JP3064432B2 - Projection exposure apparatus, projection exposure method, and circuit manufacturing method - Google Patents

Projection exposure apparatus, projection exposure method, and circuit manufacturing method

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JP3064432B2
JP3064432B2 JP2414038A JP41403890A JP3064432B2 JP 3064432 B2 JP3064432 B2 JP 3064432B2 JP 2414038 A JP2414038 A JP 2414038A JP 41403890 A JP41403890 A JP 41403890A JP 3064432 B2 JP3064432 B2 JP 3064432B2
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distortion
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置、特に高精
度の結像特性が要求される半導体集積回路を製造するた
めの投影光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus, and more particularly to a projection optical apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit requiring high-precision imaging characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、サブミクロンオーダの回路線幅を
有する超LSIが生産されているが、これに伴って、マ
スクのパターンを半導体ウエハ上に転写露光する光リソ
グラフィー工程に用いられる投影露光装置には、ますま
す高精度な装置が要求されるようになってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, a super LSI having a circuit line width of the order of submicron has been produced. With this, a projection exposure apparatus used in an optical lithography process for transferring and exposing a mask pattern onto a semiconductor wafer. Are increasingly demanding highly accurate devices.

【0003】この種の投影露光装置としてはウエハを逐
次移動しながら、拡大マスクのレチクルのパターン像を
縮小投影転写するステッパーが主力となっている。この
ステッパーにはウエハに既に形成された前工程のパター
ンに対して、解像線幅の 1/5〜1/10程度の合わせ精度で
レチクルのパターンを重ね合わせて投影することが要求
される。また、1つのLSIの製造には通常20回から
30回程度のリソグラフィー工程が必要なため、生産性
を最適化するために複数台のステッパーが必要である。
このため、各々のステッパーの投影光学系の歪曲収差、
投影倍率などの結像特性は 0.1μm 程度以下の誤差で互
いに一致させなければならないことは容易に理解される
ところである。
[0003] As a projection exposure apparatus of this type, a stepper for reducing, projecting and transferring a pattern image of a reticle of an enlarged mask while sequentially moving a wafer is a mainstay. This stepper is required to project a reticle pattern superimposed on a pattern of a previous process already formed on a wafer with an alignment accuracy of about 1/5 to 1/10 of the resolution line width. In addition, since the manufacture of one LSI usually requires about 20 to 30 lithography steps, a plurality of steppers are required to optimize productivity.
For this reason, the distortion of the projection optical system of each stepper,
It is easily understood that the imaging characteristics such as the projection magnification must be matched to each other with an error of about 0.1 μm or less.

【0004】このため、投影光学系を構成するレンズ素
子間の間隔などは組立時に高精度に調整しなければなら
ない。ところが、ステッパー生産段階において、LSI
生産ラインの各装置の投影光学系の歪(ディストーショ
ン)や倍率を合わせ込むことは実際には困難である。そ
こで、投影光学系のレンズ素子(レンズエレメント)の
うち一部に駆動素子を取り付け、装置がLSI生産ライ
ンに設置された時点で、各装置の倍率や像面歪曲等を精
度良く合わせ込むことが考えられている。
For this reason, the distance between the lens elements constituting the projection optical system must be adjusted with high precision at the time of assembly. However, at the stepper production stage, LSI
It is actually difficult to match the distortion (distortion) and magnification of the projection optical system of each device on the production line. Therefore, a drive element is attached to a part of the lens element (lens element) of the projection optical system, and when the apparatus is installed on the LSI production line, it is possible to accurately adjust the magnification and the field distortion of each apparatus. It is considered.

【0005】図5はこの機構の構成を簡略化した図で、
レチクル101のパターンは投影光学系102により、
加工片103上に投影転写される。投影光学系のうち、
レチクル側の3枚のレンズエレメントは駆動可能となっ
ており、図で示すようにレチクル側の2枚のレンズエレ
メントをA群とし、かつレチクル側の3枚のレンズエレ
メントをB群とする。ここで、A群あるいはB群のレン
ズエレメントは、それぞれを一体として、傾斜および上
下方向あるいは横方向の並進移動が可能である。
FIG. 5 is a simplified view of the structure of this mechanism.
The pattern of the reticle 101 is
The projection is transferred onto the work piece 103. Of the projection optics,
The three lens elements on the reticle side are drivable. As shown in the figure, the two lens elements on the reticle side are group A, and the three lens elements on the reticle side are group B. Here, the lens elements of the group A or the group B can be integrally tilted and translated in the vertical or horizontal direction.

【0006】図3は、このレンズエレメントの駆動によ
る像の変化の一例を模式的に示している。例えば、レン
ズエレメント(A) および(B) を上から見て図3(d) のよ
うにRを回転軸として傾斜させる。この場合、A群のレ
ンズエレメントのみを傾斜したときには図の(a) のよう
に回転軸Rから離れた像部分が回転軸Rと垂直な方向に
大きく変形する。また、B群のレンズエレメントのみを
傾斜したときには図の(b) のように回転軸Rに近い像部
分が回転軸Rと垂直な方向に大きく変形する。
FIG. 3 schematically shows an example of a change in an image due to the driving of the lens element. For example, when the lens elements (A) and (B) are viewed from above, they are tilted with R as the rotation axis as shown in FIG. In this case, when only the lens element of the A group is tilted, the image portion far from the rotation axis R is greatly deformed in the direction perpendicular to the rotation axis R as shown in FIG. When only the lens elements of the B group are tilted, the image portion close to the rotation axis R is greatly deformed in the direction perpendicular to the rotation axis R as shown in FIG.

【0007】例えば両者を同時に傾斜(ただし(b) は逆
向き)したときには図の(c) のように両者の効果を加算
したように変位し、台形成分の補正を行うことができ
る。このように両レンズエレメント群の傾斜方向及びそ
の量を適当に選択することによって、非対称な歪成分も
補正することが可能である。ここでいう非対称な歪に
は、レチクルの傾斜による、いわゆる台形歪も含まれて
いる。また、レンズエレメントを上下方向に並進させれ
ば、像の倍率を変えることができる。
For example, when both are inclined at the same time (however, (b) is in the opposite direction), as shown in (c) of the figure, the displacement is effected so that the effects of both are added, and the correction for the platform formation can be performed. As described above, by appropriately selecting the inclination directions and the amounts of the two lens element groups, it is possible to correct an asymmetric distortion component. The asymmetric distortion here includes so-called trapezoidal distortion due to the inclination of the reticle. If the lens element is translated in the vertical direction, the magnification of the image can be changed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに駆動素子によってレンズを微小量、移動あるいは傾
斜させると、それに伴って像面が上下動や傾斜したり、
像面湾曲が生じたりしてしまう。このため、パターンの
合わせ精度は向上できても、焦点外れによる像質の劣化
が生じ、線幅精度(実質的な解像力)が低下するという
問題点があった。
However, when the lens is moved or tilted by a very small amount by the driving element, the image plane moves up and down or tilts accordingly.
For example, field curvature may occur. For this reason, although the pattern alignment accuracy can be improved, there is a problem that image quality is degraded due to defocus, and line width accuracy (substantial resolution) is reduced.

【0009】特に、製造ラインで稼動中にレチクルの傾
斜成分の補正、大気圧変化による補正を行うときに、そ
の度にラインを停止してから、あらためて像面を測定し
再調整を行うことは、生産性の面から考慮して許されな
い。
In particular, when the correction of the tilt component of the reticle and the correction due to the change in the atmospheric pressure are performed during the operation of the manufacturing line, it is difficult to stop the line each time and then measure the image plane again and readjust it. , Not allowed in terms of productivity.

【0010】本発明はこの様な問題点に鑑みてなされた
もので、像面の傾斜あるいは湾曲による焦点外れを補正
することにより、線幅精度の低下を防止しながら、歪み
や倍率を高精度に合わせこむことを可能にした装置、方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and corrects out-of-focus due to inclination or curvature of an image plane, thereby preventing distortion of line width accuracy and preventing distortion and magnification from being reduced. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method which can be adapted to the following.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
に、例えば請求項1に係る発明では、所定のパターンが
形成されたマスク(R)を照明し、該パターンの像を投
影光学系(PL)を介して、被投影基板(W)上に所定
の結像状態で結像させる投影露光装置において、投影光
学系(PL)の一部の光学要素(6、7、8)を投影光
学系の光軸に対して傾斜させることによって、マスクの
パターンの像の結像状態を調整する第1制御手段(1
0、11、24、25)と、投影光学系の像面と被投影
基板の表面とをほぼ一致させるように、投影光学系の一
部の光学要素の傾斜に応じて投影光学系の像面(IM)
と被投影基板との相対的な位置関係を調整する第2制御
手段(14、16、21、25、27)とを備えるよう
にしている。
To solve the above problems, for example, in the invention according to claim 1, a mask (R) on which a predetermined pattern is formed is illuminated, and an image of the pattern is projected onto a projection optical system. In a projection exposure apparatus that forms an image on a projection target substrate (W) in a predetermined imaging state via (PL), some optical elements (6, 7, 8) of a projection optical system (PL) are projected. First control means (1) for adjusting the image formation state of the image of the pattern of the mask by inclining with respect to the optical axis of the optical system.
0, 11, 24, 25) and the image plane of the projection optical system according to the inclination of some optical elements of the projection optical system so that the image plane of the projection optical system and the surface of the substrate to be projected substantially coincide with each other. (IM)
And a second control means (14, 16, 21, 25, 27) for adjusting a relative positional relationship between the control unit and the projection target substrate.

【0012】[0012]

【作用】上述の請求項1に係る発明のおいては、投影光
学系(PL)の一部の光学要素(6、7、8)を投影光
学系の光軸に対して傾斜させることによって、投影光学
系(PL)に像面の変化が生じても、投影光学系(P
L)の一部の光学要素(6、7、8)の傾斜に応じて、
投影光学系の像面(IM)と被投影基板との相対的な位
置関係を調整するようにしているので像面変化の影響を
最小限とすることができる。
According to the first aspect of the present invention, some of the optical elements (6, 7, 8) of the projection optical system (PL) are inclined with respect to the optical axis of the projection optical system. Even if the image plane changes in the projection optical system (PL), the projection optical system (P
L) depending on the inclination of some of the optical elements (6, 7, 8)
Since the relative positional relationship between the image plane (IM) of the projection optical system and the projection target substrate is adjusted, the influence of a change in the image plane can be minimized.

【0013】したがって本発明においては、マスクまた
は投影光学系のレンズ素子の駆動に応じて生ずる結像面
の変化をキャンセルすることができるので、常に良好な
結像状態を維持することができる。
Therefore, according to the present invention, a change in the imaging plane caused by driving the mask or the lens element of the projection optical system can be canceled, so that a good imaging state can be always maintained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の実施例による投影光学装置(ス
テッパー)の概略的な構成を示す平面図である。図1に
おいて、超高圧水銀ランプ、エキシマレーザ光源等の露
光用の照明光源1は、g線、i線或いは紫外線パルス光
(例えばKrFエキシマレーザ等)のレジスト層を感光
するような波長域(露光波長域)の照明光ILを発生
し、この照明光ILはオプチカルインテグレータ(フラ
イアイレンズ)等を含む照明光学系2に達する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a projection optical device (stepper) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an illumination light source 1 for exposure, such as an ultra-high pressure mercury lamp or an excimer laser light source, has a wavelength range (exposure) for exposing a resist layer of g-line, i-line, or ultraviolet pulse light (for example, KrF excimer laser). (Illumination light IL) in the wavelength range, and the illumination light IL reaches the illumination optical system 2 including an optical integrator (fly-eye lens) and the like.

【0015】照明光学系2において光束の一様化、スペ
ックルの低減化等が行われた照明光ILは、メインコン
デンサーレンズ3を通ってミラー4に至り、ここで垂直
に下方に反射されてレチクルRのパターン領域PAを均
一な照度で照明する。レチクルRは水平面内で2次元移
動可能なレチクルステージ5上に載置され、パターン領
域PAの中心点が光軸AXと一致するように位置決めが
行われる。レチクルRの初期設定は、レチクル周辺のア
ライメントマーク(不図示)を光電検出する不図示のレ
チクルアライメント系からのマーク検出信号に基づい
て、レチクルステージ5を微動することにより行われ
る。
The illuminating light IL, in which the luminous flux has been made uniform and the speckle has been reduced in the illuminating optical system 2, reaches the mirror 4 through the main condenser lens 3, where it is reflected vertically downward. The pattern area PA of the reticle R is illuminated with uniform illuminance. The reticle R is placed on a reticle stage 5 that can move two-dimensionally in a horizontal plane, and is positioned so that the center point of the pattern area PA coincides with the optical axis AX. The initial setting of the reticle R is performed by finely moving the reticle stage 5 based on a mark detection signal from a reticle alignment system (not shown) that photoelectrically detects an alignment mark (not shown) around the reticle.

【0016】さて、パターン領域PAを通過した照明光
ILは、両側テレセントリックな投影光学系PLに入射
し、投影光学系PLはレチクルRの回路パターンの投影
像を、表面にレジスト層が形成され、その表面が結像面
IMとほぼ一致するように保持されたウエハW上の1つ
のショット領域に重ね合わせて投影(結像)する。ウエ
ハWはウエハホルダ(θテーブル)12に真空吸着さ
れ、このホルダ12を介してレベリングステージ13上
に保持されており、駆動モータ14により結像面IMに
対して任意方向に傾斜可能となっている。尚、レベリン
グステージ13の構成等については、例えば特開昭62
−274201号公報に開示されている。
The illumination light IL that has passed through the pattern area PA is incident on a projection optical system PL that is telecentric on both sides. The projection optical system PL forms a projection image of the circuit pattern of the reticle R, and a resist layer is formed on the surface. The surface is superimposed and projected (imaged) on one shot area on the wafer W held so that its surface substantially coincides with the image plane IM. The wafer W is vacuum-sucked on a wafer holder (θ table) 12, held on a leveling stage 13 via the holder 12, and can be tilted in an arbitrary direction with respect to the image plane IM by a drive motor 14. . The configuration of the leveling stage 13 is described in, for example,
-274201.

【0017】また、レベリングステージ13は駆動モー
タ16により光軸方向(Z方向)に微動可能なZステー
ジ15上に設けられ、さらにZステージ15は駆動モー
タ19によりステップ・アンド・リピート方式で2次元
移動可能なXYステージ15上に載置され、ウエハW上
の1つのショット領域に対するレチクルRの転写露光が
終了すると、次のショット位置までステッピングされ
る。XYステージ18の2次元的な位置は干渉計20に
よって、例えば0.01μm 程度の分解能で常時検出され、
Zステージ15の端部には干渉計20からのレーザビー
ムを反射する移動鏡17が固定されている。
The leveling stage 13 is provided on a Z stage 15 which can be finely moved in the optical axis direction (Z direction) by a drive motor 16, and the Z stage 15 is two-dimensionally driven by a drive motor 19 in a step-and-repeat manner. When the reticle R is placed on the movable XY stage 15 and the transfer exposure of the reticle R to one shot area on the wafer W is completed, stepping is performed to the next shot position. The two-dimensional position of the XY stage 18 is constantly detected by the interferometer 20 with a resolution of, for example, about 0.01 μm.
A movable mirror 17 that reflects the laser beam from the interferometer 20 is fixed to an end of the Z stage 15.

【0018】また、図1中には投影光学系PLから一定
間隔あけて機械的に固定され、ITV、CCDカメラ等
の撮像素子によりアライメントマークを拡大観察するオ
フ・アクシス方式のアライメント系28も示されてい
る。アライメント系28は白色光をウエハ上のアライメ
ントマークに照射することによって、ウエハWとほぼ共
役に配置される指標板(焦点板)の指標マークとアライ
メントマークとを同時に観察するものである。撮像素子
からの画像信号はアライメント信号処理回路29に入力
し、ここでその信号波形に基づいて指標マークに対する
マーク像のずれ量が検出される。主制御部25は、この
ずれ量に関する情報とともに干渉計20からの位置情報
を入力し、これらの情報に基づいてアライメントマーク
の位置(座標値)を求める。
FIG. 1 also shows an off-axis type alignment system 28 which is mechanically fixed at a fixed interval from the projection optical system PL and magnifies and observes an alignment mark using an image pickup device such as an ITV or a CCD camera. Have been. The alignment system 28 irradiates the alignment mark on the wafer with white light, thereby simultaneously observing the index mark and the alignment mark of the index plate (focusing plate) arranged almost conjugate with the wafer W. The image signal from the image sensor is input to the alignment signal processing circuit 29, where the amount of shift of the mark image with respect to the index mark is detected based on the signal waveform. The main control unit 25 inputs the position information from the interferometer 20 together with the information on the deviation amount, and obtains the position (coordinate value) of the alignment mark based on the information.

【0019】さて、次に本実施例の装置において、駆動
素子10,11及びレンズ制御部24とともに、本発明
の第1の制御手段を成す投影光学系PLの構成について
説明する。この第1の制御手段は、複数台のステッパー
間で投影光学系の結像特性をほぼ一致させるとともに、
ウエハの伸縮による各ショット領域の形状歪に対応し
て、マスクのパターンの像の結像状態(歪曲収差、投影
倍率等)を所定の値に制御するためのものである。
Next, the configuration of the projection optical system PL constituting the first control means of the present invention together with the drive elements 10, 11 and the lens control unit 24 in the apparatus of the present embodiment will be described. This first control means makes the imaging characteristics of the projection optical system substantially the same among a plurality of steppers,
This is for controlling the image formation state (distortion aberration, projection magnification, etc.) of the image of the mask pattern to a predetermined value according to the shape distortion of each shot area due to expansion and contraction of the wafer.

【0020】投影光学系PLは、その構成要素の一部が
移動可能となっている。図1に示すように、レチクルR
に最も近い第1群のレンズエレメント6,7はレンズ支
持部材30により一体に固定されており、第2群のレン
ズエレメント8はレンズ支持部材31により固定されて
いる。又、レンズエレメント9より下部のレンズエレメ
ントは各々投影光学系PLの鏡筒部32に固定されてい
る(ここで投影光学系PLの光軸AXとはこの鏡筒部3
2に固定されているレンズエレメントの光軸を言うもの
とする)。
The components of the projection optical system PL are movable. As shown in FIG.
The first group of lens elements 6 and 7 closest to are fixed integrally by a lens support member 30, and the second group of lens elements 8 are fixed by a lens support member 31. The lens elements below the lens element 9 are fixed to the lens barrel 32 of the projection optical system PL (here, the optical axis AX of the projection optical system PL is the lens barrel 3).
2 means the optical axis of the lens element).

【0021】レンズ支持部材31は光軸方向(Z方向)
に伸縮可能な3組の駆動素子11a,11b,11c
(11cは不図示)によって投影光学系PLの鏡筒部3
2と連結されている。また、同様にレンズ支持部材30
は3組の伸縮可能な駆動素子10a,10b,10c
(10cは不図示)によってレンズ支持部材31に連結
されている。ここでは、レチクルRに近いレンズエレメ
ント6,7,8を移動可能としており、これらのエレメ
ントは倍率、ディストーション特性に与える影響が他の
レンズエレメントに比べて制御しやすい(つまり、他の
収差の悪化が少ない)ものを選択してある。
The lens support member 31 moves in the optical axis direction (Z direction).
Sets of drive elements 11a, 11b, 11c which can be extended and retracted
(11c is not shown), the lens barrel 3 of the projection optical system PL
It is connected to 2. Similarly, the lens support member 30
Are three sets of extendable drive elements 10a, 10b, 10c
(10c is not shown) is connected to the lens support member 31. Here, the lens elements 6, 7, and 8 close to the reticle R can be moved, and these elements are easier to control the influence on magnification and distortion characteristics than other lens elements (that is, deterioration of other aberrations). Are few).

【0022】尚、レンズエレメントの移動は、投影光学
系PLの他の諸収差(例えば非点収差等)に及ぼす影響
が無視できる範囲内で行うものとする。若しくは、レン
ズエレメント相互の間隔を調整することによって、倍
率、ディストーション特性を制御しつつ、他の諸収差を
も補正するという方法も考えられる。
The movement of the lens element is performed within a range where the influence on other aberrations (eg, astigmatism) of the projection optical system PL can be ignored. Alternatively, a method is also conceivable in which the magnification and distortion characteristics are controlled and other aberrations are corrected by adjusting the distance between the lens elements.

【0023】又、ショット領域の形状歪に十分対応する
ためには、他の諸収差を押さえつつレンズエレメント
の移動範囲を大きくする必要があり、種々の形状歪
(台形、菱形、樽型、糸巻型等)に対応できるようにす
る必要がある。このためには移動可能なレンズ群は、2
群構成に限らず,の条件を満たすような例えば3群
以上のレンズ群で構成するようにすればよい。
Further, in order to sufficiently cope with the shape distortion of the shot area, it is necessary to increase the moving range of the lens element while suppressing other aberrations, and various shape distortions (trapezoidal, rhombic, barrel, pincushion) Type, etc.). For this purpose, the movable lens groups are 2
The present invention is not limited to the group configuration, and may be configured by, for example, three or more lens groups that satisfy the condition (1).

【0024】図2は投影光学系PLを上方(レチクル
側)から見た図で、駆動素子10a,10b,10cは
各々120°ずつ回転した位置に配置されていて駆動素
子10a,10b,10cをレンズ制御部24により独
立制御可能となっている。駆動素子11a,11b,1
1cも同様に各々120°ずつ回転した位置に配置され
ている。10aと11aとはそれぞれ互いに60°ずれ
た位置となるように配置されており、10bと11b,
10cと11cについても同様に各々互いに60°ずつ
ずれた位置となるように配置されている。
FIG. 2 is a view of the projection optical system PL as viewed from above (the reticle side). The driving elements 10a, 10b, and 10c are arranged at positions rotated by 120 °, respectively. Independent control is possible by the lens control unit 24. Drive elements 11a, 11b, 1
1c is similarly arranged at a position rotated by 120 °. 10a and 11a are arranged so as to be shifted from each other by 60 °, and 10b and 11b,
Similarly, 10c and 11c are also arranged so as to be shifted from each other by 60 °.

【0025】駆動素子10,11は例えば電歪素子、磁
歪素子を用いる。駆動素子に与える電圧又は磁界に応じ
た駆動素子の変位量は予め求めておくものとする。駆動
素子のヒステリシス性を考慮し、位置検出装置として容
量型位置センサ、差動トランス等を駆動素子の近傍に設
置してやれば、駆動素子に与える電圧又は磁界に対応し
た駆動素子の位置をモニターすることができるので高精
度な駆動が可能である。
The driving elements 10 and 11 use, for example, an electrostrictive element or a magnetostrictive element. The amount of displacement of the drive element according to the voltage or magnetic field applied to the drive element is determined in advance. In consideration of the hysteresis of the drive element, if a capacitive position sensor, differential transformer, etc. is installed near the drive element as a position detection device, the position of the drive element corresponding to the voltage or magnetic field applied to the drive element should be monitored. Therefore, highly accurate driving is possible.

【0026】これにより、2群のレンズエレメント
(6,7),8の周辺3点を、投影光学系PLの光軸A
X方向に各々の駆動素子の駆動量に応じて独立に移動さ
せることができる。その結果、各々のレンズエレメント
群(6,7),8を光軸AXに垂直な面に対して傾斜さ
せることが可能となる。尚、レンズはレンズエレメント
6,7,8の仮想的な光軸(傾斜がなかった場合の光軸
AX)を中心として傾斜するものとする。
Thus, three points around the two lens elements (6, 7) and 8 are moved to the optical axis A of the projection optical system PL.
It can be independently moved in the X direction according to the drive amount of each drive element. As a result, each of the lens element groups (6, 7), 8 can be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX. Note that the lens is inclined about the virtual optical axis of the lens elements 6, 7, 8 (optical axis AX when there is no inclination).

【0027】ところで主制御部25においては、複数台
のステッパーの投影光学系PLの結像特性等に応じて駆
動素子10,11の駆動量が演算にて算出され、この結
果に対応した駆動指令がレンズ制御部24に送られ、レ
ンズ制御部24は駆動素子10、11を独立に駆動す
る。これにより、投影レンズPLの結像特性が所定値に
設定され、各ステッパーでの結像特性がほぼ一致するこ
とになる。
In the main controller 25, the drive amounts of the drive elements 10 and 11 are calculated by calculation in accordance with the imaging characteristics of the projection optical system PL of the plurality of steppers, and a drive command corresponding to the result is obtained. Is transmitted to the lens control unit 24, and the lens control unit 24 drives the driving elements 10 and 11 independently. As a result, the image forming characteristics of the projection lens PL are set to the predetermined values, and the image forming characteristics of each stepper substantially match.

【0028】さて、上述のように2群構成のレンズ群を
駆動させることにより投影光学系のディストーション特
性を変化させるわけである。これら2つのレンズ群は、
例えば第1群は駆動素子10aと10cの垂直2等分線
を仮想的な回転軸RLとしてレンズエレメントを傾けた
場合、図3(a) に示すように回転軸RLから離れた像部
分を回転軸RLと垂直な方向に大きく変形させるような
特性を持つレンズ群である。そして例えば第2群は同じ
仮想的な回転軸RLでレンズエレメントを傾けた場合、
図3(b) に示すように回転軸RLに近い像部分を回転軸
RLと垂直な方向に大きく変形させる特性を持つレンズ
群である。
The distortion characteristics of the projection optical system are changed by driving the two lens units as described above. These two lens groups
For example, when the first group tilts the lens element with the vertical bisector of the driving elements 10a and 10c as the virtual rotation axis RL, the first group rotates the image portion away from the rotation axis RL as shown in FIG. This is a lens group having a characteristic of largely deforming in a direction perpendicular to the axis RL. For example, when the second lens unit tilts the lens element about the same virtual rotation axis RL,
As shown in FIG. 3 (b), the lens group has a characteristic of largely deforming an image portion close to the rotation axis RL in a direction perpendicular to the rotation axis RL.

【0029】これらのレンズ群の各々は等価的に無数の
仮想的な回転軸を与えることができるから、像変形につ
いても各々無数の方向性を持っている。従って、各々の
レンズ群によって決められた像変形の特定の方向性をベ
クトル和として求めることで、各レンズ群のディストー
ション特性を組み合わせる(ベクトル和を求める)こと
により、台形歪、菱形歪といったウエハの非等方的な形
状歪に対しても投影像を重ね合わせることが可能とな
る。
Since each of these lens groups can give an innumerable virtual rotation axis equivalently, each of the lens groups also has an infinite number of directions regarding image deformation. Therefore, the specific directionality of the image deformation determined by each lens group is obtained as a vector sum, and the distortion characteristics of each lens group are combined (the vector sum is obtained) to obtain a trapezoidal distortion, a rhombic distortion, or the like. The projection images can be superimposed even on anisotropic shape distortion.

【0030】又、これらのレンズエレメント6,7,8
を光軸AXと垂直なXY平面内に2次元移動させること
によっても投影光学系のディストーション特性を非等方
的に変化させることができる。この場合、駆動素子はX
Y面内で変位するような方向に配置し、レンズエレメン
トをXY面内に移動可能とすればよい。例えば、X方向
に変位可能な駆動素子2つをX軸に沿って対向する位置
に設け、Y方向に変位可能な駆動素子2つをY軸に沿っ
て対向する位置に設けるものとする。
The lens elements 6, 7, 8
Is moved two-dimensionally in an XY plane perpendicular to the optical axis AX, the distortion characteristic of the projection optical system can be changed anisotropically. In this case, the driving element is X
What is necessary is just to arrange | position in the direction which displaces in a Y plane, and to make a lens element movable in an XY plane. For example, two drive elements displaceable in the X direction are provided at positions facing each other along the X axis, and two drive elements displaceable in the Y direction are provided at positions facing each other along the Y axis.

【0031】次にウエハWと投影光学系PLとの合焦状
態を検出する焦点検出系21について説明する。図1中
には投影光学系PLの結像面IMに向けてピンホール或
いはスリットの像を形成するための結像光束を、ビーム
スプリッター23aを介して光軸AXに対して斜め方向
より供給する照射光学系21aと、その結像光束のウエ
ハWの表面での反射光束をビームスプリッター23bを
介して受光する受光光学系21bから成る斜入射方式の
焦点検出系21が設けられている。
Next, the focus detection system 21 for detecting the in-focus state between the wafer W and the projection optical system PL will be described. In FIG. 1, an image forming light beam for forming an image of a pinhole or a slit toward an image forming plane IM of the projection optical system PL is supplied obliquely with respect to the optical axis AX via a beam splitter 23a. An oblique incidence type focus detection system 21 including an irradiation optical system 21a and a light receiving optical system 21b that receives a light beam reflected by the surface of the wafer W of the image forming light beam via a beam splitter 23b is provided.

【0032】この焦点検出系21の構成等については、
例えば本願出願人が先に出願した特開昭60−1681
12号公報に開示されており、ウエハ表面の結像面IM
に対する上下方向(Z方向)の位置を検出し、ウエハW
と投影光学系PLとの合焦状態を検出するものである。
The configuration of the focus detection system 21 is as follows.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1681 filed by the present applicant earlier
No. 12 discloses an image forming surface IM of a wafer surface.
Of the wafer W in the vertical direction (Z direction) with respect to
And a focus state of the projection optical system PL.

【0033】ここで、本実施例では焦点検出系21にお
いて投影光学系のベストフォーカス位置が零点基準とな
るように、センサ制御部26はオフセット信号を受光光
学系21bに出力する。そして、オフセット信号に応じ
て受光光学系21bの内部に設けられた平行平板ガラス
(不図示)の角度を調整し、焦点検出系21の零点キャ
リブレーションを行っておくものとする。この結果、主
制御部25がZステージ15をクローズドループで零点
に制御することによって、すなわち焦点検出系21から
の検出信号に基づき、ステージコントローラ27を介し
てモータ16を駆動することによって、常にベストフォ
ーカス位置とウエハ表面とがほぼ一致することになる。
Here, in the present embodiment, the sensor control section 26 outputs an offset signal to the light receiving optical system 21b so that the best focus position of the projection optical system in the focus detection system 21 becomes a zero point reference. Then, the angle of the parallel flat glass (not shown) provided inside the light receiving optical system 21b is adjusted according to the offset signal, and the zero point calibration of the focus detection system 21 is performed. As a result, the main control unit 25 controls the Z stage 15 to a zero point in a closed loop, that is, by driving the motor 16 via the stage controller 27 based on a detection signal from the focus detection system 21, so that the best condition is always obtained. The focus position almost coincides with the wafer surface.

【0034】さらに、平行光束をビームスプリッター2
3aを介して光軸AXに対して斜め方向より供給する照
射光学系22aと、その平行光束のウエハWの表面での
反射光束をビームスプリッター23bを介して受光する
受光光学系22bから成る水平位置検出系22が設けら
れている。この水平位置検出系22の構成等について
は、例えば本願出願人が先に出願した特開昭58−11
3706号公報に開示されており、ウエハW上の所定領
域の結像面IMに対する傾きを検出するものである。
Further, the parallel light beam is transmitted to the beam splitter 2.
A horizontal position composed of an irradiation optical system 22a for supplying an oblique direction with respect to the optical axis AX via the optical axis AX and a light receiving optical system 22b for receiving, via a beam splitter 23b, a parallel light beam reflected on the surface of the wafer W via a beam splitter 23b. A detection system 22 is provided. The configuration of the horizontal position detecting system 22 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
It is disclosed in Japanese Patent No. 3706 and detects the inclination of a predetermined area on the wafer W with respect to the image plane IM.

【0035】水平位置検出系22においても先の焦点検
出系21と同様に、像面傾斜、像面湾曲まで考慮した投
影光学系PLの最良結像面が零点基準となるように、セ
ンサ制御部26はオフセット信号を受光光学系22bに
出力する。
In the horizontal position detecting system 22, as in the case of the focus detecting system 21, the sensor control unit is so set that the best image forming plane of the projection optical system PL taking into account the image plane inclination and the field curvature becomes the zero point reference. 26 outputs an offset signal to the light receiving optical system 22b.

【0036】つまり、ウエハ表面と最良結像面とが一致
した時に、照射光学系22aからの光束が受光光学系2
2bの内部の4分割受光素子(不図示)の中心位置に集
光されるように、水平位置検出系22のキャリブレーシ
ョンを行っておくものとする。この結果、主制御部25
がレベリングステージ13をクローズドループで制御す
ることによって、すなわち水平位置検出系22からの検
出信号に基づき、ステージコントローラ27を介してモ
ータ14を駆動することによって、常に最良結像面とウ
エハW上の所定領域の表面とがほぼ一致することにな
る。
That is, when the wafer surface coincides with the best imaging plane, the light beam from the irradiation optical system 22a is
It is assumed that the horizontal position detection system 22 has been calibrated so as to be condensed at the center position of the four-divided light receiving element (not shown) inside 2b. As a result, the main control unit 25
By controlling the leveling stage 13 in a closed loop, that is, by driving the motor 14 via the stage controller 27 based on a detection signal from the horizontal position detection system 22, the best imaging surface and the wafer W The surface of the predetermined area is almost the same.

【0037】ここで、本実施例において主制御部25は
予め試し焼き等により、投影光学系PLの最良結像面
(ベストフォーカス位置も含む)を求め、この最良結像
面に関する情報をセンサ制御部26に出力する。そし
て、センサ制御部26が上記情報に対応したオフセット
信号を受光光学系21b,22bの各々に与えることに
よって、焦点検出系21及び水平位置検出系22に対す
るオフセット設定を行っている。また、ステッパーのイ
ニシャライズ時においてステッパー間の結像特性を互い
に一致させる(以下、マッチングと呼ぶ)場合にも、レ
ンズエレメント6、7、8を駆動した後で試し焼き等を
行い、その結像特性をチェックしておくことが望まし
い。
Here, in the present embodiment, the main controller 25 obtains the best image forming plane (including the best focus position) of the projection optical system PL by trial printing or the like in advance, and performs sensor control on the information regarding the best image forming plane. Output to the unit 26. Then, the sensor control unit 26 gives an offset signal corresponding to the information to each of the light receiving optical systems 21b and 22b, thereby performing offset setting for the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22. Also, when the imaging characteristics between the steppers are made to coincide with each other at the time of initialization of the stepper (hereinafter, referred to as matching), trial printing or the like is performed after driving the lens elements 6, 7, and 8, and the imaging characteristics are obtained. It is desirable to check.

【0038】尚、主制御部25はマッチング時における
レンズエレメント6、7、8の初期状態からの駆動量に
関するデータ(駆動素子10、11の変位量)を、初期
データとしてその内部に記憶しておくものとする。ま
た、マッチング動作においても投影光学系PLの結像特
性が変動し得るので、焦点検出系21及び水平位置検出
系22のキャリブレーションは、レンズエレメント6、
7、8の駆動によるマッチング動作が終了した時点で行
われる。本実施例では焦点検出系21及び水平位置検出
系22に対して光学的にオフセットを与えることとした
が、例えば受光光学系21b、22bからの検出信号の
各々に電気的にオフセットを与えるようにしても構わな
い。
The main control section 25 stores therein data relating to the driving amounts (displacement amounts of the driving elements 10, 11) of the lens elements 6, 7, 8 from the initial state at the time of matching as initial data therein. Shall be kept. Also, since the imaging characteristics of the projection optical system PL may fluctuate in the matching operation, the calibration of the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 is performed by the lens element 6,
This is performed at the time when the matching operation by the driving of 7 and 8 is completed. In the present embodiment, the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 are optically offset. However, for example, the detection signals from the light receiving optical systems 21b and 22b are electrically offset. It does not matter.

【0039】次に、ウエハ形状歪等に応じてディストー
ションあるいは倍率を補正するときに、レンズエレメン
ト6、7、8の駆動に伴って生じる結像面IMの変動、
すなわち像面傾斜あるいは湾曲を要因とした最良結像面
とウエハ表面とのずれを補正する動作について説明す
る。
Next, when correcting the distortion or the magnification in accordance with the wafer shape distortion or the like, the fluctuation of the image plane IM caused by driving the lens elements 6, 7, 8
That is, an operation for correcting a deviation between the best image forming plane and the wafer surface due to the image plane inclination or curvature will be described.

【0040】図4(a) は上述したように、レチクルのパ
ターンの像のディストーションあるいは投影倍率を制御
するために、投影光学系PLのレンズエレメントCを傾
斜したとき、像面傾斜がどのように生じるかを模式的に
描いたものである。この図では結像面IMがレンズエレ
メントCの駆動前(図中に点線で示す)に比べて、角度
θの傾斜が生じている状態が表されている。ただし、レ
ンズ間隔は変えていないので像面湾曲は生じていない。
FIG. 4 (a) shows how the image plane tilt when the lens element C of the projection optical system PL is tilted in order to control the distortion or projection magnification of the image of the reticle pattern as described above. This is a schematic drawing of what will occur. This figure shows a state in which the image plane IM is inclined by an angle θ as compared to before the driving of the lens element C (indicated by a dotted line in the figure). However, since the lens interval is not changed, no curvature of field occurs.

【0041】本実施例では、レンズエレメント群(6,
7)あるいは(6,7,8)の一方あるいは両者を同時
に駆動したときに、像面がどのように変化するかをあら
かじめ実験もしくはシュミレーション等で求めておき、
上記関係を主制御部25の内部の記憶部等にテーブルも
しくは数式の形で格納しておく。主制御部25は、これ
らのテーブルもしくは数式を用いてレンズエレメント群
の駆動量から、像面傾斜量を計算する。
In this embodiment, the lens element group (6,
7) or how one of (6, 7, 8) or both are driven simultaneously, how the image plane changes is determined in advance by experiment or simulation, etc.
The above relationship is stored in a storage unit or the like inside the main control unit 25 in the form of a table or a mathematical expression. The main control unit 25 calculates the image plane tilt amount from the drive amount of the lens element group using these tables or mathematical expressions.

【0042】この算出された傾斜量はセンサ制御部26
に送られ、キャリブレーション動作と同様に水平位置検
出系22にオフセットが設定される。この結果、所定量
だけ傾斜した結像面が水平位置検出系22の零点基準と
なり、水平位置検出系22の検出信号に基づいてレベリ
ングステージ13を制御することによって、像面に対し
平行な姿勢になるようにウエハが傾斜される。
The calculated inclination amount is calculated by the sensor controller 26.
And an offset is set in the horizontal position detection system 22 as in the calibration operation. As a result, the image plane inclined by a predetermined amount becomes the zero point reference of the horizontal position detection system 22. By controlling the leveling stage 13 based on the detection signal of the horizontal position detection system 22, the image plane becomes parallel to the image plane. The wafer is tilted so that

【0043】一方、像面湾曲は投影倍率を補正するため
にレンズエレメント間隔を変化させたときに生じる。こ
れを模式的に図示したのが図4(b) の例である。同図に
おいて、ディストーションと倍率とを同時に補正した場
合、例えば本来はキャリブレーション動作によって上記
検出系21、22の基準面41と一致していた結像面が
面42のように変化する。
On the other hand, the field curvature occurs when the lens element interval is changed to correct the projection magnification. This is schematically illustrated in the example of FIG. In the figure, when the distortion and the magnification are corrected at the same time, for example, the imaging surface originally matching the reference surface 41 of the detection systems 21 and 22 changes to the surface 42 by the calibration operation.

【0044】このときに、像面傾斜及び像面湾曲に対し
て補正を何も行わない、つまり焦点検出系21及び水平
位置検出系22に対してオフセットを与えなかったと
き、ウエハの面は基準面41に合わされてしまう。しか
しながら、本発明では、像面傾斜と同様に像面湾曲に対
しても補正を行う構成となっているため、ウエハの面を
面42から決定される最良結像面43に合わせることが
できる。
At this time, when no correction is made for the image plane tilt and the image field curvature, that is, when no offset is given to the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22, the wafer surface is set to the reference. It is fitted to the surface 41. However, in the present invention, since the correction is made for the curvature of field as well as the tilt of the image plane, the surface of the wafer can be adjusted to the best image plane 43 determined from the plane 42.

【0045】すなわち、この場合には前述した主制御部
25内の数式等によって像面42の平均的な位置(最良
結像面43)を、例えば最小二乗法もしくは、最大誤差
を最小とする方法等で決定する。この位置43が上記検
出系21、22の零点基準としてセンサ制御部26に指
令される。
That is, in this case, the average position of the image plane 42 (the best imaging plane 43) is determined by, for example, the method of least squares or the method of minimizing the maximum error by using the above-described mathematical expression in the main control unit 25. Etc. The position 43 is instructed to the sensor control unit 26 as a zero point reference for the detection systems 21 and 22.

【0046】これによって、上記検出系21、22にオ
フセットが設定される。つまり、図4(b) において基準
面41が最良結像面43と一致することになる。尚、像
面湾曲のみが生じる場合には、焦点検出系21に対して
のみオフセットを設定すれば良いことは言うまでもな
い。
Thus, an offset is set in the detection systems 21 and 22. That is, the reference plane 41 coincides with the best imaging plane 43 in FIG. When only the curvature of field occurs, it goes without saying that the offset may be set only for the focus detection system 21.

【0047】このようにして、レンズエレメント6,7
あるいは6,7,8を駆動してディストーションあるい
は倍率を補正したときに発生する像面傾斜あるいは湾曲
を要因とした最良結像面とウエハ表面とのずれを焦点検
出系21及び水平位置検出系22にオフセットを与える
ことにより補正することが可能となっている。
Thus, the lens elements 6, 7
Alternatively, the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 detect the deviation between the best image plane and the wafer surface due to the inclination or curvature of the image plane, which is generated when driving 6, 7, 8 to correct the distortion or magnification. Can be corrected by giving an offset.

【0048】さて、上記構成の装置の動作について簡単
に説明する。図1に示すように、主制御部25は露光動
作に先立って、半導体素子が完成するまでに用いられる
全ての露光装置間でのディストーションの差が最小とな
るようにマッチング動作を実行するとともに、その結像
特性のもとで焦点検出系21及び水平位置検出系22の
キャリブレーションを行う。
Now, the operation of the apparatus having the above configuration will be briefly described. As shown in FIG. 1, the main control unit 25 executes a matching operation prior to the exposure operation so that a difference in distortion among all exposure apparatuses used until the semiconductor element is completed is minimized. The calibration of the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 is performed based on the imaging characteristics.

【0049】この結果、上記検出系21、22の検出基
準面と最良結像面とがほぼ一致し、これら検出系21、
22からの検出信号に基づいてZステージ15及びレベ
リングステージ13を制御すれば、ウエハW上のショッ
ト領域の表面と最良結像面とを正確に一致させることが
可能となる。
As a result, the detection reference planes of the detection systems 21 and 22 almost coincide with the best imaging planes.
If the Z stage 15 and the leveling stage 13 are controlled based on the detection signal from 22, the surface of the shot area on the wafer W and the best imaging plane can be accurately matched.

【0050】次に、例えば特開昭61−44429号公
報に開示されているように、主制御部25はアライメン
ト系28を用いてウエハ上の複数(3〜15)個のショ
ット領域に附随した2組のアライメントマークの位置を
計測(サンプル・アライメント)した後、これら計測値
に基づいて統計的演算によりウエハ上のショット配列座
標(ウエハステージのステッピング座標)を算出する。
Next, as disclosed in, for example, JP-A-61-44429, the main control unit 25 uses the alignment system 28 to attach to a plurality of (3 to 15) shot areas on the wafer. After measuring the positions of the two sets of alignment marks (sample alignment), the shot arrangement coordinates on the wafer (stepping coordinates of the wafer stage) are calculated by statistical calculation based on these measured values.

【0051】さらに主制御部25はアライメント系28
を用い、アライメントマークとは別に、例えばショット
領域の4隅に設けられた形状歪計測用パターンの位置を
計測し、この計測結果に基づいてショット領域の形状歪
を算出する。この際、ウエハ上の全てのショット領域に
ついて形状歪を求めても良いが、位置計測に時間を要す
る。
Further, the main controller 25 includes an alignment system 28
In addition to the alignment marks, the position of the shape distortion measurement pattern provided at, for example, the four corners of the shot area is measured, and the shape distortion of the shot area is calculated based on the measurement result. At this time, shape distortion may be obtained for all shot areas on the wafer, but time is required for position measurement.

【0052】そこで、本実施例ではウエハ上のショット
領域をいくつかの領域(ブロック)に分割し、各ブロッ
ク内の一部のショット領域のみの形状歪を求めることと
する。尚、各ブロックは形状歪がほぼ同一の性質をもつ
と考えられるように設定することが望ましい。そして、
ブロック毎にそれら計測値を平均化することにより、ブ
ロック単位でショット領域の形状歪を決定する。
Therefore, in this embodiment, the shot area on the wafer is divided into several areas (blocks), and the shape distortion of only a part of the shot area in each block is obtained. It is desirable to set each block so that the shape distortion is considered to have substantially the same property. And
By averaging the measured values for each block, the shape distortion of the shot area is determined for each block.

【0053】次に主制御部25はブロック毎にその形状
歪に基づいてレンズエレメント6、7、8の駆動量を算
出するとともに、レンズエレメント6、7、8の駆動に
伴って生じる結像面の変化量(像面傾斜、像面湾曲)を
ブロック毎に求め、この演算結果から投影光学系PLの
最良結像面IMを決定する。
Next, the main controller 25 calculates the amount of drive of the lens elements 6, 7, 8 for each block on the basis of the shape distortion, and forms an image plane produced by driving the lens elements 6, 7, 8 Is obtained for each block, and the best imaging plane IM of the projection optical system PL is determined from the calculation result.

【0054】尚、露光動作において主制御部25は、上
記演算結果に従ってブロック毎に、レンズ制御部24に
よりレンズエレメント6、7、8を駆動してその結像特
性を所定値に設定するとともに、センサ制御部26によ
り焦点検出系21及び水平位置検出系22にオフセット
を設定して最良結像面を零点基準とする。
In the exposure operation, the main control unit 25 drives the lens elements 6, 7, 8 by the lens control unit 24 for each block according to the above calculation result, and sets the image forming characteristics to predetermined values. An offset is set in the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 by the sensor control unit 26, and the best imaging plane is set as a zero point reference.

【0055】しかる後、主制御部25は1ショット毎に
上記検出系21、22を用いて最良結像面とショット領
域の表面とをほぼ一致させながら、先に求めたショット
配列座標に従ってウエハステージ18を一義的に移動
し、レチクルパターンの投影像とウエハ上のショット領
域とを順次重ね合わせて露光を行っていく。
Thereafter, the main control unit 25 uses the detection systems 21 and 22 for each shot to make the best imaging plane and the surface of the shot area substantially coincide with each other, and adjusts the wafer stage in accordance with the shot arrangement coordinates previously obtained. 18 is univocally moved, and the projected image of the reticle pattern and the shot area on the wafer are sequentially superimposed to perform exposure.

【0056】この結果、ウエハ上の全てのショット領域
においてウエハ伸縮による形状歪によらず、レチクルパ
ターンの投影像とショット領域の形状がほぼ一致し、高
精度な重ね合わせ露光を行うことができる。主制御部2
5は1枚目のウエハの重ね合わせ露光が終了した後、先
に記憶しておいた初期データに基づいてレンズエレメン
ト6、7、8の駆動により投影光学系PLの結像特性を
初期値に設定し、以下上記と同様の動作でパターン露光
を行うことによって、全てのウエハにおいて高精度な重
ね合わせが実現できる。
As a result, the projected image of the reticle pattern and the shape of the shot area almost coincide with each other regardless of the shape distortion due to the expansion and contraction of the wafer in all the shot areas on the wafer, and high-accuracy overlay exposure can be performed. Main control unit 2
5 indicates that after the superposition exposure of the first wafer is completed, the imaging characteristics of the projection optical system PL are set to the initial values by driving the lens elements 6, 7, 8 based on the initial data stored previously. By setting and performing pattern exposure by the same operation as described above, high-precision overlay can be realized on all wafers.

【0057】尚、同一ロット内に収納されたウエハの伸
縮特性はほぼ同じであると考えられるので、ウエハ上の
ショット領域の形状歪の測定は第1枚目のウエハについ
てのみ行い、第2枚目以降のウエハでは1枚目のウエハ
データに基づいてレンズエレメント6、7、8を駆動す
るようにしても良い。
Since the expansion and contraction characteristics of the wafers stored in the same lot are considered to be substantially the same, the shape distortion of the shot area on the wafer is measured only for the first wafer and the second wafer is measured. For the wafers after the first lens, the lens elements 6, 7, 8 may be driven based on the data of the first wafer.

【0058】ここで、本実施例では形状歪測定用パター
ンの位置を実測することによりショット領域の形状歪を
求めることとしたが、形状歪の求め方は任意で良く、例
えばウエハ全体がある傾向をもって変形している場合に
は、アライメント時の統計的演算によって、ショット配
列座標とともに形状歪までも含めて求めることができ
る。さらに、ここではブロック毎にレンズエレメントを
駆動してレチクルパターンの投影像の形状を所定値に制
御していたが、例えばウエハ上のショット領域の平均的
な形状歪を求め、露光前に一度だけレンズエレメントを
駆動して投影像の形状を制御しても、1ショット毎に投
影像の形状を制御しても構わない。
In this embodiment, the shape distortion of the shot area is obtained by actually measuring the position of the pattern for measuring the shape distortion. However, the method of obtaining the shape distortion may be arbitrary. In the case where the shape is deformed as described above, it is possible to obtain not only the shot arrangement coordinates but also the shape distortion by a statistical operation at the time of alignment. Furthermore, here, the shape of the projected image of the reticle pattern is controlled to a predetermined value by driving the lens element for each block, but for example, an average shape distortion of a shot area on a wafer is obtained, and only once before exposure. The shape of the projected image may be controlled by driving the lens element, or the shape of the projected image may be controlled for each shot.

【0059】また、レンズエレメントを駆動するたび
に、上記検出系21、22に対してオフセットを設定す
る必要はなく、実際にはレンズエレメントの駆動に伴う
結像面の変化量が所定の許容値を超える時のみ、上記検
出系21、22に対してオフセットを設定すれば良い。
この際、上記検出系21、22に対して電気的にオフセ
ットを与えても構わない。
It is not necessary to set an offset for the detection systems 21 and 22 each time the lens element is driven. In practice, the amount of change in the imaging plane due to the driving of the lens element is a predetermined allowable value. The offset may be set with respect to the detection systems 21 and 22 only when the number exceeds the threshold value.
At this time, the detection systems 21 and 22 may be electrically offset.

【0060】ここで、例えば装置立ち上げ時の投影光学
系のディストーション特性(初期値)が長期間にわたり
変化することがあり得る。これは製造時に発生した応力
が長期間に開放されるためであて、製造上の管理により
ほとんど防げるが、まれに上記変化が発生することも考
えられる。このような場合においては、上記変化に応じ
てレンズエレメント6、7、8を駆動し、投影光学系の
ディストーション特性(投影倍率等についても同様)を
新たな初期値に設定し直す。
Here, for example, the distortion characteristic (initial value) of the projection optical system when the apparatus is started may change over a long period of time. This is because the stress generated at the time of manufacturing is released for a long period of time, and can be almost prevented by management in manufacturing. However, the above change may rarely occur. In such a case, the lens elements 6, 7, and 8 are driven according to the above change, and the distortion characteristics of the projection optical system (the same applies to the projection magnification and the like) are reset to new initial values.

【0061】これによって、上記変化による投影光学系
のディストーション特性の変動をほぼ抑えることがで
き、常にディストーションがほとんどない状態が初期値
として設定されることになる。上記動作を行う際にも、
改めて上記検出系21、22の初期値設定、すなわち上
記検出系21、22に対してオフセットを設定する必要
がある。
As a result, the fluctuation of the distortion characteristic of the projection optical system due to the above change can be substantially suppressed, and a state where there is almost no distortion is always set as the initial value. When performing the above operation,
It is necessary to set the initial values of the detection systems 21 and 22 again, that is, set an offset for the detection systems 21 and 22 again.

【0062】また、本実施例においては、レンズエレメ
ントの駆動に応じて生じる投影光学系の結像面の変化量
を、レンズエレメントの駆動量の関数として演算にて求
めていたが、実際に結像面の変化量を直接に、逐次測
定、あるいはレンズエレメント駆動時に測定できれば、
上記演算を行う必要がない。しかも、より精度良く結像
面の変化量を求めることができるとともに、レンズエレ
メントの駆動以外の要因で結像面が変化しても、その変
化に対応して結像面の変化量をほぼ零に抑えることがで
きる。
In the present embodiment, the amount of change in the imaging plane of the projection optical system that occurs in accordance with the driving of the lens element is obtained by calculation as a function of the amount of driving of the lens element. If the amount of change in the image plane can be measured directly, sequentially, or when the lens element is driven,
There is no need to perform the above operation. In addition, the amount of change in the imaging plane can be determined with higher accuracy. Can be suppressed.

【0063】しかしながら、実際には結像面の変化量、
すなわち投影光学系の露光フィールド内の複数点でのフ
ォーカス位置を直接に、逐次測定することは非常に困難
であり、特に露光フィールドの中心近傍での測定は難し
いが、ここでは以下に、従来より知られている測定方法
の一例を簡単に説明する。
However, actually, the amount of change of the image plane,
That is, it is very difficult to directly and sequentially measure the focus positions at a plurality of points in the exposure field of the projection optical system, and it is particularly difficult to measure the focus position near the center of the exposure field. An example of a known measurement method will be briefly described.

【0064】一般に、レチクルパターンの投影像とウエ
ハ上の回路パターンとを位置合わせするためのTTR
(スルー・ザ・レチクル)方式のアライメントセンサー
を備えている露光装置の場合では、このアライメントセ
ンサーを用いて上記変化量を実測する方法、例えばアラ
イメントセンサーによりウエハステージ上に設けられた
基準マークを投影光学系を介して観察し、そのコントラ
ストからフォーカス位置を求める方法が知られている。
Generally, a TTR for aligning a projected image of a reticle pattern with a circuit pattern on a wafer is used.
In the case of an exposure apparatus equipped with a (through-the-reticle) type alignment sensor, a method of measuring the amount of change using the alignment sensor, for example, projecting a reference mark provided on a wafer stage by the alignment sensor There is known a method of observing through an optical system and obtaining a focus position from the contrast.

【0065】これは、レチクル上方に設けられたアライ
メントセンサー(顕微鏡)にて観察された基準マークの
画像を取り込み、例えば受光光量の最大値と最小値との
差分を求めることでそのコントラストを求めながらウエ
ハステージを上下動させ、最もコントラストの良いステ
ージの高さ位置を決定するものである。
In this method, an image of a reference mark observed by an alignment sensor (microscope) provided above the reticle is taken in, and for example, the difference between the maximum value and the minimum value of the amount of received light is obtained to obtain the contrast thereof. By moving the wafer stage up and down, the height position of the stage having the best contrast is determined.

【0066】従って、レンズエレメントを駆動してディ
ストーション特性を補正した時には、上記方法によって
露光フィールド(結像面に対応)内の複数の箇所におい
て、フォーカス位置(像面位置)を求めることにより結
像面の変化量を決定し、この決定された変化量に応じて
上記検出系21、22に対してオフセットを設定すれば
良い。
Therefore, when the distortion characteristic is corrected by driving the lens element, the focus position (image plane position) is obtained at a plurality of positions in the exposure field (corresponding to the image plane) by the above method. The amount of change in the surface may be determined, and an offset may be set for the detection systems 21 and 22 according to the determined amount of change.

【0067】焦点検出系、水平位置検出系は任意、例え
ば波長の異なる複数のスリット像を露光領域内に照射し
て焦点・傾斜を同時に検出するような構成としても良
い。
The focus detection system and the horizontal position detection system may be arbitrary, for example, may be configured to irradiate a plurality of slit images having different wavelengths into the exposure area to simultaneously detect the focus and tilt.

【0068】また、上記実施例ではレンズエレメント
6、7、8を駆動することによって、投影光学系PLの
結像状態を所定値に制御していたが、レチクルRを駆動
しても全く同様の効果を得ることができる。特に糸巻型
や樽型のディストーションを制御する場合には、レチク
ルを傾斜させることが有効である。
In the above-described embodiment, the imaging state of the projection optical system PL is controlled to a predetermined value by driving the lens elements 6, 7, and 8. However, the same applies when the reticle R is driven. The effect can be obtained. In particular, when controlling a pincushion-type or barrel-type distortion, it is effective to tilt the reticle.

【0069】このため、ディストーションに関してはレ
ンズエレメントとともにレチクルを駆動して制御するよ
うにしても良い。尚、両側テレセントリックな投影光学
系の場合には、レチクルを上下動させても投影倍率を制
御することはできない。このような場合にはレチクルの
傾斜によりディストーションを制御し、投影倍率に関し
てはレンズエレメントを上下動させる、もしくは2つの
レンズエレメント間に密封された空間を形成して、この
密封空間の圧力を制御することにより調整するようにし
ても良い。
For this reason, the distortion may be controlled by driving the reticle together with the lens element. In the case of a double-sided telecentric projection optical system, the projection magnification cannot be controlled even if the reticle is moved up and down. In such a case, the distortion is controlled by the inclination of the reticle, and the projection magnification is moved up and down, or a sealed space is formed between the two lens elements to control the pressure in the sealed space. The adjustment may be made by the following.

【0070】また、例えばレチクルの傾斜によりディス
トーションを制御し、上記密封空間の圧力制御により投
影倍率を調整する場合には、焦点検出系21及び水平位
置検出系22を用いずとも、投影光学系の少なくとも一
部のレンズエレメントを駆動することによって、ディス
トーションや投影倍率の調整に伴なって生じる結像面の
変動を防止でき、これによって最良結像面とウエハ表面
とのずれ量をほぼ零に抑えることが可能となる。なお、
図1に記載された投影光学装置においては、マスクまた
は投影光学系のレンズ素子駆動量と結像面の変化量との
関係に関するデータあるいは計算式等が予め制御部に数
式あるいはテーブル等として格納されている。そして演
算手段において、上記データ等に基いてマスクまたはレ
ンズ素子の駆動に応じて生じる結像面の変化量を計算に
よって求め、補正量を算出している。そして加工片たる
ウエハの傾斜を検出して傾斜補正する手段及び焦点合わ
せ手段に、前記補正量を電気的あるいは光学的なオフセ
ットとして入力し、変動分を補正する。しかる後、上記
2つの手段を用いて投影光学系の結像面とウエハ面とを
ほぼ一致させている。このようにして、倍率調整時に生
じる像面の傾斜あるいは像面の湾曲の影響を最小限とす
ることができる。
For example, when controlling the distortion by controlling the inclination of the reticle and adjusting the projection magnification by controlling the pressure in the sealed space, the focus detection system 21 and the horizontal position detection system 22 can be used without using the projection optical system. By driving at least a part of the lens elements, it is possible to prevent a change in the imaging plane caused by the adjustment of the distortion and the projection magnification, thereby suppressing the deviation amount between the best imaging plane and the wafer surface to almost zero. It becomes possible. In addition,
In the projection optical apparatus shown in FIG. 1, data or calculation formulas relating to the relationship between the amount of drive of the mask or the lens element of the projection optical system and the change amount of the image plane are stored in advance in the control unit as mathematical formulas or tables. ing. Then, in the arithmetic means, the amount of change in the imaging plane caused by the driving of the mask or the lens element is calculated based on the data and the like, and the correction amount is calculated. Then, the correction amount is input as an electrical or optical offset to the means for detecting the inclination of the wafer as the workpiece and correcting the inclination and the focusing means, and corrects the variation. Thereafter, the image forming plane of the projection optical system and the wafer surface are made substantially coincident by using the above two means. In this way, it is possible to minimize the influence of the inclination of the image plane or the curvature of the image plane that occurs when adjusting the magnification.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、ディストー
ションあるいは投影倍率を補正するために投影光学系の
一部のレンズエレメントを駆動するステッパーにおい
て、補正時に生じる像面の傾斜あるいは湾曲を、傾斜補
正手段あるいは焦点合わせ手段の目標位置を修正するこ
とで平均的に、焦点外れが最小とすることが可能であ
る。
As described above, according to the present invention, in a stepper for driving a part of lens elements of a projection optical system to correct a distortion or a projection magnification, the inclination or curvature of an image plane generated at the time of correction can be reduced. By correcting the target position of the inclination correcting means or the focusing means, it is possible to minimize the defocus on average.

【0072】このため、回路の線幅精度を低下させるこ
となく、ディストーションあるいは投影倍率を補正でき
るため、基板の伸縮に伴う所定領域の形状変化に対応し
てマスクパターンの投影像の形状を制御でき、露光領域
内全域での合わせ精度の向上が図れ、LSIの製造歩留
りが改善される効果がある。
For this reason, the distortion or the projection magnification can be corrected without lowering the line width accuracy of the circuit, so that the shape of the projected image of the mask pattern can be controlled in accordance with the shape change of the predetermined area due to the expansion and contraction of the substrate. In addition, it is possible to improve the alignment accuracy in the entire exposure region, thereby improving the LSI manufacturing yield.

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

【図1】本発明による装置の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an apparatus according to the present invention.

【図2】本発明実施例の投影光学系を上方から見た図で
ある。
FIG. 2 is a view of the projection optical system according to the embodiment of the present invention as viewed from above.

【図3】レンズエレメント駆動に伴う像の変形を示す概
念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a deformation of an image due to driving of a lens element.

【図4】レンズエレメント駆動に伴う像面傾斜発生を示
す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing occurrence of an image plane inclination accompanying driving of a lens element.

【図5】レンズエレメント駆動機構の簡略化した模式図
である。
FIG. 5 is a simplified schematic diagram of a lens element driving mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R レチクル PL 投影光学系 6,7,8 駆動されるレンズエレメント 13 レベリングステージ 15 Zステージ 21 焦点検出系 22 水平位置検出系 R Reticle PL Projection optical system 6, 7, 8 Driven lens element 13 Leveling stage 15 Z stage 21 Focus detection system 22 Horizontal position detection system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定のパターンが形成されたマスクを照明
し、該パターンの像を投影光学系を介して、被投影基板
上に所定の結像状態で結像させる投影露光装置におい
て、 前記投影光学系の一部の光学要素を前記投影光学系の光
軸に対して傾斜させることによって、前記マスクのパタ
ーンの像の結像状態を調整する第1制御手段と、 前記投影光学系の像面と前記被投影基板の表面とをほぼ
一致させるように、前記投影光学系の一部の光学要素の
傾斜に応じて前記投影光学系の像面と前記被投影基板と
の相対的な位置関係を調整する第2制御手段と、 を備えたことを特徴とする投影露光装置。
1. A projection exposure apparatus which illuminates a mask on which a predetermined pattern is formed and forms an image of the pattern on a substrate to be projected in a predetermined imaging state via a projection optical system. A first control unit that adjusts an image forming state of an image of the pattern of the mask by inclining a part of optical elements of the optical system with respect to an optical axis of the projection optical system; and an image plane of the projection optical system. And the relative positional relationship between the image plane of the projection optical system and the projection target substrate in accordance with the inclination of a part of the optical elements of the projection optical system so that the surface of the projection target substrate substantially matches the surface of the projection target substrate. A projection exposure apparatus, comprising: second control means for adjusting.
【請求項2】前記第2制御手段は、前記投影光学系の一
部の光学要素の傾斜によって生じる前記投影光学系の像
面の変化に応じて、前記投影光学系の像面と前記被投影
基板との相対的に移動することを特徴とする請求項1に
記載の投影露光装置。
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein said second control means is configured to control an image plane of said projection optical system and said projection target in accordance with a change in an image plane of said projection optical system caused by an inclination of a part of optical elements of said projection optical system. 2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection exposure apparatus moves relatively to a substrate.
【請求項3】前記投影光学系の一部の光学素子は、各々
が独立に傾斜可能な複数のレンズ群で構成されているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の投影露光装
置。
3. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein a part of the optical elements of the projection optical system includes a plurality of lens groups each of which can be tilted independently.
【請求項4】前記結像状態の調整は、他の投影露光装置
における投影光学系の結像特性を考慮して行われること
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の投
影露光装置。
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the adjustment of the image forming state is performed in consideration of an image forming characteristic of a projection optical system in another projection exposure apparatus. Projection exposure equipment.
【請求項5】前記投影光学系によって形成される投影像
の倍率を調整するために前記一部の光学素子を傾斜させ
ることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記
載の投影露光装置。
5. A projection according to claim 1, wherein said part of optical elements is inclined to adjust a magnification of a projection image formed by said projection optical system. Exposure equipment.
【請求項6】前記投影光学系によって形成される投影像
のディストーションを調整するために前記一部の光学素
子を傾斜させることを特徴とする請求項1から4のいず
れか一項に記載の投影露光装置。
6. The projection according to claim 1, wherein the optical elements are inclined to adjust a distortion of a projection image formed by the projection optical system. Exposure equipment.
【請求項7】請求項1から6のいずれか一項に記載の装
置を用いる回路製造方法。
7. A circuit manufacturing method using the device according to claim 1.
【請求項8】所定のパターンが形成されたマスクを照明
し、該パターンの像を投影光学系を介して、被投影基板
上に所定の結像状態で結像させる投影露光方法におい
て、 前記マスクのパターンの像の結像状態を調整するため
に、前記投影光学系の一部の光学要素を前記投影光学系
の光軸に対して傾斜し; 前記投影光学系の像面と前記被投影基板の表面とがほぼ
一致するように、前記光学要素の傾斜に応じて前記投影
光学系の像面と前記被投影基板との相対的な位置関係を
調整することを特徴とする投影露光方法。
8. A projection exposure method for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and forming an image of the pattern on a substrate to be projected in a predetermined image formation state via a projection optical system. Tilting some optical elements of the projection optical system with respect to the optical axis of the projection optical system in order to adjust the image formation state of the image of the pattern; and the image plane of the projection optical system and the substrate to be projected. A relative position relationship between an image plane of the projection optical system and the projection target substrate is adjusted in accordance with the inclination of the optical element so that the surface substantially coincides with the surface of the projection optical system.
【請求項9】前記投影光学系の一部の光学要素の傾斜に
よって生じる前記投影光学系の像面変化を考慮して前記
投影光学系の像面と前記被投影基板との相対的な位置関
係を調整することを特徴とする請求項8に記載の投影露
光方法。
9. A relative positional relationship between the image plane of the projection optical system and the substrate to be projected in consideration of a change in the image plane of the projection optical system caused by the inclination of some optical elements of the projection optical system. The projection exposure method according to claim 8, wherein is adjusted.
【請求項10】前記投影光学系の一部の光学要素の傾斜
によって生じる前記投影光学系の像面変化は、前記投影
光学系の光軸方向に関する前記像面の位置変化を含むこ
とを特徴とする請求項8または9に記載の投影露光方
法。
10. The image plane change of the projection optical system caused by the inclination of some optical elements of the projection optical system includes a change in the position of the image plane in the optical axis direction of the projection optical system. The projection exposure method according to claim 8 or 9, wherein
【請求項11】前記光学要素の傾斜によって生じる前記
投影光学系の像面変化は、前記像面の傾斜変化を含むこ
とを特徴とする請求項8または9に記載の投影露光方
法。
11. The projection exposure method according to claim 8, wherein the change in the image plane of the projection optical system caused by the inclination of the optical element includes a change in the inclination of the image plane.
【請求項12】前記光学要素の傾斜によって生じる前記
投影光学系の像面変化は、前記像面の湾曲変化を含むこ
とを特徴とする請求項8または9に記載の投影露光方
法。
12. The projection exposure method according to claim 8, wherein the change in the image plane of the projection optical system caused by the inclination of the optical element includes a change in the curvature of the image plane.
【請求項13】前記結像状態の調整は、前記被投影基板
上のショット領域の形状歪みを考慮して行われることを
特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載の投
影露光方法。
13. The projection exposure according to claim 8, wherein the adjustment of the image forming state is performed in consideration of a shape distortion of a shot area on the projection target substrate. Method.
【請求項14】前記被投影基板上のショット領域の形状
歪みは、非等方的な台形歪を含むことを特徴とする請求
項13に記載の投影露光方法。
14. The projection exposure method according to claim 13, wherein the shape distortion of the shot area on the projection target substrate includes an anisotropic trapezoidal distortion.
【請求項15】前記被投影基板上のショット領域の形状
歪みは、非等方的な菱形歪を含むことを特徴とする請求
項13に記載の投影露光方法。
15. The projection exposure method according to claim 13, wherein the shape distortion of the shot area on the projection target substrate includes an anisotropic rhombic distortion.
【請求項16】所定のパターンが形成されたマスクを照
明し、該パターンの像を投影光学系を介して、被投影基
板上に所定の結像状態で結像させる投影露光装置におい
て、 前記マスクのパターン像の投影倍率とディストーション
の少なくとも一方を調整する第1制御手段と、 前記投影倍率とディストーションの少なくとも一方の調
整によって生じる、前記投影光学系の像面傾斜の変化に
関する情報に基づいて、前記投影光学系の像面と前記被
投影基板の表面とがほぼ一致するように前記投影光学系
の像面と前記被投影基板との相対的な位置関係を調整す
る第2制御手段と、を備えたことを特徴とする投影露光
装置。
16. A projection exposure apparatus which illuminates a mask on which a predetermined pattern is formed, and forms an image of the pattern on a projection target substrate via a projection optical system in a predetermined image forming state. First control means for adjusting at least one of the projection magnification and distortion of the pattern image of the above, based on information on a change in the image plane inclination of the projection optical system caused by adjustment of at least one of the projection magnification and distortion. Second control means for adjusting the relative positional relationship between the image plane of the projection optical system and the substrate so that the image plane of the projection optical system substantially coincides with the surface of the substrate to be projected. A projection exposure apparatus.
【請求項17】前記マスクのパターン像の投影倍率とデ
ィストーションの少なくとも一方の調整は、前記投影光
学系の一部の光学素子を動かすことによって行なわれる
ことを特徴とする請求項16に記載の投影露光装置。
17. The projection according to claim 16, wherein at least one of the projection magnification and the distortion of the pattern image of the mask is adjusted by moving some optical elements of the projection optical system. Exposure equipment.
【請求項18】前記投影光学系の一部の光学素子は、各
々が独立に移動可能な複数のレンズ群で構成されている
ことを特徴とする請求項17に記載の投影露光装置。
18. The projection exposure apparatus according to claim 17, wherein some optical elements of said projection optical system are constituted by a plurality of lens groups each of which can move independently.
【請求項19】前記投影倍率とディストーションの少な
くとも一方の調整は、他の投影露光装置における投影光
学系の結像特性を考慮して行われることを特徴とする請
求項16から18のいずれか一項に記載の投影露光装
置。
19. The apparatus according to claim 16, wherein the adjustment of at least one of the projection magnification and the distortion is performed in consideration of an imaging characteristic of a projection optical system in another projection exposure apparatus. Item 6. The projection exposure apparatus according to Item 1.
【請求項20】請求項16から19のいずれか一項に記
載の装置を用いる回路製造方法。
20. A circuit manufacturing method using the device according to claim 16.
【請求項21】所定のパターンが形成されたマスクを照
明し、該パターンの像を投影光学系を介して、被投影基
板上に所定の結像状態で結像させる投影露光方法におい
て、 前記マスクのパターンの像の投影倍率とディストーショ
ンの少なくとも一方の調整によって生じる、前記投影光
学系の像面傾斜の変化に関する情報を求めることを特徴
とする投影露光方法。
21. A projection exposure method for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and forming an image of the pattern on a substrate to be projected in a predetermined image-forming state via a projection optical system. A projection exposure method for obtaining information on a change in image plane tilt of the projection optical system, which is caused by adjusting at least one of the projection magnification and distortion of the image of the pattern.
【請求項22】前記投影倍率とディストーションの少な
くとも一方の調整は、前記投影光学系の一部の光学素子
の位置調整により行うことを特徴とする請求項21に記
載の投影露光方法。
22. The projection exposure method according to claim 21, wherein the adjustment of at least one of the projection magnification and the distortion is performed by adjusting the position of a part of optical elements of the projection optical system.
【請求項23】前記光学素子の位置調整は、前記投影光
学系の光軸に対する傾斜量を調整することを特徴とする
請求項22に記載の投影露光方法。
23. The projection exposure method according to claim 22, wherein the position of the optical element is adjusted by adjusting a tilt amount of the projection optical system with respect to an optical axis.
【請求項24】前記ディストーションの調整は、前記マ
スクを傾斜させることにより行うことを特徴とする請求
項21から23のいずれか一項に記載の投影露光方法。
24. The projection exposure method according to claim 21, wherein the adjustment of the distortion is performed by tilting the mask.
【請求項25】前記投影倍率とディストーションの少な
くとも一方の調整は、前記被投影基板上のショット領域
の形状歪を考慮して行われることを特徴とする請求項2
1から24のいずれか一項に記載の投影露光方法。
25. The apparatus according to claim 2, wherein at least one of the projection magnification and the distortion is adjusted in consideration of the shape distortion of the shot area on the projection target substrate.
25. The projection exposure method according to any one of 1 to 24.
【請求項26】前記被投影基板上のショット領域の形状
歪みは、非等方的な台形歪を含むことを特徴とする請求
項25に記載の投影露光方法。
26. The projection exposure method according to claim 25, wherein the shape distortion of the shot area on the projection target substrate includes an anisotropic trapezoidal distortion.
【請求項27】前記被投影基板上のショット領域の形状
歪みは、非等方的な菱形歪を含むことを特徴とする請求
項25に記載の投影露光方法。
27. The projection exposure method according to claim 25, wherein the shape distortion of the shot area on the projection target substrate includes an anisotropic rhombic distortion.
【請求項28】前記求められた情報に基づいて、前記投
影光学系の像面と前記被投影基板の表面とがほぼ一致す
るように、前記投影光学系の像面と前記被投影基板との
相対的な位置関係を調整することを特徴とする請求項2
1から27のいずれか一項に記載の投影露光方法。
28. The image plane of the projection optical system and the substrate to be projected such that the image plane of the projection optical system substantially coincides with the surface of the substrate to be projected based on the obtained information. 3. A relative positional relationship is adjusted.
28. The projection exposure method according to any one of 1 to 27.
【請求項29】所定のパターンが形成されたマスクを照
明し、該パターンの像を両側テレセントリックな投影光
学系を介して、被投影基板上に所定の結像状態で結像さ
せる投影露光方法において、 前記マスクのパターン像のディストーションを調整する
ために前記投影光学系の光軸に対して前記マスクを傾斜
し; 前記マスクのパターンの像の投影倍率を調整するため
に、前記投影光学系内の密封空間の圧力を制御し; 前記ディストーションと前記投影倍率の調整によって生
じる前記投影光学系の像面の変化を、前記投影光学系の
一部の光学素子を動かすことによって防止することを特
徴とする投影露光方法。
29. A projection exposure method for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed and forming an image of the pattern on a substrate to be projected in a predetermined image-forming state via a double-sided telecentric projection optical system. Tilting the mask with respect to the optical axis of the projection optical system to adjust the distortion of the pattern image of the mask; and adjusting the projection magnification of the image of the pattern of the mask in the projection optical system. Controlling the pressure in the sealed space; preventing a change in the image plane of the projection optical system caused by adjusting the distortion and the projection magnification by moving some optical elements of the projection optical system. Projection exposure method.
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