JP2000323381A - Exposure method and device - Google Patents

Exposure method and device

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JP2000323381A
JP2000323381A JP11127694A JP12769499A JP2000323381A JP 2000323381 A JP2000323381 A JP 2000323381A JP 11127694 A JP11127694 A JP 11127694A JP 12769499 A JP12769499 A JP 12769499A JP 2000323381 A JP2000323381 A JP 2000323381A
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Masaki Harada
昌樹 原田
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an adjustment of a prescribed optical system and the like with high accuracy and at high speed without excessively exerting an effect on the constitution of an illuminating optical system even in the case where almost vacuum ultraviolet-range pulsed light is used as exposure light.
SOLUTION: At the time of an exposure of the pattern of a reticle R, the reticle R is illuminated with exposure light IL1 consisting of pulsed light of a wavelength of 193 nm from an ArF excimer laser beam source 1 and the pattern of the reticle R is transferred on a wafer W via a projection optical system PL. At the time of an alignment of the reticle R with the wafer W, illuminating light IL2 consisting of continuous light of a wavelength of 193 nm from a light source 30 provided apart from the laser beam source 1 is generated, and the amount of the positional deviation of a reticle mask 23X on the reticle R from a wafer mask 25X on the wafer W is detected using the illuminating light IL2 by a TTR system.
COPYRIGHT: (C)2000,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトリソグラフィ技術を用いて例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、プラズマディスプレイ若しくは薄膜磁気ヘッド、 The present invention relates to a semiconductor device for example using photolithography, imaging devices, liquid crystal display devices, plasma display or a thin film magnetic head,
又はフォトマスク(レチクル)等のデバイスを製造する際にマスクパターンを基板上に転写する工程で使用される露光方法及び露光装置に関し、特に露光ビームとして真空紫外域等のパルスレーザ光を使用する場合に使用して好適なものである。 Or relates to an exposure method and an exposure apparatus used in the step of transferring onto a substrate a mask pattern in manufacturing a device such as a photomask (reticle), especially when using a pulsed laser beam in the vacuum ultraviolet region such as an exposure beam and it is suitably used.

【0002】 [0002]

【従来の技術】例えば半導体素子等のデバイスを製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を、投影光学系を介して基板としてのレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に転写するステッパー型、又はステップ・アンド・スキャン方式等の投影露光装置が使用されている。 In manufacturing a device such as the Related Art For example a semiconductor device, an image of a pattern of a reticle as a mask, onto a wafer applied with a resist as a substrate via a projection optical system (or a glass plate or the like) stepper type of transfer, or step-and-scan method the projection exposure apparatus or the like is used. 斯かる投影露光装置では、解像度を高めるために露光波長の短波長化が行われており、 In such a projection exposure apparatus is shorter exposure wavelength is performed in order to increase the resolution,
露光ビームとしての露光用の照明光(露光光)は従来主流であった水銀ランプのi線(波長365nm)からK K from the illumination light for exposure as an exposure beam (exposure light) is the i-line of conventional mainstream a mercury lamp (wavelength 365 nm)
rFエキシマレーザ光(波長248nm)に移行しており、最近ではArFエキシマレーザ光(波長193n rF has shifted to the excimer laser beam (wavelength 248 nm), more recently ArF excimer laser beam (wavelength 193n
m)やF 2レーザ光(波長157nm)を使用する投影露光装置の開発も行われている。 Development of a projection exposure apparatus using m) and F 2 laser beam (wavelength 157 nm) is also performed.

【0003】また、この種の投影露光装置では、例えば組立調整時又は定期的に照明光学系や投影光学系の微調整等を行う必要がある。 [0003] Further, in this type of projection exposure apparatus, for example when assembling adjustment or it is necessary to periodically perform fine adjustment of the illumination optical system or the projection optical system. このためには、例えば投影光学系に調整用のレーザビーム等を通す必要がある。 For this purpose, for example, it is necessary to pass the laser beam or the like for adjusting the projection optical system. 更に、 In addition,
実際に露光工程で使用する際には、露光に先立ってレチクルとウエハとのアライメント(位置合わせ)を高精度に行う必要がある。 In actual use in the exposure process, it is necessary to perform prior to exposure alignment between the reticle and the wafer (alignment) with high accuracy. このためにはウエハ上の各ショット領域に付設されているウエハマークの位置を高精度に計測する必要があり、そのためのアライメントセンサとして、TTL(Through The Lens)方式、及びレチクルと投影光学系とを介してウエハマークを検出するTTR For this purpose, it is necessary to measure the position of the wafer mark is attached to each shot area on the wafer with high precision, as the alignment sensor for the, TTL (Through The Lens) scheme, and the reticle and the projection optical system and to detect the wafer mark via the TTR
(Through The Reticle)方式のように、投影光学系をアライメント光学系の一部として使用するセンサも使用されている。 As (Through The Reticle) method has also been used sensors using the projection optical system as a part of the alignment optical system.

【0004】これに関して、従来のように水銀ランプのi線を露光光とする投影露光装置において、投影光学系を介して調整や計測を行う際には、調整や計測用の光束としてHe−Neレーザ光(波長633nm)が用いられていた。 [0004] In this regard, in the conventional projection exposure apparatus for the exposure light i line of a mercury lamp as, when performing adjustment and measurement through the projection optical system, the He-Ne as the light flux for adjusting and measuring laser beam (wavelength 633 nm) has been used. そのため、投影光学系は、i線の波長とHe Therefore, the projection optical system, the wavelength of i-line and He
−Neレーザの波長との2波長に対してARコーティング(反射防止コーティング)を施す必要があった。 For two wavelengths of the wavelength of -Ne laser it has been necessary to apply an AR coating (anti-reflective coating). これに対して、最近のようにArFエキシマレーザ光等の波長が200nm程度以下の真空紫外光を露光光とする場合、高性能の2波長ARコーティングが困難であるため、調整や計測用の光束としては露光光を分岐した光束を利用していた。 In contrast, when the wavelength of such an ArF excimer laser beam as recently to the following vacuum ultraviolet light of about 200nm and the exposure light, for high-performance two-wavelength AR coating is difficult, the light beam for adjustment and measurement as it had been using the light beam that has a branch of the exposure light. 即ち、調整又は計測用の光源としては露光光源そのものを利用していた。 That is, as the light source for adjustment or measurement have utilized an exposure light source itself.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く露光光としてほぼ真空紫外域の例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)を使用する場合、発振波長の狭帯化を行った状態でもArFエキシマレーザ光の波長幅は、約0.5pmである。 [SUMMARY OF THE INVENTION When using a substantially vacuum ultraviolet region, for example, ArF excimer laser beam (wavelength 193 nm) as as exposure light of the above, the ArF excimer laser light even when subjected to narrowing of the oscillation wavelength wavelength width is about 0.5 pm. しかしながら、例えば投影光学系を構成する所定の光学部材の光軸方向の位置調整用の光束には、その露光光の波長幅よりも1/5程度以下の小さい波長幅が望まれている。 However, for example, the light beam for position adjustment of the optical axis direction of the predetermined optical members constituting the projection optical system, the following small wavelength width of about 1/5 is desired than the wavelength width of the exposure light.

【0006】また、ArFエキシマレーザ光は、発振周波数が1kHz程度と小さいパルスレーザ光であるため、そのレーザ光を用いて調整、又はTTL方式やTT Further, ArF excimer laser beam, the oscillation frequency is 1kHz about a small pulse laser light adjusted by using the laser beam, or a TTL or TT
R方式のアライメント用の計測を行う場合、測定及び測定結果の平均化に要する時間が長くなり、スループットが低下するという不都合がある。 When performing measurement for alignment of R type, time increases required for averaging of the measurements and the measurement results, there is a disadvantage that the throughput is lowered. 更に、露光光と同軸に無い部分の調整や計測を行う場合、露光光の光路に分岐用の光学系を設ける必要があると共に、照明光学系に近接して引き回し用の光学系を設ける必要があるため、照明光学系の構成や配置に制約が生じるという不都合もあった。 Furthermore, when performing adjustment and measurement of the free portion in the exposure light and coaxial with it is necessary to provide an optical system for branching the optical path of the exposure light, it is necessary to close the illumination optical system providing an optical system for leading some reason, there is also a disadvantage that restrictions on the configuration and arrangement of the illumination optical system occurs.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、露光ビームとしてほぼ真空紫外域程度の短波長の光を使用する場合でも、照明光学系の構成にあまり影響を与えることなく、 [0007] The present invention has been made in consideration of the point mow 斯, substantially even when using light in the vacuum ultraviolet region of about a short wavelength, without giving too much influence on the structure of the illumination optical system as an exposure beam,
所定の光学系の調整等を高精度に行うことができる露光方法及び露光装置を提供することを第1の目的とする。 Providing a predetermined optical system such as adjustment exposure method and apparatus can be performed with high accuracy a first object.
更に本発明は、露光ビームとしてパルス光を使用する場合でも、投影光学系等を介して高速に所定の計測等を行うことができる露光方法及び露光装置を提供することを第2の目的とする。 The present invention, even when using a pulsed light as the exposure beam, a second object to provide an exposure method and an exposure apparatus can perform a predetermined measurement or the like at high speed through the projection optical system or the like .

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明による露光方法は、露光光源(1)からの露光ビームでマスク(R)を照明し、そのマスクのパターンを基板(W)上に転写する露光方法において、その露光光源とは別に、その露光ビームと実質的に同一波長の実質的に連続光よりなる照明光を発生する一つ又は複数個の計測用光源(30)を備え、この計測用光源からの照明光を用いて所定の計測を行うものである。 Means for Solving the Problems] The exposure method according to the present invention illuminates a mask (R) with an exposure beam from an exposure light source (1), an exposure method for transferring a pattern of the mask on the substrate (W) Apart from the exposure light source, provided with one or a plurality of measuring light source (30) generates a substantially consisting continuous light illumination light of the exposure beam substantially same wavelength, from the measuring light source It performs a predetermined measurement using illumination light.

【0009】斯かる本発明によれば、一例としてその露光ビームとして比較的波長幅の広い真空紫外光が使用されているものとすると、その計測用光源からの照明光としてその露光ビームと中心波長がほぼ同じで、かつ例えばその露光ビームよりも波長幅の狭い光を使用する。 [0009] According to such present invention, assuming that relatively wavelength width wider vacuum ultraviolet light is used as the exposure beam as an example, the exposure beam and the center wavelength as illumination light from the measuring light source There similar, and to use narrow light wavelength width than, for example, the exposure beam. そして、そのマスクのパターンを転写するために投影光学系が使用されている場合、例えばその照明光をその投影光学系に通すことによって、その照明光学系の構成を殆ど複雑化することなく、その投影光学系の収差等を高精度に計測できる。 When the projection optical system to transfer a pattern of the mask is used, for example, by passing the illumination light to the projection optical system, without substantially complicating the configuration of the illumination optical system, the the aberration of the projection optical system can be measured with high precision. この計測結果に基づいてその投影光学系の調整を高精度に行うことができる。 It is possible to adjust the projection optical system with high accuracy based on the measurement results.

【0010】また、別の例としてその露光ビームとしてパルス光が使用されている場合、その計測用光源からの照明光としてその露光ビームと中心波長がほぼ同じで、 Further, when the pulse light is used as the exposure beam as another example, the exposure beam and the center wavelength substantially the same as the illumination light from the measuring light source,
かつ連続光、又は非常に発振周波数が高く連続光に近い光を使用する。 And continuous light, or very oscillation frequency using the high light close to the continuous light. そして、投影光学系が使用されている場合には、その投影光学系を介してその基板上のマークにその照明光を照射することによって、実質的に連続光を用いて高速にそのマークの位置を検出でき、この検出結果を用いて高精度にその基板のアライメントを行うことができる。 When the projection optical system is used, by irradiating the illumination light to the mark on the substrate through the projection optical system, the position of the mark at high speed using a substantially continuous light can be detected, it is possible to perform alignment of the substrate with high accuracy by using the detection result.

【0011】次に、本発明による露光装置は、露光ビームを発生する露光光源(1)と、この露光光源からの露光ビームでマスク(R)を照明する照明光学系(2〜1 [0011] Next, an exposure apparatus according to the present invention includes an exposure light source for generating an exposure beam (1), an illumination optical system for illuminating a mask (R) with an exposure beam from the exposure light source (2 to 1
0)とを備え、その露光ビームのもとでそのマスクのパターンを基板(W)上に転写する露光装置において、その露光光源とは別に、その露光ビームと実質的に同一波長の実質的に連続光よりなる照明光を発生する一つ又は複数個の計測用光源(30)を備え、この計測用光源からの照明光を用いて所定の計測を行うものである。 0) and provided with, in an exposure apparatus for transferring a pattern of the mask on the substrate (W) under the exposure beam, apart from the exposure light source, substantially of the exposure beam is substantially the same wavelength It comprises one or a plurality of measuring light source (30) for generating consisting continuous light illumination light, and performs predetermined measurement using illumination light from the measuring light source. この露光装置によって本発明の露光方法が実施できる。 The exposure method of the present invention by the exposure apparatus can be implemented.

【0012】この場合、その計測用光源は、その露光ビームより長い波長の照明光を発生する光源と、入射する光束の高調波を発生するSBBO(Sr 2 Be 22 [0012] In this case, the measuring light source comprises a light source for generating illumination light having a wavelength longer than the exposure beam, SBBO generating harmonics of the light beam incident (Sr 2 Be 2 B 2 O
7 )よりなる非線形光学結晶と、を含むことが望ましい。 A nonlinear optical crystal composed of 7), it is desirable to include.
SBBOを使用することによって、真空紫外域の照明光であっても高い効率で発生することができる。 By using SBBO, it can occur at even higher efficiency The illumination light in the vacuum ultraviolet region. また、その露光ビームの波長は一例として実質的に193nm Further, substantially 193nm as an example the wavelength of the exposure beam
(ArFエキシマレーザ光)又は157nm(F 2レーザ光)であり、その計測用光源から射出される照明光の波長幅はその露光ビームの波長幅よりも狭いことが望ましい。 A (ArF excimer laser) or 157 nm (F 2 laser), the wavelength width of the illumination light emitted from the measuring light source is narrower than the wavelength width of the exposure beam is desirable. これによって、ArFエキシマレーザ光やF 2レーザ光の真空紫外パルス光を露光ビームとして使用する場合であっても、光学系の調整やアライメント等を高速に行うことができる。 Thus, even when using a vacuum ultraviolet pulse light ArF excimer laser light or F 2 laser as the exposure beam can be adjusted and the alignment of an optical system at a high speed.

【0013】 [0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態につき図1〜図6を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to FIGS. 1 to 6 per a first embodiment of the present invention. 本例は、TTR The present example, TTR
(Through The Reticle)方式のアライメントセンサを備えた投影露光装置に本発明を適用したものである。 It is an application of the present invention to a projection exposure apparatus having an alignment sensor (Through The Reticle) method. 図1 Figure 1
は本例の投影露光装置を示す概略構成図であり、この図1において、露光光源1としてArFエキシマレーザ光源が使用され、露光時に露光光源1から射出された中心波長が193nm程度で波長幅が0.5pm程度のパルスレーザ光よりなる露光光IL1は、ミラー2で反射された後、光軸のずれ等を補正するための不図示のビームマッチングユニット(BMU)を経てミラー3に向かう。 Is a schematic diagram showing a projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 1, ArF excimer laser light source is used as the exposure light source 1, the center wavelength emitted from the exposure light source 1 upon exposure wavelength width of about 193nm exposure light IL1 consisting pulsed laser beam of about 0.5pm is reflected by the mirror 2, toward the mirror 3 through unillustrated beam matching unit for correcting the deviation of the optical axis, etc. (BMU). そして、ミラー3で反射された露光光IL1は、不図示のビーム整形光学系及び光量調整用のNDフィルタを経て、照度分布均一化用のオプティカル・インテグレータ(ホモジナイザー)としてのフライアイレンズ4に入射する。 Then, the exposure light IL1 that is reflected by the mirror 3 passes through the ND filter for the beam shaping optical system and the light quantity adjustment (not shown), enters the fly-eye lens 4 as an optical integrator for the illumination distribution equalized (homogenizer) to. なお、露光光源1としては、YAGレーザの高調波発生装置等を使用してもよい。 As the exposure light source 1, it may be used harmonic generator such as a YAG laser. また、露光光IL In addition, the exposure light IL
1としてF 2レーザ光(波長157nm)やAr 2レーザ光(波長126nm)等を使用する場合にも本発明が適用される。 The present invention is applicable to the case of using the F 2 laser beam (wavelength 157 nm) or Ar 2 laser light (wavelength 126 nm) or the like as one.

【0014】フライアイレンズ4の射出面には照明系開口絞り5が配置され、フライアイレンズ4から射出されて開口絞り5を通過した露光光IL1は、リレーレンズ6、レチクルブラインド(可変視野絞り)7、リレーレンズ8、ミラー9及びコンデンサレンズ10を経てレチクルRのパターン面(下面)のパターン領域を照明する。 [0014] The exit surface of the fly-eye lens 4 is arranged an illumination system aperture stop 5, the exposure light IL1 passing through the aperture stop 5 is emitted from the fly-eye lens 4, a relay lens 6, a reticle blind (variable field stop ) 7, a relay lens 8, via the mirror 9 and a condenser lens 10 to illuminate the pattern area of ​​the pattern surface of the reticle R (the lower surface). レチクルRのパターン面とレチクルブラインド7の配置面とは共役であり、レチクルブラインド7によってそのパターン領域中の照明領域が規定されている。 The pattern surface and the arrangement surface of the reticle blind 7 of the reticle R is conjugate illumination area in the pattern area is defined by the reticle blind 7. ミラー2,3,9、フライアイレンズ4、開口絞り5、リレーレンズ6,8、レチクルブラインド7、及びコンデンサレンズ10より照明光学系が構成されている。 Mirrors 2, 3, 9, fly-eye lens 4, aperture stop 5, a relay lens 6 and 8, a reticle blind 7, and the illumination optical system from the condenser lens 10 is constructed.

【0015】レチクルRを透過した露光光IL1は、投影光学系PLを介してウエハW上に、レチクルR上の照明領域内のパターンを投影倍率β(βは1/4,1/5 The exposure light IL1 transmitted through the reticle R onto the wafer W through the projection optical system PL, the projection magnification pattern in the illumination area on the reticle R beta (beta 1 / 4,1 / 5
等)で縮小した像を形成する。 Forming a reduced image at equal). ウエハ(wafer)Wは例えばシリコン等の半導体又はSOI(silicon on insulato Wafer (Wafer) W semiconductor or SOI, such as for example silicon (silicon on insulato
r)等の円板状の基板であり、その上にフォトレジストが塗布されている。 A disc-shaped substrate of r) such as a photoresist is applied thereon. 以下、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にX軸を取り、図1の紙面に垂直にY軸を取って説明する。 Hereinafter, taken parallel to the Z axis to the optical axis AX of the projection optical system PL, parallel to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z-axis the X axis, perpendicular to the plane of FIG. 1 and the Y-axis explain. この場合、レチクルR上の照明領域は、X方向に細長いスリット状であり、本例のレチクルR及びウエハWは露光時に投影倍率βを速度比としてY方向に同期して走査される。 In this case, the illumination area on the reticle R is an elongated slit shape in the X direction, the reticle R and the wafer W in this example are scanned synchronously in the Y-direction as the speed ratio of the projection magnification β at the time of exposure.

【0016】このとき、レチクルRは、レチクルステージ11上に保持され、レチクルステージ11はレチクルベース12上でレチクルRをY方向に連続移動し、X方向、Y方向及び回転方向に微動してレチクルRの同期誤差を補正する。 [0016] At this time, the reticle R is held on a reticle stage 11, the reticle stage 11 and the reticle R successively moved in the Y direction on the reticle base 12, and fine movement in the X direction, Y direction and rotational direction reticle to correct the synchronization error of R. レチクルステージ11の2次元的な位置はレチクルステージ駆動系14内のレーザ干渉計によって計測され、この計測値及び装置全体の動作を統轄制御する主制御系13からの制御情報に基づいて、レチクルステージ駆動系14はレチクルステージ11の動作を制御する。 Two-dimensional position of the reticle stage 11 are measured by a laser interferometer in the reticle stage drive system 14, based on the control information from main control system 13 for supervising controlling the overall operation of the measured value and the apparatus, the reticle stage drive system 14 controls the operation of the reticle stage 11.

【0017】一方、ウエハWは不図示のウエハホルダを介してウエハステージ15上に保持され、ウエハステージ15はウエハベース16上でウエハWをY方向に連続移動すると共に、必要に応じてウエハWをX方向、Y方向にステップ移動する。 Meanwhile, the wafer W is held on a wafer stage 15 via a wafer holder (not shown), together with wafer stage 15 continuously moves the wafer W in the Y direction on the wafer base 16, the wafer W as needed X direction and step movement in the Y direction. ウエハステージ15の2次元的な位置もウエハステージ駆動系17内のレーザ干渉計によって計測され、この計測値及び主制御系13からの制御情報に基づいて、ウエハステージ駆動系17はウエハステージ15の動作を制御する。 Two-dimensional position of the wafer stage 15 is also measured by a laser interferometer in the wafer stage drive system 17 based on the control information from the measured value and the main control system 13, a wafer stage drive system 17 of the wafer stage 15 to control the operation. また、不図示のオートフォーカスセンサによって計測されるウエハW上の複数の計測点でのフォーカス位置(光軸AX方向の位置)の情報に基づいて、ウエハステージ15はオートフォーカス方式で露光中は継続してウエハWの表面を投影光学系PLの像面に合わせ込む。 Further, based on the information of the focus position at a plurality of measurement points on the wafer W measured by the autofocus sensor (not shown) (the optical axis AX direction position), continues during the exposure wafer stage 15 in the autofocusing and Komu combined surface of the wafer W with the image plane of the projection optical system PL.

【0018】露光時には、ウエハW上の一つのショット領域への露光が終わると、ウエハステージ15のステップ移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動した後、レチクルステージ11及びウエハステージ15 [0018] During exposure, the exposure to one shot area on the wafer W is completed, after the next shot region moves to the scanning start position by stepping movement of the wafer stage 15, the reticle stage 11 and wafer stage 15
を投影光学系PLの投影倍率βを速度比としてY方向に同期走査する。 Synchronously scanned in the Y direction as the speed ratio of the projection magnification β of the projection optical system PL. 即ち、レチクルRとウエハW上の当該ショット領域との結像関係を保った状態でそれらを走査するという動作がステップ・アンド・スキャン方式で繰り返されて、ウエハW上の各ショット領域に順次レチクルR上のパターン像が逐次転写される。 That is, the operation that scans them while maintaining the imaging relationship between the shot area on the reticle R and the wafer W is repeated in a step-and-scan method, sequentially reticle in each shot area on the wafer W pattern image on R is sequentially transferred.

【0019】さて、このような露光(重ね合わせ露光) [0019] Now, such an exposure (superposition exposure)
に先立って、レチクルR上の転写すべき原版パターンの位置と、ウエハWの各ショット領域に既に形成されている回路パターンの位置とをそれぞれ計測し、この計測結果に基づいてレチクルRとウエハWとのアライメントを高精度に行う必要がある。 Prior to, reticle and position of the original pattern to be transferred on the R, the position of the circuit pattern has already been formed on each shot area of ​​wafer W is measured, respectively, the reticle R and the wafer W on the basis of the measurement result it is necessary to carry out the alignment of the high precision. そのため、図2(a)に示すように、レチクルRのパターン面の原版パターン21の近傍にX方向に所定ピッチで形成された回折格子状のX Therefore, as shown in FIG. 2 (a), the reticle R diffraction lattice X formed at a predetermined pitch in the X direction in the vicinity of the original pattern 21 of the pattern surface of the
軸のレチクルマーク23X、及びY方向に所定ピッチで形成された回折格子状のY軸のレチクルマーク23Yが形成されている。 The axis of the reticle mark 23X, and the reticle mark 23Y in the Y direction in the diffraction grating-shaped Y-axis formed at a predetermined pitch is formed. 更に、レチクルR上でレチクルマーク23X,23Yの非計測方向に近接して、照明光をウエハ側に通過させるための窓部22X,22Yが形成されている。 Furthermore, the reticle mark 23X on the reticle R, in proximity to the non-measurement direction 23Y, window 22X for passing illumination light to the wafer side, 22Y are formed. また、それらのレチクルマークに対応してウエハW上の各ショット領域にもそれぞれウエハマークが付設されている。 The wafer mark respectively is attached to each shot area on the wafer W correspond to those of the reticle mark.

【0020】図2(b)はウエハW上のウエハマークの一例を示し、この図2(b)において、ウエハW上にはX方向及びY方向に所定ピッチで多数のショット領域2 [0020] FIG. 2 (b) shows an example of a wafer mark on the wafer W, in the FIG. 2 (b), on the wafer W X and Y directions to a number of shot regions at a predetermined pitch 2
4が形成され、各ショット領域24内にはそれまでの工程によって所定の回路パターンが形成されている。 4 is formed, in each shot area 24 is predetermined circuit pattern by the steps so far are formed. また、ショット領域24を囲むストリートライン領域内にX方向に所定ピッチの回折格子状のX軸のウエハマーク25X、及びこれを90°回転した形状のY軸のウエハマーク25Yが形成されている。 The wafer mark 25X of the diffraction grating-shaped X-axis of a predetermined pitch in the X direction, and the shape of the wafer mark 25Y of Y-axis which is rotated 90 ° is formed in the street line area surrounding the shot area 24.

【0021】この場合、図1において、レチクルRの原版パターン21の投影光学系PLによる投影像に対してウエハWのショット領域24を位置合わせした状態で、 [0021] In this case, state in FIG. 1, and aligning the shot area 24 of the wafer W relative to the projection image by the projection optical system PL of the original pattern 21 of the reticle R,
レチクルRの窓部22X及び22Yとショット領域24 Window 22X and 22Y of the reticle R and a shot area 24
に付設されたウエハマーク25X,25Yとがほぼ共役の位置関係となるように設定されている。 Attached wafers marked 25X, and the 25Y are set to be substantially conjugate positional relationship. また、ウエハステージ15上には不図示であるが、ウエハマーク25 Further, on the wafer stage 15 is not shown, the wafer mark 25
X,25Yに対応する基準マークが形成された基準マーク部材が固定されている。 X, the reference mark member reference mark is formed corresponding to 25Y is fixed.

【0022】また、本例の投影露光装置には、レチクルマークとウエハマークとの位置関係を計測するためのT Further, the projection exposure apparatus of this embodiment, T for measuring the positional relationship between the reticle mark and the wafer mark
TR(Through The Reticle)方式でLIA(Laser Inte TR (Through The Reticle) method in the LIA (Laser Inte
rferometric Alignment)方式のアライメントセンサ26 rferometric Alignment) method of alignment sensor 26
が備えられている。 It is provided. LIA方式のセンサは、例えば K. Sensor of the LIA system is, for example, K.
Ota, et al.:"New Alignment Sensors for Wafer Stepp Ota, et al.:"New Alignment Sensors for Wafer Stepp
er" Proc. of SPIE Vol.1463(1991)で開示されているように、被検マークに対して同一周波数(ホモダイン方式)の又は僅かに周波数が異なる(ヘテロダイン方式) er "Proc. of SPIE Vol.1463 as disclosed in (1991), or slightly frequency of the same frequency for the test mark (homodyne) are different (heterodyne method)
1対の可干渉な光ビームを照射し、その被検マークから平行に戻される1対の回折光よりなる干渉光を受光し、 1 was irradiated with a pair of coherent light beams, receives the interference light consisting of diffracted light pair returned in parallel from the subject mark,
その干渉光の位相よりその被検マークの位置を検出するものである。 The phase of the interference light and detects a position of the test mark. なお、アライメントセンサ26はX軸用であり、これと並列にY軸用のアライメントセンサ(図示省略)も配置されている。 The alignment sensor 26 is an X-axis, which an alignment sensor (not shown) for the Y-axis in parallel have also been arranged.

【0023】また、上記のウエハマーク25X,25Y [0023] In addition, the above-mentioned wafer mark 25X, 25Y
はファインアライメント用のマークであり、ウエハW上にはサーチアライメント用のマーク(図示省略)も形成されている。 Is a mark for fine alignment, is on the wafer W mark for search alignment (not shown) is also formed. そして、このマークの位置を不図示のサーチアライメント用のセンサで検出した結果に基づいて、 Then, the position of the mark based on the result detected by the sensor for search alignment not shown,
ウエハW上のショット配列(ウエハマーク25X,25 Shot array on the wafer W (wafer mark 25X, 25
Yの位置)が大まかに検出されている。 Y position) is roughly detected. この結果に基づいてファインアライメントを行う際に、レチクルRの原版パターン21の像に対してウエハW上の露光対象のショット領域24が大まかに位置合わせされ、レチクルR At the time of performing the fine alignment based on the results, exposure target shot region 24 on the wafer W is roughly aligned with respect to the image of the original pattern 21 of the reticle R, the reticle R
の窓部22X,22Yの像に対してウエハマーク25 The window portion 22X, the wafer mark 25 relative to 22Y image of
X,25Yがほぼ重なるように位置合わせされる。 X, is aligned so 25Y overlap substantially. 以下のアライメントセンサ26の説明は、このように大まかにアライメントが行われた状態での説明である。 The following description of the alignment sensor 26 is a description of a state where such loosely alignment is performed. なお、 It should be noted that,
本例の投影露光装置は走査露光型であり、例えばX軸及びY軸のレチクルマーク23X,23Yの像を同時には投影光学系PLを介してウエハステージ15側に投影できない、即ちウエハマーク25X,25Yの像を同時にはレチクルR側に投影できないときには、レチクルステージ11及びウエハステージ15を駆動してレチクルマーク23X,23Yの一方とウエハマーク25X,25 Projection exposure apparatus of this embodiment is the scanning exposure type, for example, X-axis and Y-axis of the reticle mark 23X, is simultaneously image of 23Y can not be projected onto the wafer stage 15 side via the projection optical system PL, i.e. the wafer mark 25X, when simultaneously the image of 25Y can not be projected on the reticle R side, the reticle mark 23X drives the reticle stage 11 and wafer stage 15, one of 23Y and wafer mark 25X, 25
Yの一方との位置ずれ量を順次計測するようにしてもよい。 It may be measured sequentially one positional deviation amount of the Y.

【0024】本例のアライメントセンサ26において、 [0024] In the alignment sensor 26 of this embodiment,
露光光源10とは別に、露光ビームとしての露光光IL Apart from the exposure light source 10, exposure light IL as an exposure beam
1と中心波長がほぼ等しく、かつ露光光IL1よりも波長幅の狭い照明光IL2を発生する光源30が設けられている。 1 and the center wavelength is substantially equal, and the light source 30 for generating a narrow illumination light IL2 wavelength width than the exposure light IL1 is provided. 本例の露光光IL1は中心波長が193nm程度で波長幅が0.5pm程度のパルス光であるため、照明光IL2は中心波長が193nm程度で波長幅が0. Since the exposure light IL1 of the present embodiment has a center wavelength is a pulse light wavelength width of about 0.5pm at about 193 nm, the illumination light IL2 is a central wavelength of the wavelength range of about 193 nm 0.
1pm程度の連続光である。 Which is a continuous light about 1pm. また、照明光IL2は可干渉性を有する。 The illumination light IL2 has coherence. なお、本例のように照明光IL2をアライメントに使用する場合には、必ずしも波長幅を露光光IL1より狭くする必要は無い。 In the case of using the alignment illumination light IL2 as in this example, it is not always necessary to narrow the wavelength width than the exposure light IL1. また、LIA方式では、被検マークから発生する2つの回折光の光路長の差を短くできるため、波長幅が或る程度広くとも、十分な可干渉性が得られる。 Further, in the LIA method, it is possible to shorten the optical path length difference of the two diffracted light generated from the subject mark, the wavelength width of the at some extent large enough coherence is obtained.

【0025】光源30から射出された照明光IL2は、 The illumination light IL2 emitted from the light source 30,
ビームスプリッタ31によって第1の光ビーム34A及び第2の光ビーム34Bに分割され、第1の光ビーム3 It is split by the beam splitter 31 to the first light beam 34A and the second light beam 34B, the first light beam 3
4Aはミラー32を経て第1光変調器33Aに入射し、 4A is incident on the first optical modulator 33A via the mirror 32,
第2の光ビーム34Bは第2光変調器33Bに入射する。 Second light beam 34B is incident on the second optical modulator 33B. 光変調器33A及び33Bはそれぞれ音響光学素子(AOM)を含み、入射する光ビームの周波数を互いに僅かに異なるように変調する。 Include respective optical modulators 33A and 33B are acousto-optic element (AOM), differently modulated into one another just the frequency of the light beam incident. これによって光変調器3 This optical modulator 3
3A及び33Bからそれぞれ射出される光ビーム34A Light beam 34A emitted from each 3A and 33B
及び34Bの周波数は、Δf(例えば数10kHz)だけ異なっている。 Frequency and 34B differ by Delta] f (for example, several 10 kHz). 光変調器33A,33Bから射出された光ビーム34A,34Bは、ミラー35で反射されてレンズ36で集光された後、コンデンサレンズ10とレチクルRとの間で露光光IL1の光路に近接して斜めに配置されたミラー37で反射されて、レチクルRのレチクルマーク23Xに隣接した窓部22X(図2(a)参照)で対称に所定の交差角で交差して、窓部22Xを透過する。 Optical modulator 33A, the light beam 34A emitted from 33B, 34B are condensed by being reflected lens 36 by the mirror 35, close to the optical path of the exposure light IL1 between the condenser lens 10 and the reticle R is reflected by the mirror 37 disposed diagonally Te, intersect at a predetermined crossing angle symmetrically window adjacent to the reticle mark 23X of the reticle R portion 22X (see FIG. 2 (a)), transmitting the window portion 22X to.

【0026】光ビーム34A,34Bの波長は露光光I [0026] The light beam 34A, the wavelength of the exposure light 34B I
L1の波長と実質的に等しいため、光ビーム34A,3 L1 wavelength and for substantially equal, the light beam 34A, 3
4Bのもとで投影光学系PLに関してレチクルRのパターン面とウエハWの表面とは共役である。 The pattern surface and the wafer W surface of the reticle R with respect to the original in the projection optical system PL and 4B are conjugate. 従って、窓部22Xを透過した光ビーム34A,34Bは投影光学系PLを介して、ウエハWのウエハマーク25X上で再び対称に交差する。 Therefore, the light beam 34A transmitted through the window portion 22X, 34B is through the projection optical system PL, intersecting again symmetrically on the wafer mark 25X of the wafer W. その交差角は、ウエハマーク25Xからほぼ垂直上方に1次回折光が発生するように設定されている。 The intersection angle, the first-order diffracted light is set to occur substantially vertically upward from the wafer mark 25X.

【0027】図3は、ウエハマーク25Xを示す拡大図であり、この図3において、ウエハマーク25Xに交差するように光ビーム34A,34Bが入射しており、ウエハマーク25Xからほぼ垂直上方に平行に光ビーム3 [0027] Figure 3 is an enlarged view showing a wafer mark 25X, parallel in FIG. 3, the light beam 34A so as to intersect the wafer mark 25X, 34B are incident, almost vertically upward from the wafer mark 25X light beam 3 to
4Aの+1次回折光34A1と、光ビーム34Bの−1 +1 order diffracted light 34A1 of 4A, the light beam 34B -1
次回折光34B1とが発生する。 Next time and the diffracted light 34B1 is generated. +1次回折光34A1 + 1st-order diffracted light 34A1
と−1次回折光34B1とは互いに周波数がΔfだけ異なる可干渉な光ビームであるため、±1次回折光34A If -1 for frequencies each other order diffracted light 34B1 is only different coherent light beam Delta] f, ± 1-order diffracted light 34A
1,34B1は干渉光(ヘテロダインビーム)41となる。 1,34B1 becomes interference light (heterodyne beams) 41.

【0028】図1に戻り、干渉光41は投影光学系PL [0028] Returning to FIG. 1, the interference light 41 projection optical system PL
を経てレチクルRの窓部22Xを透過した後、ミラー3 After passing through the window portion 22X of the reticle R through the mirror 3
7、レンズ36を経てミラー38で反射されて光電検出器39Wで受光される。 7, is reflected by the mirror 38 through the lens 36 is received by the photoelectric detector 39W. 光電検出器39Wにおいて干渉光41を光電変換して得られる周波数Δfのウエハビート信号SWが、主制御系13内のアライメント信号処理部に供給される。 Wafer beat signal SW of a frequency Δf obtained by the interference light 41 in the photoelectric detector 39W photoelectrically converted is supplied to the alignment signal processing unit in the main control system 13. アライメントセンサ26内には不図示であるが、レチクルR上のレチクルマーク23Xに対して周波数の異なる2光束を所定の交差角で照射する光学系も組み込まれており、レチクルマーク23Xで上方に発生した1対の回折光よりなる干渉光(図示省略)も、 The alignment sensor 26 is a not shown optical system for irradiating the two different light beams having frequencies relative to the reticle mark 23X on the reticle R at a predetermined crossing angle and also built-in, generates upward reticle mark 23X the pair of consisting of diffracted light interference light (not shown) also,
ミラー37、レンズ36、ミラー38を経て光電検出器40Rで受光される。 Mirror 37, lens 36, is received by the photoelectric detector 40R via mirrors 38. 光電検出器40Rでレチクルマーク23Xからの干渉光を光電変換して得られる周波数Δ Frequency obtained interference light from the reticle mark 23X photoelectric detector 40R photoelectrically converts Δ
fのレチクルビート信号SRもそのアライメント信号処理部に供給され、このアライメント信号処理部では一例としてウエハビート信号SWとレチクルビート信号SR The reticle beat signal SR of f also supplied to the alignment signal processing unit, wafer beat signal SW and the reticle beat signal SR as an example in the alignment signal processing unit
との位相差より、ウエハマーク25XのレチクルR上への像とレチクルマーク23XとのX方向の位置ずれ量Δ Positional shift amount in the X direction from the phase difference, between the image and the reticle mark 23X onto the reticle R of the wafer mark 25X with Δ
X1を求める。 Seek X1.

【0029】同様に不図示のY軸のアライメントセンサからの2つのビート信号をそのアライメント信号処理部で処理することによって、Y軸のウエハマーク25Yの像とレチクルマーク23YとのY方向への位置ずれ量Δ [0029] Similarly the position of the two beat signals from the alignment sensor in the Y-axis (not shown) by treatment with the alignment signal processing unit, the Y-direction between the image and the reticle mark 23Y of wafer mark 25Y of the Y-axis the amount of deviation Δ
Y1が求められる。 Y1 is required. そして、例えばダイ・バイ・ダイ方式で露光を行う場合には、主制御系13は検出された位置ずれ量(ΔX1,ΔY1)が所定の目標値になるようにレチクルステージ11とウエハステージ15との位置合わせを行った後、レチクルステージ11及びウエハステージ15をそれぞれ走査開始位置に移動させて走査露光を行なう。 When performing exposure with die-by-die method example, the main control system 13 detected positional deviation amount (.DELTA.X1, [Delta] Y1) is the reticle stage 11 and wafer stage 15 to a predetermined target value after the alignment, scanning exposure is performed by moving the reticle stage 11 and wafer stage 15 to the scanning start position, respectively. また、例えばエンハンスト・グローバル・ In addition, for example enhanced global
アライメント(EGA)方式でアライメントを行うことも可能であり、この場合にはウエハW上から選択された複数個のショット領域についてそれぞれレチクルRとの位置ずれ量(ΔXi,ΔYi)(i=1,2,…)が計測され、この計測値を統計処理することによってウエハW上の全部のショット領域の配列座標が算出される。 Alignment (EGA) It is also possible to perform the alignment in a manner, positional deviation between the reticle R respectively for the plurality of shot areas selected from the wafer W in this case (ΔXi, ΔYi) (i = 1, 2, ...) are measured, arrangement coordinates of all shot areas on the wafer W is calculated by statistical processing of the measured value.

【0030】この際に、本例の光ビーム34A,34 [0030] At this time, this example of the light beam 34A, 34
B、即ち照明光IL2は、露光光IL1と同じ波長であるため、アライメントセンサ26及び投影光学系PLに色収差補正用の光学系を設けることなく、レチクルマーク23X,23Yとウエハマーク25X,25Yとの位置ずれ量を直接検出することができる。 B, ie the illumination light IL2 is the same wavelength as the exposure light IL1, without providing an optical system for correcting chromatic aberration in the alignment sensor 26 and the projection optical system PL, a reticle mark 23X, 23Y and wafer marks 25X, and 25Y it is possible to detect the positional deviation amount directly. また、本例の照明光IL2は連続光であるため、ウエハビート信号SW Further, since the illumination light IL2 of this example is continuous light, the wafer beat signal SW
及びレチクルビート信号SRの位相を極めて短時間に検出でき、アライメントに要する時間を短縮することができる。 And it can be detected in a very short time the phases of the reticle beat signal SR, it is possible to shorten the time required for alignment.

【0031】更に、例えばレチクルマーク23Y及びウエハマーク25Yに対向するようにそれぞれY軸のレチクルマーク及びウエハマークを設けておき、これらのマークのY方向の位置ずれ量ΔY2をも計測するようにしてもよい。 Furthermore, for example, respectively so as to face the reticle mark 23Y and wafer mark 25Y may be provided to the reticle mark and the wafer mark in the Y-axis, so as to measure also the positional deviation amount ΔY2 in the Y direction of these marks it may be. そして、Y方向の2つの位置ずれ量ΔY1, Then, Y-direction of the two positional deviation amount [Delta] Y1,
ΔY2より算出される回転誤差をも補正することによって、レチクルRとショット領域24との回転誤差を補正することができる。 By also correcting a rotational error calculated from [Delta] Y2, it is possible to correct the rotational error between the reticle R and the shot area 24.

【0032】次に、アライメントセンサ26に使用されている波長193nm(ArFエキシマレーザ光)用の光源30の構成例につき説明する。 Next, it will be described configuration of the light source 30 of the wavelength being used for the alignment sensor 26 193 nm (ArF excimer laser light). 図4は、光源30の第1の構成例を示し、この図4の光源30は、波長可変固体レーザ光発生装置とその光高調波変換装置とを備えている。 Figure 4 shows a first configuration example of the light source 30, the light source 30 in FIG. 4 includes a solid-state tunable laser light generator and the light harmonic conversion device. 本例では波長可変固体レーザ結晶51としてC C as a wavelength tunable solid-state laser crystal 51 in the present example
r:LiCAF(Cr:LiCaAlF 6 )を使用する。 r: LiCAF (Cr: LiCaAlF 6 ) to use.
そして、波長670nmで連続発振する半導体レーザ素子42からの光L1を集光光学系44で集光して、光L Then, the light L1 from the semiconductor laser element 42 oscillates continuously at a wavelength of 670nm is condensed by the condenser optical system 44, the light L
2として波長可変固体レーザ結晶51の一方の端面に入射させる。 2 as to be incident on one end face of the solid-state tunable laser crystal 51.

【0033】波長可変固体レーザ結晶51の他方の端面側にはLBO(LiB 35 )よりなる非線形光学結晶5 The nonlinear optical crystal 5 made of LBO (LiB 3 O 5) on the other end surface side of the solid-state tunable laser crystal 51
2が配置され、非線形光学結晶52は入射する光の2倍光高調波(波長が1/2の光)を発生する。 2 is arranged, the nonlinear optical crystal 52 generates a double light harmonic of the incident light (light of wavelength 1/2). 波長可変固体レーザ結晶51及び非線形光学結晶52を挟むように凹面ミラー43A及び43Bよりなるレーザ共振器が配置されている。 Wavelength tunable solid-state laser crystal 51 and the laser resonator formed of the concave mirror 43A and 43B so as to sandwich the nonlinear optical crystal 52 is disposed. そして、入射側の凹面ミラー43Aには、波長670nmの光に対して高透過率(AR:減反射特性)で波長772nmの光に対して高反射率のコーティングが施され、射出側の凹面ミラー43Bには、波長772nmの光に対して高反射率で波長386(=7 Then, the concave mirror 43A on the incident side, a high transmittance with respect to light having a wavelength of 670 nm (AR: antireflection properties) coating of high reflectivity is applied to light with a wavelength of 772nm, the concave mirror on the exit side the 43B, wavelength 386 with a high reflectance for light having a wavelength of 772 nm (= 7
72/2)nmの光に対して高透過率(AR)のコーティングが施されている。 Coating of high transmittance (AR) is applied against 72/2) nm light. これによって、波長可変固体レーザ結晶51は、波長772nmで連続波発振し、波長772nmの光L3が非線形光学結晶52の光高調波発生により波長386nmの光L4に変換され、レーザ共振器の凹面ミラー43Bからは光L4が射出される。 Thereby, the wavelength tunable solid-state laser crystal 51 is continuous wave oscillation at a wavelength of 772 nm, the light L3 having a wavelength 772 nm is converted into light L4 having a wavelength of 386nm by the optical harmonic generation of the nonlinear optical crystal 52, the concave mirror of the laser resonator light L4 is emitted from 43B. なお、レーザ共振器中には、単一周波数化のために不図示の複屈折フィルタとエタロンとが挿入されている。 Note that in the laser resonator, is inserted the birefringent filter and the etalon (not shown) for a single frequency of.

【0034】凹面ミラー43Bから射出された光L4の一部は僅かな反射率を持つビームスプリッタ61(部分反射ミラーでも可)によって光検出器62に取り込まれ、光検出器62では例えば回折格子等を用いて光L4 The part of the light L4 emitted from the concave mirror 43B is taken into the photodetector 62 by the beam splitter 61 having a small reflectance (or a partial reflection mirror), light detector 62 in the example a diffraction grating, etc. by using the light L4
の波長を検出し、検出された波長を制御部63に供給する。 Detecting a wavelength of, for supplying the detected wavelength to the control unit 63. 制御部63は、検出された波長が目標値となるように、入射側の凹面ミラー43Aの周辺に配置されたピエゾ素子等の駆動素子64A,64B(実際には3個配置されている)を駆動することによって、レーザ共振器の長さをフィードバック制御する。 Control unit 63, as detected wavelength becomes the target value, the driving element 64A such as a piezoelectric element disposed on the periphery of the concave mirror 43A on the incident side, 64B (the actually are arranged three) by driving, feedback control of the length of the laser resonator. ビームスプリッタ61 Beam splitter 61
を透過した波長386nmの光L4は、第2の光高調波変換装置に入射する。 Light L4 having a wavelength of 386nm that has passed through the is incident on the second optical harmonic conversion device.

【0035】この第2の光高調波変換装置は、凹面ミラー43C,43Dとプリズム45とからなる光共振器の内部に、SBBO(Sr 2 Be 227 )よりなる非線形光学結晶53を配置して構成され、非線形光学結晶5 [0035] The second optical harmonic conversion device, concave mirror 43C, the interior of the optical resonator consisting of 43D and the prism 45. The nonlinear optical crystal 53 made of SBBO (Sr 2 Be 2 B 2 O 7) arranged and configured, the nonlinear optical crystal 5
3も入射する光の2倍の光高調波を発生する。 3 also generates twice the optical harmonic of the incident light. また、入射側の凹面ミラー43Cには、波長386nmの光に対して部分反射コーティングが施され、射出側の凹面ミラー43Dには、波長386nmの光に対して高反射率で波長193(=386/2)nmの光に対して高透過率(AR)のコーティングが施されている。 Further, the concave mirror 43C on the incident side is subjected to partial reflection coating for light of wavelength 386 nm, the concave mirror 43D on the exit side, wavelength 193 with a high reflectance for light having a wavelength of 386 nm (= 386 / 2) coating of a high transmittance (AR) is applied against nm light. また、三角プリズム45は、波長386nmの光に対してブリュースタ角となるようにカットされている。 Further, the triangular prism 45 is cut such that the Brewster angle with respect to light having a wavelength of 386 nm.

【0036】そして、凹面ミラー43Cに入射した光L [0036] Then, the light L incident on the concave mirror 43C
4の一部は非線形光学結晶53によって光高調波変換されて波長193nmの光になり、この光は凹面ミラー4 Some of the 4 becomes light having a wavelength of 193nm is converted optical harmonic by the nonlinear optical crystal 53, the light concave mirror 4
3Dから照明光IL2として外部に射出される。 It is emitted to the outside as illumination light IL2 from 3D. 一方、 on the other hand,
非線形光学結晶53をそのまま透過した波長386nm Wavelength 386nm which is transmitted through the nonlinear optical crystal 53
の光は凹面ミラー43Dで反射されて、三角プリズム4 The light is reflected by the concave mirror 43D, the triangular prism 4
5及び凹面ミラー43Cを経て再び非線形光学結晶53 5 and the nonlinear optical crystal 53 again via the concave mirror 43C
に戻されるため、最終的に凹面ミラー43Cに入射する波長386nmの光L4のかなりの部分が、中心波長が193nm程度で波長幅が0.1pm程度の連続光よりなる照明光IL2に変換される。 Since that is returned to eventually substantial portion of the light L4 having a wavelength 386nm incident on the concave mirror 43C is a center wavelength is converted into illumination light IL2 wavelength width is formed of continuous light of about 0.1pm at about 193nm . 照明光IL2の中心波長が図1の露光光IL1の中心波長に合致するように、 So that the center wavelength of the illumination light IL2 matches the center wavelength of the exposure light IL1 of Fig 1,
凹面ミラー43A,43Bよりなるレーザ共振器の長さが制御される。 Concave mirror 43A, the length of the laser cavity consisting 43B is controlled.

【0037】更に、図4の例では、凹面ミラー43Cを通過した光、又は凹面ミラー43Cで反射された光の一部がわずかな反射率を持つビームスプリッタ62Cを介して、光電検出器62Bに取り込まれている。 Furthermore, in the example of FIG. 4, the light passes through the concave mirror 43C, or concave mirror 43C part of the light reflected by the via the beam splitter 62C having a slight reflectivity, the photoelectric detector 62B It has been incorporated. 光電検出器62Bでは受光した光の波長を検出して制御部63B By detecting the wavelength of the light received at the photoelectric detector 62B controller 63B
に供給し、制御部63Bは検出された波長が目標値となるようにピエゾ素子等の駆動素子64C,64D(実際には3個配置されている)を介して凹面ミラー43Dを微動させて、三角形状に配置されるレーザ共振器(43 Is supplied to the control unit 63B is driven device 64C such as a piezoelectric element so that the detected wavelength becomes the target value, 64D are (actually are arranged three) was finely concave mirror 43D through, a laser resonator arranged in a triangular shape (43
C,43D,45)の光路の長さをフィードバック制御する。 C, 43D, 45) feedback controls the length of the optical paths. これによって、照明光IL2の波長の精度がより向上する。 Thus, the accuracy of the wavelength of the illumination light IL2 is further improved. このフィードバック制御系は、先の共振器(43A,43B)のフィードバック制御系と併用してもよいが、前者のフィードバック制御系のみ、又は後者のフィードバック制御系のみをそれぞれ単独に設けてもよい。 The feedback control system, the previous resonators (43A, 43B) may be used in combination with feedback control system, the former feedback control system alone, or the latter feedback control system alone may be provided singly.

【0038】このように本例では、最終段にSBBOよりなる非線形光学結晶53を使用することによって、半導体レーザ素子42からの波長670nmの連続光からほぼ真空紫外域の波長193nmの連続光よりなる照明光を発生することができる。 [0038] In this manner, in the present embodiment, by using a nonlinear optical crystal 53 made of SBBO the final stage, consisting of almost continuous light of wavelength 193nm in the vacuum ultraviolet region from the continuous light of wavelength 670nm from the semiconductor laser element 42 it is possible to generate illumination light. なお、波長可変固体レーザ結晶51としては、Cr:LiCAF結晶の代わりにT As the wavelength tunable solid-state laser crystal 51, Cr: LiCAF T instead of crystalline
i:サファイア(Ti:Al 23 )結晶を用いてもよい。 i: Sapphire (Ti: Al 2 O 3) may be used crystals.

【0039】固体レーザの高調波を発生する場合には、 [0039] When generating harmonics of solid state lasers,
その他にTi:サファイアレーザの発振波長707nm Other Ti: oscillation wavelength of sapphire laser 707nm
の光とNd:YAG(Nd:Y 3 Al 512 )又はN Light and Nd: YAG (Nd: Y 3 Al 5 O 12) or N
d:YVO 4レーザの4倍光高調波(波長266nm) d: YVO 4 4 times optical harmonic laser (wavelength 266 nm)
との和周波混合により193nmの光を発生させる方法もある。 A method of generating light of 193nm by sum frequency mixing with a certain. 和周波混合に用いる非線形光学結晶としては、 The nonlinear optical crystal used for the sum frequency mixing,
BBO(β−BaB 24 )やCLBO(CsLiB 6 BBO (β-BaB 2 O 4 ) and CLBO (CsLiB 6 O
10 )等が挙げられる。 10), and the like.

【0040】また、図1の露光光IL1としてF 2レーザ光(波長157nm)を用いる場合、照明光IL2としても中心波長が157nmの連続光を使用する。 [0040] In the case of using the F 2 laser beam (wavelength 157nm) as the exposure light IL1 in Fig. 1, the central wavelengths uses continuous light 157nm as the illumination light IL2. このためには、上記のCr:LiCAF結晶の基本波(波長785nm)とその4倍光高調波(波長196nm)との和周波混合により、157nmの光を発生させる方法もある。 For this purpose, the above Cr: By sum frequency mixing of the fundamental wave of LiCAF crystal (wavelength 785 nm) and four times the light harmonics (wavelength 196 nm), there is a method of generating light of 157 nm. この和周波混合に用いる非線形光学結晶としては、SBBOが挙げられる。 The nonlinear optical crystal used for the sum frequency mixing include SBBO. また、4倍光高調波を発生させる方法は、前記の波長193nmの光を発生させる場合と同じである。 Further, a method of generating four times light harmonics is the same as that for generating light of the wavelength 193 nm.

【0041】次に、照明光IL2を発生する光源30の第2の構成例につき図5を参照して説明する。 Next, it will be described with reference to Figure 5 per second configuration example of the light source 30 which generates illumination light IL2. 図5において図4に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。 The portions corresponding to FIG. 4 in FIG. 5 will not be further described by the same reference numerals. 図5において、単一波長(シングルモード)化されたGaN系半導体レーザ素子46から波長386nmの連続光よりなる光L5が射出される。 5, the light L5 formed of continuous light of a wavelength 386nm from a single wavelength (single mode) of the GaN-based semiconductor laser device 46 is emitted. Ga Ga
N系半導体レーザ素子46としては、例えばDFB(Di The N-based semiconductor laser device 46, for example DFB (Di
stributed feedback:分布帰還型)レーザが使用できる。 stributed feedback: distributed feedback) laser can be used. 射出された光L5の一部は、ビームスプリッタ61 Some of the light emitted L5, the beam splitter 61
を介して光検出器62に取り込まれ、光検出器62で検出される波長が目標値となるように、制御部63Aはペルチェ素子よりなる温度制御部54を介してレーザ素子46の温度(ひいてはレーザ素子46の光共振器の長さ)をフィードバック制御する。 Incorporated into the light detector 62 via, as wavelength detected by the photodetector 62 becomes the target value, the control unit 63A temperature of the laser element 46 via the temperature control unit 54 of the Peltier element (and thus the length of the optical resonator of the laser device 46) performs feedback control of the.

【0042】ビームスプリッタ61を透過した波長38 The wavelength transmitted through the beam splitter 61 38
6nmの光L5は、凹面ミラー43C,43Dと三角プリズム45とからなる光共振器内にSBBOよりなる非線形光学結晶53を配置してなる光高調波変換装置によって、波長193nmの照明光IL2に変換されて外部に取り出される。 6nm light L5 conversion, concave mirror 43C, the 43D and a triangular prism 45. optical resonator consisting of a light harmonic conversion device formed by arranging the nonlinear optical crystal 53 made of SBBO, the illumination light IL2 wavelength 193nm It is extracted to the outside. 図5の構成例では、波長386nmの紫外域で発振する半導体レーザを使用して出力段にSB In the configuration example of FIG. 5, SB to the output stage using a semiconductor laser which oscillates in the ultraviolet region of wavelength 386nm
BOよりなる非線形光学結晶を使用することによって、 By using a nonlinear optical crystal composed of BO,
構成が簡素化されている。 Configuration is simplified.

【0043】次に、照明光IL2を発生する光源30の第3の構成例につき図6を参照して説明する。 Next, will be explained with reference to Figure 6 in a third configuration example of the light source 30 which generates illumination light IL2. 図6において図5に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。 The corresponding parts in FIG. 5 in FIG. 6 will not be further described by the same reference numerals. 図6において、単一波長化されたGa 6, a single wavelength have been Ga
AlAs系半導体レーザ素子47から波長772nmの連続光よりなる光L6が射出される。 Light L6 consisting continuous light having a wavelength of 772nm from AlAs-based semiconductor laser element 47 is emitted. レーザ素子47としても、例えばDFBレーザが使用できる。 Even the laser device 47, for example, DFB lasers can be used. 射出された光L6の一部は、ビームスプリッタ61Aを介して光検出器62に取り込まれ、光検出器62、制御部63A及び温度制御部54によって、光6の波長が目標値となるように、レーザ素子47の温度がフィードバック制御される。 Some of the light emitted L6 is taken into the light detector 62 through the beam splitter 61A, the photodetector 62, the control unit 63A and a temperature control unit 54, as the wavelength of the light 6 becomes the target value , the temperature of the laser element 47 is feedback controlled.

【0044】ビームスプリッタ61Aを透過した波長7 The wavelength transmitted through the beam splitter 61A 7
72nmの光L6は、凹面ミラー43E,43F及び三角プリズム45Aよりなる光共振器の内部にLBO(L Light L6 of 72nm is concave mirror 43E, the interior of the optical resonator consisting of 43F and the triangular prism 45A LBO (L
iB iB 35 )よりなる非線形光学結晶52Aを配置してなる第1の光高調波変換装置に入射する。 3 O 5) incident on the first optical harmonic conversion device formed by arranging the non-linear optical crystal 52A made of. 入射側の凹面ミラー43Eには、波長722nmの光に対して部分反射コーティングが施されており、射出側の凹面ミラー43 The concave mirror 43E on the incident side is partially reflective coating is applied to light of wavelength 722 nm, emission side of the concave mirror 43
Fには、波長772nmの光に対して高反射率で波長3 The F, wavelength 3 with a high reflectance for light of wavelength 772nm
86nmの光に対して高透過率(AR)のコーティングが施されている。 Coating of high transmittance (AR) is applied to light of 86 nm. また、三角プリズム45Aは、波長7 Further, the triangular prism 45A has a wavelength 7
72nmの光に対してブリュースタ角となるようにカットされており、光L6のかなりの部分は、その第1の光高調波変換装置によって波長386nmの光L7に変換されて射出される。 It is cut so that the Brewster angle for light of 72 nm, a significant portion of the light L6 is emitted is converted into light L7 of wavelength 386nm by the first optical harmonic conversion device.

【0045】そして、光L7は、凹面ミラー43C,4 [0045] Then, the light L7 is, the concave mirror 43C, 4
3Dと三角プリズム45とからなる光共振器内にSBB SBB in the optical resonator consisting of 3D and the triangular prism 45.
Oよりなる非線形光学結晶53を配置してなる第2の光高調波変換装置によって、波長193nmの照明光IL By the second optical harmonic conversion device formed by arranging the nonlinear optical crystal 53 made of O, illumination light IL having a wavelength of 193nm
2に変換されて外部に取り出される。 Is converted to 2 is taken out to the outside. この図6の構成例によれば、容易に入手できるGaAlAs系半導体レーザ素子47を使用して、かつ最終段にSBBOよりなる非線形光学結晶53を使用することによって、光源を安価に製造することができる。 According to the configuration example of FIG. 6, using GaAlAs-based semiconductor laser device 47 readily available, and by using a nonlinear optical crystal 53 made of SBBO the final stage, be produced at a low cost light source it can.

【0046】次に、本発明の第2の実施の形態につき図7及び図8を参照して説明する。 Next, it will be described with reference to FIGS. 7 and 8 per second embodiment of the present invention. 本例は、光学系の各種検査等を行う機能を備えた投影露光装置に本発明を適用したものであり、図7において図1に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。 This example is an application of the present invention to a projection exposure apparatus having a function of performing various inspection optical system, a detailed description thereof will be denoted by the same reference numerals corresponding to FIG. 1 in FIG. 7 omitted. 図7は、本例の投影露光装置を示し、この図7において、ArFエキシマレーザ光源よりなる露光光源1から波長193n Figure 7 shows a projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 7, the wavelength 193n from the exposure light source 1 of ArF excimer laser light source
mのパルス光よりなる露光光IL1が射出される。 Exposure light IL1 is emitted to m consisting of the pulsed light. 露光時には、露光光IL1はシャッタ18及びミラー19を経て、オプティカル・インテグレータ、視野絞り、コンデンサレンズ等を含む照明系20を介してレチクルRのパターン領域を照明し、そのパターン領域内のパターンの像が投影光学系PLを介してウエハW上に投影される。 During exposure, the exposure light IL1 goes through the shutter 18 and mirror 19, an optical integrator, a field stop, to illuminate the pattern area of ​​the reticle R through the illumination system 20 comprising a condenser lens, the image of the pattern of the pattern region There is projected onto the wafer W through the projection optical system PL. そして、レチクルRはレチクルステージ11によって駆動され、ウエハWはウエハステージ15によって駆動されるのは図1の実施の形態と同様である。 The reticle R is driven by a reticle stage 11, the wafer W is being driven by the wafer stage 15 is similar to the embodiment of FIG. 1. なお、図7は投影光学系PLの特性計測時の状態を示しており、 Note that FIG. 7 shows a state when characteristic measurement of the projection optical system PL, and
ウエハWは投影光学系PLの露光領域から外れた位置に移動している。 Wafer W is moved to a position deviated from the exposure area of ​​the projection optical system PL.

【0047】上記のようにウエハに対して露光を行うに際しては、投影光学系PLのディストーション(倍率誤差を含む)等の収差を許容範囲内に収めておく必要がある。 [0047] In performing exposure for the wafer as described above, it is necessary to videos aberrations such as distortion of the projection optical system PL (including magnification error) within the allowable range. また、常に高い解像度でウエハ上にレチクルのパターンを転写するためには、ウエハの表面を常に投影光学系PLの像面に焦点深度の幅内で合わせ込んで露光を行う必要がある。 Further, in order to transfer the pattern of the reticle onto a wafer is always higher resolution, it is necessary to perform exposure of the surface of the wafer always crowded combined in a wide depth of focus on the image plane of the projection optical system PL. ところが、大気圧の変動や露光光の照射熱等によって投影光学系PLの結像特性は次第に変動する恐れがあるため、例えば露光工程中に定期的に投影光学系PLの結像特性を計測し、その計測結果に応じて投影光学系PLの所定の光学部材を駆動して結像特性を補正したり、又はウエハWのフォーカス位置を補正することが望ましい。 However, imaging characteristics of the projection optical system PL by irradiation heat, etc. of the atmospheric pressure fluctuations and exposure light because it may vary gradually, for example, periodically imaging characteristics of the projection optical system PL is measured during the exposure step , it is desirable to correct the measurement result or correct the imaging characteristics by driving a predetermined optical member of the projection optical system PL according to, or the focus position of the wafer W.

【0048】そのため、本例の投影露光装置には投影光学系PLの結像特性を計測するための計測機構が備えられている。 [0048] Therefore, the projection exposure apparatus of this embodiment is provided with measuring mechanism for measuring the imaging characteristics of the projection optical system PL. まず、レチクルRの上方には例えば露光光I First, above the reticle R eg exposure light I
L1の光路から待避自在にミラー37が配置され、ミラー37の側面方向に露光光源1とは別に、露光光IL1 Retracted freely mirror 37 from the optical path of the L1 is disposed separately from the side direction to the exposure light source 1 of the mirror 37, the exposure light IL1
と中心波長がほぼ同じで波長幅の狭い連続光よりなる照明光IL2を発生する光源30が配置されている。 Light source 30 for generating illumination light IL2 made narrower continuous light wavelength width center wavelength substantially the same are arranged as. また、レチクルRのパターン領域内に例えばX方向に所定ピッチで配列されたライン・アンド・スペースパターンよりなる評価用マーク23Kが形成されており、結像特性の計測時には露光光IL1をシャッタ18で遮光した状態(露光光源1の発振を停止してもよい)で、光源3 The evaluation marks 23K to the example the X direction in the pattern area of ​​the reticle R becomes a line-and-space pattern arranged at a predetermined pitch is formed, at the time of measurement of the imaging characteristics of the exposure light IL1 by the shutter 18 in the dark state (may be stopped oscillation of the exposure light source 1), the light source 3
0からの照明光IL2がミラー37を介して評価用マーク23Kを照明する。 Illumination light IL2 from 0 illuminates the evaluation marks 23K through the mirror 37. なお、評価用マーク23Kの近傍にはY方向を計測方向とする評価用マークも形成されていると共に、レチクルRのパターン領域内には格子状に多数組の評価用マークが形成されている。 The evaluation marks in the vicinity of the evaluation mark 23K whose measurement direction Y direction together with the formed, a number of sets of evaluation marks are formed in a lattice shape in the pattern area of ​​reticle R.

【0049】また、ウエハステージ15上のウエハWの近くに、照明光IL2(露光光IL1)を透過するガラス基板27が固定され、ウエハWの表面と同じ高さに設定されたガラス基板27の表面にクロム等の遮光膜が形成され、この遮光膜の中央部にほぼ正方形の開口27a [0049] Further, near the wafer W on the wafer stage 15, it is fixed a glass substrate 27 that transmits the illumination light IL2 (exposure light IL1), is set to the same height as the surface of the wafer W was a glass substrate 27 shielding film of chromium or the like is formed on the surface, the opening 27a of the substantially square central portion of the light shielding film
が形成されている。 There has been formed. そして、開口27aの底部のウエハステージ15内に、レンズ28及び光電検出器29が配置され、開口27aを通過した照明光IL2を光電検出器29で光電変換して得られる検出信号SKが不図示の信号処理系に供給されている。 Then, the wafer stage 15 in the bottom of the opening 27a, is disposed a lens 28 and a photoelectric detector 29, the detection signal SK obtained illumination light IL2 having passed through the opening 27a and photoelectrically converted by the photoelectric detector 29 is not shown It is supplied to the signal processing system.

【0050】本例では、評価用マーク23Kの像を投影光学系PLを介してウエハステージ15上に投影した状態で、ウエハステージ15を駆動して開口27aによってその像をX方向に走査して、ウエハステージ15のX [0050] In this example, while projecting the image of the evaluation mark 23K on the wafer stage 15 through the projection optical system PL, by scanning the image by aperture 27a in the X direction by driving the wafer stage 15 , X of the wafer stage 15
座標に対応させて光電検出器29の検出信号SKを取り込む。 In correspondence with the coordinate capture detection signal SK of the photoelectric detector 29. 図8(a)はそのようにして取り込まれた検出信号SKを示し、その横軸はX座標、縦軸は検出信号SK 8 (a) shows a detection signal SK captured in this way, the horizontal axis X-coordinate and the vertical axis detection signal SK
のレベルである。 Which is the level. 図8(a)より分かるように、開口2 As can be seen from FIG. 8 (a), the opening 2
7aの積分効果によって検出信号SKは階段状に変化する。 Detection signal SK by the integrating effect of 7a is changed stepwise. そこで、その信号処理系において検出信号SKを位置Xで微分して、図8(b)に示すように微分信号dS Therefore, the detection signal SK in the signal processing system by differentiating at the position X, the differential signal dS as shown in FIG. 8 (b)
K/dXを算出すると、評価用マーク23Kの各ラインの像のX座標を検出することができる。 When calculating the K / dX, it is possible to detect the X-coordinate of the image of each line of the evaluation mark 23K. 従って、一例としてそれらのX座標の平均値を求めることで評価用マーク23Kの像のX座標を求めることができる。 Therefore, it is possible to obtain the X-coordinate of the image of the evaluation mark 23K by obtaining the average value of these X-coordinate as an example. 同様にY Similarly Y
方向の評価用マークの像を開口27aでY方向に走査することによって、その評価用マークの像のY座標を求めることができ、他の複数組の評価用マークの像の座標も求めることができる。 By scanning the image of the evaluation mark direction in the Y direction in the opening 27a, the it is possible to obtain the Y coordinate of the image of the evaluation mark, also be obtained coordinates of the image of the evaluation mark of another plurality of sets it can. そして、求められた複数組の評価用マークの像の座標を設計値と比較することで投影光学系PLのディストーションが求められる。 Then, distortion of the projection optical system PL by the design value of the coordinates of the image of the plurality of sets of evaluation mark obtained is determined.

【0051】また、微分信号dSK/dXのコントラストを求めた後、ウエハステージ15によってフォーカス位置を次第に変えながら上記の計測を繰り返してそれぞれ微分信号dSK/dXのコントラストを求め、最もコントラストの高いフォーカス位置を検出することで、投影光学系PLのベストフォーカス位置を求めることができる。 [0051] Also, after obtaining the contrast of the differential signal dsk / dX, while gradually changing the focus position by the wafer stage 15 obtains the contrast of the respective differential signal dsk / dX repeat the above measurement, the highest contrast focus position by detecting, it is possible to obtain the best focus position of projection optical system PL. 更に、複数の位置でベストフォーカス位置を求めることによって像面湾曲を求めることができ、X方向及びY方向の評価用マークのそれぞれについてベストフォーカス位置を求めることによって、非点収差も求めることができる。 Furthermore, it can determine the curvature by obtaining the best focus position at a plurality of positions, by determining the best focus position for each of the evaluation marks in the X and Y directions, astigmatism can also be determined .

【0052】この際に本例の照明光IL2は露光光IL The illumination light IL2 of this embodiment when the exposure light IL
1と同じ波長で、かつ連続光であるため、露光光IL1 Since 1 and at the same wavelength, and a continuous light, exposure light IL1
における結像特性を正確に、かつ高速に計測することができる。 The imaging characteristics can be measured accurately and at high speed in. 更に、照明光IL2の波長幅は露光光IL1の波長幅よりも狭いため、投影光学系PLの結像特性を高精度に計測することができる。 Furthermore, the wavelength width of the illumination light IL2 is narrower than the wavelength width of the exposure light IL1, it is possible to measure the imaging characteristic of the projection optical system PL with high accuracy. なお、上記の実施の形態では、照明光IL2として連続光が使用されているが、 In the embodiment described above, the continuous light as the illumination light IL2 is used,
照明光IL2として露光光IL1の発振周波数よりも高い周波数で、実質的に連続光とみなすことができる光を使用してもよい。 At a frequency higher than the oscillation frequency of the exposure light IL1 as illumination light IL2, may be used light can be regarded as substantially continuous light.

【0053】また、上記の実施の形態は、投影露光装置においてTTR方式のアライメントや投影光学系の全体としての結像特性の計測を行う場合に本発明を適用したものであるが、本発明はそれ以外にも、例えばTTL方式でアライメントを行う場合、投影光学系の一部の検査や調整を行う場合、更には露光状態の検査や調整を行う場合等にも適用することができる。 [0053] Further, the above-described embodiment, but an application of the present invention when performing the measurement of the imaging characteristics of the overall alignment and the projection optical system of the TTR method in a projection exposure apparatus, the present invention is Besides this, for example, when the alignment in the TTL system, when performing part of the inspection and adjustment of the projection optical system can further be applied to such a case of performing inspection and adjustment of the exposure conditions. また、本発明はLI In addition, the present invention is LI
A方式のアライメントセンサのみならず、LSA(Lase Not only the alignment sensor of A method, LSA (Lase
r Step Alignment)方式や画像処理方式(FIA方式) r Step Alignment) system and image processing system (FIA method)
のアライメントセンサにも適用することができる。 It can be applied also to the alignment sensor.

【0054】更に、本発明は、レチクルRとウエハWとの間から投影光学系PLの少なくとも一部を介して1本のビームをウエハマークに照射し、そのウエハマークから発生する一対の回折光(例えば±1次回折光)を受光するアライメントセンサにも適用できる。 [0054] Further, the present invention includes a pair of diffracted light from between the reticle R and the wafer W through at least part of the projection optical system PL is irradiated with one beam to the wafer marks, generated from the wafer mark (e.g. ± 1-order diffracted light) can be applied to an alignment sensor for receiving. また、TTL In addition, TTL
方式又はオフ・アクシス方式であって、1本のレーザビームをウエハマークに照射し、そのウエハマークから発生する一対の回折光を受光するアライメントセンサにも本発明が適用できる。 A method or off-axis type is irradiated with one laser beam to the wafer mark, the present invention can be applied to an alignment sensor for receiving the pair of diffracted light generated from the wafer mark. これらの場合、検出する一対の回折光は通常は同一次数(符号は逆)であるが、更に0次光と2次光(又は−2次光)というように次数が異なる複数対の回折光の干渉光をそれぞれ独立に検出し、その少なくとも1つの光電変換信号を用いるようにしてもよい。 In these cases, the same orders a pair of diffracted light is normally detected (sign reversed) is a further 0-order light and the secondary light (or -2-order light) of the plurality of pairs of orders are different so that the diffracted light the interference light is detected independently, it may be used at least one photoelectric conversion signal. これによって、ウエハマークの非対称性の影響やレジストの薄膜干渉の影響が軽減できる場合がある。 Thus, there is a case where the influence of thin film interference of asymmetry effects and registration of the wafer mark can be reduced.

【0055】また、本発明は走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型(ステッパー型)の投影露光装置、又はプロキシミティ方式やコンタクト方式等の露光装置にも適用することができる。 [0055] Further, the present invention not only the projection exposure apparatus of the scanning exposure type, can also be applied to a projection exposure apparatus, or an exposure apparatus such as a proximity type or a contact type one-shot exposure type (stepper type). このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。 Thus, the present invention is not limited to the embodiments described above, can take various arrangements without departing from the gist of the present invention.

【0056】 [0056]

【発明の効果】本発明の露光方法及び露光装置によれば、露光光源とは別に調整等を行うために露光ビームと実質的に同一波長の光源を備えているため、露光ビームとしてほぼ真空紫外域の短波長の光を使用する場合でも、照明光学系の構成にあまり影響を与えることなく、 According to the exposure method and the exposure apparatus of the present invention, since the exposure light source comprises a light source of the exposure beam substantially the same wavelength in order to perform separate adjustment, near vacuum ultraviolet as exposure beam even when using light of short wavelength range, without affecting too much the structure of the illumination optical system,
投影光学系等の調整等を高精度に行うことができる利点がある。 There is an advantage that it is possible to adjust such as a projection optical system with high accuracy.

【0057】また、照明光として実質的に連続光を使用する場合には、露光ビームとしてパルス光を使用する場合でも、投影光学系等を介して高速に所定の計測等を行うことができる。 [0057] In the case of using a substantially continuous light as the illumination light, even when using a pulsed light as the exposure beam, it is possible to perform a predetermined measurement or the like at high speed through the projection optical system or the like.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明の第1の実施の形態で使用される投影露光装置を示す概略構成図である。 1 is a schematic diagram showing a projection exposure apparatus used in the first embodiment of the present invention.

【図2】 (a)はレチクルマークの一例を示す平面図、(b)はウエハマークの一例を示す平面図である。 2 (a) is a plan view showing an example of the reticle mark is a plan view showing an example of (b) is a wafer mark.

【図3】 LIA方式の検出原理の説明図である。 3 is an explanatory view of a detection principle of the LIA.

【図4】 図1の光源30の第1の構成例を示す図である。 4 is a diagram showing a first configuration example of the light source 30 of FIG. 1.

【図5】 その光源30の第2の構成例を示す図である。 5 is a diagram showing a second configuration example of the light source 30.

【図6】 その光源30の第3の構成例を示す図である。 6 is a diagram showing a third configuration example of the light source 30.

【図7】 本発明の第2の実施の形態で使用される投影露光装置を示す一部を切り欠いた構成図である。 7 is a configuration view, with parts cut away showing a projection exposure apparatus used in the second embodiment of the present invention.

【図8】 図7の投影露光装置で結像特性の計測時に検出される検出信号、及びこの微分信号を示す図である。 [8] the detection signal detected during the measurement of the imaging characteristics in the projection exposure apparatus of FIG. 7, and illustrates the differential signal.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…露光光源、IL1…露光光、IL2…照明光、R… 1 ... exposure light source, IL1 ... exposure light, IL2 ... illumination light, R ...
レチクル、11…レチクルステージ、PL…投影光学系、W…ウエハ、13…主制御系、15…ウエハステージ、22X,22Y…窓部、23X,23Y…レチクルマーク、25X,25Y…ウエハマーク、26…アライメントセンサ、30…光源、33A,33B…光変調器、42…半導体レーザ素子、43A,43B,43 Reticle, 11 ... reticle stage, PL ... projection optical system, W ... wafer, 13 ... main control system, 15 ... wafer stage, 22X, 22Y ... window, 23X, 23Y ... reticle mark, 25X, 25Y ... wafer mark 26 ... alignment sensor, 30 ... light source, 33A, 33B ... optical modulator, 42 ... semiconductor laser elements, 43A, 43B, 43
C,43D…凹面ミラー、46…GaN系半導体レーザ素子、47…GaAlAs系半導体レーザ素子、51… C, 43D ... concave mirror, 46 ... GaN-based semiconductor laser device, 47 ... GaAlAs based semiconductor laser device, 51 ...
波長可変固体レーザ結晶、52,52A…非線形光学結晶(LBO)、53…非線形光学結晶(SBBO) Wavelength tunable solid-state laser crystal, 52, 52A ... nonlinear optical crystal (LBO), 53 ... non-linear optical crystal (SBBO)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) G21K 5/00 G21K 5/00 R Fターム(参考) 2F065 AA03 AA06 AA20 BB02 BB03 BB18 BB28 CC20 DD06 EE00 FF48 FF51 FF52 GG04 GG06 GG21 GG25 HH04 HH13 JJ01 JJ09 LL04 LL12 LL19 LL21 LL30 LL42 LL46 LL57 NN06 NN08 NN20 PP12 QQ00 QQ13 QQ28 QQ41 QQ42 2H097 CA13 KA03 KA12 KA13 KA20 KA28 LA10 5F046 BA04 BA05 CB27 DB05 EA07 EB02 EB07 ED01 FA02 FA05 FB10 FB12 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) G21K 5/00 G21K 5/00 R F-term (reference) 2F065 AA03 AA06 AA20 BB02 BB03 BB18 BB28 CC20 DD06 EE00 FF48 FF51 FF52 GG04 GG06 GG21 GG25 HH04 HH13 JJ01 JJ09 LL04 LL12 LL19 LL21 LL30 LL42 LL46 LL57 NN06 NN08 NN20 PP12 QQ00 QQ13 QQ28 QQ41 QQ42 2H097 CA13 KA03 KA12 KA13 KA20 KA28 LA10 5F046 BA04 BA05 CB27 DB05 EA07 EB02 EB07 ED01 FA02 FA05 FB10 FB12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 露光光源からの露光ビームでマスクを照明し、前記マスクのパターンを基板上に転写する露光方法において、 前記露光光源とは別に、前記露光ビームと実質的に同一波長の実質的に連続光よりなる照明光を発生する一つ又は複数個の計測用光源を備え、 該計測用光源からの照明光を用いて所定の計測を行うことを特徴とする露光方法。 1. A illuminates the mask with an exposure beam from an exposure light source, an exposure method for transferring a pattern of the mask on the substrate, separately from the exposure light source, substantially of the exposure beam is substantially the same wavelength exposure method includes a single or a plurality of measuring light source, and performs predetermined measurement using illumination light from the measuring light source for generating illumination light composed of continuous light.
  2. 【請求項2】 露光ビームを発生する露光光源と、該露光光源からの露光ビームでマスクを照明する照明光学系とを備え、前記露光ビームのもとで前記マスクのパターンを基板上に転写する露光装置において、 前記露光光源とは別に、前記露光ビームと実質的に同一波長の実質的に連続光よりなる照明光を発生する一つ又は複数個の計測用光源を備え、 該計測用光源からの照明光を用いて所定の計測を行うことを特徴とする露光装置。 2. A exposure light source for generating an exposure beam, and an illumination optical system for illuminating a mask with exposure beam from the exposure light source, to transfer the pattern of the mask on the substrate under the exposure beam in the exposure apparatus, separately from the exposure light source, provided with one or a plurality of measuring light source for generating the exposure beam substantially illuminating light consisting essentially continuous light of the same wavelength, from the measuring light source exposure apparatus and performs predetermined measurement using illumination light.
  3. 【請求項3】 前記マスクのパターンを前記基板上に転写する投影光学系と、 前記基板の位置決めを行う基板ステージと、 前記計測用光源からの照明光を前記マスク及び前記投影光学系を介して前記基板上のマークに照射する検出用照明系と、 前記マークから戻される照明光を前記投影光学系及び前記マスクを介して受光する検出用受光系と、を備え、該検出用受光系からの検出情報に基づいて前記マークの位置を計測することを特徴とする請求項2記載の露光装置。 3. A projection optical system for transferring the pattern of the mask on the substrate, a substrate stage for positioning of the substrate, the illumination light from the measuring light source through the mask and the projection optical system and detecting illumination system for irradiating a mark on the substrate, and a detecting light-receiving system that receives via the illumination light the projection optical system and the mask returned from the mark, from the light receiving system for said detectable the exposure apparatus according to claim 2, wherein the measuring the position of the mark on the basis of the detection information.
  4. 【請求項4】 前記マスクのパターンを前記基板上に転写する投影光学系と、 前記基板の位置決めを行う基板ステージと、 前記計測用光源からの照明光を前記マスク上のマークに照射する検出用照明系と、 前記基板ステージ上に配置された前記マーク及び前記投影光学系を経た照明光を受光する検出用受光系と、を備え、該検出用受光系からの検出情報に基づいて前記マークの状態を計測することを特徴とする請求項2記載の露光装置。 4. A projection optical system for transferring the pattern of the mask on the substrate, a substrate stage for positioning the substrate, for detecting that irradiates illumination light from the measuring light source on the mark on the mask an illumination system, and a detecting light-receiving system for receiving the marks and illumination light having passed through the projection optical system disposed on the substrate stage, the mark on the basis of the detection information from the light receiving system for said detectable the exposure apparatus according to claim 2, wherein the measuring the status.
  5. 【請求項5】 前記計測用光源は、前記露光ビームより長い波長の照明光を発生する光源と、入射する光束の高調波を発生するSBBOよりなる非線形光学結晶と、を含むことを特徴とする請求項2〜4の何れか一項記載の露光装置。 Wherein said measuring light source is characterized in that it comprises a light source for generating illumination light having a wavelength longer than the exposure beam, and a nonlinear optical crystal composed of SBBO generating harmonics of the light beam incident, the the exposure apparatus according to any one of claims 2-4.
  6. 【請求項6】 前記計測用光源は、前記露光ビームより長い波長の照明光を発生する光源と、該光源からの照明光に励起された光の高調波を発生する波長可変レーザ光源と、該波長可変レーザ光源からの光の高調波を発生する高調波発生系と、を有することを特徴とする請求項2 Wherein said measuring light source comprises a light source for generating illumination light having a wavelength longer than the exposure beam, a wavelength variable laser light source for generating a harmonic of the excited light into the illumination light from the light source, the claim 2, characterized in that it comprises a and a harmonic generation system for generating harmonics of the light from the tunable laser
    〜5の何れか一項記載の露光装置。 The exposure apparatus according to one of 5.
  7. 【請求項7】 前記計測用光源は、前記露光ビームより長い波長の照明光を発生する半導体レーザ光源と、該光源からの照明光の波長を所定波長に安定化する波長安定系と、前記光源からの光の高調波を発生する高調波発生系と、を有することを特徴とする請求項2〜4の何れか一項記載の露光装置。 Wherein said measuring light source comprises a semiconductor laser light source for generating illumination light having a wavelength longer than the exposure beam, a wavelength stabilization system for stabilizing the predetermined wavelength a wavelength of the illumination light from the light source, the light source the exposure apparatus according to any one of claims 2-4, characterized in that it comprises a and a harmonic generation system for generating a harmonic light from.
  8. 【請求項8】 前記計測用光源は、前記露光ビームより長い波長の照明光を発生する半導体レーザ光源と、該光源からの照明光の波長を所定波長に安定化する波長安定系と、前記光源からの光の4倍高調波以上の高調波を発生する高調波発生系と、を有することを特徴とする請求項2〜4の何れか一項記載の露光装置。 Wherein said measuring light source comprises a semiconductor laser light source for generating illumination light having a wavelength longer than the exposure beam, a wavelength stabilization system for stabilizing the predetermined wavelength a wavelength of the illumination light from the light source, the light source the exposure apparatus according to any one of claims 2-4, characterized in that it comprises 4-fold and harmonic generation system for generating a harmonic or harmonics, the light from.
  9. 【請求項9】 前記計測用光源は、三角形状に配置されるレーザ共振器を含むことを特徴とする請求項7又は8 Wherein said measuring light source is according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a laser cavity disposed in a triangular shape
    記載の露光装置。 The exposure apparatus according.
  10. 【請求項10】 前記露光ビームの波長は実質的に19 10. The wavelength of the exposure beam is substantially 19
    3nm又は157nmであり、前記計測用光源から射出される照明光の波長幅は前記露光ビームの波長幅よりも狭いことを特徴とする請求項2〜9の何れか一項記載の露光装置。 A 3nm or 157 nm, the wavelength width of the illumination light emitted from the measuring light source is an exposure apparatus according to any one of claims 2-9, characterized in that narrower than the wavelength width of the exposure beam.
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