JP3278303B2 - Device manufacturing method using the scanning exposure apparatus and the scanning type exposure apparatus - Google Patents

Device manufacturing method using the scanning exposure apparatus and the scanning type exposure apparatus

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JP3278303B2
JP3278303B2 JP23709494A JP23709494A JP3278303B2 JP 3278303 B2 JP3278303 B2 JP 3278303B2 JP 23709494 A JP23709494 A JP 23709494A JP 23709494 A JP23709494 A JP 23709494A JP 3278303 B2 JP3278303 B2 JP 3278303B2
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    • 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]

【産業上の利用分野】本発明は露光方法、走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いるデバイス製造方法に関し、特にIC、LSI等の半導体チップ、液晶素子、磁気ヘッド、CCD(撮像素子)等のデバイスを製造するための、露光方法、走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention is an exposure method BACKGROUND OF THE relates a device manufacturing method using the scanning exposure apparatus and the scanning type exposure apparatus, in particular IC, such as an LSI semiconductor chip, a liquid crystal element, a magnetic head, CCD (image pickup device) for manufacturing a device etc., an exposure method, a device manufacturing method using the scanning exposure apparatus and the scanning type exposure apparatus.

【0002】 [0002]

【従来の技術】走査型露光装置を用いてデバイスパターンの露光を行う場合のレチクルとウエハの重ね合わせ精度に対する要求は益々厳しくなっている。 BACKGROUND OF THE INVENTION requirements with respect to the reticle and the overlay accuracy wafer for performing exposure of a device pattern using a scanning exposure apparatus has become increasingly severe. 例えば、64 For example, 64
MbitのDRAMの製造に関しては、線幅0.35μ For the preparation of the Mbit of DRAM, line width 0.35μ
m程度のパターンをウエハ上に形成することが必要なので、XYθ方向の位置ずれだけでなく、0.01μm程度の局所的な倍率誤差をも補正しなければならない。 Since it is necessary to form the m degree of the pattern on the wafer, not only the positional deviation in the XYθ direction must be corrected even local magnification error of about 0.01 [mu] m.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の走査型露光装置は、走査中にレチクルとウエハの走査速度の比を変えることにより走査方向に関する局所的な倍率誤差を補正していたが、走査方向に直交する方向に関して局所的な倍率誤差を補正することができなかったため、レチクルのパターンをウエハ上のパターン領域に正確に重ね合わせることができず、より微細なデバイスを製造することを妨げていた。 [0006] conventional scanning exposure apparatus, the local magnification error in the scanning direction by changing the reticle and the ratio of the scanning speed of the wafer during scanning was corrected in the scanning direction since it was not possible to correct the local magnification error with respect to a direction orthogonal, it is impossible to accurately superimpose the pattern area on the wafer to a reticle pattern, it was prevented from producing a finer device.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、原板のパターンを基板上のパターン領域に正確に重ね合わせることができ走査型露光装置と該走査型露光装置を用いるデバイス製造方法とを提供することにある。 An object of the present invention According to an aspect of the provides a device manufacturing method using the accurately can be a scanning exposure apparatus and the scanning exposure apparatus by superimposing the pattern area on the substrate a pattern of the original plate It is to.

【0005】 本発明の走査型露光装置は露光光で照明さ [0005] scanning exposure apparatus of the present invention is the illumination of the exposure light
れた原板のパターンを基板上に投影する投影光学系と、 A projection optical system for projecting onto a substrate a pattern of the original plate which,
前記露光光に対して前記原板及び前記基板を走査する走 Running scanning the original plate and the substrate relative to the exposure light
査手段と、前記投影光学系の投影倍率を制御する倍率制 Magnification system for controlling the査means, the projection magnification of the projection optical system
御手段とを有し、前記倍率制御手段は、前記投影倍率を And a control means, said magnification control means, the projection magnification
制御する制御値を前記走査の方向の位置の関数として求 Seek control value for controlling as a function of the position of the scanning
め、該関数に重み付け関数を乗じて得た関数を用いて前 Because, prior to using the function obtained by multiplying the weighting function The function
記走査中に前記投影倍率を変化させることを特徴とす It is characterized by changing the projection magnification during serial scan
る。 That.

【0006】 本発明の走査型露光装置のある形態は、露 [0006] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, dew
光光で照明された原板のパターンを基板上に投影する投 Projecting to project the original plate of the pattern illuminated with light on a substrate
影光学系と、前記露光光に対して前記原板及び前記基板 A projection optical system, the original plate and the substrate relative to the exposure light
を走査する走査手段とを有し、前記投影光学系はシリン And a scanning means for scanning, the projection optical system cylindrical
ドリカル素子を有し、該シリンドリカル素子を光軸方向 It has Dorikaru element, the optical axis direction the cylindrical elements
に移動させることにより所定方向に関する投影倍率を調 Adjusting the projection magnification for a given direction by moving the
節することを特徴とする。 Characterized in that it section.

【0007】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0007] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記シリンドリカル素子はシリンドリカルレンズ又はシリ Serial cylindrical elements cylindrical lens or Siri
ンドリカルミラーであることを特徴とする。 Characterized in that it is a command helical mirror.

【0008】 本発明の走査型露光装置のある形態は、露 [0008] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, dew
光光で照明された原板のパターンを基板上に投影する投 Projecting to project the original plate of the pattern illuminated with light on a substrate
影光学系と、前記露光光に対して前記原板及び前記基板 A projection optical system, the original plate and the substrate relative to the exposure light
を走査する走査手段とを有し、前記投影光学系はミラー And a scanning means for scanning, the projection optical system mirror
を有し、該ミラーの曲率を変えることにより所定方向に The a, in a predetermined direction by changing the curvature of the mirror
関する投影倍率を調節することを特徴とする。 And adjusting the projection magnification related.

【0009】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0009] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記ミラーは表面を反射面とした板状ミラーであり、前記 Serial mirror is a plate-like mirror which is a reflecting surface of the surface, the
板状ミラーの表面側の雰囲気と背面側の雰囲気の圧力の The surface side of the plate-shaped mirror atmosphere and back side of the pressure of the atmosphere in the
差を変える圧力変更手段を有することを特徴とする。 And having a pressure changing means for changing the difference.

【0010】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0010] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記圧力変更手段は前記板状ミラーの背面側に設けた閉空 Closed serial pressure changing means which is provided on the rear side of the plate-shaped mirror
間内に蓄積する流体の流入量と流出量を変える手段を有 Have a means for varying the inflow and outflow of fluid accumulating in between
することを特徴とする。 Characterized in that it.

【0011】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0011] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記走査中に前記投影倍率を変化させることを特徴とす It is characterized by changing the projection magnification during serial scan
る。 That.

【0012】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0012] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記所定方向は前記走査方向であることを特徴とする。 Serial predetermined direction, characterized in that said scanning direction.

【0013】 本発明の走査型露光装置のある形態は、露 [0013] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, dew
光光で照明された原板のパターンを基板上に投影する投 Projecting to project the original plate of the pattern illuminated with light on a substrate
影光学系と、前記露光光に対して前記原板及び前記基板 A projection optical system, the original plate and the substrate relative to the exposure light
を走査する走査手段と、前記投影光学系の投影倍率を制 A scanning means for scanning, control the projection magnification of the projection optical system
御する倍率制御手段とを有し、前記倍率制御手段は各サ Gosuru and a magnification control means, said ratio control means each support
ンプル時間における単位時間あたりの前記投影倍率の変 Change of the projection magnification per unit time in the sample time
化量を算出し、前記各サンプル時間のうち前記単位時間 Calculating the reduction amount, wherein the unit time of each sample time
あたりの倍率変化量が予め決めた閾値を超えているサン Sun magnification change amount per exceeds the predetermined threshold value
プル時間に関しては前記単位時間あたりの倍率変化量を The power variation per unit time with respect to the pull time
前記閾値に置き換え、前記走査中に、前記各サンプル時 Replaced by the threshold value, during the scan, the time each sample
間における前記投影光学系の前記単位時間あたりの倍率 Magnification per unit time of the projection optical system between
変化量にもとづいて前記投影倍率を変化させることを特 JP altering the projection magnification based on the amount of change
徴とする。 And butterflies.

【0014】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0014] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記原板の一対の位置合わせマークと前記基板の一対の位 A pair of position of serial pair of alignment marks master plate the substrate
置合わせマークの間の位置ずれを検出する位置ずれ検出 Displacement detection for detecting the positional deviation between the location registration mark
手段を有し、前記位置ずれ検出手段の検出結果を用い And means, using the detection result of the positional deviation detecting means
て、前記投影光学系の前記投影倍率に関する制御値を決 Te, determine a control value relating to the projection magnification of the projection optical system
めることを特徴とする。 And wherein the Mel.

【0015】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0015] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記基板の各転写領域毎に前記走査中に前記投影倍率を変 Varying the projection magnification in the scanning for each transfer region of the serial board
化させることを特徴とする。 Characterized thereby of.

【0016】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0016] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記走査方向の前記投影倍率と前記走査方向に直交する方 Write orthogonal the projection magnification of the serial scanning direction and the scanning direction
向の前記投影倍率とが互いに異なることを特徴とする。 And the projection magnification of the direction is different from each other.

【0017】 本発明の走査型露光装置のある形態は、走 [0017] a scanning exposure apparatus of the present invention embodiment, running
査方向の前記投影倍率に応じて前記原板と前記基板の走 Running of the substrate and the original plate according to the projection magnification of査direction
査速度の比を変えるべく前記走査手段を制御する走査制 Scanning system for controlling the scanning means to vary the ratio of査速degree
御手段を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a control means.

【0018】 本発明の走査型露光装置のある形態は、前 [0018] certain forms of scanning exposure apparatus of the present invention, prior to
記走査方向の前記投影倍率と前記走査速度比がほぼ一致 Substantially coincides the scanning speed ratio and the projection magnification of the serial scanning direction
することを特徴とする。 Characterized in that it.

【0019】 本発明のデバイス製造方法は、前記走査型 The device manufacturing method of the present invention, the scanning
露光装置を用いてデバイスパターンで基板を露光する段 Stage which exposes a substrate with a device pattern by using the exposure apparatus
階と、該露光した基板を現像する段階とを含むことを特 Patent in that it comprises a floor, and a step of developing the substrate having the exposed light
徴とする。 And butterflies.

【0020】 [0020]

【0021】 [0021]

【0022】 [0022]

【0023】 [0023]

【実施例】図1は本発明の一実施例であるデバイス製造用ステップアンドスキャン型投影露光装置の概要図である。 DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 is a schematic view of a device for producing a step-and-scan type projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 本露光装置においては走査露光時においてウエハステージ23は、絶対座標系即ち露光装置上の動かぬ機械原点24に対して走査動作せしめられるマスクステージ14に対してトラッキング制御によりサーボロックされる。 Wafer stage 23 at the time of scanning exposure in the exposure apparatus, is servo locked by the tracking control with respect to the mask stage 14 which is caused to scan operation with respect to the machine origin 24 irrefutable on the absolute coordinate system i.e. an exposure apparatus. 15a、15bは夫々走査露光時のマスクステージ14、ウエハステージ27の走査方向である。 15a, 15b is a mask stage 14 at the time of each scanning exposure, a scanning direction of the wafer stage 27. 感光基板であるウエハ18上の露光エリア19を露光する露光ビーム20は光源9より出射され光学系10を経由してスリット11によって細長い形状に整形された光である。 Exposure beam for exposing the exposure area 19 on the wafer 18 which is a photosensitive substrate 20 is a light that is shaped into an elongated shape by the slit 11 via the optical system 10 is emitted from the light source 9.
スリット11の開口幅はウエハステージ23及びレチクルステージ14の走査速度、露光ビーム20の強度に応じて変えられるよう構成してある。 The opening width of the slit 11 is the scanning speed of the wafer stage 23 and reticle stage 14, are configured to be changed in accordance with the intensity of the exposure beam 20. 12L、12R、2 12L, 12R, 2
2L、22Rは夫々レチクルM及びウエハ18上の露光エリアの左右両側に配置されたアライメントマーク群である。 2L, 22R is an alignment mark group arranged on the left and right sides of the exposure area on the respective reticle M and wafer 18. アライメントマーク群12、22はどちらも図3 Both alignment mark group 12 and 22 Fig. 3
に示すような格子パターンより成る。 Consisting grid pattern as shown in. これらの格子パターンよりXY方向のレチクル−ウエハの相対的位置ずれの検出が可能で、θ方向の相対位置ずれ即ち回転ずれをも検出することができる。 These grid pattern than the XY direction reticle - can detect the relative positional deviation of the wafer, it is possible to detect the θ direction of the relative positional deviation i.e. rotational shift. ウエハ18とレチクルMの相対的位置ずれはアライメント計測ユニット6によって計測される。 The relative positional deviation of the wafer 18 and the reticle M is measured by the alignment measurement unit 6. 即ち、LDドライバ5によって駆動されるレーザーダイオード13から出射される計測ビーム8がレチクルM及びウエハ18上のアライメントマーク群1 That is, the alignment mark group 1 on the measurement beam 8 emitted from the laser diode 13 driven by the LD driver 5 reticle M and wafer 18
2、22に向けて照射され、アライメントマーク群1 It is irradiated to the 2 and 22, the alignment mark group 1
2、22によって反射、回折して投光ビームの光路を戻ってきた計測ビーム8はビームスプリッタ7を介して投光ビームの光路から偏向されフォトセンサ1に達する。 Reflected by 2,22, diffracted measurement beam 8 which has returned to the optical path of the light projecting beam is deflected from the optical path of the projection beam through the beam splitter 7 reaches the photosensor 1.
フォトセンサ1によりアライメント計測先(干渉光)は電気信号に変換され、プリアンプ2によって増幅された後、位相計測部3によりアライメント計測信号、即ち相対位置ずれ信号4が生成される。 Alignment measurement target (interference light) by the photosensor 1 is converted into an electric signal, after being amplified by the preamplifier 2, alignment measurement signal by the phase measurement unit 3, that is, the relative positional deviation signal 4 is produced.

【0024】27、28はそれぞれマスクステージ、ウエハステージの位置座標計測を行うレーザー干渉計である。 [0024] 27, 28 is a laser interferometer for performing a mask stage, the position coordinates measurement of wafer stage respectively. マスクステージ14はレーザー干渉計27によりX The mask stage 14 X by a laser interferometer 27
軸方向に関してその位置が計測、制御される。 Its position with respect to the axial direction is measured and controlled. ウエハステージ23はレーザー干渉計28により、X、Y、θ、 Wafer stage 23 by the laser interferometer 28, X, Y, θ,
ωx、ωy方向に関してその位置が計測、制御される。 .omega.x, its position with respect to ωy direction measured and controlled. 1
7a〜17cはリニアモーターであり、ウエハステージ23を駆動するためのX、Y、θ方向の推力を発生する。 7a~17c is linear motor, X for driving the wafer stage 23, Y, a thrust θ direction occurs. ウエハステージ23は平面ガイド兼ねた定盤25 Platen 25 wafer stage 23 which also serves as a planar guide
から微少量浮上しており、ウエハステージ23には3本の圧電素子によって構成された不図示のチルトステージがウエハ18を保持するように搭載されている。 Has small flying height from the wafer stage 23 tilt stage (not shown) constituted by three piezoelectric elements are mounted so as to hold the wafer 18. これらの構成によりウエハステージ23は外部から伝わる振動や摩擦の影響を受けにくい高精度な位置決め性能を得ている。 Wafer stage 23 by these configurations are obtained highly accurate positioning performance less susceptible to vibrations and friction transmitted from the outside. 16はマスクステージ14を駆動するためのリニアモーターである。 16 is a linear motor for driving the mask stage 14. マスクステージ14もウエハステージ23と同様に不図示の静圧ガイドより微少量浮上して支持された状態で駆動される。 The mask stage 14 is also driven in a state of being supported by floating small amount than the static pressure guide likewise not shown and the wafer stage 23. 本実施例ではマスクステージ14はX方向のみ駆動ストロークを持つ。 The mask stage 14 in the present embodiment has only the driving stroke X direction. 26はプリアライメント用テレビアライメントスコープであり、 26 is a TV alignment scope for pre-alignment,
32はプリアライメント画像処理ユニットである。 32 is a pre-alignment image processing unit. 露光に先立ってウエハステージ23上に吸着されたウエハ1 Wafer 1 adsorbed on the wafer stage 23 prior to exposure
8は、まずプリアライメントスコープ26によりプリアライメントされる。 8 is first pre-alignment by the pre-alignment scope 26. 即ちウエハ18上に予め形成されたプリアライメントマークをプリアライメントスコープ2 That pre-pre-alignment mark previously formed on the wafer 18 alignment scope 2
6で撮像し、画像信号を検出する。 Captured by 6, it detects an image signal. プリアライメントスコープ26から出力される画像信号はプリアライメント画像処理ユニット32により位置ずれ信号に変換され、 Image signal output from the pre-alignment scope 26 is converted to the position error signal and a pre image processing unit 32,
出力される。 Is output. この位置ずれ信号に基づいてプリアライメントを終えたウエハ18は走査露光過程に入る。 Wafer 18 having been subjected to the pre-alignment on the basis of the positional deviation signal enters the scanning exposure process. レチクルMとウエハ18上におけるアライメントマーク群の格子パターンは露光ショット上に10μm前後(図3参照)のピッチで描画されており、プリアライメントを終えた状態でこのピッチ量を上回る位置ずれ量(±5μ Grid pattern of alignment mark groups on the reticle M and wafer 18 are drawn at a pitch of about 10μm on the exposure shot (see FIG. 3), the amount of positional deviation above this pitch amount in a state of completion of the pre-alignment (± 5μ
m)のずれを持っており且つ露光中アライメント走査露光を行うとアライメント計測ユニット6により正確なアライメント計測ができない。 It can not be accurate alignment measurement by the alignment measurement unit 6 Doing has and exposure in the alignment scanning exposure with a shift of m). これはアライメント計測ユニット6が計測光8の位相差(レチクルからの光とウエハからの光の)を相対的位置ずれ量として計測しているために格子パターンの1ピッチ以上のマーク間にずれがあると区別が出来なくなってしまうためである。 This misalignment between one pitch or more marks of the grating pattern for alignment measurement unit 6 is measured phase difference between the measurement light 8 (of light from the light and the wafer from the reticle) as a relative positional deviation amount This is because there is a distinction becomes impossible. 従って、プリアライメントスコープによるプリアライメント精度を±1μmとし、レチクルMの像とウエハ18上の露光ショットのプリアライメント後の相対位置ずれ量が他の誤差要因と含めて±5μ以下となるように規定している。 Thus, defined as a ± 1 [mu] m pre-alignment accuracy by prealignment scope, the relative positional deviation amount after prealignment exposure shot on the image of the reticle M and wafer 18 is ± 5 [mu] or less, including the other error factors doing.

【0025】図2は、図1の投影光学系21の構成を示す。 FIG. 2 shows a configuration of a projection optical system 21 of FIG. 1. 同図に於いて、201a、201bおよび201c In the figure, 201a, 201b and 201c
は投影光学系を構成するレンズである。 Is a lens that constitutes the projection optical system. 202a、20 202a, 20
2bおよび202cはそれぞれレンズ201a、201 Each 2b and 202c lenses 201a, 201
bおよび201cを保持する鏡筒である。 A barrel for holding the b and 201c. また、212 In addition, 212
は鏡筒202bを案内するエアベアリングガイド、21 Air bearing guide for guiding the lens barrel 202b is, 21
3はエアベアリングガイド212に静圧を与える静圧管路、204は鏡筒202bを駆動する圧力を供給する駆動圧管路、206は駆動圧供給源、215は鏡筒202 3 the static pressure line to provide a static pressure air bearing guides 212, 204 are driven pressure line for supplying pressure to drive the lens barrel 202b, 206 are driven pressure source, 215 barrel 202
bを支えるバネである。 b is a spring to support. 216は投影光学系全体を駆動するピエゾ素子、207はピエゾ素子駆動回路、210 Piezoelectric element 216 for driving the entire projection optical system, a piezoelectric element drive circuit 207, 210
は投影光学系下端に固定されウエハ18との間隔を測定するエアセンサノズル、209はエアセンサ用空圧管路、208はエアセンサの背圧を電気信号に変換する変換器である。 Air sensor nozzle for measuring the distance between the wafer 18 is fixed to the projection optical system lower, 209 air pressure line for air sensor, 208 denotes a converter for converting the back pressure of the air sensor into an electric signal. また、203は投影光学系を支持する投影光学系用定盤である。 Also, 203 is a platen for a projection optical system which supports the projection optical system.

【0026】エアセンサノズル210により空気背圧を利用して投影光学系21とウエハ18との間隔を検出する。 [0026] The air sensor nozzle 210 by utilizing the air back pressure detecting the distance between the projection optical system 21 and the wafer 18. この間隔値を所定の目標値と比較し、ウエハ18までの間隔が目標値と一致するようにピエゾ素子216を駆動して焦点合わせ動作を完了する。 The interval value is compared with a predetermined target value, to complete the focusing operation distance to the wafer 18 drives the piezoelectric element 216 so as to coincide with the target value. アライメントスコープ6を通してレチクルM上の一対のアライメントマークとウエハ18上の一対のアライメントマークとの相対ずれ量を検出する。 Through the alignment scope 6 detects a relative shift amount between the pair of alignment marks on the pair of the alignment mark and the wafer 18 on the reticle M. この相対ずれ量から求まる倍率誤差がゼロとなるようにレンズ201bを微動調整する。 Magnification error determined from the relative displacement amount is fine motion adjusting a lens 201b so that the zero.

【0027】 図4は本実施例の走査制御系を示す図である。 [0027] FIG. 4 is a diagram showing a scanning control system of the present embodiment. 211は投影光学系演算器であり、上位コントローラ(後述)から指示される倍率目標値408になるように投影光学系21の投影倍率を制御し、同時に焦点ずれの補正も行う。 211 is a projection optical system calculator to control the projection magnification of the host controller (described later) projecting optical so that the magnification target value 408 instructed from system 21 to perform the correction of the defocus at the same time. 401はアライメント系演算器であり、 401 is an alignment system calculator,
図3に示すような露光ショットの両側のアライメントマークから、X方向(走査方向)成分のアライメント検出値409a(ΔX L )及び409b(ΔX R )とY方向(画角面内において走査方向と垂直方向)成分のアライメント検出値409c(ΔY L )及び409d(ΔY R From the alignment marks on both sides of the exposure shot as shown in FIG. 3, X-direction (scanning direction) component of the alignment detection value 409a ([Delta] X L) and 409b ([Delta] X R) and the scanning direction in the Y direction (angle in the plane perpendicular direction) component of the alignment detection value 409c ([Delta] Y L) and 409 d ([Delta] Y R)
を上位コントローラに出力する。 It is output to the host controller. 402はウエハステージ制御系演算器であり、レーザー干渉計28で計測されるウエハステージ23のX、Y、θ、ω x 、ω y成分及び図2のギャップセンサ208〜210で計測されるZ成分の位置座標が、上位コントローラから指示される目標値410a、410b、410c(X、Y、θ成分のみ図示)になるように、各アクチュエータへの駆動電力を供給するドライバ407に対し、操作量を出力する。 402 is a wafer stage control system computing unit, X of the wafer stage 23 measured by the laser interferometer 28, Y, θ, ω x , Z component measured by the gap sensor 208 to 210 of the omega y component and 2 the position coordinates of the target value 410a that is designated by the host controller, 410b, 410c so that the (X, Y, shown only θ component), with respect to the driver 407 supplies a driving power to each actuator, an operation amount Output. 4
03はマスクステージ制御系演算器であり、ウエハステージ制御系402と同様にレーザー干渉計27で計測されるX成分位置座標が目標値X Mになるようにドライバ407に対して操作量を出力する。 03 is a mask stage control system computing unit, and outputs the operation amount to the driver 407 so that the X component position coordinates measured similarly with the laser interferometer 27 and a wafer stage control system 402 becomes equal to the target value X M . またウエハステージ制御系演算器402とマスクステージ制御系演算器40 The wafer stage control system computing unit 402 and the mask stage control system operator 40
3は、アライメント計測信号をフィードバックに用いたトラッキング走査露光に入る前に両ステージを加速する場合とアライメント計測信号が満足に検出できない等の理由でトラッキングを行わない場合、レーザー干渉計2 3, without any tracking reasons or when the alignment measurement signal to accelerate both stages can not be detected satisfactorily before entering the tracking scanning exposure using an alignment measuring signal to the feedback, the laser interferometer 2
7の計測値を頼りに投影光学系21の投影倍率比でレチクルとウエハを走査するための高速な通信経路415を持っている。 Have high-speed communication path 415 for scanning the reticle and the wafer in the projection magnification ratio of the projection optical system 21 relies 7 of the measurement values. 404は上位コントローラである走査露光演算処理装置である。 404 is a scanning exposure processing unit is an upper controller. 走査露光演算処理装置404ではアライメント系演算器401から得られる各アライメントマークからのアライメント検出値409から所定の操作量を求める演算処理を行い倍率目標値408、ウエハステージ目標値410、レチクルステージ目標値412 Magnification target 408 performs arithmetic processing for the alignment detection value 409 from the alignment marks obtained from the alignment system calculator 401 in the scanning exposure processing unit 404 obtains a predetermined operation amount, the wafer stage target value 410, the reticle stage target value 412
を逐次出力する。 The sequentially output. これらウエハステージ目標値410及びレチクルステージ目標値412は一定時間、例えば0.5msec毎に更新される。 These wafer stage target value 410 and the reticle stage target value 412 are updated a predetermined time, for example, every 0.5 msec. また上記演算処理過程において、倍率目標値408は、アライメント検出値に対する関数もしくはデータテーブルから引用される値として計算される。 In the above calculation process, the magnification target value 408 is calculated as a value quoted from the function or data table for alignment detection value. 同関数もしくはデータテーブルは、ウエハ上に形成されるパターンの局所的な形状や配列の傾向やアライメントマークの理想形状との相違などが起因して起こるアライメント信号からの倍率読みとり誤差を補正するものである。 The function or data table, in which such differences between local shape and arrangement of the trends and the alignment mark of the ideal shape of the pattern formed on the wafer to correct the magnification read error from the alignment signal occurring due is there. そしてこれら関数テーブルはプロセス毎、レチクル毎に変える事が可能で、全て記憶装置405の中に蓄積され、必要に応じて通信経路414を介して走査露光演算処理装置404内に読み込まれる。 And these function table for each process can be varied for each reticle are accumulated in all the storage device 405, loaded into the scanning exposure processing apparatus 404 via the communication path 414 as needed.

【0028】 図3は本実施例において露光されるウエハ18上のショット及びアライメントマーク22を示しており、回路パターン301の両側にはそれぞれレチクルの像とのX方向に関するずれを計測するための格子パターン22LX、22RXが配置され、同パターンと平行にY方向に関するずれを計測するための格子パターン2 [0028] Figure 3 shows a shot and alignment marks 22 on the wafer 18 to be exposed in the present embodiment, the grating for measuring the displacement in the X direction between the image of each of the opposite sides of the circuit pattern 301 a reticle pattern 22LX, 22RX are arranged, the grid pattern 2 for measuring the displacement about parallel to the Y direction in the same pattern
2LY、22RYが配置されている。 2LY, 22RY are arranged. そして個々の格子パターン22LX、22LY、22RX、22RYにおけるずれ量の検出値をΔX L 、ΔY L 、ΔX R 、ΔY Rとすれば、並進成分の補正量は原理的に次の式のように求められる。 The individual grid pattern 22LX, 22LY, 22RX, ΔX the detection value of the displacement amount in the 22RY L, ΔY L, ΔX R , if [Delta] Y R, the correction amount of the translation component is calculated as principle the following equation It is.

【0029】 (X方向補正量)X C =(ΔX L +ΔX R )/2+Mdx…(1) (Y方向補正量)Y C =(ΔY L +ΔY R )/2+Mdy…(2) (θ方向補正量)θ C =(ΔX L −ΔX R )/L…(3) ここでLはY方向アライメントパターン22LY、22 [0029] (X direction correction amount) X C = (ΔX L + ΔX R) / 2 + Mdx ... (1) (Y -direction correction amount) Y C = (ΔY L + ΔY R) / 2 + Mdy ... (2) (θ direction correction amount ) θ C = (ΔX L -ΔX R) / L ... (3) where L is Y-direction alignment pattern 22LY, 22
RY間の間隔寸法を表す。 It represents the spacing dimension between the RY. Mdx、Mdyは、露光画角内において倍率変化が存在する場合に生じる回路パターン301内での平均位置ずれ量の誤差を補正する定数もしくは倍率、周囲の露光ショットのアライメント値、倍率値などをパラメータにもつ関数である。 Mdx, Mdy is constant or magnification correcting the error of the mean positional deviation amount of the circuit pattern within 301 occurs when there is a fold change in the exposure angle of view, the alignment value of the surrounding exposure shot, and magnification value parameter is a function that has to. 一方倍率成分の補正量は一定時間間隔Tのもとにk番目のアライメント計測値ΔX L (k)、ΔY L (k)、ΔX R (k)、Δ Whereas the magnification component of the correction amount under the fixed time interval T k-th alignment measurement value ΔX L (k), ΔY L (k), ΔX R (k), Δ
R (k)をサンプリングしたとすると次の式のように求められる。 When Y R (k) of the sampling is determined by the following equation.

【0030】 [0030]

【外1】 [Outside 1]

【0031】ここで、αはX方向補正倍率を計算するにあたり、マーク22LXとマーク22RXは一方が冗長であるために、重み付けをして倍率補正値に採り入れるための係数である。 [0031] Here, when α calculates the X direction correction magnification for marks 22LX and the mark 22RX are one redundant, a factor for adopt by weighting the magnification correction value. またVstはウエハステージの走査速度である。 The Vst is a scanning speed of the wafer stage. 本実施例においては、図3に示すように露光スリット302に対してアライメント信号検出点30 In the present embodiment, alignment signal detection point 30 with respect to the exposure slit 302 as shown in FIG. 3
3a、303bは露光開始点に位置している。 3a, 303b are positioned at the exposure start point. 従って(4)、(5)式によって求められる補正倍率に従って補正される投影光学系21の投影倍率は露光開始点における理想的な投影倍率に合わせられる。 Thus (4), (5) the projection magnification of the projection optical system 21 is corrected according to the correction factor obtained by the equation match the ideal projection magnification at the exposure start point. 露光スリット3 Exposure slit 3
02の中心304側に投影倍率の矯正点を持っていきたいならば(4)、(5)式の右辺のkを(k−n)(n If you want to bring the correct point of the projection magnification at the center 304 side of 02 (4), (5) the k of the right-hand side of the equation (k-n) (n
は整数)に置換すれば良い。 It may be replaced by an integer).

【0032】更にサンプリング間隔Tが小さくなるとアライメント計測信号のS/N比が低くなるために起こるmx(k)及びmy(k)のばらつきが大きくなる。 The variation in further occur for the sampling interval T is smaller S / N ratio of the alignment measurement signal is lower mx (k) and my (k) increases. 本実施例においては各サンプリング毎に得られる倍率補正値をただちに投影光学系演算器211に出力するのではなく、重み付け関数を使って平均化処理をしてから出力している。 Instead of outputting the magnification correction value obtained at each sampling immediately to the projection optical system calculator 211 in this embodiment, by using the weighting function and outputs from the averaging process. 図6に重み付け関数の一例を示す。 It shows an example of a weighting function in FIG. 重み付け関数W kの包絡線601の形状はスリット11の開口の大きさや投影光学系21の指令倍率に対する応答特性に応じて変更可能である。 The shape of the weighting function W k of the envelope 601 may be changed according to the response characteristics with respect to the command magnification of the opening size and the projection optical system 21 of the slit 11. 又、 or,

【0033】 [0033]

【外2】 [Outside 2] なる関係がある。 Relationship to be.

【0034】これによって最終的な補正倍率は下式のように求められる。 [0034] This final correction factor is determined by the following equation.

【0035】 [0035]

【外3】 [Outside 3]

【0036】ここで図6のような包絡線形状をした重み付け関数W(k)を用いると包絡線601のビーク位置付近に投影倍率の矯正点が移動したような傾向となる。 [0036] a wherein tendency as weighted by the envelope shape function W used (k) the correct point of the projection magnification near beak positions of the envelope 601 is moved as shown in FIG. 6.
このようにして求められた倍率MX、MYは走査方向であるX方向に関して図5(A)、(B)に示すようなプロファイルになる。 In this manner, the obtained magnification MX, MY FIG 5 (A) with respect to X direction which is the scanning direction, the profile as shown in (B).

【0037】この倍率値は図7に示されたフィルタ関数Fの入力となり、フィルタ関数Fの出力が最終的に投影光学系演算器211に引きわたす倍率目標値ΔM (制御 [0037] The magnification value becomes the input of the filter function F shown in FIG. 7, the output is eventually drawn into the projection optical system calculator 211 pass ratio target value .DELTA.M (control of the filter function F
値)となる。 The value).

【0038】ΔM=F x {MY(k)}…(10) 本実施例において上式(10)でサンプル時間毎に求められた倍率目標値(相対倍率値)はただちに投影光学系演算器211に対して入力され、投影光学系演算器21 [0038] ΔM = F x {MY (k )} ... (10) magnification target value found for the sample time by the above formula (10) in this embodiment (relative magnification value) immediately projection optical system calculator 211 entered for the projection optical system calculator 21
1は投影光学系21の投影倍率が倍率目標値に従うように投影倍率を変更する。 1 the projection magnification of the projection optical system 21 to change the projection magnification to follow magnification target value.

【0039】本実施例においては投影光学系21の倍率変化は等倍変化のみであるため、投影光学系21の相対倍率値指令はY成分の補正倍率値で代表させている。 [0039] Since in the present embodiment, the magnification change of the projection optical system 21 is magnification changes only, the relative ratio value command of the projection optical system 21 is a representative correction magnification value of the Y component. X
方向の倍率変化はマスクステージの走査速度V M 、ウエハステージの走査速度V stの速度比率を変化させることで操作が可能である。 Direction magnification change can be operated by varying the speed ratio of the scanning speed V st scanning speed V M, the wafer stage of the mask stage. しかし露光エリアのスリット巾d However slit width d of the exposure area
が0より大きな値を持つと投影光学系の投影倍率N opとスキャン速度比V st /V Mの差によって露光スリット通過中にパターン像が投影面上を下記(11)式で示すδ Δ but the pattern image in the exposure slit passes the difference in projection magnification N op and the scanning speed ratio V st / V M of the projection optical system with a value greater than 0 indicates the upper projection surface by the following equation (11)
xだけ動くようになり、解像度が劣化する。 now move only x, resolution is degraded.

【0040】 (投影面上を動く距離)δ x =|N op −V st /V M |・d…(11) 従って本実施例においてはδ xが一定しきい値を超えないような範囲でV stを微調し、基本的にN opの変化に対してV st /V Mが追従するように操作している。 [0040] (distance moving on the projection surface) δ x = | N op -V st / V M | · d ... (11) Therefore, in the present embodiment in a range such that [delta] x does not exceed a certain threshold and fine adjustment of the V st, V st / V M is operating so as to follow with respect to the change basically N op.

【0041】図7で示したフィルタ関数は、図4を用いて述べたウエハ上に形成されるパターンの局所的な形状や配列の傾向やアライメントマークと回路パターンの形状の相違などが起因して起こるアライメント信号からの倍率読み取り誤差を補正するものである。 The filter function shown in FIG. 7, due include differences in shape of the local shape and arrangement of the trends and the alignment mark and the circuit patterns of the pattern formed on the wafer as described with reference to FIG. 4 it is to correct the magnification reading errors from occurring alignment signal. x (M F x (M
X)、F x (MY)の入力パラメータは補倍率目標値M X 、M Y以外にもつことができる。 X), the input parameters of F x (MY) is the complement factor target value M X, it can have other than M Y.

【0042】走査露光のスリットが通過中に投影倍率の変化が生じた場合、 N op =V st /V M …(12) 満たしていても、パターン像が投影面上を下記(13) [0042] When the scanning exposure of the slit changes in projection magnification during the passage occurs, even meet N op = V st / V M ... (12), the pattern image on the projection plane (13) below
式で示すδ x1動くことによる解像度の劣化が生じる。 It occurs deterioration of resolution due to the [delta] x1 movement indicated by the formula.

【0043】δ x1 ≒V M・α op・t 2 …(13) ここでα opは投影光学系21の倍率が時間の経過に比例して増加していくと仮定した場合の単位時間における倍率増加量である。 [0043] The δ x1 ≒ V M · α op · t 2 ... (13) where alpha op magnification in the unit time assuming the magnification of the projection optical system 21 increases in proportion to the elapsed time is an increase amount. 投影倍率の変化による解像度の劣化には許容値の上限が存在する。 The resolution deterioration due to a change in projection magnification there is an upper limit of the allowable value. 従って本実施例ではF Accordingly, in this embodiment F
x {MY(k)}のサンプル時間間隔における変化率が小さい時は(10)式の関係で相対倍率値が決定されるが、同変化率が大きい場合は変化巾を制限して相対倍率値を出力する構成となっている。 x {MY (k)} when the rate of change in the sample time interval is smaller (10) of the relative magnification value is determined by the relationship, if the change rate is large relative magnification value to limit the change width It has become to output the configuration. この処理の内容を図8 Figure the contents of this processing 8
に示す。 To show.

【0044】図8において、サンプル時間毎に計測されるアライメント計測値から逐次求められる相対倍率値F [0044] In FIG. 8, relative magnification is successively determined from the alignment measurement value measured for each sample time value F
x {MY(k)}は前回投影光学系21に対して出力された相対倍率値ΔM(k−1)に対して差分値δF xが求められる(803)。 x {MY (k)} is the difference value .delta.F x is determined for the relative magnification value ΔM which is output to the previous projection optical system 21 (k-1) (803 ). 続いてδF xが解像度劣化を規定する仕様から導かれたしきい値aを絶対値で上回っていないかを判断する(804)。 Subsequently .delta.F x to determine whether does not exceed the threshold value a derived from the specification that defines the resolution degradation in the absolute value (804). 上回っていない場合(808)はステップ806に進み、上回っている場合(801)は上記差分値を差分値として許される上限a Than if not (808), the process proceeds to step 806, if exceeds (801) an upper limit a permitted the difference value as a difference value
もしくは下限−aに置換する(805)。 Or substituting lower -a (805). ステップ80 Step 80
6では前回投影光学系21に対して出力された相対倍率値ΔM(k−1)に上記差分値もしくは置換された差分値を加算して新たな相対倍率値ΔM(k)とする。 6, by adding the difference value or substituted difference value relative magnification value .DELTA.M output against the previous projection optical system 21 (k-1) as a new relative ratio value ΔM (k). ステップ807では相対倍率値を次回の演算処理で用いられるようにメモリにΔM(k)をストアしている。 In step 807 the relative magnification value in a memory to be used in the next processing are stored a ΔM (k). ステップ802では次回演算のためにパラメータのサンプリング順番を示す引数をインクリメントしている。 For step 802 the next computation is incremented argument indicating the sampling order of the parameters.

【0045】このようにして本実施例では投影光学系2 [0045] Thus in this embodiment is a projection optical system 2
1の倍率変化に対し制限を加えることで解像度の劣化を規定内におさめようとするものである。 It is intended to Osameyo within the specified resolution degradation by adding restriction to 1 magnification change. またステップ8 The Step 8
04中のパラメータaの値を変えることにより投影光学系21の投影倍率の変化に対する自由度を変えることができ、ユーザー側がロット毎やプロセスに応じて解像度優先の走査露光か倍率補正(局所的なアライメント補正)優先の走査露光かを調節することができる。 By changing the value of the parameter a in 04 you can change the degree of freedom with respect to a change in the projection magnification of the projection optical system 21, the user-side scanning exposure or magnification correction of resolution priority depending on the lot or each process (topical it can modulate or alignment correction) priority of the scanning exposure. 一方図8に示したフローの他に本発明の応用としてδF δF whereas the other flow shown in FIG. 8 as an application of the present invention xを、 the x,
しきい値を設けずに連続的な関数を使って制限する方法などが考えられる。 A method of limiting using a continuous function without providing the threshold are considered. 更に図8に示したフローはアライメント計測をしながらウエハを露光する形態のみならず予めアライメント計測を行った後に走査露光を行う方式、 Further system flow shown to perform a scanning exposure after the pre-alignment measurement not only form exposes the wafer with the alignment measurement in FIG. 8,
グローバルアライメント方式及びプリスキャン方式の走査露光装置にも適用することが可能である。 In the scanning exposure apparatus of the global alignment method and the pre-scan method can be applied.

【0046】図9に本発明の他の実施例における投影光学系21構成図を示す。 [0046] illustrates another projection optical system 21 configuration diagram of an embodiment of the present invention in FIG. 201〜216は図2において説明した構成部材と同じ部材である。 201 to 216 are the same members as constituent members described in Fig. 905a、905 905a, 905
bは夫々シリンドリカルレンズを含むレンズ群であり、 b is a lens group including the respective cylindrical lens,
レンズ支持部材906a、906bによって支持されている。 Lens support member 906a, is supported by 906b. これらのシリンドリカルレンズはピエゾ素子90 These cylindrical lenses piezoelectric element 90
3、904によって光軸方向に対して微小駆動される。 It is finely driven relative to the optical axis direction by 3,904.
ピエゾ素子903、904はそれぞれドライバ901、 Each piezoelectric element 903 and 904 driver 901,
902を介して投影光学系演算器211の指令のもとに制御される。 It is controlled on the basis of the command of the projection optical system calculator 211 through 902. シリンドリカルレンズ905a、bは図1 The cylindrical lens 905a, b is 1
におけるY方向に関しパワーを持ち、他のレンズ201 Has a power relates Y direction in the other lenses 201
a〜cによって均等に得られる縮小倍率(本実施例においては1/4)に対して数+ppmのY方向偏倍率をかける。 (In this embodiment 1/4) reduction magnification obtained equally by a~c multiplying the Y-direction polarization ratio of number + ppm relative. レンズ201a〜cは図2の説明において明らかにされているように光軸方向にレンズ201b及び鏡筒を駆動することによりXY方向共等しく倍率変化を行うことが可能である。 Lens 201a~c is possible to perform the XY direction both equal magnification change by driving the lens 201b and the lens barrel in the optical axis direction as is apparent in the description of FIG. 従って回転対称なレンズ201a〜 Therefore rotationally symmetrical lens 201a~
cによるXY方向等しい倍率変化量とシリンドリカルレンズ905a、905bによるY方向偏倍の倍率変化量の組み合わせにより投影倍率値1/4近傍におけるX方向及びY方向の偏倍倍率の設定が任意に行うことができる構成となっている。 XY direction equal power variation due to c and the cylindrical lens 905a, optionally performed is X and Y directions Henbai magnification setting in combination with the projection magnification value 1/4 vicinity of power variation in the Y-direction Henbai by 905b and it has a configuration that can be. 投影光学系演算器211に入力される相対倍率値(倍率目標値)ΔM408は本実施例においてはX成分とY成分の2つのパラメータを持つことになる。 Relative ratio value input to the projection optical system calculator 211 (magnification target value) Derutaemu408 will have two parameters X and Y components in this embodiment. また図7において説明したフィルタ関数や図8 Further and filter function described in Figure 7 Figure 8
において示したアルゴリズムは先の実施例と全く同様にして本実施例に適用されている。 Algorithm is applied to this embodiment in the same manner as the previous embodiment shown in. ウエハステージ23の走査速度は実質的に投影光学系21のX方向投影倍率の変化に合わせて微調される。 Scanning speed of the wafer stage 23 is finely adjusted in accordance with the change in the X-direction projection magnification of substantially the projection optical system 21. またシリンドリカルレンズ905a、905bの代わりに投影光学系21の光路上にシリンドリカルミラーを配置して、同ミラーの他の光学系との相対位置もしくは曲率(第3実施例において曲率を微調する例を提示)を微調する構成が考えられる。 The cylindrical lens 905a, by arranging the cylindrical mirror on the optical path of the projection optical system 21 in place of 905b, provides an example of fine adjustment of the curvature relative position or curvature (in the third embodiment of the other optical system of the mirror ) configuration in which fine adjustment can be considered a.
いずれの例にせよシリンドリカル素子等を投影光学系の光路上に配置するアナモフィック光学系を供給することにより、同様な機能が実現できる。 By supplying an anamorphic optical system for placing a cylindrical element or the like on the optical path of the projection optical system anyway examples, similar function can be realized.

【0047】またこの構成はアライメント計測をしながらウエハを露光する露光方式においても予めアライメント計測を行ったあとに走査露光を行う方式、グローバルアライメント方式及びプリスキャン方式の走査露光装置においても適用することが可能である。 Moreover also be applied in the scanning exposure apparatus is also method of performing scanning exposure after performing pre-alignment measurement, the global alignment method and the pre-scan method in an exposure method for exposing a wafer with this arrangement is the alignment measurement it is possible.

【0048】〔他の実施例〕図10に本発明の第3実施例を示す。 [0048] shows a third embodiment of the present invention to Other Embodiments Fig.

【0049】図10中、図1と同じ番号の部材は図1で説明した部材と同じ機能を果たす。 [0049] In FIG 10, members having the same numbers as in FIG. 1 perform the same function as members described in Fig. 1001はミラーであり、反射面の裏側が閉空間1002になっている。 1001 is a mirror, the back side of the reflective surface is in the closed space 1002. 閉空間1002には流体が封入してあり、流体導入路10 The closed space 1002 Yes encapsulated fluid, the fluid introduction path 10
03から流体を流し込まれたり排出されたりすることにより外部雰囲気に対して差圧を発生させる構成となっている。 And it has a configuration for generating a differential pressure with respect to ambient atmosphere by or or discharged poured fluid from 03. 差圧の発生によりミラー1001はミラー面に対して垂直な方向に圧力が加わり、微少歪曲し、差圧が0 Mirror 1001 a pressure is applied in a direction perpendicular to the mirror surface by the occurrence of the pressure difference, and micro distortion, differential pressure 0
であった時に比べて反射光が作る像の倍率が微少変化する。 Magnification of an image created by the reflected light is minimal change compared to when there was a. 1004は流体の閉空間への流入量を制御するバルブユニットであり、1005は同バルブユニットを制御するコントローラである。 1004 is a valve unit for controlling the inflow into the closed space of the fluid, 1005 is a controller for controlling the same valve unit. 1006、1007は1/4 1006 and 1007 1/4
波長板、1008はビームスプリッタである。 Wave plate, 1008 is a beam splitter. 1009 1009
はアライメント信号を拾うための受光レンズ、1013 Receiving lens for picking up the alignment signal, 1013
はアライメント信号処理装置である。 It is an alignment signal processing system. 1010はミラー、1011は対物レンズ群である。 1010 Miller, 1011 is the objective lens group. 対物レンズ群10 The objective lens group 10
11はレンズ制御装置1012により制御され、ミラー1001の微小歪曲による焦点ずれ等を補正する。 11 is controlled by a lens control unit 1012 corrects the defocus due micro distortion of the mirror 1001. 以上のような構成により光源9から照射される露光光はスリット11、光学系10を介してレチクル上に到達する。 Exposure light emitted from the light source 9 by the above configuration are slit 11, through the optical system 10 to reach the reticle.
レチクルを透過した露光光はミラー1001において反射され、1/4波表板1006、ビームスプリッタ10 The exposure light transmitted through the reticle is reflected in the mirror 1001, 1/4-wave table plate 1006, a beam splitter 10
08、1/4波表板1007を透過し、ミラー1010 Through the 08,1 / 4-wave table plate 1007, a mirror 1010
にて反射される。 It is reflected by. 更に反射された露光光はビームスプリッタ1008内の薄膜1013にて反射され、対物レンズ群1011を透過しウエハ18上にて結像する。 Furthermore reflected exposure light is reflected by the thin film 1013 of the beam splitter 1008, it forms an image by a transmission to the wafer 18 on the objective lens group 1011. 受光素子1は走査露光中においてもアライメント信号検出が可能であるため、本実施例においても第1実施例と同様に走査露光中における倍率の計測とリアルタイムにおける倍率補正が可能である。 Since the light receiving element 1 can also alignment signal detector during the scanning exposure, it is possible magnification correction in the measurement and real-time magnification during Similarly scanning exposure and also the first embodiment in the present embodiment. また本実施例の応用としてミラー1001がシリンドリカルな反射面を生じる歪曲特性を持ち、レンズ群1011に少なくとも1枚のシリンドリカルレンズを持たせることで、X方向もしくはY方向の偏倍機能を持たせることも可能である。 Also have distortion characteristics mirror 1001 as an application of the present embodiment results in a cylindrical reflecting surface, the lens 1011 can be performed by providing at least one cylindrical lens, it is provided with a Henbai functions of X-direction or Y-direction it is also possible.

【0050】以上説明した実施例の効果を次に列挙する。 [0050] The effect of the embodiment described above are listed below.

【0051】1. [0051] 1. 走査露光中のアライメント計測信号から得られる補正倍率値を逐次投影光学系21の投影倍率値に反映させることにより、走査露光における露光ショットの局所的な倍率ひずみがショット毎に補正できる。 By reflecting the projection magnification value of the correction magnification value sequential projection optical system 21 obtained from the alignment measurement signal during the scanning exposure, distortion local magnification of the exposure shots in the scanning exposure can be corrected for each shot.

【0052】2. [0052] 2. 投影光学系の走査方向における倍率変化に対しステージの走査速度を追従させることで投影パターン位置ずれを最小限に抑えた。 With minimal projection pattern positional deviation be made to follow the scanning speed of the stage with respect to the magnification change in the scanning direction of the projection optical system.

【0053】3. [0053] 3. 更に同投影光学系をシリンドリカルレンズもしくはシリンドリカルミラーを含んだ構成にすることによりX方向、Y方向の投影倍率を互いに独立に補正できる。 Furthermore it corrects the projection optical system X-direction by the configuration including a cylindrical lens or a cylindrical mirror, independently of each other a projection magnification in the Y direction.

【0054】4. [0054] 4. アライメント計測信号から得られる補正倍率値に対し予め入力された関数もしくはデータテーブルにもとづいた変換を加えて投影光学系21の倍率値とすることにより、プロセスや回路パターン、位置によって発生するアライメント計測信号から得られる投影倍率値と実パターンをアライメントするための倍率値の違いを補正できるようになった。 With magnification value of the projection optical system 21 by adding a conversion based on pre-input function or data table to the correction factor value obtained from the alignment measurement signals, processes and circuit patterns, alignment measurement signals generated by the position the difference in the magnification value for aligning the projection magnification value and the actual pattern obtained from now can be corrected.

【0055】5. [0055] 5. ミラーの背面に設けた閉空間を流体で満たし、流体の量を制御することにより閉空間と外部雰囲気の間に差圧を発生させて同ミラーを微少歪曲させることで投影倍率の微少変化を実現した。 It satisfies a closed space provided on the rear surface of the mirror in a fluid, realizing a minimal change in projection magnification by causing minute distort the mirror to generate a differential pressure between the closed space and the outside atmosphere by controlling the amount of fluid did.

【0056】6. [0056] 6. 倍率計算処理に必要な複数のアライメント計測データ群より得られた補正倍率値に対し、重み付け関数を乗じて局所的な補正倍率値を求めることにより、アライメント計測信号値のS/Nやノイズ等の影響を受けにくい安定した補正倍率値の計算ができる。 To the correction magnification value obtained from a plurality of alignment measurement data group necessary magnification calculation process, weighted by multiplying the function determining the local correction magnification value, the alignment measurement signal value S / N, noise, etc. effect can not susceptible calculation stable correction magnification value.

【0057】7. [0057] 7. 走査露光中に変化し得る投影光学系2 Projection may change during the scanning exposure optical system 2
1の投影倍率値の一定時間における巾を制限することにより、倍率補正に起因する解像度劣化を限度内に抑えた。 By limiting the width at a given time of one of the projection magnification values, it suppressed the resolution degradation caused by magnification correction within limits.

【0058】8. [0058] 8. 倍率値の変化巾を可変とすることにより、走査露光における倍率(アライメント)優先/解像度優先の設定をユーザーが自由に設定できるようになった。 By the change width of the magnification value is variable, the set magnification (alignment) Priority / resolution priority in scanning exposure was to allow users to freely set.

【0059】レチクルのパターンとウェハのパターン間の整合状態を悪化させる要因として、ウェハに酸化成膜、イオン打ち込み、エッチング等の処理を施すうちにウェハが初期の形状から変形する問題がある。 [0059] Factors that exacerbate the alignment between the pattern of the reticle pattern and the wafer, the wafer oxide deposition, ion implantation, the wafer while performing processing such as etching is a problem that the deformation from the initial shape. この変形は、投影露光時に、主にパターンの倍率変化として表われる。 This deformation at the time of the projection exposure, appearing as a fold-change in main pattern.

【0060】ウェハの変形具合は、基板の結晶軸方向とそうでない方向では異なる事が多く、倍率や直交性は一様ではない。 [0060] deformation degree of the wafer, differ much in the direction it is not the crystal axis direction of the substrate, the magnification and orthogonality is not uniform. またウェハの中心からの距離に関係して熱による拡大縮小量が変わるので、ウェハの中心近傍のパターンの変形量を、外周近傍のパターンの変形量は異なり、ウェハ内には非線形な形状をもつパターンが種々存在する。 Since scaling weight due to heat in relation to distance from the center of the wafer is changed, the amount of deformation of the pattern near the center of the wafer, unlike the amount of deformation of the outer periphery of the pattern, is in the wafer having a non-linear shape pattern is different there.

【0061】その上、半導体製造工程は全工程を同一投影露光装置で実施するとは限らず、他装置で前工程を露光したパターンに対して、マスクパターンを整合させようとした場合、投影光学系同志の歪曲収差のマッチングや、走査露光系の走査方向の曲がり(弓なり形状となる)のマッチングが成されていないと、基板のパターンの非線形形状ずれとして認識される。 [0061] Moreover, the semiconductor manufacturing process is not limited to carrying out the whole process in the same projection exposure apparatus, the pattern exposing the pre-process in another device, if it is attempted to align the mask pattern, the projection optical system matching and distortion comrades, the matching curve of the scanning direction of the scanning exposure system (the bow shape) is not performed, is recognized as a non-linear shape deviation of the pattern of the substrate.

【0062】上記各実施例や以下に述べる各実施例の走査型投影露光装置によれば、この種のウェハのパターンの非線形な形状ずれがあっても、正確にレチクルのパターンとウェハのパターンを重ね合わせることが可能である。 [0062] According to a scanning type projection exposure apparatus in each embodiment described below and the above embodiments, even if a non-linear shape deviation pattern of this kind of wafer, a pattern of exactly reticle pattern and the wafer it is possible to overlay.

【0063】図11は本発明の別の実施例の走査露光装置の概略図である。 [0063] Figure 11 is a schematic view of a scanning exposure apparatus of another embodiment of the present invention. 原画であるマスクMは、不図示のレーザー干渉計の出力に基づいてXY方向の駆動が制御されるマスクステージ14によって装置本体に支持されている。 Mask M is original is supported by the apparatus main body by a mask stage 14 which XY direction of the drive is controlled based on the output of the laser interferometer (not shown). 一方、露光基板であるウェハ18は、やはり不図示のレーザー干渉計の出力に基づいてXY方向の駆動が制御されるウエハステージ23により装置本体に支持されている。 On the other hand, the wafer 18 is exposed substrate is supported by the apparatus main body also by a wafer stage 23 which XY direction of the drive is controlled based on the output of the laser interferometer (not shown). このマスクMとウェハ18は投影光学系21 The mask M and the wafer 18 is the projection optical system 21
を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照明系からのスリット状露光光領域116が、投影光学系21の投影倍率に比した大きさでマスクMのパターン像をウェハ3に投影している。 Are placed in an optically conjugate position via the wafer slit-like exposure light region 116 from an illumination system (not shown), the pattern image of the mask M in magnitude relative to the projection magnification of the projection optical system 21 It is projected to 3. 走査露光は、この露光光116に対してマスクステージ14とウェハステージ2 Scanning exposure, the mask stage 14 with respect to the exposure light 116 and the wafer stage 2
3の両方を光学系21の投影倍率に応じた速度比でX方向に走査することにより行なわれる。 Both 3 at a speed ratio corresponding to the projection magnification of the optical system 21 is performed by scanning in the X direction. マスク1上のパターン領域121全面をウェハ3上の転写領域122に転写する。 The pattern area 121 on the entire surface of the mask 1 is transferred to the transfer area 122 on the wafer 3. 本図では、レンズ等の屈折素子で構成した投影光学系2を示したが、図10に示したような反射素子と屈折素子とを組み合わせた投影光学系であっても構わないし、投影倍率も本図のように等倍以外にも縮小であっても構わない。 In this figure, although the projection optical system 2 constituted by a refractive element such as a lens, to may be a projection optical system combining a refractive elements and reflective elements as shown in FIG. 10, the projection magnification a reduction in addition to equal times as in this diagram may be. 又、ウェハ18の外形は本図に規定されるものではなく、縮小投影光学系を用いた場合、ウェハ18は複数の転写領域122を持つ事となる。 Further, the outer shape of the wafer 18 is not to be defined in this figure, the case of using the reduction projection optical system, the wafer 18 becomes possible with multiple transfer area 122.

【0064】マスクMとウェハ18の整合状態は、観察顕微鏡117を用いて検出される。 [0064] alignment of the mask M and the wafer 18 is detected by using the observation microscope 117. まずマスクMを本体に支持した後、マスクMの原画の描画状態を計測する。 Firstly supporting the mask M to the body, to measure the drawing state of the original of the mask M.
観察顕微鏡117によってマスクM上に複数個配置されたマスクマーク151を観察し、顕微鏡117からの信号はマーク検出信号1101で処理されたマスクマーク151の位置情報として演算処理回路1102に送られる。 Observing the mask mark 151 plurality arranged on the mask M by the observation microscope 117, the signal from the microscope 117 is sent to the arithmetic processing circuit 1102 as the position information of the mask marks 151 that have been processed by the mark detection signal 1101. その観察時のマスクステージ14の位置は、不図示のレーザー干渉計で検出されているので、ステージ位置が駆動制御手段1103より演算処理回路1102に送られ、マスクマーク151の位置情報と対応した形で記憶される。 Form its position at the time of observation of the mask stage 14, since it is detected by a laser interferometer (not shown), the stage position is fed to the arithmetic processing circuit 1102 from the drive control unit 1103, corresponding to the position information of the mask mark 151 in are stored. この計測を複数個のマスクマーク151に対し、不図示のレーザー干渉計で制御しながらマスクステージ14を駆動させて順次繰り返してゆくことにより、 The measurement to the plurality of mask marks 151, by Yuku sequentially repeated by driving the mask stage 14 while controlling a laser interferometer (not shown),
マスクMの原画の描画状態が判明する事となる。 So that the original image of the drawing state of the mask M is found. マスクマーク151は、マスクM上のパターン領域121と同時に描画されており、パターン領域121の描画原点や描画倍率や描画直交度を代表している。 Mask mark 151 is drawn simultaneously with the pattern region 121 on the mask M, it is representative drawing origin and drawing magnification and drawing orthogonality of the pattern area 121. 描画倍率や描画直交度を計測する際には、マスクマーク151は最低3 When measuring the draw ratio and drawing orthogonality, the mask mark 151 is a minimum 3
個以上必要となり、描画誤差の非線形成分を計測するには更に多くのマスクマーク151が必要である。 Must be at least number, to measure the nonlinear component of the writing error is required more mask mark 151.

【0065】また本図ではマスクマーク151はパターン領域121を挾むように配置されているが、パターン領域121内に配置しても何ら問題はなく、形状も十字に限定される訳ではなく、パターン領域121に描かれた実素子パターンをマスクマークとして計測しても構わない。 [0065] Although in the figure the mask marks 151 are arranged so as to sandwich the pattern area 121 is not any problem be placed in the pattern region 121, the shape is also not necessarily limited to the cross, the pattern area the actual element pattern drawn in 121 may be measured as a mask mark.

【0066】次に、ウェハ18の転写領域122の周辺に配置されたウェハマーク152を、観察顕微鏡117 Next, the wafer mark 152 disposed on the periphery of the transfer region 122 of the wafer 18, the observation microscope 117
により、補正光学素子118と投影光学系21を介して観察する。 Accordingly, it observed through a correction optical element 118 and the projection optical system 21. 補正光学素子118は、観察顕微鏡117の観察光波長が露光光と異なる場合に生じる投影光学系2 Correction optical element 118, observation light wavelength of the observation microscope 117 is generated if different from the exposure light projection optical system 2
1の色収差を補正する物であり、露光光116の光路に干渉しない位置に配置される事が望ましい。 Is intended to correct a chromatic aberration, it is desirable to be disposed at a position not interfering with the optical path of the exposure light 116. 観察顕微鏡117が露光光と同一の波長の光でウェハマーク152 Wafer mark 152 observed microscope 117 in light of the same wavelength as the exposure light
を観察する場合には、補正光学素子8は不要となる。 When observing the the correcting optical element 8 is not required.

【0067】観察顕微鏡117によってウェハ18の転写領域122の周辺に複数個配置されたウェハマーク1 [0067] Observation microscope 117 wafer mark 1, which is a plurality disposed around the transfer region 122 of the wafer 18 by
52を観察し、顕微鏡117からの信号はマスクマーク151の場合と同様にマーク検出手段1101で処理されウェハマーク152の位置情報として演算処理回路1 52 are observed, the arithmetic processing circuit as a position information signal from the microscope 117 is processed in a similar marked detecting means 1101 of the mask mark 151 the wafer mark 152 1
102に送られる。 Sent to 102. その観察時のウェハステージ23の位置は、不図示のレーザー干渉形で検出されているので、ステージ位置が駆動制御手段1103より演算処理回路1102に送られ、ウェハマーク152の位置情報と対応した形で記憶される。 Form the position of the observation time of the wafer stage 23, since it is detected by a laser interference type (not shown), the stage position is fed to the arithmetic processing circuit 1102 from the drive control unit 1103, corresponding to the position information of the wafer mark 152 in are stored. この計測を複数個のウェハマーク152に対し、不図示のレーザー干渉計で制御しながらウェハステージ23を駆動させて順次繰り返してゆくことにより、ウェハ18上の転写領域122の形状が判明する事となる。 The measurement to a plurality of wafer mark 152, by Yuku sequentially repeated by driving the wafer stage 23 while controlling a laser interferometer (not shown), that the shape of the transfer region 122 on the wafer 18 is found and Become. この転写領域122の形状は、投影光学系21を介しての観察であるので、投影光学系2 This shape of the transfer area 122 is the observation through the projection optical system 21, the projection optical system 2
1の投影倍率の変動分を含んだものとして観察顕微鏡1 Observed as those containing the variation of the first projection magnification microscope 1
17及びマーク検出手段1101で処理される事となる。 It will be processed in 17 and the mark detecting unit 1101.

【0068】投影光学系21が縮小投影光学系である場合には、ウェハ18上の転写領域122 複数個存在する事が多い。 [0068] When the projection optical system 21 is a reduction projection optical system, often transfer area 122 on the wafer 18 there are a plurality. その場合には、上記ウェハマーク152の位置情報の計測を各転写領域122に対してそれぞれ実施し、演算処理回路1102上で各転写領域122毎の形状として記憶される事となる。 In that case, the measurement of the positional information of the wafer mark 152 carried respectively for each transfer region 122, and it is stored as the shape of each transfer area 122 on the arithmetic processing circuit 1102.

【0069】なお、転写領域122の形状として倍率や直交度を計測するには、ウェハマーク152は最低3個以上必要であり、非線形成分の形状まで計測するには、 [0069] Incidentally, in measuring the magnification and orthogonality as the shape of the transfer region 122, the wafer mark 152 is required at least three or more, to measure up to the shape of the non-linear component,
更に多くのウェハマーク152が必要となる。 Furthermore many wafer mark 152 is required. また配置場所、形状は本実施例に束縛される物ではなく、任意である。 The location, shape is not to be bound by this example is arbitrary.

【0070】計測されたマスクM上のパターン領域12 [0070] pattern area 12 on the mask M, which is measured
1の描画状態形状と、ウェハ18上の転写領域122の形状のズレが、露光転写する際の誤差となる。 A first drawing state shape, displacement of the shape of the transfer region 122 on the wafer 18, the error in exposure transfer. この誤差は、走査露光中、誤差を記憶している演算処理回路11 This error, during the scanning exposure, the arithmetic processing circuit stores the error 11
02から駆動制御手段1103へ、露光転写誤差を補正する走査駆動方法が指示され、不図示のレーザー干渉計を用いてマスクステージ4とウェハステージ5の位置を制御しつつ走査露光し、かつ投影光学系21内の一部の光学素子を駆動する事により補正され、パターン領域1 02 and from the drive control unit 1103, the scan driving method of correcting the exposure transfer error is indicated, and scanning exposure while controlling the position of the mask stage 4 and the wafer stage 5 using a laser interferometer (not shown), and a projection optical It is corrected by driving a part of the optical element of the system 21, the pattern area 1
21は良好な合わせ精度でウェハ18上の転写領域12 21 the transfer region 12 on the wafer 18 with good alignment accuracy
2に転写される。 It is transferred to the 2.

【0071】第1の例として、図12(A)に示す様に、パターン領域121と転写領域122に非線形の直交度誤差が生じている場合を考える。 [0071] As a first example, as shown in FIG. 12 (A), consider a case where orthogonality error of nonlinear transfer region 122 and the pattern area 121 is generated. 図12(A)では、転写領域122が変形している図になっているが、 12 In (A), but have become diagram transfer region 122 is deformed,
パターン領域121が変形している場合でも相対的な問題であり、以下の補正走査露光が実施されると考えて良い。 A relative problem even if the pattern area 121 is deformed, it may be considered that the following correction scanning exposure is performed.

【0072】まず、演算処理回路1102から駆動制御手段1103への指示により、図12(A)のように露光光116に対し、パターン領域121と転写領域12 [0072] First, in response to an instruction from the arithmetic processing circuit 1102 to the drive control unit 1103, FIG. 12 to exposure light 116 as (A), a transfer region 12 pattern region 121
2の走査開始辺を合わせ込む。 Komu combined second scanning start side. 次に演算処理回路110 Then the arithmetic processing circuit 110
2から駆動制御手段1103へ、直交度誤差θを補正する走査駆動方法として、マスクステージ14又はウェハステージ23を直交度誤差θ分、斜め方向に駆動するように指示が出され、不図示のレーザー干渉形を用いて位置を制御しながら、図12(B)→(C)のように露光光116に対し動かす。 From 2 to the drive control unit 1103, as the scanning drive method for correcting the orthogonality error theta, the mask stage 14 or the wafer stage 23 orthogonality error theta fraction, instructed to drive obliquely is issued, a laser (not shown) while controlling the position using the interference shape, it moved to the exposure light 116 as shown in FIG. 12 (B) → (C). この時、直交度誤差θがθ1、 At this time, the orthogonality error θ is θ1,
θ2、θ3のように一定値ではなく連続的に変化している場合は、それに準じてマスクステージ14又はウェハステージ23の斜め方向駆動量も変化させていく事により、非線形の直交誤差も補正できる。 .theta.2, if continuously changes rather than a constant value as .theta.3, by going oblique direction drive amount of the mask stage 14 or the wafer stage 23 is also varied in accordance with it, quadrature error of the nonlinear also corrected . この結果、パターン領域121は高精度に転写領域122に重ね合わせ転写されることができる。 As a result, the pattern area 121 may be transferred superimposed on the transfer region 122 with high precision.

【0073】第2の例として、図13(A)に示す様に、パターン領域121と転写領域122に走査露光方向に非線形の倍率誤差が生じている場合を考える。 [0073] As a second example, as shown in FIG. 13 (A), assume that occurs nonlinear magnification error in the scanning exposure direction to the transfer region 122 and the pattern area 121. 図1 Figure 1
3(A)では、転写領域122が変形している図になっているが、パターン領域121が変形している場合でも相対的な問題であり、以下の補正走査露光が実施されると考えて良い。 In 3 (A), but have become diagram transfer region 122 is deformed, a relative problem even if the pattern area 121 is deformed, consider the following correction scanning exposure is performed good.

【0074】まず、演算処理回路1102から駆動制御手段1103への指示により、図13(A)のように露光光16に対し、パターン領域121と転写領域122 [0074] First, in response to an instruction from the arithmetic processing circuit 1102 to the drive control unit 1103, FIG. 13 to the exposure light 16 as (A), transferring a pattern region 121 region 122
の走査開始辺を合わせ込む。 Komu combined of scanning start-edge. 次に演算処理回路1102 Then the arithmetic processing circuit 1102
から駆動制御手段1103へ、走査方向倍率誤差βx To the drive control unit 1103 from the scanning direction magnification error βx
(βx=1wx/1mx 1wx:転写領域122の走査方向マーク間距離 1mz:パターン領域121の走査方向に関するマーク間距離)を補正する走査駆動方法として、マスクステージ14又はウェハステージ23を走査方向の倍率誤差βx分、相対速度を変えながら駆動するよう指示が出され、不図示のレーザー干渉計を用いて位置を制御しながら、図13(B)→(C)のように露光光16に対し動かす。 As the scanning drive method for correcting the (βx = 1wx / 1mx 1wx:: distance perpendicular mark of the transcribed region 122 1MZ mark distance in the scanning direction of the pattern area 121), the magnification in the scanning direction of the mask stage 14 or the wafer stage 23 error βx content, instructed to drive while changing the relative velocity is issued, while controlling the position using a laser interferometer (not shown) to move with respect to the exposure light 16 as shown in FIG. 13 (B) → (C) . この時、走査方向倍率誤差β At this time, the scanning direction magnification error β
xがβx1、βx2のように一定値ではなく連続的に変化している場合は、それに準じてマスクステージ14又はウェハステージ23の相対速度変化量も変化させていく事により、非線形な走査方向の倍率誤差も補正できる。 x is Betaekkusu1, if continuously changes rather than a constant value, as is Betaekkusu2, by going relative velocity change amount of the mask stage 14 or the wafer stage 23 is also varied in accordance with it, the non-linear scanning direction magnification error can be corrected. この結果、パターン領域121は高精度に転写領域22に重ね合わせ転写されることができる。 As a result, the pattern area 121 may be transferred superimposed on the transfer region 22 with high accuracy.

【0075】第3の例として、図14(A)に示す様に、パターン領域121と転写領域122に非走査露光方向に非線形の倍率誤差が生じている場合を考える。 [0075] As a third example, as shown in FIG. 14 (A), assume that non-linear magnification error has occurred in the non-scanning exposure direction to the transfer region 122 and the pattern area 121. 図14(A)では、転写領域122が変形している図になっているが、パターン領域121が変形している場合でも相対的な問題であり、以下の補正走査露光が実施されると考えて良い。 In FIG. 14 (A), the has become diagram transfer region 122 is deformed, thought pattern region 121 is a relative problem even if deformed, the following correction scanning exposure is performed in may.

【0076】まず、演算処理回路1102から駆動制御手段1103への指示により、図14(A)のように露光光116に対し、パターン領域121と転写領域12 [0076] First, in response to an instruction from the arithmetic processing circuit 1102 to the drive control unit 1103, FIG. 14 to exposure light 116 as (A), transferring a pattern region 121 region 12
2の走査開始辺を互いに合わせ込む。 The second scanning start side Komu combined with each other. 次に演算処理回路1102から駆動制御手段1103へ、非走査方向倍率誤差βy(βy=1wy/1my 1wy:転写領域1 Then the arithmetic processing circuit 1102 to the drive control unit 1103, the non-scanning direction magnification error βy (βy = 1wy / 1my 1wy: transfer area 1
22の非走査方向のマーク間距離 1my:パターン領域121の非走査方向マーク間の距離)を補正する走査駆動方法として、投影光学系21内の光学素子を非走査方向倍率誤差βy分駆動してから、マスクステージ14 22 in the non-scanning direction of the distance between marks 1My: a scan driving method for correcting the distance) between the non-scanning direction marks in the pattern region 121, the optical elements in the projection optical system 21 in the non-scanning direction magnification error βy minute drive to from, the mask stage 14
又はウェハステージ23を駆動するよう指示が出され、 Or instruction is issued to drive the wafer stage 23,
不図示のレーザー干渉計を用いて位置を制御しながら、 While controlling the position using a laser interferometer (not shown),
図14(B)→(C)のように露光光16に対し動かす。 Figure 14 (B) → move to the exposure light 16, as (C). この時、非走査方向倍率誤差βyがβy1、βy2 At this time, the non-scanning direction magnification error βy is βy1, βy2
のように一定値ではなく連続的に変化している場合は、 If a continuous change rather than a constant value as is,
それに準じて投影光学系21内の光学倍率補正用の光学素子の駆動量も、マスクステージ14又はウェハステージ23の走査露光駆動に合わせて変化させていく事により、非線形な非走査方向の倍率誤差も補正できる。 Driving amount of the optical element for the optical magnification correction in the projection optical system 21 in accordance therewith may, by gradually changing in accordance with the scanning exposure driving of the mask stage 14 or the wafer stage 23, the non-linear non-scanning direction magnification error It can also be corrected. この結果、パターン領域121は高精度に転写領域122に重ね合わせ転写されることができる。 As a result, the pattern area 121 may be transferred superimposed on the transfer region 122 with high precision.

【0077】パターン領域121と転写領域22のあらゆる形状ズレは、図12〜図14の3例の複合要素で発生すると考えられる。 [0077] Any shape deviation between the pattern area 121 transfer region 22 is considered to be generated by the composite element of three examples of FIGS. 12 to 14. 図15は、直交度誤差と非走査方向倍率誤差が複合している形状ズレであり、上記直交度誤差補正工程と非走査方向倍率誤差補正工程を同時に実施すれば、補正は可能である。 Figure 15 is a shape shift orthogonality error and the non-scanning direction magnification error is complex, if carrying out the orthogonality error compensation step and the non-scanning direction magnification error correction process at the same time, compensation is possible.

【0078】よって、パターン領域121と転写領域1 [0078] Thus, the transfer pattern region 121 region 1
22のあらゆる非線形形状ズレを高精度に重ね合わせる事ができるものである。 Any non-linear shape deviation of 22 in which can be overlaid with high precision.

【0079】以上、図12〜図15で示した各種走査露光の形態は、図1、2、9、10で説明した各種走査型露光装置により実施できる。 [0079] above, the configuration of each scanning exposure shown in FIGS. 12 to 15 can be carried out by various scanning exposure apparatus described in FIG. 1, 2, 9, 10.

【0080】前記実施例における観察顕微鏡6、117 [0080] Observation of the embodiment microscope 6,117
をマスクマーク12、151のみを計測するものとし、 The assumed to measure the only mask mark 12,151,
ウェハマーク22、152を計測する専用観察顕微鏡1 Only observation microscope for measuring a wafer mark 22,152 1
19を投影光学系21を介さないかたちで構成しても良い。 19 may be constructed in a way that not through the projection optical system 21.

【0081】そこでは、図16に示すように投影光学系21を隣接する形でオフアクシス観察顕微鏡119を構成した。 [0081] There, constituted an off-axis viewing microscope 119 in a manner that adjacent projection optical system 21 as shown in FIG. 16. これにより、ウェハマーク22、152の高精度計測がプロセスによらず可能となり、パターン領域1 Thus, high precision measurement of the wafer mark 22,152 becomes possible regardless of the process, the pattern area 1
21と転写領域122の非線形形状ズレの高精度補正が実現される。 21 a high-accuracy correction of the nonlinear shape deviation of the transfer area 122 is realized.

【0082】次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。 [0082] Next will be described an embodiment of a device manufacturing method which uses an exposure apparatus described above. 図17は半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の製造のフローを示す。 Figure 17 shows the flow of fabrication of semiconductor devices (IC and LSI such as a semiconductor chip or a liquid crystal panel or a CCD, etc.,). ステップ1 Step 1
(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。 In a design process for designing the circuit of a semiconductor device. ステップ2(マスク製作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。 Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design (mask fabrication). 一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。 On the other hand, a wafer is manufactured using a material such as silicon at step 3 (wafer manufacture).
ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。 Step 4 (wafer process) called a pre-process wherein, by using the mask and wafer that have been prepared, forms actual circuitry on the wafer through lithography. 次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、 The next step 5 (assembly) called a post-process, a semiconductor chip the wafer formed in Step 4 and includes an assembly step (dicing, bonding),
パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。 A packaging process (chip encapsulation). ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。 Step 6 (inspection) performs various tests for the semiconductor device manufactured in step 5, a durability check and perform. こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。 The semiconductor device is completed through these steps and shipped (Step 7).

【0083】図18は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。 [0083] Figure 18 shows the detailed flow of the wafer process. ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。 In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。 Step 12 forming an insulating film on the wafer surface (CVD). ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。 The electrode is formed by vapor deposition step 13 (electrode formation) on the wafer. ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。 Step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. ステップ1 Step 1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。 5 (resist processing), the wafer is coated with a photosensitive agent. ステップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。 The circuit pattern of the mask by the step 16 (exposure), the above-mentioned exposure apparatus exposes the wafer. ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。 In step 17 (development) develops the exposed wafer. ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。 In step 18 (etching), portions other than the developed resist image. ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。 In step 19 (resist stripping) removes unused resist after etching. これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0084】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。 By using [0084] The manufacturing method of this embodiment, conventionally it is possible to manufacture a semiconductor device fabrication is difficult highly integrated.

【0085】 [0085]

【発明の効果】以上、本発明によればレチクルのパターンをウエハ上のパターン領域に正確に重ね合わせることができるので、より微細なデバイスを製造することが可能になる。 Effect of the Invention] above, since the reticle pattern according to the present invention can be accurately superimposed on the pattern area on the wafer, it is possible to produce a finer device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の投影光学系の構成を示す図である。 2 is a diagram showing a configuration of a projection optical system of FIG.

【図3】ウエハ上の露光ショットと位置合わせマークを示す平面図である。 3 is a plan view showing an alignment mark and the exposure shot on the wafer.

【図4】図1の装置の走査制御系を示すブロック図である。 4 is a block diagram showing a scanning control system of the apparatus of FIG.

【図5】走査位置と投影倍率の関係についての関数を示す図である。 5 is a diagram illustrating a function of the relationship between the scan position projection magnification.

【図6】重み付け関数を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a weighting function.

【図7】フィルタ関数を示す図である。 7 is a diagram illustrating a filter function.

【図8】図1の装置の倍率制御法の一例を示すフローチャート図である。 8 is a flow chart illustrating an example of a magnification control method of the apparatus of FIG.

【図9】本発明の他の実施例に係る投影光学系の構成を示す図である。 9 is a diagram showing a configuration of a projection optical system according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の別の実施例を示す概略図である。 It is a schematic view illustrating another embodiment of the present invention; FIG.

【図11】本発明の別の実施例を示す概略図である。 11 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図12】図11の装置を用いる走査露光の様子を示す図である。 12 is a diagram showing a state of a scanning exposure using the apparatus of FIG. 11.

【図13】図11の装置を用いる走査露光の様子を示す図である。 13 is a diagram showing a state of scanning exposure using the apparatus of FIG. 11.

【図14】図11の装置を用いる走査露光の様子を示す図である。 14 is a diagram showing a state of a scanning exposure using the apparatus of FIG. 11.

【図15】図11の装置を用いる走査露光の様子を示す図である。 15 is a diagram showing a state of a scanning exposure using the apparatus of FIG. 11.

【図16】本発明の別の実施例を示す概略図である。 16 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図17】半導体デバイスの製造フローを示す図である。 17 is a diagram showing a manufacturing flow of a semiconductor device.

【図18】図11のウエハプロセスを示す図である。 18 is a diagram illustrating a wafer process of Figure 11.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

M レチクル 6 アライメント計測ユニット 18 ウエハ 12 レチクルアライメントマーク 21 投影光学系 22 ウエハアライメントマーク 206 レンズ駆動圧供給源 211 投影光学系演算器 M reticle 6 alignment measurement unit 18 wafer 12 the reticle alignment mark 21 projection optical system 22 the wafer alignment marks 206 lens driving pressure source 211 projection optical system calculator

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−310399(JP,A) 特開 平7−183212(JP,A) 特開 昭61−144021(JP,A) 特開 平6−196384(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/02 Following (56) references of the front page Patent flat 6-310399 (JP, A) JP flat 7-183212 (JP, A) JP Akira 61-144021 (JP, A) JP flat 6-196384 (JP , a) (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 G03F 9/02

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 露光光で照明された原板のパターンを基 1. A group of pattern original plate illuminated with the exposure light
    板上に投影する投影光学系と、前記露光光に対して前記 A projection optical system for projecting onto a plate, the relative said exposure light
    原板及び前記基板を走査する走査手段と、前記投影光学 Scanning means for scanning the original sheet and the substrate, said projection optical
    系の投影倍率を制御する倍率制御手段とを有し、 前記倍率制御手段は、前記投影倍率を制御する制御値を And a magnification control means for controlling the projection magnification of the system, the magnification control means, the control value for controlling the projection magnification
    前記走査の方向の位置の関数として求め、該関数に重み Determined as a function of the position of said scanning, weighted The function
    付け関数を乗じて得た関数を用いて前記走査中に前記投 The projection in the scan using the obtained by multiplying Paste Functions
    影倍率を変化させることを特徴とする走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus characterized by changing the shadow magnification.
  2. 【請求項2】 露光光で照明された原板のパターンを基 Wherein based on the pattern of the original plate illuminated with the exposure light
    板上に投影する投影光学系と、前記露光光に対して前記 A projection optical system for projecting onto a plate, the relative said exposure light
    原板及び前記基板を走査する走査手段とを有し、 前記投影光学系はシリンドリカル素子を有し、該シリン And a scanning means for scanning the original sheet and the substrate, said projection optical system has a cylindrical element, said cylinder
    ドリカル素子を光軸方向に移動させることにより所定方 Predetermined direction by moving in the optical axis direction Dorikaru element
    向に関する投影倍率を調節することを特徴とする走査型 Scanning, characterized in that adjusting the projection magnification relates direction
    露光装置。 Exposure apparatus.
  3. 【請求項3】 前記シリンドリカル素子はシリンドリカ Wherein the cylindrical element is Shirindorika
    ルレンズ又はシリンドリカルミラーであることを特徴と And characterized in that it is a Rurenzu or cylindrical mirror
    する請求項2の走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus according to claim 2.
  4. 【請求項4】 露光光で照明された原板のパターンを基 4. Based on the pattern of the original plate illuminated with the exposure light
    板上に投影する投影光学系と、前記露光光に対して前記 A projection optical system for projecting onto a plate, the relative said exposure light
    原板及び前記基板を走査する走査手段とを有し、 前記投影光学系はミラーを有し、該ミラーの曲率を変え And a scanning means for scanning the original sheet and the substrate, said projection optical system has a mirror, changing the curvature of the mirror
    ることにより所定方向に関する投影倍率を調節すること Adjusting the projection magnification for a given direction by Rukoto
    を特徴とする走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus according to claim.
  5. 【請求項5】 前記ミラーは表面を反射面とした板状ミ 5. A plate-like Mi that said mirror surface reflecting surface
    ラーであり、前記板状ミラーの表面側の雰囲気と背面側 A color, back side and the atmosphere on the surface side of the plate-shaped mirror
    の雰囲気の圧力の差を変える圧力変更手段を有すること To have a pressure changing means for changing the difference in pressure of the atmosphere in the
    を特徴とする請求項4の走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus according to claim 4, characterized in.
  6. 【請求項6】 前記圧力変更手段は前記板状ミラーの背 Wherein said pressure changing means back of the plate-shaped mirror
    面側に設けた閉空間内に蓄積する流体の流入量と流出量 Inflow and outflow of fluid accumulates in the closed space which is provided on the side
    を変える手段を有することを特徴とする請求項5の走査 Characterized in that it has a means for changing the scanning of claim 5
    型露光装置。 Type exposure apparatus.
  7. 【請求項7】 前記走査中に前記投影倍率を変化させる To 7. change the projection magnification in the scanning
    ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項の走査 Scanning of any one of claims 2 to 6, characterized in that
    型露光装置。 Type exposure apparatus.
  8. 【請求項8】 前記所定方向は前記走査方向であること 8. said predetermined direction is the scanning direction
    を特徴とする請求項 2乃至6のいずれか1項の走査型露 Scanning dew claims 2 to 6 any one of and wherein
    光装置。 Light equipment.
  9. 【請求項9】 露光光で照明された原板のパターンを基 9. Based on the pattern of the original plate illuminated with the exposure light
    板上に投影する投影光学系と、前記露光光に対して前記 A projection optical system for projecting onto a plate, the relative said exposure light
    原板及び前記基板を走査する走査手段と、前記投影光学 Scanning means for scanning the original sheet and the substrate, said projection optical
    系の投影倍率を制御する倍率制御手段とを有し、 前記倍率制御手段は各サンプル時間における単位時間あ And a magnification control means for controlling the projection magnification of the system, the magnification control means Oh unit time at each sample time
    たりの前記投影倍率の変化量を算出し、前記各サンプル Calculating a change amount of the projection magnification of or, wherein each sample
    時間のうち前記単位時間あたりの倍率変化量が予め決め Power variation per unit time is determined in advance of the time
    た閾値を超えているサンプル時間に関しては前記単位時 When the unit with respect to sample time that exceeds the threshold value was
    間あたりの倍率変化量を前記閾値に置き換え、前記走査 The power variation per during replaced by the threshold value, the scan
    中に、前記各サンプル時間における前記投影光学系の前 During, before the projection optical system in each of sample time
    記単位時間あたりの倍率変化量にもとづいて前記投影倍 The projection magnification on the basis of the power variation per serial unit time
    率を変化させることを特徴とする走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus characterized by changing the rate.
  10. 【請求項10】 前記原板の一対の位置合わせマークと 10. A pair of alignment marks of the original plate
    前記基板の一対の位置合わせマークの間の位置ずれを検 It detects the positional deviation between the pair of alignment marks of the substrate
    出する位置ずれ検出手段を有し、前記位置ずれ検出手段 A positional deviation detecting means for output, the positional deviation detecting means
    の検出結果を用いて、前記投影光学系の前記投影倍率に Using the detection result, the projection magnification of the projection optical system
    関する制御値を決めることを特徴とする請求項1乃至9 Claims 1 to 9, characterized in that determining a control value related
    のいずれか1項の走査型露光装置。 Any one of the scanning exposure apparatus.
  11. 【請求項11】 前記基板の各転写領域毎に前記走査中 11. During the scanning for each transfer region of said substrate
    に前記投影倍率を変化させることを特徴とする請求項1 Claim, characterized in that changing the projection magnification 1
    乃至10のいずれかの走査型露光装置。 Or any of the scanning type exposure apparatus 10.
  12. 【請求項12】 前記走査方向の前記投影倍率と前記走 12. running the said projection magnification of said scanning direction
    査方向に直交する方向の前記投影倍率とが互いに異なる Are different from each other and the projection magnification in a direction perpendicular to査direction
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかの走査型 Either scanning of claims 1 to 11, characterized in that
    露光装置。 Exposure apparatus.
  13. 【請求項13】 走査方向の前記投影倍率に応じて前記 Wherein said in response to the projection magnification of the scanning direction
    原板と前記基板の走査速度の比を変えるべく前記走査手 The scanning hand to vary the ratio of the scanning speed of the original sheet and the substrate
    段を制御する走査制御手段を備えることを特徴とする請 請characterized in that it comprises a scanning control means for controlling the stage
    求項1乃至12のいずれか1項の走査型露光装置。 Any one of a scanning exposure apparatus by Motomeko 1 to 12.
  14. 【請求項14】 前記走査方向の前記投影倍率と前記走 14. running the said projection magnification of said scanning direction
    査速度比がほぼ一致することを特徴とする請求項13の Of claim 13, characterized in that査速intensity ratio substantially coincide
    走査型露光装置。 Scanning exposure apparatus.
  15. 【請求項15】 請求項1乃至請求項14の走査型露光 15. The scanning exposure of claims 1 to 14
    装置を用いてデバイスパターンで基板を露光する段階 Exposing a substrate with a device pattern by use of a device
    と、該露光した基板を現像する段階とを含むことを特徴 When, characterized in that it comprises a step of developing the substrate having the exposed light
    とするデバイス製造方法。 Device manufacturing method to be.
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