JP3209186B2 - Exposure apparatus and method - Google Patents

Exposure apparatus and method

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JP3209186B2
JP3209186B2 JP26140298A JP26140298A JP3209186B2 JP 3209186 B2 JP3209186 B2 JP 3209186B2 JP 26140298 A JP26140298 A JP 26140298A JP 26140298 A JP26140298 A JP 26140298A JP 3209186 B2 JP3209186 B2 JP 3209186B2
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mark detection
exposure apparatus
reticle
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健爾 西
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハや液晶
用ガラスプレート等の基板に塗布された感光層を露光す
る投影露光装置に関し、特にオフ・アクシス方式のアラ
イメント系のベースラインを高精度に管理する機能を備
えた投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus for exposing a photosensitive layer applied to a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate for a liquid crystal, and more particularly, to precisely control a baseline of an off-axis type alignment system. The present invention relates to a projection exposure apparatus having a function of performing

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、オフ・アクシス・アライメント系
を備えた投影露光装置(以下、便宜上ステッパーと呼
ぶ)では、特開昭53−56975号公報、特開昭56
−134737号公報等に開示されているように、感光
基板(以下ウェハとする)を保持してステップ・アンド
・リピート方式で2次元移動するウェハステージ上に基
準となるマーク板を固設し、この基準マーク板を使って
オフ・アクシス・アライメント系と投影光学系との間の
距離、所謂ベースライン量を管理していた。図1は上記
各公報に開示されたベースライン計測の原理を模式的に
表わした図である。図1において、主コンデンサーレン
ズICLは、露光時にレチクル(マスク)Rを均一に照
明するものである。レチクルRはレチクルステージRS
Tに保持され、このレチクルステージRSTはレチクル
Rの中心CCが投影レンズPLの光軸AXと合致するよ
うに移動される。一方ウェハステージWST上には、ウ
ェハ表面に形成されたアライメントマークと同等の基準
マークFMが付設され、この基準マークFMが投影レン
ズPLの投影視野内の所定位置にくるようにステージW
STを位置決めすると、レチクルRの上方に設けられた
TTL(スルーザレンズ)方式のアライメント系DDA
によって、レチクルRのマークRMと基準マークFMと
が同時に検出される。マークRMとレチクルRの中心C
Cとの距離Laは設計上予め定まった値であり、投影レ
ンズPLの像面側(ウェハ側)におけるマークRMの投
影点と中心CCの投影点との距離は、La/Mとなる。
ここでMは、ウェハ側からレクチル側を見たときの投影
レンズPLの倍率であり、1/5縮小投影レンズの場合
はM=5である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection exposure apparatus having an off-axis alignment system (hereinafter referred to as a stepper for convenience) has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 53-56975 and 56-56975.
As disclosed in JP-A-134737, etc., a reference mark plate is fixed on a wafer stage that holds a photosensitive substrate (hereinafter, referred to as a wafer) and moves two-dimensionally by a step-and-repeat method, The reference mark plate is used to manage the distance between the off-axis alignment system and the projection optical system, that is, the so-called baseline amount. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the principle of baseline measurement disclosed in the above publications. In FIG. 1, a main condenser lens ICL illuminates a reticle (mask) R uniformly during exposure. Reticle R is reticle stage RS
The reticle stage RST is held at T and moved such that the center CC of the reticle R coincides with the optical axis AX of the projection lens PL. On the other hand, on wafer stage WST, a reference mark FM equivalent to an alignment mark formed on the wafer surface is provided, and stage W is moved so that reference mark FM comes to a predetermined position in the projection field of view of projection lens PL.
When the ST is positioned, a TTL (through-the-lens) type alignment system DDA provided above the reticle R
Thereby, the mark RM of the reticle R and the reference mark FM are simultaneously detected. Mark RM and center C of reticle R
The distance La to C is a value predetermined in design, and the distance between the projection point of the mark RM and the projection point of the center CC on the image plane side (wafer side) of the projection lens PL is La / M.
Here, M is the magnification of the projection lens PL when the reticle side is viewed from the wafer side, and M = 5 in the case of a 1/5 reduction projection lens.

【0003】また投影レンズPLの外側(投影視野外)
には、オフ・アクシス方式のウェハ・アライメント系O
WAが固設されている。ウェハ・アライメント系OWA
の光軸は、投影像面側では投影レンズPLの光軸AXと
平行である。そしてウェハ・アライメント系OWAの内
部には、ウェハ上のマーク、又は基準マークFMをアラ
イメントする際の基準となる指標マークTMが、ガラス
板に設けられ、投影像面(ウェハ表面、又は基準マーク
FMの面)とほぼ共役に配置されている。
[0003] Outside the projection lens PL (outside the projection field of view)
Has an off-axis wafer alignment system O
The WA is fixed. Wafer alignment system OWA
Is parallel to the optical axis AX of the projection lens PL on the projection image plane side. In the wafer alignment system OWA, a mark on the wafer or an index mark TM serving as a reference when aligning the reference mark FM is provided on the glass plate, and a projected image plane (wafer surface or reference mark FM) is provided. Plane) is arranged substantially conjugate with the plane.

【0004】さて、ベースライン量BLは、図1に示す
ようにレチクルマークRMと基準マークFMとがアライ
メントされたときのステージWSTの位置X1と、指標
マークTMと基準マークFMとがアライメントされたと
きのステージWSTの位置X2とをレーザ干渉計等で計
測し、その差(X1−X2)を計算することで求められ
る。このベースライン量BLは、後でウェハ上のマーク
をウェハ・アライメント系OWAでアライメントして投
影レンズPLの直下に送り込むときの基準量となるもの
である。すなわちウェハ上の1ショット(被露光領域)
の中心とウェハ上のマークとの間隔をXP、ウェハマー
クが指標マークTMと合致したときのウェハステージW
STの位置をX3とすると、ショット中心とレチクル中
心CCとを合致させるためにはウェハステージWSTを
次式の位置に移動させればよい。
As shown in FIG. 1, the base line amount BL is such that the position X1 of the stage WST when the reticle mark RM and the reference mark FM are aligned, and the index mark TM and the reference mark FM are aligned. The position X2 of the stage WST at that time is measured by a laser interferometer or the like, and the difference (X1−X2) is calculated. This baseline amount BL is used as a reference amount when the mark on the wafer is later aligned by the wafer alignment system OWA and is sent immediately below the projection lens PL. That is, one shot on the wafer (exposed area)
XP between the center of the mark and the mark on the wafer, and the wafer stage W when the wafer mark matches the index mark TM.
Assuming that the position of ST is X3, the wafer center WST may be moved to the position of the following equation in order to match the shot center with the reticle center CC.

【0005】X3−BL−XP、又はX3−BL+XP 尚、この計算式は原理的に1次元方向のみを表している
だけで、実際には2次元で考える必要があり、さらにT
TLアライメント系DDA(すなわちマークRM)の配
置、ウェハ・アライメント系OWAの配置等によっても
計算方法が異なる。
X3-BL-XP or X3-BL + XP Note that this formula only represents the one-dimensional direction in principle, and it is actually necessary to consider it in two dimensions.
The calculation method differs depending on the arrangement of the TL alignment system DDA (that is, the mark RM), the arrangement of the wafer alignment system OWA, and the like.

【0006】いずれにしろ、オフ・アクシス方式のウェ
ハ・アライメント系OWAを用いてウェハ上のマーク位
置を検出した後、一定量だけウェハステージWSTを送
り込むだけで、ただちにレチクルRのパターンをウェハ
上のショット領域に正確に重ね合わせて露光することが
できる。
In any case, after the mark position on the wafer is detected using the off-axis type wafer alignment system OWA, the wafer stage WST is fed by a fixed amount, and the pattern of the reticle R is immediately transferred onto the wafer. Exposure can be performed so as to be accurately superimposed on the shot area.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
では、オフ・アクシス方式のアライメント系OWAの検
出中心点(指標マークTMの中心)と、レチクルRのマ
ークRMの投影レンズPLによる投影点との位置関係
(ベースライン量BL)を計測する際、その相対距離
は、ウェハステージWSTを移動させてレーザ干渉計を
求めている。このため、ウェハステージWSTの走り精
度、レーザ干渉計のレーザビーム光路の空気ゆらぎ等の
必然的にさけられない要因によって、ベースライン計測
の精度向上には自ずと限界が生じていた。また基準マー
クFMを、TTLアライメント系DDAの検出領域内に
位置決めするためのウェハステージWSTの移動と、基
準マークFMをオフ・アクシス・アライメント系OWA
の検出中心点に位置決めするためのウェハステージWS
Tの移動とが必要であり、ベースライン計測処理の速度
を高めることにも自ずと限界があった。
In the prior art as described above, the detection center of the off-axis type alignment system OWA (the center of the index mark TM) and the projection point of the mark RM of the reticle R by the projection lens PL are used. When measuring the positional relationship (baseline amount BL) with the laser interferometer, the relative distance is obtained by moving the wafer stage WST. For this reason, there is a natural limitation in improving the accuracy of the baseline measurement due to inevitable factors such as the running accuracy of the wafer stage WST and air fluctuation in the laser beam optical path of the laser interferometer. In addition, movement of wafer stage WST for positioning reference mark FM in the detection area of TTL alignment system DDA, and off-axis alignment system OWA of reference mark FM.
Stage WS for positioning at the detection center point
It is necessary to move T, and there is naturally a limit in increasing the speed of the baseline measurement processing.

【0008】本発明は、この様な従来の問題点に鑑みて
なされたもので、ベースライン計測精度の向上と処理速
度の向上を計った投影露光装置を得ることを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a projection exposure apparatus capable of improving baseline measurement accuracy and processing speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明では、感光基板を
保持するステージ上に、オフ・アクシス・アライメント
系(OWA)によって検出可能な第1基準マーク(FM
1)と投影光学系を介したアライメント系によって検出
可能な第2基準マーク(FM2)とを、予め定められた
設計上の位置関係で並置した。そして投影光学系を介し
たアライメント系によってレチクル(マスク)上のマー
ク(RM1、RM2)とステージ上の第2基準マーク
(FM2)との位置ずれを検知するのと同時に、オフ・
アクシス・アライメント系(OWA)によってステージ
上の第1基準マーク(FM1)の検出中心からの位置ず
れを検知する。さらに、第1基準マーク(FM1)と第
2基準マーク(FM2)との設計上の間隔(製造誤差を
含む)と、検知した各位置ずれ量とに基づいて、レチク
ル上のマークの投影光学系による投影点と、オフ・アク
シス・アライメント系OWAの検出中心点との相対距
離、すなわちベースラインを算出するようにした。
According to the present invention, a first reference mark (FM) detectable by an off-axis alignment system (OWA) is provided on a stage for holding a photosensitive substrate.
1) and a second reference mark (FM2) detectable by an alignment system via a projection optical system were juxtaposed in a predetermined positional relationship in design. The alignment system via the projection optical system detects the positional deviation between the marks (RM1, RM2) on the reticle (mask) and the second reference mark (FM2) on the stage, and simultaneously detects off-position.
An axis alignment system (OWA) detects a displacement of the first reference mark (FM1) on the stage from the detection center. Further, a projection optical system for the mark on the reticle is determined based on a design interval (including a manufacturing error) between the first fiducial mark (FM1) and the second fiducial mark (FM2) and the detected amount of misalignment. , And the relative distance between the detection center point of the off-axis alignment system OWA, that is, the base line is calculated.

【0010】本発明では、投影光学を介したアライメン
ト系とオフ・アクシス・アライメント系とを同時に使っ
て、基準板上の各基準マークを検出するため、ステージ
の走り精度、位置決め精度に左右されずに、極めて正確
なベースライン計測が可能になる。従来のようにウェハ
ステージを移動させて、その移動量からベースライン量
を計測するのではないので、ステージ位置計測用のレー
ザ干渉計の測定値に依存しないという利点がある。
In the present invention, since each reference mark on the reference plate is detected by simultaneously using the alignment system via the projection optics and the off-axis alignment system, it is not affected by the running accuracy and positioning accuracy of the stage. In addition, extremely accurate baseline measurements can be made. Since the base line amount is not measured by moving the wafer stage and moving the wafer stage as in the related art, there is an advantage that the wafer stage does not depend on the measurement value of the laser interferometer for measuring the stage position.

【0011】さらに本発明は、ステージ上に設けた基準
板の各マークを基準にして、レチクル(マスク)の位置
検出、位置ずれ量検出、あるいはレチクルアライメント
を行なうと同時に、基準板を基準としてベースライン計
測をするので、全ての基準が統一されているとともに、
一連の処理が短時間のうちに終了するという利点すなわ
ち高精度、高スループットの両方の効果が得られる。
Further, according to the present invention, the position of a reticle (mask), the amount of misregistration detection, or the reticle alignment is detected with reference to each mark of a reference plate provided on a stage, and the base is set with reference to the reference plate. Since line measurement is performed, all standards are unified,
An advantage that a series of processing is completed in a short time, that is, both effects of high accuracy and high throughput can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施形態】図2は、本発明の実施例による投影
露光装置の構成を示す斜視図であり、図1の従来装置と
同じ部材には同一の符号をつけてある。図2において、
レチクルR上にはウェハW上に露光すべき回路パターン
等が形成されたパターン領域PAとアライメント用のレ
チクルマークRM1、RM2とが設けられている。この
レチクルマークRM1、RM2は、それぞれ投影光学系
を介したアライメント系の対物レンズ1A、1Bを介し
て光電的に検出される。またレチクルステージRST
は、図2中には不図示のモータ等の駆動系によって2次
元(X、Y、θ方向)に移動可能であり、その移動量、
又は移動位置は3つのレーザ干渉計IRX、IRY、I
Rθによって遂次計測される。レチクルステージRST
のZ軸(光軸AXと平行な座標軸)回りの回転量は、干
渉計IRYとIRθの計測値の差で求められ、Y軸方向
の平行移動量は干渉計IRYとIRθの計測値の平均値
で求められ、X軸方向の平行移動量は干渉計IRXで求
められる。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The same members as those in the conventional apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG.
On the reticle R, there are provided a pattern area PA in which a circuit pattern to be exposed on the wafer W and the like, and reticle marks RM1 and RM2 for alignment. The reticle marks RM1 and RM2 are photoelectrically detected via objective lenses 1A and 1B of an alignment system via a projection optical system, respectively. Reticle stage RST
Can be moved two-dimensionally (X, Y, θ directions) by a driving system such as a motor not shown in FIG.
Or the movement position is determined by three laser interferometers IRX, IRY, I
It is successively measured by Rθ. Reticle stage RST
The amount of rotation about the Z-axis (coordinate axis parallel to the optical axis AX) is determined by the difference between the measured values of the interferometers IRY and IRθ, and the amount of translation in the Y-axis direction is the average of the measured values of the interferometers IRY and IRθ. The amount of parallel movement in the X-axis direction is obtained by the interferometer IRX.

【0013】本実施例では、投影レンズPLのみを介し
てウェハW上のマークを検出するために投影光学系を介
した第2のアライメント系が、X方向用とY方向用とで
分離して設けられている。X方向用の第2の投影光学系
を介するアライメント系は、レチクルステージRSTと
投影レンズPLとの間に固定したミラー2Xと対物レン
ズ3X等で構成され、Y方向用の第2のアライメント系
は、同様にして配置されたミラー2Yと対物レンズ3Y
等で構成される。本実施例では、対物レンズ1A、1B
を含む第1のアライメント系を以降、TTR(スルーザ
レチクル)アライメント系と呼び、対物レンズ3X、3
Yを含む第2のアライメント系は単にTTLアライメン
ト系と呼ぶことにする。
In this embodiment, a second alignment system via a projection optical system for detecting a mark on the wafer W via only the projection lens PL is separated for the X direction and the Y direction. Is provided. The alignment system via the second projection optical system for the X direction includes a mirror 2X fixed between the reticle stage RST and the projection lens PL, the objective lens 3X, and the like. The second alignment system for the Y direction is , A mirror 2Y and an objective lens 3Y arranged in the same manner.
Etc. In this embodiment, the objective lenses 1A, 1B
Is hereinafter referred to as a TTR (through the reticle) alignment system, and the objective lens 3X, 3
The second alignment system including Y is simply called a TTL alignment system.

【0014】さて、ウェハWが載置されるウェハステー
ジWSTの2辺上には、レーザ干渉計IFXからのビー
ムを反射する移動鏡IMxと、レーザ干渉計IFY1、
IFY2の各々からのビームを反射する移動鏡IMyと
が固定されている。干渉計IFXからのビームはY方向
に伸びた移動鏡IMxの反射面と垂直であり、そのビー
ムの延長線は投影レンズPLの光軸AXの延長線と直交
する。干渉計IFY2からのビームは、X方向に伸びた
移動鏡IMyの反射面と垂直であり、そのビームの延長
線も光軸AXの延長線と直交する。もう1つの干渉計I
FY1からのビームは、移動鏡IMyの反射面と垂直で
あり、干渉計IFY2のビームと平行になっている。
On two sides of the wafer stage WST on which the wafer W is mounted, a moving mirror IMx for reflecting a beam from the laser interferometer IFX, a laser interferometer IFY1,
The movable mirror IMy that reflects the beam from each of the IFYs 2 is fixed. The beam from the interferometer IFX is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMx extending in the Y direction, and the extension of the beam is orthogonal to the extension of the optical axis AX of the projection lens PL. The beam from the interferometer IFY2 is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMy extending in the X direction, and the extension of the beam is also orthogonal to the extension of the optical axis AX. Another interferometer I
The beam from FY1 is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMy, and is parallel to the beam of the interferometer IFY2.

【0015】またオフ・アクシス方式のウェハ・アライ
メント系は、投影レンズPLの下端部の直近に固定され
た反射プリズム(又はミラー)4Aと対物レンズ4B等
で構成される。ウェハアライメント系の受光系4Cは内
部に共役指標マークTMを含み、プリズム4Aと対物レ
ンズ4Bを介して指標マーク板に結像されたウェハ上の
マーク等をCCDカメラで撮像する。
The off-axis type wafer alignment system includes a reflecting prism (or mirror) 4A and an objective lens 4B, which are fixed immediately near the lower end of the projection lens PL. The light receiving system 4C of the wafer alignment system includes a conjugate index mark TM inside, and picks up an image of a mark or the like on the wafer formed on the index mark plate via the prism 4A and the objective lens 4B with a CCD camera.

【0016】本実施例では、プリズム4Aを介してウェ
ハステージWST上に落ちる対物レンズ4Bの光軸と、
投影レンズPLの光軸AXとがX方向のみに一定間隔だ
け離れ、Y方向については位置座標差がほとんどないよ
うに設定されている。さらに対物レンズ4Bのウェハス
テージWSTに落ちる光軸の延長線は、干渉計IFXの
ビームの延長線と干渉計IFY1のビームの延長線の各
々と直交する。このような干渉計の配置は、詳しくは特
開平1−309324号公報に開示されている。
In this embodiment, the optical axis of the objective lens 4B which falls on the wafer stage WST via the prism 4A,
The optical axis AX of the projection lens PL is set so as to be apart from the optical axis AX only by a certain distance only in the X direction, and there is almost no positional coordinate difference in the Y direction. Further, the extension of the optical axis of the objective lens 4B that falls on the wafer stage WST is orthogonal to each of the extension of the beam of the interferometer IFX and the extension of the beam of the interferometer IFY1. The arrangement of such an interferometer is disclosed in detail in JP-A-1-309324.

【0017】ウェハステージWST上には、ベースライ
ン計測のための2つの基準マークFM1、FM2を付設
した基準板FPが固設されている。基準板FPは、ウェ
ハステージWST上の2つの移動鏡IMx、IMyで囲
まれた角部に配置され、石英板等の低膨張係数の透明材
料の表面にクロム等の遮光層を形成し、その一部を基準
マークFM1、FM2の形状にエッチングしたものであ
る。基準マークFM1はオフ・アクシス方式のウェハ・
アライメント系(4A、4B、4C)で検出可能であ
り、基準マークFM2はTTRアライメント系(1A、
1B)、又はTTLアライメント系(2X、3X;2
Y、3Y)によって検出可能である。これら基準マーク
FM1、FM2のX方向の間隔は、サブミクロンの精度
で正確に作られている。
On the wafer stage WST, a reference plate FP provided with two reference marks FM1 and FM2 for baseline measurement is fixed. The reference plate FP is disposed at a corner surrounded by the two movable mirrors IMx and IMy on the wafer stage WST, and forms a light-shielding layer such as chromium on the surface of a low expansion coefficient transparent material such as a quartz plate. A part is etched in the shape of the reference marks FM1 and FM2. The reference mark FM1 is an off-axis type wafer.
It can be detected by the alignment system (4A, 4B, 4C), and the reference mark FM2 can be detected by the TTR alignment system (1A,
1B) or TTL alignment system (2X, 3X; 2
Y, 3Y). The distance between the reference marks FM1 and FM2 in the X direction is accurately formed with submicron accuracy.

【0018】図3は、ウェハステージWST上の各部材
の配置を示す平面図で、ウェハWはウェハステージWS
T上で微小回転可能なウェハホルダWHに配置され、真
空吸着される。本実施例では、ウェハWの直線状の切り
欠きOFがX軸と平行になるように機械的にプリアライ
メントされてからウェハホルダWH上に載置される。図
3の示すように、投影レンズPLの鏡筒下端部の直径の
中心(光軸AX)と対物レンズ4Bの視野とは極力接近
するように配置される。このように、投影レンズPLと
基準板FPとを配置したとき、ウェハWは投影レンズP
Lの直下の位置から図中、右斜め下へ最も移動している
ため、この状態でウェハWのローディング、アンローデ
ィングが可能である。この配置は、例えば特開昭63−
224326号公報に開示されている。
FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of each member on wafer stage WST.
The wafer is placed on a wafer holder WH that can be slightly rotated on T, and is vacuum-sucked. In this embodiment, the wafer W is placed on the wafer holder WH after being mechanically pre-aligned so that the linear cutout OF of the wafer W is parallel to the X axis. As shown in FIG. 3, the center (optical axis AX) of the diameter of the lower end of the lens barrel of the projection lens PL and the field of view of the objective lens 4B are arranged as close as possible. Thus, when the projection lens PL and the reference plate FP are arranged, the wafer W
Since the wafer W has been moved most diagonally downward and to the right in the drawing from the position immediately below L, loading and unloading of the wafer W can be performed in this state. This arrangement is described in, for example,
No. 224326.

【0019】図4は、基準板FP上の基準マークFM
1、FM2の詳細なマーク配置を示す平面図である。図
4において、X軸と平行な直線LXとY軸と平行な直線
LY2との交点が基準マークFM2の中心であり、ベー
スライン計測時には、その交点が投影レンズPLの光軸
AXとほぼ一致する。本実施例では、その交点上に発光
型の十字状スリットマークIFSが配置され、露光光と
同一波長の照明光が基準板FPの裏側から発光スリット
マークIFSを含む局所領域ISaのみを照明する。ま
た直線LX上で発光スリットマークIFSを挟む対照的
な2ヶ所には、レチクルマークRM1、RM2 の夫々
の配置に対応した基準マークFM2A、FM2Bが設け
られている。このマークFM2A、FM2Bは基準板F
P上のクロム層を十字状のスリットでエッチングしたも
ので、マークFM2AはレチクルマークRM1とアライ
メントされ、マークFM2BはレチクルマークRM2と
アライメントされる。
FIG. 4 shows a reference mark FM on a reference plate FP.
1 is a plan view showing a detailed mark arrangement of FM2. In FIG. 4, the intersection of a straight line LX parallel to the X axis and a straight line LY2 parallel to the Y axis is the center of the reference mark FM2, and the intersection substantially coincides with the optical axis AX of the projection lens PL at the time of baseline measurement. . In this embodiment, a light-emitting cross-shaped slit mark IFS is arranged on the intersection, and illumination light having the same wavelength as the exposure light illuminates only the local area ISa including the light-emitting slit mark IFS from the back side of the reference plate FP. Further, reference marks FM2A and FM2B corresponding to the respective arrangements of the reticle marks RM1 and RM2 are provided at two contrasting places on both sides of the light emitting slit mark IFS on the straight line LX. The marks FM2A and FM2B are
The mark FM2A is aligned with the reticle mark RM1, and the mark FM2B is aligned with the reticle mark RM2.

【0020】発光スリットマークIFSの中心(交点)
を原点とする円形領域PIFは投影レンズPLの投影視
野領域であり、本実施例の場合、図2に示したX方向用
のTTLアライメント系(2X、3X)によって検出可
能なマークLIMxが視野領域PIF内の直線LY2上
に配置され、Y方向用のTTLアライメント系(2Y、
3Y)によって検出可能な2つのマークLIMyとLS
Myが視野領域PIFの直線LX上に配置される。各マ
ークの詳しい配置関係については、さらに後で述べる
が、本実施例では2つのTTRアライメント系1A、1
BがそれぞれレチクルマークRM1、RM2と基準マー
クFM2A、FM2Bとを同時に検出している状態で、
X方向用のTTLアライメント系(2X、3X)がマー
クLIMxを検出し、Y方向用のTTLアライメント系
(2Y、3Y)がマークLIMyを検出することができ
るように、各マークFM2A、FM2B、LIMx、L
IMyを配置した。
Center (intersection) of the emission slit mark IFS
Is the projection field of view of the projection lens PL. In the case of this embodiment, the mark LIMx detectable by the TTL alignment system (2X, 3X) for the X direction shown in FIG. A TTL alignment system (2Y,
3Y), two marks LIMy and LS detectable by
My is arranged on the straight line LX of the visual field region PIF. The detailed arrangement relationship of each mark will be described later, but in the present embodiment, two TTR alignment systems 1A, 1A,
B is simultaneously detecting the reticle marks RM1, RM2 and the reference marks FM2A, FM2B, respectively.
Each mark FM2A, FM2B, LIMx such that the TTL alignment system (2X, 3X) for the X direction can detect the mark LIMx and the TTL alignment system (2Y, 3Y) for the Y direction can detect the mark LIMy. , L
IMy was placed.

【0021】一方、直線LY2からX方向に一定距離だ
け離れて設定された直線LY1はY軸と平行であり、こ
の直線LY1と直線LXの交点上には、オフ・アクシス
・アライメント系の対物レンズ4Bの視野MIF内に包
含され得る大きさの基準マークFM1が形成される。マ
ークFM1は2次元のアライメントが可能なように、X
方向とY方向の夫々と平行に設けた複数のラインパター
ンの集合体である。尚、以上の説明からあきらかなよう
に、基準板FPは、直線LY1がX−Y平面内で、干渉
計IFY1 のビームの中心線と極力一致し、直線LY
2が干渉計IFY2のビームの中心線と極力一致するよ
うに、ウェハステージWST上に固定される。
On the other hand, a straight line LY1 set at a predetermined distance in the X direction from the straight line LY2 is parallel to the Y axis, and an intersection of the straight line LY1 and the straight line LY is provided with an objective lens of an off-axis alignment system. A reference mark FM1 having a size that can be included in the 4B field of view MIF is formed. The mark FM1 has an X so that two-dimensional alignment is possible.
It is an aggregate of a plurality of line patterns provided in parallel to the direction and the Y direction. As is apparent from the above description, the reference plate FP is such that the straight line LY1 coincides with the center line of the beam of the interferometer IFY1 within the XY plane as much as possible, and the straight line LY
2 is fixed on wafer stage WST so as to coincide as much as possible with the center line of the beam of interferometer IFY2.

【0022】さらに、直線LXとLY1との交点を挟ん
で直線LX上の対称的な位置に、2つの基準マークFM
2C、FM2Dが設けられている。基準マークFM2
C、FM2Dは基準マークFM2A、FM2Bと全く同
じ形状、大きさの十字状スリットパターンであり、その
X方向の間隔も、マークFM2A、FM2Bの間隔と全
く同一である。尚、図4中のマークLSMxはX方向用
のTTLアライメント系(2X、3X)で検出されるも
ので、基準マークFM2BのX座標値と同一位置に設け
られる。
Further, two reference marks FM are located at symmetric positions on the straight line LX with respect to the intersection of the straight lines LX and LY1.
2C and FM2D are provided. Fiducial mark FM2
C and FM2D are cross-shaped slit patterns of exactly the same shape and size as the reference marks FM2A and FM2B, and the interval in the X direction is exactly the same as the interval between the marks FM2A and FM2B. The mark LSMx in FIG. 4 is detected by the TTL alignment system (2X, 3X) for the X direction, and is provided at the same position as the X coordinate value of the reference mark FM2B.

【0023】図5は、基準板FP上の基準マークFM2
側の各マーク配置のみを拡大したもので、投影レンズP
Lの投影視野領域PIFの中心を発光スリットマークI
FSの交点に合致させた状態を示す。図5には、さらに
その状態で理想的に位置決めされたレチクルRの外形と
パターン領域PAの外形との位置関係を2点鎖線で表し
てある。
FIG. 5 shows a reference mark FM2 on the reference plate FP.
Only the arrangement of each mark on the side is enlarged, and the projection lens P
The center of the projection field area PIF of L is the emission slit mark I
The state where it matched with the intersection of FS is shown. FIG. 5 further shows the positional relationship between the outer shape of the reticle R and the outer shape of the pattern area PA, which are ideally positioned in this state, by a two-dot chain line.

【0024】TTLアライメント系用のマークLIM
x、LIMyは投影視野PIFの最外周に位置するが、
これはTTLアライメント系の先端のミラー2X、2Y
がパターン領域PAの投影領域を遮光しないように配置
したからである。この状態で、基準マークFM2Aはレ
チクルマークRM1と整合され得るが、レチクルマーク
RM1(RM2も同じ)は、図6に示したように、X方
向に延びたダブルスリットマークRM1yとY方向に延
びたダブルスリットマークRM1xとで構成され、これ
らマークRM1y、RM1xは矩形の遮光帯SBに囲ま
れた透明窓部に暗部として作られる。
Mark LIM for TTL alignment system
x and LIMy are located at the outermost periphery of the projection visual field PIF,
This is the mirror 2X, 2Y at the tip of the TTL alignment system.
Is arranged so that the projection area of the pattern area PA is not shielded from light. In this state, the reference mark FM2A can be aligned with the reticle mark RM1, but the reticle mark RM1 (also RM2) extends in the Y direction with the double slit mark RM1y extending in the X direction, as shown in FIG. A double slit mark RM1x is formed, and these marks RM1y and RM1x are formed as dark portions in a transparent window portion surrounded by a rectangular light shielding band SB.

【0025】基準マークFM2Aの十字状スリットのう
ち、X方向に延びたスリットがダブルスリットマークR
M1yに挾み込まれ、Y方向に延びたスリットがダブル
スリットマークRM1xに挾み込まれることで、理想的
なアライメントが達成されたことになる。ここで、基準
マークFM2Aの中心とマークLIMyの中心とのX方
向の間隔K1と、発光スリットマークIFSの中心とマ
ークLSMyの中心とのX方向の間隔K2とは、図6に
示した発光スリットマークIFSがレチクルマークRM
1をY方向走査するときのX方向のオフセット量ΔXk
(ウェハ側換算値)だけ差をもつように設定されてい
る。すなわち、K1=K2+ΔXk、あるいはK1=K
2−ΔXkに設定されている。
Of the cross-shaped slits of the reference mark FM2A, the slit extending in the X direction is a double slit mark R
The ideal alignment has been achieved by the slit that is sandwiched between M1y and extends in the Y direction is sandwiched between the double slit marks RM1x. Here, the distance K1 between the center of the reference mark FM2A and the center of the mark LIMy in the X direction and the distance K2 between the center of the light emitting slit mark IFS and the center of the mark LSMy in the X direction are the light emitting slits shown in FIG. Mark IFS is reticle mark RM
X-direction offset amount ΔXk when scanning 1 in the Y-direction
(Wafer side conversion value). That is, K1 = K2 + ΔXk or K1 = K
2-ΔXk.

【0026】さらに、X方向用のTTLアライメント系
で検出可能なマークLSMxのX方向の中心位置は、基
準マークFM2BのX方向の中心位置と一致する。これ
は、2ヶ所の基準マークFM2A、FM2Bの各中心点
と発光スリットマークIFSの中心とのX方向の間隔K
3が、ともに等しいときに成り立つ条件である。またマ
ークLSMxのY方向の位置は、マークLIMxのY方
向の位置とほぼ等しいが、厳密には、発光マークIFS
の中心とマークLIMxの中心とのY方向の間隔をK
4、発光マークIFSの中心とマークLSMxの中心と
のY方向の間隔をK5としたとき、K4=K5+ΔY
k、又はK4=K5−ΔYkの関係に設定される。ここ
で、ΔYkは図6に示すように発光スリットマークIF
SがレチクルマークRM1のダブルスリットマークRM
1xをX方向に走査するときのY方向のオフセット量で
ある。
Further, the center position in the X direction of the mark LSMx detectable by the TTL alignment system for the X direction coincides with the center position in the X direction of the reference mark FM2B. This is the distance K in the X direction between the center point of each of the two reference marks FM2A and FM2B and the center of the light emitting slit mark IFS.
3 is a condition that holds when both are equal. The position of the mark LSMx in the Y direction is substantially equal to the position of the mark LIMx in the Y direction.
Is the distance in the Y direction between the center of the mark LIMx and the center of the mark LIMx.
4. When the interval in the Y direction between the center of the light emitting mark IFS and the center of the mark LSMx is K5, K4 = K5 + ΔY
k or K4 = K5−ΔYk. Here, ΔYk is the light emission slit mark IF as shown in FIG.
S is the double slit mark RM of reticle mark RM1
This is the offset amount in the Y direction when 1x is scanned in the X direction.

【0027】次に、図7を参照してTTRアライメント
系(1A)の詳細な構成を説明する。レチクルマークR
M1の上方には全反射ミラー100が45°で斜設さ
れ、水平に配置された対物レンズ101の光軸をレチク
ルRに対して垂直にする。このTTRアライメント系は
同軸落射照明のために、ビームスプリッタ102、露光
波長の光を発生する光源103、照明光の遮断、通過を
切り替えるシャッター104、照明光を導びく光ファイ
バー105、光ファイバー105の射出端からの照明光
を集光して照明視野絞り107を均一照明するための集
光レンズ106、及び視野絞り107からの照明光をケ
ーラー照明条件で対物レンズ101へ送光するレンズ系
109で構成された自己照明系を有する。こうして、対
物レンズ101はレチクルRのマークRM1が形成され
た遮光帯SBの内側のみを照明する。これによってマー
クRM1からの反射光がミラー100、対物レンズ10
1を介してビームスプリッタ102で反射され、結像レ
ンズ110に入射する。マークRM1の像光束は、ハー
フミラー111で2つに分割され、結像レンズ110に
よってX方向検出用のCCDカメラ112XとY方向検
出用のCCDカメラ112Yの夫々の撮像面上に拡大結
像される。CCDカメラ112Xと112Yとは、マー
クRM1の拡大像に対する水平走査線の方向が互いに直
交するように配置されている。
Next, the detailed configuration of the TTR alignment system (1A) will be described with reference to FIG. Reticle mark R
Above M1, a total reflection mirror 100 is inclined at 45 ° to make the optical axis of the horizontally arranged objective lens 101 perpendicular to the reticle R. This TTR alignment system uses a beam splitter 102, a light source 103 that generates light of an exposure wavelength, a shutter 104 that switches between blocking and passing of illumination light, an optical fiber 105 that guides illumination light, and an emission end of the optical fiber 105 for coaxial epi-illumination. And a lens system 109 for transmitting illumination light from the field stop 107 to the objective lens 101 under Koehler illumination conditions. It has a self-illuminating system. Thus, the objective lens 101 illuminates only the inside of the light-shielding band SB on which the mark RM1 of the reticle R is formed. As a result, the reflected light from the mark RM1 is reflected by the mirror 100 and the objective lens 10
The light is reflected by the beam splitter 102 through the light source 1 and enters the imaging lens 110. The image light flux of the mark RM1 is split into two by the half mirror 111, and is enlarged and formed on the respective imaging surfaces of the CCD camera 112X for detecting the X direction and the CCD camera 112Y for detecting the Y direction by the imaging lens 110. You. The CCD cameras 112X and 112Y are arranged so that the directions of horizontal scanning lines with respect to the enlarged image of the mark RM1 are orthogonal to each other.

【0028】この際、マークRM1を含む遮光帯SBの
内側領域の直下に、基準板FP上の基準マークFM2A
が位置すると、CCD112X、112Yは基準マーク
FM2Aの十字状のスリットを黒線として撮像する。画
像処理回路113Xは、CCDカメラ112Xからの画
像信号をデジタル波形処理し、基準マークFM2AのY
方向に延びたスリットと、レチクルマークRM1のダブ
ルスリットマークRM1xとのX方向(水平走査線方
向)の位置ずれ量を求める。画像処理回路113YはC
CDカメラ112Yからの画像信号をデジタル波形処理
して、基準マークFM2AのX方向に延びたスリット
と、レチクルマークRM1のダブルスリットマークRM
1yとのY方向(水平走査線方向)の位置ずれ量を求め
る。主制御系114は、処理回路113X、113Yで
求められた基準マークFM2AとレチクルマークRM1
とのX、Y方向の位置ずれ量が予め設定した許容範囲外
のときには、レチクルステージRSTの駆動系115を
制御して、レチクルRの位置を補正する。駆動系115
は、図2に示した3つの干渉計IRX、IRY、IRθ
によってレチクルステージRSTの補正前の位置(X、
Y、θ)を検出しており、補正後に3つの干渉計IR
X、IRY、IRθが検出すべき計測値を演算によって
求めている。
At this time, the reference mark FM2A on the reference plate FP is located immediately below the inner area of the light-shielding band SB including the mark RM1.
Is located, the CCDs 112X and 112Y take an image of the cross-shaped slit of the reference mark FM2A as a black line. The image processing circuit 113X subjects the image signal from the CCD camera 112X to digital waveform processing, and outputs the Y signal of the reference mark FM2A.
A positional shift amount in the X direction (horizontal scanning line direction) between the slit extending in the direction and the double slit mark RM1x of the reticle mark RM1 is obtained. The image processing circuit 113Y is C
An image signal from the CD camera 112Y is subjected to digital waveform processing, and a slit extending in the X direction of the reference mark FM2A and a double slit mark RM of the reticle mark RM1.
The position deviation amount in the Y direction (horizontal scanning line direction) from 1y is obtained. The main control system 114 includes a reference mark FM2A and a reticle mark RM1 determined by the processing circuits 113X and 113Y.
When the amount of displacement in the X and Y directions is outside the preset allowable range, the drive system 115 of the reticle stage RST is controlled to correct the position of the reticle R. Drive system 115
Are the three interferometers IRX, IRY and IRθ shown in FIG.
Position of reticle stage RST before correction (X,
Y, θ) are detected, and after the correction, three interferometers IR
Measurement values to be detected by X, IRY, and IRθ are obtained by calculation.

【0029】従って駆動系115は、3つの干渉計IR
X、IRY、IRθの各々の計測値が、補正後に検出さ
れるべき計測値になるように、レチクルステージRST
を位置サーボ制御によって位置決めする。また主制御系
114は、ウェハステージWSTの移動を、干渉計IF
X、IFY1、又はIFY2の計測値に基づいて位置サ
ーボ制御する駆動系116も制御する。
Therefore, the driving system 115 includes three interferometers IR.
Reticle stage RST such that the measured values of X, IRY, and IRθ become the measured values to be detected after the correction.
Is positioned by position servo control. Main control system 114 also controls movement of wafer stage WST by interferometer IF.
The drive system 116 that performs position servo control based on the measured value of X, IFY1, or IFY2 is also controlled.

【0030】さて、図7に示したTTRアライメント系
1Aには、基準板FP上の発光マークIFSからの照明
光を、投影レンズPL、レチクルRの遮光帯SBの内部
の透明部、ミラー100、対物レンズ101、ビームス
プリッタ102、レンズ系109及びビームスプリッタ
108を介して検出する発光マーク受光系が設けられ
る。この発光マーク受光系はレンズ系120と光電セン
サー(フォトマルチプライヤー)121等で構成され、
光電センサー121の受光面は投影レンズPLの瞳E
P、及び対物レンズ101とレンズ系109との間の共
役に配置される。光電センサー121は、発光マークI
FSがレチクルマークRM1(又はRM2)を走査した
ときに変化する透過光量を光電検出し、その変化に応じ
た光電信号SSDを出力する。この光電信号SSDの処
理は、ウェハステージWSTの走査に伴って干渉計IF
X、IFY1から出力されるアップダウンパルス(例え
ば0.02μmの移動量毎に1パルス)に応答して信号
波形をデジタルサンプリングし、メモリに記憶すること
で行なわれる。
Now, the TTR alignment system 1A shown in FIG. 7 applies illumination light from the light emitting mark IFS on the reference plate FP to the projection lens PL, the transparent portion inside the light shielding band SB of the reticle R, the mirror 100, A light emitting mark light receiving system for detection via the objective lens 101, the beam splitter 102, the lens system 109, and the beam splitter 108 is provided. This light emitting mark light receiving system is composed of a lens system 120 and a photoelectric sensor (photomultiplier) 121 and the like.
The light receiving surface of the photoelectric sensor 121 is the pupil E of the projection lens PL.
P and a conjugate between the objective lens 101 and the lens system 109. The photoelectric sensor 121 has a light emitting mark I
The FS detects the amount of transmitted light that changes when the FS scans the reticle mark RM1 (or RM2), and outputs a photoelectric signal SSD corresponding to the change. The processing of the photoelectric signal SSD is performed by the interferometer IF in accordance with the scanning of the wafer stage WST.
This is performed by digitally sampling a signal waveform in response to an up / down pulse output from X, IFY1 (for example, one pulse for every movement of 0.02 μm) and storing it in a memory.

【0031】次に、図8を参照して図2中のTTLアラ
イメント系(2Y、3Y)の構成の一例を説明する。本
実施例で使用するTTLアライメント系は、He−Ne
レーザ光源130からの赤色光をマーク照明光として利
用し、ウェハWのレジスト層によるマーク反射光検出時
の影響、及びレジスト層の感光を防止している。さらに
このTTLアライメント系には、マーク検出原理の異な
る2つのアライメントセンサーが組み込まれており、対
物レンズ3Yを共有化して2つのアライメントセンサー
を択一的に使うようにしてある。このような構成は、特
開平2−272305号公報、又は特開平2−2830
11号公報に詳細に開示されているので、ここでは簡単
に説明する。
Next, an example of the configuration of the TTL alignment system (2Y, 3Y) in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The TTL alignment system used in this embodiment is He-Ne
The red light from the laser light source 130 is used as mark illumination light, thereby preventing the influence of the resist layer of the wafer W when detecting the mark reflected light and preventing the resist layer from being exposed to light. Furthermore, the TTL alignment system incorporates two alignment sensors having different mark detection principles, and shares the objective lens 3Y so that the two alignment sensors can be used alternatively. Such a configuration is disclosed in JP-A-2-272305 or JP-A-2-2830.
Since it is disclosed in detail in Japanese Patent Publication No. 11 (Kokai), it will be briefly described here.

【0032】レーザ光源130からのHe−Neレーザ
光はビームスプリッタ131で分割され、相補的に開閉
されるシャッター132A、132Bに至る。図8では
シャッター132Aが開き、シャッター132Bが閉じ
た状態にあり、レーザ光は2光束干渉アライメント(以
下、LIAとする)方式の送光系133Aへ入射する。
この送光系133Aは、入射したビームを2本のレーザ
ビームに分割し、音響光学変調素子を用いて2本のレー
ザビームに一定の周波数差を与えて出力するものであ
る。図8の場合、送光系133Aから出力される2本の
レーザビームは同図の紙面と垂直な方向に平行に並んで
いる。この2本のレーザビームはハーフミラー134で
反射され、さらにビームスプリッタ135で2つに分割
される。ビームスプリッタ135で反射した2つのレー
ザビームは対物レンズ3Yによってウェハ共役面の絞り
APA上で交差する。絞りAPAを通った2本の平行な
レーザビームはミラー2Yで反射して投影レンズPLに
入射し、ウェハW上、又は基準板FP上で再度交差す
る。この2本のレーザビームが交差する領域内には、1
次元の干渉縞が作られ、その干渉縞は2本のビームの周
波数差に応じた速度で干渉縞のピッチ方向に流れる。そ
こで、図4、図5に示したマークLIMy、LIMxを
干渉縞と平行な回折格子とすると、その回折格子状のマ
ークLIMx、LIMyからは周波数差に応じたビート
周波数で強度変化する干渉ビート光が発生する。マーク
LIMx、LIMyの回折格子のピッチと干渉縞のピッ
チとを、ある一定の関係にすると、その干渉ビート光は
ウェハW、又は基準板FPから垂直に発生し、投影レン
ズPLを介して2本の送光ビームの光路に沿って、ミラ
ー2Y、絞りAPA、及び対物レンズ3Yの順に戻って
くる。干渉ビート光はビームスプリッタ135を一部透
過して、光電検出器139に達する。光電検出器139
の受光面は投影レンズPLの瞳面EPとほぼ共役に配置
される。また光電検出器139の受光面には複数の光電
素子(フォトダイオード、フォトトランジスタ等)が互
いに分離して配置され、干渉ビート光は光電検出器13
9の中心(瞳面の中心)に位置する光電素子で受光され
る。その光電信号はビート周波数と等しい周波数の正弦
波状の交流信号となり、位相差計測回路140に入力す
る。
The He-Ne laser light from the laser light source 130 is split by the beam splitter 131 and reaches shutters 132A and 132B which are opened and closed complementarily. In FIG. 8, the shutter 132A is open and the shutter 132B is closed, and the laser light is incident on a light transmission system 133A of a two-beam interference alignment (hereinafter, referred to as LIA) method.
The light transmission system 133A divides an incident beam into two laser beams, and outputs the two laser beams by giving a certain frequency difference using an acousto-optic modulator. In the case of FIG. 8, two laser beams output from the light transmission system 133A are arranged in parallel in a direction perpendicular to the plane of FIG. These two laser beams are reflected by the half mirror 134 and further split into two by the beam splitter 135. The two laser beams reflected by the beam splitter 135 intersect on the aperture APA on the wafer conjugate plane by the objective lens 3Y. The two parallel laser beams that have passed through the stop APA are reflected by the mirror 2Y, enter the projection lens PL, and intersect again on the wafer W or the reference plate FP. In the area where the two laser beams intersect, 1
A two-dimensional interference fringe is created, and the interference fringes flow in the pitch direction of the interference fringes at a speed corresponding to the frequency difference between the two beams. Therefore, assuming that the marks LIMy and LIMx shown in FIGS. 4 and 5 are diffraction gratings parallel to the interference fringes, interference beat light whose intensity changes at a beat frequency corresponding to the frequency difference from the diffraction grating marks LIMx and LIMy. Occurs. Assuming that the pitch of the diffraction grating of the marks LIMx and LIMy and the pitch of the interference fringes have a certain relationship, the interference beat light is generated perpendicularly from the wafer W or the reference plate FP, and is transmitted through the projection lens PL. Along the optical path of the transmitted light beam, the mirror 2Y, the aperture APA, and the objective lens 3Y return in this order. The interference beat light partially passes through the beam splitter 135 and reaches the photoelectric detector 139. Photoelectric detector 139
Are arranged almost conjugate with the pupil plane EP of the projection lens PL. A plurality of photoelectric elements (photodiodes, phototransistors, etc.) are arranged on the light receiving surface of the photoelectric detector 139 separately from each other.
9 is received by the photoelectric element located at the center of the pupil plane 9 (the center of the pupil plane). The photoelectric signal becomes a sine wave AC signal having a frequency equal to the beat frequency, and is input to the phase difference measurement circuit 140.

【0033】また、ビームスプリッタ135を透過した
2本の送光ビームは、逆フーリエ変換レンズ136によ
って透過型の基準格子板137上で平行光束となって交
差する。従って基準格子板137上には、1次元の干渉
縞が形成され、この干渉縞はビート周波数に応じた速度
で一方向に流れる。光電素子138は基準格子板137
から同軸に発生する±1次元回折光の干渉光、又は0次
光と2次回折光との干渉光のいずれか一方を受光する。
これら干渉光も、ビート周波数と等しい周波数で正弦波
状に強度変化し、光電素子138はビート周波数と等し
い周波数の交流信号を、基準信号として位相差計測回路
140に出力する。
The two transmitted light beams transmitted through the beam splitter 135 intersect as parallel light beams on a transmission type reference grating plate 137 by an inverse Fourier transform lens 136. Therefore, one-dimensional interference fringes are formed on the reference grating plate 137, and the interference fringes flow in one direction at a speed corresponding to the beat frequency. The photoelectric element 138 includes a reference grid plate 137.
One of coherent light of ± 1 dimensional diffracted light or coherent light of the 0th-order light and the 2nd-order diffracted light generated coaxially from the light source.
These interference lights also change in intensity in the form of a sine wave at a frequency equal to the beat frequency, and the photoelectric element 138 outputs an AC signal having a frequency equal to the beat frequency to the phase difference measurement circuit 140 as a reference signal.

【0034】位相差計測回路140は、光電素子138
からの基準信号を基準として、光電検出器139からの
交流信号の位相差Δφ(±180°)を求め、その位相
差Δφに対応した基準板FP上のマークLIMy(又は
同等のウェハ上のマーク)のY方向、すなわち格子ピッ
チ方向の位置ずれ量の情報SSBを、図7中の主制御系
114へ出力する。位置ずれ検出の分解能は、マークL
IMyのピッチと、このマーク上に照射される干渉縞の
ピッチとの関係、及び位相差検出回路の分解能によって
決まるが、位相差検出分解能が±1°であるとすると、
マークLIMyの格子ピッチPgを8μm、干渉縞のピ
ッチPfをPg/2としたとき、位置ずれ検出分解能
は、±(1°/180°)×(Pg/4)で表わされ、
約±0.01μmとなる。
The phase difference measuring circuit 140 includes a photoelectric element 138
, The phase difference Δφ (± 180 °) of the AC signal from the photoelectric detector 139 is determined with reference to the reference signal from the photodetector 139, and the mark LIMy on the reference plate FP corresponding to the phase difference Δφ (or the equivalent mark on the wafer) 7) is output to the main control system 114 in FIG. The resolution of the displacement detection is the mark L
It is determined by the relationship between the pitch of IMy and the pitch of the interference fringes irradiated on this mark, and the resolution of the phase difference detection circuit. If the phase difference detection resolution is ± 1 °,
When the grating pitch Pg of the mark LIMy is 8 μm and the pitch Pf of the interference fringes is Pg / 2, the displacement detection resolution is represented by ± (1 ° / 180 °) × (Pg / 4),
It is about ± 0.01 μm.

【0035】図7の主制御系114は、このような高分
解能のLIA方式のTTLアライメント系からの位置ず
れ情報SSBに基づいて、ウェハステージWSTの駆動
系116をサーボ制御し、基準板FP上のマークLIM
yが基準格子板137に対して常に一定の位置関係に追
い込まれるようにウェハステージWSTをサーボロック
することができる。
The main control system 114 shown in FIG. 7 servo-controls the drive system 116 of the wafer stage WST on the basis of the positional deviation information SSB from the TTL alignment system of the high resolution LIA system, Mark LIM
Wafer stage WST can be servo-locked so that y is always driven into a fixed positional relationship with reference lattice plate 137.

【0036】ただし、サーボロックを行なう場合は、光
電素子138と光電検出器139の夫々からの信号の位
相差が所定の値に安定していればよいので、ことさら、
位相差を位置ずれ量に変換する必要はなく、位相差の目
標値からの変化量のみを検出するだけでサーボロックが
可能である。TTLアライメント系のもう1つの検出方
式は、先に掲げた特開平2−233011号公報にも開
示されているように、マーク検出方向と直交する方向に
延びたスリット状のレーザスポット光に対してマークを
走査し、そのマークから発生する回折、散乱光を光電検
出して得られる信号レベルを、マーク走査のためのウェ
ハステージWSTの移動に伴って生ずる干渉計IFX、
IFY1からのアップダウンパルスに応答してデジタル
サンプリングする方式である。
However, when the servo lock is performed, the phase difference between the signals from the photoelectric element 138 and the photoelectric detector 139 only needs to be stabilized at a predetermined value.
It is not necessary to convert the phase difference into a positional deviation amount, and servo lock can be performed only by detecting the amount of change from the target value of the phase difference. Another detection method of the TTL alignment system is, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-233011, for a slit-like laser spot light extending in a direction orthogonal to the mark detection direction. A mark is scanned, and a signal level obtained by photoelectrically detecting diffraction and scattered light generated from the mark is converted into an interferometer IFX generated by movement of the wafer stage WST for scanning the mark.
In this method, digital sampling is performed in response to an up / down pulse from IFY1.

【0037】図8中のレーザステップアライメント(L
SA)方式の送光系133Bには、シャッター132A
が閉じて、シャッター132Bが開いているときにレー
ザビームが入射する。入射したビームは、ビームエクス
パンダとシリンドリカルレンズの作用で、集光点のビー
ム断面が一方向に延びたスリット状に成形され、ビーム
スプリッタ134、135、レンズ系3Y、及びミラー
2Yを介して投影レンズPLに入射する。この際、絞り
APAはHe−Neレーザ光の波長のもとでウェハ面
(基準板FPの面)と共役となっており、ビームはここ
にスリット状に集光される。図8に示したTTLアライ
メント系の場合、LSA方式で作られるビームスポット
は、投影視野PIF内の静止した位置でX方向に延びた
スリット状に成形される。ウェハステージWSTをY方
向に走査して、基準板FP上のマークLSMyがビーム
スポットを横切るとき、このマークLSMyから発生し
た回折光、又は散乱光が、投影レンズPL、ミラー2
Y、対物レンズ3Y、およびビームスプリッタ135を
介して光電検出器139に達し、中央の光電素子以外の
周囲の光電素子に受光される。この光電素子からの光電
信号はLSA処理回路142に入力され、ウェハステー
ジWST用の干渉計IFY1(又はIFY2)からのア
ップダウンパルス信号UDPに応答してデジタルサンプ
リングされる。処理回路142はデジタルサンプリング
された信号波形をメモリに記憶し、デジタル演算を用い
た高速波形処理によって、メモリ上の波形からLSA方
式のスリット状スポット光のY方向の中心点とマークL
SMyのY方向の中心点とが精密に合致するときのウェ
ハステージWSTのY座標値を算出し、マーク位置情報
SSAとして出力する。この情報SSAは図7中の主制
御系114へ送られ、ウェハステージWSTの駆動系1
16の駆動制御に使われる。
The laser step alignment (L
The SA) type light transmission system 133B includes a shutter 132A.
Is closed and the laser beam enters when the shutter 132B is open. The incident beam is shaped by a beam expander and a cylindrical lens into a slit shape in which the beam cross section at the focal point extends in one direction, and is projected through the beam splitters 134 and 135, the lens system 3Y, and the mirror 2Y. The light enters the lens PL. At this time, the aperture APA is conjugate with the wafer surface (the surface of the reference plate FP) under the wavelength of the He-Ne laser beam, and the beam is focused in a slit shape here. In the case of the TTL alignment system shown in FIG. 8, a beam spot formed by the LSA method is formed into a slit shape extending in the X direction at a stationary position in the projection visual field PIF. When the mark LSMy on the reference plate FP crosses the beam spot by scanning the wafer stage WST in the Y direction, diffracted light or scattered light generated from the mark LSMy is reflected by the projection lens PL and the mirror 2.
The light reaches the photoelectric detector 139 via Y, the objective lens 3Y, and the beam splitter 135, and is received by peripheral photoelectric elements other than the central photoelectric element. The photoelectric signal from the photoelectric element is input to the LSA processing circuit 142 and is digitally sampled in response to an up / down pulse signal UDP from the interferometer IFY1 (or IFY2) for the wafer stage WST. The processing circuit 142 stores the digitally sampled signal waveform in a memory, and performs high-speed waveform processing using digital calculation to determine the center point in the Y direction of the LSA-type slit spot light and the mark L from the waveform on the memory.
The Y coordinate value of wafer stage WST when the center point of SMy in the Y direction precisely matches is calculated and output as mark position information SSA. This information SSA is sent to main control system 114 in FIG.
16 is used for drive control.

【0038】またLSA処理回路142内には、図7の
光電センサー121からの光電信号SSDを、アップダ
ウンパルス信号UDPに応答してデジタルサンプリング
するメモリと、メモリ内の信号波形を高速演算処理する
回路とを有し、レチクルマークRM1の投影レンズPL
による投影像と発光マークIFSとが一致するときのウ
ェハステージWSTの座標値を、レチクルマークRM1
の投影位置情報SSCとして主制御系114へ出力す
る。
In the LSA processing circuit 142, a memory for digitally sampling the photoelectric signal SSD from the photoelectric sensor 121 shown in FIG. And a projection lens PL for the reticle mark RM1
The coordinates of the wafer stage WST when the projected image by the light emitting mark IFS coincides with the reticle mark RM1.
Is output to the main control system 114 as the projection position information SSC.

【0039】次に、図9、図10を参照してオフ・アク
シス・アライメント系OWAの詳細な構成を説明する。
図10はオフ・アクシス・アライメント系OWAの構成
を示し、IMPはウェハ表面、又は基準板FPの表面を
表す。また、対物レンズ4Bの視野MIF内に位置した
表面領域の像は、プリズムミラー4A、対物レンズ4
B、ミラー4C、レンズ系4D、及びハーフミラー4E
を介して指標板4F上に結像する。表面IMPを照明す
る光は、ハーフミラー4Eを介してレンズ系4D、ミラ
ー4C、対物レンズ4B、及びプリズム4Aを介して表
面IMPへ進む。照明光はウェハのレジスト層への感度
が極めて低い波長域で300nm程度のバンド幅を有す
る。
Next, the detailed configuration of the off-axis alignment system OWA will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 shows the configuration of the off-axis alignment system OWA, and IMP represents the surface of the wafer or the surface of the reference plate FP. The image of the surface area of the objective lens 4B located in the field of view MIF is obtained by the prism mirror 4A and the objective lens 4B.
B, mirror 4C, lens system 4D, and half mirror 4E
The image is formed on the index plate 4F via. The light illuminating the surface IMP proceeds to the surface IMP via the lens system 4D, the mirror 4C, the objective lens 4B, and the prism 4A via the half mirror 4E. The illumination light has a bandwidth of about 300 nm in a wavelength region where the sensitivity to the resist layer of the wafer is extremely low.

【0040】指標板4Fは、図9に示すように透明ガラ
スの上に、遮光部による複数本(例えば4本)のライン
パターンからなる指標マークTMX1、TMX2、TM
Y1、TMY2を形成したものである。図10は、基準
板FP上に設定した直線LXとLY1との交点と指標板
4Fの中心とが一致した状態を表わす。指標マークTM
X1、TMX2は基準板FP上の基準マークFM1をX
方向に挾み込むように設けられ、指標マークTMY1、
TMY2は基準マークFM1をY方向に挾み込むように
設けられている。
As shown in FIG. 9, the index plate 4F has index marks TMX1, TMX2, TM formed of a plurality of (for example, four) line patterns formed by a light shielding portion on a transparent glass.
Y1 and TMY2 are formed. FIG. 10 shows a state where the intersection of the straight line LX and LY1 set on the reference plate FP coincides with the center of the index plate 4F. Index mark TM
X1 and TMX2 correspond to the reference mark FM1 on the reference plate FP.
The index marks TMY1,
TMY2 is provided so as to sandwich the reference mark FM1 in the Y direction.

【0041】さて、指標板4F上の各指標マークと基準
マークFM1(又はウェハ上のマーク)の像とは、撮像
用の結像レンズ4Gとハーフミラー4Hを介して2つの
CCDカメラ4X、4Y上に拡大結像される。CCDカ
メラ4Xの撮像領域は、指標板4F上では図9中の領域
40Xに設定され、CCDカメラ4Yの撮像領域は、領
域40Yに設定される。
The image of each index mark on the index plate 4F and the image of the reference mark FM1 (or the mark on the wafer) are transferred to the two CCD cameras 4X and 4Y via the imaging lens 4G and the half mirror 4H. Magnified image above. The imaging area of the CCD camera 4X is set to the area 40X in FIG. 9 on the index plate 4F, and the imaging area of the CCD camera 4Y is set to the area 40Y.

【0042】そして、CCDカメラ4Xの水平走査線
は、指標マークTMX1、TMX2のラインパターンと
直交するX方向に定められ、CCDカメラ4Yの水平走
査線は指標マークTMY1、TMY2のラインパターン
と直交するY方向に定められる。CCDカメラ4X、4
Yの各々からの画像信号は、画素毎に信号レベルをデジ
タルサンプリングする回路、複数の水平走査線毎に得ら
れる画像信号(デジタル値)を換算平均する回路、指標
マークTMと基準マークFM1とのX方向、Y方向の各
位置ずれ量を高速に演算する回路等を含む波形処理回路
で処理され、その位置ずれ量の情報は図7の主制御系1
14へ情報SSEとして送られる。
The horizontal scanning line of the CCD camera 4X is defined in the X direction orthogonal to the line patterns of the index marks TMX1, TMX2, and the horizontal scanning line of the CCD camera 4Y is orthogonal to the line patterns of the index marks TMY1, TMY2. It is determined in the Y direction. CCD camera 4X, 4
The image signal from each of Y is digitally sampled for each pixel, a circuit for converting and averaging image signals (digital values) obtained for each of a plurality of horizontal scanning lines, and a circuit for index mark TM and reference mark FM1. The information is processed by a waveform processing circuit including a circuit or the like that calculates the amount of displacement in the X direction and the Y direction at high speed.
14 as information SSE.

【0043】尚、本実施例の場合、オフ・アクシス・ア
ライメント系OWAの検出中心点とは、一例としてX方
向については2つの指標マークTMX1、TMX2の中
心点であり、Y方向については2つの指標マークTMY
1、TMY2の中心点である。ただし場合によっては、
2つの指標マークTMX1、TMX2のうち、例えばマ
ークTMX2のみのX方向の中心点を検出中心とするこ
ともある。
In this embodiment, the detection center point of the off-axis alignment system OWA is, for example, the center point of two index marks TMX1 and TMX2 in the X direction and two detection points in the Y direction. Index mark TMY
1. Central point of TMY2. However, in some cases,
Of the two index marks TMX1 and TMX2, for example, the center point in the X direction of only the mark TMX2 may be the detection center.

【0044】図11は基準板FP上に形成された基準マ
ークFM1の拡大図であり、Y方向に延びたラインパタ
ーンをX方向に一定ピッチで複数本配列するとともに、
X方向に延びたラインパターンをY方向に一定ピッチで
複数本配列した2次元パターンとして形成される。この
基準マークFM1のX方向の位置検出にあたっては、C
CDカメラ4Xからの画像信号を波形処理回路で解析
し、X方向に並んだ複数本のラインパターンの各検出位
置(画素位置)の平均位置を基準マークFM1のX方向
位置とし、指標マークTMX1、TMX2の中心位置と
のずれ量を求めればよい。
FIG. 11 is an enlarged view of the reference mark FM1 formed on the reference plate FP. A plurality of line patterns extending in the Y direction are arranged at a constant pitch in the X direction.
It is formed as a two-dimensional pattern in which a plurality of line patterns extending in the X direction are arranged at a constant pitch in the Y direction. When detecting the position of the reference mark FM1 in the X direction, C
The image signal from the CD camera 4X is analyzed by a waveform processing circuit, and the average position of each detection position (pixel position) of a plurality of line patterns arranged in the X direction is set as the X direction position of the reference mark FM1, and the index marks TMX1, The amount of deviation from the center position of TMX2 may be obtained.

【0045】Y方向に関する基準マークFM1の検出、
位置ずれ量の検出についてもCCDカメラ4Yによって
同様に行なわれる。ところで、先に図5で説明したよう
に、TTRアライメント系とTTLアライメント系とで
検出される基準板FP上の各種マークの配置は、一定の
位置関係に定められているが、このことについて、さら
に図12を参照して説明する。図12は直線LX上に位
置した各マークの拡大図であり、マークLIMyはY方
向に一定ピッチ(例えば8μm)で格子要素を配列した
回折格子であり、マークLSMyは円形内に拡大して示
すように微小な正方形のドットパターンをX方向にピッ
チPSxで配列し、Y方向にピッチPSyで配列した2
次元の格子パターンである。マークLSMyはY方向用
のLSA方式のTTLアライメント系のビームスポット
で検出されるものであり、ビームスポットはX方向にス
リット状に延び、Y方向のビーム幅はドットパターンの
Y方向の寸法とほぼ等しい。尚、X方向のピッチPSx
がマーク検出時の回折光発生に寄与するものであり、Y
方向のピッチPSyはY方向に複数の格子マークを配列
してマルチマーク化するためのものである。したがって
マルチマーク化する必要のないときは、直線LX上に並
ぶ一列のドットパターン群のみがあればよい。
Detection of the reference mark FM1 in the Y direction,
The detection of the amount of displacement is performed in the same manner by the CCD camera 4Y. By the way, as described above with reference to FIG. 5, the arrangement of various marks on the reference plate FP detected by the TTR alignment system and the TTL alignment system is determined to have a fixed positional relationship. This will be further described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged view of each mark located on the straight line LX. The mark LIMy is a diffraction grating in which grating elements are arranged at a constant pitch (for example, 8 μm) in the Y direction, and the mark LSMy is shown enlarged in a circle. A small square dot pattern is arranged at a pitch PSx in the X direction and at a pitch PSy in the Y direction.
It is a dimensional lattice pattern. The mark LSMy is detected by a beam spot of the TTL alignment system of the LSA system for the Y direction, the beam spot extends in a slit shape in the X direction, and the beam width in the Y direction is substantially equal to the dimension of the dot pattern in the Y direction. equal. In addition, the pitch PSx in the X direction
Contributes to the generation of diffracted light at the time of mark detection.
The pitch PSy in the direction is for arranging a plurality of lattice marks in the Y direction to form a multi-mark. Therefore, when it is not necessary to form multi-marks, it is only necessary to have only one line of dot pattern groups arranged on the straight line LX.

【0046】また、X方向のピッチPSxは、ビームス
ポットの波長と必要とされる1次回折光の回折角とによ
って一義的に決まるが、Y方向のピッチPSyはPSx
と等しいか、もしくはそれよりも大きければよい。さ
て、図5で説明したように、マークLIMyのX方向の
中心点と基準マークFM2AのX方向の中心点との間隔
K1と、発光マークIFSのX方向の中心点とマークL
SMyのX方向の中心点との間隔K1とは、K1=K2
±ΔXkの関係にある。この条件は、本実施例における
LIA方式のTTLアライメント系のマーク検出領域
(干渉縞の照射領域)の中心と、LSA方式のTTLア
ライメント系のマーク検出中心点(ビームスポット)と
がほぼ一致しているために必要となったものであり、必
ずしも上記条件に限定されるものではない。
Although the pitch PSx in the X direction is uniquely determined by the wavelength of the beam spot and the required diffraction angle of the first-order diffracted light, the pitch PSy in the Y direction is PSx
It is better if it is equal to or larger than. As described with reference to FIG. 5, the distance K1 between the center point of the mark LIMy in the X direction and the center point of the reference mark FM2A in the X direction, the center point of the light emitting mark IFS in the X direction, and the mark L
The distance K1 between SMy and the center point in the X direction is K1 = K2
There is a relationship of ± ΔXk. This condition is such that the center of the mark detection area (irradiation area of interference fringes) of the LIA TTL alignment system in this embodiment substantially coincides with the mark detection center point (beam spot) of the LSA TTL alignment system. This is necessary for the above, and is not necessarily limited to the above conditions.

【0047】以上の図8で説明したTTLアライメント
系は、X方向用についても全く同様に構成され、各マー
クのX方向の位置情報は主制御系114へ送られる。次
に、本実施例の装置によるベースライン計測の動作につ
いて説明するが、ここで説明する動作は代表的なもので
あり、いくつかの変形動作については後でまとめて述べ
る。
The TTL alignment system described above with reference to FIG. 8 is configured in exactly the same manner for the X direction, and the position information of each mark in the X direction is sent to the main control system 114. Next, the operation of the baseline measurement by the apparatus of the present embodiment will be described. However, the operation described here is typical, and some modified operations will be described later.

【0048】図13、図14は、代表的なシーケンスを
説明するフローチャート図であり、そのシーケンスは主
に主制御系114によって統括制御される。まず、所定
の保管場所に収納されていたレチクルRは、自動、又は
手動搬送され、レチクルステージRST上に機械的な位
置決めと受け渡し精度のみに依存した形でローディング
される。(ステップ500)。
FIGS. 13 and 14 are flow charts for explaining a typical sequence. The sequence is mainly controlled by the main control system 114. First, the reticle R stored in a predetermined storage location is automatically or manually conveyed and loaded on the reticle stage RST in a form depending only on mechanical positioning and delivery accuracy. (Step 500).

【0049】この場合、レチクルRのローディング精度
は、図6に示したレチクルマーク用の窓領域(遮光帯S
Bの内側)の大きさを5mm角程度にしてダブルスリット
マークRM1x、RM2yの長さを4mm程度にしたとす
ると、±2mm以下が望ましい。次に主制御系114は、
レチクルRのマークRM1、RM2がTTRアライメン
ト系1A、1Bによって正常に検出されるように、レチ
クルRの位置を予備的にラフにアライメントするための
レチクルサーチを行なう。このレチクルサーチには、図
13のステップ504、506に示すようにSRA方式
とIFS方式の2つがあり、ステップ502でどちらの
モードにするかが選ばれる。ステップ504のIFS方
式によるプリアライメントとは、図6に示すように、レ
チクルステージRSTの位置を固定したまま、発光マー
クIFSがレチクルマークRM1、又はRM2が存在し
そうな位置を探索するようにウェハステージWSTを大
きなストローク(例えば数mm)で、X、Y方向にサーチ
移動させて、レチクルマークRM1、RM2の位置をラ
フに検出し、その検出位置の設計上の位置からのずれ量
を求めて、レチクルステージRST用の干渉計IRX、
IRY、IRθを頼りにレチクルステージRSTを微動
させる方式である。
In this case, the loading accuracy of the reticle R is determined by the reticle mark window area shown in FIG.
If the size of the double slit marks RM1x and RM2y is set to about 4 mm and the size of the double slit marks RM1x and RM2y is set to about 4 mm, the size is preferably ± 2 mm or less. Next, the main control system 114
A reticle search for preliminary rough alignment of the position of the reticle R is performed so that the marks RM1 and RM2 of the reticle R are normally detected by the TTR alignment systems 1A and 1B. As shown in steps 504 and 506 of FIG. 13, this reticle search has two modes, the SRA mode and the IFS mode. In step 502, which mode is selected. The pre-alignment by the IFS method in step 504 means that the light emitting mark IFS searches for a position where the reticle mark RM1 or RM2 is likely to exist while the position of the reticle stage RST is fixed as shown in FIG. The WST is moved in the X and Y directions by a large stroke (for example, several mm) in a large stroke (for example, several mm) to roughly detect the positions of the reticle marks RM1 and RM2, and to calculate the amount of deviation of the detected positions from the designed position. Interferometer IRX for reticle stage RST,
This is a method in which the reticle stage RST is finely moved based on IRY and IRθ.

【0050】これに対して、ステップ506のSRA方
式によるプリアライメントは以下のように実行される。
レチクルマークRM1、RM2が存在しそうな位置の直
下に基準板FPの無地の面を配置し、その状態でTTR
アライメント系1A、1Bを用いて、CCDカメラ11
2X、112Y(図7)によってレチクルR上のパター
ンを撮像して1画面内の水平走査線に応じた画像信号波
形をメモリに取り込む。次にレチクルステージRSTを
干渉計IRX、IRY、IRθの計測値に基づいて駆動
系115により一定量だけX方向、又はY方向に移動さ
せてから、2画面目の画像信号波形をCCDカメラから
取り込み、1画面目の信号波形とつなぎ合わせる。その
後、つなぎ合わせた画像信号波形を解析してレチクルマ
ークRM1 、RM2 の各位置を求め、設計上の位置から
のずれ量を求めてからレチクルステージRSTの位置を
移動させる方式である。
On the other hand, the pre-alignment by the SRA method in step 506 is executed as follows.
The plain surface of the reference plate FP is placed immediately below the position where the reticle marks RM1 and RM2 are likely to exist, and the TTR is
Using the alignment systems 1A and 1B, the CCD camera 11
The pattern on the reticle R is imaged by 2X and 112Y (FIG. 7), and the image signal waveform corresponding to the horizontal scanning line in one screen is taken into the memory. Next, the reticle stage RST is moved by a fixed amount in the X or Y direction by the drive system 115 based on the measured values of the interferometers IRX, IRY, and IRθ, and then the image signal waveform of the second screen is captured from the CCD camera. 1. Connect with the signal waveform of the first screen. Thereafter, the connected image signal waveforms are analyzed to determine the respective positions of the reticle marks RM1 and RM2, the amount of deviation from the designed position is determined, and then the position of the reticle stage RST is moved.

【0051】いずれのサーチモードであっても、レチク
ルRのマークRM1 、RM2 の各中心を、2つのTTR
アライメント系1A、1Bの夫々に設けられたCCDカ
メラ112X、112Yの撮像領域内の中心に数μm程
度の精度でプリアライメントできる。次に主制御系11
4は、ステップ508からのレチクルアライメント動作
に入るが、その前に、2つの基準マークFM2A、FM
2Bの夫々が投影レンズPLの視野PIF内の設計上の
位置にくるよう駆動系116を干渉計IFX、IFY2
(又はIFY1)の計測値に応じて制御してウェハステ
ージWSTを位置決めする。ウェハステージWSTが位
置決めされると、基準マークFM2A(FM2B)はレ
チクルマークRM1(RM2)とおおむね整合された状
態でCCDカメラ112X、112Yで撮像される。
In any of the search modes, the centers of the marks RM1 and RM2 of the reticle R are set to two TTRs.
Pre-alignment can be performed at the center of the imaging area of the CCD cameras 112X and 112Y provided in each of the alignment systems 1A and 1B with an accuracy of about several μm. Next, the main control system 11
4 enters the reticle alignment operation from step 508, but before that, the two reference marks FM2A, FM2
The drive system 116 is moved to the interferometers IFX, IFY2 so that
The wafer stage WST is positioned under control according to the measured value of (or IFY1). When wafer stage WST is positioned, reference marks FM2A (FM2B) are imaged by CCD cameras 112X and 112Y in a state where they are almost aligned with reticle marks RM1 (RM2).

【0052】この段階で図7中の処理回路113X、1
13Yを作動させて、基準マークFM2Aに対するレチ
クルマークRM1のX、Y方向の位置ずれ量(ΔXR
1、ΔYR1)と、基準マークFM2Bに対するレチク
ルマークRM2のX、Y方向の位置ずれ量(ΔXR2
、ΔYR2)と計測する。次にステップ510で、各
位置ずれ量が許容値以内か否かを判定し、許容値よりも
はずれているときはステップ512へ進む。
At this stage, the processing circuits 113X, 1
13Y, the amount of displacement (ΔXR) of the reticle mark RM1 in the X and Y directions with respect to the reference mark FM2A.
1, ΔYR1) and the amount of displacement (ΔXR2) of the reticle mark RM2 in the X and Y directions with respect to the reference mark FM2B.
, ΔYR2). Next, in step 510, it is determined whether or not each positional deviation amount is within an allowable value. If the positional deviation amount is out of the allowable value, the process proceeds to step 512.

【0053】このとき、2つのレチクルマークRM1、
RM2の形状、配置から明らかなように、レチクルRの
X方向のアライメントは、基準マークFM2A、FM2
Bの各中心点に対して各レチクルマークRM1、RM2
の中心点の夫々がレチクル中心CCに向けてずれている
ときを正、逆方向にずれているときを負とすると、X方
向のずれ量ΔXR1とΔXR2の極性と絶対値とを等し
くすることで達成される。
At this time, two reticle marks RM1,
As is clear from the shape and arrangement of the RM2, the alignment of the reticle R in the X direction is based on the reference marks FM2A and FM2.
Each reticle mark RM1, RM2 for each center point of B
When each of the center points is shifted toward the center of the reticle CC, and when the center point is shifted in the reverse direction, it is assumed that the center point is negative. Achieved.

【0054】同様に、レチクルRのY方向とθ方向のア
ライメントは、各レチクルマークRM1、RM2の中心
点が静止座標系のY軸の正方向にずれたときを正とする
と、Y方向のずれ量ΔYR1、ΔYR2の極性と絶対値
とを等しくすることで達成される。レチクルRのθ方向
(回転方向)のずれ量ΔθRは、レチクルマークRM1
とRM2のX方向の間隔をLrmすると、Y方向のずれ量
ΔYR1、ΔYR2(レチクル上での実寸)から次式で
求められる。
Similarly, the alignment of the reticle R in the Y direction and the θ direction is defined as a positive shift when the center point of each of the reticle marks RM1 and RM2 is shifted in the positive direction of the Y axis of the stationary coordinate system. This is achieved by making the polarities and absolute values of the quantities ΔYR1 and ΔYR2 equal. The deviation amount ΔθR of the reticle R in the θ direction (rotation direction) is equal to the reticle mark RM1.
If the distance in the X direction between the RM2 and the RM2 is Lrm, the distance can be obtained from the displacement amounts ΔYR1 and ΔYR2 (actual size on the reticle) in the Y direction by the following equation.

【0055】 ΔθR=sin-1((ΔYR1−ΔYR2)/Lrm) ≒(ΔYR1−ΔYR2)/Lrm ただし、間隔Lrmはどのレチクルについても一定である
から、θ方向のレチクルRのずれ量の評価は、単純には
ΔYR1−ΔYR2の絶対値の大小を求めるだけでよ
い。以上のことから、X、Y、θ方向のレチクルRのず
れ量が許容値よりも大きいときは、ステップ512でレ
チクルステージRSTを微動させる。このとき、X方
向、Y方向、θ方向についてどれぐらいレチクルステー
ジRSTを微動させればよいかが各ずれ量(ΔXR1、
ΔYR1)、(ΔXR2、ΔYR2)に基づいて算出さ
れるから、レチクルステージRSTの位置を3つの干渉
計IRX、IRY、IRθでモニターしながら補正すべ
き位置へ微動させる。
ΔθR = sin-1 ((ΔYR1−ΔYR2) / Lrm) ≒ (ΔYR1−ΔYR2) / Lrm However, since the interval Lrm is constant for any reticle, the evaluation of the deviation amount of the reticle R in the θ direction is as follows. Simply, it is only necessary to determine the magnitude of the absolute value of ΔYR1−ΔYR2. From the above, when the deviation amount of the reticle R in the X, Y, and θ directions is larger than the allowable value, the reticle stage RST is finely moved in step 512. At this time, how much the reticle stage RST should be finely moved in the X direction, the Y direction, and the θ direction is determined by each shift amount (ΔXR1,
Since it is calculated based on (ΔYR1) and (ΔXR2, ΔYR2), the position of the reticle stage RST is finely moved to the position to be corrected while being monitored by the three interferometers IRX, IRY, and IRθ.

【0056】この駆動方式は、所謂オープン制御方式と
呼ばれ、駆動系115の制御精度、レチクルステージR
STの位置決め精度が十分に高く、かつ、安定していれ
ば、1回の位置ずれ計測(ステップ508)と1回の位
置補正(ステップ512)だけでレチクルRを目標位置
に正確にアライメントすることができる。しかしなが
ら、位置補正によって目標位置に正確にアライメントさ
れたか否かを確認する必要があるため、主制御系114
は、再度ステップ508からの動作を繰り返す。
This drive system is called a so-called open control system, and includes the control accuracy of the drive system 115 and the reticle stage R
If the positioning accuracy of the ST is sufficiently high and stable, the reticle R can be accurately aligned with the target position by only one position measurement (step 508) and one position correction (step 512). Can be. However, since it is necessary to confirm whether or not the target position is correctly aligned by the position correction, the main control system 114
Repeats the operation from step 508 again.

【0057】以上のステップ508〜510によって、
レチクルRは基準板FP上の2つの基準マークFM2
A、FM2Bの設計上の座標位置に対してアライメント
されたことになる。次に主制御系114は、図4に示し
たステップ516からの動作を実行する。ステップ51
6は、基準板FPの位置をウェハステージWST用の干
渉計IFX、IFY2(又はIFY1)による計測値に
基づいてサーボロックするか、TTLアライメント系の
LIA方式でサーボロックするかを選択するものであ
る。
By the above steps 508 to 510,
Reticle R has two reference marks FM2 on reference plate FP.
A, alignment with respect to the designed coordinate position of FM2B. Next, main control system 114 executes the operation from step 516 shown in FIG. Step 51
Reference numeral 6 is used to select whether the position of the reference plate FP is servo-locked based on the measurement value of the interferometers IFX, IFY2 (or IFY1) for the wafer stage WST, or servo-locked by the TTL alignment system LIA method. is there.

【0058】干渉計を用いたサーボロックが選択されて
いる場合は、ステップ518へ進み、レチクルアライメ
ントが達成された時点でのウェハステージWSTの座標
値を記憶し、干渉計IFX、IFY2(又はIFY1)
の計測値が、常にその記憶値と一致するように、ウェハ
ステージWSTの駆動系116をサーボ制御する。LI
A方式のサーボロックが選択されている場合は、ステッ
プ520へ進み、図8に示したシャッター132A、1
32Bを図中の状態に設定し、基準板FP上のマークL
IMx、LIMyの夫々の上に干渉縞を照射する。そし
て位相差測定回路140によって、X方向とY方向の夫
々について、基準信号との位相差が常に所定値になるよ
うにウェハステージWSTをサーボ制御する。
If the servo lock using the interferometer has been selected, the process proceeds to step 518, where the coordinate values of the wafer stage WST at the time when the reticle alignment is achieved are stored, and the interferometers IFX, IFY2 (or IFY1) are stored. )
Is servo-controlled so that the measured value of.. LI
If the A-type servo lock is selected, the process proceeds to step 520, where the shutters 132A and 132A shown in FIG.
32B is set to the state shown in FIG.
Each of IMx and LIMy is irradiated with interference fringes. Then, the wafer stage WST is servo-controlled by the phase difference measurement circuit 140 such that the phase difference between the reference signal and the reference signal always becomes a predetermined value in each of the X direction and the Y direction.

【0059】LIA方式の場合、基準板FP上の2つの
マークLIMx、LIMyは、TTLアライメント系の
内部に固定された基準格子板138に対してアライメン
トされることになる。ウェハステージWSTのサーボロ
ックは、干渉計IFX、IFY2(又はIFY1)の計
測値に基づく干渉計モードでも、TTLアライメント系
に基づくLIAモードでもほぼ同等の精度で制御するこ
とができるが、実験やシュミレーションによると、LI
Aモードの方が干渉計モードよりも安定していることが
確かめられている。一般に、ウェハステージWSTの
X、Y方向の移動ストロークはウェハの直径よりも大き
く、一例として30cm以上は必要である。このため干渉
計IFX、IFY2からのレーザビームのうち大気中に
露出する光路長は数十cm以上におよび、その間の空気に
局所的な屈折率ゆらぎが生じると、ウェハステージWS
Tが厳密に静止しているにもかかわらず、干渉計内部の
カウンタの値が1/100μm〜1/10μmのオーダ
で変動する。従って、干渉計のカウント値が一定になる
ようにサーボロックすると、屈折率のゆらぎによってウ
ェハステージWSTの位置が、例えば±0.08μm程
度の範囲内で微動することがある。屈折率のゆらぎは、
干渉計からのレーザビームの光路内を、温度差を持つ空
気のかたまりがゆっくり通過した時等に生ずる。ウェハ
ステージ用の干渉計には、このように環境上の不利な点
があり、LIA方式よりも安定性に欠けることがある。
LIA方式で使われるビームはほとんど大気中に露出す
ることがないように、カバーを設けることができ、さら
にビームの露出がさけられないレチクルと投影レンズと
の空間、及び投影レンズとウェハとの空間は、せいぜい
数cm程度しかないため、屈折率のゆらぎは起りにくい。
In the case of the LIA method, the two marks LIMx and LIMy on the reference plate FP are aligned with respect to the reference grating plate 138 fixed inside the TTL alignment system. The servo lock of the wafer stage WST can be controlled with almost the same accuracy in the interferometer mode based on the measured values of the interferometers IFX and IFY2 (or IFY1) and in the LIA mode based on the TTL alignment system. According to LI
It has been confirmed that the A mode is more stable than the interferometer mode. Generally, the movement stroke of the wafer stage WST in the X and Y directions is larger than the diameter of the wafer, and for example, needs to be 30 cm or more. For this reason, the optical path length of the laser beams from the interferometers IFX and IFY2 exposed to the atmosphere is longer than several tens of cm, and if local refractive index fluctuations occur in the air between them, the wafer stage WS
Although T is strictly stationary, the counter value inside the interferometer fluctuates on the order of 1/100 μm to 1/10 μm. Therefore, when the servo lock is performed so that the count value of the interferometer becomes constant, the position of wafer stage WST may slightly move within a range of, for example, about ± 0.08 μm due to fluctuation of the refractive index. The fluctuation of the refractive index is
This occurs when a block of air having a temperature difference slowly passes through the optical path of the laser beam from the interferometer. The interferometer for the wafer stage has such environmental disadvantages and may be less stable than the LIA method.
The beam used in the LIA system can be provided with a cover so that it is hardly exposed to the atmosphere, and furthermore, the space between the reticle and the projection lens, and the space between the projection lens and the wafer, where the exposure of the beam cannot be avoided. Has only a few cm at most, so fluctuations in the refractive index hardly occur.

【0060】以上のことからTTRアライメント系によ
って基準マークFM2A、FM2Bを検出している状態
で、TTLアライメント系を使って基準板FB(ウェハ
ステージWST)の位置サーボが行なえる場合は、極力
そのようにした方が好ましい。次に主制御系114は、
ステップ522でTTRアライメント系とオフ・アクシ
ス・アライメント系とを同時に使って基準マーク検出を
行なう。
From the above, when the position servo of the reference plate FB (wafer stage WST) can be performed using the TTL alignment system while the reference marks FM2A and FM2B are being detected by the TTR alignment system, it is as small as possible. It is preferable to use Next, the main control system 114
In step 522, reference mark detection is performed by simultaneously using the TTR alignment system and the off-axis alignment system.

【0061】一般に、先のステップ510でレチクルス
テージRSTが目標位置に微動され、アライメントが達
成されると、レチクルステージRSTは、そのベースと
なるコラム側へ真空吸着等で固定される。この吸着の
際、レチクルステージRST微小量横ずれすることがあ
る。この横ずれは微小なものではあるが、ベースライン
管理上は誤差要因の1つであり、十分に認識しておく必
要がある。その認識は、TTRアライメント系のCCD
カメラ112X、112Yを使って、再度ステップ50
8の計測動作を行なうこと、又は、干渉計IRX、IR
Y、IRθの計測値のレチクルアライメント達成時点か
らの変化量をモニターすること等で可能である。しかし
ながら本実施例では、その横ずれも含めてベースライン
量として管理するようにしたため、特別に横ずれ量のみ
を個別に求めなくてもよい。
In general, when the reticle stage RST is finely moved to the target position in the previous step 510 and the alignment is achieved, the reticle stage RST is fixed to the base column by vacuum suction or the like. During this suction, the reticle stage RST may be laterally shifted by a small amount. Although this lateral displacement is minute, it is one of the error factors in the baseline management and needs to be sufficiently recognized. The recognition is TTR alignment system CCD
Step 50 is performed again using the cameras 112X and 112Y.
8 or the interferometers IRX and IR
It is possible to monitor the amount of change in the measured values of Y and IRθ from the time when the reticle alignment is achieved. However, in this embodiment, since the lateral shift is managed as the baseline amount, it is not necessary to individually determine only the lateral shift amount.

【0062】さて、ステップ522の段階では、すでに
オフ・アクシス・アライメント系OWAの検出領域内に
基準板FP上の基準マークFM1が位置している。そこ
で主制御系114は、図10に示したオフ・アクシス・
アライメント系のCCDカメラ4X、4Yを使って指標
板4F内の指標マークTMと基準マークFM1とのX、
Y方向の位置ずれ量(ΔXF、ΔYF)をウェハ上の実
寸として求める。同時にTTRアライメント系のCCD
カメラ112X、112Yを使ってレチクルマークRM
1と基準マークFM2Aとの位置ずれ量(ΔXR1、Δ
YR1)と、レチクルマークRM2と基準マークFM2
Bとの位置ずれ量(ΔXR2、ΔYR2)とをウェハ側
の実寸として計測する。このとき、TTR方式もオフ・
アクシス方式も、ともにCCDカメラを光電センサーと
しているため、撮像したマーク像に対応した画像信号波
形のメモリへの取り込みタイミングを極力一致させるよ
うに、処理回路113X、113Y等を制御する。
At the stage of step 522, the reference mark FM1 on the reference plate FP has already been located in the detection area of the off-axis alignment system OWA. Therefore, the main control system 114 performs the off-axis control shown in FIG.
Using the CCD cameras 4X and 4Y of the alignment system, X of the index mark TM and the reference mark FM1 in the index plate 4F,
The amount of displacement in the Y direction (ΔXF, ΔYF) is determined as the actual size on the wafer. At the same time, TTR alignment CCD
Reticle mark RM using cameras 112X and 112Y
1 and the reference mark FM2A (ΔXR1, ΔXR1,
YR1), reticle mark RM2 and reference mark FM2
The position deviation amount (ΔXR2, ΔYR2) from B is measured as the actual size on the wafer side. At this time, the TTR method is also turned off.
Also in the Axis system, since both CCD cameras are photoelectric sensors, the processing circuits 113X, 113Y, etc. are controlled so that the timing of taking in the image signal waveform corresponding to the picked-up mark image into the memory is matched as much as possible.

【0063】尚、基準板FPの位置を干渉計でサーボロ
ックしている場合は、TTR方式での画像信号の波形の
取り込みとオフ・アクシス方式での画像信号波形の取り
込み時間差を、空気の屈折率のゆらぎによるウェハステ
ージ位置の変動の時間よりも十分に短い間隔にする必要
がある。次に主制御系114は、ステップ524でウェ
ハステージWSTのサーボロックを解除してステップ5
26の動作に移り、LSA方式、IFS方式を同時に使
って基準板FP上の各マークを検出するためにウェハス
テージWSTの移動(走査)を開始する。
When the position of the reference plate FP is servo-locked by the interferometer, the difference between the time when the image signal waveform is captured by the TTR method and the time when the image signal waveform is captured by the off-axis method is determined by the refraction of air. It is necessary to set the interval sufficiently shorter than the time required for the fluctuation of the wafer stage position due to the fluctuation of the rate. Next, main control system 114 releases the servo lock of wafer stage WST in step 524, and
The operation proceeds to the operation 26, in which the movement (scanning) of the wafer stage WST is started in order to detect each mark on the reference plate FP by simultaneously using the LSA method and the IFS method.

【0064】このステップ526は、先に図6、図5で
説明したように、発光スリットマークIFSがレチクル
マークRM1を2次元に走査するようにウェハステージ
WSTを移動させるもので、ウェハステージWSTは、
まず発光スリットマークIFSが図6に示した位置関係
になるように位置決めされる。このときTTLアライメ
ント系のLSA方式によるX方向に延びたスリット状の
ビームスポットは基準板FP上のマークLSMyに対し
てY方向にずれて位置する。その状態からウェハステー
ジWSTをY方向に走査すると、LSA方式の光電検出
器139からの光電信号とIFS方式の光電素子121
からの光電信号SSDとの両波形は、図15に示すよう
になる。図15(A)は、LSA方式によってメモリ上
に取り込まれたマークLSMyの検出波形であり、ここ
ではマークLSMyを5本の回折格子パターンとしたの
で、信号波形上で5つのピークが発生している。図8に
示した処理回路142は、その5つのピーク波形の各々
の重心位置を求め、その平均値をマークLSMyのY座
標、位置YLsとして算出する。
This step 526 moves the wafer stage WST so that the light emitting slit mark IFS scans the reticle mark RM1 two-dimensionally, as described above with reference to FIGS. ,
First, the light emitting slit mark IFS is positioned so as to have the positional relationship shown in FIG. At this time, the slit-shaped beam spot extending in the X direction by the LSA method of the TTL alignment system is shifted in the Y direction with respect to the mark LSMy on the reference plate FP. When the wafer stage WST is scanned in the Y direction from this state, the photoelectric signal from the LSA type photoelectric detector 139 and the IFS type photoelectric element 121 are scanned.
Both waveforms with the photoelectric signal SSD from FIG. FIG. 15A shows a detection waveform of the mark LSMy captured on the memory by the LSA method. Here, since the mark LSMy has five diffraction grating patterns, five peaks occur on the signal waveform. I have. The processing circuit 142 shown in FIG. 8 obtains the position of the center of gravity of each of the five peak waveforms, and calculates the average value as the Y coordinate and the position YLs of the mark LSMy.

【0065】一方、IFS方式で得られる信号SSD
は、図15(B)に示すように、レチクルマークRM1
のダブルスリットマークRM1yに対して、2つのボトム
波形部分を含む。処理回路142は図15(B)の信号
波形中の2つのボトム波形の夫々の中心点を求め、その
中点をダブルスリットマークRM1yの投影像のY方向の
中心座標位置YIfとして算出する。
On the other hand, the signal SSD obtained by the IFS method
Is a reticle mark RM1 as shown in FIG.
Include two bottom waveform portions for the double slit mark RM1y. The processing circuit 142 finds the center point of each of the two bottom waveforms in the signal waveform of FIG. 15B, and calculates the center point as the center coordinate position YIf in the Y direction of the projected image of the double slit mark RM1y.

【0066】同様に、図6中のX方向の矢印のように発
光スリットマークIFSを移動させて、レチクルマーク
RM1のダブルスリットマークRM1xを走査する。こ
のとき、X方向用のTTLアライメント系のLSA方式
によるスリット状スポットが、基準板FP上のマークL
SMxによって同時に走査され、図15と同様の波形が
得られる。この際、X方向用のLSA方式によって検出
されたマークLSMxのX座標値はXLsであり、IF
S方式によって検出されたダブルスリットマークRM1
xのX座標値はXIfである。
Similarly, the light emitting slit mark IFS is moved as indicated by the arrow in the X direction in FIG. 6 to scan the double slit mark RM1x of the reticle mark RM1. At this time, the slit-shaped spot by the LSA method of the TTL alignment system for the X direction is formed by the mark L on the reference plate FP.
Scanning is performed simultaneously by SMx, and a waveform similar to that in FIG. 15 is obtained. At this time, the X coordinate value of the mark LSMx detected by the X direction LSA method is XLs, and IF
Double slit mark RM1 detected by S method
The X coordinate value of x is XIf.

【0067】図15で示すように、座標位置YLSとY
Ifとの差が、Y方向用のLSA方式によるTTLアラ
イメント系の検出中心点とレチクルRの中心CCの投影
点とのY方向のベースライン量である。次に主制御系1
14は、ステップ528でベースライン量を求めるため
の演算を行なう。この演算に必要なパラメータは、図1
6に表で示すように計測した実測値に設計上予め定めら
れた定数値とに分けられる。図16の表中の実測値にお
いて、「TTR−A」は図2中のTTRアライメント系
1Aのことであり、「TTR−B」はTTRアライメン
ト系1Bのことである。また各アライメント系による実
測値は、X方向とY方向とについて位置ずれ量、又はマ
ーク位置を分けて表示してある。一方、設計上の定数値
としては、基準マークFM1の中心点と基準マークFM
2AとのX、Y方向の各距離(ΔXfa、ΔYfa)と基準
マークFM1 の中心点と基準マークFM2BとのX、Y
方向の各距離(ΔXfb、ΔYfb)とがウェハステージW
ST用の干渉計IFX、IFY2(又はIFY1)で決
まる静止座標系上の値として記憶されている。従ってこ
の距離(ΔXfa、ΔYfa)、(ΔXfb、ΔYfb)には、
基準板FPのウェハステージWSTへの取り付け誤差に
よって生ずる基準板FP上の直線LXと移動鏡IMyの
反射面とのX−Y座標系内での相対的な傾き量と、各基
準マークの基準板FP上での配置誤差とが予め含まれて
いるものとする。
As shown in FIG. 15, the coordinate positions YLS and YLS
The difference from If is the base line amount in the Y direction between the detection center point of the TTL alignment system by the LSA method for the Y direction and the projection point of the center CC of the reticle R. Next, the main control system 1
14 performs an operation for obtaining a baseline amount in step 528. The parameters required for this calculation are shown in FIG.
As shown in Table 6, the measured values are divided into measured values and constant values predetermined in design. In the measured values in the table of FIG. 16, “TTR-A” refers to the TTR alignment system 1A in FIG. 2, and “TTR-B” refers to the TTR alignment system 1B. In addition, the measured values obtained by the respective alignment systems are displayed with the amount of displacement or the mark position in the X direction and the Y direction separately. On the other hand, the constant value in the design includes the center point of the reference mark FM1 and the reference mark FM1.
XA, .DELTA.Xfa, .DELTA.Yfa with respect to the reference mark FM2B, and X, Y between the center point of the reference mark FM1 and the reference mark FM2B.
Direction distances (ΔXfb, ΔYfb) and the wafer stage W
It is stored as a value on a stationary coordinate system determined by the ST interferometers IFX and IFY2 (or IFY1). Therefore, the distances (ΔXfa, ΔYfa) and (ΔXfb, ΔYfb)
The relative tilt amount in the XY coordinate system between the straight line LX on the reference plate FP and the reflection surface of the movable mirror IMy caused by an error in mounting the reference plate FP to the wafer stage WST, and the reference plate of each reference mark. It is assumed that an arrangement error on the FP is included in advance.

【0068】主制御系114は、定数値ΔXfa、ΔXfb
に基づいて、基準マークFM2A、FM2Bの各中心点
を結ぶ線分の2等分点と、基準マークFM1の中心点と
のX方向距離LFを算出する。 LF=(ΔXfa+ΔXfb)/2 ………(1) 次に主制御系114は、TTR−Aで求めたX方向のず
れ量ΔXR1とTTR−Bで求めたX方向のずれ量ΔX
R2との差ΔXccの1/2をウェハ側の寸法として求め
る。
The main control system 114 has constant values ΔXfa, ΔXfb
, The X-direction distance LF between the bisecting point of the line connecting the center points of the reference marks FM2A and FM2B and the center point of the reference mark FM1 is calculated. LF = (ΔXfa + ΔXfb) / 2 (1) Next, the main control system 114 calculates the deviation ΔXR1 in the X direction obtained by TTR-A and the deviation ΔX in the X direction obtained by TTR-B.
One half of the difference ΔXcc from R2 is obtained as the dimension on the wafer side.

【0069】 ΔXcc=(ΔXR1−ΔXR2)/2 ………(2) ここでΔXR1、ΔXR2はレチクルマークRM1、R
M2が基準マークFM2A、FM2Bの夫々に対してレ
チクル中心の方向にずれているときは正、逆方向にずれ
ているときは負の値をとるものとする。この式(2)で
求まった値ΔXccが零のとき、レチクルRの中心CCの
投影点は、2つの基準マークFM2A、FM2Bの各中
心点のX方向の2等分点上に精密に合致していることに
なる。
ΔXcc = (ΔXR1−ΔXR2) / 2 (2) where ΔXR1 and ΔXR2 are reticle marks RM1 and R
When M2 is displaced in the direction of the center of the reticle with respect to each of the reference marks FM2A and FM2B, it takes a positive value, and when M2 is displaced in the opposite direction, it takes a negative value. When the value ΔXcc obtained by the equation (2) is zero, the projected point of the center CC of the reticle R exactly matches the bisecting point in the X direction of each of the center points of the two reference marks FM2A and FM2B. Will be.

【0070】次に主制御系114は、実測値ΔXFと計
算値LF、ΔXccとに基づいて、レチクルRの中心CC
のXY座標平面への投影点と、オフ・アクシス・アライ
メント系OWAの指標板4FのX方向の中心点(指標マ
ークTMX1とTMX2との間の2等分点)のXY座標
平面への投影点とのX方向の距離BLOxを、オフ・ア
クシス・アライメント系OWAに関するX方向ベースラ
イン量として算出する。
Next, the main control system 114 determines the center CC of the reticle R based on the measured value ΔXF and the calculated values LF and ΔXcc.
Projected point on the XY coordinate plane, and the projected point on the XY coordinate plane of the center point in the X direction of the index plate 4F of the off-axis alignment system OWA (a bisecting point between the index marks TMX1 and TMX2). The distance BLOx in the X direction with respect to the off-axis alignment system OWA is calculated as the X direction base line amount.

【0071】 BLOx=LF−ΔXcc−ΔXF ………(3) ここでΔXFは、指標マークTMX1、TMX2のX方
向の2等分点に対して基準マークFM1が投影レンズP
L(基準マークFM2A、FM2B)の方向にずれて検
出されたときは正の値をとり、逆方向にずれて検出され
たときは負の値をとるものとする。
BLOx = LF−ΔXcc−ΔXF (3) where ΔXF is a distance between the reference mark FM1 and the projection lens P with respect to the bisecting point of the index marks TMX1 and TMX2 in the X direction.
It is assumed that a positive value is detected when the light is detected in the direction of L (reference marks FM2A, FM2B), and a negative value is detected when the light is detected in the reverse direction.

【0072】次に主制御系114は、実測値ΔYR1と
ΔYR2に基づいて、レチクルRの中心点CCの投影点
と、基準マークFM2Aの中心点とFM2Bの中心点と
を結ぶ線分の2等分点(ほぼ直線LY2上にある)との
Y方向のずれ量ΔYccを求める。 ΔYcc=(ΔYR1−ΔYR2)/2 ………(4) ここで、ΔYR1、ΔYR2は、レチクルマークRM1
、RM2の夫々が対応する基準マークFM2A、FM
2Bに対して、図4上でYの正方向(図4の紙面内で上
方)にずれているときは正、逆方向にずれているときは
負の値をとるものとする。このずれ量Yccは、レチクル
Rの中心CCの投影点と、基準マークFM2A、FM2
Bの各中心点を結ぶ線分の2等分点とが精密に一致した
とき零になる。さらに主制御系114は、定数値ΔYf
a、ΔYfbに基づいて基準マークFM2A、FM2Bの
各中心点を結ぶ線分の2等分点と基準マークFM1の中
心点とのY方向のずれ量ΔYf2を求める。
Next, the main control system 114, based on the actually measured values ΔYR1 and ΔYR2, calculates a line segment connecting the projected point of the center point CC of the reticle R and the center point of the reference mark FM2A and the center point of FM2B. The amount of deviation ΔYcc in the Y direction from the dividing point (almost on the straight line LY2) is obtained. ΔYcc = (ΔYR1−ΔYR2) / 2 (4) where ΔYR1 and ΔYR2 are reticle marks RM1
, RM2 respectively correspond to the reference marks FM2A, FM2
With respect to 2B, the value takes a positive value when it is shifted in the positive direction of Y in FIG. 4 (upward in the paper plane of FIG. 4), and a negative value when it is shifted in the reverse direction. The shift amount Ycc is determined by comparing the projected point of the center CC of the reticle R with the reference marks FM2A and FM2.
It becomes zero when the bisecting point of the line connecting the center points of B exactly matches. Further, the main control system 114 has a constant value ΔYf
Based on a and ΔYfb, a deviation ΔYf2 in the Y direction between a bisecting point of a line connecting the center points of the reference marks FM2A and FM2B and the center point of the reference mark FM1 is obtained.

【0073】 ΔYf2=(ΔYfa−ΔYfb)/2 ………(5) 以上の計算値ΔYcc、ΔYf2と実測値ΔYFとに基づい
て、主制御系114はレチクルRの中心CCの投影点
と、オフ・アクシス・アライメント系OWAの指標板4
FのY方向の中心点(指標マークTMY1とTMY2と
の間の2等分点)の投影点とのY方向の距離BLOy
を、オフ・アクシス・アライメント系OWAのY方向ベ
ースライン量として算出する。
ΔYf2 = (ΔYfa−ΔYfb) / 2 (5) On the basis of the calculated values ΔYcc and ΔYf2 and the actually measured value ΔYF, the main control system 114 sets the projected point of the center CC of the reticle R to OFF.・ Index plate 4 for Axis alignment system OWA
Distance BLOy in the Y direction from the projection point of the center point of F in the Y direction (a bisecting point between index marks TMY1 and TMY2).
Is calculated as the Y-direction baseline amount of the off-axis alignment system OWA.

【0074】 BLOy=ΔYcc−ΔYf2−ΔYF ………(6) 以上の演算により、オフ・アクシス・アライメント系O
WAのベースライン量(BLOx、BLOy)が求ま
り、次に主制御系114はLSA方式のTTLアライメ
ント系のベースライン量(BLTx、BLTy)を求め
る。Y方向用のLSA方式TTLアライメント系のベー
スライン量BLTyは、スリット状のビームスポットの
Y方向の中心点とレチクルRの中心CCの投影点とのY
方向のずれ量であり、次式によって求められる。
BLOy = ΔYcc−ΔYf2−ΔYF (6) By the above calculation, the off-axis alignment system O
The baseline amount (BLOx, BLOy) of the WA is determined, and then the main control system 114 determines the baseline amount (BLTx, BLTy) of the TTL alignment system of the LSA system. The base line amount BLTy of the LSA type TTL alignment system for the Y direction is determined by calculating the Y value between the center point of the slit beam spot in the Y direction and the projection point of the center CC of the reticle R.
It is the amount of deviation in the direction, and is obtained by the following equation.

【0075】 BLTy=YIf−YLs ………(7) 同様にして、X方向用のLSA方式TTLアライメント
系のベースライン量BLTxは、スリット状のビームス
ポットのX方向の中心点とレチクルRの中心CCの投影
点とのX方向のずれ量であり、次式によって求められ
る。 BLTx=XIf−XLs ………(8) ただし、式(7)、(8)で求めた値には、発光マーク
IFSの中心と基準板FP上のマークLSMyとのY方
向の配置誤差ΔYsmと、発光マークIFSとマークLS
MxとのX方向の配置誤差ΔXsmとが含まれているた
め、これらの誤差が無視できないときは、予め定数値と
して記憶しておき、式(7)、(8)をそれぞれ式
(7’)、(8’)のように変更すればよい。
BLTy = YIf−YLs (7) Similarly, the base line amount BLTx of the LSA type TTL alignment system for the X direction is the center of the slit-shaped beam spot in the X direction and the center of the reticle R. This is the amount of deviation of the CC from the projection point in the X direction, and is obtained by the following equation. BLTx = XIf−XLs (8) However, the values obtained by the equations (7) and (8) include the arrangement error ΔYsm in the Y direction between the center of the light emitting mark IFS and the mark LSMy on the reference plate FP. , Emission mark IFS and mark LS
Since an arrangement error ΔXsm in the X direction with respect to Mx is included, if these errors cannot be ignored, they are stored in advance as constant values, and Equations (7) and (8) are respectively substituted into Equation (7 ′). , (8 ′).

【0076】 BLTy=YIf−YLs−ΔYsm ………(7’) BLTx=XIf−XLs−ΔXsm ………(8’) 以上のシーケンスによって、ベースライン計測が修了
し、ウェハステージWST上にはプリアライメントされ
たウェハWが載置される。ウェハW上には複数の被露光
領域、すなわちレチクルRのパターン領域PAが投影さ
れるショット領域が2次元に配置されている。そして各
ショット領域には、オフ・アクシス・アライメント系O
WA、又はTTLアライメント系(2X、3X;2Y、
3Y)によって検出されるアライメントマークが、ショ
ット領域の中心点に対して一定の位置関係で形成されて
いる。多くの場合、それらウェハ上のアライメントマー
クはストリートライン内に設けられる。
BLTy = YIf−YLs−ΔYsm (7 ′) BLTx = XIf−XLs−ΔXsm (8 ′) By the above sequence, the baseline measurement is completed and the pre-processing is performed on the wafer stage WST. The aligned wafer W is placed thereon. On the wafer W, a plurality of exposure areas, that is, shot areas where the pattern area PA of the reticle R is projected are two-dimensionally arranged. In each shot area, an off-axis alignment system O
WA or TTL alignment system (2X, 3X; 2Y,
3Y), the alignment mark is formed in a fixed positional relationship with the center point of the shot area. In many cases, the alignment marks on those wafers are provided in the street lines.

【0077】実際のウェハアライメントの方法には、従
来よりいくつもの方式、又はシーケンスが知られている
ので、ここではそれら方式、シーケンスの説明は省略
し、基本的なウェハアライメントのみについて説明す
る。図17は、ウェハW上のショット領域とマークの配
置を示し、ショット領域SAnの中心SCnとX方向用
マークWMxとのX方向の間隔がΔXwm、中心SCnと
Y方向用のYマークWMyとのY方向の間隔がΔYwmと
して設計上定められている。まず、オフ・オクシス・ア
ライメント系OWAを使う場合は、任意のショット領域
SAnのマークWMxがオフ・アクシス・アライメント
系OWAの検出領域内で指標マークTMX1、TMX2
に挾み込まれるようにウェハステージWSTを位置決め
する。ここでマークWMx、WMyは、基準マークFM
1と同様にマルチラインパターンであるものとする。
There are many known methods and sequences for actual wafer alignment, so that the description of these methods and sequences will be omitted here, and only the basic wafer alignment will be described. FIG. 17 shows the arrangement of shot areas and marks on the wafer W. The X-direction interval between the center SCn of the shot area SAn and the X-direction mark WMx is ΔXwm, and the center SCn and the Y-direction W mark WMy are Y-direction. The interval in the Y direction is determined by design as ΔYwm. First, when the off-axis alignment system OWA is used, the mark WMx of an arbitrary shot area SAn is set to the index marks TMX1 and TMX2 within the detection area of the off-axis alignment system OWA.
The wafer stage WST is positioned so as to be sandwiched between them. Here, the marks WMx and WMy are the reference marks FM.
It is assumed that the pattern is a multi-line pattern as in the case of FIG.

【0078】そして、主制御系114は、位置決めされ
たウェハステージWSTのX方向の座標位置Xmを干渉
計IFXから読み込む。さらにオフ・アクシス・アライ
メント系OWA内のCCDカメラ4Xからの画像信号を
処理して、指標板4Fの中心点とマークWMxの中心点
とのX方向のずれ量ΔXpを検出する。次にウェハステ
ージWSTを動かして、オフ・アクシス・アライメント
系の指標マークTMY1、TMY2によってウェハのマ
ークWMyが挾み込まれるようにウェハステージWST
を位置決めする。このときのY方向の座標位置Ymを干
渉計IF1から読み取る。そしてCCDカメラ4Yの撮
像によって、指標板4Fの中心点とマークWMyの中心
点とのY方向のずれ量ΔYpを求める。
Then, main control system 114 reads coordinate position Xm of wafer stage WST in the X direction, which is positioned, from interferometer IFX. Further, an image signal from the CCD camera 4X in the off-axis alignment system OWA is processed to detect a deviation amount ΔXp in the X direction between the center point of the index plate 4F and the center point of the mark WMx. Next, wafer stage WST is moved so that wafer mark WMy is sandwiched between index marks TMY1 and TMY2 of the off-axis alignment system.
Position. At this time, the coordinate position Ym in the Y direction is read from the interferometer IF1. Then, the amount of displacement ΔYp in the Y direction between the center point of the index plate 4F and the center point of the mark WMy is obtained by imaging with the CCD camera 4Y.

【0079】以上のマーク位置検出が終ると、あとは次
式の計算のみによって、露光時にショット領域SAnの
中心SCnをレチクルRの中心CCの投影点に合致させ
るためのウェハステージWSTの座標位置(Xe、Y
e)が求められる。 Xe=Xm−ΔXp+(BLOx−ΔXwm) ………(9) Ye=Ym−ΔYp+(BLOy−ΔYwm) ………(10) 尚、LSA方式のTTLアライメント系でマークWM
x、WMyを検出する場合、LSA方式によるマークW
Mx、WMyの各検出位置をXm、Ymとして次式で露
光時のステージ座標位置が求まる。
After the above-described mark position detection is completed, the coordinate position of the wafer stage WST for aligning the center SCn of the shot area SAn with the projection point of the center CC of the reticle R during exposure is calculated only by the following equation. Xe, Y
e) is required. Xe = Xm- [Delta] Xp + (BLOx- [Delta] Xwm) (9) Ye = Ym- [Delta] Yp + (BLOy- [Delta] Ywm) (10) The mark WM in the LSA TTL alignment system
When detecting x and WMy, the mark W by the LSA method is used.
With the respective detection positions of Mx and WMy being Xm and Ym, the stage coordinate position at the time of exposure is obtained by the following equation.

【0080】 Xe=Xm+BLTx−ΔXwm ………(11) Ye=Ym+BLTy−ΔYwm ………(12) 以上、本発明の実施例を説明したが、本実施例ではオフ
・アクシス・アライメント系OWAの静止座標系内での
検出中心点でも、干渉計IFX、IFY1の両測定軸が
直交するように定めてあるから、オフ・アクシス・アラ
イメント系OWAを用いた2次元のマーク位置検出に、
2つの干渉計IFX、IFY1の計測値を使うと、マー
ク検出時のウェハステージWSTの座標、位置Xm、Y
m、及びマーク位置のずれ量ΔXp、ΔYpにはアッベ
誤差が含まれないことになる。
Xe = Xm + BLTx−ΔXwm (11) Ye = Ym + BLTy−ΔYwm (12) The embodiment of the present invention has been described above. In this embodiment, the off-axis alignment system OWA is stationary. Even at the detection center point in the coordinate system, the two measurement axes of the interferometers IFX and IFY1 are defined so as to be orthogonal, so that the two-dimensional mark position detection using the off-axis alignment system OWA is performed.
Using the measured values of the two interferometers IFX and IFY1, the coordinates, position Xm, and Y of the wafer stage WST at the time of mark detection are used.
m and the deviation amounts ΔXp and ΔYp of the mark positions do not include Abbe errors.

【0081】従って、オフ・アクシス・アライメント系
OWAを使ってウェハマークや基準マークを検出すると
きには、投影レンズPLに対してアッベ条件を満す干渉
計IFY2ではなく、アライメント系OWAに対してア
ッベ条件を満す干渉計IFY1を使うことが重要であ
る。尚、オフ・アクシス・アライメント系OWAのベー
スライン計測に基準板FPの位置をサーボロックする手
段として、レチクルマークRM1、RM2と基準マーク
FM2A、FM2Bを同時に検出するTTRアライメン
ト系を用い、これによって検出される位置ずれ量が常に
所定値になるようにウェハステージWSTをサーボ制御
してもよい。
Therefore, when detecting a wafer mark or a reference mark using the off-axis alignment system OWA, not the interferometer IFY2 satisfying the Abbe condition for the projection lens PL but the Abbe condition for the alignment system OWA. It is important to use an interferometer IFY1 satisfying As a means for servo-locking the position of the reference plate FP for the baseline measurement of the off-axis alignment system OWA, a TTR alignment system for simultaneously detecting the reticle marks RM1, RM2 and the reference marks FM2A, FM2B is used. The wafer stage WST may be servo-controlled so that the amount of positional deviation always becomes a predetermined value.

【0082】次に、本実施例の変形例について述べる。
先の図13、14で述べたシーケンス中のステップ50
8〜512では、TTRアライメント系1A、1Bを使
ってレチクルアライメントを完全に達成するようにした
が、その動作はある程度省略することが可能である。図
2にも示したように、本実施例の装置では、レチクルR
のX、Y、θ方向の位置ずれを干渉計IRX、IRY、
IRθで逐次モニターしているため、ステップ504の
IFS方式のサーチ動作によって、レチクルマークRM
1、RM2の夫々の投影点座標をウェハステージ側の干
渉計で検出したら、その座標値に基づいて演算によって
レチクルRのX、Y、θ方向の設計上の配置からのずれ
量を求め、そのずれ量が補正されるようにレチクル側の
干渉計を頼りにレチクルステージRSTを微動させても
よい。この場合、レチクル側の干渉計IRX、IRY、
IRθの計測分解能が十分に高い(例えば0.005μ
m)とすれば、レチクルRの位置決めは極めて正確に行
なわれることになる。
Next, a modification of this embodiment will be described.
Step 50 in the sequence described in FIGS.
In Steps 8 to 512, the reticle alignment is completely achieved by using the TTR alignment systems 1A and 1B, but the operation can be omitted to some extent. As shown in FIG. 2, in the apparatus of this embodiment, the reticle R
Of the X, Y, and θ directions of the interferometers IRX, IRY,
Since the reticle mark RM is continuously monitored by IRθ, the reticle mark RM
1, when the projection point coordinates of RM2 are detected by the interferometer on the wafer stage side, the amount of deviation from the designed arrangement of the reticle R in the X, Y, and θ directions is calculated by calculation based on the coordinate values. Reticle stage RST may be finely moved by relying on the reticle-side interferometer so that the shift amount is corrected. In this case, the reticle-side interferometers IRX, IRY,
The measurement resolution of IRθ is sufficiently high (for example, 0.005 μm).
If m), the positioning of the reticle R will be performed very accurately.

【0083】また本実施例で使用したオフ・アクシス・
アライメント系OWAは、ウェハステージWSTが静止
した状態でマーク検出を行なう静止型アライメント方式
であったが、LSA方式のTTLアライメント系、又は
IFS方式のように、ウェハステージWSTが移動する
ことでマーク検出を行なう走査型アライメント方式にし
ても同様の効果が得られる。例えばオフ・アクシス・ア
ライメント系OWAを、レーザビームのスポットをスリ
ット状にしてウェハWへ投射し、ウェハ上のマークをス
テージWSTの走査によって検出する方式にした場合、
基準板FP上の基準マークFM1がそのビームスポット
を横切るようにウェハステージWSTを移動させたと
き、同時に発光マークIFSがレチクルマークRM1、
又はRM2を走査するように、基準板FP上の各マーク
の配置を定めればよい。
The off axis used in this embodiment is
Alignment system OWA is a static alignment system that performs mark detection in a state where wafer stage WST is stationary. However, as in LSA TTL alignment system or IFS system, mark detection is performed by moving wafer stage WST. The same effect can be obtained by a scanning alignment method that performs the above. For example, in a case where the off-axis alignment system OWA is configured to project the laser beam spot into a slit shape on the wafer W and detect the mark on the wafer by scanning the stage WST,
When the wafer stage WST is moved so that the reference mark FM1 on the reference plate FP crosses the beam spot, at the same time, the emission mark IFS is changed to the reticle mark RM1,
Alternatively, the arrangement of each mark on the reference plate FP may be determined so as to scan the RM2.

【0084】さらにオフ・アクシス・アライメント系O
WAにLIA方式を組み込み、基準板FP上の基準マー
クFM1をマークLIMx、LIMyと同じ回折格子に
しておくと、オフ・アクシス・アライメント系OWAに
よって検出される基準マークFM1が、オフ・アクシス
・アライメント系内のLIA用の基準格子に対して常に
アライメントされるように、位相差計測回路の検出結果
に基づいてウェハステージWSTをサーボロックするこ
とができる。この場合は、オフ・アクシス・アライメン
ト系OWAの検出中心を基準マークFM1の中心に精密
に合致させた状態で、TTRアライメント系1A、1B
によって基準マークFM2A、FM2Bとレチクルマー
クRM1、RM2との各位置ずれ量を求めるだけで、ベ
ースライン量を算出することができる。この場合、TT
Rアライメント系で検出した位置ずれ量は、ベースライ
ンの誤差量であり、この値がメモリに記憶される。
Further, an off-axis alignment system O
When the LIA system is incorporated in the WA and the reference mark FM1 on the reference plate FP is set to the same diffraction grating as the marks LIMx and LIMy, the reference mark FM1 detected by the off-axis alignment system OWA becomes off-axis alignment The wafer stage WST can be servo-locked based on the detection result of the phase difference measurement circuit so that the wafer stage WST is always aligned with the LIA reference grating in the system. In this case, with the detection center of the off-axis alignment system OWA precisely aligned with the center of the fiducial mark FM1, the TTR alignment systems 1A and 1B
By calculating the respective positional deviation amounts between the reference marks FM2A and FM2B and the reticle marks RM1 and RM2, the baseline amount can be calculated. In this case, TT
The displacement amount detected by the R alignment system is a baseline error amount, and this value is stored in the memory.

【0085】また、TTLアライメント系として、CC
Dカメラを用いてウェハ上、又は基準板FP上のマーク
像と、TTLアライメント系の光路内に設けた指標マー
クの像との両方を撮像し、その位置ずれ量を検出するこ
とで、マークの位置検出を行なう方式を使用してもよ
い。この方式の場合は、TTLアライメント系の光路中
の指標マークの中心点(検出中心点)のウェハ側への投
影点と、レチクルマークRM1、RM2の中心(又はレ
チクルの中心CC)の投影点との間でもベースライン量
を管理すればよい。
Further, as a TTL alignment system, CC
Using a D camera, both the mark image on the wafer or the reference plate FP and the image of the index mark provided in the optical path of the TTL alignment system are imaged, and the amount of displacement of the mark is detected. A method of performing position detection may be used. In the case of this method, the projection point of the center point (detection center point) of the index mark in the optical path of the TTL alignment system on the wafer side and the projection point of the center of the reticle marks RM1 and RM2 (or the center CC of the reticle). The baseline amount may be managed during the period.

【0086】ところで、本実施例に示したIFS方式
は、専らステージスキャン、すなわち走査型アライメン
ト方式として説明したが、静止型アライメント方式にす
ることもできる。そのためには、基準板FP上の発光マ
ークIFSをスリット状から矩形状の発光面に変更し、
図6に示したレチクルマークのダブルスリットRM1y
(又はRM1x)の直下にダブルスリットの幅よりも十
分大きな矩形状の発光面を位置決めし、レチクルRの上
方からTTRアライメント系等を使ってマークRM1y
(又はRM1x)の部分をCCDカメラ等で撮像するよう
にすれば、図15(B)で示した波形と同等の波形をも
つ画像信号を得ることができる。この際、指標となるマ
ークがTTRアライメント系内にない場合は、CCDカ
メラの特定の画素位置を基準としてダブルスリットマー
クRM1y(又はRM1x)のずれ量を求めることもで
きる。またこの方式では、レチクルマークRM1(又は
RM2)の中心の投影点は、そのずれ量と、矩形状の発
光面を位置決めしたときのウェハステージWSTの座標
値とに基づいて算出される。尚、図19に示すように、
矩形状の発光面PIFの一部に、ダブルスリットマーク
RM1y(RM1x)とのずれ量を計測するための遮光
性のスリットパターンSSPを設けておき、TTRアラ
イメント系のCCDカメラによって発光面PIFを撮像
し、ダブルスリットマークRM1yによる暗線とスリッ
トパターンSSPによる暗線との位置ずれ量を求めても
よい。
Incidentally, the IFS system shown in this embodiment has been described exclusively as a stage scan, that is, a scanning type alignment system. However, a stationary type alignment system may be used. For that purpose, the light emitting mark IFS on the reference plate FP is changed from a slit shape to a rectangular light emitting surface,
Double slit RM1y of reticle mark shown in FIG.
(Or RM1x), a rectangular light emitting surface sufficiently larger than the width of the double slit is positioned, and the mark RM1y is positioned from above the reticle R using a TTR alignment system or the like.
If an image of (or RM1x) is taken by a CCD camera or the like, an image signal having a waveform equivalent to the waveform shown in FIG. 15B can be obtained. At this time, if the mark serving as the index is not in the TTR alignment system, the shift amount of the double slit mark RM1y (or RM1x) can be obtained with reference to a specific pixel position of the CCD camera. Further, in this method, the projection point at the center of reticle mark RM1 (or RM2) is calculated based on the shift amount and the coordinate value of wafer stage WST when positioning the rectangular light emitting surface. Incidentally, as shown in FIG.
A light-shielding slit pattern SSP for measuring an amount of deviation from the double slit mark RM1y (RM1x) is provided in a part of the rectangular light emitting surface PIF, and the light emitting surface PIF is imaged by a CCD camera of a TTR alignment system. Then, the positional deviation between the dark line by the double slit mark RM1y and the dark line by the slit pattern SSP may be obtained.

【0087】図18は、ウェハステージWST上の基準
板FPの配置とオフ・アクシス・アライメント系の配置
との変形例を示し、オフ・アクシス・アライメント系の
対物レンズ4Bの位置を同図中の紙面内で投影レンズP
Lの下にした場合の構成図である。この位置は装置本体
の正面側であり、ウェハのローディング方向にあたる。
図18中の符号のうち、ウェハステージWSTの位置測
定の干渉計IFY、IFX1、IFX2をのぞいて、他
は図3のものと同じである。図18の場合、投影レンズ
PLの光軸位置と、オフ・アクシス・アライメント系O
WAの検出中心(ほぼ対物レンズ4Bの光軸位置)とを
結ぶ線分は、Y軸と平行になるため、Y方向の干渉計I
FYは1本とし、X方向の干渉計IFX1、IFX2を
2本とした。これに合わせて、基準板FP上の各マーク
配置を変更し、基準マークFM1と基準マークFM2の
各中心点を結ぶ線分をY軸と平行にしてある。
FIG. 18 shows a modified example of the arrangement of the reference plate FP on the wafer stage WST and the arrangement of the off-axis alignment system. The position of the objective lens 4B of the off-axis alignment system is shown in FIG. Projection lens P in the paper
FIG. 4 is a configuration diagram when the position is below L. This position is on the front side of the apparatus main body and corresponds to the wafer loading direction.
18 are the same as those in FIG. 3 except for the interferometers IFY, IFX1, and IFX2 for measuring the position of the wafer stage WST among the reference numerals in FIG. In the case of FIG. 18, the optical axis position of the projection lens PL and the off-axis alignment system O
Since the line segment connecting the detection center of the WA (substantially the optical axis position of the objective lens 4B) is parallel to the Y axis, the interferometer I in the Y direction is used.
The number of FY is one, and the number of interferometers IFX1 and IFX2 in the X direction is two. In accordance with this, the arrangement of the marks on the reference plate FP is changed, and the line connecting the center points of the reference marks FM1 and FM2 is made parallel to the Y axis.

【0088】この図18に示した場合も、オフ・アクシ
ス・アライメント系OWAによってウェハ上のマーク、
又は基準マークFM1等を検出するときは、アッベ条件
を満足している干渉計IFX1とIFYを用い、露光時
のウェハステージ位置決めには、干渉計IFX2、IF
Yを用いる。すなわち、オフ・アクシス・アライメント
系OWAによってマーク検出を行なったときに干渉計I
FX1で計測されるのでX方向の位置座標値は、干渉計
IFX2で計測される位置座標値と対応付けられる。こ
の対応付けは、図3に示した干渉計IFY1、IFY2
の間でも同様に行なわれる。
Also in the case shown in FIG. 18, a mark on a wafer,
Alternatively, when detecting the reference mark FM1 or the like, the interferometers IFX1 and IFY satisfying the Abbe condition are used, and the interferometers IFX2 and IFX are used for positioning the wafer stage during exposure.
Y is used. That is, when a mark is detected by the off-axis alignment system OWA, the interferometer I
Since it is measured by FX1, the position coordinate value in the X direction is associated with the position coordinate value measured by interferometer IFX2. This association is made with the interferometers IFY1 and IFY2 shown in FIG.
The same is done during the period.

【0089】ところで、以上に例示したベースライン計
測の動作は、図13、図14に示したように、精密なレ
チクルアライメントが終了した後に行なわれているが、
レチクルをラフにアライメントした段階でベースライン
計測を行なうようにしてもよい。例えば、図13中のス
テップ504、又は506によって、レチクルマークR
M1、RM2がTTRアライメント系1A、1Bによっ
て検出可能な位置にくるまで、SRA方式、又はIFS
方式でレチクルをラフにアライメントする。その後、図
13中のステップ508と図14中のステップ522と
を同時に実行して、基準マークFM2Aとレチクルマー
クRM1との位置ずれ量(ΔXR1、ΔYR1)、基準
マークFM2BとレチクルマークRM2との位置ずれ量
(ΔXR2、ΔYR2)、及び基準マークFM1とオフ
・アクシス・アライメント系の指標マークとの位置ずれ
量(ΔXF、ΔYF)を求める。
By the way, as shown in FIGS. 13 and 14, the baseline measurement operation exemplified above is performed after the precise reticle alignment is completed.
Baseline measurement may be performed when the reticle is roughly aligned. For example, at step 504 or 506 in FIG.
Until M1 and RM2 reach positions that can be detected by the TTR alignment systems 1A and 1B, the SRA method or the IFS
The reticle is roughly aligned by the method. Thereafter, step 508 in FIG. 13 and step 522 in FIG. 14 are simultaneously executed to shift the positions of the reference mark FM2A and the reticle mark RM1 (ΔXR1, ΔYR1) and the positions of the reference mark FM2B and the reticle mark RM2. The deviation amounts (ΔXR2, ΔYR2) and the positional deviation amounts (ΔXF, ΔYF) between the reference mark FM1 and the index marks of the off-axis alignment system are obtained.

【0090】このとき、基準板FPは干渉計モード、又
はLIAモードでサーボロックされるが、ウェハステー
ジWSTの微動を考慮して、TTRアライメント系、オ
フ・アクシス・アライメント系の夫々による位置ずれ量
検出は何回か繰り返し実行し、その平均値を求めるよう
にする。この平均化によって、ランダムに発生する誤差
量は減少する。こうして、各位置ずれ量が求まると、後
は計算によってレチクルRの中心CC(又はマークRM
1、RM2)の投影点とオフ・アクシス・アライメント
系OWAの検出中心点との相対位置関係がわかる。さら
に、この状態におけるレチクルステージRSTの位置
(ラフ・アライメント位置)を、干渉計IRX、IR
Y、IRθの計測値から読み取って記憶しておく。この
読み取りについても、平均化を行なうのが望ましい。そ
して、先に計測した位置ずれ量(ΔXR1、ΔYR
1)、(ΔXR2、ΔYR2)、(ΔXF、ΔYF)と
予め設定されている定数値とに基づいて、オフ・アクシ
ス・アライメント系OWAの検出中心点が基準マークF
M1の中心と一致し(ΔXF=0、ΔYF=0)したと
きに生ずるべき、レチクルの中心CCの投影点と基準マ
ークFM2の中心点(マークFM2AとFM2Bとの間
の2等分点)との位置ずれ量(X、Y、θ方向)を算出
する。その後、この位置ずれ量だけレチクルステージR
STを、記憶しておいたラフ・アライメント位置から干
渉計IRX、IRY、IRθを頼りに微動させる。こう
してレチクルRはオフ・アクシス・アライメント系OW
Aの検出中心に対して精密にアライメントされ、以後、
主制御系114は図14のステップ524からのシーケ
ンスを続ける。
At this time, the reference plate FP is servo-locked in the interferometer mode or the LIA mode. However, taking into account the slight movement of the wafer stage WST, the amount of displacement by the TTR alignment system and the off-axis alignment system is considered. The detection is repeatedly performed several times, and the average value is obtained. This averaging reduces the amount of error that occurs randomly. When the amount of each position shift is obtained in this manner, the center CC (or the mark RM) of the reticle R is calculated thereafter.
The relative positional relationship between the projection point of (1, RM2) and the detection center point of the off-axis alignment system OWA can be understood. Further, the position (rough alignment position) of reticle stage RST in this state is determined by using interferometers IRX and IR.
It is read from the measured values of Y and IRθ and stored. It is desirable to perform averaging also for this reading. Then, the previously measured displacement amounts (ΔXR1, ΔYR
1) Based on (ΔXR2, ΔYR2), (ΔXF, ΔYF) and a preset constant value, the detection center point of the off-axis alignment system OWA is set to the reference mark F.
A projection point of the center CC of the reticle and a center point of the reference mark FM2 (a bisecting point between the marks FM2A and FM2B) to be generated when the center coincides with the center of M1 (ΔXF = 0, ΔYF = 0). Is calculated (X, Y, θ directions). Thereafter, reticle stage R
ST is slightly moved from the stored rough alignment position by using the interferometers IRX, IRY, and IRθ. Thus, reticle R is off-axis alignment system OW
A is precisely aligned with the detection center of A.
The main control system 114 continues the sequence from step 524 in FIG.

【0091】以上の通り、レチクルステージRST(す
なわちレチクルR)の位置変化量を比較的長い範囲(例
えば±数mm)に渡って高精度に計測できるセンサー(干
渉計、又はアライメント系)がある場合は、ラフ・アラ
イメント位置を記憶するとともに、ベースライン計測の
ための各基準マーク検出の動作を行ない、その後にレチ
クルRをファイン・アライメントすることができ、図1
3、14のシーケンスよりもスループットを向上させる
ことができる。
As described above, when there is a sensor (interferometer or alignment system) that can measure the position change amount of reticle stage RST (that is, reticle R) over a relatively long range (for example, ± several mm) with high accuracy. Can store the rough alignment position, perform the operation of detecting each fiducial mark for baseline measurement, and then perform fine alignment of the reticle R.
Throughput can be improved as compared with the sequence of 3 and 14.

【0092】本発明の実施例では、LIA方式のTTL
アライメント系を基準板FPのサーボロック用として使
ったが、このLIA方式のTTLアライメント系自体に
関しても、レチクルRの中心CCとの間でベースライン
管理を行なう必要がある。ウェハW上のマークを検出す
る際にLIA方式のTTLアライメント系を使うものと
すると、TTRアライメント系1A、1Bで検出される
レチクルマークRM1、RM2と基準マークFM2A、
FM2Bの夫々とが精密に合致したときに、LIA方式
のTTLアライメント系1A、1Bで検出されるマーク
LIMx、LIMyの夫々の位相誤差Δφx、Δφy
を、レチクルRの中心CCに対するベースライン誤差量
の相当分として記憶しておけばよい。
In the embodiment of the present invention, the TTL of the LIA system is used.
Although the alignment system is used for servo locking of the reference plate FP, it is necessary to manage the baseline of the LIA TTL alignment system itself with the center CC of the reticle R. Assuming that a TTL alignment system of the LIA system is used to detect a mark on the wafer W, the reticle marks RM1, RM2 detected by the TTR alignment systems 1A, 1B and the reference mark FM2A,
When the FM2B precisely matches, the phase errors Δφx, Δφy of the marks LIMx, LIMy detected by the LIA TTL alignment systems 1A, 1B, respectively.
May be stored as a considerable amount of the baseline error amount with respect to the center CC of the reticle R.

【0093】以上の実施例で説明した露光装置は、レチ
クルR上のパターン領域PAの投影像を、ステップ・ア
ンド・リピート方式でウェハW上に露光するステッパー
であったが、本発明はレチクルとウェハとを投影光学系
の光軸と垂直な方向に同時に走査するステップ・スキャ
ン方式の露光装置においても同様に適用できる。また、
SOR等のX線源を用いたX線アライナー、X線ステッ
パー等にも同様の位置合わせシステムを適用することが
できる。
The exposure apparatus described in the above embodiments is a stepper for exposing the projection image of the pattern area PA on the reticle R onto the wafer W by a step-and-repeat method. The present invention can be similarly applied to a step-scan type exposure apparatus that simultaneously scans a wafer in a direction perpendicular to the optical axis of a projection optical system. Also,
A similar alignment system can be applied to an X-ray aligner using an X-ray source such as an SOR, an X-ray stepper, and the like.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上、本発明によれば、基板ステージの
各種精度に左右されずにベースライン計測が行なわれる
ので、ベースライン計測の精度向上が期待できる。ま
た、レチクル(マスク)のアライメントとベースライン
計測とをほぼ同時に実行できること、マスクのローテー
ション誤差(θ方向の誤差)をチェックするためにステ
ージを移動させたり、ベースライン計測のためにステー
ジを移動させたりする必要がないこと等から、トータル
の処理速度が向上するといった効果も得られる。さら
に、本発明によれば、レチクルアライメントとベースラ
イン計測とがほぼ同時に可能であることから、ウェハ交
換毎にベースライン計測を行なうシーケンスを組んだと
しても、スループットを悪化させることはなく、ベース
ラインの長期ドリフトや、レチクルへの露光光の照射に
よるレチクルホルダーの位置ドリフト等を高速に確認し
て補正することができる。
As described above, according to the present invention, since the baseline measurement is performed without being affected by the various precisions of the substrate stage, an improvement in the accuracy of the baseline measurement can be expected. In addition, the alignment of the reticle (mask) and the baseline measurement can be performed almost simultaneously, the stage is moved to check the rotation error of the mask (error in the θ direction), or the stage is moved for the baseline measurement. Since there is no need to perform such operations, the effect of improving the total processing speed can be obtained. Furthermore, according to the present invention, since the reticle alignment and the baseline measurement can be performed almost simultaneously, even if a sequence for performing the baseline measurement every time the wafer is replaced is set, the throughput is not deteriorated, and the baseline is not deteriorated. , And the position drift of the reticle holder due to the exposure of the reticle to the exposure light can be confirmed and corrected at high speed.

【0095】また実施例によれば、TTLアライメント
系、又はTTRアライメント系(第2マーク検出手段)
を使って基準板の位置をサーボロックした状態で、基準
板上のマークをオフ・アクシス・アライメント系(第1
マーク検出手段)で検出してベースライン計測するた
め、従来のように基板ステージの位置計測用の干渉計を
使うことがなく、干渉計の光路の空気ゆらぎ(屈折率ゆ
らぎ)による影響で生ずる計測誤差が低減できる。
According to the embodiment, a TTL alignment system or a TTR alignment system (second mark detecting means)
With the position of the reference plate servo-locked using, the mark on the reference plate is set to off-axis alignment system (1st
The mark is detected by the mark detection means) and baseline measurement is performed, so that the measurement caused by the influence of air fluctuation (refractive index fluctuation) on the optical path of the interferometer without using an interferometer for measuring the position of the substrate stage as in the related art. Errors can be reduced.

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

【図1】従来の投影露光装置におけるベースライン計測
の様子を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a state of baseline measurement in a conventional projection exposure apparatus.

【図2】本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】ウェハステージ上の基準マーク板の配置を示す
平面図。
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of a reference mark plate on a wafer stage.

【図4】基準マーク板上の各種マークの配置を示す平面
図。
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of various marks on a reference mark plate.

【図5】投影レンズのイメージフィールド、レチクルパ
ターン、及び基準マークの配置関係を示す平面図。
FIG. 5 is a plan view showing an arrangement relationship between an image field, a reticle pattern, and a reference mark of a projection lens.

【図6】レチクルアライメントマークの形状の一例を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the shape of a reticle alignment mark.

【図7】TTRアライメント系の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a TTR alignment system.

【図8】TTLアライメント系の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a TTL alignment system.

【図9】オフ・アクシス・アライメント系の指標板のパ
ターン配置を示す図。
FIG. 9 is a view showing a pattern arrangement of an index plate of an off-axis alignment system.

【図10】オフ・アクシス・アライメント系の構成を示
す図。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an off-axis alignment system.

【図11】オフ・アクシス・アライメント系によって検
出される基準マーク板上の基準マークのパターン例を示
す図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a reference mark pattern on a reference mark plate detected by an off-axis alignment system.

【図12】TTRアライメント系、TTLアライメント
系の夫々で検出される基準マークのパターン例を示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a reference mark pattern detected by each of a TTR alignment system and a TTL alignment system.

【図13】本装置のベースライン計測の動作の前半を示
すフローチャート図。
FIG. 13 is a flowchart showing the first half of the baseline measurement operation of the present apparatus.

【図14】本装置のベースライン計測の動作の後半を示
すフローチャート図。
FIG. 14 is a flowchart showing the latter half of the baseline measurement operation of the apparatus.

【図15】アライメント系によって得られる信号波形の
一例を示す波形図。
FIG. 15 is a waveform chart showing an example of a signal waveform obtained by an alignment system.

【図16】ベースライン演算に必要とされるパラメータ
を表にまとめた図。
FIG. 16 is a table summarizing parameters required for a baseline calculation.

【図17】ウェハ上のショット配列とマーク配列とを示
す平面図。
FIG. 17 is a plan view showing a shot arrangement and a mark arrangement on a wafer.

【図18】オフ・アクシス・アライメント系の他の配置
を示す平面図。
FIG. 18 is a plan view showing another arrangement of the off-axis alignment system.

【図19】基準マーク板上の発光マークの他のパターン
例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing another pattern example of the light emitting mark on the reference mark plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R レチクル W ウェハ PL 投影レンズ RST レチクルステージ WST ウェハステージ 1A、1B TTRアライメント系 2X、3X X方向用TTLアライメント系 2Y、3Y Y方向用TTLアライメント系 OWA オフ・アクシス・アライメント系 FP 基準板 FM1 オフ・アクシス・アライメント系用の基準マー
ク FM2 TTRアライメント系用の基準マーク IFX、IFY ウェハステージ用のレーザ干渉計 RM1、RM2 レチクルマーク
R Reticle W Wafer PL Projection lens RST Reticle stage WST Wafer stage 1A, 1B TTR alignment system 2X, 3X TTL alignment system for X direction 2Y, 3Y TTL alignment system for Y direction OWA Off-axis alignment system FP Reference plate FM1 Off- Reference mark for Axis alignment system FM2 Reference mark for TTR alignment system IFX, IFY Laser interferometer RM1, RM2 for wafer stage Reticle mark

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マスクのパターン像を基板上に投影する
投影光学系と、前記投影光学系の投影視野の外側に検出
中心を有し、且つ前記基板上のマークを検出する第1マ
ーク検出系と、前記マスク上のマークを検出する第2マ
ーク検出系と、を有する露光装置であって、 前記第1及び第2マーク検出系による同時検出が可能な
マーク板を備えたことを特徴とする露光装置。
1. A pattern image of a mask is projected on a substrate.
A projection optical system and detection outside the projection field of view of the projection optical system
An exposure apparatus comprising: a first mark detection system having a center and detecting a mark on the substrate; and a second mark detection system detecting a mark on the mask, wherein the first and second mark detection systems include: An exposure apparatus comprising a mark plate capable of simultaneous detection by a mark detection system.
【請求項2】 前記マーク板は、前記第1マーク検出系
によって検出される第1マークと、前記第2マーク検出
系によって検出される第2マークとが互いに分離して形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の露光装
置。
2. The mark plate according to claim 1, wherein a first mark detected by the first mark detection system and a second mark detected by the second mark detection system are formed separately from each other. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記マーク板が設けられ、前記基板の移
動を規定する座標系上に配置される可動体を更に備えた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
3. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a movable body provided with the mark plate and arranged on a coordinate system that defines movement of the substrate.
【請求項4】 前記可動体は、前記基板を保持する基板
ステージであることを特徴とする請求項3に記載の露光
装置。
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the movable body is a substrate stage that holds the substrate.
【請求項5】 マスクのパターン像を基板上に投影する
投影光学系と、前記投影光学系の投影視野の外側に検出
中心を有し、且つ前記基板上のマークを検出する第1マ
ーク検出系と、前記マスク上のマークを検出する第2マ
ーク検出系と、を有する露光装置であって、 前記第1及び第2マーク検出系による同時検出が可能な
基準マークが形成される可動体を備えたことを特徴とす
る露光装置。
5. A pattern image of a mask is projected onto a substrate.
A projection optical system and detection outside the projection field of view of the projection optical system
An exposure apparatus comprising: a first mark detection system having a center and detecting a mark on the substrate; and a second mark detection system detecting a mark on the mask, wherein the first and second mark detection systems include: An exposure apparatus comprising a movable body on which a reference mark that can be simultaneously detected by a mark detection system is formed.
【請求項6】 マスクのパターン像を基板上に投影する
投影光学系と、前記投影光学系の投影視野の外側に検出
中心を有し、且つ前記基板上のマークを検出する第1マ
ーク検出系と、前記マスク上のマークを検出する第2マ
ーク検出系と、を有する露光装置であって、 前記第1及び第2マーク検出系による検出が同一位置で
可能な基準マークが形成される可動体を備えたことを特
徴とする露光装置。
6. A pattern image of a mask is projected onto a substrate.
A projection optical system and detection outside the projection field of view of the projection optical system
An exposure apparatus , comprising: a first mark detection system having a center and detecting a mark on the substrate; and a second mark detection system detecting a mark on the mask, wherein the first and second marks are provided. An exposure apparatus comprising: a movable body on which a reference mark that can be detected by a mark detection system at the same position is formed.
【請求項7】 前記可動体が移動する直交座標系上での
位置情報を検出する干渉計を更に備え、前記第1マーク
検出系のベースライン計測時、前記第1及び第2マーク
検出系の検出結果と、前記干渉計から得られる前記可動
体の回転量に関する情報とを用いることを特徴とする請
求項5又は6に記載の露光装置。
7. The apparatus according to claim 1, further comprising an interferometer for detecting position information on a rectangular coordinate system on which the movable body moves, wherein the first and second mark detection systems detect the baseline when measuring the first mark detection system. 7. The exposure apparatus according to claim 5, wherein a detection result and information on a rotation amount of the movable body obtained from the interferometer are used.
【請求項8】 前記第1マーク検出系は前記基準マーク
を複数回検出し、前記ベースライン計測時に前記第1マ
ーク検出系の複数の検出結果を用いることを特徴とする
請求項7に記載の露光装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein the first mark detection system detects the reference mark a plurality of times, and uses a plurality of detection results of the first mark detection system at the time of the baseline measurement. Exposure equipment.
【請求項9】 前記第2マーク検出系は前記基準マーク
を複数回検出し、前記ベースライン計測時に前記第2マ
ーク検出系の複数の検出結果を用いることを特徴とする
請求項7又は8に記載の露光装置。
9. The method according to claim 7, wherein the second mark detection system detects the reference mark a plurality of times, and uses a plurality of detection results of the second mark detection system at the time of the baseline measurement. Exposure apparatus according to the above.
【請求項10】 前記可動体が移動する直交座標系上で
の位置情報を検出する干渉計を更に備え、前記第1マー
ク検出系のベースライン計測時、前記第1及び第2マー
ク検出系の一方での検出結果と、前記干渉計によって検
出される前記可動体の位置情報と回転量に関する情報と
を用いることを特徴とする請求項5又は6に記載の露光
装置。
10. An interferometer for detecting position information on a rectangular coordinate system on which the movable body moves, wherein the first and second mark detection systems detect the baseline when measuring the first mark detection system. 7. The exposure apparatus according to claim 5, wherein a detection result on one side and information on a position and a rotation amount of the movable body detected by the interferometer are used.
【請求項11】 前記第1マーク検出系、又は前記第2
マーク検出系による前記基準マークの検出時、前記干渉
計の出力を用いて前記可動体をサーボロックする駆動制
御手段を更に備えることを特徴とする請求項7〜10の
いずれか一項に記載の露光装置。
11. The first mark detection system or the second mark detection system.
The device according to any one of claims 7 to 10, further comprising a drive control unit that servo-locks the movable body using an output of the interferometer when the reference mark is detected by a mark detection system. Exposure equipment.
【請求項12】 前記第1マーク検出系、又は前記第2
マーク検出系による前記基準マークの検出時、前記可動
体に設けられる特定マークを検出する第3マーク検出系
の出力を用いて前記可動体をサーボロックする駆動制御
手段を更に備えることを特徴とする請求項5〜10のい
ずれか一項に記載の露光装置。
12. The first mark detection system or the second mark detection system.
When the mark detection system detects the fiducial mark, a drive control unit for servo-locking the movable body using an output of a third mark detection system for detecting a specific mark provided on the movable body is further provided. The exposure apparatus according to claim 5.
【請求項13】 前記第3マーク検出系は、前記第1及
び第2マーク検出系の一方であることを特徴とする請求
項12に記載の露光装置。
13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the third mark detection system is one of the first and second mark detection systems.
【請求項14】 前記マスクを保持するマスクステージ
と、前記マスクステージの位置情報を検出する第2干渉
計とを更に備え、前記第1マーク検出系のベースライン
計測時に前記第2干渉計の出力を用いることを特徴とす
る請求項5又は6に記載の露光装置。
14. A mask stage for holding the mask, and a second interferometer for detecting positional information of the mask stage, wherein the output of the second interferometer at the time of baseline measurement of the first mark detection system. 7. The exposure apparatus according to claim 5, wherein
【請求項15】 前記第2干渉計によって前記マスクス
テージの位置情報を複数回検出し、前記ベースライン計
測時に前記複数の位置情報を用いることを特徴とする請
求項14に記載の露光装置。
15. The exposure apparatus according to claim 14, wherein the position information of the mask stage is detected a plurality of times by the second interferometer, and the plurality of position information is used when measuring the baseline.
【請求項16】 前記可動体は、前記基板を保持する基
板ステージであることを特徴とする請求項5〜15のい
ずれか一項に記載の露光装置。
16. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the movable body is a substrate stage that holds the substrate.
【請求項17】 前記マスクのパターン像を前記基板上
に投影する投影光学系を更に備え、前記第1マーク検出
系は、前記投影光学系の視野外に検出領域を有すること
を特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の露
光装置。
17. A projection optical system for projecting a pattern image of the mask onto the substrate, wherein the first mark detection system has a detection area outside a field of view of the projection optical system. Item 18. The exposure apparatus according to any one of Items 1 to 17.
【請求項18】 前記第1マーク検出系は、前記投影光
学系とは別設される対物光学系を有することを特徴とす
る請求項17に記載の露光装置。
18. The method of claim 17, wherein the first mark detection system, an exposure apparatus according to claim 17, wherein the benzalkonium which have a objective optical system separately provided from said projection optical system.
【請求項19】 前記基準マークは、少なくとも前記第
1マーク検出系によって検出される第1マークと、前記
第2マーク検出系によって検出される第2マークとを有
し、前記第1及び第2マークは前記可動体上の異なる位
置に形成されていることを特徴とする請求項5〜18の
いずれか一項に記載の露光装置。
19. The reference mark has at least a first mark detected by the first mark detection system and a second mark detected by the second mark detection system, and the first and second marks are provided. 19. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the marks are formed at different positions on the movable body.
【請求項20】 前記第1及び第2マークは、前記可動
体に設けられる同一のプレートに形成されていることを
特徴とする請求項19に記載の露光装置。
20. The exposure apparatus according to claim 19, wherein the first and second marks are formed on the same plate provided on the movable body.
【請求項21】 マスクに形成されるパターンを投影光
学系を介して基板上に露光する方法において、前記投影光学系の投影視野の外側に検出中心を有し、且
つ前記 前記基板上のマークを検出する第1マーク検出系
のベースライン計測時、前記第1マーク検出系による
第1マークの検出と、前記マスク上のマークを検出する
第2マーク検出系による第2マークの検出とが同時に実
行可能となるように、前記第1及び第2マークが形成さ
れるマーク板の移動を制御することを特徴とする露光方
法。
21. A pattern formed on a mask is projected light.
In a method of exposing a substrate through a scientific system , a detection center is provided outside a projection field of view of the projection optical system, and
One the said first mark detection system baseline measurement for detecting the mark on the substrate, and the detection of the first mark by the first mark detection system, according to the second mark detecting system that detects marks on the mask An exposure method, wherein the movement of a mark plate on which the first and second marks are formed is controlled so that the detection of the second mark can be performed simultaneously.
【請求項22】 マスクに形成されるパターンを投影光
学系を介して基板上に露光する方法において、前記投影光学系の投影視野の外側に検出中心を有し、且
つ前記 前記基板上のマークを検出する第1マーク検出系
のベースライン計測時、前記第1マーク検出系による
第1マークの検出と、前記マスク上のマークを検出する
第2マーク検出系による第2マークの検出とが同一位置
で実行可能となるように、前記第1及び第2マークが形
成されるマーク板を位置決めすることを特徴とする露光
方法。
22. A pattern formed on a mask is projected light.
In a method of exposing a substrate through a scientific system , a detection center is provided outside a projection field of view of the projection optical system, and
One the said first mark detection system baseline measurement for detecting the mark on the substrate, and the detection of the first mark by the first mark detection system, according to the second mark detecting system that detects marks on the mask An exposure method comprising: positioning a mark plate on which the first and second marks are formed so that detection of a second mark can be performed at the same position.
【請求項23】 前記ベースライン計測時、前記マーク
板の回転量に関する情報を用いることを特徴とする請求
項21又は22に記載の露光方法。
23. The exposure method according to claim 21, wherein information on a rotation amount of the mark plate is used at the time of the baseline measurement.
【請求項24】 前記第1マーク検出系による前記第1
マークの検出を複数回行うとともに、前記ベースライン
計測時に前記第1マーク検出系の複数の検出結果を用い
ることを特徴とする請求項21〜23のいずれか一項に
記載の露光方法。
24. The first mark detection system according to claim 1, wherein
The exposure method according to any one of claims 21 to 23, wherein mark detection is performed a plurality of times, and a plurality of detection results of the first mark detection system are used during the baseline measurement.
【請求項25】 前記第2マーク検出系による前記第2
マークの検出を複数回行うとともに、前記ベースライン
計測時に前記第2マーク検出系の複数の検出結果を用い
ることを特徴とする請求項21〜24のいずれか一項に
記載の露光方法。
25. The second mark detection system according to claim 25, wherein
The exposure method according to any one of claims 21 to 24, wherein mark detection is performed a plurality of times, and a plurality of detection results of the second mark detection system are used at the time of the baseline measurement.
【請求項26】 前記ベースライン計測時、前記マーク
板の位置情報を用いて前記マーク板をサーボロックする
ことを特徴とする請求項21〜25のいずれか一項に記
載の露光方法。
26. The exposure method according to claim 21, wherein the mark plate is servo-locked using the position information of the mark plate at the time of the baseline measurement.
【請求項27】 前記ベースライン計測時に前記マスク
の位置情報を用いることを特徴とする請求項21〜26
のいずれか一項に記載の露光方法。
27. The apparatus according to claim 21, wherein said mask position information is used at said baseline measurement.
The exposure method according to any one of the above.
【請求項28】 前記マスクの位置情報を複数回検出
し、前記ベースライン計測時に前記複数の位置情報を用
いることを特徴とする請求項27に記載の露光方法。
28. The exposure method according to claim 27, wherein the position information of the mask is detected a plurality of times, and the plurality of position information is used at the time of the baseline measurement.
【請求項29】 前記マスクと前記基板とを走査して前
記パターンを前記基板上に露光することを特徴とする請
求項21〜28のいずれか一項に記載の露光方法。
29. The exposure method according to claim 21, wherein the pattern is exposed on the substrate by scanning the mask and the substrate.
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