JP2005340315A - Alignment device, exposure apparatus, alignment method and exposure method, and device manufacturing method and (tool) reticle for calibration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置合わせ装置、露光装置、位置合わせ方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法及び較正用(工具)レチクルに係り、さらに詳しくは、物体の位置合わせを行う位置合わせ装置、該位置合わせ装置を備えた露光装置、物体の位置合わせを行う位置合わせ方法及び該位置合わせ方法を用いた露光方法、並びに該露光装置を用いたデバイス製造方法及び2次元平面内を移動可能なステージ上に保持されたパターン形成用レチクル上の少なくとも2つのマークの、前記2次元平面内における位置情報をそれぞれ検出する複数の第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、前記ステージから搬送されてきて保持装置に保持された前記パターン形成用レチクル上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する複数の第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系との間のずれに関する情報を求めるために使用される較正用(工具)レチクルに関する。 The present invention relates to an alignment apparatus, an exposure apparatus, an alignment method and an exposure method, a device manufacturing method, and a calibration (tool) reticle, and more particularly, an alignment apparatus that aligns an object, and the alignment apparatus , An alignment method for aligning an object, an exposure method using the alignment method, a device manufacturing method using the exposure apparatus, and a stage movable in a two-dimensional plane A first coordinate system defined by detection results of a plurality of first detection systems that respectively detect position information in the two-dimensional plane of at least two marks on the pattern forming reticle, and is conveyed from the stage. Position information in the two-dimensional plane of each mark on the pattern forming reticle held by the holding device is detected. Calibration that is used to determine the information about the deviation between the second coordinate system defined by the detection results of the plurality of second detection systems for (tool) reticle.
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成されたパターン(以下、「レチクルパターン」とも呼ぶ)を、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「ウエハ」と総称する)上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光装置としては、いわゆるステッパ等の静止露光型の露光装置や、いわゆるスキャニング・ステッパ等の走査露光型の露光装置が主として用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, etc., a pattern (hereinafter also referred to as “reticle pattern”) formed on a mask or reticle (hereinafter also referred to as “reticle”) is projected. 2. Description of the Related Art An exposure apparatus that uses a wafer or a substrate such as a glass plate (hereinafter referred to as “wafer” as appropriate) coated with a resist or the like through an optical system is used. As such an exposure apparatus, a static exposure type exposure apparatus such as a so-called stepper and a scanning exposure type exposure apparatus such as a so-called scanning stepper are mainly used.
かかる露光装置においては、レチクルステージ上のレチクルとウエハとの位置合わせ(レチクルアライメント)を、レチクル上の位置合わせ用マーク(レチクルアライメントマーク)の位置情報を何らかの検出系で検出することにより行っているので、レチクルステージ上では、位置合わせ用マークがこの検出系の検出視野内に入るようなしかるべき位置でレチクルを保持する必要がある。そのため、レチクルステージにレチクルを保持する前に、レチクルを概略的に位置合わせする、いわゆるプリアライメントを行っている。 In such an exposure apparatus, alignment between a reticle on a reticle stage and a wafer (reticle alignment) is performed by detecting position information of an alignment mark (reticle alignment mark) on the reticle by some detection system. Therefore, on the reticle stage, it is necessary to hold the reticle at an appropriate position so that the alignment mark falls within the detection field of the detection system. For this reason, so-called pre-alignment is performed in which the reticle is roughly aligned before the reticle is held on the reticle stage.
かかるプリアライメントにおいては、例えば、レチクルステージに載置される前のレチクルの位置をピンなどで機械的に調整したり、レチクル上に形成されたレチクルアライメントマークを撮像する撮像装置を備える検出系によってレチクルの位置情報を検出し、その検出結果に基づいてレチクルの位置を調整したりしている(例えば、特許文献1等参照)。特許文献1等に記載のプリアライメント方法では、レチクルステージにロードする前に、レチクルをプリアライメントステージに一旦保持し、その状態でレチクル上に形成されたレチクルアライメント用マークの位置情報を検出系により検出し、その検出結果に基づいてプリアライメントステージの位置を調整することにより、レチクルステージにロードされる前のレチクルの位置を調整している。
In such pre-alignment, for example, the position of the reticle before being placed on the reticle stage is mechanically adjusted with a pin or the like, or by a detection system including an imaging device that images a reticle alignment mark formed on the reticle. The position information of the reticle is detected, and the position of the reticle is adjusted based on the detection result (see, for example, Patent Document 1). In the pre-alignment method described in
しかしながら、特許文献1等に記載のレチクルの位置情報の検出により行うプリアライメントにおいては、その位置合わせ精度を維持するため、検出系の較正を行っておくのが望ましいが、現在では、その較正方法が十分に提供されているとは言い難い状況にある。
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、物体(R1,R2等)の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも2つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を保持可能で、前記2次元平面内を移動可能なステージ(110)と;前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する第1検出系(45)と;前記ステージに保持された前記物体を受け取って搬送する搬送装置(120)と;前記搬送装置によって前記ステージから搬送されてきた前記物体を、前記搬送装置から受け取って保持する保持装置(RST)と;前記物体が前記保持装置に保持された状態で前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出し、その検出結果に基づいて前記物体の前記2次元平面内における位置情報を検出する第2検出系(22)と;前記ステージから前記保持装置への前記物体の搬送を少なくとも1回試行する前後で得られる、前記第1検出系の検出結果と前記第2検出系の検出結果とに基づいて、前記第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、前記第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系とのずれに関する情報を算出する算出装置(20)と;を備える第1の位置合わせ装置である。 In view of the first aspect, the present invention made under the circumstances described above is an alignment apparatus for aligning an object (R1, R2, etc.), and is for detecting at least two positions within a predetermined two-dimensional plane. A stage (110) capable of holding an object in which two marks are respectively formed at predetermined positions and movable in the two-dimensional plane; and in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage A first detection system (45) for detecting position information at; a transport device (120) for receiving and transporting the object held on the stage; and the object transported from the stage by the transport device; A holding device (RST) that receives and holds from the transport device; and detects position information of each mark in the two-dimensional plane in a state where the object is held by the holding device. A second detection system (22) for detecting position information of the object in the two-dimensional plane based on the detection result; and before and after attempting to convey the object from the stage to the holding device at least once Based on the detection result of the first detection system and the detection result of the second detection system, the first coordinate system defined by the detection result of the first detection system and the detection of the second detection system are obtained. And a calculation device (20) that calculates information related to a deviation from the second coordinate system defined by the result.
これによれば、算出装置により、物体がステージに保持されているときにその物体上のマークの位置情報を検出する第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、物体が保持装置に保持されているときにマークの位置情報を検出する第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系のずれに関する情報が、各検出結果に基づいて算出される。したがって、この算出結果に基づけば、それらのずれに関する情報を考慮して、物体を搬送する際に物体を精度良く位置合わせすることができる。 According to this, the object is held by the calculation device and the first coordinate system defined by the detection result of the first detection system that detects the position information of the mark on the object when the object is held on the stage. Information relating to the shift of the second coordinate system defined by the detection result of the second detection system that detects the position information of the mark when held in the apparatus is calculated based on each detection result. Therefore, based on this calculation result, it is possible to accurately align the object when the object is transported in consideration of information regarding the deviation.
本発明は、第2の観点からすると、物体(R1,R2等)の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも1つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を保持可能で、前記2次元平面内を移動可能なステージ(110)と;前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する検出系(45)と;前記ステージに保持された前記物体を受け取って搬送する搬送装置(120)と;前記搬送装置によって前記ステージから搬送されてきた前記物体を、前記搬送装置から受け取って保持する保持装置(RST)と;前記物体を保持した状態で、前記ステージを前記2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記検出系の検出結果によって規定される検出座標系と、前記ステージの移動により規定されるステージ座標系との回転ずれに関する情報を算出する算出装置(20)と;前記ステージから前記保持装置へ新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、その物体を保持するステージの前記2次元平面内の位置を調整する調整装置(20)と;を備える第2の位置合わせ装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an alignment apparatus for aligning an object (R1, R2, etc.), wherein at least one mark for position detection in a predetermined two-dimensional plane is set at a predetermined position. A stage (110) capable of holding the formed object and movable in the two-dimensional plane; and detecting for detecting position information in the two-dimensional plane of the marks on the object held on the stage A system (45); a transport device (120) for receiving and transporting the object held on the stage; and a holder for receiving and holding the object transported from the stage by the transport device from the transport device An apparatus (RST); with the object held, the stage is moved a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, and before and after the movement The position information of the mark is detected by the detection system, and based on the detection result, the rotational deviation between the detection coordinate system defined by the detection result of the detection system and the stage coordinate system defined by the movement of the stage A calculation device (20) for calculating information related to the stage; when transferring a new object from the stage to the holding device, based on the calculation result, the stage in the two-dimensional plane of the stage holding the object A second alignment device comprising: an adjustment device (20) for adjusting the position;
これによれば、算出装置により、ステージを2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の物体上のマークの位置情報を検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、検出系の検出結果によって規定される検出座標系と前記ステージの移動により規定されるステージ座標系との回転ずれに関する情報を算出するので、実際のステージの移動に基づき、両座標系のずれを精度良く求めることができる。したがって、調整装置により、その算出結果に基づいて、ステージの位置を調整すれば、物体を精度良く位置合わせすることができる。 According to this, the stage is moved by a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane by the calculation device, the position information of the mark on the object before and after the movement is detected by the detection system, and the detection result is Based on the actual movement of the stage, the information on the rotational deviation between the detection coordinate system defined by the detection result of the detection system and the stage coordinate system defined by the movement of the stage is calculated. The deviation can be obtained with high accuracy. Therefore, if the position of the stage is adjusted by the adjustment device based on the calculation result, the object can be aligned with high accuracy.
本発明は、第3の観点からすると、エネルギビームをマスク(R2等)に照射し、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光装置(100)であって、前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方を、前記物体とする本発明の第1、第2の位置合わせ装置と;前記位置合わせ装置の保持装置に前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方が保持された状態で、前記マスクに形成されたパターンを、前記投影光学系を介して前記感光物体上に転写する転写装置(20)と;を備える露光装置である。かかる場合には、本発明の第1、第2の位置合わせ装置を用いて物体の位置合わせを精度良く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。 From a third viewpoint, the present invention irradiates a mask (R2 or the like) with an energy beam, and transfers a pattern formed on the mask onto a photosensitive object (W) via a projection optical system (PL). An exposure apparatus (100), wherein at least one of the mask and the photosensitive object is the object, the first and second alignment apparatuses of the present invention; and the holding device of the alignment apparatus and the mask and the And a transfer device (20) for transferring a pattern formed on the mask onto the photosensitive object via the projection optical system in a state where at least one of the photosensitive object is held. In such a case, the object can be accurately aligned using the first and second alignment apparatuses of the present invention, so that highly accurate exposure can be realized.
本発明は、第4の観点からすると、物体(R1,R2等)の位置合わせを行う位置合わせ方法であって、所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも2つのマーク(L,R)が所定位置にそれぞれ形成された物体を、前記2次元平面内を移動可能なステージ(110)に保持する第1工程と;前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を第1検出系(45)により検出する第2工程と;前記ステージから前記物体を受け取って保持装置(RST)まで搬送して受け渡し、該保持装置に該物体を保持させる第3工程と;前記物体が前記保持装置に保持された状態で前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出し、その検出結果に基づいて前記物体の前記2次元平面内における位置情報を第2検出系(22)により検出する第4工程と;前記第1工程と、前記第2工程と、前記第3工程と、前記第4工程とを少なくとも1回試行する前後で得られる、前記第1検出系の検出結果と前記第2検出系の検出結果との関係に基づいて、前記第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、前記第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系とのずれに関する情報を算出する第5工程と;前記ステージから前記保持装置への新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、その物体を保持する前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する第6工程と;を含む第1の位置合わせ方法である。 From a fourth viewpoint, the present invention is an alignment method for aligning an object (R1, R2, etc.), and includes at least two marks (L, R) for position detection in a predetermined two-dimensional plane. Holding the objects respectively formed at predetermined positions on a stage (110) movable in the two-dimensional plane; and the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage A second step of detecting position information in the interior by a first detection system (45); a third step of receiving the object from the stage, transporting it to a holding device (RST), delivering it, and holding the object on the holding device; A step of detecting position information of each mark in the two-dimensional plane in a state where the object is held by the holding device, and a position of the object in the two-dimensional plane based on the detection result A fourth step of detecting information by a second detection system (22); obtained before and after trying the first step, the second step, the third step, and the fourth step at least once. Based on the relationship between the detection result of the first detection system and the detection result of the second detection system, the first coordinate system defined by the detection result of the first detection system and the detection of the second detection system A fifth step of calculating information relating to a deviation from the second coordinate system defined by the result; when carrying a new object from the stage to the holding device, the object is based on the calculation result; And a sixth step of adjusting the position of the stage holding the two-dimensional plane in the two-dimensional plane.
これによれば、第5工程において、物体がステージに保持されているときにマークの位置情報を検出する第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、物体が保持装置に保持されているときにマークの位置情報を検出する第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系のずれに関する情報が、各検出結果に基づいて算出される。したがって、この算出結果に基づけば、それらのずれに関する情報を考慮して、物体を搬送する際に物体を精度良く位置合わせすることができる。 According to this, in the fifth step, the first coordinate system defined by the detection result of the first detection system that detects the position information of the mark when the object is held on the stage, and the object is held by the holding device. The information about the deviation of the second coordinate system defined by the detection result of the second detection system that detects the position information of the mark when being performed is calculated based on each detection result. Therefore, based on this calculation result, it is possible to accurately align the object when the object is transported in consideration of information regarding the deviation.
本発明は、第5の観点からすると、物体(R1,R2)の位置合わせを行う位置合わせ方法であって、所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも1つのマーク(L,R)が所定位置にそれぞれ形成された物体を、前記2次元平面内を移動可能なステージ(110)に保持する第1工程と;前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出系(45)により検出する第2工程と;前記ステージに物体を保持した状態で、前記ステージを前記2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記検出系の検出結果によって規定される座標系と、前記ステージの移動により規定される座標系との回転ずれに関する情報を算出する第3工程と;前記ステージから前記物体を保持可能な保持装置(RST)へ、新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する第4工程と;を含む第2の位置合わせ方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an alignment method for aligning an object (R1, R2), wherein at least one mark (L, R) for position detection in a predetermined two-dimensional plane is provided. A first step of holding an object formed at a predetermined position on a stage (110) movable in the two-dimensional plane; and in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage A second step of detecting position information at the detection system (45); with the object held on the stage, the stage is moved a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, and the movement Position information of the front and rear marks is detected by the detection system, and based on the detection result, the coordinate system defined by the detection result of the detection system and the movement of the stage are defined. A third step of calculating information on rotational deviation with respect to the coordinate system; when carrying a new object from the stage to a holding device (RST) capable of holding the object, based on the calculation result, And a fourth step of adjusting the position of the stage in the two-dimensional plane.
これによれば、第3工程において、ステージを2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の物体上のマークの位置情報を検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、検出系の検出結果によって規定される検出座標系と前記ステージの移動により規定されるステージ座標系との回転ずれに関する情報を算出するので、実際のステージの移動に基づき、両座標系のずれを精度良く求めることができる。したがって、第4工程において、その算出結果に基づいて、ステージの位置を調整すれば、物体を精度良く位置合わせすることができる。 According to this, in the third step, the stage is moved by a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, the position information of the mark on the object before and after the movement is detected by the detection system, and the detection result Based on the detection result of the detection system, and information on the rotational deviation between the stage coordinate system defined by the movement of the stage is calculated. Can be obtained with high accuracy. Therefore, in the fourth step, the object can be accurately aligned by adjusting the position of the stage based on the calculation result.
本発明は、第6の観点からすると、エネルギビームをマスク(R1,R2)に照射し、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系(PL)を介して感光物体(W)上に転写する露光方法であって、本発明の第1、第2の位置合わせ方法を用いて前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方を、位置合わせする工程と;前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方が位置合わせされた後で、前記マスクに形成されたパターンを、前記投影光学系を介して前記感光物体上に転写する工程と;を含む露光方法である。かかる場合には、本発明の第1、第2の位置合わせ方法を用いてマスク及び感光物体の少なくとも一方の位置合わせを行うので、高精度な露光を実現することができる。 From the sixth aspect, the present invention irradiates a mask (R1, R2) with an energy beam, and transfers a pattern formed on the mask onto a photosensitive object (W) via a projection optical system (PL). A method of aligning at least one of the mask and the photosensitive object using the first and second alignment methods of the present invention; and at least one of the mask and the photosensitive object is positioned. And transferring the pattern formed on the mask after the alignment onto the photosensitive object via the projection optical system. In such a case, since the alignment of at least one of the mask and the photosensitive object is performed using the first and second alignment methods of the present invention, highly accurate exposure can be realized.
本発明は、第7の観点からすると、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、前記リソグラフィ工程では、本発明の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。かかる場合には、本発明の露光方法を用いて露光を行うので、高集積度のデバイスの生産性を向上することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including a lithography process, wherein in the lithography process, exposure is performed using the exposure method of the present invention. In such a case, since the exposure is performed using the exposure method of the present invention, the productivity of highly integrated devices can be improved.
本発明は、第8の観点からすると、2次元平面内を移動可能なステージ上に保持されたパターン形成用レチクル(R1,R2)上の少なくとも2つのマークの、前記2次元平面内における位置情報をそれぞれ検出する複数の第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系(45/レチクルPRE2)と、前記ステージから搬送されてきて保持装置に保持された前記パターン形成用レチクル上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する複数の第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系(22/VRA)との間のずれに関する情報を求めるために使用される較正用レチクル(RT)であって、少なくとも2箇所のマーク領域(L,R)を有し、前記各マーク領域はそれぞれ、前記較正用レチクルが前記ステージ上に保持されているときには前記複数の第1検出系の検出視野内にそれぞれ収まるような配置関係で、また前記較正用レチクルが前記保持装置上に保持されているときには複数の第2検出系の検出視野内にそれぞれ収まるような配置関係で、前記較正用レチクル上に形成されており、前記複数のマーク領域はそれぞれ、前記パターン形成用レチクルに形成されているマークと同一形状の第1マーク(L0)と、前記第1マークを基準として配置された少なくとも3つの2次元位置検出用の較正用マーク(L1〜L4)と、を含むことを特徴とする較正用レチクルである。 According to an eighth aspect of the present invention, positional information in the two-dimensional plane of at least two marks on the pattern forming reticles (R1, R2) held on a stage movable in the two-dimensional plane. And a first coordinate system (45 / reticle PRE2) defined by detection results of a plurality of first detection systems that respectively detect the first detection system and the pattern forming reticle carried by the stage and held by a holding device. It is used to obtain information relating to a deviation from the second coordinate system (22 / VRA) defined by detection results of a plurality of second detection systems that detect position information of each mark in the two-dimensional plane. A calibration reticle (RT), which has at least two mark areas (L, R), and each of the mark areas includes a calibration reticle (ST). Are arranged within the detection field of view of the plurality of first detection systems, and when the calibration reticle is held on the holding device, the plurality of second detection systems. The first mark having the same shape as the mark formed on the pattern forming reticle is formed on the calibration reticle so as to be placed within the detection field of view. (L0) and at least three calibration marks (L1 to L4) for two-dimensional position detection arranged with the first mark as a reference.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図12に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、本発明の位置合わせ方法、露光方法を好適に実施可能な一実施形態に係る露光装置100の斜視図が模式的に示されている。図1においては、露光装置100の各構成要素のうち、露光装置本体と、その露光装置本体にレチクルを搬送するレチクル搬送系とが、レチクル搬送系を中心に示されている。
FIG. 1 schematically shows a perspective view of an
この露光装置100においては、その露光装置本体が、投影光学系PLを中心に構成されており、ステップ・アンド・スキャン方式で露光を行う。図1では、その投影光学系PLの光軸AXの方向をZ軸方向とし、Z軸方向に直交する平面内でレチクルとウエハとが同期移動される走査方向をY軸方向とし、及び該Y軸に直交する非走査方向をX軸方向としている。
In this
露光装置100は、露光装置本体として、不図示の照明系、レチクル(図1ではレチクルRE2)を保持するレチクルステージRST、レチクルを介した照明光を感光物体としてのウエハWに投射する投影光学系PL、ウエハWを保持するウエハステージWST、レチクルアライメント検出系22及びこれらの制御系としての主制御装置20(図1では不図示、図2参照)を備えている。
The
不図示の照明系は、紫外域の輝線、遠紫外光又は真空紫外光である照明光により、回路パターン等が描かれたレチクルRE2上のX軸方向に細長いスリット状の照明領域をほぼ均一な照度で照明する。 The illumination system (not shown) has a slit-like illumination area that is elongated in the X-axis direction on the reticle RE2 on which a circuit pattern or the like is drawn by illumination light that is an ultraviolet line, far ultraviolet light, or vacuum ultraviolet light. Illuminate with illuminance.
前記レチクルステージRSTは、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を含むレチクルステージ駆動系25(図1では不図示、図2参照)によって、XY平面内で微少駆動可能(Z軸回りの回転方向θz方向にも微小駆動可能)であるとともに、Y軸方向に、設定された走査速度で移動可能となっている。 The reticle stage RST can be slightly driven in the XY plane (in the rotation direction θz around the Z axis) by a reticle stage drive system 25 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2) including a linear motor, a voice coil motor, and the like. Is also possible to move at a set scanning speed in the Y-axis direction.
レチクルステージRSTのXY平面内の位置は、レーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16(図1では不図示、図2参照)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、このレチクル干渉計16として、X軸を測長軸とするレチクルX干渉計とY軸を測長軸とするレチクルY干渉計とが設けられているが、その少なくとも一方、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いて、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。
The position of reticle stage RST in the XY plane is always measured with a laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2) with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. Has been. Here, actually, as the
このレチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(ヨーイング量含む)は、主制御装置20(図2参照)に供給される。主制御装置20は、このレチクルステージRSTの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系25(図2参照)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(図1ではレチクルRE2)の位置を制御する。
Position information (including the yawing amount) of reticle stage RST from
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(−Z側)に配置されている。この投影光学系PLは、共通のZ軸方向の光軸AXを有する不図示の複数のレンズエレメントから構成されており、物体面(レチクルRE2)側と像面(ウエハW)側の両方がテレセントリック(いわゆる両側テレセントリック)な、円形の投影視野を有する縮小屈折光学系である。このため、照明系(不図示)からの照明光によってレチクルRE2の照明領域が照明されると、レチクルRE2の回路パターンのうちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その回路パターンの縮小像(部分倒立像)が各パルス照射の度に投影光学系PLの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW上のレジスト層に縮小転写されるようになる。 The projection optical system PL is disposed below the reticle stage RST in FIG. 1 (on the −Z side). The projection optical system PL is composed of a plurality of lens elements (not shown) having a common optical axis AX in the Z-axis direction, and both the object plane (reticle RE2) side and the image plane (wafer W) side are telecentric. This is a reduction refractive optical system having a circular projection field (so-called bilateral telecentric). For this reason, when the illumination area of reticle RE2 is illuminated by illumination light from an illumination system (not shown), the imaging light beam from the portion illuminated by pulsed ultraviolet light in the circuit pattern of reticle RE2 is projected into the projection optical system. The light is incident on the PL, and a reduced image (partial inverted image) of the circuit pattern is formed in a slit-like shape at the center of the circular field on the image plane side of the projection optical system PL for each pulse irradiation. As a result, the projected image of the circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL.
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(−Z側)で、不図示のベース上に配置されている。ウエハステージWSTは、ウエハステージ駆動系24(図1では不図示、図2参照)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。ウエハWは、このウエハステージWST上に不図示のウエハホルダを介して、例えば真空吸着等によって保持されている。 Wafer stage WST is disposed on a base (not shown) below projection optical system PL in FIG. 1 (on the −Z side). Wafer stage WST is driven by wafer stage drive system 24 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2), X, Y, Z, θz (rotation direction around Z axis), θx (rotation direction around X axis), and This is a single stage that can be driven in the direction of 6 degrees of freedom of θy (rotation direction about the Y axis). Wafer W is held on wafer stage WST by, for example, vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown).
前記ウエハステージWSTの位置は、レーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18(図1では不図示、図2参照)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、X軸方向に測長軸を有するウエハX干渉計及びY軸方向に測長軸を有するウエハY干渉計が設けられているが、図2ではこれらが代表的にウエハ干渉計18として示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージWSTのX、Y位置の他、回転(ヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能となっている。主制御装置20は、このウエハステージWSTの位置情報に基づいてウエハステージ駆動系24(図2参照)を介してウエハステージWSTを駆動制御し、ウエハステージWST上に保持されたウエハWの位置を制御する。
The position of wafer stage WST is always measured by a laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 18 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2) with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example. Yes. In practice, a wafer X interferometer having a length measuring axis in the X axis direction and a wafer Y interferometer having a length measuring axis in the Y axis direction are provided. In FIG. A total of 18 is shown. These interferometers are composed of multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes, and in addition to the X and Y positions of wafer stage WST, rotation (yawing (θz rotation that is rotation around the Z axis)), pitching (X axis) Rotation around (θx rotation) and rolling (θy rotation around Y axis)) can also be measured.
また、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ており、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の基準マーク等の各種マークが形成されている。 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 various marks such as at least a pair of reticle alignment reference marks are formed on the surface.
また、図示していないが、投影光学系PLの近傍には、オフアクシス方式のアライメント系が、投影光学系PLの光軸(レチクルパターン像の投影中心とほぼ一致)より所定の距離だけ離れた位置に配置されている。このアライメント系は、ウエハステージWST上の基準マーク板FM上の基準マーク又はウエハW上のアライメントマークの位置情報の計測等に用いられる。 Although not shown, in the vicinity of the projection optical system PL, the off-axis alignment system is separated by a predetermined distance from the optical axis of the projection optical system PL (almost coincident with the projection center of the reticle pattern image). Placed in position. This alignment system is used for measuring the position information of the reference mark on the reference mark plate FM on the wafer stage WST or the alignment mark on the wafer W.
レチクルアライメント検出系22は、CCDカメラなどの撮像素子で撮像したアライメントマークの画像データを画像処理してマーク位置を計測するVRA(Visual Reticle Alignment)方式の検出系であり、それぞれ、露光光と同じ波長の照明光をアライメントマークに照射するための落射照明系(不図示)と、そのアライメントマークの像を撮像するための撮像装置22L、22Rと、検出装置22D(図1では図示せず、図2参照)とを含んで構成されている。落射照明系(不図示)の照明光は、不図示のミラー等によりレチクル(図1ではレチクルRE2)上に導かれ、そのレチクル上の一対のレチクルアライメントマークやウエハステージWST上の基準マーク板FM上のレチクルアライメント用の基準マークを照明する。この照明光により照明されたレチクルアライメントマーク及び基準マーク板FM上の基準マークが、レチクルアライメント検出系22の撮像装置22L,22Rによって撮像される。撮像装置22L,22Rの撮像データは、検出装置22Dに送られる。検出装置22Dは、その撮像データに基づいて、撮像装置22L,22Rの撮像視野内における各マークの位置情報を検出する。検出装置22Dは、例えば、一対のレチクルアライメントマークの位置を検出すると、撮像装置22Lの撮像結果から検出された一方のレチクルアライメントマークの検出位置と、撮像装置22Rの撮像結果から検出された他方のレチクルアライメントマークの検出位置とから、撮像装置22L,22Rによって規定される、すなわちレチクルアライメント検出系22によって規定される2次元座標系(以下、「RA座標系」と規定する)上のレチクルRE2の中心位置(dXRS,dYRS)と、回転成分θRSとを算出し、その算出結果を主制御装置20に供給する。なお、レチクルアライメント検出系22においては、撮像装置22Lの撮像視野の中心と撮像装置22Rの撮像視野の中心とをつなぐ線分の中点が、投影光学系PLの光軸と一致するように、撮像装置22L,22Rが配置されており、撮像装置22L,22Rの撮像視野の中心と、レチクルアライメントマークとが一致している場合には、レチクルRE2の中心位置(dXRS,dYRS)は(0,0)となり、回転成分θRSも0となるように設定されているものとする。
The reticle
また、図示していないが、ウエハW表面の露光領域内部及びその近傍の領域のZ軸方向(光軸AXの方向)の位置を検出するための斜入射方式のフォーカス検出系(焦点検出系)の一つである、多点フォーカス位置検出系が設けられている。主制御装置20は、露光中には、この多点フォーカス位置検出系の検出結果に基づいて、投影光学系PLの最良結像面とウエハW表面とを焦点深度内で一致させるようにウエハステージWSTを制御する。この多点フォーカス位置検出系の詳細な構成等については、例えば、特開平6−283403号公報に開示されているので、詳細な説明を省略する。
Although not shown, an oblique incidence type focus detection system (focus detection system) for detecting the position in the Z-axis direction (the direction of the optical axis AX) in the exposure area on the surface of the wafer W and in the vicinity thereof. One multi-point focus position detection system is provided. During the exposure,
次に、レチクルを露光装置本体に搬送するレチクル搬送系の構成について説明する。前記レチクル搬送系は、収納棚150と、搬送ロボット51と、プリアライメントステージ110と、プリアライメント系45と、交換アーム120とを含んで構成されている。
Next, the configuration of the reticle transport system for transporting the reticle to the exposure apparatus main body will be described. The reticle transport system includes a
前記収納棚150は、露光装置100において使用されるレチクルを複数収納可能な棚である。図1において示されているレチクルRE1,RE2は、この収納棚150に収納されていたレチクルであり、本実施形態では、プリアライメント系45の較正に用いる後述する工具レチクルも収納棚150に収納されているものとする。
The
前記搬送ロボット51は、水平多関節ロボット(スカラーロボット)であり、水平方向にそのアーム先端の姿勢を自在に操ることが可能で、上下方向にも駆動可能な搬送用ロボットである。搬送ロボット51のアームの先端は、真空吸着又は静電吸着により、レチクルを吸着可能となっている。搬送ロボット51の姿勢は、そのロボットの各関節を駆動するモータの回転を検出するエンコーダ及びアームの位置を検出する位置センサ(図2におけるエンコーダ及び位置センサ11)によって検出される。そのエンコーダ及び位置センサ11の検出情報は主制御装置20に送られており、搬送ロボット51は、その情報に基づく主制御装置20(図2参照)による姿勢制御の下、アームの先端部にレチクルを吸着し、この収納棚150からレチクルを取出して後述するプリアライメントステージ110へ搬送したり、プリアライメントステージ110上に保持されていたレチクルを収納棚150に戻したりする。
The
前記プリアライメントステージ110は、レチクルステージRSTが載置された定盤上に、レチクルステージRSTの−Y側に配置されている。このプリアライメントステージ110は、レチクルステージRST上に保持される前のレチクルに対しプリアライメントを行うためのステージである。プリアライメントステージ110上には、前述のように搬送ロボット51により搬入されたレチクルが載置される。プリアライメントステージ110は、このように載置されたレチクルを、真空吸着又は静電吸着により吸着保持する。このプリアライメントステージ110は、XY平面(θz方向を含む)内に移動可能なテーブルであり、主制御装置20の制御の下、リニアモータ等のプリアライメントステージ駆動系31(図2参照)を介してその位置が制御される。
The
前記プリアライメント系45は、プリアライメントステージ110の上方(+Z側)に配置されたCCDカメラ等の撮像装置45L,45Rを備えている。撮像装置45L,45Rは、プリアライメントステージ110に保持されたレチクル(図1ではレチクルRE1)上に形成されたレチクルアライメントマーク付近を撮像可能に配置されている。撮像装置45L,45Rによる撮像結果は、主制御装置20に送られ、主制御装置20は、その撮像結果に基づいてレチクルアライメントマークの位置情報を検出する。この検出結果は、レチクルをレチクルステージRST上に置く前のレチクルの位置合わせ、いわゆるプリアライメント(レチクルプリアライメント)に用いられる。
The
前記交換アーム120は、上下動・回転機構の駆動軸104と、その駆動軸104の下端部に固定されたアーム駆動部102と、該アーム駆動部102の一側と他側にそれぞれ設けられた各一対のアーム106及び108とを備えている。
The
図3の平面図に示されるように、駆動軸104の回転に伴い、アーム駆動部102は、その駆動軸104を中心に回転し、アーム106,108は、XY平面内を旋回するようになっている。また、駆動軸102の上下方向(Z軸方向、図3における紙面直交方向)の駆動に伴い、アーム駆動部102とアーム106,108がZ軸方向に移動可能となっている。また、アーム106、108は、アーム駆動部102により開閉されるようになっている。
As shown in the plan view of FIG. 3, with the rotation of the
図1及び図3では、プリアライメントステージ110上に、レチクルRE1が保持されており、レチクルステージRST上にレチクルRE2が保持された状態が示されている。この状態から、交換アーム120によるレチクル交換が行われると、このレチクルRE1がレチクルステージRSTに搬送され、レチクルRE2がプリアライメントステージ110に搬送されて、両レチクルが交換されるようになる。
FIGS. 1 and 3 show a state in which reticle RE1 is held on
なお、レチクルRE1,RE2には、それぞれ−Z側に露光対象のパターン面が形成されており、そのパターン面のX軸方向両側には、レチクルアライメントマークが形成されている。そして、レチクルRE1,RE2のパターン面側(−Z側)には、そのパターン面及びレチクルアライメントマークを保護するための透明な保護膜としてペリクルが設けられている。プリアライメントステージ110及びレチクルステージRSTは、このペリクルを介してレチクルRE1,RE2をそれぞれ吸着保持しており、レチクルRE1,RE2の外周部は、両ステージ110,RSTから離間した状態となっている。交換アーム120は、図1に示される状態から、アーム106,108を開いた状態としてそのアーム106,108を下降させつつ、適当なタイミングでアーム106,108を閉じて、図3に示されるように、そのアーム106,108とを両ステージ110,RSTとレチクルRE1,RE2の外周部との間に挿入した状態とすることにより、レチクルRE1,RE2をそれぞれ下側から支持する。なお、この交換アーム120の回転位置は、回転位置センサ46(図2参照)によって検出されている。主制御装置20は、この回転位置センサ46からの交換アーム120の回転位置に基づいて交換アーム120の駆動軸104及びアーム駆動部102を駆動制御する。
In each of reticles RE1 and RE2, a pattern surface to be exposed is formed on the −Z side, and reticle alignment marks are formed on both sides of the pattern surface in the X-axis direction. On the pattern surface side (−Z side) of the reticles RE1 and RE2, a pellicle is provided as a transparent protective film for protecting the pattern surface and the reticle alignment mark. The
図2に示されるように、本実施形態の露光装置100における制御系は、ワークステーション(又はマイクロコンピュータ)から成る主制御装置20を中心として構成されていおり、主制御装置20は、不図示のCPU、メインメモリ、記憶装置を備えている。主制御装置20は、記憶装置からメインメモリに読み込まれたプログラムをCPUが実行することにより、これまでに説明した各種の制御を行う他、装置全体を統括的に制御する。すなわち、主制御装置20は、上記制御アルゴリズムに対応するプログラムをCPUで実行することにより、レチクルを搬送する搬送ロボット51に関する情報を検出するエンコーダ及び位置センサ11から送られる搬送ロボット51に関する姿勢に関する情報に基づいて、搬送ロボット51を駆動制御し、プリアライメント系45の検出結果に基づいてプリアライメントステージ駆動系31を介してプリアライメントステージ110を駆動制御する。そして、主制御装置20は、回転位置センサ46から検出される交換アーム120の回転に基づいて、駆動軸104及びアーム駆動部102を制御する。
As shown in FIG. 2, the control system in the
上述したように、露光装置100においては、レチクル搬送系によってレチクルがレチクルステージRST上に搬送される。より具体的には、収納棚150に収納されていたレチクルが、搬送ロボット51によってプリアライメントステージ110に搬送され、プリアライメントステージ110上においてプリアライメント系45の検出結果に基づいたレチクルプリアライメントが行われた後、交換アーム120によってレチクルステージRST上に保持される。主制御装置20は、レチクルステージRST上に保持されたレチクルに対し、レチクルアライメント系22を用いてレチクルアライメントを行い、このレチクルアライメントの結果を用いて、走査露光を行う。
As described above, in
ところで、レチクルプリアライメントを正確に行うためには、プリアライメントを行うプリアライメント系45やプリアライメントステージ110等の較正を予め行う必要がある。そこで、露光装置100におけるレチクルプリアライメントの較正動作について、図4(A)〜図4(C)に示される工具レチクルの平面図、図5(A)〜図5(D)、図6(A)〜図6(C)等に示される較正動作の模式図及び図7〜図11に示される主制御装置20のアルゴリズムを示すフローチャート等に沿って、適宜他の図面を参照しながら説明する。
By the way, in order to perform reticle pre-alignment accurately, it is necessary to calibrate the
本実施形態のプリアライメントの較正動作では、図4(A)に示されるような工具レチクルRTを用いる。図4(A)は、工具レチクルRTをパターン面側(−Z側)から見た平面図である。この図4(A)に示されるように、工具レチクルRTは、ほぼ長方形のガラス基板を中心に構成されており、その構造は、レチクルRE1,RE2とほぼ同一であり、レチクルRE1,RE2上の一対のレチクルアライメントマークに対応する一対のマークL,Rが形成されている。RCは、この工具レチクルRTの中心を示している。 In the pre-alignment calibration operation of the present embodiment, a tool reticle RT as shown in FIG. FIG. 4A is a plan view of the tool reticle RT viewed from the pattern surface side (−Z side). As shown in FIG. 4A, the tool reticle RT is configured around a substantially rectangular glass substrate, and its structure is substantially the same as that of the reticles RE1 and RE2, and is on the reticles RE1 and RE2. A pair of marks L and R corresponding to the pair of reticle alignment marks is formed. RC indicates the center of the tool reticle RT.
図4(B)には、マークLの拡大図が示されており、図4(C)には、マークRの拡大図が示されている。図4(B)に示されるように、マークLは、中央に形成されたサーチマークL0と、四隅に形成されたキャリブレーションマークL1〜L4とを含んでいる。サーチマークL0は、ボックスマークと、その四辺に沿って形成されたラインパターンとから構成されており、レチクルRE1,RE2上に形成されたレチクルアライメントマークと同一のマークである。キャリブレーションマークL1〜L4はボックスマークである。すなわち、サーチマークL0、キャリブレーションマークL1〜L4は、そのマークの2次元位置を検出可能な2次元位置検出用のマークとなっている。キャリブレーションマークL1〜L4は、サーチマークL0よりも大きくなるように設定されている。このサーチマークL0の工具レチクルRT上の設計上の中心位置を(XL0,YLO)とし、各キャリブレーションマークL1〜L4の設計上の中心位置をそれぞれ(XL1,YL1)、(XL2,YL2)、(XL3,YL3)、(XL4,YL4)とする。キャリブレーションマークL1〜L4は、キャリブレーションマークL1〜L4の中心位置の平均が、サーチマークL0の中心位置と一致するように形成されている。 FIG. 4B shows an enlarged view of the mark L, and FIG. 4C shows an enlarged view of the mark R. As shown in FIG. 4B, the mark L includes a search mark L0 formed at the center and calibration marks L1 to L4 formed at the four corners. The search mark L0 includes a box mark and a line pattern formed along the four sides thereof, and is the same mark as the reticle alignment mark formed on the reticles RE1 and RE2. Calibration marks L1 to L4 are box marks. That is, the search mark L0 and the calibration marks L1 to L4 are two-dimensional position detection marks that can detect the two-dimensional positions of the marks. The calibration marks L1 to L4 are set to be larger than the search mark L0. The design center position of the search mark L0 on the tool reticle RT is (X L0 , Y LO ), and the design center positions of the calibration marks L1 to L4 are (X L1 , Y L1 ), (X L2 , YL2 ), ( XL3 , YL3 ), and ( XL4 , YL4 ). The calibration marks L1 to L4 are formed so that the average of the center positions of the calibration marks L1 to L4 matches the center position of the search mark L0.
図4(C)に示されるように、マークRも、マークLと同一のマークとなっており、サーチマークR0、キャリブレーションマークR1〜R4を含んでいる。ここで、サーチマークR0の工具レチクル上の設計上の中心位置を(XR0,YRO)とし、各キャリブレーションマークR1〜R4の設計上の中心位置をそれぞれ(XR1,YR1)、(XR2,YR2)、(XR3,YR3)、(XR4,YR4)とする。 As shown in FIG. 4C, the mark R is the same mark as the mark L, and includes a search mark R0 and calibration marks R1 to R4. Here, the design center position of the search mark R0 on the tool reticle is (X R0 , Y RO ), and the design center position of each calibration mark R1 to R4 is (X R1 , Y R1 ), ( X R2 , Y R2 ), (X R3 , Y R3 ), and (X R4 , Y R4 ).
マークR、Lは、キャリブレーションマークを含んでいる点が、レチクルRE1,RE2のレチクルアライメントマークと異なっている。 The marks R and L are different from the reticle alignment marks of the reticles RE1 and RE2 in that they include calibration marks.
本実施形態では、この工具レチクルRTが、収納棚150に収納されているものとする。また、マークL,Rの設計上の中心位置は、主制御装置20の記憶装置(不図示)に記憶されているものとする。
In the present embodiment, it is assumed that the tool reticle RT is stored in the
《カメラキャリブレーション》
本実施形態のレチクルプリアライメントの較正動作の1つに、カメラキャリブレーション、すなわちプリアライメント系45のカメラ(撮像装置45L,45R)の較正処理がある。図5(A)には、撮像装置45L,45Rの撮像結果によって規定されるカメラ内座標系(XCLS,YCLS)、(XCRS,YCRS)と、工具レチクルRTによって規定される工具レチクル座標系(XP,YP)との関係が示されている。図5(A)に示されるように、工具レチクル座標系は、工具レチクルRTの中心RCを原点OPとする座標系である。また、カメラ内座標系(XCLS,YCLS)、(XCRS,YCRS)は、それぞれの撮像視野によって規定される座標系である。この工具レチクル座標系と両カメラ内座標系のずれは、原点の位置ずれ(XL,YL)、(XR,YR)と、回転ずれθL、θRと、撮像倍率(MXL,MYL)、(MXR,MYR)として表現することができる。本実施形態の較正処理では、工具レチクルRTを実際にプリアライメントステージ110にロードして、そのプリアライメントステージ110上に保持された工具レチクルRTに形成されたマークL,RのキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の位置情報を検出することにより、上記両座標系のずれに関する情報を求める。
<Camera calibration>
One of the reticle pre-alignment calibration operations of the present embodiment is camera calibration, that is, calibration processing of the cameras (
なお、実際のレチクルをプリアライメントする際には、この工具レチクル座標系が、プリアライメントの基準の座標系となるので、この座標系を、プリアライメント座標系とも呼ぶ。このプリアライメント座標系は、後述するプリアライメントステージ110の移動によって規定されるプリアライメントステージ座標系とは異なる座標系である。
Note that when pre-aligning an actual reticle, this tool reticle coordinate system serves as a reference coordinate system for pre-alignment. Therefore, this coordinate system is also referred to as a pre-alignment coordinate system. This pre-alignment coordinate system is a coordinate system different from the pre-alignment stage coordinate system defined by the movement of the
以下、図7のステップ701〜ステップ717には、この撮像装置45L,45Rの較正処理が示されている。まず、前提として、プリアライメントステージ110及びレチクルステージRST上には、レチクルが保持されていないものとする。
Hereinafter, steps 701 to 717 in FIG. 7 show the calibration processing of the
まず、図7に示されるように、ステップ701において、搬送ロボット51により、収納棚150に収納されている工具レチクルRTを取り出し、プリアライメントステージ110にロードする。
First, as shown in FIG. 7, in
次のステップ703では、工具レチクルRTのサーチマークL0,R0が、撮像装置45L,45Rの視野中心付近、すなわち視野中心を基準とした範囲内(例えば±8ピクセル以内)にあるか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ705に進み、否定されればステップ707に進む。なお、撮像装置45L,45Rによって撮像された撮像データは、常時、主制御装置20に送信されており、その画像が、主制御装置20の表示装置に表示されているものとする。オペレータは、この画像を見て、マークLのサーチマークL0と、マークRのサーチマークR0とが、画像の中心部(例えば画像の中心から±8ピクセル以内)内に有るか否かを確認し、その確認結果を、入力装置を介して、主制御装置20に入力する。主制御装置20は、入力された確認結果に基づいて、上記判断を行う。もっとも、上記オペレータによる確認を行わずとも、主制御装置20内で撮像結果と、サーチマークL0,R0に相当するパターンとの例えばテンプレートマッチング等との画像処理を行って、サーチマークL0,R0の位置情報の検出を行い、上記判断を自動的に行うようにしても良い。
In the
ステップ705では、撮像装置45L,45Rの撮像視野内に、4個のキャリブレーションマーク(図7ではCマークとしている)L1〜L4,R1〜R4がそれぞれ入っているか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ709に進み、否定されればステップ707に進む。ここでも、オペレータは、表示装置に表示された、撮像装置45L,45Rによって取り込まれた画像を見て、キャリブレーションマークL1〜L4が撮像装置45Lに入っており、キャリブレーションマークR1〜R4が撮像装置45Rに入っているか否かを確認し、その確認結果を入力装置を介して主制御装置20に入力する。主制御装置20は、入力された確認結果に基づいて上記判断を行う。なお、ここでも、上記オペレータによる確認を行わずに、主制御装置20内でテンプレートマッチング等の画像処理を行って、キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の位置情報の検出を行い、上記判断を自動的に行うようにしても良い。
In
ステップ707では、サーチマークL0,R0が撮像装置45L,45Rの撮像視野の中心を基準とした所定範囲内に入るように、かつ、4個のキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4が撮像装置45L,45Rの撮像視野内にそれぞれ入るように、プリアライメントステージ110の位置を微調整する。なお、このプリアライメントステージ110のステージ位置の調整は、入力装置を介したオペレータの操作により、手動で行うことが可能となっている。すなわち、主制御装置20は、入力装置から入力された指示により、プリアライメントステージ駆動系31を介してプリアライメントステージ110の位置を微調整する。ステップ707終了後は、ステップ703に戻る。
In
なお、上述のように、画像処理によりステップ703及びステップ705の判断を主制御装置20が自動的に行う場合には、ステップ707では、主制御装置20が、その画像処理結果に基づいて、プリアライメントステージ110の位置の微調整をプリアライメントステージ駆動系31を介して自動的に行うようにしても構わない。
As described above, when the
以降、ステップ703及びステップ705で判断が肯定されるまで、ステップ707においてプリアライメントステージ110の位置の微調整が行われ、最終的に、サーチマークL0,R0が撮像装置45L,45Rの撮像視野の中心付近にあり、キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4が、撮像装置45L,45Rの撮像視野に収まるようになる。なお、数回に渡ってプリアライメントステージ110の位置を微調整しても、上記判断がすべて肯定されない場合には、搬送アーム51により、プリアライメントステージ110上の工具レチクルRTを置きなおすようにしても良い。
Thereafter, the position of the
以下、ステップ709〜ステップ717で実行されるのは、プリアライメント系45の撮像装置45L,45Rの較正処理である。ステップ709では、撮像装置45L,45Rにより撮影された画像を取得する。すなわち、撮像装置45L,45Rから送られてくる撮像データをメインメモリ(不図示)に格納する。
Hereinafter, what is executed in
次のステップ711では、工具レチクルRT上にキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4とサーチマークL0、R0の設計上の座標値をセットする。すなわち、上述したキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の設計上の座標値、サーチマークL0、R0の設計上の座標値を、不図示の記憶装置からメインメモリに読み込む。
In the
次のステップ713では、取り込んだ撮像データに基づいて、撮像装置45L,45Rの撮像データで規定される座標系(図5(A)に示されるカメラ内座標系(XCLS,YCLS)、(XCRS,YCRS))における、各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の中心位置を検出する。この検出は、その撮像データから得られる各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4において、その4辺のパターンがその中心に対して対称であるという特徴に基づいて、撮像データから得られる各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4に対応する部分の輝度分布の鏡映対称性が最大となる位置を検出するなどにより行われる。なお、ここで、検出されたキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の中心位置を、それぞれCL1(XCL1,YCL1)〜CL4(XCL4,YCL4)、CR1(XCR1,YCR1)〜CR4(XCR4,YCR4)とする。
In the
次のステップ715では、上記ステップ713で求めたキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の座標値に基づいて、次式を用いて、サーチマークL0、R0の撮像装置45L,45Rのカメラ座標系内の位置CL0、CR0を算出する。
In the
なお、上記式(1)における、(XCLi,YCLi)(XCRi,YCRi)は、検出されたキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置CL1(XCL1,YCL1)〜CL4(XCL4,YCL4)、CR1(XCR1,YCR1)〜CR4(XCR4,YCR4)を示している。なお、以降では、説明を簡略化するため、キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置の座標に対し、適宜、マークの識別するための番号を示す添え字としてi(i=1〜4)を用いることとする。なお、算出した位置CL0、CR0の位置座標は、記憶装置に記憶される。
In the above formula (1), (X CLi , Y CLi ) (X CRi , Y CRi ) are the center positions CL1 (X CL1 , Y CL1 ) to the detected calibration marks L1 to L4, R1 to R4. CL4 (X CL4, Y CL4) , shows the CR1 (X CR1, Y CR1) ~CR4 (X CR4, Y CR4). In the following, for simplification of explanation, i (i = 1 to 1) is used as a subscript indicating a number for identifying the mark as appropriate with respect to the coordinates of the center positions of the calibration marks L1 to L4 and R1 to R4. 4) is used. The calculated position coordinates of the positions CL0 and CR0 are stored in the storage device.
ここで、撮像装置45L,45Rのカメラ内座標系((XCLS,YCLS)、(XCRS,YCRS))と、工具レチクル座標系(XP,YP)との関係について説明する。図5(A)には、撮像装置45L,45Rのカメラ内座標系((XCLS,YCLS)、(XCRS,YCRS))と、工具レチクル座標系(XP,YP)との関係が示されている。工具レチクル座標系と、カメラ内座標系の原点の位置オフセットをそれぞれL(XL,YL)、R(XR,YR)とし、撮像装置45L,45Rの各軸方向の撮像倍率をMXL,MYL,MXR,MYRとし、撮像装置45L,45Rのカメラ内座標系と、工具レチクル座標系との回転成分をθL,θRとすると、各カメラ内座標系上のキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の計測値と、工具レチクル座標系上のキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の位置との関係は、次式のようになる。
Here, the relationship between the in-camera coordinate systems ((X CLS , Y CLS ), (X CRS , Y CRS )) of the
ここで、上記(2)における(XLi,YLi)、(XRi,YRi)は、各キャリブレーションマークL1〜L4の設計上の中心位置(XL1,YL1)、(XL2,YL2)、(XL3,YL3)、(XL4,YL4)、(XR1,YR1)、(XR2,YR2)、(XR3,YR3)、(XR4,YR4)を示している。
Here, (X Li , Y Li ) and (X Ri , Y Ri ) in the above (2) are design center positions (X L1 , Y L1 ), (X L2 , Y L2), (X L3, Y L3), (X L4, Y L4), (X R1, Y R1), (X R2, Y R2), (X R3, Y R3), (X R4, Y R4 ).
ここで、撮像装置45L,45Rの撮像倍率の設計値をMとすると、上記撮像倍率MXL,MYL,MXR,MYRを、次式のように変換することができる。
Here, when the design value of the imaging magnification of the
上記式(3)を用いれば、上記式(2)を、次式に変換することができる。
If the said Formula (3) is used, the said Formula (2) can be converted into following Formula.
さらに、上記式(4)を展開し、1次の微少量だけとると、次式が得られる。
Further, when the above equation (4) is developed and only a first-order minute amount is taken, the following equation is obtained.
ここで、i=1、2、3、4として、上記式(5)を展開すると、次式のようになる。
Here, when i = 1, 2, 3, 4 and the above equation (5) is expanded, the following equation is obtained.
上記式(6)は、次式のようにまとめることができる。
The above equation (6) can be summarized as the following equation.
ここで、SL、SRは、次式のようになる。
Here, S L and S R are expressed by the following equations.
PL T等、上付きのTがついている行列は、その行列の転置行列である。次のステップ717では、最小二乗法を用いて上記式(8)を解き、(XL,YL)、(XR,YR)、(dMXL,dMYL)、(dMXR,dMYR)、θL,θRの値を求め、カメラ位置((XL,YL)、(XR,YR))、撮像倍率((MXL,MYL)、(MXR,MYR))、回転θL,θRを算出する。そして、求められたカメラ位置、倍率、回転は、装置パラメータとして主制御装置20の不図示の記憶装置に記憶される。ステップ717終了後は、図8のステップ801に進む。
P L T, etc., is a matrix that is with a superscript T is a transposed matrix of the matrix. In the
すなわち、各撮像装置45L,45Rから取り込まれた画像から、マークの位置を検出した場合、そのマークのカメラ内座標系の位置をそれぞれ(XCLS,YCLS)(XCLS,YCLS)とすると、そのマークのプリアライメント座標系の位置は次式を用いて算出される。
That is, when the position of the mark is detected from the images captured from the
ここで、各マークのプリアライメント座標系の位置座標を(XLS,YLS)、(XRS,YRS)としている。
Here, the position coordinates of each mark in the pre-alignment coordinate system are (X LS , Y LS ) and (X RS , Y RS ).
《プリアライメントステージ軸方向キャリブレーション》
上述のステップ701〜ステップ717では、プリアライメント系45の撮像装置45L,45Rの較正を行い、それらのカメラ内座標系とプリアライメント座標系とのずれを求めたが、このプリアライメント座標系は、工具レチクルRTの保持状態によって定まるものであり、実際のプリアライメントステージ110の移動によって規定されるプリアライメントステージ座標系とは異なるものである。プリアライメントでは、プリアライメントステージ110を移動させてレチクルの位置を調整するため、このプリアライメント座標系とプリアライメントステージ座標系との関係を求めておく必要がある。そこで、以下の図8のステップ801〜ステップ823では、この両座標系の回転ずれを検出する。
《Pre-alignment stage axial calibration》
In
図5(B)には、プリアライメント座標系(XP,YP)と、プリアライメントステージ座標系(XS,YS)との関係が示されている。図5(B)に示されるように、プリアライメント座標系のXP軸と、プリアライメントステージ座標系のXS軸とのなす角をαとし、プライアライメント座標系のYP軸と、プリアライメントステージ座標系のYS軸とのなす角をβとする。プリアライメントステージ座標系は、プリアライメントステージ110の各駆動軸の方向(プリアライメントステージ駆動系31の各モータの駆動方向)によって定まるものであり、この駆動軸の方向が必ずしも完全に直交しているとは限らない。このため、X軸方向のずれ角をαとし、Y軸方向のずれ角をβとして区別しているのである。図8のステップ801〜ステップ823では、ずれ角α、βを求める。
FIG. 5B shows the relationship between the pre-alignment coordinate system (X P , Y P ) and the pre-alignment stage coordinate system (X S , Y S ). As shown in FIG. 5 (B), and X P axis of the pre-alignment coordinate system, the angle between the X S axis of the prealignment stage coordinate system and alpha, and the Y P axis of the ply alignment coordinate system, pre-alignment Let β be the angle formed with the Y S axis of the stage coordinate system. The pre-alignment stage coordinate system is determined by the direction of each drive axis of the pre-alignment stage 110 (the drive direction of each motor of the pre-alignment stage drive system 31), and the directions of the drive axes are not necessarily perpendicular to each other. Not necessarily. For this reason, the deviation angle in the X-axis direction is designated as α, and the deviation angle in the Y-axis direction is designated as β. In
まず、ステップ801では、プリアライメントステージ110をX軸方向に所定距離(例えば+1mm)だけ移動させる(図5(B)参照)。そして、次のステップ803で撮像装置45L,45Rにより撮像された画像を取得し、ステップ805において、取得された画像から、キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の中心位置を検出し、ステップ807において、上記ステップ805で検出したキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の位置から、サーチマークL0,R0の位置L0a,R0aを算出する。なお、この位置L0a,R0aは、プリアライメント座標系上の位置座標である必要があるので、上記式(9)を用いてカメラ内座標系から変換された位置座標であるものとする。
First, in
図5(C)には、設計上(すなわちプリアライメント座標系上の)の移動前のサーチマークL0の位置L0(XL0,YLO)と、ここで、算出されたサーチマークL0の移動後の位置L0aとの関係が示されている。図5(C)に示されるように、位置L0と位置L0aとが結ぶ線分は、プリアライメント座標系の座標軸XPに対し回転角αを有することになる。したがって、ステップ809では、次式を用いて、プリアライメントステージ110の移動によって規定されるプリアライメントステージ座標系と、撮像装置45L、45Rの撮像結果によって規定されるプリアライメント座標系との回転角αを求める。
FIG. 5C shows the position L0 (X L0 , Y LO ) of the search mark L0 before the movement on the design (that is, on the pre-alignment coordinate system) and the calculated search mark L0 after the movement. The relationship with the position L0a is shown. As shown in FIG. 5 (C), the line segment connecting the position L0 and the position L0a is will have an angle of rotation α with respect to the coordinate axes X P prealignment coordinate system. Therefore, in step 809, the rotation angle α between the pre-alignment stage coordinate system defined by the movement of the
ここで、(XL0,YL0)、(XR0,YR0)は、この移動前のプリアライメント座標系上のサーチマークL0,R0の中心位置であり、(XL0a,YL0a)、(XR0a,YR0a)は、移動後のプリアライメント座標系上のサーチマークL0,R0の中心位置である。なお、求められた回転角αは、不図示の記憶装置に記憶される。
Here, (X L0 , Y L0 ), (X R0 , Y R0 ) are the center positions of the search marks L 0, R 0 on the pre-alignment coordinate system before the movement, and (X L0a , Y L0a ), ( X R0a , Y R0a ) are the center positions of the search marks L0, R0 on the pre-alignment coordinate system after movement. The obtained rotation angle α is stored in a storage device (not shown).
次のステップ811では、プリアライメントステージ110をX軸方向に所定距離(例えば−1mm)移動させて、その位置を元に戻す。そして、ステップ813において、さらにプリアライメントステージ110をY軸方向に所定距離(例えば1mm)移動させ、ステップ815では、この状態で、撮像装置45L,45Rによって撮像された画像を取得し、ステップ817において、取得された画像から、キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の位置を検出し、ステップ819において、上記ステップ817で検出したキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の位置から、サーチマークL0,R0のプリアライメント座標系の中心位置L0bを算出する。そして、ステップ821において、次式を用いて、プリアライメントステージ110の移動によって規定されるプリアライメントステージ座標系と、プリアライメント座標系との回転角βを求める。
In the
ここで、(XL0,YL0)、(XR0,YR0)は、この移動前のプリアライメント座標系上のサーチマークL0,R0の中心位置であり、(XL0a,YL0a)、(XR0a,YR0a)は、移動後のプリアライメント座標系上のサーチマークL0,R0の中心位置である。なお、求められた回転角βは不図示の記憶装置に記憶される。
Here, (X L0 , Y L0 ), (X R0 , Y R0 ) are the center positions of the search marks L 0, R 0 on the pre-alignment coordinate system before the movement, and (X L0a , Y L0a ), ( X R0a , Y R0a ) are the center positions of the search marks L0, R0 on the pre-alignment coordinate system after movement. The obtained rotation angle β is stored in a storage device (not shown).
そして、次のステップ823において、次式を用いて、プリアライメントステージ座標系とプリアライメント座標系との回転角Φを求める。 In the next step 823, the rotation angle Φ between the pre-alignment stage coordinate system and the pre-alignment coordinate system is obtained using the following equation.
求められた回転角Φは、不図示の記憶装置に記憶され、ステップ823終了後、図9のステップ901に進む。
The obtained rotation angle Φ is stored in a storage device (not shown), and after step 823, the process proceeds to step 901 in FIG.
なお、プリアライメントステージ110の座標軸の直交性が十分保証されている場合には、Φ=α=βとなるため、ステップ811〜ステップ821の処理或いはステップ801〜ステップ811の処理を行わず、α又はβをそのまま両座標系の回転ずれ量としても良い。また、ステップ823を行わず、α、βを両座標系の回転ずれ量として、そのまま記憶装置に格納するようにしても良い。また、プリアライメントステージ110のX軸方向の移動量と、Y軸方向の移動量とは、同じ±1mmでなくても良く、その移動量に応じた演算がなされれば良い。また、ステップ811は必ずしも行わなくても良い。
If the orthogonality of the coordinate axes of the
《プリアライメントステージ回転軸キャリブレーション》
図9のステップ901〜ステップ923では、プリアライメントステージ110の回転軸のキャリブレーションを行う。前述のように、プリアライメントステージ110は、θz方向に回転可能であり、本実施形態では、このステージのθz方向の回転量を調整することによりプリアライメントを行うが、プリアライメント座標系の原点と、プリアライメントステージ110の回転中心とは一致しているとは限らない。そこで、ステップ901〜ステップ923では、プリアライメント座標系上でのプリアライメントステージ110の回転中心位置を算出する。ここでは、図6(A)に示されるように、工具レチクルRTを保持するプリアライメントステージ110を、所定角度、例えば±1mrad回転させ、そのときの工具レチクルRT上のサーチマークL0,R0の中心位置の変化に基づいて、プリアライメントステージ110の回転中心位置Tを検出する。なお、以下では、左回り(半時計回り)の回転を正とし、右回り(反時計回り)の回転を負として説明する。
《Pre-alignment stage rotation axis calibration》
In
まず、図9のステップ901では、プリアライメントステージ110を所定角度(例えば−1mrad)回転させ、ステップ903において、その状態での撮像装置45L,45Rにより撮像された画像を取得する。そして、ステップ905において、撮像装置45L,45Rの撮像結果によって規定されるプリアライメント座標系でのキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置を検出し、ステップ907において、上記ステップ905で求めた各キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置から、サーチマークL0,R0のプリアライメント座標系上の中心位置TL2(XTL2,YTL2)、TR2(XTR2,YTR2)を算出する(図6(B)参照)。
First, in
そして、ステップ909において、プリアライメントステージ110を所定角度(例えば+1mrad)回転させて、その位置を元に戻す。次のステップ911では、その状態での撮像装置45L,45Rにより撮像された画像を取得する。そして、ステップ913において、撮像装置45L,45Rの撮像結果によって規定されるプリアライメント座標系でのキャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置を検出し、ステップ915において、上記ステップ913で求めた各キャリブレーションマークL1〜L4,R1〜R4の中心位置から、サーチマークL0、R0のプリアライメント座標系上の中心位置TL0(XTL0,YTL0)、TR0(XTR0,YTR0)を算出する(図6(B)参照)。
In
次のステップ917では、プリアライメントステージ110をさらに所定角度(例えば+1mrad)回転させて、ステップ919において、その状態での撮像装置45L,45Rにより撮像された画像を取得する。そして、ステップ921において、撮像装置45L,45Rのカメラ座標系でのキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の中心位置を検出し、ステップ923において、上記ステップ921で求めた各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の中心位置から、サーチマークL0,R0のプリアライメント座標系上の中心位置TL1(XTL1,YTL1)、TR1(XTR1,YTR1)を算出する(図6(B)参照)。
In the
ここで、上記ステップ917における回転前後でのサーチマークR0の位置関係は次式に示されるようになる。
Here, the positional relationship of the search mark R0 before and after the rotation in
(XT,YT)は、プリアライメントステージ110の回転中心位置Tの位置座標である。上記式(13)を、次式のように変換することができる。
(X T , Y T ) are position coordinates of the rotation center position T of the
同様に、上記ステップ917の回転前後におけるサーチマークL0の位置関係は次式に示されるようになる。
Similarly, the positional relationship of the search mark L0 before and after the rotation of
また、上記ステップ909の回転前後におけるサーチマークR0の位置関係は次式に示されるようになる。
Further, the positional relationship of the search mark R0 before and after the rotation of
また、上記ステップ909の回転前後におけるサーチマークL0の位置関係は次式に示されるようになる。
Further, the positional relationship of the search mark L0 before and after the rotation of
上記式(14)〜式(17)をまとめると、次式のようになる。
The above formulas (14) to (17) are summarized as follows.
ここで、上記式(18)は、次式のようにまとめられる。
Here, the above equation (18) is summarized as the following equation.
そこで、次のステップ925では、最小二乗法によって次式を用いて、プリアライメントステージ110の回転中心位置Tの位置座標(XT,YT)を算出する。
Therefore, in the
ステップ925終了後は、図10のステップ1001に進む。
After
なお、上記ステップ901〜ステップ925では、プリアライメントステージ110を右回りに所定角度回転させ、それから左回りに2回所定角度回転させたが、これには限られず、右回り→左回り2回でも良いのは勿論であり、どちらか一方に3回回転させるようにしても良い。また、各回転角度は、同一でなくてもよく、その回転角度に応じた演算がなされればよい。
In
また、ステップ901におけるプリアライメントステージ110の回転前に、サーチマークL0、R0のプリアライメント座標系上の中心位置TL0(XTL0,YTL0)、TR0(XTR0,YTR0)を計測し、ステップ911〜ステップ915を省略するようにしても良い。また、本実施形態では、計測点の数をカメラ毎に3点としたが、プリアライメントステージ110の回転回数を増やして、計測点の数を4点以上としても良い。
Further, before the
≪プリアライメント座標系とRA座標系とのずれのキャリブレーション≫
図10のステップ1001〜ステップ1011では、プリアライメント座標系とRA座標系とのずれのキャリブレーションを行う。前述のように、プリアライメント座標系は、工具レチクルRTの位置によって決定される座標系であり、この工具レチクルRTを、交換アーム120により、レチクルステージRSTにロードしても、そのときの工具レチクル座標系は、RA座標系とは必ずしも一致しない。そこで、ここでは、プリアライメント座標系と、RA座標系とのずれに関する情報を、レチクルステージRSTにロードされた後の工具レチクルRT上のマークの位置を計測することにより検出する。
≪Calibration of deviation between pre-alignment coordinate system and RA coordinate system≫
In Step 1001 to Step 1011 of FIG. 10, calibration of deviation between the pre-alignment coordinate system and the RA coordinate system is performed. As described above, the pre-alignment coordinate system is a coordinate system determined by the position of the tool reticle RT. Even if the tool reticle RT is loaded onto the reticle stage RST by the
図10のステップ1001では、工具レチクルRTをレチクルステージRSTにロードする。そして、ステップ1003において、レチクルステージRST上に保持された工具レチクルRTの位置検出をレチクルアライメント系22に指示する。ステップ1003実行後、ステップ1005に進み、検出装置22D(図2)から検出されたレチクル位置が送られるまで待つ。
In step 1001 of FIG. 10, the tool reticle RT is loaded on the reticle stage RST. In
レチクルアライメント系22の検出装置22Dは、撮像装置22L,22Rにより撮像された工具レチクルRTの撮像結果に基づいて、RA座標系におけるサーチマークL0,R0の中心位置を算出する。そして、算出されたサーチマークL0,R0の中心位置に基づいて、工具レチクルRTの中心位置(dXRS,dYRS)と、回転成分θRSとを算出し、それを主制御装置20に供給する。これら工具レチクルRTのレチクル位置取得後、ステップ1007に進む。
The
ここで、プリアライメント座標系と、RA座標系との関係について説明する。図6(C)には、両座標系の関係が示されている。図6(C)においては、プリアライメント座標系(XP,YP)とRA座標系(XR,YR)とが示されており、両座標系の原点の位置ずれが(dX,dY)として示され、両座標系の回転ずれがdθとして示されている。 Here, the relationship between the pre-alignment coordinate system and the RA coordinate system will be described. FIG. 6C shows the relationship between both coordinate systems. FIG. 6C shows a pre-alignment coordinate system (X P , Y P ) and an RA coordinate system (X R , Y R ), and the positional deviation of the origin of both coordinate systems is (dX, dY). ) And the rotational deviation of both coordinate systems is shown as dθ.
両座標系の関係が、図6(C)に示されるようであるとすると、プリアライメント座標系上のある点の位置座標(xP、yP)を、RA座標系上の位置座標(xR、yR)に変換する変換式は、次式で表される。 If the relationship between the two coordinate systems is as shown in FIG. 6C, the position coordinates (x P , y P ) of a point on the pre-alignment coordinate system are converted to the position coordinates (x The conversion formula for converting to R 1 , y R ) is expressed by the following formula.
ここで、dθ<<1であるとすると、上記式(21)を、次式に変換することができる。
Here, when dθ << 1, the above equation (21) can be converted into the following equation.
さらに、1次の微小量をとると、上記式(22)を、次式に変換することができる。
Furthermore, when the first minute amount is taken, the above equation (22) can be converted into the following equation.
ここで、未知数が(dX,dY,dθ)であることを考慮して、上記式(23)を変形すると、次式が得られる。
Here, taking into account that the unknown is (dX, dY, dθ), the above equation (23) is transformed to obtain the following equation.
なお、レチクルアライメント検出系22の検出装置22Dからは、レチクル中心位置ずれ量(dXRS,dYRS)とレチクル回転θRSが出力されるので、工具レチクルRTの中心からサーチマークL0,R0までの距離をLXRSとすると、RAカメラ座標系での工具レチクルRT上のサーチマークL0,R0の座標値は、次式に示される(xRL,yRL)、(xRR,yRR)となる。
The
また、プリアライメント座標系での工具レチクルRT上のサーチマークL0,R0の中心位置を、それぞれ(xPL、yPL)、(xPR,yPR)とすると、プリアライメント座標系と、RA座標系でのサーチマークL0,R0の位置の関係を、次式のように表すことができる。
If the center positions of the search marks L0 and R0 on the tool reticle RT in the pre-alignment coordinate system are (x PL , y PL ) and (x PR , y PR ), respectively, the pre-alignment coordinate system and the RA coordinate The relationship between the positions of the search marks L0 and R0 in the system can be expressed as follows:
さらに、上記式(26)を、次式のようにまとめることができる。
Furthermore, the above equation (26) can be summarized as the following equation.
そこで、ステップ1007において、最小二乗法を用いて次式を解けば、図6(C)に示される両座標系のずれ(dX,dY,dθ)を求めることができる。
Therefore, in
ステップ1007終了後は、ステップ1009に進む。ステップ1009では、交換アーム120を用いて工具レチクルRTをレチクルステージRSTからアンロードし、プリアライメントステージ110に搬送する。ステップ1011では、搬送ロボット51により、工具レチクルRTをプリアライメントステージ110からアンロードし、収納棚150に収納する。
After
なお、本実施形態では、ステップ1001〜ステップ1009を1回実行することにより、RA座標系とプリアライメント座標系とのずれを検出したが、これに限らず、ステップ1001〜ステップ1009を複数回実行することにより、次式を基本式として、両座標系のずれを求めるようにしても良い。 In this embodiment, the deviation between the RA coordinate system and the pre-alignment coordinate system is detected by executing Step 1001 to Step 1009 once. However, the present invention is not limited to this, and Step 1001 to Step 1009 are executed a plurality of times. Thus, the deviation between the two coordinate systems may be obtained using the following equation as a basic equation.
ここで、上記式(29)のマトリクスの各要素における添え字Nは、その要素の値が、工具レチクルRTのレチクルステージRST上へのN回目のロード時に検出されたデータであることを示している。上記式(29)を、次式のようにまとめることができる。
Here, the subscript N in each element of the matrix of the above formula (29) indicates that the value of the element is data detected at the time of the Nth loading on the reticle stage RST of the tool reticle RT. Yes. The above equation (29) can be summarized as the following equation.
そして、この場合も、同様に次式を用いて、最小二乗法により、両座標系のずれ(dX,dY,dθ)を求めることができる。
In this case as well, the deviation (dX, dY, dθ) between the two coordinate systems can be obtained by the least square method using the following equation.
このようにすれば、交換アーム120によるレチクル交換の再現性を考慮して両座標系のずれを検出することができるようになり、最小二乗法により導きだされる解の信頼性を向上させることができる。
By doing so, it becomes possible to detect the deviation of both coordinate systems in consideration of the reproducibility of reticle exchange by the
これにより、工具レチクルRTを用いた、レチクルプリアライメントの較正動作が終了する。上述した較正動作により、主制御装置20の記憶装置には、以下の表1〜表3に示すような値が記憶されている。主制御装置20は、表1に示されるデータをレチクルプリアライメントカメラ定数(カメラ倍率、カメラ回転、カメラ位置)として記憶しており、表2に示されるデータをレチクルプリアライメントステージ定数(回転中心位置、プリアライメントステージに対する工具レチクル回転量)として記憶しており、表3に示されるデータをRA座標系−プリアライメント座標系間定数として記憶装置に記憶している。
Thus, the reticle pre-alignment calibration operation using the tool reticle RT is completed. By the calibration operation described above, values as shown in Tables 1 to 3 below are stored in the storage device of the
次に、露光装置100における露光動作について説明する。なお、露光装置100には、まだ、レチクルがロードされていないものとして説明する。図11には、レチクルのプリアライメント動作を示すフローチャートが示されている。
Next, an exposure operation in the
図11に示されるように、まず、ステップ301において、レチクル(レチクルRE2とする)をプリアライメントステージ110にロードする。そして、ステップ303において、プリアライメントステージ110を原点位置に移動させ、ステップ305において、この状態で、撮像装置45L,45Rにより撮像された画像を取得し、ステップ307で、その画像に基づいて、レチクルRE2上のレチクルアライメントマークのカメラ内座標系上の位置CLS(XCLS,YCLS),CRS(XCRS,YCRS)を検出する。
As shown in FIG. 11, first, in
次のステップ309では、カメラ内座標系におけるレチクルアライメントマークの位置CLS(XCLS,YCLS),CRS(XCRS,YCRS)から、次式を用いて、プリアライメント座標系上のレチクルアライメントマークの位置LS(XLS,YLS)、RS(XRS,YRS)を算出する。
In the
さらに、ステップ311において、プリアライメント座標系におけるレチクルアライメントマークの位置LS(XLS,YLS)、RS(XRS,YRS)に基づいて、次式を用いて、プリアライメント座標系上のレチクルRE2の中心位置の座標C(XC,YC)と、レチクル回転ずれθCを算出する。図12には、プリアライメント座標系上のレチクルRE2の中心位置C(XC,YC)の一例が示されている。
Further, in
次のステップ313では、プリアライメントステージ110を−θC+dθ分だけ回転補正する。プリアライメントステージ110の回転中心T(XT,YT)とレチクルRE2の中心位置Cとがずれているため、この回転により、レチクルRE2の中心位置が移動する。プリアライメント座標系上の移動後のレチクル中心位置の位置座標は、次式に示される、C’(XC’,YC’)となる(図12参照)。
In the
そして、次のステップ315で、次式を計算して、プリアライメント座標系上の位置補正量dx(XM,YM)を算出する。図12に示されるように、プリアライメント座標系とRA座標系とは(dX,dY)だけずれているため、次式では、そのオフセット分が考慮されている。
In the
そして、この位置補正量Dを、次式を用いて、プリアライメントステージ座標系での移動量D’(X’M,Y’M)に変換する。
Then, the position correction amount D is converted into a movement amount D ′ (X ′ M , Y ′ M ) in the pre-alignment stage coordinate system using the following equation.
次のステップ317では、位置補正量D’だけ、プリアライメントステージ110を移動して、レチクルRE2に対するプリアライメント動作を終了する。
In the
そして、交換アーム120により、レチクルRE2がレチクルステージRST上にロードされる。そして、ウエハステージWSTを投影光学系PLの下方に移動させ、レチクルステージRST上のレチクルRE2に形成された一対のレチクルアライメントマークとこれに対応する基準マーク板上の一対の第1基準マークとの位置関係がレチクルアライメント系22を用いて検出され、これにより一対の第1基準マークに対するレチクルパターンの投影中心の相対位置が検出される。
Then, the
さらに、不図示のオフアクシスのアライメント検出系の視野中心とレチクルパターンの投影中心とのベースラインの計測も実施される。 Further, the baseline measurement of the center of the field of view of the off-axis alignment detection system (not shown) and the projection center of the reticle pattern is also performed.
このような計測が実施された後、ウエハステージWSTにウエハWがロードされ、さらに、このウエハWにはすでに前層のショット領域が形成され、その層のショット領域に対し重ね合わせ露光を行う場合には、露光開始に先立って、ウエハWに対し、アライメント検出系を用いたEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式のウエハアライメントが行われ、ウエハW上の複数のショット領域の配列座標(上記一対の第1基準マークとの位置関係が既知の第2基準マークを基準とする座標)が得られる。 After such measurement is performed, the wafer W is loaded on the wafer stage WST, and the shot area of the previous layer is already formed on the wafer W, and the overlay exposure is performed on the shot area of the layer. Prior to the start of exposure, wafer alignment of an EGA (Enhanced Global Alignment) system using an alignment detection system is performed on the wafer W, and array coordinates (a pair of the above-described pairs) of shot areas on the wafer W are performed. Of the second reference mark whose positional relationship with the first reference mark is known).
そして、計測されたベースラインと、ウエハアライメントの結果とに基づいて、ウエハステージWSTをウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へ移動する動作と、レチクルRE2(レチクルステージRST)とウエハW(ウエハステージWST)とを同期してY軸方向に相対走査する走査露光動作とを繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行う。これにより、ウエハW上の複数のショット領域それぞれにレチクルRのパターンが順次転写される。 Then, based on the measured baseline and the result of wafer alignment, the operation of moving wafer stage WST to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on wafer W, and reticle RE2 A step-and-scan exposure operation is performed in which a scanning exposure operation in which (reticle stage RST) and wafer W (wafer stage WST) are synchronously scanned in the Y-axis direction is repeated. As a result, the pattern of the reticle R is sequentially transferred to each of a plurality of shot areas on the wafer W.
そして、ウエハWに対する露光が終了すると、ウエハステージWSTをウエハ交換位置に移動させ、ウエハ交換を行う。そして、ウエハ交換が終了すると、上述と同様にして、EGA計測、露光動作を行う。 Then, when the exposure of wafer W is completed, wafer stage WST is moved to the wafer exchange position and the wafer is exchanged. When the wafer exchange is completed, EGA measurement and exposure operations are performed in the same manner as described above.
なお、この一連動作を行われている間に、次の露光に用いられるレチクルRE1がレチクルプリステージ110上に搬送され、保持される。そして、このレチクルRE1に対しても、上記ステップ301〜ステップ317に示されるプリアライメントが行われる。
During this series of operations, the reticle RE1 used for the next exposure is transported and held on the
そして、レチクルの交換の必要性が生じた場合に、交換アーム120の交換動作により、プリアライメントステージ110上に待機していたレチクルRE1が、レチクルステージRST上のレチクルRE2と交換される。そして、その交換後のレチクルRE1を用いた露光等が行われる間に、プリアライメントステージ110上のレチクルRE2が、搬送アーム51により収納棚150に収納され、次に用いられる新たなレチクルがプリアライメントステージ110上にロードされ、そのレチクルに対し、上記ステップ301〜ステップ317のプリアライメント動作が行われる。
Then, when the necessity for exchanging the reticle arises, the exchanging operation of the exchanging
これまでの説明から明らかなように、また、本実施形態では、主制御装置20が、本発明の露光装置の算出装置、調整装置に対応している。すなわち、主制御装置20のCPUが行う、ステップ701〜ステップ717(図7)、ステップ801〜ステップ823(図8)、ステップ901〜ステップ925(図9)、ステップ1001〜ステップ1011(図10)の処理によって算出装置の機能が実現され、ステップ301〜ステップ317(図11)の処理によって調整装置の機能が実現されている。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、レチクルがプリアライメントステージ110に保持されているときにレチクル上のマークの位置情報を検出するプリアライメント系45(第1検出系)の検出結果によって規定されるプリアライメント座標系(第1座標系)と、レチクルがレチクルステージRSTに保持されているときにレチクル上のマークの位置情報を検出するレチクルアライメント系22(第2検出系)の検出結果によって規定されるRA座標系(第2座標系)のずれに関する情報が、各検出結果に基づいて算出される。したがって、この算出結果に基づけば、レチクルを搬送する際に、それらのずれに関する情報を考慮してレチクルを精度良く位置合わせすることができる(レチクルステージ上にレチクルを投入する際の位置決め再現性を例えば285μm程度以下で実現できるようになる)。
As described above in detail, according to the present embodiment, detection of the pre-alignment system 45 (first detection system) that detects the position information of the mark on the reticle when the reticle is held on the
すなわち、本実施形態によれば、プリアライメントステージ110からレチクルステージRSTへ新たなレチクルの搬送を行う際には、主制御装置20において、上記両座標系のずれに関する情報に基づいて、そのレチクルを保持するプリアライメントステージ110のXY平面内の位置を精度良く調整することができる。すなわち、このずれに関する情報を用いれば、搬送後のレチクルの位置を所望の位置とすべく搬送前のレチクルを位置合わせしようとする際に、そのずれをキャンセルした状態でレチクルを位置合わせすることができるのである。
That is, according to the present embodiment, when a new reticle is transferred from the
また、本実施形態では、プリアライメント座標系とRA座標系とのずれに関する情報は、プリアライメント座標系とRA座標系との原点の位置ずれ量(dX,dY)及び回転ずれ量(dθ)を含んでいる。 In this embodiment, the information regarding the deviation between the pre-alignment coordinate system and the RA coordinate system includes the positional deviation amount (dX, dY) and the rotational deviation amount (dθ) of the origin between the pre-alignment coordinate system and the RA coordinate system. Contains.
また、本実施形態では、主制御装置20は、レチクルを保持したプリアライメントステージ110を、X軸方向及びY軸方向に+1mm移動させて、その移動前後のレチクル上の少なくとも1つのマークの位置情報をプリアライメント系45により検出させ、その検出結果に基づいて、プリアライメント座標系と、プリアライメントステージ110の移動により規定されるプリアライメントステージ座標系との回転ずれに関する情報を算出し、主制御装置20は、プリアライメントステージ110のXY平面内の位置を調整する際に、プリアライメント座標系とプリアライメントステージ座標系との回転ずれに関する情報を考慮する。このようにすれば、実際のプリアライメントステージ110の移動に基づき、両座標系のずれを精度良く求めることができるので、その算出結果に基づいて、プリアライメントステージ110の位置を調整すれば、レチクルを精度良く位置合わせすることができる。なお、プリアライメントステージ110の移動量は1mmに限られず、撮像装置45L,45Rの撮像視野の範囲内であれば良い。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、レチクルを保持したプリアライメントステージ110を、X軸方向及びY軸方向に順次移動させて、その移動前後のレチクルアライメントマークの位置情報をプリアライメント系45により検出させ、その検出結果に基づいて、各座標軸方向の移動についてそれぞれ算出されるプリアライメント座標系とプリアライメントステージ座標系との回転ずれ量の平均を、回転ずれに関する情報として、高精度に検出することができる。この場合、プリアライメントステージ110の移動方向は、X軸方向やY軸方向に限らず、XY平面内の任意方向を選択することができる。
In this embodiment, the
また、この場合、X軸方向及びY軸方向へのプリアライメントステージ110の移動前後のレチクル上のマークの位置情報をプリアライメント系45により検出させ、その検出結果に基づいて、プリアライメントステージ座標系の座標軸の直交度を算出することができるので、プリアライメントステージ110のXY平面内の位置を調整する際には、プリアライメントステージ座標系の座標軸の直交度を考慮することもできる。
In this case, the position information of the mark on the reticle before and after the movement of the
このように、本実施形態では、X軸方向及びY軸方向にそれぞれプリアライメントステージ110を移動させて、プリアライメント座標系とプリアライメントステージ座標系との間の回転ずれに関する情報を算出したが、プリアライメントステージ座標系の座標軸の直交性が保証されている場合などでは、X軸方向又はY軸方向どちらか一方だけの移動だけで、両座標系の回転ずれに関する情報を算出しても良い。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、工具レチクルRTレチクルを保持するプリアライメントステージ110を、所定の基準点Tを中心としてXY平面内に所定角度(例えば±1mrad)回転させて、その回転前後のレチクルアライメントマークL,Rの位置情報をプリアライメント系45により検出させ、その検出結果に基づいて、プリアライメント座標系上の基準点Tの位置座標を算出し、プリアライメントステージ110のXY平面内の位置を調整する際には、各マークの位置情報から算出されるレチクルの中心位置と、基準点Tとのずれを考慮する。このようにすれば、レチクルの中心と、プリアライメントステージ110の回転の基準点Tとの位置ずれに関わらず、レチクルを精度良く位置合わせすることができる。この場合、プリアライメントステージ110の回転量は、±1mradに限られず、撮像装置45L,45Rの撮像視野の範囲内であればよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、プリアライメント系45は、レチクル上のアライメントマークをそれぞれ撮像する複数の撮像装置45L,45Rを有し、前記各撮像装置45L,45Rの撮像結果に基づいて前記各マークの位置情報をそれぞれ検出する検出系である。そして、主制御装置20は、各レチクルアライメントマークL,Rが4つのXY位置検出用のキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4を含む工具レチクルRTを、プリアライメントステージ110に保持させた状態で、前記各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の位置情報をプリアライメント系45により同時に検出させ、その検出結果と、前記各キャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4の設計上の形成位置とに基づいて、撮像装置45L,45Rの較正情報を算出する。そして、主制御装置20は、プリアライメントステージ110のXY平面内の位置を調整する際には、撮像装置45L,45Rの較正情報を考慮する(具体的には、上記式(9)を用いて、各マークの位置情報を変換する)。このように、同時に検出される4つのキャリブレーションマーク(L1〜L4又はR1〜R4)を、プリアライメント系45により検出可能なように工具レチクルRTを配置し、プリアライメント系45により同時に検出された4つのマークの位置情報を用いれば、プリアライメントステージ110を移動させることなく、それらの検出系の撮像装置の較正情報を精度良く算出することができる。
In the present embodiment, the
なお、レチクルアライメントマークL、Rは、4つのキャリブレーションマークL1〜L4、R1〜R4を有するものとしたが、これには限られない。レチクルアライメントマークには、各カメラの撮像視野内に収まる位置関係で、同一直線上にない少なくとも3つのキャリブレーションマークがそれぞれ設けられていれば良い。 Note that the reticle alignment marks L and R have four calibration marks L1 to L4 and R1 to R4, but are not limited thereto. The reticle alignment mark only needs to be provided with at least three calibration marks that are not on the same straight line so as to be within the imaging field of view of each camera.
このとき、撮像装置45L,45Rの較正情報は、その撮像装置45L,45Rの撮像倍率と、その撮像装置45L,45Rの撮像結果によって規定されるカメラ座標系とプリアライメント座標系との原点の位置ずれ量及び回転ずれ量を含むようにすることができ、XY平面内における両座標系のずれを完全に把握することができるようになる。
At this time, the calibration information of the
また、本実施形態では、図8のステップ801〜ステップ823を行った後に、図9のステップ901〜ステップ925を行ったが、これらは逆であっても良い。
Further, in this embodiment, after performing
また、本実施形態では、搬送装置として、旋回型の交換アーム120を用いたが、これには限らず、並進するスライダタイプのものを用いても良い。また、本実施形態では、矩形のレチクルを搬送する搬送系であったが、これに限らず、レチクルは円形であっても構わない。
Further, in the present embodiment, the swing
また、本実施形態によれば、レチクルを、上述したようなレチクル搬送系を用いて搬送されたレチクルをレチクルステージRSTに保持した状態で、レチクルに形成されたパターンを投影光学系PLを介してウエハ上に転写するので、高精度な露光を実現することができる。もっとも、本実施形態では、レチクルの位置合わせにのみ本発明を適用したが、ウエハの位置合わせ又はレチクル及びウエハ双方の位置合わせに本発明を適用することができることは勿論である。 Further, according to the present embodiment, a pattern formed on the reticle is passed through the projection optical system PL in a state where the reticle transported using the reticle transport system as described above is held on the reticle stage RST. Since it is transferred onto the wafer, highly accurate exposure can be realized. However, in the present embodiment, the present invention is applied only to the alignment of the reticle, but the present invention can of course be applied to the alignment of the wafer or the alignment of both the reticle and the wafer.
なお、上記実施形態では、本発明が、シングルウエハステージタイプのスキャニング・ステッパに適用される場合について説明したが、これに限らず、2つのウエハステージ上での並行処理により高スループットを実現するダブルウエハステージタイプのスキャニング・ステッパにも本発明を適用することができる。また、マスクとウエハ(基板)とを静止した状態として、マスクのパターンを基板に転写するステップ・アンド・リピート型の露光装置にも、本発明を好適に適用することができる。また、本発明は、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミティ露光装置にも適用することができる。また、ステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置とすることもでき、ミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータにも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning stepper of a single wafer stage type has been described. However, the present invention is not limited to this, and a double processing that realizes high throughput by parallel processing on two wafer stages. The present invention can also be applied to a wafer stage type scanning stepper. The present invention can also be suitably applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that transfers a mask pattern to a substrate while the mask and wafer (substrate) are stationary. The present invention can also be applied to a proximity exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a substrate by bringing the mask and the substrate into close contact with each other without using a projection optical system. Further, it can be a reduction projection exposure apparatus of a step and stitch system, and the present invention can be applied to a mirror projection aligner and a photo repeater.
また、本発明は、露光光源には限定されない。露光光ILを発する不図示の照明系の光源としては、KrFエキシマレーザ光源(発振波長248nm)などの遠紫外光、ArFエキシマレーザ光源(発振波長193nm)、あるいはF2レーザ光源(発振波長157nm)などの真空紫外光など発するものを用いることができる。また、紫外域の輝線(g線、i線等)を発生させる超高圧水銀ランプを用いることも可能である。さらには、Ar2レーザ光源(出力波長126nm)などの他の真空紫外光源を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光源に限らず、DFB(Distributed FeedBack、分布帰還)半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)の両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を照明光として照射する光源を用いても良い。また、EUV光、X線、あるいは電子線及びイオンビームなどの荷電粒子線を露光ビームとして用いる露光装置に本発明を適用しても良い。さらに、例えば国際公開WO99/49504号などに開示される、投影光学系PLとウエハWとの間に液体が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。 The present invention is not limited to the exposure light source. As a light source of an illumination system (not shown) that emits the exposure light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light source (oscillation wavelength 248 nm), ArF excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm), or F 2 laser light source (oscillation wavelength 157 nm). Those emitting light such as vacuum ultraviolet light can be used. It is also possible to use an ultra-high pressure mercury lamp that generates ultraviolet emission lines (g-line, i-line, etc.). Further, it may be used other vacuum ultraviolet light source such as Ar 2 laser light source (output wavelength 126 nm). Further, for example, not only laser light sources output from the above light sources as vacuum ultraviolet light, but also infrared or visible single wavelength laser light oscillated from DFB (Distributed FeedBack) semiconductor lasers or fiber lasers. A light source that irradiates, as illumination light, harmonics that are amplified with a fiber amplifier doped with erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)) and converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal. It may be used. In addition, the present invention may be applied to an exposure apparatus that uses EUV light, X-rays, or charged particle beams such as electron beams and ion beams as exposure beams. Furthermore, the present invention may be applied to an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication WO99 / 49504 and the like, in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer W.
また、上記実施形態では、露光装置の照明光としては波長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 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.
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL、DNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。 The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used for manufacturing an imaging device (CCD or the like), micromachine, organic EL, DNA chip, and the like.
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージ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。 An illumination optical system and projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated into the exposure apparatus body for optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage made up of a number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus body to provide wiring and piping. , And further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.), the exposure apparatus of the above embodiment can be manufactured. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
さらに、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、搬送後の物体の位置決め精度が要求される装置であれば、本発明の位置合わせ方法を好適に適用することができる。 Furthermore, the alignment method of the present invention can be suitably applied to an apparatus such as an inspection apparatus or a processing apparatus other than the exposure apparatus as long as it is an apparatus that requires positioning accuracy of an object after conveyance.
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置100をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the
図13には、デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートが示されている。図13に示されるように、まず、ステップ201(設計ステップ)において、デバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ202(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ203(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。 FIG. 13 shows a flowchart of a manufacturing example of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). As shown in FIG. 13, first, in step 201 (design step), device function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 202 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 203 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
次に、ステップ204(ウエハ処理ステップ)において、ステップ201〜ステップ203で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ205(デバイス組立てステップ)において、ステップ204で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ205には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。
Next, in step 204 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in
最後に、ステップ206(検査ステップ)において、ステップ205で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
Finally, in step 206 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and durability test of the device created in
図14には、半導体デバイスにおける、上記ステップ204の詳細なフロー例が示されている。図14において、ステップ211(酸化ステップ)においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ212(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ213(電極形成ステップ)においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ214(イオン打ち込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ211〜ステップ214それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
FIG. 14 shows a detailed flow example of
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ215(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ216(露光ステップ)において、上記実施形態の露光装置100を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ217(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップ218(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ219(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step 215 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 216 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer using the
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程(ステップ216)において上記実施形態の露光装置100が用いられるので、高精度な露光を実現することができる。この結果、より高集積度のデバイスの生産することが可能になる。
If the device manufacturing method of this embodiment described above is used, the
本発明の位置合わせ装置及び方法は、物体の位置合わせをするのに適している。また、本発明の露光装置及び方法は、マスク交換又はウエハ交換を含む露光処理動作を行うのに適している。また、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おり、本発明の較正用レチクルは、物体の位置合わせを行う装置の較正に適している。 The alignment apparatus and method of the present invention are suitable for aligning an object. The exposure apparatus and method of the present invention are suitable for performing an exposure processing operation including mask exchange or wafer exchange. The device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of microdevices, and the calibration reticle of the present invention is suitable for calibration of an apparatus for aligning an object.
20…主制御装置(算出装置、調整装置)、22…レチクルアライメント系(第2検出系)、45…プリアライメント系(第1検出系)、45L,45R…撮像装置、100…露光装置、110…プリアライメントステージ(ステージ)、120…交換アーム(搬送装置)、R…レチクル、RST…レチクルステージ(保持装置)、RT…工具レチクル、W…ウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも2つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を保持可能で、前記2次元平面内を移動可能なステージと;
前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する第1検出系と;
前記ステージに保持された前記物体を受け取って搬送する搬送装置と;
前記搬送装置によって前記ステージから搬送されてきた前記物体を、前記搬送装置から受け取って保持する保持装置と;
前記物体が前記保持装置に保持された状態で前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出し、その検出結果に基づいて前記物体の前記2次元平面内における位置情報を検出する第2検出系と;
前記ステージから前記保持装置への前記物体の搬送を少なくとも1回試行する前後で得られる、前記第1検出系の検出結果と前記第2検出系の検出結果とに基づいて、前記第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、前記第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系とのずれに関する情報を算出する算出装置と;を備える位置合わせ装置。 An alignment device for aligning an object,
A stage capable of holding an object on which at least two marks for position detection in a predetermined two-dimensional plane are respectively formed at predetermined positions and movable in the two-dimensional plane;
A first detection system for detecting position information in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage;
A transport device that receives and transports the object held on the stage;
A holding device that receives and holds the object conveyed from the stage by the conveying device from the conveying device;
Second position detecting position information of each mark in the two-dimensional plane with the object held by the holding device, and detecting position information of the object in the two-dimensional plane based on the detection result. A detection system;
Based on the detection result of the first detection system and the detection result of the second detection system obtained before and after trying to convey the object from the stage to the holding device at least once, the first detection system And a calculation device that calculates information relating to a deviation between the first coordinate system defined by the detection result and the second coordinate system defined by the detection result of the second detection system.
前記物体を保持した前記ステージを、前記2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の前記物体上の少なくとも1つのマークの位置情報を前記第1検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記第1座標系と、前記ステージの移動により規定される第3座標系との回転ずれに関する情報を算出し、
前記調整装置は、
前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する際に、前記第1座標系と前記第3座標系との回転ずれに関する情報を考慮することを特徴とする請求項2又は3に記載の位置合わせ装置。 The calculation device includes:
The stage holding the object is moved a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, and position information of at least one mark on the object before and after the movement is detected by the first detection system. And based on the detection result, calculate information on rotational deviation between the first coordinate system and the third coordinate system defined by the movement of the stage,
The adjusting device is
4. The position according to claim 2, wherein information on a rotational deviation between the first coordinate system and the third coordinate system is taken into account when adjusting the position of the stage in the two-dimensional plane. Alignment device.
前記物体を保持したステージを、前記2次元平面内の複数の方向に順次移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記第1検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記各方向の移動についてそれぞれ算出される前記第1座標系と前記第3座標系との回転ずれ量の平均を、前記回転ずれに関する情報として算出することを特徴とする請求項4に記載の位置合わせ装置。 The calculation device includes:
The stage holding the object is sequentially moved in a plurality of directions in the two-dimensional plane, the position information of the mark before and after the movement is detected by the first detection system, and based on the detection result, 5. The alignment according to claim 4, wherein an average of rotational deviation amounts of the first coordinate system and the third coordinate system respectively calculated for movement in each direction is calculated as information on the rotational deviation. apparatus.
前記算出装置は、
前記各軸方向への前記ステージの移動前後の前記マークの位置情報を前記第1検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記第3座標系の座標軸の直交度を算出し、
前記調整装置は、
前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する際には、前記第3座標系の座標軸の直交度を考慮することを特徴とする請求項5に記載の位置合わせ装置。 The plurality of directions include the axial direction of each coordinate axis of the third coordinate system defined by the movement of the stage,
The calculation device includes:
The position information of the mark before and after the movement of the stage in each axial direction is detected by the first detection system, and based on the detection result, the orthogonality of the coordinate axes of the third coordinate system is calculated,
The adjusting device is
The alignment apparatus according to claim 5, wherein when adjusting the position of the stage in the two-dimensional plane, the orthogonality of the coordinate axes of the third coordinate system is taken into consideration.
前記物体を保持するステージを、所定の基準点を中心として前記2次元平面内に所定角度回転させて、その回転前後の前記マークの位置情報を前記第1検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記第1座標系上の前記基準点の位置座標を算出し、
前記調整装置は、
前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する際には、前記各マークの位置情報から算出される前記物体の中心位置と、前記基準点とのずれを考慮することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。 The calculation device includes:
The stage holding the object is rotated by a predetermined angle in the two-dimensional plane around a predetermined reference point, and the position information of the mark before and after the rotation is detected by the first detection system. On the basis of the position coordinates of the reference point on the first coordinate system,
The adjusting device is
The adjustment of the position of the stage in the two-dimensional plane takes into account the deviation between the center position of the object calculated from the position information of each mark and the reference point. The alignment apparatus as described in any one of 2-6.
前記算出装置は、
前記各マークが少なくとも3つの2次元位置検出用の較正用マークを含む物体を前記ステージに保持させた状態で、前記各較正用マークの位置情報を前記第1検出系により同時に検出させ、その検出結果と、前記各較正用マークの設計上の形成位置とに基づいて、前記各撮像装置の較正情報を算出し、
前記調整装置は、
前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する際には、前記各撮像装置の較正情報を考慮することを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。 The first detection system is a detection system that includes a plurality of imaging devices that respectively capture the marks, and detects position information of the marks based on imaging results of the imaging devices.
The calculation device includes:
The position information of each calibration mark is simultaneously detected by the first detection system in a state where the object including at least three calibration marks for two-dimensional position detection is held on the stage, and the detection is performed. Based on the result and the design formation position of each calibration mark, the calibration information of each imaging device is calculated,
The adjusting device is
8. The alignment apparatus according to claim 2, wherein calibration information of each imaging apparatus is taken into account when adjusting the position of the stage in the two-dimensional plane.
所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも1つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を保持可能で、前記2次元平面内を移動可能なステージと;
前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出する検出系と;
前記ステージに保持された前記物体を受け取って搬送する搬送装置と;
前記搬送装置によって前記ステージから搬送されてきた前記物体を、前記搬送装置から受け取って保持する保持装置と;
前記物体を保持した状態で、前記ステージを前記2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記検出系の検出結果によって規定される検出座標系と、前記ステージの移動により規定されるステージ座標系との回転ずれに関する情報を算出する算出装置と;
前記ステージから前記保持装置へ新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、その物体を保持するステージの前記2次元平面内の位置を調整する調整装置と;を備える位置合わせ装置。 An alignment device for aligning an object,
A stage capable of holding an object on which at least one mark for position detection in a predetermined two-dimensional plane is formed at a predetermined position and movable in the two-dimensional plane;
A detection system for detecting position information in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage;
A transport device that receives and transports the object held on the stage;
A holding device that receives and holds the object conveyed from the stage by the conveying device from the conveying device;
With the object held, the stage is moved a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, and the position information of the mark before and after the movement is detected by the detection system, and the detection result And a calculation device for calculating information on rotational deviation between the detection coordinate system defined by the detection result of the detection system and the stage coordinate system defined by the movement of the stage;
An adjustment device that adjusts the position of the stage that holds the object in the two-dimensional plane based on the calculation result when carrying a new object from the stage to the holding device. apparatus.
前記物体を保持するステージを、前記2次元平面内の複数の方向に順次移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記各移動についてそれぞれ算出される前記検出座標系と前記ステージ座標系との回転ずれ量の平均を、前記回転ずれに関する情報として算出することを特徴とする請求項10に記載の位置合わせ装置。 The calculation device includes:
The stage holding the object is sequentially moved in a plurality of directions in the two-dimensional plane, and the position information of the mark before and after the movement is detected by the detection system, and each movement is performed based on the detection result. 11. The alignment apparatus according to claim 10, wherein an average of rotational deviation amounts of the detection coordinate system and the stage coordinate system calculated for each of the information is calculated as information related to the rotational deviation.
前記算出装置は、
前記各軸方向への前記ステージの移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記ステージ座標系の座標軸の直交度を算出し、
前記調整装置は、
前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する際には、前記ステージ座標系の座標軸の直交度を考慮することを特徴とする請求項11に記載の位置合わせ装置。 The plurality of directions include the axial direction of each coordinate axis of the stage coordinate system defined by the movement of the stage,
The calculation device includes:
The position information of the mark before and after the movement of the stage in each axial direction is detected by the detection system, and based on the detection result, the orthogonality of the coordinate axes of the stage coordinate system is calculated,
The adjusting device is
The alignment apparatus according to claim 11, wherein when the position of the stage in the two-dimensional plane is adjusted, the orthogonality of the coordinate axes of the stage coordinate system is taken into consideration.
前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方を、前記物体とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の位置合わせ装置と;
前記位置合わせ装置の保持装置に前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方が保持された状態で、前記マスクに形成されたパターンを、前記投影光学系を介して前記感光物体上に転写する転写装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus that irradiates a mask with an energy beam and transfers a pattern formed on the mask onto a photosensitive object via a projection optical system,
The alignment apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein at least one of the mask and the photosensitive object is the object.
A transfer device for transferring a pattern formed on the mask onto the photosensitive object via the projection optical system in a state where at least one of the mask and the photosensitive object is held by the holding device of the alignment device; An exposure apparatus.
所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも2つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を、前記2次元平面内を移動可能なステージに保持する第1工程と;
前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を第1検出系により検出する第2工程と;
前記ステージから前記物体を受け取って保持装置まで搬送して受け渡し、該保持装置に該物体を保持させる第3工程と;
前記物体が前記保持装置に保持された状態で前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出し、その検出結果に基づいて前記物体の前記2次元平面内における位置情報を第2検出系により検出する第4工程と;
前記第1工程と、前記第2工程と、前記第3工程と、前記第4工程とを少なくとも1回試行する前後で得られる、前記第1検出系の検出結果と前記第2検出系の検出結果との関係に基づいて、前記第1検出系の検出結果によって規定される第1座標系と、前記第2検出系の検出結果によって規定される第2座標系とのずれに関する情報を算出する第5工程と;
前記ステージから前記保持装置への新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、その物体を保持する前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する第6工程と;を含む位置合わせ方法。 An alignment method for aligning an object,
A first step of holding an object on which at least two marks for position detection in a predetermined two-dimensional plane are respectively formed at predetermined positions on a stage movable in the two-dimensional plane;
A second step of detecting position information in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage by a first detection system;
A third step of receiving the object from the stage, transporting and delivering the object to a holding device, and holding the object on the holding device;
The position information of each mark in the two-dimensional plane is detected in a state where the object is held by the holding device, and the position information of the object in the two-dimensional plane is detected based on the detection result. A fourth step of detecting by:
Detection result of the first detection system and detection of the second detection system obtained before and after trying the first step, the second step, the third step, and the fourth step at least once. Based on the relationship with the result, information on a deviation between the first coordinate system defined by the detection result of the first detection system and the second coordinate system defined by the detection result of the second detection system is calculated. The fifth step;
A sixth step of adjusting the position of the stage holding the object in the two-dimensional plane based on the calculation result when carrying a new object from the stage to the holding device; Including alignment method.
所定の2次元平面内の位置検出用の少なくとも1つのマークが所定位置にそれぞれ形成された物体を、前記2次元平面内を移動可能なステージに保持する第1工程と;
前記ステージに保持された前記物体上の前記各マークの前記2次元平面内における位置情報を検出系により検出する第2工程と;
前記ステージに物体を保持した状態で、前記ステージを前記2次元平面内の少なくとも1つの所定方向に所定距離移動させて、その移動前後の前記マークの位置情報を前記検出系により検出させ、その検出結果に基づいて、前記検出系の検出結果によって規定される座標系と、前記ステージの移動により規定される座標系との回転ずれに関する情報を算出する第3工程と;
前記ステージから前記物体を保持可能な保持装置へ、新たな物体の搬送を行う際には、前記算出結果に基づいて、前記ステージの前記2次元平面内の位置を調整する第4工程と;を含む位置合わせ方法。 An alignment method for aligning an object,
A first step of holding an object on which at least one mark for position detection in a predetermined two-dimensional plane is formed at a predetermined position on a stage movable in the two-dimensional plane;
A second step of detecting position information in the two-dimensional plane of each mark on the object held on the stage by a detection system;
With the object held on the stage, the stage is moved a predetermined distance in at least one predetermined direction in the two-dimensional plane, and the position information of the mark before and after the movement is detected by the detection system, and the detection is performed. A third step of calculating information on rotational deviation between the coordinate system defined by the detection result of the detection system and the coordinate system defined by the movement of the stage based on the result;
A fourth step of adjusting the position of the stage in the two-dimensional plane based on the calculation result when transporting a new object from the stage to a holding device capable of holding the object; Including alignment method.
請求項14又は15に記載の位置合わせ方法を用いて前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方を、位置合わせする工程と;
前記マスク及び前記感光物体の少なくとも一方が前記位置合わせされた後で、前記マスクに形成されたパターンを、前記投影光学系を介して前記感光物体上に転写する工程と;を含む露光方法。 An exposure method for irradiating a mask with an energy beam and transferring a pattern formed on the mask onto a photosensitive object via a projection optical system,
A step of aligning at least one of the mask and the photosensitive object using the alignment method according to claim 14 or 15;
And transferring the pattern formed on the mask onto the photosensitive object via the projection optical system after at least one of the mask and the photosensitive object is aligned.
前記リソグラフィ工程では、請求項16に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。 In a device manufacturing method including a lithography process,
In the lithography process, exposure is performed using the exposure method according to claim 16.
少なくとも2箇所のマーク領域を有し、
前記各マーク領域はそれぞれ、前記較正用レチクルが前記ステージ上に保持されているときには前記複数の第1検出系の検出視野内にそれぞれ収まるような配置関係で、かつ前記較正用レチクルが前記保持装置上に保持されているときには前記複数の第2検出系の検出視野内にそれぞれ収まるような配置関係で、前記較正用レチクル上に形成されており、
前記複数のマーク領域はそれぞれ、前記パターン形成用レチクルに形成されているマークと同一形状の第1マークと、前記第1マークを基準として配置された少なくとも3つの2次元位置検出用の較正用マークと、を含むことを特徴とする較正用レチクル。
It is defined by detection results of a plurality of first detection systems that respectively detect position information in the two-dimensional plane of at least two marks on a pattern forming reticle held on a stage movable in the two-dimensional plane. And a plurality of second detection systems for detecting position information in the two-dimensional plane of the marks on the pattern forming reticle carried from the stage and held by a holding device. A calibration reticle used to determine information about deviations from the second coordinate system defined by the results,
Having at least two mark areas,
Each of the mark areas has an arrangement relationship such that when the calibration reticle is held on the stage, each mark area is within the detection field of view of the plurality of first detection systems, and the calibration reticle is the holding device. Formed on the calibration reticle in an arrangement relationship so as to be within the detection field of view of the plurality of second detection systems when held on
Each of the plurality of mark regions includes a first mark having the same shape as the mark formed on the pattern forming reticle, and at least three calibration marks for detecting a two-dimensional position arranged with reference to the first mark. And a calibration reticle.
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