JP2001217180A - Alignment method, alignment device, aligner and exposure method - Google Patents

Alignment method, alignment device, aligner and exposure method

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JP2001217180A
JP2001217180A JP2000025857A JP2000025857A JP2001217180A JP 2001217180 A JP2001217180 A JP 2001217180A JP 2000025857 A JP2000025857 A JP 2000025857A JP 2000025857 A JP2000025857 A JP 2000025857A JP 2001217180 A JP2001217180 A JP 2001217180A
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Japan
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measurement
illumination
alignment
data
fine
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Akira Takahashi
顕 高橋
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Original Assignee
Nikon Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the time required for alignment of an alignment object. SOLUTION: Characteristic data, showing the relation of optical characteristics between a search measurement system including a camera 56 and a fine measurement system including a camera 58, are stored and held in advance in a memory 67 of a main control system 59. The main control system 59 acquires first illumination data, which are optimum data regarding illumination during search measurement by preliminary detection, for example. After search measurement is executed by illumination according to the first illumination data, the attitude of an object 11 is adjusted based on the result of the search measurement to enable fine measurement, first illumination data is changed according to characteristic data and second illumination data, which are optimum data regarding the illumination during fine measurement is acquired, by changing the first illumination data according to characteristic data, and after fine measurement is executed through illumination in accordance with the second illumination data, the attitude of the object 1 is adjusted so as to match a prescribed reference.

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、半導体集積回路、
液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマ
イクロデバイス等をリソグラフィ技術を用いて製造する
際に使用されるマスク等をアライメントするアライメン
ト方法及びアライメント装置、並びに露光装置及び露光
方法に関する。
[0001] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
The present invention relates to an alignment method and an alignment apparatus for aligning a mask and the like used when manufacturing a liquid crystal display element, an imaging element, a thin-film magnetic head, and other micro devices using a lithography technique, and an exposure apparatus and an exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロデバイスの製造においては、露
光装置を用いてフォトマスクやレチクル(以下、これら
をレチクルと総称する)に形成された微細なパターンの
像をフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエ
ハやガラスプレート等の基板上に投影露光することが繰
り返し行われる。露光を行う際には、基板の位置と投影
されるレチクルに形成されたパターンの相対位置を精密
に合わせる必要がある。この位置合わせを行うため、レ
チクル及び基板にはそれぞれアライメントマークが形成
されており、このアライメントマークの位置をアライメ
ントセンサにより検出して、レチクル及び/又は基板の
姿勢を調整することにより、相対的位置関係を整合させ
る。
2. Description of the Related Art In the manufacture of microdevices, a fine pattern image formed on a photomask or reticle (hereinafter, these are collectively referred to as a reticle) is coated with a photosensitive agent such as a photoresist using an exposure apparatus. Projection exposure on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate is repeatedly performed. When performing exposure, it is necessary to precisely match the relative position of the pattern formed on the reticle to be projected with the position of the substrate. In order to perform this alignment, alignment marks are respectively formed on the reticle and the substrate. The position of the alignment mark is detected by an alignment sensor, and the relative position is adjusted by adjusting the attitude of the reticle and / or the substrate. Reconcile relationships.

【0003】レチクルのアライメントを行うアライメン
ト装置は、レチクルに形成されたアライメントマークの
位置を計測するアライメントセンサ(例えば、CCD等
の撮像素子)を含む位置計測系と、このアライメントセ
ンサによって検出されたアライメントマークの位置に基
づいてレチクルの位置合わせを行う姿勢調整系とから構
成される。
An alignment apparatus for aligning a reticle includes a position measuring system including an alignment sensor (for example, an image pickup device such as a CCD) for measuring the position of an alignment mark formed on the reticle, and an alignment detected by the alignment sensor. And a posture adjustment system for positioning the reticle based on the position of the mark.

【0004】位置計測系は、一般に、レチクルの精密な
アライメント(ファインアライメント)を行うためにア
ライメントマークの位置を高倍率でファイン(精密)計
測するファイン計測系と、ファイン計測系による精密計
測に先立って、アライメントマークをファイン計測系に
よる計測が可能となるように比較的に粗いアライメント
(サーチアライメント)を行うためにアライメントマー
クを低倍率でラフ(粗)計測(サーチ計測ともいう)す
るサーチ計測系とを備えている。
In general, a position measuring system is a fine measuring system that performs fine (precision) measurement of the position of an alignment mark at a high magnification in order to perform a precise alignment (fine alignment) of a reticle, and a fine measuring system prior to the fine measurement by the fine measuring system. A search measurement system that performs rough (coarse) measurement of the alignment mark at a low magnification (also referred to as search measurement) in order to perform relatively coarse alignment (search alignment) so that the alignment mark can be measured by the fine measurement system. And

【0005】このようにサーチアライメントを行った後
にファインアライメントを行うのは以下の理由による。
即ち、ファイン計測系のアライメントセンサは高倍率で
あるため、その視野を広くとることは難しく、また、光
学系の収差(ディストーション等)の影響を避けるため
に、アライメントマークの位置を動かさずに計測するこ
とが望ましい。従って、比較的に低倍率で広い視野を有
するサーチ計測系により大まかなアライメントを実施し
た後に、正確且つ精密なアライメントを実施するのが、
精度的にあるいは速度的に有利だからである。なお、現
状では、サーチアライメントの精度は1μm程度であ
り、ファインアライメントの精度は1nm程度である。
The reason why the fine alignment is performed after the search alignment is performed is as follows.
That is, since the alignment sensor of the fine measurement system has a high magnification, it is difficult to obtain a wide field of view. In addition, in order to avoid the influence of aberrations (distortion, etc.) of the optical system, measurement is performed without moving the position of the alignment mark. It is desirable to do. Therefore, after performing a rough alignment using a search measurement system having a relatively large magnification and a wide field of view, it is necessary to perform accurate and precise alignment.
This is because it is advantageous in terms of accuracy or speed. At present, the accuracy of search alignment is about 1 μm, and the precision of fine alignment is about 1 nm.

【0006】このように、サーチアライメント用のサー
チ計測系とファインアライメント用のファイン計測系と
は、求められる精度や視野の大きさが異なることから、
それぞれの計測に用いる光学系の倍率やアライメントセ
ンサの感度等が異なり、このため、アライメントマーク
をサーチ計測系を用いて計測する場合の最適な照明パワ
ーと、ファイン計測系を用いて計測する場合の最適な照
明パワーは相違する。
As described above, the search measurement system for search alignment and the fine measurement system for fine alignment differ in the required accuracy and the size of the field of view.
The magnification of the optical system used for each measurement and the sensitivity of the alignment sensor are different, so the optimum illumination power when measuring the alignment mark using the search measurement system and the optimum illumination power when measuring using the fine measurement system The optimal lighting power is different.

【0007】そこで、従来は、サーチ計測を実施する前
に、該サーチ計測系を用いて適当な照明パワーでアライ
メントマークを照明して、サーチ計測系による検出値を
得る予備検出(試し打ち)を実施し、これに基づいてサ
ーチ計測についての最適な照明パワーを求めた上で、サ
ーチアライメントを実施する。次いで、ファイン計測を
実施する前に、該ファイン計測系を用いて適当な照明パ
ワーでアライメントマークを照明して、ファイン計測系
による検出値を得る予備検出(試し打ち)を再度実施
し、これに基づいてファイン計測についての最適な照明
パワーを求めた上で、ファインアライメントを実施する
ようにしていた。
Therefore, conventionally, before performing the search measurement, the alignment mark is illuminated with an appropriate illumination power using the search measurement system, and preliminary detection (trial hitting) for obtaining a detection value by the search measurement system is performed. Then, based on this, the optimum illumination power for the search measurement is obtained, and then the search alignment is performed. Next, before performing the fine measurement, the alignment mark is illuminated with an appropriate illumination power using the fine measurement system, and preliminary detection (test hitting) for obtaining a detection value by the fine measurement system is performed again. On the basis of this, the optimum illumination power for fine measurement was obtained, and then fine alignment was performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、サーチアライメントのためにサーチ計測を実施す
る前に、当該サーチ計測についての最適な照明パワーを
予備検出し、また、ファインアライメントのためのファ
イン計測を実施する前に、当該ファイン計測についての
最適な照明パワーを予備検出するようにしており、予備
検出、即ち、照明光による照明、アライメントセンサに
よる検出、及びその検出結果に基づく最適照明パワーの
演算等の処理を2回行う必要があり、レチクルのアライ
メントが完了するまでに長時間を要するため、スループ
ット(生産性)を低下させる原因の一つになっていた。
As described above, in the prior art, before performing search measurement for search alignment, the optimum illumination power for the search measurement is preliminarily detected, and fine alignment is performed. Before performing the fine measurement, the optimal illumination power for the fine measurement is preliminarily detected, and the preliminary detection, that is, the illumination by the illumination light, the detection by the alignment sensor, and the optimal illumination based on the detection result are performed. Processing such as power calculation must be performed twice, and it takes a long time to complete the alignment of the reticle, which has been one of the causes of a decrease in throughput (productivity).

【0009】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、サーチアライメント及びファインアライ
メントを含むレチクル等のアライメント対象物のアライ
メントに要する時間を短縮し、スループットを向上する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the time required for alignment of an alignment object such as a reticle including search alignment and fine alignment, and to improve throughput. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す例で
は、理解の容易化のため、本発明の各構成要件に実施形
態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、本
発明の構成又は各構成要件は、これら参照符号によって
拘束されるものに限定されない。
Hereinafter, in the examples shown in this section, for ease of understanding, each constituent element of the present invention will be described with typical reference numerals shown in the drawings of the embodiments. The configuration of the present invention or each component requirement is not limited to those restricted by these reference numerals.

【0011】上述した課題を解決するための本発明のア
ライメント方法は、対象物(例えば、マスク、基板)
(11)に形成されたマーク(RMA,RMB)の位置
を計測して該対象物のアライメントを行うアライメント
方法であって、前記マークをラフ計測する第1計測系
(51,52,53,54,55,56)と該マークを
ラフ計測よりも高精度なファイン計測する第2計測系
(51,52,57,58)との間の光学特性の関係を
示す特性データを獲得するステップと、ラフ計測時の照
明に関する最適データである第1照明データを獲得する
ステップ(ST10)と、前記第1照明データに従って
照明してラフ計測を実施するステップ(ST12)と、
前記ラフ計測の結果に基づいて前記対象物の姿勢をファ
イン計測可能なように調整するステップ(ST13)
と、前記第1照明データを前記特性データに従って換算
してファイン計測時の照明に関する最適データである第
2照明データを求めるステップ(ST14)と、前記第
2照明データに従って照明してファイン計測を実施する
ステップ(ST15)と、を含むことを特徴とする。
An alignment method according to the present invention for solving the above-described problems is directed to an object (for example, a mask or a substrate).
An alignment method for measuring the position of a mark (RMA, RMB) formed in (11) and aligning the object, wherein the first measurement system (51, 52, 53, 54) for rough measuring the mark. , 55, 56) and a second measurement system (51, 52, 57, 58) that performs fine measurement of the mark more accurately than rough measurement; A step (ST10) of acquiring first illumination data, which is optimal data relating to illumination at the time of rough measurement, and a step (ST12) of performing illumination and rough measurement according to the first illumination data;
Adjusting the posture of the object based on the result of the rough measurement so that fine measurement can be performed (ST13).
And a step (ST14) of converting the first illumination data according to the characteristic data to obtain second illumination data that is optimal data regarding illumination at the time of fine measurement, and performing fine measurement by illuminating according to the second illumination data. (ST15).

【0012】また、上述した課題を解決するための本発
明のアライメント装置は、対象物(例えば、マスク、基
板)(11)に形成されたマーク(RMA,RMB)の
位置を計測して該対象物のアライメントを行うアライメ
ント装置であって、前記対象物の姿勢を調整する姿勢調
整装置(15,18)と、前記マークをラフ計測する第
1計測系(51,52,53,54,55,56)と、
前記マークをファイン計測する第2計測系(51,5
2,57,58)と、前記第1計測系と前記第2計測系
との間の光学特性の関係を示す特性データが記憶された
記憶装置(67)と、ラフ計測時の照明に関する最適デ
ータである第1照明データを獲得し、前記第1照明デー
タに従って照明してラフ計測を実施した後に、前記ラフ
計測の結果に基づいて前記姿勢調整装置を制御して前記
対象物の姿勢をファイン計測可能なように調整するとと
もに、前記ラフ計測時の照明に関する最適データを前記
特性データに従って換算してファイン計測時の最適デー
タである第2照明データを求め、前記第2照明データに
従って照明してファイン計測を実施した後に、前記ファ
イン計測の結果に基づいて前記姿勢調整装置を制御して
前記対象物の姿勢を所定の基準に整合するように調整す
る制御装置(59)と、を備えたことを特徴とする。
The alignment apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem measures the position of a mark (RMA, RMB) formed on an object (for example, a mask or a substrate) (11) and measures the position of the object. An alignment apparatus for performing alignment of an object, comprising: an attitude adjustment apparatus (15, 18) for adjusting the attitude of the object; and a first measurement system (51, 52, 53, 54, 55, 55) for rough measuring the mark. 56)
A second measurement system (51, 5) for finely measuring the mark
2, 57, 58), a storage device (67) storing characteristic data indicating a relationship between optical characteristics between the first measurement system and the second measurement system, and optimal data relating to illumination during rough measurement. After obtaining the first illumination data and performing rough measurement by illuminating according to the first illumination data, the attitude adjustment device is controlled based on the result of the rough measurement to finely measure the attitude of the object. Adjustment is made as much as possible, and the optimal data relating to the illumination at the time of the rough measurement is converted according to the characteristic data to obtain second illumination data which is the optimal data at the time of the fine measurement. After performing the measurement, the control device (59) controls the posture adjustment device based on the result of the fine measurement, and adjusts the posture of the object so as to match the posture of the object to a predetermined reference. Characterized by comprising a and.

【0013】本発明によれば、ラフ計測に用いられた照
明に関する最適データ(第1照明データ)を、予め獲得
された特性データに従って換算して、ファイン計測時に
用いる照明に関する最適データ(第2照明データ)を求
めるようにしているので、従来のように、ファイン計測
に際して当該ファイン計測での照明に関する最適データ
を得るために予備検出(照明光による照明、アライメン
トセンサによる検出、及びその検出結果に基づく演算
等)を実施する必要がなく、簡単な計算処理のみとなる
から、ラフ計測を実施した後に速やかにファイン計測を
実施することができるようになり、従って、アライメン
トに要する時間が短縮される。
According to the present invention, the optimal data (first illumination data) relating to the illumination used in the fine measurement is converted in accordance with the characteristic data acquired in advance to obtain the optimal data (second illumination) relating to the illumination used in the rough measurement. Data), so as to obtain the optimal data on the illumination in the fine measurement at the time of the fine measurement as in the related art, based on the preliminary detection (illumination with the illumination light, detection by the alignment sensor, and the detection result based on the detection result). Since it is not necessary to carry out calculation and only simple calculation processing, fine measurement can be performed immediately after performing rough measurement, and thus the time required for alignment is reduced.

【0014】前記照明に関する最適データ(第1照明デ
ータ、第2照明データ)は、光パワー、照度、エネルギ
ー、若しくはこれらに相当する物理量であり、前記特性
データは、具体的には、前記第1及び前記第2計測系の
倍率、開口数及び感度のうちの少なくとも一つに関する
データである。前記第1照明データを獲得する方法とし
ては、特に限定されないが、前記ラフ計測に先立ち、前
記マークを予備的に照明して前記第1計測系により計測
される結果から求めることができる。なお、アライメン
トマークの反射率を予め求めておいて、そのデータに基
づいて前記第1照明データを求めるようにしてもよい。
The optimal data (first illumination data, second illumination data) relating to the illumination is light power, illuminance, energy, or a physical quantity corresponding thereto, and the characteristic data is, specifically, the first data. And data on at least one of magnification, numerical aperture, and sensitivity of the second measurement system. The method of acquiring the first illumination data is not particularly limited, but can be obtained from a result measured by the first measurement system by preliminary illuminating the mark before the rough measurement. The reflectance of the alignment mark may be determined in advance, and the first illumination data may be determined based on the data.

【0015】上述した課題を解決するための本発明の露
光装置は、マスクに形成されたパターンの像を感光基板
に露光転写する露光装置において、前記マスク及び前記
感光基板の少なくとも一方をアライメントするアライメ
ント装置として、上述したアライメント装置を備えて構
成される。この発明によれば、短時間でレチクルのアラ
イメントを終了することができるので、露光処理に速や
かに移行でき、スループット(生産性)を向上すること
ができる。
According to the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing and transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, wherein the exposure apparatus aligns at least one of the mask and the photosensitive substrate. The apparatus includes the above-described alignment apparatus. According to the present invention, the alignment of the reticle can be completed in a short time, so that it is possible to promptly shift to the exposure processing and improve the throughput (productivity).

【0016】また、上述した課題を解決するための本発
明の露光方法は、パターンが形成されたマスクを前記ア
ライメント方法を用いてアライメントし、該アライメン
トされたマスクに形成されたパターンの像を感光基板に
露光転写する。この発明によれば、上述した本発明の露
光装置と同様の作用効果を得ることができる。
According to the exposure method of the present invention for solving the above-mentioned problems, a mask on which a pattern is formed is aligned using the alignment method, and an image of the pattern formed on the aligned mask is exposed. Exposure transfer to substrate. According to the present invention, the same functions and effects as those of the above-described exposure apparatus of the present invention can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.

【0018】図1は本発明の一実施形態に係る投影露光
装置の全体構成図、図2は同じくアライメント系の概略
構成図、図3は同じくアライメント系の詳細構成図であ
る。図4(A),(B)は計測用カメラの受光面に結像
されたレチクル・アライメント・マーク及び基準マーク
の像並びにその光電変換信号を示す図である。図5は主
制御系によるアライメント処理を示すフローチャートで
ある。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an alignment system, and FIG. 3 is a detailed configuration diagram of an alignment system. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the images of the reticle alignment mark and the reference mark formed on the light receiving surface of the measuring camera and the photoelectric conversion signals thereof. FIG. 5 is a flowchart showing the alignment processing by the main control system.

【0019】図1に示すように、この露光装置30は、
いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光装置で
あり、マスクとしてのレチクル11上のパターンの一部
を投影光学系13を介して感光基板としてのレジストが
塗布されたウエハ14上に縮小投影露光した状態で、レ
チクル11とウエハ14とを、投影光学系13に対して
同期移動させることにより、レチクル11上のパターン
の縮小像を逐次ウエハ14の各ショット領域に転写する
ようになっている。
As shown in FIG. 1, this exposure apparatus 30
This is a so-called step-and-scan type exposure apparatus in which a part of a pattern on a reticle 11 as a mask is reduced and projected through a projection optical system 13 onto a wafer 14 coated with a resist as a photosensitive substrate. By moving the reticle 11 and the wafer 14 synchronously with respect to the projection optical system 13, a reduced image of the pattern on the reticle 11 is sequentially transferred to each shot area of the wafer 14.

【0020】この露光装置30は、照明光源1としてK
rFエキシマレーザ(発振波長248nm)を備えてい
る。照明光源1としては、特に限定されず、g線(43
6nm)、i線(365nm)、ArFエキシマレーザ
(193nm)、Fレーザ(157nm)、Ar
エキシマレーザ(波長126nm)等を採用するこ
とができる。
The exposure apparatus 30 uses K
An rF excimer laser (oscillation wavelength: 248 nm) is provided. The illumination light source 1 is not particularly limited, and may be a g-line (43
6 nm), i-ray (365 nm), ArF excimer laser (193nm), F 2 laser (157 nm), Ar
2 excimer laser (wavelength 126 nm) or the like can be employed.

【0021】露光用光源1からパルス発光されたレーザ
ビームLBは、ビーム整形・変調光学系2へ入射する。
本実施形態では、ビーム整形・変調光学系2は、ビーム
整形光学系2aと、エネルギー変調器2bとから構成さ
れている。ビーム整形光学系2aは、シリンダレンズや
ビームエキスパンダ等で構成され、これらにより、後続
のフライアイレンズ5に効率よく入射するようにビーム
の断面形状が整形される。
The laser beam LB pulsed from the exposure light source 1 enters the beam shaping / modulating optical system 2.
In this embodiment, the beam shaping / modulating optical system 2 includes a beam shaping optical system 2a and an energy modulator 2b. The beam shaping optical system 2a includes a cylinder lens, a beam expander, and the like, and the cross-sectional shape of the beam is shaped so as to efficiently enter the subsequent fly-eye lens 5.

【0022】エネルギー変調器2bは、エネルギー粗調
器及びエネルギー微調器等から構成されている。エネル
ギー粗調器は、回転自在なレボルバ上に透過率(=(1
−減光率)×100(%))の異なる複数個のNDフィ
ルタを配置したものであり、そのレボルバを回転するこ
とにより、入射するレーザビームLBに対する透過率を
100%から複数段階で切り換えることができるように
なっている。なお、そのレボルバと同様のレボルバを2
段配置し、2組のNDフィルタの組み合わせによってよ
り細かく透過率を調整できるようにしてもよい。一方、
エネルギー微調器は、ダブル・グレーティング方式、ま
たは傾斜角可変の2枚の平行平板ガラスを組み合わせた
方式等で、所定範囲内でレーザビームLBに対する透過
率を連続的に微調整するものである。ただし、このエネ
ルギー微調器を使用する代わりに、エキシマレーザ光源
1の出力変調によってレーザビームLBのエネルギーを
微調整してもよい。
The energy modulator 2b is composed of an energy coarse adjuster and an energy fine adjuster. The energy coarse adjuster has a transmittance (= (1) on a rotatable revolver.
A plurality of ND filters having different light attenuation rates) × 100 (%) are arranged, and the transmittance of the incident laser beam LB is switched from 100% in a plurality of steps by rotating the revolver. Is available. Note that a revolver similar to the revolver
The transmittance may be adjusted more finely by combining two sets of ND filters by arranging the ND filters. on the other hand,
The energy fine adjuster is a double grating method or a method in which two parallel flat glass plates with variable inclination angles are combined, and the like, and continuously and finely adjusts the transmittance of the laser beam LB within a predetermined range. However, instead of using this energy fine adjuster, the energy of the laser beam LB may be finely adjusted by the output modulation of the excimer laser light source 1.

【0023】ビーム整形・変調光学系2から射出された
レーザビームLBは、光路折り曲げ用のミラーMを介し
てフライアイレンズ5に入射する。フライアイレンズ5
は、後続のレチクル11を均一な照度分布で照明するた
めに多数の2次光源を形成する。フライアイレンズ5に
代えて、ロッド・インテグレータ等のオプチカルインテ
グレータ(ホモジナイザー)を採用することができる。
The laser beam LB emitted from the beam shaping / modulating optical system 2 enters the fly-eye lens 5 via a mirror M for bending the optical path. Fly eye lens 5
Forms a number of secondary light sources to illuminate the subsequent reticle 11 with a uniform illumination distribution. Instead of the fly-eye lens 5, an optical integrator (homogenizer) such as a rod integrator can be adopted.

【0024】フライアイレンズ5の射出面には照明系の
開口絞り(いわゆるσ絞り)6が配置されており、その
開口絞り6内の2次光源から射出されるレーザビーム
(以下、「パルス照明光IL」と呼ぶ)は、反射率が小
さく透過率の大きなビームスプリッタ7に入射し、ビー
ムスプリッタ7を透過したパルス照明光ILは、リレー
レンズ8を介してコンデンサレンズ10へ入射する。
An aperture stop (so-called σ stop) 6 of an illumination system is arranged on the exit surface of the fly-eye lens 5, and a laser beam (hereinafter, “pulse illumination”) emitted from a secondary light source in the aperture stop 6 is provided. The light IL) is incident on the beam splitter 7 having a low reflectance and a high transmittance, and the pulse illumination light IL transmitted through the beam splitter 7 is incident on the condenser lens 10 via the relay lens 8.

【0025】リレーレンズ8は、第1リレーレンズ8A
と、第2リレーレンズ8Bと、これらレンズ8A,8B
間に配置される固定照明視野絞り(固定レチクルブライ
ンド)9A及び可動照明視野絞り9Bとを有する。
The relay lens 8 includes a first relay lens 8A
, A second relay lens 8B, and these lenses 8A, 8B
It has a fixed illumination field stop (fixed reticle blind) 9A and a movable illumination field stop 9B interposed therebetween.

【0026】固定照明視野絞り9Aは、矩形の開口部を
有し、ビームスプリッタ7を透過したパルス照明光IL
は、第1リレーレンズ8Aを経て固定照明視野絞り9A
の矩形の開口部を通過するようになっている。また、こ
の固定照明視野絞り9Aは、レチクルのパターン面に対
する共役面の近傍に配置されている。可動照明視野絞り
9Bは、走査方向の位置及び幅が可変の開口部を有し、
固定照明視野絞り9Aの近傍に配置されている。走査露
光の開始時及び終了時にその可動照明視野絞り9Bを介
して照明視野フィールドをさらに制限することによっ
て、不要な部分(レクチルパターンが転写されるウエハ
上のショット領域以外)の露光が防止されるようになっ
ている。
The fixed illumination field stop 9 A has a rectangular opening, and the pulse illumination light IL transmitted through the beam splitter 7.
Is a fixed illumination field stop 9A through a first relay lens 8A.
Through the rectangular opening. The fixed illumination field stop 9A is arranged near a conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle. The movable illumination field stop 9B has an opening whose position and width in the scanning direction are variable,
It is arranged near the fixed illumination field stop 9A. By further restricting the illumination field via the movable illumination field stop 9B at the start and end of the scanning exposure, exposure of unnecessary portions (other than the shot area on the wafer where the reticle pattern is transferred) is prevented. It has become.

【0027】固定照明視野絞り9A及び可動照明視野絞
り9Bを通過したパルス照明光ILは、第2リレーレン
ズ8B及びコンデンサレンズ10を経て、レチクルステ
ージ15上に保持されたレチクル11上の矩形の照明領
域12Rを均一な照度分布で照明する。レチクル11上
の照明領域12R内のパターンを投影光学系13を介し
て投影倍率α(αは例えば1/4,1/5等)で縮小し
た像が、フォトレジストが塗布されたウエハ(感光基
板)14上の照明視野フィールド12Wに投影露光され
る。以下、投影光学系13の光軸AXに平行にZ軸を取
り、その光軸AXに垂直な平面内で照明領域12Rに対
するレチクル11の走査方向(即ち、図1の紙面に平行
な方向)をY方向、その走査方向に垂直な非走査方向を
X方向として説明する。
The pulse illumination light IL that has passed through the fixed illumination field stop 9A and the movable illumination field stop 9B passes through the second relay lens 8B and the condenser lens 10, and has a rectangular illumination on the reticle 11 held on the reticle stage 15. The region 12R is illuminated with a uniform illuminance distribution. An image obtained by reducing the pattern in the illumination area 12R on the reticle 11 at a projection magnification α (α is, for example, 4 ,, 5, etc.) via the projection optical system 13 is converted to a wafer (photosensitive substrate) coated with a photoresist. ) 14 are projected and exposed to the illumination field field 12W. Hereinafter, the Z axis is taken in parallel with the optical axis AX of the projection optical system 13, and the scanning direction of the reticle 11 with respect to the illumination region 12R (that is, the direction parallel to the plane of FIG. 1) in a plane perpendicular to the optical axis AX. The Y direction and a non-scanning direction perpendicular to the scanning direction will be described as an X direction.

【0028】このとき、レチクルステージ15はレチク
ルステージ駆動部18によりY方向に走査される。外部
のレーザ干渉計16により計測されるレチクルステージ
15のY座標がステージコントローラ17に供給され、
ステージコントローラ17は供給された座標に基づいて
レチクルステージ駆動部18を介して、レチクルステー
ジ15の位置及び速度を制御する。
At this time, the reticle stage 15 is scanned in the Y direction by the reticle stage driving section 18. The Y coordinate of the reticle stage 15 measured by the external laser interferometer 16 is supplied to the stage controller 17,
The stage controller 17 controls the position and speed of the reticle stage 15 via the reticle stage driving unit 18 based on the supplied coordinates.

【0029】一方、ウエハ14は、不図示のウエハホル
ダを介してウエハステージ28上に載置される。ウエハ
ステージ28は、Zチルトステージ19と、Zチルトス
テージ19が載置されるXYステージ20とを有する。
XYステージ20は、X方向及びY方向にウエハ14の
位置決めを行うとともに、Y方向にウエハ14を走査す
る。
On the other hand, the wafer 14 is placed on a wafer stage 28 via a wafer holder (not shown). The wafer stage 28 has a Z tilt stage 19 and an XY stage 20 on which the Z tilt stage 19 is mounted.
The XY stage 20 positions the wafer 14 in the X direction and the Y direction, and scans the wafer 14 in the Y direction.

【0030】Zチルトステージ19は、ウエハ14のZ
方向の位置(フォーカス位置)を調整するとともに、X
Y平面に対するウエハ14の傾斜角を調整する機能を有
する。Zチルトステージ19上に固定された移動鏡、及
び外部のレーザ干渉計22により計測されるXYステー
ジ20(ウエハ14)のX座標、及びY座標がステージ
コントローラ17に供給され、ステージコントローラ1
7は、供給された座標に基づいてウエハステージ駆動部
23を介してXYステージ20の位置及び速度を制御す
る。
The Z tilt stage 19 moves the Z
Direction position (focus position)
It has a function of adjusting the inclination angle of the wafer 14 with respect to the Y plane. The moving mirror fixed on the Z tilt stage 19 and the X and Y coordinates of the XY stage 20 (wafer 14) measured by the external laser interferometer 22 are supplied to the stage controller 17, and the stage controller 1
7 controls the position and speed of the XY stage 20 via the wafer stage drive unit 23 based on the supplied coordinates.

【0031】ステージコントローラ17の動作は、不図
示の装置全体を統轄制御する主制御系によって制御され
ている。そして、走査露光時には、レチクル11がレチ
クルステージ15を介して+Y方向(または−Y方向)
に速度Vで走査されるのに同期して、XYステージ
20を介してウエハ14は照明視野フィールド12Wに
対して−Y方向(または+Y方向)に速度α・V
(αはレチクル11からウエハ14に対する投影倍
率)で走査される。
The operation of the stage controller 17 is controlled by a main control system (not shown) which controls the entire apparatus. At the time of scanning exposure, the reticle 11 is moved through the reticle stage 15 in the + Y direction (or the −Y direction).
Synchronization to be scanned at a speed V R in, via the XY stage 20 wafer 14 -Y direction with respect to the illumination field field 12W (or + Y direction) in velocity alpha · V
Scanning is performed at R (α is a projection magnification from the reticle 11 to the wafer 14).

【0032】Zチルトステージ19上のウエハ14の近
傍に光電変換素子からなる照度むらセンサ21が常設さ
れ、照度むらセンサ21の受光面はウエハ14の表面と
同じ高さに設定されている。照度むらセンサ21として
は、遠紫外で感度があり、且つパルス照明光を検出する
ために高い応答周波数を有するPIN型のフォトダイオ
ード等が使用できる。照度むらセンサ21の検出信号が
不図示のピークホールド回路、及びアナログ/デジタル
(A/D)変換器を介して露光コントローラ26に供給
されている。
An uneven illuminance sensor 21 made of a photoelectric conversion element is permanently provided near the wafer 14 on the Z tilt stage 19, and the light receiving surface of the uneven illuminance sensor 21 is set at the same height as the surface of the wafer 14. As the uneven illuminance sensor 21, a PIN-type photodiode or the like having sensitivity in far ultraviolet and having a high response frequency for detecting pulsed illumination light can be used. A detection signal of the uneven illuminance sensor 21 is supplied to an exposure controller 26 via a peak hold circuit (not shown) and an analog / digital (A / D) converter.

【0033】なお、ビームスプリッタ7で反射されたパ
ルス照明光ILは、集光レンズ24を介して光電変換素
子よりなるインテグレータセンサ25で受光され、イン
テグレータセンサ25の光電変換信号が、不図示のピー
クホールド回路及びA/D変換器を介して出力DSとし
て露光コントローラ26に供給される。インテグレータ
センサ25の出力DSと、ウエハ14の表面上でのパル
ス照明光ILの照度(露光量)との相関係数は予め求め
られて露光コントローラ26内に記憶されている。露光
コントローラ26は、制御情報TSを照明光源1に供給
することによって、照明光源1の発光タイミング、及び
発光パワー等を制御する。露光コントローラ26は、さ
らにエネルギー変調器2bでの減光率を制御し、ステー
ジコントローラ17はステージ系の動作情報に同期して
可動照明視野絞り9Bの開閉動作を制御する。
The pulsed illumination light IL reflected by the beam splitter 7 is received by an integrator sensor 25 composed of a photoelectric conversion element via a condenser lens 24, and the photoelectric conversion signal of the integrator sensor 25 has a peak (not shown). The output DS is supplied to the exposure controller 26 via the hold circuit and the A / D converter. The correlation coefficient between the output DS of the integrator sensor 25 and the illuminance (exposure amount) of the pulse illumination light IL on the surface of the wafer 14 is obtained in advance and stored in the exposure controller 26. The exposure controller 26 controls the light emission timing and the light emission power of the illumination light source 1 by supplying the control information TS to the illumination light source 1. The exposure controller 26 further controls the dimming rate in the energy modulator 2b, and the stage controller 17 controls the opening and closing operation of the movable illumination field stop 9B in synchronization with the operation information of the stage system.

【0034】次に、図2及び図3を参照して、この投影
露光装置のアライメント系(アライメント装置)につい
て説明する。
Next, an alignment system (alignment apparatus) of the projection exposure apparatus will be described with reference to FIGS.

【0035】ウエハステージ28の上方において、投影
光学系13にはオフアクシス(Off-Axis)方式のウエハ
アライメント顕微鏡42が固定されている。一方、レチ
クル11の上方には、TTR(Through The Reticle )
方式の一対のレクチルアライメント顕微鏡43A,43
Bが配置されている。ウエハステージ28には、レチク
ルアライメント顕微鏡用の基準マーク(フィジューシャ
ル・マーク)RMA,RMB及びウエハアライメント顕
微鏡用の基準マーク41が形成された基準マーク板40
が固定されている。
Above the wafer stage 28, an off-axis type wafer alignment microscope 42 is fixed to the projection optical system 13. On the other hand, above the reticle 11, a TTR (Through The Reticle)
Pair of reticle alignment microscopes 43A, 43
B is arranged. On the wafer stage 28, a fiducial mark plate 40 on which fiducial marks RMA, RMB for a reticle alignment microscope and a fiducial mark 41 for a wafer alignment microscope are formed.
Has been fixed.

【0036】ウエハアライメント顕微鏡42は、ウエハ
14上に形成されたウエハ・アライメント・マーク(以
下、ウエハマーク)WMや、基準マーク板40に形成さ
れた基準マーク41の位置を計測することができる。な
お、図示しないが、ウエハアライメント顕微鏡42の内
部には、マークを計測する際の基準となる指標が設けら
れている。
The wafer alignment microscope 42 can measure the positions of a wafer alignment mark (hereinafter, a wafer mark) WM formed on the wafer 14 and a reference mark 41 formed on the reference mark plate 40. Although not shown, an index serving as a reference when measuring a mark is provided inside the wafer alignment microscope 42.

【0037】また、レチクル11のパターンが形成され
た領域(パターン領域)の外側には、レチクルアライメ
ント顕微鏡43A,43Bによって観察可能な一対のレ
クチル・アライメント・マーク(以下、レチクルマー
ク)RMA,RMBが形成されている。これらとウエハ
ステージ28上の基準マーク板40に形成されている一
対の基準マークFMA,FMBとを同時に観察すること
で、レチクルRのレクチルマークRMA,RMBと、ウ
エハステージ28上の基準マークFMA,FMBとの位
置合わせを行うことができる。
Outside a region (pattern region) where the pattern of the reticle 11 is formed, a pair of reticle alignment marks (hereinafter, reticle marks) RMA and RMB observable by the reticle alignment microscopes 43A and 43B. Is formed. By observing these and the pair of reference marks FMA and FMB formed on the reference mark plate 40 on the wafer stage 28 at the same time, the reticle marks RMA and RMB of the reticle R and the reference marks FMA and RMB on the wafer stage 28 are obtained. Alignment with FMB can be performed.

【0038】ウエハステージ28上の基準マーク板40
に形成されたレチクルアライメント顕微鏡用の基準マー
クFMA,FMBと、ウエハアライメント顕微鏡用の基
準マーク41との位置関係は、予め正確に計測されて、
記憶保持されている。
Reference mark plate 40 on wafer stage 28
The positional relationship between the reticle alignment microscope reference marks FMA and FMB formed on the wafer and the wafer alignment microscope reference mark 41 is accurately measured in advance.
Remembered.

【0039】レチクルアライメント顕微鏡43Aは、図
3に示されているように構成されている。なお、レチク
ルアライメント顕微鏡43Bはレチクルアライメント顕
微鏡43Aと同一の構成であり、図3では図示を省略し
ている。このレチクルアライメント顕微鏡43Aは、比
較的にラフ(粗)な計測を実施するためのサーチ計測系
(第1計測系)と比較的にファイン(精密)な計測を実
施するためのファイン計測系(第2計測系)の2つの計
測系と、アライメント用の照明系とを有している。
The reticle alignment microscope 43A is configured as shown in FIG. The reticle alignment microscope 43B has the same configuration as the reticle alignment microscope 43A, and is not shown in FIG. The reticle alignment microscope 43A includes a search measurement system (first measurement system) for performing relatively rough (coarse) measurement and a fine measurement system (first measurement system) for performing relatively fine (precision) measurement. 2 measurement systems) and an illumination system for alignment.

【0040】サーチ計測系は、偏向ミラー51、第1対
物レンズ52、ハーフミラー53、偏向ミラー54及び
第2対物レンズ55等を含むサーチ光学系とサーチ計測
用カメラ56から構成される。ファイン計測系は、偏向
ミラー51、第1対物レンズ52、第2対物レンズ57
等を含むファイン光学系とファイン計測用カメラ58か
ら構成される。サーチ計測用カメラ56及びファイン計
測用カメラ58としては、CCD等の撮像素子を用いる
ことができる。この実施形態では、サーチ計測用カメラ
56としては低感度のものを、ファイン計測用カメラ5
8としては高感度のものを用いている。また、サーチ光
学系は倍率が低く、開口数(N.A.)が小さく設定さ
れており、ファイン光学系は倍率が高く、開口数が大き
く設定されている。
The search measurement system includes a search optical system including a deflection mirror 51, a first objective lens 52, a half mirror 53, a deflection mirror 54, a second objective lens 55, and the like, and a search measurement camera 56. The fine measurement system includes a deflection mirror 51, a first objective lens 52, and a second objective lens 57.
And the like, and a fine optical system including a fine optical system. As the search measurement camera 56 and the fine measurement camera 58, an image sensor such as a CCD can be used. In this embodiment, a low-sensitivity camera is used as the search measurement camera 56 and the fine measurement camera 5 is used.
As 8, one having high sensitivity is used. The search optical system has a low magnification and a small numerical aperture (NA), and the fine optical system has a high magnification and a large numerical aperture.

【0041】サーチ計測用カメラ56及びファイン計測
用カメラ58の検出信号(光電変換信号)は、主制御系
(制御装置)59に供給される。主制御系59は、この
露光装置を全体的に制御する装置であり、各種のプログ
ラムやデータ等を記憶保持するためのメモリ(記憶装
置)67及びオペレータが各種の命令やデータを入力等
するためのコンソール(入出力装置)68等を備えてい
る。
Detection signals (photoelectric conversion signals) from the search measurement camera 56 and the fine measurement camera 58 are supplied to a main control system (control device) 59. The main control system 59 is a device that controls the entire exposure apparatus, and a memory (storage device) 67 for storing and holding various programs and data, and for an operator to input various commands and data. (Input / output device) 68 and the like.

【0042】アライメント用の照明系は、照明光源1か
ら射出され、照明光学系によりエネルギーや照度分布等
が調整された後の照明光ILを該照明光学系の光路中か
ら選択的に取り出してアライメント用の照明光として、
レチクルマークRMA及び基準マークFMAを照明する
ための照明系であり、可動ミラー62、集光レンズ6
3、結像レンズ64、偏向ミラー65等を含み、ハーフ
ミラー66によりファイン光学系及びサーチ光学系に接
続されている。
The alignment illumination system selectively emits illumination light IL emitted from the illumination light source 1 and whose energy, illuminance distribution and the like have been adjusted by the illumination optical system from the optical path of the illumination optical system. As illumination light for
The illumination system is for illuminating the reticle mark RMA and the reference mark FMA.
3, including an imaging lens 64, a deflection mirror 65, and the like, and is connected to a fine optical system and a search optical system by a half mirror 66.

【0043】可動ミラー62は、図1に示した照明光学
系のフライアイレンズ5とビームスプリッタ7との間に
設けられた照明光ILの光路を切り替えるためのミラー
であり、照明光ILを反射させない第1の位置と照明光
ILを反射させる第2の位置との間で移動可能であり、
可動ミラー62が第1の位置にあるときにはウエハ露光
用の光路が得られ、可動ミラーが第2の位置にあるとき
には、アライメント計測用の光路が得られるようになっ
ている。可動ミラー62は主制御系59によりその位置
が選択される。
The movable mirror 62 is a mirror provided between the fly-eye lens 5 and the beam splitter 7 of the illumination optical system shown in FIG. 1 for switching the optical path of the illumination light IL, and reflects the illumination light IL. Movable between a first position at which the illumination light IL is not reflected and a second position at which the illumination light IL is reflected,
When the movable mirror 62 is at the first position, an optical path for wafer exposure is obtained, and when the movable mirror is at the second position, an optical path for alignment measurement is obtained. The position of the movable mirror 62 is selected by the main control system 59.

【0044】アライメントを行う際には、主制御系59
により可動ミラー62を第2の位置に設定し、照明光源
1のエネルギー及び周波数を適宜に設定し、さらに、エ
ネルギー変調器2bでの減光率を適宜に設定した上で発
光が開始される。可動ミラー62で反射された照明光は
アライメント用の照明光として、アライメント用の照明
系63,64,65,66,53,52,51を介して
レチクル11のレチクルマークRMA及びその近傍を照
明する。この照明光は投影光学系13を介してさらに基
準マーク板40上の基準マーク(FMA)及びその近傍
をも照明する。
When performing the alignment, the main control system 59
, The movable mirror 62 is set to the second position, the energy and frequency of the illumination light source 1 are set appropriately, and the light emission is started after the extinction rate in the energy modulator 2b is set appropriately. The illumination light reflected by the movable mirror 62 illuminates the reticle mark RMA of the reticle 11 and its vicinity through the alignment illumination systems 63, 64, 65, 66, 53, 52, and 51 as illumination light for alignment. . The illumination light further illuminates the reference mark (FMA) on the reference mark plate 40 and its vicinity via the projection optical system 13.

【0045】レチクル11及び基準マーク板40での反
射光は、サーチ光学系51,52,53,54,55を
介してサーチ計測用カメラ56に入射され、レチクルマ
ークRMA及び基準マークFMAの像が同時にサーチ計
測用カメラ56の受光面に結像される。また、レチクル
11及び基準マーク板40での反射光は、ファイン光学
系51,52,57を介してファイン計測用カメラ58
に入射され、レチクルマークRMA及び基準マークFM
Aの像が同時にファイン計測用カメラ58の受光面に結
像される。
The light reflected by the reticle 11 and the reference mark plate 40 is incident on a search measuring camera 56 via search optical systems 51, 52, 53, 54 and 55, and the images of the reticle mark RMA and the reference mark FMA are formed. At the same time, an image is formed on the light receiving surface of the search measurement camera 56. The reflected light from the reticle 11 and the reference mark plate 40 is transmitted to the fine measurement camera 58 via the fine optical systems 51, 52 and 57.
Reticle mark RMA and reference mark FM
The image of A is simultaneously formed on the light receiving surface of the camera 58 for fine measurement.

【0046】図4(A)及び(B)はサーチ計測用カメ
ラ56又はファイン計測用カメラ58の受光面に同時に
結像されたレチクルマークRMA及び基準マークFMA
の像並びにその光電変換信号を示す図である。
FIGS. 4A and 4B show a reticle mark RMA and a reference mark FMA simultaneously formed on the light receiving surface of the search measurement camera 56 or the fine measurement camera 58.
FIG. 4 is a diagram showing an image of the image and its photoelectric conversion signal.

【0047】これらレチクルマークRMAや基準マーク
FMAの具体的な形状は、特に限定されないが、同図に
示すように、2次元方向に位置ずれ量を検知することが
できるようなマークの組み合わせであることが好まし
い。
The specific shapes of the reticle mark RMA and the reference mark FMA are not particularly limited, but are a combination of marks that can detect the amount of positional displacement in a two-dimensional direction as shown in FIG. Is preferred.

【0048】図4(A)には、矩形状のレチクルマーク
RMAが、四方に配置されたストライプ状の基準マーク
FMAの内側に配置される例が示されている。また、図
4(B)には、相互に垂直なストライプが十字形に形成
してある基準マークFMAが内側に配置されており、そ
の外側にストライプ状のレチクルマークRMAが四方に
配置されている。レチクルマークRMBはレチクルマー
クRMAと同一であり、基準マークFMBは基準マーク
FMAと同一の形状である。
FIG. 4A shows an example in which a rectangular reticle mark RMA is arranged inside a stripe-shaped reference mark FMA arranged on all sides. In FIG. 4 (B), reference marks FMA in which mutually perpendicular stripes are formed in a cross shape are arranged inside, and striped reticle marks RMA are arranged outside the reference marks FMA. . Reticle mark RMB has the same shape as reticle mark RMA, and reference mark FMB has the same shape as reference mark FMA.

【0049】このように、一対のレチクルアライメント
顕微鏡43A,43Bのそれぞれのサーチ計測用カメラ
56又はファイン計測用カメラ58において、レチクル
マークRMAの像と基準マークFMAの像、レチクルマ
ークRMBの像と基準マークFMBの像とをそれぞれ同
時に観測して、図4(A),(B)に示すように、二次
元方向に光電変換信号を検出して、主制御系59に供給
し、主制御系59が、これらマークRMAとFMA,R
MBとFMBの位置ずれ量を算出する。
As described above, in the search measurement camera 56 or the fine measurement camera 58 of each of the pair of reticle alignment microscopes 43A and 43B, the image of the reticle mark RMA and the image of the reference mark FMA, and the image of the reticle mark RMB and the reference The images of the mark FMB are simultaneously observed, and as shown in FIGS. 4A and 4B, a photoelectric conversion signal is detected in a two-dimensional direction, supplied to the main control system 59, and supplied to the main control system 59. But these marks RMA and FMA, R
The amount of displacement between MB and FMB is calculated.

【0050】主制御系59で求められたマーク相互の位
置ずれ量データは、主制御系59からステージコントロ
ーラ17へと送られ、レチクル11とウエハ14とが正
確に位置合わせされるように、レチクル11(及び/又
はウエハ14)の位置及び姿勢が調整される。
The data on the positional deviation between the marks obtained by the main control system 59 is sent from the main control system 59 to the stage controller 17 so that the reticle 11 and the wafer 14 are accurately aligned. The position and orientation of 11 (and / or wafer 14) are adjusted.

【0051】図5は主制御系によるアライメント処理の
概略の流れを示すフローチャートであり、本発明で特徴
的な処理について以下に説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing a schematic flow of the alignment processing by the main control system. The processing characteristic of the present invention will be described below.

【0052】レチクル11は、不図示のレチクルローダ
により搬送され、途中レチクル11を外形を基準として
概略の位置決めを行うプリアライメントが実施された後
に、レチクルステージ15に搬入され、負圧吸着保持さ
れる。その後にサーチアライメント処理及びファインア
ライメント処理が開始される。
The reticle 11 is conveyed by a reticle loader (not shown), and after being pre-aligned for roughly positioning the reticle 11 on the basis of the outer shape on the way, the reticle 11 is carried into the reticle stage 15 and held by negative pressure suction. . Thereafter, the search alignment process and the fine alignment process are started.

【0053】また、このアライメント処理に先立って、
主制御系59のメモリ67には、特性データが予め求め
られて記憶保持されている。特性データは、サーチ計測
系とファイン計測系との間の光学特性の関係(この実施
形態では、最適照明パワーの関係)を示すデータであ
り、以下のようにして求めることができる。
Prior to the alignment process,
In the memory 67 of the main control system 59, characteristic data is previously obtained and stored. The characteristic data is data indicating the relationship between the optical characteristics between the search measurement system and the fine measurement system (in this embodiment, the relationship between the optimum illumination power), and can be obtained as follows.

【0054】即ち、サーチ計測系について、最適照明パ
ワーをPs、光学系の倍率や開口数等の特性をEs、サ
ーチ計測用カメラ56の感度をRsとし、ファイン計測
系について、最適照明パワーをPf、光学系の倍率や開
口数等の特性をEf、ファイン計測用カメラ58の感度
をRfとし、サーチ計測用カメラ56とファイン計測用
カメラ58の信号出力の適正値が同じであると仮定する
と、これらのパラメータの間には、以下の関係がある。
That is, for the search measurement system, the optimum illumination power is Ps, the characteristics of the optical system such as magnification and numerical aperture are Es, the sensitivity of the search measurement camera 56 is Rs, and the optimum illumination power is Pf for the fine measurement system. Assuming that the characteristics of the optical system such as magnification and numerical aperture are Ef, the sensitivity of the fine measurement camera 58 is Rf, and the appropriate values of the signal outputs of the search measurement camera 56 and the fine measurement camera 58 are the same, The following relationship exists between these parameters.

【0055】 Ps×Es×Rs=Pf×Ef×Rf …(1) 式(1)において、Es、Rs、Ef、Rfは既知であ
るから、PsとPfの関係は以下の式(2)により求め
ることができる。
Ps × Es × Rs = Pf × Ef × Rf (1) In equation (1), since Es, Rs, Ef, and Rf are known, the relationship between Ps and Pf is given by the following equation (2). You can ask.

【0056】 Pf=Ps×Es×Rs/(Ef×Rf) …(2) 特性データは、この関係式(2)若しくはこれに相当す
る式と各値Es、Rs、Ef、Rfの具体的数値から構
成されるデータであり、Ps及びPf以外は、主制御系
59が備えるコンソール68を用いてオペレータにより
予め入力されてメモリ67に記憶保持されている。
Pf = Ps × Es × Rs / (Ef × Rf) (2) The characteristic data is the relational expression (2) or an expression corresponding thereto and specific numerical values of the respective values Es, Rs, Ef, and Rf. Except for Ps and Pf, data other than Ps and Pf are input in advance by an operator using a console 68 provided in the main control system 59 and stored in the memory 67.

【0057】主制御系59によるアライメント処理は以
下のように実施される。即ち、主制御系59は、サーチ
アライメントの最適照明データ獲得処理を実施する(S
T10)。この処理は、サーチ計測をするに際してのア
ライメント用の照明光の最適な照明パワー(単位時間当
たりの光エネルギー)を獲得する処理であり、この実施
形態では、試し打ちにより獲得するようにしている。即
ち、主制御系59は、可動ミラー62を第2の位置に設
定するとともに、エネルギー変調器2bでの減光率を予
め決められた適宜な値に設定して照明光源1による照明
を開始する。
The alignment processing by the main control system 59 is performed as follows. That is, the main control system 59 performs the optimal illumination data acquisition processing of the search alignment (S
T10). This process is a process for obtaining the optimum illumination power (light energy per unit time) of the alignment illumination light at the time of performing the search measurement. In this embodiment, the process is performed by trial hitting. That is, the main control system 59 sets the movable mirror 62 to the second position, sets the dimming rate in the energy modulator 2b to a predetermined appropriate value, and starts illumination by the illumination light source 1. .

【0058】次いで、この照明の下でのサーチ計測用カ
メラ56の検出値が予め設定された所定の上限値を越え
る場合には照明パワーを下げ、所定の下限値に満たない
場合には照明パワーを上げるように、エネルギー変調器
2bでの減光率を制御調整する。サーチ計測用カメラ5
6の検出値が所定の上下限値内になったならば、当該検
出値に基づいて、サーチ計測についての最適な照明パワ
ー(Ps)を演算により求める。ここで、サーチ計測に
ついての最適な照明パワーとは、マークの判別において
サーチ計測用カメラ56の性能上最も適正な検出値が出
力されるような光パワーである。
Next, when the detection value of the search measurement camera 56 under this illumination exceeds a predetermined upper limit, the illumination power is reduced. When the detection value is less than the predetermined lower limit, the illumination power is reduced. Is controlled to adjust the light attenuation rate in the energy modulator 2b. Search measurement camera 5
If the detected value of No. 6 falls within the predetermined upper and lower limit values, an optimum illumination power (Ps) for search measurement is calculated based on the detected value. Here, the optimum illumination power for the search measurement is an optical power that outputs the most appropriate detection value for the performance of the search measurement camera 56 in discriminating the mark.

【0059】その後、求めた最適な照明パワーをサーチ
計測用の最適照明データ(第1照明データ)として、メ
モリ67に記憶保持するとともに(ST11)、当該サ
ーチ計測用の最適照明データに従って、エネルギー変調
器2bでの減光率を制御調整して、照明光がサーチ計測
についての最適な照明パワーとなるように設定する。こ
の照明の下でのサーチ計測用カメラ56の検出値に基づ
いて、レチクルマークRMA,RMB及び基準マークF
MA,FMBの位置を求め(ST12)、その計測結果
に基づいて、対応するマークRMAとFMA及びRMB
とFMB間の位置ずれ量が最小となるように(即ち、フ
ァイン計測用カメラ58の視野内にこれらのマークRM
AとFMA又はRMBとFMBが入るように)、ステー
ジコントローラ17を介してレチクルステージ15を駆
動して、レチクル11の位置及び姿勢を調整する(ST
13)。
Thereafter, the obtained optimum illumination power is stored and held in the memory 67 as optimum illumination data (first illumination data) for search measurement (ST11), and energy modulation is performed according to the optimum illumination data for search measurement. The dimming rate in the device 2b is controlled and adjusted so that the illumination light has the optimal illumination power for the search measurement. The reticle marks RMA, RMB and the reference marks F based on the detection values of the search measurement camera 56 under this illumination.
The positions of MA and FMB are obtained (ST12), and the corresponding marks RMA, FMA and RMB are determined based on the measurement results.
In order to minimize the amount of misalignment between the marks RM and FMB (that is, these marks RM
The reticle stage 15 is driven via the stage controller 17 to adjust the position and orientation of the reticle 11 so that A and FMA or RMB and FMB enter (ST).
13).

【0060】次いで、主制御系59は、メモリ67に記
憶保持されているサーチ計測用の最適照明データとして
の照明パワーを、同じくメモリ67に記憶保持されてい
る特性データに従って換算することにより、ファイン計
測用の最適照明データ(第2照明データ)を求める(S
T14)。即ち、前記式(2)のPsにST1で獲得し
たサーチ計測についての最適な照明パワーを代入して、
ファイン計測についての最適な照明パワーPfを求め
る。
Next, the main control system 59 converts the illumination power as the optimal illumination data for search measurement stored in the memory 67 in accordance with the characteristic data also stored in the memory 67, thereby obtaining the fine power. Find the optimal illumination data (second illumination data) for measurement (S
T14). That is, by substituting the optimum illumination power for the search measurement acquired in ST1 into Ps of the above equation (2),
An optimum illumination power Pf for fine measurement is obtained.

【0061】主制御系59は、求めたファイン計測につ
いての最適な照明パワーPfとなるように、エネルギー
変調器2bでの減光率を制御調整する。この照明の下で
のサーチ計測用カメラ58の検出値に基づいて、レチク
ルマークRMA,RMB及び基準マークFMA,FMB
を計測し(ST15)、その計測結果に基づいて、対応
するマーク間の位置ずれ量が最小となるように、ステー
ジコントローラ17を介してレチクルステージ15を駆
動して、レチクル11の位置及び姿勢を精密に調整する
(ST16)。
The main control system 59 controls and adjusts the dimming rate in the energy modulator 2b so that the optimum illumination power Pf for the obtained fine measurement is obtained. Based on the detection value of the search measurement camera 58 under this illumination, the reticle marks RMA, RMB and the reference marks FMA, FMB
Is measured (ST15), and based on the measurement result, the reticle stage 15 is driven via the stage controller 17 to change the position and orientation of the reticle 11 so that the positional deviation between the corresponding marks is minimized. Adjust precisely (ST16).

【0062】このようなレチクル11についてのアライ
メント処理を実施した後、ウエハアライメント顕微鏡4
2により、基準マーク板40の基準マーク41を計測す
ることにより、レクチルマークRMA,RMBで代表さ
れるレチクル11の位置から、ウエハアライメント顕微
鏡42内部の指標までの距離であるベースラインが求め
られる。
After performing such alignment processing on the reticle 11, the wafer alignment microscope 4
By measuring the reference mark 41 of the reference mark plate 40 by 2, a base line that is the distance from the position of the reticle 11 represented by the reticle marks RMA and RMB to the index inside the wafer alignment microscope 42 is obtained.

【0063】次いで、ウエハ14についてのアライメン
トを行う。ここでは、ウエハ14上に予め形成されてい
るウエハマークWM(図2参照)のうちいくつかを選
び、ウエハステージ28を駆動して、それらの位置をウ
エハアライメント顕微鏡42で計測する。こうしてウエ
ハ14上に形成されているショット配列を求めることが
できる。
Next, alignment of the wafer 14 is performed. Here, some wafer marks WM (see FIG. 2) formed in advance on the wafer 14 are selected, the wafer stage 28 is driven, and their positions are measured by the wafer alignment microscope 42. In this way, the shot arrangement formed on the wafer 14 can be obtained.

【0064】その後、上記のベースラインの計測結果
と、ウエハアライメントの計測結果とに基づいて、レチ
クル11のパターン領域とウエハ14上のショット領域
とを正確に重ね合わせるように、ウエハステージ28を
駆動して、その後露光処理を実施する。
Thereafter, the wafer stage 28 is driven so that the pattern area of the reticle 11 and the shot area on the wafer 14 are accurately overlapped based on the measurement results of the baseline and the wafer alignment. Then, an exposure process is performed.

【0065】本実施形態によれば、サーチ計測に用いら
れた最適な照明パワーPsを、予め獲得された特性デー
タ(式(2)等)に従って換算して、ファイン計測時に
用いる最適な照明パワーPfを算出するようにしている
ので、従来のように、ファイン計測に際して当該ファイ
ン計測での最適な照明パワーを得るために、いわゆる試
し打ち(照明光による予備照明、アライメントセンサに
よる検出、照明パワーの調整、及び検出結果に基づく最
適な照明パワーの演算等)を実施する必要がなく、単純
化された計算処理のみとなるから、サーチアライメント
を実施した後に速やかにファインアライメントを実施す
ることができるようになり、従って、アライメントに要
する時間が短縮される。これにより、露光処理の生産性
(スループット)を向上することができる。
According to the present embodiment, the optimum illumination power Ps used in the fine measurement is converted by converting the optimum illumination power Ps used in the search measurement according to the characteristic data (Equation (2) or the like) acquired in advance. As described above, in order to obtain the optimum illumination power in the fine measurement at the time of fine measurement, a so-called trial shot (preliminary illumination by the illumination light, detection by the alignment sensor, adjustment of the illumination power) is performed. , And calculation of the optimum illumination power based on the detection result), and only the simplified calculation processing is performed, so that the fine alignment can be performed immediately after the search alignment is performed. Therefore, the time required for the alignment is reduced. Thereby, the productivity (throughput) of the exposure processing can be improved.

【0066】なお、上述した本発明の一実施形態では、
図5のST10において、いわゆる試し打ちにより、サ
ーチ計測についての最適な照明パワーPsを求めるよう
にしたが、レチクル11のレチクルマークRMA,RM
Bの反射率が判れば、最適な照明パワーを求めることが
できるから、そのような反射率をデータとして主制御系
59が備えるコンソール68から入力するようにしても
よい。このようにすることにより、サーチ計測について
も試し打ちが不要となり、アライメント処理に要する時
間をさらに短縮することが可能である。この場合におい
て、かかるマークRMA,RMBの反射率をレチクル1
1に表示される識別マーク内の情報として設定し、ある
いは識別マークとの関係でメモリ67に予め記憶保持し
ておき、レチクル11の搬入時に該識別マークを自動読
取装置により読み取るようにしてもよい。
In the embodiment of the present invention described above,
In ST10 of FIG. 5, the optimal illumination power Ps for search measurement is obtained by so-called trial hitting, but the reticle marks RMA and RM of the reticle 11 are obtained.
If the reflectance of B is known, the optimum illumination power can be obtained. Therefore, such a reflectance may be input as data from the console 68 of the main control system 59. By doing so, test hitting is not required for search measurement, and the time required for alignment processing can be further reduced. In this case, the reflectivity of the marks RMA and RMB is set on the reticle 1
The identification mark may be set as information in the identification mark displayed in 1 or stored in advance in the memory 67 in relation to the identification mark, and the identification mark may be read by the automatic reading device when the reticle 11 is carried in. .

【0067】また、上述した一実施形態では、サーチ計
測又はファイン計測に用いる照明光の照明パワーの調整
は、エネルギー変調器2bでの減光率を変更することに
よって行うようにしたが、これに加えてあるいは単独的
に、照明光源1の出力エネルギー又は発信周波数を変更
することによって調整するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the adjustment of the illumination power of the illumination light used for the search measurement or the fine measurement is performed by changing the dimming rate in the energy modulator 2b. In addition or independently, the adjustment may be made by changing the output energy or the transmission frequency of the illumination light source 1.

【0068】さらに、上述した一実施形態では、本発明
をレチクル11のアライメントに適用した場合について
説明しているが、アライメントの対象物としては、レチ
クルに限られず、ウエハやその他の物体でもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the alignment of the reticle 11 is described. However, the alignment target is not limited to the reticle, and may be a wafer or another object.

【0069】また、上述した一実施形態に係る露光装置
(図1)は、スループットを向上しつつ高い露光精度で
露光が可能となるように、照明光学系、投影光学系1
3、駆動部18を含むレチクルステージ15、駆動部2
3を含むウエハステージ28、レーザ干渉系16,2
2、レチクルアライメント系51〜58,62〜66、
ウエハアライメント系等の図1に示された各要素が電気
的、機械的、又は光学的に連結して組み上げられた後、
総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製
造される。露光装置の製造は、温度及びクリーン度等が
管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
The exposure apparatus (FIG. 1) according to the above-described embodiment has an illumination optical system and a projection optical system 1 so that exposure can be performed with high exposure accuracy while improving throughput.
3. Reticle stage 15 including drive unit 18, drive unit 2
3 including the wafer stage 28 and the laser interference systems 16 and 2
2, reticle alignment systems 51 to 58, 62 to 66,
After each element shown in FIG. 1 such as a wafer alignment system is electrically, mechanically, or optically connected and assembled,
It is manufactured by comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0070】次に、本発明の一実施形態の露光装置を使
用したデバイスの製造について説明する。
Next, the manufacture of a device using the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention will be described.

【0071】図6は、本発明の一実施形態による露光装
置を用いたマイクロデバイスの生産のフローチャートで
ある。図6に示されるように、まず、ステップS20
(設計ステップ)において、デバイスの機能設計(例え
ば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を
実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステッ
プS21(マスク製作ステップ)において、設計した回
路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステッ
プS22(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。
FIG. 6 is a flowchart of micro device production using the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, first, in step S20
In a (design step), a function design of a device (for example, a circuit design of a semiconductor device, etc.) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S21 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S22 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【0072】次に、ステップS23(ウエハプロセスス
テップ)において、ステップS20〜ステップS22で
用意したマスクとウエハを使用して、リソグラフィ技術
によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、
ステップS24(組立ステップ)において、ステップS
23において処理されたウエハを用いてチップ化する。
このステップS14には、アッセンブリ工程(ダイシン
グ、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程が含まれる。最後に、ステップS25(検
査ステップ)において、ステップS24で作製されたデ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが
出荷される。
Next, in step S23 (wafer process step), actual circuits and the like are formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer prepared in steps S20 to S22. Then
In step S24 (assembly step), step S24
The wafer is processed into chips by using the processed wafer.
Step S14 includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Finally, in step S25 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step S24 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.

【0073】なお、上述した実施形態では、レチクルと
基板とを同期移動してマスクのパターンを逐次転写する
走査型の露光装置を一例として説明したが、本発明はこ
れに限定されることはなく、順次ステップ移動させつ
つ、マスクと基板とを静止させた状態で一括露光する静
止型の露光装置にも適用することができる。また、露光
装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定され
ることなく、例えば、液晶表示素子やプラズマディスプ
レイ等を含むディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、及び
撮像素子(CCD)、さらには携帯電話や家庭用ゲーム
機などで使用されるバイブレータ(振動子)等の製造に
用いられる露光装置に対しても適用することができる。
In the above-described embodiment, the scanning type exposure apparatus for sequentially transferring the mask pattern by synchronously moving the reticle and the substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the present invention can also be applied to a static exposure apparatus that performs batch exposure in a state where the mask and the substrate are stationary while sequentially moving the mask. Further, the application of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing semiconductors. For example, a display apparatus including a liquid crystal display element or a plasma display, a thin film magnetic head, an imaging element (CCD), and a mobile phone The present invention can also be applied to an exposure apparatus used for manufacturing a vibrator (vibrator) used in a game machine or a home game machine.

【0074】本実施形態の露光装置の光源は、g線(4
36nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレー
ザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193n
m)、Fレーザ(157nm)、Arエキシマ
レーザ(波長126nm)のみならず、金属蒸気レーザ
又はYAGレーザなどの高調波などを用いることができ
る。また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザか
ら発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、
例えばエルビウム(又はエルビウムとイットリビウムの
両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、さら
に非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波
を用いてもよい。
The light source of the exposure apparatus of this embodiment is a g-line (4
36 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193n)
m), an F 2 laser (157 nm), an Ar 2 excimer laser (wavelength 126 nm), as well as harmonics such as a metal vapor laser or a YAG laser. In addition, a single-wavelength laser in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser,
For example, harmonics amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and yttrium) and further converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

【0075】例えば、単一波長レーザの発振波長を1.
51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長が18
9〜199nmの範囲内である8倍高調波、又は発生波
長が151〜159nmの範囲内である10倍高調波が
出力される。特に発振波長を1.544〜1.553μ
mの範囲内とすると、193〜194nmの範囲内の8
倍高調波、即ちArFエキシマレーザとほぼ同一波長と
なる紫外光が得られ、発振波長を1.57〜1.58μ
mの範囲内とすると、157〜158nmの範囲内の1
0倍高調波、即ちFレーザとほぼ同一波長となる紫
外光が得られる。
For example, the oscillation wavelength of a single wavelength laser is set to 1.
When the wavelength is in the range of 51 to 1.59 μm, the generated wavelength is 18
An eighth harmonic having a wavelength in the range of 9 to 199 nm or a tenth harmonic having a generation wavelength in the range of 151 to 159 nm is output. Especially the oscillation wavelength is 1.544 to 1.553 μm
m, 8 in the range of 193 to 194 nm.
A harmonic wave, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser is obtained, and the oscillation wavelength is set to 1.57 to 1.58 μm.
m, 1 in the range of 157 to 158 nm.
0 harmonic, i.e., ultraviolet light having almost the same wavelength as the F 2 laser is obtained.

【0076】また、発振波長を1.03〜1.12μm
の範囲内とすると、発生波長が147〜160nmの範
囲内である7倍高調波が出力され、特に発振波長を1.
099〜1.106μmの範囲内とすると、発生波長が
157〜158μmの範囲内の7倍高調波、即ちF
レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。なお、
単一波長発振レーザとしてはイットリビウム・ドープ・
ファイバーレーザを用いる。
The oscillation wavelength is set to 1.03 to 1.12 μm
, A 7th harmonic whose output wavelength is in the range of 147 to 160 nm is output.
Assuming that the wavelength is in the range of 099 to 1.106 μm, the generated harmonic is the seventh harmonic in the range of 157 to 158 μm, that is, F 2.
Ultraviolet light having substantially the same wavelength as the laser is obtained. In addition,
As a single-wavelength oscillation laser, ytterbium-doped
A fiber laser is used.

【0077】さらに、照明光は前述の遠紫外域、又は真
空紫外域(波長120〜200nm)に限られるもので
はなく、レーザプラズマ光源、又はSORから発生する
軟X線領域(波長5〜15nm程度)、例えば波長1
3.4nm、又は11.5nmのEUV(Extreme Ultr
a Violet)光であってもよいし、あるいは硬X線領域
(波長1nm程度以下)であってもよい。なお、EUV
露光装置では反射型レチクル(マスク)が用いられると
ともに、投影光学系は像面側のみがテレセントリックな
縮小系であって、かつ複数枚(3〜6枚程度)の反射光
学素子のみからなる反射系である。
Further, the illumination light is not limited to the above-mentioned far ultraviolet region or vacuum ultraviolet region (wavelength: 120 to 200 nm), but may be a laser plasma light source or a soft X-ray region (wavelength: about 5 to 15 nm) generated from an SOR. ), Eg wavelength 1
3.4 nm or 11.5 nm EUV (Extreme Ultr
a Violet) light or a hard X-ray region (wavelength of about 1 nm or less). In addition, EUV
In the exposure apparatus, a reflection type reticle (mask) is used, and the projection optical system is a reduction system that is telecentric only on the image plane side, and is a reflection system including only a plurality of (about 3 to 6) reflection optical elements. It is.

【0078】また、上述した実施形態では、投影光学系
13は縮小系としたが、等倍系又は拡大系であってもよ
く、投影光学系13は複数の屈折素子のみからなる屈折
系、複数の反射素子のみからなる反射系、及び屈折素子
と反射素子からなる反射屈折系のいずれであってもよ
い。
Further, in the above-described embodiment, the projection optical system 13 is a reduction system, but may be an equal magnification system or an enlargement system. And a catadioptric system consisting of a refracting element and a reflecting element.

【0079】ウエハステージやレチクルステージにリニ
アモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア
浮上型及びローレンツ力またはリアクタンス力を用いた
磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、ステージ
は、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイド
を設けないガイドレスタイプでもよい。ステージの駆動
装置としては、2次元に磁石を配置した磁石ユニット
と、2次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向
させ電磁力によりステージを駆動する平面モ−タを用い
てもいい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットと
のいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電
機子ユニットとの他方をステージの移動面側に設ければ
よい。
When a linear motor is used for the wafer stage or reticle stage, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. Further, the stage may be of a type that moves along a guide, or may be a guideless type in which a guide is not provided. As the stage driving device, a planar motor that drives a stage by electromagnetic force with a magnet unit having two-dimensionally arranged magnets and an armature unit having two-dimensionally arranged coils opposed to each other may be used. In this case, one of the magnet unit and the armature unit may be connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side of the stage.

【0080】ウエハステージの移動により発生する反力
は、特開平8−166475号公報に記載されているよ
うに、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃が
してもよい。レチクルステージの移動により発生する反
力は、特開平8−330224号公報に記載されている
ように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃
がしてもよい。
The reaction force generated by the movement of the wafer stage may be mechanically released to the floor (ground) by using a frame member as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166475. The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224.

【0081】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。従って、
上記の実施の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.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラフ計測
に用いられた照明に関する最適データを、予め獲得され
た特性データに従って換算して、ファイン計測時に用い
る照明に関する最適データを求めるようにしたので、ラ
フ計測を実施した後に速やかにファイン計測を実施する
ことができるようになり、アライメントに要する時間を
短縮することができる。その結果、露光処理等のスルー
プットを向上することができる。
As described above, according to the present invention, the optimal data relating to the illumination used in the fine measurement is obtained by converting the optimal data relating to the illumination used in the rough measurement in accordance with the characteristic data obtained in advance. Therefore, fine measurement can be performed immediately after performing rough measurement, and the time required for alignment can be reduced. As a result, the throughput such as the exposure processing can be improved.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る露光装置の全体構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態に係る露光装置のアライ
メント系の概略構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an alignment system of the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施形態に係る露光装置のアライ
メント系の詳細構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of an alignment system of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施形態に係る計測用カメラの受
光面に結像されたレチクルマーク及び基準マークの像並
びにその光電変換信号を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an image of a reticle mark and a reference mark formed on a light receiving surface of a measurement camera according to an embodiment of the present invention, and a photoelectric conversion signal thereof.

【図5】 本発明の一実施形態に係る露光装置の主制御
系によるアライメント処理を示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing an alignment process by a main control system of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の一実施形態に係る露光装置を用いた
マイクロデバイスの生産のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of micro device production using the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照明光源 11…レチクル(マスク) 13…投影光学系 14…ウエハ(感光基板) 17…ステージコントローラ 28…ウエハステージ 30…投影露光装置 40…基準マーク板 42…ウエハアライメント顕微鏡 43A,43B…レチクルアライメント顕微鏡 56…サーチ計測用カメラ 58…ファイン計測用カメラ 59…主制御系(制御装置) 57…メモリ(記憶装置) RMA、RMB…レチクルマーク FMA,FMB…基準マーク WM…ウエハマーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination light source 11 ... Reticle (mask) 13 ... Projection optical system 14 ... Wafer (photosensitive substrate) 17 ... Stage controller 28 ... Wafer stage 30 ... Projection exposure apparatus 40 ... Reference mark plate 42 ... Wafer alignment microscope 43A, 43B ... Reticle Alignment microscope 56: Search measurement camera 58: Fine measurement camera 59: Main control system (control device) 57: Memory (storage device) RMA, RMB: Reticle mark FMA, FMB: Reference mark WM: Wafer mark

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Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に形成されたマークの位置を計測
して該対象物のアライメントを行うアライメント方法で
あって、 前記マークをラフ計測する第1計測系と、該マークを該
ラフ計測よりも高精度なファイン計測する第2計測系と
の間の光学特性の関係を示す特性データを獲得するステ
ップと、 ラフ計測時の照明に関する最適データである第1照明デ
ータを獲得するステップと、 前記第1照明データに従って照明してラフ計測を実施す
るステップと、 前記ラフ計測の結果に基づいて前記対象物の姿勢をファ
イン計測可能なように調整するステップと、 前記第1照明データを前記特性データに従って換算して
ファイン計測時の照明に関する最適データである第2照
明データを求めるステップと、 前記第2照明データに従って照明してファイン計測を実
施するステップと、を含むことを特徴とするアライメン
ト方法。
1. An alignment method for measuring the position of a mark formed on an object and performing alignment of the object, comprising: a first measurement system for rough measuring the mark; Acquiring characteristic data indicating the relationship of optical characteristics between the second measurement system and the second measurement system for performing fine measurement with high accuracy; and acquiring first illumination data that is optimal data relating to illumination at the time of rough measurement. Performing rough measurement by illuminating in accordance with first illumination data; adjusting the posture of the object so that fine measurement can be performed based on the result of the rough measurement; and converting the first illumination data to the characteristic data. Calculating the second illumination data, which is the optimal data related to the illumination at the time of fine measurement, Performing an alignment measurement.
【請求項2】 前記特性データは前記第1及び前記第2
計測系の倍率、開口数及び感度のうちの少なくとも一つ
に関するデータであることを特徴とする請求項1に記載
のアライメント方法。
2. The method according to claim 1, wherein the characteristic data includes the first and second characteristics.
2. The alignment method according to claim 1, wherein the data is data on at least one of a magnification, a numerical aperture, and a sensitivity of the measurement system.
【請求項3】 前記第1照明データは、前記ラフ計測に
先立ち、前記マークを予備的に照明して前記第1計測系
により計測される結果から求めることを特徴とする請求
項1に記載のアライメント方法。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the first illumination data is obtained from a result measured by the first measurement system by preliminary illuminating the mark before the rough measurement. Alignment method.
【請求項4】 前記対象物はパターンが形成されたマス
クであることを特徴とする請求項1に記載のアライメン
ト方法。
4. The alignment method according to claim 1, wherein the object is a mask on which a pattern is formed.
【請求項5】 対象物に形成されたマークの位置を計測
して該対象物のアライメントを行うアライメント装置で
あって、 前記対象物の姿勢を調整する姿勢調整装置と、 前記マークをラフ計測する第1計測系と、 前記マークをファイン計測する第2計測系と、 前記第1計測系と前記第2計測系との間の光学特性の関
係を示す特性データが記憶された記憶装置と、 ラフ計測時の照明に関する最適データである第1照明デ
ータを獲得し、前記第1照明データに従って照明してラ
フ計測を実施した後に、前記ラフ計測の結果に基づいて
前記姿勢調整装置を制御して前記対象物の姿勢をファイ
ン計測可能なように調整するとともに、前記第1照明デ
ータを前記特性データに従って換算してファイン計測時
の照明に関する最適データである第2照明データを求
め、前記第2照明データに従って照明してファイン計測
を実施した後に、前記ファイン計測の結果に基づいて前
記姿勢調整装置を制御して前記対象物の姿勢を調整する
制御装置と、を備えたことを特徴とするアライメント装
置。
5. An alignment apparatus for measuring a position of a mark formed on an object to perform alignment of the object, comprising: an attitude adjusting apparatus for adjusting an attitude of the object; and rough measurement of the mark. A first measurement system; a second measurement system for finely measuring the mark; a storage device in which characteristic data indicating a relationship between optical characteristics between the first measurement system and the second measurement system are stored; After acquiring first illumination data that is optimal data regarding illumination at the time of measurement, performing illumination and rough measurement in accordance with the first illumination data, controlling the attitude adjustment device based on a result of the rough measurement, The posture of the object is adjusted so that fine measurement can be performed, and the first illumination data is converted according to the characteristic data to obtain second illumination data that is optimal data relating to illumination during fine measurement. And performing a fine measurement by illuminating according to the second illumination data, and then controlling the posture adjustment device based on the result of the fine measurement to adjust the posture of the object. An alignment apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 前記特性データは前記第1及び前記第2
計測系の倍率、開口数及び感度のうちの少なくとも一つ
に関するデータであることを特徴とする請求項5に記載
のアライメント装置。
6. The characteristic data according to claim 1, wherein the characteristic data is the first and the second.
The alignment apparatus according to claim 5, wherein the data is data on at least one of a magnification, a numerical aperture, and a sensitivity of the measurement system.
【請求項7】 前記制御装置は、前記ラフ計測に先立
ち、前記マークを予備的に照明して前記第1計測系によ
り計測される結果から前記第1照明データを求めること
を特徴とする請求項5に記載のアライメント装置。
7. The control device according to claim 1, wherein, prior to the rough measurement, the mark is preliminary illuminated and the first illumination data is obtained from a result measured by the first measurement system. 6. The alignment device according to 5.
【請求項8】 前記対象物はパターンが形成されたマス
クであることを特徴とする請求項5に記載のアライメン
ト装置。
8. The alignment apparatus according to claim 5, wherein the object is a mask on which a pattern is formed.
【請求項9】 マスクに形成されたパターンの像を感光
基板に露光転写する露光装置において、 前記マスク及び前記感光基板の少なくとも一方をアライ
メントするアライメント装置として、請求項5〜8の何
れか一項に記載のアライメント装置を備えたことを特徴
とする露光装置。
9. An exposure apparatus for exposing and transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, wherein the alignment apparatus aligns at least one of the mask and the photosensitive substrate. An exposure apparatus comprising: the alignment apparatus according to item 1.
【請求項10】 請求項4に記載のアライメント方法を
用いてパターンが形成されたマスクをアライメントし、
該アライメントされたマスクに形成されたパターンの像
を感光基板に露光転写することを特徴とする露光方法。
10. A mask on which a pattern is formed using the alignment method according to claim 4,
An exposure method comprising exposing and transferring an image of a pattern formed on the aligned mask to a photosensitive substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006324660A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Asml Holding Nv Device and method utilizing illumination-beam adjusting means
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KR20170063366A (en) * 2015-11-30 2017-06-08 캐논 가부시끼가이샤 Imprint apparatus and method for producing article

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