JP3357943B2 - Exposure apparatus, stage control apparatus, and stage position control method - Google Patents

Exposure apparatus, stage control apparatus, and stage position control method

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JP3357943B2 JP34649498A JP34649498A JP3357943B2 JP 3357943 B2 JP3357943 B2 JP 3357943B2 JP 34649498 A JP34649498 A JP 34649498A JP 34649498 A JP34649498 A JP 34649498A JP 3357943 B2 JP3357943 B2 JP 3357943B2
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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、基板を保持するステー
ジを備えた露光装置、ステージ位置制御装置及びステー
ジの位置制御方法及びステージ位置制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus having a stage for holding a substrate, a stage position control device , a stage position control method, and a stage position control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】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、Hewle
t 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。
2. Description of the Related Art Various exposure apparatuses (steppers and the like) used for pattern transfer of VLSI, drawing apparatuses for transfer masks,
In a mask pattern position coordinate measuring apparatus or other positioning apparatus, an XY stage that holds an object and moves precisely in two orthogonal (X, Y axis) directions is used. To measure the position coordinates of the XY stage,
An optical interferometer (laser interferometer) using a He-Ne frequency-stabilized laser that continuously oscillates at a wavelength of 633 nm as a light source is used. As a commercially available interferometer, Hewle
The products of tPackard, Excel and Zaigo are known. Since a laser interferometer can essentially only perform one-dimensional measurement, two identical laser interferometers are prepared for two-dimensional coordinate measurement. And on the XY stage,
By fixing two plane mirrors whose reflecting surfaces are substantially orthogonal to each other, projecting a beam from a laser interferometer on each of the two plane mirrors and measuring the vertical distance change of each reflecting surface, the two-dimensional stage A coordinate position is determined. Each reflecting surface of the two plane mirrors extends in the x direction and the y direction in accordance with the required movement stroke of the stage. Since such a plane mirror serves as a reference for coordinate measurement, its reflecting surface is required to have extremely high flatness.

【0003】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、250mm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。
The measurement resolution of a laser interferometer is 0.01 μm
The length of the reflecting surface of the plane mirror needs to be about 250 mm in the case of a stage on which a 6-inch semiconductor wafer is mounted. That is, when the 250 mm reflecting surface is totally inclined, partially curved, or has local irregularities, if the amount is 0.01 μm or more, it is measured by the laser interferometer. It means being taken in. Therefore, assuming that the plane mirror is bent by 0.05 μm, the position measurement or positioning of the stage is performed according to a curved (or oblique) coordinate system bent from an ideal rectangular coordinate system by 0.05 μm.
For this reason, the plane mirror is manufactured to be as flat as possible, but irregularities of about 0.02 μm remain due to manufacturing errors. In this way, the total of 0.2 mm for the entire reflecting surface of 250 mm.
The accuracy of having only the unevenness of 02 μm means that the yarn horizontally stretched between two points 100 km apart is only 0.2 mm in the middle.
It is only about 8 cm.

【0004】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。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。
[0004] Of course, depending on the processing method of the plane mirror, etc., it is possible to obtain a higher precision, but the manufacturing cost is significantly increased, and the distortion when actually fixed to the two-dimensional moving stage, Due to subsequent changes over time,
It is impossible to maintain a flatness of 0.02 μm or less. Therefore, it is conceivable to measure the bending (concavity and convexity) of the plane mirror fixed on the moving stage by using a reference plane mirror serving as a reference (a prototype). In this case, a reference plane mirror having substantially the same shape as the plane mirror to be measured is placed on the stage substantially parallel to the plane mirror to be measured, and the beam from the interferometer is vertically projected on each of the plane mirror to be measured and the plane mirror to be measured. That is, the amount of bending of the measured plane mirror with respect to the reference plane mirror is determined from the distance change value obtained by causing the reflected beam to interfere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】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。
In the method using such a reference plane mirror, first, the production of the reference plane mirror requires labor and cost. Even if a highly accurate reference plane mirror is made, it is difficult to temporarily set it on the stage, and it takes a long time. In particular, when the reference plane mirror is mounted on the stage, it is necessary to prevent the position of the reference plane mirror from being displaced by the movement of the stage and not to apply a stress that gives a distortion to the optical block of the reference plane mirror.

【0006】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。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(0.8〜0.4μm)
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。
Even if such a difficult problem can be solved, there is a problem that a complicated calculation is required for measuring the amount of bending, and the measurement cannot be easily performed. recent years,
The positioning accuracy of an exposure apparatus incorporating this type of stage has a submicron resolution line width (0.8 to 0.4 μm).
As a result, it is becoming more and more severe, and it is entering an area where the influence of the bending of the plane mirror cannot be ignored.

【0007】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、基準平面鏡等で用いることなく、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。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can easily and accurately measure the bending of a plane mirror mounted on a stage without using a reference plane mirror or the like. Accordingly, an object of the present invention is to improve the accuracy of stage position measurement and positioning.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】請求項1に記載の本発明で
は、マスクのパターンが転写される基板を保持して移動
する可動体と、該可動体の位置情報を得るために前記可
動体の一部に設けられた反射面と、前記パターンの像を
前記基板上に投影するための投影光学系とを備えた露光
装置において、前記投影光学系の光軸と垂直な面内に配
置された2つの測長軸と、前記2つの測長軸とほぼ平行
で、かつ前記投影光学系の光軸と垂直に設定された前記
可動体の位置を計測する計測軸とを有し、前記2つの測
長軸に沿って測長ビームを前記反射面に照射し、前記2
つの測長軸における前記測長ビームの光路差に基づい
て、前記反射面の曲がりに関する情報を計測する干渉計
システムを備えるようにした。請求項5に記載の本発明
では、マスクのパターンが転写される基板を保持して移
動する可動体と、該可動体の位置情報を得るために前記
可動体の一部に設けられた反射面と、前記可動体上のマ
ークを検出するマーク検出手段とを備えた露光装置にお
いて、前記マーク検出手段の検出点と交わる第1測長軸
該第1測長軸に平行な第2測長軸と、前記第1測長
軸と前記第2測長軸との間で、前記可動体の位置を計測
する計測軸とを有し、前記第1測長軸及び前記第2測長
に沿って測長ビームを前記反射面に照射し、前記2つ
の測長軸における前記測長ビームの光路差に基づいて、
前記反射面の曲がりに関する情報を計測する干渉計シス
テムを備えるようにした。請求項9に記載の本発明で
は、ステージの一部に設けられた反射面を用いて、前記
ステージの位置を制御するステージ位置制御方法におい
て、互いにほぼ平行な2つの測長軸に沿って測長ビーム
を前記反射面に照射し、前記2つの測長軸における前記
測長ビームの光路差に基づいて、前記反射面の曲りに関
する情報を予め計測し、 前記2つの測長軸の間で、
つ前記2つの測長軸とほぼ平行に規定された計測軸上に
おける前記ステージの位置を、予め計測された前記反射
面の曲りに関する情報を用いて制御するようにした。請
求項12に記載の本発明では、ステージの一部に設けら
れた反射面を用いて、前記ステージの位置を制御するス
テージ位置制御方法において、互いにほぼ平 行な2つの
測長軸に沿って測長ビームを前記反射面に照射し、前記
2つの測長軸における前記測長ビームの光路差に基づい
て、前記反射面の曲りに関する情報を計測し、前記2つ
の測長軸を含む面内で、かつ前記2つの測長軸のほぼ中
間位置で計測される前記ステージの位置を、前記反射面
の曲りに関する情報に基づいて補正するようにした。請
求項14に記載の本発明では、ステージの一部に設けら
れた反射面を用いて、前記ステージの位置を制御するス
テージ位置制御装置において、前記反射面とほぼ垂直な
面内に配置される2つの測長軸に沿って測長ビームを前
記反射面に照射し、前記2つの測長軸における前記測長
ビームの光路差に基づいて、前記反射面の曲りに関する
情報を計測する計測手段と、前記2つの測長軸の間で、
かつ前記2つの測長軸とほぼ平行に規定された計測軸上
における前記ステージの位置を、前記計測手段で計測さ
れた前記反射面の曲りに関する情報に基づいて制御する
制御手段とを備えるようにした。請求項17に記載の本
発明では、ステージの一部に設けられた反射面を用い
て、前記ステージの位置を制御するステージ位置制御装
置において、前記反射面とほぼ垂直な面内に配置される
2つの測長軸に沿って測長ビームを前記反射面に照射
し、前記2つの測長軸における前記測長ビームの光路差
に基づいて、前記反射面の曲りに関する情報を計測する
計測手段と、前記2つの測長軸を含む面内で、かつ前記
2つの測長軸のほぼ中間位置で計測される前記ステージ
の位置を、前記計測手段で計測された前記反射面の曲り
に関する情報に基づいて補正する補正手段とを備えるよ
うにした。
According to the first aspect of the present invention, a movable body that moves while holding a substrate onto which a pattern of a mask is transferred, and the movable body for obtaining positional information of the movable body. distribution and reflecting surface provided in a part, in an exposure apparatus having a projection optical system for projecting an image of the pattern onto the substrate, the plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system
Two measuring axes placed and almost parallel to the two measuring axes
In, and the perpendicular to the optical axis of the projection optical system
And a measurement axis for measuring the position of the movable body, by irradiating a measurement beam to the reflective surface along said two measurement axes, the two
An interferometer system is provided for measuring information related to the bending of the reflecting surface based on the optical path difference of the measurement beam in one measurement axis. In the present invention according to claim 5, a movable body that holds and moves a substrate onto which a pattern of a mask is transferred, and a reflection surface provided on a part of the movable body to obtain positional information of the movable body And a mark detecting means for detecting a mark on the movable body , wherein a first measuring axis intersecting a detection point of the mark detecting means, and a second measuring axis parallel to the first measuring axis. Long axis and the first measurement
Measuring the position of the movable body between an axis and the second measurement axis
A first measurement axis and a second measurement axis.
Irradiating the reflective surface with a measurement beam along an axis , based on the optical path difference of the measurement beam in the two measurement axes,
An interferometer system for measuring information on the bending of the reflection surface is provided. According to a ninth aspect of the present invention, in the stage position control method for controlling the position of the stage using a reflection surface provided on a part of the stage, the measurement is performed along two length measurement axes substantially parallel to each other. By irradiating a long beam on the reflecting surface, based on the optical path difference of the measuring beam in the two measuring axes , pre-measured information about the bending of the reflecting surface, between the two measuring axes , Further, the position of the stage on a measurement axis defined substantially in parallel with the two length measurement axes is controlled using information about the curvature of the reflection surface measured in advance. According to the present invention described in claim 12, a part of the stage is provided.
A stage for controlling the position of the stage using the reflected surface
In stage position control method, substantially flat line of two mutually
Irradiating the reflecting surface with a measuring beam along a measuring axis,
Based on the optical path difference of the measuring beam in two measuring axes
Information about the curvature of the reflective surface,
In a plane including the length measuring axes and substantially in the middle of the two length measuring axes.
The position of the stage measured at the position between
The correction is made based on the information on the bend. Contract
According to the present invention as set forth in claim 14, a part of the stage is provided.
A stage for controlling the position of the stage using the reflected surface
In the stage position control device, the reflection surface is substantially perpendicular to the reflection surface.
Forward the measuring beam along two measuring axes located in the plane
Irradiating the reflective surface and measuring the length in the two measuring axes
The bending of the reflecting surface based on the optical path difference of the beam.
Measuring means for measuring information, between the two measuring axes,
And on a measurement axis defined substantially parallel to the two measurement axes
The position of the stage at
Control based on the information on the bending of the reflecting surface
Control means. The book of claim 17
In the invention, a reflection surface provided on a part of the stage is used.
A stage position control device for controlling the position of the stage.
In a plane substantially perpendicular to the reflection surface
A measuring beam is applied to the reflecting surface along two measuring axes.
And the optical path difference of the measurement beam in the two measurement axes.
Measuring information on the bending of the reflection surface based on
Measuring means, in a plane including the two measurement axes, and
The stage measured at a substantially intermediate position between two measurement axes.
Position of the reflective surface measured by the measuring means.
Correction means for correcting based on the information about
Caught.

【0009】[0009]

【作用】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。
According to the present invention, a .theta. Interferometer for determining the inclination of the local portion of the reflecting surface is arranged for each of the plane mirrors for the x and y directions, and each of the plane mirrors (that is, the stage) is used by using these two .theta. Of yaw. Therefore, when the stage is moved in one dimension in the x direction or y direction, one θ interferometer measures the sum of the bending amount of the plane mirror itself and the yawing amount of the stage, and the other θ interferometer Only the yawing amount is measured. So two θ
When the difference between the measurement values of the interferometer is obtained, it becomes the bending amount of the plane mirror itself. By storing the amount of bending of this plane mirror, the coordinate position of the stage detected at the time of position measurement or positioning is calculated.
If the correction is made according to the amount of bending, the same accuracy as that obtained by using a plane mirror having an ideal reflection plane can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】図1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、図2はステージ部分の配置を示す平面図であ
る。図1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P
IをウェハW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。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration in which a position measuring device according to a first embodiment of the present invention is applied to a stepper, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of a stage portion. In FIG. 1, a reticle R having a circuit pattern and the like
Is precisely positioned with respect to the optical axis AX of the projection lens PL using the reticle alignment systems 32X, 32Y, 32θ. The projection lens PL has a pattern image P of the reticle R.
I is projected so as to overlap one of a plurality of local regions (shot regions) on the wafer W.

【0011】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方向に伸びた移動鏡(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。
図2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
XθI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BX
θ2 の光路差を計測する。
The wafer W is fixed on a stage ST, and the stage ST is moved in parallel in the x and y directions by motors 30X and 30Y. A reference mark plate FM for calibration of an alignment system or the like is fixedly mounted on the stage ST at substantially the same height position as the wafer W. Further, a moving mirror (plane mirror) having a reflecting surface extending in the y direction is provided on each of two sides of the stage ST orthogonal to each other.
MX and a moving mirror (plane mirror) MY having a reflecting surface extending in the x direction
Are fixed so as not to shift on the stage ST.
As shown in FIG. 2, a laser beam BX from an interferometer XI for detecting a position (distance change) in the x direction is vertically projected on the moving mirror MX, and a position in the y direction is detected on the moving mirror MY. The laser beam BY from the interferometer YI is vertically projected. The center line of the beam BX is parallel to the x-axis, and its extension line intersects with the origin O through which the optical axis AX of the projection lens PL passes. The center line of the beam BY is parallel to the y-axis, and its extension line intersects at the origin O. Two beams BXθ1 and BXθ2 from the X-axis θ interferometer XθI are vertically projected on the moving mirror MX, and the X-axis θ interferometer XθI is divided into beams BXθ1 and BX
Measure the optical path difference of θ2.

【0012】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B
Yθ2 のx方向の間隔で規定された範囲で移動鏡MXの
回転量を計測する。
Two beams BYθ1 and BYθ2 from the Y-axis θ interferometer YθI are vertically projected onto the moving mirror MY,
The axis θ interferometer YθI measures the optical path difference between the beams BYθ1 and BYθ2. The two θ interferometers XθI and YθI correspond to the bending amount measuring means of the present invention, and the rotation amount of the moving mirror MX and the two rotation amounts within the range defined by the interval between the two beams BXθ1 and BXθ2 in the y direction. Beams BYθ1 and B
The rotation amount of the movable mirror MX is measured in a range defined by the interval in the x direction of Yθ2.

【0013】さて、図1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
心は図2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W
L、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。
As shown in FIG. 1, the alignment marks and the reference marks FM on the wafer W are formed by off-axis type wafer alignment systems WR and WL fixed outside the field of the projection lens PL. The position is detected. As shown in FIG. 2, the respective detection centers of the wafer alignment systems WR and WL are separated by x with respect to the y-axis passing through the origin O.
The distance between the detection centers in the x direction is fixed to a predetermined constant value (a value smaller than the diameter of the wafer W). Note that the wafer alignment system W
L and WR are configured so that the x-direction alignment mark and the y-direction alignment mark on the wafer W can be photoelectrically detected through the same objective lens, that is, two-dimensional displacement detection of the mark can be performed. And

【0014】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図1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XI、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、ここでは図3を用いて簡潔に述べることに
する。
Here, the basic configuration of the interferometer systems XI and YI, θ
The basic configuration of the interferometers XθI and YθI will be briefly described with reference to FIG. The interferometer XI converts the He-Ne laser beam 1X into a measurement beam BX and a reference beam BXr.
The reference beam BXr is vertically projected onto a reference mirror fixed to the lower end of the projection lens PL. The beam splitter 2X, the mirror 6X, the receiver 10X, and the like are divided into two. The receiver 10X coaxially enters the reflected beam from the reference mirror and the reflected beam from the movable mirror MX, and photoelectrically detects a change in fringe due to interference between the two reflected beams. The same is true for the interferometer YI, and the laser beam 1Y
, A mirror 6Y, a receiver 10Y, etc., and the reference beam BYr is projected onto a reference mirror fixed to the projection lens PL. Such interferometers XI and YI may be of any type. Since the detailed description of the format is redundant in describing the present invention, it will be briefly described with reference to FIG.

【0015】図3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5
X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。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the interferometer XI in xz
It is viewed in a plane and is called a plane mirror interferometer. A He-Ne laser beam 1X having a frequency difference and orthogonally polarized components (P-polarized light and S-polarized light) enters a polarization beam splitter 2X, where the beam (BX) is directed to a moving mirror MX depending on the polarization direction.
And a beam (BXr) directed to the reference mirror 7X fixed to the lens barrel 8 of the projection lens PL via the mirror 6X. Each optical path (BX, BXr) from the polarizing beam splitter 2X to the reference mirror 7X and the moving mirror MX is 1 /.
Wavelength plates (hereinafter referred to as λ / 4 plates) 3A and 3B are arranged,
A corner cube 5 is provided below the polarizing beam splitter 2X.
X is fixed. Of the beam 1X, the beam reflected by the beam splitter 2X is S-polarized, but is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 3B and projected on the lower half of the reference mirror 7X. Return to At this time, the reflected beam is converted into P-polarized light orthogonal to the transmitted light by passing through the λ / 4 plate 3B, transmitted through the polarization beam splitter 2X, reflected by the corner cube 5X in the opposite direction, and again enters the beam splitter 2X. .

【0016】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1
0X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。
The P-polarized beam passes through the beam splitter 2X and reaches the upper half of the reference mirror 7X again via the mirror 6X and the λ / 4 plate 3B. The reflected beam is λ /
Returning to the order of the four plates and the mirror 6, the light is converted into S-polarized light. Then, the light is reflected by the polarization beam splitter 2X, and is reflected by the receiver 10X.
Incident on. On the other hand, a part (P-polarized light) of the beam 1X transmitted through the beam splitter 2X is projected onto the lower half of the movable mirror MX via the λ / 4 plate 3A, and the reflected beam here passes through the λ / 4 plate 3A. The light is then converted into S-polarized light, reflected by the beam splitter 2X downward, and returned in the opposite direction by the corner cube 5X. The S-polarized beam from the corner cube 5X is again projected on the upper half of the movable mirror MX via the λ / 4 plate 3A, and the reflected beam there is converted to P-polarized light via the λ / 4 plate 3A and the beam splitter 2X. Being receiver 1
It is incident on 0X. The receiver 10X causes the reflected beam from the moving mirror MX and the reflected beam from the reference mirror 7X to interfere with each other by adjusting their polarization directions, and uses the frequency difference due to the difference in the polarization direction of the beam 1X to generate a heterodyne signal. The amount of change in the difference between the two optical paths (BX and BXr) is detected.
Since the structure of the Y-side interferometer YI is completely the same, further description is omitted.

【0017】次に図1を参照してθ干渉計XθI、Yθ
I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X
θIの2つのビームBXθ1 、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17等が設けられている。
Next, referring to FIG. 1, the θ interferometers XθI, Yθ
The basic configuration of I will be described. The θ interferometer XθI includes a beam splitter 12X that makes a laser beam 11X incident and splits in two directions, and a mirror 13X that reflects a part of the beam reflected by the beam splitter 12X in the direction of the moving mirror MX.
And a receiver 17X and the like. θ interferometer X
The two beams BXθ1 and BXθ2 of θI are parallel to each other, and the interval between them is about 10 mm to several tens mm. The beam BX from the laser interferometer XI is located approximately between the beams BXθ1 and BXθ2. The same applies to the θ interferometer YθI, and a beam splitter 12Y, a mirror 13Y, a receiver 17 and the like are provided in order to project the two beams BYθ1 and BYθ2 at regular intervals substantially perpendicular to the reflection surface of the mirror MY. .

【0018】ここでθ干渉計XθIの詳細な構成を図4
を参照して説明するが、図4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、図4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11
X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BXθ1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(10mm〜数十mm程度)としてある。偏光ビ
ームスプリッタ12X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。
FIG. 4 shows a detailed configuration of the θ interferometer XθI.
However, the configuration shown in FIG. 4 is merely an example, and the point is that the amount of change in the optical path difference between the two beams BXθ1 and BXθ2 may be obtained. Now, in FIG. 4, a laser beam 11 having a certain frequency difference between two orthogonally polarized lights.
X is split into two by a polarizing beam splitter 12X, and S
The polarized beam is projected as a beam BXθ1 perpendicular to one point of the movable mirror MX via the mirror 13X and the λ / 4 plate 14A. The P-polarized beam transmitted through the polarizing beam splitter 12X is projected as a beam BXθ2 perpendicularly to another point of the moving mirror MX via mirrors 15X, 16X and a λ / 4 plate 14B. Here, beams BXθ1 and BXθ2 are X
It is parallel to the axis, and the interval in the Y direction is SX (about 10 mm to several tens mm) on the reflection surface of the moving mirror MX. The polarization beam splitter 12X coaxially combines the reflected beam returning coaxially with the beam BXθ1 and the reflected beam returning coaxially with the beam BXθ2 toward the receiver 17X. Since the detailed configuration of the θ interferometer YθI is completely the same, the description is omitted.

【0019】尚、θ干渉計XθI、YθIは図4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。ところ
で、図1の構成において、θ干渉計のレシーバ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40
X、40Yに入力し、回転量に応じたデータDθx 、D
θyを座標補正系42に出力する。補正系42はデータ
Dθx 、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。
The .theta. Interferometers X.theta.I and Y.theta.I are omitted in FIG. 4, but actually measure the optical path difference at two points of the movable mirror MX with reference to the fixed mirror. By the way, in the configuration of FIG. 1, the receiver 17X of the θ interferometer,
The measurement signal from each of the 17Ys is converted into a digital counter 40 for measuring the amount of rotation (such as yawing and bending).
X, 40Y, and data Dθx, D corresponding to the amount of rotation.
θy is output to the coordinate correction system 42. The correction system 42 includes an arithmetic unit for calculating the difference between the data Dθx and Dθy, and a memory unit and the like for storing the difference in correspondence with the movement position of the stage ST in the x and y directions.

【0020】座標位置計測用の干渉計XIのレシーバ1
0X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1
0Y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DSX、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。
Receiver 1 of interferometer XI for measuring coordinate position
The signal from 0X is converted into a digital coordinate value DXC by a counter circuit (not shown),
The signal from 0Y is converted into a digital coordinate value DYC by a counter circuit (not shown). These coordinate values DXC,
In the DYC, the main control system 50 inputs the coordinate values DXC and DYC, and based on the input of the data (difference) information DRD corresponding to the amount of bending of the movable mirrors MX and MY stored in the correction system 42, the coordinate value DXC , DYC, and a function of outputting commands DSX, DSY for driving the motors 30X, 30Y of the stage ST with respect to the target position.
Of course, other functions for various controls are provided, but since they are not directly related to the present invention, further description is omitted. It should be noted that the correction system 42 sends out, in real time, the data DRD 'of the difference between the bending amounts Dθx and Dθy to the main control system.

【0021】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
例にとって図5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、M
Y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は図5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R
Y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。
Next, with the above configuration, the moving mirror MX,
A method of measuring the curvature of each reflection surface of MY will be described with reference to FIG. 5 using the movable mirror MY as an example. As mentioned earlier,
The θ interferometer is actually a moving mirror MX, M
Although the rotation amount of the reflection surface of Y is measured, here, for the sake of simplicity, the θ interferometer YθI has a movable mirror MY based on a virtually fixed reference line RY as shown in FIG. (The amount of rotation and the amount of bending) are detected. Reference line R
The distance between Y and the movable mirror MY is defined as Ya (a value measured by the interferometer system YI), and the local bending angle of the movable mirror MY at that position is defined as θY (x). θ interferometer YθI has a reference line RY
At the two points separated by SY in the x direction, the difference between the distances yθ1 and yθ2 to the movable mirror MY, ie, Yθ (x), is measured.
That is, the counter circuit 40Y of the θ interferometer YθI outputs a difference Yθ (x) determined by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】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m
mであるので、角度θY(x)は次式で近似できる。
Here, the counter circuit 40Y includes a moving mirror MY
Is at the reference point Ox in the x direction, that is, the moving mirror MY
Is reset to zero when the beam BY of the Y-axis interferometer YI is incident on a fixed point Ox on the reflecting surface of the Y-axis. It is assumed that the interferometer YI is reset to zero at the reference point Ox. The bending angle θY (x) of the moving mirror is at most 1-2.
It is a small angle of about seconds, and the interval SY is from 10 mm to several tens of meters.
m, the angle θY (x) can be approximated by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】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。
On the other hand, the unevenness amount ΔY (x) of the reflecting surface at the position x of the movable mirror MY can be obtained by the following equation with respect to the reference Ox of x.

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】以上の測定は、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S
T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Ox を基準とし
たステージSTのヨーイング量Xθ(x)となる。
The above measurement is performed while moving the stage ST in the x direction.
Since the yawing of T occurs at the same time, the error due to the yawing amount must be subtracted from the measured value of the equation (3). Therefore, when measuring the flatness of the moving mirror MY for the Y axis, the yaw amount Xθ of the stage ST with respect to the reference point Ox of x is determined by using the θ interferometer XθI on the X axis side.
Find (x). In this case, since the stage ST moves only one-dimensionally in the x direction, the two beams BXθ1 and BXθ2 of the θ interferometer XθI continue to be projected on the same point on the reflection surface of the X-axis moving mirror MX. Since the counter circuit 40X of the θ interferometer XθI has been reset to zero at the reference point Ox, the value of the counter circuit 40X at the position x is the yawing amount Xθ (x) of the stage ST with reference to the origin Ox.

【0028】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。
Then, the stage ST is moved in the x direction, the measurement value Xθ (x) measured by the θ interferometer XθI is read at the same time, and a correction operation as shown in the following equation is performed to obtain the movable mirror MY
The true unevenness amount DY (x) of the reflection surface is obtained.

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】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。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。
This unevenness amount DY (x) is obtained and stored at every suitable position interval of the stage ST in the x direction, and thereafter, the measurement value of the Y-axis interferometer YI is corrected according to the position of the stage ST in the x direction. Then, the position measurement in the y direction can be performed with the same accuracy as when there is no bending of the movable mirror MY. Here, the calculations of the equations (2) and (4) and the storage of the true unevenness amount DY (x) are performed by the correction system 42 and are treated as device constants.

【0031】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XθI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。
The movable mirror MX for the X-axis is also moved in the y-direction by moving the stage ST in the same manner as the true unevenness DX.
(Y) is obtained and stored in the correction system 42. In this case, the measured value of the θ interferometer XθI in the counter circuit 40X is Xθ (y), and the measured value of the θ interferometer XθI in the counter circuit 40Y is Yθ (y).
(Y) is required.

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】[0033]

【数6】 (Equation 6)

【0034】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X
I、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。
The above equations (4) and (6) correspond to sections 0 to x,
Alternatively, the integration is performed in the form of 0 to y, but in practice, the integration may be performed for each local section, for example, for every 5 to 10 mm.
That is, assuming that the length of the local section is ΔL, the integral section in the x direction is (n−1) · ΔL〜, where n is an integer of 1 or more.
After integration in the range of n · ΔL, the position is sequentially shifted to n = n + 1. Therefore, the memory in the correction system 42 contains the interferometer X
The unevenness amount DY corresponding to each ΔL of the measured coordinate values of I and YI
Data of (x) and DX (y) are stored as a table.

【0035】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
方は着脱可能としておき、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な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MX、MYの曲りを計測した
方がよい。
As described above, when the measurement of the unevenness amount of the movable mirrors MX and MY is performed only during the manufacture of the stepper or during the regular maintenance, one of the two θ interferometers XI and YI is made detachable, It may be attached to the device only when used. However, when the change over time is large or an error of a very small amount is a problem, the two θ interferometers XI and YI are always attached and the bending of the movable mirrors MX and MY is frequently measured. It is better to do.

【0036】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。さて、上記実施例では単にステージの位置計測だけ
を目標としていたが、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XθI、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。
In the above embodiments, the present invention has been described as applied to the position measurement and positioning of the stage of the stepper. However, the same applies to a measuring apparatus for measuring the coordinate position of a pattern of a mask or a wafer with high accuracy. Applicable to In the above-described embodiment, the target is merely measurement of the position of the stage. However, in this type of stepper or the like, an alignment operation for detecting an alignment mark on the wafer W and specifying the position of the wafer W in the apparatus coordinate system is indispensable. is there. In this alignment work, if the stage ST is slightly rotated due to yawing, the mark detection position is measured with a lateral shift, so that it is necessary to make correction using the θ interferometer XθI or YθI. Therefore, a second embodiment of the present invention suitable for alignment work will be described below.

【0037】図1、図2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56−102
823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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the detection center of the wafer alignment system WL, WR is on the extension line (measurement axis) of the beam BX of the X-axis interferometer XI or the beam BY of the Y-axis interferometer YI. In the case of an arrangement that is not described above, it is necessary to correct an error due to yawing of the stage ST when measuring the position of the mark on the wafer W. However, JP-A-56-102
As disclosed in Japanese Patent No. 823, when the wafer alignment system detects a mark on the measurement axis of the interferometers XI and YI, even if the stage ST has yaw, the position detection result needs to be corrected by the yaw error. There is no.

【0038】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。以下、図6を参照して本実施例を説明する。図6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。図6中
では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、l
y 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。
Unlike the related art, if there is only one set of θ interferometers, the tilt (rotation) of the movable mirror due to yawing of the stage ST and the bending of the reflecting surface cannot be handled separately. When the invention is applied, it can be handled separately. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining an error that occurs when the position of the mark on the wafer W in the x direction is detected using the wafer alignment system WR provided at the position where the Abbe error occurs. In FIG. 6, the x axis and the y axis are the measurement axes (beams BX and BY) of the interferometers XI and YI, respectively, and the origin O is the projection lens PL.
Is the optical axis AX position. The detection center of the wafer alignment system WR is located at a position ly away from the x axis in the y direction. When the mark on the wafer is detected by the wafer alignment system WR, if the reflecting surface of the moving mirror MX for the X axis is exactly perpendicular to the x axis (parallel to the y axis) like MXa, then the stage ST is fixed. Move in the x direction by the amount lx
By moving by y in the y direction, the measured mark can be matched with the point O, and no error occurs.

【0039】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、図6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。
However, when a mark on a wafer is detected,
The reflecting surface of the moving mirror MX is θX from the y-axis like MXb.
(Y), a point on the reflecting surface MXb away from the x-axis by ly as shown in FIG.
In order to make the mark on the wafer W coincide with the origin O, the feed amount of the stage ST in the x direction is ly with respect to the design distance lx.
(Y) must be corrected.

【0040】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。
When the yawing amount θX (y) of the stage ST is measured, an error in the bending of the reflecting surface of the movable mirror is included. However, as in the first embodiment, the movable mirror MX,
The true irregularities DX (y) and DY (x) of MY or local inclination information Yθ (x) and Xθ (y) of the reflecting surface are measured and stored, and the θ interferometers XθI and YθI are measured. Correcting the actual measurement value with the stored data value allows the true yawing amount to be obtained in which the influence of the bending of the reflection surface itself is subtracted.

【0041】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。
Such yawing correction at the time of alignment is performed by the main control system 50 and the correction system 42.
As the actual sequence, the wafer alignment system WR
(Or WL), the position of the stage ST when the mark on the wafer is detected is measured by the interferometers XI and YI, and at the same time, the yawing amount at that position is detected by one or both of the θ interferometers XθI and YθI. . The measurement values of the θ interferometers XθI and YθI are corrected in the correction system 42 or the main control system 50 by referring to a table of the amount of unevenness or the amount of local inclination stored in advance, and the true yawing amount is corrected. Desired. 2
When both interferometers XθI and YθI are used, one true yawing amount is obtained by averaging the obtained true yawing amounts.

【0042】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。
If the true yawing amount is significantly different between the X-axis side and the Y-axis side, the stage ST
During the movement of, at least one of the movable mirrors MX and MY slightly rotates on the stage ST. In this case, it is desirable to suspend the operation of the apparatus and execute operations such as self-check and calibration. In some cases, it is necessary to rewrite the table in the correction system 42.

【0043】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。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。
As described above, according to the present embodiment, even if the position of the mark on the wafer W is measured using an alignment system that cannot avoid the Abbe error, the error due to yawing can be easily and accurately detected. Since the correction can be performed, a highly accurate wafer alignment system can be achieved as a result. Next, a positioning method (apparatus) according to a third embodiment of the present invention will be described.

【0044】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。図7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。
In the stepper, the field of view for forming the projection image is 2
There is a dimension, and due to yawing of the stage ST, a rotation error (chip rotation) occurs in the field of view for each exposure shot (each stepping). This chip rotation poses a problem when printing the first layer pattern on the wafer W and when printing the second and subsequent layers repeatedly. In particular, when the requirements for the positioning error and the overlay error become severe, the chip rotation becomes a nonnegligible amount. FIG. 7 shows the tip rotation in an exaggerated manner. Assuming that the rectangular projection image PI of the reticle R does not rotate with respect to the xy coordinates, the shot area CP on the wafer W is yawed by the wafer stage ST. Rotates relative to the image PI. This relative rotation is generated as the tip rotation amount Cθ. Assuming that the rotation amount Cθ is 1 second, a misalignment of about 0.075 μm occurs at the end of the 15 mm square image PI (or the shot area CP).

【0045】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
めに図8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。
In order to prevent this error, the true yawing of the stage ST is monitored, and the holder holding the wafer W is slightly rotated in the direction opposite to the yawing direction by the minute amount to be monitored. Should always be constant in the absolute coordinate system. For this purpose, as shown in FIG. 8, a wafer holder WH that rotates by θ on the stage ST is provided, and the motor MT and the control system 60 perform a minute rotation. Part 2 of the holder WH
By fixing two corner reflectors (right angle mirrors) CR1 and CR2 and projecting beams from the θ interferometer WθI mounted on the stage ST to the respective reflectors CR1 and CR2, the amount of rotation of the holder WH on the stage ST can be reduced. Be able to measure accurately. At this time, the control system 60 inputs the true yaw amount corrected in the same manner as in the previous embodiment from the θ interferometer XθI, the correction system 42, and the like, and the yaw amount (based on the origin position of the stage ST as a reference). The motor MT is servo-controlled while monitoring the measurement value of the θ interferometer WθI so that the wafer holder WH rotates in the opposite direction by the amount of rotation).

【0046】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、図1中の
制御系50へ出力する。
This operation is continuously executed after the completion of the wafer alignment (global alignment, EGA, etc.), and the servo control by the motor MT continues to operate during the step-and-repeat exposure operation. Since the rotation center of the wafer holder WH is not at the center of each shot area on the wafer W, the rotation of the wafer holder WH causes the shot area to be slightly shifted in the x and y directions from the position defined by the alignment work. . Therefore, the control system 60
Are x, y of the shot position according to the rotation amount of the holder WH.
The direction shift amount is obtained by calculation, and the information for correcting the stepping position of the stage ST by that amount is output to the control system 50 in FIG.

【0047】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。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。
After correcting the rotation of the wafer holder WH only once at the time of global alignment, while measuring the true yawing amount of the stage ST, correcting the rotation of the reticle stage holding the reticle R in the same direction as the yawing direction. And repeat exposure may be performed. In this case, the center of each shot area on the wafer W may be made coincident with the center of the projection image PI, and there is no need for minute shifts in the x and y directions as when the wafer W is rotated for yawing correction. . In this case, it is desirable that the center of rotation of the reticle stage coincides with the center of the reticle R as much as possible, and a θ interferometer or the like for monitoring the amount of rotation is provided.

【0048】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。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。
Further, a relative rotation error between each shot area on the wafer W and the reticle R is detected by a TTR (through the reticle) or TTL (through the lens) type alignment system, and the error is corrected. A reticle stage or a sequence for minutely rotating the wafer stage ST may be combined with the sequence. As described above, according to the present embodiment, only the pure yawing amount is detected without the influence of the bending of the reflecting surfaces of the movable mirrors MX and MY, and the wafer W or the reticle R is slightly rotated. The chip rotation can be corrected from the shot of the first layer printed by printing, and the occurrence of the chip rotation due to the influence of yawing can be suppressed even in the overlapping exposure of the second and subsequent layers.

【0049】以上、本発明の各実施例では、移動鏡M
X、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。
As described above, in each embodiment of the present invention, the moving mirror M
The rotation amounts (bending amounts) of X and MY are measured by a θ interferometer using a coherent beam. However, it is not always necessary to use an interferometer. The same effect can be obtained by a configuration in which the light is projected onto the reflecting surface of the movable mirror and the change in the reflection direction of the reflected light beam is photoelectrically detected. In this case, the parallel light beam projected on the movable mirror may have a slit-shaped cross section having a length of about 10 to several tens mm in the direction in which the reflecting surface extends.

【0050】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。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。
As the exposure method, any method such as a proximity method in which the mask and the wafer are brought close to each other, an aligner in which the mask and the wafer are integrally scanned with respect to the projection optical system, or a step-and-scan method can be applied. In addition, the moving mirrors MX and MY for the X axis and the Y axis are
Two perpendicular sides of the ceramic stage may be optically polished, and aluminum or the like may be deposited thereon.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の様に、請求項1又は請求項5に記
載された発明では、反射面の曲りを、精度よく計測で
き、可動体の位置測定、位置決め精度が向上するという
効果がある。
As described above, according to the first or fifth aspect of the present invention, the bending of the reflecting surface can be measured accurately, and the position measurement and the positioning accuracy of the movable body are improved. .

【0052】さらに、請求項9、12、14、17に記
載された発明では、2つの測長軸に沿った測長ビームの
光路差に基づいて計測された反射面の曲りに関する情報
で、2つの測長軸の間で計測されるステージの位置を制
御又は補正するので、精度の高いステージの位置制御を
行うことができるという効果がある。
Further, according to the inventions described in claims 9 , 12, 14 , and 17 , the length measuring beam along the two length measuring axes is provided.
Information on the curvature of the reflective surface measured based on the optical path difference
Controls the position of the stage measured between the two measuring axes.
Since control or correction is performed, there is an effect that highly accurate stage position control can be performed.

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

【図1】 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
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a stepper to which a position measuring or positioning device according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】 第1の実施例におけるステージ配置の様子を
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a state of stage arrangement in the first embodiment.

【図3】 座標位置測定用の干渉計の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an interferometer for measuring a coordinate position.

【図4】 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である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a θ interferometer for measuring rotation and bending of a movable mirror (stage).

【図5】 移動鏡自体の曲がりを計測する様子を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining how to measure the bending of the movable mirror itself.

【図6】 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
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating yawing that occurs when positioning is performed using an alignment system, and positioning correction based on the yawing.

【図7】 チップローテーションを誇張して示す図であ
る。
FIG. 7 is an exaggerated view of the tip rotation.

【図8】 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。
FIG. 8 is a plan view showing a structure of a wafer stage suitable for preventing chip rotation (yawing).

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

R…レチクル、W…ウェハ、ST…ステージ、MX、M
Y…移動鏡、XI、YI…座標位置計測用の干渉計、X
θI、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
R: reticle, W: wafer, ST: stage, MX, M
Y: movable mirror, XI, YI: interferometer for coordinate position measurement, X
θI, YθI: Interferometer for measuring the amount of rotation, 40X, 40Y
... Counter circuit, 42 ... Correction system, 50 ... Control system

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 9/00-11/30 102 H01L 21/027

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マスクのパターンが転写される基板を保持
して移動する可動体と、該可動体の位置情報を得るため
に前記可動体の一部に設けられた反射面と、前記パター
ンの像を前記基板上に投影するための投影光学系とを備
えた露光装置において、 前記投影光学系の光軸と垂直な面内に配置された2つの
測長軸と、前記2つの測長軸とほぼ平行で、かつ前記投
影光学系の光軸と垂直に設定された前記可動体の位置を
計測する計測軸とを有し、前記2つの測長軸に沿って測
長ビームを前記反射面に照射し、前記2つの測長軸にお
ける前記測長ビームの光路差に基づいて、前記反射面の
曲がりに関する情報を計測する干渉計システムを備えた
ことを特徴とする露光装置。
A movable member for holding and moving a substrate onto which a pattern of a mask is transferred; a reflecting surface provided on a part of the movable member for obtaining positional information of the movable member; An exposure apparatus comprising: a projection optical system for projecting an image onto the substrate; two measurement axes arranged in a plane perpendicular to an optical axis of the projection optical system; and the two measurement axes. Is almost parallel to the
The position of the movable body set perpendicular to the optical axis of the shadow optical system
And a measurement axis for measuring the irradiating a measurement beam along two measurement axes on the reflective surface, based on the optical path difference of the measurement beam in the two measurement axes, said reflecting surface An exposure apparatus, comprising: an interferometer system for measuring information relating to a bend.
【請求項2】前記計測軸は、前記2つの測長軸のほぼ中
間位置に設定されることを特徴とする請求項1に記載の
露光装置。
2. The method according to claim 1, wherein the measuring axis is substantially centered between the two measuring axes.
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is set at an intermediate position .
【請求項3】前記反射面の曲りに関する情報に基づい
て、前記計測軸上で計測される前記可動体の位置を補正
することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露
光装置。
3. A method according to claim 2, wherein said information is based on information relating to the curvature of said reflecting surface.
To correct the position of the movable body measured on the measurement axis
An apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that.
【請求項4】前記可動体上のマークを検出するマーク検
出手段をさらに備え、前記2つの測長軸の一方は前記マ
ーク検出手段の検出点と交わることを特徴とする請求項
1から請求項3のいずれか一項に記載の装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising mark detection means for detecting a mark on said movable body, wherein one of said two length measurement axes intersects a detection point of said mark detection means. An apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項5】マスクのパターンが転写される基板を保持
して移動する可動体と、該可動体の位置情報を得るため
に前記可動体の一部に設けられた反射面と、前記可動体
上のマークを検出するマーク検出手段とを備えた露光装
置において、 前記マーク検出手段の検出点と交わる第1測長軸と
第1測長軸に平行な第2測長軸と、前記第1測長軸と前
記第2測長軸との間で、前記可動体の位置を計測する計
測軸とを有し、前記第1測長軸及び前記第2測長軸に沿
って測長ビームを前記反射面に照射し、前記2つの測長
軸における前記測長ビームの光路差に基づいて、前記反
射面の曲がりに関する情報を計測する干渉計システムを
備えたことを特徴とする露光装置。
5. A movable body that moves while holding a substrate onto which a pattern of a mask is transferred, a reflecting surface provided on a part of the movable body for obtaining positional information of the movable body, and the movable body. an exposure apparatus that includes a mark detection means for detecting a mark on a first measurement axes intersecting the detection points of said mark detecting means, a second measurement axes parallel to the first measurement axis, wherein First measurement axis and front
A meter for measuring the position of the movable body between the second measuring axis and the second measuring axis;
Irradiating the reflecting surface with a measurement beam along the first measurement axis and the second measurement axis , based on an optical path difference between the measurement beams in the two measurement axes. An exposure apparatus comprising: an interferometer system for measuring information relating to the bending of the reflection surface.
【請求項6】前記マスクのパターン像を前記基板上に投
影するための投影光学系をさらに備え、前記計測軸 は、前記投影光学系の光軸と交わり、かつ
記第1測長軸と前記第2測長軸とのほぼ中間位置に設定
されることを特徴とする請求項5に記載の装置。
6. further comprising a projection optical system for projecting a pattern image of the mask on the substrate, wherein the measurement axis intersects the optical axis of the projection optical system, and before
It is set at a substantially intermediate position between the first measuring axis and the second measuring axis.
Apparatus according to claim 5, characterized in that it is.
【請求項7】前記可動体上のマークは、前記可動体に保
持された前記基板上のアライメントマークを含むことを
特徴とする請求項5又は請求項6に記載の装置。
7. A mark on the movable body is retained on the movable body.
Including an alignment mark on the substrate held.
Apparatus according to claim 5 or claim 6.
【請求項8】前記反射面の曲りに関する情報に基づい
て、前記計測軸上で計測される前記可動体の位置を補正
することを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか
一項に記載の露光装置。
8. A method according to claim 1, wherein information on a curvature of the reflection surface is obtained.
To correct the position of the movable body measured on the measurement axis
The method according to any one of claims 5 to 7, wherein
The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項9】ステージの一部に設けられた反射面を用い
て、前記ステージの位置を制御するステージ位置制御方
法において、 互いにほぼ平行な2つの測長軸に沿って測長ビームを前
記反射面に照射し、前記2つの測長軸における前記測長
ビームの光路差に基づいて、前記反射面の曲りに関する
情報を予め計測し、 前記2つの測長軸の間で、かつ前記2つの測長軸とほぼ
平行に規定された計測軸上における前記ステージの位置
を、予め計測された前記反射面の曲りに関する情報を用
いて制御することを特徴とするステージ位置制御方法。
9. A stage position control method for controlling the position of the stage using a reflecting surface provided on a part of the stage, wherein the measuring beam is reflected along two length measuring axes substantially parallel to each other. irradiating the surface, on the basis of the optical path difference of the measurement beam in the two measurement axes, the previously measured information about the curvature of the reflection surface, between the two measurement axes, and the two measuring A stage position control method, wherein a position of the stage on a measurement axis defined substantially in parallel with a long axis is controlled by using information about a curvature of the reflection surface measured in advance.
【請求項10】前記ステージ上のマークを検出するマー
ク検出手段を有し、 前記マーク検出手段の検出結果に基づいて、前記ステー
ジの位置を制御する際、前記予め記憶された前記反射面
の曲りに関する情報を用いることを特徴とする 請求項9
に記載のステージ位置制御方法。
10. A marker for detecting a mark on the stage.
A mark detecting means, based on the detection result of the mark detecting means,
When controlling the position of the surface, the reflection surface stored in advance
10. The method according to claim 9, wherein information relating to the bending of the vehicle is used.
3. The stage position control method according to item 1.
【請求項11】前記2つの測長軸の一方は、前記マーク
検出手段の検出点と交わることを特徴とする請求項10
に記載のステージ位置制御方法。
11. One of the two measurement axes is the mark.
11. The method according to claim 10, wherein the detection point intersects a detection point of the detection means.
3. The stage position control method according to item 1.
【請求項12】ステージの一部に設けられた反射面を用
いて、前記ステージの位置を制御するステージ位置制御
方法において、 互いにほぼ平行な2つの測長軸に沿って測長ビームを前
記反射面に照射し、前記2つの測長軸における前記測長
ビームの光路差に基づいて、前記反射面の曲りに関する
情報を計測し、 前記2つの測長軸を含む面内で、かつ前記2つの測長軸
のほぼ中間位置で計測される前記ステージの位置を、前
記反射面の曲りに関する情報に基づいて補正することを
特徴とするステージ位置制御方法。
12. A reflecting surface provided on a part of a stage is used.
Position control for controlling the position of the stage
In the method, the measuring beam is guided along two measuring axes substantially parallel to each other.
Irradiating the reflective surface and measuring the length in the two measuring axes
The bending of the reflecting surface based on the optical path difference of the beam.
Measuring information, in a plane including the two measurement axes, and the two measurement axes;
Position of the stage measured at approximately the middle of
Correction based on information about the curvature of the reflective surface.
Characteristic stage position control method.
【請求項13】 前記ステージの位置は、前記2つの測長
軸を含む面内で、かつ前記2つの測長軸のほぼ中間位置
に設定された計測軸上で計測されることを特徴とする請
求項12に記載のステージ位置制御方法。
13. The position of the stage is measured in a plane including the two measurement axes and on a measurement axis set at a substantially intermediate position between the two measurement axes. The stage position control method according to claim 12.
【請求項14】 ステージの一部に設けられた反射面を用
いて、前記ステージの位置を制御するステージ位置制御
装置において、 前記反射面とほぼ垂直な面内に配置される2つの測長軸
に沿って測長ビームを前記反射面に照射し、前記2つの
測長軸における前記測長ビームの光路差に基づいて、前
記反射面の曲りに関する情報を計測する計測手段と、 前記2つの測長軸の間で、かつ前記2つの測長軸とほぼ
平行に規定された計測軸上における前記ステージの位置
を、前記計測手段で計測された前記反射面の曲りに関す
る情報を用いて制御する制御手段とを備えることを特徴
とするステージ位置制御装置。
14. A stage position control device for controlling the position of the stage using a reflecting surface provided on a part of the stage, wherein two length measuring axes arranged in a plane substantially perpendicular to the reflecting surface. Measuring means for irradiating the reflecting surface with a measurement beam along the distance, and measuring information on the bending of the reflection surface based on an optical path difference between the measurement beams on the two measurement axes; Control for controlling the position of the stage on a measurement axis defined between the long axes and substantially parallel to the two length measurement axes, using information on the curvature of the reflection surface measured by the measurement means. Means for controlling a stage position.
【請求項15】 前記計測手段で計測された前記反射面の
曲りに関する情報を記憶する記憶手段を有し、 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記反射面
の曲りに関する情報に基づいて、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14に記載のステージ
位置制御装置。
15. A storage unit for storing information regarding the curvature of the reflection surface measured by the measurement unit, wherein the control unit is configured to store information on the curvature of the reflection surface stored in the storage unit. The stage position control device according to claim 14, wherein the position of the stage is controlled.
【請求項16】 前記計測軸に沿って計測ビームを照射
し、前記ステージの位置を計測するステージ位置計測手
段を有し、 前記制御手段は、前記反射面の曲りに関する情報に基づ
いて、前記ステージ位置計測手段で計測された前記ステ
ージの位置を制御することを特徴とする請求項14又は
請求項15に記載のステージ制御装置。
16. A stage position measuring means for irradiating a measurement beam along the measurement axis and measuring a position of the stage, wherein the control means controls the stage based on information on a curvature of the reflection surface. 16. The stage control device according to claim 14, wherein a position of the stage measured by a position measuring unit is controlled.
【請求項17】 ステージの一部に設けられた反射面を用
いて、前記ステージの位置を制御するステージ位置制御
装置において、 前記反射面とほぼ垂直な面内に配置される2つの測長軸
に沿って測長ビームを前記反射面に照射し、前記2つの
測長軸における前記測長ビームの光路差に基づいて、前
記反射面の曲りに関する情報を計測する計測手段と、 前記2つの測長軸を含む面内で、かつ前記2つの測長軸
のほぼ中間位置で計測される前記ステージの位置を、前
記計測手段で計測された前記反射面の曲りに関する情報
に基づいて補正する補正手段とを備えることを特徴とす
るステージ位置制御装置。
17. A stage position control device for controlling a position of the stage using a reflection surface provided on a part of the stage, wherein two length measurement axes arranged in a plane substantially perpendicular to the reflection surface. Measuring means for irradiating the reflecting surface with a measurement beam along the distance, and measuring information on the bending of the reflection surface based on an optical path difference between the measurement beams on the two measurement axes; Correction means for correcting the position of the stage measured at a position substantially in the plane including the long axis and at a substantially intermediate position between the two measurement axes, based on information on the curvature of the reflection surface measured by the measurement means. And a stage position control device.
【請求項18】 前記計測手段で計測された前記反射面の
曲りに関する情報を記憶する記憶手段を有し、 前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記反射面
の曲りに関する情報に基づいて、前記ステージの位置を
補正することを特徴とする請求項17に記載のステージ
位置制御装置。
18. A storage device for storing information regarding the curvature of the reflection surface measured by the measurement device, wherein the correction device is configured to store information on the curvature of the reflection surface stored in the storage device. 18. The stage position control device according to claim 17, wherein the position of the stage is corrected.
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