JP2006005226A - Position measuring device and method, aligning device and method, exposure apparatus and method, and device manufacturing method - Google Patents

Position measuring device and method, aligning device and method, exposure apparatus and method, and device manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position measuring device, or the like capable of suppressing a frequency for changing a wide visual field sensor and a narrow one in the position measuring device for detecting a mark by changing the wide visual field sensor and the narrow one. <P>SOLUTION: A first measurement system 51 is used to observe a pattern RAM formed on a mask R, and correspondingly stores the position information of the pattern RAM with identification information for identifying the mask R. And a second measurement system 52 (52X, 52Y), which has a measurement visual field that is narrower than that of the first measurement system 51, is used to observe the pattern RAM by a measurement magnification that is higher than that of the first measurement system 51. And the pattern RAM on the prescribed mask R is measured by the first measurement system 51 after the position relationship between the measurement visual field of the second measurement system 52 and the pattern RAM is determined, on the basis of the position information corresponding to the information when the existence of the identification information regarding the prescribed mask R is recognized in the stored information. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子等のデバイスを製造するフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置等に関し、特に、アライメント用マークを備えたマスク及び基板の位置情報を検出する位置計測方法及び装置等に関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography process for manufacturing a device such as a semiconductor element, and more particularly to a position measurement method and apparatus for detecting position information of a mask and a substrate having alignment marks. is there.

半導体素子や液晶表示素子あるいは薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、成膜処理工程、露光処理工程、エッチング処理工程などの各工程を複数回繰り返すことによって製造されるが、露光処理においては、フォトマスクに形成された回路パターンを感光性基板上に転写する露光装置が用いられる。この露光装置は、基板を載置して2次元移動する基板ステージと回路パターンを有するマスクを載置して2次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成された回路パターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。
デバイス製造においては上記各工程が繰り返されるが、露光装置では基板に既に形成されている回路パターンに対して次の回路パターンを精度良く重ね合わせる必要があるため、マスクと基板とを高精度に位置合わせ(アライメント)してから露光処理が行われる。このアライメント精度に対する要求は回路パターンの微細化とともに厳しくなってきており、アライメントには様々な工夫が行われている。
Devices such as semiconductor elements, liquid crystal display elements, and thin film magnetic heads are manufactured by repeating each process such as a film formation process, an exposure process, and an etching process a plurality of times. An exposure apparatus that transfers the formed circuit pattern onto a photosensitive substrate is used. This exposure apparatus has a substrate stage on which a substrate is placed and moved two-dimensionally and a mask stage on which a mask having a circuit pattern is placed and moved two-dimensionally, and the circuit pattern formed on the mask is transferred to the mask stage. In addition, the substrate stage is transferred to the substrate through the projection optical system while sequentially moving the substrate stage.
In device manufacturing, the above steps are repeated. However, in the exposure apparatus, it is necessary to accurately overlay the next circuit pattern on the circuit pattern already formed on the substrate, so the mask and the substrate are positioned with high accuracy. Exposure processing is performed after alignment. The requirement for this alignment accuracy has become stricter with the miniaturization of circuit patterns, and various devices have been devised for alignment.

マスクのアライメント方式には露光光を用いるものが一般的である。マスクのアライメント方式としては、マスク上に形成されているアライメント用マークに対して露光光を照射し、CCDカメラ等で撮像したアライメント用マークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するVRA(Visual Reticule Alignment)方式などがある。
一方、基板のアライメント方式としては、レーザ光を基板上のドット列状のアライメントマークに照射し、このアライメントマークにより回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出するLSA(Laser Step Alignment)方式や、ハロゲンランプ等を光源とする波長帯域幅の広い光でアライメントマークを照明し、CCDカメラ等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検出するFIA(Field Image Alignment)方式、或いは基板上の回折格子状のアライメントマークに周波数を僅かに変えたレーザ光を2方向から照射し、発生した2つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置を検出するLIA(Laser Interferometric Alignment)方式などがある。
これらの光学式アライメント方式では、アライメント系は、アライメント顕微鏡を用いてマスク上のアライメント用マークを検出し、位置座標を検出した後に、基板上のアライメントマークを検出し、位置座標を検出することで、重ね合わせるショット(投影領域)の位置を求める。そして、これらの結果に基づいて、ショット領域にマスクの回路パターン像を重ね合わせるように基板を基板ステージにより移動した後、マスクの回路パターンが基板に投影露光される。
特開平7−321030号公報
The mask alignment method generally uses exposure light. As an alignment method of the mask, VRA (detection mark position is detected by irradiating exposure light to the alignment mark formed on the mask and processing the image data of the alignment mark imaged by a CCD camera or the like. Visual Reticule Alignment) method.
On the other hand, as a substrate alignment method, an LSA (Laser Step Alignment) method in which a laser beam is irradiated onto a dot row alignment mark on the substrate and the mark position is detected using light diffracted or scattered by the alignment mark. FIA (Field Image Alignment) method that detects the mark position by illuminating the alignment mark with light having a wide wavelength bandwidth using a halogen lamp or the like, and processing the image data of the alignment mark imaged by a CCD camera or the like Alternatively, an LIA (Laser that detects the position of the alignment mark from its phase by irradiating the diffraction mark-shaped alignment mark on the substrate with laser light having a slightly different frequency from two directions, causing the two diffracted lights to interfere with each other. Interferometric alignment) method.
In these optical alignment methods, the alignment system detects an alignment mark on a mask using an alignment microscope, detects a position coordinate, detects an alignment mark on a substrate, and detects a position coordinate. Then, the position of the shot (projection area) to be superimposed is obtained. Based on these results, the substrate is moved by the substrate stage so that the circuit pattern image of the mask is superimposed on the shot area, and then the circuit pattern of the mask is projected and exposed onto the substrate.
JP 7-321030 A

ところで、VRA方式のレチクルアライメント方法では、アライメント光をマスクに設けられたアライメントマークに照射し、その反射光をセンサで受光することによりアライメントマークを検出するが、アライメントマークを高精度に検出する必要性から、センサの視野は非常に狭く、このため、センサの視野内にアライメントマークを入れることが容易ではない。そこで、まず広視野センサを用いてアライメントマークの大まかな位置を検出し、その検出結果に基づいてマスクステージをアライメントマークが高精度な狭視野センサの視野内に入るように移動させる。そして、その狭視野センサでアライメントマークを検出するようにしている。
しかしながら、このような技術では、マスク交換が行われる度に、広視野センサと狭視野センサとを切り替えて、その切り替えに付随したNDフィルタ等の光学部材の切り替えて、アライメントマークの検出を行う必要がある。このため、例えば、二重露光を行う場合や、或いは1ロット当たりのウエハ枚数が少ない場合や、ロット当たりの露光時間が短い場合の様に、頻繁にマスク交換が行われる場合には、広視野センサと狭視野センサの切り替え時間が露光処理時間に占める割合が高くなり、スループットを低下させてしまうという問題がある。
By the way, in the VRA type reticle alignment method, the alignment mark provided on the mask is irradiated with the alignment light, and the reflected light is received by the sensor to detect the alignment mark. However, it is necessary to detect the alignment mark with high accuracy. Therefore, the field of view of the sensor is very narrow, and therefore it is not easy to put an alignment mark in the field of view of the sensor. Therefore, first, the rough position of the alignment mark is detected using the wide-field sensor, and the mask stage is moved based on the detection result so that the alignment mark falls within the field of view of the high-precision narrow-field sensor. The alignment mark is detected by the narrow field sensor.
However, in such a technique, it is necessary to switch between a wide-field sensor and a narrow-field sensor each time a mask is exchanged, and to detect an alignment mark by switching an optical member such as an ND filter accompanying the switching. There is. For this reason, when a mask is frequently changed, for example, when performing double exposure, when the number of wafers per lot is small, or when the exposure time per lot is short, a wide field of view is required. There is a problem that the ratio of the switching time between the sensor and the narrow-field sensor to the exposure processing time becomes high and throughput is lowered.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、広視野センサと狭視野センサを用いてマークを検出する位置計測装置において、マークを検出する広視野センサと狭視野センサの切り替え頻度を抑えることができる位置計測装置等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and suppresses the switching frequency of a wide-field sensor and a narrow-field sensor that detect a mark in a position measurement device that detects a mark using a wide-field sensor and a narrow-field sensor. An object of the present invention is to provide a position measurement device and the like that can perform the above-described operation.

本発明に係る位置計測装置、アライメント装置、露光装置、位置計測方法、アライメント方法、露光方法、デバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、マスク(R)上に形成されたパターン(RAM)を観察する第1計測系(51)と、第1計測系よりも狭い計測視野を備え、パターン(RAM)を第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系(52)と、第1計測系(51)の計測結果に基づいて、第2計測系の計測視野とパターン(RAM)との位置関係を決定する決定手段(C1)と、を有する位置計測装置(50)において、第1計測系(51)で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、パターン(RAM)を備えたマスク(R)を識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段(C2)と、所定マスク(R)上のパターン(RAM)を第1計測系(51)で計測する前に、記憶手段(C2)における所定マスク(R)に関する識別情報の有無を判別する判別手段(C1)と、を有し、記憶手段(C2)が所定マスク(R)に関する識別情報を具備することを判別手段(C1)により判別された場合には、決定手段(C1)は、記憶手段(C2)に記憶されている所定マスク(R)に対応する位置情報に基づいて、第2の計測視野とパターン(RAM)との位置関係を決定するようにした。この発明によれば、マスクに形成されたパターンを第2計測系でファイン計測する際に、以前に第1計測系によりラフ計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第2の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定するので、計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。また、所定マスクに関する識別情報(例えば、描画装置情報)の具備を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと同一であっても、異なるものであってもよい。すなわち、描画装置情報が同一であれば、以前に第1計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
In the position measurement apparatus, alignment apparatus, exposure apparatus, position measurement method, alignment method, exposure method, and device manufacturing method according to the present invention, the following means are employed in order to solve the above problems.
The first invention includes a first measurement system (51) for observing a pattern (RAM) formed on a mask (R), a measurement visual field narrower than the first measurement system, and the pattern (RAM) is a first one. The positional relationship between the measurement field of view of the second measurement system and the pattern (RAM) based on the measurement results of the second measurement system (52) and the first measurement system (51) observed at a measurement magnification higher than that of the measurement system. In the position measurement device (50) having a determination means (C1) for determining the position information of the pattern (RAM) measured by the first measurement system (51), the mask (R) Storage means (C2) associated with identification information for identifying) and storage means (C2) before the pattern (RAM) on the predetermined mask (R) is measured by the first measurement system (51). ) For identifying the predetermined mask (R) Determining means (C1) for determining presence / absence, and when the determining means (C1) determines that the storage means (C2) has identification information relating to the predetermined mask (R), the determining means (C1) C1) determines the positional relationship between the second measurement visual field and the pattern (RAM) based on positional information corresponding to the predetermined mask (R) stored in the storage means (C2). According to the present invention, when the pattern formed on the mask is fine-measured by the second measurement system, the second measurement is performed based on the position information of the pattern on the mask that has been rough-measured previously by the first measurement system. Since the positional relationship between the visual field and the pattern of the predetermined mask is determined, there is no need to switch between the first measurement system and the second measurement system each time measurement is performed, and the processing time can be shortened. In addition, since it is determined whether or not identification information (for example, drawing apparatus information) relating to the predetermined mask is provided, the predetermined mask may be the same as or different from the mask previously measured by the first measurement system. . That is, if the drawing apparatus information is the same, the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask is determined based on the position information of the pattern on the mask previously measured by the first measurement system. can do.

また、マスク(R)上に形成されたパターン(RAM)を観察する第1計測系(51)と、第1計測系よりも狭い計測視野を備え、パターン(RAM)を第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系(52)と、第1計測系(51)の計測結果に基づいて、第2計測系の計測視野とパターン(RAM)との位置関係を決定する決定手段(C1)と、を有する位置計測装置(50)において、第1計測系(51)で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、マスク(R)上にパターン(RAM)を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段(C2)と、所定マスク(R)上のパターン(RAM)を第1計測系(51)で計測する前に、所定マスク(R)に関する描画装置情報を読み取って、記憶手段(C2)に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段(C1)とを有し、記憶手段(C2)が所定マスク(R)に関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを判別手段(C1)により判別された場合には、決定手段(C1)は記憶手段(C2)に記憶されている同一の描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野とパターン(RAM)との位置関係を決定するようにした。この発明によれば、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。   In addition, the first measurement system (51) for observing the pattern (RAM) formed on the mask (R) and a measurement visual field narrower than that of the first measurement system are provided, and the pattern (RAM) is provided more than the first measurement system. Determination to determine the positional relationship between the measurement field of view of the second measurement system and the pattern (RAM) based on the measurement results of the second measurement system (52) and the first measurement system (51) observed at a high magnification. In the position measurement device (50) having the means (C1), when drawing the pattern (RAM) on the mask (R), the position information of the pattern (RAM) measured by the first measurement system (51) is drawn. The storage means (C2) for storing the drawing apparatus information used in association with the memory and the pattern (RAM) on the predetermined mask (R) before the first measuring system (51) measures the predetermined mask (R). Read the drawing device information about the memory And a discriminating means (C1) for comparing and discriminating the drawing apparatus information stored in (C2), and the storage means (C2) has the same drawing apparatus information as the drawing apparatus information relating to the predetermined mask (R). Is determined by the determination means (C1), the determination means (C1) measures the second measurement system based on the position information corresponding to the same drawing device information stored in the storage means (C2). The positional relationship between the visual field and the pattern (RAM) is determined. According to this invention, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time a pattern is measured, and the processing time can be shortened. In particular, since the drawing apparatus information relating to the predetermined mask is determined, even if the predetermined mask is different from the mask previously measured by the first measurement system, based on the position information of the pattern stored in the storage unit, The positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined.

また、決定手段(C1)により決定された位置関係に基づいて、所定マスク(R)を駆動して所定マスク(R)と第2計測系(52)の計測視野との相対位置関係を制御する位置制御手段(C1)を更に含み、位置制御手段(C1)が記憶手段(C2)に記憶されている位置情報に基づいて所定マスク(R)の位置制御を行った際に、パターン(RAM)が第2計測系の計測視野内に入らなかった場合には、第1計測系(51)を用いて所定マスク(R)上を計測するものでは、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、所定マスクのパターンを第2計測系の計測視野内に位置決めすることができなかった場合であっても、第1計測系を用いて所定マスク上を計測することにより、パターンの計測を続行することができる。
また、第1計測系(51)又は第2計測系(52)を用いてマスク(R)上を計測する際に用いられる照明光(L1)の強度を調整する手段(7)を更に有し、調節手段(7)は、記憶されている位置情報に基づいて第2計測系(52)による計測動作がなされる場合には、第1計測系(51)の対する照明光の強度の最適化を行わないものでは、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系との切り替えを行う必要がないので、照明光の強度を調整する手段による第1計測系の対する照明光の強度の最適化も省略でき、処理時間を更に短縮することができる。
また、マスク(R)から発生する光を検出する第1計測系(51)と第2計測系(52)は、途中の光路分岐点までその計測経路の一部を共用しており、光路分岐点以降における第1計測系(51)及び第2計測系(52)の少なくとも一方の計測光路中に、マスク(R)から発生する光の強度を調整する調整手段(57)を設けているものでは、第1計測系と第2計測系との切り替えに伴うマスクから発生する光の強度の変化を最適化することができる。
また、第1計測系(51)で計測され、記憶手段(C2)に記憶されるパターン(RAM)の位置情報は、マスク(R)上におけるパターン(RAM)の描画誤差を含むものでは、得られた描画誤差に基づいて第2計測系によりその範囲内をサーチすることにより、パターンを検出することが可能となる。
Further, based on the positional relationship determined by the determining means (C1), the predetermined mask (R) is driven to control the relative positional relationship between the predetermined mask (R) and the measurement visual field of the second measurement system (52). A position control means (C1) is further included. When the position control means (C1) performs position control of the predetermined mask (R) based on the position information stored in the storage means (C2), a pattern (RAM) Is not within the measurement field of view of the second measurement system, and the first measurement system (51) is used to measure the predetermined mask (R), the pattern position information stored in the storage unit Based on this, even if the pattern of the predetermined mask cannot be positioned within the measurement visual field of the second measurement system, the pattern measurement is performed by measuring the pattern on the predetermined mask using the first measurement system. You can continue.
Moreover, it has a means (7) which adjusts the intensity | strength of the illumination light (L1) used when measuring on the mask (R) using the 1st measurement system (51) or the 2nd measurement system (52). The adjusting means (7) optimizes the intensity of illumination light for the first measurement system (51) when the measurement operation by the second measurement system (52) is performed based on the stored position information. If the measurement is not performed, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system every time the pattern is measured. Therefore, the intensity of the illumination light with respect to the first measurement system by means for adjusting the intensity of the illumination light. Optimization can be omitted, and the processing time can be further shortened.
Further, the first measurement system (51) and the second measurement system (52) for detecting light generated from the mask (R) share a part of the measurement path up to an intermediate optical path branch point, and the optical path branch An adjustment means (57) for adjusting the intensity of light generated from the mask (R) is provided in at least one measurement optical path of the first measurement system (51) and the second measurement system (52) after the point. Then, it is possible to optimize the change in the intensity of light generated from the mask due to switching between the first measurement system and the second measurement system.
Further, the position information of the pattern (RAM) measured by the first measurement system (51) and stored in the storage means (C2) is obtained if the pattern (RAM) drawing error on the mask (R) is included. A pattern can be detected by searching within the range by the second measurement system based on the drawn drawing error.

第2の発明は、回路パターン(PA)が形成されたマスク(R)の位置計測を行うマスク位置計測部(50)を有し、マスク(R)と回路パターン(PA)が転写される基板(W)との位置合わせを行うアライメント装置(RA)において、マスク位置計測部(50)として、第1の発明の位置計測装置(50)を用いるようにした。この発明によれば、アライメント処理時にマスクに形成されたパターンの検出時間を短縮することができる。   The second invention has a mask position measuring unit (50) for measuring the position of the mask (R) on which the circuit pattern (PA) is formed, and the substrate onto which the mask (R) and the circuit pattern (PA) are transferred. In the alignment apparatus (RA) that performs alignment with (W), the position measurement apparatus (50) of the first invention is used as the mask position measurement section (50). According to this invention, the detection time of the pattern formed on the mask during the alignment process can be shortened.

第3の発明は、回路パターン(PA)が形成されたマスク(R)と基板(W)とをアライメントした後に、露光ビーム(EL)によって照射された回路パターン(PA)の像を基板(W)上に転写する露光装置(EX)において、マスク(R)と基板(W)とをアライメントする装置として第2の発明のアライメント装置(RA)を用いるようにした。この発明によれば、露光処理時に、マスクのアライメント処理時間を短縮することができる。   In the third invention, after aligning the mask (R) on which the circuit pattern (PA) is formed and the substrate (W), an image of the circuit pattern (PA) irradiated by the exposure beam (EL) is displayed on the substrate (W ) In the exposure apparatus (EX) to be transferred onto, the alignment apparatus (RA) of the second invention is used as an apparatus for aligning the mask (R) and the substrate (W). According to the present invention, the mask alignment processing time can be shortened during the exposure processing.

第4の発明は、第1計測系(51)を用いてマスク(R)上に形成されたパターン(RAM)を観察する第1工程と、第1計測系(51)で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、パターン(RAM)を備えたマスク(R)を識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系(52)を用いて、パターン(RAM)を第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、所定マスク(R)上のパターン(RAM)を第1計測系(51)で計測する前に、第2工程で記憶された情報の中に所定マスク(R)に関する識別情報の有無を判別する第4工程と、第4工程により所定マスクに関する識別情報の存在が認識されると、記憶されている識別情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野とパターン(RAM)との位置関係を決定する第5工程とを有するようにした。この発明によれば、以前に第1計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定するので、計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。また、所定マスクに関する識別情報(例えば、描画装置情報)の具備を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと同一であっても、異なるものであってもよい。すなわち、描画装置情報が同一であれば、以前に第1計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。   4th invention observes the pattern (RAM) formed on the mask (R) using the 1st measurement system (51), and the pattern (1) measured by the 1st measurement system (51) ( A second step of storing the position information of the RAM) in association with the identification information for identifying the mask (R) provided with the pattern (RAM), and a second step having a measurement field of view narrower than that of the first measurement system. Using the measurement system (52), a third step of observing the pattern (RAM) at a measurement magnification higher than that of the first measurement system, and the pattern (RAM) on the predetermined mask (R) as the first measurement system (51) ), The presence of the identification information about the predetermined mask is recognized by the fourth step for determining whether or not the identification information about the predetermined mask (R) is present in the information stored in the second step. Position information corresponding to the stored identification information. Based on, and to have a fifth step of determining the positional relationship between the measurement field and the pattern of the second measurement system (RAM). According to this invention, since the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask is determined based on the position information of the pattern on the mask previously measured by the first measurement system, It is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system every time, and the processing time can be shortened. In addition, since it is determined whether or not identification information (for example, drawing apparatus information) relating to the predetermined mask is provided, the predetermined mask may be the same as or different from the mask previously measured by the first measurement system. . That is, if the drawing apparatus information is the same, the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask is determined based on the position information of the pattern on the mask previously measured by the first measurement system. can do.

また、第1計測系(51)を用いてマスク(R)上に形成されたパターン(RAM)を観察する第1工程と、第1計測系(51)で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、マスク(R)上にパターン(RAM)を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系(52)を用いて、パターン(RAM)を第1計測系の計測倍率よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、所定マスク(R)上のパターン(RAM)を第1計測系(51)で計測する前に、所定マスク(R)に関する描画装置情報を読み取って、第2工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第4工程と、第4工程により所定マスク(R)に関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と前記パターン(RAM)との位置関係を決定する第5工程とを有するようにした。この発明によれば、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。   In addition, the first step of observing the pattern (RAM) formed on the mask (R) using the first measurement system (51), and the position of the pattern (RAM) measured by the first measurement system (51) A second step of storing information in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern (RAM) on the mask (R), and a second measurement having a narrower measurement field of view than the first measurement system A third step of observing the pattern (RAM) at a measurement magnification higher than the measurement magnification of the first measurement system using the system (52), and the pattern (RAM) on the predetermined mask (R) in the first measurement system Before measuring in (51), the drawing apparatus information relating to the predetermined mask (R) is read, and compared with the drawing apparatus information stored in the second step, and the predetermined mask (R) is determined in the fourth step. The same drawing device information as the drawing device information And the fifth step of determining the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern (RAM) based on the positional information corresponding to the stored drawing device information. I made it. According to this invention, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time a pattern is measured, and the processing time can be shortened. In particular, since the drawing apparatus information relating to the predetermined mask is determined, even if the predetermined mask is different from the mask previously measured by the first measurement system, based on the position information of the pattern stored in the storage unit, The positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined.

また、第1計測系(51)を用いてマスク(R)上に形成されたパターン(RAM)を観察する第1工程と、第1計測系(51)で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、マスク(R)上にパターン(RAM)を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、第1計測系の計測視野よりも狭い計測視野を備えた第2計測系(52)を用いて、パターン(RAM)を第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程とを有し、第2工程で記憶された情報の中に、以降で計測対象となるマスク(R)に関する情報が存在する場合には、第1工程を介さずに、記憶された情報を用いて第3工程を行うようにした。この発明によれば、以降で計測対象となるマスクに関する情報が存在するかが判断され、存在する場合には、パターンの計測の度に第1計測系を経る必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。
また、第2工程では、第1計測系で計測されたパターン(RAM)の位置情報を、マスク(R)上にパターン(RAM)を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶するようにしたものでは、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報が記憶されるので、以降の計測対象となるマスクが以前の計測対象のマスクと異なるものであっても、描画装置情報が同一であれば、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
In addition, the first step of observing the pattern (RAM) formed on the mask (R) using the first measurement system (51), and the position of the pattern (RAM) measured by the first measurement system (51) A second step of storing information in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern (RAM) on the mask (R), and a measurement field of view narrower than the measurement field of view of the first measurement system A third step of observing the pattern (RAM) at a measurement magnification higher than that of the first measurement system using the second measurement system (52), and the information stored in the second step is When there is information on the mask (R) to be measured in step 3, the third step is performed using the stored information without going through the first step. According to the present invention, it is determined whether or not there is information relating to a mask to be measured thereafter, and if it exists, it is not necessary to go through the first measurement system every time the pattern is measured, and the processing time is shortened. be able to.
In the second step, the position information of the pattern (RAM) measured by the first measurement system is stored in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern (RAM) on the mask (R). Since the drawing device information used when drawing the pattern on the mask is stored, the mask to be measured later is different from the mask of the previous measurement target. If the drawing apparatus information is the same, the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined based on the position information of the pattern stored in the storage unit.

第5の発明は、回路パターン(PA)が形成されたマスク(R)の位置計測を行うとともに、マスク(R)と回路パターン(PA)が転写される基板(W)との位置合わせを行うアライメント方法において、マスク(R)の位置計測の方法として、第4の発明の位置計測方法を用いるようにした。この発明によれば、アライメント処理時に、マスクに形成されたパターンの検出時間を短縮することができる。   The fifth invention measures the position of the mask (R) on which the circuit pattern (PA) is formed and aligns the mask (R) and the substrate (W) onto which the circuit pattern (PA) is transferred. In the alignment method, the position measuring method of the fourth invention is used as a method for measuring the position of the mask (R). According to the present invention, it is possible to shorten the detection time of the pattern formed on the mask during the alignment process.

第6の発明は、回路パターン(PA)が形成されたマスク(R)と基板(W)とをアライメントした後に、露光ビーム(EL)をマスク(R)に照射して、回路パターン(PA)の像を基板(W)上に転写する露光方法において、マスク(R)と基板(W)とのアライメント方法として第5の発明のアライメント方法を用いるようにした。この発明によれば、露光処理時に、マスクのアライメント処理時間を短縮することができる。   In the sixth invention, after aligning the mask (R) on which the circuit pattern (PA) is formed and the substrate (W), the mask (R) is irradiated with the exposure beam (EL), and the circuit pattern (PA) In the exposure method for transferring the above image onto the substrate (W), the alignment method of the fifth invention is used as the alignment method between the mask (R) and the substrate (W). According to the present invention, the mask alignment processing time can be shortened during the exposure processing.

第7の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第6の発明の露光方法を用いるようにした。この発明によれば、露光装置のスループットを向上させることができる。   In a seventh aspect of the present invention, in the device manufacturing method including the lithography step, the exposure method of the sixth aspect is used in the lithography step. According to the present invention, the throughput of the exposure apparatus can be improved.

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第1の発明は、マスク上に形成されたパターンを観察する第1計測系と、第1計測系よりも狭い計測視野を備え、パターンを第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系と、第1計測系の計測結果に基づいて、第2計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、第1計測系で計測されたパターンの位置情報を、パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、所定マスク上のパターンを第1計測系で計測する前に、記憶手段における所定マスクに関する識別情報の有無を判別する判別手段と、を有し、記憶手段が所定マスクに関する識別情報を具備することを判別手段により判別された場合には、決定手段は、記憶手段に記憶されている所定マスクに対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定するようにした。これにより、計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する識別情報の具備を判別するので、所定マスクが以前に第1計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、識別情報の一部が同一であれば、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
A first invention includes a first measurement system for observing a pattern formed on a mask and a measurement field of view narrower than that of the first measurement system, and the pattern is observed at a measurement magnification higher than that of the first measurement system. In a position measurement apparatus having two measurement systems and a determination unit that determines the positional relationship between the measurement visual field and the pattern of the second measurement system based on the measurement result of the first measurement system, the position measurement device is measured by the first measurement system. Storage means for associating and storing the positional information of the pattern together with identification information for identifying the mask provided with the pattern, and the predetermined mask in the storage means before measuring the pattern on the predetermined mask by the first measurement system. And determining means for determining the presence or absence of identification information relating to, and when the determining means determines that the storage means has identification information relating to the predetermined mask, the determining means is stored in the storage means Based on position information corresponding to a predetermined mask, and to determine the positional relationship between the measurement field and the pattern of the second measurement system. As a result, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time measurement is performed, and the processing time can be shortened. In particular, since the identification information relating to the predetermined mask is determined, even if the predetermined mask is different from the mask previously measured by the first measurement system, if the part of the identification information is the same, the storage unit Based on the stored pattern position information, the positional relationship between the measurement field of view of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined.

また、マスク上に形成されたパターンを観察する第1計測系と、第1計測系の計測視野よりも狭い計測視野を備え、パターンを第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系と、第1計測系の計測結果に基づいて、第2計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、第1計測系で計測されたパターンの位置情報を、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、所定マスク上のパターンを第1計測系で計測する前に、所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、記憶手段に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段とを有し、記憶手段が所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを判別手段により判別された場合には、決定手段は記憶手段に記憶されている同一の描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定するようにした。これにより、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。   In addition, a first measurement system for observing the pattern formed on the mask and a measurement field of view narrower than the measurement field of view of the first measurement system are provided, and a second is used to observe the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system In a position measurement apparatus having a measurement system and a determination unit that determines a positional relationship between a measurement visual field and a pattern of the second measurement system based on a measurement result of the first measurement system, the position measurement device is measured by the first measurement system. Storage means for storing pattern position information in association with drawing apparatus information used when drawing the pattern on the mask, and a predetermined mask before measuring the pattern on the predetermined mask with the first measurement system A determination unit that reads the drawing device information and compares the drawing device information with the drawing device information stored in the storage unit; and the storage unit includes the same drawing device information as the drawing device information related to the predetermined mask. When determined by another means, the determination means determines the positional relationship between the measurement visual field and the pattern of the second measurement system based on the position information corresponding to the same drawing device information stored in the storage means. I did it. As a result, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time a pattern is measured, and the processing time can be shortened. In particular, since the drawing apparatus information relating to the predetermined mask is determined, even if the predetermined mask is different from the mask previously measured by the first measurement system, based on the position information of the pattern stored in the storage unit, The positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined.

第2の発明は、回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うマスク位置計測部を有し、マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント装置において、マスク位置計測部として、第1の発明の位置計測装置を用いるようにした。この発明によれば、マスクのアライメント処理を短時間で行うことができる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an alignment apparatus that includes a mask position measurement unit that measures a position of a mask on which a circuit pattern is formed, and performs alignment between the mask and a substrate onto which the circuit pattern is transferred. As described above, the position measuring device of the first invention is used. According to the present invention, the mask alignment process can be performed in a short time.

第3の発明は、回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームによって照射された回路パターンの像を基板上に転写する露光装置において、マスクと基板とをアライメントする装置として第2の発明のアライメント装置を用いるようにした。この発明によれば、マスクの回路パターンを基板上に転写する露光処理のスループットを向上させることができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for aligning a mask on which a circuit pattern is formed and a substrate, and then transferring an image of the circuit pattern irradiated by the exposure beam onto the substrate. The alignment apparatus of the second invention is used. According to the present invention, the throughput of the exposure process for transferring the circuit pattern of the mask onto the substrate can be improved.

第4の発明は、第1計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第1工程と、第1計測系で計測されたパターンの位置情報を、パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系を用いて、パターンを第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、所定マスク上のパターンを第1計測系で計測する前に、第2工程で記憶された情報の中に所定マスクに関する識別情報の有無を判別する第4工程と、第4工程により所定マスクに関する識別情報の存在が認識されると、記憶されている識別情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する第5工程とを有するようにした。これにより、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。   4th invention identifies the mask provided with the pattern from the 1st process of observing the pattern formed on the mask using the 1st measurement system, and the positional information on the pattern measured by the 1st measurement system A pattern is observed at a measurement magnification higher than that of the first measurement system, using a second step of storing the identification information together with the second measurement system and a second measurement system having a narrower measurement field of view than the first measurement system. A third step, a fourth step for determining whether or not there is identification information relating to the predetermined mask in the information stored in the second step before measuring the pattern on the predetermined mask by the first measurement system; When the presence of the identification information related to the predetermined mask is recognized by the step 5, a fifth step of determining the positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern based on the positional information corresponding to the stored identification information To have. As a result, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time a pattern is measured, and the processing time can be shortened.

また、第1計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第1工程と、第1計測系で計測されたパターンの位置情報を、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系を用いて、パターンを第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、所定マスク上のパターンを第1計測系で計測する前に、所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、第2工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第4工程と、第4工程により所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第5工程とを有するようにした。これにより、パターンの計測の度に第1計測系と第2計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第1計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第2計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。   Also, the first step of observing the pattern formed on the mask using the first measurement system and the position information of the pattern measured by the first measurement system were used when drawing the pattern on the mask. A second step of observing a pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system by using the second step of storing in association with the drawing apparatus information and the second measurement system having a measurement field of view narrower than that of the first measurement system. Three steps, a fourth step of reading the drawing apparatus information relating to the predetermined mask before measuring the pattern on the predetermined mask with the first measurement system, and comparing and discriminating with the drawing apparatus information stored in the second step; When the presence of the same drawing apparatus information as the drawing apparatus information related to the predetermined mask is recognized in the four steps, the measurement visual field of the second measurement system and the pattern are determined based on the position information corresponding to the stored drawing apparatus information. Positional relationship And to have a fifth step of determining. As a result, it is not necessary to switch between the first measurement system and the second measurement system each time a pattern is measured, and the processing time can be shortened. In particular, since the drawing apparatus information relating to the predetermined mask is determined, even if the predetermined mask is different from the mask previously measured by the first measurement system, based on the position information of the pattern stored in the storage unit, The positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern of the predetermined mask can be determined.

第5の発明は、回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うとともに、マスクと回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント方法において、マスクの位置計測の方法として、第4の発明の位置計測方法を用いるようにした。この発明によれば、マスクのアライメント処理を短時間で行うことができる。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an alignment method for measuring a position of a mask on which a circuit pattern is formed and aligning the mask and a substrate onto which the circuit pattern is transferred. The position measuring method of the invention is used. According to the present invention, the mask alignment process can be performed in a short time.

第6の発明は、回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームをマスクに照射して、回路パターンの像を基板上に転写する露光方法において、マスクと基板とのアライメント方法として第5の発明のアライメント方法を用いるようにした。この発明によれば、露光処理のスループットを向上させることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure method of aligning a mask on which a circuit pattern is formed and a substrate, and then irradiating the mask with an exposure beam to transfer an image of the circuit pattern onto the substrate. As the method, the alignment method of the fifth invention is used. According to the present invention, the throughput of exposure processing can be improved.

第7の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第6の発明の露光方法を用いるようにした。この発明によれば、デバイスの製造コストを抑えることができる。   In a seventh aspect of the present invention, in the device manufacturing method including the lithography step, the exposure method of the sixth aspect is used in the lithography step. According to this invention, the manufacturing cost of a device can be suppressed.

以下、本発明の位置計測装置、アライメント装置、露光装置、及び位置計測方法、アライメント方法、露光方法、デバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図1は本発明の露光装置EXを示す概念図である。露光装置EXは、露光光(露光ビーム)ELをレチクル(マスク)Rに照明しつつ、レチクルRとウエハ(基板)Wとを一次元方向に相対的に同期移動させて、レチクルRに形成された回路パターンPAを投影光学系PLを介してウエハW上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置EXは、図1に示すように、露光用の光源1、光源1から射出された光束に基づく露光光ELをレチクルRに均一な照度で照明する照明光学系IL、レチクルRを支持するレチクルステージRST、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に照射する投影光学系PL、ウエハWを支持するウエハステージWST、制御装置CONT、及び焦点位置検出系AFや各種アライメント光学系RA,WA1,WA2等を備える。
ここで、X軸方向は水平面内における所定の一方向であり、Y軸方向は水平面内においてX軸方向と直交する方向であり、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向であるものとする。そして、投影光学系PLの光軸はZ軸方向と一致しているものとする。
Embodiments of a position measurement apparatus, alignment apparatus, exposure apparatus, position measurement method, alignment method, exposure method, and device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual view showing an exposure apparatus EX of the present invention. The exposure apparatus EX is formed on the reticle R by relatively moving the reticle R and the wafer (substrate) W synchronously in a one-dimensional direction while illuminating the reticle (mask) R with exposure light (exposure beam) EL. This is a so-called scanning stepper, a step-and-scan type scanning exposure apparatus that transfers the circuit pattern PA onto the wafer W via the projection optical system PL.
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus EX supports a light source 1 for exposure, an illumination optical system IL that illuminates the reticle R with exposure light EL based on a light beam emitted from the light source 1 with uniform illuminance, and the reticle R. Reticle stage RST, projection optical system PL that irradiates exposure light EL emitted from reticle R onto wafer W, wafer stage WST that supports wafer W, controller CONT, focus position detection system AF, and various alignment optical systems RA , WA1, WA2, etc.
Here, the X-axis direction is a predetermined direction in the horizontal plane, the Y-axis direction is a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane, and the Z-axis direction is orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction. It is assumed that the direction is The optical axis of the projection optical system PL is assumed to coincide with the Z-axis direction.

光源1としては、波長約120nm〜約190nmの真空紫外線、例えば、ArFエキシマレーザ(波長:193nm)、フッ素(F)レーザ(157nm)、クリプトン(Kr)レーザ(146nm)、アルゴン(Ar)レーザ(126nm)等を発生させる光源が用いられる。また、光源1には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、制御装置CONTからの指示に応じて、射出される露光光ELの発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御等を行う。
なお、本実施形態では、露光光ELとして、ArFエキシマレーザ光を用いる。
As the light source 1, vacuum ultraviolet rays having a wavelength of about 120 nm to about 190 nm, for example, ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), fluorine (F 2 ) laser (157 nm), krypton (Kr 2 ) laser (146 nm), argon (Ar 2 ) ) A light source that generates a laser (126 nm) or the like is used. Further, the light source 1 is provided with a light source control device (not shown), and this light source control device controls the oscillation center wavelength and spectral half width of the emitted exposure light EL in accordance with an instruction from the control device CONT. Trigger control of pulse oscillation.
In the present embodiment, ArF excimer laser light is used as the exposure light EL.

照明光学系ILは、光源1から射出された光束をほぼ均一な照度分布の光束に調整して露光光ELに変換するオプティカルインテグレータ2、露光光ELを通過させる開口の面積を調整してレチクルRに対する照明領域を規定するブラインドBL、偏向ミラー3、露光光ELを集光してレチクルRを均一な照度で照明するコンデンサレンズ系4等を備える。なお、ブラインドBLはレチクルRの回路パターンPAと共役な位置に配置される。
これにより、照明光学系ILは、露光光ELをレチクルステージRSTに支持されているレチクルRの回路パターン領域PAにほぼ均一な照度分布で照射する。
The illumination optical system IL adjusts the light beam emitted from the light source 1 to a light beam having a substantially uniform illuminance distribution and converts it into exposure light EL, and adjusts the area of the aperture through which the exposure light EL passes to adjust the reticle R. And a condenser lens system 4 for condensing the exposure light EL and illuminating the reticle R with uniform illuminance. The blind BL is disposed at a position conjugate with the circuit pattern PA of the reticle R.
Accordingly, the illumination optical system IL irradiates the exposure light EL with a substantially uniform illuminance distribution onto the circuit pattern area PA of the reticle R supported by the reticle stage RST.

レチクルステージRSTは、レチクルRを真空吸着方式あるいは静電チャックや電磁石などを用いた方式によって吸着保持するレチクルホルダRHを有している。また、レチクルホルダRH及びレチクルステージRSTはレチクルRの回路パターン領域PAに対応した開口を備えており、ボイスコイルモータなどを備えたレチクルステージ駆動部RSTDによりX軸方向、Y軸方向、θZ方向(Z軸回りの回転方向)に微動可能となっている。
また、レチクルステージRST上には、Y軸方向に延びた移動鏡10Xと、X軸方向に延びた移動鏡10Y(図2参照)とが設けられる。移動鏡10Xには、レーザ干渉計21Xから測長ビームがミラー22を介して照射される。移動鏡10Xからの反射光はレーザ干渉計21X内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルRのX軸方向における位置が検出される。同様に、移動鏡10Yにも不図示のレーザ干渉計21Yから測長ビームが照射され、移動鏡10Yからの反射光はレーザ干渉計21Y内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルRのY軸方向における位置が検出される。これらレーザ干渉計21(21X,21Y)の検出結果は制御装置CONTに出力される。
The reticle stage RST has a reticle holder RH that holds the reticle R by vacuum suction or a method using an electrostatic chuck or an electromagnet. The reticle holder RH and the reticle stage RST have openings corresponding to the circuit pattern area PA of the reticle R. The reticle stage driving unit RSTD including a voice coil motor or the like causes the X axis direction, the Y axis direction, and the θZ direction ( Fine movement is possible in the rotation direction around the Z axis).
On reticle stage RST, moving mirror 10X extending in the Y-axis direction and moving mirror 10Y (see FIG. 2) extending in the X-axis direction are provided. The moving mirror 10X is irradiated with a measurement beam from the laser interferometer 21X via the mirror 22. Reflected light from the moving mirror 10X is received by a detector in the laser interferometer 21X, and the position of the reticle R in the X-axis direction is detected based on the light reception result. Similarly, the length measurement beam is irradiated from the laser interferometer 21Y (not shown) to the movable mirror 10Y, and the reflected light from the movable mirror 10Y is received by the detector in the laser interferometer 21Y, and the reticle R is based on the light reception result. Is detected in the Y-axis direction. The detection results of these laser interferometers 21 (21X, 21Y) are output to the control device CONT.

投影光学系PLは、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶からなるレンズや反射鏡などの複数の投影レンズ系を投影系ハウジングで密閉したものであり、レチクルステージRSTの直下に設けられる。投影レンズ系は、レチクルRを介して射出される露光光ELを所定の投影倍率β(βは例えば1/4)で縮小して、レチクルRの回路パターンPAの像をウエハW上の特定領域(ショット領域)に結像させる。なお、投影光学系PLの投影レンズ系の各要素は、それぞれ保持部材(不図示)を介して投影系ハウジングに支持され、各保持部材は各要素の周縁部を保持するように例えば円環状に形成されている。
なお、露光光ELとして、真空紫外線を用いるため、透過率の良好な光学硝材(光学素子)として、蛍石(CaFの結晶)、フッ素や水素等をドープした石英ガラス、及びフッ化マグネシウム(MgF)等が用いられる。この場合、投影光学系PLにおいて、屈折光学部材のみで構成して所望の結像特性(色収差特性等)を得るのは困難であることから、屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた反射屈折系を採用してもよい。
The projection optical system PL is a system in which a plurality of projection lens systems such as a lens made of fluoride crystals such as fluorite and lithium fluoride and a reflecting mirror are sealed with a projection system housing, and is provided immediately below the reticle stage RST. The projection lens system reduces the exposure light EL emitted through the reticle R by a predetermined projection magnification β (β is, for example, 1/4), and converts the image of the circuit pattern PA on the reticle R into a specific area on the wafer W. An image is formed on the (shot area). Each element of the projection lens system of the projection optical system PL is supported by the projection system housing via a holding member (not shown), and each holding member is, for example, in an annular shape so as to hold the peripheral edge of each element. Is formed.
In addition, since vacuum ultraviolet rays are used as the exposure light EL, fluorite (CaF 2 crystal), quartz glass doped with fluorine, hydrogen, etc., and magnesium fluoride (Optical element) having good transmittance are used. MgF 2 ) or the like is used. In this case, in the projection optical system PL, it is difficult to obtain a desired imaging characteristic (chromatic aberration characteristic, etc.) by using only a refractive optical member. Therefore, the catadioptric system in which the refractive optical member and the reflecting mirror are combined. May be adopted.

ウエハステージWSTは、リニアモータを備えたウエハステージ駆動部WSTDにより2次元平面(XY平面)内を移動可能なXYステージXYSと、XYステージXYS上に設けられ、ウエハステージ駆動部WSTDによりZ軸方向及びZ軸まわりに微小回転可能なZθステージZSと、ZθステージZS上に設けられ、ウエハWを真空吸着方式や静電チャック方式で吸着保持するウエハホルダWHとを備える。XYステージXYSは互いに直交する方向へ移動可能な一対のブロックを重ね合わせた構造を有し、装置ベース上においてウエハステージ駆動部WSTDの駆動に基づきX軸方向及びY軸方向に移動可能となっている。更に、ウエハステージWSTは投影光学系PLの光軸に対して傾斜方向にも移動可能に設けられており、ウエハWを支持した際、ウエハWのレベリング調整を含む位置調整を可能としている。
また、ウエハステージWST上には、Y軸方向に延びた移動鏡11Xと、X軸方向に延びた移動鏡11Y(図3参照)とが設けられる。移動鏡11Xには、レーザ干渉計23Xから測長ビームがミラー24を介して照射される。そして、移動鏡11Xからの反射光はレーザ干渉計23X内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハWのX軸方向における位置が検出される。同様に、移動鏡11Yにも不図示のレーザ干渉計23Yから測長ビームが照射され、移動鏡11Yからの反射光はレーザ干渉計23Y内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハWのY軸方向における位置が検出される。そして、これらレーザ干渉計23(23X,23Y)の検出結果は制御装置CONTに出力される。
Wafer stage WST is provided on XY stage XYS, which can be moved in a two-dimensional plane (XY plane) by wafer stage drive unit WSTD equipped with a linear motor, and in the Z-axis direction by wafer stage drive unit WSTD. And a Zθ stage ZS that can be rotated slightly around the Z axis, and a wafer holder WH that is provided on the Zθ stage ZS and holds the wafer W by vacuum suction or electrostatic chuck. The XY stage XYS has a structure in which a pair of blocks movable in directions orthogonal to each other are overlapped, and can move in the X-axis direction and the Y-axis direction on the apparatus base based on the driving of the wafer stage drive unit WSTD. Yes. Further, wafer stage WST is provided so as to be movable in the tilt direction with respect to the optical axis of projection optical system PL, and when wafer W is supported, position adjustment including leveling adjustment of wafer W is possible.
On wafer stage WST, movable mirror 11X extending in the Y-axis direction and movable mirror 11Y (see FIG. 3) extending in the X-axis direction are provided. The moving mirror 11X is irradiated with a measurement beam from the laser interferometer 23X via the mirror 24. The reflected light from the movable mirror 11X is received by a detector in the laser interferometer 23X, and the position of the wafer W in the X-axis direction is detected based on the light reception result. Similarly, the movable mirror 11Y is irradiated with a length measurement beam from a laser interferometer 23Y (not shown), and the reflected light from the movable mirror 11Y is received by a detector in the laser interferometer 23Y. Is detected in the Y-axis direction. The detection results of these laser interferometers 23 (23X, 23Y) are output to the control device CONT.

制御装置CONTは、露光装置EXを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部(決定手段、判別手段、制御手段)C1の他、各種情報を記録する記憶部(記憶手段)C2や入出力部C3等を備える。そして、例えば、レーザ干渉計21,23の検出結果に基づいてレチクルR及びウエハWの位置を制御して、レチクルRに形成された回路パターンPAの像をウエハW上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。   The control device CONT controls the exposure apparatus EX in an integrated manner. In addition to a calculation unit (determination unit, determination unit, control unit) C1 that performs various calculations and controls, a storage unit (storage unit) that records various types of information. ) C2, the input / output unit C3, and the like. Then, for example, the exposure of transferring the image of the circuit pattern PA formed on the reticle R to the shot area on the wafer W by controlling the positions of the reticle R and the wafer W based on the detection results of the laser interferometers 21 and 23. Repeat the operation.

ガス供給装置5は、露光光ELが通過する空間、すなわち、照明光路(光源1からレチクルRへ至る光路)と投影光路(レチクルRからウエハWへ至る光路)を外部雰囲気から遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対する吸収性が少ない特性を有する低吸光性ガス(例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン等の不活性ガス、又はこれらの混合ガス)で満たす装置である。
ガス供給装置5を設けるのは、露光装置EXに用いられる露光光EL、すなわち真空紫外線と呼ばれる約190nm以下の波長の光が、酸素分子、水分子、二酸化炭素分子等の気体や有機物等(以下、吸光物質という)に吸収されやすいという性質を持つため、大気中を透過することができないからである。このため、真空紫外線を露光光ELに用いる場合には、露光光ELが通過する空間内に存在する吸光物質を低減して、露光光ELをウエハW上面まで十分な照度で到達させるのである。
具体的には、図1に示すように、供給用配管5A,5B,5Cを介して照明光学系IL,後述するレチクルアライメント系RA,投影光学系PLに窒素(N)ガスを供給し、これらの空間内を窒素ガスでパージすることにより上述した酸素等による露光光ELの吸収問題を解決している。
ガス供給装置5としては、供給したガスを配管6A,6B,6Cを介して回収し、且つ精製した後に再度供給するという動作を繰り返す循環方式であっても、或いは供給したガスを配管6A,6B,6Cを介して排出する非循環型方式であってもよい。
更に、図示しないが、レチクルステージRST、ウエハステージWSTには、露光光ELが通過する光路上に窒素ガスを供給する局所的パージ装置或いはレチクルステージRSTやウエハステージWSTを覆うハウジングを設け、光路上に窒素ガスを供給して露光光ELの吸収問題を解決している。
The gas supply device 5 blocks the space through which the exposure light EL passes, that is, the illumination optical path (the optical path from the light source 1 to the reticle R) and the projection optical path (the optical path from the reticle R to the wafer W) from the external atmosphere. This is an apparatus that fills the optical path with a low-absorbing gas (for example, an inert gas such as nitrogen, helium, argon, neon, krypton, or a mixed gas thereof) having a characteristic that absorbs less light in the vacuum ultraviolet region.
The gas supply device 5 is provided because the exposure light EL used in the exposure apparatus EX, that is, light having a wavelength of about 190 nm or less called vacuum ultraviolet rays, gas such as oxygen molecule, water molecule, carbon dioxide molecule, organic matter, etc. This is because it has a property of being easily absorbed by a light-absorbing substance, and cannot penetrate into the atmosphere. For this reason, when vacuum ultraviolet rays are used for the exposure light EL, the light-absorbing substance existing in the space through which the exposure light EL passes is reduced so that the exposure light EL reaches the upper surface of the wafer W with sufficient illuminance.
Specifically, as shown in FIG. 1, nitrogen (N 2 ) gas is supplied to the illumination optical system IL, a reticle alignment system RA, which will be described later, and the projection optical system PL via supply pipes 5A, 5B, and 5C. By purging these spaces with nitrogen gas, the above-described problem of absorption of the exposure light EL due to oxygen or the like is solved.
The gas supply device 5 may be a circulation system in which the supplied gas is recovered through the pipes 6A, 6B, and 6C and purified and supplied again, or the supplied gas is supplied to the pipes 6A and 6B. , 6C may be used as a non-circulation type.
Further, although not shown, the reticle stage RST and wafer stage WST are provided with a local purge device for supplying nitrogen gas onto the optical path through which the exposure light EL passes or a housing that covers the reticle stage RST and wafer stage WST. Nitrogen gas is supplied to the substrate to solve the problem of absorption of the exposure light EL.

また、露光装置EXには、ウエハWの表面のZ軸方向における位置(焦点位置)を検出するための焦点位置検出系(オートフォーカスセンサ)AFが設けられる。焦点位置検出系AFは投影光学系PLの側面に送光部と受光部とを備える。なお、図1には送光部のみが示されており、投影光学系PLを挟んで送光部の反対側に配置される受光部は図示されていない。
送光部からはウエハWに対して非感光性の検出光が照射される。送光部とウエハWとの間には多数のスリットが設けられており、検出光は多数のスリットを照明し、これらスリットの像が投影光学系PLの光軸に対して斜めにウエハW上に投影される。受光部はウエハW上で反射した検出光を検出する。最良結像面(ベストフォーカス面)を検出する際には、ウエハステージWSTが駆動されてウエハWのZ軸方向における位置を変化させつつ焦点位置検出系AFの送光部からウエハWに対して検出光が照射され、検出光の照射によりウエハWから発生した光を受光部が検出し、この検出結果に基づいて、最良結像面が検出される。なお、焦点位置検出系AFは多点AFセンサであるため、ウエハWの傾きも検出することができる。
Further, the exposure apparatus EX is provided with a focus position detection system (autofocus sensor) AF for detecting the position (focal position) in the Z-axis direction of the surface of the wafer W. The focal position detection system AF includes a light transmitting unit and a light receiving unit on the side surface of the projection optical system PL. FIG. 1 shows only the light transmission unit, and does not show the light receiving unit disposed on the opposite side of the light transmission unit across the projection optical system PL.
Non-photosensitive detection light is applied to the wafer W from the light transmission unit. A large number of slits are provided between the light transmitting unit and the wafer W, and the detection light illuminates the large number of slits, and the images of these slits are obliquely on the wafer W with respect to the optical axis of the projection optical system PL. Projected on. The light receiving unit detects the detection light reflected on the wafer W. When detecting the best imaging plane (best focus plane), the wafer stage WST is driven to change the position of the wafer W in the Z-axis direction from the light transmitting portion of the focal position detection system AF to the wafer W. The detection light is irradiated, and the light receiving unit detects the light generated from the wafer W by the irradiation of the detection light, and the best imaging plane is detected based on the detection result. Since the focus position detection system AF is a multipoint AF sensor, the tilt of the wafer W can also be detected.

更に、露光装置EXには、各種アライメント光学系が設けられる。具体的には、レチクルアライメント系として、TTR(Through The Reticule)方式であってビデオ・レチクル・アライメント(VRA)方式のレチクルアライメント系RAを備える。また、オフアクシス方式のウエハアライメント系として、FIA(Field Image Alignment)方式のウエハアライメント系WA1を備える。更に、TTL(Through The Lens)方式のウエハアライメント系として、LSA(Laser Step Alignment)方式或いはLIA(Laser Interferometric Alignment)方式のウエハアライメント系WA2を備える。
これら各種アライメント光学系RA,WA1,WA2は、レチクルステージRST、ウエハステージWST、レチクルR或いはウエハWに設けられた各種マークを用いてアライメント処理を行う。
Further, the exposure apparatus EX is provided with various alignment optical systems. Specifically, the reticle alignment system includes a reticle alignment system RA of a TTR (Through The Reticule) method and a video reticle alignment (VRA) method. Further, as an off-axis type wafer alignment system, an FIA (Field Image Alignment) type wafer alignment system WA1 is provided. Further, as a TTL (Through The Lens) type wafer alignment system, an LSA (Laser Step Alignment) type or LIA (Laser Interferometric Alignment) type wafer alignment system WA2 is provided.
These various alignment optical systems RA, WA1 and WA2 perform alignment processing using various marks provided on reticle stage RST, wafer stage WST, reticle R or wafer W.

各種アライメント光学系RA,WA1,WA2の説明に先立って、図2〜図4を用いて各種マーク等について説明する。図2はレチクルRを戴置したレチクルステージRSTを露光光ELの入射方向側から見た概略図であり、図3はウエハWを戴置したウエハステージWSTを投影光学系PL側から見た概略図である。図4(a)はレチクルRに形成されたアライメント用マークRAMを示し、図4(b)はウエハステージWSTに形成されたVRA用マークFMVを示す。
まず、図2に示すように、レチクルRには、各種マーク類が設けられる。レチクルRの下面側には、転写用の回路パターンPAが形成された領域の外周部に、アライメント用マーク(パターン)RAM及びサーチ用マークRSMがクロム蒸着などにより形成されている(以下、これらのマークRAM,RSMをまとめてレチクル用マーク群RMと呼ぶ)。
アライメント用マークRAM及びサーチ用マークRSMは、回路パターン領域PAを挟んでレチクルRの中心からX方向に所定の設計値だけ離れた位置に、それぞれ2つのマークが一対となって設けられる。サーチ用マークRSMは、レチクルRの略中心に1対設けられる。アライメント用マークRAMは、サーチ用マークRSMを挟んでY方向に対称にそれぞれ3対、計6対設けられる。なお、サーチ用マークRSMとアライメント用マークRAMとの距離は、レチクルR毎に予め測定され、制御装置CONTに記憶される。
なお、サーチ用マークRSMは、図2に示すように、十字形状のマークである。また、アライメント用マークRAMは、図4(a)に示すように、十字形状のマークに四角形のマークを重ねた形状のマークである。
Prior to description of the various alignment optical systems RA, WA1, and WA2, various marks and the like will be described with reference to FIGS. 2 is a schematic view of the reticle stage RST on which the reticle R is placed as viewed from the incident direction side of the exposure light EL, and FIG. 3 is a schematic view of the wafer stage WST on which the wafer W is placed as viewed from the projection optical system PL side. FIG. 4A shows an alignment mark RAM formed on the reticle R, and FIG. 4B shows a VRA mark FMV formed on the wafer stage WST.
First, as shown in FIG. 2, the reticle R is provided with various marks. On the lower surface side of the reticle R, an alignment mark (pattern) RAM and a search mark RSM are formed on the outer peripheral portion of the region where the circuit pattern PA for transfer is formed by chromium vapor deposition (hereinafter referred to as these). The mark RAM and RSM are collectively referred to as a reticle mark group RM).
The alignment mark RAM and the search mark RSM are each provided with a pair of two marks at positions separated from the center of the reticle R by a predetermined design value in the X direction across the circuit pattern area PA. A pair of search marks RSM are provided at approximately the center of the reticle R. The alignment mark RAM is provided in a total of six pairs, three pairs each symmetrically in the Y direction across the search mark RSM. The distance between the search mark RSM and the alignment mark RAM is measured in advance for each reticle R and stored in the control device CONT.
The search mark RSM is a cross-shaped mark as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4A, the alignment mark RAM is a mark with a quadrangular mark superimposed on a cross-shaped mark.

ウエハステージWST上には、図3に示すように、ZθステージZSに固定され石英等の低膨張係数の透明材料からなる基準マーク部材WFPが設けられており、基準マーク部材WFPの表面には、各種の基準マーク群(Fiduciary mark)FMがクロム蒸着などにより形成されている。基準マーク群FMは、ウエハWの高さと同じ高さになるように設けられる。
基準マーク群FMは、VRA方式のレチクルアライメント系RAで用いられるVRA用マークFMVを含んでいる。更に、基準マーク群FMは、上述したLSA方式あるいはLIA方式、又はFIA方式のアライメント系毎に形成されベースライン量をチェックするためのマーク(LSA用マーク、LIA用マーク、FIA用マーク:いずれも不図示)を含んでいる。これらのマークは、VRA用マークFMVを基準として予め決められた所定位置に形成されている。
VRA用マークFMVは、図4(b)に示すように、三本線形状のマークが四方に均等に配置された形状のマークである。そして、2つのVRA用マークFMVが一対となって、基準マーク部材WFP上にX方向に所定の距離だけ離れて配置される。一対のVRA用マークFMVの間隔は、レチクルRに形成された一対のサーチ用マークRSMの投影光学系PLによる縮小像の間隔と同一に設定される。
On wafer stage WST, as shown in FIG. 3, a reference mark member WFP made of a transparent material having a low expansion coefficient, such as quartz, fixed to Zθ stage ZS is provided, and on the surface of reference mark member WFP, Various reference mark groups (Fiduciary mark) FM are formed by chromium vapor deposition or the like. The reference mark group FM is provided to have the same height as the wafer W.
The reference mark group FM includes a VRA mark FMV used in the VRA type reticle alignment system RA. Further, the reference mark group FM is formed for each of the above-mentioned LSA system, LIA system, or FIA system alignment systems to check the baseline amount (the LSA mark, the LIA mark, and the FIA mark: all (Not shown). These marks are formed at predetermined positions determined in advance with reference to the VRA mark FMV.
As shown in FIG. 4B, the VRA mark FMV is a mark having a shape in which three line-shaped marks are evenly arranged in four directions. The two VRA marks FMV are paired and arranged on the reference mark member WFP by a predetermined distance in the X direction. The interval between the pair of VRA marks FMV is set to be the same as the interval between the reduced images of the pair of search marks RSM formed on the reticle R by the projection optical system PL.

図1に戻り、オフアクシス方式のウエハアライメント系WA1は、投影光学系PLの側部に設けられており、露光光ELとは異なる波長のアライメント光を射出するアライメント用光源34と、アライメント用光源34からのアライメント光が入射されるビームスプリッタ35と、アライメント用光源34から射出したアライメント光を基準マーク群FM(あるいはウエハW)に導く光学系37と、アライメント光の照射により基準マーク群FMのうちFIA用マーク(あるいはウエハWに設けられるアライメントマーク)から発生した光を受光する受光部36とを備える。
ウエハアライメント系WA1はFIA方式であり、アライメント用光源34にはハロゲンランプが用いられ、受光部36にはCCDなどの撮像素子が用いられる。そして、受光部36は撮像結果を制御装置CONTに出力し、制御装置CONTは受光部36の撮像結果に基づいて画像処理を行う。ウエハアライメント系WA1は、ハロゲンランプからなるアライメント用光源34から射出した波長帯域幅の広い光で基準マーク群FMの十字状のFIA用マーク(あるいはウエハWのアライメントマーク)を照射し、制御装置CONTのもとで画像処理することによりマーク位置を検出する。
この検出結果に基づいて、オフアクシス方式のウエハアライメント系WA1の観察領域の基準点が求められる。
Returning to FIG. 1, the off-axis wafer alignment system WA1 is provided on the side of the projection optical system PL, and the alignment light source 34 emits alignment light having a wavelength different from that of the exposure light EL, and the alignment light source. A beam splitter 35 to which alignment light from 34 is incident, an optical system 37 that guides alignment light emitted from the alignment light source 34 to the reference mark group FM (or wafer W), and irradiation of the alignment light. Among them, a light receiving unit 36 that receives light generated from the FIA mark (or the alignment mark provided on the wafer W) is provided.
The wafer alignment system WA1 is an FIA system, a halogen lamp is used as the alignment light source 34, and an image sensor such as a CCD is used as the light receiving unit 36. Then, the light receiving unit 36 outputs the imaging result to the control device CONT, and the control device CONT performs image processing based on the imaging result of the light receiving unit 36. The wafer alignment system WA1 irradiates the cross-shaped FIA mark (or the alignment mark of the wafer W) of the reference mark group FM with light having a wide wavelength bandwidth emitted from the alignment light source 34 composed of a halogen lamp, and controls the control device CONT. The mark position is detected by performing image processing under.
Based on the detection result, the reference point of the observation region of the off-axis wafer alignment system WA1 is obtained.

LSA方式のウエハアライメント系WA2は、図1に示すように、He−Neレーザからなるアライメント用光源33と、アライメント用光源33から射出したアライメント光が入射されるビームスプリッタ32と、不図示のシリンドリカルレンズ及び視野絞りと、アライメント用光源33から射出したアライメント光を投影光学系PLに入射させる光学系38と、アライメント光の照射により基準マーク群FMのうちLSA用マーク(あるいはウエハWに設けられるアライメントマーク)から発生した光を受光する受光部31とを備える。アライメント用光源33から射出したアライメント光は、細長く延びたスリット状スポット光に整形された後、投影光学系PLを介して、基準マーク群FMのうちLSA用マークを照射する。
LSA用マークはスポット光の長手方向に所定間隔で配列された格子状マークである。そして、ウエハステージWSTを駆動してスポット光に対してLSA用マークを走査すると、LSA用マークとスポット光とが合致したときに所定の方向に回折光が発生する。その回折光が投影光学系PLを介してウエハアライメント系WA2に戻り、受光部31に受光される。受光部31の受光信号は制御装置CONTに出力され、制御装置CONTは、アライメント信号が例えば最大になるときのウエハステージWSTの座標をサンプリングすることにより、LSA用マークの位置を検出する。この検出結果に基づいて、LSA方式のウエハアライメント系WA2の観察領域の基準点が求められる。
なお、LSA方式のアライメント系については、例えば、特開昭60−130742号公報に詳細に開示されている。
As shown in FIG. 1, the LSA wafer alignment system WA2 includes an alignment light source 33 made of a He—Ne laser, a beam splitter 32 to which alignment light emitted from the alignment light source 33 is incident, and a cylindrical (not shown). A lens and a field stop, an optical system 38 that causes alignment light emitted from the alignment light source 33 to enter the projection optical system PL, and an LSA mark (or alignment provided on the wafer W) in the reference mark group FM by irradiation of the alignment light. And a light receiving unit 31 that receives light generated from the mark). The alignment light emitted from the alignment light source 33 is shaped into an elongated slit-like spot light, and then irradiates the LSA mark in the reference mark group FM via the projection optical system PL.
The LSA marks are lattice marks arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the spot light. When the wafer stage WST is driven to scan the LSA mark with respect to the spot light, diffracted light is generated in a predetermined direction when the LSA mark matches the spot light. The diffracted light returns to the wafer alignment system WA2 via the projection optical system PL and is received by the light receiving unit 31. The light reception signal of the light receiving unit 31 is output to the control device CONT, and the control device CONT detects the position of the LSA mark by sampling the coordinates of the wafer stage WST when the alignment signal becomes maximum, for example. Based on the detection result, the reference point of the observation area of the LSA type wafer alignment system WA2 is obtained.
The LSA alignment system is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-130742.

なお、ウエハアライメント系WA2をLIA方式とする場合には、He−Neレーザからなるアライメント用光源33から射出したアライメント光を、ビームスプリッタ32及び不図示の2光束周波数シフターを介して、光学系38により投影光学系PLに入射する。2光束になった周波数f1、f2のアライメント光(レーザ光束)は、基準マーク群FMのうち回折格子状のLIA用マークに重なって照射される。LIA用マークでは、照射された2つの光束によって同一方向に2つの回折光が発生する。
これら2つの回折光よりなる干渉光の干渉信号は受光部31で検出され、制御装置CONTは受光部31の検出結果に基づいてLIA用マークの位置を検出する。この検出結果に基づいて、LIA方式のウエハアライメント系WA2の観察領域の基準点が求められる。
なお、LIA方式のアライメント系については、例えば特開昭61−215905号公報に詳細に開示されている。
When the wafer alignment system WA2 is LIA, the alignment light emitted from the alignment light source 33 made of a He—Ne laser is transmitted through the beam splitter 32 and a two-beam frequency shifter (not shown) to the optical system 38. Is incident on the projection optical system PL. The alignment light (laser light beam) having the frequencies f1 and f2 that have become two light beams is irradiated so as to overlap the LIA mark having a diffraction grating shape in the reference mark group FM. In the LIA mark, two diffracted lights are generated in the same direction by the two irradiated light beams.
The interference signal of the interference light composed of these two diffracted lights is detected by the light receiving unit 31, and the control device CONT detects the position of the LIA mark based on the detection result of the light receiving unit 31. Based on the detection result, the reference point of the observation area of the LIA type wafer alignment system WA2 is obtained.
The LIA type alignment system is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-215905.

図5は、VRA方式のレチクルアライメント系RAを示す概念図であり、レチクルアライメント系RAがレチクルRを照射する場合を示した場合を示す。
レチクルアライメント系RAは、図5に示すように、照明光学系ILとレチクルステージRSTとの間に設けられており、アライメント光(照明光)L1として露光光ELを使用する。具体的には、ArFエキシマレーザ光が光源1から、NDフィルタ(調節手段)7、光ファイバ41を介して導かれる。
そして、VRA方式のレチクルアライメント系RAは、レチクル用マーク群RMを備えたレチクルRに対して照明光学系ILから射出された露光光ELに基づくアライメント光L1を照射する照射系42を備える。照射系42は複数の光学素子を有しており、入射した露光光ELを通過させることによりアライメント光L1に変換し、このアライメント光L1をレチクルRに対して照射する。また、照射系42は照射範囲を整形するためのブラインド43を備えており、ブラインド43の開口に基づき、矩形状の照射範囲が整形される。
そして、照射系42からのアライメント光L1は、ミラー44等を介してレチクルRに形成されたレチクル用マーク群RMを照射するとともに、投影光学系PLを介してウエハステージWST上の基準マーク部材WFPに設けられた基準マーク群FMも照射する。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a VRA type reticle alignment system RA, and shows a case where the reticle alignment system RA irradiates the reticle R.
As shown in FIG. 5, reticle alignment system RA is provided between illumination optical system IL and reticle stage RST, and uses exposure light EL as alignment light (illumination light) L1. Specifically, ArF excimer laser light is guided from the light source 1 through the ND filter (adjusting means) 7 and the optical fiber 41.
The VRA type reticle alignment system RA includes an irradiation system 42 that irradiates the reticle R having the reticle mark group RM with the alignment light L1 based on the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL. The irradiation system 42 has a plurality of optical elements, and converts the incident exposure light EL into alignment light L1 by passing it through, and irradiates the reticle R with the alignment light L1. The irradiation system 42 includes a blind 43 for shaping the irradiation range, and a rectangular irradiation range is shaped based on the opening of the blind 43.
Then, the alignment light L1 from the irradiation system 42 irradiates the reticle mark group RM formed on the reticle R via the mirror 44 and the like, and at the same time, the reference mark member WFP on the wafer stage WST via the projection optical system PL. The reference mark group FM provided on the lens is also irradiated.

更に、レチクルアライメント系RAは、アライメント光L1の照射によりレチクルRから発生した光情報(反射光)に基づいて、レチクル用マーク群RMの位置情報を検出する検出装置50を備える。
検出装置(位置計測装置、マスク位置計測部)50は、レチクルR上の広い領域を低倍率光学系54を介して所定の精度で計測可能な低倍率ラフ計測用アライメント顕微鏡(第1計測系)51と、低倍率アライメント顕微鏡51で計測可能な領域よりも狭い領域を高倍率光学系55を介して高精度に計測可能な高倍率ファイン計測用アライメント顕微鏡(第2計測系)52とを有している。これら低倍率アライメント顕微鏡51と高倍率アライメント顕微鏡52とのそれぞれは撮像素子(CCD)を含み、光学的に同軸に配置されている。アライメント光L1のレチクルRに対する照射により発生した光(反射光)は、対物光学系45、ミラー44を介してハーフミラー53に導かれ、その後、それぞれ低倍率光学系54、高倍率光学系55を介して低倍率アライメント顕微鏡51、高倍率アライメント顕微鏡52(52X,52Y)の撮像素子に受光される。高倍率光学系55で使用されている光学素子(レンズなどの光学部材)の個数は、低倍率光学系54よりも多い。また、高倍率アライメント顕微鏡52に受光される光(反射光)は、高倍率光学系55から減光フィルタ57、ハーフミラー56に導かれて、X方向成分及びY方向成分に分光されて、それぞれ高倍率アライメント顕微鏡52X,52Yに入射する。
なお、減光フィルタ(調整手段)57を設けるのは、反射光を高倍率アライメント顕微鏡52の最適光量に調整するためであり、同様に低倍率アライメント顕微鏡51側に光の強度を調整するフィルタ等を設けてもよい。また、減光フィルタ57等を設ける場合に限らず、検出装置50の電気系において、ゲイン調整を行って、最適光量に調整してもよい。
また、低倍率アライメント顕微鏡51及び高倍率アライメント顕微鏡52のそれぞれは、投影光学系PLを介してウエハステージWSTの基準マーク部材WFPから発生する光(反射光)も受光する。
Furthermore, the reticle alignment system RA includes a detection device 50 that detects position information of the reticle mark group RM based on light information (reflected light) generated from the reticle R by irradiation of the alignment light L1.
The detection device (position measurement device, mask position measurement unit) 50 is a low-magnification rough measurement alignment microscope (first measurement system) capable of measuring a wide area on the reticle R with a predetermined accuracy via the low-magnification optical system 54. 51 and a high-magnification fine measurement alignment microscope (second measurement system) 52 capable of measuring a region narrower than a region measurable with the low-magnification alignment microscope 51 through the high-magnification optical system 55 with high accuracy. ing. Each of the low-magnification alignment microscope 51 and the high-magnification alignment microscope 52 includes an image sensor (CCD) and is optically coaxially arranged. Light (reflected light) generated by irradiating the reticle R with the alignment light L1 is guided to the half mirror 53 via the objective optical system 45 and the mirror 44, and then passed through the low magnification optical system 54 and the high magnification optical system 55, respectively. Via the image sensor of the low-magnification alignment microscope 51 and the high-magnification alignment microscope 52 (52X, 52Y). The number of optical elements (optical members such as lenses) used in the high magnification optical system 55 is larger than that in the low magnification optical system 54. The light (reflected light) received by the high-magnification alignment microscope 52 is guided from the high-magnification optical system 55 to the neutral density filter 57 and the half mirror 56, and is split into the X-direction component and the Y-direction component, respectively. The light enters the high-magnification alignment microscopes 52X and 52Y.
The reason why the neutral density filter (adjusting means) 57 is provided is to adjust the reflected light to the optimum light quantity of the high-magnification alignment microscope 52. Similarly, a filter for adjusting the light intensity on the low-magnification alignment microscope 51 side, etc. May be provided. In addition, the present invention is not limited to the case where the neutral density filter 57 or the like is provided, and gain adjustment may be performed in the electrical system of the detection device 50 to adjust the optimal light amount.
Each of the low-magnification alignment microscope 51 and the high-magnification alignment microscope 52 also receives light (reflected light) generated from the reference mark member WFP of the wafer stage WST via the projection optical system PL.

そして、低倍率アライメント顕微鏡51は、アライメント光L1によってレチクルR上の広い領域を照射し、アライメント光L1の照射によりレチクルRのサーチ用マークRSMから発生した光情報を検出する。また、高倍率アライメント顕微鏡52は、アライメント光L1によってレチクルR上の狭い領域を照射し、アライメント光L1の照射によりレチクルRのアライメント用マークRAMから発生した光情報を検出する。
低倍率アライメント顕微鏡51及び高倍率アライメント顕微鏡52により検出された情報は制御装置CONTに出力され、その情報に基づいてサーチ用マークRSM及びアライメント用マークRAMの位置情報が検出される。
なお、レチクルアライメント系RA内に設けられる各種光学系は、アライメント用の検出光としてArFエキシマレーザ光を使用する関係上、石英または蛍石で構成する(全てのレンズを石英で構成するか、全てのレンズを蛍石で構成するか、または一部のレンズは石英とし他のレンズは蛍石とする混合型の構成とするのが望ましい。
また、上述したように、レチクルアライメント系RAには、ガス供給装置5から供給用配管5Bを介して窒素ガスが供給(パージ)される。
The low-magnification alignment microscope 51 irradiates a wide area on the reticle R with the alignment light L1, and detects light information generated from the search mark RSM on the reticle R by the irradiation with the alignment light L1. Further, the high magnification alignment microscope 52 irradiates a narrow region on the reticle R with the alignment light L1, and detects optical information generated from the alignment mark RAM of the reticle R by the irradiation of the alignment light L1.
Information detected by the low-magnification alignment microscope 51 and the high-magnification alignment microscope 52 is output to the control device CONT, and position information of the search mark RSM and the alignment mark RAM is detected based on the information.
The various optical systems provided in the reticle alignment system RA are made of quartz or fluorite because ArF excimer laser light is used as detection light for alignment (all lenses are made of quartz or all of them are made of quartz). These lenses are preferably made of fluorite, or a mixed type structure where some lenses are quartz and other lenses are fluorite.
Further, as described above, the reticle alignment system RA is supplied (purged) with nitrogen gas from the gas supply device 5 via the supply pipe 5B.

続いて、以上のような構成を備えた露光装置EXを用いて、アライメント用マークRAMの位置情報を計測する方法等について説明する。図6は、レチクルアライメント系RAによりアライメント用マークRAMの位置を計測する方法を説明する図である。
本発明の位置計測方法は、図6に示すように、低倍率アライメント顕微鏡51でアライメント用マークRAM等を検出する工程S10(S11〜S13)と、アライメント用マークRAMの位置情報等を記憶する工程S20と、高倍率アライメント顕微鏡52でアライメント用マークRAMを検出する工程S30(S31〜S33)とを有し、またレチクル交換が行われた際には、レチクルRの識別情報を判別する工程S40と、アライメント用マークRAMの位置情報を読み込む工程S50とを有し、これらの処理の後にアライメント及び露光工程S60(S61〜S63)を有する。
Next, a method for measuring position information of the alignment mark RAM using the exposure apparatus EX having the above configuration will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of measuring the position of the alignment mark RAM by the reticle alignment system RA.
As shown in FIG. 6, the position measuring method of the present invention includes a step S10 (S11 to S13) of detecting an alignment mark RAM and the like with a low-magnification alignment microscope 51, and a step of storing position information and the like of the alignment mark RAM. S20 and a step S30 (S31 to S33) for detecting the alignment mark RAM with the high-magnification alignment microscope 52, and a step S40 for determining the identification information of the reticle R when the reticle is exchanged. And step S50 for reading position information of the alignment mark RAM, and after these processes, an alignment and exposure step S60 (S61 to S63) is included.

まず、低倍率アライメント顕微鏡51でアライメント用マークRAMを検出する工程S10では、不図示のレチクルローダによりレチクルステージRST上にレチクルRが戴置される(ステップS11)。なお、レチクルローダによるレチクルRの位置決め精度及び繰り返し精度は、できるだけ高精度であることが望ましい。位置決め精度が高い程、後述するステップS32におけるアライメント用マークRAMの検出率が向上するからである。
次いで、レチクルアライメント系RAは、ArFエキシマレーザ光からなるアライメント光L1をレチクルRに設けられたレチクル用マーク群RMと、投影光学系PLを介して基準マーク部材WFPの基準マーク群FMに照射する。そして、低倍率アライメント顕微鏡51により、サーチ用マークRSMを観察し、その位置情報を制御装置CONTに出力する(ステップS12)。なお、低倍率アライメント顕微鏡51により、サーチ用マークRSMを観察する際には、アライメント光L1の照度調整のためにNDフィルタ調節手段)7の切り替えが行われる。低倍率アライメント顕微鏡51によるサーチ用マークRSM等の検出の光量を最適にするためであり、予め最適なNDの組み合わせが求められ、制御装置CONTの記憶部C2に記憶されている。
そして、ステップS13において、サーチ用マークRSMの位置情報が送られた制御装置CONTでは、予め記憶部C2に記憶されているサーチ用マークRSMとアライメント用マークRAMとの距離関係に基づいて、アライメント用マークRAMの位置情報を求める(検出する)。
ステップS12,S13(第1工程)のように、サーチ用マークRSMを検出して、間接的にアライメント用マークRAMの位置を求めるのは、低倍率アライメント顕微鏡51の検出精度等が十分でないことに起因する。すなわち、低倍率アライメント顕微鏡51は、レチクルR上に形成されたレチクル用マーク群RMを確実に観察できるように、その計測視野が広く設定される。このため、相対的にレチクル用マーク群RMの検出精度は低くなっている。したがって、直接アライメント用マークRAMを検出すると十分な検出が確保できないので、低倍率アライメント顕微鏡51の検出精度を確保しやすいサーチ用マークRSMを用いるようにしている。
First, in step S10 of detecting the alignment mark RAM with the low magnification alignment microscope 51, the reticle R is placed on the reticle stage RST by a reticle loader (not shown) (step S11). It is desirable that the reticle R positioning accuracy and repeatability by the reticle loader be as high as possible. This is because the higher the positioning accuracy, the better the detection rate of the alignment mark RAM in step S32 described later.
Next, the reticle alignment system RA irradiates the reference mark group FM of the reference mark member WFP with the alignment mark LRM provided on the reticle R and the reference mark group FM of the reference mark member WFP via the alignment light L1 made of ArF excimer laser light. . Then, the search mark RSM is observed by the low-magnification alignment microscope 51, and the position information is output to the control device CONT (step S12). When the search mark RSM is observed with the low-magnification alignment microscope 51, the ND filter ( adjusting means) 7 is switched for adjusting the illuminance of the alignment light L1. This is to optimize the amount of light detected by the low-magnification alignment microscope 51 such as the search mark RSM, and an optimal ND combination is obtained in advance and stored in the storage unit C2 of the control device CONT.
In step S13, the control device CONT to which the position information of the search mark RSM is sent is based on the distance relationship between the search mark RSM and the alignment mark RAM stored in advance in the storage unit C2. The position information of the mark RAM is obtained (detected).
As in steps S12 and S13 (first step), the detection mark RSM is detected to indirectly determine the position of the alignment mark RAM because the detection accuracy of the low magnification alignment microscope 51 is not sufficient. to cause. That is, the low magnification alignment microscope 51 has a wide measurement field of view so that the reticle mark group RM formed on the reticle R can be reliably observed. For this reason, the detection accuracy of the reticle mark group RM is relatively low. Therefore, if the alignment mark RAM is directly detected, sufficient detection cannot be ensured. Therefore, the search mark RSM that facilitates ensuring the detection accuracy of the low-magnification alignment microscope 51 is used.

次いで、ステップS20(第2工程)、すなわちアライメント用マークRAMの位置情報等を記憶する工程では、低倍率アライメント顕微鏡51により間接的に検出されたサーチ用マークRSMの位置情報を制御装置CONTの記憶部C2に記憶する。この際、サーチ用マークRSMの位置情報に対応付けて、計測したレチクルRに関する識別情報も記憶する。
レチクルRに関する識別情報とは、例えば、製造番号、回路パターン情報、レチクルサイズ情報(厚み誤差等)、レチクル用マーク群RM情報(アライメント用マークRAMの配置情報、描画誤差等)、描画装置情報等のレチクルR毎の個別情報(profile)である。なお、描画装置情報とは、レチクルRの回路パターンやレチクル用マーク群RMをレチクルR上に形成した描画装置に関する情報である。
具体的には、レチクルRに関する識別情報(レチクルR毎の個別情報)は、予め外部記憶装置(不図示)に記憶されている。また、レチクルRがレチクルホルダRHに戴置される際に、不図示のバーコードリーダーによりレチクルRに印字等されたバーコード情報(製造番号等)を読み取る。そして、読み取ったバーコード情報に基づいて外部記憶装置からレチクルRの個別情報を入出力部C3を介して制御装置CONTに入力し、計測したサーチ用マークRSMの位置情報と対応付けて記憶する。なお、バーコードリーダーを用いずに、ステップS12において、サーチ用マークRSMを観察する際に、同時に、低倍率アライメント顕微鏡51によりレチクルRに印字等されたバーコード情報を読み取ってもよい。
Next, in step S20 (second step), that is, the step of storing the position information of the alignment mark RAM, the position information of the search mark RSM detected indirectly by the low magnification alignment microscope 51 is stored in the control device CONT. Store in part C2. At this time, identification information relating to the measured reticle R is also stored in association with the position information of the search mark RSM.
The identification information related to the reticle R includes, for example, a manufacturing number, circuit pattern information, reticle size information (thickness error, etc.), reticle mark group RM information (alignment mark RAM arrangement information, drawing error, etc.), drawing apparatus information, etc. This is individual information (profile) for each reticle R. Note that the drawing apparatus information is information relating to the drawing apparatus in which the circuit pattern of the reticle R and the reticle mark group RM are formed on the reticle R.
Specifically, identification information relating to the reticle R (individual information for each reticle R) is stored in advance in an external storage device (not shown). Further, when the reticle R is placed on the reticle holder RH, barcode information (manufacturing number and the like) printed on the reticle R is read by a barcode reader (not shown). Then, based on the read barcode information, the individual information of the reticle R is input from the external storage device to the control device CONT via the input / output unit C3, and stored in association with the measured position information of the search mark RSM. Instead of using a barcode reader, when observing the search mark RSM in step S12, the barcode information printed on the reticle R may be read simultaneously with the low-magnification alignment microscope 51.

次いで、高倍率アライメント顕微鏡52でアライメント用マークRAMを検出する工程S30(第3工程)では、制御装置CONTの演算部C1は、ステップ13において求められたアライメント用マークRAMの位置情報に基づいて、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野に対するアライメント用マークRAMの位置(X,Y)を決定する(図7(b)参照)。そして、レチクルステージ駆動部RSTDに指令し、レチクルステージRSTを制御し、アライメント用マークRAMを求めた位置(X,Y)に位置決めする(ステップS31)。これにより、レチクルアライメント系RAの高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野内にアライメント用マークRAMが導入される。
また、ウエハステージWSTは、基準マーク部材WFP上の一対のVRA用マークFMVの中心がほぼ投影光学系PLの光軸AXに合致するように位置決めされる。すると、一対のVRA用マークFMVの間隔は、一対のアライメント用マークRAMの投影光学系PLによる縮小像の間隔とほぼ等しく設定されているので、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野内には、VRA用マークFMVの投影光学系PLによる拡大像がアライメント用マークRAMに重なるように現れる。
なお、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野内にアライメント用マークRAMを導入する際に、アライメント光L1の照度調整のためにNDフィルタ7の切り替えが行われる。高倍率アライメント顕微鏡52によるアライメント用マークRAM等の検出の光量を最適にするためであり、予め最適なNDの組み合わせが求められ、制御装置CONTの記憶部C2に記憶されている。
Next, in step S30 (third step) in which the alignment mark RAM is detected by the high magnification alignment microscope 52, the calculation unit C1 of the control unit CONT is based on the position information of the alignment mark RAM obtained in step 13. The position (X 0 , Y 0 ) of the alignment mark RAM with respect to the measurement field of view of the high magnification alignment microscope 52 is determined (see FIG. 7B). Then, the reticle stage drive unit RSTD is instructed to control the reticle stage RST, and the alignment mark RAM is positioned at the obtained position (X 0 , Y 0 ) (step S31). As a result, the alignment mark RAM is introduced into the measurement field of view of the high magnification alignment microscope 52 of the reticle alignment system RA.
Wafer stage WST is positioned so that the centers of the pair of VRA marks FMV on reference mark member WFP substantially coincide with optical axis AX of projection optical system PL. Then, the interval between the pair of VRA marks FMV is set to be approximately equal to the interval between the reduced images obtained by the projection optical system PL of the pair of alignment marks RAM. An enlarged image of the mark FMV by the projection optical system PL appears so as to overlap the alignment mark RAM.
When the alignment mark RAM is introduced into the measurement field of view of the high magnification alignment microscope 52, the ND filter 7 is switched to adjust the illuminance of the alignment light L1. This is to optimize the amount of light detected by the alignment mark RAM or the like by the high-magnification alignment microscope 52, and an optimum ND combination is obtained in advance and stored in the storage unit C2 of the control device CONT.

次いで、ステップ32において、高倍率アライメント顕微鏡52によりアライメント用マークRAMの観察、検出を行う。
図7は、レチクルアライメント系RAの高倍率アライメント顕微鏡52により観察されるアライメント用マークRAM及びVRA用マークFMVを示す図であり、図7(a)は画像例、図7(b)はその画像から得られる信号例(X方向)である。
図7(a)に示すように、高倍率アライメント顕微鏡52は、基準マーク部材WFPに形成されている一対のVRA用マークFMVと、レチクルRに設けられる一対のアライメント用マークRAMとを同時に観察して、その画像情報を制御装置CONTに出力する。なお、高倍率アライメント顕微鏡52により、これらのマークRAM,FMVを観察する際に、レチクルアライメント系RAの対物光学系45を移動させて、高倍率アライメント顕微鏡52のフォーカス調整(RAAF)を行ってもよい。
そして、制御装置CONTは、図7(b)に示すように、受け取った画像情報を処理してアライメント用マークRAM及びVRA用マークFMVを検出する。すなわち、制御装置CONTは、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野内に映し出されたアライメント用マークRAM及びVRA用マークFMVのX方向及びY方向の位置を求める。
Next, in step 32, the alignment mark RAM is observed and detected by the high-magnification alignment microscope 52.
7A and 7B are diagrams showing an alignment mark RAM and a VRA mark FMV that are observed by the high-magnification alignment microscope 52 of the reticle alignment system RA. FIG. 7A is an image example, and FIG. 7B is an image thereof. It is an example of a signal obtained from (X direction).
As shown in FIG. 7A, the high-magnification alignment microscope 52 simultaneously observes the pair of VRA marks FMV formed on the reference mark member WFP and the pair of alignment mark RAMs provided on the reticle R. The image information is output to the control device CONT. When observing the mark RAM and FMV with the high-magnification alignment microscope 52, the objective optical system 45 of the reticle alignment system RA is moved to perform focus adjustment (RAAF) of the high-magnification alignment microscope 52. Good.
Then, as shown in FIG. 7B, the control device CONT processes the received image information to detect the alignment mark RAM and the VRA mark FMV. That is, the control device CONT obtains the positions of the alignment mark RAM and the VRA mark FMV projected in the measurement field of view of the high-magnification alignment microscope 52 in the X direction and the Y direction.

次いで、ステップS33において、アライメント用マークRAMの検出の可否を判断する。すなわち、アライメント用マークRAMを高倍率アライメント顕微鏡52により観察し、検出することができたか否かが判断される。このように、アライメント用マークRAMの検出の可否を判断するのは、後述するステップS50を経由してアライメント用マークRAMを検出する場合には、アライメント用マークRAMを確実に検出することができない場合があるからである。したがって、アライメント用マークRAMを確実に検出することができなかったと判断された場合には、ステップS12に戻り、再度、低倍率アライメント顕微鏡51を用いた観察、検出を行う。
なお、ステップS50を経由しない場合、すなわち、ステップS10、S20を経由した場合には、アライメント用マークRAMは略確実に検出されるので、検出できたと判断された場合について説明を続ける。
Next, in step S33, it is determined whether or not the alignment mark RAM can be detected. That is, the alignment mark RAM is observed with the high-magnification alignment microscope 52 to determine whether or not the alignment mark RAM can be detected. As described above, whether or not the alignment mark RAM can be detected is determined when the alignment mark RAM cannot be reliably detected when the alignment mark RAM is detected via step S50 described later. Because there is. Therefore, if it is determined that the alignment mark RAM cannot be reliably detected, the process returns to step S12, and observation and detection using the low-magnification alignment microscope 51 are performed again.
Note that, when not passing through step S50, that is, when passing through steps S10 and S20, the alignment mark RAM is detected almost certainly, so the description will be continued for the case where it is determined that the alignment mark RAM has been detected.

アライメント用マークRAMが検出されると、ステップS60において、アライメント、露光工程を行う。
まず、ステップS61では、制御装置CONTは、一対のアライメント用マークRAM及びVRA用マークFMVのX方向及びY方向のずれ量(ΔX―ΔX,ΔY―ΔY)を求める。
更に、制御装置CONTは、これら一対のマークFMV,RAMの位置ずれ量が、互いに対称に、かつそれぞれ所定範囲内に収まるようにレチクルステージRSTの位置決めし、基準マーク部材WFP上のVRA用マークFMVとレチクルRのアライメント用マークRAMとが一致する(所定の配置で重なる)ように調整(制御)する。
このようにして、基準マーク部材WFPに形成されている一対のVRA用マークFMVに対して、一対のアライメント用マークRAM、ひいてはレチクルRの回路パターンPAが位置決め(アライメント)される。
言い換えると、レチクルRの回路パターンPAの投影光学系PLによる縮小像の中心(露光中心)は、実質的にVRA用マークFMVの中心(ほぼ光軸AX)に位置決めされ、回路パターン領域PAの輪郭の直交する辺はそれぞれX軸及びY軸に平行に設定される。この状態で制御装置CONTは、レーザ干渉計23によって計測されるウエハステージWSTのX方向、Y方向の座標を記憶することで、レチクルRのアライメントが終了する。これにより、回路パターンPAの露光中心にウエハステージWST上の任意の点を移動させることが可能となる。
アライメント処理の後は、レチクルRの回路パターンPAをウエハWのショット領域に転写する露光処理を行う。
When the alignment mark RAM is detected, alignment and exposure processes are performed in step S60.
First, in step S61, the control unit CONT obtains a deviation amount (ΔX 1 −ΔX 2 , ΔY 1 −ΔY 2 ) of the pair of alignment mark RAM and VRA mark FMV in the X direction and the Y direction.
Further, the control device CONT positions the reticle stage RST so that the positional deviation amounts of the pair of marks FMV and RAM are within a predetermined range and symmetrical to each other, and the VRA mark FMV on the reference mark member WFP. Is adjusted (controlled) so that the alignment mark RAM of the reticle R coincides (overlaps in a predetermined arrangement).
In this manner, the pair of alignment mark RAMs, and consequently the circuit pattern PA of the reticle R, is positioned (aligned) with respect to the pair of VRA marks FMV formed on the reference mark member WFP.
In other words, the center (exposure center) of the reduced image by the projection optical system PL of the circuit pattern PA of the reticle R is substantially positioned at the center (substantially the optical axis AX) of the VRA mark FMV, and the contour of the circuit pattern area PA. The orthogonal sides are set parallel to the X axis and the Y axis, respectively. In this state, the control device CONT stores the coordinates of the wafer stage WST in the X direction and the Y direction measured by the laser interferometer 23, thereby completing the alignment of the reticle R. Thereby, an arbitrary point on wafer stage WST can be moved to the exposure center of circuit pattern PA.
After the alignment process, an exposure process for transferring the circuit pattern PA of the reticle R to the shot area of the wafer W is performed.

アライメント処理、露光処理が完了した後は、ステップS62において、レチクルRの交換を行って更に露光処理を続行するか否かが判断される。そして、露光処理を続行する場合には、ステップS63において、レチクル交換が行われる。一方、露光処理を完了する場合には、一連の処理は終了(END)する。   After the alignment process and the exposure process are completed, it is determined in step S62 whether or not the reticle R is exchanged and the exposure process is continued. If the exposure process is to be continued, reticle exchange is performed in step S63. On the other hand, when the exposure processing is completed, the series of processing ends (END).

レチクル交換が行われた場合には、ステップS40(第4工程)において、交換されたレチクルRの識別情報の判別が行われる。レチクルRの識別情報の判別とは、交換後のレチクル(以下、レチクルR)の識別情報の有無、すなわち、レチクルRの識別情報が制御装置CONTの記憶部C2に記憶されているか否かである。特に、識別情報の内の描画装置情報が記憶されているか否かである。
具体的には、レチクルRが以前に低倍率アライメント顕微鏡51によりアライメント用マークRAMの検出が行われたレチクル(以下レチクルR)と同一か否か、或いは、レチクルRが以前に低倍率アライメント顕微鏡51によりアライメント用マークRAMの検出が行われたレチクルRと同一の描画装置情報を備えている否か、が判断される。
つまり、レチクルRが以前に低倍率アライメント顕微鏡51によりアライメント用マークRAMの検出が行われたレチクルRと同一のものであれば、アライメント用マークRAMの位置情報が記憶部C2に存在するので、上述したステップS12〜S13及びS20を再度行うことなく、記憶部C2に存在するアライメント用マークRAMの位置情報に基づいてステップS30の処理を行うことができる。
また、レチクルRとレチクルRが異なるものであったとしても、同一の描画装置により製造されたものであれば、レチクルRとレチクルRのそれぞれに形成されたアライメント用マークRAMの位置は、略同一である可能性が高い。したがって、記憶部C2に存在するレチクルRのアライメント用マークRAMの位置情報をレチクルRのものと置き換えることにより、ステップS12〜S13及びS20を省略してステップS30の処理を行うことができる。
そして、レチクルRの識別情報が記憶部C2に存在しない場合、或いは、レチクルRの識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報が記憶部C2に存在しない場合には、ステップS12に移行し、低倍率アライメント顕微鏡51によるレチクルRのサーチ用マークRSMの観察が行われる。一方、レチクルRの識別情報或いは同一の描画装置情報が記憶部C2に存在する場合には、ステップS50に移行する。
When the reticle is exchanged, the identification information of the exchanged reticle R is determined in step S40 (fourth process). The discrimination of the identification information of the reticle R is the presence / absence of the identification information of the reticle after the exchange (hereinafter, reticle R 1 ), that is, whether or not the identification information of the reticle R 1 is stored in the storage unit C2 of the control device CONT. It is. In particular, it is whether or not drawing device information in the identification information is stored.
Specifically, the reticle R 1 is the same as the reticle (hereinafter referred to as reticle R 0 ) on which the alignment mark RAM has been detected by the low magnification alignment microscope 51 before, or the reticle R 1 has previously been at low magnification. It is determined whether or not the same drawing apparatus information as the reticle R 0 from which the alignment mark RAM has been detected by the alignment microscope 51 is provided.
That is, if the reticle R 1 is the same as the reticle R 0 for which the alignment mark RAM was previously detected by the low magnification alignment microscope 51, the positional information of the alignment mark RAM exists in the storage unit C2. The process of step S30 can be performed based on the position information of the alignment mark RAM existing in the storage unit C2, without performing the above-described steps S12 to S13 and S20 again.
Even if the reticle R 1 and the reticle R 0 are different, the positions of the alignment mark RAMs formed on the reticle R 0 and the reticle R 1 as long as they are manufactured by the same drawing apparatus. Are likely to be substantially identical. Therefore, by replacing the position information of the alignment mark RAM of the reticle R 0 existing in the storage unit C 2 with that of the reticle R 1 , steps S 12 to S 13 and S 20 can be omitted and the process of step S 30 can be performed.
Then, if the identification information of the reticle R 1 does not exist in the storage unit C2, or when the same drawing device information and drawing device information of the identification information of the reticle R 1 does not exist in the storage unit C2 is step S12 It proceeds to a low magnification the alignment microscope 51 observation of the search mark RSM of the reticle R 1 by is performed. On the other hand, when the identification information or the same drawing device information of the reticle R 1 is present in the storage unit C2 is, processing proceeds to step S50.

続いて、ステップS50(第5工程)において、レチクルRの識別情報が記憶部C2に存在する場合には、その識別情報に対応付けて記憶されているアライメント用マークRAMの位置情報を読み込む。一方、レチクルRの識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報が記憶部C2に存在する場合には、同一の描画装置情報に対応付けて記憶されているアライメント用マークRAMの位置情報を読み込む。すなわち、記憶部C2から演算部C1にアライメント用マークRAMの位置情報が送られる。
これにより、上述したように、ステップS12〜S13及びS20を再度行うことなく、或いは省略して、読み込んだアライメント用マークRAMの位置情報に基づいてステップS30の処理を行うことが可能となる。
Subsequently, in step S50 (fifth step), when the identification information of the reticle R 1 is present in the storage unit C2 reads the positional information of the alignment marks RAM stored in association with the identification information. On the other hand, if the same drawing device information and drawing device information of the identification information of the reticle R 1 is present in the storage unit C2, the position of the alignment marks RAM stored in association with the same drawing apparatus information Read information. That is, the position information of the alignment mark RAM is sent from the storage unit C2 to the calculation unit C1.
Thereby, as described above, steps S12 to S13 and S20 can be performed without performing again or omitted, and the process of step S30 can be performed based on the read position information of the alignment mark RAM.

そして、再度、ステップS30に移行し、制御装置CONTの演算部C1は、読み込んだアライメント用マークRAMの位置情報に基づいて、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野に対するアライメント用マークRAMの位置(X,Y)を決定する(図7(b)参照)。そして、レチクルステージ駆動部RSTDに指令し、レチクルステージRSTを制御し、アライメント用マークRAMを求めた位置(X,Y)に位置決めする(ステップS31)。これにより、読み込んだアライメント用マークRAMの位置情報が適切であれば、高倍率アライメント顕微鏡52の計測視野内にアライメント用マークRAMが導入される。
次いで、ステップS32においてアライメント用マークRAMを観察、検出し、更に、ステップS33においてアライメント用マークRAMの検出の合否を判断する。上述したように、ステップS50を経由した場合にはレチクル交換作業あるため、不図示のレチクルローダによるレチクルRの投入再現性、すなわち、レチクルRの位置決め精度及び繰り返し精度が低下すると、アライメント用マークRAMを確実に検出することができない場合があるからである。特に、レチクルRの識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報に対応付けられたアライメント用マークRAMの位置情報を読み込んだ場合には、アライメント用マークRAMの描画誤差やレチクル厚み誤差の違いにより、アライメント用マークRAMを確実に検出することができない場合がある。
そして、アライメント用マークRAMを検出することができなかったと判断された場合には、上述したように、ステップS12に以降し、低倍率アライメント顕微鏡51を用いてアライメント用マークRAMの検出を行うようにする。
Then, the process proceeds to step S30 again, and the calculation unit C1 of the control device CONT determines the position (X 0) of the alignment mark RAM with respect to the measurement field of view of the high-magnification alignment microscope 52 based on the read position information of the alignment mark RAM. , Y 0 ) is determined (see FIG. 7B). Then, the reticle stage drive unit RSTD is instructed to control the reticle stage RST, and the alignment mark RAM is positioned at the obtained position (X 0 , Y 0 ) (step S31). Thereby, if the position information of the read alignment mark RAM is appropriate, the alignment mark RAM is introduced into the measurement field of view of the high magnification alignment microscope 52.
Next, in step S32, the alignment mark RAM is observed and detected, and in step S33, whether or not the alignment mark RAM is detected is determined. As described above, since the reticle replacement work is performed through step S50, if the reproducibility of the reticle R by a reticle loader (not shown), that is, the positioning accuracy and the repeatability of the reticle R are lowered, the alignment mark RAM This is because there is a case where it is not possible to detect reliably. In particular, when the position information of the alignment mark RAM associated with the same drawing apparatus information as the drawing apparatus information in the identification information of the reticle R 1 is read, the drawing error and reticle thickness error of the alignment mark RAM are read. In some cases, the alignment mark RAM cannot be reliably detected.
If it is determined that the alignment mark RAM could not be detected, as described above, the alignment mark RAM is detected using the low magnification alignment microscope 51 after step S12. To do.

そしてアライメント用マークRAMを検出できた場合には、図6に示すように、レチクル交換後のレチクルR1により再度アライメント、露光処理等(ステップS60)を行う。そして、更にレチクル交換が必要な場合には、上述した処理を繰り返し行う。
以上のようにして、レチクル交換後は、低倍率アライメント顕微鏡51と高倍率アライメント顕微鏡52を切り替えることなく、高倍率アライメント顕微鏡52のみによりアライメント用マークRAMを検出することが可能となる。特に、低倍率アライメント顕微鏡51と高倍率アライメント顕微鏡52を切り替えるの際にNDフィルタ7の切り替えが不要となるので、更にスループットを短縮することができる。
If the alignment mark RAM can be detected, as shown in FIG. 6, alignment, exposure processing, and the like are performed again using the reticle R1 after reticle replacement (step S60). If further reticle replacement is required, the above-described processing is repeated.
As described above, after the reticle replacement, the alignment mark RAM can be detected only by the high magnification alignment microscope 52 without switching the low magnification alignment microscope 51 and the high magnification alignment microscope 52. In particular, when the low magnification alignment microscope 51 and the high magnification alignment microscope 52 are switched, the switching of the ND filter 7 becomes unnecessary, and therefore the throughput can be further reduced.

なお、上述した実施形態では、レチクルRを交換する際にレチクルRに形成されたアライメント用マークRAMを検出してアライメント処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、レチクルR交換を行わなくとも、ウエハWのロットが変わった際に、同一のレチクルRについて、再度、アライメント用マークRAMを検出、アライメント処理、ベースライン計測をしてもよい。
ただし、そのレチクルRを用いた最後のレチクルアライメント(RA計測を含む)から所定の許容時間(予めユーザにより設定される時間)が経過するまでは、ウエハWのロット変わりであってもレチクルアライメント(RA)及びベースライン計測(BCHK)を省略するように構成してもよい。ロット間でもレチクル位置変動やベースラインの変動が少ない場合(例えば、1ロットのウエハW枚数が少ない場合や、1ロットの露光処理時間が少ない場合等)には、ロット先頭における再度のアライメント用マークRAMの検出、アライメント処理、ベースライン計測を省略することにより、スループットを短縮することが可能となる。
In the above-described embodiment, the case where the alignment mark RAM formed on the reticle R is detected and the alignment process is performed when the reticle R is replaced is described, but the present invention is not limited to this. For example, when the lot of the wafer W is changed, the alignment mark RAM may be detected again, alignment processing, and baseline measurement may be performed again for the same reticle R without exchanging the reticle R.
However, the reticle alignment (even if the wafer W is changed, until the predetermined allowable time (time set in advance by the user) elapses from the last reticle alignment (including RA measurement) using the reticle R. RA) and baseline measurement (BCHK) may be omitted. When the reticle position fluctuation or baseline fluctuation is small even between lots (for example, when the number of wafers W in one lot is small or the exposure processing time in one lot is short), the alignment mark again at the beginning of the lot By omitting RAM detection, alignment processing, and baseline measurement, throughput can be shortened.

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。   Note that the operation procedures shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the components are examples, and can be variously changed based on process conditions, design requirements, and the like without departing from the gist of the present invention. is there. For example, the present invention includes the following modifications.

本実施形態では、低倍率アライメント顕微鏡51によりサーチ用マークRSMを検出して、間接的にアライメント用マークRAMの位置を求めるようにしているが、これに限らない。低倍率アライメント顕微鏡51によりアライメント用マークRAMの位置を直接検出してもよい。したがって、レチクルRにサーチ用マークRSMを設けなくても構わない。
また、アライメント用マークRAMをレチクルRに複数組設ける場合について説明したが、少なくとも1対以上であればよい。また、必ずしも対にする必要はなく、例えば、1つであってもよい。ただし、その場合には、回転方向のアライメントが不十分になる可能性がある。
In the present embodiment, the search mark RSM is detected by the low-magnification alignment microscope 51 and the position of the alignment mark RAM is indirectly obtained. However, the present invention is not limited to this. The position of the alignment mark RAM may be directly detected by the low magnification alignment microscope 51. Therefore, the search mark RSM may not be provided on the reticle R.
Further, although the case where a plurality of alignment mark RAMs are provided on the reticle R has been described, at least one pair may be sufficient. Moreover, it is not always necessary to make a pair. For example, one may be used. However, in that case, the alignment in the rotational direction may be insufficient.

また、レチクルRの回路パターンPAとは別の領域にアライメント用マークRAMを設ける場合ついて説明したが、回路パターンPA(或いはその一部)をアライメント用マークRAMとして用いてもよい。   Further, although the case where the alignment mark RAM is provided in a region different from the circuit pattern PA of the reticle R has been described, the circuit pattern PA (or a part thereof) may be used as the alignment mark RAM.

露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。   The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate or a thin film magnetic head Widely applicable to exposure apparatus.

また、本発明が適用される露光装置の光源には、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)等のみならず、g線(436nm)及びi線(365nm)或いはEUV光を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。   The light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied includes not only KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F2 laser (157 nm), but also g-line (436 nm) and i-line (365 nm). Alternatively, EUV light can be used. Further, the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.

また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組立の前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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 exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection, and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作する工程、シリコン材料からウエハを製造する工程、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理工程、デバイス組立工程(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査工程等を経て製造される。   In addition, in the semiconductor device, the process of designing the function and performance of the device, the process of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, the process of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus of the above-described embodiment It is manufactured through a wafer processing process for exposing a pattern to a wafer, a device assembly process (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection process, and the like.

露光装置を示す概念図Conceptual diagram showing exposure equipment レチクルを戴置したレチクルステージを示す図Figure showing a reticle stage with a reticle ウエハを戴置したウエハステージを示す図The figure which shows the wafer stage which placed the wafer アライメント用マーク及びVRA用マークを示す図Diagram showing alignment mark and VRA mark VRA方式のレチクルアライメント系を示す概念図Conceptual diagram showing a VRA type reticle alignment system アライメント用マークの位置を計測する方法を説明する図The figure explaining the method of measuring the position of the mark for alignment レチクルアライメント系により検出されるアライメント用マーク及びVRA用マークを示す図The figure which shows the mark for alignment and the mark for VRA detected by a reticle alignment system

符号の説明Explanation of symbols

7 NDフィルタ(調節手段)
50 検出装置(位置計測装置、マスク位置計測部)
51 低倍率アライメント顕微鏡(第1計測系)
52(52X、52Y) 高倍率アライメント顕微鏡(第2計測系)
57 減光フィルタ(調整手段)
C1 演算部(決定手段、判別手段、制御手段)
C2 記憶部(記憶手段)
RAM アライメント用マーク(パターン)
RA レチクルアライメント系(アライメント装置)
L1 アライメント光(照明光)
PA 回路パターン
R レチクル(マスク)
W ウエハ(基板)
EL 露光光(露光ビーム)
EX 露光装置


7 ND filter (adjustment means)
50 Detection device (position measuring device, mask position measuring unit)
51 Low-magnification alignment microscope (first measurement system)
52 (52X, 52Y) High magnification alignment microscope (second measurement system)
57 Neutral density filter (adjustment means)
C1 arithmetic unit (determination means, discrimination means, control means)
C2 storage unit (storage means)
RAM alignment mark (pattern)
RA reticle alignment system (alignment system)
L1 alignment light (illumination light)
PA circuit pattern R reticle (mask)
W Wafer (Substrate)
EL exposure light (exposure beam)
EX exposure equipment


Claims (15)

マスク上に形成されたパターンを観察する第1計測系と、
前記第1計測系よりも狭い計測視野を備え、前記パターンを前記第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系と、
前記第1計測系の計測結果に基づいて、前記第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、
前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、該パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、
所定マスク上のパターンを前記第1計測系で計測する前に、前記記憶手段における当該所定マスクに関する前記識別情報の有無を判別する判別手段と、を有し、
前記記憶手段が当該所定マスクに関する前記識別情報を具備することを前記判別手段により判別された場合には、前記決定手段は、該記憶手段に記憶されている当該所定マスクに対応する前記位置情報に基づいて、前記第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定することを特徴とする位置計測装置。
A first measurement system for observing a pattern formed on the mask;
A second measurement system having a narrower measurement field of view than the first measurement system, and observing the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system;
In a position measurement apparatus having a determination unit that determines a positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern based on the measurement result of the first measurement system,
Storage means for storing the position information of the pattern measured by the first measurement system in association with identification information for identifying a mask provided with the pattern;
Before measuring a pattern on a predetermined mask with the first measurement system, and having a determination unit that determines presence or absence of the identification information regarding the predetermined mask in the storage unit,
When the determination means determines that the storage means includes the identification information related to the predetermined mask, the determination means uses the position information corresponding to the predetermined mask stored in the storage means. A position measurement apparatus characterized by determining a positional relationship between a measurement visual field of the second measurement system and the pattern based on the position.
マスク上に形成されたパターンを観察する第1計測系と、
前記第1計測系よりも狭い計測視野を備え、前記パターンを前記第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第2計測系と、
前記第1計測系の計測結果に基づいて、前記第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、
前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、
所定マスク上のパターンを前記第1計測系で計測する前に、当該所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、前記記憶手段に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段と、を有し、
前記記憶手段が当該所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを前記判別手段により判別された場合には、前記決定手段は該記憶手段に記憶されている該同一の描画装置情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第2計測系の視野範囲と前記パターンとの位置関係を決定することを特徴とする位置計測装置。
A first measurement system for observing a pattern formed on the mask;
A second measurement system having a narrower measurement field of view than the first measurement system, and observing the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system;
In a position measurement apparatus having a determination unit that determines a positional relationship between the measurement visual field of the second measurement system and the pattern based on the measurement result of the first measurement system,
Storage means for storing the position information of the pattern measured by the first measurement system in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern on the mask;
Before measuring the pattern on the predetermined mask by the first measurement system, the reading device information on the predetermined mask is read, and the determination unit compares and determines the drawing device information stored in the storage unit. ,
When the determining means determines that the storage means has the same drawing apparatus information as the drawing apparatus information related to the predetermined mask, the determining means is the same drawing apparatus stored in the storage means A position measurement device that determines a positional relationship between a visual field range of the second measurement system and the pattern based on the position information corresponding to information.
前記決定手段により決定された前記位置関係に基づいて、前記所定マスクを駆動して前記所定マスクと前記第2計測系の計測視野との相対位置関係を制御する位置制御手段を更に含み、
前記位置制御手段が前記記憶手段に記憶されている前記位置情報に基づいて前記所定マスクの位置制御を行った際に、前記パターンが前記第2計測系の計測視野内に入らなかった場合には、前記第1計測系を用いて前記所定マスク上を計測することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の位置計測装置。
Based on the positional relationship determined by the determining means, further comprising position control means for driving the predetermined mask to control the relative positional relationship between the predetermined mask and the measurement visual field of the second measurement system;
When the position control unit performs position control of the predetermined mask based on the position information stored in the storage unit, and the pattern does not fall within the measurement field of view of the second measurement system. The position measuring apparatus according to claim 1, wherein the position on the predetermined mask is measured using the first measurement system.
前記第1計測系又は前記第2計測系を用いて前記マスク上を計測する際に用いられる照明光の強度を調整する手段を更に有し、
前記調節手段は、前記記憶されている前記位置情報に基づいて前記第2計測系による計測動作がなされる場合には、前記第1計測系の対する前記照明光の強度の最適化を行わないことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。
Means for adjusting the intensity of illumination light used when measuring on the mask using the first measurement system or the second measurement system;
The adjustment means does not optimize the intensity of the illumination light for the first measurement system when the measurement operation by the second measurement system is performed based on the stored position information. The position measuring device according to claim 1, wherein
前記マスクから発生する光を検出する前記第1計測系と前記第2計測系は、途中の光路分岐点までその計測経路の一部を共用しており、
前記光路分岐点以降における前記第1計測系及び前記第2計測系の少なくとも一方の計測光路中に、前記マスクから発生する光の強度を調整する調整手段を設けていることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。
The first measurement system and the second measurement system for detecting light generated from the mask share a part of the measurement path up to an intermediate optical path branch point,
The adjusting means for adjusting the intensity of light generated from the mask is provided in at least one of the first measurement system and the second measurement system after the optical path branch point. The position measuring device according to any one of claims 1 to 4.
前記第1計測系で計測され、前記記憶手段に記憶される前記パターンの位置情報は、マスク上における該パターンの描画誤差を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。   6. The position information of the pattern measured by the first measurement system and stored in the storage means includes a drawing error of the pattern on a mask. The position measuring device according to item. 回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うマスク位置計測部を有し、前記マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント装置において、
前記マスク位置計測部として、請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の位置計測装置を用いることを特徴とするアライメント装置。
In an alignment apparatus that has a mask position measurement unit that measures the position of a mask on which a circuit pattern is formed, and that aligns the mask and a substrate onto which the circuit pattern is transferred,
An alignment apparatus using the position measurement apparatus according to claim 1 as the mask position measurement unit.
回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームによって照射された前記回路パターンの像を前記基板上に転写する露光装置において、
前記マスクと前記基板とをアライメントする装置として請求項7記載のアライメント装置を用いることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus for transferring an image of the circuit pattern irradiated by an exposure beam onto the substrate after aligning the mask on which the circuit pattern is formed and the substrate,
An exposure apparatus using the alignment apparatus according to claim 7 as an apparatus for aligning the mask and the substrate.
第1計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第1工程と、
前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、該パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、
前記第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系を用いて、前記パターンを前記第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、
所定マスク上のパターンを前記第1計測系で計測する前に、前記第2工程で記憶された情報の中に、該所定マスクに関する前記識別情報の有無を判別する第4工程と、
前記第4工程により前記所定マスクに関する前記識別情報の存在が認識されると、記憶されている当該識別情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第5工程と、を有することを特徴とする位置計測方法。
A first step of observing a pattern formed on the mask using a first measurement system;
A second step of storing the position information of the pattern measured by the first measurement system in association with identification information for identifying a mask provided with the pattern;
A third step of observing the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system using a second measurement system having a measurement field of view narrower than that of the first measurement system;
Before measuring the pattern on the predetermined mask with the first measurement system, the fourth step of determining the presence or absence of the identification information related to the predetermined mask in the information stored in the second step;
When the presence of the identification information related to the predetermined mask is recognized in the fourth step, based on the position information corresponding to the stored identification information, the measurement visual field of the second measurement system and the pattern And a fifth step of determining a positional relationship.
第1計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第1工程と、
前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、
前記第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系を用いて、前記パターンを前記第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、
所定マスク上のパターンを前記第1計測系で計測する前に、当該所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、前記第2工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第4工程と、
前記第4工程により当該所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている当該描画装置情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第2計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第5工程と、を有することを特徴とする位置計測方法。
A first step of observing a pattern formed on the mask using a first measurement system;
A second step of storing the position information of the pattern measured by the first measurement system in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern on the mask;
A third step of observing the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system using a second measurement system having a measurement field of view narrower than that of the first measurement system;
Before measuring the pattern on the predetermined mask by the first measurement system, the fourth step of reading the drawing device information about the predetermined mask and comparing and determining the drawing device information stored in the second step;
When the presence of the same drawing apparatus information as the drawing apparatus information related to the predetermined mask is recognized in the fourth step, the second measurement system is updated based on the position information corresponding to the stored drawing apparatus information. And a fifth step of determining a positional relationship between the measurement visual field and the pattern.
第1計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第1工程と、
前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第2工程と、
前記第1計測系よりも狭い計測視野を備えた第2計測系を用いて、前記パターンを前記第1計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第3工程と、を有し、
前記第2工程で記憶された情報の中に、以降で計測対象となるマスクに関する情報が存在する場合には、前記第1工程を介さずに、該記憶された情報を用いて前記第3工程を行うことを特徴とする位置計測方法。
A first step of observing a pattern formed on the mask using a first measurement system;
A second step of storing the position information of the pattern measured by the first measurement system in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern on the mask;
And a third step of observing the pattern at a measurement magnification higher than that of the first measurement system using a second measurement system having a narrower measurement field of view than the first measurement system,
If the information stored in the second step includes information on a mask to be measured later, the third step is performed using the stored information without going through the first step. A position measurement method characterized by performing.
前記第2工程では、前記第1計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶することを特徴とする請求項11に記載の位置計測方法。   In the second step, the position information of the pattern measured by the first measurement system is stored in association with the drawing apparatus information used when drawing the pattern on the mask. Item 12. The position measurement method according to Item 11. 回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うとともに、前記マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント方法において、
前記マスクの位置計測の方法として、請求項9から請求項12のうちいずれか一項に記載の位置計測方法を用いることを特徴とするアライメント方法。
In an alignment method for measuring the position of a mask on which a circuit pattern is formed and aligning the mask and a substrate onto which the circuit pattern is transferred,
An alignment method using the position measurement method according to claim 9 as a mask position measurement method.
回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームをマスクに照射して、前記回路パターンの像を前記基板上に転写する露光方法において、
前記マスクと前記基板とのアライメント方法として請求項13に記載のアライメント方法を用いることを特徴とする露光方法。
In the exposure method of aligning the mask on which the circuit pattern is formed and the substrate, irradiating the mask with an exposure beam, and transferring an image of the circuit pattern onto the substrate,
An exposure method using the alignment method according to claim 13 as an alignment method between the mask and the substrate.
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項14に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。


15. A device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure method according to claim 14 is used in the lithography process.


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