JP2002296755A - Mask, position control accuracy measuring method, exposing method and device production method - Google Patents

Mask, position control accuracy measuring method, exposing method and device production method

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JP2002296755A
JP2002296755A JP2001096031A JP2001096031A JP2002296755A JP 2002296755 A JP2002296755 A JP 2002296755A JP 2001096031 A JP2001096031 A JP 2001096031A JP 2001096031 A JP2001096031 A JP 2001096031A JP 2002296755 A JP2002296755 A JP 2002296755A
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mask
substrate
wafer
image
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Tsunehito Hayashi
恒仁 林
Zaihitsu Ri
在必 李
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Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask which can be suitably used for measuring the position control accuracy of a mask stage or substrate stage. SOLUTION: The mask is provided with a mask substrate (42) formed on a pattern plane (PA) so that the pattern of a first pair including a first pattern (TP1) and a second pattern (TP2), with which the form of an overlapped part is fixed without depending on an overlapping position in the case of overlapped transfer, and the pattern of a second pair including a third pattern (TP3) and a fourth pattern (TP4), with which the form of an overlapped part is changed while depending on a relative overlapping position in the case of overlapped transfer, having the same mutual position relation as a position relation between the first and second patterns can not be overlapped.

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、マスク、位置制御
精度計測方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法に
係り、更に詳しくは、マスク又は基板等の位置制御精度
の計測に用いて好適なマスク、該マスクを用いてマスク
(マスクステージ)又は基板(基板ステージ)の位置、
あるいは両者の相対位置の制御精度を計測する位置制御
精度計測方法、及び該位置制御精度計測方法によって計
測された位置制御精度に基づいてマスク及び基板の少な
くとも一方の位置を制御して露光を行う露光方法、並び
に該露光方法を利用したデバイスの製造方法に関する。
The present invention relates to a mask, a position control accuracy measuring method and an exposure method, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a mask suitable for use in measuring the position control accuracy of a mask or a substrate, etc. Position of a mask (mask stage) or a substrate (substrate stage) using the mask;
Alternatively, a position control accuracy measuring method for measuring control accuracy of a relative position between the two, and an exposure for controlling at least one of a mask and a substrate based on the position control accuracy measured by the position control accuracy measuring method to perform exposure. And a device manufacturing method using the exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成された
パターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布された
ウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「ウエ
ハ」ともいう)上に転写する露光装置が用いられてい
る。この種の装置としては、近年では、スループットを
重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の
縮小投影露光装置(いわゆる「ステッパ」)や、このス
テッパを改良したステップ・アンド・スキャン方式の走
査型露光装置などの逐次移動型の投影露光装置が、比較
的多く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like, a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) is resisted through a projection optical system. There is used an exposure apparatus that transfers a wafer or a glass plate or the like onto which a substrate or the like is applied (hereinafter, also appropriately referred to as a “wafer”). In recent years, as an apparatus of this kind, from the viewpoint of emphasizing throughput, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called “stepper”) or a step-and-scan type scanning type apparatus which is an improvement of this stepper has been used. 2. Description of the Related Art Sequentially moving projection exposure apparatuses such as exposure apparatuses are relatively frequently used.

【0003】ステップ・アンド・リピート方式の縮小投
影露光装置では、ウエハ上の所定の領域にレチクルパタ
ーンを転写した後、ウエハを所定の方向に所定量だけ移
動し、ウエハ上の次の領域にレチクルパターンを転写す
る。すなわち、露光前にウエハの位置決め制御が行われ
る。また、走査型露光装置では、レチクルとウエハを同
期して移動させながら露光を行っている。
In a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus, a reticle pattern is transferred to a predetermined area on a wafer, and then the wafer is moved by a predetermined amount in a predetermined direction, and the reticle is moved to a next area on the wafer. Transfer the pattern. That is, positioning control of the wafer is performed before exposure. In a scanning exposure apparatus, exposure is performed while a reticle and a wafer are moved synchronously.

【0004】半導体素子(集積回路)等は年々高集積化
しており、これに伴い半導体素子等の製造装置である投
影露光装置には、より微細なパターンを精度良く転写で
きることが要求されるようになってきた。パターンを精
度良くウエハ上に転写するためには、レチクルパターン
をウエハ上の所定の領域に正確に転写する必要がある。
Semiconductor elements (integrated circuits) and the like are becoming highly integrated year by year, and accordingly, a projection exposure apparatus which is a manufacturing apparatus for semiconductor elements and the like is required to transfer a finer pattern with high precision. It has become. In order to transfer a pattern onto a wafer with high accuracy, it is necessary to transfer a reticle pattern accurately to a predetermined region on the wafer.

【0005】このためには、ウエハが正確に所定方向に
所定量だけ移動されなければならない。ウエハの移動
は、露光装置が備える、ウエハを保持するウエハステー
ジの移動によって行なわれており、このウエハステージ
の位置制御精度が転写精度に大きく影響を与える。ま
た、複数のパターンをウエハ上の複数の層(レイヤ)に
重ね合わせて転写する場合には、より高い位置制御精度
が要求される。
For this purpose, the wafer must be moved exactly in a predetermined direction by a predetermined amount. The movement of the wafer is performed by moving a wafer stage provided in the exposure apparatus and holding the wafer, and the position control accuracy of the wafer stage greatly affects the transfer accuracy. Further, in the case where a plurality of patterns are transferred while being superimposed on a plurality of layers (layers) on a wafer, higher position control accuracy is required.

【0006】また、特に走査型露光装置においては、走
査開始時点(加速開始時点)でのレチクル(レチクルス
テージ)及びウエハ(ウエハステージ)それぞれの位
置、及び両者の位置関係がパターンの転写精度及び重ね
合わせ精度に影響を与えるのに加え、露光時のレチクル
ステージとウエハステージとの同期精度もパターンの転
写精度及び重ね合わせ精度に大きく影響を与える。
In particular, in a scanning exposure apparatus, the position of the reticle (reticle stage) and the position of the wafer (wafer stage) at the start of scanning (start of acceleration), and the positional relationship between the two, depend on the pattern transfer accuracy and overlay. In addition to affecting the alignment accuracy, the synchronization accuracy between the reticle stage and the wafer stage during exposure also has a significant effect on the pattern transfer accuracy and the overlay accuracy.

【0007】すなわち、レチクルステージ及びウエハス
テージそれぞれの位置制御精度や、レチクルステージと
ウエハステージとの同期精度が製品の品質や生産性(歩
留まりを含む)に大きな影響を与えるため、ウエハステ
ージの位置制御精度(静止型露光装置の場合)、あるい
はレチクルステージ及びウエハステージそれぞれの位置
制御精度並びに両ステージの同期制御精度(走査型露光
装置の場合)の向上が強く望まれている。
That is, since the position control accuracy of each of the reticle stage and the wafer stage and the synchronization accuracy between the reticle stage and the wafer stage greatly affect the quality and productivity (including the yield) of the product, the position control of the wafer stage is performed. It is strongly desired to improve the accuracy (in the case of a static exposure apparatus), the position control accuracy of each of the reticle stage and the wafer stage, and the synchronization control accuracy of both stages (in the case of a scanning exposure apparatus).

【0008】従来、上記の位置制御精度、例えばウエハ
ステージ(ウエハ)の位置決め精度の計測は、概略以下
の手順で行われれている。すなわち、先ず、計測用レチ
クルのパターン面上に形成された計測用パターンが、該
計測用パターンの投影位置(露光位置)に位置決めされ
たウエハ上の所定領域に転写される。次に、ウエハステ
ージが所定方向に所定の移動量だけ移動され、ウエハ上
の別の領域が前記計測用パターンの投影位置へ位置決め
される。このときのウエハステージの移動は、ステージ
制御装置により、ウエハステージの移動量を計測する測
長装置(例えば、レーザ干渉計など)の計測値をモニタ
しつつ、行われる。このウエハの位置決めが完了する
と、前記計測用パターンがウエハ上の別の領域へ転写さ
れる。次いで、その転写後のウエハが現像され、その現
像後のウエハ上の計測用パターンの転写像(例えばレジ
スト像)間の距離が適宜な計測装置により計測される。
そして、その計測値と前記移動量との差に基づいてウエ
ハの位置決め精度が求められる。
Conventionally, the above-described position control accuracy, for example, the measurement of the positioning accuracy of the wafer stage (wafer), is generally performed by the following procedure. That is, first, the measurement pattern formed on the pattern surface of the measurement reticle is transferred to a predetermined area on the wafer positioned at the projection position (exposure position) of the measurement pattern. Next, the wafer stage is moved by a predetermined movement amount in a predetermined direction, and another area on the wafer is positioned at a projection position of the measurement pattern. The movement of the wafer stage at this time is performed by the stage control device while monitoring the measurement value of a length measuring device (for example, a laser interferometer) that measures the amount of movement of the wafer stage. When the positioning of the wafer is completed, the measurement pattern is transferred to another area on the wafer. Next, the transferred wafer is developed, and the distance between transfer images (for example, resist images) of the measurement pattern on the developed wafer is measured by an appropriate measuring device.
Then, the positioning accuracy of the wafer is determined based on the difference between the measured value and the movement amount.

【0009】上記の計測装置としては、SEM(走査型
電子顕微鏡)などを用いることも可能であるが、例え
ば、露光装置に設けられているアライメントセンサ(例
えば、ウエハアライメントに用いられるアライメント検
出系(レーザビームとレジスト像とを相対走査して回折
光などを検出する、いわゆるLSA(Laser Step Align
ment)系、あるいはアライメントマークの像を撮像素子
上に結像する、いわゆるFIA(Field Image Alignmen
t)系)など)を用いても良い。
As the above-mentioned measuring device, an SEM (scanning electron microscope) or the like can be used. For example, an alignment sensor provided in an exposure device (for example, an alignment detection system (for example, an alignment detection system used for wafer alignment)) can be used. A so-called LSA (Laser Step Alignment) that detects a diffracted light by scanning the laser beam and the resist image relatively.
so-called FIA (Field Image Alignment), which forms an image of an alignment mark or an alignment mark on an image sensor.
t)) may be used.

【0010】また、走査型露光装置の場合には、上記の
ウエハステージの位置決め制御精度の計測と同様の手法
により、レチクルステージ(レチクル)の位置決め精度
を求めることができる。但し、この場合には上記と反対
にウエハを静止させたまま、レチクルを所定の移動量だ
け移動することとなる。
In the case of a scanning type exposure apparatus, the positioning accuracy of the reticle stage (reticle) can be obtained by the same method as the measurement of the positioning control accuracy of the wafer stage. However, in this case, contrary to the above, the reticle is moved by a predetermined amount while the wafer is kept still.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の計測方法では、測長装置(例えば、レーザ干渉
計など)の計測値である移動量と各転写像間の距離の計
測値との差から直接、位置ずれ量を求めているために、
位置ずれ量が小さい場合には、各転写像間の距離を計測
する計測装置(例えば、上述したアライメント検出系な
ど)の検出限界により位置ずれを検出できないという不
都合があった。また、ウエハステージ(ウエハ)の移動
量を計測するレーザ干渉計の分解能が0.5nm程度で
あるために、将来の投影露光装置に許容されるトータル
オーバーレイ誤差を考慮すれば、上記従来の計測方法で
は、要求される精度での位置制御精度の計測は困難とな
っている。
However, in the above-mentioned conventional measuring method, the difference between the movement amount, which is the measured value of the length measuring device (for example, a laser interferometer, etc.), and the measured value of the distance between the respective transferred images. To obtain the amount of displacement directly from
When the displacement amount is small, there is a disadvantage that the displacement cannot be detected due to the detection limit of a measuring device (for example, the above-described alignment detection system) that measures the distance between the transferred images. Further, since the resolution of the laser interferometer for measuring the moving amount of the wafer stage (wafer) is about 0.5 nm, the above conventional measuring method is considered in consideration of the total overlay error allowed for a future projection exposure apparatus. Then, it is difficult to measure the position control accuracy with the required accuracy.

【0012】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、マスクステージ又は基板ステー
ジの位置制御精度の計測に好適に用いることができるマ
スクを提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a mask which can be suitably used for measuring the position control accuracy of a mask stage or a substrate stage.

【0013】また、本発明の第2の目的は、マスクステ
ージ(マスク)又は基板ステージ(基板)の位置制御精
度を精度良く計測することができる位置制御精度計測法
を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a position control accuracy measuring method capable of accurately measuring the position control accuracy of a mask stage (mask) or a substrate stage (substrate).

【0014】また、本発明の第3の目的は、高精度な露
光を実現できる露光方法を提供することにある。
[0014] A third object of the present invention is to provide an exposure method capable of realizing highly accurate exposure.

【0015】また、本発明の第4の目的は、高集積度の
デバイスの生産性を向上させることができるデバイス製
造方法を提供することにある。
It is a fourth object of the present invention to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of a highly integrated device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、重ね合わせて転写した際に重なり部の形状が重ね位
置に依存せず一定形状となる第1パターン(TP1)と
第2パターン(TP2)とを含む第1の組のパターン
と、前記第1パターンと第2パターンとの位置関係と同
一の相互位置関係を有し、重ね合わせて転写した際に重
なり部の形状が相対的な重ね位置に依存して変化する第
3パターン(TP3)と第4パターン(TP4)とを含
む第2の組のパターンとが、相互に重ならないように、
そのパターン面(PA)に形成されたマスク基板(4
2)を備えるマスクである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a first pattern (TP1) and a second pattern in which the shape of an overlapping portion becomes constant regardless of the overlapping position when transferred in an overlapping manner. (TP2) and the first pattern having the same mutual positional relationship as the positional relationship between the first pattern and the second pattern. The second set of patterns including the third pattern (TP3) and the fourth pattern (TP4), which change depending on the overlapping position, do not overlap each other.
The mask substrate (4) formed on the pattern surface (PA)
2) A mask provided with 2).

【0017】このマスクを用いて例えば、露光装置の基
板ステージの位置制御精度を計測する場合を考える。こ
の場合、マスクを静止させた状態で少なくとも2回の露
光が行われる。例えば、第1回目の露光の際に、例えば
第1パターンと第3パターンにのみ照明光が照射される
ように照明領域を制限して露光を行うことにより、所定
位置に位置決めされている基板上の所定領域に第1パタ
ーンと第3パターンとがそれぞれ転写される。次いで、
第1パターンと第2パターンとの位置関係に応じた距離
及び方向に基板を保持する基板ステージが移動された
後、例えば第2パターンと第4パターンにのみ照明光が
照射されるように照明領域を制限して第2回目の露光を
行うことにより、第1パターンの転写像に重ね合せて第
2パターンが転写されるとともに、第3パターンの転写
像に重ね合せて第4パターンが転写される。
Consider, for example, the case where the accuracy of position control of a substrate stage of an exposure apparatus is measured using this mask. In this case, at least two exposures are performed with the mask stationary. For example, at the time of the first exposure, for example, by performing the exposure while limiting the illumination area so that only the first pattern and the third pattern are irradiated with the illumination light, the substrate positioned at a predetermined position is exposed. The first pattern and the third pattern are respectively transferred to the predetermined area. Then
After the substrate stage that holds the substrate is moved in a distance and a direction corresponding to the positional relationship between the first pattern and the second pattern, for example, the illumination area is illuminated so that only the second pattern and the fourth pattern are irradiated with illumination light. Is performed, the second pattern is superimposed on the transfer image of the first pattern, and the fourth pattern is transferred over the transfer image of the third pattern. .

【0018】これにより、第1パターンと第2パターン
との転写像同士の重なり部には、基準となるマークの像
(潜像、レジスト像などを含む。以下「基準マーク像」
という)が形成され、第3パターンと第4パターンとの
転写像同士の重なり部には、比較対象となるマークの像
(以下「比較マーク像」という)が形成される。
As a result, the overlapped portions of the transferred images of the first pattern and the second pattern include a reference mark image (including a latent image, a resist image, etc .; hereinafter, a "reference mark image").
Is formed, and an image of a mark to be compared (hereinafter, referred to as a “comparison mark image”) is formed at an overlapping portion between the transferred images of the third pattern and the fourth pattern.

【0019】ここで、基準マーク像は第1パターンと第
2パターンの相対的な重ね位置に依存しない一定形状を
有しており、比較マーク像は第3パターンと第4パター
ンの相対的な重ね位置に依存して変化する形状を有して
いる。そこで、基準マーク像と比較マーク像の形状の違
いから、基板ステージの位置決め精度(位置制御精度の
一種)の情報(位置ずれ量及び位置ずれ方向)を求める
ことができる。
Here, the reference mark image has a fixed shape independent of the relative overlapping position of the first and second patterns, and the comparative mark image has a relative overlapping position of the third and fourth patterns. It has a shape that changes depending on the position. Therefore, from the difference in the shapes of the reference mark image and the comparison mark image, information (position shift amount and position shift direction) of the positioning accuracy (a type of position control accuracy) of the substrate stage can be obtained.

【0020】一例として、前記位置関係に応じて正確に
パターンの重ね合わせが行われたときには、基準マーク
像と比較マーク像が同一形状となるように第1〜第4パ
ターンがマスクのパターン面に形成されている場合を考
える。この場合、上記の2回の露光により基板上に形成
された基準マーク像と比較マーク像との対応する部分の
長さが同じであれば、前記位置関係に応じて、正確にパ
ターンの重ね合わせが行われており、基板ステージ(基
板)の位置制御が正しく行われたことを示す。一方、基
準マーク像と比較マーク像の対応する部分の長さが異な
っていれば、パターンの重ね位置にずれが生じており、
基準マーク像と比較マーク像の対応する部分の長さの差
に基づいて基板ステージの位置制御精度の情報を求める
ことができる。
As an example, when the patterns are accurately superimposed according to the positional relationship, the first to fourth patterns are formed on the pattern surface of the mask so that the reference mark image and the comparison mark image have the same shape. Consider the case where it is formed. In this case, if the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image formed on the substrate by the two exposures are the same, the patterns can be accurately overlapped according to the positional relationship. Indicates that the position control of the substrate stage (substrate) has been correctly performed. On the other hand, if the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image are different, a shift occurs in the pattern overlapping position,
Information on the position control accuracy of the substrate stage can be obtained based on the difference in length between corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image.

【0021】また、特に走査型露光装置の場合には、上
記の基板ステージの位置決め制御精度(位置制御精度の
一種)の情報(位置ずれ量及び位置ずれ方向)の計測と
同様の手法により、マスクステージ(マスク)の位置決
め精度(位置制御精度の一種)の情報(位置ずれ量及び
位置ずれ方向)を求めることができる。但し、この場合
には上記と反対に基板を静止させたまま、マスクを所定
の移動量だけ移動するとともに、照明領域の設定は第1
回目の露光と第2回目の露光とで同一の設定となる。
In particular, in the case of a scanning type exposure apparatus, a mask is formed by the same method as that for measuring the information (position shift amount and direction) of the positioning control accuracy (a type of position control accuracy) of the substrate stage. Information (position shift amount and position shift direction) of the positioning accuracy (a type of position control accuracy) of the stage (mask) can be obtained. In this case, however, the mask is moved by a predetermined amount while the substrate is kept stationary, and the setting of the illumination area is the first.
The same settings are made for the second exposure and the second exposure.

【0022】この場合において、上記基準マーク像及び
比較マーク像の長さの計測は、基板を現像することなく
基板上に形成された潜像に対して行っても良いし、上記
基準マーク像及び比較マーク像が形成された基板を現像
した後、基板上に形成されたレジスト像、あるいはレジ
スト像が形成された基板をエッチング処理して得られる
像(エッチング像)などに対して行っても良い。
In this case, the measurement of the lengths of the reference mark image and the comparison mark image may be performed on the latent image formed on the substrate without developing the substrate, or may be performed on the reference mark image and the comparison mark image. After developing the substrate on which the comparative mark image is formed, the process may be performed on a resist image formed on the substrate or an image (etched image) obtained by etching the substrate on which the resist image is formed. .

【0023】また、上記基準マーク像及び比較マーク像
の長さの計測は、例えば露光装置に設けられているアラ
イメント検出系(LSA系、FIA系)などを用いても
良い。
The lengths of the reference mark image and the comparison mark image may be measured by using, for example, an alignment detection system (LSA system, FIA system) provided in the exposure apparatus.

【0024】この場合において、前記第1〜第4パター
ンとしては、種々のパターンが考えられるが、請求項2
に記載のマスクの如く、前記第1パターンは、第1方向
に伸びる少なくとも1本のラインパターンを含むパター
ンであり、前記第2パターンは、前記第1方向に対し角
度θ1(0<θ1<180°)を成す第2方向に伸びる
少なくとも1本のラインパターンを含むパターンであ
り、前記第3パターンは、前記第1方向に伸びる線状の
第1部分と前記第2方向に伸びる線状の第2部分とを有
し、全体として山形のパターンであり、前記第4パター
ンは、前記第1方向に伸びる線状の第1部分と前記第2
方向に伸びる線状の第2部分とを有し、全体として前記
第3パターンと逆向きの山形のパターンであることとし
ても良い。
In this case, various patterns can be considered as the first to fourth patterns.
The first pattern is a pattern including at least one line pattern extending in a first direction, and the second pattern is formed at an angle θ1 (0 <θ1 <180) with respect to the first direction. °) is a pattern including at least one line pattern extending in the second direction, wherein the third pattern has a linear first portion extending in the first direction and a linear first portion extending in the second direction. The second pattern is a chevron-shaped pattern as a whole, and the fourth pattern includes a linear first portion extending in the first direction and the second portion.
The second pattern may have a linear second portion extending in the direction, and may be a chevron-shaped pattern that is opposite to the third pattern as a whole.

【0025】ここで、「角度」とは、方向と方向とが成
す角の大きさを意味し、その角度方向(正負)までは含
まない概念である。本明細書では、かかる概念として、
「角度」という語彙を用いるものとする。
Here, the "angle" means a magnitude of an angle formed by the directions, and is a concept that does not include the angle direction (positive or negative). In this specification, as such a concept,
The vocabulary "angle" is used.

【0026】また、本明細書において、「山形」とは、
異なる方向に伸びる2つの線状の部分から構成されてい
る形状を意味し、くの字形やV字形、及びそれらを変形
(例えば、回転、拡大縮小(全体及び一部分)など)し
た形状も含む概念である。また、第1部分と第2部分の
長さは、必ずしも同一でなくとも良い。
In this specification, “Yamagata” means
A shape composed of two linear portions extending in different directions, including a U-shape, a V-shape, and shapes deformed (eg, rotated, scaled (whole and part), etc.) It is. Further, the lengths of the first portion and the second portion do not necessarily have to be the same.

【0027】上記請求項1に記載のマスクにおいて、請
求項3に記載のマスクの如く、前記第1パターンは、第
3方向に伸びる少なくとも1本のラインパターンを含む
パターンであり、前記第2パターンは、前記第3方向に
対し角度θ2(0<θ2<180°)を成す第4方向に
伸びる少なくとも1本のラインパターンを含むパターン
であり、前記第3パターンは、前記第3方向及び前記第
4方向に対しそれぞれ角度θ2/2を成す第5方向に伸
びる少なくとも1本のラインパターンを含むパターンで
あり、前記第4パターンは、前記第5方向に対し角度θ
2を成す第6方向に伸びる線状の第1部分と前記第5方
向に対し角度θ2を成す前記第6方向と異なる第7方向
に伸びる線状の第2部分とを有し、全体として山形のパ
ターンであることとしても良い。
In the mask according to the first aspect, as in the mask according to the third aspect, the first pattern is a pattern including at least one line pattern extending in a third direction, and the second pattern is a second pattern. Is a pattern including at least one line pattern extending in a fourth direction forming an angle θ2 (0 <θ2 <180 °) with respect to the third direction, wherein the third pattern is formed in the third direction and the third direction. A pattern including at least one line pattern extending in a fifth direction at an angle θ2 / 2 with respect to the four directions, wherein the fourth pattern has an angle θ with respect to the fifth direction.
2 having a linear first portion extending in a sixth direction and a linear second portion extending in a seventh direction different from the sixth direction at an angle θ2 with respect to the fifth direction. Pattern.

【0028】上記請求項1〜3に記載の各マスクにおい
て、前記第1〜第4パターンの線幅については、種々の
ものが考えられるが、請求項4に記載のマスクの如く、
前記第1〜第4パターンの線幅は等しいこととしても良
く、請求項5に記載のマスクの如く、前記第1〜第3パ
ターンの線幅は等しく、前記第4パターンの線幅は前記
第1〜第3パターンの線幅と異なることとしても良く、
さらに請求項6に記載のマスクの如く、前記第1及び第
2パターンは第1の線幅を有し、前記第3及び第4パタ
ーンは第2の線幅を有することとしても良い。
In each of the masks according to the first to third aspects, the line widths of the first to fourth patterns may be various. However, as in the mask according to the fourth aspect,
The line widths of the first to fourth patterns may be equal. As in the mask according to claim 5, the line widths of the first to third patterns are equal and the line width of the fourth pattern is equal to the line width of the fourth pattern. It may be different from the line width of the first to third patterns,
Further, as in the mask according to claim 6, the first and second patterns may have a first line width, and the third and fourth patterns may have a second line width.

【0029】請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の
いずれか一項に記載のマスク(R)を用いて位置制御
の精度を計測する位置制御精度計測方法であって、前記
マスク上の第1パターン(TP1)及び第3パターン
(TP3)を基板(W)上に転写する第1露光工程と;
前記マスク及び基板のいずれかを前記第1パターンと前
記第2パターン(TP2)との位置関係に応じた距離だ
け所定方向に移動する移動工程と;前記基板上に形成さ
れた前記第1パターン及び前記第3パターンの転写像に
前記マスク上の前記第2パターン及び前記第4パターン
(TP4)をそれぞれ重ねて転写する第2露光工程と;
前記基板上の前記第1パターンと前記第2パターンとの
転写像の重なり部に形成された基準マーク像(SM1)
及び前記第3パターンと前記第4パターンとの転写像の
重なり部に形成された比較マーク像(HM1)の長さを
それぞれ計測する計測工程と;前記計測された基準マー
ク像及び比較マーク像の長さに基づいて位置制御の精度
を算出する算出工程と;を含む。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a position control accuracy measuring method for measuring the accuracy of position control using the mask ( RT ) according to any one of the first to sixth aspects. A first exposure step of transferring the first pattern (TP1) and the third pattern (TP3) on the mask onto the substrate (W);
Moving one of the mask and the substrate in a predetermined direction by a distance corresponding to a positional relationship between the first pattern and the second pattern (TP2); and a step of moving the first pattern and the substrate formed on the substrate. A second exposure step in which the second pattern and the fourth pattern (TP4) on the mask are respectively transferred onto the transfer image of the third pattern so as to overlap with each other;
A reference mark image (SM1) formed on an overlapping portion of a transfer image of the first pattern and the second pattern on the substrate
And a measurement step of measuring the length of the comparison mark image (HM1) formed at the overlapping portion of the transfer images of the third pattern and the fourth pattern, respectively; and the measurement of the reference mark image and the comparison mark image Calculating a position control accuracy based on the length.

【0030】これによれば、先ず、第1露光工程でマス
ク上の第1パターンと第3パターンを基板上に転写した
後、移動工程では、マスク及び基板のいずれかを第1パ
ターンと第2パターンとの位置関係に応じた距離及び方
向に移動する。そして、マスク及び基板のいずれかの移
動が完了すると、第2露光工程では、マスク上の第2パ
ターンと第4パターンを基板上に転写する。これによ
り、第1パターンの転写像に重ね合せて第2パターンが
転写され、第3パターンの転写像に重ね合せて第4パタ
ーンが転写される。なお、現実の露光装置では、マスク
の移動はマスクを保持するマスクステージの移動により
行われ、また、基板の移動は基板を保持する基板ステー
ジの移動により行われる。
According to this, first, after the first pattern and the third pattern on the mask are transferred onto the substrate in the first exposure step, any one of the mask and the substrate is transferred to the second pattern in the moving step. It moves in the distance and direction according to the positional relationship with the pattern. Then, when the movement of either the mask or the substrate is completed, in the second exposure step, the second pattern and the fourth pattern on the mask are transferred onto the substrate. As a result, the second pattern is transferred to be superimposed on the transfer image of the first pattern, and the fourth pattern is transferred to be superimposed on the transfer image of the third pattern. In an actual exposure apparatus, the movement of the mask is performed by moving the mask stage that holds the mask, and the movement of the substrate is performed by moving the substrate stage that holds the substrate.

【0031】上記のマスク上の第2パターンと第4パタ
ーンの転写の結果、基板上の第1パターンと第2パター
ンとの転写像同士の重なり部に基準マーク像(潜像な
ど)が形成され、第4パターンと第3パターンとの転写
像同士の重なり部に比較マーク像が形成される。そし
て、計測工程では基準マーク像と比較マーク像の長さが
それぞれ計測され、算出工程ではその計測結果に基づい
て位置制御の精度が算出される。この場合、基準マーク
像は、第1パターンと第2パターンの相対的な重ね位置
に依存しない一定形状を有しており、比較マーク像は、
第3パターンと第4パターンの相対的な重ね位置に依存
して変化する形状を有している。そこで、基準マーク像
と比較マーク像のそれぞれ対応する部分の長さを比較す
ることにより、重ね位置のずれ情報を求めることができ
る。すなわち、従来のように転写像間の距離を計測する
のではなく、基準マーク像と比較マーク像のそれぞれ対
応する部分の長さを計測してマスク(マスクステージ)
又は基板(基板ステージ)の位置制御精度を求める。
As a result of the transfer of the second pattern and the fourth pattern on the mask, a reference mark image (eg, a latent image) is formed at an overlapping portion between the transferred images of the first pattern and the second pattern on the substrate. The comparative mark image is formed at the overlapping portion between the transferred images of the fourth pattern and the third pattern. In the measurement step, the lengths of the reference mark image and the comparison mark image are measured, and in the calculation step, the accuracy of the position control is calculated based on the measurement results. In this case, the reference mark image has a fixed shape that does not depend on the relative overlapping position of the first pattern and the second pattern.
It has a shape that changes depending on the relative overlapping position of the third pattern and the fourth pattern. Therefore, by comparing the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image, the shift information of the overlapping position can be obtained. That is, instead of measuring the distance between the transferred images as in the conventional case, the length of each of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image is measured to obtain a mask (mask stage).
Alternatively, the position control accuracy of the substrate (substrate stage) is determined.

【0032】すなわち、一例として、前記位置関係に応
じて、正確にパターンの重ね合わせが行われたときは、
基準マーク像と比較マーク像が同一形状となるように第
1〜第4パターンがマスクのパターン面に形成されてい
る場合を考える。この場合、第2回目の露光により基板
上に形成された、基準マーク像と比較マーク像のそれぞ
れ対応する部分の長さが同じであれば、前記位置関係に
応じて、正確にパターンの重ね合わせが行われており、
マスク(マスクステージ)又は基板(基板ステージ)の
位置制御が正しく行われたことを示している。
That is, as an example, when patterns are accurately superimposed according to the positional relationship,
Consider a case where the first to fourth patterns are formed on the pattern surface of the mask such that the reference mark image and the comparison mark image have the same shape. In this case, if the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image formed on the substrate by the second exposure are the same, the patterns can be accurately overlapped according to the positional relationship. Has been done,
This indicates that the position of the mask (mask stage) or the substrate (substrate stage) has been correctly controlled.

【0033】一方、基準マーク像と比較マーク像のそれ
ぞれ対応する部分の長さが異なっていれば、パターンの
重ね位置にずれが生じており、各マーク像のそれぞれ対
応する部分の長さの差から重ね位置のずれ情報、すなわ
ちマスク(マスクステージ)又は基板(基板ステージ)
の位置制御精度の情報を求めることができる。
On the other hand, if the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image are different from each other, there is a shift in the overlapping position of the pattern, and the difference in the lengths of the corresponding portions of the respective mark images. From the position of overlap, ie, mask (mask stage) or substrate (substrate stage)
Information on the position control accuracy can be obtained.

【0034】この場合において、請求項8に記載の位置
制御精度計測方法の如く、前記算出工程では、前記マス
ク及び基板のいずれかの位置決め精度、及びパターンの
重ね合わせ精度のうち少なくとも1つを算出することと
しても良い。
In this case, as in the position control accuracy measuring method according to claim 8, in the calculating step, at least one of the positioning accuracy of any of the mask and the substrate and the pattern overlay accuracy is calculated. It is good to do.

【0035】上記請求項7に記載の位置制御精度計測方
法において、前記第1露光工程及び前記第2露光工程で
は、請求項9に記載の位置制御精度計測方法の如く、前
記マスク及び前記基板を静止させた状態で露光を行うこ
ととしても良く、また、請求項10に記載の位置制御精
度計測方法の如く、前記マスクと基板とを同期して移動
しつつ露光を行うこととしても良い。
In the position control accuracy measuring method according to the seventh aspect, in the first exposure step and the second exposure step, as in the position control accuracy measurement method according to the ninth aspect, the mask and the substrate are separated. The exposure may be performed in a stationary state, or the exposure may be performed while moving the mask and the substrate in synchronization, as in the position control accuracy measurement method according to the tenth aspect.

【0036】上記請求項10に記載の位置制御精度計測
方法において、請求項11に記載の位置制御精度計測方
法の如く、前記算出工程では、前記マスクと前記基板の
同期精度を算出することとしても良い。
In the position control accuracy measuring method according to the tenth aspect, as in the position control accuracy measuring method according to the eleventh aspect, in the calculating step, the synchronization accuracy between the mask and the substrate may be calculated. good.

【0037】請求項12に記載の発明は、マスクのパタ
ーンを基板上に転写する露光方法であって、請求項7〜
11のいずれか一項に記載の位置制御精度計測方法によ
って位置制御の精度を計測する工程と;前記計測された
位置制御の精度を考慮して前記マスク及び基板の少なく
とも一方の位置制御を行い、前記マスクのパターンを前
記基板上に転写する工程と;を含む露光方法である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for transferring a mask pattern onto a substrate.
Measuring the position control accuracy by the position control accuracy measurement method according to any one of 11; performing position control of at least one of the mask and the substrate in consideration of the measured position control accuracy, Transferring the pattern of the mask onto the substrate.

【0038】これによれば、請求項7〜11の各位置制
御精度計測方法によって計測された位置制御の精度を考
慮して最適な転写が行われるようにマスク及び基板の少
なくとも一方の位置制御が行われ、マスクのパターンが
基板上に転写される。このため、マスクパターンを基板
との位置関係を所望の関係に維持した状態で微細パター
ンを基板上に高精度に転写することができる。
According to this, the position control of at least one of the mask and the substrate is performed so that the optimum transfer is performed in consideration of the position control accuracy measured by each of the position control accuracy measurement methods according to claims 7 to 11. Then, the pattern of the mask is transferred onto the substrate. Therefore, the fine pattern can be transferred onto the substrate with high accuracy while maintaining the positional relationship between the mask pattern and the substrate in a desired relationship.

【0039】請求項13に記載の発明は、リソグラフィ
工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフ
ィ工程では、請求項12に記載の露光方法を用いること
を特徴とするデバイス製造方法である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including a lithography step, wherein the lithography step uses the exposure method according to the twelfth aspect.

【0040】これによれば、リソグラフィ工程で、請求
項12に記載の露光方法により微細パターンを基板上に
精度良く転写することができるので、結果的に高集積度
のデバイスの生産性(歩留まりを含む)を向上させるこ
とが可能となる。
According to this, in the lithography process, a fine pattern can be accurately transferred onto the substrate by the exposure method according to the twelfth aspect, and as a result, the productivity (yield of a highly integrated device) can be reduced. Included) can be improved.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図19に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
19 will be described.

【0042】図1には、本発明に係る位置制御精度計測
方法及び露光方法の実施に好適な一実施形態に係る露光
装置100が示されている。この露光装置100は、ス
テップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。
FIG. 1 shows an exposure apparatus 100 according to an embodiment suitable for carrying out the position control accuracy measuring method and the exposure method according to the present invention. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus.

【0043】この露光装置100は、照明系IOP、マ
スクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージR
ST(マスクステージ)、レチクルRに形成されたパタ
ーンの像を感光剤(フォトレジスト)が塗布された基板
としてのウエハW上に投影する投影光学系PL、ウエハ
Wを保持して2次元平面(XY平面内)を移動するXY
ステージ20(基板ステージ)、XYステージ20を駆
動する駆動系22、及びこれらの制御系等を備えてい
る。この制御系は、装置全体を統括制御する主制御装置
28を中心として構成されている。
The exposure apparatus 100 includes an illumination system IOP and a reticle stage R for holding a reticle R as a mask.
ST (mask stage), a projection optical system PL for projecting an image of a pattern formed on a reticle R onto a wafer W as a substrate coated with a photosensitive agent (photoresist), a two-dimensional plane holding the wafer W ( XY moving in the XY plane)
A stage 20 (substrate stage), a drive system 22 for driving the XY stage 20, and a control system for these components are provided. This control system is mainly configured by a main control device 28 that integrally controls the entire device.

【0044】前記照明系IOPは、KrFエキシマレー
ザやArFエキシマレーザなどから成る光源と、オプテ
ィカルインテグレータ又はホモジナイザとしてのフライ
アイレンズ又はロッド型(内面反射型)インテグレー
タ、リレーレンズ、コンデンサレンズ、及びレチクルブ
ラインド等(いずれも図示省略)を含む照明光学系とか
ら構成されている。この照明系IOPは、回路パターン
等が描かれたレチクルR上のレチクルブラインドで規定
された投影光学系PLの視野内でX軸方向に細長い長方
形のスリット状の照明領域部分を照明光ILによりほぼ
均一な照度で照明する。
The illumination system IOP includes a light source such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, a fly-eye lens or a rod-type (internal reflection type) integrator as an optical integrator or a homogenizer, a relay lens, a condenser lens, and a reticle blind. (All are not shown). In the illumination system IOP, a rectangular slit-shaped illumination area that is elongated in the X-axis direction in the visual field of the projection optical system PL defined by a reticle blind on a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn is substantially irradiated with illumination light IL. Illuminate with uniform illuminance.

【0045】前記レチクルステージRSTは、照明系I
OPの図1における下方に配置されている。このレチク
ルステージRST上には不図示のバキュームチャック等
を介してレチクルRが吸着保持されている。レチクルス
テージRSTは、レチクルRの位置決めのため、Y軸方
向(図1における紙面左右方向)、X軸方向(図1にお
ける紙面直交方向)及びθz方向(XY面に直交するZ
軸回りの回転方向)に微小駆動可能であるとともに、所
定の走査方向(ここではY軸方向とする)に指定された
走査速度で駆動可能となっている。
The reticle stage RST includes an illumination system I
It is located below the OP in FIG. A reticle R is suction-held on the reticle stage RST via a vacuum chuck or the like (not shown). The reticle stage RST is used to position the reticle R for the purpose of positioning the reticle R in the Y-axis direction (the left-right direction on the paper surface in FIG. 1), the X-axis direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG.
It can be driven minutely in the direction of rotation about the axis) and can be driven in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction) at a designated scanning speed.

【0046】レチクルステージRST上にはレチクルレ
ーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)21か
らのレーザビームを反射する移動鏡15が固定されてお
り、レチクルステージRSTの移動面内の位置はレチク
ル干渉計21によって、例えば0.5〜1nm程度の分
解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルス
テージRST上にはY軸方向に直交する反射面を有する
移動鏡とX軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが
設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルY干渉計
とレチクルX干渉計とが設けられているが、図1ではこ
れらが代表的に移動鏡15、レチクル干渉計21として
示されている。ここで、レチクルY干渉計とレチクルX
干渉計の一方、例えばレチクルY干渉計は、測長軸を2
軸有する2軸干渉計であり、このレチクルY干渉計の計
測値に基づきレチクルステージRSTのY位置に加え、
θz方向も計測できるようになっている。
A movable mirror 15 for reflecting a laser beam from a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a "reticle interferometer") 21 is fixed on reticle stage RST. The reticle interferometer 21 constantly detects, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm. Here, in practice, a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and a moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction are provided on reticle stage RST. Although a reticle Y interferometer and a reticle X interferometer are provided, these are typically shown as a movable mirror 15 and a reticle interferometer 21 in FIG. Here, reticle Y interferometer and reticle X
One of the interferometers, for example, a reticle Y interferometer, has two measurement axes.
It is a two-axis interferometer having an axis, and in addition to the Y position of the reticle stage RST,
The θz direction can also be measured.

【0047】前記レチクル干渉計21からのレチクルス
テージRSTの位置情報は主制御装置28に送られ、主
制御装置28はこのレチクルステージRSTの位置情報
に基づいて駆動系29を介してレチクルステージRST
を駆動する。
The position information of the reticle stage RST from the reticle interferometer 21 is sent to the main controller 28, and the main controller 28 controls the reticle stage RST via the drive system 29 based on the position information of the reticle stage RST.
Drive.

【0048】これにより、このレチクルステージRST
は、レチクルRのパターンの中心(レチクルセンタ)が
投影光学系PLの光軸AXpとほぼ一致する状態でレチ
クルRを位置決め(レチクルアライメント)できるよう
になっている。図1では、このレチクルアライメントが
行われた状態が示されている。
Thus, reticle stage RST
The reticle R can be positioned (reticle alignment) with the center of the pattern of the reticle R (reticle center) substantially coincident with the optical axis AXp of the projection optical system PL. FIG. 1 shows a state in which this reticle alignment has been performed.

【0049】前記投影光学系PLは、レチクルステージ
RSTの図1における下方に、その光軸AXpの方向が
XY面に直交するZ軸方向となるように配置されてい
る。この投影光学系PLとしては、ここでは両側テレセ
ントリックな縮小系であって、Z軸方向の共通の光軸A
Xを有する複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学
系が用いられている。レンズエレメントのうちの特定の
複数枚は、主制御装置28からの指令に基づいて、図示
しない結像特性補正コントローラによって制御され、投
影光学系PLの光学特性(結像特性を含む)、例えば倍
率、ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲などを
調整できるようになっている。
The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RST in FIG. 1 so that the direction of the optical axis AXp is the Z-axis direction orthogonal to the XY plane. The projection optical system PL is a reduction system that is telecentric on both sides, and has a common optical axis A in the Z-axis direction.
A refractive optical system including a plurality of lens elements having X is used. Specific plural lenses among the lens elements are controlled by an imaging characteristic correction controller (not shown) based on a command from main controller 28, and optical characteristics (including imaging characteristics) of projection optical system PL, for example, magnification. , Distortion, coma aberration, field curvature and the like can be adjusted.

【0050】前記XYステージ20は、実際には不図示
のベース上をY軸方向に移動するYステージと、このY
ステージ上をX軸方向に移動するXステージとで構成さ
れているが、図1ではこれらがXYステージ20として
示されている。このXYステージ20上にウエハテーブ
ル18が搭載され、このウエハテーブル18上に不図示
のウエハホルダを介してウエハWが真空吸着等によって
保持されている。
The XY stage 20 is actually a Y stage that moves on a base (not shown) in the Y axis direction.
An X stage is configured to move on the stage in the X-axis direction, and these are shown as XY stages 20 in FIG. A wafer table 18 is mounted on the XY stage 20, and a wafer W is held on the wafer table 18 via a wafer holder (not shown) by vacuum suction or the like.

【0051】前記XYステージ20は、走査方向(Y軸
方向)の移動のみならず、ウエハW上の複数のショット
領域を前記照明領域と共役な視野内の投影領域に位置さ
せることができるように、走査方向に直交する非走査方
向(X軸方向)にも移動可能に構成されている。そし
て、ウエハW上の各ショット領域を走査(スキャン)露
光する動作と、次ショットの露光のための走査開始位置
(加速開始位置)まで移動する動作とを繰り返すステッ
プ・アンド・スキャン動作を行う。
The XY stage 20 not only moves in the scanning direction (Y-axis direction), but also allows a plurality of shot areas on the wafer W to be positioned in a projection area in a visual field conjugate to the illumination area. , And can also be moved in a non-scanning direction (X-axis direction) orthogonal to the scanning direction. Then, a step-and-scan operation of repeating an operation of scanning (scanning) exposing each shot area on the wafer W and an operation of moving to a scan start position (acceleration start position) for exposure of the next shot is performed.

【0052】前記ウエハテーブル18は、ウエハWを保
持するウエハホルダをZ軸方向及びXY面に対する傾斜
方向に微小駆動するものである。このウエハテーブル1
8の上面には、移動鏡24が設けられており、この移動
鏡24にレーザビームを投射して、その反射光を受光す
ることにより、ウエハテーブル18のXY面内の位置を
計測するレーザ干渉計26が移動鏡24の反射面に対向
して設けられている。なお、実際には、移動鏡はX軸に
直交する反射面を有するX移動鏡と、Y軸に直交する反
射面を有するY移動鏡とが設けられ、これに対応してレ
ーザ干渉計もX方向位置計測用のXレーザ干渉計とY方
向位置計測用のYレーザ干渉計とが設けられているが、
図1ではこれらが代表して移動鏡24、レーザ干渉計2
6として図示されている。なお、Xレーザ干渉計及びY
レーザ干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、
ウエハテーブル18のX、Y位置の他、回転(ヨーイン
グ(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X
軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回り
の回転であるθy回転))も計測可能となっている。従
って、以下の説明ではレーザ干渉計26によって、ウエ
ハテーブル18のX、Y、θz、θy、θxの5自由度
方向の位置が計測されるものとする。
The wafer table 18 minutely drives the wafer holder for holding the wafer W in the Z-axis direction and the tilt direction with respect to the XY plane. This wafer table 1
8 is provided with a movable mirror 24, which projects a laser beam on the movable mirror 24 and receives the reflected light, thereby measuring the position of the wafer table 18 in the XY plane. A total 26 is provided to face the reflecting surface of the movable mirror 24. Actually, the moving mirror is provided with an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis and a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y axis. An X laser interferometer for directional position measurement and a Y laser interferometer for Y direction position measurement are provided,
In FIG. 1, these are representatively the moving mirror 24, the laser interferometer 2
6 is shown. The X laser interferometer and Y laser
A laser interferometer is a multi-axis interferometer having a plurality of measuring axes,
In addition to the X and Y positions of the wafer table 18, rotation (yaw (θz rotation about the Z axis)), pitching (X
Rotation (θx rotation around the axis) and rolling (θy rotation around the Y axis) can also be measured. Therefore, in the following description, it is assumed that the laser interferometer 26 measures the positions of the wafer table 18 in the five degrees of freedom directions of X, Y, θz, θy, and θx.

【0053】レーザ干渉計26の計測値は主制御装置2
8に供給され、主制御装置28はこのレーザ干渉計26
の計測値をモニタしつつ、駆動系22を介してXYステ
ージ20を駆動することにより、ウエハテーブル18の
位置制御が行われる。
The measured value of the laser interferometer 26 is
And the main controller 28 controls the laser interferometer 26
The position of the wafer table 18 is controlled by driving the XY stage 20 via the drive system 22 while monitoring the measured values of the above.

【0054】ウエハW表面のZ方向位置及び傾斜量は、
例えば特開平6−283403号公報などに開示される
送光系50a及び受光系50bを有する斜入射方式の多
点焦点位置検出系から成るフォーカスセンサAFSによ
って計測されるようになっている。このフォーカスセン
サAFSの計測値も主制御装置28に供給されており、
主制御装置28では、フォーカスセンサAFSの計測値
に基づいて駆動系22を介してウエハテーブル18を微
少駆動して、投影光学系PLの光軸方向に関するウエハ
Wの位置及び傾きを制御するようになっている。
The Z direction position and the tilt amount of the surface of the wafer W are
For example, the measurement is performed by a focus sensor AFS including an oblique incidence type multipoint focal position detection system having a light transmitting system 50a and a light receiving system 50b disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403. The measurement value of the focus sensor AFS is also supplied to the main controller 28,
The main controller 28 controls the position and inclination of the wafer W in the optical axis direction of the projection optical system PL by slightly driving the wafer table 18 via the drive system 22 based on the measurement value of the focus sensor AFS. Has become.

【0055】すなわち、このようにしてウエハテーブル
18を介してウエハWがX、Y、Z、θx、θyの5自
由度方向の位置及び姿勢制御がなされるようになってい
る。なお、残りのθz(ヨーイング)の誤差について
は、レーザ干渉計26で計測されたウエハテーブル18
のヨーイング情報に基づいてレチクルステージRSTと
ウエハテーブル18との少なくとも一方を回転させるこ
とによって補正される。
That is, the position and orientation of the wafer W in the directions of five degrees of freedom of X, Y, Z, θx and θy are controlled via the wafer table 18 in this manner. Note that the remaining error of θz (yawing) is calculated based on the wafer table 18 measured by the laser interferometer 26.
Is corrected by rotating at least one of the reticle stage RST and the wafer table 18 based on the yawing information.

【0056】また、ウエハテーブル18上には、その表
面がウエハWの表面と同じ高さになるような基準板FP
が固定されている。この基準板FPの表面には、後述す
るアライメント検出系ASのいわゆるベースライン計測
等に用いられる基準マークを含む各種の基準マークが形
成されている。
Further, on the wafer table 18, a reference plate FP whose surface is the same as the surface of the wafer W is set.
Has been fixed. On the surface of the reference plate FP, various reference marks including a reference mark used for so-called baseline measurement of an alignment detection system AS described later are formed.

【0057】更に、本実施形態では、投影光学系PLの
側面に、ウエハWに形成されたアライメントマークを検
出するマーク検出系としてのオフ・アクシス方式のアラ
イメント検出系ASが設けられている。このアライメン
ト検出系ASは、LSA系、及びFIA系と呼ばれるア
ライメントセンサを有しており、基準板FP上の基準マ
ーク及びウエハ上のアライメントマークのX、Y2次元
方向の位置計測を行なうことが可能である。
Further, in the present embodiment, an off-axis type alignment detection system AS as a mark detection system for detecting an alignment mark formed on the wafer W is provided on a side surface of the projection optical system PL. This alignment detection system AS has an alignment sensor called an LSA system and an FIA system, and can measure the position of the reference mark on the reference plate FP and the alignment mark on the wafer in the X and Y two-dimensional directions. It is.

【0058】ここで、LSA系は、レーザ光をマークに
照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を
計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広
いプロセスウエハに使用されている。FIA系は、ハロ
ゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光でマークを
照明し、このマーク画像を画像処理することによってマ
ーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表
面の非対称マークに有効に使用される。
Here, the LSA system is the most versatile sensor that irradiates a mark with a laser beam and measures the position of the mark by using the diffracted and scattered light. Have been. The FIA system is a sensor that illuminates a mark with broadband (broadband) light such as a halogen lamp and measures the mark position by processing the mark image, and is used effectively for an asymmetric mark on an aluminum layer or a wafer surface. You.

【0059】アライメント制御装置16は、アライメン
ト検出系ASからの情報DSをA/D変換し、さらにこ
のデジタル化された信号を演算処理してマーク位置を検
出する。この検出結果は、アライメント制御装置16か
ら主制御装置28に供給されるようになっている。
The alignment control device 16 A / D converts the information DS from the alignment detection system AS, and further performs arithmetic processing on the digitized signal to detect a mark position. This detection result is supplied from the alignment control device 16 to the main control device 28.

【0060】さらに、本実施形態の露光装置100で
は、図示が省略されているが、レチクルRの上方に、例
えば特開平7−176468号公報等に開示される、投
影光学系PLを介してレチクルR上のレチクルマークま
たはレチクルステージRST上の基準マーク(共に図示
省略)と基準板FP上のマークとを同時に観察するため
の露光波長を用いたTTR(Through The Reticle)ア
ライメント系から成る一対のレチクルアライメント顕微
鏡が設けられている。これらのレチクルアライメント顕
微鏡の検出信号は、アライメント制御装置16を介して
主制御装置28に供給されるようになっている。
Further, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, although not shown, a reticle is provided above the reticle R via a projection optical system PL disclosed in, for example, JP-A-7-176468. A pair of reticles composed of a TTR (Through The Reticle) alignment system using an exposure wavelength for simultaneously observing a reticle mark on R or a reference mark on reticle stage RST (both not shown) and a mark on reference plate FP. An alignment microscope is provided. The detection signals of these reticle alignment microscopes are supplied to the main controller 28 via the alignment controller 16.

【0061】次に、本発明に係るウエハW(XYステー
ジ20)及びレチクルR(レチクルステージRST)の
位置制御精度の計測に用いられるレチクルの一例につい
て説明する。
Next, an example of a reticle used for measuring the position control accuracy of the wafer W (XY stage 20) and reticle R (reticle stage RST) according to the present invention will be described.

【0062】図2には、XYステージ20及びレチクル
ステージRSTの位置制御精度の計測に用いられるレチ
クルRTの一例が示されている。この図2は、レチクル
Tを、パターン面側(図1における下面側)から見た
平面図である。このレチクルR Tは、ほぼ正方形のマス
ク基板としてのガラス基板42の中央に、パターン領域
PAが設けられ、そのパターン領域PA内に、後述する
計測用パターンが配置されている。また、パターン領域
PAの中心、すなわちレチクルRTの中心(レチクルセ
ンタ)を通るパターン領域PAのX軸方向の両側には、
一対のレチクルアライメントマークRM1,RM2が形
成されている。
FIG. 2 shows an XY stage 20 and a reticle.
Reticle used for measuring position control accuracy of stage RST
Kuru RTAn example is shown. FIG. 2 shows a reticle
RTViewed from the pattern surface side (the lower surface side in FIG. 1).
It is a top view. This reticle R TIs an almost square cell
In the center of a glass substrate 42 as a
PA is provided, and the pattern area PA is described later.
A measurement pattern is arranged. Also, the pattern area
Center of PA, ie, reticle RTThe center of the (reticle
On both sides in the X-axis direction of the pattern area PA passing through
A pair of reticle alignment marks RM1 and RM2 are formed
Has been established.

【0063】ここで、本実施形態において、前記レチク
ルRのパターン領域PA内に配置される計測用パター
ンについて説明する。
Here, a description will be given of a measurement pattern arranged in the pattern area PA of the reticle RT in the present embodiment.

【0064】前記パターン領域PA内には、例えば、図
3に拡大して示されるような計測用パターンRP1が配
置されている。
In the pattern area PA, for example, a measurement pattern RP1 as shown in an enlarged manner in FIG. 3 is arranged.

【0065】この計測用パターンRP1は、XYステー
ジ20及びレチクルステージRSTをX軸方向へ移動し
た際のそれらのステージの位置制御精度を計測するため
のパターンであり、8種類のパターンTP1〜TP8で
構成されている。パターンTP1(第1パターン)は、
X軸に対し紙面内時計回りに角度θ/2(0<θ<18
0°)をなす第1方向に延びるラインパターンであり、
パターンTP2(第2パターン)は、前記パターンTP
1と対をなすパターンであり、X軸に対し紙面内反時計
回りに角度θ/2をなす第2方向に延びるラインパター
ンである。この場合、パターンTP2は、前記パターン
TP1の紙面下方(−X方向)に配置されており、前記
パターンTP1の中心とパターンTP2の中心とはX軸
方向にΔRXだけ離れている。
The measurement pattern RP1 is a pattern for measuring the position control accuracy of the XY stage 20 and the reticle stage RST when the reticle stage RST is moved in the X-axis direction, and includes eight types of patterns TP1 to TP8. It is configured. The pattern TP1 (first pattern) is
Clockwise angle θ / 2 (0 <θ <18) with respect to the X axis
0 °), and extends in the first direction.
The pattern TP2 (second pattern) is the pattern TP
1 and a line pattern extending in the second direction at an angle θ / 2 counterclockwise in the drawing with respect to the X axis. In this case, the pattern TP2 is disposed below the sheet of the pattern TP1 (−X direction), and the center of the pattern TP1 and the center of the pattern TP2 are separated by ΔRX in the X-axis direction.

【0066】パターンTP3(第3パターン)は、前記
第1方向に延びる線状の第1部分と前記第2方向に延び
る線状の第2部分とを有し、全体として山形のパターン
である。パターンTP4(第4パターン)は、前記パタ
ーンTP3と対をなすパターンであり、前記第1方向に
延びる線状の第1部分と前記第2方向に延びる線状の第
2部分とを有し、全体として前記パターンTP3と逆向
きの山形のパターンである。この場合、パターンTP4
は、前記パターンTP3の紙面下方(−X方向)に配置
されており、前記パターンTP3の中心とパターンTP
4の中心とはX軸方向にΔRXだけ離れている。
The pattern TP3 (third pattern) has a linear first portion extending in the first direction and a linear second portion extending in the second direction, and is a mountain-shaped pattern as a whole. The pattern TP4 (fourth pattern) is a pattern that forms a pair with the pattern TP3, and has a linear first portion extending in the first direction and a linear second portion extending in the second direction. It is a chevron-shaped pattern that is opposite to the pattern TP3 as a whole. In this case, the pattern TP4
Are arranged below the plane of the pattern TP3 (−X direction), and the center of the pattern TP3 and the pattern TP3
4 is separated by ΔRX in the X-axis direction.

【0067】すなわち、前記パターンTP3とパターン
TP4(第2の組のパターン)の位置関係は、前記パタ
ーンTP1とパターンTP2(第1の組のパターン)の
位置関係と同一である。
That is, the positional relationship between the patterns TP3 and TP4 (the second set of patterns) is the same as the positional relationship between the patterns TP1 and TP2 (the first set of patterns).

【0068】また、パターンTP5,TP6,TP7,
TP8は、それぞれ前記パターンTP1,TP2,TP
3,TP4を、紙面内で反時計回りに90度回転させた
ものである。
The patterns TP5, TP6, TP7,
TP8 is the pattern TP1, TP2, TP, respectively.
3, TP4 is rotated 90 degrees counterclockwise in the plane of the paper.

【0069】すなわち、パターンTP5は、前記第1方
向を時計回りに90度回転させた第8方向(Y軸に対し
時計回りに角度θ/2をなす方向)に延びるラインパタ
ーンであり、パターンTP6は、前記パターンTP5と
対をなすパターンであり、Y軸に対し反時計回りに角度
θ/2をなす方向、すなわち前記第2方向に対し90度
の角度を成す方向(以下、便宜上「第9方向」と呼ぶ)
に延びるラインパターンである。パターンTP6は、前
記パターンTP5の紙面下方(−X方向)に配置されて
おり、前記パターンTP5の中心とパターンTP6の中
心とはX軸方向にΔRXだけ離れている。
That is, the pattern TP5 is a line pattern extending in the eighth direction (a direction making an angle θ / 2 clockwise with respect to the Y axis) by rotating the first direction by 90 degrees clockwise. Is a pattern that forms a pair with the pattern TP5, and forms a direction that forms an angle θ / 2 counterclockwise with respect to the Y axis, that is, a direction that forms an angle of 90 degrees with the second direction (hereinafter, for convenience, “ninth Direction)
This is a line pattern extending to. The pattern TP6 is arranged below the pattern TP5 in the drawing (-X direction), and the center of the pattern TP5 and the center of the pattern TP6 are separated by ΔRX in the X-axis direction.

【0070】パターンTP7は、前記第8方向に延びる
線状の第1部分と前記第9方向に延びる線状の第2部分
とを有し、全体として山形のパターンである。パターン
TP8は、前記パターンTP7と対をなすパターンであ
り、前記第8方向に延びる線状の第1部分と前記第9方
向に延びる線状の第2部分とを有し、全体として前記パ
ターンTP7と逆向きの山形のパターンである。この場
合、パターンTP8は、前記パターンTP7の紙面下方
(−X方向)に配置されており、前記パターンTP7の
中心とパターンTP8の中心とは、X軸方向にΔRXだ
け離れている。すなわち、前記パターンTP7とパター
ンTP8の位置関係は、前記パターンTP5とパターン
TP6の位置関係と同一である。
The pattern TP7 has a first linear portion extending in the eighth direction and a second linear portion extending in the ninth direction, and is a chevron-shaped pattern as a whole. The pattern TP8 is a pattern that forms a pair with the pattern TP7, and has a linear first portion extending in the eighth direction and a linear second portion extending in the ninth direction. It is a mountain-shaped pattern in the opposite direction. In this case, the pattern TP8 is arranged below (in the −X direction) the plane of the pattern TP7, and the center of the pattern TP7 and the center of the pattern TP8 are separated by ΔRX in the X-axis direction. That is, the positional relationship between the pattern TP7 and the pattern TP8 is the same as the positional relationship between the pattern TP5 and the pattern TP6.

【0071】なお、パターンTP1〜TP4は、Y軸方
向の位置ずれを検出するためのパターンであり、パター
ンTP5〜TP8は、X軸方向の位置ずれを検出するた
めのパターンである。そして、本実施形態では、一例と
して、パターンTP1〜TP8は、同一の線幅を有する
ものとする。
The patterns TP1 to TP4 are patterns for detecting a displacement in the Y-axis direction, and the patterns TP5 to TP8 are patterns for detecting a displacement in the X-axis direction. In the present embodiment, as an example, the patterns TP1 to TP8 have the same line width.

【0072】また、レチクルRのパターン領域PA内
における計測用パターンRP1が配置されていない領域
は、遮光パターンとなっている。すなわち、本実施形態
では、パターン領域PAの一部が光透過部となり、この
光透過部内に遮光部としてパターンTP1〜TP8が形
成される。
In the pattern area PA of the reticle RT , the area where the measurement pattern RP1 is not arranged is a light-shielding pattern. That is, in the present embodiment, a part of the pattern area PA becomes a light transmitting portion, and the patterns TP1 to TP8 are formed as light shielding portions in the light transmitting portion.

【0073】次に、本実施形態の露光装置100により
レチクルパターンをウエハW上に転写して、XYステー
ジ20の位置決め精度(位置制御精度の一種)を計測す
る際の動作の流れについて簡単に説明する。
Next, a brief description will be given of an operation flow when the reticle pattern is transferred onto the wafer W by the exposure apparatus 100 of the present embodiment and the positioning accuracy (a type of position control accuracy) of the XY stage 20 is measured. I do.

【0074】まず、ウエハWが不図示のウエハローダに
よりウエハテーブル18上にロードされるとともに、レ
チクルRが不図示のレチクルローダによりレチクルス
テージRST上にロードされる。
First, wafer W is loaded onto wafer table 18 by a wafer loader (not shown), and reticle RT is loaded onto reticle stage RST by a reticle loader (not shown).

【0075】主制御装置28は、ウエハテーブル18上
に設けられた基準板FPの表面に形成されている一対の
基準マーク(不図示)の中点が投影光学系PLの光軸と
ほぼ一致するように、基準板FPを移動する。この移動
は、主制御装置28によりレーザ干渉計26の計測結果
をモニタしつつ駆動系22を介してXYステージ20を
移動することにより行われる。次に、主制御装置28
は、レチクルRの中心(レチクルセンタ)が投影光学
系PLの光軸とほぼ一致するように、駆動系29を介し
てレチクルステージRSTの位置を調整する。このと
き、例えば、前述のレチクルアライメント顕微鏡(不図
示)により投影光学系PLを介してレチクルアライメン
トマークRM1,RM2と対応する前記基準マークとの
相対位置が検出される。
Main controller 28 determines that the center of a pair of reference marks (not shown) formed on the surface of reference plate FP provided on wafer table 18 substantially coincides with the optical axis of projection optical system PL. Thus, the reference plate FP is moved. This movement is performed by moving the XY stage 20 via the drive system 22 while monitoring the measurement result of the laser interferometer 26 by the main controller 28. Next, the main controller 28
Adjusts the position of reticle stage RST via drive system 29 such that the center (reticle center) of reticle RT substantially matches the optical axis of projection optical system PL. At this time, for example, the relative position between the reticle alignment marks RM1 and RM2 and the corresponding reference mark is detected by the reticle alignment microscope (not shown) via the projection optical system PL.

【0076】そして、主制御装置28は、レチクルアラ
イメント顕微鏡によって検出された相対位置の検出結果
に基づいてレチクルアライメントマークRM1,RM2
と対応する前記基準マークとの相対位置誤差がともに最
小となるように駆動系29を介してレチクルステージR
STのXY面内の位置を調整する。これにより、レチク
ルRの中心(レチクルセンタ)が投影光学系PLの光
軸と正確にほぼ一致するとともにレチクルRの回転角
もレーザ干渉計26の測長軸で規定される直交座標系の
座標軸に正確に一致する。すなわち、レチクルアライメ
ントが完了する。
Main controller 28 controls reticle alignment marks RM1 and RM2 based on the result of detection of the relative position detected by the reticle alignment microscope.
And reticle stage R via drive system 29 such that the relative position error with respect to the reference mark is minimized.
Adjust the position of ST in the XY plane. Thus, the reticle R T center (reticle center) of an orthogonal coordinate system defined by the reticle R T rotational angle even laser interferometer 26 measurement axes of with exact match substantially with the optical axis of the projection optical system PL Exactly coincide with the axes. That is, the reticle alignment is completed.

【0077】次いで、主制御装置28では、照明系IO
P内の不図示のレチクルブラインドの開口の大きさ及び
位置を調整して、照明光ILの照射領域がレチクルR
の計測用パターンRP1が配置されている領域と一致す
るように、照明系IOP内の不図示のレチクルブライン
ドの開口の大きさ及び位置を調整する。これと同時に、
主制御装置28は、レーザ干渉計26の計測結果をモニ
タしつつ駆動系22を介してXYステージ20を移動す
ることにより、本実施形態では表面に感光剤としてポジ
型のレジストが塗布されたウエハWを投影光学系PLの
下方の位置に移動させる。なお、本実施形態の場合、レ
チクルRの計測用パターンRP1が配置されている領
域以外の領域が遮光パターンとなっているので、上記の
照明領域の設定に際して照明領域をパターン領域と一致
させるようにしても良い。
Next, the main controller 28 controls the illumination system IO
By adjusting the size and position of the opening of the reticle blind (not shown) in P, the irradiation area of the illumination light IL is adjusted to the reticle RT.
The size and the position of the opening of the reticle blind (not shown) in the illumination system IOP are adjusted so as to coincide with the area where the measurement pattern RP1 is arranged. At the same time,
In the present embodiment, the main controller 28 moves the XY stage 20 via the drive system 22 while monitoring the measurement result of the laser interferometer 26. In this embodiment, the wafer has a surface coated with a positive resist as a photosensitive agent. W is moved to a position below the projection optical system PL. In the case of the present embodiment, since the area other than the area where the measurement pattern RP1 of the reticle RT is arranged is a light-shielding pattern, the illumination area is set to coincide with the pattern area when setting the illumination area. You may do it.

【0078】この状態で、主制御装置28は、1回目の
露光を行う。ここでは、XYステージ20の位置決め精
度を計測するのが目的であるために、露光中は、レチク
ルR とウエハW、すなわちレチクルステージRSTと
XYステージ20は、静止させたままである。これによ
り、レチクルRのパターンが投影光学系PLを介して
ウエハW上のフォトレジスト層に縮小転写される(第1
露光工程)。このとき通常の露光ドーズ量(すなわち、
レジストの感度特性に応じた適正量)で露光を行う。こ
れにより、ウエハW上のレジスト層に図4中に点線で示
されるようなパターンTP1〜TP8の像が転写され
る。ここでは、転写像TP1W〜TP8Wは、それぞれ
パターンTP1〜TP8の転写像に対応している。
In this state, main controller 28 performs the first time
Perform exposure. Here, the positioning precision of the XY stage 20 is
During exposure, the reticle is
Le R TAnd wafer W, that is, reticle stage RST
The XY stage 20 remains stationary. This
R, reticle RTIs projected through the projection optical system PL.
Reduced transfer to a photoresist layer on wafer W (first
Exposure step). At this time, the normal exposure dose (that is,
Exposure is performed with an appropriate amount according to the sensitivity characteristics of the resist). This
As a result, the resist layer on the wafer W is indicated by a dotted line in FIG.
Images of patterns TP1 to TP8 are transferred
You. Here, the transfer images TP1W to TP8W are respectively
It corresponds to the transfer image of the patterns TP1 to TP8.

【0079】次いで、主制御装置28は、パターンTP
1とパターンTP2との位置関係に基づいて、XYステ
ージ20を所定方向に所定量だけ移動する(移動工
程)。本実施形態では、パターンTP1の中心とパター
ンTP2の中心とは、X軸方向にΔRXだけ離れている
ことから、投影光学系PLの倍率が、例えば1/4であ
れば、ΔRX/4の距離だけ−X方向にXYステージ2
0を移動する。このとき、主制御装置28は、レーザ干
渉計26の計測値をモニタしつつ、駆動系22を介して
XYステージ20を移動する。
Next, main controller 28 sets pattern TP
The XY stage 20 is moved by a predetermined amount in a predetermined direction based on the positional relationship between the XY stage 1 and the pattern TP2 (moving step). In the present embodiment, since the center of the pattern TP1 and the center of the pattern TP2 are separated by ΔRX in the X-axis direction, if the magnification of the projection optical system PL is, for example, 1 /, the distance of ΔRX / 4 Only -XY stage 2 in X direction
Move 0. At this time, main controller 28 moves XY stage 20 via drive system 22 while monitoring the measurement value of laser interferometer 26.

【0080】上述のようにして目的の位置(ΔRX/4
だけ−X方向に移動した位置)へのウエハWの位置決め
が完了すると、主制御装置28は、上記と同様の露光
(2回目の露光)を行う(第2露光工程)。このときも
通常の露光ドーズ量で露光を行う。これにより、図4中
に実線で示されるパターンTP1〜TP8の像が転写さ
れる。この場合、1回目の露光でウエハW上のレジスト
層に転写されているパターンTP1、TP3、TP5、
TP7の潜像にパターンTP2、TP4、TP6、TP
8の像がそれぞれ重なる位置に転写される。すなわち、
転写像TP1WにパターンTP2の像が、転写像TP3
WにパターンTP4の像が、転写像TP5Wにパターン
TP6の像が、転写像TP7WにパターンTP8の像が
それぞれ重なる位置に転写される。
As described above, the target position (ΔRX / 4
When the positioning of the wafer W to the position moved only in the −X direction) is completed, the main controller 28 performs the same exposure (second exposure) as described above (second exposure step). At this time, exposure is performed at a normal exposure dose. Thereby, the images of the patterns TP1 to TP8 indicated by the solid lines in FIG. 4 are transferred. In this case, the patterns TP1, TP3, TP5, which have been transferred to the resist layer on the wafer W in the first exposure,
Patterns TP2, TP4, TP6, TP on the latent image of TP7
8 are transferred to overlapping positions. That is,
An image of the pattern TP2 is provided on the transfer image TP1W, and a transfer image TP3 is provided.
The image of the pattern TP4 is transferred to W, the image of the pattern TP6 is transferred to the transfer image TP5W, and the image of the pattern TP8 is transferred to the transfer image TP7W.

【0081】そして、2回目の露光が終了すると、主制
御装置28の指示に応じて、不図示のウエハローダによ
って、ウエハWは、ウエハテーブル18上からアンロー
ドされた後、不図示のウエハ搬送系により、露光装置1
00にインラインにて接続されている不図示のコータ・
デベロッパに搬送される。
When the second exposure is completed, the wafer W is unloaded from the wafer table 18 by a wafer loader (not shown) in accordance with an instruction from the main controller 28, and then the wafer transfer system (not shown) The exposure apparatus 1
Coater (not shown) connected in-line to 00
Conveyed to developer.

【0082】ウエハWは、このコータ・デベロッパ内で
現像される。この現像の終了により、ウエハW上には、
一例として図5に示されるように、転写像TP1WとT
P2Wの重なり部に基準マーク像SM1が、転写像TP
3WとTP4Wの重なり部に比較マーク像HM1が、転
写像TP5WとTP6Wの重なり部に基準マーク像SM
2が、転写像TP7WとTP8Wの重なり部に比較マー
ク像HM2が形成される。なお、基準マーク像SM1と
比較マーク像HM1は、Y軸方向の位置ずれを検出する
ためのマーク像であり、基準マーク像SM2と比較マー
ク像HM2は、X軸方向の位置ずれを検出するためのマ
ーク像である。
The wafer W is developed in the coater / developer. Upon completion of the development, the wafer W
As an example, as shown in FIG. 5, transfer images TP1W and T
The reference mark image SM1 is placed on the overlapping portion of P2W,
The comparative mark image HM1 is located at the overlapping portion of 3W and TP4W, and the reference mark image SM is located at the overlapping portion of the transferred images TP5W and TP6W.
2, a comparison mark image HM2 is formed at the overlapping portion of the transfer images TP7W and TP8W. The reference mark image SM1 and the comparison mark image HM1 are mark images for detecting a displacement in the Y-axis direction, and the reference mark image SM2 and the comparison mark image HM2 are for detecting a displacement in the X-axis direction. It is a mark image.

【0083】ここで、基準マーク像の形状が、重ね位置
に依存せずに一定形状であることについて、一例とし
て、図6を用いて説明する。図6(A)には、ウエハW
の−X方向への移動量が、ΔRX/4の場合の転写像T
P1WとTP2Wの重なり状態が示され、図6(B)に
は、ウエハWの−X方向への移動量が、ΔRX/4より
もΔX1だけ小さい場合の転写像TP1WとTP2Wの
重なり状態が示され、図6(C)には、ウエハWの−X
方向への移動量が、ΔRX/4よりもΔX2だけ大きい
場合の転写像TP1WとTP2Wの重なり状態が示され
ている。転写像TP1W及びTP2Wは、それぞれ異な
る方向に伸びる同一線幅の線状の像であるため、図6に
示されるように、ウエハWの移動量が異なれば、転写像
TP1WとTP2Wとが重なるときの4つの交点(各交
点を結んだ形状が基準マーク像の形状である)の位置は
それぞれ異なるが、各交点間の距離は変化しない。従っ
て、基準マーク像の形状は、重ね位置に依存せず、いず
れの場合も同一形状となる。
Here, the fact that the shape of the reference mark image is constant regardless of the overlapping position will be described as an example with reference to FIG. FIG. 6A shows the wafer W
Transfer image T when the amount of movement in the −X direction is ΔRX / 4
FIG. 6B shows an overlapping state of the transfer images TP1W and TP2W when the amount of movement of the wafer W in the −X direction is smaller than ΔRX / 4 by ΔX1. FIG. 6C shows the -X of the wafer W.
The state where the transfer images TP1W and TP2W overlap each other when the amount of movement in the direction is greater than ΔRX / 4 by ΔX2 is shown. Since the transfer images TP1W and TP2W are linear images having the same line width and extending in different directions, as shown in FIG. 6, if the transfer amount of the wafer W is different, the transfer images TP1W and TP2W overlap. (The shape connecting the intersections is the shape of the reference mark image) is different, but the distance between the intersections does not change. Therefore, the shape of the reference mark image does not depend on the overlapping position, and has the same shape in any case.

【0084】一方、比較マーク像が、重ね位置に依存し
て変化することについて、一例として、図7を用いて説
明する。図7(A)には、ウエハWの−X方向への移動
量が、ΔRX/4の場合の転写像TP7WとTP8Wの
重なり状態が示され、図7(B)には、ウエハWの−X
方向への移動量が、ΔRX/4よりもΔX3だけ小さい
場合の転写像TP7WとTP8Wの重なり状態が示さ
れ、図7(C)には、ウエハWの−X方向への移動量
が、ΔRX/4よりもΔX4だけ大きい場合の転写像T
P7WとTP8Wの重なり状態が示されている。ここで
は、転写像TP7W及び転写像TP8Wは、それぞれ反
対向きの山形の像であるために、図7に示されるよう
に、ウエハWの移動量が異なれば、転写像TP7WとT
P8Wとが重なるときの交点の数(各交点を結んだ形状
が比較マーク像の形状である)や、各交点間の距離が変
化する。従って、比較マーク像の形状は、重ね位置に依
存して変化することとなる。なお、比較マーク像の形状
は、角度θの値や、重ね位置のずれ量及びずれ方向によ
り、四角形(菱形や平行四辺形)だけではなく、図7
(C)に示されるように、四角形の一部が欠落した多角
形となる場合がある。但し、以下の説明では、比較マー
ク像の形状が、四角形の一部が欠落した多角形の場合に
は、便宜上、欠落がないものとして取り扱うこととす
る。このような取り扱いをしても、計測結果に影響はな
いからである。
On the other hand, how the comparison mark image changes depending on the overlapping position will be described with reference to FIG. 7 as an example. FIG. 7A shows an overlapping state of the transferred images TP7W and TP8W when the amount of movement of the wafer W in the −X direction is ΔRX / 4, and FIG. X
The transfer image TP7W and the transfer image TP8W overlap when the movement amount in the direction is smaller than ΔRX / 4 by ΔX3. FIG. 7C shows that the movement amount of the wafer W in the −X direction is ΔRX. Transfer image T when ΔX4 is larger than / 4
The overlapping state of P7W and TP8W is shown. Here, the transfer image TP7W and the transfer image TP8W are chevron images opposite to each other. Therefore, if the movement amount of the wafer W is different as shown in FIG.
The number of intersections when P8W overlaps (the shape connecting the intersections is the shape of the comparison mark image) and the distance between the intersections change. Therefore, the shape of the comparison mark image changes depending on the overlapping position. Note that the shape of the comparative mark image is not limited to a square (a rhombus or a parallelogram) depending on the value of the angle θ and the amount and direction of displacement of the overlapping position.
As shown in (C), a part of the quadrangle may be a missing polygon. However, in the following description, in the case where the shape of the comparison mark image is a polygon in which a part of a quadrangle is missing, it is assumed that there is no missing for convenience. This is because such treatment does not affect the measurement result.

【0085】前述した理由から、基準マーク像の形状と
比較マーク像の形状とを比較することにより、パターン
の重ね位置のずれ情報(位置ずれ量及び位置ずれ方向)
を求めることができる。例えば、正確にパターンの重ね
合わせが行われると、基準マーク像と比較マーク像が同
一形状となるような位置関係に各パターンがパターン領
域PAに配置されている場合には、基準マーク像と比較
マーク像のそれぞれ対応する部分の長さを計測し、その
計測値が同じであれば、正確にパターンの重ね合わせが
行われていることを示している。一方、計測値が異なっ
ていれば、パターンの重ね位置にずれが生じており、両
マーク像の長さの差に基づいてパターンの重ね位置のず
れ情報を求めることができる。
For the above-mentioned reason, by comparing the shape of the reference mark image and the shape of the comparison mark image, the shift information (position shift amount and position shift direction) of the pattern overlapping position is obtained.
Can be requested. For example, if the patterns are arranged in the pattern area PA in a positional relationship such that the reference mark image and the comparison mark image have the same shape when the patterns are accurately superimposed, the comparison with the reference mark image is performed. The lengths of the corresponding portions of the mark images are measured, and if the measured values are the same, this indicates that the patterns have been correctly overlapped. On the other hand, if the measured values are different, a shift occurs in the pattern overlap position, and the shift information of the pattern overlap position can be obtained based on the difference between the lengths of both mark images.

【0086】本実施形態では、正確にパターンの重ね合
わせが行われると、基準マーク像と比較マーク像が同一
形状となるような位置関係に各パターンTP1〜TP
4、およびTP5〜TP8がパターン領域PAに配置さ
れているので、基準マーク像SM1の長い方の対角線の
長さLS1、比較マーク像HM1の長い方の対角線の長
さLH1、基準マーク像SM2の長い方の対角線の長さ
LS2、比較マーク像HM2の長い方の対角線の長さL
H2の計測値から、XYステージ20をX軸方向に移動
した場合におけるパターンの重ね位置のずれ情報を求め
ることができる。なお、本実施形態では、基準マーク像
SM1は四角形の長い方の対角線がX軸方向を向いてお
り、基準マーク像SM2は四角形の長い方の対角線がY
軸方向を向いている。そして、基準マーク像SM1,S
M2はいずれも1組の対角の角度がθである。また、比
較マーク像HM1は四角形の長い方の対角線がX軸方向
を向いており、比較マーク像HM2は四角形の長い方の
対角線がY軸方向を向いている。さらに、比較マーク像
HM1,HM2は基準マーク像SM1,SM2と同様
に、いずれも1組の対角の角度がθである。
In this embodiment, when the patterns are accurately superimposed, each of the patterns TP1 to TP has a positional relationship such that the reference mark image and the comparison mark image have the same shape.
4, and TP5 to TP8 are arranged in the pattern area PA, so that the longer diagonal length LS1 of the reference mark image SM1, the longer diagonal length LH1 of the comparison mark image HM1, and the reference mark image SM2 Longer diagonal length LS2, longer diagonal length L of comparison mark image HM2
From the measured value of H2, it is possible to obtain information on the displacement of the pattern overlapping position when the XY stage 20 is moved in the X-axis direction. In this embodiment, the reference mark image SM1 has a longer rectangular diagonal line oriented in the X-axis direction, and the reference mark image SM2 has a longer rectangular diagonal line Y.
Axial. Then, the reference mark images SM1, S
In each of M2, a pair of diagonal angles is θ. The comparative mark image HM1 has a longer rectangular diagonal line oriented in the X-axis direction, and the comparative mark image HM2 has a longer rectangular diagonal line oriented in the Y-axis direction. Further, each of the comparison mark images HM1 and HM2 has a pair of diagonal angles θ, like the reference mark images SM1 and SM2.

【0087】そこで、ウエハW上に形成された基準マー
ク像及び比較マーク像の長さ計測が、次のようにして行
われる(計測工程)。
Therefore, the length measurement of the reference mark image and the comparison mark image formed on the wafer W is performed as follows (measurement step).

【0088】本実施形態では、一例としてアライメント
検出系ASを用いて基準マーク像及び比較マーク像の長
さ計測を行うため、主制御装置28は、コータ・デベロ
ッパからの現像完了の通知を受け取ると、不図示のウエ
ハ搬送系に指示してウエハWを露光装置内に搬送し、こ
の搬送されたウエハWをウエハローダにより再度ウエハ
テーブル18上にロードする。
In the present embodiment, as an example, since the lengths of the reference mark image and the comparison mark image are measured using the alignment detection system AS, the main controller 28 receives the notification of the completion of the development from the coater / developer. The wafer W is transferred into the exposure apparatus by instructing a wafer transfer system (not shown), and the transferred wafer W is loaded on the wafer table 18 again by the wafer loader.

【0089】そして、主制御装置28は、ウエハW上に
形成された基準マーク像SM1をアライメント検出系A
Sの真下に移動して、例えばLSA系を用いて、基準マ
ーク像SM1の長い方の対角線の長さLS1を計測す
る。なお、楔マーク(菱形マークはその一種)の線長等
をLSA系のセンサで計測する方法は、SMP計測技術
として広く知られているので、計測方法の詳細について
は省略する。
The main controller 28 converts the reference mark image SM1 formed on the wafer W into an alignment detection system A
Moving directly below S, the length LS1 of the longer diagonal line of the reference mark image SM1 is measured using, for example, an LSA system. Note that a method of measuring the line length of a wedge mark (a kind of diamond mark) using an LSA-based sensor is widely known as an SMP measurement technique, and thus the details of the measurement method are omitted.

【0090】同様にして、主制御装置28は、他の基準
マーク像SM2の長い方の対角線の長さLS2、及び比
較マーク像HM1,HM2の長い方の対角線の長さLH
1,LH2をそれぞれ計測する。
Similarly, main controller 28 determines the length LS2 of the longer diagonal of other reference mark image SM2 and the length LH of the longer diagonal of comparison mark images HM1 and HM2.
1 and LH2 are measured.

【0091】次に、このようにして計測された基準マー
ク像及び比較マーク像の長さに基づいて、XYステージ
20の位置決め精度を求める方法について説明する(算
出工程)。
Next, a method of calculating the positioning accuracy of the XY stage 20 based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured as described above will be described (calculation step).

【0092】先ず、主制御装置28は、XYステージ2
0を前述の如く、−X方向へΔRX/4だけ移動した際
のXYステージ20(ウエハW)のX軸方向の位置ずれ
量を算出する。X軸方向の位置ずれ量は、基準マーク像
SM2の長さLS2及び比較マーク像HM2の長さLH
2の計測値を用いて算出される。
First, the main controller 28 controls the XY stage 2
As described above, the displacement amount of the XY stage 20 (wafer W) in the X-axis direction when 0 is moved in the −X direction by ΔRX / 4 is calculated. The displacement amount in the X-axis direction is determined by the length LS2 of the reference mark image SM2 and the length LH of the comparison mark image HM2.
It is calculated using the measured value of 2.

【0093】ここで、主制御装置28は、LS2及びL
H2の計測値を比較し、両者が同一の値であれば、前記
移動工程でXYステージ20を−X方向にΔRX/4だ
け移動した場合に、ウエハWの−X方向への移動量もΔ
RX/4であり、X軸方向の位置ずれ(位置決め誤差)
がないと判断する。
Here, the main controller 28 controls the LS2 and L
The measured values of H2 are compared, and if they are the same value, when the XY stage 20 is moved in the −X direction by ΔRX / 4 in the moving step, the amount of movement of the wafer W in the −X direction is also Δ.
RX / 4, displacement in the X-axis direction (positioning error)
Judge that there is no.

【0094】一方、主制御装置28は、LS2とLH2
の計測値が異なる場合には、ウエハWの−X方向への移
動量はΔRX/4ではなく、X軸方向に位置ずれがある
と判断する。ここで、基準マーク像の長さLS2と比較
マーク像の長さLH2との差分をΔSH2として、X軸
方向の位置ずれ情報を求める方法について説明する。な
お、比較マーク像が四角形の一部が欠落した多角形であ
る場合は、仮想的に欠落がないとみなすことにより、比
較マーク像が四角形の場合と同様に取り扱うことが可能
となる。
On the other hand, the main controller 28 controls LS2 and LH2.
Are different from each other, it is determined that the amount of movement of the wafer W in the −X direction is not ΔRX / 4 and there is a displacement in the X axis direction. Here, a method of obtaining positional displacement information in the X-axis direction will be described, where the difference between the length LS2 of the reference mark image and the length LH2 of the comparison mark image is ΔSH2. When the comparative mark image is a polygon in which a part of a quadrangle is missing, it is possible to handle the comparative mark image in the same manner as a quadrangle by assuming that there is virtually no missing part.

【0095】基準マーク像SM2の短い方の対角線の長
さをDS2とすると、DS2とLS2とは、次の(1)
式の関係にある。
Assuming that the length of the shorter diagonal line of the reference mark image SM2 is DS2, DS2 and LS2 are represented by the following (1).
It is in the relationship of the formula.

【0096】 DS2=LS2×tan(θ/2) ……(1)DS2 = LS2 × tan (θ / 2) (1)

【0097】また、比較マーク像HM2の短い方の対角
線の長さをDH2とすると、DH2とLH2とは、次の
(2)式の関係にある。
Assuming that the length of the shorter diagonal line of the comparative mark image HM2 is DH2, DH2 and LH2 have the following equation (2).

【0098】 DH2=LH2×tan(θ/2) ……(2)DH2 = LH2 × tan (θ / 2) (2)

【0099】ここで、DS2とDH2の差分をΔD2と
すると、LS2とLH2の差分であるΔSH2とΔD2
との関係は、上記(1)式と(2)式とから、次の
(3)式で示される。
Here, assuming that the difference between DS2 and DH2 is ΔD2, ΔSH2 and ΔD2 which are the differences between LS2 and LH2.
Is expressed by the following equation (3) from the above equations (1) and (2).

【0100】 ΔD2=ΔSH2×tan(θ/2) ……(3)ΔD2 = ΔSH2 × tan (θ / 2) (3)

【0101】このΔD2は、転写像TP7Wの中心と転
写像TP8Wの中心との距離の2倍と同等の値を有す
る。そこで、X軸方向の位置ずれ量をΔX5とすると、
ΔX5とΔD2との関係は、次の(4)式で示される。
This ΔD2 has a value equivalent to twice the distance between the center of the transferred image TP7W and the center of the transferred image TP8W. Therefore, if the amount of displacement in the X-axis direction is ΔX5,
The relationship between ΔX5 and ΔD2 is shown by the following equation (4).

【0102】ΔD2=ΔX5×2 ……(4)ΔD2 = ΔX5 × 2 (4)

【0103】従って、上記(3)式と(4)式とから、
次の(5)式が得られる。
Therefore, from the above equations (3) and (4),
The following equation (5) is obtained.

【0104】 ΔX5=ΔSH2×tan(θ/2)÷2 ……(5)ΔX5 = ΔSH2 × tan (θ / 2) ÷ 2 (5)

【0105】そこで、主制御装置28は、基準マーク像
SM2の長い方の対角線の長さと比較マーク像HM2の
長い方の対角線の長さの差分を算出し、この差分と上記
(5)式とに基づいてX軸方向の位置ずれ量を求める。
The main controller 28 calculates the difference between the length of the longer diagonal of the reference mark image SM2 and the length of the longer diagonal of the comparison mark image HM2. Then, the amount of displacement in the X-axis direction is obtained based on

【0106】また、主制御装置28は、基準マーク像の
長さと比較マーク像の長さとの大小関係から、ずれの方
向(+X方向か−X方向か)を求める。例えば、基準マ
ーク像の長さLS2の方が比較マーク像の長さLH2よ
りも大きい場合には、図8(A)に示されるように、ウ
エハW(XYステージ20)は予定位置より+X方向に
ずれており、比較マーク像の長さLH2の方が基準マー
ク像の長さLS2よりも大きい場合には、図8(B)に
示されるように、ウエハW(XYステージ20)は予定
位置より−X方向にずれている。すなわち、位置ずれ量
が同じであっても、比較マーク像の形状は、位置ずれの
方向によって異なる。
Further, main controller 28 determines the direction of displacement (+ X direction or −X direction) from the magnitude relationship between the length of the reference mark image and the length of the comparison mark image. For example, when the length LS2 of the reference mark image is larger than the length LH2 of the comparison mark image, as shown in FIG. 8A, the wafer W (XY stage 20) moves in the + X direction from the expected position. When the length LH2 of the comparison mark image is longer than the length LS2 of the reference mark image, the wafer W (XY stage 20) is moved to the predetermined position, as shown in FIG. More shifted in the -X direction. In other words, the shape of the comparative mark image differs depending on the direction of the positional shift even if the positional shift amount is the same.

【0107】従って、主制御装置28は、XYステージ
20を−X方向にΔRX/4だけ移動するように位置制
御した場合に、基準マーク像SM2の長さLS2と比較
マーク像HM2の長さLH2が、例えば図8(A)に示
されるような関係であれば、ウエハWの移動量は(ΔR
X/4−ΔX5)であり、例えば図8(B)に示される
ような関係であれば、ウエハWの移動量は(ΔRX/4
+ΔX5)であると判断する。
Therefore, when the position of the XY stage 20 is controlled so as to move by ΔRX / 4 in the −X direction, the main controller 28 controls the length LS2 of the reference mark image SM2 and the length LH2 of the comparison mark image HM2. However, if the relationship is as shown in FIG. 8A, for example, the movement amount of the wafer W is (ΔR
X / 4−ΔX5). For example, if the relationship is as shown in FIG. 8B, the moving amount of the wafer W is (ΔRX / 4).
+ ΔX5).

【0108】次に、主制御装置28は、XYステージ2
0を前述の如く、−X方向へΔRX/4だけ移動した際
のXYステージ20(ウエハW)のY軸方向の位置ずれ
量を算出する。Y軸方向の位置ずれ量は、基準マーク像
SM1の長さLS1及び比較マーク像HM1の長さLH
1の計測値を用いて算出される。前記移動工程では、X
Yステージ20はY軸方向には移動していないので、ウ
エハWもY軸方向には移動しないはずである。しかしな
がら、XYステージ20の位置決め精度が悪いと、ウエ
ハWがY軸方向にずれる場合がある。そこで、Y軸方向
の位置ずれを計測するのである。
Next, main controller 28 controls XY stage 2
As described above, the displacement amount of the XY stage 20 (wafer W) in the Y-axis direction when 0 is moved in the −X direction by ΔRX / 4 is calculated. The amount of displacement in the Y-axis direction is determined by the length LS1 of the reference mark image SM1 and the length LH of the comparison mark image HM1.
It is calculated using the measurement value of 1. In the moving step, X
Since the Y stage 20 has not moved in the Y-axis direction, the wafer W should not move in the Y-axis direction. However, if the positioning accuracy of the XY stage 20 is poor, the wafer W may shift in the Y-axis direction. Therefore, the displacement in the Y-axis direction is measured.

【0109】主制御装置28は、LS1及びLH1の計
測値を比較し、両者が同一の値であれば、ウエハWのY
軸方向への位置ずれがないと判断する。一方、主制御装
置28は、LS1とLH1の値が異なっている場合は、
ウエハWがY軸方向にずれていると判断する。そして、
主制御装置28は、LS1とLH1の計測値に基づい
て、ウエハWのY軸方向への位置ずれ量及びずれの方向
(+Y方向か−Y方向か)を上述したX軸方向の場合と
同様にして求める。
Main controller 28 compares the measured values of LS1 and LH1 and, if they are the same value, determines the Y value of wafer W.
It is determined that there is no displacement in the axial direction. On the other hand, when the values of LS1 and LH1 are different, main controller 28
It is determined that the wafer W is shifted in the Y-axis direction. And
Main controller 28 determines the amount of displacement of wafer W in the Y-axis direction and the direction of displacement (+ Y direction or −Y direction) based on the measured values of LS1 and LH1 in the same manner as in the X-axis direction described above. Ask for.

【0110】主制御装置28は、上述のようにして求め
たX軸方向及びY軸方向の位置ずれ情報から、XYステ
ージ20をX軸方向に移動した場合の位置決め精度を求
める。また、本実施形態では、パターンの重ね合わせを
行っているので、パターンの重ね合わせ制御の精度も求
めることができる。
The main controller 28 obtains the positioning accuracy when the XY stage 20 is moved in the X-axis direction from the positional deviation information in the X-axis direction and the Y-axis direction obtained as described above. Further, in the present embodiment, since the patterns are superposed, the accuracy of the pattern superposition control can be obtained.

【0111】なお、上記の説明は、前記移動工程で、X
Yステージ20を−X方向に移動する場合について述べ
ているが、他の方向(+X方向、+Y方向及び−Y方向
など)に移動する場合についても同様にしてXYステー
ジ20の位置決め精度を求めることができる。
Note that the above description is based on the assumption that X
Although the case where the Y stage 20 is moved in the −X direction is described, the positioning accuracy of the XY stage 20 is similarly obtained when the Y stage 20 is moved in other directions (the + X direction, the + Y direction, the −Y direction, etc.). Can be.

【0112】本実施形態において、前記移動工程でXY
ステージ20を+X方向に移動した場合に、前記第2露
光工程でウエハW上に形成される転写像の一例が図9に
示されている。図9中の点線は前記第1露光工程で転写
された転写像(潜像)であり、実線は前記第2露光工程
で転写された転写像(潜像)を示す。XYステージ20
を−X方向に移動した場合と同様に、転写像TP1Wと
TP2Wの重なり部、及び転写像TP5WとTP6Wの
重なり部にそれぞれ基準マーク像が形成され、転写像T
P3WとTP4Wの重なり部、及び転写像TP7WとT
P8Wの重なり部にそれぞれ比較マーク像が形成され
る。そして、前記計測工程と同様にして計測される基準
マーク像及び比較マーク像の長さに基づいて、前記算出
工程と同様にしてXYステージ20の位置決め精度を求
めることができる。
In this embodiment, in the moving step, XY
FIG. 9 shows an example of a transfer image formed on the wafer W in the second exposure step when the stage 20 is moved in the + X direction. The dotted line in FIG. 9 is a transferred image (latent image) transferred in the first exposure step, and the solid line is a transferred image (latent image) transferred in the second exposure step. XY stage 20
Is moved in the −X direction, a reference mark image is formed at each of the overlapping portions of the transfer images TP1W and TP2W and the overlapping portion of the transfer images TP5W and TP6W, and the transfer image T
P3W overlaps TP4W, and transfer images TP7W and T
A comparative mark image is formed on each of the overlapping portions of P8W. Then, based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured in the same manner as in the measurement step, the positioning accuracy of the XY stage 20 can be obtained in the same manner as in the calculation step.

【0113】また、図10に示されるように、計測用パ
ターンRP1をXY平面内で時計回りに90度回転させ
た計測用パターンRP1´がパターン面に形成されたレ
チクルR´を用いることにより、前記移動工程でXY
ステージ20をY軸方向に移動する場合のXYステージ
20の位置決め精度を求めることができる。ここで、計
測用パターンRP1´は、パターンTP1〜TP8をそ
れぞれXY平面内で時計回りに90度回転させたパター
ンTP1´〜TP8´から構成されている。この場合、
パターンTP2´,TP4´,TP6´,TP8´は、
それぞれパターンTP1´,TP3´,TP5´,TP
7´の紙面左方向(−Y方向)に配置されており、パタ
ーンTP1´の中心とTP2´の中心、パターンTP3
´の中心とTP4´の中心、パターンTP5´の中心と
TP6´の中心、パターンTP7´の中心とTP8´の
中心は、それぞれY軸方向にΔRYだけ離れている。こ
の場合、前記移動工程では、主制御装置28は投影光学
系PLの倍率が例えば1/4であれば、ΔRY/4の距
離だけY軸方向にXYステージ20を移動する。例え
ば、前記移動工程でXYステージ20を−Y方向に移動
した場合に、前記第2露光工程でウエハW上に形成され
る転写像の一例が図11に示されている。図11中の点
線は前記第1露光工程で転写された転写像(潜像)であ
り、実線は前記第2露光工程で転写された転写像(潜
像)を示す。また、前記移動工程でXYステージ20を
+Y方向に移動した場合に、前記第2露光工程でウエハ
W上に形成される転写像の一例が図12に示されてい
る。図12中の点線は前記第1露光工程で転写された転
写像(潜像)であり、実線は前記第2露光工程で転写さ
れた転写像(潜像)を示す。いずれの場合も、パターン
TP1´の転写像TP1´WとパターンTP2´の転写
像TP2´Wの重なり部、及びパターンTP5´の転写
像TP5´WとパターンTP6´の転写像TP6´Wの
重なり部にそれぞれ基準マーク像が、パターンTP3´
の転写像TP3´WとパターンTP4´の転写像TP4
´Wの重なり部、及びパターンTP7´の転写像TP7
´WとパターンTP8´の転写像TP8´Wの重なり部
にそれぞれ比較マーク像が形成される。そして、前記計
測工程と同様にして計測される基準マーク像及び比較マ
ーク像の長さに基づいて、前記算出工程と同様にしてX
Yステージ20の位置決め精度を求めることができる。
なお、この場合に、レチクルR´を用いる代わりに、
計測用パターンRP1がパターン面に形成されたレチク
ルRをXY平面内で時計回りに90度回転させても良
い。
As shown in FIG. 10, a reticle R T ′ having a measurement pattern RP 1 ′ formed by rotating the measurement pattern RP 1 by 90 degrees clockwise in the XY plane is formed on the pattern surface. XY in the moving step
The positioning accuracy of the XY stage 20 when the stage 20 moves in the Y-axis direction can be obtained. Here, the measurement pattern RP1 'includes patterns TP1' to TP8 'obtained by rotating the patterns TP1 to TP8 by 90 degrees clockwise in the XY plane. in this case,
The patterns TP2 ', TP4', TP6 ', TP8'
Patterns TP1 ', TP3', TP5 ', TP, respectively
7 ', the center of the pattern TP1', the center of TP2 ', and the pattern TP3.
′ And the center of TP4 ′, the center of the pattern TP5 ′ and the center of TP6 ′, and the center of the pattern TP7 ′ and the center of TP8 ′ are separated by ΔRY in the Y-axis direction. In this case, in the moving step, if the magnification of the projection optical system PL is, for example, 4, the main controller 28 moves the XY stage 20 in the Y-axis direction by a distance of ΔRY / 4. For example, FIG. 11 shows an example of a transferred image formed on the wafer W in the second exposure step when the XY stage 20 is moved in the −Y direction in the moving step. A dotted line in FIG. 11 indicates a transferred image (latent image) transferred in the first exposure step, and a solid line indicates a transferred image (latent image) transferred in the second exposure step. FIG. 12 shows an example of a transferred image formed on the wafer W in the second exposure step when the XY stage 20 is moved in the + Y direction in the moving step. The dotted line in FIG. 12 is the transferred image (latent image) transferred in the first exposure step, and the solid line is the transferred image (latent image) transferred in the second exposure step. In any case, the overlap between the transfer image TP1'W of the pattern TP1 'and the transfer image TP2'W of the pattern TP2', and the overlap of the transfer image TP5'W of the pattern TP5 'and the transfer image TP6'W of the pattern TP6'. The reference mark image is provided in each part, and the pattern TP3 '
Transfer image TP3'W and transfer image TP4 of pattern TP4 '
'W overlapped portion and transfer image TP7 of pattern TP7'
A comparative mark image is formed at each overlapping portion of 'W and the transfer image TP8'W of the pattern TP8'. Then, based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured in the same manner as in the measurement step, X is calculated in the same manner as in the calculation step.
The positioning accuracy of the Y stage 20 can be obtained.
In this case, instead of using the reticle R T ′,
The reticle RT on which the measurement pattern RP1 is formed on the pattern surface may be rotated clockwise by 90 degrees in the XY plane.

【0114】以上のようにして、XYステージ20をX
軸方向に移動する場合の位置決め精度とY軸方向に移動
する場合の位置決め精度とを求めることができる。
As described above, the XY stage 20 is
The positioning accuracy when moving in the axial direction and the positioning accuracy when moving in the Y-axis direction can be obtained.

【0115】次に、レチクルR(レチクルステージR
ST)の位置決め精度(位置制御精度の一種)を求める
方法について簡単に説明する。前述したXYステージ2
0の位置決め精度を求める場合との相違点は、移動工程
において、XYステージ20を移動する代わりに、レチ
クルステージRSTを移動する点のみである。
Next, reticle R T (reticle stage R
A method for obtaining the positioning accuracy (a type of position control accuracy) in ST) will be briefly described. XY stage 2 mentioned above
The only difference from the case of obtaining the positioning accuracy of 0 is that the reticle stage RST is moved instead of moving the XY stage 20 in the moving process.

【0116】すなわち、主制御装置28は、移動工程に
おいて、XYステージ20を静止させたままで、前記レ
チクル干渉計21からのレチクルステージRSTの位置
情報をモニタしながら、各パターンの位置関係に基づい
て駆動系29を介してレチクルステージRSTを移動す
る。ここで、例えば、図10に示される計測用パターン
RP1´がパターン面に配置されたレチクルR´を用
いる場合は、レチクルステージRSTがY軸方向にΔR
Yだけ移動するように駆動系29が制御される。これに
より第2露光工程では、前述したXYステージ20を移
動させた場合と同様に、転写像TP1WとTP2Wの重
なり部、及び転写像TP5WとTP6Wの重なり部にそ
れぞれ基準マーク像が形成され、転写像TP3WとTP
4Wの重なり部、及び転写像TP7WとTP8Wの重な
り部にそれぞれ比較マーク像が形成される。そして、主
制御装置28は、前記計測工程と同様にして計測される
基準マーク像及び比較マーク像の長さに基づいて、前記
算出工程と同様にしてレチクルステージRSTの位置決
め精度を求める。但し、この場合は、計測された位置ず
れ量の投影倍率の逆数倍(4倍)した値を、真の位置ず
れ量としてレチクルステージRSTの位置決め精度を求
める必要がある。
That is, in the moving process, the main controller 28 monitors the position information of the reticle stage RST from the reticle interferometer 21 while keeping the XY stage 20 stationary, based on the positional relationship of each pattern. The reticle stage RST is moved via the drive system 29. Here, for example, when using a reticle R T ′ in which the measurement pattern RP1 ′ shown in FIG. 10 is arranged on the pattern surface, the reticle stage RST is moved by ΔR in the Y-axis direction.
The drive system 29 is controlled so as to move by Y. Thus, in the second exposure step, similarly to the case where the XY stage 20 is moved, the reference mark images are respectively formed on the overlapping portions of the transfer images TP1W and TP2W and the overlapping portions of the transfer images TP5W and TP6W. Images TP3W and TP
Comparative mark images are formed on the 4W overlapping portion and on the overlapping portions of the transferred images TP7W and TP8W. Then, main controller 28 obtains the positioning accuracy of reticle stage RST in a manner similar to the calculation step, based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured in the same manner as the measurement step. However, in this case, it is necessary to determine the positioning accuracy of the reticle stage RST by using the value obtained by multiplying the measured position shift amount by the reciprocal (four times) of the projection magnification as the true position shift amount.

【0117】続いて、走査露光時におけるXYステージ
20とレチクルステージRSTの同期精度(位置制御精
度の一種)を求める方法について簡単に説明する。前述
したXYステージ20の位置決め精度を求める場合との
相違点は、前記第1露光工程及び第2露光工程におい
て、XYステージ20とレチクルステージRSTとを同
期して移動しつつ露光を行う点のみである。
Next, a method of obtaining the synchronization accuracy (a type of position control accuracy) between the XY stage 20 and the reticle stage RST during scanning exposure will be briefly described. The only difference from the above-described case of obtaining the positioning accuracy of the XY stage 20 is that in the first exposure step and the second exposure step, exposure is performed while moving the XY stage 20 and the reticle stage RST in synchronization. is there.

【0118】主制御装置28は、レチクルステージRS
T及びXYステージ20が、所定の走査開始位置(加速
開始位置)に位置決めされると、レチクルステージRS
TとXYステージ20のY軸方向への相対走査を開始す
る。そして両ステージがそれぞれの目標走査速度に達
し、等速同期状態に達すると、照明系IOPからの紫外
パルス光によってレチクルRのパターン領域が照明さ
れ始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、主
制御装置28が、前述したレーザ干渉計26及びレチク
ル干渉計21の計測値をモニタしつつ、駆動系22及び
駆動系29を制御することにより行われる。
Main controller 28 includes a reticle stage RS
When the T and XY stages 20 are positioned at a predetermined scanning start position (acceleration start position), reticle stage RS
The relative scanning of the T and XY stages 20 in the Y-axis direction is started. When the two stages reach their respective target scanning speeds and reach a constant-speed synchronization state, the pattern area of the reticle RT starts to be illuminated by the ultraviolet pulse light from the illumination system IOP, and scanning exposure is started. The relative scanning is performed by the main controller 28 controlling the drive systems 22 and 29 while monitoring the measurement values of the laser interferometer 26 and the reticle interferometer 21 described above.

【0119】主制御装置28は、上記の走査露光時に
は、レチクルステージRSTのY軸方向の移動速度Vr
とXYステージ20のY軸方向の移動速度Vwとが、投
影光学系PLの投影倍率(1/4倍あるいは1/5倍)
に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
At the time of the above-mentioned scanning exposure, main controller 28 controls moving speed Vr of reticle stage RST in the Y-axis direction.
And the moving speed Vw of the XY stage 20 in the Y-axis direction are equal to the projection magnification (1/4 or 1/5) of the projection optical system PL.
The synchronous control is performed so that the speed ratio is maintained according to.

【0120】ウエハW上の1回目の走査露光(第1露光
工程)が終了すると、主制御装置28は、計測用パター
ンの位置関係に応じて、レチクルステージRST及びX
Yステージ20を次の走査開始位置(加速開始位置)に
位置決めする(移動工程)。そして、主制御装置28
は、上述と同様に2回目の走査露光(第2露光工程)を
行う。
When the first scanning exposure (first exposure process) on wafer W is completed, main controller 28 controls reticle stages RST and X in accordance with the positional relationship of the measurement pattern.
The Y stage 20 is positioned at the next scanning start position (acceleration start position) (moving step). The main controller 28
Performs the second scanning exposure (second exposure step) in the same manner as described above.

【0121】この第2露光工程により、ウエハW上に基
準マーク像及び比較マーク像が形成される。そして、主
制御装置28は、前記計測工程と同様にして計測される
基準マーク像及び比較マーク像の長さに基づいて、前記
算出工程と同様にして位置ずれ情報を求める。
By the second exposure step, a reference mark image and a comparison mark image are formed on wafer W. Then, main controller 28 obtains positional deviation information based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured in the same manner as in the measurement step, in the same manner as in the calculation step.

【0122】さらに、主制御装置28は、この位置ずれ
情報と、すでに計測されているXYステージ20及びレ
チクルステージRSTの位置決め精度とから、XYステ
ージ20とレチクルステージRSTとの同期精度を求め
る。なお、同期精度はXYステージ20及びレチクルス
テージRSTの移動方向毎(+Y方向と−Y方向)に求
めることができる。
Further, main controller 28 obtains synchronization accuracy between XY stage 20 and reticle stage RST from the positional deviation information and the positioning accuracy of XY stage 20 and reticle stage RST which have already been measured. Note that the synchronization accuracy can be obtained for each moving direction of the XY stage 20 and the reticle stage RST (+ Y direction and -Y direction).

【0123】このようにして求められたXYステージ2
0及びレチクルステージRSTの位置制御精度のデータ
は、露光装置100の主制御装置28に入力され、図示
しない記憶装置に保存される。そして、主制御装置28
は、この精度データに基づいて、XYステージ20及び
レチクルステージRSTの位置決め制御、並びにXYス
テージ20とレチクルステージRSTの同期制御が精度
良く行われるように、駆動系22及び駆動系29の制御
データを調整する。
XY stage 2 obtained in this way
The data of 0 and the position control accuracy of the reticle stage RST are input to the main controller 28 of the exposure apparatus 100 and stored in a storage device (not shown). The main controller 28
Based on the accuracy data, the control data of the drive system 22 and the drive system 29 are controlled so that the positioning control of the XY stage 20 and the reticle stage RST and the synchronization control of the XY stage 20 and the reticle stage RST are accurately performed. adjust.

【0124】また、本実施形態の露光装置100では、
上述のようにして、調整された制御データを用いて駆動
系22及び駆動系29を制御し、XYステージ20及び
レチクルステージRSTの位置決めを行うとともに、X
Yステージ20とレチクルステージRSTの同期制御を
行いつつ走査露光が行われる。ここで、所定の精度範囲
内に、位置制御ができない場合には、主制御装置28は
ディスプレイ(モニター)への警告表示、あるいはイン
ターネット(電子メール等)又は携帯電話などによっ
て、オペレータなどにアシストの必要性を通知しても良
い。さらに、この場合に、各駆動系やセンサ類の調整に
必要な情報を一緒に通知しても良い。これにより、各種
データの計測などの作業時間だけでなく、その準備期間
も短縮でき、露光装置の停止期間の短縮、すなわち稼働
率の向上を図ることが可能となる。
In the exposure apparatus 100 of the present embodiment,
As described above, the drive system 22 and the drive system 29 are controlled using the adjusted control data to perform positioning of the XY stage 20 and the reticle stage RST.
Scanning exposure is performed while performing synchronous control of the Y stage 20 and the reticle stage RST. Here, if the position cannot be controlled within the predetermined accuracy range, main controller 28 displays a warning on a display (monitor), or provides assistance to an operator or the like through the Internet (e-mail or the like) or a mobile phone. The need may be notified. Further, in this case, information necessary for adjustment of each drive system and sensors may be notified together. As a result, not only the work time for measurement of various data and the like but also the preparation period can be shortened, and the stop period of the exposure apparatus can be shortened, that is, the operation rate can be improved.

【0125】また、上記(5)式を変形すると、次の
(6)式となる。
When the above equation (5) is modified, the following equation (6) is obtained.

【0126】 ΔSH2=ΔX5×2÷tan(θ/2) ……(6)ΔSH2 = ΔX5 × 2 ÷ tan (θ / 2) (6)

【0127】ここで、2÷tan(θ/2)をMとおく
と、上記(6)式は次の(7)式となる。
Here, if 2 ÷ tan (θ / 2) is set to M, the above equation (6) becomes the following equation (7).

【0128】ΔSH2=ΔX5×M ……(7)ΔSH2 = ΔX5 × M (7)

【0129】上記(7)式から、ΔSH2は、ΔX5を
M倍した値であるといえる。つまり、位置ずれ量を拡大
して計測することができる。例えば、位置ずれ量を50
倍(M=50)にするには、角度θを約4.6度に、又
位置ずれ量を100倍(M=100)にするには、角度
θを約2.3度にすれば良い。従って、角度θを変える
ことによって位置ずれ量の拡大率Mを任意に設定するこ
とが可能となる。
From the above equation (7), it can be said that ΔSH2 is a value obtained by multiplying ΔX5 by M. That is, it is possible to measure the position shift amount while enlarging it. For example, if the displacement amount is 50
In order to increase the angle (M = 50), the angle θ should be set to about 4.6 degrees, and to increase the displacement amount 100 times (M = 100), the angle θ should be set to about 2.3 degrees. . Therefore, it is possible to arbitrarily set the enlargement ratio M of the displacement amount by changing the angle θ.

【0130】以上説明したように、本実施形態では、前
述した各ステージの位置制御精度の計測に際し、重ね合
わせて転写した際に重なり部の形状が重ね位置に依存せ
ず一定形状となる第1パターンと第2パターンとを含む
第1の組のパターンと、前記第1パターンと第2パター
ンとの位置関係と同一の相互位置関係を有し、重ね合わ
せて転写した際に重なり部の形状が相対的な重ね位置に
依存して変化する第3パターンと第4パターンとを含む
第2の組のパターンとが、計測用パターンとして、相互
に重ならないように、そのパターン面PAに形成された
レチクルRを用いている。そのため、第1パターンと
第2パターンの重なり部に形成される基準マーク像と、
第3パターンと第4パターンの重なり部に形成される比
較マーク像の形状からパターンの位置ずれ情報を求める
ことができる。
As described above, in the present embodiment, when measuring the position control accuracy of each stage described above, the shape of the overlapping portion becomes a constant shape regardless of the overlapping position when the images are transferred in an overlapping manner. A first set of patterns including a pattern and a second pattern has the same mutual positional relationship as the positional relationship between the first pattern and the second pattern, and the shape of the overlapping portion when transferred in an overlapping manner is changed. A second set of patterns including a third pattern and a fourth pattern that change depending on the relative overlapping position are formed on the pattern surface PA so as not to overlap each other as measurement patterns. A reticle RT is used. Therefore, a reference mark image formed at an overlapping portion of the first pattern and the second pattern,
The positional displacement information of the pattern can be obtained from the shape of the comparative mark image formed at the overlapping portion of the third pattern and the fourth pattern.

【0131】そして、本実施形態では、各パターンの線
幅が等しいために、各パターンの各転写像は、それぞれ
同程度の投影光学系PLの収差の影響を受けている。そ
こで、各パターンの重なり部に形成される基準マーク像
及び比較マーク像における収差の影響は、それぞれほぼ
同程度とみなすことができる。従って、基準マーク像及
び比較マーク像のそれぞれ対応する部分の長さから算出
されるパターンの位置ずれ情報において収差の影響を除
くことができ、結果的に、精度良くレチクルステージR
ST又はXYステージ20の位置制御精度(又は両ステ
ージの相対位置の制御精度)を計測することが可能とな
る。
In the present embodiment, since the line width of each pattern is equal, each transfer image of each pattern is affected by the same degree of aberration of the projection optical system PL. Therefore, the influence of aberration on the reference mark image and the comparison mark image formed in the overlapping portion of each pattern can be considered to be substantially the same. Therefore, it is possible to eliminate the influence of aberration in the positional displacement information of the pattern calculated from the lengths of the corresponding portions of the reference mark image and the comparison mark image, and as a result, the reticle stage R
The position control accuracy of the ST or XY stage 20 (or the control accuracy of the relative position of both stages) can be measured.

【0132】また、基準マーク像と比較マーク像は、い
ずれも一組の対角が同じ角度θとされているので、両方
の像において、その尖った先端部分に生じるレジスト等
の不具合は同程度であるとともに、現像処理あるいはエ
ッチング処理におけるプロセスの影響はほぼ同程度とみ
なすことができる。従って、結果的に精度良くレチクル
ステージRST又はXYステージ20の位置制御精度
(又は両ステージの相対位置の制御精度)を計測するこ
とが可能となる。
Further, since both the reference mark image and the comparison mark image have the same pair of diagonal angles θ, the defects such as the resist occurring at the sharp tip portions are the same in both images. In addition, the effect of the process on the development process or the etching process can be considered to be substantially the same. Therefore, as a result, it is possible to accurately measure the position control accuracy of the reticle stage RST or the XY stage 20 (or the control accuracy of the relative position of both stages).

【0133】また、比較マーク像の長さには、その対角
の角度θに応じた倍率で実際の位置ずれ量が拡大されて
含まれている。そこで、所定の倍率に対応する角度θが
得られるように各パターンを配置することにより、従来
の方法では、転写像間の距離を計測する計測装置の計測
限界(分解能)により計測できなかったわずかな位置ず
れ量であっても、特殊な装置を必要とせずに、従来と同
じ計測装置(例えば、露光装置のアライメント検出系
(LSA系、FIA系)など)を用いて位置ずれ量を計
測することが可能となる。すなわち、見かけ上、計測装
置の分解能を上げることができる。従って、結果的に更
に精度良くレチクルステージRST又はXYステージ2
0の位置制御精度(又は両ステージの相対位置の制御精
度)を計測することが可能となる。
Further, the length of the comparative mark image includes the actual positional deviation amount enlarged at a magnification corresponding to the diagonal angle θ. Therefore, by arranging each pattern so as to obtain an angle θ corresponding to a predetermined magnification, the conventional method cannot measure the distance due to the measurement limit (resolution) of a measuring device that measures the distance between transfer images. Even if the amount of misalignment is large, the amount of misalignment is measured by using the same measuring device as the related art (for example, an alignment detection system (LSA system, FIA system) of an exposure apparatus) without using a special device. It becomes possible. That is, apparently, the resolution of the measuring device can be increased. Therefore, as a result, reticle stage RST or XY stage 2
It is possible to measure the position control accuracy of 0 (or the control accuracy of the relative position of both stages).

【0134】さらに、このようにして、位置ずれ量を拡
大して計測することができるため、特殊な装置を必要と
せずに、例えば露光装置に設けられているアライメント
検出系(LSA系、FIA系)などを用いて、従来は計
測不可能であったわずかな位置ずれ量であっても、計測
することが可能となる。また、レチクルステージRST
及びXYステージ20の位置制御時に、従来と同程度の
分解能を有する測長装置(例えば、レチクル干渉計21
やレーザ干渉計26など)を用いた場合でも、従来より
も精度良くレチクルステージRST又はXYステージ2
0の位置精度を計測することができる。
Further, since the displacement can be enlarged and measured in this manner, a special device is not required, and for example, an alignment detection system (LSA system, FIA system) provided in the exposure apparatus can be used. ), Etc., it is possible to measure even a slight displacement amount which cannot be measured conventionally. Also, reticle stage RST
When the position of the XY stage 20 is controlled, a length measuring device (for example, a reticle interferometer 21
Or reticle stage RST or XY stage 2 with higher accuracy than before.
The position accuracy of 0 can be measured.

【0135】なお、上記実施形態では、XYステージ2
0の位置制御精度の計測に際して、第1露光工程と第2
露光工程とで、レチクルRの計測用パターンRP1が
配置されている領域に一致させて照明領域を設定させる
ものとしたが、これに限らず、第1露光工程に先立って
パターンTP1,TP3,TP5,TP7を含む領域に
のみ照明光が照射されるような照明領域の設定を行い、
第2露光工程に先立ってパターンTP2,TP4,TP
6,TP8を含む領域にのみ照明光が照射されるような
照明領域の設定を行うようにしても良い。
In the above embodiment, the XY stage 2
In measuring the position control accuracy of 0, the first exposure process and the second
In the exposure step, the illumination area is set to match the area where the measurement pattern RP1 of the reticle RT is arranged. However, the present invention is not limited to this, and the patterns TP1, TP3, and TP3 are set prior to the first exposure step. The illumination area is set so that the illumination light is emitted only to the area including TP5 and TP7,
Prior to the second exposure step, patterns TP2, TP4, TP
6, an illumination area may be set so that illumination light is emitted only to an area including TP8.

【0136】また、上記実施形態では、各パターンの線
幅が等しい場合について説明したが、本発明がこれに限
定されるものではなく、計測用パターンRP1の代わり
に、例えば、図13に示されるような計測用パターンR
P2が配置されたレチクルを用いることができる。ここ
では、計測用パターンRP1において、パターンTP4
及びTP8の代わりに線幅を1/2にしたパターンTP
4A及びTP8Aが配置されている。
Further, in the above embodiment, the case where the line width of each pattern is equal has been described. However, the present invention is not limited to this, and instead of the measurement pattern RP1, for example, shown in FIG. Measurement pattern R
A reticle on which P2 is arranged can be used. Here, in the measurement pattern RP1, the pattern TP4
TP in which line width is reduced to 代 わ り instead of TP8 and TP8
4A and TP8A are arranged.

【0137】前述した計測用パターンRP1の場合と同
様にして、計測用パターンRP2をウエハW上に転写す
ると、第2露光工程では、一例として図14に示される
ように、2つの計測用パターンRP2の潜像がウエハW
上に形成される。図14中の点線は第1露光工程で転写
された転写像(潜像)であり、実線は第2露光工程で転
写された転写像(潜像)を示す。そして、ウエハWの現
像後は、一例として図15に示されるように、パターン
TP1の転写像TP1WとパターンTP2の転写像TP
2Wの重なり部、及びパターンTP5の転写像TP5W
とパターンTP6の転写像TP6Wの重なり部にそれぞ
れ基準マーク像SM1A,SM2Aが形成され、パター
ンTP3の転写像TP3WとパターンTP4Aの転写像
TP4AWの重なり部、及びパターンTP7の転写像T
P7WとパターンTP8Aの転写像TP8AWの重なり
部にそれぞれ比較マーク像HM1A,HM2Aが形成さ
れる。そして、前記計測工程と同様にして計測される基
準マーク像及び比較マーク像の長さに基づいて、前記算
出工程と同様にしてレチクルR及びウエハWの位置制
御精度を求めることができる。但し、この場合、パター
ンTP4A及びTP8Aの線幅がパターンTP3及びT
P7の線幅の1/2であることから、基準マーク像にお
ける長い方の対角線の長さの1/2を基準とし、この値
と比較マーク像における長い方の対角線の長さとの比較
から、位置制御の精度を求めることとなる。すなわち、
Y軸方向の位置制御の精度は、基準マーク像SM1Aの
長い方の対角線の長さLS1Aの1/2と比較マーク像
HM1Aの長い方の対角線の長さLH1Aとの差から前
述と同様にして求め、X軸方向の位置制御の精度は、基
準マーク像SM2Aの長い方の対角線の長さLS2Aの
1/2と比較マーク像HM2Aの長い方の対角線の長さ
LH2Aとの差から前述と同様にして求める。なお、パ
ターンTP4A及びTP8Aの線幅はパターンTP3及
びTP7の線幅の1/2に限定されるものではなく、パ
ターンTP4A及びTP8Aの線幅はパターンTP3及
びTP7の線幅より太くても良い。
When the measurement pattern RP2 is transferred onto the wafer W in the same manner as the measurement pattern RP1 described above, in the second exposure step, as shown in FIG. Latent image of wafer W
Formed on top. The dotted line in FIG. 14 is a transferred image (latent image) transferred in the first exposure step, and the solid line is a transferred image (latent image) transferred in the second exposure step. After the development of the wafer W, as shown in FIG. 15 as an example, the transfer image TP1W of the pattern TP1 and the transfer image TP of the pattern TP2
2W overlapping portion and transfer image TP5W of pattern TP5
The reference mark images SM1A and SM2A are formed at the overlapping portions of the transfer image TP6W of the pattern TP6 and the transfer image TP3W of the pattern TP3 and the transfer image TP4AW of the pattern TP4A, respectively, and the transfer image T of the pattern TP7.
Comparative mark images HM1A and HM2A are formed at the overlapping portions of P7W and the transfer image TP8AW of the pattern TP8A, respectively. Then, based on the lengths of the reference mark image and the comparison mark image measured in the same manner as in the measurement step, the position control accuracy of the reticle RT and the wafer W can be obtained in the same manner as in the calculation step. However, in this case, the line widths of the patterns TP4A and TP8A are
Since the line width of P7 is の, the length of the longer diagonal line in the reference mark image is set as a reference, and this value is compared with the length of the longer diagonal line in the comparison mark image. The accuracy of the position control will be determined. That is,
The accuracy of the position control in the Y-axis direction is determined in the same manner as described above from the difference between half of the longer diagonal length LS1A of the reference mark image SM1A and the longer diagonal length LH1A of the comparison mark image HM1A. The accuracy of the position control in the X-axis direction is determined in the same manner as described above from the difference between 1/2 of the longer diagonal length LS2A of the reference mark image SM2A and the longer diagonal length LH2A of the comparison mark image HM2A. Ask for. Note that the line widths of the patterns TP4A and TP8A are not limited to の of the line widths of the patterns TP3 and TP7, and the line widths of the patterns TP4A and TP8A may be larger than the line widths of the patterns TP3 and TP7.

【0138】この場合、パターンTP1〜TP3及びT
P5〜TP7の各転写像は、それぞれ同一の投影光学系
PLの収差の影響を受けているが、パターンTP4A及
びTP8Aの転写像は、線幅の違いによりパターンTP
1〜TP3及びTP5〜TP7の各転写像とは異なる収
差の影響を受けている。そこで、基準マーク像における
収差の影響と、比較マーク像における収差の影響とは異
なっている。すなわち、位置決め精度が同じであって
も、全部のパターンの線幅が等しい場合とは、異なる位
置にパターンTP4A及びTP8Aの転写像は形成され
る。これは、形成される比較マーク像の長さが、全部の
パターンの線幅が等しい場合とは異なることを意味して
いる。従って、基準マーク像の長さと比較マーク像の長
さとから算出される重ね位置のずれ情報により、収差の
影響よる転写位置の変化を求めることが可能となる。こ
れにより、パターンの線幅を考慮した位置決め制御を行
うことができる。
In this case, the patterns TP1 to TP3 and T
Each of the transfer images P5 to TP7 is affected by the aberration of the same projection optical system PL, but the transfer images of the patterns TP4A and TP8A have different patterns TP due to the difference in line width.
The transfer images 1 to TP3 and TP5 to TP7 are affected by different aberrations. Therefore, the influence of the aberration on the reference mark image is different from the influence of the aberration on the comparative mark image. That is, even if the positioning accuracy is the same, the transfer images of the patterns TP4A and TP8A are formed at different positions when the line widths of all the patterns are equal. This means that the length of the comparison mark image formed is different from the case where the line widths of all the patterns are equal. Therefore, it is possible to obtain a change in the transfer position due to the influence of the aberration based on the shift information of the overlapping position calculated from the length of the reference mark image and the length of the comparison mark image. This makes it possible to perform positioning control in consideration of the line width of the pattern.

【0139】また、計測用パターンRP1の代わりに、
図16に示されるような計測用パターンRP3が配置さ
れたレチクルを用いることができる。このレチクルで
は、前述した計測用パターンRP1におけるパターンT
P3,TP4の代わりに線幅を変更したパターンTP3
B,TP4B、及びパターンTP7,TP8の代わりに
線幅を変更したパターンTP7B,TP8Bが配置され
ている。すなわち、パターンTP1,TP2,TP5,
TP6は、それぞれ第1の線幅を有し、パターンTP3
B,TP4B,TP7B,TP8Bは、それぞれ第2の
線幅を有している。
In place of the measurement pattern RP1,
A reticle having a measurement pattern RP3 as shown in FIG. 16 can be used. In this reticle, the pattern T in the measurement pattern RP1 described above is used.
Pattern TP3 with changed line width instead of P3 and TP4
Patterns TP7B and TP8B with changed line widths are arranged instead of B, TP4B, and patterns TP7 and TP8. That is, the patterns TP1, TP2, TP5,
TP6 has the first line width, respectively, and the pattern TP3
B, TP4B, TP7B, and TP8B each have a second line width.

【0140】この場合も、前述した計測用パターンRP
1の場合と同様にして、重ね位置のずれ情報を求めるこ
とができる。しかも、ここでは、基準マーク像は第1の
線幅のパターンの重ね合わせ転写により形成され、比較
マーク像は第2の線幅のパターンの重ね合わせ転写によ
り形成される像であるため、基準マーク像は第1の線幅
に対応する収差の影響を受けており、比較マーク像は第
2の線幅に対応する収差の影響を受けている。つまり、
基準マーク像と比較マーク像は異なる収差の影響を受け
ているため、重ね合わせの位置決め精度が同じであって
も、第1の線幅と第2の線幅とが等しい場合とは、異な
る位置にパターンTP3B,TP4B、及びパターンT
P7B,TP8Bの転写像は形成される。これは、形成
される比較マーク像の長さが、第1の線幅と第2の線幅
とが等しい場合とは、異なることを意味している。従っ
て、基準マーク像の長さと比較マーク像の長さとから算
出される重ね位置のずれ情報により、収差の影響よる転
写位置の変化を求めることが可能となる。これにより、
パターンの線幅を考慮した位置決め制御を行うことがで
きる。
Also in this case, the measurement pattern RP described above is used.
In the same manner as in the case of 1, the shift information of the overlapping position can be obtained. In addition, here, the reference mark image is formed by superimposing transfer of the pattern having the first line width, and the comparative mark image is an image formed by superimposing transfer of the pattern having the second line width. The image is affected by the aberration corresponding to the first line width, and the comparative mark image is affected by the aberration corresponding to the second line width. That is,
Since the reference mark image and the comparison mark image are affected by different aberrations, even if the positioning accuracy of the superposition is the same, the position of the first mark and the second mark are different from each other. Pattern TP3B, TP4B and pattern T
Transfer images of P7B and TP8B are formed. This means that the length of the comparison mark image to be formed is different from the case where the first line width is equal to the second line width. Therefore, it is possible to obtain a change in the transfer position due to the influence of the aberration based on the shift information of the overlapping position calculated from the length of the reference mark image and the length of the comparison mark image. This allows
Positioning control can be performed in consideration of the line width of the pattern.

【0141】また、上記実施形態では、比較マーク像を
形成するための第2の組のパターンは、第1方向に伸び
る線状の第1部分と第2方向に伸びる線状の第2部分と
を有し、全体として山形のパターンTP3,TP7と、
第1方向に伸びる線状の第1部分と第2方向に伸びる線
状の第2部分とを有し、全体としてパターンTP3,T
P7と逆向きの山形のパターンTP4,TP8とから構
成されているが、これに限定されるものではなく、例え
ば、第2の組のパターンを構成する1つのパターンは、
山形ではなくラインパターンであっても良い。例えば、
図17に示されるように、計測用パターンRP1におい
て、パターンTP3の代わりに第5方向としてX軸方向
に伸びるラインパターンTP3Cと、パターンTP7の
代わりにY軸方向に伸びるラインパターンTP7Cとを
配置し、さらに、パターンTP4の代わりにX軸方向に
対し角度θを成す第6方向に伸びる第1部分とX軸方向
に対し角度θを成す第6方向と異なる第7方向に伸びる
第2部分とを有し、全体として山形のパターンTP4C
と、パターンTP8の代わりにパターンTP4Cを紙面
内で反時計回りに90度回転させた形状を有するパター
ンTP8Cとを配置した計測用パターンRP4であって
も良い。この場合は、パターンTP1の方向(第3方
向)は、第1方向と同一方向であり、パターンTP2の
方向(第4方向)は、第2方向と同一方向である。
In the above-described embodiment, the second set of patterns for forming the comparative mark image includes a linear first portion extending in the first direction and a linear second portion extending in the second direction. And, as a whole, mountain-shaped patterns TP3 and TP7,
It has a linear first portion extending in the first direction and a linear second portion extending in the second direction, and has patterns TP3, T
It is composed of P7 and a chevron pattern TP4, TP8 in the opposite direction, but is not limited to this. For example, one pattern constituting the second set of patterns is:
Instead of a mountain shape, a line pattern may be used. For example,
As shown in FIG. 17, in the measurement pattern RP1, a line pattern TP3C extending in the X-axis direction as the fifth direction instead of the pattern TP3, and a line pattern TP7C extending in the Y-axis direction instead of the pattern TP7 are arranged. Further, instead of the pattern TP4, a first portion extending in a sixth direction forming an angle θ with respect to the X-axis direction and a second portion extending in a seventh direction different from the sixth direction forming an angle θ with respect to the X-axis direction are formed. TP4C that has a chevron pattern as a whole
A measurement pattern RP4 in which a pattern TP8C having a shape obtained by rotating the pattern TP4C by 90 degrees counterclockwise in the drawing in place of the pattern TP8 may be used. In this case, the direction of the pattern TP1 (third direction) is the same as the first direction, and the direction of the pattern TP2 (fourth direction) is the same as the second direction.

【0142】前述した計測用パターンRP1の場合と同
様にして、計測用パターンRP4をウエハW上に転写す
ると、第2露光工程では、一例として図18に示される
ように、2つの計測用パターンRP4の潜像がウエハW
上に形成される。図18中の点線は第1露光工程で転写
された転写像(潜像)であり、実線は第2露光工程で転
写された転写像(潜像)を示す。現像後は、一例として
図19に示されるように、パターンTP1の転写像TP
1WとパターンTP2の転写像TP2Wの重なり部、及
びパターンTP5の転写像TP5WとパターンTP6の
転写像TP6Wの重なり部にそれぞれ基準マーク像SM
1C,SM2Cが形成され、パターンTP3Cの転写像
TP3CWとパターンTP4Cの転写像TP4CWの重
なり部、及びパターンTP7Cの転写像TP7CWとパ
ターンTP8Cの転写像TP8CWの重なり部にそれぞ
れ比較マーク像HM1C,HM2Cが形成される。
When the measurement pattern RP4 is transferred onto the wafer W in the same manner as in the case of the measurement pattern RP1 described above, in the second exposure step, as shown in FIG. Latent image of wafer W
Formed on top. The dotted line in FIG. 18 is a transfer image (latent image) transferred in the first exposure step, and the solid line is a transfer image (latent image) transferred in the second exposure step. After the development, as shown in FIG. 19 as an example, the transferred image TP of the pattern TP1
The reference mark image SM is provided at the overlapping portion of the transfer image TP2W of the pattern TP2 and the transfer image TP5W of the pattern TP5 and the transfer image TP6W of the pattern TP6.
1C and SM2C are formed, and comparative mark images HM1C and HM2C are respectively formed in an overlapping portion of the transferred image TP3CW of the pattern TP3C and the transferred image TP4CW of the pattern TP4C and an overlapping portion of the transferred image TP7CW of the pattern TP7C and the transferred image TP8CW of the pattern TP8C. It is formed.

【0143】基準マーク像SM1C,SM2Cの形状
は、それぞれ一組の対角が角度θである四角形(菱形)
であり、比較マーク像HM1C,HM2Cの形状は、そ
れぞれ一対の底角が角度θの二等辺三角形である。この
場合でも、比較マーク像の形状は、重ね位置に依存して
変化する形状である。すなわち、比較マーク像HM1
C,HM2Cの形状は、それぞれX軸方向及びY軸方向
を底辺とし一対の底角が角度θの二等辺三角形であり、
比較マーク像HM1CではX軸方向に伸びる底辺の長さ
LH1C、比較マーク像HM2CではY軸方向に伸びる
底辺の長さLH2Cを、比較マーク像の長さとすること
により、前記計測工程と同様にして計測される基準マー
ク像及び比較マーク像の長さに基づいて、前記算出工程
と同様にしてレチクルステージ(レチクル)又はウエハ
ステージ(ウエハ)の位置制御精度を求めることができ
る。
The shapes of the reference mark images SM1C and SM2C are squares (diamonds) each having a pair of diagonal angles of an angle θ.
The shape of each of the comparative mark images HM1C and HM2C is an isosceles triangle having a pair of base angles of an angle θ. Even in this case, the shape of the comparison mark image is a shape that changes depending on the overlapping position. That is, the comparison mark image HM1
The shapes of C and HM2C are isosceles triangles each having a base of the X-axis direction and the Y-axis direction and a pair of base angles of an angle θ.
The comparative mark image HM1C has a base length LH1C extending in the X-axis direction, and the comparative mark image HM2C has a base length LH2C extending in the Y-axis direction as the comparative mark image length. The position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer) can be obtained based on the measured lengths of the reference mark image and the comparison mark image in the same manner as in the calculation step.

【0144】また、特にウエハを現像処理してレジスト
像を得る場合、あるいはレジスト像が形成されたウエハ
をエッチング処理してエッチング像を得る場合、基準マ
ーク像における一組の対角と、比較マーク像における2
つの内角とが同じ角度θとされているので、両方の像に
おいて、その尖った先端部分に生じるレジスト等の不具
合は同程度であるとともに、現像処理あるいはエッチン
グ処理におけるプロセスの影響はほぼ同程度であるとみ
なすことができる。そこで、精度良くレチクルステージ
(レチクル)又はウエハステージ(ウエハ)の位置制御
精度を計測することが可能となる。
In particular, when a resist image is obtained by developing a wafer, or when an etched image is obtained by etching a wafer on which a resist image is formed, a pair of diagonals in a reference mark image and a comparative mark are compared. 2 in the image
Since the two internal angles are the same angle θ, in both images, the defects such as resist occurring at the sharp tip portions are almost the same, and the influence of the process in the developing process or the etching process is almost the same. Can be considered to be. Therefore, it is possible to accurately measure the position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer).

【0145】なお、この場合に、パターンTP3,TP
7の代わりに、パターンTP3C及びパターンTP7C
と逆向きの山形を有するパターンを用いることができ
る。また、パターンTP3CとTP4Cの配置位置、及
びパターンTP7CとTP8Cの配置位置をそれぞれ入
れ替えても良い。
In this case, the patterns TP3 and TP
7 instead of pattern TP3C and pattern TP7C
A pattern having a chevron in a direction opposite to the above can be used. Further, the positions of the patterns TP3C and TP4C and the positions of the patterns TP7C and TP8C may be interchanged.

【0146】また、この場合であっても、比較マーク像
の長さには、2つの内角の角度θに応じた倍率で実際の
位置ずれ量が拡大されて含まれている。そこで、所定の
倍率に対応する角度θが得られるように各パターンを配
置することにより、従来の方法では、転写像間の距離を
計測する計測装置の計測限界(分解能)により計測でき
なかったわずかな位置ずれ量であっても、特殊な装置を
必要とせずに、従来と同じ計測装置(例えば露光装置に
設けられているアライメント検出系(LSA系、FIA
系)など)を用いて位置ずれ量を計測することが可能と
なる。すなわち、見かけ上、計測装置の分解能を上げる
ことができる。従って、結果的に、更に精度良くレチク
ル又はウエハの位置制御精度を計測することが可能とな
る。さらに、前述と同様に一部のパターンの線幅を他の
パターンと異なるものとして、転写位置に対する投影光
学系の収差の影響を求めることも可能である。
Even in this case, the length of the comparison mark image includes the actual positional deviation amount enlarged by a magnification corresponding to the angle θ between the two inner angles. Therefore, by arranging each pattern so as to obtain an angle θ corresponding to a predetermined magnification, in the conventional method, the measurement cannot be performed due to the measurement limit (resolution) of the measurement device that measures the distance between transfer images. Even with a large amount of misalignment, a special measuring device is not required and the same measuring device as the conventional one (for example, an alignment detection system (LSA system, FIA
) Can be used to measure the displacement amount. That is, apparently, the resolution of the measuring device can be increased. Therefore, as a result, it is possible to measure the position control accuracy of the reticle or wafer with higher accuracy. Further, as described above, it is also possible to determine the influence of the aberration of the projection optical system on the transfer position by making the line width of some patterns different from that of other patterns.

【0147】以上の説明では、基準マーク像は同一線幅
のラインパターンの重ね合わせ転写で形成される場合に
ついて述べているが、これに限定されるものではない。
例えば、異なる線幅のラインパターンを重ね合わせて転
写すると、その重なり部は平行四辺形となるが、これで
あっても、重ね位置に依存せず一定形状となるため、基
準マーク像として利用することができる。すなわち、重
ね合わせて転写した際に、その重なり部に形成される像
が重ね位置に依存せず一定形状となれば良く、その形状
は限定されない。
In the above description, the case where the reference mark image is formed by overlapping transfer of line patterns having the same line width is described, but the present invention is not limited to this.
For example, when line patterns having different line widths are superimposed and transferred, the overlapping portion becomes a parallelogram. However, even if this is the case, the overlapping portion has a constant shape regardless of the overlapping position, and is used as a reference mark image. be able to. That is, when the images are superimposed and transferred, the image formed on the overlapping portion only needs to have a constant shape regardless of the overlapping position, and the shape is not limited.

【0148】上記実施形態では、8種類のパターンから
構成される計測用パターンを用いているが、これに限定
されるものではない。例えば、XYステージ20をX軸
方向に移動するときの、X軸方向の位置ずれ情報を計測
する場合には、パターンTP5〜TP8の4種類のパタ
ーンで構成されていても良い。
In the above embodiment, a measurement pattern composed of eight types of patterns is used, but the present invention is not limited to this. For example, when measuring the displacement information in the X-axis direction when the XY stage 20 is moved in the X-axis direction, it may be constituted by four types of patterns TP5 to TP8.

【0149】さらに、基準マーク像を形成するためのパ
ターン(TP1,TP2,TP5,TP6)の代わり
に、同一方向の複数本のラインパターンが周期的に配置
されたラインアンドスペースパターンを用いても良い。
この場合には、各ラインパターン毎に基準マーク像が得
られるため、各基準マーク像の長さの平均値(単純平均
又は重み付け平均)を用いることにより、更に精度良く
レチクルステージ(レチクル)又はウエハステージ(ウ
エハ)の位置制御精度を計測することが可能となる。
Further, instead of the pattern (TP1, TP2, TP5, TP6) for forming the reference mark image, a line and space pattern in which a plurality of line patterns in the same direction are periodically arranged may be used. good.
In this case, since a reference mark image is obtained for each line pattern, the reticle stage (reticle) or wafer can be more accurately used by using the average value (simple average or weighted average) of the lengths of the reference mark images. The position control accuracy of the stage (wafer) can be measured.

【0150】また、比較マーク像を形成するためのパタ
ーン(TP3,TP4,TP7,TP8等)においても
同様に、同一形状のパターンを複数個、配置しても良
い。この場合は、複数の比較マーク像が得られ、各比較
マーク像の長さの平均値(単純平均又は重み付け平均)
を用いることにより、更に精度良くレチクルステージ
(レチクル)又はウエハステージ(ウエハ)の位置制御
精度を計測することが可能となる。
Similarly, in the pattern (TP3, TP4, TP7, TP8, etc.) for forming the comparative mark image, a plurality of patterns having the same shape may be arranged. In this case, a plurality of comparison mark images are obtained, and the average value (simple average or weighted average) of the lengths of the respective comparison mark images is obtained.
Is used, it becomes possible to measure the position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer) with higher accuracy.

【0151】さらに、上記実施形態では、1種類の位置
関係を有する計測用パターンを用いているが、複数の位
置関係を有する計測用パターンを用いても良い。例え
ば、基板の複数の移動量に関して位置制御精度をそれぞ
れ計測し、移動量と位置制御精度との関係を求めること
ができる。
Further, in the above embodiment, a measurement pattern having one kind of positional relationship is used, but a measurement pattern having a plurality of positional relationships may be used. For example, the position control accuracy is measured for each of a plurality of movement amounts of the substrate, and the relationship between the movement amount and the position control accuracy can be obtained.

【0152】また、上記実施形態では、レチクルのパタ
ーン領域内の一箇所のみに計測用パターンを配置するも
のとしたが、パターン領域内の複数箇所にそれぞれ計測
用パターンを配置し、例えば計測用パターン毎に得られ
る位置ずれ情報あるいは位置制御精度の平均値(単純平
均値又は重み付け平均値など)を求めるようにしても良
い。これによって、更に精度良くレチクルステージ(レ
チクル)又はウエハステージ(ウエハ)の位置制御精度
(又は両ステージの相対位置の制御精度)を求めること
が可能となる。
In the above embodiment, the measurement pattern is arranged only at one place in the pattern area of the reticle. However, the measurement pattern is arranged at a plurality of places in the pattern area. An average value (such as a simple average value or a weighted average value) of positional deviation information or position control accuracy obtained for each may be obtained. As a result, it is possible to obtain the position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer) with higher accuracy (or the control accuracy of the relative position of both stages).

【0153】また、上記実施形態では、前述したよう
に、コータ・デベロッパをインライン接続して一連の計
測動作を自動的に行うため、人的負荷の低減につながる
ことなど大きなメリットが見込まれる。
Further, in the above embodiment, as described above, since a series of measurement operations are automatically performed by connecting the coater / developer in-line, a great merit such as reduction in human load is expected.

【0154】また、上記実施形態では、基準マーク像及
び比較マーク像の対角線がX軸方向及びY軸方向の場合
について説明したが、これは、X軸方向及びY軸方向に
おける位置ずれ情報を精度良く求めるためであり、これ
に限定されるものではない。
In the above embodiment, the case where the diagonal lines of the reference mark image and the comparison mark image are in the X-axis direction and the Y-axis direction has been described. This is for the purpose of obtaining a good result, and the present invention is not limited to this.

【0155】さらに、上記実施形態では、基準マーク像
及び比較マーク像の対角線の長さに基づいて、レチクル
又はウエハの位置制御精度を計測しているが、本発明が
これに限定されるものではなく、両マーク像の対応する
部分の長さであれば、レチクル又はウエハの位置制御精
度を計測することができる。従って、それぞれ対応する
複数の部分の長さに基づいて位置ずれ情報を算出し、そ
れらの平均値(単純平均値又は重み付け平均値)からレ
チクルステージ(レチクル)又はウエハステージ(ウエ
ハ)の位置制御精度を求めても良い。
Further, in the above embodiment, the position control accuracy of the reticle or the wafer is measured based on the length of the diagonal line between the reference mark image and the comparison mark image. However, the present invention is not limited to this. In other words, if the length of the corresponding portion of both mark images is the same, the position control accuracy of the reticle or wafer can be measured. Therefore, position shift information is calculated based on the lengths of a plurality of corresponding portions, and the position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer) is calculated from the average value (simple average value or weighted average value). You may ask.

【0156】また、上記実施形態ではレジスト像の長さ
を計測するものとしたが、例えば潜像、あるいはレジス
ト像が形成されたウエハをエッチング処理して得られる
像などの長さを計測するようにしても良い。
In the above embodiment, the length of the resist image is measured. However, for example, the length of a latent image or an image obtained by etching a wafer on which a resist image is formed is measured. You may do it.

【0157】さらに、上記実施形態では、転写像の長さ
をアライメント検出系等により光学的に検出するものと
したが、これに限定されるものではなく、例えばECD
(Electrical Critical Dimension:電気抵抗を利用
した計測法)等で計測しても良い。
Further, in the above embodiment, the length of the transferred image is optically detected by the alignment detection system or the like. However, the present invention is not limited to this.
(Electrical Critical Dimension: a measuring method using electric resistance) or the like.

【0158】また、上記実施形態では、計測用パターン
は光透過部内に所定形状のパターンを遮光部として形成
するものとしたが、これとは反対に遮光部内に所定形状
のパターンを光透過部として形成しても良い。但し、こ
の場合は、ウエハに塗布される感光剤としてのフォトレ
ジストは、ネガ型を用いることが好ましい。
In the above-described embodiment, the measurement pattern is formed as a light-shielding portion having a predetermined shape in the light-transmitting portion. It may be formed. However, in this case, it is preferable to use a negative type photoresist as a photosensitive agent applied to the wafer.

【0159】さらに、レチクルに形成される計測用パタ
ーンの描画誤差などを予め検出しておき、前述の位置制
御精度の算出時に、この検出結果を加味してその決定を
行うようにしても良い。これによって、更に精度良くレ
チクルステージ(レチクル)又はウエハステージ(ウエ
ハ)の位置制御精度(又は両ステージの相対位置の制御
精度)を求めることが可能となる。
Further, a drawing error of the measurement pattern formed on the reticle may be detected in advance, and the determination may be made in consideration of the detection result when calculating the above-described position control accuracy. As a result, it is possible to obtain the position control accuracy of the reticle stage (reticle) or wafer stage (wafer) with higher accuracy (or the control accuracy of the relative position of both stages).

【0160】また、上記実施形態では、本発明がステッ
プ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用され
た場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに
限定されないのは勿論である。すなわち、ステップ・ア
ンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方
式、ミラープロジェクション・アライナー、及びフォト
リピータなどにも好適に適用することができる。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the step-and-scan type scanning exposure apparatus has been described. However, it is needless to say that the applicable range of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat method, a step-and-stitch method, a mirror projection aligner, a photo repeater, and the like.

【0161】特に、ステップ・アンド・リピート方式の
投影露光装置の場合は、第1露光工程及び第2露光工程
において、基板ステージ及びマスクステージを静止させ
て露光することにより、上記実施形態と同様にして、マ
スクステージ(マスク)又は基板ステージ(基板)の位
置制御精度を求めることができる。
In particular, in the case of a step-and-repeat type projection exposure apparatus, in the first exposure step and the second exposure step, exposure is performed while the substrate stage and the mask stage are stationary, thereby performing the same operation as in the above embodiment. Thus, the position control accuracy of the mask stage (mask) or the substrate stage (substrate) can be obtained.

【0162】さらに、投影光学系PLは、屈折系、反射
屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍
系、及び拡大系のいずれでも良い。
Further, the projection optical system PL may be any one of a refraction system, a catadioptric system, and a reflection system, and may be any one of a reduction system, an equal magnification system, and an enlargement system.

【0163】さらに、本発明が適用される露光装置の光
源は、KrFエキシマレーザやArFエキシマレーザに
限らず、F2レーザ(波長157nm)、あるいは他の
真空紫外域のパルスレーザ光源であっても良い。この
他、露光用照明光として、例えば、DFB半導体レーザ
又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視
域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエル
ビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイ
バーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に
波長変換した高調波を用いても良い。
The light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, but may be an F 2 laser (wavelength: 157 nm) or another pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region. good. In addition, a fiber doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) is used as the exposure illumination light, for example, a single-wavelength laser beam in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser. A harmonic that has been amplified by an amplifier and wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

【0164】さらに、本発明は、半導体素子の製造に用
いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマ
ディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられ
る、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露
光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイス
パターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮
像素子(CCDなど)、マイクロマシン、及びDNAチ
ップなどの製造、さらにはマスク又はレチクルの製造に
用いられる露光装置などにも適用することができる。
Further, the present invention relates to an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate, which is used not only for an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element but also for a display including a liquid crystal display element and a plasma display. Exposure equipment used in the manufacture of thin-film magnetic heads for exposing device patterns onto ceramic wafers, imaging devices (such as CCDs), micromachines, and DNA chips, as well as exposure used in the manufacture of masks or reticles. It can also be applied to devices and the like.

【0165】なお、上記実施形態では、マスク及び基板
の位置制御精度を計測するに際し、アライメント検出系
ASのLSA系を用いて基準マーク像及び比較マーク像
の長さを計測する場合について説明したが、これに限ら
ず、例えばアライメント検出系ASのFIA系を用いて
各マーク像の画像を取り込み、その画像信号に基づいて
各マーク像の長さ計測を画像処理により計測しても勿論
構わない。このようにしても上記実施形態と同様にして
マスクステージ(マスク)又は基板ステージ(基板)の
位置制御精度を、上記実施形態と同程度あるいはそれ以
上の精度で求めることができる。
In the above embodiment, the case where the length of the reference mark image and the comparison mark image are measured using the LSA system of the alignment detection system AS when measuring the position control accuracy of the mask and the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the image of each mark image may be captured using the FIA system of the alignment detection system AS, and the length measurement of each mark image may be measured by image processing based on the image signal. Even in this manner, the position control accuracy of the mask stage (mask) or the substrate stage (substrate) can be obtained with the same or higher accuracy as in the above embodiment.

【0166】《デバイス製造方法》次に、上で説明した
露光装置及び露光方法を使用したデバイスの製造方法の
実施形態を説明する。
<< Device Manufacturing Method >> Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus and exposure method will be described.

【0167】図20には、デバイス(ICやLSI等の
半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、
DNAチップ、マイクロマシン等)の製造例のフローチ
ャートが示されている。図20に示されるように、ま
ず、ステップ301(設計ステップ)において、デバイ
スの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設
計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計
を行う。引き続き、ステップ302(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303(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. 20 shows devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads,
A flow chart of a manufacturing example of a DNA chip, a micromachine, etc.) is shown. As shown in FIG. 20, first, in step 301 (design step), a function / performance design of a device (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 302 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 303 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【0168】次に、ステップ304(ウエハ処理ステッ
プ)において、ステップ301〜ステップ303で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、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305(デバイス組立ステップ)
において、ステップ304で処理されたウエハを用いて
デバイス組立を行う。このステップ305には、ダイシ
ング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程
(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。
Next, in step 304 (wafer processing step), actual circuits and the like are formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer prepared in steps 301 to 303, as will be described later. Next, step 305 (device assembly step)
In, device assembly is performed using the wafer processed in step 304. This step 305 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.

【0169】最後に、ステップ306(検査ステップ)
において、ステップ305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。
Finally, step 306 (inspection step)
In step 305, inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step 305 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.

【0170】図21には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ304の詳細なフロー例が示されてい
る。図21において、ステップ311(酸化ステップ)
においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ312
(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形
成する。ステップ313(電極形成ステップ)において
はウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ3
14(イオン打込みステップ)においてはウエハにイオ
ンを打ち込む。以上のステップ311〜ステップ314
それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成し
ており、各段階において必要な処理に応じて選択されて
実行される。
FIG. 21 shows a detailed flow example of step 304 in the case of a semiconductor device. In FIG. 21, step 311 (oxidation step)
In, the surface of the wafer is oxidized. Step 312
In the (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 313 (electrode forming step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. Step 3
At 14 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Steps 311 to 314 described above
Each of them constitutes a pre-processing step in each stage of wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process in each stage.

【0171】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ3
15(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ316(露光ステッ
プ)において、上記実施形態の露光装置及び露光方法に
よってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次
に、ステップ317(現像ステップ)においては露光さ
れたウエハを現像し、ステップ318(エッチングステ
ップ)において、レジストが残存している部分以外の部
分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ス
テップ319(レジスト除去ステップ)において、エッ
チングが済んで不要となったレジストを取り除く。
In each stage of the wafer process, when the above-mentioned pre-processing step is completed, the post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step 3
In 15 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 316 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the exposure apparatus and the exposure method of the above embodiment. Next, in step 317 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 318 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. Then, in step 319 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed.

【0172】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。
By repeating these pre-processing and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0173】以上のような、本実施形態のデバイス製造
方法を用いれば、露光ステップで、上記実施形態の露光
装置及び露光方法が用いられ、前述した位置制御精度計
測法にて計測された精度データを考慮して調整された制
御データに基づいて精度よくマスクステージ(マスク)
又は基板ステージ(基板)が位置制御されるため、高精
度な露光が行われ、高集積度のデバイスを生産性良く製
造することが可能となる。
According to the device manufacturing method of this embodiment as described above, the exposure apparatus and the exposure method of the above embodiment are used in the exposure step, and the accuracy data measured by the above-described position control accuracy measurement method is used. Stage (mask) with high accuracy based on control data adjusted in consideration of
Alternatively, since the position of the substrate stage (substrate) is controlled, highly accurate exposure is performed, and a highly integrated device can be manufactured with high productivity.

【0174】[0174]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、マスクステージ又は基板ステージの位置制御精度
の計測に好適に用いることができるマスクを提供するこ
とができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a mask that can be suitably used for measuring the position control accuracy of a mask stage or a substrate stage.

【0175】また、本発明にかかる位置制御精度計測法
によれば、マスクステージ(マスク)又は基板ステージ
(基板)の位置制御精度を精度良く計測することができ
るという効果がある。
Further, according to the position control accuracy measuring method according to the present invention, there is an effect that the position control accuracy of the mask stage (mask) or the substrate stage (substrate) can be accurately measured.

【0176】また、本発明にかかる露光方法によれば、
高精度な露光を実現できるという効果がある。
According to the exposure method of the present invention,
There is an effect that highly accurate exposure can be realized.

【0177】また、本発明に係るデバイス製造方法によ
れば、高集積度のデバイスの生産性を向上させることが
できるという効果がある。
Further, according to the device manufacturing method of the present invention, there is an effect that the productivity of a highly integrated device can be improved.

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

【図1】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示
す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to one embodiment.

【図2】位置制御精度の計測に用いられるレチクルの一
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a reticle used for measuring position control accuracy.

【図3】マスク及び基板の位置制御精度(X軸方向)の
計測に用いられる計測用パターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a measurement pattern used for measuring position control accuracy (X-axis direction) of a mask and a substrate.

【図4】図3に示される計測用パターンが形成されたレ
チクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層に形
成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウエハ
を−X方向に移動)。
4 is a view showing an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when performing double exposure using a reticle on which a measurement pattern shown in FIG. 3 is formed (wafer) In the -X direction).

【図5】図4のレジスト像を示す図である。FIG. 5 is a view showing the resist image of FIG. 4;

【図6】図6(A)〜図6(C)は、基準マーク像の形
状と重ね位置との関係を説明するための図である。
FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining the relationship between the shape of the reference mark image and the overlapping position.

【図7】図7(A)〜図7(C)は、比較マーク像の形
状と重ね位置との関係を説明するための図である。
FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the relationship between the shape of the comparative mark image and the overlapping position.

【図8】図8(A)及び図8(B)は、比較マーク像の
形状と重ね位置のずれ方向との関係を説明するための図
である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining the relationship between the shape of the comparative mark image and the direction of displacement of the superposition position.

【図9】図3に示される計測用パターンが形成されたレ
チクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層に形
成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウエハ
を+X方向に移動)。
9 is a view showing an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when performing double exposure using a reticle on which the measurement pattern shown in FIG. 3 is formed (wafer) In the + X direction).

【図10】マスク及び基板の位置制御精度(Y軸方向)
の計測に用いられる計測用パターンの一例を示す図であ
る。
FIG. 10 shows the position control accuracy of the mask and the substrate (Y-axis direction).
FIG. 6 is a diagram showing an example of a measurement pattern used for measurement of the measurement.

【図11】図10に示される計測用パターンが形成され
たレチクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層
に形成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウ
エハを−Y方向に移動)。
11 is a diagram showing an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when double exposure is performed using the reticle on which the measurement pattern shown in FIG. 10 is formed (wafer) In the -Y direction).

【図12】図10に示される計測用パターンが形成され
たレチクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層
に形成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウ
エハを+Y方向に移動)。
12 is a diagram illustrating an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when performing double exposure using a reticle on which the measurement pattern illustrated in FIG. 10 is formed (wafer) In the + Y direction).

【図13】図3とは異なる計測用パターンの例を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a measurement pattern different from that of FIG. 3;

【図14】図13に示される計測用パターンが形成され
たレチクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層
に形成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウ
エハを−X方向に移動)。
14 is a view showing an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when performing double exposure using a reticle on which the measurement pattern shown in FIG. 13 is formed (wafer) In the -X direction).

【図15】図14のレジスト像を示す図である。FIG. 15 is a view showing the resist image of FIG. 14;

【図16】図3及び図13とは異なる計測用パターンの
例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a measurement pattern different from FIGS. 3 and 13;

【図17】図3、図13及び図16とは異なる計測用パ
ターンの例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a measurement pattern different from FIGS. 3, 13 and 16;

【図18】図17に示される計測用パターンが形成され
たレチクルを用いて二重露光を行った際に、レジスト層
に形成される転写像(潜像)の一例を示す図である(ウ
エハを−X方向に移動)。
18 is a view showing an example of a transferred image (latent image) formed on a resist layer when performing double exposure using a reticle on which the measurement pattern shown in FIG. 17 is formed (wafer) In the -X direction).

【図19】図18のレジスト像を示す図である。FIG. 19 is a view showing the resist image of FIG. 18;

【図20】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart illustrating an embodiment of a device manufacturing method according to the present invention.

【図21】図20のステップ304における処理のフロ
ーチャートである。
FIG. 21 is a flowchart of a process in step 304 of FIG. 20;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…XYステージ、21…レチクル干渉計、26…レ
ーザ干渉計、28…主制御装置、42…ガラス基板(マ
スク基板)、RP1…計測用パターン、SM1…基準マ
ーク像(X軸方向計測用)、SM2…基準マーク像(Y
軸方向計測用)、HM1…比較マーク像(X軸方向計測
用)、HM2…比較マーク像(Y軸方向計測用)、TP
1…第1パターン、TP2…第2パターン、TP3…第
3パターン(第1の線幅)、TP3B…第3パターン
(第2の線幅)、TP4…第4パターン(第1の線
幅)、TP4A…第4パターン(第2の線幅)、PA…
パターン領域(パターン面)、PL…投影光学系、RT
…レチクル(マスク)、R…レチクル(マスク)、RS
T…レチクルステージ、W…ウエハ(基板)。
20 XY stage, 21 reticle interferometer, 26 laser interferometer, 28 main controller, 42 glass substrate (mask substrate), RP1 measurement pattern, SM1 reference mark image (for X-axis direction measurement) , SM2... Reference mark image (Y
HM1 ... comparison mark image (for X-axis direction measurement), HM2 ... comparison mark image (for Y-axis direction measurement), TP
1: first pattern, TP2: second pattern, TP3: third pattern (first line width), TP3B: third pattern (second line width), TP4: fourth pattern (first line width) , TP4A... Fourth pattern (second line width), PA.
Pattern area (pattern plane), PL: Projection optical system, R T
… Reticle (mask), R… reticle (mask), RS
T: reticle stage, W: wafer (substrate).

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03F 7/22 G03F 7/22 H 9/00 9/00 H H01L 21/027 H01L 21/30 502P Fターム(参考) 2F065 AA21 CC20 JJ02 PP03 PP12 TT02 2H095 BA01 BA02 BA05 BB02 BB31──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/22 G03F 7/22 H 9/00 9/00 H H01L 21/027 H01L 21/30 502P F-term (Reference) 2F065 AA21 CC20 JJ02 PP03 PP12 TT02 2H095 BA01 BA02 BA05 BB02 BB31

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重ね合わせて転写した際に重なり部の形
状が重ね位置に依存せず一定形状となる第1パターンと
第2パターンとを含む第1の組のパターンと、前記第1
パターンと第2パターンとの位置関係と同一の相互位置
関係を有し、重ね合わせて転写した際に重なり部の形状
が相対的な重ね位置に依存して変化する第3パターンと
第4パターンとを含む第2の組のパターンとが、相互に
重ならないように、そのパターン面に形成されたマスク
基板を備えるマスク。
A first set of patterns including a first pattern and a second pattern in which the shape of an overlapping portion becomes a constant shape regardless of an overlapping position when transferred in an overlapping manner;
The third pattern and the fourth pattern have the same mutual positional relationship as the positional relationship between the pattern and the second pattern, and the shape of the overlapping portion changes depending on the relative overlapping position when transferred in an overlapping manner. A mask comprising a mask substrate formed on a pattern surface of the second set of patterns so that the patterns do not overlap with each other.
【請求項2】 前記第1パターンは、第1方向に伸びる
少なくとも1本のラインパターンを含むパターンであ
り、前記第2パターンは、前記第1方向に対し角度θ1
(0<θ1<180°)を成す第2方向に伸びる少なく
とも1本のラインパターンを含むパターンであり、前記
第3パターンは、前記第1方向に伸びる線状の第1部分
と前記第2方向に伸びる線状の第2部分とを有し、全体
として山形のパターンであり、前記第4パターンは、前
記第1方向に伸びる線状の第1部分と前記第2方向に伸
びる線状の第2部分とを有し、全体として前記第3パタ
ーンと逆向きの山形のパターンであることを特徴とする
請求項1に記載のマスク。
2. The first pattern is a pattern including at least one line pattern extending in a first direction, and the second pattern has an angle θ1 with respect to the first direction.
(0 <θ1 <180 °), the pattern including at least one line pattern extending in the second direction, wherein the third pattern includes a linear first portion extending in the first direction and the second direction. The second pattern is a chevron-shaped pattern as a whole, and the fourth pattern is a linear first portion extending in the first direction and a linear first portion extending in the second direction. 2. The mask according to claim 1, wherein the mask has two portions, and is a chevron-shaped pattern as a whole opposite to the third pattern. 3.
【請求項3】 前記第1パターンは、第3方向に伸びる
少なくとも1本のラインパターンを含むパターンであ
り、前記第2パターンは、前記第3方向に対し角度θ2
(0<θ2<180°)を成す第4方向に伸びる少なく
とも1本のラインパターンを含むパターンであり、前記
第3パターンは、前記第3方向及び前記第4方向に対し
それぞれ角度θ2/2を成す第5方向に伸びる少なくと
も1本のラインパターンを含むパターンであり、前記第
4パターンは、前記第5方向に対し角度θ2を成す第6
方向に伸びる線状の第1部分と前記第5方向に対し角度
θ2を成す前記第6方向と異なる第7方向に伸びる線状
の第2部分とを有し、全体として山形のパターンである
ことを特徴とする請求項1に記載のマスク。
3. The first pattern includes at least one line pattern extending in a third direction, and the second pattern has an angle θ2 with respect to the third direction.
(0 <θ2 <180 °), the pattern including at least one line pattern extending in a fourth direction, wherein the third pattern has an angle θ2 / 2 with respect to the third direction and the fourth direction, respectively. A pattern including at least one line pattern extending in the fifth direction, wherein the fourth pattern forms an angle θ2 with the fifth direction.
A linear first portion extending in the second direction and a linear second portion extending in a seventh direction different from the sixth direction forming an angle θ2 with the fifth direction, and having a chevron pattern as a whole. The mask according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記第1〜第4パターンの線幅は等しい
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の
マスク。
4. The mask according to claim 1, wherein the first to fourth patterns have the same line width.
【請求項5】 前記第1〜第3パターンの線幅は等し
く、前記第4パターンの線幅は前記第1〜第3パターン
の線幅と異なることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か一項に記載のマスク。
5. The line width of the first to third patterns is equal, and the line width of the fourth pattern is different from the line width of the first to third patterns. The mask according to claim 1.
【請求項6】 前記第1及び第2パターンは第1の線幅
を有し、前記第3及び第4パターンは第2の線幅を有す
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載
のマスク。
6. The method according to claim 1, wherein the first and second patterns have a first line width, and the third and fourth patterns have a second line width. The mask according to claim 1.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項に記載のマ
スクを用いて位置制御の精度を計測する位置制御精度計
測方法であって、 前記マスク上の第1及び第3パターンを基板上に転写す
る第1露光工程と;前記マスク及び基板のいずれかを前
記第1パターンと前記第2パターンとの位置関係に応じ
た距離だけ所定方向に移動する移動工程と;前記基板上
に形成された前記第1パターン及び前記第3パターンの
転写像に前記マスク上の前記第2パターン及び前記第4
パターンをそれぞれ重ねて転写する第2露光工程と;前
記基板上の前記第1パターンと前記第2パターンとの転
写像の重なり部に形成された基準マーク像及び前記第3
パターンと前記第4パターンとの転写像の重なり部に形
成された比較マーク像の長さをそれぞれ計測する計測工
程と;前記計測された基準マーク像及び比較マーク像の
長さに基づいて位置制御の精度を算出する算出工程と;
を含む位置制御精度計測方法。
7. A position control accuracy measuring method for measuring the accuracy of position control using the mask according to claim 1, wherein the first and third patterns on the mask are arranged on a substrate. A first exposing step of transferring onto the substrate; a moving step of moving one of the mask and the substrate in a predetermined direction by a distance corresponding to a positional relationship between the first pattern and the second pattern; forming on the substrate The transferred images of the first pattern and the third pattern are combined with the second pattern and the fourth pattern on the mask.
A second exposure step of transferring the patterns in an overlapping manner; a reference mark image formed on an overlapping portion of a transfer image of the first pattern and the second pattern on the substrate;
A measuring step of measuring the length of each of the comparison mark images formed at the overlapping portion of the transfer image of the pattern and the fourth pattern; and position control based on the measured lengths of the reference mark image and the comparison mark image. A calculating step of calculating the accuracy of the;
Position control accuracy measurement method including:
【請求項8】 前記算出工程では、前記マスク及び基板
のいずれかの位置決め精度、及びパターンの重ね合わせ
精度のうち少なくとも1つを算出することを特徴とする
請求項7に記載の位置制御精度計測方法。
8. The position control accuracy measurement according to claim 7, wherein in the calculation step, at least one of a positioning accuracy of one of the mask and the substrate and a pattern overlay accuracy is calculated. Method.
【請求項9】 前記第1露光工程及び前記第2露光工程
では、前記マスク及び前記基板を静止させた状態で露光
を行うことを特徴とする請求項7に記載の位置制御精度
計測方法。
9. The position control accuracy measuring method according to claim 7, wherein in the first exposure step and the second exposure step, the exposure is performed with the mask and the substrate kept stationary.
【請求項10】 前記第1露光工程及び前記第2露光工
程では、前記マスクと基板とを同期して移動しつつ露光
を行うことを特徴とする請求項7に記載の位置制御精度
計測方法。
10. The position control accuracy measurement method according to claim 7, wherein in the first exposure step and the second exposure step, the exposure is performed while the mask and the substrate are moved in synchronization.
【請求項11】 前記算出工程では、前記マスクと前記
基板の同期精度を算出することを特徴とする請求項10
に記載の位置制御精度計測方法。
11. The calculation step according to claim 10, wherein the synchronization accuracy between the mask and the substrate is calculated.
The position control accuracy measurement method described in 1.
【請求項12】 マスクのパターンを基板上に転写する
露光方法であって、 請求項7〜11のいずれか一項に記載の位置制御精度計
測方法によって位置制御の精度を計測する工程と;前記
計測された位置制御の精度を考慮して前記マスク及び基
板の少なくとも一方の位置制御を行い、前記マスクのパ
ターンを前記基板上に転写する工程と;を含む露光方
法。
12. An exposure method for transferring a pattern of a mask onto a substrate, wherein the step of measuring position control accuracy by the position control accuracy measurement method according to claim 7. Performing a position control of at least one of the mask and the substrate in consideration of the measured accuracy of the position control, and transferring a pattern of the mask onto the substrate.
【請求項13】 リソグラフィ工程を含むデバイス製造
方法であって、 前記リソグラフィ工程では、請求項12に記載の露光方
法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
13. A device manufacturing method including a lithography step, wherein the lithography step uses the exposure method according to claim 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018066865A (en) * 2016-10-19 2018-04-26 キヤノン株式会社 Lithography apparatus and production method of article

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