JP3295846B2 - 位置測定方法、位置測定装置、位置決め方法、位置決め装置、および露光装置 - Google Patents
位置測定方法、位置測定装置、位置決め方法、位置決め装置、および露光装置Info
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- JP3295846B2 JP3295846B2 JP14573389A JP14573389A JP3295846B2 JP 3295846 B2 JP3295846 B2 JP 3295846B2 JP 14573389 A JP14573389 A JP 14573389A JP 14573389 A JP14573389 A JP 14573389A JP 3295846 B2 JP3295846 B2 JP 3295846B2
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- reflection surface
- amount
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面内で２次元移動するステージの位置測
定方法及び装置に関し、さらにはステージ上に対象物を
載置して２次元的に位置決めする方法及び装置に関する
ものであり、特に半導体装置の加工、検査等のように極
めて高い精度が要求される測定、位置決めの技術に関す
る。
定方法及び装置に関し、さらにはステージ上に対象物を
載置して２次元的に位置決めする方法及び装置に関する
ものであり、特に半導体装置の加工、検査等のように極
めて高い精度が要求される測定、位置決めの技術に関す
る。
VLSIのパターン転写に用いられる各種露光装置（ステ
ッパー等）、転写マスクの描画装置、マスクパターンの
位置座標測定装置、あるいはその他の位置決め装置で
は、対象物を保持して直交する２軸（Ｘ、Ｙ軸）方向に
精密に移動するXYステージが用いられている。このXYス
テージの位置座標の計測には、波長633nmで連続発振す
るHe−Neの周波数安定化レーザを光源とした光波干渉計
（レーザ干渉計）が使われている。市販されている干渉
計として、Hewlet Packard社、Excel社、Zaigo社の製品
が知られている。レーザ干渉計は本質的に一次元の測定
しかできないため、２次元の座標測定には同一のレーザ
干渉計を２つ用意する。そしてXYステージには、反射面
が互いにほぼ直交する２つの平面鏡を固定し、この２つ
の平面鏡の夫々にレーザ干渉計からのビームを投射し、
各反射面の垂直方向の距離変化を計測することでステー
ジの２次元の座標位置が求められる。２つの平面鏡の各
反射面は、ステージの必要移動ストロークに合わせて、
ｘ方向、ｙ方向に伸びたものとなっている。このような
平面鏡は座標測定の基準となるので、その反射面は極め
て高い平面性が要求される。レーザ干渉計の計測分解能
は0.01μｍ程度であり、また平面鏡の反射面の長さは、
６インチの半導体ウェハを載置するステージの場合、25
0mm程度が必要である。すなわち、250mmの反射面が全体
的に傾いていたり、部分的に曲っていたり、あるいは局
所的な凹凸があった場合、その量が0.01μｍ以上ある
と、それがレーザ干渉計の計測値として取り込まれるこ
とを意味する。従って平面鏡が0.05μｍだけ曲がってい
たとすると、ステージの位置測定、又は位置決めは、0.
05μｍだけ理想的な直交座標系から曲った曲線（又は斜
交）座標系に従って行なわれることになる。このため、
平面鏡はできるだけ平面になるように製作されるが、製
作誤差によって0.02μｍ程度の凹凸が残っていた。この
ように、250mmの反射面全体で0.02μｍの凹凸しかない
という精度は、100km離れた２点間に水平にはり渡した
糸がその中間でわずか0.8cmしかたわまないという程度
のものである。
ッパー等）、転写マスクの描画装置、マスクパターンの
位置座標測定装置、あるいはその他の位置決め装置で
は、対象物を保持して直交する２軸（Ｘ、Ｙ軸）方向に
精密に移動するXYステージが用いられている。このXYス
テージの位置座標の計測には、波長633nmで連続発振す
るHe−Neの周波数安定化レーザを光源とした光波干渉計
（レーザ干渉計）が使われている。市販されている干渉
計として、Hewlet Packard社、Excel社、Zaigo社の製品
が知られている。レーザ干渉計は本質的に一次元の測定
しかできないため、２次元の座標測定には同一のレーザ
干渉計を２つ用意する。そしてXYステージには、反射面
が互いにほぼ直交する２つの平面鏡を固定し、この２つ
の平面鏡の夫々にレーザ干渉計からのビームを投射し、
各反射面の垂直方向の距離変化を計測することでステー
ジの２次元の座標位置が求められる。２つの平面鏡の各
反射面は、ステージの必要移動ストロークに合わせて、
ｘ方向、ｙ方向に伸びたものとなっている。このような
平面鏡は座標測定の基準となるので、その反射面は極め
て高い平面性が要求される。レーザ干渉計の計測分解能
は0.01μｍ程度であり、また平面鏡の反射面の長さは、
６インチの半導体ウェハを載置するステージの場合、25
0mm程度が必要である。すなわち、250mmの反射面が全体
的に傾いていたり、部分的に曲っていたり、あるいは局
所的な凹凸があった場合、その量が0.01μｍ以上ある
と、それがレーザ干渉計の計測値として取り込まれるこ
とを意味する。従って平面鏡が0.05μｍだけ曲がってい
たとすると、ステージの位置測定、又は位置決めは、0.
05μｍだけ理想的な直交座標系から曲った曲線（又は斜
交）座標系に従って行なわれることになる。このため、
平面鏡はできるだけ平面になるように製作されるが、製
作誤差によって0.02μｍ程度の凹凸が残っていた。この
ように、250mmの反射面全体で0.02μｍの凹凸しかない
という精度は、100km離れた２点間に水平にはり渡した
糸がその中間でわずか0.8cmしかたわまないという程度
のものである。
もちろん、平面鏡の加工方法等によっては、それ以上
の精度を出すことも可能であるが、製作コストが格段に
高くなるだけで、実際に２次元移動ステージに固定する
ときの歪みや、その後の経時変化により、0.02μｍ以下
の平面度を維持することは不可能である。
の精度を出すことも可能であるが、製作コストが格段に
高くなるだけで、実際に２次元移動ステージに固定する
ときの歪みや、その後の経時変化により、0.02μｍ以下
の平面度を維持することは不可能である。
そこで移動ステージ上に固定された平面鏡の曲がり
（凹凸）を、基準（原器）となる基準平面鏡を用いて測
定することが考えられる。この場合、測定すべき平面鏡
とほぼ同一形状の基準平面鏡を、被測定平面鏡とほぼ平
行にステージ上に載置し、被測定平面鏡と基準平面鏡と
の夫々に干渉計からのビームを垂直に投射し、その反射
ビームを干渉させて得られる距離変化の値から、被測定
平面鏡の基準平面鏡に対する曲り量を求める訳である。
（凹凸）を、基準（原器）となる基準平面鏡を用いて測
定することが考えられる。この場合、測定すべき平面鏡
とほぼ同一形状の基準平面鏡を、被測定平面鏡とほぼ平
行にステージ上に載置し、被測定平面鏡と基準平面鏡と
の夫々に干渉計からのビームを垂直に投射し、その反射
ビームを干渉させて得られる距離変化の値から、被測定
平面鏡の基準平面鏡に対する曲り量を求める訳である。
このような基準平面鏡を用いる方法は、まず基準平面
鏡の製作自体に労力とコストをかけることとなる。さら
に高精度な基準平面鏡ができたとしても、それを一時的
にステージ上に設定するのが難しく、長時間を要する。
特に基準平面鏡をステージに取りつける際は、ステージ
の移動によって位置ずれを起さないように、かつ基準平
面鏡の光学ブロックに歪みを与える応力を加えないよう
にしなければならない。
鏡の製作自体に労力とコストをかけることとなる。さら
に高精度な基準平面鏡ができたとしても、それを一時的
にステージ上に設定するのが難しく、長時間を要する。
特に基準平面鏡をステージに取りつける際は、ステージ
の移動によって位置ずれを起さないように、かつ基準平
面鏡の光学ブロックに歪みを与える応力を加えないよう
にしなければならない。
このような難解な問題が解消できたとしても、その曲
り量の計測のためには複雑な計算が必要となり、手軽に
計測できないといった問題があった。
り量の計測のためには複雑な計算が必要となり、手軽に
計測できないといった問題があった。
近年、この種のステージを組み込んだ露光装置の位置
決め精度は、解像線幅のサブミクロン化（0.8〜0.4μ
ｍ）によって、増々きびしいものになってきており、平
面鏡の曲りによる影響が無視できない領域に入りつつあ
る。
決め精度は、解像線幅のサブミクロン化（0.8〜0.4μ
ｍ）によって、増々きびしいものになってきており、平
面鏡の曲りによる影響が無視できない領域に入りつつあ
る。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、ステージ上に取り付けた状態での平面鏡の曲り
を、基準平面鏡等を用いることなく、容易にしかも精度
よく計測できるようにし、それによってステージの位置
測定、位置決めの精度を向上させることを目的とする。
もので、ステージ上に取り付けた状態での平面鏡の曲り
を、基準平面鏡等を用いることなく、容易にしかも精度
よく計測できるようにし、それによってステージの位置
測定、位置決めの精度を向上させることを目的とする。
本発明では、ステージ（ST）の座標位置を光波干渉計
（XI、YI）で検出するためにステージ上に設けられた２
つの互いに直交な平面鏡（MX、MY）の夫々に対して、反
射面の局部的な曲り量を検出する計測手段としてのθ干
渉計（ＸθＩ、ＹθＩ）を設けるようにした。この２つ
のθ干渉計（ＸθＩ、ＹθＩ）によって、２つの平面鏡
の反射面の曲り量を、ほぼ同時に計測し、その両方の計
測値の差分を求めることで、ステージの直進性の誤差を
相殺した反射面の真の曲り量を求める。そして、座標測
定用の光波干渉計による計測位置を、その真の曲り量に
対応した分だけ補正するようにした。
（XI、YI）で検出するためにステージ上に設けられた２
つの互いに直交な平面鏡（MX、MY）の夫々に対して、反
射面の局部的な曲り量を検出する計測手段としてのθ干
渉計（ＸθＩ、ＹθＩ）を設けるようにした。この２つ
のθ干渉計（ＸθＩ、ＹθＩ）によって、２つの平面鏡
の反射面の曲り量を、ほぼ同時に計測し、その両方の計
測値の差分を求めることで、ステージの直進性の誤差を
相殺した反射面の真の曲り量を求める。そして、座標測
定用の光波干渉計による計測位置を、その真の曲り量に
対応した分だけ補正するようにした。
本発明では、ｘ、ｙ方向用の各平面鏡に対して反射面
の局所部分の傾きを求めるθ干渉計を配置し、この２つ
のθ干渉計を同時に使って各平面鏡（すなわちステー
ジ）のヨーイングを計るようにした。このためステージ
をｘ方向、又はｙ方向の一次元に移動させると、一方の
θ干渉計では平面鏡自体の曲り量とステージのヨーイン
グ量とが加算されたものが計測され、他方のθ干渉計で
はヨーイング量のみが計測される。そこで２つのθ干渉
計の計測値の差分を求めると、それは平面鏡自体の曲り
量となる。この平面鏡の曲り量を記憶して、位置計測時
や位置決め時に検出されるステージの座標位置を、その
曲り量に応じて補正すれば、平面鏡として理想的な反射
平面をもつものを使ったのと同様の精度が得られる。
の局所部分の傾きを求めるθ干渉計を配置し、この２つ
のθ干渉計を同時に使って各平面鏡（すなわちステー
ジ）のヨーイングを計るようにした。このためステージ
をｘ方向、又はｙ方向の一次元に移動させると、一方の
θ干渉計では平面鏡自体の曲り量とステージのヨーイン
グ量とが加算されたものが計測され、他方のθ干渉計で
はヨーイング量のみが計測される。そこで２つのθ干渉
計の計測値の差分を求めると、それは平面鏡自体の曲り
量となる。この平面鏡の曲り量を記憶して、位置計測時
や位置決め時に検出されるステージの座標位置を、その
曲り量に応じて補正すれば、平面鏡として理想的な反射
平面をもつものを使ったのと同様の精度が得られる。
第１図は、本発明の第１の実施例による位置測定装置
をステッパーに適用した場合の構成を示す斜視図であ
り、第２図はステージ部分の配置を示す平面図である。
をステッパーに適用した場合の構成を示す斜視図であ
り、第２図はステージ部分の配置を示す平面図である。
第１図において、回路パターン等を有するレチクルＲ
は、レチクルアライメント系32X、32Y、32θを用いて投
影レンズPLの光軸AXに対して精密に位置決めされる。投
影レンズPLはレチクルＲのパターン像PIをウェハ上の複
数の局所領域（ショット領域）のうちの１つに重ね合わ
せるように投影する。
は、レチクルアライメント系32X、32Y、32θを用いて投
影レンズPLの光軸AXに対して精密に位置決めされる。投
影レンズPLはレチクルＲのパターン像PIをウェハ上の複
数の局所領域（ショット領域）のうちの１つに重ね合わ
せるように投影する。
ウェハＷはステージST上に固定され、このステージST
はモータ30X、30Yによってｘ方向とｙ方向の夫々に平行
移動する。またステージSTにはウェハＷのほぼ等しい高
さ位置に、アライメント系のキャリブレーション等のた
めの基準マーク板FMが固設されている。さらにステージ
STの互いに直交する２辺部の夫々には、反射面がｙ方向
に延びた移動鏡（平面鏡）MXと、反射面がｘ方向に伸び
た移動鏡（平面鏡）MYとがステージST上でずれないよう
に固定されている。第２図にも示すように、移動鏡MXに
は、ｘ方向の位置（距離変化）を検出する干渉計XIから
のレーザビームBXが垂直に投射され、移動鏡MYにはｙ方
向の位置を検出する干渉計YIからのレーザビームBYが垂
直に投射される。ビームBXの中心線はｘ軸と平行であ
り、その延長線は投影レンズPLの光軸AXが通る原点Ｏで
交わる。ビームBYの中心線はｙ軸と平行であり、その延
長線は原点Ｏで交わる。移動鏡MXには、Ｘ軸θ干渉計Ｘ
θＩからの２つのビームBXθ１、BXθ２が垂直に投射さ
れ、Ｘ軸θ干渉計ＸθＩはビームBXθ１とBXθ２の光路
差を計測する。移動鏡MYにはＹ軸θ干渉計ＹθＩからの
２つのビームBYθ１、BYθ２が垂直に投射され、Ｙ軸θ
干渉計ＹθＩはビームBYθ１とBYθ２の光路差を計測す
る。これら２つのθ干渉計ＸθＩ、ＹθＩが本発明の曲
り量計測手段に相当し、それぞれ２つのビームBXθ１と
BXθ２とのｙ方向の間隔で規定された範囲で移動鏡MXの
回転量、及び２つのビームBYθ１とBYθ２のｘ方向の間
隔で規定された範囲で移動鏡MYの回転量を計測する。
はモータ30X、30Yによってｘ方向とｙ方向の夫々に平行
移動する。またステージSTにはウェハＷのほぼ等しい高
さ位置に、アライメント系のキャリブレーション等のた
めの基準マーク板FMが固設されている。さらにステージ
STの互いに直交する２辺部の夫々には、反射面がｙ方向
に延びた移動鏡（平面鏡）MXと、反射面がｘ方向に伸び
た移動鏡（平面鏡）MYとがステージST上でずれないよう
に固定されている。第２図にも示すように、移動鏡MXに
は、ｘ方向の位置（距離変化）を検出する干渉計XIから
のレーザビームBXが垂直に投射され、移動鏡MYにはｙ方
向の位置を検出する干渉計YIからのレーザビームBYが垂
直に投射される。ビームBXの中心線はｘ軸と平行であ
り、その延長線は投影レンズPLの光軸AXが通る原点Ｏで
交わる。ビームBYの中心線はｙ軸と平行であり、その延
長線は原点Ｏで交わる。移動鏡MXには、Ｘ軸θ干渉計Ｘ
θＩからの２つのビームBXθ１、BXθ２が垂直に投射さ
れ、Ｘ軸θ干渉計ＸθＩはビームBXθ１とBXθ２の光路
差を計測する。移動鏡MYにはＹ軸θ干渉計ＹθＩからの
２つのビームBYθ１、BYθ２が垂直に投射され、Ｙ軸θ
干渉計ＹθＩはビームBYθ１とBYθ２の光路差を計測す
る。これら２つのθ干渉計ＸθＩ、ＹθＩが本発明の曲
り量計測手段に相当し、それぞれ２つのビームBXθ１と
BXθ２とのｙ方向の間隔で規定された範囲で移動鏡MXの
回転量、及び２つのビームBYθ１とBYθ２のｘ方向の間
隔で規定された範囲で移動鏡MYの回転量を計測する。
さて、第１図にも示されているように、ウェハＷ上の
アライメントマークや基準マークFMは、投影レンズPLの
フィールド外に固定されたオフ・アキシス方式のウェハ
アライメント系WR、WLによって位置検出される。ウェハ
アライメント系WR、WLの各検出中心は第２図に示すよう
に、原点Ｏを通るｙ軸をはさんでｘ方向に対称的に配置
されており、検出中心のｘ方向の間隔は予め定められた
一定値（ウェハＷの直径よりも小さい値）に固定されて
いる。尚、ウェハアライメント系WL、WRはそれぞれウェ
ハＷ上のｘ方向アライメントマークとｙ方向アライメン
トマークとを同一対物レンズを介して光電検出できるよ
うに、すなわちマークの２次元の位置ずれ検出ができる
ように構成されているものとする。
アライメントマークや基準マークFMは、投影レンズPLの
フィールド外に固定されたオフ・アキシス方式のウェハ
アライメント系WR、WLによって位置検出される。ウェハ
アライメント系WR、WLの各検出中心は第２図に示すよう
に、原点Ｏを通るｙ軸をはさんでｘ方向に対称的に配置
されており、検出中心のｘ方向の間隔は予め定められた
一定値（ウェハＷの直径よりも小さい値）に固定されて
いる。尚、ウェハアライメント系WL、WRはそれぞれウェ
ハＷ上のｘ方向アライメントマークとｙ方向アライメン
トマークとを同一対物レンズを介して光電検出できるよ
うに、すなわちマークの２次元の位置ずれ検出ができる
ように構成されているものとする。
ここで干渉計系XI、YIの基本構成、θ干渉計ＸθＩ、
ＹθＩの基本構成について第１図を参照して簡単に説明
する。干渉計XIは、He−Neレーザビーム1Xを測定用のビ
ームBXと参照用のビームBXrの２つに分けるビームスプ
リッタ2X、ミラー6X、及びレシーバ10X等で構成され、
参照ビームBXrは投影レンズPLの下端部に固定された参
照鏡に垂直に投射される。レシーバ10Xは参照鏡からの
反射ビームと移動鏡MXからの反射ビームとを同軸に入射
し、両反射ビームの干渉によるフリンジの変化を光電検
出する。干渉計YIについても、全く同様であり、レーザ
ビーム1Yを入射するビームスプリッタ2Y、ミラー6Y、レ
シーバ10Y等で構成され、参照ビームBYrは投影レンズPL
に固定された参照鏡に投射される。このような干渉計X
I、YIの形式は、どのようなものであってもよい。その
形式の詳細な説明は本発明を説明する上で冗長となるの
で、ここでは第３図を用いて簡潔に述べることにする。
ＹθＩの基本構成について第１図を参照して簡単に説明
する。干渉計XIは、He−Neレーザビーム1Xを測定用のビ
ームBXと参照用のビームBXrの２つに分けるビームスプ
リッタ2X、ミラー6X、及びレシーバ10X等で構成され、
参照ビームBXrは投影レンズPLの下端部に固定された参
照鏡に垂直に投射される。レシーバ10Xは参照鏡からの
反射ビームと移動鏡MXからの反射ビームとを同軸に入射
し、両反射ビームの干渉によるフリンジの変化を光電検
出する。干渉計YIについても、全く同様であり、レーザ
ビーム1Yを入射するビームスプリッタ2Y、ミラー6Y、レ
シーバ10Y等で構成され、参照ビームBYrは投影レンズPL
に固定された参照鏡に投射される。このような干渉計X
I、YIの形式は、どのようなものであってもよい。その
形式の詳細な説明は本発明を説明する上で冗長となるの
で、ここでは第３図を用いて簡潔に述べることにする。
第３図は、干渉計XIの構成の一例をｘ−ｚ平面内でみ
たものであり、プレーンミラー干渉計と呼ばれるもので
ある。周波数差を有するとともに、互いに直交した偏光
成分（Ｐ偏光とＳ偏光）のHe−Neレーザビーム1Xは、偏
光ビームスプリッタ2Xに入射し、ここで偏光方向によっ
て移動鏡MXへ向うビーム（BX）と、ミラー6Xを介して投
影レンズPLの鏡筒金物８に固定された参照鏡7Xへ向うビ
ーム（BXr）とに分けられる。偏光ビームスプリッタ2X
から参照鏡7X、移動鏡MXまでの各光路（BX、BXr）の中
には1/4波長板（以下λ/4板とする）3A、3Bが配置さ
れ、偏光ビームスプリッタ2Xの下側にはコーナキューブ
5Xが固定されている。ビーム1Xのうちビームスプリッタ
2Xで反射されたビームはＳ偏光であるが、λ/4板3Bによ
って円偏光となって参照鏡7Xの下半分に投射され、ここ
で反射されたビームは元の光路を戻る。このとき反射ビ
ームはλ/4板3Bを通ることによって送り光と直交したＰ
偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ2Xを透過してコ
ーナキューブ5Xで逆方向に反射され、再びビームスプリ
ッタ2Xに入射する。Ｐ偏光のビームはビームスプリッタ
2Xを透過し、再びミラー6X、λ/4板3Bを介して参照鏡7X
の上半分に達する。ここで反射されたビームはλ/4板、
ミラー６の順に戻り、Ｓ偏光に変換される。そして偏光
ビームスプリッタ2Xで反射してレシーバ10Xに入射す
る。一方、ビームスプリッタ2Xを透過したビーム1Xの一
部（Ｐ偏光）は、λ/4板3Aを介して移動鏡MXの下半分に
投射され、ここで反射されたビームはλ/4板3Aを介して
Ｓ偏光に変換され、ビームスプリッタ2Xで下方に反射さ
れ、コーナキューブ5Xで逆方向に戻される。コーナキュ
ーブ5XからのＳ偏光のビームは再びλ/4板3Aを介して移
動鏡MXの上半分に投射され、そこでの反射ビームはλ/4
板3A、ビームスプリッタ2Xを介してＰ偏光に変換されて
レシーバ10Xに入射する。レシーバ10Xは移動鏡MXからの
反射ビームと、参照鏡7Xからの反射ビームとを、偏光方
向を合わせて互いに干渉させ、ビーム1Xの偏光方向のち
がいによる周波数差を利用して、ヘテロダイン方式で２
つの光路（BXとBXr）の差の変化量を検出する。Ｙ側の
干渉計YIについても全く同様の構造であるので、これ以
上の説明は省略する。
たものであり、プレーンミラー干渉計と呼ばれるもので
ある。周波数差を有するとともに、互いに直交した偏光
成分（Ｐ偏光とＳ偏光）のHe−Neレーザビーム1Xは、偏
光ビームスプリッタ2Xに入射し、ここで偏光方向によっ
て移動鏡MXへ向うビーム（BX）と、ミラー6Xを介して投
影レンズPLの鏡筒金物８に固定された参照鏡7Xへ向うビ
ーム（BXr）とに分けられる。偏光ビームスプリッタ2X
から参照鏡7X、移動鏡MXまでの各光路（BX、BXr）の中
には1/4波長板（以下λ/4板とする）3A、3Bが配置さ
れ、偏光ビームスプリッタ2Xの下側にはコーナキューブ
5Xが固定されている。ビーム1Xのうちビームスプリッタ
2Xで反射されたビームはＳ偏光であるが、λ/4板3Bによ
って円偏光となって参照鏡7Xの下半分に投射され、ここ
で反射されたビームは元の光路を戻る。このとき反射ビ
ームはλ/4板3Bを通ることによって送り光と直交したＰ
偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ2Xを透過してコ
ーナキューブ5Xで逆方向に反射され、再びビームスプリ
ッタ2Xに入射する。Ｐ偏光のビームはビームスプリッタ
2Xを透過し、再びミラー6X、λ/4板3Bを介して参照鏡7X
の上半分に達する。ここで反射されたビームはλ/4板、
ミラー６の順に戻り、Ｓ偏光に変換される。そして偏光
ビームスプリッタ2Xで反射してレシーバ10Xに入射す
る。一方、ビームスプリッタ2Xを透過したビーム1Xの一
部（Ｐ偏光）は、λ/4板3Aを介して移動鏡MXの下半分に
投射され、ここで反射されたビームはλ/4板3Aを介して
Ｓ偏光に変換され、ビームスプリッタ2Xで下方に反射さ
れ、コーナキューブ5Xで逆方向に戻される。コーナキュ
ーブ5XからのＳ偏光のビームは再びλ/4板3Aを介して移
動鏡MXの上半分に投射され、そこでの反射ビームはλ/4
板3A、ビームスプリッタ2Xを介してＰ偏光に変換されて
レシーバ10Xに入射する。レシーバ10Xは移動鏡MXからの
反射ビームと、参照鏡7Xからの反射ビームとを、偏光方
向を合わせて互いに干渉させ、ビーム1Xの偏光方向のち
がいによる周波数差を利用して、ヘテロダイン方式で２
つの光路（BXとBXr）の差の変化量を検出する。Ｙ側の
干渉計YIについても全く同様の構造であるので、これ以
上の説明は省略する。
次に第１図を参照してθ干渉計ＸθＩ、ＹθＩの基本
構成を説明する。θ干渉計ＸθＩは、レーザビーム11X
を入射して２方向に分岐させるビームスプリッタ12X
と、ビームスプリッタ12Xで反射した一部のビームを移
動鏡MXの方向へ反射させるミラー13Xと、レシーバ17X等
とで構成されている。θ干渉計ＸθＩの２つのビームBX
θ１、BXθ２は互いに平行で、その間隔は10mm〜数10mm
程度ある。またビームBXθ１とBXθ２とのほぼ中間に
は、レーザ干渉計XIからのビームBXが位置する。θ干渉
計ＹθＩについても同様であり、ミラーMYの反射面とほ
ぼ垂直に２つのビームBYθ１、BYθ２を一定の間隔で投
射するために、ビームスプリッタ12Y、ミラー13Y、レシ
ーバ17Y等が設けられている。
構成を説明する。θ干渉計ＸθＩは、レーザビーム11X
を入射して２方向に分岐させるビームスプリッタ12X
と、ビームスプリッタ12Xで反射した一部のビームを移
動鏡MXの方向へ反射させるミラー13Xと、レシーバ17X等
とで構成されている。θ干渉計ＸθＩの２つのビームBX
θ１、BXθ２は互いに平行で、その間隔は10mm〜数10mm
程度ある。またビームBXθ１とBXθ２とのほぼ中間に
は、レーザ干渉計XIからのビームBXが位置する。θ干渉
計ＹθＩについても同様であり、ミラーMYの反射面とほ
ぼ垂直に２つのビームBYθ１、BYθ２を一定の間隔で投
射するために、ビームスプリッタ12Y、ミラー13Y、レシ
ーバ17Y等が設けられている。
ここでθ干渉計ＸθＩの詳細な構成を第４図を参照し
て説明するが、第４図の構成はほんの一例に過ぎず、要
は２つのビームBXθ１、BXθ２の光路差の変化量が求め
られればよい。
て説明するが、第４図の構成はほんの一例に過ぎず、要
は２つのビームBXθ１、BXθ２の光路差の変化量が求め
られればよい。
さて、第４図において直交する２つの偏光で一定の周
波数差を有するレーザビーム11Xは偏光ビームスプリッ
タ12Xで２つに分岐され、Ｓ偏光のビームはミラー13X、
λ/4板14Aを介して移動鏡MXの１点に垂直にビームBXθ
１となって投射される。偏光ビームスプリッタ12Xを透
過したＰ偏光のビームはミラー15X、16X、λ/4板14Bを
介して、移動鏡MXの別の点に垂直にビームBXθ２となっ
て投射される。ここでビームBXθ１とBXθ２はＸ軸と平
行であり、Ｙ方向の間隔は移動鏡MXの反射面上でSX（10
mm〜数十mm程度）としてある。偏光ビームスプリッタ12
Xは、ビームBXθ１と同軸に戻ってくる反射ビームと、
ビームBXθ２と同軸に戻ってくる反射ビームとをレシー
バ17Xの方に同軸に合成する。θ干渉計ＹθＩについて
の詳細な構成も全く同一なので説明は省略する。
波数差を有するレーザビーム11Xは偏光ビームスプリッ
タ12Xで２つに分岐され、Ｓ偏光のビームはミラー13X、
λ/4板14Aを介して移動鏡MXの１点に垂直にビームBXθ
１となって投射される。偏光ビームスプリッタ12Xを透
過したＰ偏光のビームはミラー15X、16X、λ/4板14Bを
介して、移動鏡MXの別の点に垂直にビームBXθ２となっ
て投射される。ここでビームBXθ１とBXθ２はＸ軸と平
行であり、Ｙ方向の間隔は移動鏡MXの反射面上でSX（10
mm〜数十mm程度）としてある。偏光ビームスプリッタ12
Xは、ビームBXθ１と同軸に戻ってくる反射ビームと、
ビームBXθ２と同軸に戻ってくる反射ビームとをレシー
バ17Xの方に同軸に合成する。θ干渉計ＹθＩについて
の詳細な構成も全く同一なので説明は省略する。
尚、θ干渉計ＸθＩ、ＹθＩは第４図では省略した
が、実際には固定鏡を基準として、移動鏡MXの２点での
光路差を計測するようになっている。
が、実際には固定鏡を基準として、移動鏡MXの２点での
光路差を計測するようになっている。
ところで、第１図の構成において、θ干渉計のレジー
バ17X、17Yの夫々からの計測信号は、それぞれ回転量
（ヨーイング、曲り量等）計測用のデジタル・カウンタ
40X、40Yに入力し、回転量に応じたデータＤθｘ、Ｄθ
ｙを座標補正系42に出力する。補正系42はデータＤ
θｘ、Ｄθｙの差分を求める演算部と、その差分をステ
ージSTのｘ、ｙ方向の移動位置と対応して記憶するメモ
リ部等で構成されている。
バ17X、17Yの夫々からの計測信号は、それぞれ回転量
（ヨーイング、曲り量等）計測用のデジタル・カウンタ
40X、40Yに入力し、回転量に応じたデータＤθｘ、Ｄθ
ｙを座標補正系42に出力する。補正系42はデータＤ
θｘ、Ｄθｙの差分を求める演算部と、その差分をステ
ージSTのｘ、ｙ方向の移動位置と対応して記憶するメモ
リ部等で構成されている。
座標位置計測用の干渉計XIのレシーバ10Xからの信号
は不図示のカウンタ回路によってデジタルな座標値DXC
に変換され、干渉計YIのレシーバ10Yからの信号は不図
示のカウンタ回路によってデジタルな座標値DYCに変換
される。これら座標値DXC、DYCは主制御系50は、座標値
DXC、DYCを入力し、補正系42に記憶された移動鏡MX、MY
の曲り量に対応したデータ（差分）情報DRDの入力に基
づいて、座標値DXC、DYCを補正する機能と、目標位置に
対してステージSTのモータ30X、30Yを駆動する指令DS
X、DSYを出力する機能とを備えている。もちろん、その
他にも各種制御のための機能が設けられているが、ここ
では本発明と直接関係しないので、これ以上の説明は省
略する。尚、補正系42からはリアルタイムに曲り量のデ
ータＤθｘ、Ｄθｙの差分量のデータDRD'を主制御系へ
送り出している。
は不図示のカウンタ回路によってデジタルな座標値DXC
に変換され、干渉計YIのレシーバ10Yからの信号は不図
示のカウンタ回路によってデジタルな座標値DYCに変換
される。これら座標値DXC、DYCは主制御系50は、座標値
DXC、DYCを入力し、補正系42に記憶された移動鏡MX、MY
の曲り量に対応したデータ（差分）情報DRDの入力に基
づいて、座標値DXC、DYCを補正する機能と、目標位置に
対してステージSTのモータ30X、30Yを駆動する指令DS
X、DSYを出力する機能とを備えている。もちろん、その
他にも各種制御のための機能が設けられているが、ここ
では本発明と直接関係しないので、これ以上の説明は省
略する。尚、補正系42からはリアルタイムに曲り量のデ
ータＤθｘ、Ｄθｙの差分量のデータDRD'を主制御系へ
送り出している。
次に、以上の構成のもとで、移動鏡MX、MYの各反射面
の曲りを計測する手法を、移動鏡MYを例にとって第５図
も参照して説明する。
の曲りを計測する手法を、移動鏡MYを例にとって第５図
も参照して説明する。
先にも述べたが、θ干渉計は実際には固定鏡を基準に
して移動鏡MX、MYの反射面の回転量を計測しているが、
ここでは説明を簡単にするために、θ干渉計ＹθＩは第
５図に示すように仮想的に固定された基準線RYを基準に
移動鏡MYの傾き（回転量や曲り量）を検出するものとす
る。基準線RYと移動鏡MYの距離をYa（干渉計系YIで計測
している値）とし、その位置での移動鏡MYの局部的な曲
り角をθＹ（ｘ）とする。θ干渉計ＹθＩは、基準線RY
上でｘ方向にSYだけ離れた２点で、移動鏡MYまでの距離
ｙθ１とｙθ２との差分、Ｙθ（ｘ）を計測する。すな
わちθ干渉計ＹθＩのカウンタ回路40Yは、次式で決ま
るような差Ｙθ（ｘ）を出力する。
して移動鏡MX、MYの反射面の回転量を計測しているが、
ここでは説明を簡単にするために、θ干渉計ＹθＩは第
５図に示すように仮想的に固定された基準線RYを基準に
移動鏡MYの傾き（回転量や曲り量）を検出するものとす
る。基準線RYと移動鏡MYの距離をYa（干渉計系YIで計測
している値）とし、その位置での移動鏡MYの局部的な曲
り角をθＹ（ｘ）とする。θ干渉計ＹθＩは、基準線RY
上でｘ方向にSYだけ離れた２点で、移動鏡MYまでの距離
ｙθ１とｙθ２との差分、Ｙθ（ｘ）を計測する。すな
わちθ干渉計ＹθＩのカウンタ回路40Yは、次式で決ま
るような差Ｙθ（ｘ）を出力する。
Ｙθ（ｘ）＝ｙθ２−ｙθ１ ……（１） ここでカウンタ回路40Yは、移動鏡MYがｘ方向の基準
点Oxにあるとき、すなわち移動鏡MYの反射面上の固定さ
れた点Oxに、Ｙ軸干渉計YIのビームBYが入射している状
態の時に零にリセットされる。干渉計YIもその基準点Ox
で零リセットされるものとする。移動鏡の曲り角θＹ
（ｘ）はせいぜい１〜２秒程度の微小角であり、間隔SY
は10mmから数十mmであるので、角度θＹ（ｘ）は次式で
近似できる。
点Oxにあるとき、すなわち移動鏡MYの反射面上の固定さ
れた点Oxに、Ｙ軸干渉計YIのビームBYが入射している状
態の時に零にリセットされる。干渉計YIもその基準点Ox
で零リセットされるものとする。移動鏡の曲り角θＹ
（ｘ）はせいぜい１〜２秒程度の微小角であり、間隔SY
は10mmから数十mmであるので、角度θＹ（ｘ）は次式で
近似できる。
θＹ（ｘ）＝Ｙθ（ｘ）/SY ……（２） 一方、移動鏡MYの位置ｘにおける反射面の凹凸量ΔＹ
（ｘ）は、ｘの基準Oxに対して次式で求められる。
（ｘ）は、ｘの基準Oxに対して次式で求められる。
ΔＹ（ｘ）＝▲∫x 0▼θＹ（ｘ）dx ……（３） 以上の測定から、ステージSTをＸ方向に移動させなが
ら行なうのであるが、この時にはステージSTのヨーイン
グが同時に発生するため、そのヨーイング量による誤差
分を式（３）の測定値から差し引かなければならない。
そこで、Ｙ軸用の移動鏡MYの平面度を測定する時に、Ｘ
軸側のθ干渉計ＸθＩを使って、ｘの基準点Oxに対する
ステージSTのヨーイング量Ｘθ（ｘ）を求める。この場
合、ステージSTはｘ方向に一次元移動するだけなので、
θ干渉計ＸθＩの２本のビームBXθ１、BXθ２はＸ軸移
動鏡MXの反射面上の同一点に投射され続ける。θ干渉計
ＸθＩのカウンタ回路40Xは基準点Oxで零リセットされ
ているため、位置ｘでのカウンタ回路40Xの値は、原点O
xを基準としたステージSTのヨーイング量Ｘθ（ｘ）と
なる。
ら行なうのであるが、この時にはステージSTのヨーイン
グが同時に発生するため、そのヨーイング量による誤差
分を式（３）の測定値から差し引かなければならない。
そこで、Ｙ軸用の移動鏡MYの平面度を測定する時に、Ｘ
軸側のθ干渉計ＸθＩを使って、ｘの基準点Oxに対する
ステージSTのヨーイング量Ｘθ（ｘ）を求める。この場
合、ステージSTはｘ方向に一次元移動するだけなので、
θ干渉計ＸθＩの２本のビームBXθ１、BXθ２はＸ軸移
動鏡MXの反射面上の同一点に投射され続ける。θ干渉計
ＸθＩのカウンタ回路40Xは基準点Oxで零リセットされ
ているため、位置ｘでのカウンタ回路40Xの値は、原点O
xを基準としたステージSTのヨーイング量Ｘθ（ｘ）と
なる。
そこで、ステージSTをｘ方向に移動させて、θ干渉計
ＸθＩによる計測値Ｘθ（ｘ）を同時に読み込んで、次
式のような補正演算を行ない、移動鏡MYの反射面の真の
凹凸量DY（ｘ）を求める。
ＸθＩによる計測値Ｘθ（ｘ）を同時に読み込んで、次
式のような補正演算を行ない、移動鏡MYの反射面の真の
凹凸量DY（ｘ）を求める。
DY（ｘ）＝▲∫x 0▼θＹ（ｘ）dx− ▲∫x 0▼Ｘθ（ｘ）dx ……（４） この凹凸量DY（ｘ）を、ステージSTのｘ方向の適当な
位置間隔毎に求めて記憶し、以後ステージSTのｘ方向の
位置に応じてＹ軸干渉計YIの計測値を補正すれば、移動
鏡MYの曲がりが全くない場合と同等の精度でｙ方向の位
置計測ができる。
位置間隔毎に求めて記憶し、以後ステージSTのｘ方向の
位置に応じてＹ軸干渉計YIの計測値を補正すれば、移動
鏡MYの曲がりが全くない場合と同等の精度でｙ方向の位
置計測ができる。
ここで、式（２）、式（４）の演算、及び真の凹凸量
DY（ｘ）の記憶は補正系42で行なわれ、装置定数として
扱われる。
DY（ｘ）の記憶は補正系42で行なわれ、装置定数として
扱われる。
またＸ軸用の移動鏡MXについてもステージSTをｙ方向
に移動して全く同様に真の凹凸量DX（ｙ）が求められ、
補正系42に記憶される。この場合、θ干渉計ＸθＩのカ
ウンタ回路40Xでの計測値をＸθ（ｙ）、θ干渉計Ｙθ
Ｉのカウンタ回路40Yでの計測値をＹθ（ｙ）として、
次式によって凹凸量DX（ｙ）が求められる。
に移動して全く同様に真の凹凸量DX（ｙ）が求められ、
補正系42に記憶される。この場合、θ干渉計ＸθＩのカ
ウンタ回路40Xでの計測値をＸθ（ｙ）、θ干渉計Ｙθ
Ｉのカウンタ回路40Yでの計測値をＹθ（ｙ）として、
次式によって凹凸量DX（ｙ）が求められる。
θＸ（ｙ）＝Ｘθ（ｙ）/SX ……（５） DX（ｙ）＝▲∫x 0▼θＸ（ｙ）dy− ▲∫x 0▼Ｙθ（ｙ）dy ……（６） 尚、上記式（４）、（６）は区間０〜ｘ、又は０〜ｙ
での積分の形で表わしてあるが、実際は局所区間毎、例
えば５〜10mm毎の積分を行なえばよい。すなわち局所区
間の長さをΔＬとすると、ｘ方向での積分区間はｎを１
以上の整数として、（ｎ−１）・ΔＬ〜ｎ・ΔＬの範囲
で積分しては、ｎ＝ｎ＋１と順次シフトしていく。従っ
て補正系42内のメモリには、干渉計XI、YIの計測座標値
のΔＬ毎に対応して凹凸量DY（ｘ）、DX（ｙ）のデータ
がテーブルとして記憶される。
での積分の形で表わしてあるが、実際は局所区間毎、例
えば５〜10mm毎の積分を行なえばよい。すなわち局所区
間の長さをΔＬとすると、ｘ方向での積分区間はｎを１
以上の整数として、（ｎ−１）・ΔＬ〜ｎ・ΔＬの範囲
で積分しては、ｎ＝ｎ＋１と順次シフトしていく。従っ
て補正系42内のメモリには、干渉計XI、YIの計測座標値
のΔＬ毎に対応して凹凸量DY（ｘ）、DX（ｙ）のデータ
がテーブルとして記憶される。
以上、移動鏡MX、MYの凹凸量の測定は、ステッパーの
製造時や定期的なメインテナンス時のみに行なう場合、
２つのθ干渉計XI、YIのうちの一方は脱着可能としてお
き、使用する場合だけ装置に取り付けるようにしてもよ
い。しかし、経時変化が大きいか、あるいは極めて小さ
い量の誤差まで問題とされるような場合には、２つのθ
干渉計XI、YIとも常時取り付けておき、頻繁に移動鏡M
X、MYの曲りを計測した方がよい。
製造時や定期的なメインテナンス時のみに行なう場合、
２つのθ干渉計XI、YIのうちの一方は脱着可能としてお
き、使用する場合だけ装置に取り付けるようにしてもよ
い。しかし、経時変化が大きいか、あるいは極めて小さ
い量の誤差まで問題とされるような場合には、２つのθ
干渉計XI、YIとも常時取り付けておき、頻繁に移動鏡M
X、MYの曲りを計測した方がよい。
以上の実施例では、ステッパーのステージの位置測
定、位置決めに本発明を適用したものとして説明した
が、マスクやウェハ等のパターンの座標位置を高精度に
計測する測定装置にも全く同様に適用可能である。
定、位置決めに本発明を適用したものとして説明した
が、マスクやウェハ等のパターンの座標位置を高精度に
計測する測定装置にも全く同様に適用可能である。
さて、上記実施例では単にステージの位置計測だけを
目的としていたが、この種のステッパー等ではウェハＷ
上のアライメントマークを検出してウェハＷの装置座標
系における位置を特定するアライメント作業が不可欠で
ある。このアライメント作業では、ステージSTがヨーイ
ングによって微小回転してしまうと、マーク検出位置が
横ずれを起して計測されることになるので、θ干渉計Ｘ
θＩ、又はＹθＩを用いて補正する必要がある。そこ
で、アライメント作業時に好適な本発明の第２の実施例
を以下に説明する。
目的としていたが、この種のステッパー等ではウェハＷ
上のアライメントマークを検出してウェハＷの装置座標
系における位置を特定するアライメント作業が不可欠で
ある。このアライメント作業では、ステージSTがヨーイ
ングによって微小回転してしまうと、マーク検出位置が
横ずれを起して計測されることになるので、θ干渉計Ｘ
θＩ、又はＹθＩを用いて補正する必要がある。そこ
で、アライメント作業時に好適な本発明の第２の実施例
を以下に説明する。
第１図、第２図に図示したように、ウェハアライメン
ト系WL、WRの検出中心がＸ軸干渉計XIのビームBX、又は
Ｙ軸干渉計YIのビームBYの延長線（測定軸）上にない配
置の場合、ウェハＷ上のマークの位置計測時には、ステ
ージSTのヨーイングによる誤差分を補正する必要があ
る。ただし、特開昭56−102823号に開示されているよう
に、ウェハアライメント系が干渉計XI、YIの測定軸上で
マーク検出する場合は、ステージSTにヨーイングがあっ
ても位置検出結果をヨーイングの誤差分で補正する必要
はない。
ト系WL、WRの検出中心がＸ軸干渉計XIのビームBX、又は
Ｙ軸干渉計YIのビームBYの延長線（測定軸）上にない配
置の場合、ウェハＷ上のマークの位置計測時には、ステ
ージSTのヨーイングによる誤差分を補正する必要があ
る。ただし、特開昭56−102823号に開示されているよう
に、ウェハアライメント系が干渉計XI、YIの測定軸上で
マーク検出する場合は、ステージSTにヨーイングがあっ
ても位置検出結果をヨーイングの誤差分で補正する必要
はない。
従来のように、θ干渉計が１組しかないと、ステージ
STのヨーイングによる移動鏡の傾き（回転）と、反射面
の曲りとを分離して扱うことができなかったが、本発明
を適用すると分離して扱うことができる。
STのヨーイングによる移動鏡の傾き（回転）と、反射面
の曲りとを分離して扱うことができなかったが、本発明
を適用すると分離して扱うことができる。
以下、第６図を参照して本実施例を説明する。
第６図はアッベ誤差が出る位置に設けられたウェハア
ライメント系WRを用いて、ウェハＷ上のマークのｘ方向
の位置を検出したときに生じる誤差を説明した図であ
る。第６図中でｘ軸、ｙ軸はそれぞれ干渉計XI、YIの測
定軸（ビームBX、BY）であり、原点Ｏは投影レンズPLの
光軸AX位置である。ウェハアライメント系WRの検出中心
はｘ軸からｙ方向にlyだけ離れた位置に配置される。ウ
ェハアライメント系WRでウェハ上のマークを検出したと
き、Ｘ軸用の移動鏡MXの反射面がMXaのようにｘ軸と正
確に垂直（ｙ軸と平行）であれば、その後ステージSTを
一定量lxだけｘ方向に移動させ、lyだけｙ方向に移動さ
せると、計測したマークを点Ｏに合致させることがで
き、誤差は生じない。
ライメント系WRを用いて、ウェハＷ上のマークのｘ方向
の位置を検出したときに生じる誤差を説明した図であ
る。第６図中でｘ軸、ｙ軸はそれぞれ干渉計XI、YIの測
定軸（ビームBX、BY）であり、原点Ｏは投影レンズPLの
光軸AX位置である。ウェハアライメント系WRの検出中心
はｘ軸からｙ方向にlyだけ離れた位置に配置される。ウ
ェハアライメント系WRでウェハ上のマークを検出したと
き、Ｘ軸用の移動鏡MXの反射面がMXaのようにｘ軸と正
確に垂直（ｙ軸と平行）であれば、その後ステージSTを
一定量lxだけｘ方向に移動させ、lyだけｙ方向に移動さ
せると、計測したマークを点Ｏに合致させることがで
き、誤差は生じない。
ところが、ウェハ上のマークの検出時に、移動鏡MXの
反射面がMXbのようにｙ軸からθＸ（ｙ）だけ回転して
いたとすると、第６図のようにｘ軸からlyだけ離れた反
射面MXb上の点は、ｘ方向にly・θＸ（ｙ）だけずれる
ことになるから、ウェハＷ上のマークを原点Ｏに合致さ
せるためには、ステージSTのｘ方向の送り量を設計上の
距離lxに対してly・θＸ（ｙ）だけ補正しなければなら
ない。
反射面がMXbのようにｙ軸からθＸ（ｙ）だけ回転して
いたとすると、第６図のようにｘ軸からlyだけ離れた反
射面MXb上の点は、ｘ方向にly・θＸ（ｙ）だけずれる
ことになるから、ウェハＷ上のマークを原点Ｏに合致さ
せるためには、ステージSTのｘ方向の送り量を設計上の
距離lxに対してly・θＸ（ｙ）だけ補正しなければなら
ない。
ステージSTのヨーイング量θＸ（ｙ）の測定時には、
移動鏡の反射面の曲りの誤差が含まれるが、第１の実施
例と同じようにして、予め移動鏡MX、MYの真の凹凸量DX
（ｙ）、DY（ｘ）、あるいは局所的な反射面の傾き情報
Ｙθ（ｘ）、Ｘθ（ｙ）を計測して記憶しておき、θ干
渉計ＸθＩ、ＹθＩの実測値を、記憶したデータ値で補
正すれば反射面自体の曲りの影響を差し引いた真のヨー
イング量を知ることができる。
移動鏡の反射面の曲りの誤差が含まれるが、第１の実施
例と同じようにして、予め移動鏡MX、MYの真の凹凸量DX
（ｙ）、DY（ｘ）、あるいは局所的な反射面の傾き情報
Ｙθ（ｘ）、Ｘθ（ｙ）を計測して記憶しておき、θ干
渉計ＸθＩ、ＹθＩの実測値を、記憶したデータ値で補
正すれば反射面自体の曲りの影響を差し引いた真のヨー
イング量を知ることができる。
このようなアライメント時のヨーイング補正は、主制
御系50、補正系42によって行なわれる。実際のシーケン
スとしては、ウェハアライメント系WR（又はWL）でウェ
ハ上のマークを検出したときのステージSTの位置を干渉
計XI、YIで計測し、同時にその位置でのヨーイング量を
θ干渉計ＸθＩ、ＹθＩの一方、又は両方で検出する。
θ干渉計ＸθＩ、ＹθＩの計測値は、補正系42、又は主
制御系50において、予め記憶してある凹凸量、又は局所
的な傾き量のテーブルを参照して補正され、真のヨーイ
ング量が求められる。２つの干渉計ＸθＩ、ＹθＩを両
方使う場合は、求められた真のヨーイング量を加算平均
したりすることで１つの真のヨーイング量とする。
御系50、補正系42によって行なわれる。実際のシーケン
スとしては、ウェハアライメント系WR（又はWL）でウェ
ハ上のマークを検出したときのステージSTの位置を干渉
計XI、YIで計測し、同時にその位置でのヨーイング量を
θ干渉計ＸθＩ、ＹθＩの一方、又は両方で検出する。
θ干渉計ＸθＩ、ＹθＩの計測値は、補正系42、又は主
制御系50において、予め記憶してある凹凸量、又は局所
的な傾き量のテーブルを参照して補正され、真のヨーイ
ング量が求められる。２つの干渉計ＸθＩ、ＹθＩを両
方使う場合は、求められた真のヨーイング量を加算平均
したりすることで１つの真のヨーイング量とする。
尚、Ｘ軸側とＹ軸側とで真のヨーイング量が大きく異
なる場合は、その直前におけるステージSTの移動中に、
移動鏡MX、MYの少なくとも一方がステージST上で微小に
回転ずれを起したことになる。この場合は、装置の稼動
を中断してセルフチェック、キャリブレーション等の動
作を実行することが望ましい。場合によっては、補正系
42内のテーブルの書き直しも必要となる。
なる場合は、その直前におけるステージSTの移動中に、
移動鏡MX、MYの少なくとも一方がステージST上で微小に
回転ずれを起したことになる。この場合は、装置の稼動
を中断してセルフチェック、キャリブレーション等の動
作を実行することが望ましい。場合によっては、補正系
42内のテーブルの書き直しも必要となる。
以上、本実施例によれば、アッベ誤差を回避し得ない
アライメント系を用いて、ウェハＷ上のマークの位置を
計測したとしても、容易に、しかも高精度にヨーイング
による誤差分を補正できるので、結果として高精度なウ
ェハアライメント系が達成できる。
アライメント系を用いて、ウェハＷ上のマークの位置を
計測したとしても、容易に、しかも高精度にヨーイング
による誤差分を補正できるので、結果として高精度なウ
ェハアライメント系が達成できる。
次に本発明の第３の実施例による位置決め方法（装
置）について説明する。
置）について説明する。
ステッパーでは投影像を形成する視野に２次元の大き
さがあり、ステージSTのヨーイングの為に、１回の露光
ショット毎（ステッピング毎）に視野内で回転誤差（チ
ップローテーション）が生じる。このチップローテーシ
ョンは、ウェハＷ上に１層目のパターンを焼き付けると
き、２層目以降のパターンの重ね焼きのときに問題とな
る。特に位置決め誤差や重ね合わせ誤差の要求が厳しく
なると、チップローテーションも無視できない量となっ
てくる。第７図はチップローテーションの様子を誇張し
て示したもので、レチクルＲの矩形の投影像PIがxy座標
に対して回転しないものとすると、ウェハステージSTの
ヨーイングによって、ウェハＷ上のショット領域CPが像
PIに対して相対回転してしまう。この相対回転がチップ
ローテーション量Ｃθとして発生することになる。ロー
テーション量Ｃθが１秒あるものとすると、15mm角の像
PI（又はショット領域CP）の端部では、約0.075μｍの
合わせずれが生じる。この誤差を防ぐにはステージSTの
真のヨーイングをモニターし、ウェハＷを保持するホル
ダーを、そのヨーイングの方向と逆方向に、モニターし
た分だけ微小回転させ、ウェハＷ上のショット配列の方
向を、絶対座標系において常に一定にすればよい。その
ために第８図に示すように、ステージST上にθ回転する
ウェハホルダーWHを設け、モータMT、制御系60で微小回
転させる構造とする。さらにホルダーWHの一部に２つの
コーナレフレクタ（直角ミラー）CR1、CR2を固定し、ス
テージST上に取り付けたθ干渉計ＷθＩから各レフレク
タCR1、CR2にビームを投射することで、ホルダーWHのス
テージST上での回転量を精密に計測できるようにする。
この際、制御系60は先の実施例と同様にして補正された
真のヨーイング量を、θ干渉計ＸθＩ、補正系42等から
入力し、そのヨーイング量（ステージSTの原点位置を基
準とした回転量）の分だけ逆方向にウェハホルダーWHが
回転するように、θ干渉計ＷθＩの計測値をモニターし
つつ、モータMTをサーボ制御する。この動作はウェハア
ライメント（グローバルアライメント、EGA等）が終了
した後に継続して実行され、ステップアンドリピートの
露光動作中はモータMTによるサーボ制御が働き続ける。
尚、ウェハホルダーWHの回転中心はウェハＷ上の各ショ
ット領域の中心にある訳ではないので、ウェハホルダー
WHの回転によってショット領域はアライメント作業で規
定された位置からｘ、ｙ方向に微小シフトする。このた
め制御系60は、ホルダーWHの回転量によるショット位置
のｘ、ｙ方向シフト量を演算で求め、その分だけステー
ジSTのステッピングの位置を補正するための情報を、第
１図中の制御系50へ出力する。
さがあり、ステージSTのヨーイングの為に、１回の露光
ショット毎（ステッピング毎）に視野内で回転誤差（チ
ップローテーション）が生じる。このチップローテーシ
ョンは、ウェハＷ上に１層目のパターンを焼き付けると
き、２層目以降のパターンの重ね焼きのときに問題とな
る。特に位置決め誤差や重ね合わせ誤差の要求が厳しく
なると、チップローテーションも無視できない量となっ
てくる。第７図はチップローテーションの様子を誇張し
て示したもので、レチクルＲの矩形の投影像PIがxy座標
に対して回転しないものとすると、ウェハステージSTの
ヨーイングによって、ウェハＷ上のショット領域CPが像
PIに対して相対回転してしまう。この相対回転がチップ
ローテーション量Ｃθとして発生することになる。ロー
テーション量Ｃθが１秒あるものとすると、15mm角の像
PI（又はショット領域CP）の端部では、約0.075μｍの
合わせずれが生じる。この誤差を防ぐにはステージSTの
真のヨーイングをモニターし、ウェハＷを保持するホル
ダーを、そのヨーイングの方向と逆方向に、モニターし
た分だけ微小回転させ、ウェハＷ上のショット配列の方
向を、絶対座標系において常に一定にすればよい。その
ために第８図に示すように、ステージST上にθ回転する
ウェハホルダーWHを設け、モータMT、制御系60で微小回
転させる構造とする。さらにホルダーWHの一部に２つの
コーナレフレクタ（直角ミラー）CR1、CR2を固定し、ス
テージST上に取り付けたθ干渉計ＷθＩから各レフレク
タCR1、CR2にビームを投射することで、ホルダーWHのス
テージST上での回転量を精密に計測できるようにする。
この際、制御系60は先の実施例と同様にして補正された
真のヨーイング量を、θ干渉計ＸθＩ、補正系42等から
入力し、そのヨーイング量（ステージSTの原点位置を基
準とした回転量）の分だけ逆方向にウェハホルダーWHが
回転するように、θ干渉計ＷθＩの計測値をモニターし
つつ、モータMTをサーボ制御する。この動作はウェハア
ライメント（グローバルアライメント、EGA等）が終了
した後に継続して実行され、ステップアンドリピートの
露光動作中はモータMTによるサーボ制御が働き続ける。
尚、ウェハホルダーWHの回転中心はウェハＷ上の各ショ
ット領域の中心にある訳ではないので、ウェハホルダー
WHの回転によってショット領域はアライメント作業で規
定された位置からｘ、ｙ方向に微小シフトする。このた
め制御系60は、ホルダーWHの回転量によるショット位置
のｘ、ｙ方向シフト量を演算で求め、その分だけステー
ジSTのステッピングの位置を補正するための情報を、第
１図中の制御系50へ出力する。
またウェハホルダーWHをグローバルアライメント時に
一度だけ回転補正した後、ステージSTの真のヨーイング
量を計測しつつ、レチクルＲを保持するレチクルステー
ジをヨーイングの方向と同方向に回転補正しつつステッ
プアンドリピート露光を行なってもよい。
一度だけ回転補正した後、ステージSTの真のヨーイング
量を計測しつつ、レチクルＲを保持するレチクルステー
ジをヨーイングの方向と同方向に回転補正しつつステッ
プアンドリピート露光を行なってもよい。
この場合、ウェハＷ上の各ショット領域の中心を投影
像PIの中心と一致させればよく、ウェハＷ側をヨーイン
グ補正のために回転させる時のようなｘ、ｙ方向の微小
シフトは必要ない。この場合、レチクルステージの回転
中心はレチクルＲの中心と極力一致させ、回転量モニタ
ー用のθ干渉計等を設けることが望ましい。
像PIの中心と一致させればよく、ウェハＷ側をヨーイン
グ補正のために回転させる時のようなｘ、ｙ方向の微小
シフトは必要ない。この場合、レチクルステージの回転
中心はレチクルＲの中心と極力一致させ、回転量モニタ
ー用のθ干渉計等を設けることが望ましい。
さらに、ウェハＷ上の各ショット領域とレチクルＲと
の相対回転誤差をTTR（スルーザレチクル）又はTTL（ス
ルーザレンズ）方式のアライメント系で検出して、その
誤差を補正するようにレチクルステージ、又はウェハス
テージSTを微小回転させるシーケンスと一体に組み合わ
せてもよい。
の相対回転誤差をTTR（スルーザレチクル）又はTTL（ス
ルーザレンズ）方式のアライメント系で検出して、その
誤差を補正するようにレチクルステージ、又はウェハス
テージSTを微小回転させるシーケンスと一体に組み合わ
せてもよい。
以上、本実施例によれば、移動鏡MX、MYの反射面の曲
りの影響を除いて純粋なヨーイング量のみを検出して、
ウェハＷ又はレチクルＲを微小回転させるため、ウェハ
Ｗ上にファーストプリントで焼き付けられる１層目のシ
ョットからチップローテーションの補正ができ、２層目
以降の重ね合わせ露光の際も、ヨーイングの影響による
チップローテーションの発生を押えることができる。
りの影響を除いて純粋なヨーイング量のみを検出して、
ウェハＷ又はレチクルＲを微小回転させるため、ウェハ
Ｗ上にファーストプリントで焼き付けられる１層目のシ
ョットからチップローテーションの補正ができ、２層目
以降の重ね合わせ露光の際も、ヨーイングの影響による
チップローテーションの発生を押えることができる。
以上、本発明の各実施例では、移動鏡MX、MYの回転量
（曲り量）は、コヒーレントなビームを用いたθ干渉計
で計測するものとしたが、必ずしも干渉計を用いる必要
はなく、例えばオートコリメータ方式を利用して、平行
光束を移動鏡の反射面に投射し、その反射光束の反射方
向の変化を光電検出する構成にしても同じ効果が得られ
る。この場合、移動鏡に投射される平行光束は、反射面
の伸びる方向に10〜数10mm程度の長さをもつスリット状
断面にするとよい。
（曲り量）は、コヒーレントなビームを用いたθ干渉計
で計測するものとしたが、必ずしも干渉計を用いる必要
はなく、例えばオートコリメータ方式を利用して、平行
光束を移動鏡の反射面に投射し、その反射光束の反射方
向の変化を光電検出する構成にしても同じ効果が得られ
る。この場合、移動鏡に投射される平行光束は、反射面
の伸びる方向に10〜数10mm程度の長さをもつスリット状
断面にするとよい。
また露光方式としては、マスクとウェハを近接させる
プロキシミティ方式、マスクとウェハを一体に投影光学
系に対してスキャンするアライナー、あるいはステップ
アンドスキャン方式等、いかなるものにも適用できる。
プロキシミティ方式、マスクとウェハを一体に投影光学
系に対してスキャンするアライナー、あるいはステップ
アンドスキャン方式等、いかなるものにも適用できる。
また、Ｘ軸、Ｙ軸用の移動鏡MX、MYは、セラミックス
テージの直角な２側面を光学研磨し、そこにアルミニウ
ム等を蒸着したものとしてもよい。
テージの直角な２側面を光学研磨し、そこにアルミニウ
ム等を蒸着したものとしてもよい。
以上の様に、本発明によれば平面鏡の曲がりをヨーイ
ングの影響を受けずに測定できて記録し、Ｘ、Ｙの座標
測定時に曲がり量を補正して使用できるので、高精度な
２次元座標測定ができ有効である。この座標測定部を用
いれば２次元座標測定機の測定精度が向上し、ステッパ
ー等のパターン転写装置に利用すれば位置決め精度が向
上するという効果がある。また平面鏡の曲がりだけでな
くＸとＹの２つの平面鏡の相対角度変化がある場合もそ
の量をモニターでき補正できるので正確な座標測定がで
きる。またアッベ誤差の生じる観察系で位置計測する場
合でも、平面鏡の曲がりの影響を除いたマークの位置情
報を使うことによって、マスクと基板とのアライメント
を高精度に行うことができる。
ングの影響を受けずに測定できて記録し、Ｘ、Ｙの座標
測定時に曲がり量を補正して使用できるので、高精度な
２次元座標測定ができ有効である。この座標測定部を用
いれば２次元座標測定機の測定精度が向上し、ステッパ
ー等のパターン転写装置に利用すれば位置決め精度が向
上するという効果がある。また平面鏡の曲がりだけでな
くＸとＹの２つの平面鏡の相対角度変化がある場合もそ
の量をモニターでき補正できるので正確な座標測定がで
きる。またアッベ誤差の生じる観察系で位置計測する場
合でも、平面鏡の曲がりの影響を除いたマークの位置情
報を使うことによって、マスクと基板とのアライメント
を高精度に行うことができる。
さらに、ステッパー等のチップローテーションの補正
に本発明を用いると、真のヨーイング量を補正できるの
で、正確にチップローテーションが補正され、良好な重
ね合わせ精度が得られるという効果がある。
に本発明を用いると、真のヨーイング量を補正できるの
で、正確にチップローテーションが補正され、良好な重
ね合わせ精度が得られるという効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例による位置測定、又は位
置決め装置を適用したステッパーの構成を示す斜視図、
第２図は第１の実施例におけるステージ配置の様子を示
す平面図、第３図は座標位置測定用の干渉計の構成を示
す図、第４図は移動鏡（ステージ）の回転、曲がりを計
測するθ干渉計の構成を示す図、第５図は移動鏡自体の
曲がりを計測する様子を説明する図、第６図はアライメ
ント系を用いた位置決めの際に生じるヨーイング、及び
そのヨーイングによる位置決め補正を説明する図、第７
図はチップローテーションを誇張して示す図、第８図は
チップローテーション（ヨーイング）を防ぐために好適
なウェハステージの構造を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｒ……レチクル、 Ｗ……ウェハ、 ST……ステージ、 MX、MY……移動鏡、 XI、YI……座標位置計測用の干渉計、 ＸθＩ、ＹθＩ……回転量計測用の干渉計、 40X、40Y……カウンタ回路、 42……補正系、 50……制御系。
置決め装置を適用したステッパーの構成を示す斜視図、
第２図は第１の実施例におけるステージ配置の様子を示
す平面図、第３図は座標位置測定用の干渉計の構成を示
す図、第４図は移動鏡（ステージ）の回転、曲がりを計
測するθ干渉計の構成を示す図、第５図は移動鏡自体の
曲がりを計測する様子を説明する図、第６図はアライメ
ント系を用いた位置決めの際に生じるヨーイング、及び
そのヨーイングによる位置決め補正を説明する図、第７
図はチップローテーションを誇張して示す図、第８図は
チップローテーション（ヨーイング）を防ぐために好適
なウェハステージの構造を示す平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｒ……レチクル、 Ｗ……ウェハ、 ST……ステージ、 MX、MY……移動鏡、 XI、YI……座標位置計測用の干渉計、 ＸθＩ、ＹθＩ……回転量計測用の干渉計、 40X、40Y……カウンタ回路、 42……補正系、 50……制御系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102 H01L 21/027
Claims (22)
- 【請求項１】ほぼ直交するｘ、ｙ方向に平行移動するス
テージの一部に、該ｘ、ｙ方向の夫々に沿って伸びた２
つの平面鏡が設けられ、該２つの平面鏡の反射面と垂直
な方向に関する距離変化を光波干渉計で計測するととも
に、前記ステージに保持された対象物上の特定のマーク
をマーク検出手段で検出することによって、前記対象物
の位置情報を測定する方法において、 前記２つ平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部的
な回転量を、前記２つの平面鏡の夫々について個別に計
測し、該両方の計測値に基づいて前記ステージのヨーイ
ング量を求め、前記マーク検出手段によって検出される
前記マークの位置情報を該ヨーイング量に応じて補正す
ることを特徴とする位置測定方法。 - 【請求項２】ほぼ直交するｘ、ｙ方向に平行移動するス
テージと、該ステージの一部に設けられ、前記ｘ、ｙ方
向の夫々に沿って伸びた２つの平面鏡と、該２つの平面
鏡の各反射面と垂直な方向に関する距離変化を光波干渉
計で計測する２つの光波干渉計と、該２つの光波干渉計
の測長軸で規定される座標系内の所定位置で前記ステー
ジ上の対象物のマークを検出するマーク検出手段とを備
え、前記光波干渉計算と前記マーク検出手段とによっ
て、前記対象物の位置情報を測定する装置において、 前記２つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部
的な回転量を前記２つの平面鏡の夫々について個別に計
測する２つの計測手段と、 該２つの計測手段の計測値に基づいて前記平面鏡の反射
面の曲り量を求めるとともに、前記２つの計測手段のう
ちの少なくとも一方で計測された回転量を、前記曲り量
に基づいて補正して、前記ステージの真のヨーイング量
を求める演算手段と、 前記マーク検出手段によって検出されたマークの位置情
報を、前記ヨーイング量に基づいて補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする位置測定装置。 - 【請求項３】ほぼ直交するｘ、ｙ方向に移動するステー
ジに保持された基板に所定のパターンを投影する際、
ｘ、ｙ方向に沿って伸びた反射面を有し、前記ステージ
に設けられた平面鏡に対して、それぞれ光波干渉計から
のビームを投射して該２つの平面鏡の距離変化を計測す
ることで、前記投影パターンと前記基板とを所定の位置
関係に位置合わせする方法において、 前記２つの平面鏡の各反射面の局部的な回転量を個別に
計測し、該２つの計測値に基づいて前記反射面自体の曲
り量の影響を除いた前記ステージの真のヨーイング量を
算出し、該真のヨーイング量に応じて前記投影パターン
と前記基板とを相対回転して、前記投影パターンと前記
基板とのヨーイングによる回転誤差を補正することを特
徴とする位置決め方法。 - 【請求項４】ほぼ直交するｘ、ｙ方向に移動するステー
ジと、該ステージ上に保持された基板に所定のパターン
を投影する投影手段と、前記ステージに設けられ、前記
ｘ、ｙ方向の夫々に沿って伸びた反射面を有する２つの
平面鏡と、該２つの平面鏡の夫々の距離変化を計測する
２つの光波干渉計とを備え、該光波干渉計の計測値に基
づいて前記基板を前記投影パターンに合わせるように前
記ステージを位置決めする装置において、 前記２つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関して局部
的な回転量を、前記２つの平面鏡の夫々について個別に
計測する２つの計測手段と； 該２つの計測手段の計測値に基づいて前記平面鏡の反射
面自体の曲り量を求めるとともに、前記２つの計測手段
のうち少なくとも一方によって計測された回転量を該曲
り量に応じて補正して、前記ステージの真のヨーイング
量を求める演算手段と； 前記基板と前記投影パターンとを位置決めする際、前記
真のヨーイング量に基づいて前記基板と前記投影パター
ンとを相対回転させる回転補正手段とを備えたこを特徴
とする位置決め装置。 - 【請求項５】ステージの一部に設けられた反射面を使っ
て前記ステージの位置情報を計測するとともに、前記ス
テージに保持された対象物上のマークをマーク検出手段
で検出することによって前記対象物の位置決めを行う方
法において、 前記マーク検出手段で前記マークを検出するときに前記
反射面に測定ビームを投射して、前記反射面自体の曲が
りの影響を除いた前記ステージの回転情報を求め、 前記反射面自体の曲がりの影響を除いた前記ステージの
回転情報と前記マーク検出手段の検出結果とに基づいて
前記対象物の位置決めを行うことを特徴とする位置決め
方法。 - 【請求項６】前記反射面自体の曲がりに関する情報は予
め記憶されていることを特徴とする請求項５に記載の方
法。 - 【請求項７】前記ステージの回転情報は、前記ステージ
のヨーイング情報を含むことを特徴とする請求項５また
は請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】前記マーク検出手段の検出点は、前記反射
面とほぼ垂直な方向の前記ステージの位置情報を計測す
るために前記反射面に投射されるビームのビーム軸上に
ないことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項９】前記ステージの回転情報を求めるために前
記反射面に投射される測定ビームと前記ステージの位置
情報を計測するために前記反射面に投射されるビームと
は異なることを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】前記反射面自体の曲がりの影響を除いた
前記ステージの回転情報に基づいて前記マーク検出手段
の検出結果を補正し、該補正結果に基づいて前記対象物
の位置決めを行うことを特徴とする請求項５から請求項
８のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１１】前記マーク検出手段で前記対象物上のマ
ークを検出するときに前記測定ビームとして複数の光ビ
ームを前記反射面に投射するとともに、それらの反射ビ
ームを受光して前記ステージの回転に関する第１情報を
求め、 該ステージの回転に関する第１情報を前記反射面自体の
曲がりに関する情報に基づいて補正して、前記反射面自
体の曲がりの影響を除いた前記ステージの回転に関する
第２情報を求め、 前記反射面自体の曲がりの影響を除いた前記ステージの
回転に関する第２情報と前記マーク検出手段の検出結果
とに基づいて前記対象物の位置決めを行うことを特徴と
する請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項１２】対象物を保持して移動するステージと、
該ステージの位置情報を得るために前記ステージの一部
に設けられた反射面と、前記ステージに保持された対象
物上のマークを検出するマーク検出手段とを備えた位置
決め装置において、 前記マーク検出手段で前記マークを検出するときに前記
反射面に測定ビームを投射して、前記反射面自体の曲が
りの影響を除いた前記ステージの回転情報を求める回転
情報検出手段と、 該回転情報検出手段で求められる前記反射面自体の曲が
りの影響を除いた前記ステージの回転情報と前記マーク
検出手段の検出結果とに基づいて前記ステージの位置を
制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項１３】前記反射面自体の曲がりに関する情報を
記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項12に
記載の装置。 - 【請求項１４】前記ステージの回転情報は、前記ステー
ジのヨーイング情報を含むことを特徴とする請求項12ま
たは請求項13に記載の装置。 - 【請求項１５】前記マーク検出手段の検出点は、前記反
射面とほぼ垂直な方向の前記ステージの位置情報を計測
するために前記反射面に投射されるビームのビーム軸上
から外れており、 前記制御手段は、前記反射面自体の曲がりの影響を除い
た前記ステージの回転情報に基づいて前記マーク検出手
段の検出結果を補正し、該補正結果に基づいて前記ステ
ージの位置を制御することを特徴とする請求項12から請
求項14のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１６】露光装置に適用されることを特徴とする
請求項12に記載の位置決め装置。 - 【請求項１７】前記露光装置はステップアンドスキャン
方式で露光を行うことを特徴とする請求項16に記載の装
置。 - 【請求項１８】マスクのパターンを基板上に投影する投
影光学系と、前記基板を保持して移動するステージと、
該ステージの一部に設けられた反射面を使って前記ステ
ージの位置情報を計測する計測手段とを有し、前記マス
クのパターンを前記基板上に投影する際に、前記基板を
位置合わせする露光装置において、 前記反射面とほぼ垂直な方向に関する前記ステージの位
置情報を計測するための計測軸上から外れ、かつ前記投
影光学系の投影領域の中心から所定距離離れた位置に配
置される検出中心を有し、前記ステージに保持された前
記基板上のマークを検出するマーク検出手段と、 前記マーク検出手段が前記基板上のマークを検出したと
きに前記計測手段で計測される前記ステージの位置情報
を、前記反射面自体の曲りに関する情報で補正する補正
手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項１９】前記反射面自体の曲がりに関する情報を
記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求
項18に記載の装置。 - 【請求項２０】前記補正手段で補正された前記ステージ
の位置情報に基づいて、前記ステージの位置を制御する
制御手段をさらに有することを特徴とする請求項18また
は請求項19に記載の装置。 - 【請求項２１】前記計測手段は、複数の光ビームを前記
反射面に投射する干渉計を有することを特徴とする請求
項18から請求項20のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項２２】ステップアンドスキャン方式で前記マス
クのパターンを前記基板上に転写することを特徴とする
請求項18から請求項21のいずれか一項に記載の装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14573389A JP3295846B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 位置測定方法、位置測定装置、位置決め方法、位置決め装置、および露光装置 |
| US07/707,925 US5151749A (en) | 1989-06-08 | 1991-05-28 | Method of and apparatus for measuring coordinate position and positioning an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14573389A JP3295846B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 位置測定方法、位置測定装置、位置決め方法、位置決め装置、および露光装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34649498A Division JP3357943B2 (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 露光装置、ステージ制御装置及びステージの位置制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310105A JPH0310105A (ja) | 1991-01-17 |
| JP3295846B2 true JP3295846B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=15391887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14573389A Expired - Lifetime JP3295846B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 位置測定方法、位置測定装置、位置決め方法、位置決め装置、および露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295846B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014185133A1 (ja) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 面形状計測方法およびその装置 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3282681B2 (ja) * | 1992-09-04 | 2002-05-20 | 株式会社ニコン | 露光方法、露光装置、及び素子製造方法 |
| JP3285105B2 (ja) * | 1993-04-02 | 2002-05-27 | 株式会社ニコン | ステージ駆動方法、及び走査露光方法 |
| JP3339630B2 (ja) * | 1993-04-02 | 2002-10-28 | 株式会社ニコン | 走査型露光装置 |
| JP3318440B2 (ja) * | 1994-06-22 | 2002-08-26 | 富士通株式会社 | ステージ原点位置決定方法及び装置並びにステージ位置検出器原点決定方法及び装置 |
| JPH10260009A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-09-29 | Nikon Corp | 座標測定装置 |
| JP3441966B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2003-09-02 | キヤノン株式会社 | 走査型露光装置および方法、デバイス製造方法 |
| JP2000306829A (ja) * | 2000-01-01 | 2000-11-02 | Nikon Corp | 投影露光装置、及び素子製造方法 |
| DE60118726T2 (de) * | 2000-05-19 | 2006-08-24 | Zygo Corp., Middlefield | In-situ spiegel-charakterisierung |
| JP4511707B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2010-07-28 | 株式会社アドバンテスト | 電子ビーム露光装置、露光方法、及び半導体素子製造方法 |
| EP1492994A4 (en) * | 2002-04-09 | 2010-07-28 | Zygo Corp | METHOD AND DEVICE FOR STAGE MIRROR IMAGING |
| WO2003095940A2 (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Zygo Corporation | Compensation for geometric effects of beam misalignments in plane mirror interferometers |
| JP3833148B2 (ja) * | 2002-06-25 | 2006-10-11 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置及びその制御方法、露光装置、デバイスの製造方法、半導体製造工場、露光装置の保守方法 |
| US7321432B2 (en) * | 2002-09-09 | 2008-01-22 | Zygo Corporation | Measurement and compensation of errors in interferometers |
| AU2003300806A1 (en) * | 2003-07-29 | 2005-03-07 | Zygo Corporation | Compensation for errors in off-axis interferometric measurements |
| KR100578140B1 (ko) * | 2004-10-07 | 2006-05-10 | 삼성전자주식회사 | 변위 측정을 위한 간섭계 시스템 및 이를 이용한 노광 장치 |
| JP5613893B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2014-10-29 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 作業装置におけるテーブル位置決め装置および位置決め方法。 |
| JP4775709B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2011-09-21 | 横河電機株式会社 | Ｘｙステージ |
| JP5032821B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2012-09-26 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板移動装置 |
| JP5017034B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-09-05 | 新東エスプレシジョン株式会社 | 二次元座標測定機 |
| JP6105901B2 (ja) * | 2012-11-08 | 2017-03-29 | キヤノン株式会社 | ステージ装置及びその調整方法、露光装置並びにデバイス製造方法 |
| JP6937125B2 (ja) * | 2017-01-26 | 2021-09-22 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ステージ機構の位置補正方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
| CN117168311B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-01-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种一维相对运动测量及监测系统 |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP14573389A patent/JP3295846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014185133A1 (ja) * | 2013-05-14 | 2014-11-20 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 面形状計測方法およびその装置 |
| JPWO2014185133A1 (ja) * | 2013-05-14 | 2017-02-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 面形状計測方法およびその装置 |
| US9631924B2 (en) | 2013-05-14 | 2017-04-25 | Hitachi High-Technologies Corporation | Surface profile measurement method and device used therein |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0310105A (ja) | 1991-01-17 |
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