JP2004014876A - Adjustment method, method for measuring spatial image, method for measuring image surface, and exposure device - Google Patents

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Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
Naohito Kondo
萩原 恒幸
近藤 尚人
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly perform highly accurate adjustment for a multi-point focal point detection system. <P>SOLUTION: An exposure device 100 is provided with multi-point AF systems (60a, 60b) for irradiating the surface of an object with a plurality of detection beams, individually receiving respective reflected beams from the surface of the object by corresponding sensors and detecting the positions of the object in the optical axis direction of a projecting optical system PL on the irradiation points of respective detection beams; and a pattern plate 90 having a spatial image measuring slit 22 on a part of the multi-point AF system and having high surface flatness. Then the image plane of the projecting optical system is detected by repeating slit scanning type spatial image measurement by using the pattern plate 90 while servo-controlling the optical axis direction and inclination of the pattern plate 90 by using the multi-point AF system. The offsets of detection origins of the plurality of sensors are highly accurately measured in a state that the pattern plate 90 is accurately located on the image plane of the projecting optical system PL by using the multi-point AF system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、調整方法、空間像計測方法及び像面計測方法、並びに露光装置に係り、更に詳しくは、物体上に設定される複数の検出点に検出光束をそれぞれ照射し、各検出点からの反射光束を複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して各検出点における物体の投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」とも呼ぶ)を調整する調整方法、前記多点AF系を用いる空間像計測方法及び空間像計測を利用した像面計測方法、並びにこれらの方法を実施するのに好適な露光装置に関する。 The present invention, adjustment method, the aerial image measuring method and image plane measuring method, and an exposure apparatus, and more particularly, the detection light beam into a plurality of detection points that are set on the object irradiated respectively, from respective detection points multipoint focal position detecting system for detecting the position information about the optical axis direction of the object of the projection optical system at each detection point is received by a sensor corresponding individual reflected light beam into a plurality of detection points (hereinafter, "multipoint AF system adjustment method also called) to adjust the "aerial image measurement method and the image plane measuring method using aerial image measurement using the multipoint AF system, and to a suitable exposure device for carrying out these methods.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来より、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)等が用いられている。 Conventionally, a semiconductor element or a liquid crystal display device or the like when manufacturing in a photolithography process, a photomask or reticle (hereinafter generally referred to as "reticle") patterns, such as a photoresist, to the surface via the projection optical system projection exposure apparatus with a photosensitive agent is transferred onto a substrate such as a wafer coated with a glass plate or, for example, a reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) of the step-and-repeat method or a scanning projection exposure step-and-scan method apparatus (so-called scanning stepper) or the like is used.
【0003】 [0003]
この種の露光装置を用いて半導体素子等を製造する際には、デフォーカスに起因する露光不良の発生を極力抑制するために、基板上の露光領域(照明光が照射される領域)を投影光学系の最良結像面の焦点深度の範囲内に一致させる必要がある。 In the manufacture of semiconductor devices or the like using this type of exposure apparatus, in order to minimized the occurrence of exposure defects caused by defocusing, the projection of the exposure area on the substrate (area illumination light is irradiated) it is necessary to match the range of the focal depth of the best image plane of the optical system. このためには、投影光学系の最良結像面ないしはベストフォーカス位置を精度良く計測するとともに、その計測結果に基づいて投影光学系の光軸方向に関する基板の位置を検出する焦点位置検出系(フォーカス検出系)をキャリブレーションすることが重要である。 For this purpose, the best imaging plane or the best focus position with good precision measurement of the projection optical system, the focal position detection system (focus detecting the position of the substrate about the optical axis of the projection optical system based on the measurement result it is important to the detection system) for calibration.
【0004】 [0004]
投影光学系のベストフォーカス位置の計測方法として、投影光学系の光軸方向に関する基板の位置を所定ステップ間隔で変化させながら、レチクル上の所定の計測用マーク、例えばラインアンドスペースマークを投影光学系を介して基板上の異なる領域に順次転写し、その基板を現像後に基板上に形成されるレジスト像の線幅をSEM(走査型電子顕微鏡)等を用いて計測し、その線幅が所望の線幅となるレジスト像に対応する基板の光軸方向位置をベストフォーカス位置とする方法(以下、「焼付け法」と呼ぶ)が従来から主として行われている。 As the measurement method of the best focus position of projection optical system, while changing the position of the substrate about the optical axis of the projection optical system at a predetermined step interval, a predetermined measurement mark on the reticle, for example a line-and-space mark projection optical system sequentially transferred to different areas on substrate through, the line width of the resist image formed on a substrate that substrate after development SEM using a (scanning electron microscope) or the like is measured, the line width is desired how to make the optical axis direction position of the substrate corresponding to the resist image as the line width and the best focus position (hereinafter, referred to as "printing method") has been performed mainly in the art.
【0005】 [0005]
この他、レチクル上に形成された計測マーク、例えばラインアンドスペースマークを照明光により照明し投影光学系によって形成された計測マークの空間像(投影像)を空間像計測装置を用いて計測し、この計測結果に基づいてベストフォーカス位置を算出する方法(以下、「空間像計測法」と呼ぶ)も知られている。 In addition, the measurement mark formed on the reticle, spatial image of the measurement mark formed by the illumination and projection optical system (projection image) is measured using the aerial image measuring device such as a line-and-space mark illumination light, how to calculate the best focus position based on the measurement result (hereinafter, referred to as "aerial image measuring method") it is also known.
【0006】 [0006]
しかるに、従来、フォーカス検出系の一種である前述の多点AF系のキャリブレーションでは、該多点AF系の検出点毎に、その一点のみで基板の投影光学系の光軸方向に関する位置を管理しつつ、投影光学系の光軸方向に関する基板の位置を所定ステップ間隔で変化させながら、前述の計測用マークを投影光学系を介して基板上の異なる領域内の前記検出点の位置に順次転写する。 However, management conventionally, the calibration of the aforementioned multi-point AF system is a type of focus detection system, for each detection point of the multi-point AF system, a position associated with the direction of the optical axis of the projection optical system of the substrate at only a single point and while, while changing the position of the substrate about the optical axis of the projection optical system at a predetermined step interval, sequentially transferred to the position of the detection points in different areas on the substrate via a projection optical system marks for measurement of the aforementioned to. そして、その基板を現像後に基板上に形成されるレジスト像の線幅の計測結果に基づいて、前述と同様の手法により各点におけるベストフォーカス位置を求め、その求められた各点におけるベストフォーカス位置からの対応するセンサの検出原点のずれ量を求めることにより、各検出点における検出オフセットを検出していた。 Then, based on the measurement result of the line width of the resist image formed on a substrate that substrate after development, obtains the best focus position at each point by the method similar to the above, the best focus position at each point that is the determined by obtaining the shift amount of the detection origin of the corresponding sensors from, it has detected the detection offset of each detection point. すなわち、このようにして多点AF系の各センサの検出原点と投影光学系の像面との関係も基板上へのパターンの焼き付け結果を元に評価、管理されていた。 That is, evaluation based on the baking result of the pattern to the way the relationship between the detection origin with the image plane of the projection optical system of each sensor of the multipoint AF system also on the substrate, were managed.
【0007】 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、上述した従来の焼付け法による多点AF系のキャリブレーション方法では、基板上のレジスト像を介してフォーカスセンサの調整、管理を行うことからキャリブレーションの前提となるベストフォーカス位置の検出のみで、レジスト塗布、露光、現像、及び線幅計測の一連の手順を経る必要から、手間が掛かるとともに計測に時間が掛かりすぎ、スループットの低下の一因となっていた。 However, in the calibration method of the multipoint AF system according to the conventional baking method described above, adjustment of the focus sensor through a resist image on a substrate, the best focus position as a premise of the calibration since it manages detected only in , resist coating, exposure, development, and the need to go through a series of steps of the line width measurement, together with time-consuming too much time in the measurement, it has been a cause of reduced throughput. これに加え、レジストプロセス、基板の平坦度、該基板を保持する基板ホルダの平坦度、及び該基板ホルダが搭載される基板ステージのその移動ガイド面の凹凸などに起因する投影光学系の光軸方向に関するがた、などの種々の誤差要因により、前記光軸方向に関する計測誤差が数十nm程度以上にも達し、計測再現性が十分なものではなかった。 Additionally, resist process, the flatness of the substrate, the flatness of the substrate holder for holding a substrate, and the optical axis of the projection optical system caused like unevenness of the moving guide surface of the substrate stage substrate holder is mounted ye Directional by various error factors such as measurement errors related to direction of the optical axis reaches to more than several tens of nm, measurement reproducibility is not sufficient.
【0008】 [0008]
本発明は、かかる事情の下でなされたもので、その第1の目的は、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことができる調整方法を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, the first object, a high-precision adjustment of the multipoint focal position detection system is to provide an adjustment method which can be performed in a short time.
【0009】 [0009]
本発明の第2の目的は、高精度な空間像の計測が可能な空間像計測方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a spatial image-measuring method that can measure with high accuracy the aerial image.
【0010】 [0010]
本発明の第3の目的は、投影光学系の像面を短時間でかつ精度良く検出することが可能な像面計測方法を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide an image plane measuring method capable of short time and accurately detect the image plane of the projection optical system.
【0011】 [0011]
本発明の第4の目的は、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことができる露光装置を提供することにある。 A fourth object of the present invention, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system is to provide an exposure apparatus which can be performed in a short time.
【0012】 [0012]
本発明の第5の目的は、高精度な空間像の計測が可能な露光装置を提供することにある。 A fifth object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of measuring with high precision aerial image.
【0013】 [0013]
本発明の第6の目的は、投影光学系の像面を短時間でかつ精度良く検出することが可能な露光装置を提供することにある。 A sixth object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of short time and accurately detect the image plane of the projection optical system.
【0014】 [0014]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1に記載の発明は、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、前記各センサの検出原点と前記投影光学系の像面との位置関係を計測する際に、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有し、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を、前記物体として用いることを特徴とする調整方法である。 The invention according to claim 1, a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on the object, corresponding individually reflected light beams from the plurality of detection points on the object to the detection light beam is irradiated on the plurality of detection points detecting position information about the optical axis of the projection optical system of the object in the respective detection points is received by sensor, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system, said detection origin of each sensor when measuring a positional relationship between the projection optical system image plane of, the part has a capable measurement pattern aerial image measurement, a reference plane plate flatness is set higher in its surface, the an adjustment method, which comprises using as an object.
【0015】 [0015]
ここで、センサの検出原点とは、そのセンサの検出の基準を言い、例えばセンサの検出中心に前述の反射光束が入射する状態における検出対象の物体の投影光学系の光軸方向に関する位置に対応する。 Here, the detection origin of the sensor, corresponding to the said criteria detection sensors, for example, positions in the optical axis direction of the projection optical system of an object to be detected in a state in which the reflected light beam above the detection center of the sensor is incident to. 本明細書では、このような意味でセンサの検出原点なる用語を用いる。 In this specification, using the detection origin term sensor in this sense.
【0016】 [0016]
これによれば、多点焦点位置検出系の調整、例えば複数のセンサの検出原点のオフセット調整などのため、各センサの検出原点と前記投影光学系の像面との位置関係を計測する際に、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有し、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を、多点焦点位置検出系からの複数の検出光束が照射される物体として用いる。 According to this, the adjustment of the multipoint focal position detection system, for example for an offset adjustment of the detection origin of the plurality of sensors, when measuring the positional relationship between the image plane of the projection optical system and the detection origin of each sensor , the object part to have a capable measurement pattern aerial image measurement, a reference plane plate flatness is set higher in its surface, a plurality of detecting light beams from the multipoint focal position detection system is irradiated used as. すなわち、多点焦点位置検出系を用いてその基準平面板の光軸方向の位置及び傾斜(姿勢)を制御しながら、その基準平面板を用いて空間像計測を精度良く行うことができるので、このような計測を投影光学系の視野内の複数の評価点について行うことにより、投影光学系の像面を精度良く計測することが可能となる。 That is, while controlling the optical axis direction of the position and inclination of the reference plane plate with a multiple point focal point position detection system (position), it is possible to accurately perform aerial image measurement by using the reference plane plate, by performing a plurality of evaluation points in the field of view of such measurement a projection optical system, it becomes possible to accurately measure the image plane of the projection optical system. また、複数のセンサの検出原点のオフセット計測の際に、多点焦点位置検出系を用いて基準平面板を投影光学系の像面に位置させることにより、そのオフセット計測を精度良く行うことが可能となる。 At the time of the offset measurement of the detection origin of the plurality of sensors, by locating the reference plane plate on the image plane of the projection optical system by using a multiple point focal point position detection system, can be performed with high accuracy the offset measurement to become. 従って、焼付け法によることなく、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことが可能となる。 Therefore, without by baking method, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system, it is possible to perform in a short time.
【0017】 [0017]
請求項2に記載の発明は、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、前記複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて常時前記一部の検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記物体の位置を制御する第1工程と;前記第1工程と並行して、前記一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する The invention according to claim 2, a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on the object, corresponding individually reflected light beams from the plurality of detection points on the object to the detection light beam is irradiated on the plurality of detection points to is received by a sensor for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system of the object in the respective detection points, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system, the plurality of detection points while detecting the position about the optical axis direction of the object surface in a portion of the detection point at all times the part by using a sensor corresponding to the detection point of the object surface to the image plane of the known of the projection optical system first step and controlling the position of the object as matching; in parallel with the first step, the object of detection origin of each sensor corresponding individually to the remaining detection points other than the detection point of the part about the optical axis from the surface 置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する第2工程と;を含む調整方法である。 An adjustment method comprising: second step and detecting a location shift amount as a detection offset of the corresponding sensor.
【0018】 [0018]
ここで、センサの「検出オフセット」とは、前述した検出原点の投影光学系の像面からの光軸方向に関するずれを意味し、本明細書ではかかる意味で検出オフセットなる用語を用いる。 Here, the "detection offset" of the sensor means displacement with respect to an optical axis direction of the image plane of the projection optical system of the detection origin described above, using the detection offset term in this sense herein. また、「像面に一致」とは、投影光学系の像面の焦点深度の範囲内に位置することを意味し、本明細書では、かかる意味で像面に一致という表現を用いるものとする。 Further, the "match the image plane" means that which is located within the depth of focus of the image plane of the projection optical system, in this specification, and those using phrase matching on the image plane in this sense .
【0019】 [0019]
これによれば、複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて常時前記一部の検出点における物体表面の光軸方向に関する位置を検出しながら、物体表面が既知の投影光学系の像面に一致するように物体の位置を制御するのと並行して、一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の物体表面、すなわち投影光学系の像面(の近似平面)からの光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する。 According to this, while detecting the positions in the optical axis direction of the object surface at the detection point at all times the part by using a sensor corresponding to a portion of the detection points of the plurality of detection points, the object surface is known in parallel with controlling the position of an object to match the image plane of the projection optical system, the surface of the object detection origin of each sensor corresponding individually to the remaining detection points other than the part of the detection point, i.e. the projection detecting the positional deviation amount with respect to an optical axis direction of the image plane of the optical system (the approximate plane of) the detection offset of the corresponding sensor. このため、投影光学系の像面に対して安定して物体表面を一致させた状態で、その位置制御に使用されていない残りのセンサの検出オフセットを精度良く求めることが可能となる。 Therefore, in a state of stable to match the object surface with respect to the image plane of the projection optical system, it becomes possible to accurately obtain the detection offset of the remaining sensors are not used in the position control. 従って、焼付け法によることなく、多点焦点位置検出系の調整を、高スループットでかつ高精度に行うことが可能となる。 Therefore, without by baking method, the adjustment of the multipoint focal position detection system, it is possible to perform a high-throughput and high accuracy. なお、投影光学系の像面の位置は、予め前述した焼付け法あるいは空間像計測法により、本発明の多点焦点位置検出系の調整方法とは無関係に計測しておき、その情報を用いることとすれば良い。 The position of the image plane of the projection optical system in advance by the above-described baking method or aerial image measurement method, leave measured independently of the adjustment method of the multipoint focal position detection system of the present invention, the use of the information it may be set.
【0020】 [0020]
この場合において、上記物体として、ウエハなどの基板を用いても良いが、請求項3に記載の調整方法の如く、前記物体として、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を用いることとすることができる。 In this case, as the object may be a substrate such as a wafer, but as the adjustment method according to claim 3, as the object, the use of a reference plane plate flatness is set high in the surface it can be. 同様の趣旨から、物体として、その表面の平坦度が高くされた超平坦ウエハ(スーパーフラットウエハ)などを用いても勿論良い。 For the same purpose, as an object, it may of course be used such as an ultra flat wafer flatness is high in the surface (super flat wafer).
【0021】 [0021]
上記請求項2及び3に記載の各調整方法において、請求項4に記載の調整方法の如く、前記残りの検出点に個別に対応するセンサの少なくとも一部を用いて対応する検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記物体の位置を制御する第3工程と;前記第3工程と並行して前記一部の検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する第4工程と;を更に含むこととすることができる。 In each adjustment method according to the claims 2 and 3, the object in the adjustment as methods, detection points corresponding with at least a portion of the sensor corresponding individually to the remaining detection points according to claim 4 in parallel with the third step; while detecting the position about the optical axis direction of the surface, the object surface is the third step and to control the position of the object to match the image plane of the known of the projection optical system further comprise: a fourth step of detecting as the detection offset of corresponding sensor positional deviation amount about the optical axis direction from the surface of the object detection origin of each sensor individually corresponding to the detection point of said portion Te it can be.
【0022】 [0022]
請求項5に記載の発明は、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、前記複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と前記投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出する第1工程と;前記検出された角度の変化に基づいて前記各センサの検出オフセットの補正値を算出し、該算出された補正値を予め検出された対応するセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする第2工程と;を含む調整方法である。 The invention according to claim 5, a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on the object, corresponding individually reflected light beams from the plurality of detection points on the object to the detection light beam is irradiated on the plurality of detection points to is received by a sensor for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system in the respective detection points, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system, a set of the detection origin of the plurality of sensors an approximate plane formed in the first step of detecting a change in angle formed between the approximate plane of the image plane of the projection optical system; a correction value of the detection offset of each sensor based on the change in the detected angle calculated, and the second step and the corresponding sum to detect the offset of the sensor new detection offset is previously detected correction values ​​driven out the calculated; an adjustment method comprising.
【0023】 [0023]
これによれば、多点焦点位置検出系の複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出し、その結果検出された角度の変化に基づいて各センサの検出オフセットの補正値を算出し、該算出された補正値を予め検出された対応するセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする。 According to this, detecting the angular change formed between the multiple point focal point position detection system a plurality of detection origin approximate plane of the image plane of the approximate plane and a projection optical system which is formed from a set of sensors, the result detected was based on the change in angle to calculate a correction value of the detection offset of each sensor, is added to detect the offset of the corresponding sensor has been detected in advance a correction value issued the calculated and new detection offset. このため、投影光学系の像面が経時的に変化した場合などにそれに対応してセンサの検出オフセットの補正を簡易かつ正確に行うことが可能となる。 Therefore, it is possible to the image plane of the projection optical system is performed such that corresponding correction of the detection offset of the sensor to easily and accurately when the change over time. すなわち、複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を計測するだけで、全ての検出点におけるベストフォーカス位置の計測を行うことなく、全てのセンサの検出オフセットの調整が可能となる。 That is, by simply measuring the change in angle formed between a plurality of detection origin approximate plane of the image plane of the approximate plane and a projection optical system which is formed from a set of sensors, to measure the best focus position in every detection point without, it is possible to adjust the detection offset of all the sensors. 従って、多点焦点位置検出系の高精度な調整を短時間に行うことが可能となる。 Therefore, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system can be performed at a short time.
【0024】 [0024]
この場合において、請求項6に記載の調整方法の如く、前記第1工程では、前記角度の変化の検出のため、空間像計測の手法を利用して前記像面の近似平面を検出することとすることができる。 In this case, as in the adjustment method according to claim 6, in the first step, for the detection of a change in said angle, and detecting the approximate plane of the image plane by utilizing the technique of aerial image measurement can do.
【0025】 [0025]
請求項7に記載の発明は、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いる空間像計測方法であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用い、前記複数のセンサの内の少なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面と前記投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるように前記パターン板の位置・姿勢を制御しながら、前記パターン板を前記光軸方向に直交する面上で移動して空間像を計測することを特徴とする空間像計測方法 The invention of claim 7 is a spatial image measuring method using a pattern plate having a capable measurement pattern aerial image measurement in a part, a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection detecting position information about the optical axis of the projection optical system in each of the detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on said object light beam is irradiated using multiple point focal point position detection system, the distance between at least some of the plurality of the approximate plane of the image plane of the projection optical system and the pattern plate surface based on a detection result of the specific sensor of the plurality of sensors and to while relative angle and controls the position and attitude of the pattern plate so as to have a desired value, characterized by measuring the spatial image by moving the pattern plate on a surface perpendicular to the optical axis aerial image measurement method ある。 A.
【0026】 [0026]
これによれば、多点焦点位置検出系の複数のセンサの内の少なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面と前記投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるようにその一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板の位置(光軸方向に関する位置)・姿勢(光軸に直交する面に対する傾斜など)を制御しながら、前記パターン板を前記光軸方向に直交する面上で移動して空間像を計測する。 According to this, the interval between the plurality of at least some of the plurality of the approximate plane of the image plane of the projection optical system and the pattern plate surface based on a detection result of the specific sensor of the sensors of the multipoint focal position detection system the relative angle and position of a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring a part to be a desired value (position an optical axis direction) and posture (inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis such ) while controlling, the pattern plate moves on a plane orthogonal to the optical axis direction to measure the aerial image. この場合、サーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が可能となる。 In this case, keeping a distance between the projection optical system of the pattern plate constant by servo control, and the image plane of the pattern plate and the projection optical system while keeping parallel, can be relatively scanning the pattern plate to the spatial image since, it is possible to highly accurate aerial image measurement.
【0027】 [0027]
この場合において、請求項8に記載の空間像計測方法の如く、前記特定センサは、前記複数の検出点のうち前記パターン板表面の平坦度の良好な位置に位置する検出点に対応するセンサであることとすることができる。 In this case, as aerial image measuring method according to claim 8, wherein the specific sensor, the sensor corresponding to the detection point located in a good position of the flatness of the pattern plate surfaces of the plurality of detection points It may be to some. パターン板には計測用パターンが形成される関係からその近傍の部分の平坦度が他の部分に比べて悪くなることがあるが、その平坦度の悪い部分を除く領域に位置する検出点に対応するセンサのみを用いてパターン板の位置・姿勢を制御するので、高精度な位置・姿勢制御が可能となる。 Although the pattern plate the flatness of the portion in the vicinity thereof from the relationship measurement pattern is formed is deteriorated as compared with the other portions, corresponding to the detection point located in the region except for the bad parts of the flatness since controlling the position and orientation of the pattern plate using only a sensor for, thereby enabling highly accurate position and posture control. かかる観点からすると、投影光学系の視野内の評価点(空間像計測の対象となる点)の位置に応じて上記の制御に用いるセンサを切り換えることが望ましい。 From this viewpoint, it is desirable to switch the sensor used for the control of the in accordance with the position of the evaluation points in the field of the projection optical system (point of interest of the spatial image measurement).
【0028】 [0028]
上記請求項7及び8に記載の各空間像計測方法において、請求項9に記載の空間像計測方法の如く、前記パターン板として、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を用いることとすることができる。 In each aerial image measurement method according to the claims 7 and 8, as aerial image measuring method according to claim 9, as the pattern plate, using the reference plane plate flatness is set high in the surface it can be.
【0029】 [0029]
請求項10に記載の発明は、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いて投影光学系の像面を計測する像面計測方法であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用い、前記投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面の前記光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を前記光軸に直交する面内で Invention according to claim 10, comprising an image plane measuring method for measuring the image plane of the projection optical system by using a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring part thereof, a plurality on an object of the detection light beam irradiated respectively, the projection optical in the respective detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on the said detection light beam is irradiated object a plurality of using multiple point focal point position detection system for detecting the position information about the optical axis of the system, corresponding respectively to the detection point in the vicinity of the evaluation points selected for each of the plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system of while controlling the position and orientation of the optical axis direction of the pattern plate surface based on a detection result of the specific sensor, by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate, the pattern plate to said optical axis in a plane perpendicular to 動して前記複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する空間像計測工程と;前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する算出工程と;を含む像面計測方法である。 Aerial image measurement process and for moving to repeat the aerial image of a measurement mark corresponding to the plurality of evaluation points measured; detects the best focus position in the respective evaluation points based on the measurement result, the detection result an image plane measuring method comprising; calculation step and calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based.
【0030】 [0030]
これによれば、投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定センサの検出結果に基づいてその一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板表面の投影光学系の光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を光軸に直交する面内で移動して、複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する。 According to this, the aerial image measurement on a part based on the detection result of the corresponding plurality of specific sensors to detect point near the plurality of evaluation points the evaluation points selected for each of the field of the projection optical system while controlling the position and orientation of the optical axis of the projection optical system of the pattern plate surface having a pattern for measurement capable, by changing the positions in the optical axis direction of the pattern plate, perpendicular to the pattern plate in the optical axis move in a plane, repeatedly measures the aerial image of a measurement mark corresponding to a plurality of evaluation points. この場合、上記の複数の特定センサの検出結果に基づくサーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 In this case, in a state where the projection keeping the distance between the optical system constant, and a and the image surface of the pattern plate and the projection optical system was kept parallel pattern plate by a servo control based on the detection results of the plurality of specific sensors of the above, because the pattern plate can relatively scanned with respect to the spatial image of the measuring mark, accurate aerial image measurement, and thus performed at a plurality of positions in the optical axis direction and the respective evaluation points.
【0031】 [0031]
そして、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系の像面を算出する。 Then, the measurement result, i.e. the projection detects the best focus position at each evaluation point based on the measurement result of the aerial image at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, by a predetermined calculation based on the detection result calculating the image plane of the optical system. すなわち、各評価点におけるベストフォーカス位置を精度良く検出できるとともに、その検出結果に基づいて像面を高精度に算出できる。 That is, it is possible to accurately detect the best focus position at each evaluation point, it calculates the image plane with high precision based on the detection result. 従って、本請求項10に記載の発明によれば、焼付け法によらず短時間でかつ投影光学系の像面を精度良く検出することができる。 Therefore, according to the invention described in claim 10, the image plane of the short time and at the projection optical system regardless of the printing method can be accurately detected.
【0032】 [0032]
この場合において、請求項11に記載の像面計測方法の如く、前記算出工程では、前記各評価点の近傍の検出点に個別に対応する前記各特定センサの検出原点の前記像面からの前記光軸方向の位置ずれ量に基づいて、前記各特定センサの検出オフセットを併せて算出することとすることができる。 In this case, as the image plane measuring method according to claim 11, in the calculating step, wherein from the image plane of the detection origin of each particular sensor corresponding individually to the detection point in the vicinity of the respective evaluation points based on the positional deviation amount of the optical axis direction, it is possible to be calculated together the detection offset of each particular sensor.
【0033】 [0033]
請求項12に記載の発明は、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いて投影光学系の像面を計測する像面計測方法であって、物体上に検出光束を照射し、前記検出光束が照射される前記物体上の検出点からの反射光束をセンサで受光して前記検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する焦点位置検出系を用いて前記パターン板の前記光軸方向の位置を管理するとともに、前記焦点位置検出系とは異なる他の検出系を用いて前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を前記光軸に直交する面内で移動して前記投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰 Invention according to claim 12, comprising an image plane measuring method for measuring the image plane of the projection optical system by using a pattern plate having a capable measurement pattern aerial image measurement on a part thereof, detection on an object a light beam is irradiated, the focal position detection system the detection light beam to detect the position information about the optical axis of the projection optical system at the detection point by receiving the reflected light beam from the detection point on the object to be illuminated by the sensor manages the said optical axis direction position of the pattern plate using, while managing inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the pattern plate using other different detection systems and the focal position detection system, space measurement mark corresponding to a plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system by moving the pattern plate by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate in a plane perpendicular to the optical axis click the image 返し計測する空間像計測工程と;前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する算出工程と;を含む像面計測方法である。 Aerial image measurement step of return measurement and; detects the best focus position in the respective evaluation points based on the measurement results, calculation step of calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based on the detection result When; an image plane measuring method comprising.
【0034】 [0034]
これによれば、焦点位置検出系(多点であるか否かを問わない)を用いてその一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板の投影光学系の光軸方向の位置を管理するとともに、焦点位置検出系とは異なる他の検出系を用いて前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を光軸に直交する面内で移動して前記投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する。 According to this, the focal position detection system (whether or not it is a multi-point) that part of the projection optical system of a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring optical axis direction by using position manages the while managing an inclination with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the pattern plate using other different detection systems and focus position detecting system, changing the position about the optical axis direction of the pattern plate repeatedly measuring the aerial image of the corresponding measuring mark to a plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system to move in a plane orthogonal to the optical axis of the pattern plate Te. この場合、上記の焦点位置検出系の1つのセンサの検出結果に基づくサーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつ他の検出系の検出結果に基づいてパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 In this case, keeping a distance between the projection optical system of the pattern plate at a constant by a servo control based on the detection result of one sensor of said focal position detection system, and based on the detection result of the other detection system and pattern plate projection while keeping in parallel to the image plane of the optical system, it is possible relative scanning the pattern plate to the spatial image of the measuring mark, accurate aerial image measurement, a plurality an optical axis direction and the respective evaluation points and thus it carried out in the position. この場合、検出点の位置をパターン板の平坦度が良好な領域内に設定することができ、これによりパターン板表面の平坦度の悪さに起因する空間像計測精度の低下を防止することができる。 In this case, it is possible to position the detection points flatness of the pattern plate is set in a good area, thereby preventing a decrease in the aerial image measurement accuracy due to poor flatness of the pattern plate surfaces .
【0035】 [0035]
そして、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系の像面を算出する。 Then, the measurement result, i.e. the projection detects the best focus position at each evaluation point based on the measurement result of the aerial image at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, by a predetermined calculation based on the detection result calculating the image plane of the optical system. すなわち、各評価点におけるベストフォーカス位置を精度良く検出できるとともに、その検出結果に基づいて像面を高精度に算出できる。 That is, it is possible to accurately detect the best focus position at each evaluation point, it calculates the image plane with high precision based on the detection result. 従って、本請求項12に記載の発明によれば、焼付け法によらず短時間でかつ精度良く投影光学系の像面を検出することができる。 Therefore, according to the invention described in claim 12, it is possible to detect the image plane of the short time and accurately projection optical system regardless of the printing method.
【0036】 [0036]
この場合において、他の検出系としては、種々の検出系を用いることができるが、例えば請求項13に記載の像面位置検出方法の如く、前記他の検出系として、前記パターン板が設けられた部材の前記光軸に直交する2軸回りの回転角を検出する一組の干渉計、及び前記部材を支持する複数の支持点それぞれの前記光軸方向に関する変位をそれぞれ検出する一組のエンコーダのいずれかを含む検出系を用いることとすることができる。 In this case, the other detection systems, but it is possible to use various detection systems such as the image surface position detecting method according to claim 13, as the other detection systems, the pattern plate is provided said optical axis a pair of interferometers for detecting the rotation angle of the two axes perpendicular to the member, and a set of encoder for detecting displacement relating to a plurality of support points of each of the optical axis direction to support the member respectively it can be the use of a detection system containing either.
【0037】 [0037]
請求項14に記載の発明は、デバイスパターンを投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の前記投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系(60a、60b)と;前記物体が搭載されたテーブル(54)と;前記多点焦点位置検出系の前記複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて前記一部の検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記テーブルの位置を制 The invention of claim 14 is an exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object (W) through the device pattern projection optical system (PL), a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection an optical axis of the projection optical system of the object in the respective detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on said object light beam is irradiated multipoint focal position detecting system for detecting the position information (60a, 60b) and; table the object is mounted and (54); part of the detection of the plurality of detection points of the multipoint focal position detection system while detecting the position about the optical axis direction of the object surface using a sensor corresponding to the point at the detection point of said portion, said table so that the object surface coincides with the image plane of the known of the projection optical system position the control of するとともに、前記一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する制御装置(20)と;を備える露光装置である。 As well as, control of detecting the positional displacement amount related to the optical axis direction from the surface of the object detection origin of each sensor corresponding individually to the remaining detection points other than the detection point of the part as a detection offset corresponding sensor device (20) which is an exposure apparatus comprising a.
【0038】 [0038]
これによれば、制御装置が、多点焦点位置検出系の複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて常時前記一部の検出点における物体表面の投影光学系の光軸方向に関する位置を検出しながら、その物体表面が既知の投影光学系の像面に一致するように前記物体が搭載されたテーブルの位置を制御するとともに、一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の物体表面、すなわち投影光学系の像面(の近似平面)からの光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する。 According to this, the control device, of the object surface in the part of the detection point at all times the part by using a sensor corresponding to the detection point of the multipoint focal position detection system a plurality of detection points of the projection optical system while detecting the positions in the optical axis direction, to control the position of the table where the object is mounted to the object surface coincides with the image plane of a known projection optical system, the remaining except for part of the detection point the surface of the object detection origin of each sensor individually corresponding to the detection point, i.e., detects the positional deviation amount with respect to an optical axis direction of the image plane of the projection optical system (the approximate plane of) the detection offset of the corresponding sensor. このため、投影光学系の像面に対して安定して物体表面を一致させた状態で、その位置制御に使用されていない残りのセンサの検出オフセットを精度良く求めることが可能となる。 Therefore, in a state of stable to match the object surface with respect to the image plane of the projection optical system, it becomes possible to accurately obtain the detection offset of the remaining sensors are not used in the position control. 従って、本請求項14に記載の露光装置によれば、レジスト塗布、露光及び現像等を経ることなく、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことが可能となる。 Therefore, according to the exposure apparatus described in claim 14, resist coating, without passing through an exposure and development or the like, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system, it is possible to perform in a short time.
【0039】 [0039]
この場合において、請求項15に記載の露光装置の如く、前記物体は、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板であることとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 15, wherein the object can be assumed that a reference plane plate flatness of the surface is set higher.
【0040】 [0040]
上記請求項14及び15に記載の各露光装置において、請求項16に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記検出オフセットの検出後、前記残りの検出点に個別に対応するセンサの少なくとも一部を用いて対応する検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記テーブルの位置を制御するとともに、前記一部の検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出することとすることができる。 In the exposure apparatus according to claim 14 and 15, as in the exposure apparatus according to claim 16, wherein the controller, after detecting the detection offset, at least the sensor corresponding individually to the remaining detection points while detecting the position about the optical axis direction of the object surface at the detection point corresponding with a part, to control the position of said table so that said object surface coincides with the image plane of the known of the projection optical system together, it may be to detect the positional deviation amount about the optical axis direction from the surface of the object detection origin of each sensor individually corresponding to the detection point of the part as a detection offset of the corresponding sensor.
【0041】 [0041]
請求項17に記載の発明は、デバイスパターンを投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系(60a、60b)と;前記複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と前記投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出する検出装置(20)と;前記検出装置により検出された角度の変化に基づいて前記各センサの検出オフセットの補正値を算出するとともに、その算出した補正値を予め検出された対応するセンサの検出オ The invention of claim 17 is an exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object (W) through the device pattern projection optical system (PL), a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection detecting position information about the optical axis of the projection optical system in each of the detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on said object light beam is irradiated multiple point focal point position detection system for (60a, 60b) and; detection for detecting an angle change of the form of the approximate plane of the image plane of the plurality of the projection optical system and the approximate plane formed from a set of detection origin of the sensor device (20) and; said calculates a correction value of the detection offset of each sensor based on the detected change in the angle by detecting device corresponding detection Oh sensor is detected in advance correction value that is calculated セットに加算して新たな検出オフセットとする演算装置(20)と;を備える露光装置である。 Arithmetic unit as a new detection offset is added to the set (20) which is an exposure apparatus comprising a.
【0042】 [0042]
これによれば、検出装置が、多点焦点位置検出系の複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出し、演算装置が、その検出された角度の変化に基づいて前記各センサの検出オフセットの補正値を算出するとともに、その算出した補正値を予め検出された対応するセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする。 According to this, the detection device detects the angular change formed between the multiple point focal point position detection system a plurality of detection origin approximate plane of the image plane of the approximate plane and a projection optical system which is formed from a set of sensors, computing device, and calculates a correction value of the detection offset of each sensor based on the change in the detected angle, new is added to detect the offset of the corresponding sensor has been detected in advance a correction value obtained by the calculation a detection offset. このため、投影光学系の像面が経時的に変化した場合などにそれに応じてセンサの検出オフセットの補正を簡易かつ正確に行うことが可能となる。 Therefore, it is possible to correct the detection offset of the sensor easily and accurately accordingly in a case where the image plane of the projection optical system is changed over time. この場合、全ての検出点におけるベストフォーカス位置の計測を行うことなく、全てのセンサの検出オフセットの調整が可能となる。 In this case, without performing the measurement of the best focus position in every detection point, it is possible to adjust the detection offset of all the sensors. 従って、多点焦点位置検出系の高精度な調整を短時間に行うことが可能となる。 Therefore, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system can be performed at a short time.
【0043】 [0043]
この場合において、請求項18に記載の露光装置の如く、前記投影光学系の像面を空間像計測の手法を利用して計測する計測装置(59、20)を更に備え、前記検出装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて前記角度の変化を検出することとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 18, further comprising a measuring device (59,20) for measuring the image plane of the projection optical system by using the technique of aerial image measurement, the detecting device, it can be to detect a change in the angle based on a measurement result of the measuring device.
【0044】 [0044]
請求項19に記載の発明は、デバイスパターンを投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系(60a、60b)と:前記感光物体が搭載されるテーブル(54)と;前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板(90)を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置(59)と;前記空間像計測装置による空間像の計測に際し、前記多点焦点位置検出系の前記複数のセンサの内の The invention of claim 19 is an exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object (W) through the device pattern projection optical system (PL), a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection detecting position information about the optical axis of the projection optical system in each of the detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on said object light beam is irradiated multiple point focal point position detection system (60a, 60b) to: the table photosensitive object is mounted (54); has a pattern plate provided integrally (90) on said table, on the pattern plate aerial image measuring device that measures an aerial image by receiving light through the formed measurement pattern (59); upon measurement of the aerial image by the aerial image measuring device, the plurality of the multiple point focal point position detection system of the sensor なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面と前記投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるように前記パターン板の位置・姿勢を制御しながら、前記テーブルと一体的に前記パターン板を前記光軸方向に直交する面上で移動する制御装置(20)と;を備える露光装置である。 Without even positions of some of the plurality of the spacing and relative angle between the pattern plate surface based on a detection result of the specific sensor and approximate plane of the image plane of the projection optical system is a desired value and becomes as the pattern plate while controlling the and attitude, the control apparatus of the table and integral with the pattern plate moves on a plane orthogonal to the optical axis (20) which is an exposure apparatus comprising a.
【0045】 [0045]
これによれば、制御装置が、空間像計測装置による空間像の計測に際し、多点焦点位置検出系の複数のセンサの内の少なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいてテーブル上に一体的に設けられたパターン板表面と投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるように前記パターン板の位置・姿勢を制御しながら、テーブルと一体的に前記パターン板を投影光学系の光軸方向に直交する面上で移動する。 According to this, the control device, when the measurement of the aerial image by the aerial image measuring device, the detection result based on the table at least a portion of the plurality of specific sensors of the multipoint multiple sensors of the focal position detection system while controlling the position and attitude of the pattern plate so that the spacing and relative angle between the approximate plane of the image plane of integrally and provided pattern plate surface projection optical system becomes a desired value, the table and integral the pattern plate moves on a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system. この場合、多点焦点位置検出系の複数の特定センサの検出結果に基づくサーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が可能となる。 In this case, keeping a distance between the projection optical system of the pattern plate by a servo control based on the detection results of the plurality of specific sensors of the multipoint focal position detection system to be constant, and in parallel to the image plane of the pattern plate and the projection optical system in a state that maintains a, it is possible relative scanning the pattern plate to the spatial image, it is possible to highly accurate aerial image measurement.
【0046】 [0046]
この場合において、請求項20に記載の露光装置の如く、前記特定センサは、前記複数の検出点のうち前記パターン板表面の平坦度の良好な位置に位置する検出点に対応するセンサであることとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 20, wherein the specific sensor, it is the corresponding sensor to the detection point located in the good position of the flatness of the plurality of the pattern plate surface of the detection point it can be.
【0047】 [0047]
上記請求項19及び0に記載の各露光装置において、請求項21に記載の露光装置の如く、前記パターン板は、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板であることとすることができる。 In the exposure apparatus according to claim 19 and 0, as the exposure apparatus according to claim 21, wherein the pattern plate, be it a reference plane plate flatness of the surface is set higher it can.
【0048】 [0048]
請求項22に記載の発明は、デバイスパターンを投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置であって、物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系(60a、60b)と:前記感光物体が搭載されるテーブル(54)と;前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板(90)を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置(59)と;前記投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する The invention of claim 22 is an exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object (W) through the device pattern projection optical system (PL), a plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection detecting position information about the optical axis of the projection optical system in each of the detection points is received by sensors corresponding individually reflected light beam to the plurality of detection points from the plurality of detection points on said object light beam is irradiated multiple point focal point position detection system (60a, 60b) to: the table photosensitive object is mounted (54); has a pattern plate provided integrally (90) on said table, on the pattern plate vicinity of the evaluation points selected for each of the plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system; a light through the formed measurement patterns by receiving aerial image measuring device that measures an aerial image and (59) respectively corresponding to the detection point 数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面の前記光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を前記光軸に直交する面内で前記テーブルと一体で移動して前記複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する制御装置(20)と;前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する演算装置(20)と;を備える露光装置である。 While on the basis of the detection result of the specific sensor number manages the position and orientation of the optical axis direction of the pattern plate surface, by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate, the optical axis of said pattern plate at each evaluation point based on the measurement result; wherein the control device (20) the table and moved integrally repeatedly measure the aerial images of measurement marks corresponding to each of the plurality of evaluation points and in a plane perpendicular to the It detects the best focus position, an arithmetic unit for calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation (20) based on the detection result; is an exposure apparatus comprising a.
【0049】 [0049]
これによれば、制御装置が、投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定センサの検出結果に基づいてその一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板表面の投影光学系の光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を光軸に直交する面内で移動して、複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する。 According to this, the control device, a part on the basis of a plurality of specific sensors of the detection results respectively corresponding to the detection point in the vicinity of the plurality of evaluation points the evaluation points selected for each of the field of the projection optical system the while managing the position and orientation of the optical axis of the projection optical system of the pattern plate surface with the possible measurement pattern aerial image measurement, by changing the positions in the optical axis direction of the pattern plate, the pattern plate move in a plane orthogonal to the optical axis, repeatedly measures the aerial image of a measurement mark corresponding to a plurality of evaluation points. この場合、制御装置は、上記の複数の特定センサの検出結果に基づくサーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 In this case, the control device keeps the distance between the projection optical system of the pattern plate at a constant by a servo control based on the detection results of the plurality of specific sensors of the above, and maintained in parallel to the image plane of the pattern plate and the projection optical system in the state, it is possible relative scanning the pattern plate to the spatial image of the measuring mark, accurate aerial image measurement, and thus performed at a plurality of positions in the optical axis direction and the respective evaluation points.
【0050】 [0050]
そして、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて、演算装置が、各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系の像面を算出する。 Then, the measurement results, i.e. based on the measurement result of the aerial image at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, arithmetic unit, and detects the best focus position at each evaluation point, based on the detection result calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation. すなわち、各評価点におけるベストフォーカス位置を精度良く検出できるとともに、その検出結果に基づいて像面を高精度に算出できる。 That is, it is possible to accurately detect the best focus position at each evaluation point, it calculates the image plane with high precision based on the detection result. 従って、本請求項22に記載の発明によれば、短時間でかつ精度良く投影光学系の像面を検出することができる。 Therefore, according to the invention described in claim 22, it is possible to detect the image plane of the short time and accurately projection optical system.
【0051】 [0051]
この場合において、請求項23に記載の露光装置の如く、前記演算装置は、前記ベストフォーカス位置の検出の過程で得られる前記各評価点の近傍の検出点に個別に対応する前記各特定センサの検出原点の前記像面からの前記光軸方向の位置ずれ量に基づいて、前記各特定センサの検出オフセットを併せて算出することとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 23, wherein the computing device, for each particular sensor corresponding individually to the detection point in the vicinity of the respective evaluation points obtained in the course of the detection of the best focus position based on the positional deviation amount of the optical axis from the image plane of the detection origin, it may be to calculate together the detection offset of each particular sensor.
【0052】 [0052]
請求項24に記載の発明は、デバイスパターンを投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置であって、物体上に検出光束を照射し、前記検出光束が照射される前記物体上の検出点からの反射光束をセンサで受光して前記検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する焦点位置検出系と:前記感光物体が搭載されるテーブルと;前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置と;前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を少なくとも検出可能な傾斜検出系と;前記焦点位置検出系を用いて前記パターン板の前記光軸方向の位置を管理するとともに、前記傾斜検出系を用いて前記 The invention of claim 24 is an exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object (W) through the device pattern projection optical system (PL), and the detection light beam onto the object, the detecting light beam is irradiated focus position detecting system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the detection point by receiving the reflected light beam by the sensor from the detection point on the object to be a: a table in which the photosensitive object is mounted ; of the pattern plate; has a pattern plate provided integrally on the table, the spatial image-measuring device and for measuring a spatial image by receiving light through a measurement pattern formed on the pattern plate At least a detectable tilt detection system with a tilt with respect to the plane perpendicular to the optical axis; with managing said optical axis direction position of the pattern plate by using the focal position detection system, said using said slope detection system ターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を前記テーブルと一体で前記光軸に直交する面内で移動して前記投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する制御装置と;前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する演算装置と;を備える露光装置である。 While managing inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the turn plate, moving the pattern plate by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate in a plane orthogonal to the optical axis integrally with said table It detects the best focus position in the respective evaluation points based on the measurement result; a plurality of repeating the aerial image of a measurement mark corresponding to the respective evaluation points and a control device which measures in the field of view of the projection optical system and an exposure apparatus provided with; on the basis of the detection result calculation unit and for calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation.
【0053】 [0053]
これによれば、制御装置が、焦点位置検出系(多点であるか否かを問わない)を用いてその一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板の投影光学系の光軸方向の位置を管理するとともに、傾斜検出系を用いて前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を前記テーブルと一体で光軸に直交する面内で移動して投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する。 According to this, the control apparatus, the focal position detection system (whether or not it is a multi-point) that part of the pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring the projection optical system by using It manages the position of the optical axis direction, while managing inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the pattern plate using a tilt detection system, the pattern plate by changing the positions in the optical axis direction of the pattern plate repeating the aerial image of a measurement mark corresponding to a plurality of evaluation points in the field of view of the mobile to the projection optical system in a plane orthogonal to the optical axis integrally with said table measured to. この場合、制御装置は、上記の焦点位置検出系の1つのセンサの検出結果に基づくサーボ制御によりパターン板の投影光学系との間隔を一定に保ち、かつ傾斜検出系の検出結果に基づいてパターン板と投影光学系の像面とを平行に保った状態で、パターン板を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 Pattern this case, the control device keeps the distance between the projection optical system of the pattern plate at a constant by a servo control based on the detection result of one sensor of said focal position detection system, and based on the detection result of the tilt detection system while maintaining the image plane of the plate and the projection optical system in parallel, it is possible relative scanning the pattern plate to the spatial image of the measuring mark, accurate aerial image measurement, the optical axis direction and the respective evaluation points It carried out it to become at a plurality of positions about. この場合、検出点の位置をパターン板の平坦度が良好な領域内に設定することができ、これによりパターン板表面の平坦度の悪さに起因する空間像計測精度の低下を防止することができる。 In this case, it is possible to position the detection points flatness of the pattern plate is set in a good area, thereby preventing a decrease in the aerial image measurement accuracy due to poor flatness of the pattern plate surfaces .
【0054】 [0054]
そして、演算装置が、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系の像面を算出する。 Then, arithmetic unit, the measurement result, i.e. detects the best focus position at each evaluation point based on the measurement result of the aerial image at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, based on the detection result given calculated by calculating the image plane of the projection optical system. すなわち、各評価点におけるベストフォーカス位置を精度良く検出できるとともに、その検出結果に基づいて像面を高精度に算出できる。 That is, it is possible to accurately detect the best focus position at each evaluation point, it calculates the image plane with high precision based on the detection result. 従って、本請求項24に記載の発明によれば、短時間でかつ精度良く投影光学系の像面を検出することができる。 Therefore, according to the invention described in claim 24, it is possible to detect the image plane of the short time and accurately projection optical system.
【0055】 [0055]
この場合において、請求項25に記載の露光装置の如く、前記傾斜検出系は、前記テーブルの前記光軸に直交する2軸回りの回転角を検出する一組の干渉計、及び前テーブルを支持する複数の支持点それぞれの前記光軸方向に関する変位をそれぞれ検出する一組のエンコーダのいずれかを含むこととすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 25, wherein the tilt detection system, a pair of interferometers for detecting the rotation angle of the two axes perpendicular to the optical axis of the table, and supporting the front table a plurality of support points each displacement about the optical axis direction may be to include any of a set of encoders which detect.
【0056】 [0056]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の一実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1-9. 図1には、一実施形態に係る露光装置100の概略的な構成が示されている。 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment. この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。 Exposure apparatus 100 is a scanning projection exposure apparatus by a step-and-scan method, namely the so-called scanning stepper.
【0057】 [0057]
この露光装置100は、光源及び照明光学系を含む照明系10、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RST、投影光学系PL、感光物体としてのウエハWを保持してXY平面内を自在に移動可能なウエハステージWST、及び投影光学系PLなどが搭載されたボディBD等を備えている。 The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10 comprising a light source and an illumination optical system, a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, a projection optical system PL, the XY plane freely holding the wafer W as a photosensitive object movable wafer stage WST, and the like projection optical system PL is provided with a body BD or the like which is mounted.
【0058】 [0058]
前記照明系10は、不図示の光源と、ビーム整形光学系、エネルギ粗調器、オプティカルインテグレータ(フライアイレンズ、ロッド型(内面反射型)インテグレータ、あるいは回折光学素子など)、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ、リレー光学系、固定レチクルブラインド(いずれも図示省略)及び可動レチクルブラインド12(図1では図示せず、図2参照)等を含む照明光学系とを備えている。 The illumination system 10 comprises a light source (not shown), the beam shaping optical system, a rough energy adjuster, an optical integrator (fly's eye lens, a rod type (inner surface reflection type) integrator, or a diffractive optical element), an illumination system aperture stop plate , the beam splitter, a relay optical system (both not shown) fixed reticle blind (not shown in FIG. 1, see FIG. 2) and a movable reticle blind 12 and an illumination optical system and the like. この照明系10は、レチクルステージRST上に保持されたレチクルR上でX軸方向に細長く延びる矩形(例えば長方形)スリット状の照明領域IAR(前記固定レチクルブラインドの開口で規定される)を均一な照度分布で照明する。 The illumination system 10 includes a rectangular elongated in the X-axis direction on the reticle R held on the reticle stage RST (e.g. rectangular) (defined by the fixed reticle blind opening) slit-shaped illumination area IAR uniform illuminated with illuminance distribution. 本実施形態と同様の照明系の構成は、例えば特開2000−260682号公報などに詳細に開示されている。 Configuration similar illumination system and the embodiment is disclosed, for example, JP-like detail 2000-260682 JP.
【0059】 [0059]
前記光源としては、KrFエキシマレーザ(発振波長248nm)、ArFエキシマレーザ(発振波長193nm)あるいはF レーザ(発振波長157nm)等が使用される。 As the light source, KrF excimer laser (oscillation wavelength 248 nm), ArF excimer laser (oscillation wavelength 193 nm) or F 2 laser (oscillation wavelength 157 nm) or the like is used. この光源は、実際には、露光装置本体が設置されるクリーンルーム内の床面F、あるいは該クリーンルームとは別のクリーン度の低い部屋(サービスルーム)等に設置され、不図示の引き回し光学系を介して前述の照明光学系の入射端に接続されている。 The light source is, in fact, the floor surface F of a clean room where the exposure apparatus main body is installed, or the said clean room is installed in such a different cleanliness lower room (service room), not shown to guide optical system through and is connected to the entrance end of the illumination optical system described above.
【0060】 [0060]
なお、図2及び図3では説明を簡単にするために、可動レチクルブラインド12がレチクルRに対して照明系側近傍に配置されているように示されている。 In order to simplify the description, FIG. 2 and FIG. 3 are shown as the movable reticle blind 12 is disposed near the illumination system side with respect to the reticle R.
【0061】 [0061]
前記可動レチクルブラインド12は、走査露光の開始時及び終了時に主制御装置20によって制御され、照明領域IARを更に制限することによって、不要な部分の露光が防止されるようになっている。 The movable reticle blind 12, at the beginning and end of the scanning exposure is controlled by main controller 20, by further limiting the illumination area IAR, exposure of unnecessary portions is adapted to be prevented. また、本実施形態では、可動レチクルブラインド12が、後述する空間像計測装置を用いた空間像の計測の際の照明領域の設定にも用いられる。 Further, in the present embodiment, the movable reticle blind 12 is also used to set the illumination area when the measurement of the aerial image using the spatial image-measuring device described later.
【0062】 [0062]
前記レチクルステージRSTは、後述する第2コラム34の天板部を構成するレチクルベース36の上面の上方にその底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。 Floating the reticle stage RST, via the clearance upward about several μm by, for example, not shown air bearings provided on the bottom surface of the upper surface of the reticle base 36 which constitutes the top plate of the second column 34 described later It is supported. このレチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着(又は静電吸着)により固定されている。 On the reticle stage RST, reticle R is fixed by, for example, vacuum suction (or electrostatic adsorption). レチクルステージRSTは、ここでは、リニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動系により、後述する投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微少駆動可能であるとともに、レチクルベース36上をY軸方向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 is here, by a reticle stage drive system (not shown) including a linear motor or the like, two-dimensionally (X-axis direction within the perpendicular XY plane to the optical axis AX of the projection optical system PL that will be described later, Y-axis with the Z axis around the direction of rotation ([theta] z direction)) can finely driven perpendicular to the direction and the XY plane, and can drive at a designated scanning speed over the reticle base 36 in the Y-axis direction.
【0063】 [0063]
このレチクルステージRSTは、レチクルRの全面が少なくとも投影光学系PLの光軸AXを横切ることができるだけのY軸方向の移動ストロークを有している。 The reticle stage RST, the entire surface of the reticle R has a movement stroke in the Y-axis direction can only cross the optical axis AX of at least the projection optical system PL. 本実施形態の場合、前述のリニアモータの可動子はレチクルステージRSTのX軸方向の一側と他側(図1における紙面手前側と手前側)の面にそれぞれ取り付けられ、これらの可動子にそれぞれ対応する固定子は、ボディBDとは別に設けられた不図示の支持部材によってそれぞれ支持されている。 In this embodiment, the movable element of the aforementioned linear motors respectively attached to the surface of one side and the other side of the X-axis direction of the reticle stage RST (near side and near side in FIG. 1), these movable element corresponding stators are each supported by a support member (not shown) provided separately from the body BD. このため、レチクルステージRSTの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらの支持部材を介してクリーンルームの床面Fに伝達される(逃がされる)ようになっている。 Therefore, the reaction force acting on the stator of the linear motor during driving of the reticle stage RST via their support member is adapted to be transmitted to the floor F of the clean room (escapes).
【0064】 [0064]
レチクルステージRST上には、レチクルベース36に固定されたレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)13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XY面内の位置(Z軸回りの回転方向であるθz方向の回転を含む)はレチクル干渉計13によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。 On reticle stage RST, a reticle laser interferometer is fixed to reticle base 36 (hereinafter, "reticle interferometer") and movable mirror 15 for reflecting the laser beam from 13 is fixed, XY of the reticle stage RST position in the plane (including the rotation in the θz direction is a rotational direction about the Z-axis) by the reticle interferometer 13 is constantly detected at a resolution of, for example, about 0.5-1 nm. 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13として示されている。 Here, in fact, on the reticle stage RST, a movable mirror that has a reflection surface orthogonal to the moving mirror and X-axis direction having a reflection surface orthogonal to the Y-axis direction, and corresponding to these movable mirrors a reticle Y interferometer and a reticle X interferometer are provided Te, but in FIG. 1 these typically movable mirror 15 is shown as a reticle interferometer 13. なお、例えば、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成しても良い。 Incidentally, for example, the edge surface of reticle stage RST (equivalent to the reflection surface of movable mirror 15) mirror-finished by the reflecting surface may be formed. また、レチクルステージRSTの走査方向(本実施形態ではY軸方向)の位置検出に用いられるX軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも1つのコーナーキューブ型ミラーを用いても良い。 Further, instead of reflection surface that extends in the X-axis direction used for detecting the position of (Y-axis direction in this embodiment) the scanning direction of the reticle stage RST, may be used at least one corner cube mirror. 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方向の回転も計測できるようになっている。 Here, one of the reticle Y interferometer and reticle X interferometer, e.g., a reticle Y interferometer, a two-axis interferometer that 2 Jikuyu the measurement axes, of the reticle stage RST based on the measurement values ​​of reticle Y interferometer in addition to the Y position, rotation of the θz direction has to be measured.
【0065】 [0065]
レチクル干渉計13からのレチクルステージRSTの位置情報は、主制御装置20に送られ、主制御装置20ではレチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系を介してレチクルステージRSTを制御する。 Position information of reticle stage RST from reticle interferometer 13 is sent to main controller 20 controls the reticle stage RST via reticle stage drive system based on the main controller 20, position information of the reticle stage RST.
【0066】 [0066]
前記投影光学系PLは、レチクルステージRSTの図1における下方でボディBDを構成する第1コラム32に保持されている。 The projection optical system PL is held by the first column 32 of the body BD below in Figure 1 of the reticle stage RST. ここで、ボディBDの構成について説明する。 Here, the configuration of the body BD.
【0067】 [0067]
ボディBDは、クリーンルームの床面F上に設置された第1コラム32と、この第1コラム32の上面に載置された第2コラム34とを備えている。 Body BD is equipped with the first column 32 installed on a floor surface F of a clean room, a second column 34 placed on the upper surface of the first column 32. 第1コラム32は、4本の脚部37A〜37D(但し、図1における紙面奥側の脚部37C,37Dは図示省略)と、これらの脚部37A〜37Dの上端面がその下端面にそれぞれ接続されるとともに、第1コラム32の天井を構成する鏡筒定盤38とを備えている。 The first column 32, four legs. 37A-37D (however, verso side of the leg portion 37C in Figure 1, 37D is not shown) and the upper end surfaces of the legs. 37A-37D is in its lower end surface It is connected respectively, and a barrel surface plate 38 constituting the ceiling of the first column 32.
【0068】 [0068]
脚部37A〜37Dのそれぞれは、床面に設置された防振ユニット39と、この防振ユニット39の上部に固定された支柱40とを備えている。 Each of the legs. 37A-37D, includes a vibration isolating unit 39 installed on the floor surface, and a post 40 fixed to the upper portion of the vibration isolating unit 39. 各防振ユニット39によって、床面Fからの微振動がマイクロGレベルで絶縁され、鏡筒定盤38に殆ど伝達されないようになっている。 By Kakubofu unit 39, micro-vibration from the floor surface F is insulated with a micro G level, so that is hardly transmitted to the lens barrel surface plate 38. 鏡筒定盤38は、そのほぼ中央部に、不図示の円形開口が形成され、この開口内に投影光学系PLがその光軸AX方向をZ軸方向として上方から挿入されている。 Barrel platform 38, at its substantially central portion, the circular opening (not shown) is formed, the projection optical system PL in the opening is inserted from above the optical axis AX direction as Z-axis direction.
【0069】 [0069]
投影光学系PLの鏡筒の高さ方向のほぼ中央部には、フランジFLGが設けられ、該フランジFLGを介して投影光学系PLが鏡筒定盤38によって支持されている。 In a substantially central portion in the height direction of the barrel of the projection optical system PL, a flange FLG is provided, the projection optical system PL via the flange FLG is supported by the barrel surface plate 38. 鏡筒定盤38の上面には、投影光学系PLを取り囲む位置に、例えば4本の脚41A〜41D(但し、図1における紙面奥側の脚41C,41Dは図示省略)の下端が固定されており、これらの脚41A〜41Dの上部に前述のレチクルベース36が載置され、水平に支持されている。 On the upper surface of barrel platform 38, at a position surrounding the projection optical system PL, for example, four legs 41A to 41D (however, verso side of the leg 41C in FIG. 1, 41D is not shown) the lower end of fixed it has, placed the reticle base 36 described above on top of the legs 41A to 41D, is supported horizontally. すなわち、レチクルベース36とこれを支持する4本の脚41A〜41Dとによって第2コラム34が構成されている。 That is, the second column 34 is composed of the four legs 41A~41D for supporting the reticle base 36.
【0070】 [0070]
前記投影光学系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り、光軸AX方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。 Wherein As projection optical system PL, where a both-side telecentric reduction system is a dioptric system that is composed of a plurality of lens elements arranged at a predetermined distance along the optical axis AX direction is used. この投影光学系PLの投影倍率は、例えば1/4又は1/5などとなっている。 Projection magnification of the projection optical system PL is, e.g., such as 1/4 or 1/5. このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルR上のスリット状照明領域IARが照明されると、このレチクルRを通過した照明光ILにより、そのスリット状照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの投影光学系PLを介した縮小像(部分倒立像)が表面にフォトレジストが塗布されたウエハW上の前記照明領域IARに共役な露光領域IAに形成される。 Therefore, the slit-shaped illumination area IAR on reticle R is illuminated by illumination light IL from illumination system 10, illumination light IL having passed through the reticle R, the circuit of the reticle R of the slit-shaped illumination area IAR reduced image through the projection optical system PL of the pattern (partial inverted image) is formed on the illumination area IAR on wafer W coated with a photoresist in a conjugate exposure area IA on the surface.
【0071】 [0071]
前記ウエハステージWSTは、XY2次元面内で移動するXYステージ21と、該XYステージ21上に搭載されたテーブルとしてのウエハテーブル54とを含んで構成されている。 The wafer stage WST, an XY stage 21 that moves within XY2-dimensional plane, and is configured to include a wafer table 54 as mounted on a table on the XY stage 21.
【0072】 [0072]
XYステージ21は、リニアモータあるいは平面モータ等の不図示の駆動系によってXY2次元面内(θz回転を含む)でステージベース16上面に沿って自在に駆動されるようになっている。 XY stage 21 is driven freely along the stage base 16 upper surface by XY2 dimensional plane (including the θz rotation) by a drive system (not shown) such as a linear motor or planar motor. ステージベース16は、定盤とも呼ばれ、本実施形態では、床面F上に複数の防振台43を介して設置されている。 Stage base 16 is also called a surface plate, in this embodiment, is installed through a plurality of vibration isolation 43 on the floor F. すなわち、ステージベース16は、投影光学系PL等を保持するボディBDとは分離された構成となっている。 That is, the stage base 16 has a separate structure from the body BD that holds projection optical system PL and the like.
【0073】 [0073]
ウエハテーブル54は、3つのZ位置駆動部23(但し、紙面奥側のZ位置駆動部は不図示)によってXYステージ21上に3点で支持されている。 Wafer table 54, the three Z-position drive unit 23 (however, Z position drive of depth of the page surface is not shown) is supported at three points on the XY stage 21 by. これらのZ位置駆動部23は、ウエハテーブル54下面のそれぞれの支持点を投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に独立して駆動する3つのアクチュエータ(例えばボイスコイルモータなど)26(但し、図1における紙面奥側のアクチュエータ26は不図示)と、各アクチュエータ26による各支持点のZ軸方向の駆動量(基準位置からの変位)を個別に検出する3つのエンコーダ28(但し、図1における紙面奥側のエンコーダは不図示)とを含んで構成されている。 These Z-position drive unit 23, three actuators for driving the respective support points of the underside wafer table 54 independently of the optical axis of the projection optical system PL (Z-axis direction) (e.g., a voice coil motor, etc.) 26 ( However, the actuator 26 of the depth of the page surface in FIG. 1 and not shown), each actuator driving amount of the Z-axis direction of the support point by 26 (the reference position from the displacement) three to detect separately the encoder 28 (however, rear side of the plane of the encoder in FIG. 1 is configured to include a not shown). ここで、各エンコーダ28としては、例えば光学式又は静電容量式等のリニアエンコーダが使用されている。 Here, as the respective encoders 28, for example optical or capacitance type or the like of the linear encoder is used. 本実施形態では、上記アクチュエータ26によってウエハテーブル54を、光軸AX方向(Z軸方向)及び光軸に直交する面(XY面)に対する傾斜方向、すなわちX軸回りの回転方向であるθx方向、Y軸回りの回転方向であるθy方向に駆動する駆動装置が構成されている。 In this embodiment, the wafer table 54 by the actuator 26, the optical axis AX direction (Z-axis direction) and tilting direction, i.e. θx direction is the rotation direction of the X axis with respect to a plane perpendicular to the optical axis (XY plane), drive device is configured to drive the θy direction is the rotation direction of the Y axis. また、各エンコーダ28の検出信号(出力信号)は、主制御装置20に供給されるようになっている。 The detection signals of the encoders 28 (output signal) is sent to the main controller 20.
【0074】 [0074]
従って、ウエハテーブル54は、主制御装置20によって制御される不図示のウエハステージ駆動系によってX、Y、θzの6自由度方向に自在に駆動される単一のステージであるものとして説明する。 Therefore, the wafer table 54 will be described as a main controller 20 X by a wafer stage drive system (not shown) which is controlled by, Y, a single stage that is freely driven in directions of six degrees of freedom of the [theta] z.
【0075】 [0075]
ウエハテーブル54上には、ウエハホルダ25が載置され、このウエハホルダ25によってウエハWが真空吸着(又は静電吸着)によって保持されている。 On wafer table 54, wafer holder 25 is mounted, is held by the wafer W is vacuum suction (or electrostatic adsorption) by the wafer holder 25.
【0076】 [0076]
ウエハテーブル54上には、ウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)31からのレーザビームを反射する移動鏡27が固定され、ボディBDに固定されたウエハ干渉計31により、ウエハテーブル54(ウエハステージWST)のXY面内の位置が例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。 On wafer table 54, a wafer laser interferometer (hereinafter, "wafer interferometer") by moving mirror 27 for reflecting the laser beam from 31 is fixed, the wafer interferometer 31 fixed to the body BD, the wafer table 54 is constantly detected at a resolution of, for example, about 0.5~1nm position within the XY plane of (wafer stage WST).
【0077】 [0077]
ここで、実際には、ウエハテーブル54上には、走査露光時の走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有する移動鏡と非走査方向である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、これに対応してレーザ干渉計もX軸方向位置計測用のXレーザ干渉計とY軸方向位置計測用の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27、ウエハ干渉計31として図示されている。 Here, in practice, on the wafer table 54 has a movable mirror and reflection surface orthogonal to the X-axis direction which is the non-scanning direction having a reflection surface orthogonal to the Y-axis direction is a scanning direction during scanning exposure a moving mirror is provided, the laser interferometer correspondingly also has the X laser interferometer and Y-axis direction position Y laser interferometer for measuring the X-axis direction position measurement are provided, in FIG. 1 these are shown as movable mirror 27, the wafer interferometer 31 on behalf. なお、例えば、ウエハテーブル54の端面を鏡面加工して反射面(移動鏡27の反射面に相当)を形成しても良い。 Incidentally, for example, the end face of the wafer table 54 (corresponding to the reflection surface of movable mirror 27) mirror-finished reflective surface may be formed. また、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54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。 Further, X laser interferometer and Y laser interferometer are multiaxial interferometer having a plurality of measurement axes, X of wafer table 54, other Y position, rotation (yawing ([theta] z rotation, which is rotation around the Z-axis) , pitching ([theta] x rotation, which is rotation around the X-axis), rolling ([theta] y rotation, which is rotation around the Y-axis)) can also be measured. 従って、以下の説明ではウエハ干渉計31によって、ウエハテーブル54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。 Therefore, in the following description by the wafer interferometer 31, X of wafer table 54, Y, [theta] z, [theta] y, it is assumed that 5 degrees of freedom of the position of θx is measured. また、多軸干渉計は45°傾いてウエハテーブル54に設置される反射面を介して、投影光学系PLが載置されるボディBDに設置される不図示の反射面にレーザビームを照射し、投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。 Moreover, multi-axis interferometer via the reflective surface to be placed on the wafer table 54 is inclined 45 °, the laser beam is irradiated on the reflecting surface (not shown) installed in the body BD to the projection optical system PL is mounted , it may be detected relative position information about the optical axis of the projection optical system PL (Z-axis direction).
【0078】 [0078]
ウエハテーブル54の位置情報(又は速度情報)は主制御装置20に送られ、主制御装置20では前記位置情報(又は速度情報)に基づいて不図示のステージ駆動系(これはXYステージ21の駆動系及び駆動装置を含む)を介してウエハステージWST(XYステージ21及びウエハテーブル54)を制御する。 Positional information of wafer table 54 (or speed information) is sent to main controller 20, the main controller 20, the position information (or velocity information) (not shown) of the stage drive system based on (this is driving the XY stage 21 controlling the wafer stage WST (XY stage 21 and wafer table 54) via a containing system and drive).
【0079】 [0079]
また、ウエハテーブル54の内部には、投影光学系PLの光学特性の計測に用いられる空間像計測装置59を構成する光学系の一部が配置されている。 Inside the wafer table 54, a part of the optical system constituting aerial image measuring device 59 used in the measurement of the optical characteristics of the projection optical system PL is arranged.
【0080】 [0080]
ここで、空間像計測装置59の構成について詳述する。 Here it will be described in detail the structure of the aerial image measuring device 59. この空間像計測装置59は、図2に示されるように、ウエハテーブル54に設けられたステージ側構成部分、すなわちパターン板としてのスリット板90を含む基準平面部材58、レンズ84、86から成るリレー光学系、光路折り曲げ用のミラー88、光ファイバから成るライトガイド85、及び送光レンズ87と、ウエハステージWSTの外部に設けられたステージ外構成部分、すなわち受光レンズ89、光電変換素子から成る光センサ24、及び該光センサ24からの光電変換信号の信号処理回路42(図1参照)等とを備えている。 Relays The aerial image measuring device 59, as shown in FIG. 2, stage-side components arranged in wafer table 54, i.e., consisting of the reference plane member 58, a lens 84, 86 includes a slit plate 90 as a pattern plate optical system, a mirror 88 for bending the optical path, the light guide 85 and the light transmitting lens 87, and an optical fiber, a stage outside components provided outside of the wafer stage WST, i.e. light consisting of the light receiving lens 89, a photoelectric conversion element sensor 24 and optical sensor 24 signal processing circuit of the photoelectric conversion signal from the 42, and a (see FIG. 1) or the like.
【0081】 [0081]
これを更に詳述すると、基準平面部材58は、その外観が図4(A)に示されるように所定厚さの円板形状を有し、その底面が開口した円筒状の部材から成る。 If this further detail, reference plane member 58, its appearance has a circular plate shape having a predetermined thickness as shown in FIG. 4 (A), consisting of a cylindrical member whose bottom is open.
この基準平面部材58は、図2などに示されるように、ウエハテーブル54の上面に形成された円形開口を塞ぐ状態で、かつその上面がウエハホルダ25に真空吸着されたウエハWとほぼ同一面上に位置するような状態でウエハテーブル54に固定されている。 The reference plane member 58, as shown in FIG. 2 etc., in a state closing the circular opening formed on the upper surface of wafer table 54, and substantially the same plane as the wafer W by vacuum suction the upper surface to the wafer holder 25 It is fixed to the wafer table 54 in a state as to be located. この基準平面部材58は、KrFエキシマレーザ光、あるいはArFエキシマレーザ光などの紫外パルス光の透過性の良い、合成石英、あるいはホタル石などを素材とするガラスから成り、その上壁がスリット板90とされている。 The reference plane member 58, KrF excimer laser light or good permeability pulsed ultraviolet light such as ArF excimer laser beam, synthetic quartz or become fluorite, etc. from glass and the material, its upper wall a slit plate 90, there is a. このスリット板90は、図4(B)の平面図に示されるように、円形の受光ガラス82と、その受光ガラス82の上面に形成された中央部に円形開口を有するアルミニウムの薄膜から成る遮光膜を兼ねる反射膜83と、その反射膜の中央部の円形開口内をちょうど埋める状態で形成されたクロムの薄膜から成る遮光膜91とを含んで構成されている。 The slit plate 90, as shown in the plan view of FIG. 4 (B), a circular light receiving glass 82, a thin film of aluminum having a circular opening in a central portion formed on the upper surface of the light-receiving glass 82 shielding the reflective film 83 also serving as a film, is configured to include a light-shielding film 91 consisting of a central portion chromium thin film formed just fills state within the circular opening of the reflective film. 反射膜83、遮光膜91それぞれの表面は、平坦度が非常に高く設定されている。 Reflective film 83, the light-shielding film 91 each surface flatness is set too high.
【0082】 [0082]
この場合、反射膜83は、一例としてX軸方向の長さが50mm、Y軸方向の長さが30mmのほぼ長方形状で、中央の遮光膜91は、その直径が例えば4.5mm程度となっている。 In this case, the reflective film 83, X-axis direction is 50mm long way of example, in the Y-axis direction of the substantially rectangular shape of 30mm length, the center of the light shielding film 91, a diameter thereof is, for example, 4.5mm approximately ing. この遮光膜91に、図4(B)に示されるように、X軸方向に細長く延びる計測用パターンとしての所定幅(2D)のスリット状の第1開口パターン(以下、「第1スリット」と呼ぶ)22yと、Y軸方向に細長く延びる所定幅(2D)の計測用パターンとしてのスリット状の第2開口パターン(以下、「第2スリット」と呼ぶ)22xとが、パターンニングされて形成されている。 This light shielding film 91, as shown in FIG. 4 (B), a slit-shaped first opening pattern having a predetermined width as elongated in the measurement pattern in the X-axis direction (2D) (hereinafter, the "first slit" referred) and 22y, predetermined width elongated in the Y-axis direction (2D) of the slit-shaped second opening pattern as a measurement pattern (hereinafter, referred to as a "second slit") 22x and are formed being patterned ing. 所定幅2Dは、ここでは、解像限界のデューティ比50%のラインアンドスペースパターン(以下、「L/Sパターン」と略述する)のハーフピッチ程度、例えば2D=0.2μmとされているものとする。 Predetermined width 2D is here, a duty ratio of 50% of the line and space pattern resolution limit (hereinafter, shortly referred to as "L / S patterns") are a half pitch of about, for example, 2D = 0.2 [mu] m of and things. このように微細なスリットを形成する必要からクロム膜が用いられているのである。 Thus it is the chromium film from the need to form a fine slits have been used. なお、以下の説明において、第1スリット22yと第2スリット22xとを総称する場合に、スリット22と記述する。 In the following description, when collectively the first slit 22y and the second slit 22x, referred to as the slit 22.
【0083】 [0083]
スリット22下方のウエハテーブル54内部には、図2及び図3に示されるように、そのスリット22を介して鉛直下向きに入射した照明光束(像光束)の光路を水平に折り曲げるミラー88を介在させてレンズ84,86から成るリレー光学系(84、86)が配置されている。 Inside wafer table 54 of the lower slits 22, as shown in FIGS. 2 and 3, is interposed mirror 88 for bending the optical path of the illumination light beam incident vertically downward through the slit 22 (Zokotaba) horizontally a relay optical system consisting of lenses 84, 86 Te (84, 86) are arranged. このリレー光学系(84、86)の光路後方で所定光路長だけリレーされた照明光束が集光される位置、すなわちスリット22が形成された受光面に共役な位置にその入射端85aが位置する状態でライトガイド85が配置されている。 Position where the illumination light flux relay predetermined optical path length by the optical path behind the relay optical system (84, 86) is focused, i.e. the entrance end 85a to a position conjugate to the light receiving surface of the slit 22 is formed is located the light guide 85 is arranged in a state. このライトガイド85の射出端85bに対向してウエハテーブル54の上壁にライトガイド85によって導かれた照明光束をウエハテーブル54の外部に送光する送光レンズ87が固定されている。 Light transmitting lens 87 for sending the illumination light beam guided to the upper wall of the wafer table 54 to face the exit end 85b of the light guide 85 by the light guide 85 to the outside of the wafer table 54 is fixed.
【0084】 [0084]
送光レンズ87によってウエハテーブル54の外部に送り出される照明光束の光路上には、送光レンズ87に比べて大径の受光レンズ89が配置されている。 On the optical path of the illumination light beam by the light transmitting lens 87 is sent out to the outside of the wafer table 54, the light receiving lens 89 having a larger diameter than the light transmitting lens 87 is disposed. この受光レンズ89の上方で射出端85bと共役な位置には、光センサ24が配置されている。 This exit end 85b and the conjugate position above the light receiving lens 89, optical sensor 24 is arranged. これら受光レンズ89及び光センサ24は、所定の位置関係を保ってケース92内に収納され、該ケース92は取付け部材93を介して投影光学系PLの鏡筒の側面に固定されている。 These light-receiving lens 89 and the optical sensor 24 with a predetermined positional relationship is housed in the case 92, the case 92 is fixed to the side surface of the barrel of the projection optical system PL via a mounting member 93.
【0085】 [0085]
前記光センサ24としては、微弱な光を精度良く検出することが可能な光電変換素子(受光素子)、例えばフォト・マルチプライヤ・チューブ(PMT、光電子増倍管)などが用いられる。 As the optical sensor 24, the photoelectric conversion element capable of detecting weak light accurately (light receiving element), for example, a photo multiplier tube (PMT, photomultiplier tube) and the like. 光センサ24の出力信号の信号処理回路42(図1参照)は、増幅器、A/Dコンバータ(通常16ビットの分解能のものが用いられる)などを含んで構成される。 The output signal of the signal processing circuit 42 of the optical sensor 24 (see FIG. 1) includes an amplifier, (is used as the resolution of the normal 16-bit) A / D converter configured to include a like.
【0086】 [0086]
なお、前述の如く、スリット22は遮光膜91に形成されているが、以下においては、便宜上スリット板90にスリット22が形成されているものとして説明を行う。 Incidentally, as described above, the slits 22 are formed in the light shielding film 91, in the following description as being convenience slit 22 in the slit plate 90 is formed.
【0087】 [0087]
上述のようにして構成された空間像計測装置59によると、後述する、レチクルRに形成された計測マークの投影光学系PLを介しての投影像(空間像)の計測の際に、投影光学系PLを透過してきた照明光ILによって空間像計測装置59を構成するスリット板90が照明されると、そのスリット板90上のスリット22を透過した照明光ILがレンズ84、ミラー88及びレンズ86、ライトガイド85、及び送光レンズ87を介してウエハテーブル54の外部に導き出される。 According to the spatial image measuring apparatus 59 constructed as described above, when the measurement of the projected image of the through later-described, the projection optical system PL of the measuring mark formed on the reticle R (aerial image), the projection optical When the slit plate 90 constituting the aerial image measuring device 59 by the illumination light IL having passed through the system PL is illuminated, the illumination light IL lens 84 which has passed through the slit 22 on the slit plate 90, the mirror 88 and the lens 86 , derived to the outside of the wafer table 54 via a light guide 85 and the light transmitting lens 87,. そして、そのウエハテーブル54の外部に導き出された光は、受光レンズ89を介して光センサ24によって受光され、該光センサ24からその受光量に応じた光電変換信号(光量信号)Pが信号処理回路42を介して主制御装置20に出力される。 The light derived to the outside of the wafer table 54 is received by the optical sensor 24 through the light receiving lens 89, a photoelectric conversion signal (light intensity signal) in accordance with the amount of received light from the light sensor 24 P signal processing It is output through the circuit 42 to the main controller 20.
【0088】 [0088]
本実施形態の場合、計測マークの投影像(空間像)の計測はスリットスキャン方式により行われるので、その際には、送光レンズ87が、受光レンズ89及び光センサ24に対して移動することになる。 In this embodiment, since the measurement of the projected image of the measurement mark (aerial image) is performed by a slit scanning method, At this time, the light transmitting lens 87 is moved relative to the light-receiving lens 89 and the light sensor 24 become. そこで、空間像計測装置59では、所定の範囲内で移動する送光レンズ87を介した光がすべて受光レンズ89に入射するように、送光レンズ87及び受光レンズ89の大きさが設定されている。 Therefore, the aerial image measuring device 59, light through the light transmitting lens 87 which moves within a predetermined range to be incident on the light receiving lens 89 all, with the size of the light transmitting lens 87 and the light receiving lens 89 is set there.
【0089】 [0089]
このように、空間像計測装置59では、スリット板90、レンズ84、86、ライトガイド85及び送光レンズ87により、スリット22を介した光をウエハテーブル54外に導出する光導出部が構成され、受光レンズ89及び光センサ24によって、ウエハテーブル54外へ導出された光を受光する受光部が構成されている。 Thus, the aerial image measuring device 59, slit plate 90, a lens 84, 86 by the light guide 85 and the light transmitting lens 87, the light deriving unit that derives the light through the slit 22 to the outer wafer table 54 is configured , by the light receiving lens 89 and the light sensor 24, light receiving unit for receiving the light derived to the outside wafer table 54 is constructed. この場合、これら光導出部と受光部とは、機械的に分離されている。 In this case, and the light receiving portion thereof light deriving unit, are mechanically separated. そして、空間像計測に際してのみ、光導出部と受光部とは、光学的に接続される。 Then, only when aerial image measurement, a light lead-out portion and the light receiving unit are optically connected.
【0090】 [0090]
すなわち、空間像計測装置59では、光センサ24がウエハテーブル54の外部の所定位置に設けられているため、光センサ24の発熱に起因してレーザ干渉計31の計測精度等に悪影響を与えたりすることがない。 That is, in the aerial image measuring device 59, since the light sensor 24 is provided outside of the predetermined position of the wafer table 54, or adversely affect the laser interferometer 31 measures precision of due to heat generation of the light sensor 24 It is not to be. また、ウエハテーブル54の外部と内部とをライトガイド等により接続していないので、ウエハテーブル54の外部と内部とがライトガイドにより接続された場合のようにウエハテーブル54の駆動精度が悪影響を受けることもない。 Further, since the outside and the inside of wafer table 54 is not connected by the light guide or the like, the driving precision of the wafer table 54 is adversely affected as in the case of the outside and the inside of wafer table 54 is connected by the light guide nor.
【0091】 [0091]
勿論、熱の影響を排除できるような場合には、光センサ24をウエハテーブル54の内部に設けても良い。 Of course, if such can eliminate the influence of heat, it may be provided an optical sensor 24 inside the wafer table 54.
【0092】 [0092]
図1に戻り、露光装置100では、主制御装置20によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系PLの結像面に向けてスリット(又はピンホール)の像を形成するための複数の結像光束を、光軸AXに対して斜め方向より照射する照射系60aと、それらの結像光束のウエハW表面での反射光束を受光する受光系60bとから成り、ウエハWの光軸AX方向(Z軸方向)に関する位置及びXX面に対する傾斜を検出する斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、適宜「多点AF系」と呼ぶ)が設けられている。 Returning to Figure 1, the exposure apparatus 100 includes a light source on and off is controlled by main controller 20, a plurality of order toward the imaging plane of the projection optical system PL to form an image of the slit (or pinhole) of the imaging light beam, an irradiation system 60a for irradiating from an oblique direction with respect to the optical axis AX, composed of a light receiving system 60b for receiving the reflected light beam on the wafer W surface thereof imaging light beam, the optical axis of the wafer W AX direction (Z-axis direction) multiple point focal point position detection system oblique incidence type for detecting inclination with respect to the position and XX plane about (hereinafter, appropriately referred to as a "multipoint AF system") is provided.
【0093】 [0093]
図5には、この多点AF系(60a,60b)、及び該多点AF系(60a,60b)の出力信号を処理するとともに、後述する平行平板ガラス(プレーンパラレル)を駆動する処理駆動部56(図1参照)の構成が概略的に示されている。 5 shows, the multipoint AF system (60a, 60b), and multi-point AF system (60a, 60b) as well as processing the output signal of, for driving the later-described parallel flat glass (plane parallel) processing driver unit configuration 56 (see FIG. 1) is shown schematically. この図5では、投影光学系PLの最良結像面とウエハWの表面が一致しているものとする。 In FIG. 5, it is assumed that the surface of the best imaging plane and the wafer W of the projection optical system PL is coincident.
【0094】 [0094]
前記照射系60aは、図5に示されるように、光ファイバ束62、集光レンズ64、パターン形成板66、レンズ67、ミラー68、及び縮小レンズから成る照射対物レンズ70等を備えている。 The irradiation system 60a, as shown in FIG. 5, an optical fiber bundle 62, the condenser lens 64, the pattern forming plate 66, a lens 67, a mirror 68, and the irradiation objective lens 70 or the like consisting of a reduction lens. また、前記受光系60bは、拡大レンズから成る受光対物レンズ72、平行平板ガラス74、回転方向振動板76、結像レンズ77、受光用スリット板78、及び多数のセンサとしてのフォーカスセンサを有する受光器80等を備えている。 Further, the light receiving system 60b is received with a focus sensor as a light receiving objective lens 72 consisting of a magnifying lens, a parallel plate glass 74, the rotational direction vibration plate 76, an imaging lens 77, light-receiving slit plate 78, and the number of sensors and a vessel 80 or the like.
【0095】 [0095]
ここで、照射系60a及び受光系60bを構成する上記各部についてその作用とともに説明する。 Here it will be described together with its operation for the components constituting the illumination system 60a and photodetection system 60b. 露光光とは異なるウエハW上のフォトレジストを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源から光ファイバ束62を介して導かれている。 Illumination light of a wavelength which does not expose the photoresist on the different wafer W from the exposure light, is guided through the optical fiber bundle 62 from the illumination light source (not shown). 光ファイバ束62から射出された照明光は、集光レンズ64を経てパターン形成板66を照明する。 The illumination light emitted from the optical fiber bundle 62 illuminates the pattern forming plate 66 through the condenser lens 64.
【0096】 [0096]
このパターン形成板66上には不図示の49個のスリット状の開口パターンが7行7列のマトリックス状配置で形成されており、パターン形成板66の各スリット状の開口パターンを透過した照明光(開口パターンの像光束)はレンズ67、ミラー68及び照射対物レンズ70を経てウエハWの露光面に投影され、ウエハWの露光面にはパターン形成板66上の7×7、合計49個のスリット状の開口パターンの像が投影結像される。 On this pattern forming plate 66 is formed of a matrix arrangement of 49 slit shaped aperture patterns 7 rows 7 columns (not shown), the illumination light transmitted through the slit-shaped opening pattern of the pattern forming plate 66 (image light flux of the aperture pattern) lens 67, is projected onto the exposure surface of the wafer W via the mirror 68 and the irradiation objective lens 70, the exposure surface of the wafer W 7 × 7 on the pattern forming plate 66, a total of 49 pieces of image of the slit-shaped aperture pattern is projected imaged. ここで、実際には、照射系60aからの開口パターンの像光束は、YZ平面、XZ平面に対し45度を成す平面内で光軸AXに対して所定角度α傾斜した方向からウエハW面(又はスリット板90、あるいは不図示の基準マーク板表面)に照射される。 Here, in fact, image light beams of the opening pattern from the irradiation system 60a is, YZ plane, the wafer W surface from a predetermined angle α direction inclined with respect to the optical axis AX in a plane at 45 degrees with respect to the XZ plane ( or slit plate 90, or is emitted to the reference mark plate surface), not shown.
【0097】 [0097]
このため、ウエハW表面の所定面積AS(ASは例えば25mm×約10mm)の長方形状の露光領域IA近傍には、図6に示されるように、7行7列のマトリックス状配置で7×7、合計49個のX軸、Y軸に対して45度傾斜したスリット状の開口パターンの像(以下、適宜「スリット像」又は「検出点」という)S 11 〜S 77が、X軸方向に沿って例えば3.5mm間隔、Y軸方向に沿って例えば3.5mm間隔で形成される。 Therefore, the rectangular exposure area IA vicinity of a predetermined area of ​​the surface of the wafer W AS (AS, for example 25 mm × about 10 mm), as shown in FIG. 6, 7 in 7 rows and 7 columns matrix arrangement of × 7 , total 49 pieces of X-axis, the image of the 45-degree inclined slit-shaped aperture pattern with respect to the Y axis (hereinafter, referred to as "slit image" or "detection point") S 11 to S 77 is, in the X-axis direction along e.g. 3.5mm spacing is formed, for example, 3.5mm intervals along the Y-axis direction. これらのスリット像S 11 〜S 77の光束のウエハW面からの反射光束が、光軸AXに対して前記照射系60aからの像光束と対称に所定角度α傾斜した方向に進んで、受光対物レンズ72、平行平板ガラス74、回転方向振動板76及び結像レンズ77を経て受光器80の手前側に配置された受光用スリット板78上に再結像される。 Reflected light beam from the wafer W surface of the light flux of the slit image S 11 to S 77 is advanced in the direction of a predetermined angle α inclined to the image light beam and symmetrically from the irradiation system 60a with respect to the optical axis AX, light receiving objective lens 72, the parallel plate glass 74, is reimaged on the rotational direction vibration plate 76 and the photodetection slit plate 78 disposed in front of the photodetector 80 through the imaging lens 77.
【0098】 [0098]
これを更に詳述すると、受光器80上にはスリット像S 11 〜S 77に対応して7行7列のマトリックス状に49個のフォトダイオード等のフォトセンサから成るセンサとしてのフォーカスセンサ(以下、便宜上「フォーカスセンサD 11 〜D 77とも」呼ぶ)が配列されており、この受光器80の前面(図5における下面)に配置された受光用スリット板78にはフォーカスセンサD 11 〜D 77に個別に対向して49個のスリットがそれぞれ形成されており、これらのスリット上にそれぞれ図6に示されるスリット像S 11 〜S 77がそれぞれ再結像される。 If this further detail, focusing sensor (hereinafter as a sensor consisting of a photosensor, such as a photodetector 80 on the slit images S 11 to S matrix in 49 of 7 rows and seven columns corresponding to the 77 photodiode for convenience, "focus sensor D 11 to D both 77" hereinafter) are arranged, the focus sensor D 11 to D 77 in photodetection slit plate 78 disposed on the lower surface) in the front (Fig. 5 of the photodetector 80 are formed 49 slits facing individually respectively, slit images S 11 to S 77 shown in each on the slits 6 is re-imaged, respectively. なお、以下の説明において、複数のフォーカスセンサを纏めて呼ぶ場合、あるいは各フォーカスセンサについて説明をする場合に、適宜「フォーカスセンサD」と記述するものとする。 In the following description, when the description when called collectively a plurality of focus sensors, or for each focus sensor shall be described to as "focus sensor D".
【0099】 [0099]
ここで、処理駆動部56には、図5に示されるように、発振器(OSC.)73が内蔵されており、発振器73からの駆動信号でドライブされる加振装置91を介して回転方向振動板76に所定の振動が与えられると、受光用スリット板78上では再結像された各像の位置が所定方向(スリット板78の各スリットの長手方向と直交する方向)に振動する。 Here, the processing in the driving unit 56, as shown in FIG. 5, an oscillator (OSC.) 73 is built, the rotational direction vibration through the vibration device 91 that is driven by a drive signal from the oscillator 73 When a predetermined vibration is given to the plate 76, the position of each image that has been re-imaging is on the light receiving slit plate 78 is vibrated in a predetermined direction (direction perpendicular to the longitudinal direction of each slit of the slit plate 78). これにより、フォーカスセンサD 11 〜D 77のそれぞれの検出信号が選択装置75を介して信号処理装置71により、回転振動周波数の信号で同期検波される。 Thus, the focus sensor D 11 signal processor 71 each of the detection signal through the selection device 75 to D 77, is synchronous detection with a signal from the rotational vibration frequency. そして、この信号処理装置71により同期検波して得られた多数のフォーカス信号FSが主制御装置20に供給される。 Then, a large number of focus signals FS obtained by synchronous detection by the signal processor 71 is supplied to main controller 20. なお、信号処理装置71、及び選択装置75の構成などについては更に後述する。 Incidentally, further described below, such as the signal processing device 71, and the selection device 75 configuration.
【0100】 [0100]
前記平行平板ガラス74は、駆動部81によってある角度範囲内で回転可能に構成されている。 The parallel flat glass 74 is rotatably configured within a certain angular range by the drive unit 81. この平行平板ガラス74の回転(傾き)によって、受光用スリット板78上に形成されるスリット像S 11 〜S 77の拡大像(反射スリット像)の振動中心がスリット板78上の各スリットの長手方向と直交する方向にシフトする。 The rotation of the parallel plate glass 74 (inclination), the longitudinal vibration center of each slit on the slit plate 78 of the enlarged image of the slit images S 11 to S 77, which is formed on the photodetection slit plate 78 (the reflected slit image) shifting in a direction perpendicular to the direction. その振動中心の各スリットに対するシフトは、フォーカス信号FSが合焦(後述するSカーブ信号波形上の零点)と判断されるときのウエハWの位置を、Z軸方向にシフトしたものと等価である。 Shift for each slit of the vibration center, the position of the wafer W when the focus signal FS is determined that the focus (zero point on the S-curve signal waveform to be described later), is equivalent to a shift in the Z-axis direction .
【0101】 [0101]
本実施形態では、平行平板ガラス74の回転駆動機構に設けられた不図示のロータリエンコーダの出力ENSが主制御装置20に供給され、主制御装置20ではそのロータリエンコーダの出力ENSに基づいて簡単な演算を行って平行平板ガラス74の回転角を算出するようになっている。 In the present embodiment, simple based on the parallel output ENS not shown rotary encoder provided on the rotation driving mechanism of the flat glass 74 is supplied to main controller 20, the main controller 20, the output ENS the rotary encoder and calculates the rotation angle of the parallel plate glass 74 performs an operation. かかる詳細は、例えば特開昭61−183928号公報などに開示されている。 Such details are disclosed in, for example, JP 61-183928 JP.
【0102】 [0102]
前記駆動部81には、主制御装置20からのオフセット指令値(OFS)が駆動信号として与えられるようになっている。 Wherein the drive section 81, an offset command value from the main controller 20 (OFS) is adapted to be supplied as a drive signal. 例えば、主制御装置20では、多点AF系(60a、60b)の後述するキャリブレーション時などにおいて、多点AF系(60a、60b)の各フォーカスセンサDの検出オフセットを調整するため、調整量に応じたオフセット指令値(OFS)を駆動信号として駆動部81内のモータドライバに与えて平行平板ガラス74の傾き量(回転角θ)を制御することができるようになっている。 For example, the main controller 20, the multipoint AF system (60a, 60b) in such time described later calibration of, for adjusting the detection offset of each focus sensor D of the multipoint AF system (60a, 60b), the adjustment amount It is given to the motor driver in the driver 81 and is capable of controlling the inclination of the parallel plate glass 74 (the rotation angle theta) as a drive signal to the offset command value (OFS) in response to.
【0103】 [0103]
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の場合、ウエハW上の検出点であるスリット像S 11 〜S 77のそれぞれと受光器80上のフォーカスセンサD 11 〜D 77とが1対1で対応し、各スリット像の位置のウエハW表面のZ位置の情報(フォーカス情報)が各フォーカスセンサDからの出力であるフォーカス信号FSに基づいて得られる。 Previous as is apparent from the discussion, in the present embodiment, each of the focus sensor D 11 to D 77 and a pair of the light receiver 80 of the slit images S 11 to S 77 is a detection point on the wafer W 1 correspondence, information in the Z position of the wafer W surface in the position of each slit image (focus information) is obtained on the basis of a focus signal FS is output from the focus sensor D.
【0104】 [0104]
前記選択装置75は、ここでは、マイクロプロセッサを含んで構成され、この選択装置75には、逆バイアス電圧が印加されたフォーカスセンサD 11 、D 12 、……D 77が不図示のスイッチ回路を介して接続されている。 The selection device 75, here, is configured to include a microprocessor, this selector 75, a focus sensor D 11, D 12 of the reverse bias voltage is applied, ...... D 77 is a switch circuit (not shown) They are connected to each other through. この選択装置75には、n本の出力線を介して信号処理装置71が接続されている。 The selection device 75, the signal processing unit 71 via the n output lines are connected. なお、以下の説明においては、一例としてn=12の場合について説明する。 In the following description, for the case of n = 12 as an example.
【0105】 [0105]
選択装置75は、所定の基準に基づいて、最大12本の出力線のそれぞれにスイッチ回路を介して49個のフォーカスセンサD 11 、D 12 、……D 77の内のいずれかを接続することにより、その出力線の一部を少なくとも含むフォーカスセンサの光電変換回路を閉じ、任意のフォーカスセンサの出力信号(任意のフォーカスセンサDの受光する光の強さに応じた光電流)を12本の出力線の内の所望の出力線を介して信号処理装置71に送るようになっている。 Selection device 75, based on a predetermined criteria, the focus sensor D 11 of 49 via a switching circuit to each up to 12 output lines, D 12, to connect one of the ...... D 77 Accordingly, the focus sensor comprising at least a portion of the output line to close the photoelectric conversion circuit, the twelve (photocurrent corresponding to the intensity of light received any focus sensor D) output signal of an arbitrary focus sensor It adapted to deliver to the signal processing unit 71 through a desired output line of the output lines. すなわち、選択装置75は、上述のようにして49個のフォーカスセンサの内から最大12個のフォーカスセンサを選択することにより、実質的に49個のフォーカスセンサの中からウエハWのフォーカス・レベリング制御などに用いられる最大12個のフォーカスセンサ、すなわち検出点を選択する。 That is, the selection device 75, by selecting up to 12 focus sensor from among the 49 pieces of focus sensor as described above, substantially focus leveling control of wafer W out of the 49 pieces of focus sensor up to 12 of the focus sensor used in such, that selects the detection point.
【0106】 [0106]
前記信号処理装置71は、12本の出力線にそれぞれ接続された12個の信号処理回路と、これに接続された出力回路とを備えている。 The signal processing unit 71 is provided with twelve signal processing circuits connected respectively to the 12 output lines, and an output circuit connected thereto. 各信号処理回路には位相同期検波回路(PSD)が内蔵されており、このPSDには発振器73からの駆動信号と同じ位相の交流信号が入力されている。 Each signal processing circuit contains a phase synchronous detection circuit (PSD) is the AC signal having the same phase as the driving signal from the oscillator 73 is inputted to the PSD. そして、各信号処理回路では、各出力線からの信号を上記の交流信号の位相を基準としてそれぞれ同期整流(同期検波)を行ない、ウエハW上の各スリット像S 11 〜S 77の場所のZ軸方向位置(フォーカス位置)に対応するフォーカス信号(焦点位置検出信号)FSを生成する。 Then, in the signal processing circuit, the signal from each output line performs each synchronous rectification (synchronous detection) based on the phase of the AC signal, Z location of the slit images S 11 to S 77 on the wafer W axial position focus signal corresponding to (focus position) (focal position detection signal) to generate the FS. そして、信号処理回路からのフォーカス信号FSは、出力回路によりデジタル変換され、シリアルデータとして主制御装置20に出力されるようになっている。 The focus signal FS from the signal processing circuit is digitally converted by the output circuit, and is output to the main control unit 20 as serial data.
【0107】 [0107]
ところで、各フォーカス信号FSは、いわゆるSカーブ信号と呼ばれ、受光用スリット板78の各スリット中心とウエハWからの反射スリット像の振動中心とが一致したときに零レベルとなり、ウエハWがその状態から上方に変位しているときは正のレベル、ウエハWが下方に変位しているときは負のレベルになる信号である。 Meanwhile, the focus signal FS is referred to as a so-called S-curve signal becomes a zero level when the vibration center of the reflected slit image from the slit center and the wafer W of the photodetection slit plate 78 are matched, the wafer W is its when the state is displaced upwardly a signal which becomes the negative level when the positive level, the wafer W is displaced downward. 従って、各フォーカス信号FSにオフセットが加えられていない状態では、主制御装置20によって、各フォーカス信号FSが零レベルになるウエハWの高さ位置(光軸方向位置)が合焦点としてそれぞれ検出されることになる。 Accordingly, in a state in which no offset was added to each focus signal FS, the main controller 20, the height position of the wafer W to each focus signal FS becomes the zero level (the optical axis direction position) is detected respectively as focus point It becomes Rukoto.
【0108】 [0108]
なお、主制御装置20では、後述する走査露光時等に、受光系60bからのフォーカス信号FSに基づいて不図示のウエハステージ駆動系を介してウエハテーブル54のZ軸方向への移動に加え、2次元的な傾斜(すなわち、θx,θy方向の回転)をも制御する、すなわち多点AF系(60a、60b)を用いてウエハテーブル54の移動を制御することにより、照明光ILの照射領域(照明領域IARと結像関係)内で投影光学系PLの結像面とウエハWの表面とを実質的に合致させるオートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。 In the main controller 20, the scanning exposure or the like to be described later, in addition to the movement in the Z-axis direction of wafer table 54 via a wafer stage drive system (not shown) on the basis of a focus signal FS from the light receiving system 60b, two-dimensional tilt (i.e., [theta] x, [theta] y rotation direction) also controls, that is, by controlling the movement of the wafer table 54 with the multipoint AF system (60a, 60b), the irradiation area of ​​illumination light IL to perform substantially the autofocus (automatic focusing) and auto-leveling to match the surface of the image plane and the wafer W of the projection optical system PL in (illumination area IAR and imaging relationship) within.
【0109】 [0109]
さらに、本実施形態の露光装置では、図示は省略されているが、ウエハW上のアライメントマーク(位置合わせマーク)、基準平面部材58上のスリット22、あるいは不図示の基準マーク板上の基準マークなどを検出するオフアクシス・アライメント系が投影光学系PLの鏡筒の側面に配置されている。 Furthermore, in the exposure apparatus of the present embodiment, although not shown, the alignment mark (alignment mark) on the wafer W, the reference mark on the reference mark plate of the slit 22, or (not shown) on the reference plane member 58 off-axis alignment system for detecting the like is disposed on the side surface of the barrel of the projection optical system PL. このアライメント系としては、例えばウエハW上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられる。 Indicators As the alignment system, for example, a broadband detection light beam that does not resist on the wafer W and exposed by irradiating the object mark, the image and not shown subject mark formed on the light receiving surface by reflected light from the target mark capturing of the image by using an imaging device (CCD etc.), FIA (Field image Alignment) system sensor by an image processing method which outputs their imaging signals are used. なお、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。 The present invention is not limited to the FIA ​​system irradiates a target mark coherent detection light, and detect the scattered light or diffracted light generated from the subject mark, two diffracted lights generated from the subject mark (e.g. the same order) be used alone or in appropriate combination alignment and detects an interference is of course possible.
【0110】 [0110]
前記主制御装置20は、ワークステーション(又はマイクロコンピュータ)などから成り、この主制御装置20には、図1に示されるように、信号処理回路42、処理駆動部56などが接続されている。 The main control unit 20 is composed of a workstation (or microcomputer), this main controller 20, as shown in FIG. 1, the signal processing circuit 42, such as processing driver section 56 is connected. また、主制御装置20には、図1に示されるように、ハードディスクなどから成る記憶装置51、及びキーボード、マウス等のポインティングデバイスや、CRT又は液晶パネル等のディスプレイを備えた入出力装置30が併設されている。 Further, the main controller 20, as shown in FIG. 1, the storage device 51 comprising a hard disk, and a keyboard, and a pointing device such as a mouse, output device 30 having a display such as a CRT or a liquid crystal panel are features.
【0111】 [0111]
次に、本実施形態の露光装置100における露光工程の動作について簡単に説明する。 Next, operation will be briefly described in the exposure process in the exposure apparatus 100 of the present embodiment.
【0112】 [0112]
まず、不図示のレチクル搬送系によりレチクルRが搬送され、ローディングポジションにあるレチクルステージRSTに吸着保持される。 First, the reticle R is transferred by a reticle transfer system (not shown) is attracted and held by the reticle stage RST in the loading position. 次いで、主制御装置20により、ウエハステージWST及びレチクルステージRSTの位置が制御され、レチクルR上に形成された不図示のレチクルアライメントマークの投影像(空間像)が空間像計測装置59を用いて後述するようにして計測され(図3参照)、レチクルパターン像の投影位置が求められる。 Then, the main controller 20, the position of wafer stage WST and the reticle stage RST is controlled, the projected image of the reticle alignment mark (not shown) formed on the reticle R (aerial image) by using the aerial image measuring device 59 are measured as described below (see FIG. 3), the projection position of the reticle pattern image is obtained. すなわち、レチクルアライメントが行われる。 In other words, the reticle alignment is performed.
【0113】 [0113]
次に、主制御装置20により、空間像計測装置59がアライメント系の直下へ位置するように、ウエハステージWSTが移動され、アライメント系によって空間像計測装置59の位置基準となるスリット22が検出される。 Then, the main controller 20, as aerial image measuring device 59 is located directly below the alignment system, wafer stage WST is moved, the slits 22 serving as a positional reference of the aerial image measuring device 59 by the alignment system is detected that. 主制御装置20では、このアライメント系の検出信号及びそのときのウエハ干渉計31の計測値、並びに先に求めたレチクルパターン像の投影位置に基づいて、レチクルRのパターン像の投影位置とアライメント系との相対位置、すなわちアライメント系のベースライン量を求める。 The main controller 20, the detection signal and the wafer interferometer 31 of the measurement value at that time of the alignment system, and based on the projection position of the reticle pattern image obtained in advance, the projection position and the alignment system of the pattern image of the reticle R the relative position between, i.e. obtaining the baseline amount of alignment system.
【0114】 [0114]
かかるベースライン計測が終了すると、主制御装置20により、例えば特開昭61−44429号公報などに詳細に開示されるEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のウエハアライメントが行われ、ウエハW上の全てのショット領域の位置が求められる。 When such base line measurement is completed, the main controller 20, for example, 4,780,617 No. EGA to be like disclosed in detail Publication (Enhanced Global Alignment) wafer alignment or the like is performed, on the wafer W the positions of all the shot areas are determined. なお、このウエハアライメントに際して、ウエハW上の複数のショット領域のうちの予め定められた所定のサンプルショットのウエハアライメントマークMwがアライメント系を用いて、前述した如くして計測される(図3参照)。 Note that when this wafer alignment, the predetermined sample shot wafer alignment mark Mw of a predetermined one of the plurality of shot areas on wafer W using alignment systems is measured in as described above (see FIG. 3 ).
【0115】 [0115]
次いで、主制御装置20では、上で求めたウエハW上の各ショット領域の位置情報及びベースライン量に基づいて、干渉計31、13からの位置情報をモニタしつつ、ウエハステージWSTを第1ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)に位置決めするとともに、レチクルステージRSTを走査開始位置に位置決めして、その第1ショット領域の走査露光を行う。 Then, the main controller 20, based on the position information and the baseline amount of each shot area on wafer W obtained by the above, while monitoring the position information from the interferometer 31,13, the wafer stage WST first while positioning the scan starting position for exposure of shot areas (acceleration starting position) to position the reticle stage RST in the scanning start position, perform the scanning exposure of the first shot area.
【0116】 [0116]
すなわち、主制御装置20では、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとのY軸方向逆向きの相対走査を開始し、両ステージRST、WSTがそれぞれの目標走査速度に達すると、照明光ILによってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。 That is, main controller 20 starts the Y-axis direction opposite of the relative scanning of reticle stage RST and wafer stage WST, both stages RST, the WST reaches the respective target scanning speeds, the reticle illumination light IL R the pattern region is illuminated started, and scanning exposure begins. この走査露光の開始に先立って、光源の発光は開始されているが、主制御装置20によってレチクルブラインドを構成する可動ブラインド12の各ブレードの移動がレチクルステージRSTの移動と同期制御されているため、レチクルR上のパターン領域外への照明光ILの照射が防止されることは、通常のスキャニング・ステッパと同様である。 Prior to the start of the scanning exposure, although light emission of the light source is started, the main controller 20 for movement of each blade of the movable blind 12 constituting the reticle blind is controlled synchronously with the movement of the reticle stage RST by , the irradiation of the illumination light IL to the pattern area outside of the reticle R can be prevented is the same as the normal scanning stepper.
【0117】 [0117]
主制御装置20では、特に上記の走査露光時にレチクルステージRSTのY軸方向の移動速度VrとウエハステージWSTのX軸方向の移動速度Vwとが投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比に維持されるようにレチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期制御する。 The main controller 20, particularly the speed ratio corresponding to the projection magnification of the X-axis direction moving speed Vw and the projection optical system PL in the Y-axis direction moving speed Vr and the wafer stage WST of the reticle stage RST during the scanning exposure described above synchronously controls reticle stage RST and wafer stage WST to be maintained.
【0118】 [0118]
そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上の第1ショット領域の走査露光が終了する。 Then, different areas in the pattern area of ​​reticle R are sequentially illuminated by ultraviolet pulse light, by illumination of the entire pattern area is completed, the scanning exposure of the first shot area on wafer W is completed. これにより、レチクルRの回路パターンが投影光学系PLを介して第1ショット領域に縮小転写される。 Thus, the circuit pattern of the reticle R is reduced and transferred onto the first shot region via the projection optical system PL.
【0119】 [0119]
こうして第1ショット領域の走査露光が終了すると、ウエハステージWSTを第2ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へ移動させるショット間のステッピング動作を行う。 Thus when the scanning exposure of the first shot area is completed, the stepping operation between shots of moving the wafer stage WST to a scanning starting position for exposure of the second shot area (acceleration starting position). そして、その第2ショット領域の走査露光を上述と同様にして行う。 Then, the scanning exposure of the second shot region in a similar manner as described above. 以後、第3ショット領域以降も同様の動作を行う。 Thereafter, the same operation is also the third shot region later.
【0120】 [0120]
このようにして、ショット間のステッピング動作とショットの走査露光動作とが繰り返され、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハW上の全てのショット領域にレチクルRのパターンが転写される。 In this way, the stepping operation and a shot of the scanning exposure operation between shots is repeated, the pattern of reticle R is transferred onto all the shot areas on the wafer W by the step-and-scan method.
【0121】 [0121]
ここで、上記の走査露光中には、前述のフォーカスセンサ(60a、60b)を用いて、前述したオートフォーカス・オートレベリングが行われる。 Here, during the scanning exposure described above, by using the focus sensor described above (60a, 60b), is performed autofocus auto-leveling described above.
【0122】 [0122]
ところで、上記の走査露光中に、レチクルRのパターンとウエハW上のショット領域に既に形成されたパターンとが正確に重ね合わせられるためには、投影光学系PLの光学特性やベースラインが正確に計測されていること、及び投影光学系PLの光学特性が所望の状態に調整されていることなどが重要である。 Incidentally, during the scanning exposure described above, in order to the pattern already formed on the shot area on the pattern and the wafer W of the reticle R are brought exactly superimposed is precisely the optical characteristics and baseline of the projection optical system PL it has been measured, and it is such important that the optical characteristics of the projection optical system PL is adjusted to a desired state. また、デフォーカスに起因する露光不良(例えば、いわゆる色むらなど)の発生なども防止するため、多点AF系(60a、60b)の調整が精度良く行われていることも重要である。 Further, exposure failure (e.g., so-called color shade) due to the defocus order also to prevent such occurrence of, it is also important that the adjustment of the multipoint AF system (60a, 60b) is accurately performed.
【0123】 [0123]
本実施形態では、上記の光学特性の計測や多点AF系(60a、60b)の調整の際に、空間像計測装置59を用いた空間像計測が行われる。 In the present embodiment, when the adjustment of the optical properties of the measurement and the multipoint AF system (60a, 60b), the aerial image measurement using the spatial image measuring device 59 is carried out. 従って、以下、この空間像計測装置59による空間像計測について詳述する。 Therefore, described below in detail aerial image measurement by the aerial image measuring device 59.
【0124】 [0124]
図3には、空間像計測装置59を用いて、レチクルRに形成された計測マークの空間像が計測されている最中の状態が示されている。 3 shows, using aerial image measuring unit 59, the aerial image of a measurement mark formed on the reticle R is shown the state of the process of being measured. レチクルRとしては、空間像計測専用のもの、あるいはデバイスの製造に用いられるデバイスレチクルに専用の計測マークを形成したものなどが用いられる。 The reticle R, those of aerial image measurement only, or such as those formed with dedicated measurement mark device reticle used in the manufacture of the device is used. これらのレチクルの代わりに、レチクルステージRSTにレチクルと同材質のガラス素材から成る固定のマーク板(レチクルフィデューシャルマーク板とも呼ばれる)を設け、このマーク板に計測マークを形成したものを用いても良い。 Instead of these reticles, fixed mark plate made of glass material of the reticle and the same material to the reticle stage RST (also referred to as a reticle fiducial mark plate) provided with a material obtained by forming a measurement mark in the mark plate it may be.
【0125】 [0125]
ここで、レチクルRには、図3に示されるように、所定の箇所にY軸方向に周期性を有するL/Sパターンから成る計測マークPMが形成されているものとする。 Here, the reticle R, it is assumed that way, measurement mark PM consisting of L / S patterns having a periodicity in the Y-axis direction at a predetermined position is formed as shown in FIG. また、空間像計測装置59のスリット板90には、図7(A)に示されるように、X軸方向に伸びる所定幅2Dのスリット22が形成されているものとする。 Further, the slit plate 90 of aerial image measuring device 59, as shown in FIG. 7 (A), it is assumed that the predetermined width 2D slit 22 extending in the X-axis direction is formed.
【0126】 [0126]
空間像の計測に当たり、主制御装置20により、可動レチクルブラインド12がブラインド駆動装置を介して駆動され、レチクルRの照明光ILの照明領域が計測マークPM部分のみに規定される(図3参照)。 The contact in the measurement of the aerial image, the main controller 20, the movable reticle blind 12 is driven through the blind drive, the illumination area of ​​illumination light IL on the reticle R is defined only in the measurement mark PM parts (see FIG. 3) . この状態で、照明光ILがレチクルRに照射されると、図3に示されるように、計測マークPMによって回折、散乱した光(照明光IL)は投影光学系PLにより屈折され、該投影光学系PLの像面に計測マークPMの空間像(投影像)PM'が形成される。 In this state, when the illumination light IL is irradiated on reticle R, as shown in FIG. 3, diffracted by the measurement mark PM, the scattered light (ie, the illumination light IL) is refracted by the projection optical system PL, the projection optical aerial image of the measurement mark PM on the image plane of the system PL (projection image) PM 'is formed. このとき、ウエハテーブル54は、空間像計測装置59のスリット板90上のスリット22の+Y側(又は−Y側)に前記空間像PM'が形成される位置に設定されているものとする。 At this time, the wafer table 54 is assumed to be set to the position where the aerial image PM 'is formed on the + Y side of the slit 22 on the slit plate 90 of aerial image measuring unit 59 (or the -Y side). このときの空間像計測装置59の平面図が図7(A)に示されている。 Plan view of the aerial image measuring device 59 at this time is shown in FIG. 7 (A).
【0127】 [0127]
そして、主制御装置20により、ウエハステージ駆動系を介してウエハテーブル54が図7(A)中に矢印Fで示されるように+Y方向に駆動されると、スリット22が空間像PM'に対してY軸方向に沿って走査される。 Then, the main controller 20, the wafer table 54 via a wafer stage drive system is driven in the + Y direction as indicated by the arrow F in FIG. 7 in (A), the slits 22 with respect to the spatial image PM ' It is scanned along the Y-axis direction Te. この走査中に、スリット22を通過する光(照明光IL)がウエハテーブル54内の光導出部、及び受光レンズ89を介して光センサ24で受光され、その光電変換信号が信号処理回路42を介して主制御装置20に供給される。 During this scanning, the optical outlet portion of the light (ie, the illumination light IL) is the wafer table 54 passing through the slit 22, and is received by the optical sensor 24 through the light receiving lens 89, the photoelectric conversion signal is a signal processing circuit 42 It is supplied to main controller 20 via. 主制御装置20では、その光電変換信号に基づいて空間像PM'に対応する光強度分布を計測する。 The main controller 20 measures the light intensity distribution corresponding to the aerial image PM 'based on the photoelectric conversion signal.
【0128】 [0128]
図7(B)には、上記の空間像計測の際に得られる光電変換信号(光強度信号)Pの一例が示されている。 In FIG. 7 (B), an example of a photoelectric conversion signal (light intensity signal) P obtained in the aerial image measurement described above is shown.
【0129】 [0129]
この場合、空間像PM'はスリット22の走査方向(Y軸方向)の幅(2D)の影響で像が平均化する。 In this case, the aerial image PM 'is image averaging the influence of the width (2D) in the scanning direction (Y axis direction) of the slit 22.
【0130】 [0130]
従って、スリットをp(y)、空間像の強度分布をi(y)、観測される光強度信号をm(y)とすると、空間像の強度分布i(y)と観測される強度信号m(y)の関係は次の(1)式で表すことができる。 Therefore, the slit p (y), the intensity distribution of the aerial image i (y), when the light intensity signal observed and m (y), the intensity signal is observed with the intensity of the aerial image distribution i (y) m relationship (y) can be expressed by the following equation (1). この(1)式において、強度分布i(y)、強度信号m(y)の単位は単位長さ当たりの強度とする。 In equation (1), the intensity distribution i (y), a unit of the intensity signal m (y) is the intensity per unit length.
【0131】 [0131]
【数1】 [Number 1]
【0132】 [0132]
【数2】 [Number 2]
【0133】 [0133]
すなわち、観測される強度信号m(y)はスリッ卜p(y)と空間像の強度分布i(y)のコンボリューションになる。 In other words, the observed intensity signal m (y) is the convolution of the slit Bok p (y) and the intensity of the aerial image distribution i (y).
【0134】 [0134]
従って、計測精度の面からは、スリット幅2Dは、小さいほど良く、本実施形態のようにPMTを光センサ24として用いる場合には、スリット幅が非常に小さくなっても走査速度を遅くして計測に時間を掛ければ光量(光強度)の検出は可能である。 Therefore, from the viewpoint of measurement accuracy, the slit width 2D is smaller well, when used as a light sensor 24 PMT as in the present embodiment, even if the slit width becomes very small at slow scan speed detection is possible by multiplying the time to the measurement light quantity (light intensity). しかしながら、現実には、スループットの面から空間像計測時の走査速度には、一定の制約があるため、スリット幅2Dがあまりにも小さいと、スリット22を透過する光量が小さくなり過ぎて、計測が困難となってしまう。 However, in reality, the scanning speed during aerial image measurement in terms of throughput, because there are certain restrictions, the slit width 2D is too small, the amount of light transmitted through the slit 22 is too small, the measurement it becomes difficult.
【0135】 [0135]
発明者がシミュレーション及び実験等により得た知見によれば、スリット幅2Dの最適値は、露光装置の解像限界ピッチ(デューティ比50%のL/Sパターンのピッチ)の半分程度となることが確認されたので、本実施形態では、そのように設定したものである。 According to the inventors was obtained by simulations and experiments such findings, the optimum value of the slit width. 2D, be a half of the resolution limit pitch of the exposure apparatus (the pitch of a duty ratio of 50% L / S pattern) since was confirmed, in the present embodiment is obtained by setting as such.
【0136】 [0136]
なお、前述の如く、スリット板90上には、第1スリット22y、第2スリット22xの計測方向が異なる2種類のスリットが設けられているが、これらを用いた空間像計測に際してその計測方向に対応する計測マークが用いられ、計測マークの投影像(空間像)の向きに平行なスリットだけに空間像が重なるようにスリット板90を空間像に対して走査するようになっている。 Incidentally, as described above, on the slit plate 90, a first slit 22y, but the measurement direction is two different slits of the second slit 22x is provided, in the measurement direction during the aerial image measurement using these corresponding measurement mark is used, which is a slit plate 90 as the aerial image overlap only parallel slits in the orientation of the projected image of the measurement mark (aerial image) to scan relative to the aerial image.
【0137】 [0137]
上述した空間像計測装置59及びそれを用いた空間像計測方法は、a. Aerial image measurement method using the spatial image-measuring device 59 and it above, a. ベストフォーカス位置の検出、b. Detection of the best focus position, b. XY面内でのパターン像の結像位置の検出、c. Detection of the imaging position of the pattern image in the XY plane, c. アライメント系のベースライン計測等に用いられる。 Used in the baseline measurement or the like of the alignment system.
【0138】 [0138]
本実施形態の露光装置100におけるc. c in the exposure apparatus 100 of the present embodiment. ベースライン計測については既に説明した。 It has already been described baseline measurement. また、b. In addition, b. XY面内でのパターン像の結像位置の検出は、本発明との関連が薄いため、以下、上記a. Detection of the imaging position of the pattern image in the XY plane, because the context of the present invention is thin, or less, above a. ベストフォーカス位置の検出について、説明する。 Detection of the best focus position will be described.
【0139】 [0139]
このベストフォーカス位置の検出は、例えば投影光学系PLのベストフォーカス位置の検出及び最良結像面(像面)の検出などの目的に用いられる。 The detection of the best focus position is used, for example, for such purposes as detecting the detection and the best imaging plane of the best focus position of projection optical system PL (image plane).
【0140】 [0140]
本実施形態では、一例として次のようにして投影光学系PLのベストフォーカス位置の検出を行う。 In the present embodiment, in the following manner to detect the best focus position of projection optical system PL as an example.
【0141】 [0141]
このベストフォーカス位置の検出には、例えば、解像限界付近の1次元方向(ここではY軸方向)に所定ピッチで配列された複数本ラインパターンから成るデューティ比50%の周期パターン、すなわちいわゆるロンキーグレーティング状のパターンが、計測マークPMとして形成されたレチクルRが用いられる。 The detection of the best focus position, for example, one-dimensional direction duty ratio of 50% of the period pattern composed of a plurality of line patterns arranged at a predetermined pitch in (where the Y-axis direction) in the vicinity of the resolution limit, or so-called Ronchi grating-like pattern, reticle R formed as measurement marks PM are used.
【0142】 [0142]
まず、不図示のレチクルローダにより、レチクルステージRST上にレチクルRがロードされる。 First, by a reticle loader (not shown), the reticle R is loaded on the reticle stage RST. 次に、主制御装置20では、投影光学系PLの視野内でベストフォーカス位置を計測すべき所定点(ここでは投影光学系PLの光軸上)にレチクルR上の計測マークPMが位置決めされるように、レチクルステージRSTを移動する。 Next, the main controller 20, measurement mark PM on the reticle R is positioned at a predetermined point to be measured to the best focus position within the field of projection optical system PL (here on the optical axis of the projection optical system PL) as such, to move the reticle stage RST.
【0143】 [0143]
次に、主制御装置20では、照明光ILが計測マークPM部分のみに照射されるように可動レチクルブラインド12を駆動制御して照明領域を規定する。 Next, the main controller 20, the illumination light IL to define the illumination area of ​​the movable reticle blind 12 is controlled and driven so as to irradiate only the measurement mark PM part. この状態で、主制御装置20では、照明光ILをレチクルRに照射して、前述と同様にして、ウエハテーブル54をY軸方向に走査しながら空間像計測装置59を用いて、計測マークPMの空間像計測を前述と同様にスリットスキャン方式により行う。 In this state, the main controller 20, by irradiating illumination light IL to the reticle R, in the same manner as described above, by using the aerial image measuring device 59 while scanning the wafer table 54 in the Y-axis direction, measurement marks PM the aerial image measurement of conducted by the same manner as described above the slit scan method. この際、主制御装置20では、スリット板90のZ軸方向の位置(すなわち、ウエハテーブル54のZ位置)を例えば0.1μmピッチで15ステップ程度)変化させつつ、複数回繰り返し、各回の光強度信号(光電変換信号)を内部メモリに記憶する。 At this time, the main controller 20, the position of the Z-axis direction of the slit plate 90 (i.e., Z position of the wafer table 54) about 15 steps, for example, 0.1μm pitch) while changing, repeated several times, each time light intensity signal (photoelectric conversion signal) stored in the internal memory. ステップ範囲は、例えば設計上のベストフォーカス位置をほぼ中心とする範囲で行われる。 Step range, for example, carried out in a range centered about the best focus position on the design.
【0144】 [0144]
主制御装置20は、上述のようにして内部メモリに記憶された光強度信号をそれぞれフーリエ変換し、それぞれの1次周波数成分と0次周波数成分の振幅比であるコントラストを評価量としてを求める。 The main controller 20, respectively Fourier transform of the light intensity signals stored in the internal memory as described above, obtaining the contrast is the amplitude ratio of the respective primary frequency component and a 0-order frequency components as an evaluation amount. このコントラストはフォーカス位置によって敏感に変化するので強度信号からベストフォーカス位置を決定するのに便利である。 This contrast is useful in determining the best focus position from the intensity signal so changes sensitively by the focus position. そして、主制御装置20では、一例として、横軸をフォーカス位置(Z位置)とし、縦軸をコントラストする座標系上に得られたコントラスト値のデータをプロットし、そのプロットデータを適当な関数(2次以上、例えば4〜6次関数)でフィッティングしてその関数曲線(以下、「コントラストカーブ」と呼ぶ)がピーク値を示すZ位置を算出することでベストフォーカス位置を求める。 Then, the main controller 20, as an example, the horizontal axis and the focus position (Z position) and the vertical axis plots the data of the obtained contrast value on the coordinate system of contrast, the plot data appropriate function ( second or higher, for example 4-6 linear function) fitting in with the function curve (hereinafter, referred to as "contrast curve") seek the best focus position by calculating the Z position indicating the peak value.
【0145】 [0145]
次に、本実施形態の露光装置100で行われる多点AF系の調整方法について詳述する。 Next, it will be described in detail adjustment method of the multipoint AF system that is performed in exposure apparatus 100 of the present embodiment. この多点AF系の調整は、以下のa. Adjustment of the multipoint AF system, following a. 〜c. ~c. の3つのステップに分けられる。 It is divided into three steps.
a. a. 多点AF系の光学調整(粗調整) Multipoint AF system optical adjustment (coarse adjustment)
b. b. センサ間オフセットの調整(多点AF系のファイン調整) Adjustment of the sensor between the offset (fine adjustment of the multipoint AF system)
c. c. フォーカスセンサ面キャリブレーション(フォーカスセンサ面の経時変化の管理) Focus sensor surface calibration (managing temporal change of focus sensor surface)
【0146】 [0146]
本実施形態のような多点AF系(60a,60b)では、検出点(スリット像)S 11 〜S 77それぞれに対応するフォーカスセンサD 11 〜D 77の検出原点の投影光学系PLのベストフォーカス面(最良結像面)からの相対距離(Z軸方向の位置ずれ量)を正確に計測する必要がある。 Multipoint AF system, such as in the present embodiment (60a, 60b) in the detection point (slit image) S 11 to S 77 best focus of the projection optical system PL of the detection origin of the focus sensor D 11 to D 77 corresponding to each face (the position displacement amount in the Z axis direction) relative distance from (best image plane) exactly it is necessary to measure.
【0147】 [0147]
多点AF系(60a,60b)では、前述の如く回転方向振動板76を変調器として用い、スリット像S 11 〜S 77の反射スリット像の受光用スリット板78上の各スリットに対する位置ずれ量をウエハW表面のZ位置に読み替えてフォーカス計測を行うようになっている。 Multipoint AF system (60a, 60b) in, using a rotational direction vibration plate 76 as described above as modulators, positional displacement amount of each slit on the photodetection slit plate 78 of the reflection slit image of the slit image S 11 to S 77 the now referred to as the Z position of the wafer W surface is adapted to perform focus measurement. そのため、機械的な原点に対して反射スリット像の位置ずれ誤差分のオフセットが生じる。 Therefore, positional displacement error of the offset of the reflected slit image to mechanical origin occur. これは複数のフォーカスセンサで光学系を共用する多点AF系では必ず生じる現象で、全てのフォーカスセンサのオフセットを機械的にゼロとするのは困難である。 This is necessarily occur phenomena in multipoint AF system sharing the optical system at a plurality of focus sensors, it is difficult to mechanically zero offset of all focus sensor.
【0148】 [0148]
また、多点AF系を構成する複数のフォーカスセンサの検出原点の集合によって形成される面の近似平面(以下、「フォーカスセンサ面」と呼ぶ)を完全に投影光学系の像面の近似平面に一致させることが理想的であるが現実的にはある程度機械的な誤差が生じる。 Further, the approximate plane of the plane formed by a set of detection origin of the plurality of focus sensors constituting the multipoint AF system (hereinafter, referred to as "focus sensor surface") in the approximate plane of the image plane of fully projection optical system Although it to match is ideal to some extent mechanical error occurs in practice.
【0149】 [0149]
以上のような種々の原点ずれの成分は記録可能なデータとして管理する必要がある。 Components of various origin shift as described above should be managed as a recordable data. 本実施形態の多点AF系のような光電式フォーカスセンサは被検面の原点からの光軸方向に関する距離に略比例した電圧値の信号を出力する。 Photoelectric focus sensor such as a multipoint AF system of the present embodiment outputs a signal having a voltage value substantially proportional to the distance in the optical axis direction from the origin of the test surface. これは、前述の如くSカーブ信号と呼ばれており、Z位置と電圧との関係を予め計測しておけば電圧値から正確な被検面のZ位置を測定することが出来る。 This is called S-curve signal as described above, it is possible to measure the Z position of the correct test surface from the voltage value be previously measured relationship between the Z position and the voltage. Z位置の原点ずれ、すなわち各フォーカスセンサDの検出原点の機械的な原点からのずれ量は残留オフセットとしてデジタルデータ等の記憶可能なデータに変換して、主制御装置20に接続された記憶装置51あるいは内部メモリなどに記憶しておけば各フォーカスセンサの正確な原点(検出オフセット)を管理することが可能になる。 Z origin position deviation, i.e. the amount of deviation from the mechanical origin detecting the origin of the focus sensor D is then converted into storable data, such as digital data as residual offset, which is connected to the main control unit 20 storage unit by storing such a 51 or internal memory can be managed accurately origin (offset detection) of the focus sensor.
【0150】 [0150]
多点AF系の各フォーカスセンサの最終的な検出オフセットを計測する前に、多点AF系のキャプチャーレンジ内(例えば原点を中心とする±10μm程度の範囲内)に投影光学系PLの像面を位置させる必要がある。 Before measuring the final detection offset of each focus sensor of the multipoint AF system, the image plane of the projection optical system PL in the multipoint AF system in the capture range within (e.g. within a range of about ± 10 [mu] m centered at the origin) it is necessary to position the. 光学調整の初期の段階では必ずしも多点AF系の各フォーカスセンサのキャプチャーレンジ内に像面が位置するとは限らない。 The image surface is not necessarily located necessarily multipoint AF system capture range of the respective focus sensors in the early stages of optical adjustment.
【0151】 [0151]
そのため、本実施形態では、主制御装置20は、多点AF系(60a,60b)の中央1点の検出点S 44のみを用いて、投影光学系PLの像面(この場合検出点S 44のベストフォーカス位置)を計測することとしている。 Therefore, in this embodiment, the main controller 20, the multipoint AF system (60a, 60b) by using only the detection point S 44 of the center point of the image plane of the projection optical system PL (in this case the detection point S 44 have decided to measure the best focus position) of the. これは、多点AF系であっても、中央1点の検出点のみを用いて計測する場合には、前述の平行平板ガラス74の角度を変化させることにより、キャプチャーレンジを中立点(真の原点)を中心とする±50μm程度の範囲まで拡大可能であるので光学調整が精密になされていなくても、投影光学系PLの像面にフォーカスの原点を設定することが可能だからである。 This may be a multipoint AF system, when measuring using only detection point of the center point, by changing the angle of the parallel plate glass 74 described above, the capture range neutral point (true since up to a range of about ± 50 [mu] m centered at the origin) can expand without optical adjustment is not made precisely is because it is possible to set the origin of the focus on the image plane of the projection optical system PL.
【0152】 [0152]
本実施形態では、この多点AF系の光学調整に際し、投影光学系PLの視野内の一部領域(固定レチクルブラインドの開口で設定可能な矩形領域(前述の照明領域IARに対応))内の複数の評価点(光軸上の評価点を含む)に対応して計測マークPMが形成されたレチクル(便宜上、「レチクルR1」と呼ぶ)が用いられる。 In the present embodiment, upon the optical adjustment of the multipoint AF system, in some areas within the field of projection optical system PL (fixed reticle blind opening can be set by the rectangular area (corresponding to the illumination area IAR previously described)) a plurality of evaluation points reticle to correspond to (including the evaluation point on the optical axis) measurement mark PM is formed (for convenience, referred to as "reticle R1") is used.
【0153】 [0153]
そして、主制御装置20では、平行平板ガラス74が任意の傾斜角度に設定された初期状態で、空間像計測装置59を用いて投影光学系PLの光軸上の評価点におけるベストフォーカス位置の計測を次のようにして試みる。 Then, the main controller 20, an initial state of the parallel plate glass 74 is set to an arbitrary angle of inclination, measured in the best focus position at the evaluation point on the optical axis of the projection optical system PL by using the spatial image measuring device 59 a try in the following manner.
【0154】 [0154]
まず、不図示のレチクルローダにより、レチクルステージRST上にレチクルR1がロードされる。 First, by a reticle loader (not shown), the reticle R1 is loaded on the reticle stage RST. 次に、主制御装置20では、レチクルR1上の中心に位置する計測マークPM(以下、識別のため「PM 」と記述する)が、投影光学系PLの光軸上に一致するように、レチクルステージRSTを位置決めする。 Next, the main controller 20, measurement mark PM is located in the center of the reticle R1 (hereinafter, referred to as "PM 1" for identification) so matches on the optical axis of the projection optical system PL, positioning the reticle stage RST.
【0155】 [0155]
次いで、投影光学系PLの光軸上の第1検出点に対応する計測マークPM 部分にのみ照明光ILが照射されるように、可動レチクルブラインド12を駆動制御して照明領域を規定する。 Then, as illumination light IL only measurement mark PM 1 part corresponding to the first detection point on the optical axis of the projection optical system PL is irradiated, to define the illumination area of the movable reticle blind 12 controls and drives.
【0156】 [0156]
この状態で、主制御装置20では、照明光ILをレチクルRに照射して、前述と同様にして、スリットスキャン方式により空間像計測装置59を用いて計測マークPMの空間像計測を、スリット板90のZ軸方向位置を所定ステップピッチで変化させながら繰り返し行う。 In this state, the main controller 20, by irradiating illumination light IL to the reticle R, in the same manner as described above, the aerial image measurement of measurement marks PM by using the spatial image measuring device 59 by the slit scan method, a slit plate the Z-axis direction position of the 90 repeated while changing a predetermined step pitch. その際に、主制御装置20では、検出点S 44に対応するフォーカスセンサD 44のみを選択装置75を介して選択し、そのフォーカスセンサD 44の検出値のみに基づいて基準平面部材58のスリット板90のZ軸方向の位置を制御する。 At that time, the main control unit 20 selects only focus sensor D 44 corresponding to the detected point S 44 via the selector 75, the reference plane member 58 based on only the detected value of the focus sensor D 44 slit controlling the position of the Z-axis direction of the plate 90. また、スリット板90の傾き、すなわちウエハテーブル54の投影光学系PLの光軸に直交するXY平面に対する傾斜は、前述したウエハ干渉計31、より正確には、ウエハテーブル54のピッチング、ローリングをそれぞれ検出する測長軸を有する一対のY干渉計(ピッチング干渉計として機能する)、X干渉計(ローリング干渉計として機能する)の計測値に基づいて、所望の一定角度となるように(例えばピッチング、ローリングがともに零となるように)制御することとしても良い。 The slope of the slit plate 90, i.e. inclined with respect to the XY plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL of the wafer table 54, wafer interferometer 31 described above, more precisely, the pitching of wafer table 54, rolling each a pair of Y interferometer having a measurement axis for detecting (which functions as a pitching interferometer), based on the measurement values ​​of X interferometer (which functions as a rolling interferometer), so as to obtain a desired constant angle (for example, pitching , may be rolling as both become zero) is controlled.
【0157】 [0157]
そして、主制御装置20では、その空間像の計測結果に基づいて前述と同様にして得られたコントラストカーブがピーク値を示すZ位置があるか否かを判断し、その判断が否定された場合には、駆動部81に適当なオフセット指令値(OFS)を駆動信号として与えて、平行平板ガラス74を所定量回転駆動して、再度、上記のベストフォーカス位置の計測を行う。 Then, the main controller 20, when the contrast curve obtained in the same manner as described above based on the measurement result of the aerial image is determined whether there is a Z position indicating the peak value, the determination is negative the appropriate offset command value to the driving unit 81 (OFS) given as a driving signal, a parallel plate glass 74 is driven a predetermined amount of rotation, again, to measure the best focus position of the. このようにして、主制御装置20では、平行平板ガラス74を所定量づつ回転しながら、ベストフォーカス位置の計測、コントラストカーブの算出を繰り返し、コントラストカーブにピーク値があらわれた段階で、そのピーク値に対応する光軸方向に関する位置Z を算出し、その位置Z を検出点S 44にほぼ一致する投影光学系PLの光軸上の評価点におけるベストフォーカス位置として内部メモリに記憶する。 In this way, the main controller 20, while rotating a predetermined amount at a time a parallel plate glass 74, the measurement of the best focus position, repeating the calculation of the contrast curve, at a stage where the peak value appeared in contrast curve, the peak value It calculates the position Z 1 an optical axis direction corresponding to and stored in the internal memory as the best focus position at the evaluation point on the optical axis of the projection optical system PL substantially coincides its position Z 1 to the detection point S 44.
【0158】 [0158]
次に、投影光学系PLの視野内の一部領域、すなわち前述の矩形領域(前述の照明領域IARに対応)内の複数の評価点におけるベストフォーカス位置の計測、すなわち投影光学系PLの像面の計測を、空間像計測装置59を用いて行うが、この方法としては、次の2つの方法を採用することが可能である。 Next, a partial region within the field of projection optical system PL, i.e. measurement of the best focus position at a plurality of evaluation points in the above-mentioned rectangular area (corresponding to the illumination area IAR previously described), i.e., the image plane of the projection optical system PL the measurement is performed by using the spatial image measuring device 59, but as this method can be adopted the following two methods.
【0159】 [0159]
<第1の像面計測方法> <First image plane measuring method>
主制御装置20では、投影光学系PLの視野内の第2評価点に対応するレチクルR1上の計測マークPM(以下、識別のため「PM 」と記述する)部分にのみ照明光ILが計測マークPM部分のみに照射されるように可動レチクルブラインド12を駆動制御して照明領域を規定する。 The main controller 20, the projection optical system measurement mark on the reticle R1 corresponding to the second evaluation point within the field of PL PM (hereinafter, "PM 2" and describes for identification) the illumination light IL measures only partially mark PM only part of the movable reticle blind 12 so as to be irradiated to the drive control to define the illumination area. この状態で、上記と同様に、フォーカスセンサD 44あるいは第2評価点の近傍の1つの検出点に対応するフォーカスセンサDの検出値のみに基づいて基準平面部材58のスリット板90のZ軸方向の位置を制御するとともに、スリット板90の傾きをウエハテーブル54のピッチング、ローリングをそれぞれ検出する一対のY干渉計(ピッチング干渉計として機能する)、X干渉計(ローリング干渉計として機能する)の計測値に基づいて制御して、スリットスキャン方式で計測マークPM の空間像計測及び第2評価点におけるベストフォーカス位置Z の検出を行って、その結果を内部メモリに記憶する。 In this state, similarly to the above, Z-axis direction of the slit plate 90 of the focus sensor D 44 or the reference plane member 58 based on only the detected value of the focus sensor D corresponding to one detection point near the second evaluation score controls the position, pitching inclination wafer table 54 of the slit plate 90, (functions as pitching interferometer) a pair of Y interferometer for detecting rolling respectively, X interferometer (which functions as a rolling interferometer) controlled based on the measurement values, by performing the detection of the best focus position Z 2 on aerial image measurement and the second evaluation score of the measurement mark PM 2 with slit scanning method, and the result is stored in the internal memory.
【0160】 [0160]
以後、主制御装置20では、上記と同様に、投影光学系PLの視野内の評価点を変更しつつ、計測マークPMについて空間像の計測及び投影光学系PLのベストフォーカス位置の検出を繰り返し行う。 Thereafter, the main control unit 20, similarly to the above, while changing the evaluation points in the field of projection optical system PL, repeats the detection of the best focus position of the measurement and the projection optical system PL of the spatial image for measurement mark PM . なお、主制御装置20は、第2評価点以降のベストフォーカス位置の計測に際しては、先に求めた位置Z を中心とする+Z側、−Z側の所定幅の範囲で、所定ステップピッチでスリット板90のZ位置を変更しながら、空間像計測を行う。 The main controller 20, upon measurement of the best focus position of the second evaluation point later, the center position Z 1 previously obtained the + Z side, a range of a predetermined width on the -Z side, at a predetermined step pitch while changing the Z-position of slit plate 90, performs spatial image measurement.
【0161】 [0161]
そして、主制御装置20は、上述のようにして得られた各ベストフォーカス位置Z 、Z 、……、Z に基づいて、所定の統計的処理を行うことにより、投影光学系PLの像面の近似平面(及び像面形状)を算出する。 Then, the main controller 20, the best focus position obtained as mentioned above Z 1, Z 2, ......, based on Z n, by performing a predetermined statistical process, the projection optical system PL It calculates the approximate plane of the image plane (and field shape). このとき、像面形状とは別に像面湾曲を算出することも可能である。 At this time, it is also possible to calculate a separate image plane curvature and the image plane shape.
【0162】 [0162]
投影光学系PLの像面、すなわち、最良結像面は、光軸からの距離が異なる無数の点(すなわち、いわゆる像の高さが異なる無数の点)におけるベストフォーカス点の集合から成る面であるから、このような手法により、像面形状及びその近似平面を容易にかつ正確に求めることができる。 Image plane of projection optical system PL, i.e., the best focus plane is a myriad of distance from the optical axis is different from the point (i.e., the height countless different from so-called image) in a plane consisting of a set of best focus point in because there, by this method, the image plane shape and approximate plane can be easily and accurately determined.
【0163】 [0163]
この第1の像面計測方法は、基準平面部材58(スリット板90)のスリット22の近傍で平面度が悪化している場合に、その位置を避けてフォーカス計測、管理などを行う必要がある場合にメリットがある。 The first image plane measuring method, when the flatness in the vicinity of the slit 22 of the reference plane member 58 (the slit plate 90) has deteriorated, it is necessary to perform focus measurement, management, etc. to avoid its position If there is a merit in. 例えば図4(B)の遮光膜(クロム膜)91の部分と反射膜(アルミニウム膜)83部分の境界はプロセス上レジストが残留しがちであるが、そのような場合にその境界部分に掛からない中央1点の検出点のみを用いてフォーカス計測を行うことができる。 For example, portions with the boundary of the reflective film (aluminum film) 83 parts of the light-shielding film (chromium film) 91 in FIG. 4 (B) tend to remain the process on the resist, not applied to the boundary portion in such a case it is possible to perform the focus measurement by using only the detection point of the center-point. この一方、後述するように、スリット板90を基準平面板として使用する場合には、クロム膜部分に多点AF系の検出点(スリット像)が掛からないようにすることが肝要である。 The other hand, as described later, when using the slit plate 90 as a reference plane plate, it is important to ensure that the detection points of the multipoint AF system in the chromium film portion (slit image) is not applied. 従って、上述の場合においても、仮に検出点S 44が上記の境界に掛かるような場合には、その近傍の検出点で境界に掛からない検出点に対応するフォーカスセンサ(フォーカスセンサ)Dを用いて、前述のフォーカス計測及び像面計測を行う必要がある。 Accordingly, in the above case also, if the case is detected points S 44 as applied to the boundary, using the focus sensor (focus sensor) D corresponding to detection point not placed on the boundary detection point in the vicinity thereof , it is necessary to perform the focus measurement and the image plane measurement described above.
【0164】 [0164]
なお、この第1の像面計測方法において、主制御装置20では、ウエハテーブル54を駆動する駆動装置内の前述の3つ(一組)のエンコーダ28の出力に基づいて前述のスリット板90の傾斜を制御することとしても良い。 Incidentally, in the first image plane measuring method, the main control unit 20, three of the aforementioned in the drive device for driving the wafer table 54 of the above-mentioned slit plate 90 on the basis of the output of the (pair) of the encoder 28 it is also possible to control the tilt.
【0165】 [0165]
<第2の像面計測方法> <Second image plane measuring method>
この第2の像面計測方法は、投影光学系PLの視野内の複数の評価点のそれぞれでその近傍に位置する検出点Sに対応するフォーカスセンサD、例えば露光領域IAの4隅及び中央に位置する合計5点の検出点S 31 、S 51 、S 44 、S 37 、S 57に個別に対応するフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57を選択し、それらのフォーカスセンサDの計測値に基づいて前述した像面計測の際のスリット板90のZ軸方向の位置及び傾斜を制御する点が前述の第1の像面計測方法と異なり、その他の点は、前述の第1の像面計測方法と同様である。 The second image plane measuring method, a focus sensor D corresponding to the detected point S which is located near each of the plurality of evaluation points within the field of projection optical system PL, for example, the four corners and the center of exposure area IA select focus sensor D 31, D 51, D 44 , D 37, D 57 individually corresponding to the sum detection points 5 points S 31, S 51, S 44 , S 37, S 57 which is located, their focus that controls the position and inclination of the Z-axis direction of the slit plate 90 at the time of the image plane measurements described above on the basis of the measured values ​​of the sensor D is different from the first image plane measuring method described above, the other points, the aforementioned it is similar to the first image plane measuring method.
【0166】 [0166]
そして、主制御装置20は、この場合にも得られた各ベストフォーカス位置Z 、Z 、……、Z に基づいて、所定の統計的処理を行うことにより、投影光学系PLの像面の近似平面(及び像面形状)を算出する。 Then, main controller 20, the respective best focus position obtained in each case Z 1, Z 2, ......, based on Z n, by performing a predetermined statistical process, an image of the projection optical system PL It calculates the approximate plane of the surface (and field shape). また、必要であれば、像面湾曲を算出しても良い。 Further, if necessary, it may be calculated curvature. なお、この第2の像面計測方法の利点については、後述する。 Note that the advantages of the second image plane measuring method will be described later.
【0167】 [0167]
次に、主制御装置20では、上述のようにして求められた投影光学系PLの像面の近似平面に、基準平面板の機能を有するスリット板90表面がなるべく平行になるように、その時点の調整状態の多点AF系(60a、60b)を用いて、ウエハテーブル54の傾斜をステージ駆動系を介して制御する。 Next, the main controller 20, the approximate plane of the image plane of the projection optical system PL that has been determined as described above, as the slit plate 90 surface with the function of the reference plane plate becomes possible parallel, the time using a multi-point AF system of the adjustment state (60a, 60b), for controlling the tilt of the wafer table 54 via a stage drive system. 次いで、主制御装置20では、この状態でウエハテーブル54のZ位置及び傾斜が維持されるように、前述のエンコーダ28を用いたサーボ制御を行いつつ、多点AF系(60a、60b)の光学調整を行う。 Then, the main controller 20, as the Z position and inclination of the wafer table 54 is maintained in this state, optics while performing servo control using the encoder 28 described above, the multipoint AF system (60a, 60b) make adjustments. この光学調整は、スリット板90の表面が多点AF系(60a、60b)の複数(この場合最大12個)のフォーカスセンサDの検出原点の近似平面から成る面(フォーカスセンサ面)が平行になるように、すなわち、選択された12個のフォーカスセンサの検出オフセットがなるべく平均化されるように、駆動部81を介して平行平板ガラス74の傾斜角を調整することにより行われる。 The optical adjustment surface multipoint AF system of the slit plate 90 (60a, 60b) a plurality plane (focus sensor surface) formed from the approximate plane of the detection origin of the focus sensor D (in this case up to 12) of parallel so that, i.e., is performed by detecting the offset of the 12 focus sensors selected as much as possible averaged to adjust the inclination angle of the parallel plate glass 74 via the driving unit 81.
【0168】 [0168]
なお、本実施形態では、レチクルR1に複数の計測マークPMを形成しておき、可動レチクルブラインド12によって各計測マークPMに照明光ILを順次照射して、それぞれの計測マークに対応する投影光学系PLの評価領域においてベストフォーカス位置を検出することとしたが、これに限らず、レチクルを移動してベストフォーカス位置を計測すべき複数点にそれぞれ計測マークPMを配置することとしても良い。 Incidentally, in this embodiment, by forming a plurality of measurement marks PM on the reticle R1, sequentially irradiating illumination light IL to each measurement mark PM by the movable reticle blind 12, a projection optical system corresponding to each measurement mark it is assumed that detects a best focus position in the evaluation region of the PL, not limited to this, it is also possible to arrange the respective measurement marks PM to multiple points to be measured best focus position by moving the reticle. この場合には、計測マークPMが1つだけのレチクルを用いることができる。 In this case, the measurement mark PM can be used reticle only one. また、レチクルステージRST上に基準板を設け、この基準板上に複数の計測マークPMを形成しても良い。 Further, the reference plate is provided on the reticle stage RST, it may form a plurality of measurement marks PM on the reference plate.
【0169】 [0169]
b. b. センサ間オフセットの調整(多点AF系のファイン調整) Adjustment of the sensor between the offset (fine adjustment of the multipoint AF system)
この多点AF系のファイン調整は、フォーカスセンサD 11 〜D 77個々の個体差及び調整誤差などに起因する相対的な計測誤差を極限まで小さく抑えるために必要な工程である。 Fine adjustment of the multipoint AF system is a necessary step in order to reduce the relative measurement error caused like focus sensor D 11 to D 77 each individual difference and adjustment error to the minimum.
【0170】 [0170]
この多点AF系のファイン調整では、平坦度の良好な平面板、例えば前述のスリット板90、スーパーフラットウエハあるいはウエハなどを、投影光学系PLの像面の近似平面に平行な状態に設定し、その平面板の傾きを維持しつつ、多点AF系の複数のフォーカスセンサ間の計測値の相対的なオフセットを計測する。 In the fine adjustment of the multipoint AF system, good flat plate flatness, for example, the aforementioned slit plate 90, and the super flat wafer or wafers, set parallel to the approximate plane of the image plane of the projection optical system PL , while maintaining the inclination of the flat plate, measuring the relative offsets in measurements between a plurality of focus sensors of the multipoint AF system. この多点AF系のファイン調整では、スリット板90などの平面板が搭載されたウエハテーブル54の静止性が上述のセンサ間オフセット計測にとって重要である。 In the fine adjustment of the multipoint AF system, still of wafer table 54 flat plate such as a slit plate 90 is mounted is important for sensor offset between the measurement described above. このため、本実施形態では、多点AF系のファイン調整中は、ウエハテーブル54を多点AF系(60a、60b)の計測値に基づくサーボモード(フォーカスサーボモード)で制御する。 Therefore, in the present embodiment, in the fine adjustment of the multipoint AF system controls the wafer table 54 in the multipoint AF system (60a, 60b) servo mode (focusing servo mode) based on the measurement values ​​of. すなわち、このフォーカスサーボモードでは、多点AF系(60a、60b)の複数のフォーカスセンサの中から選択された複数のフォーカスセンサの計測値を目標値(与えられた検出オフセット)と比較しながらサーボ制御が行われるため、前述したピッチング干渉計やローリング干渉計だけでウエハテーブル54を静止させる(姿勢を一定状態に維持する)よりも投影光学系PLに対して安定してスリット板90の姿勢を制御できる。 That is, in the focus servo mode, the multipoint AF system (60a, 60b) by comparing the measured values ​​of a plurality of focus sensor selected from a plurality of focus sensor target value (given offset detection) Servo because control is performed, a stable orientation of the slit plate 90 with respect to also the projection optical system PL than to stationary wafer table 54 only pitching interferometer and rolling interferometer described above (maintaining the posture constant state) It can be controlled.
【0171】 [0171]
主制御装置20は、例えば投影光学系PLの視野内の5点の検出点、例えば検出点S 31 、S 51 、S 44 、S 37 、S 57に個別に対応するフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57それぞれに、スリット板90を投影光学系PLの像面の近似平面に平行な状態にするのに必要な検出オフセットを目標値として与え、それらのフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57を用いてスリット板90の姿勢をサーボ制御しつつ、そのサーボ制御に使用されていない残り44個のフォーカスセンサDの検出オフセット(計測値)を取り込み、それらの値を内部メモリに記憶する。 Focus sensor D 31 main controller 20, which correspond individually to the example detection points 5 points within the field of projection optical system PL, for example, detection points S 31, S 51, S 44 , S 37, S 57, D 51 each D 44, D 37, D 57 , of providing a detectable offset required to bring the slit plate 90 in parallel to the approximate plane of the image plane of the projection optical system PL as a target value, their focus sensor D 31 while servo control the attitude of the slit plate 90 with a D 51, D 44, D 37, D 57, takes in the detection offset (measure) of the remaining 44 amino which is not used for servo control focus sensor D and stores those values ​​in the internal memory. このとき、サーボ制御に使用するフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57の目標値としてそれぞれ与えるべき検出オフセットは、上記の多点AF系(60a、60b)の光学調整後に前述の第1、第2の像面計測方法と同様の計測を再度行うことにより計測することが可能である。 At this time, the detection offset to give respectively as the target value of the focus sensor D 31, D 51, D 44 , D 37, D 57 to be used for servo control, the above multipoint AF system (60a, 60b) after the optical adjustment of the first above can be measured by performing a second image plane measuring method again the same measurement and.
【0172】 [0172]
但し、例えば前述の第2の像面計測方法により像面計測を行った場合には、その際に得られた選択されたフォーカスセンサの近傍の評価点におけるベストフォーカス位置に対するその選択されたフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57の検出オフセット値を、そのまま用いることが可能である。 However, for example, when performing image surface measured by the second image plane measuring method described above, the selected focus sensor for the best focus position at the evaluation point in the vicinity of the focus sensor selected obtained during the the detection offset value of D 31, D 51, D 44 , D 37, D 57, may be used as it is. 換言すれば、前述の多点AF系の光学調整の工程では、すなわち、前述した第2の像面計測方法では、その像面計測の際に、その後に続いて行われるセンサ間オフセットの調整の際にフォーカスサーボ時に各フォーカスセンサに与えるべきフォーカスオフセット値をその段階で入手できるという大きなメリットを有している。 In other words, in the process of optical adjustment of the multipoint AF system described above, i.e., in the second image plane measuring method described above, when the image plane measurement, then followed by the adjustment of the sensor between the offset to be performed It has a large advantage that the focus offset value to be applied to each focus sensor available at that stage when the focus servo when. この意味からすると、多点AF系の光学調整の工程では、前述の第2の像面計測方法を採用した方が、調整時間の短縮を図るという点では望ましいと言える。 From this sense, the process of optical adjustment of the multipoint AF system, is better to adopt a second image plane measuring method described above, in that shortening of the adjustment time can be said to be desirable.
【0173】 [0173]
上述の44点の検出点に個別に対応する44個のフォーカスセンサDの検出オフセットの計測が終了すると、主制御装置20では、それら44個のフォーカスセンサDの中から、その検出点がなるべく周辺部に位置する複数点、例えば6点の検出点Sに個別に対応するフォーカスセンサDを選択し、それらのフォーカスセンサDの計測値を目標値(上記で検出した検出オフセット)と比較しながらフォーカスサーボモードでスリット板90を制御し、最初にフォーカスサーボモードに用いた5つのフォーカスセンサの検出オフセットを再度計測して、その結果を内部メモリに記憶する。 When the measurement of the detection offset 44 of the focus sensor D corresponding individually to detection points 44 points above is completed, the main controller 20, a peripheral from among the 44 pieces of focus sensor D, the detection point is possible plural points located parts, for example, select a focus sensor D corresponding individually to the six-point detection point S, while compared with their target values ​​a measurement of focus sensor D and (detected offset detected above) focus controls slit plate 90 in the servo mode, initially by measuring the five detection offset of the focus sensor using the focus servo mode again, and the result is stored in the internal memory. これにより、多点AF系(60a、60b)のファイン調整が終了する。 Thus, fine adjustment of the multipoint AF system (60a, 60b) is completed.
【0174】 [0174]
ここで、本実施形態の露光装置100で行われる、上記のフォーカスサーボによる、センサ間オフセットの計測、調整方法は、ウエハテーブル54の制御性だけではなく、空気揺らぎの影響の排除の観点からも非常に有効である。 Here, is performed in exposure apparatus 100 of the embodiment, according to the focus servo, the measurement of the sensor between the offset adjustment method is not only the control of the wafer table 54, from the viewpoint of elimination of influence of air fluctuation it is very effective. その理由は、複数のフォーカスセンサDは、それぞれの検出点Sが高々20mm程度しか離れていないとともに、これに対応してフォーカスセンサ同士も互いに近接した位置に配置されているので、空気揺らぎが各フォーカスセンサDに与える影響は、センサ間ではほぼ均一であることから、空気揺らぎはフォーカスサーボにより計測値からはキャンセルされているからである。 The reason is that a plurality of focus sensor D, together with the respective detection points S is not separated at most 20mm or so, since Correspondingly is arranged in the focus sensor between even close to each other position, the air fluctuation each effect on the focus sensor D, since the inter-sensor is substantially uniform, air fluctuation is from being canceled from the measurement value by a focus servo.
【0175】 [0175]
本実施形態の露光装置100では、以上のような手順で調整が行われた多点AF系(60a、60b)を用いて、例えば前述の走査露光中などに前述のオートフォーカス・オートレベリングが行われるので、デフォーカスに起因する色むらなどのない、高精度なレチクルパターンの転写像のウエハ上での形成が可能となる。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, as described above procedure multipoint AF system adjustments are made (60a, 60b) with, for example, the aforementioned auto-focus Auto leveling lines, such as during scanning exposure described above since cracking, no such color unevenness due to the defocus, it is possible to form on the wafer of the transferred image of high precision reticle pattern.
【0176】 [0176]
また、前述した手法により空間像計測装置59を用いて計測された投影光学系PLの像面形状や像面湾曲などが正確に計測され、この計測結果に基づいて、主制御装置20により投影光学系PLの光学特性が不図示の調整装置を介して精度良く調整される。 Further, such an image surface shape and curvature of the projection optical system PL which is measured using the aerial image measuring device 59 is accurately measured by the method described above, based on this measurement result, the projection optical main controller 20 the optical properties of the system PL is accurately adjusted via an adjusting device (not shown). そして、この光学特性が調整された投影光学系PLを用いて前述の走査露光が行われるので、レチクルパターンとウエハW上のショット領域に既に形成されたパターンとを正確に重ね合わることが可能となる。 Since the scanning exposure described above with reference to optical properties adjusted projection optical system PL is performed, it is possible reticle pattern and the wafer W on the shot area on the already accurately and the formed pattern Kasaneawaru Become.
【0177】 [0177]
c. c. フォーカスセンサ面キャリプレーション(フォーカスセンサ面の経時変化の管理) Focus sensor surface Cal (managing temporal change of focus sensor surface)
露光装置100などの投影露光装置では、その使用中の投影光学系に照射される照明光を吸収することや、設置環境の大気圧の変化、その他の変動要因により、投影光学系の光学特性、例えば像面形状や像面傾斜などが経時的に変化することが知られている。 The projection exposure apparatus such as exposure apparatus 100, and absorbing the illumination light applied to a projection optical system that is in use, changes in atmospheric pressure of the installation environment, the other variables, the optical characteristics of the projection optical system, for example, the image plane shape and image plane tilt is known to vary over time. このような場合には、そのような像面形状や像面傾斜などの変化をモニタするとともに、それに応じて多点AF系(60a、60b)の調整、すなわちフォーカスセンサ面キャリブレーションを行う必要がある。 In such a case, with monitoring changes such as such image plane shape or image plane tilt, multipoint AF system accordingly (60a, 60b) adjustment, that is necessary to perform focus sensor surface calibration is there.
【0178】 [0178]
また、像面傾斜やフォーカスセンサ面のキャリブレーションは、本実施形態の露光装置100のように、空間像計測装置59を備える場合には、空間像計測を用いた各種計測のためにも、像面傾斜などの経時変化に起因するフォーカスセンサ面のキャリブレーションが重要である。 Moreover, calibration of the image plane tilt and focus sensor surface, as in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, when armed with the aerial image measuring device 59, also for a variety of measurement using the aerial image measurement, image calibration of the focus sensor surface due to aging, such as the surface inclination is important. その理由は次の通りである。 The reason for this is as follows.
【0179】 [0179]
空間像位置計測などの空間像計測に際しては、像面の近似平面内あるいは像面と平行で光軸方向に所定距離隔てた面(目標走査面)内でスリット22を空間像に対してスキャンする。 In the aerial image measurement, such as aerial image position measurement, scanning the slit 22 to the spatial image parallel to the optical axis direction and approximate plane or image plane of the image plane within a predetermined distance apart surface (target scanning surface) . この場合に、像面とスリットとの光軸方向の相対距離が変わると収差の影響が変化し、その結果空間像の計測結果が異なることとなるため、かかる事態の発生を防止するためにも、スリット22(スリット板90)を上記の目標走査面内で正確に走査する必要があるからである。 In this case, influence of aberration is changed when the relative distance in the optical axis direction of the image plane and the slit is changed, since the measurement results of the resulting aerial image is different, in order to prevent the occurrence of such a situation the slit 22 (slit plate 90) it is necessary to accurately scanned above the target scanning surface.
【0180】 [0180]
投影光学系PLの視野内の複数の評価点について、前述した方法により、空間像計測装置59を用いたベストフォーカス位置の計測を実行すれば、その計測結果に基づいて像面の近似面が求まり、その結果、その近似面とフォーカスセンサ面との相対的な傾きが求まる。 A plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system PL, and by the method described above, when making measurements of the best focus position using aerial image measuring device 59, Motomari approximation plane of the image plane based on the measurement result as a result, the relative inclination between the approximate plane and the focus sensor surface is obtained.
【0181】 [0181]
投影光学系PLの光学特性が何らかの原因により経時変化した場合も、上述の空間像計測を利用した像面形状、あるいは像面の近似平面の計測により、その経時変化をモニタすることが可能である。 Even if the optical characteristics of the projection optical system PL is changed with time for some reason, the image surface shape using the aerial image measurement described above or by measuring the approximate plane of the image plane, it is possible to monitor the time course . そして、経時変化が検出された場合には多点AF系(60a、60b)の複数のフォーカスセンサの検出オフセットを再度計測して、以前に計測されていたオフセット値を更新する必要がある。 When the aging is detected multipoint AF system (60a, 60b) and re-measuring the plurality of detection offset of the focus sensor, it is necessary to update the offset value which has been measured previously.
【0182】 [0182]
多点AF系(60a、60b)の全検出点について空間像計測装置59を用いた計測マークのベストフォーカス位置の計測を利用したフォーカスセンサの検出オフセット計測を実行しても良いが、本実施形態の露光装置100では、次のようにして、フォーカスセンサ面のキャリブレーションを、定期的にあるいは必要に応じて行うようになっている。 Multipoint AF system (60a, 60b) of may perform detection offset measurement of the focus sensor using the measurement of the best focus position of the measurement mark using aerial image measuring device 59 for all the detection points, the present embodiment in the exposure apparatus 100, as follows, the calibration of the focus sensor surface, and performs, if periodically or as necessary.
【0183】 [0183]
すなわち、主制御装置20では、投影光学系PLの視野内の3箇所以上の同一の評価点(各評価点は多点AF系の検出点の近傍に存在する)において、前述の空間像計測装置59を用いたベストフォーカス位置の計測を行う、前述の第2の像面計測方法を実行することにより、フォーカスセンサ面と投影光学系PLの像面(あるいはその近似平面)との相対的な角度変化をモニタしている。 That is, the main controller 20, the three or more same evaluation point within the field of projection optical system PL (each evaluation point is present in the vicinity of the multi-point detection points AF system), the above-described aerial image measuring device to measure the best focus position with 59, relative angle by performing a second image plane measuring method described above, the focus sensor surface and the image plane of the projection optical system PL and (or its approximate plane) It monitors the change.
【0184】 [0184]
図8には、一例として、視野内の5箇所の検出点S 31 、S 51 、S 44 、S 37 、S 57に個別に対応するフォーカスセンサD 31 、D 51 、D 44 、D 37 、D 57の検出原点によって構成されるフォーカスセンサ面FP、上記5箇所の検出点S 31 、S 51 、S 44 、S 37 、S 57それぞれの近傍の空間像コントラストカーブACに基づいて求められた投影光学系PLの像面の近似平面IPと、前記同様にして求められた投影光学系PLの像面の近似平面IP'との関係が、模式的に示されている。 8, as an example, detection points S 31 5 locations in the visual field, S 51, S 44, S 37, the focus sensor D 31, D 51, corresponding individually to S 57, D 44, D 37 , D focus sensor plane FP constituted by the detection origin 57, the detection point S 31 of the five locations, S 51, S 44, S 37, S 57 projection optical obtained based on the spatial image contrast curve AC in the vicinity of each and approximate plane IP of the image plane of the system PL, the relationship between Likewise approximate plane IP of the image plane of the projection optical system PL obtained 'are shown schematically.
【0185】 [0185]
そして、このようにして、図8に模式的に示されるように、フォーカスセンサ面FPからの投影光学系PLの像面IPの角度変化が計測された場合に、主制御装置20は、図9に模式的に示されるように、角度の変化から各フォーカスセンサの検出オフセットの補正値(図9中の黒矢印CV p,q参照)を演算にて求め、その補正値をもとの検出オフセット(図9中の白矢印OF p,q )に加算して新たな検出オフセットとする。 And, in this manner, as shown schematically in Figure 8, when the angle change of the image plane IP of the projection optical system PL from the focus sensor plane FP is measured, the main controller 20, FIG. 9 as shown schematically in, determined by the correction value from the angle change of the detection offset of each focus sensor (black arrow CV p, see q in Fig. 9) computation, based on the detected offset correction value It is added to the (white arrows oF p, q in FIG. 9) as a new detection offset. このようにすることにより、投影光学系PLの視野内の最低3点の評価点における空間像計測により、多点AF系(60a、60b)の全ての検出点に個別に対応するフォーカスセンサD 11 〜D 77の全てについて、検出オフセット(フォーカスオフセット)を更新することが可能となり、多点AF系(60a、60b)の全検出点について空間像計測装置59を用いた計測マークのベストフォーカス位置の計測を利用したフォーカスセンサの検出オフセット計測を行う場合に比べて、短時間で、かつ同等の精度でフォーカスセンサ面のキャリブレーションを行うことが可能となる。 By doing so, the aerial image measurement in the lowest three evaluation points within the field of the projection optical system PL, and focus sensor D 11 corresponding individually to all of the detection points of the multipoint AF system (60a, 60b) for all to D 77, it is possible to update the offset detection (focus offset), the multipoint AF system (60a, 60b) of the best focus position of the measurement mark using aerial image measuring device 59 for all the detection points as compared with the case of detecting the offset measurement of the focus sensor using measurement in a short time, and it is possible to perform calibration of the focus sensor surface with equal accuracy.
【0186】 [0186]
ところで、投影光学系PLの像面形状を正確に計測するためには、投影光学系PLの視野内の任意の評価点で空間像計測、及びその計測時のスリット板90の光軸方向に関する位置の計測が正確に行われる必要がある。 Meanwhile, in order to accurately measure the image plane shape of the projection optical system PL, aerial image measurement at any evaluation point within the field of projection optical system PL, and position an optical axis direction of the slit plate 90 at the time of measurement it is necessary to have the measurement is correctly performed. このためには、スリット板90は、その表面の平坦度が極力高いことが望ましく、スリット板90のスキャン中は常時フォーカスサーボによりその姿勢が制御されるべきである。 To this end, the slit plate 90, it is desirable as much as possible high flatness of the surface, during the scanning of the slit plate 90 should its attitude is controlled by constantly focusing servo.
【0187】 [0187]
しかるに、スリット板90の中心には前述のクロム膜から成る遮光膜91が存在し、特にその遮光膜91と周囲の反射膜83との境界で平坦度が悪化している。 However, the center of the slit plate 90 is present shielding film 91 made of the foregoing chromium film, in particular deteriorated flatness at the boundary between the reflective film 83 around its light shielding film 91.
【0188】 [0188]
そこで、本実施形態では、像面形状そのものを計測するに際しては、主制御装置20が、上記の境界にその検出点がかかるフォーカスセンサを選択装置を介して選択し、フォーカスサーボモードでスリット板90をスキャンするアルゴリズムが採用されている。 Therefore, in the present embodiment, when measuring the image plane shape itself, the main control unit 20 selects via the selection device focus sensor detection point to the boundary is applied, a slit plate in the focus servo mode 90 It has been adopted an algorithm to scan.
【0189】 [0189]
このように、本実施形態では、多点AF系(60a、60b)と基準平面板を兼ねたスリット板90を備えた空間像計測装置59との組み合わせ採用して、前述の像面計測などを行うことにより、正確に投影光学系PLの像面とスリット22との相対位置を管理できるようになっている。 Thus, in the present embodiment, the multipoint AF system (60a, 60b) and combination employed of aerial image measuring device 59 having the slit plate 90 which also serves as a reference plane plate, and the image plane measurements described above by performing, so as to manage the relative positions of the image plane and the slit 22 of exactly the projection optical system PL.
【0190】 [0190]
なお、このような計測は多点AF系(60a、60b)の光学調整前には困難であるが、いったん調整された後は、あらゆる計測に際して、前述のフォーカスサーボモードによるウエハテーブル54の制御を行うことが望ましい。 Although such measurement is difficult before the optical adjustment of the multipoint AF system (60a, 60b), after being once adjusted, during every measurement, the control of wafer table 54 by the above-described focus servo mode it is desirable to perform.
【0191】 [0191]
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置20によって制御装置、検出装置、演算装置が構成され、空間像計測装置59と主制御装置20とによって計測装置が構成され、ウエハ干渉計31と主制御装置20とによって傾斜検出系が構成されている。 As apparent from the above description, in the present embodiment, the control device by the main controller 20, the detection device, the computing device is configured, the measuring apparatus by the aerial image measuring device 59 and main controller 20 is configured, tilt detection system by the wafer interferometer 31 and the main controller 20 is configured. 但し、これに限らず、例えば主制御装置20によって構成される、制御装置、検出装置、演算装置などの構成各部の全てあるいは一部を、複数のハードウェアによって構成しても良い。 However, not limited thereto, for example, a main controller 20, the control device, detecting device, all or part of each component, such as a computing device may be configured by a plurality of hardware.
【0192】 [0192]
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置100によると、多点AF系(60a、60b)の調整、例えば複数のフォーカスセンサの検出原点のオフセット調整などのため、各フォーカスセンサの検出原点と投影光学系PLの像面との位置関係を計測する際に、多点AF系の照射系60aからの複数の検出光束が照射される物体として、その一部に空間像計測が可能なスリット22を有し、その表面の平坦度が高く設定された基準平面部材58が用いられている。 As described above in detail, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, adjustment of the multipoint AF system (60a, 60b), for example, such as for offset adjustment of the detection origin of the plurality of focus sensors, detection of the focus sensor when measuring the positional relationship between the origin and the image plane of projection optical system PL, as the object in which a plurality of detecting light beams from the irradiation system 60a of the multipoint AF system is irradiated, capable aerial image measuring part thereof has a slit 22, the reference plane member 58 flatness is set higher in its surface is used. このため、その基準平面部材58を用いた空間像計測により、前述の如く、投影光学系PLの像面の計測が可能となる。 Therefore, the aerial image measurement using the reference plane member 58, as described above, it is possible to measure the image plane of the projection optical system PL. また、複数のフォーカスセンサの検出原点のオフセット計測の際に、多点AF系を用いて基準平面部材58(より正確には、スリット板90)を投影光学系PLの像面に位置させることにより、そのオフセット計測を精度良く行うことが可能となる。 At the time of the offset measurement of the detection origin of the plurality of focus sensor (more precisely, the slit plate 90) reference plane member 58 with a multipoint AF system by positioning the the image plane of the projection optical system PL , it is possible to accurately the offset measurement. 従って、レジスト塗布、露光及び現像等を経ることなく、多点AF系(60a、60b)高精度な調整を、短時間で行うことが可能となる。 Therefore, resist coating, exposure and without undergoing a development like, multipoint AF system (60a, 60b) of the high-precision adjustments, it is possible in a short time.
【0193】 [0193]
これを更に詳述すると、本実施形態の露光装置100によると、多点AF系(60a、60b)の調整、特に前述のファイン調整に際して、主制御装置20が、多点AF系の複数の検出点S 11 〜S 77のうちの一部の検出点に対応するフォーカスセンサDを用いて常時その一部の検出点(例えば検出点S 31 、S 37 、S 44 、S 51 、S 57 )におけるその検出対象の物体である基準平面部材58(スリット板90)表面の投影光学系PLの光軸方向に関する位置を検出しながら、その基準平面部材58表面が予め、例えば前述の光学系調整工程で計測された既知の投影光学系PLの像面に一致するように基準平面部材58が搭載されたウエハテーブル54の位置を制御するとともに、一部の検出点を除く残りの検出点に個別に If this further detail, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, the multipoint AF system (60a, 60b) adjustment, particularly when the fine adjustment of the above, the main controller 20, a plurality of detection of the multipoint AF system point S 11 to S of using the focus sensor D corresponding to a part of the detection point always a part of the 77 detection points in (e.g. detection point S 31, S 37, S 44 , S 51, S 57) while detecting the positions in the optical axis direction of the projection optical system PL of the detection reference plane member 58 (the slit plate 90) is an object of the object surface, the reference plane member 58 surface in advance, for example, in the aforementioned optical system adjusting step It controls the position of wafer table 54 the reference plane member 58 is mounted so as to match the image plane of the measured known of the projection optical system PL, and separately the remaining detection points other than the part of the detection point 対応する各フォーカスセンサの検出原点の基準平面部材58表面、すなわち投影光学系PLの像面(の近似平面)からの光軸方向に関する位置ずれ量を対応するフォーカスセンサの検出オフセットとして検出する。 Reference plane member 58 surface of the corresponding detection origin of each focus sensor, i.e. for detecting a positional deviation amount with respect to an optical axis direction of the image plane of the projection optical system PL (the approximate plane of) the detection offset of the corresponding focus sensor. このため、投影光学系PLの像面に対して安定して基準平面部材58(スリット板90)を一致させた状態で、その位置制御に使用されていない残りのフォーカスセンサの検出オフセットを精度良く求めることが可能となる。 Therefore, in a state of being matched reference plane member 58 stably (slit plate 90) with respect to the image plane of the projection optical system PL, accurately detect offset of the remaining focus sensor which is not used for the position control It can be determined to become.
【0194】 [0194]
また、主制御装置20は、前記検出オフセットの検出後、前記残りの検出点に個別に対応するフォーカスセンサの少なくとも一部を用いて対応する検出点における基準平面部材58表面の光軸方向に関する位置を検出しながら、基準平面部材58表面が既知の投影光学系PLの像面に一致するようにウエハテーブル54の位置を制御するとともに、前記一部の検出点に個別に対応する各フォーカスセンサの検出原点の基準平面部材58表面、すなわち投影光学系PLの像面(の近似平面)からの光軸方向に関する位置ずれ量を対応するフォーカスセンサの検出オフセットとして検出する。 Further, main controller 20, after the detection of the detection offset positions in the optical axis direction of the reference plane member 58 surface at the corresponding detection point using at least a part of the focus sensor corresponding individually to the remaining detection points while detecting, with reference plane member 58 surface to control the position of wafer table 54 so as to match the image plane of the known of the projection optical system PL, and the respective focus sensors corresponding individually to the detection point of the portion reference plane member 58 surface of the detection origin, i.e. to detect the positional deviation amount with respect to an optical axis direction of the image plane of the projection optical system PL (the approximate plane of) the detection offset of the corresponding focus sensor. これにより、多点AF系(60a、60b)の全てのフォーカスセンサの検出オフセットを精度良く求めることができる。 This makes it possible to obtain the multipoint AF system (60a, 60b) to detect the offset of all the focus sensor of high accuracy.
【0195】 [0195]
この場合において、基準平面部材58に代えて、スーパーフラットウエハや、スリット22の存在しない基準平面板、あるいはデバイス製造用のウエハなどを、多点AF系の検出対象の物体として用いることは可能である。 In this case, instead of the reference plane member 58, and a super flat wafer, nonexistent reference plane plate of the slit 22, or the like wafers for device fabrication, it is used as an object to be detected of the multipoint AF system is possible is there.
【0196】 [0196]
また、本実施形態の露光装置100によると、多点AF系の調整、特にフォーカスセンサ面のキャリブレーションに際して、主制御装置20は、多点AF系(60a、60b)の複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面(フォーカスセンサ面)と投影光学系PLの像面の近似平面との成す角度の変化を検出する。 Further, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, adjustment of the multipoint AF system, in particular the focus sensor surface of the calibration, the main controller 20, a plurality of detecting the origin of the sensor of the multipoint AF system (60a, 60b) detecting a change in angle formed between the approximate plane formed from the set of (focus sensor surface) and the approximate plane of the image plane of the projection optical system PL. 次いで、主制御装置20は、その検出された角度の変化に基づいて前記各フォーカスセンサの検出オフセットの補正値を算出するとともに、その算出した補正値を予め検出された対応するフォーカスセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする。 Then, main controller 20 computes the correction value of the detection offset of each focus sensor based on the change in the detected angle, the detection offset of the focus sensor corresponding pre detected a correction value that is calculated and new detection offset is added to. このため、投影光学系PLの像面が経時的に変化した場合などにその像面の経時変化に対応してフォーカスセンサの検出オフセットの補正を簡易かつ正確に行うことが可能となる。 Thus, the image plane of the projection optical system PL becomes over time can be like in response to aging of the image surface when changed to correct the detected offset of the focus sensor easily and accurately. この場合において、フォーカスセンサ面と像面との成す角度の変化は、主制御装置20により、空間像計測装置59を用いて、投影光学系の視野内の少なくとも3つの評価点について、空間像計測の手法を利用してベストフォーカス位置の検出を行うことによって検出される。 In this case, the angle of change formed between the focus sensor surface and the image plane is measured by main controller 20, using the aerial image measuring device 59, for at least three evaluation points within the field of projection optical system, the spatial image measuring It is detected by the detection of the best focus position by using the technique. 従って、全ての検出点におけるベストフォーカス位置の計測を行うことなく、全てのフォーカスセンサの検出オフセットの調整が可能となる。 Thus, without performing the measurement of the best focus position in every detection point, it is possible to adjust the detection offset of all focus sensor. 従って、多点AF系の高精度な調整を短時間に行うことが可能となる。 Therefore, it is possible to perform in a short time with high precision adjustment of the multipoint AF system.
【0197】 [0197]
また、本実施形態の露光装置100によると、例えば前述の像面計測やベストフォーカス位置の検出のために空間像計測装置59を用いて空間像を計測する際に、主制御装置20が、多点AF系(60a、60b)の複数のフォーカスセンサの内の少なくとも一部の複数の特定フォーカスセンサの検出結果に基づいてウエハテーブル54上に一体的に設けられたスリット板90表面と投影光学系PLの像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるようにスリット板90の位置・姿勢を制御しながら、ウエハテーブル54と一体的にスリット板90を投影光学系の光軸方向に直交する面上で移動する。 Further, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, for example, when measuring the aerial image using the spatial image measuring device 59 for detection of the image plane measuring and best focus position described above, main controller 20, a multi point AF system (60a, 60b) a plurality of at least some of the plurality of slit plates 90 surface and the projection optical system provided integrally on the wafer table 54 on the basis of the detection result of the specific focus sensor of the focus sensor while the spacing and relative angle between the approximate plane of the PL image plane controls the position and orientation of the slit plate 90 to be a desired value, the light of the wafer table 54 integrally with the slit plate 90 projection optical system moving on a plane perpendicular to the axial direction. この場合、多点AF系(60a、60b)の複数の特定フォーカスセンサの検出結果に基づくサーボ制御(フォーカスサーボ制御)によりスリット板90の投影光学系PLとの間隔を一定に保ち、かつスリット板90と投影光学系PLの像面とを平行に保った状態で、スリット板90を空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が可能となる。 In this case, keeping the multipoint AF system (60a, 60b) the distance between the projection optical system PL of the slit plate 90 by a plurality of detection results in the servo control based on a particular focus sensor (focus servo control) of the constant and the slit plate 90 and while keeping in parallel to the image plane of projection optical system PL, since the slit plate 90 can relatively scanned with respect to the spatial image, it is possible to highly accurate aerial image measurement.
【0198】 [0198]
この場合において、主制御装置20では、前記特定フォーカスセンサとして、前記複数の検出点のうちスリット板90表面の平坦度の良好な位置に位置する検出点に対応するフォーカスセンサを選択装置を介して選択することができる。 In this case, the main controller 20, as the specific focus sensor, a focus sensor corresponding to the detection point located in a good position of the flatness of the plurality of slit plates 90 surface of the detection points via the selection device it can be selected. このため、上記のフォーカスサーボ制御に際して、スリット板90を投影光学系PLの像面とを正確に平行に保つことが可能となる。 Therefore, when the above-described focus servo control, it is possible to keep the slit plate 90 precisely parallel to the image plane of the projection optical system PL.
【0199】 [0199]
また、本実施形態の露光装置100では、例えば前述した第2の像面計測方法の実行に際して、主制御装置20が、投影光学系PLの視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定フォーカスセンサの検出結果に基づいてスリット板90の投影光学系PLの光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、スリット板90の光軸方向に関する位置を変化させて、スリット板90を光軸に直交する面内で移動して、複数の評価点それぞれに対応する計測マークPMの空間像を繰り返し計測する。 Further, in exposure apparatus 100 of the embodiment, for example, upon execution of the second image plane measuring method described above, main controller 20, the evaluation selected for each of the plurality of evaluation points in the field of projection optical system PL while controlling the position and orientation of the optical axis of the projection optical system PL of the slit plate 90 on the basis of a plurality of specific focus sensor detection results corresponding respectively to the detection point in the vicinity of the point, the direction of the optical axis of the slit plate 90 position by changing the moves in a plane perpendicular to the slit plate 90 to the optical axis, repeatedly measures an aerial image of the measurement mark PM corresponding to a plurality of evaluation points. この場合、主制御装置20は、上記のフォーカスサーボ制御によりスリット板90の投影光学系PLとの間隔、傾斜を一定に保った状態で、スリット板90を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 In this case, the main controller 20, the spacing between the projection optical system PL of the slit plate 90 by the focus servo control described above, while maintaining constant the inclination, relative scanning slit plate 90 with respect to the spatial image of the measurement mark since it, highly precise aerial image measurement, and thus performed at a plurality of positions in the optical axis direction and the respective evaluation points. そして、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて、主制御装置20が、各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系PLの像面を算出する。 Then, the measurement results, i.e. based on the measurement result of the aerial image at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, main controller 20 detects a best focus position at each evaluation point, the detection result based calculating the image plane of the projection optical system PL by a predetermined calculation. 従って、短時間でかつ投影光学系の像面を精度良く検出することができる。 Therefore, it is possible to accurately detect the image plane of the short time and at the projection optical system.
【0200】 [0200]
また、本実施形態の露光装置100によると、例えば前述した第1の像面計測方法の実行に際して、主制御装置20が、多点焦点位置検出系(60a、60b)を用いてスリット板90の投影光学系の光軸方向の位置を任意の1点の検出点(パターン板の平坦度が良好な領域内の検出点、例えば光軸上の検出点)で管理するとともに、傾斜検出系、例えばピッチング干渉計、ローリング干渉計を用いてスリット板90の光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、スリット板90の光軸方向に関する位置を変化させてスリット板90をウエハテーブル54と一体で光軸に直交する面内で移動して投影光学系PLの視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する。 Further, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, for example, upon execution of the first image plane measuring method described above, main controller 20, multiple point focal point position detection system (60a, 60b) of the slit plate 90 using detection points of an arbitrary point the position of the optical axis of the projection optical system (detection point flatness good area of ​​the pattern plate, for example the detection point on the optical axis) as well as manage, tilt detection system, for example, pitching interferometer, while managing inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the slit plate 90 with a rolling interferometer, the slit plate 90 by changing the position with respect to the optical axis direction of the slit plate 90 integrally with the wafer table 54 repeatedly measuring the aerial image of the corresponding measuring mark to a plurality of evaluation points in the field of view of the mobile to the projection optical system PL in a plane orthogonal to the optical axis. この場合、主制御装置20は、多点焦点位置検出系の1つのフォーカスセンサの検出結果に基づくサーボ制御によりスリット板90の投影光学系PLとの間隔を一定に保ち、かつ傾斜検出系の検出結果に基づいてスリット板90と投影光学系PLの像面とを平行に保った状態で、スリット板90を計測マークの空間像に対して相対走査できるので、高精度な空間像計測が、各評価点毎にかつ光軸方向に関する複数の位置で行われることとなる。 In this case, the main controller 20 keeps the servo control based on the detection result of one of the focus sensor of the multiple point focal point position detection system the distance between the projection optical system PL of the slit plate 90 fixed, and the inclination detection based detection of based on the results of the image plane of the projection optical system PL and the slit plate 90 while keeping in parallel, it is possible relative scanning slit plate 90 with respect to the spatial image of the measuring mark, highly precise aerial image measurement, each so that the performed at a plurality of positions in the optical axis direction and for each evaluation point. そして、主制御装置20は、その計測結果、すなわち評価点毎の光軸方向の複数の位置における空間像の計測結果に基づいて各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により投影光学系の像面を算出する。 Then, main controller 20, the measurement result, and detects the best focus position at each evaluation point based on the measurement result of the aerial image i.e. at a plurality of positions in the optical axis direction of each evaluation point, based on the detection result Te to calculate the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation. 従って、短時間でかつ投影光学系PLの像面を精度良く検出することができる。 Therefore, it is possible to accurately detect the image plane of the short time and at the projection optical system PL. 第1の像面計測方法では、焦点位置検出系は、必ずしも多点AF系でなくとも良い。 In the first image plane measuring method, the focal position detection system may not necessarily multipoint AF system.
【0201】 [0201]
更に、本実施形態の露光装置100では、以上のような手順で調整が行われた多点AF系(60a、60b)を用いて、例えば前述の走査露光中などに前述のオートフォーカス・オートレベリングが行われるので、デフォーカスに起因する色むらなどのない、高精度なレチクルパターンの転写像のウエハ上での形成が可能となる。 Further, in exposure apparatus 100 of the present embodiment, as described above procedure multipoint AF system adjustments are made (60a, 60b) with, for example, the aforementioned, such as during scanning exposure described above autofocus auto-leveling since is made, no such color unevenness due to the defocus, formed on the wafer of the transferred image of high precision reticle pattern becomes possible. また、前述した手法により空間像計測装置59を用いて計測された投影光学系PLの像面形状や像面湾曲などの計測結果に基づいて、主制御装置20により投影光学系PLの光学特性が不図示の調整装置を介して精度良く調整され、この調整後の投影光学系PLを用いて走査露光が行われるので、レチクルパターンとウエハW上のショット領域に既に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが可能となる。 Further, based on the measurement results, such as the image surface shape and curvature of the projection optical system PL which is measured using the aerial image measuring device 59 by the above-described method, the optical characteristics of the projection optical system PL by the main controller 20 is adjusted accurately via an adjusting device (not shown), the scanning exposure is performed by using the projection optical system PL after the adjustment, and a pattern already formed on the shot area on the reticle pattern and the wafer W accurately It can be overlaid to become.
【0202】 [0202]
なお、上記実施形態では、本発明がステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを基板に転写するとともに、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも本発明は適用することができる。 In the above embodiment, although the present invention has been described when applied to a projection exposure apparatus by a step-and-scan method is not limited to this, the pattern of the mask onto a substrate in a stationary state of the mask and the substrate as well as transfer, but the present invention to a step-and-repeat type exposure apparatus that moves sequentially steps the substrate may be applied.
【0203】 [0203]
また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレート上に液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、プラズマディスプレイや有機ELなどの表示装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、DNAチップなど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。 In the above embodiment, the present invention has been described when applied to the exposure apparatus for manufacturing semiconductor, not limited to this, for example, for transferring a liquid crystal display device pattern onto a rectangular glass plate exposure apparatus, a display device such as a plasma display or an organic EL, an exposure apparatus that transfers a device pattern for fabricating a thin-film magnetic head onto a ceramic wafer, and an imaging device (CCD etc.), micromachines, the manufacture of DNA chips to such use is the exposure apparatus can be applied. また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 In addition to micro devices such as semiconductor devices, optical exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, and in order to produce a reticle or mask used in an electron beam exposure device, a glass substrate or a silicon wafer, etc. also the present invention can be applied to an exposure apparatus for transferring a circuit pattern. ここで、DUV(遠紫外)光やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。 Here, DUV (far ultraviolet) at light or VUV (vacuum ultraviolet) exposure apparatus that uses such light generally transmissive reticle is used, a quartz glass as the reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped, fluorite, magnesium fluoride, or crystal are used. また、プロキシミティ方式のX線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。 Further, X-ray proximity type exposure apparatus, or a transmission mask (a stencil mask, a membrane mask) is an electron beam exposure device is used, such as a silicon wafer is used as the mask substrate.
【0204】 [0204]
また、上記実施形態では、光源としてKrFエキシマレーザ光源などの紫外光源、F レーザ、ArFエキシマレーザ等の真空紫外域のパルスレーザ光源を用いるものとしたが、これに限らずAr レーザ光源(出力波長126nm)などの他の真空紫外光源を用いても良い。 In the above embodiment, an ultraviolet light source such as KrF excimer laser light source as the light source, F 2 laser, it is assumed to use a pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region, such as ArF excimer laser, Ar 2 laser light source is not limited thereto ( output wavelength 126 nm) may be used other vacuum ultraviolet light source such as. また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)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。 Further, for example, not only the laser light output from each light source as vacuum ultraviolet light, infrared region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser, or a single-wavelength laser beam in the visible region, for example, erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)) is a fiber amplifier doped with, it may be used harmonic by converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
【0205】 [0205]
また、上記実施形態では、投影光学系として縮小系かつ屈折系を用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系として等倍あるいは拡大系を用いても良いし、屈折系、反射屈折系、あるいは反射系のいずれを用いても良い。 In the above embodiment has described the case of using a reduction system and a refraction system as the projection optical system is not limited thereto, it may be used magnification or enlargement system as the projection optical system, a refraction system, catadioptric system, or it may be either of a reflection system.
【0206】 [0206]
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系PLを露光装置本体に組み込み光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージRSTやウエハステージWSTを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより本実施形態の露光装置100を製造することができる。 The illumination optical system composed of a plurality of lenses, as well as a built-in optical adjustment to the projection optical system PL exposure apparatus main body, wiring is attached to the reticle stage RST and wafer stage WST comprising a number of mechanical parts to the main body of the exposure apparatus connect and piping, it is possible to manufacture the exposure apparatus 100 of the present embodiment by further the overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus is preferably performed in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
【0207】 [0207]
また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置100によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。 The semiconductor device includes the steps of performing a function and performance design of the device, the step of fabricating a reticle based on the designing step, a step of fabricating a wafer of silicon material, the pattern of the reticle by the exposure apparatus 100 of the embodiment described above the step of transferring the wafer, a device assembly step (dicing, bonding, including packaging step), and an inspection step or the like.
【0208】 [0208]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、請求項1〜6に記載の各調整方法によると、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことができるという効果がある。 As described above, according to the adjustment method according to claim 1 to 6, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system, there is an effect that can be performed in a short time.
【0209】 [0209]
また、請求項7〜9に記載の各空間像計測方法によると、高精度な空間像の計測が可能になるという効果がある。 Further, according to the aerial image measuring method according to claim 7-9, there is an effect that it becomes possible to measure the precise aerial image.
【0210】 [0210]
また、請求項10〜13に記載の各像面計測方法によると、投影光学系の像面を短時間でかつ精度良く検出することができるという効果がある。 Further, according to the image plane measuring method according to claim 10 to 13, there is an effect that the image plane of the projection optical system can be short time and accurately detected.
【0211】 [0211]
また、請求項14〜18に記載の各露光装置によると、多点焦点位置検出系の高精度な調整を、短時間で行うことができるという効果がある。 Further, according to the exposure apparatus according to claim 14 to 18, a highly accurate adjustment of the multipoint focal position detection system, there is an effect that can be performed in a short time.
【0212】 [0212]
請求項19〜21に記載の各露光装置によると、高精度な空間像の計測が可能になるという効果がある。 According to the exposure apparatus according to claim 19 to 21, there is an effect that it becomes possible to measure the precise aerial image.
【0213】 [0213]
また、請求項22〜25に記載の各露光装置によると、投影光学系の像面を短時間でかつ精度良く検出することができるという効果がある。 Further, according to the exposure apparatus according to claim 22 to 25, there is an effect that the image plane of the projection optical system can be short time and accurately detected.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 1 is a diagram schematically showing the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の空間像計測器の内部構成を示す図である。 2 is a diagram showing the internal configuration of the spatial image measuring instrument of FIG.
【図3】空間像計測器を用いてレチクル上の計測マークPMの空間像を計測しているときの様子を示す図である。 3 is a diagram showing the manner in which by using the spatial image measuring instrument measures the aerial image of the measurement mark PM on the reticle.
【図4】図4(A)は、基準平面部材を示す斜視図、図4(B)は基準平面部材の平面図である。 [4] FIG. 4 (A), a perspective view showing a reference plane member, FIG. 4 (B) is a plan view of the reference plane member.
【図5】焦点位置検出系、及び該焦点位置検出系の出力信号を処理するとともに、プレーンパラレルを駆動する処理駆動部の構成を概略的に示す図である。 [5] focus position detecting system, and while processing the output signal of the focal point position detection system is a diagram schematically showing a configuration of the processing driver for driving the plane parallel.
【図6】多点AF系の検出点であるスリット像の配置と露光領域との位置関係を示す図である。 6 is a diagram showing the positional relationship between the arrangement and the exposed areas of the slit image is detected points of the multipoint AF system.
【図7】図7(A)は、空間像の計測に際してスリット板上に空間像PM'が形成された状態の空間像計測器を示す平面図、図7(B)はその空間像計測の際に得られる光電変換信号(光強度信号)Pの一例を示す線図である。 [7] FIG. 7 (A) is a plan view showing an aerial image measuring instrument in the state-space image PM on the slit plate 'is formed upon the measurement of the aerial image, FIG. 7 (B) of the aerial image measurement an example of a photoelectric conversion signal (light intensity signal) P obtained in a graph showing the.
【図8】視野内の5箇所の検出点に個別に対応するフォーカスセンサの検出原点によって構成されるフォーカスセンサ面FP、上記5箇所の検出点それぞれの近傍の評価点についての空間像コントラストカーブACに基づいて求められた投影光学系PLの像面の近似平面IPと、前回の像面の近似平面IP'との関係を、模式的に示す図である。 [8] focus sensor surface formed by the detection origin of the focus sensor individually corresponding to the detection point of the five positions in the field of view FP, the aerial image contrast curve AC of the evaluation points in the vicinity of each detection point of the five locations and approximate plane IP of the image plane of the projection optical system PL obtained based on the relationship between the approximate plane IP of the previous image plane 'is a view schematically showing.
【図9】フォーカスセンサ面FPからの投影光学系PLの像面IPの角度変化から各フォーカスセンサの検出オフセットの補正値CV p,qと、もとの検出オフセットOF p,qとを加算して新たな検出オフセットを算出する様子を模式的示す図である。 [9] by adding the correction value CV p from the angle change of the image plane IP of the projection optical system PL from the focus sensor plane FP detection offset of each focus sensor, and q, based on the detection offset OF p, and q the manner of calculating a new offset detection Te illustrates schematically.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
20…主制御装置(制御装置、検出装置、演算装置、計測装置の一部、傾斜検出系の一部)、31…ウエハ干渉計(傾斜検出系の一部)、54…ウエハテーブル(テーブル)、58…基準平面部材(基準平面板)、59…空間像計測装置(計測装置の一部)、60a…照射系(多点焦点位置検出系の一部)、60b…受光系(多点焦点位置検出系の一部)、90…スリット板(パターン板)、100…露光装置、PL…投影光学系、W…ウエハ(感光物体)。 20 ... main control unit (control device, detection device, computing device, a part of the measuring device, a portion of the tilt detection system), 31 ... wafer interferometer (part of tilt detection system), 54 ... wafer table (Table) , 58 ... reference plane member (reference plane plate), 59 ... (a part of the measuring device) the aerial image measuring device, 60a ... (part of a multipoint focal position detecting system) irradiation system, 60b ... light receiving system (multi-point focus part of the position detecting system), 90 ... slit plate (pattern plate), 100 ... exposure apparatus, PL ... projection optical system, W ... wafer (photosensitive object).

Claims (25)

  1. 物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、 A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated detecting position information about the optical axis of the projection optical system of the object at the point, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system,
    前記各センサの検出原点と前記投影光学系の像面との位置関係を計測する際に、その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有し、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を、前記物体として用いることを特徴とする調整方法。 When measuring the positional relationship between the detection origin and the image plane of the projection optical system of each sensor has a measurement pattern capable aerial image measuring part thereof, flatness of the surface is set higher adjustment method the reference plane plate, which is characterized by using as the object was.
  2. 物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、 A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated detecting position information about the optical axis of the projection optical system of the object at the point, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system,
    前記複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて常時前記一部の検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記物体の位置を制御する第1工程と; While detecting the position about the optical axis direction of the object surface at the detection point at all times the part by using a sensor corresponding to the detection point of a portion of the plurality of detection points, said object surface is known a first step of controlling the position of the object to match the image plane of the projection optical system;
    前記第1工程と並行して、前記一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する第2工程と;を含む調整方法。 Wherein in parallel with the first step, the corresponding sensor the positional displacement amount related to the optical axis direction from the surface of the object detection origin of each sensor corresponding individually to the remaining detection points other than the detection point of the part the second step and the detecting as a detected offset; adjustment method comprising.
  3. 前記物体として、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を用いることを特徴とする請求項2に記載の調整方法。 Adjustment method according to claim 2, characterized by using as the object, the reference plane plate flatness is set higher in its surface.
  4. 前記残りの検出点に個別に対応するセンサの少なくとも一部を用いて対応する検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記物体の位置を制御する第3工程と; While detecting the position about the optical axis direction of the object surface in a corresponding detection point using at least a portion of the sensor corresponding individually to the rest of the detection points, an image the object surface is known of the projection optical system a third step of controlling the position of the object to match the surface;
    前記第3工程と並行して前記一部の検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する第4工程と;を更に含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の調整方法。 4 for detecting the position displacement amount related to the optical axis direction from the surface of the object detection origin of each sensor individually corresponding to the detection point of said portion in parallel with the third step as a detection offset corresponding sensor adjustment method according to claim 2 or 3, further comprising a; step and.
  5. 物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系を調整する調整方法であって、 A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated detecting position information about the optical axis of the projection optical system at the point, a method of adjusting a multiple point focal point position detection system,
    前記複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と前記投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出する第1工程と; A first step of detecting a change in angle formed between the approximate plane of the image plane of the projection optical system and the approximate plane formed from a set of the detection origin of the plurality of sensors;
    前記検出された角度の変化に基づいて前記各センサの検出オフセットの補正値を算出し、該算出された補正値を予め検出された対応するセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする第2工程と;を含む調整方法。 Based on the change in the detected angle to calculate a correction value of the detection offset of each sensor, is added to detect the offset of the corresponding sensor has been detected in advance a correction value issued the calculated and new detection offset the second step and; adjustment method comprising.
  6. 前記第1工程では、前記角度の変化の検出のため、空間像計測の手法を利用して前記像面の近似平面を検出することを特徴とする請求項5に記載の調整方法。 In the first step, for the detection of a change of the angle adjusting method according to claim 5, characterized in that to detect the approximate plane of the image plane by utilizing the technique of aerial image measurement.
  7. その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いる空間像計測方法であって、 A spatial image-measuring method using a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring part thereof,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用い、前記複数のセンサの内の少なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面と前記投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるように前記パターン板の位置・姿勢を制御しながら、前記パターン板を前記光軸方向に直交する面上で移動して空間像を計測することを特徴とする空間像計測方法。 A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated using multiple point focal point position detection system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the point, and the plurality of at least some of the plurality of detection results the pattern plate surface based on the specific sensor of the sensor said projection while the spacing and relative angle between the approximate plane of the image plane of the optical system to control the position and orientation of the pattern plate to a desired value, orthogonal on the surface of the pattern plate in the optical axis direction aerial image measurement method characterized by measuring the spatial image in moving.
  8. 前記特定センサは、前記複数の検出点のうち前記パターン板表面の平坦度の良好な位置に位置する検出点に対応するセンサであることを特徴とする請求項7に記載の空間像計測方法。 The specific sensor, aerial image measuring method according to claim 7, characterized in that the sensor corresponding to the detection point located in a good position of the flatness of the pattern plate surfaces of the plurality of detection points.
  9. 前記パターン板として、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板を用いることを特徴とする請求項7又は8に記載の空間像計測方法。 Wherein a pattern plate, the spatial image measuring method according to claim 7 or 8, characterized by using a reference plane plate flatness of the surface is set higher.
  10. その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いて投影光学系の像面を計測する像面計測方法であって、 A image plane measuring method for measuring the image plane of the projection optical system by using a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring part thereof,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用い、前記投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面の前記光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を前記光軸に直交する面内で移動して前記複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する空間像計測工程と; A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated using multiple point focal point position detection system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the point, the detection point in the vicinity of the evaluation points selected for each of the plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system each while managing the position and orientation of the optical axis direction of the corresponding plurality of detection results the pattern plate surface based on a specific sensor, by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate, the pattern plate and aerial image measuring step of measuring repeatedly the aerial image of a measurement mark moves in a plane orthogonal to the optical axis corresponding to the plurality of evaluation points;
    前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する算出工程と;を含む像面計測方法。 It said measuring detects the best focus position in the respective evaluation points based on the results, calculation step and calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based on the detection result; image plane measuring method comprising.
  11. 前記算出工程では、前記各評価点の近傍の検出点に個別に対応する前記各特定センサの検出原点の前記像面からの前記光軸方向の位置ずれ量に基づいて、前記各特定センサの検出オフセットを併せて算出することを特徴とする請求項10に記載の像面計測方法。 Wherein in the calculating step, on the basis of the positional deviation amount of the optical axis from the image plane of the detection origin of each particular sensor corresponding individually to the detection point in the vicinity of each evaluation point, the detection of each specific sensor the image plane measuring method according to claim 10, characterized in that to calculate together offset.
  12. その一部に空間像計測が可能な計測用パターンを有するパターン板を用いて投影光学系の像面を計測する像面計測方法であって、 A image plane measuring method for measuring the image plane of the projection optical system by using a pattern plate having a pattern for measurement capable aerial image measuring part thereof,
    物体上に検出光束を照射し、前記検出光束が照射される前記物体上の検出点からの反射光束をセンサで受光して前記検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する焦点位置検出系を用いて前記パターン板の前記光軸方向の位置を管理するとともに、前記焦点位置検出系とは異なる他の検出系を用いて前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を前記光軸に直交する面内で移動して前記投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する空間像計測工程と; Focus is irradiated with detection light beam onto an object, the detection light beam to detect the position information about the optical axis of the projection optical system at the detection point by receiving the reflected light beam by the sensor from the detection point on the object to be irradiated with using the position detecting system for managing the optical axis direction position of the pattern plate, the inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the pattern plate using other different detection systems and the focal position detection system while managing, corresponding to a plurality of evaluation points in the visual field of the projection optical system by moving the pattern plate by changing the position with respect to the optical axis direction of the pattern plate in a plane perpendicular to the optical axis and aerial image measuring step of measuring repeatedly the spatial image of the measuring mark;
    前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する算出工程と;を含む像面計測方法。 It said measuring detects the best focus position in the respective evaluation points based on the results, calculation step and calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based on the detection result; image plane measuring method comprising.
  13. 前記他の検出系として、前記パターン板が設けられた部材の前記光軸に直交する2軸回りの回転角を検出する一組の干渉計、及び前記部材を支持する複数の支持点それぞれの前記光軸方向に関する変位をそれぞれ検出する一組のエンコーダのいずれかを含む検出系を用いることを特徴とする請求項12に記載の像面計測方法。 As the other detection system, a set of interferometers for detecting the rotation angle of the two axes perpendicular to the optical axis of member to which the pattern plate is provided, and a plurality of support points each of said supporting the member the image plane measuring method according to claim 12 which comprises using a detection system comprising one of a set of encoder for detecting displacement relating to the optical axis direction.
  14. デバイスパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、 An exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object through a device pattern projection optical system,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における前記物体の前記投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する、多点焦点位置検出系と; A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated detecting position information about the optical axis of the projection optical system of the object at the point, and multipoint focal position detection system;
    前記物体が搭載されたテーブルと; And table the object is mounted;
    前記多点焦点位置検出系の前記複数の検出点のうちの一部の検出点に対応するセンサを用いて前記一部の検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記テーブルの位置を制御するとともに、前記一部の検出点を除く残りの検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出する制御装置と;を備える露光装置。 While detecting the position about the optical axis direction of the object surface at the detection point of said portion with a sensor corresponding to a portion of the detection points of the plurality of detection points of the multipoint focal position detection system, together with the object surface to control the position of the table to match the image plane of the known of the projection optical system, the detection origin of each sensor corresponding individually to the remaining detection points other than the detection point of the part controller and for detecting a positional deviation amount about the optical axis direction from the object surface as a detection offset of the corresponding sensor; exposure apparatus comprising a.
  15. 前記物体は、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板であることを特徴とする請求項14に記載の露光装置。 Wherein the object, an exposure apparatus according to claim 14, characterized in that a reference plane plate flatness of the surface is set higher.
  16. 前記制御装置は、前記検出オフセットの検出後、前記残りの検出点に個別に対応するセンサの少なくとも一部を用いて対応する検出点における前記物体表面の前記光軸方向に関する位置を検出しながら、前記物体表面が既知の前記投影光学系の像面に一致するように前記テーブルの位置を制御するとともに、前記一部の検出点に個別に対応する各センサの検出原点の前記物体表面からの前記光軸方向に関する位置ずれ量を対応するセンサの検出オフセットとして検出することを特徴とする請求項14又は15に記載の露光装置。 The control device, after detecting the detection offset, while detecting the position about the optical axis direction of the object surface in a corresponding detection point using at least a portion of the sensor corresponding individually to the rest of the detection points, together with the object surface to control the position of the table to match the image plane of the known of the projection optical system, said from the surface of the object detection origin of each sensor individually corresponding to the detection point of the part an apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that to detect the position shift amount associated with the direction of the optical axis as a detection offset of the corresponding sensor.
  17. デバイスパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、 An exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object through a device pattern projection optical system,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系と;、 A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated a multipoint focal position detecting system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the point;,
    前記複数のセンサの検出原点の集合から形成される近似平面と前記投影光学系の像面の近似平面との成す角度の変化を検出する検出装置と; A detection device for detecting an angle change of the form of the approximate plane of the image plane of the projection optical system and the approximate plane formed from a set of the detection origin of the plurality of sensors;
    前記検出装置により検出された角度の変化に基づいて前記各センサの検出オフセットの補正値を算出するとともに、その算出した補正値を予め検出された対応するセンサの検出オフセットに加算して新たな検出オフセットとする演算装置と;を備える露光装置。 Calculates a correction value of the detection offset of each sensor based on the detected change in the angle by said detection device, previously detected corresponding by adding the detection offset of the sensor new detection correction value that is calculated arithmetic unit and an offset; exposure apparatus comprising a.
  18. 前記投影光学系の像面を空間像計測の手法を利用して計測する計測装置を更に備え、 Further comprising a measuring device for measuring by using the technique of aerial image measurement image plane of the projection optical system,
    前記検出装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて前記角度の変化を検出することを特徴とする請求項17に記載の露光装置。 The detection device, an exposure apparatus according to claim 17, wherein detecting a change of the angle based on a measurement result of the measuring device.
  19. デバイスパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、 An exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object through a device pattern projection optical system,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系と: A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated multipoint and focus position detecting system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the point:
    前記感光物体が搭載されるテーブルと; A table in which the photosensitive object is mounted;
    前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置と; It has a pattern plate provided integrally on the table, and aerial image measuring unit that measures an aerial image by receiving light through a measurement pattern formed on the pattern plate;
    前記空間像計測装置による空間像の計測に際し、前記多点焦点位置検出系の前記複数のセンサの内の少なくとも一部の複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面と前記投影光学系の像面の近似平面との間隔と相対角度とが所望の値となるように前記パターン板の位置・姿勢を制御しながら、前記テーブルと一体的に前記パターン板を前記光軸方向に直交する面上で移動する制御装置と;を備える露光装置。 Upon measurement of the aerial image by the aerial image measuring device, the projection optical system and the pattern plate surface based on a detection result of at least some of the plurality of specific sensors of said plurality of sensors of the multipoint focal position detection system the spacing and relative angle between the approximate plane of the image plane while controlling the position and attitude of the pattern plate so as to have a desired value, perpendicular to the table and integral with the pattern plate in the optical axis direction of the controller and moving on the surface; exposure apparatus comprising a.
  20. 前記特定センサは、前記複数の検出点のうち前記パターン板表面の平坦度の良好な位置に位置する検出点に対応するセンサであることを特徴とする請求項19に記載の露光装置。 The specific sensor, the exposure apparatus according to claim 19, characterized in that the sensor corresponding to the detection point located in a good position of the flatness of the pattern plate surfaces of the plurality of detection points.
  21. 前記パターン板は、その表面の平坦度が高く設定された基準平面板であることを特徴とする請求項19又は20に記載の露光装置。 The pattern plate is an exposure apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that a reference plane plate flatness of the surface is set higher.
  22. デバイスパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、 An exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object through a device pattern projection optical system,
    物体上に複数の検出光束をそれぞれ照射し、前記検出光束が照射された前記物体上の複数の検出点からの反射光束を前記複数の検出点に個別に対応するセンサで受光して前記各検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する多点焦点位置検出系と: A plurality of detecting light beams were respectively irradiated on an object, the detection light beam each detected is received by a sensor corresponding individually to said plurality of detection points reflected light beams from the plurality of detection points on the object irradiated multipoint and focus position detecting system for detecting the position information about the optical axis of the projection optical system at the point:
    前記感光物体が搭載されるテーブルと; A table in which the photosensitive object is mounted;
    前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置と; It has a pattern plate provided integrally on the table, and aerial image measuring unit that measures an aerial image by receiving light through a measurement pattern formed on the pattern plate;
    前記投影光学系の視野内の複数の評価点毎に選択された該評価点の近傍の検出点にそれぞれ対応する複数の特定センサの検出結果に基づいて前記パターン板表面の前記光軸方向の位置及び姿勢を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて、前記パターン板を前記光軸に直交する面内で前記テーブルと一体で移動して前記複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する制御装置と; Position of the optical axis direction of the pattern plate surface based on the plurality of detection results of specific sensors corresponding respectively to the detection point in the vicinity of the plurality of evaluation points the evaluation points selected for each of the visual field of the projection optical system and while managing attitude, the pattern plate said position by changing the an optical axis direction of the pattern plate in a plane perpendicular to and moves integrally with the table of the plurality of evaluation points respectively to said optical axis a control device for measuring repeatedly aerial image of the corresponding measuring mark;
    前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する演算装置と;を備える露光装置。 It said measuring detects the best focus position in the respective evaluation points based on the result, the arithmetic unit and for calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based on the detection result; exposure apparatus comprising a.
  23. 前記演算装置は、前記ベストフォーカス位置の検出の過程で得られる前記各評価点の近傍の検出点に個別に対応する前記各特定センサの検出原点の前記像面からの前記光軸方向の位置ずれ量に基づいて、前記各特定センサの検出オフセットを併せて算出することを特徴とする請求項22に記載の露光装置。 The computing device, wherein the positional deviation of the optical axis direction from the image plane of the detection origin of each particular sensor corresponding individually to the detection point in the vicinity of the respective evaluation points obtained in the course of the detection of the best focus position based on the amount, the exposure apparatus according to claim 22, wherein the calculating together the detection offset of each particular sensor.
  24. デバイスパターンを投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、 An exposure apparatus for transferring onto the photosensitive object through a device pattern projection optical system,
    物体上に検出光束を照射し、前記検出光束が照射される前記物体上の検出点からの反射光束をセンサで受光して前記検出点における投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する焦点位置検出系と: Focus is irradiated with detection light beam onto an object, the detection light beam to detect the position information about the optical axis of the projection optical system at the detection point by receiving the reflected light beam by the sensor from the detection point on the object to be irradiated position detection system and:
    前記感光物体が搭載されるテーブルと; A table in which the photosensitive object is mounted;
    前記テーブル上に一体的に設けられたパターン板を有し、該パターン板に形成された計測用パターンを介した光を受光して空間像を計測する空間像計測装置と; It has a pattern plate provided integrally on the table, and aerial image measuring unit that measures an aerial image by receiving light through a measurement pattern formed on the pattern plate;
    前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を少なくとも検出可能な傾斜検出系と; The inclination with respect to a plane perpendicular to the optical axis of said pattern plate and at least a detectable slope detection system;
    前記焦点位置検出系を用いて前記パターン板の前記光軸方向の位置を管理するとともに、前記傾斜検出系を用いて前記パターン板の前記光軸に直交する面に対する傾斜を管理しつつ、前記パターン板の前記光軸方向に関する位置を変化させて前記パターン板を前記テーブルと一体で前記光軸に直交する面内で移動して前記投影光学系の視野内の複数の評価点それぞれに対応する計測マークの空間像を繰り返し計測する制御装置と; Wherein manages the said optical axis direction position of the pattern plate using the focal position detection system, while managing inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the pattern plate using the tilt detection system, the pattern the corresponding measurement to a plurality of evaluation points of the optical axis direction position by changing the related orthogonal to the pattern plate in the optical axis integrally with the table within the field of the projection optical system by moving in the plane of the plate a control unit for repeatedly measuring the aerial image of a mark;
    前記計測結果に基づいて前記各評価点におけるベストフォーカス位置を検出するとともに、その検出結果に基づいて所定の演算により前記投影光学系の像面を算出する演算装置と;を備える露光装置。 It said measuring detects the best focus position in the respective evaluation points based on the result, the arithmetic unit and for calculating the image plane of the projection optical system by a predetermined calculation based on the detection result; exposure apparatus comprising a.
  25. 前記傾斜検出系は、前記テーブルの前記光軸に直交する2軸回りの回転角を検出する一組の干渉計、及び前記テーブルを支持する複数の支持点それぞれの前記光軸方向に関する変位をそれぞれ検出する一組のエンコーダのいずれかを含むことを特徴とする請求項24に記載の露光装置。 The tilt detection system, a pair of interferometers for detecting the rotation angle of the two axes perpendicular to the optical axis of the table, and a displacement for a plurality of support points of each of the optical axis direction to support the table, respectively an apparatus according to claim 24, characterized in that it comprises one of a set of encoder that detects.
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