JP2005310832A - Stage control method, exposure method and stage apparatus - Google Patents

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信二 若本
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage control method and a stage apparatus for controlling a mask stage for holding a mask to which a pattern is formed and a substance stage for holding a substance to which the pattern is transferred, a stage apparatus, and an exposure method utilizing the stage control method with which high precision exposure can be realized within a short period of time. <P>SOLUTION: In a sub-routine 601, when a wafer stage is moving in the X-axis direction, bending in the X-axis and Z-axis directions of a moving mirror for measuring Y-position extending in the X-axis direction is detected with an interferometer for measuring amount of yawing within the XY plane of a wafer stage. In a sub-routine 603, burning of the predetermined pattern to the wafer is conducted by taking the detected bending of the moving mirror into consideration and a residual error of bending of the moving mirror is detected from the result of such burning process. In the exposure of the step 613, the residual error is defined as the correcting value of the measurement result of pitching amount of the wafer stage and relative displacement of a reticle stage RST resulting from an Abbe error is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステージ制御方法、露光方法及びステージ装置に係り、さらに詳しくは、パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法及びステージ装置、該ステージ制御方法を用いた露光方法に関する。   The present invention relates to a stage control method, an exposure method, and a stage apparatus, and more specifically, a stage that controls a mask stage that holds a mask on which a pattern is formed and an object stage that holds an object to which the pattern is transferred. The present invention relates to a control method, a stage apparatus, and an exposure method using the stage control method.

従来より、半導体素子(集積回路)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスクステージ(レチクルステージ)に保持されたマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターンの像を、投影光学系を介して、物体ステージ上に保持されレジスト(感光剤)が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光性の基板(以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ)上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、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)が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査しつつ露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)も注目されている。   Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (integrated circuit) or a liquid crystal display element, a pattern of a mask or a reticle (hereinafter referred to as “reticle”) held on a mask stage (reticle stage) is used. An image is held on a photosensitive substrate (hereinafter referred to as “substrate” or “wafer”) such as a wafer or a glass plate which is held on an object stage and coated with a resist (photosensitive agent) via a projection optical system. A projection exposure apparatus for transferring to each shot area is used. As this type of projection exposure apparatus, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) has been conventionally used, but recently, a step-and-repeat that performs exposure while synchronously scanning a reticle and a wafer. A scanning projection exposure apparatus (so-called scanning stepper) is also attracting attention.

これらの露光装置においては、露光精度の観点からレチクル又はウエハを保持する両ステージの制御精度を向上させるべく、各ステージの位置情報を計測する干渉計の測長ビームを反射するためステージ上に延設された移動鏡(平面鏡)の微小な歪み(いわゆる移動鏡曲がり)を干渉計自体の計測結果や実際の露光結果などから検出し、検出された移動鏡曲がりを考慮しつつそのステージの制御を行っている。   In these exposure apparatuses, in order to improve the control accuracy of both stages holding the reticle or wafer from the viewpoint of exposure accuracy, it is extended on the stage to reflect the measurement beam of the interferometer that measures the position information of each stage. A small distortion (so-called moving mirror bending) of the moving mirror (plane mirror) is detected from the measurement results of the interferometer itself and the actual exposure result, and the stage is controlled while taking into account the detected moving mirror bending. Is going.

例えば、ステージを移動鏡の延設方向に沿って移動させながらステージに保持された基板上に所定パターンを順次転写していき、基板上に形成された所定パターン像の位置ずれ量から移動鏡曲がりを検出する方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。また、移動鏡の延設方向に沿って所定間隔でステージを移動させつつ、その延設方向に沿って所定間隔を隔てて互いに平行に照射される測長ビームにより計測されるステージの位置情報の差分を、その移動鏡の局所的な傾斜として順次計測していき、その差分の積算値に基づいて移動鏡曲がりを検出していく方法も提案されている(例えば、特許文献2等参照)。   For example, a predetermined pattern is sequentially transferred onto a substrate held on the stage while moving the stage along the extending direction of the movable mirror, and the movable mirror is bent from the amount of positional deviation of the predetermined pattern image formed on the substrate. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, while moving the stage at a predetermined interval along the extending direction of the movable mirror, the position information of the stage measured by the length measuring beams irradiated in parallel with each other at a predetermined interval along the extending direction. There has also been proposed a method in which the difference is sequentially measured as a local inclination of the moving mirror, and the bending of the moving mirror is detected based on the integrated value of the difference (see, for example, Patent Document 2).

このように、露光精度の向上に伴いステージ制御の更なる高精度化が要求されており、移動鏡曲がりまでもが懸案事項とされるまでに至っている。しかしながら、特許文献1に開示された、露光結果から移動鏡の曲がりを検出する方法は、実際の露光結果を用いているので検出精度が非常に良好ではあるが、パターンを実際にウエハ上に転写し、そのウエハを現像する必要があり、時間的な観点からすれば有利な方法ではなく、複数回の計測には不向きである。また、この方法では、実際にウエハ上へのパターンの転写が可能な範囲に対応する移動鏡曲がりしか検出することができず、移動鏡の反射面全域の曲がりを実際に計測できるわけではないという不都合もあった。   As described above, further improvement in stage control is required with improvement in exposure accuracy, and even moving mirror bending has become a matter of concern. However, although the method disclosed in Patent Document 1 for detecting the bending of the movable mirror from the exposure result uses the actual exposure result, the detection accuracy is very good, but the pattern is actually transferred onto the wafer. However, it is necessary to develop the wafer, which is not advantageous from a time point of view, and is not suitable for multiple measurements. Further, this method can only detect the bending of the moving mirror corresponding to the range in which the pattern can be actually transferred onto the wafer, and cannot actually measure the bending of the entire reflecting surface of the moving mirror. There was also inconvenience.

また、干渉計の計測値の差分の積算値から移動鏡曲がりを検出する方法では、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数成分が、測長ビームの間隔によって限定されてしまうという不都合があった。   Further, in the method of detecting the moving mirror bending from the integrated value of the difference between the measurement values of the interferometer, there is a disadvantage that the spatial frequency component of the movable mirror bending that can be detected is limited by the distance between the length measuring beams.

さらに最近では、投影光学系の光軸に直交する平面内におけるウエハを保持するウエハステージの位置のみならず、その平面に対するウエハステージの傾斜も干渉計により計測されるようになってきている。この場合、この干渉計によって計測されるウエハステージの傾斜により生ずるいわゆるアッベ誤差を補正するため、そのアッベ誤差分だけ例えばレチクルを保持するレチクルステージの位置をウエハステージの位置に対し相対的にずらすなどしてレチクルステージとウエハステージとの相対位置を制御している。   More recently, not only the position of the wafer stage that holds the wafer in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system but also the tilt of the wafer stage relative to the plane has been measured by an interferometer. In this case, in order to correct a so-called Abbe error caused by the tilt of the wafer stage measured by the interferometer, the position of the reticle stage holding the reticle is shifted relative to the position of the wafer stage by the Abbe error, for example. Thus, the relative position between the reticle stage and the wafer stage is controlled.

この方法、すなわちウエハステージの傾斜を計測し、その計測結果に基づきアッベ誤差分の補正を行う方法では、その平面に直交する方向に関する移動鏡曲がりも懸案事項となっており、その曲がりを補正する方法も提案されている(例えば、特許文献3等参照)。このように、移動鏡に対する測長ビームの照射ポイントは増加の一途を辿っており、移動鏡曲がりも多面的に検出する必要が生じている。   In this method, that is, the method of measuring the tilt of the wafer stage and correcting the Abbe error based on the measurement result, the moving mirror bending in the direction orthogonal to the plane is also a concern, and the bending is corrected. A method has also been proposed (see, for example, Patent Document 3). As described above, the irradiation point of the length measuring beam to the moving mirror is steadily increasing, and it is necessary to detect the bending of the moving mirror in a multifaceted manner.

しかしながら、特許文献3に開示された方法では、特許文献2に開示された方法と同様な制約により、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数成分に限界がある。また、ウエハステージの傾斜を計測する干渉計が、移動鏡に対する測長ビームの照射回数が1回であるシングルパス方式の干渉計である場合には、移動鏡曲がりの影響が大きくなる傾向があるので、検出可能な移動鏡曲がりの検出精度の向上が期待されているが、特許文献3に開示された方法では、ウエハステージの傾斜を計測する干渉計の計測値を、他の干渉計の計測値から得られた移動鏡の傾斜量で補正しているので、計測機器の違いにより計測誤差が生じる場合もあった。
特開平8−227839号公報 特開平9−275072号公報 国際公開WO00/22376号パンフレット
However, in the method disclosed in Patent Document 3, there is a limit to the spatial frequency component of the movable mirror bending that can be detected due to the same restrictions as the method disclosed in Patent Document 2. In addition, when the interferometer that measures the tilt of the wafer stage is a single-pass interferometer in which the length of the measuring beam is irradiated once on the movable mirror, the influence of the movable mirror tends to increase. Therefore, it is expected that the detection accuracy of the movable mirror bending that can be detected is improved. However, in the method disclosed in Patent Document 3, the measurement value of the interferometer that measures the tilt of the wafer stage is measured by the measurement of another interferometer. Since the correction is made with the amount of tilt of the movable mirror obtained from the value, there may be a case where a measurement error occurs due to a difference in measurement equipment.
JP-A-8-227839 JP-A-9-275072 International Publication WO00 / 22376 Pamphlet

上記事情の下になされた本発明は、第1の観点からすると、パターンが形成されたマスク(R)を保持するマスクステージ(RST)と、前記パターンが転写される物体(W)を保持する物体ステージ(WST)とを制御するステージ制御方法であって、前記マスクステージと前記物体ステージとの少なくとも一方に設けられた該ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報を検出し、前記形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正する第1の補正情報を生成する第1工程と;前記第1の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ前記パターンの転写を行なう第2工程と;前記第2工程によって転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第2の補正情報を生成する第3工程と;前記第1及び第2の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行う第4工程と;を含むステージ制御方法である。   From the first aspect, the present invention made under the above circumstances holds a mask stage (RST) that holds a mask (R) on which a pattern is formed, and an object (W) to which the pattern is transferred. A stage control method for controlling an object stage (WST), wherein shape information of a reference surface used for position measurement of the stage provided on at least one of the mask stage and the object stage is detected, and the shape information A first step of generating first correction information for correcting a relative position between the mask stage and the object stage; and a relative relationship between the mask stage and the object stage based on the first correction information. A second step of transferring the pattern while correcting the position; based on the arrangement information of the pattern on the object transferred in the second step; A third step of generating second correction information for further correcting the relative position between the mask stage and the object stage; and position control between the mask stage and the object stage based on the first and second correction information. A stage control method including:

これによれば、第1工程において、マスクステージ及び物体ステージのうちのいずれか一方のステージの位置計測に用いる基準面の形状情報から両ステージの相対位置を補正する第1の補正情報を生成した後で、第3工程において、その第1の補正情報に基づいて両ステージの相対位置を制御しつつ転写された物体上のパターンの配列情報に基づいて第2の補正情報を生成し、第4工程において、第1及び第2の補正情報、すなわち基準面の形状情報及び転写された物体上のパターンの配列情報の両方に基づく両ステージの相対位置制御を実現することができる。   According to this, in the first step, first correction information for correcting the relative position of both stages is generated from the shape information of the reference plane used for position measurement of one of the mask stage and the object stage. Later, in the third step, second correction information is generated based on the arrangement information of the pattern on the transferred object while controlling the relative position of both stages based on the first correction information. In the process, it is possible to realize the relative position control of both stages based on both the first and second correction information, that is, the shape information of the reference surface and the arrangement information of the pattern on the transferred object.

本発明は、第2の観点からすると、パターンが形成されたマスク(R)を保持するマスクステージ(RST)と、前記パターンが転写される物体(W)を保持する物体ステージ(WST)とを制御するステージ制御方法であって、2次元平面内の互いに直交する2つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置に前記物体ステージを移動させつつ、前記物体ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域S(m,n)を順次転写形成する第1工程と;互いに隣接する区画領域での前記2つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量に基づいて、前記2次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出する第2工程と;前記検出結果に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行なう第3工程と;を含むステージ制御方法である。   From a second viewpoint, the present invention includes a mask stage (RST) that holds a mask (R) on which a pattern is formed, and an object stage (WST) that holds an object (W) to which the pattern is transferred. A stage control method for controlling, wherein the object stage is held on the object stage while being moved to a plurality of positions arranged in a matrix at predetermined intervals with respect to two axes orthogonal to each other in a two-dimensional plane. A first step of sequentially transferring and forming partitioned areas S (m, n) including a predetermined pattern on the object; and based on the positional deviation amount of the predetermined pattern with respect to the two axes in adjacent partitioned areas. A second step of detecting information on a deviation of the partition area from the arrangement reference in a plane; and the mask stage and the object stage based on the detection result It controls the position of the third step and, a stage control method including.

これによれば、第1工程では、パターンを含む区画領域を物体上にマトリクス状に転写形成し、第2工程では、隣接する区画領域でのパターンの転写位置の位置ずれ量に基づいて2次元平面内における区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出する。このようにすれば、実際の転写結果から、区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出することができる。   According to this, in the first step, the partition area including the pattern is transferred and formed in a matrix on the object, and in the second step, two-dimensionally based on the positional deviation amount of the pattern transfer position in the adjacent partition area. Information relating to the deviation of the partition area from the arrangement reference in the plane is detected. In this way, it is possible to detect information relating to the deviation of the partition region from the arrangement reference from the actual transfer result.

本発明は、第3の観点からすると、マスク(R)に形成されたパターンを感光物体(W)に転写する露光方法であって、本発明のステージ制御方法を用いて、感光物体を保持する物体ステージ(WST)及びマスクを保持するマスクステージ(RST)を制御しつつ、前記物体ステージに保持された感光物体に対し前記パターンを転写する工程を含む露光方法である。かかる場合には、本発明のステージ制御方法を用いて感光物体を保持する物体ステージ及びマスクを保持するマスクステージを制御しつつ、感光物体に対するマスク上に形成されたパターンの転写を行うことができるので、高精度な露光を実現することができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure method for transferring a pattern formed on a mask (R) onto a photosensitive object (W), and holding the photosensitive object using the stage control method of the present invention. The exposure method includes a step of transferring the pattern to the photosensitive object held on the object stage while controlling the object stage (WST) and the mask stage (RST) holding the mask. In such a case, the pattern formed on the mask can be transferred to the photosensitive object while controlling the object stage holding the photosensitive object and the mask stage holding the mask using the stage control method of the present invention. Therefore, highly accurate exposure can be realized.

本発明は、第4の観点からすると、パターンが形成されたマスク(R)を保持して移動可能なマスクステージ(RST)と;前記パターンが転写される物体(W)を保持して2次元平面内の第1軸方向及び該第1軸に直交する第2軸方向に沿って移動可能であり、前記第2軸に直交する基準面を有する物体ステージ(WST)と;前記基準面を用いて前記第2軸方向に関する前記物体ステージの位置情報を計測する計測装置(18Y)と;前記第1軸方向に沿って前記物体ステージを移動させつつ前記計測装置によって計測した前記位置情報から前記移動鏡の形状情報を検出し、該形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置の補正に用いる第1の補正情報を生成する第1生成装置(20)と;前記第1の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第2の補正情報を生成する第2生成装置(20)と;前記第1生成装置により生成された第1の補正情報と前記第2生成装置により生成された前記第2の補正情報とに基づいて、前記物体ステージと前記マスクステージとの位置制御を行なう制御装置(19)と;を備えるステージ装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mask stage (RST) that can move while holding a mask (R) on which a pattern is formed; and a two-dimensional object that holds an object (W) onto which the pattern is transferred. An object stage (WST) movable along a first axis direction in a plane and a second axis direction orthogonal to the first axis and having a reference plane orthogonal to the second axis; and using the reference plane A measuring device (18Y) that measures position information of the object stage in the second axis direction; and the movement from the position information measured by the measuring device while moving the object stage along the first axis direction. A first generator (20) for detecting mirror shape information, and generating first correction information used for correcting a relative position between the mask stage and the object stage based on the shape information; Correction And further correcting the relative position between the mask stage and the object stage based on the arrangement information of the pattern on the object transferred while correcting the relative position between the mask stage and the object stage based on the information. A second generation device (20) that generates the second correction information; based on the first correction information generated by the first generation device and the second correction information generated by the second generation device. And a control device (19) for controlling the position of the object stage and the mask stage.

これによれば、第1生成装置により、ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報から両ステージの相対位置を補正する第1の補正情報を生成した後で、第2生成装置により、その第1の補正情報に基づいて両ステージの相対位置を制御しつつ転写された物体上のパターンの配列情報に基づいて、両ステージの相対位置を更に補正する第2の補正情報を生成し、制御装置により、第1及び第2の補正情報、すなわち基準面の位置情報及び転写された物体上のパターンの配列情報の両方に基づいて、両ステージの相対位置制御を行うことができる。   According to this, after the 1st production | generation apparatus produces | generates the 1st correction information which correct | amends the relative position of both stages from the shape information of the reference plane used for the position measurement of a stage, the 2nd production | generation apparatus uses the Based on the arrangement information of the pattern on the transferred object while controlling the relative position of both stages based on the correction information of 1, the second correction information for further correcting the relative position of both stages is generated, and the control device Thus, the relative position control of both stages can be performed based on both the first and second correction information, that is, the position information of the reference plane and the arrangement information of the pattern on the transferred object.

本発明は、第5の観点からすると、露光に用いられる物体(W等)を保持して2次元平面内を移動可能なステージ装置であって、前記2次元平面内の互いに直交する2つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置にステージ(WST)を移動させつつ、前記ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する転写装置(20)と;互いに隣接する区画領域間における前記2つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量から算出された、前記2次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報に基づいて、前記ステージ上の物体と転写対象のパターンとの位置合わせ制御を行なう制御装置(19)と;を備えるステージ装置である。   From a fifth aspect, the present invention is a stage device that can move in a two-dimensional plane while holding an object (W or the like) used for exposure, and has two axes orthogonal to each other in the two-dimensional plane. A transfer device (20) for sequentially transferring and forming partitioned regions including a predetermined pattern on an object held on the stage while moving the stage (WST) to a plurality of positions arranged in a matrix at predetermined intervals with respect to The object on the stage based on the information about the deviation of the partition area from the arrangement reference in the two-dimensional plane calculated from the positional deviation amount of the predetermined pattern with respect to the two axes between the partition areas adjacent to each other. And a control device (19) for performing alignment control between the pattern and the pattern to be transferred.

これによれば、転写装置により、所定パターンを含む区画領域を物体上にマトリクス状に転写形成し、制御装置により、互いに隣接する区画領域での所定パターンの実際の転写位置の位置ずれ量に基づいて2次元平面内における区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出し、その情報に基づいて、すなわち実際の転写結果に基づいてステージとパターンとの位置合わせ制御を行うことができる。   According to this, a partition area including a predetermined pattern is transferred and formed in a matrix on the object by the transfer device, and based on the positional deviation amount of the actual transfer position of the predetermined pattern in the adjacent partition areas by the control device. Thus, it is possible to detect information on the deviation of the partition area from the arrangement reference in the two-dimensional plane, and to perform alignment control of the stage and the pattern based on the information, that is, based on the actual transfer result.

以下、本発明の一実施形態を、図1〜図12を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、本発明のステージ制御方法が適用される一実施形態に係る露光装置100の概略構成が示されている。この露光装置100は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である。なお、本実施形態では、後述する投影光学系PLの光軸AXに平行な軸をZ軸としている。また、X軸が本発明の第1軸に対応し、Y軸が第2軸に対応し、Z軸が第3軸に対応している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment to which the stage control method of the present invention is applied. The exposure apparatus 100 is a so-called step-and-scan scanning exposure apparatus. In this embodiment, an axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL described later is taken as the Z axis. The X axis corresponds to the first axis of the present invention, the Y axis corresponds to the second axis, and the Z axis corresponds to the third axis.

この露光装置100は、照明系10、マスクとしてのレチクルRが載置されるレチクルステージRST、投影光学系PL、物体(感光物体)としてのウエハWが搭載されるウエハステージWST、アライメント検出系AS及び装置全体を統括制御する主制御装置20等を備えている。   The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST on which a reticle R as a mask is mounted, a projection optical system PL, a wafer stage WST on which a wafer W as an object (photosensitive object) is mounted, and an alignment detection system AS. And a main control device 20 that performs overall control of the entire apparatus.

前記照明系10は、例えば特開平6−349701号公報等に開示されるように、光源、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変NDフィルタ、可変視野絞り(レチクルブラインド又はマスキング・ブレードとも呼ばれる)及びダイクロイックミラー等(いずれも不図示)を含んで構成されている。オプティカル・インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)、あるいは回折光学素子などが用いられる。   The illumination system 10 includes, for example, a light source, an illuminance uniformizing optical system including an optical integrator, a relay lens, a variable ND filter, a variable field stop (reticle blind or masking) as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-349701. (Also called a blade) and a dichroic mirror or the like (both not shown). As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like is used.

この照明系10では、回路パターン等が描かれたレチクルR上で、レチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域(X軸方向に細長い長方形状の照明領域)を照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)などの遠紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光などが用いられる。照明光ILとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線等)を用いることも可能である。 In this illumination system 10, on a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn, a slit-shaped illumination area (a rectangular illumination area elongated in the X-axis direction) defined by the reticle blind is illuminated by illumination light (exposure light) IL. Illuminate with almost uniform illumination. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. . As the illumination light IL, it is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.

前記レチクルステージRST上にはレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系10の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内で微少駆動可能であるとともに、所定方向(ここでは図1における紙面内左右方向であるY軸方向とする)に、設定された走査速度で駆動可能となっている。   On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST is XY perpendicular to the optical axis of illumination system 10 (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle stage drive unit (not shown) using a linear motor, a voice coil motor or the like as a drive source. It can be driven minutely in a plane and can be driven at a set scanning speed in a predetermined direction (here, the Y-axis direction which is the horizontal direction in FIG. 1).

レチクルステージRSTでは、例えば−X側側面及び+Y側側面に、移動鏡等から成る反射面が形成されており、レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、その反射面にレーザ光を照射するレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。ここで、実際には、レチクルX干渉計とレチクルY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レチクル干渉計16として示されている。そして、レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の少なくとも一方、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(Z軸回りの回転方向)の回転量(ヨーイング量)も計測できるようになっている。ここでは、レチクルY干渉計を2軸干渉計とする。レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(ヨーイング量などの回転情報を含む)は、ステージ制御装置19及びこれを介して主制御装置20に供給される。ステージ制御装置19は、主制御装置20からの指示に応じて、レチクルステージRSTの位置情報に基づいて不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージRSTを駆動制御し、レチクルステージRST上に保持されたレチクルRの位置を制御する。   In reticle stage RST, for example, a reflecting surface made of a moving mirror or the like is formed on the −X side surface and the + Y side surface, and the position of reticle stage RST within the stage moving surface irradiates the reflecting surface with laser light. A reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a “reticle interferometer”) 16 constantly measures with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. Here, actually, a reticle X interferometer and a reticle Y interferometer are provided, but in FIG. 1, these are typically shown as a reticle interferometer 16. At least one of the reticle Y interferometer and the reticle X interferometer, for example, the reticle Y interferometer, is a two-axis interferometer having two measurement axes, and the reticle stage RST is based on the measurement value of the reticle Y interferometer. In addition to the Y position, the rotation amount (yawing amount) in the θz direction (rotation direction around the Z axis) can also be measured. Here, the reticle Y interferometer is a two-axis interferometer. Position information (including rotation information such as yawing amount) of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to stage controller 19 and main controller 20 via this. In response to an instruction from main controller 20, stage controller 19 controls driving of reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on the position information of reticle stage RST, and holds it on reticle stage RST. The position of the reticle R is controlled.

前記投影光学系PLは、レチクルステージRSTの図1における下方に配置され、その光軸AXの方向がZ軸方向とされている。投影光学系PLとしては、両側テレセントリックで所定の縮小倍率β(例えば1/5又は1/4)を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルRの照明領域が照明されると、レチクルR上の回路パターンのうち、照明領域に対応する部分のパターンの縮小像(部分倒立像)が投影光学系PLを介してウエハW上の前記照明領域に共役な投影光学系PLの視野内の投影領域(以下、「露光領域」ともいう)に投影され、ウエハWの表面のレジスト層に転写される。   The projection optical system PL is disposed below the reticle stage RST in FIG. 1, and the direction of the optical axis AX is the Z-axis direction. As the projection optical system PL, a birefringent optical system that is telecentric on both sides and has a predetermined reduction magnification β (for example, 1/5 or 1/4) is used. For this reason, when the illumination area of the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, a reduced image (partial inverted image) of a pattern corresponding to the illumination area in the circuit pattern on the reticle R is projected. It is projected onto a projection area (hereinafter also referred to as “exposure area”) in the field of view of the projection optical system PL conjugate to the illumination area on the wafer W via the optical system PL, and transferred to the resist layer on the surface of the wafer W. The

前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの図1における下方で、不図示のベース上に配置されており、リニアモータ及びエンコーダが付設されたアクチュエータ等から成るウエハステージ駆動部24により、X、Y、Z、θz(Z軸回りの回転方向)、θx(X軸回りの回転方向)及びθy(Y軸回りの回転方向)の6自由度方向に駆動可能な単一のステージである。このウエハステージWST上には不図示のウエハホルダが載置されており、このウエハホルダ上にウエハWが例えば真空吸着等によって固定されている。   The wafer stage WST is disposed on a base (not shown) below the projection optical system PL in FIG. 1, and is driven by a wafer stage drive unit 24 including an actuator and the like provided with a linear motor and an encoder. , Z, θz (rotation direction about the Z axis), θx (rotation direction about the X axis), and θy (rotation direction about the Y axis), and a single stage that can be driven in six directions of freedom. A wafer holder (not shown) is placed on wafer stage WST, and wafer W is fixed on the wafer holder by, for example, vacuum suction.

ウエハステージWSTでは、−X側側面及び+Y側側面に、移動鏡から成る反射面(基準面)が形成されており、ウエハステージWSTの位置は、その反射面にレーザ光を照射するウエハレーザ干渉計システム(以下、「ウエハ干渉計システム」という)18により、例えば、0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。なお、実際には、図2(A)に示されるように、ウエハステージWSTにおいては、移動鏡27Yが+Y側側面に沿ってX軸方向に延設されており、移動鏡27Xが−X側側面に沿ってY軸方向に延設されている。ウエハ干渉計システム18は、Y軸に平行な測長軸を有し移動鏡27Yに測長ビームを照射するウエハY干渉計システム18Yと、X軸に平行な測長軸を有し移動鏡27Xに測長ビームを照射するウエハX干渉計システム18Xとを含んで構成されている。   In wafer stage WST, reflecting surfaces (reference surfaces) made of moving mirrors are formed on the −X side surface and the + Y side surface, and the position of wafer stage WST is a wafer laser interferometer that irradiates the reflecting surface with laser light. A system (hereinafter referred to as a “wafer interferometer system”) 18 constantly measures, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm. Actually, as shown in FIG. 2A, in wafer stage WST, movable mirror 27Y extends in the X-axis direction along the side surface on the + Y side, and movable mirror 27X is on the -X side. It extends in the Y-axis direction along the side surface. The wafer interferometer system 18 includes a wafer Y interferometer system 18Y having a length measuring axis parallel to the Y axis and irradiating a length measuring beam to the moving mirror 27Y, and a moving mirror 27X having a length measuring axis parallel to the X axis. And a wafer X interferometer system 18X for irradiating a length measuring beam.

前記ウエハY干渉計システム18Yは、X軸方向に沿って所定間隔で配置されたレーザ干渉計18YL,18YR,18YPを含んで構成されている。このうち、レーザ干渉計18YL,18YRは、移動鏡27Yに一度照射され反射した測長ビームを、移動鏡27Yに再度照射するダブルパス方式の干渉計であり、レーザ干渉計18YPは、2本の測長ビームを有し、各測長ビームを、互いのX位置が同一でZ位置が異なる2つの計測点に対し1回だけ照射するシングルパス方式の干渉計である。   The wafer Y interferometer system 18Y includes laser interferometers 18YL, 18YR, and 18YP arranged at predetermined intervals along the X-axis direction. Of these, the laser interferometers 18YL and 18YR are double-pass interferometers that irradiate the movable mirror 27Y with the measurement beam once irradiated and reflected on the movable mirror 27Y. The laser interferometer 18YP includes two measurement beams. This is a single-pass interferometer that has a long beam and irradiates each measurement beam only once to two measurement points having the same X position and different Z positions.

図2(B)に示されるように、レーザ干渉計18YLの測長ビームLYLの移動鏡27Yの反射面上の照射位置YL(以下、「計測点YL」とする)と、レーザ干渉計18YRの測長ビームLYRの移動鏡27Yの反射面上の照射位置YR(以下、「計測点YR」とする)とのZ位置はともにZAで同一となっており、それらの間隔は所定間隔LY1となるように設定されている。また、計測点YL,YRは、投影光学系PLの光軸AXに対し線対称となるように配置されている。また、レーザ干渉計18YPの2本の測長ビームのうちの+Z側(上段)の測長ビームLYAの移動鏡27Yの反射面上の照射位置YA(以下、計測点YAとする)のZ位置はZAで、レーザ干渉計18YL,18YRの計測点YL,YRのZ位置と同一となっている。また、このZ位置ZAと−Z側(下段)の測長ビームLYBの照射位置YB(以下、計測点YBとする)とのZ軸方向に関する間隔はDで規定されており、計測点YBのZ位置をZBとしている。また、Z位置ZAとウエハWの表面との高さの差をLとする。 As shown in FIG. 2B, the irradiation position YL (hereinafter referred to as “measurement point YL”) of the laser beam interferometer 18YL on the reflecting surface of the movable mirror 27Y and the laser interferometer 18YR. The Z position of the measurement beam LYR and the irradiation position YR (hereinafter referred to as “measurement point YR”) on the reflecting surface of the movable mirror 27Y is the same at Z A , and the distance between them is the predetermined distance LY1. It is set to be. Further, the measurement points YL and YR are arranged so as to be line symmetric with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL. The Z position of the irradiation position YA (hereinafter referred to as measurement point YA) on the reflecting surface of the movable mirror 27Y of the + Z side (upper) length measurement beam LYA of the two length measurement beams of the laser interferometer 18YP. Z A is the same as the Z position of the measurement points YL and YR of the laser interferometers 18YL and 18YR. Further, an interval in the Z-axis direction between the Z position Z A and the irradiation position YB (hereinafter referred to as a measurement point YB) of the measurement beam LYB on the −Z side (lower stage) is defined by D, and the measurement point YB The Z position is Z B. Also, let L be the difference in height between the Z position Z A and the surface of the wafer W.

また、図2(A)等では図示していないが、レーザ干渉計18YL,18YRは、投影光学系PLの+Y側側面に固定された不図示の参照鏡に対してもY軸に平行な測長ビームをそれぞれ照射し、その反射ビームを受光している。レーザ干渉計18YL,18YRは、これらの反射ビームと受光した測長ビームLYL,LYRとを合成し、その合成光の受光結果から計測点YL,YRにおける移動鏡27Yの反射面のY位置を検出している。検出された計測点YL,YRにおける移動鏡27Yの反射面のY位置は、ステージ制御装置19に出力されている。また、レーザ干渉計18YPは、計測点YA,YBにおける移動鏡27Yの反射面のY位置を検出し、計測点YA,YB間のY位置の差分をステージ制御装置19に対し出力している。   Although not shown in FIG. 2A and the like, the laser interferometers 18YL and 18YR also measure parallel to the Y axis with respect to a reference mirror (not shown) fixed to the + Y side surface of the projection optical system PL. Each beam is irradiated with a long beam and the reflected beam is received. The laser interferometers 18YL and 18YR combine these reflected beams with the received measurement beams LYL and LYR, and detect the Y position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the measurement points YL and YR from the received light of the combined light. doing. The Y position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the detected measurement points YL and YR is output to the stage control device 19. The laser interferometer 18YP detects the Y position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the measurement points YA and YB, and outputs the difference in the Y position between the measurement points YA and YB to the stage controller 19.

ウエハX干渉計システム18Xは、ウエハY干渉計システム18Yと同様な構成を有している。すなわち、ウエハX干渉計システム18Xは、ダブルパス方式のレーザ干渉計18XL,18XRと、シングルパス方式のレーザ干渉計18XPとから構成されている。レーザ干渉計18XL,18XRは、互いのZ位置が同一でY位置が所定間隔(LX1とする)だけ異なる移動鏡27X上の2つの計測点(計測点XL,XRとする。光軸AXに対し線対称に配置されている)に対し測長ビームLXL,LXRをそれぞれ照射し、計測点XL,XRでの移動鏡27Xの反射面のX位置を計測し、ステージ制御装置19に送っている。また、レーザ干渉計18XPは、互いのY位置が同一でZ位置が所定間隔(Dと同じでもよい)異なる2つの計測点(計測点XA,XBとする。)に対し、それぞれ測長ビームLXA,LXBを照射し、計測点XA,XBでの移動鏡27XのX位置を計測し、そのX位置の差分をステージ制御装置19に送っている。計測点XAのZ位置は、計測点XL,XRのZ位置と同じで、計測点XAと計測点XRとの間隔をLX2としている。   The wafer X interferometer system 18X has the same configuration as the wafer Y interferometer system 18Y. That is, the wafer X interferometer system 18X includes double-pass laser interferometers 18XL and 18XR and a single-pass laser interferometer 18XP. The laser interferometers 18XL and 18XR have two measurement points (measurement points XL and XR) on the movable mirror 27X that have the same Z position and different Y positions by a predetermined interval (referred to as LX1) with respect to the optical axis AX. Are measured by irradiating measurement beams LXL and LXR, respectively, and measuring the X position of the reflecting surface of the movable mirror 27X at the measurement points XL and XR. In addition, the laser interferometer 18XP has a measurement beam LXA for two measurement points (measurement points XA and XB) having the same Y position and different Z positions (which may be the same as D). , LXB are irradiated, the X position of the movable mirror 27X at the measurement points XA, XB is measured, and the difference between the X positions is sent to the stage controller 19. The Z position of the measurement point XA is the same as the Z position of the measurement points XL and XR, and the interval between the measurement point XA and the measurement point XR is LX2.

なお、図示されてはしないが、レーザ干渉計18YL,18YR,18XL,18XLの移動鏡27Y,27Xへの照射光束の光路を変更するためのプリズム等から成る不図示の光路変更板が設けられている。この光路変更板は、主制御装置20の指示の下、不図示の駆動装置により、レーザ干渉計18YL,18YR,18XL,18XRの各測長ビームの光路上に挿入/退避可能に構成されている。光路変更板が、これら測長ビームの光路上に挿入されると、各測長ビームは−Z方向及び−Y方向(又は+X方向)に折り曲げられ、例えば図2(C)に示されるように、移動鏡27Yの反射面上の計測点YL,YR等のZ位置が、計測点YBのZ位置と同じZBとなる。これら光路変更板及びウエハ干渉計システム18の詳細な構成は、例えば、国際公開WO00/22376号パンフレットに開示されているので、詳細な説明を省略する。 Although not shown, an optical path changing plate (not shown) including a prism or the like for changing the optical path of the light beam applied to the movable mirrors 27Y and 27X of the laser interferometers 18YL, 18YR, 18XL, and 18XL is provided. Yes. This optical path changing plate is configured to be inserted / retracted on the optical path of each length measuring beam of the laser interferometers 18YL, 18YR, 18XL, and 18XR by an unillustrated driving device under the instruction of the main controller 20. . When the optical path changing plate is inserted in the optical path of these length measuring beams, each length measuring beam is bent in the −Z direction and the −Y direction (or + X direction), for example, as shown in FIG. The Z positions of the measurement points YL, YR, etc. on the reflecting surface of the movable mirror 27Y are the same Z B as the Z position of the measurement point YB. The detailed configuration of these optical path changing plate and wafer interferometer system 18 is disclosed in, for example, International Publication WO 00/22376 pamphlet, and thus detailed description thereof is omitted.

ステージ制御装置19では、ウエハ干渉計システム18から送られてきた検出結果に基づいてウエハステージWSTの位置情報を取得する。例えば、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値(例えばそれらの平均値)に基づいてウエハステージWSTのY位置を取得し、レーザ干渉計18YPの計測値(計測点YA,YBでの反射面の位置の差分)に基づいてウエハステージWSTのピッチング量(X軸回りの回転)θxを取得する。また、レーザ干渉計18XL,18XRの計測値に基づいてウエハステージWSTのX位置(例えば平均値)を算出し、レーザ干渉計18XPの計測値に基づいてウエハステージWSTのローリング量(Y軸回りの回転)θyを取得する。さらに、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値の差分及びレーザ干渉計18XL,18XRの計測値の差分に基づいて、ヨーイング量(θz)を取得する。すなわちステージ制御装置19は、ウエハ干渉計システム18の計測値により、ウエハステージWSTの5自由度方向の位置情報を少なくとも取得可能となっている。   The stage controller 19 acquires position information of the wafer stage WST based on the detection result sent from the wafer interferometer system 18. For example, the Y position of wafer stage WST is acquired based on the measured values (for example, the average value thereof) of laser interferometers 18YL and 18YR, and the measured value of laser interferometer 18YP (the position of the reflecting surface at measurement points YA and YB). ) To obtain the pitching amount (rotation about the X axis) θx of wafer stage WST. Further, the X position (for example, average value) of wafer stage WST is calculated based on the measured values of laser interferometers 18XL and 18XR, and the rolling amount of wafer stage WST (around the Y axis) is calculated based on the measured values of laser interferometer 18XP. Rotation) θy is acquired. Further, the yawing amount (θz) is acquired based on the difference between the measurement values of the laser interferometers 18YL and 18YR and the difference between the measurement values of the laser interferometers 18XL and 18XR. That is, stage control device 19 can acquire at least position information of wafer stage WST in the direction of five degrees of freedom based on the measurement value of wafer interferometer system 18.

図3には、ステージ制御装置19の制御ブロックの概略的な構成が示されている。ステージ制御装置19は、同期制御ユニット80と、ウエハステージコントローラWSCと、レチクルステージコントローラRSCとを含んで構成されている。図3において、ウエハステージ系Wpは、ウエハステージ駆動部24、ウエハステージWST、ウエハ干渉計システム18とを一体の制御対象モデルとして表現した制御ブロックであり、レチクルステージ系Rpは、不図示のレチクルステージ駆動部、レチクルステージRST、レチクル干渉計16とを一体の制御モデルとして表現した制御ブロックである。   FIG. 3 shows a schematic configuration of a control block of the stage control device 19. The stage controller 19 includes a synchronization control unit 80, a wafer stage controller WSC, and a reticle stage controller RSC. In FIG. 3, a wafer stage system Wp is a control block that represents the wafer stage drive unit 24, wafer stage WST, and wafer interferometer system 18 as an integrated control target model, and a reticle stage system Rp is a reticle stage (not shown). This is a control block that expresses the stage drive unit, reticle stage RST, and reticle interferometer 16 as an integrated control model.

前記同期制御ユニット80は、主制御装置20からの指示の下、ウエハステージコントローラWSCに対し、ウエハステージWSTの移動指令Pwを出力する。ウエハ干渉計システム18から送られた計測値は、ウエハステージコントローラWSCに入力される。前記ウエハステージコントローラWSCは、この移動指令Pwと、ウエハ干渉計システム18から送られた計測値に基づいて、例えばフィードバック制御を行い、ウエハステージ系Wp(具体的には、ウエハステージ駆動部24)に対する駆動指令を出力している。 The synchronization control unit 80, under instructions from the main controller 20, to the wafer stage controller WSC, and outputs the movement command P w of the wafer stage WST. The measurement value sent from the wafer interferometer system 18 is input to the wafer stage controller WSC. The wafer stage controller WSC includes the movement command P w, based on the measurement value sent from the wafer interferometer system 18, for example, performs the feedback control, the wafer stage system Wp (specifically, wafer stage drive section 24 ) Is output.

同期制御ユニット80には、ウエハ干渉計システム18の計測値も入力されている。同期制御ユニット80は、ウエハステージWSTとレチクルステージRSTとの同期制御を行う場合、ウエハ干渉計システム18の計測値に基づいて、レチクルステージRSTがウエハステージWSTに追従して動作するような移動指令PRを作成し、レチクルステージコントローラRSCに出力する。その際、同期制御ユニット80は、予め設定されている補正関数によってウエハ干渉計システム18の計測値により得られるウエハステージWSTの5自由度の位置情報を補正しつつ、補正されたウエハステージWSTの5自由度の位置情報に基づいてレチクルステージRSTに対する移動指令PRを出力する。この補正関数については、後述する。 The measurement value of the wafer interferometer system 18 is also input to the synchronous control unit 80. When performing synchronous control of wafer stage WST and reticle stage RST, synchronization control unit 80 provides a movement command so that reticle stage RST operates following wafer stage WST based on the measurement value of wafer interferometer system 18. create a P R, and outputs it to the reticle stage controller RSC. At that time, the synchronization control unit 80 corrects the position information of the five degrees of freedom of the wafer stage WST obtained from the measurement value of the wafer interferometer system 18 by a preset correction function, and corrects the corrected wafer stage WST. 5 and outputs a move command P R with respect to the reticle stage RST based on the position information of the degrees of freedom. This correction function will be described later.

前記レチクルステージコントローラRSCは、上記移動指令PRと、レチクル干渉計16から取得される位置情報とに基づいて、例えばフィードバック制御を行い、レチクルステージ系Rp(具体的には不図示のレチクルステージ駆動部)に対する駆動指令を出力する。 The reticle stage controller RSC includes the movement command P R, based on the position information obtained from the reticle interferometer 16, for example, performs the feedback control, the reticle stage system Rp (specifically, a reticle stage drive (not shown) Part)).

このように、ステージ制御装置19では、両ステージWST,RSTの同期制御を行う際には、ウエハステージWSTに対しレチクルステージRSTを追従させるように動作させる。もっとも、両ステージWST,RSTを同期させる必要がない場合、例えば走査露光時以外の場合においては、ステージ制御装置19を構成する同期制御ユニット80は、主制御装置20の指示の下、ウエハステージコントローラWSCとレチクルステージコントローラRSCとに対し、それぞれ独立した移動指令を出力することができるようになっている。   As described above, the stage controller 19 operates the wafer stage WST to follow the reticle stage RST when performing synchronous control of both the stages WST and RST. Of course, when there is no need to synchronize both stages WST and RST, for example, in a case other than during scanning exposure, the synchronous control unit 80 constituting the stage control device 19 performs a wafer stage controller under the instruction of the main control device 20. Independent movement commands can be output to the WSC and the reticle stage controller RSC, respectively.

すなわち、ステージ制御装置19では、主制御装置20からの指示により、その指示に応じた両ステージWST,RSTに対する制御を行うことができるようになっている。例えば、主制御装置20からの指示により、XY平面に平行となるようにウエハステージWSTを制御することも可能であり、移動鏡27Y(又は27X)の反射面上の計測点YA,YB(又はXA,XB)での計測値の差分が常に0となるようにウエハステージWSTを制御することも可能である。   That is, the stage control device 19 can control both the stages WST and RST according to the instruction from the main control device 20. For example, it is possible to control wafer stage WST so as to be parallel to the XY plane according to an instruction from main controller 20, and measurement points YA and YB (or the reflection surface of movable mirror 27Y (or 27X)) It is also possible to control wafer stage WST so that the difference between the measured values at XA, XB) is always zero.

図1に戻り、ウエハステージWST上のウエハWの近傍には、基準マーク板FMが固定されている。この基準マーク板FMの表面は、ウエハWの表面とほぼ同じ高さに設定され、この表面には少なくとも一対のレチクルアライメント用基準マーク及びアライメント検出系ASのベースライン計測用の基準マーク等が形成されている。   Returning to FIG. 1, a reference mark plate FM is fixed in the vicinity of wafer W on wafer stage WST. The surface of the reference mark plate FM is set to substantially the same height as the surface of the wafer W, and at least a pair of reticle alignment reference marks and a reference mark for baseline measurement of the alignment detection system AS are formed on this surface. Has been.

前記アライメント検出系ASは、投影光学系PLの側面に配置された、オフアクシス方式のアライメントセンサである。このアライメント検出系ASとしては、例えばウエハ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ている。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する、あるいは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。このアライメント検出系ASの撮像結果は、主制御装置20へ出力されている。   The alignment detection system AS is an off-axis alignment sensor disposed on the side surface of the projection optical system PL. As this alignment detection system AS, for example, a broadband detection light beam that does not sensitize a resist on a wafer is irradiated onto a target mark, and an image of the target mark formed on a light receiving surface by reflected light from the target mark is not shown. An image processing type FIA (Field Image Alignment) type sensor that captures an image of an index using an imaging device (CCD) or the like and outputs an image pickup signal thereof is used. In addition to the FIA system, a target mark is irradiated with coherent detection light, and scattered light or diffracted light generated from the target mark is detected, or two diffracted lights (for example, of the same order) generated from the target mark. Of course, it is possible to use an alignment sensor for detecting the interference by using them alone or in combination as appropriate. The imaging result of the alignment detection system AS is output to the main controller 20.

さらに、本実施形態の露光装置100は、投影光学系PLの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸AX方向に対して斜め方向より供給する不図示の照射系と、その結像光束のウエハWの表面での各反射光束を、それぞれスリットを介して受光する不図示の受光系とから成る斜入射方式の多点フォーカス検出系を備えている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許5,448,332号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられ、この多点フォーカス検出系の出力が主制御装置20に供給されている。ステージ制御装置19は、主制御装置20からの指示により、この多点フォーカス検出系からのウエハWの露光領域付近の表面上の位置情報に基づいて、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTをZ方向及び傾斜方向に駆動する。これにより、例えば走査露光中には、投影光学系PLの像面にウエハW上の露光領域を焦点深度内に合わせこむ、いわゆるオートフォーカス/レベリング制御が実現されている。   Further, the exposure apparatus 100 of the present embodiment supplies an image forming light beam for forming a plurality of slit images toward the best image forming surface of the projection optical system PL from an oblique direction with respect to the optical axis AX direction (not shown). And an oblique incidence type multi-point focus detection system comprising a light receiving system (not shown) that receives each reflected light beam of the imaging light beam on the surface of the wafer W through a slit. As this multipoint focus detection system, for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332) is used, and this multipoint focus detection system is used. Is supplied to the main controller 20. In response to an instruction from the main controller 20, the stage controller 19 performs wafer stage WST via the wafer stage drive unit 24 based on position information on the surface near the exposure area of the wafer W from the multipoint focus detection system. Are driven in the Z direction and the tilt direction. Thereby, for example, during scanning exposure, so-called autofocus / leveling control is realized in which the exposure area on the wafer W is adjusted within the depth of focus on the image plane of the projection optical system PL.

制御系は、図1中、主制御装置20及びこの配下にあるステージ制御装置19などによって主に構成される。主制御装置20は、CPU(中央演算処理装置)、メインメモリ等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、このCPUによって後述するフローチャートで示される露光動作時の処理アルゴリズムに対応するプログラムなどを実行することにより、装置全体を統括して制御する。主制御装置20には、例えばハードディスクから成る記憶装置、キーボード,マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置、及びCRTディスプレイ(又は液晶ディスプレイ)等の表示装置(いずれも図示省略)が、外付けで接続されている。   In FIG. 1, the control system is mainly configured by a main control device 20 and a stage control device 19 subordinate thereto. The main controller 20 includes a so-called microcomputer (or workstation) comprising a CPU (central processing unit), a main memory, etc., and corresponds to a processing algorithm at the time of an exposure operation shown by a flowchart described later by this CPU. The overall device is controlled by executing a program or the like. The main controller 20 includes, for example, a storage device including a hard disk, an input device including a pointing device such as a keyboard and a mouse, and a display device such as a CRT display (or a liquid crystal display) (all not shown). Connected externally.

ところで、ウエハ干渉計システム18は、移動鏡27Y,27Xの反射面を基準面として各計測点における計測を行うため、移動鏡27Y,27Xの反射面には高い平面性が要求される。しかし、移動鏡27Y,27Xには、ウエハステージWSTのXY平面内の移動ストロークに応じてウエハ干渉計システム18の測長軸に直交する方向にある程度の長さが要求されるので、図4に誇張して示されるように、その反射面がある程度の曲がりを有するようになる。そこで、この移動鏡27Y,27Xの反射面の曲がり具合に関する情報を予め記憶しておき、ウエハステージWSTの制御がその曲がりの影響を受けないように、ウエハ干渉計システム18の計測値を補正する必要がある。図3に示されるステージ制御装置19の同期制御ユニット80では、移動鏡27Y,27Xの曲がり具合に関する補正情報が格納されており、その補正情報を用いてウエハ干渉計システム18の計測値を補正し、補正されたウエハステージWSTの位置情報に基づいてレチクルステージRSTの移動指令PRを作成する。 By the way, since the wafer interferometer system 18 performs measurement at each measurement point using the reflecting surfaces of the movable mirrors 27Y and 27X as a reference surface, the reflecting surfaces of the movable mirrors 27Y and 27X are required to have high flatness. However, the movable mirrors 27Y and 27X are required to have a certain length in a direction perpendicular to the measurement axis of the wafer interferometer system 18 according to the movement stroke of the wafer stage WST in the XY plane. As shown exaggeratedly, the reflecting surface has a certain degree of bending. Therefore, information related to the bending state of the reflecting surfaces of the movable mirrors 27Y and 27X is stored in advance, and the measurement value of the wafer interferometer system 18 is corrected so that the control of the wafer stage WST is not affected by the bending. There is a need. In the synchronous control unit 80 of the stage controller 19 shown in FIG. 3, correction information regarding the bending state of the movable mirrors 27Y and 27X is stored, and the measurement value of the wafer interferometer system 18 is corrected using the correction information. , to create a motion command P R of the reticle stage RST based on the position information of the corrected wafer stage WST.

また、この露光装置100では、上述したように、走査露光中において多点フォーカス検出系の計測によりオートフォーカス/レベリング制御を行っている。この制御を行うと、例えば図5(A)に示されるように、ウエハWの表面がZ軸方向に対して角度θだけ傾斜していた場合、ステージ制御装置19では、ウエハステージWSTをその角度θだけX軸回りに回転させるようになる。この動作により、投影光学系PLの像面にウエハWの表面が焦点深度内で一致することになるが、ウエハWの実際のY位置と、移動鏡27Yの反射面を基準面としてレーザ干渉計18YL,18YRにより計測されたウエハステージWSTのY位置とにいわゆるアッベ誤差が生じるようになる。例えば、計測Z位置ZAとウエハW表面のZ位置との差をLとすると、アッベ誤差の大きさΔYAは、次式のように表される。
ΔYA=L・θ …(1)
Further, as described above, the exposure apparatus 100 performs autofocus / leveling control by measurement of a multipoint focus detection system during scanning exposure. When this control is performed, for example, as shown in FIG. 5A, when the surface of the wafer W is inclined by an angle θ with respect to the Z-axis direction, the stage control device 19 moves the wafer stage WST to that angle. The rotation is about the X axis by θ. With this operation, the surface of the wafer W coincides with the image plane of the projection optical system PL within the depth of focus. However, the laser interferometer with the actual Y position of the wafer W and the reflection surface of the movable mirror 27Y as reference planes. A so-called Abbe error occurs at the Y position of wafer stage WST measured by 18YL and 18YR. For example, if the difference between the measured Z position Z A and the Z position on the surface of the wafer W is L, the Abbe error magnitude ΔY A is expressed as the following equation.
ΔY A = L · θ (1)

このように、ウエハステージWSTを角度θだけX軸回りに回転させている場合、レーザ干渉計18YPの出力値(計測点YAでの計測値と計測点YBでの計測値との差分)は、移動鏡27Y自体に傾斜がなければ、D・θに相当する値となるはずである。したがって、この計測値をDAとすると、計測値DAからアッベ誤差ΔYAを次式を用いて算出することができる。
ΔYA=(DA/D)・L …(2)
Thus, when wafer stage WST is rotated about the X axis by angle θ, the output value of laser interferometer 18YP (the difference between the measured value at measurement point YA and the measured value at measurement point YB) is: If the movable mirror 27Y itself is not inclined, it should be a value corresponding to D · θ. Therefore, when the measured value and DA, the Abbe error [Delta] Y A from the measured value DA can be calculated using the following equation.
ΔY A = (DA / D) · L (2)

そこで、レーザ干渉計18YPの計測値DAからこのアッベ誤差ΔYAを導き出し、同期制御ユニット80において算出されるレチクルステージRSTのY軸方向に関する移動指令を、このアッベ誤差ΔYAに基づいて補正すれば、このアッベ誤差に関わらず、レチクルRの照射領域とウエハW上の露光領域との相対位置を精度良く制御することができる。これにより、レチクルRに形成されたパターンがY軸方向にずれることなく精度良くウエハWに転写されるようになる。 Therefore, this Abbe error ΔY A is derived from the measured value DA of the laser interferometer 18YP, and the movement command in the Y-axis direction of the reticle stage RST calculated in the synchronization control unit 80 is corrected based on the Abbe error ΔY A. Regardless of this Abbe error, the relative position between the irradiation region of the reticle R and the exposure region on the wafer W can be controlled with high accuracy. As a result, the pattern formed on the reticle R is accurately transferred to the wafer W without being displaced in the Y-axis direction.

ところで、上述したように移動鏡27Y,27Xは、Z軸方向にもある程度傾斜しており、その延設方向に関してその傾斜具合は一様ではない。図5(B)には、ウエハWの表面の角度θは0であるが、移動鏡27YのZ軸に対する傾斜角度がθであった場合が示されている。この場合でも、レーザ干渉計18YPの計測値DAは、D・θに相当する値となる。したがって、この計測値により、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80は、上記式(2)を演算してアッベ誤差を求め、ウエハWの傾斜角度θが0であるにも関わらず、ウエハステージWSTが角度θだけX軸回りに回転していると誤認して、レチクルステージRSTのY位置をL・θだけ補正するように移動指令を生成してしまい、結果的に、却って転写位置がΔYAだけずれてしまうようになる。そこで、本実施形態では、このような誤認を避けるため、移動鏡27YのZ軸に対する傾斜角度も予め計測しておき、この傾斜角度を考慮して両ステージWST,RSTの相対位置制御を行う。 Incidentally, as described above, the movable mirrors 27Y and 27X are also inclined to some extent in the Z-axis direction, and the inclination is not uniform with respect to the extending direction. FIG. 5B shows a case where the angle θ of the surface of the wafer W is 0, but the inclination angle of the movable mirror 27Y with respect to the Z axis is θ. Even in this case, the measured value DA of the laser interferometer 18YP is a value corresponding to D · θ. Therefore, the synchronous control unit 80 of the stage control device 19 calculates the above equation (2) based on this measurement value to obtain the Abbe error, and the wafer stage WST is obtained even though the tilt angle θ of the wafer W is zero. Is misrotated around the X axis by an angle θ and a movement command is generated so as to correct the Y position of the reticle stage RST by L · θ. As a result, the transfer position is ΔY A It will only shift. Therefore, in this embodiment, in order to avoid such misidentification, the tilt angle of the movable mirror 27Y with respect to the Z axis is also measured in advance, and the relative position control of both stages WST and RST is performed in consideration of this tilt angle.

次に、上記構成を有する露光装置100における露光動作について主制御装置20内のCPUの処理アルゴリズムを示す図6〜図8のフローチャートに沿って説明する。この露光動作では、説明の簡略化のため、移動鏡27Yのみの曲がり及び傾斜の計測を行い、その曲がり及び傾斜を考慮したステージ制御を行いつつ走査露光を行うものとする。なお、前提として、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80には補正情報がまだ設定されていないものとする。   Next, the exposure operation in the exposure apparatus 100 having the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6 to 8 showing the processing algorithm of the CPU in the main controller 20. In this exposure operation, for the sake of simplicity, it is assumed that scanning and exposure are performed while measuring the bending and tilting of only the movable mirror 27Y and performing stage control in consideration of the bending and tilting. As a premise, it is assumed that correction information has not yet been set in the synchronous control unit 80 of the stage control device 19.

図6に示されるように、まず、ウエハ干渉計システム18を用いた移動鏡曲がり計測のサブルーチン601を行う。このサブルーチン601では、まず、図7に示されるように、ステップ701において、ウエハステージWSTの表面がXY平面とほぼ平行となるように、ステージ制御装置19に対しウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを制御するように指示する。   As shown in FIG. 6, first, a subroutine 601 for moving mirror bending measurement using the wafer interferometer system 18 is performed. In this subroutine 601, first, as shown in FIG. 7, in step 701, the wafer is transferred to the stage controller 19 via the wafer stage driving unit 24 so that the surface of the wafer stage WST is substantially parallel to the XY plane. Instructs to control stage WST.

次のステップ703では、不図示のプレート駆動装置を介して光路変更板を駆動し、レーザ干渉計18YL,18YR等から射出された測長ビームLYL,LYRの光路上から退避させる。この結果、測長ビームLYL,LYRは、移動鏡27YのZ位置ZAに照射されることになる。引き続き、ステップ705において、ステージ制御装置19によりウエハステージWSTがXY平面に対し平行となるように制御された状態で、ウエハステージWSTを、計測開始位置に移動させるようにステージ制御装置19に対し指示する。ステージ制御装置19は、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを計測開始位置に移動させる。この計測開始位置としては、例えば図9に実線で示されるような位置が設定される。この位置は、ウエハステージWSTが最も−X側に位置しているときのウエハステージWSTの位置である。この位置では、測長ビームLYLに対応する計測点YLが、移動鏡27Yの反射面の+X側端部付近に位置するようになる。なお、以下では、このときのウエハステージWSTのX位置をX0とする。 In the next step 703, the optical path changing plate is driven via a plate driving device (not shown), and is retracted from the optical paths of the length measuring beams LYL and LYR emitted from the laser interferometers 18YL and 18YR. As a result, the measurement beams LYL and LYR are irradiated to the Z position Z A of the movable mirror 27Y. Subsequently, in step 705, the stage controller 19 is instructed to move the wafer stage WST to the measurement start position while the stage controller 19 controls the wafer stage WST to be parallel to the XY plane. To do. Stage controller 19 moves wafer stage WST to the measurement start position via wafer stage drive unit 24. As the measurement start position, for example, a position shown by a solid line in FIG. 9 is set. This position is the position of wafer stage WST when wafer stage WST is positioned closest to the −X side. At this position, the measurement point YL corresponding to the measurement beam LYL is located near the + X side end of the reflecting surface of the movable mirror 27Y. Hereinafter, the X position of wafer stage WST at this time is X 0 .

次のステップ707において、ウエハステージWSTが計測開始位置に位置した状態で、レーザ干渉計18YL,18YR,18YPの計測値をリセットする。これにより、レーザ干渉計18YL,18YR,18YPの計測値はすべて0となる。次いで、ステップ709において、Z位置ZAにおけるX軸方向に沿った移動鏡27Yの移動鏡曲がり(1次元形状)を計測する。以下では、この移動鏡曲がりの計測方法について詳述する。 In the next step 707, the measurement values of the laser interferometers 18YL, 18YR, and 18YP are reset with the wafer stage WST positioned at the measurement start position. As a result, the measured values of the laser interferometers 18YL, 18YR, and 18YP are all zero. Next, in step 709, the movable mirror bending (one-dimensional shape) of the movable mirror 27Y along the X-axis direction at the Z position Z A is measured. Below, this moving mirror bending measuring method will be described in detail.

まず、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを、例えば計測点YLと計測点YRとの間の間隔LY1で+X方向に移動させつつ、各移動先でのウエハ干渉計システム18の計測値を、ステージ制御装置19を介して順次取得する。すなわち、間隔LY1での移動が完了する毎に、レーザ干渉計18XL,18XRにより計測点XL,XRにて計測される移動鏡27Xの反射面のX位置,レーザ干渉計18YL,18YRにより計測点YL,YRにて計測されるY位置を、ステージ制御装置19を介して取得する。   First, while the wafer stage WST is moved in the + X direction, for example, at the interval LY1 between the measurement point YL and the measurement point YR via the wafer stage drive unit 24, the measurement value of the wafer interferometer system 18 at each movement destination. Are sequentially acquired via the stage control device 19. That is, every time the movement at the interval LY1 is completed, the X position of the reflecting surface of the movable mirror 27X measured at the measurement points XL and XR by the laser interferometers 18XL and 18XR, and the measurement point YL by the laser interferometers 18YL and 18YR. , YR is obtained via the stage control device 19.

ここで、ウエハステージWSTは+X方向に移動するので、レーザ干渉計18XL,18XRから射出された測長ビームLXL,LXRは、実質的に、移動鏡27X上の同一位置に照射され続け、移動鏡27X上の計測点XL,XRの位置は変わらず、これらのレーザ干渉計18XL,18XRの測定結果は移動鏡27Xの形状の影響を受けない。したがって、レーザ干渉計18XL,18XRの計測値から検出される回転量は、ウエハステージWSTのヨーイング量そのものであるとみなすことができる。   Here, since wafer stage WST moves in the + X direction, length-measuring beams LXL and LXR emitted from laser interferometers 18XL and 18XR continue to irradiate substantially at the same position on movable mirror 27X. The positions of the measurement points XL and XR on 27X do not change, and the measurement results of these laser interferometers 18XL and 18XR are not affected by the shape of the movable mirror 27X. Therefore, the rotation amount detected from the measured values of laser interferometers 18XL and 18XR can be regarded as the yawing amount of wafer stage WST itself.

これに対し、レーザ干渉計18YL,18YRから射出された計測点YL,YRは、実質的に、移動鏡27Y上を移動するので、これらの干渉計の測定結果は移動鏡27Yの反射面の形状の影響を受けるようになる。この影響を分析すると、レーザ干渉計18YL,18YRの計測点YL,YRにおける計測値の差は、ウエハステージWSTのヨーイング量θzとZ位置ZAにおける移動鏡27Yの反射面の局所的な形状の和であるとみなすことができる。したがって、レーザ干渉計18YL,18YRによって計測された計測値によって求められる回転量θyから、レーザ干渉計18XL,18XRによって計測された計測値によって求められる回転量θxを差し引いた値(θy−θx)に計測点YL,YRの間隔LY1を乗じた値を、移動鏡27Yの局所的な傾斜量dYとして求めることができる。主制御装置20は、ウエハステージWSTが各X位置Xi(i=0,1,2,3,…)にあるときの局所的な傾斜量dYをそれぞれ求める。この傾斜量dYを求めたときのウエハステージWSTのX位置Xiは、レーザ干渉計18XL,18XRの計測値の平均から求めることができる。 On the other hand, since the measurement points YL and YR emitted from the laser interferometers 18YL and 18YR substantially move on the movable mirror 27Y, the measurement results of these interferometers are the shape of the reflecting surface of the movable mirror 27Y. To be affected. When this influence is analyzed, the difference between the measurement values at the measurement points YL and YR of the laser interferometers 18YL and 18YR is the local shape of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the Z position Z A and the yaw amount θz of the wafer stage WST. It can be regarded as the sum. Therefore, a value (θy−θx) obtained by subtracting the rotation amount θx obtained by the measurement value measured by the laser interferometers 18XL and 18XR from the rotation amount θy obtained by the measurement value measured by the laser interferometers 18YL and 18YR. A value obtained by multiplying the interval LY1 between the measurement points YL and YR can be obtained as the local tilt amount dY of the movable mirror 27Y. Main controller 20 obtains a local tilt amount dY when wafer stage WST is at each X position X i (i = 0, 1, 2, 3,...). The X position X i of wafer stage WST when this tilt amount dY is obtained can be obtained from the average of the measured values of laser interferometers 18XL and 18XR.

すなわち、このステップ709においては、Z位置ZAにおける移動鏡27YのX軸方向に関する各X位置Xn(n=1,2,3,…)での移動鏡27Yの局所的な傾斜(dY(Xn,ZA)とする)を計測し、不図示の記憶装置に格納する。 That is, in this step 709, the local inclination (dY (dY ()) of each movable mirror 27Y at each X position X n (n = 1, 2, 3,...) With respect to the X-axis direction of the movable mirror 27Y at the Z position Z A. X n , Z A )) is measured and stored in a storage device (not shown).

次のステップ711では、上下段の移動鏡27Yの曲がりの計測が終了したかいなかを判断する。この判断が肯定されればステップ715に進み、否定されればステップ713に進む。ここでは、まだ下段における移動鏡27Yの曲がりの計測が完了していないので判断は否定され、ステップ713に進む。   In the next step 711, it is determined whether or not the measurement of the bending of the upper and lower movable mirrors 27Y has been completed. If this determination is affirmed, the process proceeds to step 715, and if not, the process proceeds to step 713. Here, since the measurement of the bending of the movable mirror 27Y in the lower stage has not been completed, the determination is denied and the routine proceeds to step 713.

次のステップ713では、不図示のプレート駆動装置を介して、光路変更板を測長ビームLYL,LYRの光路上に挿入し、計測点YL,YRのZ位置をZBに変更する。ステップ713終了後は、ステップ705に戻る。 In the next step 713, the optical path changing plate is inserted into the optical path of the measuring beams LYL and LYR via a plate driving device (not shown), and the Z positions of the measuring points YL and YR are changed to Z B. After step 713 is completed, the process returns to step 705.

以下、ステップ705(計測開始位置に移動)→ステップ707(ウエハ干渉計システム18のリセット)→ステップ709(移動鏡27Yの形状計測)→ステップ711(判断)が再度実行され、下段、すなわちZ位置ZBにおける干渉計27YのX軸方向に関する移動鏡27Yの局所的な傾斜dY(Xn,ZB)が算出され、不図示の記憶装置に格納される。 Thereafter, step 705 (moves to the measurement start position) → step 707 (reset of the wafer interferometer system 18) → step 709 (shape measurement of the movable mirror 27Y) → step 711 (determination) is executed again, and the lower stage, that is, the Z position local slope dY (X n, Z B) of the moving mirror 27Y in the X-axis direction of the interferometer 27Y in the Z B is calculated and is stored in a storage device (not shown).

ステップ711における判断が肯定されるとステップ715に進む。ステップ715では、Z位置ZAに関する移動鏡27Yの1次元形状データDY(Xn,ZA)を、次式を用いて生成する。 If the determination in step 711 is affirmed, the process proceeds to step 715. In step 715, the one-dimensional shape data DY (X n , Z A ) of the movable mirror 27Y relating to the Z position Z A is generated using the following equation.

Figure 2005310832
生成されたX位置Xnに対応する移動鏡27Yの1次元形状データDY(Xn,ZA)は、不図示の記憶装置に格納される。同様に、Z位置ZBに関する移動鏡27Yの1次元形状データDY(Xn,ZB)を、上記式(3)と同様の演算により生成して、不図示の記憶装置に格納する。
Figure 2005310832
The one-dimensional shape data DY (X n , Z A ) of the movable mirror 27Y corresponding to the generated X position X n is stored in a storage device (not shown). Similarly, the one-dimensional shape data DY (X n , Z B ) of the movable mirror 27Y related to the Z position Z B is generated by the same calculation as the above equation (3) and stored in a storage device (not shown).

次のステップ717では、例えばスプライン曲線等による曲線補間法を用いて、不図示の記憶装置に格納された1次元形状データDY(Xn,ZA)、DY(Xn,ZB)をXY平面内で滑らかに補間して、X軸方向に関する移動鏡27Yの1次元形状関数DY(X,ZA)、DY(X,ZB)を生成する。算出された関数に関する情報、例えばその関数の係数などは不図示の記憶装置に格納される。ここで、求められた関数DY(X,ZA)が次式のようであったとすると、式中の係数ajが格納されるようになる。 In the next step 717, the one-dimensional shape data DY (X n , Z A ) and DY (X n , Z B ) stored in a storage device (not shown) are converted into XY using a curve interpolation method such as a spline curve. By smoothly interpolating in the plane, the one-dimensional shape functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) of the movable mirror 27Y in the X-axis direction are generated. Information about the calculated function, such as the coefficient of the function, is stored in a storage device (not shown). Here, if the obtained function DY (X, Z A ) is as shown in the following equation, the coefficient a j in the equation is stored.

Figure 2005310832
Figure 2005310832

図10には、このようにして求められた1次元形状関数DY(X,ZA)、DY(X,ZB)の一例が示されている。この1次元形状関数DY(X,ZA)、DY(X,ZB)の差は、移動鏡27YにおけるZ軸方向に関する傾斜成分を表しているため、後述するステージ制御では、この傾斜成分を考慮して、レーザ干渉計18YPの計測値に基づくアッベ誤差の補正を行う。 FIG. 10 shows an example of the one-dimensional shape functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) thus obtained. Since the difference between the one-dimensional shape functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) represents a tilt component in the Z-axis direction in the movable mirror 27Y, this tilt component is used in stage control described later. Considering this, the Abbe error is corrected based on the measurement value of the laser interferometer 18YP.

ところで、この1次元形状関数DY(X,ZA)、DY(X,ZB)はともに、上記ステップ709においてウエハステージWSTが計測開始位置にあるときにリセットされたウエハ干渉計18の計測値に基づいて算出されたものであるので、計測開始位置における1次元形状関数DY(X,ZA)、DY(X,ZB)の差分は、その位置での移動鏡27Yの傾斜成分に関わらず0となってしまう。この計測開始位置での干渉計のリセットに起因するずれにより、DY(X,ZA)とDY(X,ZB)との差分と、実際の移動鏡27Yの傾斜成分との間には、オフセットが生じる。 By the way, both the one-dimensional shape functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) are measured values of the wafer interferometer 18 that are reset when the wafer stage WST is at the measurement start position in step 709. Therefore, the difference between the one-dimensional shape functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) at the measurement start position is related to the tilt component of the movable mirror 27Y at that position. It will be zero. Due to the deviation caused by the reset of the interferometer at the measurement start position, the difference between DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) and the actual tilt component of the movable mirror 27Y An offset occurs.

そこで、次のステップ719では、このオフセット成分を算出する。ここでは、レーザ干渉計18YPの計測値、すなわち計測点YA、YBでの計測値の差分が0となるように、ウエハステージWSTを制御しながら、上記ステップ709と同様に、ウエハステージWSTを計測開始位置から+X方向に移動させ、ウエハステージ駆動部24を構成するアクチュエータに付設されそのアクチュエータの駆動量を計測するエンコーダ等から得られる情報により、ウエハステージWSTのピッチング量θxを取得していく。そして、上記ステップ709における移動鏡曲がり計測において求められたDY(X,ZA)とDY(X,ZB)との差分に基づくウエハステージWSTの回転量の変化と、今回のウエハステージWSTのピッチング量θxの変化との差を求める。この差は、ウエハステージWSTに対し、ピッチング量θxに関する制御を行っていたかいなかったかの違いによって生じるものであり、計測開始位置における移動鏡27Yの傾斜成分に対応するものであるとみなすことができる。そこで、本実施形態では、この差を、補正関数DY(X,ZA)と補正関数DY(X,ZB)との間のオフセット成分として算出し、これを補正関数DY(X,ZB)に反映する。 Therefore, in the next step 719, this offset component is calculated. Here, the wafer stage WST is measured in the same manner as in step 709 while controlling the wafer stage WST so that the measurement value of the laser interferometer 18YP, that is, the difference between the measurement values at the measurement points YA and YB becomes zero. The pitching amount θx of the wafer stage WST is acquired from information obtained from an encoder or the like attached to the actuator constituting the wafer stage driving unit 24 and measuring the driving amount of the actuator by moving in the + X direction from the starting position. Then, the change in the rotation amount of wafer stage WST based on the difference between DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) obtained in the moving mirror bending measurement in step 709, and the current wafer stage WST. The difference from the change in the pitching amount θx is obtained. This difference is caused by whether or not the control related to the pitching amount θx has been performed on the wafer stage WST, and can be regarded as corresponding to the tilt component of the movable mirror 27Y at the measurement start position. Accordingly, in the present embodiment, this difference is calculated as an offset component between the correction function DY (X, Z A ) and the correction function DY (X, Z B ), and this is calculated as the correction function DY (X, Z B). ).

なお、ステップ719を実行する代わりに、ステップ701に先立って、ウエハステージWST上にXY2次元方向に関する複数の基準マークが形成された工具ウエハをロードし、上記Z位置ZAでの計測時において、ウエハステージWSTが計測開始位置にあるときの工具ウエハ上の基準マークの位置と、Z位置ZBの計測時に、ウエハステージWSTが計測開始位置にあるときの工具ウエハ上の基準マークの位置とをアライメント検出系ASなどを用いて検出し、Z位置ZAの計測時とZ位置ZBの計測時とにおけるその基準マークの位置ずれ量から、このオフセット成分を求めるようにしてもよい。このようなオフセット成分の計測方法は、国際公開WO00/22376号パンフレットに開示されているので、詳細な説明を省略する。 Instead of performing step 719, prior to the step 701, a plurality of reference marks relating XY2 dimensional directions on the wafer stage WST to load the tool wafer is formed, at the time of measurement at the Z position Z A, the position of the reference mark on the tool wafer when the wafer stage WST is the measurement start position, when the measurement of the Z position Z B, and the position of the reference mark on the tool wafer when the wafer stage WST is the measurement start position The offset component may be detected from an alignment detection system AS or the like, and the offset component may be obtained from the amount of misalignment of the reference mark when measuring the Z position Z A and when measuring the Z position Z B. Such an offset component measurement method is disclosed in the pamphlet of International Publication No. WO 00/22376, and thus detailed description thereof is omitted.

図7に戻り、次のステップ721では、関数DY(X,ZA)とDY(X,ZB)との差分に、上記ステップ719で検出したオフセット成分を加算することにより得られる関数を、計測点YA,YBでの計測値の差分を補正する関数、すなわちピッチング補正関数P(X)として作成する。 Returning to FIG. 7, in the next step 721, a function obtained by adding the offset component detected in step 719 to the difference between the functions DY (X, Z A ) and DY (X, Z B ) A function for correcting a difference between measurement values at the measurement points YA and YB, that is, a pitching correction function P (X) is created.

次のステップ723では、ステージ制御装置19を構成する同期制御ユニット80に対して、Z位置ZAでの1次元形状関数DY(X,ZA)、ピッチング補正関数P(X)に関する情報(例えばそれらの関数の係数など)を装置パラメータとして設定する。この設定が完了した後は、同期制御ユニット80は、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値の差分を、1次元形状関数DY(X,ZA)で補正するとともに、レーザ干渉計18YPの計測値、すなわち計測点YAでの移動鏡27Yの反射面の位置の計測値と、計測点YBでの移動鏡27Yの反射面の位置の計測値との差分を、ピッチング補正関数P(X)を用いて補正するようになる。以下、このピッチング関数による補正方法について説明する。 In the next step 723, information (for example, information on the one-dimensional shape function DY (X, Z A ) and the pitching correction function P (X) at the Z position Z A is given to the synchronous control unit 80 constituting the stage controller 19. The coefficients of those functions are set as device parameters. After this setting is completed, the synchronization control unit 80 corrects the difference between the measured values of the laser interferometers 18YL and 18YR with the one-dimensional shape function DY (X, Z A ) and also measures the measured values of the laser interferometer 18YP. That is, the difference between the measured value of the position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the measurement point YA and the measured value of the position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at the measurement point YB is used for the pitching correction function P (X). Will be corrected. Hereinafter, a correction method using this pitching function will be described.

まず、現在のレーザ干渉計18XL,18XRの計測値の平均値、すなわちウエハステージWSTのX位置をXとする。この場合、計測点YA,YBのX位置X’は、次式で求められる。
X’=X−LY1/2−LY2 …(5)
ここで、上記式(5)において、XにX0を代入したときに得られるX’の値、すなわちレーザ干渉計18YPのリセット時の計測点YA,YBのX位置をX’0とする。
First, let X be the average value of the measured values of the current laser interferometers 18XL and 18XR, that is, the X position of wafer stage WST. In this case, the X position X ′ of the measurement points YA and YB is obtained by the following equation.
X ′ = X−LY1 / 2−LY2 (5)
Here, in the above formula (5), the value of X ′ obtained when X 0 is substituted for X, that is, the X position of the measurement points YA and YB when the laser interferometer 18YP is reset is X ′ 0 .

すると、移動鏡27YのZ軸方向に関する傾斜によって発生する光路差L’は、次式を用いて求めることができる。
L’={DY(X’,ZA)−DY(X’,ZB
−(DY(X’0,ZA)−DY(X’0,ZB))} …(6)
Then, the optical path difference L ′ generated by the inclination of the movable mirror 27Y in the Z-axis direction can be obtained using the following equation.
L ′ = {DY (X ′, Z A ) −DY (X ′, Z B )
- (DY (X '0, Z A) -DY (X' 0, Z B))} ... (6)

ウエハステージWSTのピッチング量θxに相当するウエハステージWSTの測長ビームの光路差DA’は、レーザ干渉計18YPの実際の計測値をDAとすると、次式を用いて求めることができる。
DA’=DA−L’ …(7)
The optical path difference DA ′ of the measurement beam of the wafer stage WST corresponding to the pitching amount θx of the wafer stage WST can be obtained using the following equation, where DA is the actual measurement value of the laser interferometer 18YP.
DA ′ = DA−L ′ (7)

そこで、ステージ制御装置19を構成する同期制御ユニット80では、まず、ウエハステージWSTのX位置から、上記式(5)を用いてX’を算出し、さらにこのX’から、上記式(6)を用いてL’を計算し、このL’とレーザ干渉計18YPの実際の計測値DAとから、上記式(7)を用いてDA’を算出する。そして、同期制御ユニット80では、算出されたDA’を次式に代入してアッベ誤差ΔYAを求め、このアッベ誤差ΔYAをキャンセルすべく、レチクルステージRSTに対するY軸方向に関する位置指令をΔYAだけ補正するようになる。
ΔYA=(DA’/D)・L …(8)
Therefore, in the synchronous control unit 80 constituting the stage controller 19, first, X ′ is calculated from the X position of the wafer stage WST using the above equation (5), and further, from this X ′, the above equation (6). L ′ is calculated using the above and DA ′ is calculated from the L ′ and the actual measurement value DA of the laser interferometer 18YP using the above equation (7). Then, the synchronization control unit 80 obtains an Abbe error [Delta] Y A the calculated DA 'is substituted into the following equation, in order to cancel the Abbe error [Delta] Y A, a position command regarding the Y-axis direction with respect to the reticle stage RST [Delta] Y A Will only correct.
ΔY A = (DA ′ / D) · L (8)

図7に戻り、ステップ721の処理終了後、サブルーチン601を終了し、図6の焼付けによる移動鏡曲がり計測のサブルーチン603に進む。このサブルーチン603では、図8に示されるように、まず、ステップ801において、焼付け計測用の計測用レチクルRTをレチクルステージRSTにロードし、ステップ803では、ウエハを交換する。これにより、ウエハWがウエハステージWST上にロードされる。ここで、ウエハステージWST上に工具ウエハが保持されている場合には、不図示のウエハアンローダを用いてウエハステージWST上の工具ウエハをアンロードし、不図示のウエハローダを用いて、ウエハステージWST上に未露光のウエハをロードする。 Returning to FIG. 7, after the process of step 721 is completed, the subroutine 601 is terminated, and the process proceeds to a subroutine 603 for measuring the moving mirror bending by printing in FIG. In this subroutine 603, as shown in FIG. 8, first, in step 801, a measurement reticle RT for printing measurement is loaded onto the reticle stage RST, and in step 803, the wafer is replaced. Thereby, wafer W is loaded onto wafer stage WST. When a tool wafer is held on wafer stage WST, the tool wafer on wafer stage WST is unloaded using a wafer unloader (not shown), and wafer stage WST is used using a wafer loader (not shown). An unexposed wafer is loaded on top.

図11(A)には、計測用レチクルRTの一例が示されている。図11(A)においては、計測用レチクルRTが、レチクルステージRSTに保持されている状態で、そのパターン領域PAを−Z側から見たときの様子が示されている。この図11(A)では、レチクルの中心、すなわちレチクルセンタRCを通過し、X軸に対応するレチクル上の軸をXRとし、Y軸に対応するレチクル上の軸をYRとして示している。図11(A)に示されるように、この計測用レチクルRTのパターン領域PA内における、+XR方向の端部には、YR軸方向に等間隔で同一の評価用マークA1,A2,A3が形成されており、+YR方向の端部には、XR軸方向に等間隔で同一の評価用マークB1,B2,B3が形成されており、−XR方向の端部には、YR軸方向に等間隔で同一の評価用マークC1,C2,C3が形成されており、−YR方向の端部には、XR軸方向に等間隔で同一の評価用マークD1,D2,D3が形成されている。 FIG. 11A shows an example of a measurement reticle RT . FIG. 11A shows a state when the pattern area PA is viewed from the −Z side in a state where the measurement reticle RT is held on the reticle stage RST. In FIG. 11A, the axis on the reticle passing through the center of the reticle, that is, the reticle center RC, corresponding to the X axis, is indicated as X R, and the axis on the reticle corresponding to the Y axis is indicated as Y R. . As shown in FIG. 11A, the same evaluation marks A 1 , A at the same intervals in the Y R axis direction are provided at the ends in the + X R direction in the pattern area PA of the measurement reticle RT. 2 and A 3 are formed, and the same evaluation marks B 1 , B 2 and B 3 are formed at equal intervals in the X R axis direction at the end in the + Y R direction, and in the −X R direction The same evaluation marks C 1 , C 2 , C 3 are formed at equal intervals in the Y R axis direction at the end portions of the Y R axis, and at equal intervals in the X R axis direction at the end portions in the −Y R direction. Thus, the same evaluation marks D 1 , D 2 , D 3 are formed.

評価用マークA1,A2,A3と評価用マークC1,C2,C3とは、YR軸に関してほぼ線対称な位置に形成されており、評価用マークB1,B2,B3と評価用マークD1,D2,D3とは、XR軸に関してほぼ線対称な位置に形成されている。 The evaluation marks A 1 , A 2 , A 3 and the evaluation marks C 1 , C 2 , C 3 are formed at substantially line symmetrical positions with respect to the Y R axis, and the evaluation marks B 1 , B 2 , the B 3 and marks for evaluation D 1, D 2, D 3 , and is formed substantially line symmetrical positions with respect to X R-axis.

評価用マークA1〜A3,C1〜C3は、図11(B)に代表して示される評価用マークA1のように、例えばX軸方向に所定ピッチで配列されたドットパターン列であり、その評価用マークA1を90°回転した形の評価用マークB1〜B3,D1〜D3は、図11(C)に代表して示される評価用マークB1のように、例えばY軸方向に所定ピッチに配列されたドットパターン列である。評価用マークA1等は、遮光膜中に開口パターンとして形成されたものでも、透過部中に遮光膜より形成されたものでも良い。いずれにしても、それらの評価用マークA1,B1,…の像をフォトレジストが塗布されたウエハW上に露光して現像を行うと、凸凹のドットパターン列よりなるレジストパターン像(評価用マーク像)が得られる。なお、これに限らず、評価用マークA1〜A3,B1〜B3,C1〜C3,D1〜D3をラインパターンで構成するようにしてもよい。また、各評価用マークが遮光膜であるか否かに応じて、ウエハW上のフォトレジストをポジ型又はネガ型であるかを選択しておく必要がある。また、計測用レチクルRTには、その外周付近に、レチクルアライメント用の2個の十字型のアライメントマーク(不図示)が対向して形成されている。 The evaluation marks A 1 to A 3 and C 1 to C 3 are dot pattern rows arranged at a predetermined pitch, for example, in the X-axis direction, like the evaluation mark A 1 shown as a representative in FIG. , and the evaluation mark a 1 to 90 ° evaluation mark of the rotated form B 1 ~B 3, D 1 ~D 3 is FIG. 11 (C) as evaluation mark B 1 representatively shown in For example, it is a dot pattern array arranged at a predetermined pitch in the Y-axis direction. The evaluation mark A 1 or the like may be formed as an opening pattern in the light shielding film or may be formed from the light shielding film in the transmission part. In any case, when the images of the evaluation marks A 1 , B 1 ,... Are exposed on the wafer W coated with the photoresist and developed, a resist pattern image (evaluation consisting of uneven dot pattern rows) is evaluated. Mark image). However, the present invention is not limited to this, and the evaluation marks A 1 to A 3 , B 1 to B 3 , C 1 to C 3 , and D 1 to D 3 may be configured by line patterns. Further, it is necessary to select whether the photoresist on the wafer W is a positive type or a negative type depending on whether or not each evaluation mark is a light shielding film. Further, two cross-shaped alignment marks (not shown) for reticle alignment are formed on the measurement reticle RT so as to oppose each other in the vicinity of the outer periphery thereof.

図8に戻り、次のステップ805では、隣接する転写像間でのX軸方向及びY軸方向の端部が互いに重なるように、m行n列のレチクルパターン像をウエハW上に転写する。具体的には、ウエハステージWSTを、X軸方向に所定間隔だけステッピング駆動することにより所定ピッチで移動させながら、隣接する像間でのX軸方向(これを列方向とする)の端部が互いに重なるように、計測用レチクルRTのレチクルパターン像であるn個のレチクルパターン像を、走査露光により、順次転写形成する。以下では、このレチクルパターン像をそれぞれショット領域と称し、それぞれショット領域S(1,1)、S(1,2)、…、S(1,n)とする。そして、ウエハステージWSTを所定ピッチだけY軸方向(これを行方向とする)に移動させた後、再びウエハステージWSTをX軸に沿って所定ピッチずつ移動させながら、隣接する像間でのX軸方向の端部が互いに重なるように、かつ各像が、それぞれ同じ列に対応するショット領域S(1,n)と、Y軸方向の端部が互いに重なるように、計測用レチクルRTの像をn個のショット領域を走査露光により、X軸方向(列方向)に順次転写形成する。このショット領域を、それぞれS(2,1)、S(2,2)、…、S(2,n)とする。同様にして、3行目、4行目、…、m行目についてそれぞれn個のショット領域をX軸方向(列方向)に沿って順次転写形成する。このようにして、ウエハW上に、マトリクス状にm行n列のショット領域が転写形成される。 Returning to FIG. 8, in the next step 805, the reticle pattern image of m rows and n columns is transferred onto the wafer W so that the ends in the X-axis direction and the Y-axis direction between adjacent transfer images overlap each other. Specifically, the wafer stage WST is moved at a predetermined pitch by stepping driving in the X-axis direction by a predetermined interval, while the end portion in the X-axis direction (this is the column direction) between adjacent images. In order to overlap each other, n reticle pattern images, which are reticle pattern images of the measurement reticle RT , are sequentially transferred and formed by scanning exposure. Hereinafter, this reticle pattern image is referred to as a shot area, and is designated as shot areas S (1,1), S (1,2),..., S (1, n), respectively. Then, after moving wafer stage WST by a predetermined pitch in the Y-axis direction (this is the row direction), wafer stage WST is moved again by a predetermined pitch along the X-axis, and the X between adjacent images is changed. The measurement reticle RT is arranged so that the axial ends thereof overlap each other and each image has a shot region S (1, n) corresponding to the same row and the Y axial ends overlap each other. An image is formed by sequentially transferring n shot areas in the X-axis direction (column direction) by scanning exposure. The shot areas are S (2,1), S (2,2),..., S (2, n), respectively. Similarly, n shot regions are sequentially transferred and formed along the X-axis direction (column direction) for the third row, the fourth row,. In this manner, m rows and n columns of shot regions are transferred and formed on the wafer W in a matrix.

図12には、m行n列のショット領域の一部として代表的にショット領域S(1,1)、S(1,2)、S(1,3)が示されている。なお、このショット領域S(m,n)の中心と隣接するショット領域の中心とのX軸方向に関する間隔は、計測点YL,YRの間隔LY1よりは小さくなるように規定されている。なお、このとき、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80では、1次元形状関数DY(X,ZA)に基づいてレーザ干渉計18YL,YRの計測値を補正しており、ピッチング補正関数P(X’)により、レーザ干渉計18YPの計測値を補正しているものとする。 FIG. 12 representatively shows shot regions S (1,1), S (1,2), and S (1,3) as part of the shot region of m rows and n columns. Note that the interval in the X-axis direction between the center of the shot region S (m, n) and the center of the adjacent shot region is defined to be smaller than the interval LY1 between the measurement points YL and YR. At this time, the synchronization control unit 80 of the stage controller 19 corrects the measurement values of the laser interferometers 18YL and YR based on the one-dimensional shape function DY (X, Z A ), and the pitching correction function P ( It is assumed that the measured value of the laser interferometer 18YP is corrected by X ′).

次のステップ807では、不図示のウエハアンローダにより、ウエハステージWST上からウエハをアンロードする。アンロードされたウエハは、不図示のコータ・デベロッパに搬送され、現像される。この現像が終了すると、次のステップ809に進み、不図示のウエハローダを用いて、ウエハを再びウエハステージWST上にロードする。なお、このとき、ウエハは、前回ウエハステージWST上に載置されていたのとほぼ同じように載置されるものとする。   In the next step 807, the wafer is unloaded from wafer stage WST by a wafer unloader (not shown). The unloaded wafer is transferred to a coater / developer (not shown) and developed. When this development is completed, the process proceeds to the next step 809 where the wafer is loaded again onto wafer stage WST using a wafer loader (not shown). At this time, it is assumed that the wafer is mounted in substantially the same manner as it was previously mounted on wafer stage WST.

次のステップ811では、アライメント検出系ASを用いて、m行n列のショット領域において、隣接するショット領域におけるパターン像A1〜A3と、パターン像C1〜C3との間の位置ずれ量を計測する。例えば、図12には、ショット領域S(1,1)中のパターン像C1〜C3及びショット領域S(1,2)中のパターン像A1〜A3のY軸方向の位置ずれ量BY111〜BY113と、ショット領域S(1,2)中のパターン像C1〜C3及びショット領域S(1,3)中のパターン像A1〜A3のY軸方向の位置ずれ量BY121〜BY123とが示されている。このステップ811では、ウエハステージWSTを必要に応じて駆動し、アライメント検出系ASを用いて、図12に示される位置ずれ量BY111〜BY113及び位置ずれ量BY121〜BY123を含む、ショット領域S(i,j)中のパターン像C1〜C3と、隣接するショット領域S(i,j+1)中のパターン像A1〜A3とのY軸方向の位置ずれ量BYij1〜BYij3をすべて計測する。この計測結果は、アライメント検出系ASから主制御装置20に送られる。これらの計測結果は、不図示の記憶装置に格納される。 In the next step 811, the misalignment between the pattern images A 1 to A 3 and the pattern images C 1 to C 3 in the adjacent shot regions in the shot region of m rows and n columns using the alignment detection system AS. Measure the amount. For example, FIG. 12 shows the amount of positional deviation in the Y-axis direction between the pattern images C 1 to C 3 in the shot area S (1,1) and the pattern images A 1 to A 3 in the shot area S (1,2). BY 111 to BY 113 , the pattern images C 1 to C 3 in the shot area S (1,2), and the pattern displacement amounts A 1 to A 3 in the shot area S (1,3) in the Y-axis direction BY 121 to BY 123 are shown. In this step 811, wafer stage WST is driven as necessary, and shots including positional deviation amounts BY 111 to BY 113 and positional deviation amounts BY 121 to BY 123 shown in FIG. 12 using alignment detection system AS. Y-axis direction displacement amounts BY ij1 to BY between the pattern images C 1 to C 3 in the region S (i, j) and the pattern images A 1 to A 3 in the adjacent shot region S (i, j + 1) Measure all ij3 . The measurement result is sent from the alignment detection system AS to the main controller 20. These measurement results are stored in a storage device (not shown).

次のステップ813では、ショット領域S(i,j)に対応する位置ずれ量BYijkの平均値を次式を用いて算出する。 In the next step 813, an average value of the positional deviation amounts BY ijk corresponding to the shot area S (i, j) is calculated using the following equation.

Figure 2005310832
ここで、BYijは、ショット領域(i,j)での位置ずれ量BYijkの平均値である。次のステップ815では、平均値BYijのj列(j=1〜n−1)での平均値BYjを次式を用いてそれぞれ算出する(i=1〜m−1)。
Figure 2005310832
Here, BY ij is an average value of the positional deviation amounts BY ijk in the shot area (i, j). In the next step 815, the average value BY j of the average value BY ij column j (j = 1~n-1) respectively calculated using the following equation (i = 1~m-1).

Figure 2005310832
次のステップ817では、列毎(j行、j=1〜n−1)の平均値BYjから、そのBYjの平均値を、次式を用いて差し引いた値BY’jを求める。
Figure 2005310832
In the next step 817, the average value BY j for each column (j row, j = 1~n-1), the average value of the BY j, determining the value BY 'j minus using the following equation.

Figure 2005310832
次のステップ819では、次式を用いてBY’jを列毎に積算し、j列におけるY軸方向の位置ずれ量BY’jの積算値BY''jを作成する。
Figure 2005310832
In the next step 819, using the following equation 'integrates the j for each column, Y-axis direction positional deviation amount BY in column j' BY creating a cumulative value BY '' j of j.

Figure 2005310832
次のステップ821では、両端、すなわち第1列目及び最終列目でのY軸方向の位置ずれ量の積算値がともに0となるように、次式を用いて、積算値BY''jから傾斜成分(一次成分)を差し引いて、最終的な位置ずれ量の積算値BY'''jを求める。
Figure 2005310832
In the next step 821, the integrated value BY ″ j is calculated using the following equation so that the integrated value of the positional deviation amount in the Y-axis direction at both ends, that is, the first column and the last column is both 0. By subtracting the slope component (primary component), the final integrated value BY ′ ″ j of the positional deviation amount is obtained.

Figure 2005310832
ここで、この積算値BY'''jは、j列のショット領域の中心のX座標(これをXjと置く)における位置ずれ量に対応しているので、積算値BY'''jを、積算値BY'''(Xj)とおくことができる。この積算値BY'''(Xj)が、本発明の配列情報に対応する。
Figure 2005310832
Here, since this integrated value BY ′ ″ j corresponds to the amount of displacement in the X coordinate of the center of the j-th shot area (which is referred to as X j ), the integrated value BY ′ ″ j is , Integrated value BY ′ ″ (X j ). This integrated value BY ′ ″ (X j ) corresponds to the array information of the present invention.

次のステップ823では、ショットの中心X座標Xjを、計測点LY,LRの間隔LY1、計測点YAと計測点LRとの間隔LY2に基づいて、次式を用いてレーザ干渉計18YPの計測点YA,YBの位置座標X’jに変換する。
X’j=Xj−LY1/2−LY2 …(14)
In the next step 823, the center X coordinate Xj of the shot is measured by the laser interferometer 18YP using the following equation based on the interval LY1 between the measurement points LY and LR and the interval LY2 between the measurement point YA and the measurement point LR. The position coordinates X ′ j of the points YA and YB are converted.
X ′ j = X j -LY1 / 2-LY2 (14)

次のステップ825では、例えばスプライン補間などの曲線補間法を用いて、XY平面内で、BY'''(X’j)を曲線補間することにより、X軸方向に関する補正関数BY(X’)を作成する。この補正関数BY(X’)が、本発明の第2の補正情報に対応する。 In the next step 825, the correction function BY (X ′) related to the X-axis direction is obtained by performing curve interpolation of BY ′ ″ (X ′ j ) in the XY plane using, for example, a curve interpolation method such as spline interpolation. Create This correction function BY (X ′) corresponds to the second correction information of the present invention.

次のステップ827では、作成した補正関数BY(X’)に関する情報を、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80に設定する。以降、同期制御ユニット80は、ウエハ干渉計18YPからの測定値、すなわち計測点YA,YBでの移動鏡27Yの位置情報の差分DAから、X軸方向に関する移動鏡27Yの曲がり成分L’(上記式(6)参照)を減算し、その減算結果から、ウエハステージWSTのX位置、すなわちレーザ干渉計18XL,18XRの計測値の平均値を、上記式(14)のXに代入してそのときのX’を求め、そのX’を補正関数BYに代入したときに得られる値でさらに補正し、補正された差分に基づいてアッベ誤差ΔYAを求める。すなわち、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80では、アッベ誤差ΔYAが、次式を用いて算出されるようになる。
ΔYA=((DA−L’−BY(X’))/D)・L …(15)
以降、同期制御ユニット80は、走査露光中においては、上記式(15)により求められたアッベ誤差分だけY軸方向に関するレチクルステージRSTの移動指令を補正する。
In the next step 827, information regarding the created correction function BY (X ′) is set in the synchronous control unit 80 of the stage control device 19. Thereafter, the synchronous control unit 80 determines the bending component L ′ of the movable mirror 27Y in the X-axis direction from the measurement value from the wafer interferometer 18YP, that is, the difference DA of the positional information of the movable mirror 27Y at the measurement points YA and YB. Then, the X position of wafer stage WST, that is, the average value of the measured values of laser interferometers 18XL and 18XR is substituted for X in the above expression (14) from the subtraction result. X ′ is obtained, further corrected with a value obtained when the X ′ is substituted into the correction function BY, and an Abbe error ΔY A is obtained based on the corrected difference. That is, in the synchronous control unit 80 of the stage control device 19, the Abbe error ΔY A is calculated using the following equation.
ΔY A = ((DA−L′−BY (X ′)) / D) · L (15)
Thereafter, during the scanning exposure, the synchronization control unit 80 corrects the movement command of the reticle stage RST in the Y-axis direction by the Abbe error obtained by the above equation (15).

ステップ827終了後は、サブルーチン603の処理を終了し、図6のステップ605に進む。   After step 827 is completed, the process of subroutine 603 is terminated, and the process proceeds to step 605 in FIG.

ステップ605では、レチクルステージRST上のレチクルが交換される。この時点では、レチクルステージRST上に計測用レチクルRTが保持されているので、計測用レチクルRTを不図示のレチクルアンローダによりアンロードしてから、不図示のレチクルローダによりレチクルRをロードする。そして、ステップ607において、基準マーク板FM等を用いて、いわゆるレチクルアライメント及びベースライン計測などの準備作業を行う。 In step 605, the reticle on reticle stage RST is exchanged. At this point, since the measurement reticle R T on the reticle stage RST is held, a measurement reticle R T Unload by a reticle unloader (not shown) loads the reticle R by a reticle loader (not shown) . In step 607, a preparatory work such as so-called reticle alignment and baseline measurement is performed using the reference mark plate FM or the like.

次のステップ609では、ウエハステージWST上のウエハを交換する。これにより、ウエハステージWST上に保持されている計測用のウエハが不図示のウエハアンローダによってアンロードされ、不図示のウエハローダによってウエハステージWST上にウエハWがロードされる。このウエハWは、すでに一層以上のショット領域が形成されているウエハであるものとする。   In the next step 609, the wafer on wafer stage WST is exchanged. As a result, the measurement wafer held on wafer stage WST is unloaded by a wafer unloader (not shown), and wafer W is loaded on wafer stage WST by a wafer loader (not shown). This wafer W is assumed to be a wafer in which one or more shot areas are already formed.

そして、ステップ611において、ウエハW上における各ショット領域のウエハステージの座標系上での配列座標を求めるためのウエハアライメントが行われる。かかるウエハアライメントでは、例えば特開昭61−44429号公報及びこれに対応する米国特許第4,780,617号等に開示されているように、図1のアライメント検出系ASを用いて、ウエハW上から選択された所定個数のショット領域(サンプルショット)のウエハマーク(不図示)の座標位置を検出し、この計測結果を統計処理するEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式でウエハW上の全部のショット領域に関する配列座標を算出する。なお、ウエハマークの座標位置は、上述のレーザ干渉計18XL,18XR,18YL,18YRによる計測値、レーザ干渉計18YP及びレーザ干渉計18XPによる計測値に基づいて検出される。   Then, in step 611, wafer alignment is performed for obtaining the arrangement coordinates of each shot area on the wafer W on the coordinate system of the wafer stage. In such wafer alignment, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 and US Pat. No. 4,780,617 corresponding thereto, the wafer W is detected using the alignment detection system AS shown in FIG. The coordinate position of a wafer mark (not shown) in a predetermined number of shot areas (sample shots) selected from above is detected, and all the results on the wafer W are detected by an EGA (Enhanced Global Alignment) method that statistically processes the measurement results. The array coordinates relating to the shot area are calculated. The coordinate position of the wafer mark is detected based on the measurement values obtained by the laser interferometers 18XL, 18XR, 18YL, and 18YR, and the measurement values obtained by the laser interferometer 18YP and the laser interferometer 18XP.

そして、次のステップ613では、ウエハW上の各ショット領域の配列座標、べースライン及びウエハステージWSTの座標系と上記補正関数が考慮されたレチクルステージRSTの座標系との関係に基づいて、ウエハW上の露光対象のショット領域が走査開始位置に位置決めされるとともに、レチクルRも対応する位置に位置決めし、露光光ILを照射しつつ、レチクルRとウエハWとを同期移動させることにより、走査露光動作を行う。すなわち、走査露光中では、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80は、ウエハステージWSTを、上述のレーザ干渉計18XL,18XR,18YL,18YRによる計測値を、補正関数DY(X,ZA)に基づいて補正したうえで、レチクルステージRSTに対する移動指令PRを生成している。 In the next step 613, based on the relationship between the arrangement coordinate of each shot area on the wafer W, the base line, the coordinate system of the wafer stage WST, and the coordinate system of the reticle stage RST in consideration of the correction function, The exposure target shot area on W is positioned at the scanning start position, the reticle R is positioned at the corresponding position, and the reticle R and the wafer W are synchronously moved while irradiating the exposure light IL, thereby scanning. Perform exposure operation. That is, during scanning exposure, the synchronization control unit 80 of the stage controller 19 uses the wafer stage WST as the correction function DY (X, Z A ) using the measurement values obtained by the laser interferometers 18XL, 18XR, 18YL, and 18YR. after having corrected based, and generates a movement command P R with respect to the reticle stage RST.

また、走査露光中、ウエハW上の露光領域のZ位置、ピッチング量及びローリング量は、不図示の多点フォーカス検出系によって検出されており、この検出結果に基づいて、ステージ制御装置19が、ウエハステージ駆動部24を介してウエハステージWSTを駆動し、ウエハW上の露光領域を投影光学系PLの像面と焦点深度の範囲内で一致させている。そこで、同期制御ユニット80は、この制御により生ずるウエハステージWSTの傾斜によって生ずるアッベ誤差を補正すべく、レーザ干渉計18YPによる計測値に基づいて上記式(14)等を計算してアッベ誤差を算出し、そのアッベ誤差分だけY軸方向に関する移動指令を補正する。このようにすれば、移動鏡27Yの曲がり及び傾斜に関わらず、ウエハステージWSTとレチクルステージRSTの相対位置を制御することができるようになり、ウエハW上に形成されるショット領域の配列の歪みが補正される。   Further, during scanning exposure, the Z position, pitching amount and rolling amount of the exposure area on the wafer W are detected by a multi-point focus detection system (not shown), and based on the detection result, the stage controller 19 Wafer stage WST is driven via wafer stage drive unit 24 so that the exposure area on wafer W matches the image plane of projection optical system PL within the range of the depth of focus. Therefore, the synchronous control unit 80 calculates the Abbe error by calculating the above equation (14) and the like based on the measured value by the laser interferometer 18YP in order to correct the Abbe error caused by the tilt of the wafer stage WST caused by this control. Then, the movement command in the Y-axis direction is corrected by the Abbe error. In this way, the relative position of wafer stage WST and reticle stage RST can be controlled regardless of the bending and tilting of movable mirror 27Y, and the distortion of the arrangement of shot areas formed on wafer W can be controlled. Is corrected.

次のステップ615では、ウエハWをアンロードする。ステップ615終了後は、露光動作を終了する。   In the next step 615, the wafer W is unloaded. After step 615 ends, the exposure operation ends.

なお、本実施形態では、サブルーチン601における干渉計を用いた各Z位置(ZA,ZB)における移動鏡曲がり計測回数と、サブルーチン603におけるウエハに対するショット領域S(m,n)のショット配列の形成回数とをそれぞれ1回ずつとしたが、これは複数回行うようにしてもよい。このようにすれば、計測誤差による影響を低減することができる。この場合、干渉計を用いた移動鏡曲がり計測については、1回当たりの計測時間が比較的短いので、計測回数を増やすのは容易にできるが、ウエハに対する露光を伴う計測は、1回当たりの計測時間が長くなるので、計測回数を増やせばそれだけ全体の計測時間が長くなってしまうため、1回とするのが望ましい。 In the present embodiment, the number of times of moving mirror bending measurement at each Z position (Z A , Z B ) using the interferometer in the subroutine 601 and the shot arrangement of the shot area S (m, n) for the wafer in the subroutine 603 are as follows. Although the number of times of formation is one each, this may be performed a plurality of times. In this way, the influence of measurement errors can be reduced. In this case, for the moving mirror bending measurement using the interferometer, since the measurement time per time is relatively short, it is easy to increase the number of times of measurement. Since the measurement time becomes longer, if the number of times of measurement is increased, the overall measurement time becomes longer accordingly.

また、本実施形態における演算式、すなわち上記式(1)〜式(15)は、種々の変形を加え得るものであり、その演算順の入れ替えも矛盾が生じない限り可能であり、また、幾つかの演算式は省略することができる。   In addition, the arithmetic expressions in the present embodiment, that is, the above expressions (1) to (15) can be variously modified, and the replacement of the operation order is possible as long as no contradiction arises. Such an arithmetic expression can be omitted.

なお、図6〜図8では、移動鏡27Yの曲がり及び傾斜による誤差を補正するための、ウエハY干渉計システム18Yの計測値を補正する補正関数を生成する処理についてのみ説明したが、移動鏡27Xの曲がり及び傾斜によるウエハX干渉計システム18X(レーザ干渉計18XL,18XR,18XP)の計測値を補正する補正関数についても、サブルーチン601,603と同様の処理を行うことにより、生成することができる。生成されたその補正関数の情報(係数など)を装置パラメータとして同期制御ユニット80に設定すれば、移動鏡27Xの曲がり成分及び傾斜成分に関わらず、ウエハステージWST及びレチクルステージRSTのX軸方向等に関する相対位置を精度良く制御しつつ、走査露光を行うことができる。   6 to 8, only the process for generating the correction function for correcting the measurement value of the wafer Y interferometer system 18Y for correcting the error due to the bending and tilting of the moving mirror 27Y has been described. A correction function for correcting the measurement value of the wafer X interferometer system 18X (laser interferometers 18XL, 18XR, 18XP) due to 27X bending and tilting can also be generated by performing the same processing as in the subroutines 601 and 603. it can. If the information (coefficients, etc.) of the generated correction function is set as an apparatus parameter in the synchronous control unit 80, the X-axis direction of the wafer stage WST and the reticle stage RST, etc. regardless of the bending component and the inclination component of the movable mirror 27X. It is possible to perform scanning exposure while accurately controlling the relative position of.

これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置100では、レチクルステージRSTがマスクステージに対応し、ウエハステージWSTが物体ステージに対応する。また、ウエハ干渉計システム18が計測装置に対応し、このうち、レーザ干渉計18YL,18YRが、第1計測装置(第1装置)に対応し、レーザ干渉計18YPが第2計測装置(第2装置)に対応する。また、主制御装置20が、第1生成装置、第2生成装置に対応する。   As is apparent from the above description, in exposure apparatus 100 of the present embodiment, reticle stage RST corresponds to the mask stage, and wafer stage WST corresponds to the object stage. Also, the wafer interferometer system 18 corresponds to a measuring device, of which the laser interferometers 18YL and 18YR correspond to the first measuring device (first device), and the laser interferometer 18YP corresponds to the second measuring device (second device). Device). The main control device 20 corresponds to a first generation device and a second generation device.

すなわち、主制御装置20のCPUが行う、サブルーチン601(図6,図7)の処理によって第1生成装置の機能が実現され、サブルーチン603(図6,図8)の処理によって第2生成装置の機能が実現されている。また、上段の移動鏡曲がり計測時のステップ709(図7)が第1副工程に対応し、下段の移動鏡曲がり計測時のステップ709(図7)が第3副工程に対応する。また、ステップ715〜ステップ721が第2副工程に対応する。なお、本実施形態では、主制御装置20の機能を、1つのCPUで実現したが、複数のCPUで実現しても良い。   That is, the function of the first generating device is realized by the processing of the subroutine 601 (FIGS. 6 and 7) performed by the CPU of the main control device 20, and the processing of the second generating device is performed by the processing of the subroutine 603 (FIGS. 6 and 8). The function is realized. Further, step 709 (FIG. 7) at the time of measuring the upper movable mirror curve corresponds to the first sub process, and step 709 (FIG. 7) at the time of measuring the lower movable mirror curve corresponds to the third sub process. Steps 715 to 721 correspond to the second sub-process. In the present embodiment, the function of the main control device 20 is realized by one CPU, but may be realized by a plurality of CPUs.

以上詳細に述べたように、本実施形態のステージ制御方法によれば、サブルーチン601では、X軸方向に沿ってウエハステージWSTを移動させつつY軸方向に関するウエハステージWSTの基準面(移動鏡27Yの反射面)の位置情報をウエハ干渉計システム18を用いて順次計測し、その計測結果としてウエハステージWSTの位置情報の補正関数DY(X,ZA)、補正関数P(X’)を生成する。そして、サブルーチン603では、計測用レチクルRTのレチクルパターンを転写し、そのレチクルパターンの転写結果(ショット領域の配列情報)に基づいて移動鏡27Yの移動鏡曲がりの残差としての補正関数BY(X’)を生成する。さらに、ステップ613では、これらの補正関数DY(X,ZA)、P(X’)、BY(X’))に基づいてウエハステージWSTを制御しつつ走査露光を行う。このようにすれば、移動鏡27Yの反射面の形状情報及び転写されたウエハ上のパターンの配列情報の両方に基づいて両ステージWST,RSTの相対位置制御を行うので、パターンの配列の転写を複数回行って移動鏡曲がりを求めるよりも、計測時間を短くすることができるようになり、干渉計による移動鏡曲がりの計測のみでは求められなかった移動鏡曲がりをも計測することができるようになるので、高精度なステージ制御を実現することができる。 As described above in detail, according to the stage control method of the present embodiment, in subroutine 601, while moving wafer stage WST along the X-axis direction, reference plane (moving mirror 27 </ b> Y) of wafer stage WST in the Y-axis direction is moved. Position information of the reflecting surface of the wafer stage is sequentially measured using the wafer interferometer system 18, and as a result of the measurement, a correction function DY (X, Z A ) and a correction function P (X ′) of the position information of the wafer stage WST are generated. To do. Then, in the subroutine 603, the reticle pattern of the measurement reticle RT is transferred, and a correction function BY (as a residual of the moving mirror bending of the moving mirror 27Y based on the transfer result of the reticle pattern (shot region arrangement information) ( X ′). Further, in step 613, scanning exposure is performed while controlling wafer stage WST based on these correction functions DY (X, Z A ), P (X ′), BY (X ′)). In this way, since the relative position control of both stages WST and RST is performed based on both the shape information of the reflecting surface of the movable mirror 27Y and the pattern arrangement information on the transferred wafer, the pattern arrangement is transferred. The measurement time can be shortened rather than performing multiple times to obtain the moving mirror bend, and it is also possible to measure the moving mirror bend that was not obtained only by measuring the moving mirror bend with an interferometer. Therefore, highly accurate stage control can be realized.

実際の露光結果でなければ計測することが困難な成分の1つに、上記アッベ誤差の誤認の原因となる移動鏡27Y等の傾斜成分の影響がある。これは、走査露光中においては、上記オートフォーカス/レベリング制御に伴うアッベ誤差の発生の計測誤差の要因となるものであり、本実施形態の露光装置100では、レチクルステージRSTの位置を調整することによりアッベ誤差を吸収しているためである。例えばサブルーチン601の干渉計計測(すなわちウエハステージ側の動作のみの計測)では、移動鏡27Y等の傾斜成分を、高精度に計測することができたとしても、それ以外の誤差の影響を受けてしまう。したがって、ショット領域の配列を高い精度で正確に形成するためには、本実施形態のように、実際の露光結果による補正を加えるのが望ましい。   One of the components that are difficult to measure unless the actual exposure result is the influence of tilt components such as the movable mirror 27Y that cause the Abbe error to be misidentified. This is a factor of measurement error due to the occurrence of Abbe error accompanying the autofocus / leveling control during scanning exposure. In the exposure apparatus 100 of this embodiment, the position of the reticle stage RST is adjusted. This is because Abbe error is absorbed. For example, in the interferometer measurement of the subroutine 601 (that is, the measurement of only the operation on the wafer stage side), even if the tilt component such as the movable mirror 27Y can be measured with high accuracy, it is affected by other errors. End up. Therefore, in order to accurately form the shot region array with high accuracy, it is desirable to add correction based on the actual exposure result as in this embodiment.

また、サブルーチン603で転写形成するショット領域の間隔は、計測点YL,YRの間隔LY1よりも小さく規定されているので、実際の露光結果から移動鏡曲がりを計測することにより、検出可能な移動鏡曲がりの空間周波数を向上させることができる。   Further, since the interval between the shot areas to be transferred and formed in the subroutine 603 is defined to be smaller than the interval LY1 between the measurement points YL and YR, the movable mirror that can be detected by measuring the movable mirror bending from the actual exposure result. The spatial frequency of bending can be improved.

また、本実施形態では、干渉計計測により移動鏡曲がりを求めているので、移動鏡の反射面全域の曲がりを直接的に精度良く計測することができる。すなわち、特開平8−227839号公報に開示される方法のように、露光結果から直接計測することができない移動鏡曲がりを推定せずに、直接移動鏡曲がりを精度良く計測することができる。   Moreover, in this embodiment, since the moving mirror bending is calculated | required by interferometer measurement, the bending of the reflective surface whole area | region of a moving mirror can be measured directly and accurately. That is, as in the method disclosed in JP-A-8-227839, it is possible to accurately measure the moving mirror curvature without estimating the moving mirror bending that cannot be directly measured from the exposure result.

また、本実施形態の露光装置100では、移動鏡27Yの反射面に沿ったX軸方向に所定間隔LY1離れた2つの計測点YL,YRによりY軸方向に関する移動鏡27Yの反射面の位置をそれぞれ計測するレーザ干渉計18YL,18YRを備えている。そして、サブルーチン601では、そのステップ709において、ウエハステージWSTをX軸方向に沿って所定間隔LY1で移動させつつ、計測点YL,YR間における移動鏡27Yの反射面の位置のY軸方向に関する差分を順次計測し、ステップ715〜ステップ721において、上記ステップ709での計測結果に基づいて、移動鏡27Yの反射面のX軸方向に関する移動鏡曲がりを検出している。このようにすれば、露光装置100を構成するウエハY干渉計システム18Y自体の計測により、移動鏡27Yの反射面の曲がりを容易に検出することができる。   In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the position of the reflecting surface of the moving mirror 27Y in the Y-axis direction is determined by two measurement points YL and YR that are separated by a predetermined interval LY1 in the X-axis direction along the reflecting surface of the moving mirror 27Y. Laser interferometers 18YL and 18YR for measuring are provided. In the subroutine 601, in step 709, the difference in the Y-axis direction of the position of the reflecting surface of the movable mirror 27 </ b> Y between the measurement points YL and YR while moving the wafer stage WST along the X-axis direction at a predetermined interval LY <b> 1. Are sequentially measured, and in Steps 715 to 721, based on the measurement result in Step 709, the bending of the moving mirror in the X-axis direction of the reflecting surface of the moving mirror 27Y is detected. In this way, the bending of the reflecting surface of the movable mirror 27Y can be easily detected by the measurement of the wafer Y interferometer system 18Y itself that constitutes the exposure apparatus 100.

また、本実施形態では、サブルーチン601で行われる移動鏡27Yの曲がりの計測においては、ウエハステージWSTをX軸方向に所定間隔LY1で順次移動させ、その都度、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値の差分から移動鏡27Yの局所的な傾斜を求めたが、本発明はこれには限られない。例えば、ウエハステージWSTを等速で、X軸方向に移動させ、レーザ干渉計18YL,18YPのうちのいずれか一方の干渉計で移動鏡27Yの反射面のY位置を、所定のサンプリングで取得するようにしても良い。   Further, in the present embodiment, in the measurement of the bending of the movable mirror 27Y performed in the subroutine 601, the wafer stage WST is sequentially moved at the predetermined interval LY1 in the X-axis direction, and the measurement values of the laser interferometers 18YL and 18YR each time. However, the present invention is not limited to this. For example, the wafer stage WST is moved in the X-axis direction at a constant speed, and the Y position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y is acquired by predetermined sampling using either one of the laser interferometers 18YL and 18YP. You may do it.

また、この計測は、ウエハY干渉計システム18Yによるものには限られない。例えばウエハY干渉計システム18Yとは異なる別の干渉計システムにより、移動鏡27YのX軸方向に関する移動鏡曲がりを求めるようにしても良い。例えば、移動鏡27YのX軸方向に関する曲がりを一度に計測可能なフィゾー干渉計などを用いても良い。この場合には、ウエハ干渉計システム18と、移動鏡曲がり計測用の干渉計システムとの計測誤差が、本実施形態よりも大きくなることも予想されるため、実際の焼付けからも補正関数を生成する本発明の効果がより発揮されることとなる。   Further, this measurement is not limited to that by the wafer Y interferometer system 18Y. For example, the moving mirror bending in the X-axis direction of the moving mirror 27Y may be obtained by another interferometer system different from the wafer Y interferometer system 18Y. For example, a Fizeau interferometer that can measure the bending of the movable mirror 27Y in the X-axis direction at a time may be used. In this case, it is expected that the measurement error between the wafer interferometer system 18 and the interferometer system for moving mirror bending measurement will be larger than that in the present embodiment. Therefore, a correction function is generated from actual printing. The effect of the present invention will be more exhibited.

また、本実施形態では、Z軸に沿って所定間隔D離れた2つの計測点YA,YBにより移動鏡27Yの反射面のY位置を計測するレーザ干渉計18YPをさらに備えており、サブルーチン601では、ステップ713において光路変更板を用いて2つの計測点YL,YRのZ位置を−Z側に所定間隔DだけずらしZBとした後、再度ステップ705〜ステップ709を行い、ステップ715では、1回目のステップ709での計測結果と2回目のステップ709での計測結果とに基づいて、移動鏡27Yの反射面のX軸方向に関する1次元形状を検出する。このようにすれば、上段での移動鏡27Yの反射面の1次元形状と、下段での移動鏡27Yの反射面の1次元形状とから、移動鏡27Yの反射面のZ軸方向に関する傾斜成分を容易に計測することができる。 In the present embodiment, the subroutine 601 further includes a laser interferometer 18YP that measures the Y position of the reflecting surface of the movable mirror 27Y at two measurement points YA and YB separated by a predetermined distance D along the Z axis. In step 713, the Z positions of the two measurement points YL and YR are shifted to the −Z side by a predetermined distance D using the optical path changing plate to set Z B, and then steps 705 to 709 are performed again. Based on the measurement result in the second step 709 and the measurement result in the second step 709, a one-dimensional shape in the X-axis direction of the reflecting surface of the movable mirror 27Y is detected. In this way, the tilt component in the Z-axis direction of the reflecting surface of the moving mirror 27Y is obtained from the one-dimensional shape of the reflecting surface of the moving mirror 27Y in the upper stage and the one-dimensional shape of the reflecting surface of the moving mirror 27Y in the lower stage. Can be easily measured.

もっとも、移動鏡27YのZ軸方向に関する傾斜成分を求める方法はこれには限られない。例えば、ウエハステージWSTを所定間隔LY1だけ移動させる毎に、光路変更板を挿入/退避させて、同一X位置に対するレーザ干渉計18YL,18YRの計測点LY,LRのZ位置がZAであるときと、ZBであるときの両方の局所的な傾斜をまとめて求めるようにしてもよい。また、前述のフィゾー干渉計を用いれば、X軸方向に関する曲がりとともに傾斜も計測することができる。 But the method of calculating | requiring the inclination component regarding the Z-axis direction of the movable mirror 27Y is not restricted to this. For example, whenever the wafer stage WST is moved by a predetermined interval LY1, the optical path changing plate is inserted / retracted, and the Z positions of the measurement points LY, LR of the laser interferometers 18YL, 18YR with respect to the same X position are Z A And both local slopes when Z B may be obtained together. If the Fizeau interferometer described above is used, it is possible to measure the inclination as well as the bending in the X-axis direction.

また、本実施形態では、ウエハY干渉計システム18Yが、レーザ干渉計18YL,18YR,18YPから構成されるものとしたが、これには限られない。例えば、レーザ干渉計18YPはなくても良い。この場合には、サブルーチン603で生成される補正情報(補正関数BY(X’))を、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値を補正する補正関数として用いればよい。また、レーザ干渉計18YL,18YRに加えて、新たなレーザ干渉計により、ウエハステージWSTのY位置を検出するようにしてもよい。この場合には、3つ以上の干渉計の計測値の平均値がウエハステージWSTのY位置となり、ウエハステージWSTのヨーイング量は、例えば3つ以上の計測値の最小二乗近似によって求められるようにすればよい。この求め方は、レーザ干渉計18YPが3つの測長ビームを備えている場合でも同様である。これらの構成の変形の可能性は、ウエハX干渉計システム18Xについても同様である。   In the present embodiment, the wafer Y interferometer system 18Y is configured from the laser interferometers 18YL, 18YR, and 18YP, but is not limited thereto. For example, the laser interferometer 18YP may not be provided. In this case, the correction information (correction function BY (X ′)) generated in the subroutine 603 may be used as a correction function for correcting the measurement values of the laser interferometers 18YL and 18YR. Further, in addition to laser interferometers 18YL and 18YR, the Y position of wafer stage WST may be detected by a new laser interferometer. In this case, the average value of the measurement values of three or more interferometers becomes the Y position of wafer stage WST, and the yawing amount of wafer stage WST is obtained, for example, by least square approximation of three or more measurement values. do it. This determination method is the same even when the laser interferometer 18YP includes three length measuring beams. The possibility of deformation of these configurations is the same for the wafer X interferometer system 18X.

また、本実施形態では、サブルーチン603で求められた配列情報に基づく第2の補正情報としての補正関数BY(X’)を、レーザ干渉計18YPの計測値の補正に用いるものとしたが、これには限られず、レーザ干渉計18YL,18YRの計測値の補正に用いるようにしてもよいのは勿論である。   In the present embodiment, the correction function BY (X ′) as the second correction information based on the arrangement information obtained in the subroutine 603 is used for correcting the measurement value of the laser interferometer 18YP. Of course, the laser interferometers 18YL and 18YR may be used for correcting the measurement values.

また、本実施形態では、図11(A)に示される計測用レチクルRTを用いたがこれには限られない。例えば、パターンA2,B2,C2,D2のみ形成されたレチクルを用いてもよい。各パターンは、ライン・アンド・スペース・パターンであってもよいし、ボックスマークであってもよい。 In the present embodiment, the measurement reticle RT shown in FIG. 11A is used, but the present invention is not limited to this. For example, a reticle on which only patterns A 2 , B 2 , C 2 , and D 2 are formed may be used. Each pattern may be a line and space pattern or a box mark.

また、本実施形態では、ステップ717及びステップ825において、曲線補間法により得られるY軸方向に関する連続的な補正関数を、第1及び第2の補正情報として検出している。このようにすれば、離散的なX位置だけでなく連続したX位置に対応する移動鏡27Yの反射面の曲がりを検出することができ、その補正関数を用いて連続で滑らかな補正を実現することができる。なお、曲線補間時に採用される曲線としては、上述したスプライン曲線のほか、ベジェ曲線などのあらゆる曲線を採用することができる。   In the present embodiment, in step 717 and step 825, a continuous correction function regarding the Y-axis direction obtained by the curve interpolation method is detected as the first and second correction information. In this way, it is possible to detect the bending of the reflecting surface of the movable mirror 27Y corresponding to not only the discrete X positions but also the continuous X positions, and a continuous and smooth correction is realized using the correction function. be able to. In addition, as a curve employ | adopted at the time of curve interpolation, all curves, such as a Bezier curve other than the spline curve mentioned above, are employable.

もっとも、補間方法は、曲線補間には限られず、直線補間であってもよい。また、補正関数を生成することなく、サブルーチン601及びサブルーチン603で求められたX位置Xにおける移動鏡曲がりのデータをX軸方向に関してマッピングすることにより生成される補正マップを不図示の記憶装置に格納しておき、その補正マップを用いて計測値の補正等を行うようにしてもよい。この場合でも、ウエハステージWSTのX位置が補正マップ上のX位置でない場合には、補正マップ上の近傍のX位置での補正マップの値の補間値を、計測値の補正量とすることができる。   However, the interpolation method is not limited to curve interpolation, and may be linear interpolation. Further, a correction map generated by mapping the moving mirror bending data at the X position X obtained in the subroutine 601 and the subroutine 603 with respect to the X-axis direction without generating a correction function is stored in a storage device (not shown). In addition, the measurement value may be corrected using the correction map. Even in this case, when the X position of wafer stage WST is not the X position on the correction map, the interpolation value of the correction map value at the X position in the vicinity on the correction map may be used as the correction amount of the measurement value. it can.

また、本実施形態の露光装置100では、ステップ613における走査露光時には、アッベ誤差の補正に際し、レチクルステージRSTの位置を調整している。このようにしても、レチクルRとウエハWとの相対位置を補正して、ウエハW上に転写されるショット領域のアッベ誤差等による位置ずれを低減することができるからである。もっとも、これに限らず、ウエハステージWSTの位置情報を直接補正してもよいのは勿論である。また、移動鏡27YのX軸方向に関する補正関数DY(X,ZA)についてはウエハステージWSTの位置情報の補正に用いて、アッベ誤差の補正に用いる補正関数P(X’)、BY(X’)については、レチクルステージRSTの移動指令の補正に用いるようにしてもよい。 In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the position of the reticle stage RST is adjusted when correcting the Abbe error during the scanning exposure in Step 613. This is also because the relative position between the reticle R and the wafer W can be corrected in this manner, and the positional deviation due to the Abbe error of the shot area transferred onto the wafer W can be reduced. Needless to say, the position information of the wafer stage WST may be directly corrected. Further, the correction function DY (X, Z A ) related to the X-axis direction of the movable mirror 27Y is used to correct the positional information of the wafer stage WST, and the correction functions P (X ′) and BY (X used for correcting the Abbe error. ') May be used for correcting the movement command of the reticle stage RST.

そして、本実施形態の露光動作では、上述のようにして作成された補正関数を用いて両ステージWST,RSTの相対位置を制御しつつ、ウエハステージWST上のウエハWに対し、レチクルステージRST上のレチクルRに形成されたパターンを転写するので、高精度な露光を実現することができる。   In the exposure operation of the present embodiment, the relative position between both stages WST and RST is controlled using the correction function created as described above, while the wafer W on the wafer stage WST is moved on the reticle stage RST. Since the pattern formed on the reticle R is transferred, highly accurate exposure can be realized.

もっとも、サブルーチン601,603は、露光動作に先立って行われる必要はない。露光装置100の立ち上げ時、ウエハホルダを交換する時及びステージを交換する時にサブルーチン601,603を行うようにしてもよい。   However, the subroutines 601 and 603 need not be performed prior to the exposure operation. When the exposure apparatus 100 is started up, the subroutines 601 and 603 may be performed when the wafer holder is replaced and when the stage is replaced.

また、本実施形態の露光装置100において、レーザ干渉計18YL,18YRは、移動鏡27Yの反射面に対しY軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームLYL,LYRを照射するダブルパス方式の干渉計とし、レーザ干渉計18YPを、その反射面に対し前記Y軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するシングルパス方式の干渉計としたが、レーザ干渉計18YL,18YR,18YPは、すべてダブルパス方式の干渉計であってもよいし、シングルパス方式の干渉計であってもよい。上記実施形態のようにレーザ干渉計18YPをシングルパス方式とし、レーザ干渉計18YL,18YRをダブルパス方式とした場合には、移動鏡の傾斜の計測誤差が大きくなる傾向にあるため、本実施形態におけるサブルーチン603で生成される補正関数BY(X’)による補正は、著しい効果を発揮する。また、本実施形態の露光装置において、レーザ干渉計YPを計測点YA,YB間のY位置の差分を計測する差動型の干渉計としているが、これに換えて、計測点YAの参照鏡に対するY位置及び計測点YBの参照鏡に対するY位置をそれぞれ独立に計測する2つの絶対値計測型の干渉計としても構わない。この場合、それぞれ独立に計測された計測値の差分をとることで移動鏡27YのZ軸方向に関する傾斜成分を求めることができる。更にこの場合には、計測点YAを計測する干渉計をレーザ干渉計18YRと共用することもできる。このようにすれば、ウエハY干渉計システム18Yの有する干渉計の軸数を削減することができる。   Further, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the laser interferometers 18YL and 18YR are of a double-pass method that irradiates measurement beams LYL and LYR having a measurement axis parallel to the Y-axis direction with respect to the reflecting surface of the movable mirror 27Y. As the interferometer, the laser interferometer 18YP is a single-pass type interferometer that irradiates a measuring beam having a measuring axis parallel to the Y-axis direction with respect to the reflection surface, but the laser interferometers 18YL, 18YR, All 18YPs may be double-pass interferometers or single-pass interferometers. When the laser interferometer 18YP is a single-pass system and the laser interferometers 18YL and 18YR are a double-pass system as in the above embodiment, the measurement error of the tilt of the movable mirror tends to increase. The correction by the correction function BY (X ′) generated in the subroutine 603 exhibits a significant effect. In the exposure apparatus of the present embodiment, the laser interferometer YP is a differential interferometer that measures the difference in the Y position between the measurement points YA and YB. Instead, the reference mirror of the measurement point YA is used. Two absolute value measurement type interferometers that independently measure the Y position relative to and the Y position relative to the reference mirror of the measurement point YB may be used. In this case, the inclination component in the Z-axis direction of the movable mirror 27Y can be obtained by taking the difference between the measurement values measured independently. Further, in this case, an interferometer that measures the measurement point YA can be shared with the laser interferometer 18YR. In this way, the number of interferometer axes of wafer Y interferometer system 18Y can be reduced.

なお、上記実施形態では、計測用パターン(パターンA1〜A3,B1〜B3、C1〜C3,D1〜D3)が形成された計測用レチクルRTによりウエハに対し実際にその計測用パターンRTを転写し、その転写結果(パターンの位置ずれ量)に基づいてウエハステージWST上の移動鏡曲がりの残差を求めたが、計測用レチクルRTを用いて上記実施形態におけるサブルーチン603と同様の処理を行うことにより、露光装置100におけるウエハW上のショット配列(いわゆるウエハグリッド)の歪みをも計測することができる。以下では、ウエハグリッドの歪みの計測方法について説明する。 In the above embodiment, the measurement reticle RT on which the measurement patterns (patterns A 1 to A 3 , B 1 to B 3 , C 1 to C 3 , D 1 to D 3 ) are formed is actually applied to the wafer. in transferring the measurement pattern R T, the transfer results were obtained residual of motion curvature mirror on the wafer stage WST based on the (positional deviation amount of the pattern), the carried out using a measurement reticle R T By performing the same processing as the subroutine 603 in the embodiment, it is possible to measure the distortion of the shot arrangement (so-called wafer grid) on the wafer W in the exposure apparatus 100. Hereinafter, a method for measuring distortion of the wafer grid will be described.

この計測に際しては、まず、図8のサブルーチン603(具体的には、ステップ805)と同様に、m行n列のショット領域を、隣接する像同士のX軸方向及びY軸方向の端部が重なるように、ベアのウエハW上のほぼ全域に転写し、さらに、そのウエハWを現像して、図13(A)に示されるように、マトリクス状にショット領域S(m,n)を形成する(第1工程)。なお、ここでも、X軸方向を列方向(列番号をnとする)とし、Y軸方向を行方向(行番号をmとする)としている。   In this measurement, first, similarly to the subroutine 603 in FIG. 8 (specifically, step 805), the shot region of m rows and n columns is set so that the end portions of adjacent images in the X axis direction and the Y axis direction are the same. As shown in FIG. 13A, a shot region S (m, n) is formed in a matrix form by transferring the wafer W over the entire area of the bare wafer W so as to overlap, and developing the wafer W. (First step). Also in this case, the X-axis direction is the column direction (column number is n), and the Y-axis direction is the row direction (row number is m).

図13(B)には、ショット領域S(m,n)と、それに隣接するショット領域S(m,n+1)とショット領域S(m+1,n)とが代表的に示されている。図13(B)に示されるように、ショット領域S(m,n+1)は、ショット領域の配列(グリッド)に歪みがなければ、ショット領域S(m,n)を基準とした場合に、点線で示される位置に形成されるはずである。しかしながら、実際には、ショット領域S(m,n+1)は、実線で示される位置に形成されているものとする。この場合、ショット領域S(m,n+1)の中心は、図13(B)に示されるように、X軸方向にSX(m,n)、Y軸方向にBY(m,n)ほど位置ずれしている。また、ショット領域S(m+1,n)についても、その形成位置は、グリッド歪みがないとしたときの点線で示される位置から実線で示される位置に位置ずれしているものとし、この中心の位置ずれ量を、X軸方向にBX(m,n),Y軸方向にSY(m,n)とする。   FIG. 13B representatively shows a shot area S (m, n), a shot area S (m, n + 1) and a shot area S (m + 1, n) adjacent to the shot area S (m, n). As shown in FIG. 13B, the shot area S (m, n + 1) has a dotted line when the shot area S (m, n) is used as a reference if the shot area array (grid) is not distorted. It should be formed at the position indicated by. However, in actuality, it is assumed that the shot area S (m, n + 1) is formed at a position indicated by a solid line. In this case, as shown in FIG. 13B, the center of the shot region S (m, n + 1) is displaced by SX (m, n) in the X-axis direction and BY (m, n) in the Y-axis direction. doing. The shot region S (m + 1, n) is also shifted from the position indicated by the dotted line when there is no grid distortion to the position indicated by the solid line. The amount of deviation is BX (m, n) in the X-axis direction and SY (m, n) in the Y-axis direction.

この位置ずれ量SX(m,n),BY(m,n),BX(m,n),SY(m,n)は、隣接するショット領域が重なった部分に形成されたパターンの位置ずれ量から求めることができる。すなわち、ショット領域S(m,n)のパターンC1〜C3の像と、ショット領域S(m,n+1)のパターンA1〜A3の像とのX軸方向及びY軸方向の位置ずれ量の平均値が、それぞれSX(m,n),BY(m,n)に対応し、ショット領域S(m,n)のパターンD1〜D3の像と、ショット領域S(m+1,n)のパターンB1〜B3の像とのX軸方向及びY軸方向の位置ずれ量の平均値が、それぞれBX(m,n),SY(m,n)に対応する。これらのパターン像同士の位置ずれ量は、上記実施形態(ステップ811)と同様に、アライメント検出系ASを用いて検出することができる。 The positional deviation amounts SX (m, n), BY (m, n), BX (m, n), and SY (m, n) are the positional deviation amounts of the pattern formed in the portion where the adjacent shot areas overlap. Can be obtained from That is, the positional deviation in the X-axis direction and Y-axis direction between the images of the patterns C 1 to C 3 in the shot area S (m, n) and the images of the patterns A 1 to A 3 in the shot area S (m, n + 1). The average values of the quantities correspond to SX (m, n) and BY (m, n), respectively, and the images of the patterns D 1 to D 3 of the shot area S (m, n) and the shot area S (m + 1, n) The average values of the positional deviation amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the images of the patterns B 1 to B 3 of) correspond to BX (m, n) and SY (m, n), respectively. The amount of positional deviation between these pattern images can be detected using the alignment detection system AS, as in the above embodiment (step 811).

上述のようにして求められた位置ずれ量は、あくまで、隣接するショット領域に対する相対的な位置ずれ量である。そこで、本実施形態では、これらの位置ずれ量を積算し、各ショット領域S(m,n+1)におけるショット中心の座標(Xn+1,Ym)のずれ量ΔX(Xn+1,Ym)、及びショット領域S(m+1,n)におけるショット中心の座標(Xn,Ym+1)のずれ量ΔX(Xn,Ym+1)を次式を用いて算出する。 The positional shift amount obtained as described above is a relative positional shift amount with respect to the adjacent shot region. Therefore, in the present embodiment, these positional deviation amounts are integrated, and the deviation amount ΔX (X n + 1 , Y) of the coordinates (X n + 1 , Y m ) of the shot center in each shot area S (m, n + 1). m ) and the shift amount ΔX (X n , Y m + 1 ) of the coordinates (X n , Y m + 1 ) of the shot center in the shot area S (m + 1, n) are calculated using the following equations.

Figure 2005310832
ここで、nminは、m行において、最も−X側に存在するショット領域の列番号であり、mminは、n列において、最も−Y側に存在するショット領域の行番号であるものとする。すなわち、ショット領域S(m,n+1)における中心座標(Xm,n+1,Ym,n+1)におけるX軸及びY軸方向に関するグリッドの歪み量は、ショット領域S(m,nmin)からショット領域S(m,n+1)までのSX(m,j),BY(m,j)の積算値となる(j=nmin〜n+1)。また、ショット領域S(m+1,n)における中心座標(Xm+1,n,Ym+1,n)におけるX軸及びY軸方向に関するグリッドの歪み量は、ショット領域S(mmin,n)からショット領域S(m+1,n)までのBX(i,n),SY(i,n)の積算値となる(i=mmin〜m+1)。
Figure 2005310832
Here, n min is the column number of the shot region that is closest to the −X side in the m row, and m min is the row number of the shot region that is closest to the −Y side in the n column. To do. That is, the amount of distortion of the grid in the X-axis and Y-axis directions at the center coordinates (X m, n + 1 , Y m, n + 1 ) in the shot area S (m, n + 1) is determined by the shot area S (m, n min ) To the shot area S (m, n + 1), and the integrated value of SX (m, j) and BY (m, j) (j = n min to n + 1). In addition, the amount of distortion of the grid in the X-axis and Y-axis directions at the center coordinates (X m + 1, n , Y m + 1, n ) in the shot area S (m + 1, n) is the shot area S (m min , n ) To the shot area S (m + 1, n), and the integrated value of BX (i, n) and SY (i, n) (i = m min to m + 1).

なお、上記式(16)、式(17)、式(18)、式(19)における境界条件としては、それぞれΔX(Xnmin,Ym)=0、ΔY(Xnmin,Ym)=0、ΔX(Xn,Ymmin)=0、ΔY(Xn,Ymmin)=0がそれぞれ設定され、設定された境界条件に基づいて、位置座標(Xn,Ym)におけるグリッドの歪み量ΔX(Xn,Ym)、ΔY(Xn,Ym)が算出される。 The boundary conditions in the above formula (16), formula (17), formula (18), and formula (19) are ΔX (X nmin , Y m ) = 0 and ΔY (X nmin , Y m ) = 0, respectively. , ΔX (X n , Y mmin ) = 0 and ΔY (X n , Y mmin ) = 0 are set, respectively, and the distortion amount of the grid at the position coordinates (X n , Y m ) based on the set boundary conditions ΔX (X n , Y m ) and ΔY (X n , Y m ) are calculated.

上記式(16)、式(17)、式(18)、式(19)を用いて、位置座標(Xn,Ym)におけるX軸及びY軸方向に関するグリッドの歪み量ΔX(Xn,Ym)、ΔY(Xn,Ym)を算出した後は、この検出結果に基づいて、2次元の補正マップを算出する(第2工程)。 Using the above formula (16), formula (17), formula (18), and formula (19), the grid distortion amount ΔX (X n , X in the X-axis and Y-axis directions at the position coordinates (X n , Y m ). After calculating Y m ) and ΔY (X n , Y m ), a two-dimensional correction map is calculated based on the detection result (second step).

なお、この場合、位置座標(Xn,Ym)におけるX軸及びY軸方向に関するグリッドの歪み量の補正マップに対し、それぞれ3次関数又はフーリエ級数の多項式などによる関数フィッティングを行うようにしてもよい。図14には、理想的な配列基準に対する実際のショット配列のずれの一例が示されている。この図14では、ショット領域S(m,n)のショット中心の座標(Xn,Ym)の設計値が、点線で格子上に結ばれている。そして、実線で示される縦線、横線は、各行、各列に対応する、上記関数フィッティングにより作成されたグリッドの歪み量を表す補正関数F(X1)、F(X2)、F(X3)、…、F(X7)、F(Y1)、F(Y2)、F(Y3)、…、F(Y7)を、点線で示される理想的なグリッド(配列基準)からのずれで模式的に表した線である。 In this case, function fitting using a cubic function or a Fourier series polynomial is performed on the correction map of the grid distortion amount in the X-axis and Y-axis directions at the position coordinates (X n , Y m ). Also good. FIG. 14 shows an example of an actual shot arrangement deviation with respect to an ideal arrangement reference. In FIG. 14, the design values of the coordinates (X n , Y m ) of the shot center of the shot area S (m, n) are connected on the lattice by dotted lines. The vertical lines and horizontal lines indicated by the solid lines indicate correction functions F (X 1 ), F (X 2 ), F (X) representing the distortion amount of the grid created by the function fitting corresponding to each row and each column. 3 ), ..., F (X 7 ), F (Y 1 ), F (Y 2 ), F (Y 3 ), ..., F (Y 7 ), an ideal grid (arrangement standard) indicated by dotted lines It is the line typically expressed by the deviation from.

なお、上記式(16)〜式(19)を全て計算した場合には、同一のXY座標で、2つのΔX(Xn,Ym),ΔY(Xn,Ym)が算出されるようになる。この場合、その2つの値の平均値を最終的なΔX(Xn,Ym),ΔY(Xn,Ym)として算出して、その平均値を用いて補正マップ又は補正関数の作成に用いるようにしてもよいし、いずれか一方を選択するようにしてもよい。また、グリッドの歪み量の算出においては、式(16)、式(17)の算出結果の重みと、式(18),式(19)の算出結果の重みとの比を1:1とせず、どちらかの式の算出結果に比重を置くようにしても良い。この場合、式(18),式(19)に関しては、それらの式を求める際に用いるグリッドの歪み量に関し、行毎の平均値(すなわちj列(j=nmin〜nmax)での平均値)を算出し、その算出結果を補正マップ又は補正関数の生成に用いるようにしてもよい。 When all of the above equations (16) to (19) are calculated, two ΔX (X n , Y m ) and ΔY (X n , Y m ) are calculated with the same XY coordinates. become. In this case, the average value of the two values is calculated as the final ΔX (X n , Y m ), ΔY (X n , Y m ), and the average value is used to create a correction map or correction function. It may be used, or one of them may be selected. In calculating the grid distortion amount, the ratio between the weights of the calculation results of the equations (16) and (17) and the weights of the calculation results of the equations (18) and (19) is not 1: 1. , You may make it place specific gravity on the calculation result of either type | formula. In this case, with respect to Expressions (18) and (19), the average value for each row (i.e., the average of j columns (j = n min to n max )) regarding the amount of distortion of the grid used when obtaining these expressions. Value) and the calculation result may be used to generate a correction map or a correction function.

上述のようにして作成された補正マップ又は補正関数は、上記実施形態と同様にステージ制御装置19の同期制御ユニット80に設定される。そして、ステージ制御装置19の同期制御ユニット80において設定された補正関数に基づいて、ウエハステージWSTとレチクルステージRSTとの相対位置制御が行われ、ステップ613と同様な走査露光を行う(第3工程)。このようにすれば、露光装置100に固有のショット領域の配列の歪みによる影響をキャンセルすることができるので、より高精度な重ね合わせ露光を実現することができる。   The correction map or the correction function created as described above is set in the synchronous control unit 80 of the stage controller 19 as in the above embodiment. Then, based on the correction function set in the synchronous control unit 80 of the stage controller 19, relative position control between the wafer stage WST and the reticle stage RST is performed, and scanning exposure similar to step 613 is performed (third step). ). In this way, it is possible to cancel the influence due to the distortion of the arrangement of the shot areas inherent to the exposure apparatus 100, so that more accurate overlay exposure can be realized.

これまでの説明から明らかなように、このウエハグリッドの歪みの補正するにあたっては、主制御装置20が、転写装置と制御装置の一部とに対応し、ステージ制御装置19が、制御装置の一部に対応する。   As is apparent from the above description, in correcting the distortion of the wafer grid, the main controller 20 corresponds to the transfer device and a part of the controller, and the stage controller 19 is a part of the controller. Corresponding to the part.

以上述べたように、この方法によれば、パターン像を含むショット領域S(m,n)をウエハ上にマトリクス状に転写形成し、隣接するショット領域S(m,n)でのパターンの転写位置の位置ずれ量SX(m,n)、BY(m,n)、BX(m,n)、SY(m,n)に基づいてXY平面内におけるショット領域S(m,n)の配列基準からのずれに関する情報を検出する。このようにすれば、実際の転写結果により、ショット領域の配列基準からのずれに関する情報を精度良く検出することができる。   As described above, according to this method, the shot areas S (m, n) including the pattern image are transferred and formed in a matrix on the wafer, and the pattern is transferred to the adjacent shot areas S (m, n). Arrangement standard of shot region S (m, n) in the XY plane based on positional displacement amount SX (m, n), BY (m, n), BX (m, n), SY (m, n) Detect information about deviation from In this way, it is possible to accurately detect information relating to the deviation of the shot area from the arrangement reference based on the actual transfer result.

なお、この場合にも、グリッドの歪み量に基づいて、レチクルステージRSTの位置でなく、ウエハステージWSTの位置を補正するようにしてもよい。   In this case as well, the position of wafer stage WST may be corrected based on the amount of grid distortion, not the position of reticle stage RST.

なお、上記実施形態では、ウエハステージWSTに設けられた移動鏡27Y等の曲がり及び傾斜を補正する補正関数を生成したが、同様にして、レチクルステージRST上に設けられた移動鏡の曲がり及び傾斜を補正する場合にも、本発明を適用することができることはいうまでもない。   In the above embodiment, the correction function for correcting the bending and tilt of the movable mirror 27Y and the like provided on the wafer stage WST is generated. Similarly, the bending and tilt of the movable mirror provided on the reticle stage RST are generated. Needless to say, the present invention can also be applied to correcting the above.

ところで、露光装置のレチクルステージあるいはウエハステージとして、粗動ステージと微動ステージとで構成されるステージ(以下、「粗微動型ステージ」という)が知られている。この場合、微動ステージは、レチクルまたはウエハを保持するとともに、比較的短いストロークを高精度(高応答性)に位置決めできるように構成される。また、粗動ステージは、微動ステージを比較的長い距離にわたって移動させることができるように構成される。本発明は、このような粗微動型ステージを有する露光装置においても適用することができる。この場合、上記実施形態におけるレチクルステージRSTは、レチクルを保持するレチクル微動ステージに対応するように、また、上記実施形態におけるウエハステージWSTは、ウエハを保持するウエハ微動ステージに対応するよう設定すればよい。   As a reticle stage or wafer stage of an exposure apparatus, a stage composed of a coarse movement stage and a fine movement stage (hereinafter referred to as “coarse / fine movement type stage”) is known. In this case, the fine movement stage is configured to hold a reticle or wafer and to position a relatively short stroke with high accuracy (high response). The coarse movement stage is configured so that the fine movement stage can be moved over a relatively long distance. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a coarse / fine movement type stage. In this case, the reticle stage RST in the above embodiment is set to correspond to the reticle fine movement stage that holds the reticle, and the wafer stage WST in the above embodiment is set to correspond to the wafer fine movement stage that holds the wafer. Good.

なお、複数のレンズから構成される投影光学系PLを露光装置本体に組み込み、その後、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、上記実施形態の露光装置100を製造することができる。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。   A projection optical system PL composed of a plurality of lenses is incorporated in the exposure apparatus main body, and thereafter optical adjustment is performed, and a reticle stage RST and wafer stage WST consisting of a large number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus main body to perform wiring and The exposure apparatus 100 of the above-described embodiment can be manufactured by connecting piping and further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.). The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置における露光にも本発明を好適に適用することができる。また、ウエハステージを2基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。また、液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができるのは勿論である。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described, but it is needless to say that the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus. The present invention can also be suitably applied to exposure in a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that combines a shot area and a shot area. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having two wafer stages. Of course, the present invention can also be applied to an exposure apparatus using a liquid immersion method.

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレート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、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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。   The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.

また、上記実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザ光源に限らず、KrFエキシマレーザ光源、F2レーザ光源などのパルスレーザ光源や、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。 The light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to an ArF excimer laser light source, but a pulsed laser light source such as a KrF excimer laser light source or an F 2 laser light source, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), or the like. It is also possible to use an ultra-high pressure mercury lamp that emits a bright line. In addition, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light. The magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。   In the above embodiment, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning a mask and a wafer using arc illumination is conceivable.

また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。例えば、電子線を用いる露光装置では、電磁レンズを備えた光学系が用いられる。   The present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. The electron beam exposure apparatus may be any of a pencil beam method, a variable shaped beam method, a cell projection method, a blanking aperture array method, and a mask projection method. For example, in an exposure apparatus that uses an electron beam, an optical system including an electromagnetic lens is used.

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。   For semiconductor devices, the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and transferring the reticle pattern to the wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment And a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.

以上述べたように、本発明のステージ制御方法及びステージ装置は、露光に用いられる物体を保持するステージを制御するのに適しており、本発明の露光方法は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。   As described above, the stage control method and the stage apparatus of the present invention are suitable for controlling a stage that holds an object used for exposure, and the exposure method of the present invention includes a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like. It is suitable for a lithography process for manufacturing, and the device manufacturing method of the present invention is suitable for production of a micro device.

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。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図2(A)は、ウエハステージ及びウエハ干渉計システムの構成を概略的に示す図であり、図2(B)は、移動鏡上におけるウエハ干渉計システムの計測点を示す図であり、図2(C)は、2つの計測点が下段にあるときの図である。2A is a diagram schematically showing the configuration of the wafer stage and the wafer interferometer system, and FIG. 2B is a diagram showing measurement points of the wafer interferometer system on the movable mirror. 2 (C) is a diagram when two measurement points are in the lower stage. ステージ制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of a stage control apparatus. 移動鏡曲がりを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a movable mirror bending. 図5(A)は、アッベ誤差によりレチクルステージの位置が補正される様子を示す図であり、図5(B)は、移動鏡の傾斜によりレチクルステージの位置が補正される様子を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing how the position of the reticle stage is corrected by the Abbe error, and FIG. 5B is a diagram showing how the position of the reticle stage is corrected by the inclination of the movable mirror. is there. 本発明の一実施形態における露光装置での露光動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exposure operation | movement with the exposure apparatus in one Embodiment of this invention. 干渉計による移動鏡曲がり計測のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the movement mirror bending measurement by an interferometer. 焼付けによる移動鏡曲がり計測のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the movable mirror bending measurement subroutine by baking. 干渉計による移動鏡曲がり計測を行う際のウエハステージの移動の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the movement of the wafer stage at the time of performing the movement mirror bending measurement by an interferometer. 上下段の移動鏡曲がりの補正関数を示す図である。It is a figure which shows the correction | amendment function of the movable mirror bending of an upper-lower stage. 図11(A)は、計測用レチクルの全体図であり、図11(B)は、パターンA1の拡大図であり、図11(C)は、パターンB1の拡大図である。FIG. 11A is an overall view of the measurement reticle, FIG. 11B is an enlarged view of the pattern A 1 , and FIG. 11C is an enlarged view of the pattern B 1 . 計測用レチクルの焼付け結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the baking result of the reticle for measurement. 図13(A)は、グリッド補正情報を検出する際のウエハWへの焼付け結果を示す図であり、図13(B)は、その焼付け結果におけるショット領域S(n,m)周辺の拡大図である。FIG. 13A is a diagram showing a result of printing onto the wafer W when grid correction information is detected, and FIG. 13B is an enlarged view around the shot region S (n, m) in the result of printing. It is. 理想的なグリッドと、実際のグリッドとのずれを示す図である。It is a figure which shows the shift | offset | difference with an ideal grid and an actual grid.

符号の説明Explanation of symbols

18…ウエハ干渉計システム(計測装置)、18YL,18YR,18XL,18YR…レーザ干渉計(第1計測装置、第1装置)、18YP,18XP…レーザ干渉計(第2計測装置、第2装置)、19…ステージ制御装置(制御装置)、20…主制御装置(第1生成装置、第2生成装置、転写装置、制御装置の一部)、24…ウエハステージ駆動部、100…露光装置、PL…投影光学系、R…レチクル(マスク)、RT…計測用レチクル、RST…レチクルステージ(マスクステージ)、W…ウエハ(物体)、WST…ウエハステージ(物体ステージ)。
18 ... Wafer interferometer system (measuring device), 18YL, 18YR, 18XL, 18YR ... Laser interferometer (first measuring device, first device), 18YP, 18XP ... Laser interferometer (second measuring device, second device) , 19: Stage control device (control device), 20: Main control device (first generation device, second generation device, transfer device, part of control device), 24 ... Wafer stage drive unit, 100 ... Exposure device, PL ... projection optical system, R ... reticle (mask), R T ... measurement reticle, RST ... reticle stage (mask stage), W ... wafer (object), WST ... wafer stage (object stage).

Claims (14)

パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法であって、
前記マスクステージと前記物体ステージとの少なくとも一方に設けられた該ステージの位置計測に用いる基準面の形状情報を検出し、前記形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正する第1の補正情報を生成する第1工程と;
前記第1の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ前記パターンの転写を行なう第2工程と;
前記第2工程によって転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第2の補正情報を生成する第3工程と;
前記第1及び第2の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行う第4工程と;を含むステージ制御方法。
A stage control method for controlling a mask stage for holding a mask on which a pattern is formed and an object stage for holding an object to which the pattern is transferred,
Detect shape information of a reference surface used for position measurement of the stage provided on at least one of the mask stage and the object stage, and based on the shape information, determine a relative position between the mask stage and the object stage. A first step of generating first correction information to be corrected;
A second step of transferring the pattern while correcting a relative position between the mask stage and the object stage based on the first correction information;
A third step of generating second correction information for further correcting the relative position between the mask stage and the object stage based on the arrangement information of the pattern on the object transferred in the second step;
And a fourth step of controlling the position of the mask stage and the object stage based on the first and second correction information.
前記基準面に沿った第1軸方向に所定間隔離れた複数の第1計測点により前記第1軸と直交する第2軸方向に関する前記基準面の位置を計測する第1計測装置を備えておき、
前記第1工程は、
前記ステージを前記第1軸方向に沿って所定間隔で移動させつつ、前記第1計測点間における前記基準面の位置の前記第2軸方向に関する差分を順次計測する第1副工程と;
前記計測結果に基づいて、前記基準面の前記形状情報を検出する第2副工程と;を含むことを特徴とする請求項1に記載のステージ制御方法。
A first measuring device is provided that measures the position of the reference plane in a second axis direction orthogonal to the first axis by a plurality of first measurement points that are separated from each other by a predetermined interval in the first axis direction along the reference plane. ,
The first step includes
A first sub-step of sequentially measuring a difference in the second axis direction between the first measurement points while moving the stage at a predetermined interval along the first axis direction;
The stage control method according to claim 1, further comprising: a second sub-step of detecting the shape information of the reference surface based on the measurement result.
前記第1軸と前記第2軸とに直交する第3軸に沿って所定間隔離れた複数の第2計測点により前記第2軸方向に関する前記基準面の位置を計測する第2計測装置をさらに備えておき、
前記第1工程は、前記複数の第1計測点を前記第3軸方向に前記所定間隔ずらした後、前記第1副工程を更に行う第3副工程を含み、
前記第2副工程では、前記第1副工程の計測結果と前記第3副工程の計測結果とに基づいて、前記基準面の前記形状情報を検出することを特徴とする請求項2に記載のステージ制御方法。
A second measuring device for measuring a position of the reference plane in the second axis direction by a plurality of second measurement points spaced apart from each other by a predetermined distance along a third axis orthogonal to the first axis and the second axis; Be prepared,
The first step includes a third sub-step of further performing the first sub-step after shifting the plurality of first measurement points in the third axis direction by the predetermined interval,
The said 2nd sub process detects the said shape information of the said reference plane based on the measurement result of the said 1st sub process, and the measurement result of the said 3rd sub process. Stage control method.
前記第1及び第2の補正情報の少なくとも一方を、曲線補間法を用いて、前記第1軸方向に関する連続的な補正関数として検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のステージ制御方法。   The at least one of said 1st and 2nd correction information is detected as a continuous correction function regarding the said 1st axis direction using a curve interpolation method, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The stage control method described in 1. 前記第4工程では、前記物体ステージに対する前記マスクステージの位置を補正して位置合わせを行なうことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のステージ制御方法。   5. The stage control method according to claim 1, wherein in the fourth step, alignment is performed by correcting a position of the mask stage with respect to the object stage. パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージと、前記パターンが転写される物体を保持する物体ステージとを制御するステージ制御方法であって、
2次元平面内の互いに直交する2つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置に前記物体ステージを移動させつつ、前記物体ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する第1工程と;
互いに隣接する区画領域での前記2つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量に基づいて、前記2次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報を検出する第2工程と;
前記検出結果に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの位置制御を行なう第3工程と;を含むステージ制御方法。
A stage control method for controlling a mask stage for holding a mask on which a pattern is formed and an object stage for holding an object to which the pattern is transferred,
A partition area including a predetermined pattern on an object held on the object stage while moving the object stage to a plurality of positions arranged in a matrix at predetermined intervals with respect to two axes orthogonal to each other in a two-dimensional plane. A first step of sequential transfer formation;
A second step of detecting information on a deviation of the partition area from the arrangement reference in the two-dimensional plane based on a positional deviation amount of the predetermined pattern with respect to the two axes in the partition areas adjacent to each other;
And a third step of controlling the position of the mask stage and the object stage based on the detection result.
前記第2工程では、
前記各軸方向に並ぶ区画領域での前記所定パターンの位置ずれ量を用いた関数フィッティングにより、前記2つの軸方向に関する位置ずれ量を表す連続値関数を、前記配列基準からのずれに関する情報として作成することを特徴とする請求項6に記載のステージ制御方法。
In the second step,
Creates a continuous value function representing the amount of positional deviation in the two axial directions as information about the deviation from the arrangement reference by function fitting using the positional deviation amount of the predetermined pattern in the partitioned areas arranged in the axial direction. The stage control method according to claim 6, wherein:
前記第2工程では、
前記連続値関数を作成する際の、前記2つの軸のうちの一方の軸方向に隣接する区画領域間における前記所定パターンの位置ずれ量の重みを、他方の軸方向に隣接する区画領域間における前記所定パターンの位置ずれ量の重みよりも大きくすることを特徴とする請求項7に記載のステージ制御方法。
In the second step,
When creating the continuous value function, the weight of the positional deviation amount of the predetermined pattern between the adjacent areas in the axial direction of one of the two axes is determined between the adjacent areas in the other axial direction. The stage control method according to claim 7, wherein the stage control method is set to be larger than a weight of a positional deviation amount of the predetermined pattern.
マスクに形成されたパターンを感光物体に転写する露光方法であって、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のステージ制御方法を用いて、感光物体を保持する物体ステージ及びマスクを保持するマスクステージを制御しつつ、前記物体ステージに保持された感光物体に対し前記パターンを転写する工程を含む露光方法。
An exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object,
Using the stage control method according to any one of claims 1 to 8, an object stage that holds a photosensitive object and a mask stage that holds a mask are controlled while the photosensitive object held on the object stage is controlled. An exposure method comprising a step of transferring the pattern.
パターンが形成されたマスクを保持して移動可能なマスクステージと;
前記パターンが転写される物体を保持して2次元平面内の第1軸方向及び該第1軸に直交する第2軸方向に沿って移動可能であり、前記第2軸に直交する基準面を有する物体ステージと;
前記基準面を用いて前記第2軸方向に関する前記物体ステージの位置情報を計測する計測装置と;
前記第1軸方向に沿って前記物体ステージを移動させつつ前記計測装置によって計測した前記位置情報から前記移動鏡の基準面の形状情報を検出し、該形状情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置の補正に用いる第1の補正情報を生成する第1生成装置と;
前記第1の補正情報に基づいて前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を補正しつつ転写された前記物体上のパターンの配列情報に基づいて、前記マスクステージと前記物体ステージとの相対位置を更に補正する第2の補正情報を生成する第2生成装置と;
前記第1生成装置により生成された第1の補正情報と前記第2生成装置により生成された前記第2の補正情報とに基づいて、前記物体ステージと前記マスクステージとの位置制御を行なう制御装置と;を備えるステージ装置。
A mask stage movable while holding a mask on which a pattern is formed;
The object to which the pattern is transferred is held and is movable along a first axis direction in a two-dimensional plane and a second axis direction orthogonal to the first axis, and a reference plane orthogonal to the second axis is provided. An object stage having;
A measuring device for measuring position information of the object stage in the second axis direction using the reference plane;
The shape information of the reference plane of the movable mirror is detected from the position information measured by the measurement device while moving the object stage along the first axis direction. Based on the shape information, the mask stage and the mask stage A first generation device that generates first correction information used for correcting a relative position with respect to the object stage;
Relative position between the mask stage and the object stage based on the arrangement information of the pattern on the object transferred while correcting the relative position between the mask stage and the object stage based on the first correction information A second generation device for generating second correction information for further correcting
A control device that controls the position of the object stage and the mask stage based on the first correction information generated by the first generation device and the second correction information generated by the second generation device And a stage apparatus.
前記計測装置は、
前記第1軸方向に所定間隔離れた複数の第1計測点での前記基準面上の前記第2軸に関する位置情報をそれぞれ計測する第1装置と;
前記2次元平面に直交する第3軸に沿って所定間隔で離れた複数の第2計測点において、前記第2軸方向に関する前記基準面の位置情報をそれぞれ計測する第2装置と;を備えることを特徴とする請求項10に記載のステージ装置。
The measuring device is
A first device that respectively measures position information about the second axis on the reference plane at a plurality of first measurement points that are separated by a predetermined interval in the first axis direction;
A second device for measuring position information of the reference plane in the second axis direction at a plurality of second measurement points separated by a predetermined interval along a third axis orthogonal to the two-dimensional plane. The stage apparatus according to claim 10.
前記制御装置は、
前記第1の補正情報と前記第2の補正情報とに基づいて、前記物体ステージに対する前記マスクステージの相対位置を調整することを特徴とする請求項11に記載のステージ装置。
The control device includes:
The stage apparatus according to claim 11, wherein a relative position of the mask stage with respect to the object stage is adjusted based on the first correction information and the second correction information.
前記第1装置は、前記基準面に対し前記第2軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するダブルパス方式の干渉計であり、
前記第2装置は、前記基準面に対し前記第2軸方向に平行な測長軸を有する測長ビームを照射するシングルパス方式の干渉計であることを特徴とする請求項11又は12に記載のステージ装置。
The first device is a double-pass interferometer that irradiates a measurement beam having a measurement axis parallel to the second axis direction with respect to the reference plane.
The said 2nd apparatus is a single path | pass type interferometer which irradiates the length measurement beam which has a length measurement axis | shaft parallel to the said 2nd axis direction with respect to the said reference plane. Stage equipment.
露光に用いられる物体を保持して2次元平面内を移動可能なステージ装置であって、
前記2次元平面内の互いに直交する2つの軸に関し所定間隔でマトリクス状に配置された複数の位置にステージを移動させつつ、前記ステージ上に保持された物体に所定パターンを含む区画領域を順次転写形成する転写装置と;
互いに隣接する区画領域間における前記2つの軸に関する前記所定パターンの位置ずれ量から算出された、前記2次元平面内における前記区画領域の配列基準からのずれに関する情報に基づいて、前記ステージ上の物体と転写対象のパターンとの位置合わせ制御を行なう制御装置と;を備えるステージ装置。

A stage device that holds an object used for exposure and can move in a two-dimensional plane,
While the stage is moved to a plurality of positions arranged in a matrix at predetermined intervals with respect to two axes orthogonal to each other in the two-dimensional plane, the partition area including the predetermined pattern is sequentially transferred to the object held on the stage. A transfer device to form;
The object on the stage based on the information about the deviation of the partition area from the arrangement reference in the two-dimensional plane calculated from the positional deviation amount of the predetermined pattern with respect to the two axes between the adjacent partition areas. And a control device for performing alignment control between the pattern and the pattern to be transferred.

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