresist. A stepper that reduces and projects a pattern image onto a shot area on a wafer is often used.
【0003】ステッパーとしては、パターンをウエハ上
のショット領域に一括露光し、順次ウエハを移動して他
のショット領域に対して一括露光を繰り返すステップ・
アンド・リピート方式のもの、あるいは最近では露光範
囲の拡大や露光性能の向上等の観点から、マスクとウエ
ハとを同期移動して、矩形その他の形状のスリット光で
走査・照明してウエハ上のショット領域を逐次露光し、
順次ウエハを移動して他のショット領域に対して走査・
露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン方式のもの
も開発され、実用に供されるようになっている。[0003] As a stepper, a step of exposing a pattern to a shot area on a wafer at a time, sequentially moving the wafer, and repeating the batch exposure for another shot area.
The mask and wafer are moved synchronously and scanned and illuminated with slit light of a rectangular or other shape to illuminate the wafer from the viewpoint of the AND-repeat method or, more recently, the expansion of the exposure range and the improvement of the exposure performance. Expose the shot area sequentially,
Move the wafer sequentially to scan other shot areas.
A step-and-scan type in which exposure is repeated has also been developed and is being put to practical use.
【0004】この種の投影露光装置においては、露光光
としては、水銀ランプのg線(波長436nm)やi線
(波長365nm)などが使用されているが、最近では
マイクロデバイスのさらなる微細化に対応すべく短波長
化が進行し、KrF(波長248nm)やArF(波長
193nm)、さらにはF2 (波長153nm)など
のエキシマレーザ光が使用され、あるいはその使用が検
討されている。In this type of projection exposure apparatus, g-ray (wavelength: 436 nm) or i-ray (wavelength: 365 nm) of a mercury lamp is used as exposure light. shorter wavelength has progressed to correspond, KrF (wavelength 248 nm) or ArF (wavelength 193 nm), more excimer laser light such as F 2 (wavelength 153 nm) is used, or their use is being considered.
【0005】このようなエキシマレーザ光を射出する光
源(ビーム源)は、一般に大型であるため、露光装置の
本体部から分離して、同一の床面上に設置され、あるい
は露光本体部が設置されるクリーンルームの床下のスペ
ースに設置される。このため、露光本体部と光源との間
の規則的あるいは不規則的な振動などによる相対位置の
変化などにより光ビーム(照明光)の光軸(強度分布の
中心)が規則的にあるいは不規則的に変動する。かかる
光ビームの光軸が変動すると、例えば、フライアイイン
テグレータへ入射する光ビームの光軸が許容範囲を超え
てずれると、フライアイインテグレータから出射される
光ビームの光量が変動(低下)する。Since the light source (beam source) for emitting such excimer laser light is generally large, it is separated from the main body of the exposure apparatus and installed on the same floor, or the exposure main body is installed. Is installed in the space under the floor of the clean room. For this reason, the optical axis (center of the intensity distribution) of the light beam (illumination light) is regularly or irregularly changed due to a change in a relative position due to regular or irregular vibration between the exposure main body and the light source. Fluctuate. When the optical axis of the light beam fluctuates, for example, when the optical axis of the light beam incident on the fly-eye integrator deviates beyond an allowable range, the light amount of the light beam emitted from the fly-eye integrator fluctuates (decreases).
【0006】このため、従来は、光ビームの光軸のずれ
を照度又は光量変化として捉えて、光源の出力の制御や
光ビームの減光率の制御などによる光量制御、あるいは
露光時間の調整などにより対応していたが、これによる
と、フライアイインテグレータへ入射する光ビームの光
軸が許容範囲を逸脱してずれると、光量制御では対応で
きない場合があるとともに、露光時間の調整では処理時
間を増大させ、スループットの低下を招く。このため、
光ビームの光軸の変動を検出し、光ビームの光軸のずれ
を相殺するように調整することが行われていた。For this reason, conventionally, the shift of the optical axis of a light beam is regarded as a change in illuminance or light amount, and the light amount is controlled by controlling the output of a light source or the dimming rate of the light beam, or the exposure time is adjusted. According to this, if the optical axis of the light beam incident on the fly-eye integrator deviates from the allowable range, it may not be possible to cope with the light amount control, and the adjustment of the exposure time may reduce the processing time. Increase, resulting in a decrease in throughput. For this reason,
A change in the optical axis of the light beam has been detected, and adjustment has been performed to offset the shift of the optical axis of the light beam.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光本
体部は可動部としての基板ステージなどを備えているた
め、その移動に伴う露光本体部の重心位置の変化などに
よっても、光ビームの光軸にずれを生じるので、ステー
ジがある特定の位置にあるときに該光軸のずれを相殺す
るように調整したとしても、ステージが他の位置にある
場合には、やはり光軸のずれを生じるという問題があっ
た。However, since the exposure main body is provided with a substrate stage or the like as a movable portion, the exposure main body may not move along the optical axis of the light beam even when the center of gravity of the exposure main body changes due to the movement. Since the displacement occurs, even if the stage is adjusted to cancel the displacement of the optical axis when the stage is at a specific position, the displacement of the optical axis still occurs when the stage is at another position. was there.
【0008】特に、ステップ・アンド・リピート方式や
ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置では、投影
光学系に対して基板ステージを相対的に移動させて、ウ
エハ上の複数のショット領域に対して順次露光を繰り返
すので、各ショット領域に対する露光毎に厳密にはステ
ージ位置の変化に伴う光軸ずれが生じ、マイクロデバイ
スのさらなる微細化に対応すべくより高精度な露光処理
を実現するためには、かかる点をも考慮する必要があ
る。In particular, in an exposure apparatus of a step-and-repeat method or a step-and-scan method, a substrate stage is relatively moved with respect to a projection optical system so as to sequentially move a plurality of shot areas on a wafer. Since the exposure is repeated, strictly speaking, the optical axis shift due to the change of the stage position occurs for each exposure for each shot area, and in order to realize more precise exposure processing to respond to further miniaturization of micro devices, It is necessary to consider such a point.
【0009】なお、ウエハ上の各ショット領域に対して
露光処理を行う直前に光軸のずれを計測・調整するよう
にすれば、かかる問題を解消できると考えられるが、光
軸の計測・調整のためには、ある程度の時間を要するの
で、各ショット領域毎に行うとすれば、スループットが
著しく低下するという新たな問題を生じる。It is considered that such a problem can be solved by measuring and adjusting the deviation of the optical axis immediately before performing exposure processing on each shot area on the wafer. Requires a certain amount of time, so that if it is performed for each shot area, a new problem will occur that the throughput will be significantly reduced.
【0010】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
ステージ位置にかかわらず露光エネルギービームの光軸
が常に適正な状態で露光することを、スループットを低
下させることなく実現することである。[0010] The present invention has been made in view of such problems of the prior art.
It is an object of the present invention to perform exposure with an optical axis of an exposure energy beam always appropriate regardless of the stage position without lowering the throughput.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】以下、この項に示す説明
では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に
対応つけて説明するが、本発明の各構成要件は、これら
部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものでは
ない。In the following description, the present invention will be described with reference to the member codes shown in the drawings showing the embodiments. However, the present invention is not limited to the members shown in the drawings attached with.
【0012】1.上記目的を達成するため、本発明の第
1の観点による露光方法は、露光エネルギービーム(I
L)をマスク(R)に照射し、該マスクのパターンの像
を基板(W)上に投影することにより前記基板を露光す
る露光方法において、前記基板を載置するためのステー
ジ(WS)が所定の計測位置にあるときに、前記露光エ
ネルギービームの光軸の位置情報を計測し、該計測され
た光軸の位置情報、及び前記ステージが前記計測位置に
あるときと前記ステージの移動可能範囲内に前記計測位
置とは離間して選定された複数位置に前記ステージがあ
るときとの前記露光エネルギービームの光軸の変位情報
のそれぞれに基づいて、前記ステージに載置された基板
を露光するときに前記露光エネルギービームの光軸調整
を行うことを特徴とする。1. To achieve the above object, the exposure method according to the first aspect of the present invention provides an exposure energy beam (I
L) is irradiated onto the mask (R), and an image of the pattern of the mask is projected onto the substrate (W) to expose the substrate. In the exposure method, a stage (WS) for mounting the substrate includes: When at a predetermined measurement position, the position information of the optical axis of the exposure energy beam is measured, and the measured position information of the optical axis, and when the stage is at the measurement position and the movable range of the stage Exposes the substrate mounted on the stage based on each of the displacement information of the optical axis of the exposure energy beam when the stage is at a plurality of positions selected apart from the measurement position. The optical axis of the exposure energy beam is sometimes adjusted.
【0013】基板を載置するステージの位置に依存する
露光エネルギービームの光軸のずれは、露光本体部の機
械的な剛性と該ステージの駆動に伴う露光本体部の重心
位置の変化によって生じるから、該ステージの位置によ
る再現性がある。本発明では、この点に着目し、ステー
ジが所定の計測位置(例えば、基板の受け渡し位置)に
あるときとステージがその移動可能範囲内で選定された
複数の位置(例えば、各ショット領域に対して露光する
ときのステージの位置)にあるときとの露光エネルギー
ビームの光軸の相対的な変位情報を予め求めておき、ス
テージが該計測位置にあるときに計測された光軸の位置
情報及び該変位情報に基づいて露光エネルギービームの
光軸調整を行うようにした。これにより、露光時のステ
ージの位置に依存する光軸のずれが相殺された状態で露
光処理を行うことができるから、ステージ位置にかかわ
らず、常に光軸が適正な状態で露光することができるよ
うになる。また、所定の計測位置で光軸の位置情報を実
際に計測した後は、各ショット領域に対する一連の露光
処理時に、光軸の位置情報の計測を行わなくてよいの
で、スループットの低下も低く抑えることができる。The displacement of the optical axis of the exposure energy beam depending on the position of the stage on which the substrate is mounted is caused by the mechanical rigidity of the exposure main body and the change of the center of gravity of the exposure main body accompanying the driving of the stage. And reproducibility depending on the position of the stage. In the present invention, focusing on this point, when the stage is at a predetermined measurement position (for example, a substrate transfer position) and when the stage is at a plurality of positions selected within its movable range (for example, for each shot area, Relative to the optical axis of the exposure energy beam when the stage is at the measurement position, and position information of the optical axis measured when the stage is at the measurement position. The optical axis of the exposure energy beam is adjusted based on the displacement information. Thus, the exposure process can be performed in a state where the shift of the optical axis depending on the position of the stage at the time of exposure is canceled, so that the exposure can always be performed with the optical axis being appropriate regardless of the stage position. Become like Further, after the optical axis position information is actually measured at a predetermined measurement position, it is not necessary to measure the optical axis position information during a series of exposure processing for each shot area, so that a decrease in throughput is also suppressed. be able to.
【0014】特に、所定の計測位置を基板の受け渡し位
置に設定すれば、ステージは基板受け渡し位置において
は、基板の受け渡しのために比較的に長時間停止してい
るから、その停止時間を利用して光軸の位置情報を計測
できるので、光軸の計測のためのスループットの低下を
実質的に無くすことができるとともに、光軸の計測を露
光本体部が十分に安定した状態で、且つ十分な時間をか
けて行うことができるから、計測の精度も高くすること
ができる。In particular, if the predetermined measurement position is set at the substrate transfer position, the stage has been stopped for a relatively long time at the substrate transfer position for the transfer of the substrate. Since the position information of the optical axis can be measured by using the optical axis, a decrease in the throughput for the measurement of the optical axis can be substantially eliminated, and the measurement of the optical axis can be performed in a state where the exposure main body is sufficiently stable and sufficient. Since the measurement can be performed over a long time, the accuracy of the measurement can be increased.
【0015】2.上記目的を達成するため、本発明の第
2の観点による露光方法は、露光エネルギービーム(I
L)をマスク(R)に照射して、該マスクのパターンを
基板(W)上の複数のショット領域のそれぞれに転写す
る露光方法において、前記基板上の複数のショット領域
を露光するときの前記ステージの位置に対応して、前記
露光エネルギービームの光軸ずれ情報をそれぞれ検出
し、前記基板上の各ショット領域を露光するときに前記
検出された光軸ずれ情報に基づいて、前記露光エネルギ
ービームの光軸調整を行うことを特徴とする。2. To achieve the above object, the exposure method according to the second aspect of the present invention provides an exposure energy beam (I
L) is applied to the mask (R), and the pattern of the mask is transferred to each of the plurality of shot areas on the substrate (W). Corresponding to the position of the stage, optical axis deviation information of the exposure energy beam is respectively detected, and based on the detected optical axis deviation information when exposing each shot area on the substrate, the exposure energy beam is detected. The optical axis adjustment is performed.
【0016】基板を載置するステージの位置に依存する
光ビームの光軸のずれは、露光本体部の機械的な剛性と
該ステージの駆動に伴う露光本体部の重心位置の変化に
よって生じるから、該ステージ位置による再現性があ
る。本発明では、この点に着目し、基板上の複数のショ
ット領域を露光するときのステージの位置に対応して、
露光エネルギービームの光軸のずれ情報をそれぞれ検出
しておき、基板上の各ショット領域を露光するときに当
該光軸ずれ情報に基づいて、光軸調整を行うようにした
から、各ショット領域について、常に光軸が適正な状態
で露光を行うことができる。また、各ショット領域のそ
れぞれについて光軸ずれ情報を計測した後は、各ショッ
ト領域に対する一連の露光処理時に、当該情報の計測を
行わなくてよいので、スループットの低下も低く抑える
ことができる。The displacement of the optical axis of the light beam depending on the position of the stage on which the substrate is placed is caused by the mechanical rigidity of the exposure main body and the change in the position of the center of gravity of the exposure main body accompanying the driving of the stage. There is reproducibility depending on the stage position. In the present invention, focusing on this point, corresponding to the position of the stage when exposing a plurality of shot areas on the substrate,
The shift information of the optical axis of the exposure energy beam is detected in advance, and when exposing each shot area on the substrate, the optical axis is adjusted based on the shift information of the optical axis. Exposure can always be performed with an appropriate optical axis. Further, after measuring the optical axis shift information for each of the shot areas, it is not necessary to measure the information during a series of exposure processing for each of the shot areas, so that a decrease in throughput can be suppressed to a low level.
【0017】3.上記目的を達成するため、本発明の第
3の観点による露光装置は、マスク(R)に形成された
パターンの像を基板(W)上に投影することによって前
記基板を露光する露光装置において、露光エネルギービ
ーム(IL)を発生するビーム源(12)と、該ビーム
源と異なるベース上に設置され、前記露光エネルギービ
ームのもとで前記マスクのパターンを前記基板上に転写
するための露光本体部(11)と、前記基板を載置する
ためのステージ(WS)が所定の計測位置にあるとき
と、該ステージが該計測位置に対して離間した複数の基
準位置にあるときとの前記露光エネルギービームの光軸
の変位情報がそれぞれ記憶保持された記憶装置(20
a)と、前記ステージが前記計測位置にあるときの前記
露光エネルギービームの光軸のずれ量を検出する検出装
置(29)と、前記検出装置の検出結果及び前記記憶装
置に保持された変位情報に基づいて前記露光エネルギー
ビームの光軸を調整する調整装置(23,24)と、を
有することを特徴とする。本発明によると、上記本発明
の第1の観点による露光方法を実施するために好適な露
光装置が提供される。3. To achieve the above object, an exposure apparatus according to a third aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate by projecting an image of a pattern formed on a mask (R) onto the substrate (W). A beam source (12) for generating an exposure energy beam (IL), and an exposure body installed on a different base from the beam source for transferring the pattern of the mask onto the substrate under the exposure energy beam The exposure when the unit (11) and the stage (WS) for mounting the substrate are at a predetermined measurement position and when the stage is at a plurality of reference positions separated from the measurement position A storage device (20) in which displacement information of the optical axis of the energy beam is stored and held, respectively.
a), a detection device (29) for detecting a shift amount of an optical axis of the exposure energy beam when the stage is at the measurement position, and a detection result of the detection device and displacement information held in the storage device. Adjusting devices (23, 24) for adjusting the optical axis of the exposure energy beam based on According to the present invention, there is provided an exposure apparatus suitable for performing the exposure method according to the first aspect of the present invention.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】図1は本発明の実施形態のステップ・アン
ド・スキャン方式の投影露光装置の全体の概略構成図で
ある。同図において、11は露光装置の本体部(露光本
体部)であり、12は露光本体部11に対して露光エネ
ルギービームとしてのArFエキシマレーザ光を供給す
る露光光源(ビーム源)である。これらの露光本体部1
1及び露光光源12は、互いに独立的に構成されて、不
図示のクリーンルーム内の同一の床面上に設置されてい
る。なお、露光光源12は、クリーンルームの外の同一
若しくは異なる床面上に設置され、又はクリーンルーム
の床面の下側に画成されたユーティリティースペース
(機械室)に設置される場合もある。これらの露光本体
部11及び露光光源12は、それぞれ防振装置を介して
設置されている。露光本体部11と露光光源12との間
には、ビーム・マッチング・ユニット(BMU:光軸整
合装置)13が設けられている。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a step-and-scan type projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a main body of the exposure apparatus (exposure main body), and reference numeral 12 denotes an exposure light source (beam source) for supplying the exposure main body 11 with an ArF excimer laser beam as an exposure energy beam. These exposure main unit 1
The exposure light source 1 and the exposure light source 12 are configured independently of each other and installed on the same floor in a clean room (not shown). The exposure light source 12 may be installed on the same or different floor outside the clean room, or may be installed in a utility space (machine room) defined below the clean room floor. The exposure main body 11 and the exposure light source 12 are installed via anti-vibration devices, respectively. A beam matching unit (BMU: optical axis matching device) 13 is provided between the exposure main body 11 and the exposure light source 12.
【0020】次に、露光本体部11の構成について説明
する。以下の説明においては、投影光学系14の光軸に
平行にZ軸をとり、Z軸に直交する平面(水平面)内で
図の紙面に垂直にX軸を、図1の紙面に平行にY軸をと
って説明する。なお、Y軸に平行な方向が走査方向(ス
キャン方向)である。Next, the configuration of the exposure main body 11 will be described. In the following description, the Z axis is taken parallel to the optical axis of the projection optical system 14, the X axis is perpendicular to the plane of the drawing in a plane (horizontal plane) orthogonal to the Z axis, and the Y axis is parallel to the plane of FIG. The explanation will be made taking the axis. The direction parallel to the Y axis is the scanning direction (scanning direction).
【0021】露光本体部11は不図示のチャンバ内に収
納されており、このチャンバの床面上に定盤15が設置
され、定盤15上にウエハステージWSが配置されてい
る。ウエハステージWSは、リニアモータなどによりX
及びY方向に移動するXYステージ16及びXYステー
ジ16上に載置されたZステージ17から構成されてい
る。Zステージ17上には、不図示のウエハホルダが吸
着保持されており、フォトレジストが塗布された露光対
象としてのウエハWは該ウエハホルダに吸着保持され
る。Zステージ17はウエハWを回転方向に微動する機
能及びウエハWの表面を投影光学系14の像面に一致さ
せるためのフォーカス・レベリング機能を有している。The exposure main body 11 is housed in a chamber (not shown). A surface plate 15 is provided on the floor of the chamber, and a wafer stage WS is disposed on the surface plate 15. The wafer stage WS is moved by a linear motor or the like.
And an XY stage 16 moving in the Y direction and a Z stage 17 mounted on the XY stage 16. A wafer holder (not shown) is suction-held on the Z stage 17, and a wafer W to be exposed to which a photoresist is applied is suction-held by the wafer holder. The Z stage 17 has a function of finely moving the wafer W in the rotation direction and a focus / leveling function of making the surface of the wafer W coincide with the image plane of the projection optical system 14.
【0022】ウエハステージWSのZテーブル17上に
は移動鏡18が固定されており、レーザ干渉計19が移
動鏡18にレーザ光を照射し、その反射光を受光するこ
とにより、ウエハステージWSの位置が計測され、その
計測値は制御装置20に供給され、この制御装置20に
より、ウエハステージWSの移動が制御される。A movable mirror 18 is fixed on the Z table 17 of the wafer stage WS, and a laser interferometer 19 irradiates the movable mirror 18 with a laser beam and receives the reflected light, whereby the wafer stage WS The position is measured, and the measured value is supplied to the control device 20, which controls the movement of the wafer stage WS.
【0023】また、ウエハテーブルWSの上側には、投
影光学系14が配置され、投影光学系14のさらに上側
には、レチクルステージRSが配置され、レチクルステ
ージRS上に転写すべきパターンが形成されたレチクル
Rが吸着保持される。レチクルステージRSは、リニア
モータなどによりY方向に移動されるとともに、X方
向、Y方向、及び回転方向に微動する機能を有する。レ
チクルステージRS上には移動鏡21が固定されてお
り、レーザ干渉計22が移動鏡21にレーザ光を照射
し、その反射光を受光することにより、レチクルステー
ジRSの位置が計測され、その計測値は制御装置20に
供給され、この制御装置20により、レチクルステージ
RSの移動が制御される。レチクルステージRSのさら
に上側には、照明光学系が配置されている。Further, a projection optical system 14 is arranged above the wafer table WS, and a reticle stage RS is arranged further above the projection optical system 14, and a pattern to be transferred onto the reticle stage RS is formed. The reticle R is held by suction. The reticle stage RS has a function of being moved in the Y direction by a linear motor or the like, and of being finely moved in the X direction, the Y direction, and the rotation direction. The movable mirror 21 is fixed on the reticle stage RS, and the laser interferometer 22 irradiates the movable mirror 21 with laser light and receives the reflected light, whereby the position of the reticle stage RS is measured. The value is supplied to a control device 20, which controls the movement of the reticle stage RS. An illumination optical system is arranged further above the reticle stage RS.
【0024】露光光源12からの光ビーム(照明光)I
Lは、光軸補正用ミラー23、光軸補正用ハービング2
4、反射ミラー25、反射ミラー26、レンズ群27、
ビームスプリッタ28を有するビーム・マッチング・ユ
ニット13を介して、露光本体部11の照明光学系に導
入される。露光本体部11に導入された光ビームは、光
軸補正用ミラー31、光軸補正用ハービング32、ビー
ムスプリッタ33を介して、光ビームの強度分布を均一
化するためのフライアイレンズユニット34に入射され
る。フライアイレンズユニット34は、例えば1段目の
フライアイレンズに対してリレーレンズ系を介して2段
目のフライアイレンズを配置して構成され、2段目のフ
ライアイレンズの出射側に不図示の可変開口絞りが配置
されている。開口絞りから出射された光ビームは、不図
示の視野絞り及びリレーレンズ系などを介して反射ミラ
ー35に至り、その反射光がコンデンサレンズ36を経
て、レチクルステージRS上のレチクルRを照明する。
この光ビームILはレチクルRのパターン形成面(下
面)においてX方向に細長いスリット状の照明領域を有
している。そして、この光ビームILのもとで、レチク
ルRの照明領域内のパターンの反転像が投影光学系14
を介して所定の投影倍率β(βは例えば、1/4,1/
5など)でウエハW上の矩形の露光領域に露光される。Light beam (illumination light) I from the exposure light source 12
L is an optical axis correction mirror 23, an optical axis correction herb 2
4, reflection mirror 25, reflection mirror 26, lens group 27,
The light is introduced into the illumination optical system of the exposure main unit 11 via the beam matching unit 13 having the beam splitter 28. The light beam introduced into the exposure main body 11 passes through an optical axis correction mirror 31, an optical axis correction harving 32, and a beam splitter 33 to a fly-eye lens unit 34 for making the intensity distribution of the light beam uniform. Incident. The fly-eye lens unit 34 is configured, for example, by arranging a second-stage fly-eye lens with respect to a first-stage fly-eye lens via a relay lens system. The illustrated variable aperture stop is arranged. The light beam emitted from the aperture stop reaches a reflection mirror 35 via a field stop and a relay lens system (not shown), and the reflected light illuminates a reticle R on a reticle stage RS via a condenser lens 36.
The light beam IL has a slit-shaped illumination area elongated in the X direction on the pattern forming surface (lower surface) of the reticle R. Then, under the light beam IL, an inverted image of the pattern in the illumination area of the reticle R is projected onto the projection optical system 14.
Via a predetermined projection magnification β (β is, for example, 1/4, 1 /
5), a rectangular exposure area on the wafer W is exposed.
【0025】走査露光時には、その照明領域に対して、
レチクルステージRSを介してレチクルRが+Y方向
(又は−Y方向)に速度VRで移動するのに同期して、
その露光領域に対して、ウエハステージWSを介してウ
エハWを−Y方向(又は+Y方向)に速度β・VR(β
は投影倍率)で移動する。レチクルR及びウエハWはそ
れぞれ助走開始後に加速され、所定速度に達して定速運
動するようになってから、照明領域への光ビームILの
照射が開始されて、レチクルRのパターンの転写が行わ
れる。そして、1つのショット領域への転写が終了する
と、光ビームILの照射が停止されて、ウエハステージ
WSのステッピングによって次のショット領域が助走開
始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方
式で各ショット領域へのパターンの転写が順次行われ
る。At the time of scanning exposure, the illumination area
In synchronization with the movement of the reticle R in the + Y direction (or -Y direction) at the speed VR via the reticle stage RS,
With respect to the exposure area, the wafer W is moved through the wafer stage WS in the −Y direction (or + Y direction) at a speed β · VR (β
Is the projection magnification). The reticle R and the wafer W are each accelerated after the start of the approach, and after reaching a predetermined speed and moving at a constant speed, the irradiation of the light beam IL to the illumination area is started, and the transfer of the pattern of the reticle R is performed. Will be When the transfer to one shot area is completed, the irradiation of the light beam IL is stopped, and the next shot area is moved to the approach start position by the stepping of the wafer stage WS. The transfer of the pattern to each shot area is performed sequentially.
【0026】露光光源12からほぼ水平面内の+Y方向
に射出された紫外パルス光よりなる光ビームILは、不
図示のビームエキスパンダにより所定の断面形状に整形
される。ビームエキスパンダを通過した光ビームIL
は、光軸補正用ミラー23によりほぼ下方(−Z方向)
に反射された後、光軸補正用ハービング24を経て、反
射ミラー25により+Y方向に反射され、反射ミラー2
6により+Z方向に反射され、レンズ系27を介して、
ビームスプリッタ28に至る。ビームスプリッタ28で
+Y方向に反射された主ビームは露光本体部11に供給
される。ビームスプリッタ28を透過した副ビームは光
軸ずれ検出用のCCDカメラなどを有する光軸ずれモニ
タユニット29に入射される。A light beam IL composed of ultraviolet pulse light emitted from the exposure light source 12 in a substantially horizontal plane in the + Y direction is shaped into a predetermined sectional shape by a beam expander (not shown). Light beam IL that has passed through the beam expander
Is almost downward (−Z direction) by the optical axis correcting mirror 23.
Is reflected by the reflecting mirror 25 in the + Y direction after passing through the optical axis correcting harbing 24, and is reflected by the reflecting mirror 2.
6, is reflected in the + Z direction and passes through the lens system 27,
The beam reaches the beam splitter 28. The main beam reflected in the + Y direction by the beam splitter 28 is supplied to the exposure main body 11. The sub-beam transmitted through the beam splitter 28 is incident on an optical axis shift monitor unit 29 having a CCD camera or the like for detecting an optical axis shift.
【0027】光軸補正用ミラー23及び光軸補正用ハー
ビング24からなる光軸補正系は、図2に示されている
ように構成されている。即ち、光軸補正用ミラー23
は、支点41と、ムービングコイルモータなどの伸縮自
在の駆動素子からなるY軸アクチュエータ42及びX軸
アクチュエータ43とに支持されており、Y軸アクチュ
エータ42及びX軸アクチュエータ43の伸縮量は制御
装置20により制御される。また、光軸補正用ハービン
グ24は、それぞれ光透過性の平行平面ガラスからなる
Xハービング24X及びYハービング24Yから構成さ
れている。これらのXハービング24X及びYハービン
グ24Yはそれぞれ回転モータ44,45によって微少
回転され、回転モータ44,45の回転量も制御装置2
0によって制御される。The optical axis correction system including the optical axis correction mirror 23 and the optical axis correction harving 24 is configured as shown in FIG. That is, the optical axis correcting mirror 23
Are supported by a fulcrum 41 and a Y-axis actuator 42 and an X-axis actuator 43 composed of a telescopic drive element such as a moving coil motor. The amount of expansion and contraction of the Y-axis actuator 42 and the X-axis actuator 43 is controlled by the control device 20. Is controlled by In addition, the optical axis correcting harving 24 is composed of an X herb 24X and a Y herb 24Y each made of a light-transmissive parallel plane glass. These X-harving 24X and Y-harving 24Y are slightly rotated by rotation motors 44 and 45, respectively.
Controlled by 0.
【0028】露光光源12からの光ビームILは、光軸
補正用ミラー23によってほぼ−Z方向に反射された
後、Xハービング24X及びYハービング24Yを通過
している。X軸アクチュエータ42及びY軸アクチュエ
ータ43を適宜に伸縮して、光軸補正用ミラー23の角
度を微少変更することにより、反射光の角度(進行方
向)はY軸に平行な軸を中心としてδθx、及びX軸に
平行な軸を中心としてδθyだけ変化する。さらに、X
ハービング24XをY軸に平行な軸の周りに微少回転す
ることによって、光ビームILの光路はX方向にδdx
だけ横シフト(位置ずれ)し、Yハービング24YをX
軸に平行な軸の周りに微少回転することによって、光ビ
ームILの光路はY方向にδdyだけ横シフトする。従
って、光ビームILの光軸ずれ(角度ずれ及び位置ず
れ)を所定の範囲内で適宜に補正制御することができ
る。The light beam IL from the exposure light source 12 is reflected by the optical axis correcting mirror 23 substantially in the -Z direction, and then passes through the X harbing 24X and the Y harving 24Y. By appropriately expanding and contracting the X-axis actuator 42 and the Y-axis actuator 43 and slightly changing the angle of the optical axis correcting mirror 23, the angle (the traveling direction) of the reflected light becomes δθx about the axis parallel to the Y axis. , And an axis parallel to the X axis by δθy. Furthermore, X
By slightly rotating the harbing 24X around an axis parallel to the Y axis, the optical path of the light beam IL becomes δdx in the X direction.
Only the horizontal shift (position shift),
By a slight rotation about an axis parallel to the axis, the optical path of the light beam IL is laterally shifted by δdy in the Y direction. Therefore, the optical axis shift (angle shift and position shift) of the light beam IL can be appropriately corrected and controlled within a predetermined range.
【0029】再度、図1を参照する。この光軸補正系2
2,23を経た光ビームILは反射ミラー25、反射ミ
ラー26、及びレンズ系27を経てビームスプリッタ2
8に入射し、入射した光ビームのうちの一部(例えば、
1%程度)はビームスプリッタ28を透過して光軸ずれ
モニタユニット29に入射され、光軸ずれモニタユニッ
ト29において進行方向(入射角)のずれ量(角度ずれ
量)及び横シフト量(位置ずれ量)の検出が行われ、検
出結果が制御装置20に供給される。また、ビームスプ
リッタ28に入射した光ビームILの大部分(例えば、
99%程度)は、反射されて露光本体部11に向かう。Referring again to FIG. This optical axis correction system 2
The light beam IL that has passed through the light splitters 2 and 23 passes through a reflection mirror 25, a reflection mirror 26, and a lens system 27,
8 and a part of the incident light beam (for example,
(About 1%) is transmitted through the beam splitter 28 and is incident on the optical axis deviation monitor unit 29, where the deviation amount (angle deviation amount) in the traveling direction (incident angle) and the lateral shift amount (position deviation) Is detected, and the detection result is supplied to the control device 20. In addition, most of the light beam IL that has entered the beam splitter 28 (for example,
(About 99%) is reflected toward the exposure main body 11.
【0030】図3(A)は、光軸ずれモニタユニット2
9の構成を示している。同図において、ビームスプリッ
タ28を透過した光ビームILは、ハーフミラー51に
入射し、ハーフミラーを51を透過した光束は、適当な
減光フィルタ52、及び焦点距離fの集光レンズ53を
経て、CCDカメラなどからなる2次元撮像素子54に
入射する。集光レンズ53及び撮像素子54により角度
ずれモニタが構成されている。撮像素子54の撮像信号
を制御装置20で処理することによって図3(C)に示
すように、撮像素子54の撮像面55において、光束I
L2の中心の所定の基準点55aに対するX方向、及び
Y方向への位置ずれ量Δx2、Δy2が検出される。FIG. 3A shows the optical axis shift monitor unit 2.
9 shows the configuration of FIG. In the figure, the light beam IL transmitted through the beam splitter 28 is incident on a half mirror 51, and the light beam transmitted through the half mirror 51 passes through an appropriate neutral density filter 52 and a condenser lens 53 having a focal length f. , A two-dimensional image sensor 54 such as a CCD camera. The condenser lens 53 and the image sensor 54 constitute an angle shift monitor. As shown in FIG. 3 (C), the light flux I on the imaging surface 55 of the imaging element 54 is processed by processing the imaging signal of the imaging element 54 by the control device 20.
The displacement amounts Δx2 and Δy2 in the X direction and the Y direction with respect to a predetermined reference point 55a at the center of L2 are detected.
【0031】この場合、撮像素子54の撮像面55は、
図1のフライアイレンズユニット34の入射面に対して
ほぼ光学的フーリエ変換面(瞳面)の関係にあり、光ビ
ームILのY軸の周りの角度ずれをδθx’、X軸周り
の角度ずれをδθy’とすると、これと位置ずれ量Δx
2、Δy2との間には次の関係がある。In this case, the imaging surface 55 of the imaging device 54
The incident surface of the fly-eye lens unit 34 shown in FIG. 1 is substantially in the relationship of an optical Fourier transform surface (pupil surface), and the angular deviation of the light beam IL around the Y axis is δθx ′, and the angular deviation around the X axis is Is δθy ′, and this and the displacement Δx
2, Δy2 has the following relationship.
【0032】Δx2=f・δθx’ …(1A) Δy2=f・δθy’ …(1B) このとき、フライアイレンズユニット34の光軸に対す
る角度ずれ量δθx’、δθy’が0の状態で、位置ず
れ量Δx2、Δy2が0になるように、撮像面55にお
ける基準点55aが設定されており、制御装置20は
(1A)式、(1B)式より光ビームILの露光本体部
11に対する角度ずれ量δθx’、δθy’を算出す
る。Δx2 = f · δθx ′ (1A) Δy2 = f · δθy ′ (1B) At this time, when the angle shift amounts δθx ′ and δθy ′ with respect to the optical axis of the fly-eye lens unit 34 are 0, the position The reference point 55a on the imaging surface 55 is set so that the deviation amounts Δx2 and Δy2 become 0, and the control device 20 calculates the angle deviation of the light beam IL with respect to the exposure main body 11 from the expressions (1A) and (1B). The quantities δθx ′ and δθy ′ are calculated.
【0033】一方、ハーフミラー51で反射された光束
は、反射ミラー56、倍率mの縮小光学系57を経て、
CCDカメラなどからなる2次元の撮像素子58に入射
する。縮小光学系57と撮像素子58との間には、撮像
素子58への入射光量調整のための適当な減光フィルタ
(不図示)が設置されている。撮像素子58の撮像信号
を制御装置20で処理することにより、図3(B)に示
すように、撮像素子58の撮像面59において、光束の
中心の所定の基準点59aに対するX方向、及びY方向
への位置ずれ量Δx1,Δy1が検出される。On the other hand, the light beam reflected by the half mirror 51 passes through a reflection mirror 56 and a reduction optical system 57 with a magnification m, and
The light is incident on a two-dimensional image sensor 58 such as a CCD camera. Between the reduction optical system 57 and the image sensor 58, an appropriate neutral density filter (not shown) for adjusting the amount of light incident on the image sensor 58 is provided. By processing the imaging signal of the imaging device 58 by the control device 20, as shown in FIG. 3B, on the imaging surface 59 of the imaging device 58, the X direction with respect to a predetermined reference point 59a of the center of the light beam, and the Y direction The displacement amounts Δx1 and Δy1 in the directions are detected.
【0034】この場合、撮像素子58の撮像面59は、
図1のフライアイレンズユニット34の入射面に対して
ほぼ共役であり、光ビームILのX軸方向の位置ずれ量
をΔdx’、Y軸方向の位置ずれ量をΔdy’とする
と、これらと位置ずれ量Δx1,Δy1との間には次の
関係がある。In this case, the imaging surface 59 of the imaging device 58
Assuming that the displacement of the light beam IL in the X-axis direction is Δdx ′ and the displacement of the light beam IL in the Y-axis direction is Δdy ′, these positions are substantially conjugate to the incident surface of the fly-eye lens unit 34 in FIG. The following relationship exists between the deviation amounts Δx1 and Δy1.
【0035】Δx1=m・δdx’ …(2A) Δy1=m・δdy’ …(2B) また、フライアイレンズユニット34に対する位置ずれ
量δdx’、δdy’が0の状態で、撮像面59での位
置ずれ量Δx1,Δy1が0になるように、撮像面59
上での基準点59aが設定されており、制御装置20は
(2A)式、(2B)式より光ビームILの露光本体部
11に対する位置ずれ量δdx’、δdy’を算出す
る。Δx1 = m · δdx ′ (2A) Δy1 = m · δdy ′ (2B) Further, when the positional deviation amounts δdx ′ and δdy ′ with respect to the fly-eye lens unit 34 are 0, The imaging surface 59 is set so that the displacement amounts Δx1 and Δy1 become zero.
The above-mentioned reference point 59a is set, and the control device 20 calculates the positional deviation amounts δdx ′ and δdy ′ of the light beam IL with respect to the exposure main body 11 from the equations (2A) and (2B).
【0036】角度ずれ量δθx’、δθy’、及び位置
ずれ量δdx’、δdy’を算出した後に制御装置20
は、図2に示した光軸ずれ補正系での角度ずれの補正量
δθx、δθyをそれぞれ−δθx’、−δθy’に設
定し、且つ位置ずれの補正量δdx、δdyをそれぞれ
−δdx’、−δdy’に設定する。即ち、光軸ずれモ
ニタユニット29で検出される角度ずれ量δθx’、δ
θy’、及び位置ずれ量δdx’、δdy’がそれぞれ
0になるように、光軸補正用ミラー23及び光軸補正用
ハービング24(24X,24Y)を駆動制御する。こ
れによって、光ビームILの露光本体部11に対する角
度ずれ量及び位置ずれ量(以下、まとめれ光軸ずれ
量)、ひいては光ビームILの露光本体部11のフライ
アイレンズユニット34に対する光軸ずれ量がほぼ0に
なる。After calculating the angle shift amounts δθx ′ and δθy ′ and the position shift amounts δdx ′ and δdy ′, the controller 20
Sets the angle shift correction amounts δθx and δθy in the optical axis shift correction system shown in FIG. 2 to −δθx ′ and −δθy ′, respectively, and sets the position shift correction amounts δdx and δdy to −δdx ′, respectively. Set to -δdy '. That is, the angle shift amounts δθx ′, δ detected by the optical axis shift monitor unit 29
The drive of the optical axis correction mirror 23 and the optical axis correction harving 24 (24X, 24Y) is controlled so that θy ′ and the displacement amounts δdx ′, δdy ′ become 0, respectively. Accordingly, the angle shift amount and the position shift amount of the light beam IL with respect to the exposure main body 11 (hereinafter, collectively the optical axis shift amount), and the optical axis shift amount of the light beam IL with respect to the fly-eye lens unit 34 are reduced. It becomes almost 0.
【0037】再度、図1を参照する。ビーム・マッチン
グ・ユニット13のビームスプリッタ28での反射光
(主ビーム)は、露光本体部11に導かれ、光軸補正用
ミラー31によりほぼ上方(+Z方向)に反射された
後、光軸補正用ハービング32を経て、ビームスプリッ
タ33に至る。ビームスプリッタ33で+Y方向に反射
された主ビームはフライアイレンズユニット34に供給
される。ビームスプリッタ33を透過した副ビームは光
軸ずれモニタユニット37に入射される。Referring back to FIG. The reflected light (main beam) from the beam splitter 28 of the beam matching unit 13 is guided to the exposure main body 11, and is reflected almost upward (+ Z direction) by the optical axis correcting mirror 31, and then the optical axis is corrected. The beam reaches the beam splitter 33 through the application harbing 32. The main beam reflected in the + Y direction by the beam splitter 33 is supplied to a fly-eye lens unit 34. The sub-beam transmitted through the beam splitter 33 enters the optical axis deviation monitor unit 37.
【0038】光軸補正用ミラー31及び光軸補正用ハー
ビング32は、図2に示した、光軸補正系の光軸補正用
ミラー23及び光軸補正用ハービング24と同様の構成
なので、その説明は省略する。また、光軸ずれモニタユ
ニット37も図3に示した光軸ずれモニタユニット29
と同様の構成なので、その説明は省略する。The optical axis correcting mirror 31 and the optical axis correcting harving 32 have the same configuration as the optical axis correcting mirror 23 and the optical axis correcting harving 24 of the optical axis correcting system shown in FIG. Is omitted. The optical axis shift monitor unit 37 is also the optical axis shift monitor unit 29 shown in FIG.
Since the configuration is the same as that described above, the description thereof is omitted.
【0039】次に、ウエハステージWSの位置に応じた
光軸ずれ量(光軸の位置情報)を収集する作業について
説明する。この作業は、投影露光装置を設置した際の初
期調整時又は投影露光装置のメンテナンス時などに行う
作業である。ウエハステージWSの中心(重心)、及び
レチクルステージRSの中心(重心)をそれぞれ投影光
学系14の光軸上に移動させる。投影光学系14の光軸
は、両ステージWS、RSを除く機構部のほぼ重心を通
過するように設計されているため、通常は両ステージW
S、RSをそのように配置した状態が最も安定した状態
であると考えられる。Next, the operation of collecting the optical axis shift amount (optical axis position information) according to the position of the wafer stage WS will be described. This operation is performed at the time of initial adjustment when the projection exposure apparatus is installed or at the time of maintenance of the projection exposure apparatus. The center (center of gravity) of wafer stage WS and the center (center of gravity) of reticle stage RS are moved on the optical axis of projection optical system 14, respectively. Since the optical axis of the projection optical system 14 is designed so as to pass substantially through the center of gravity of the mechanical unit excluding the two stages WS and RS, the two stages W
The state where S and RS are arranged in such a manner is considered to be the most stable state.
【0040】この状態で、ビーム・マッチング・ユニッ
ト13の光軸ずれ補正系(光軸補正用ミラー23及び光
軸補正用ハービング24)による補正量を0にして、露
光本体部11の光軸ずれモニタユニット37により光軸
ずれ量をモニタしながら、光軸ずれ補正系(光軸補正用
ミラー31及び光軸補正用ハービング32)を用いて、
フライアイレンズユニット34の入射面に対する光軸ず
れ量(角度ずれ量及び位置ずれ量)を0となるように調
整する。このとき、ビーム・マッチング・ユニット13
の光軸ずれモニタユニット29の撮像素子54,58の
撮像面55,59に入射する光束IL2,IL1の中心
をそれぞれ基準点55a,59aとして、これらの基準
点55a,59aを制御装置20の記憶装置(不揮発性
メモリ)20aに記憶保持する。これにより、ウエハス
テージWS及びレチクルステージRSの中心が投影光学
系14の光軸上に位置するときに、光ビームILのフラ
イアイレンズユニット34に対する光軸ずれ量が0にな
るとともに、光軸ずれモニタユニット29を介してモニ
タされる光軸ずれ量も0になる。In this state, the correction amount by the optical axis shift correction system (the optical axis correction mirror 23 and the optical axis correction harving 24) of the beam matching unit 13 is set to 0, and the optical axis shift of the exposure main body 11 is set. While monitoring the amount of optical axis deviation by the monitor unit 37, using the optical axis deviation correction system (optical axis correction mirror 31 and optical axis correction harving 32),
The optical axis shift amount (the angle shift amount and the position shift amount) with respect to the incident surface of the fly-eye lens unit 34 is adjusted to be zero. At this time, the beam matching unit 13
The centers of the light fluxes IL2 and IL1 incident on the imaging surfaces 55 and 59 of the image sensors 54 and 58 of the optical axis shift monitor unit 29 are set as reference points 55a and 59a, respectively, and these reference points 55a and 59a are stored in the control device 20. The data is stored in the device (non-volatile memory) 20a. Thus, when the centers of the wafer stage WS and the reticle stage RS are located on the optical axis of the projection optical system 14, the optical axis deviation of the light beam IL with respect to the fly-eye lens unit 34 becomes zero, and the optical axis deviation The optical axis shift amount monitored via the monitor unit 29 also becomes zero.
【0041】次に、ウエハステージWSを所定の計測位
置(ここでは、基板受け渡し位置とする)に移動して、
この状態で、ビーム・マッチング・ユニット13の光軸
ずれモニタユニット29により光軸ずれ量(角度ずれ量
及び位置ずれ量)を計測し、基板受け渡し位置における
光ビームの光軸の初期位置情報としてこれを記憶装置2
0aに記憶保持する。その後、ウエハステージWSの移
動可能範囲に所定のピッチで碁盤目状に選定された複数
位置、すなわちウエハW上の複数のショット領域を露光
するときのウエハステージWSの位置(露光位置)に順
次ウエハステージWSを移動し、該露光位置における光
ビームILの光軸の変位情報のそれぞれを、前記基板受
け渡し位置における光軸ずれ量との差分(オフセット)
として記憶装置20aに記憶保持する。Next, the wafer stage WS is moved to a predetermined measurement position (here, a substrate transfer position), and
In this state, the optical axis shift amount (angle shift amount and position shift amount) is measured by the optical axis shift monitor unit 29 of the beam matching unit 13, and this is used as initial position information of the optical axis of the light beam at the substrate transfer position. Storage device 2
0a. Thereafter, the wafers are sequentially moved to a plurality of positions selected in a grid pattern at a predetermined pitch in the movable range of the wafer stage WS, that is, the positions (exposure positions) of the wafer stage WS when exposing a plurality of shot areas on the wafer W. The stage WS is moved, and each of the displacement information of the optical axis of the light beam IL at the exposure position is compared with the difference (offset) from the optical axis shift amount at the substrate transfer position.
Is stored in the storage device 20a.
【0042】なお、各基準位置において実際に計測した
変位情報に基づいて、ピッチなどを変更して、新たに碁
盤目状に複数位置を選定し、該新たな位置における変位
情報の各々をその近傍の位置に対応する元の変位情報に
基づいて、最小自乗法やその他の近似方法などを用いて
算出して、これを変位情報として記憶装置20aに記憶
保持してもよい。光軸の変位情報を収集する位置は、変
位情報の収集の効率やこの露光装置が予定するウエハの
サイズ及びショット配列などを考慮して適宜に選定され
る。Based on the displacement information actually measured at each reference position, the pitch and the like are changed, a plurality of positions are newly selected in a grid pattern, and each of the displacement information at the new position is placed in the vicinity thereof. May be calculated using the least squares method or other approximation method based on the original displacement information corresponding to the position, and may be stored in the storage device 20a as the displacement information. The position at which the displacement information of the optical axis is collected is appropriately selected in consideration of the efficiency of the displacement information collection, the size of the wafer planned by the exposure apparatus, the shot arrangement, and the like.
【0043】次に、実際の露光処理時の処理について、
図4に示すフローチャートを参照して説明する。まず、
ウエハステージWSをウエハWの受け渡し位置(ローデ
ィング位置)に移動して(ST1)、ウエハWの交換を
行う(ST2)。このウエハWの交換処理と並行して、
光軸ずれモニタユニット29によりその位置(ウエハW
の受け渡し位置)における光軸の初期位置からのずれ量
(角度ずれ量及び位置ずれ量)を計測する(ST3)。
次に、記憶装置20aに記憶保持された変位情報を検索
して、露光処理を実施すべきショット領域に対応するウ
エハステージWSの位置(露光位置)についての変位情
報を読み出すとともに、この読み出された変位情報とS
T3で計測された光軸のずれ量とに基づいて、当該露光
位置における新たな光軸の変位情報とする(ST4)。
なお、ここでは、記憶装置20aに記憶保持されている
変位情報は、ウエハWのショット領域に1対1に対応し
ているものとする。Next, the actual exposure processing will be described.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First,
The wafer stage WS is moved to a transfer position (loading position) of the wafer W (ST1), and the wafer W is replaced (ST2). In parallel with this wafer W exchange process,
The position (wafer W)
Of the optical axis from the initial position (angle shift amount and position shift amount) at the (transfer position) (ST3).
Next, the displacement information stored in the storage device 20a is searched, and the displacement information on the position (exposure position) of the wafer stage WS corresponding to the shot area to be subjected to the exposure processing is read out. Displacement information and S
Based on the optical axis shift amount measured at T3, new optical axis displacement information at the exposure position is set (ST4).
Here, it is assumed that the displacement information stored and held in the storage device 20a has a one-to-one correspondence with the shot area of the wafer W.
【0044】次いで、新たに求めた光軸の変位情報が示
す光軸ずれ量を相殺するように、ビーム・マッチング・
ユニット13の光軸ずれ補正系の光軸補正用ハービング
24及び光軸補正用ミラー23を駆動して、光ビームI
Lの光軸の角度及び位置を調整する(ST5)。これと
並行して、ウエハステージWSを露光位置、即ち、露光
すべきショット領域(この場合は最初のショット領域)
が投影光学系14による投影位置に位置するように移動
する(ST6)。その後、ウエハWに対して露光処理を
実施し(ST7)、次いで、他のショット領域に対し
て、順次同様に変位情報の読み出し、光軸の補正、ステ
ージの移動及び露光処理を繰り返すことにより(ST4
〜7)、ウエハW上の全てのショット領域に対して露光
処理を実施する(ST8)。全てのショット領域に対す
る露光処理が終了したならば、再度ウエハステージWS
をウエハ受け渡し位置に移動して(ST1)、ウエハW
の交換を行うとともに(ST2)、これと並行して、そ
の位置における光軸ずれ量の計測を行い(ST3)、以
下、同様の処理を繰り返す。Next, the beam matching is performed so as to cancel the optical axis shift amount indicated by the newly obtained optical axis displacement information.
By driving the optical axis correction harving 24 and the optical axis correction mirror 23 of the optical axis deviation correction system of the unit 13, the light beam I
The angle and position of the optical axis of L are adjusted (ST5). In parallel with this, the wafer stage WS is exposed at an exposure position, that is, a shot area to be exposed (in this case, a first shot area).
Moves so as to be located at the position projected by the projection optical system 14 (ST6). After that, an exposure process is performed on the wafer W (ST7), and then the displacement information is read out, the optical axis is corrected, the stage is moved, and the exposure process is repeated for the other shot areas in the same manner ( ST4
7) Exposure processing is performed on all shot areas on the wafer W (ST8). When the exposure processing for all shot areas is completed, the wafer stage WS
Is moved to the wafer transfer position (ST1), and the wafer W
Is exchanged (ST2), and in parallel with this, the optical axis shift amount at that position is measured (ST3), and the same processing is repeated thereafter.
【0045】なお、通常は、露光装置は各種のショット
配列のウエハWについて処理するから、各ショット領域
に対応するウエハステージWSの位置と、変位情報を計
測した基準位置とは必ずしも一致しないので、その場合
には、各ショット領域に対応するウエハステージWSの
位置に最も近い基準位置についての変位情報を使用する
ようにできる。あるいは、その近傍の複数の基準位置に
ついての変位情報に基づき、直線近似、曲線近似、若し
くは最小二乗近似などの近似方法により近似して、該ス
テージ位置についての妥当な変位情報を算出して、これ
を用いて光軸の補正を行うようにしてもよい。Since the exposure apparatus normally processes wafers W having various shot arrangements, the position of wafer stage WS corresponding to each shot area does not always coincide with the reference position at which displacement information is measured. In that case, the displacement information about the reference position closest to the position of the wafer stage WS corresponding to each shot area can be used. Alternatively, based on displacement information about a plurality of reference positions in the vicinity, approximation by an approximation method such as linear approximation, curve approximation, or least squares approximation, and calculating appropriate displacement information about the stage position. May be used to correct the optical axis.
【0046】本実施形態によると、ウエハステージWS
が所定の計測位置(ウエハWの受け渡し位置)にあると
きとステージがその移動可能範囲内で碁盤目状に選定さ
れた複数の基準位置にあるときの光ビームの光軸の変位
情報(角度ずれ量及び位置ずれ量)を予め求めておき、
露光処理を行うに際し、ウエハステージWSが該計測位
置にあるときに光軸の位置情報(角度ずれ量及び位置ず
れ量)を計測し、該位置情報及び該変位情報に基づいて
光ビームの光軸調整を行うようにしている。これによ
り、床変動などに伴う露光本体部11と露光光源12と
の間の相対位置変化による光軸ずれが相殺されるととも
に、露光時のウエハステージWSの位置に依存する光軸
ずれが相殺された状態で露光処理を行うことができるか
ら、ウエハステージWSの位置にかかわらず、常に光軸
が適正な状態で露光処理を行うことができるようにな
る。According to the present embodiment, wafer stage WS
When the stage is at a predetermined measurement position (transfer position of the wafer W) and when the stage is at a plurality of reference positions selected in a grid pattern within the movable range thereof, the displacement information (angle shift) of the optical axis of the light beam Amount and displacement amount) in advance,
In performing the exposure processing, when the wafer stage WS is at the measurement position, the optical axis position information (the amount of angular deviation and the amount of positional deviation) is measured, and based on the position information and the displacement information, the optical axis of the light beam is measured. Adjustments are made. This cancels out the optical axis shift due to a change in the relative position between the exposure main body 11 and the exposure light source 12 due to floor fluctuations, and cancels out the optical axis shift depending on the position of the wafer stage WS during exposure. Since the exposure process can be performed in a state where the wafer stage WS is positioned, the exposure process can always be performed with an appropriate optical axis regardless of the position of the wafer stage WS.
【0047】また、ウエハWの受け渡し位置で光軸のず
れ量を計測するようにしたから、ウエハWの交換処理に
並行して光軸のずれ量の計測を行うことができ、光軸ず
れ量の計測のためにのみ装置を停止する必要がないの
で、その分だけスループットを向上することができる。
また、ウエハWの受け渡し位置で光軸ずれ量を実際に計
測した後は、各ショット領域に対する一連の露光処理時
に、光軸ずれ量の計測を行わなくてよいので、スループ
ットの低下を低く抑えつつ、光ビームILの光軸ずれが
ない適正な状態で各ショット領域について露光処理を行
うことができ、光軸ずれによる光量の低下などがなく、
適正な光量での露光を、他の光量調整装置などに依存す
ることなく実現することができる。Further, since the deviation amount of the optical axis is measured at the transfer position of the wafer W, the deviation amount of the optical axis can be measured in parallel with the exchange processing of the wafer W, and the deviation amount of the optical axis can be measured. It is not necessary to stop the apparatus only for the measurement of, so that the throughput can be improved correspondingly.
Further, after the optical axis shift amount is actually measured at the transfer position of the wafer W, the optical axis shift amount does not need to be measured during a series of exposure processing for each shot area. Exposure processing can be performed on each shot area in an appropriate state without optical axis shift of the light beam IL, and there is no decrease in light amount due to optical axis shift,
Exposure with an appropriate light amount can be realized without depending on other light amount adjusting devices or the like.
【0048】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
【0049】例えば、上記実施形態においては、所定の
計測位置として、ウエハの受け渡し位置を選定している
が、これは、ウエハの交換動作と並行して光軸のずれ量
の計測やその補正を行うことにより、スループットを向
上することを考慮したためであり、ウエハステージWS
の中心が投影光学系14の光軸上にあるときのその位置
を計測位置としてもよく、あるいは他の位置を計測位置
としてもよい。また、変位情報としては、光軸の角度ず
れ量及び位置ずれ量のうちの一方のみであってもよい。
さらに、上記実施形態においてはウエハステージWSの
位置に応じた光軸のずれを補正するようにしているが、
必要があればレチクルステージRSの位置についても同
様に補正するようにすることができる。For example, in the above-described embodiment, the wafer transfer position is selected as the predetermined measurement position. This is because measurement and correction of the optical axis shift amount and its correction are performed in parallel with the wafer exchange operation. In order to improve the throughput, the wafer stage WS
May be set as the measurement position when the center of the projection optical system 14 is on the optical axis of the projection optical system 14, or another position may be set as the measurement position. Further, the displacement information may be only one of the angle shift amount and the position shift amount of the optical axis.
Further, in the above embodiment, the shift of the optical axis according to the position of the wafer stage WS is corrected.
If necessary, the position of reticle stage RS can be similarly corrected.
【0050】加えて、本発明は、レチクルとウエハとを
同期移動して、矩形その他の形状のスリット光で走査・
照明してウエハ上のショット領域を逐次露光し、順次ウ
エハを移動して他のショット領域に対して走査・露光を
繰り返すステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装
置のみならず、ウエハ上のショット領域を一括露光し、
順次ウエハを移動して他のショット領域に対して一括露
光を繰り返すステップ・アンド・リピート方式の投影露
光装置にも適用することができる。In addition, according to the present invention, the reticle and the wafer are synchronously moved, and the reticle and the wafer are scanned with slit light having a rectangular shape or other shape.
A step-and-scan type projection exposure apparatus that illuminates and sequentially exposes a shot area on a wafer and sequentially scans and exposes another shot area by moving the wafer, as well as a shot area on the wafer All at once,
The present invention can also be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus in which wafers are sequentially moved and batch exposure is repeated for another shot area.
【0051】さらに、露光装置の光源も特に限定され
ず、ArF、F2 などのエキシマレーザ、さらには軟
X線領域に発振スペクトルを有するEUV(Extre
meUltra Violet)であっても適用可能で
ある。[0051] Further, the light source of the exposure apparatus is not particularly limited, ArF, excimer lasers, such as F 2, EUV further having an oscillation spectrum in the soft X-ray region (extreme-
Even if it is meUltra Violet), it is applicable.
【0052】また、投影光学系14はその全ての光学素
子が屈折素子(レンズ)であるもの以外に、反射素子
(ミラー等)のみからなる光学系であってもよいし、あ
るいは屈折素子と反射素子(凹面鏡、ミラー等)とから
なるカタディオプトリック光学系であってもよい。Further, the projection optical system 14 may be an optical system including only a reflection element (mirror or the like) other than all the optical elements being refraction elements (lenses), or a combination of a refraction element and a reflection element. A catadioptric optical system including elements (concave mirror, mirror, etc.) may be used.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明は以上詳述したように構成したか
ら、ステージ位置にかかわらず露光エネルギービームの
光軸が常に適正な状態で露光できるようになり、しかも
スループットを低下させることも少ないという効果があ
る。Since the present invention is constructed as described in detail above, the exposure can be performed with the optical axis of the exposure energy beam always in an appropriate state regardless of the stage position, and the throughput is hardly reduced. effective.
【図1】 本発明の実施形態の投影露光装置の要部構成
を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施形態の光軸補正系の構成を示す
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of an optical axis correction system according to the embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施形態の光軸ずれモニタユニット
の説明図であり、(A)は構成図、(B)は撮像素子の
撮像面を示す図、(C)は他の撮像素子の撮像面を示す
図である。3A and 3B are explanatory diagrams of an optical axis deviation monitor unit according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a configuration diagram, FIG. 3B is a diagram illustrating an imaging surface of an imaging device, and FIG. It is a figure showing an imaging side.
【図4】 本発明の実施形態の露光処理時の処理を示す
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing processing during exposure processing according to the embodiment of the present invention.
W…ウエハ WS…ウエハステージ R…レチクル RS…レチクルステージ IL…光ビーム(照明光) 11…露光本体部 12…露光光源 13…ビーム・マッチング・ユニット 14…投影光学系 20…制御装置 20a…記憶装置 23,31…光軸補正用ミラー 24,32…光軸補正用ハービング 28,33…ビームスプリッタ 29,37…光軸ずれモニタユニット 34…フライアイレンズユニット 54,58…二次元撮像素子 W: wafer WS: wafer stage R: reticle RS: reticle stage IL: light beam (illumination light) 11: exposure body 12: exposure light source 13: beam matching unit 14: projection optical system 20: control device 20a: storage Apparatus 23, 31 Optical axis correction mirror 24, 32 Optical axis correction harving 28, 33 Beam splitter 29, 37 Optical axis deviation monitor unit 34 Fly eye lens unit 54, 58 Two-dimensional image sensor
Claims (9)
し、該マスクのパターンの像を基板上に投影することに
より前記基板を露光する露光方法において、 前記基板を載置するためのステージが所定の計測位置に
あるときに、前記露光エネルギービームの光軸の位置情
報を計測し、 該計測された光軸の位置情報、及び前記ステージが前記
計測位置にあるときと前記ステージの移動可能範囲内に
前記計測位置に対して離間して選定された複数位置に前
記ステージがあるときとの前記露光エネルギービームの
光軸の変位情報のそれぞれに基づいて、前記ステージに
載置された基板を露光するときに前記露光エネルギービ
ームの光軸調整を行うことを特徴とする露光方法。1. An exposure method for exposing a substrate by irradiating an exposure energy beam onto a mask and projecting an image of a pattern of the mask onto the substrate, wherein a stage for mounting the substrate has a predetermined measurement. When at the position, the position information of the optical axis of the exposure energy beam is measured, and the measured position information of the optical axis, and when the stage is at the measurement position and within the movable range of the stage, When exposing a substrate mounted on the stage, based on each of the displacement information of the optical axis of the exposure energy beam when the stage is located at a plurality of positions selected apart from the measurement position. An exposure method, wherein the optical axis of the exposure energy beam is adjusted.
の複数のショット領域を露光するときの前記ステージの
位置に対応して選定されることを特徴とする請求項1に
記載の露光方法。2. The exposure method according to claim 1, wherein each of the plurality of positions is selected corresponding to a position of the stage when exposing a plurality of shot areas on the substrate.
は、前記計測された光軸の位置情報と、前記複数位置の
うち前記基板を露光するときの前記ステージの位置また
はその近傍の位置に対応する前記光軸の変位情報とに基
づいて行われることを特徴とする請求項1に記載の露光
方法。3. The optical axis adjustment of the exposure energy beam corresponds to position information of the measured optical axis and a position of the stage or a position near the stage when the substrate is exposed among the plurality of positions. 2. The exposure method according to claim 1, wherein the method is performed based on the displacement information of the optical axis.
して前記基板上に転写され、 前記基板の中心と前記投影光学系の光軸とが実質的に一
致するときの前記ステージの位置を前記計測位置とした
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光方法。4. The pattern of the mask is transferred onto the substrate via a projection optical system, and the position of the stage when the center of the substrate substantially coincides with the optical axis of the projection optical system is determined. 3. The exposure method according to claim 1, wherein the measurement position is a measurement position.
記ステージの位置を前記計測位置としたことを特徴とす
る請求項1又は2に記載の露光方法。5. The exposure method according to claim 1, wherein the position of the stage when the substrate is at the transfer position is the measurement position.
と前記光軸の角度との少なくとも一方を含むことを特徴
とする請求項1又は2に記載の露光方法。6. The exposure method according to claim 1, wherein the displacement information of the optical axis includes at least one of a position of the optical axis and an angle of the optical axis.
て、該マスクのパターンを基板上の複数のショット領域
のそれぞれに転写する露光方法において、 前記基板上の複数のショット領域を露光するときの前記
ステージの位置に対応して、前記露光エネルギービーム
の光軸ずれ情報をそれぞれ検出し、 前記基板上の各ショット領域を露光するときに前記検出
された光軸ずれ情報に基づいて、前記露光エネルギービ
ームの光軸調整を行うことを特徴とする露光方法。7. An exposure method for irradiating a mask with an exposure energy beam and transferring a pattern of the mask to each of a plurality of shot areas on a substrate, the method comprising: exposing a plurality of shot areas on the substrate. According to the position of the stage, optical axis deviation information of the exposure energy beam is respectively detected, and the exposure energy beam is detected based on the detected optical axis deviation information when each shot area on the substrate is exposed. An exposure method, wherein the optical axis is adjusted.
上に投影することによって前記基板を露光する露光装置
において、 露光エネルギービームを発生するビーム源と、 該ビーム源と異なるベース上に設置され、前記露光エネ
ルギービームのもとで前記マスクのパターンを前記基板
上に転写するための露光本体部と、 前記基板を載置するためのステージが所定の計測位置に
あるときと、該ステージが該計測位置に対して離間した
複数の基準位置にあるときとの前記露光エネルギービー
ムの光軸の変位情報がそれぞれ記憶保持された記憶装置
と、 前記ステージが前記計測位置にあるときの前記露光エネ
ルギービームの光軸のずれ量を検出する検出装置と、 前記検出装置の検出結果及び前記記憶装置に保持された
変位情報に基づいて前記露光エネルギービームの光軸を
調整する調整装置と、 を有することを特徴とする露光装置。8. An exposure apparatus for exposing a substrate by projecting an image of a pattern formed on a mask onto the substrate, comprising: a beam source for generating an exposure energy beam; and a beam source installed on a base different from the beam source. An exposure main body for transferring the pattern of the mask onto the substrate under the exposure energy beam, and a stage for mounting the substrate at a predetermined measurement position, A storage device in which displacement information of the optical axis of the exposure energy beam at a plurality of reference positions separated from the measurement position is stored and held, and the exposure energy beam when the stage is at the measurement position A detection device for detecting the amount of deviation of the optical axis of the exposure device, and the exposure device based on the detection result of the detection device and the displacement information held in the storage device. Exposure apparatus comprising: the adjusting device for adjusting an optical axis of Energy beam, a.
がら前記マスクに形成されたパターンの像を前記基板上
に投影して前記基板を走査露光することを特徴とする請
求項8に記載の露光装置。9. The apparatus according to claim 8, wherein an image of a pattern formed on the mask is projected onto the substrate while the mask and the substrate are moved synchronously, and the substrate is exposed by scanning. Exposure equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10249003A JP2000077315A (en) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Exposure method and aligner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10249003A JP2000077315A (en) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Exposure method and aligner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000077315A true JP2000077315A (en) | 2000-03-14 |
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ID=17186572
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Country | Link |
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JP (1) | JP2000077315A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002229216A (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Exposure apparatus |
US6762824B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-07-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Correction apparatus that corrects optical shift in two optical units, and exposure apparatus having the same |
US8149380B2 (en) | 2007-10-10 | 2012-04-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and correction apparatus |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP10249003A patent/JP2000077315A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6762824B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-07-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Correction apparatus that corrects optical shift in two optical units, and exposure apparatus having the same |
JP2002229216A (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Exposure apparatus |
JP4489982B2 (en) * | 2001-02-05 | 2010-06-23 | 大日本印刷株式会社 | Exposure equipment |
US8149380B2 (en) | 2007-10-10 | 2012-04-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and correction apparatus |
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