JP3360672B2 - Scanning exposure method, scanning exposure apparatus, laser device, and element manufacturing method - Google Patents

Scanning exposure method, scanning exposure apparatus, laser device, and element manufacturing method

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JP3360672B2 JP2000093843A JP2000093843A JP3360672B2 JP 3360672 B2 JP3360672 B2 JP 3360672B2 JP 2000093843 A JP2000093843 A JP 2000093843A JP 2000093843 A JP2000093843 A JP 2000093843A JP 3360672 B2 JP3360672 B2 JP 3360672B2
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路や液晶
デバイス製造用のスキャン方式の投影露光装置、方法、
およびスキャン方式用のレーザ装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scan type projection exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor integrated circuits and liquid crystal devices.
And a scanning type laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来この種の装置においては、結像特性
を高度に維持する必要があるため、結像特性の補正機能
を有しているものが多い。結像特性が変動する要因とし
ては、大気圧、気温等の外部環境の変化と投影光学系が
露光光線をわずかながらも吸収することとによって発生
するものがある。環境の変化に対しては、例えば特開昭
61−183928号公報に開示されているように大気
圧等をセンサーでモニターし、それに応じて補正を行っ
ている。また露光光の吸収に対しては例えば特開昭60
−78454号公報に開示されているように投影光学系
に入射する光エネルギーを測定し、その値に基づいて露
光光吸収によって発生する結像特性の変化を計算して補
正を行う方法が知られている。この場合、マスクを介し
て投影光学系に入射する光エネルギーは例えば、基板ス
テージ上に設けられた光電センサーにて検出される。さ
らに投影光学系にはマスク側から入射する投影露光用の
光エネルギーの他に、感光基板上で反射され再び投影光
学系に入射する光エネルギーも存在し、この光エネルギ
ーもその強度によっては投影光学系の結像特性を変化さ
せる原因となる。これに対しては、例えば特開昭62−
183522号公報に開示されているように、感光基板
からの反射光を投影光学系、マスクを介して受光する光
電センサーを照明光学系内に設けることによって測定
し、この反射光エネルギーによる結像特性の変化分を考
慮してトータルの結像特性の変化を計算する方法があ
る。この場合、照明光学系内に光電センサーがあるた
め、光学部材やマスクパターン等からの反射光が基板か
らの反射光と同時に光電センサーに入射してしまう。そ
のため、この方法では、互いに異なる既知の反射率を持
った基準反射面の複数を基板ステージ上に設けておき、
これらの基準反射面に対する光電センサーの各出力比を
予め求めておき、この比に基づいて感光基板の反射率
(正確には反射強度)を求めることとしている。このよ
うに、マスクパターンからの反射光が感光基板からの反
射光に重畳してくることから、マスクを交換する毎に複
数の基準反射面のセンサー出力を求めるか、予め測定し
て登録する作業が必要となってくる。
2. Description of the Related Art Conventionally, many devices of this type have a function of correcting the image forming characteristics because the image forming characteristics must be maintained at a high level. Factors that cause the imaging characteristics to fluctuate include those that occur due to changes in the external environment such as atmospheric pressure and air temperature, and the fact that the projection optical system slightly absorbs the exposure light. With respect to changes in the environment, atmospheric pressure and the like are monitored by a sensor as disclosed in, for example, JP-A-61-183928, and corrections are made accordingly. For the absorption of exposure light, see, for example,
As disclosed in JP-A-78454, a method is known in which light energy incident on a projection optical system is measured, and a change in an imaging characteristic caused by exposure light absorption is calculated based on the measured value to perform correction. ing. In this case, light energy incident on the projection optical system via the mask is detected by, for example, a photoelectric sensor provided on the substrate stage. Further, in the projection optical system, in addition to the projection exposure light energy incident from the mask side, there is also light energy reflected on the photosensitive substrate and incident again on the projection optical system. It causes the imaging characteristics of the system to change. On the other hand, for example,
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 183522, measurement is performed by providing a photoelectric sensor that receives reflected light from a photosensitive substrate via a projection optical system and a mask in an illumination optical system, and forms an image forming characteristic by the reflected light energy. There is a method of calculating the change of the total imaging characteristic in consideration of the change of the image formation. In this case, since there is a photoelectric sensor in the illumination optical system, reflected light from an optical member, a mask pattern, or the like enters the photoelectric sensor at the same time as reflected light from the substrate. Therefore, in this method, a plurality of reference reflection surfaces having different known reflectances are provided on the substrate stage,
Each output ratio of the photoelectric sensor with respect to these reference reflecting surfaces is determined in advance, and the reflectance (reflected intensity) of the photosensitive substrate is determined based on the ratio. As described above, since the reflected light from the mask pattern is superimposed on the reflected light from the photosensitive substrate, the sensor output of a plurality of reference reflecting surfaces is obtained every time the mask is replaced, or the measurement and registration are performed in advance. Is required.

【0003】従来は以上の様な方法により、露光光の吸
収による結像特性の変化量を求め、補正を行ってきた。
Conventionally, the amount of change in imaging characteristics due to absorption of exposure light has been obtained and corrected by the above-described method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方式は、
マスク全体を一度に感光基板上に投影露光する方式(一
括露光方式、もしくはフル・フィールド方式と呼ばれ
る)を前提として開発されたものである。ところが、近
年マスク上のパターン領域の一部をスリット状に照明
し、マスクと感光基板を互いに移動しつつ露光する方
式、いわゆるスキャン露光方式が開発されている。この
方式では、マスクを照明する領域が一括露光方式に比べ
て小さいため像歪みの量、あるいは照度の不均一性が小
さいという利点があるのみならず、スキャン方向に関し
ては投影光学系のフィールドサイズの制限を受けずに大
面積露光できるという利点がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned conventional method is as follows.
It has been developed on the premise of a method of projecting and exposing the entire mask onto the photosensitive substrate at one time (referred to as a collective exposure method or a full field method). However, in recent years, a method of illuminating a part of a pattern region on a mask in a slit shape and exposing the mask and the photosensitive substrate while moving each other, a so-called scan exposure method, has been developed. This method not only has the advantage that the area illuminating the mask is smaller than the one-shot exposure method, so that the amount of image distortion or the nonuniformity of the illuminance is small. There is an advantage that large-area exposure can be performed without restriction.

【0005】しかしながら、スキャン露光方式の露光装
置では、マスクをスリット状照明光に対して走査してい
る間、投影光学系に入射するエネルギーが一定ではなく
変化する。これは例えば、マスクに設けられた遮光部
(パターン中のクロム層)の面積がマスク上のスリット
照明領域の位置に応じて異なるため、スキャン露光中に
投影光学系に入射するエネルギー量が異なることに起因
するものである。
However, in a scanning exposure type exposure apparatus, the energy incident on the projection optical system is not constant and changes while the mask is scanned with the slit-shaped illumination light. This is because, for example, the area of the light-shielding portion (chrome layer in the pattern) provided on the mask differs according to the position of the slit illumination area on the mask, so that the amount of energy incident on the projection optical system during scan exposure differs. It is caused by

【0006】また、マスクパターンからの反射光もマス
クの位置に応じて異なることになり、必然的に感光基板
で反射して投影光学系に入射するエネルギー量の検出精
度も、従来のままでは悪化することになる。
Further, the reflected light from the mask pattern also varies depending on the position of the mask, and the accuracy of detecting the amount of energy reflected on the photosensitive substrate and incident on the projection optical system is inevitably deteriorated in the conventional case. Will be.

【0007】以上のようなことから、露光光吸収による
結像特性の変化量を正確に求めて補正を行うことができ
ないという問題点があった。
As described above, there has been a problem in that it is not possible to accurately determine the amount of change in the imaging characteristic due to absorption of exposure light and to perform correction.

【0008】本発明は、エキシマレーザなどのパルス光
源を用いたスキャン露光方式においても、基板上のショ
ット領域内の各点に正確な露光量が与えられるようにす
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide an accurate exposure amount to each point in a shot area on a substrate even in a scan exposure method using a pulse light source such as an excimer laser.

【0009】本発明は、例えば、パルス発光される照明
光の照明領域に対してマスク(R)を所定の走査方向へ
移動するとともに、走査方向に対応する方向へ基板
(W)を移動することにより、基板を走査露光する走査
露光方法において、その照明光の強度分布の少なくとも
その走査方向の端部に傾きを持たせ、その照明光の強度
(Im)の半分の強度(Im/2)で規定される照明領
域IAのその走査方向の幅(XPs+ΔXs)が所定の
整数値Npで丁度割り切れるような距離間隔毎に、照明
光をパルス発光し、その走査方向と直交する方向の照明
光の強度ムラに応じて、基板に対する露光量制御を行う
ようにしたものである。
According to the present invention, for example, the mask (R) is moved in a predetermined scanning direction with respect to an illumination area of pulsed illumination light, and the substrate (W) is moved in a direction corresponding to the scanning direction. In the scanning exposure method for scanning and exposing a substrate, at least the edge of the intensity distribution of the illumination light in the scanning direction is inclined, and the intensity distribution is half (Im / 2) of the intensity (Im) of the illumination light. Pulses of the illumination light are emitted at intervals of such a distance that the width (XPs + ΔXs) of the defined illumination area IA in the scanning direction is exactly divisible by a predetermined integer Np, and the intensity of the illumination light in the direction orthogonal to the scanning direction. The exposure amount control for the substrate is performed according to the unevenness.

【0010】[0010]

【作用】照明光の照度分布のスキャン方向の端部に傾斜
を持たせ、さらにスキャン方向と直交する非スキャン方
向の照明光の強度ムラを考慮して露光量制御を行ってい
るので、照明光をパルス発光する光源をスキャン露光方
式に用いた場合にも、基板上のショット領域内の各点の
正確な露光量を与えることができる。
The exposure light is controlled by giving an inclination to the end of the illuminance distribution of the illumination light in the scanning direction and taking into account the intensity unevenness of the illumination light in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. When a light source that emits light pulses is used in a scan exposure method, it is possible to provide an accurate exposure amount for each point in a shot area on a substrate.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は本発明の一実施に好適な投影露光装置の
概略的な構成を示す図である。光源1を発した照明光I
Lはシャッター2を通過してコリメータレンズ等からな
るレンズ系4により所定の光束径に調整された後、ミラ
ー5を介してフライアイレンズ6に入射する。照明光I
Lは、例えばKrFやArFのエキシマレーザ光、銅蒸
気レーザやYAGレーザの高調波、あるいは超高圧水銀
ランプの紫外域の輝線である。シャッター2はシャッタ
ー駆動部3により光路から挿脱可能であり、光路の開閉
を制御するが、光源1がエキシマレーザ等のパルス光源
であるときは、シャッター2を光量制御用に使うことは
不要である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus suitable for one embodiment of the present invention. Illumination light I emitted from light source 1
L passes through the shutter 2 and is adjusted to a predetermined light beam diameter by a lens system 4 including a collimator lens and the like, and then enters a fly-eye lens 6 via a mirror 5. Illumination light I
L is, for example, an excimer laser beam of KrF or ArF, a harmonic of a copper vapor laser or a YAG laser, or a bright line in the ultraviolet region of an ultra-high pressure mercury lamp. The shutter 2 can be inserted into and removed from the optical path by a shutter driving unit 3, and controls opening and closing of the optical path. However, when the light source 1 is a pulse light source such as an excimer laser, it is unnecessary to use the shutter 2 for controlling the light amount. is there.

【0012】フライアイレンズ6から射出した光線はリ
レーレンズ7a、7b、レチクルブラインド8、ミラー
9、コンデンサーレンズ10を介して半導体の回路パタ
ーン等が描かれたレチクル(マスク)Rに入射する。フ
ライアイレンズ6、リレーレンズ7a、7b、ミラー
9、コンデンサーレンズ10の合成系は、フライアイレ
ンズ6の夫々のレンズエレメントから射出した照明光I
LをレチクルR上で重畳させレチクルRを均一な光強度
で照明する様に構成されている。またレチクルブライン
ド8の遮光面はレチクルRのパターン領域と共役な関係
にあり、レチクルブラインド8を構成する複数枚の可動
遮光部(例えば2枚のL字型の可動遮光部)をモータ1
1により開閉することにより開口部の大きさ(スリット
幅等)を調整する。この開口部の大きさを調整すること
によりレチクルRを照明する照明領域IAを任意に設定
する。レチクルRはベース12上に設けられたレチクル
ステージRSTに真空吸着され、このレチクルステージ
RSTは照明系の光軸IXに垂直な平面内でレチクルR
を位置決めするために、ベース12上をエアベアリング
等を介して2次元方向に微動可能である。また、レチク
ルステージRSTはリニアモータ等で構成されたレチク
ル駆動部13によりベース12上を所定の方向(スキャ
ン方向)に移動可能となっている。レチクルステージR
STはレチクルRの全面が少なくとも照明系の光軸IX
を横切ることができるだけの移動ストロークを有してい
る。レチクルステージRSTの端部には干渉計14から
のレーザビームを反射する移動鏡15が固定されてお
り、レチクルステージRSTのスキャン方向の位置は干
渉計14によって、例えば0.01μm程度の分解能で
常時検出される。干渉計14からのレチクルステージR
STの位置情報はレチクルステージ制御系16に送ら
れ、レチクルステージ制御系16はレチクルステージR
STの位置情報に基づいてレチクル駆動部13を制御
し、レチクルステージRSTを移動する。レチクルRは
不図示のレチクルアライメント系により所定の基準位置
に精度よく位置決めされるようにレチクルステージRS
Tの初期位置が決定されるため、移動鏡15の位置を干
渉計14で測定するだけでレチクルRの位置を十分高精
度に測定したことになる。
Light rays emitted from the fly-eye lens 6 are incident on a reticle (mask) R on which a semiconductor circuit pattern or the like is drawn via relay lenses 7a and 7b, a reticle blind 8, a mirror 9, and a condenser lens 10. The combined system of the fly-eye lens 6, the relay lenses 7a and 7b, the mirror 9, and the condenser lens 10 illuminates the illumination light I emitted from each lens element of the fly-eye lens 6.
L is superimposed on the reticle R to illuminate the reticle R with uniform light intensity. The light-shielding surface of the reticle blind 8 has a conjugate relationship with the pattern area of the reticle R, and a plurality of movable light-shielding portions (for example, two L-shaped movable light-shielding portions) constituting the reticle blind 8 are connected to the motor 1.
The size (slit width, etc.) of the opening is adjusted by opening and closing by step 1. The illumination area IA for illuminating the reticle R is arbitrarily set by adjusting the size of the opening. The reticle R is vacuum-sucked on a reticle stage RST provided on the base 12, and the reticle stage RST is moved in a plane perpendicular to the optical axis IX of the illumination system.
Can be finely moved in a two-dimensional direction on the base 12 via an air bearing or the like in order to determine the position. The reticle stage RST can be moved on the base 12 in a predetermined direction (scan direction) by a reticle driving unit 13 constituted by a linear motor or the like. Reticle stage R
ST indicates that the entire surface of the reticle R has at least the optical axis IX of the illumination system.
Have a travel stroke sufficient to cross the A movable mirror 15 for reflecting the laser beam from the interferometer 14 is fixed to an end of the reticle stage RST, and the position of the reticle stage RST in the scanning direction is constantly set by the interferometer 14 at a resolution of, for example, about 0.01 μm. Is detected. Reticle stage R from interferometer 14
The position information of the ST is sent to the reticle stage control system 16, and the reticle stage control system 16
The reticle driving unit 13 is controlled based on the position information of the ST to move the reticle stage RST. The reticle stage RS is positioned so that the reticle R is accurately positioned at a predetermined reference position by a reticle alignment system (not shown).
Since the initial position of T is determined, the position of the reticle R is measured with sufficiently high accuracy only by measuring the position of the movable mirror 15 with the interferometer 14.

【0013】さて、レチクルRを通過した照明光IL
は、例えば両側テレセントリックな投影光学系PLに入
射し、投影光学系PLはレチクルRの回路パターンを例
えば1/5あるいは1/4に縮小した投影像を、表面に
レジスト(感光剤)が塗布されたウェハW上に形成す
る。
The illumination light IL that has passed through the reticle R
Is incident on, for example, a projection optical system PL that is telecentric on both sides. The projection optical system PL applies a resist (photosensitive agent) on the surface of a projected image obtained by reducing the circuit pattern of the reticle R to, for example, 1/5 or 1/4. Formed on the wafer W.

【0014】本実施例による露光装置においては、図2
に示されるようにレチクル側スキャン方向(+x方向)
に対して垂直方向に長手方向を有する長方形(スリット
状)の照明領域IAでレチクルRが照明され、レチクル
Rは露光時に矢印Vrの大きさの速度でスキャンされ
る。照明領域IA(中心は光軸IXとほぼ一致)は投影
光学系PLを介してウェハW上に投影され、投影領域I
A’が形成される。ウェハWはレチクルRとは倒立結像
関係にあるため矢印Vr方向とは反対方向(−x方向)
にレチクルRに同期して矢印Vwの大きさの速度でスキ
ャンされ、ウェハのショット領域SAの全面が露光可能
となる。スキャンの速度の比Vw/Vrは正確に投影光
学系PLの縮小倍率に応じたものになっており、レチク
ルRのパターン領域PAのパターンがウェハW上のショ
ット領域SA上に正確に縮小転写される。照明領域IA
の長手方向はレチクルR上のパターン領域PAよりも大
きく、遮光領域STの最大幅よりも小さくなるように形
成されており、スキャンすることによりパターン領域P
A全面の照明を可能としている。
In the exposure apparatus according to this embodiment, FIG.
Reticle side scanning direction (+ x direction) as shown in
The reticle R is illuminated in a rectangular (slit-shaped) illumination area IA having a longitudinal direction perpendicular to the reticle R, and the reticle R is scanned at the speed of the arrow Vr during exposure. The illumination area IA (the center substantially coincides with the optical axis IX) is projected onto the wafer W via the projection optical system PL, and the projection area I
A 'is formed. Since the wafer W has an inverted image relationship with the reticle R, the direction is opposite to the direction of the arrow Vr (−x direction).
Then, scanning is performed at a speed indicated by an arrow Vw in synchronization with the reticle R, and the entire shot area SA of the wafer can be exposed. The scanning speed ratio Vw / Vr accurately corresponds to the reduction magnification of the projection optical system PL, and the pattern of the pattern area PA of the reticle R is accurately reduced and transferred onto the shot area SA on the wafer W. You. Illumination area IA
Is formed so as to be longer than the pattern area PA on the reticle R and smaller than the maximum width of the light shielding area ST.
A enables illumination of the entire surface.

【0015】再び図1の説明に戻って、ウェハWはウェ
ハホルダ17に真空吸着され、ウェハホルダ17を介し
てウェハステージWST上に保持されている。ウェハホ
ルダ17は不図示の駆動部により、投影光学系PLの最
良結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ光軸IX
方向(Z方向)に微動が可能である。また、ウェハステ
ージWSTは前述のスキャン方向(X方向)の移動のみ
ならず、複数のショット領域に任意に移動できるように
スキャン方向に垂直な方向(Y方向)にも移動可能に構
成されており、ウェハW上の各ショット領域をスキャン
露光する動作と、次のショット露光開始位置まで移動す
る動作とを繰り返すステップアンドスキャン動作を行
う。モータ等のウェハステージ駆動部18はウェハステ
ージWSTをXY方向に移動する。ウェハステージWS
Tの端部には干渉計19からのレーザビームを反射する
移動鏡20が固定されており、ウェハステージWSTの
XY方向の位置は干渉計19によって、例えば0.01
μm程度の分解能で常時検出される。ウェハステージW
STの位置情報(又は速度情報)はウェハステージ制御
部21に送られ、ウェハステージ制御部21はこの位置
情報(又は速度情報)に基づいてウェハステージ駆動部
18を制御する。
Referring back to FIG. 1, the wafer W is vacuum-sucked on the wafer holder 17 and is held on the wafer stage WST via the wafer holder 17. The wafer holder 17 can be tilted in an arbitrary direction with respect to the best image forming plane of the projection optical system PL by a driving unit (not shown), and the optical axis IX
Fine movement is possible in the direction (Z direction). The wafer stage WST is configured to be movable not only in the above-described scan direction (X direction) but also in a direction (Y direction) perpendicular to the scan direction so as to be able to move arbitrarily to a plurality of shot areas. Then, a step-and-scan operation is performed in which the operation of scanning and exposing each shot area on the wafer W and the operation of moving to the next shot exposure start position are repeated. The wafer stage driving unit 18 such as a motor moves the wafer stage WST in the XY directions. Wafer stage WS
A movable mirror 20 that reflects the laser beam from the interferometer 19 is fixed to an end of T, and the position of the wafer stage WST in the XY directions is set to, for example, 0.01 by the interferometer 19.
It is always detected with a resolution of about μm. Wafer stage W
The ST position information (or speed information) is sent to the wafer stage control unit 21, and the wafer stage control unit 21 controls the wafer stage driving unit 18 based on the position information (or speed information).

【0016】また、詳しい説明は省略するが、不図示の
ウェハアライメント系により前回露光され、処理がされ
たウェハWに対してはレチクルの投影像が正確に重ね合
わせ露光がされるようにウェハWの位置合わせが行われ
るまた、図1の装置には投影光学系PLの最良結像面に
向けてピンホール、あるいはスリット像を形成するため
の結像光束を光軸IX方向に対して斜め方向より供給す
る照射光学系22と、その結像光束のウェハWの表面で
の反射光束をスリットを介して受光する受光光学系23
とから成る斜入射方式のウェハ位置検出系(焦点検出
系)が、投影光学系PLを支える支持部(コラム)24
に固定されている。このウェハ位置検出系の構成等につ
いては、例えば特開昭60−168112号公報に開示
されており、ウェハ表面の結像面に対する上下方向(Z
方向)の位置偏差を検出し、ウェハWと投影光学系PL
が所定の間隔を保つ様にウェハホルダ17をZ方向に駆
動するために用いられる。ウェハ位置検出系からのウェ
ハ位置情報は焦点位置制御部25に入力され、このウェ
ハ位置情報は主制御系100を介してウェハステージ制
御部21に送られる。ウェハステージ制御部21はこの
ウェハ位置情報に基づいてウェハホルダ17をZ方向に
駆動する。
Although not described in detail, the wafer W which has been exposed last time by a wafer alignment system (not shown) and has been processed so that the projected image of the reticle is accurately superposed and exposed. In the apparatus shown in FIG. 1, an image forming light beam for forming a pinhole or a slit image toward the best image forming plane of the projection optical system PL is inclined obliquely to the optical axis IX direction. An irradiation optical system 22 supplied from a light receiving optical system 23 for receiving, via a slit, a light beam reflected by the surface of the wafer W of the image forming light beam.
The oblique incidence type wafer position detection system (focus detection system) composed of
It is fixed to. The configuration and the like of this wafer position detection system are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-168112.
Direction), the wafer W and the projection optical system PL are detected.
Are used to drive the wafer holder 17 in the Z direction so as to keep a predetermined interval. The wafer position information from the wafer position detection system is input to the focus position control unit 25, and the wafer position information is sent to the wafer stage control unit 21 via the main control system 100. The wafer stage controller 21 drives the wafer holder 17 in the Z direction based on the wafer position information.

【0017】なお、本実施例では結像面が零点基準とな
るように、予め受光光学系22の内部に設けられた不図
示の平行平板ガラス(プレーンパラレル)の角度が調整
され、ウェハ位置検出系のキャリブレーションが行われ
るものとする。また、例えば特開昭58−113706
号公報に開示されているような水平位置検出系を用いた
り、あるいは投影光学系PLのイメージフィルード内の
任意の複数の位置での焦点位置を検出できるようにウェ
ハ位置検出系を構成する(例えば複数のスリット像をイ
メージフィールド内に形成する)ことによって、ウェハ
W上の所定領域の結像面に対する傾きを検出可能に構成
してもよい。
In this embodiment, the angle of a parallel plate glass (not shown) provided beforehand inside the light receiving optical system 22 is adjusted so that the image plane becomes the zero point reference, and the wafer position is detected. System calibration shall be performed. Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-113706
A horizontal position detection system as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-207, or a wafer position detection system is configured to detect a focus position at any of a plurality of positions in the image field of the projection optical system PL (for example, By forming a plurality of slit images in the image field), the inclination of a predetermined region on the wafer W with respect to the image plane may be detected.

【0018】また、ウェハステージWST上には照射量
センサー41がウェハWの表面の高さとほぼ一致する高
さに設けられている。照射量センサー41は少なくとも
投影領域IA’以上の受光面を有し、測定時には投影光
学系PLの光軸IXの真下まで移動されて、レチクルR
を通過してくる照明光全体の強度に対応した信号Scを
出力する。これは、後で詳述するように照明光の入射に
伴って変動する結像特性の補正時の初期設定に用いられ
る。
On the wafer stage WST, an irradiation amount sensor 41 is provided at a height substantially equal to the height of the surface of the wafer W. The irradiation amount sensor 41 has a light receiving surface at least equal to or larger than the projection area IA ′, and is moved to a position immediately below the optical axis IX of the projection optical system PL during measurement, so that the reticle R
And outputs a signal Sc corresponding to the intensity of the entire illumination light passing therethrough. This is used for initial setting at the time of correcting an imaging characteristic that fluctuates with the incidence of illumination light, as described in detail later.

【0019】ここで、干渉計19の詳細な配置例につい
て図3を参照して説明する。図3はウェハステージWS
T回りの詳細図である。本実施例の干渉計19は、X方
向の位置を計測するX干渉計(干渉計19x1 ,干渉計
19x2 )とY干渉計(干渉計19y1 ,干渉計19y
2 )とオフアクシクのアライメント系(不図示)の観察
領域OAの中心OAcを通りY方向に光軸をもつアライ
メント用の干渉計19yaとの5つの干渉計から構成さ
れる。干渉計19x1 、19x2 は投影光学系PLの投
影視野ifの中心Ceを通りX軸に平行な直線Cxに関
して対称に配置されている。移動鏡20xは干渉計19
1 、19x2 からのレーザ光を反射するX方向の位置
検出用の移動鏡である。干渉計19y1 、19y2 は投
影光学系PLの投影視野ifの中心Ceを通りY軸に平
行な直線Cyに関して対称に配置されている。移動鏡2
0yは干渉計19y1 、19y2 からのレーザ光を反射
するX方向の位置検出用の移動鏡である。ウェハステー
ジ制御部21内にはX方向の位置を算出する位置算出部
21Xe、移動鏡20x(ステージWST)のY軸から
のヨーイング量を求めるヨーイング算出部21Xθ、Y
方向の位置を算出する位置算出部21Ye、移動鏡20
y(ステージWST)のX軸からのヨーイング量を求め
るヨーイング算出部21Yθ、及びオフアクシクのアラ
イメント系の中心OAcでのY方向の位置を算出する位
置算出部21Yaとが設けられている。位置算出部21
Xeは干渉計19x1 の計測値と干渉計19x2 の計測
値との平均からウェハステージWSTのX方向の位置測
定値Xeを算出する。ヨーイング算出部21Xθは干渉
計19x1 の計測値と干渉計19x2 の計測値との差か
らウェハステージWSTのX方向の移動におけるヨーイ
ング量Xθを算出する。位置算出部21Yeは干渉計1
9y1 の計測値と干渉計19y2 の計測値との平均から
ウェハステージWSTのY方向の位置測定値Yeを算出
する。ヨーイング算出部21Yθは干渉計19y1 の計
測値と干渉計19y2 の計測値との差からのウェハステ
ージWSTのY方向の移動におけるヨーイング量Yθを
算出する。
Here, a detailed arrangement example of the interferometer 19 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the wafer stage WS
It is a detailed view around T. The interferometer 19 of this embodiment includes an X interferometer (interferometer 19x 1 , interferometer 19x 2 ) and a Y interferometer (interferometer 19y 1 , interferometer 19y) for measuring a position in the X direction.
2 ) and an interferometer 19ya for alignment having an optical axis in the Y direction passing through the center OAc of the observation area OA of the off-axis alignment system (not shown). The interferometers 19x 1 and 19x 2 are arranged symmetrically with respect to a straight line Cx that passes through the center Ce of the projection field if of the projection optical system PL and is parallel to the X axis. The moving mirror 20x is an interferometer 19
This is a movable mirror for detecting the position in the X direction that reflects the laser light from x 1 and 19x 2 . The interferometers 19y 1 and 19y 2 are arranged symmetrically with respect to a straight line Cy passing through the center Ce of the projection field if of the projection optical system PL and parallel to the Y axis. Moving mirror 2
Reference numeral 0y denotes a moving mirror for detecting the position in the X direction that reflects the laser beams from the interferometers 19y 1 and 19y 2 . The wafer stage controller 21 includes a position calculator 21Xe for calculating a position in the X direction, and a yawing calculator 21Xθ, Y for obtaining a yawing amount from the Y axis of the movable mirror 20x (stage WST).
Position calculating unit 21Ye for calculating the position in the direction, movable mirror 20
A yawing calculation unit 21Yθ for calculating a yawing amount of the y (stage WST) from the X axis, and a position calculation unit 21Ya for calculating a position in the Y direction at the center OAc of the off-axis alignment system are provided. Position calculation unit 21
Xe calculates the position measurements Xe in the X direction of the wafer stage WST from the average of the measurement values of interferometers 19x 2 and the measurement value of the interferometer 19x 1. Yawing calculator 21Xθ calculates the yawing amount Xθ in moving in the X direction of the wafer stage WST from the measurement value of the measurement values and the interferometer 19x 2 interferometers 19x 1. The position calculator 21Ye is the interferometer 1
Calculates the position measurements Ye in the Y direction of the wafer stage WST from the average of the measurement values of 9y 1 and the measured value of the interferometer 19y 2. Yawing calculator 21Yθ calculates the yawing amount Yθ in movement in the Y direction of the wafer stage WST from the difference between the measured values of the interferometer 19y 2 and the measurement value of the interferometer 19y 1.

【0020】位置算出部21Yaはオフアクシスアライ
メント系でウェハW上のマークを検出するときに、ウェ
ハステージWSTのY方向の位置Yaを計測するための
ものである。アライメント用の位置測定系(干渉計19
ya、位置検出部21Ya)を設けるのはオフアクシス
のアライメント系の観察中心OAcと投影光学系PLの
投影視野ifの中心Ceとがx方向に離れていることに
よって発生するマーク検出時のアッベ誤差を防止するた
めである。また、ウェハステージWSTには基準マーク
が形成された基準板FMが設けられており、基準板FM
はオフアクシクのアライメント系の観察中心OAcと投
影光学系PLの投影視野ifの中心Ceとの距離(ベー
スライン)を測定すること等に使用される。この基準板
FMの表面は反射率r2 を有する反射面R2 と反射率が
ほぼ零の反射面R3 とを有し、照射量センサー41の表
面は反射率r1 を有する反射面R1 を有している。夫々
の反射面は後述するようにオフセット成分を求めたり、
ウェハの反射率計算用の基準反射面として使われる。
The position calculating section 21Ya is for measuring the position Ya of the wafer stage WST in the Y direction when detecting a mark on the wafer W in the off-axis alignment system. Position measurement system for alignment (interferometer 19
ya, the position detection unit 21Ya) is provided because Abbe error at the time of mark detection caused by the distance between the observation center OAc of the off-axis alignment system and the center Ce of the projection visual field if of the projection optical system PL in the x direction. This is to prevent The wafer stage WST is provided with a reference plate FM on which reference marks are formed.
Is used to measure the distance (base line) between the observation center OAc of the off-axis alignment system and the center Ce of the projection field if of the projection optical system PL. The surface of the reference plate FM has a reflective surface R 3 of substantially zero reflectivity and reflective surface R 2 having a reflectivity r 2, reflective surface R 1 surface of the radiation amount sensor 41 having a reflectivity r 1 have. Each reflecting surface calculates the offset component as described later,
Used as a reference reflecting surface for calculating the reflectivity of the wafer.

【0021】ところで、図3のようにウェハステージW
STのヨーイング量は、x軸用の移動鏡20xとy軸用
の移動鏡20yとの両方を用いて独立に計測されるが、
これはその両方で計測されたヨーイング量Xθ,Yθの
値を平均化回路21kで平均するためである。このよう
にすると、X軸用の干渉計19x1 ,19x2 とY軸用
の干渉計19y1 ,19y2 の各レーザ光路内での空気
ゆらぎによる計測値のばらつきが平均化されるため、よ
り信頼性の高いヨーイング量が計測できる。
By the way, as shown in FIG.
The yawing amount of ST is measured independently using both the x-axis movable mirror 20x and the y-axis movable mirror 20y,
This is because the averaging circuit 21k averages the values of the yawing amounts Xθ and Yθ measured in both of them. In this way, since the variation in the interferometer 19x 1, 19x interferometer for 2 and Y axis 19y 1, 19y measurements by air fluctuations in the laser beam path of the second X-axis are averaged, and more A highly reliable yawing amount can be measured.

【0022】また、図3のようなウェハ露光用のステー
ジWSTの場合はあまり問題がないが液晶表示素子製造
用のガラスプレートを露光するステージの場合、その移
動ストロークがガラスプレート上の投影像の配置(パタ
ーン配列)によっては、x方向とy方向のいずれか一方
で極端に大きくなることがある。この場合、移動ストロ
ークが極端に大きい側にあっては、そのストロークの終
点近傍で、ヨーイング計測用の1対の干渉計の一方のレ
ーザ光路が移動鏡からはみ出してしまうこともある。そ
こでガラスプレート上でのパターン配列(露光前に設計
上で予めわかる)によってX軸側、Y軸側のどちらでレ
ーザ光路が移動鏡からはみ出すかを検定し、はみ出さな
い方の軸の干渉計で計測されたヨーイング量を使うよう
に切り換えてもよい。もちろん、両軸の干渉計のレーザ
光路ともはみ出さないときは、平均化回路21kからの
平均ヨーイング量を使うのが望ましいことは言うまでも
ない。
In the case of the stage WST for wafer exposure as shown in FIG. 3, there is not much problem. Depending on the arrangement (pattern arrangement), it may become extremely large in one of the x direction and the y direction. In this case, on the side where the moving stroke is extremely large, one laser light path of the pair of interferometers for yawing measurement may protrude from the moving mirror near the end point of the stroke. Therefore, whether the laser beam path protrudes from the movable mirror on the X-axis side or the Y-axis side based on the pattern arrangement on the glass plate (which is known in advance by design before exposure) is examined, and the interferometer of the axis that does not protrude May be switched so as to use the yawing amount measured in step (1). Of course, when the laser beam does not protrude from the laser beam paths of the interferometers on both axes, it is needless to say that it is desirable to use the average yawing amount from the averaging circuit 21k.

【0023】さて、図1の装置のフライアイレンズ6と
レチクルRとの間の光路中には、照明光ILの一部の光
(例えば5%の光)を反射し、残りの光を透過させるビ
ームスプリッタ26が設置されており、レチクルRから
の反射光を反射光センサー27に導いている。反射光セ
ンサー27はシリコン・フォト・ダイオードやフォトマ
ルチプライア等の光電センサーを用い、ウエハWからの
反射光をレチクルRを介して受光して信号Sbを主制御
系100に出力する。反射光センサー27は照明領域I
A(IA’)内全体の反射光を受光するのが望ましいた
め、レンズ等で集光するかウェハWに対するフーリエ変
換面、すなわち投影レンズPLの瞳位置と共役な関係に
ある位置に設けることが望ましい。
In the optical path between the fly-eye lens 6 and the reticle R of the apparatus shown in FIG. 1, a part of the illumination light IL (for example, 5% light) is reflected and the remaining light is transmitted. A beam splitter 26 is provided to guide reflected light from the reticle R to a reflected light sensor 27. The reflected light sensor 27 uses a photoelectric sensor such as a silicon photodiode or a photomultiplier, receives reflected light from the wafer W via the reticle R, and outputs a signal Sb to the main control system 100. The reflected light sensor 27 is in the illumination area I
Since it is desirable to receive the entire reflected light within A (IA ′), the light may be condensed by a lens or the like or provided on a Fourier transform plane with respect to the wafer W, that is, a position conjugate with the pupil position of the projection lens PL. desirable.

【0024】また、ビームスプリッタ26は光源1から
の光束の光強度を検出する光電センサー28に光源1か
らの照明光の一部を導く。光電センサー28はビームス
プリッタ26により反射された一部の照明光ILを受光
して、その出力信号Saを主制御系100に出力する。
反射光センサー27,光電センサー28の役目は後で詳
述する。
The beam splitter 26 guides a part of the illumination light from the light source 1 to a photoelectric sensor 28 for detecting the light intensity of the light beam from the light source 1. The photoelectric sensor 28 receives a part of the illumination light IL reflected by the beam splitter 26 and outputs an output signal Sa to the main control system 100.
The functions of the reflected light sensor 27 and the photoelectric sensor 28 will be described later in detail.

【0025】また、本装置にはキーボードやバーコード
リーダ等の入力手段101が設けられており、投影光学
系の熱的な時定数の情報、レチクルRの透過率情報、照
明スリット幅の値、目標露光量、スキャン速度等の各種
情報を入力可能となっている。
The apparatus is provided with input means 101 such as a keyboard and a bar code reader. The input means 101 includes information on a thermal time constant of a projection optical system, information on transmittance of a reticle R, a value of an illumination slit width, Various information such as a target exposure amount and a scan speed can be input.

【0026】また、複数の2次光源像が形成されるフラ
イアイレンズ6の射出端面はレチクルRのパターン領域
とフーリエ変換の関係にあり、この射出端面近傍には2
次光源の形状を変更する絞り29が交換可能に設けられ
ている。絞り29は2次光源像の形状を輪帯状に制限す
る輪帯絞りや、2次光源像の形状を光軸IXから偏心し
た離散的な複数の領域に制限する絞りや、2次光源像の
大きさを中心を変えずに可変とする円形絞り等である。
輪帯状の絞りについては特開昭61−91662号公報
等に開示されており、2次光源像の形状を制限する絞り
としては、例えば4つの開口部が光軸IXに対して点対
称に配置された絞りであり、特開平4−225514号
公報等に詳しく開示されている通りのものである。
The exit end face of the fly-eye lens 6 on which a plurality of secondary light source images are formed has a Fourier transform relationship with the pattern area of the reticle R.
An aperture 29 for changing the shape of the next light source is provided so as to be replaceable. The diaphragm 29 restricts the shape of the secondary light source image to a ring shape, the diaphragm restricts the shape of the secondary light source image to a plurality of discrete areas eccentric from the optical axis IX, and the diaphragm 29 for the secondary light source image. A circular diaphragm or the like whose size is variable without changing its center.
A ring-shaped stop is disclosed in JP-A-61-91662 and the like. As a stop for limiting the shape of a secondary light source image, for example, four apertures are arranged point-symmetrically with respect to the optical axis IX. And is as disclosed in detail in JP-A-4-225514 and the like.

【0027】ところで、図1の装置には投影光学系PL
の結像特性を補正可能な補正機構が設けられており、以
下その結像特性の補正機構について説明する。
The apparatus shown in FIG. 1 has a projection optical system PL.
A correction mechanism capable of correcting the imaging characteristics is provided. Hereinafter, the correction mechanism for the imaging characteristics will be described.

【0028】図1に示すように、本実施例では結像特性
制御部30によってレチクルR又はレンズエレメント3
4、35の夫々を独立に駆動することにより、投影光学
系PL自体の光学特性や投影像の結像特性を補正するこ
とが可能となっている。レチクルステージRSTは駆動
素子31により光軸IX方向(上下方向)に微動が可能
である。駆動素子31はピエゾ,電歪素子、エアダンパ
ー等が用いられ、レチクルステージRST全体を駆動す
るために3ないし4個使用される。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the reticle R or the lens element 3 is controlled by the imaging characteristic controller 30.
By driving each of 4 and 35 independently, it is possible to correct the optical characteristics of the projection optical system PL itself and the imaging characteristics of the projected image. The reticle stage RST can be finely moved by the driving element 31 in the optical axis IX direction (vertical direction). Piezoelectric elements, electrostrictive elements, air dampers and the like are used as the driving elements 31, and three or four driving elements 31 are used to drive the entire reticle stage RST.

【0029】投影光学系PLによる結像特性の諸言とし
ては、焦点位置(結像面位置)、投影倍率、ディストー
ション、像面湾曲、非点収差等があり、これらの値を個
々に補正することは可能である。しかしながら、本実施
例では説明を簡単にするため、特に両側テレセントリッ
クな投影光学系における焦点位置、投影倍率、及び像面
湾曲の補正を行う場合について投影光学系PLのレンズ
エレメントを駆動する方法を例にして説明する。
The terms of the imaging characteristics of the projection optical system PL include a focus position (image plane position), projection magnification, distortion, field curvature, astigmatism, etc., and these values are individually corrected. It is possible. However, in this embodiment, in order to simplify the description, an example of a method of driving the lens element of the projection optical system PL particularly in the case of correcting the focal position, the projection magnification, and the field curvature in the projection optical system which is telecentric on both sides. This will be explained.

【0030】レチクルに最も近い第1群のレンズエレメ
ント34は支持部材36に固定され、第2群のレンズエ
レメント35は支持部材37に固定されている。レンズ
エレメント38より下部のレンズエレメントは、投影光
学系PLの鏡筒部39に固定されている。なお、本実施
例において投影光学系PLの光軸IXとは、鏡筒部39
に固定されているレンズエレメントの光軸を指すものと
する。
The first group of lens elements 34 closest to the reticle is fixed to a support member 36, and the second group of lens elements 35 is fixed to a support member 37. The lens element below the lens element 38 is fixed to the lens barrel 39 of the projection optical system PL. In this embodiment, the optical axis IX of the projection optical system PL is the lens barrel 39.
Is the optical axis of the lens element fixed to the lens element.

【0031】支持部材36は伸縮可能な複数(例えば3
つで、図1中では2つを図示)の駆動素子32によっ支
持部材37に連結され、支持部材37は伸縮可能な複数
の駆動素子33によって鏡筒部39に連結されている。
A plurality of support members 36 (for example, 3
(Two of them are shown in FIG. 1) are connected to the support member 37 by a drive element 32, and the support member 37 is connected to the lens barrel 39 by a plurality of expandable and contractible drive elements 33.

【0032】ここで、レンズエレメント34、35の夫
々を光軸方向に平行移動した場合、その移動量に対応し
た変化率で投影倍率(投影像の寸法の拡大,縮小量)
M、像面湾曲C及び焦点位置Fの夫々が微小量変化す
る。レンズエレメント34の駆動量をz1 、レンズエレ
メント35の駆動量をz2 とすると、投影倍率M、像面
湾曲C及び焦点位置Fの変化量ΔM、ΔC、ΔFの夫々
は、次式で表される。
Here, when each of the lens elements 34 and 35 is moved in parallel in the optical axis direction, the projection magnification (the amount of enlargement or reduction of the size of the projected image) is obtained at a change rate corresponding to the amount of movement.
Each of M, field curvature C and focal position F changes by a small amount. Assuming that the driving amount of the lens element 34 is z 1 and the driving amount of the lens element 35 is z 2 , each of the projection magnification M, the field curvature C, and the amounts of change ΔM, ΔC, and ΔF of the focal position F are expressed by the following equations. Is done.

【0033】 ΔM=CM1×z1 +CM2×z2 …(1) ΔC=CC1×z1 +CC2×z2 …(2) ΔF=CF1×z1 +CF2×z2 …(3) なおCM1,CM2,CC1,CC2,CF1,CF2は各変化量の
レンズエレメントの駆動量に対する変化率を表す定数で
ある。
ΔM = C M1 × z 1 + C M2 × z 2 (1) ΔC = C C1 × z 1 + C C2 × z 2 (2) ΔF = C F1 × z 1 + C F2 × z 2 (3) Here , C M1 , C M2 , C C1 , C C2 , C F1 , and C F2 are constants representing the rate of change of each change amount with respect to the drive amount of the lens element.

【0034】ところで、上述した如くウェハ位置検出系
22,23は投影光学系PLの最適焦点位置を零点基準
として、最適焦点位置に対するウェハ表面のずれ量を検
出するものである。従って、ウェハ位置検出系22,2
3に対して電気的又は光学的に適当なオフセット量z3
を与えると、このウェハ位置検出系22,23を用いて
ウェハ表面の位置決めを行うことによって、レンズエレ
メント34,35の駆動に伴う焦点位置ずれを補正する
ことが可能となる。このとき、上記(3)式は次式のよ
うに表される。
As described above, the wafer position detection systems 22 and 23 detect the amount of deviation of the wafer surface from the optimum focus position with the optimum focus position of the projection optical system PL as a zero point reference. Therefore, the wafer position detection systems 22, 2
Electrically or optically appropriate offset z 3 with respect to 3
Is given, by using the wafer position detection systems 22 and 23 to position the wafer surface, it is possible to correct the focal position shift accompanying the driving of the lens elements 34 and 35. At this time, the above equation (3) is expressed as the following equation.

【0035】 ΔF=CF1×z1 +CF2×z2 +z3 …(4) 以上のことから、(1)式,(2)式,(4)式におい
て駆動量z1 〜z3 を設定することによって、変化量Δ
M,ΔC,ΔFを任意に補正することができる。なお、
ここでは3種類の結像特性を同時に補正する場合につい
て述べたが、投影光学系の光学特性のうち照明光吸収に
よる結像特性の変化量が無視し得る程度のものであれ
ば、それを原因とした上記補正は行う必要がなく、また
本実施例で述べた3種類以外の結像特性が大きく変化す
る場合には、その結像特性についての補正を行う必要が
ある。また、本実施例では像面湾曲の変化量が零ないし
は許容値以下に補正されるので、非点収差の補正は特別
に行わないものとする。
ΔF = C F1 × z 1 + C F2 × z 2 + z 3 (4) From the above, the driving amounts z 1 to z 3 are set in the equations (1), (2) and (4). The amount of change Δ
M, ΔC, and ΔF can be arbitrarily corrected. In addition,
Here, the case where the three types of imaging characteristics are corrected simultaneously has been described. It is not necessary to perform the above-described correction, and when the imaging characteristics other than the three types described in the present embodiment change significantly, it is necessary to correct the imaging characteristics. In this embodiment, since the amount of change in the curvature of field is corrected to zero or less than an allowable value, correction of astigmatism is not particularly performed.

【0036】なお、本実施例では焦点位置の変化量ΔF
((4)式)については、例えばウェハ位置検出系2
2,23に対して、変化量ΔFを電気的又は光学的(プ
レーンパラレルによる)にオフセットを与え、このウェ
ハ位置検出系22,23を用いてウェハWをZ方向に移
動することで、投影光学系PLの最良結像面(ベストフ
ォーカス位置)にウェハWの表面を設定するものとす
る。
In this embodiment, the change amount ΔF of the focal position
For (Equation (4)), for example, the wafer position detection system 2
The change amount ΔF is electrically or optically (plane-parallel) offset applied to the wafers 2 and 23, and the wafer W is moved in the Z direction by using the wafer position detection systems 22 and 23, so that the projection optical system is used. It is assumed that the surface of the wafer W is set at the best imaging plane (best focus position) of the system PL.

【0037】ここで、本実施例では結像特性制御部30
によって、レチクルR及びレンズエレメント34,35
を光軸方向に移動可能としているが、特にレンズエレメ
ント34,35は倍率,ディストーション,及び像面湾
曲(非点収差)等の各特性に与える影響が他のレンズエ
レメントに比べて大きく制御し易くなっている。また、
本実施例では移動可能なレンズエレメントを2群構成と
したが、3群以上としてもよく、この場合には他の諸収
差の変動を抑えつつレンズエレメントの移動範囲を大き
くでき、しかも種々の形状歪み(台形,菱形のディスト
ーション)及び像面湾曲(非点収差)に対応可能とな
る。また、レチクルRのZ駆動によりディストーション
等を補正することができる。
Here, in this embodiment, the imaging characteristic control unit 30
Reticle R and lens elements 34 and 35
Is movable in the direction of the optical axis. In particular, the lens elements 34 and 35 are more easily controlled with greater influence on characteristics such as magnification, distortion, and field curvature (astigmatism) than other lens elements. Has become. Also,
In this embodiment, two groups of movable lens elements are used. However, three or more groups can be used. In this case, the range of movement of the lens elements can be increased while suppressing fluctuations of other aberrations. It is possible to deal with distortion (trapezoidal and rhombic distortion) and field curvature (astigmatism). Also, distortion or the like can be corrected by Z driving of the reticle R.

【0038】また、駆動量をモニタするための位置セン
サ、例えばエンコーダ,容量型センサー,光反射型セン
サー等と併用して、所定の制御目標位置にフィードバッ
ク制御を行っている。また、露光動作中(稼働中)にダ
イナミックな補正を行わない場合であっても、保守作業
のみに使用する時は、マイクロメータヘッド付の微動送
り機構、あるいはワッシャーによる半固定機構に置き換
えることもある。
Further, feedback control is performed to a predetermined control target position by using together with a position sensor for monitoring the driving amount, for example, an encoder, a capacitance type sensor, a light reflection type sensor or the like. Also, even if dynamic correction is not performed during the exposure operation (during operation), if it is used only for maintenance work, it can be replaced with a fine feed mechanism with a micrometer head or a semi-fixed mechanism with a washer. is there.

【0039】以上、結像特性補正機構としてレチクルR
及びエレメントの移動により補正する例を示したが、本
実施例で好適な補正機構は他のいかなる方式であっても
良く、例えば2つのレンズエレメントもしくは平行平板
ガラスに挟まれた空間を密封し、この密封空間の圧力を
調整する方法を採用してもよい。図1の装置にはこのよ
うにレンズエレメントに挟まれた密封空間の圧力を調整
して投影光学系PL自体の光学特性(特に倍率)を微小
量補正する圧力制御系40が設けられている。圧力制御
系40も結像特性制御部30によって投影像に所望の結
像特性を与えるように制御されている。この圧力制御系
40の詳細な構成については特開昭60−78416号
公報に開示されているので、ここではその説明を省略す
る。
As described above, the reticle R
Although an example of correcting by moving the element has been described, a suitable correction mechanism in the present embodiment may be any other method, for example, sealing a space between two lens elements or a parallel plate glass, A method of adjusting the pressure in the sealed space may be adopted. The apparatus of FIG. 1 is provided with a pressure control system 40 for adjusting the pressure in the sealed space sandwiched between the lens elements and correcting the optical characteristics (particularly magnification) of the projection optical system PL itself by a small amount. The pressure control system 40 is also controlled by the imaging characteristic control unit 30 so as to give a desired imaging characteristic to the projected image. The detailed configuration of the pressure control system 40 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-78416, and the description thereof is omitted here.

【0040】以上のように、レンズエレメントを駆動し
たり、エンズエレメント間の密封空間の圧力を調整する
構成の補正機構を採用することによって、露光光吸収に
よる投影光学系PLの結像特性の変動に対しても充分対
応できる。
As described above, by adopting the correction mechanism configured to drive the lens elements and adjust the pressure in the sealed space between the end elements, the fluctuation of the imaging characteristics of the projection optical system PL due to the absorption of exposure light. Can be adequately dealt with.

【0041】次に、露光光吸収による結像特性の変動量
を算出する方式について説明するが、ここで算出された
結像特性の変動量に基づいて前述の結像特性補正機構を
最適駆動することになる。変動量の算出は厳密に言え
ば、前述の夫々の結像特性について個別に計算する必要
がある。それは、各結像特性への影響の度合いが投影光
学系PLを構成するレンズエレメントにより微妙に異な
るため、同じエネルギーの照明光が投影光学系PLに入
射しても変動の特性が異なるためである。しかし、基本
的な計算の方法については全く同じで、係数が若干異な
る程度であるので、簡略化のために以後の説明は投影倍
率の変化ΔMを例にして説明を行う。
Next, a method for calculating the amount of change in the imaging characteristics due to absorption of exposure light will be described. Based on the calculated amount of change in the image formation characteristics, the above-mentioned image forming characteristic correction mechanism is optimally driven. Will be. Strictly speaking, the calculation of the fluctuation amount needs to be individually calculated for each of the above-described imaging characteristics. This is because the degree of influence on each imaging characteristic is slightly different depending on the lens element constituting the projection optical system PL, and therefore, even if illumination light having the same energy is incident on the projection optical system PL, the fluctuation characteristics are different. . However, since the basic calculation method is exactly the same, and the coefficients are slightly different, for the sake of simplicity, the following description will be made using the change ΔM of the projection magnification as an example.

【0042】まず、原理について説明を行う。投影倍率
の変化ΔMは投影光学系PLの内部のレンズエレメント
が照明光を僅かに吸収し温度が上昇するため、レンズエ
レメントの屈折率あるいは曲率が微妙に変化するために
生じる。今1つのレンズエレメントに着目すると、レン
ズエレメントには照明光によるエネルギーの入力、つま
り熱量の吸収と外部の鏡筒39等へ逃げていく熱量の放
出とがあり、両者のバランスによりレンズエレメントの
温度が決定される。温度上昇と倍率変化ΔMが比例関係
にあるとすれば倍率変化ΔMがこの両者のバランスで決
まってくると考えられる。一般的にレンズエレメントの
温度上昇が低い時は熱量の吸収が放出に対し勝っていて
温度が次第に上昇していくが、レンズエレメントが周囲
温度に対して高くなると放出される熱量が勝ってきて両
者がつり合ったところで飽和レベルに対し平衡状態とな
る。またそれまで続いていた露光動作を中止すると熱量
は漸次放出され、レンズエレメントの温度は下がってく
るが、周囲温度との温度差が小さくなると放熱のスピー
ドは鈍る。この特性は一般に一次遅れと言われ、一次の
微分方程式で表せる。この様子を図4に示す。図4
(A)は入射エネルギーを示し、図4(B)は一定時間
に一定エネルギー量の照明光が投影光学系PLに照射さ
れるときの倍率変化特性を表している。図4(B)に示
す変化特性は照射エネルギーE1 に対する最終的な投影
倍率の変化量ΔM1 (飽和レベル)であり、変化率ΔM
1 /E1 と時間的な変化を表す時定数Tの2つの値で決
定できる。図4において、時定数Tは最終的な変化量Δ
1 に対してΔM1 ×(1−e-1)だけ変化する時間で
定義できる。ここで変化率ΔM1 /E1 ,時定数Tを求
めれば、光電センサー28の出力Saによって投影光学
系PLに入射するエネルギーEの推定値より倍率変化量
ΔMを計算することが可能である。具体的には常に入射
エネルギーEをモニターし、変化率ΔM1 /E1 及び時
定数Tに基づいて主制御系100内部でΔMを逐次計算
することにより求まる。変化率ΔM1 /E1 及び時定数
Tは実験的に投影光学系PLに照明光を照射しつづけて
図4(B)の様な特性を確かめることにより求められ
る。ただし実際には投影光学系PL内には複数のレンズ
エレメントが存在しているため、いくつかの一次遅れ特
性の和の形で全体的な倍率変動特性を表す。変化率ΔM
1 /E1 及び時定数Tは入力手段101により予め主制
御系100に入力される。前記の様に変化率ΔM1 /E
1 及び時定数Tは一次の微分方程式の係数であり、この
微分方程式を通常デジタル計算等による数値解析により
順次解いていく。この時の計算同期を時定数Tよりも十
分に短い所定時間毎とし、投影光学系PLに入射するエ
ネルギーEの値をこの計算同期に応じて刻々と求めれば
(計算すれば)、主制御系100により、その時点での
変化量ΔMが計算できる。
First, the principle will be described. The change ΔM in the projection magnification occurs because the lens element inside the projection optical system PL slightly absorbs the illumination light and the temperature rises, so that the refractive index or the curvature of the lens element slightly changes. Focusing on one lens element now, the lens element has energy input by illumination light, that is, absorption of heat quantity and emission of heat quantity escaping to the external lens barrel 39 and the like. Is determined. Assuming that the temperature rise and the magnification change ΔM are in a proportional relationship, it is considered that the magnification change ΔM is determined by the balance between the two. In general, when the temperature rise of the lens element is low, the absorption of heat exceeds the release and the temperature gradually rises. When they are balanced, they are in equilibrium with the saturation level. When the exposure operation that has been performed up to that time is stopped, the amount of heat is gradually released, and the temperature of the lens element decreases. However, when the temperature difference from the ambient temperature decreases, the speed of heat release slows down. This characteristic is generally called first-order lag, and can be expressed by a first-order differential equation. This is shown in FIG. FIG.
4A shows incident energy, and FIG. 4B shows a magnification change characteristic when illumination light having a constant energy amount is irradiated on the projection optical system PL for a predetermined time. The change characteristic shown in FIG. 4B is the final change amount ΔM 1 (saturation level) of the projection magnification with respect to the irradiation energy E 1 , and the change rate ΔM
It can be determined by two values of 1 / E 1 and a time constant T representing a temporal change. In FIG. 4, the time constant T is the final variation Δ
It can be defined as the time that varies by ΔM 1 × (1-e -1 ) with respect to M 1. Here, if the change rate ΔM 1 / E 1 and the time constant T are obtained, it is possible to calculate the magnification change ΔM from the estimated value of the energy E incident on the projection optical system PL based on the output Sa of the photoelectric sensor 28. Specifically, it is obtained by constantly monitoring the incident energy E and sequentially calculating ΔM inside the main control system 100 based on the change rate ΔM 1 / E 1 and the time constant T. The change rate ΔM 1 / E 1 and the time constant T can be obtained by experimentally irradiating the projection optical system PL with illumination light and confirming the characteristics as shown in FIG. 4B. However, since a plurality of lens elements actually exist in the projection optical system PL, the overall magnification variation characteristic is expressed in the form of the sum of some primary delay characteristics. Change rate ΔM
1 / E 1 and the time constant T are input to the main control system 100 by the input means 101 in advance. As described above, the change rate ΔM 1 / E
1 and the time constant T are coefficients of a first-order differential equation, and this differential equation is usually solved sequentially by numerical analysis such as digital calculation. If the calculation synchronization at this time is set to a predetermined time which is sufficiently shorter than the time constant T, and the value of the energy E incident on the projection optical system PL is calculated every moment according to the calculation synchronization (calculation), the main control system With 100, the change amount ΔM at that time can be calculated.

【0043】さて、次にレチクルの位置に応じて異なる
入射エネルギーEを求め、1ショット露光中にエネルギ
ー量が異なる場合の結像特性の変動特性を求める方法に
ついて説明する。
Next, a description will be given of a method for obtaining the incident energy E different according to the position of the reticle and obtaining the fluctuation characteristics of the imaging characteristics when the energy amount is different during one-shot exposure.

【0044】以下、投影光学系PLに刻々と入射される
エネルギーEを求める方法について説明する。投影光学
系PLへの入射エネルギーを考えるとき、レチクルを介
して入射する光量の他にウェハで反射して再び投影光学
系に入射する光量を考慮しなければならない。スキャン
タイプの場合、レチクルRをスリット状照明領域IAに
対してスキャンすることになるので、照明領域IA内に
出現するレチクルRの遮光部の総面積がレチクルRのス
キャン位置に応じて逐次変化し、投影光学系PLへの入
射エネルギーEはレチクルのスキャン位置に応じて変化
する。そこで、スキャン露光中も含めて、例えば数ms
ecの時間間隔Δtのサンプリング時間毎にレチクルを
介して投影光学系PLに入射する光量と、ウェハで反射
して再び投影光学系PLに入射する光量との和を求め、
入射エネルギーEを算出すればよい。
Hereinafter, a method of obtaining the energy E which is incident on the projection optical system PL moment by moment will be described. When considering the incident energy on the projection optical system PL, it is necessary to consider not only the amount of light incident through the reticle but also the amount of light reflected by the wafer and incident again on the projection optical system. In the case of the scan type, since the reticle R is scanned with respect to the slit-shaped illumination area IA, the total area of the light-shielding portion of the reticle R appearing in the illumination area IA changes sequentially according to the scanning position of the reticle R. The incident energy E to the projection optical system PL changes according to the reticle scan position. Therefore, for example, during scanning exposure,
The sum of the amount of light incident on the projection optical system PL via the reticle and the amount of light reflected on the wafer and incident again on the projection optical system PL is obtained for each sampling time of the time interval Δt of ec,
The incident energy E may be calculated.

【0045】その際、レチクルを介して投影光学系PL
に入射する光量は光電センサー28の出力Saに基づい
て求められ、ウェハで反射して再び入射する光量は反射
光センサーの出力Sbに基づいて求められる。しかしな
がら、反射光センサー27の出力SbにはレチクルRや
照明光学系中の光学部材で反射した反射光の光量情報を
含んでいる。そこで本実施例では互いに異なる既知の反
射率を有する基準反射板を使って、ウェハの反射強度を
求めるための基準反射データをレチクルのスキャン位置
に応じて求め、この基準反射データに基づいて実際のウ
ェハの反射率(反射強度)をレチクルのスキャン位置に
応じて求めることとした。そしてレチクルの透過率(透
過光量)についてもレチクルのスキャン位置に応じて求
め、これらの情報に基づいてエネルギーEを求めるもの
である。
At this time, the projection optical system PL is connected via a reticle.
Is obtained based on the output Sa of the photoelectric sensor 28, and the amount of light reflected by the wafer and incident again is obtained based on the output Sb of the reflected light sensor. However, the output Sb of the reflected light sensor 27 includes the light amount information of the light reflected by the reticle R and the optical member in the illumination optical system. Therefore, in this embodiment, reference reflection data for obtaining the reflection intensity of the wafer is obtained according to the scanning position of the reticle by using reference reflection plates having different known reflectances from each other. The reflectance (reflection intensity) of the wafer was determined according to the scanning position of the reticle. The transmittance (light transmission amount) of the reticle is also determined according to the scan position of the reticle, and the energy E is determined based on such information.

【0046】そこで以下、基準反射データに基づいて求
めたウェハ反射率と、レチクルの透過率とを使って入射
エネルギーEを求める方法を説明する。レチクルRを介
して投影光学系PLに入射する光量をP、ウェハWの反
射率をrとすれば、投影光学系PLへの総入射光量はウ
ェハWで反射して投影光学系PLに入射する反射光量P
・rも含めて式(5)の様に表せる。
A method for calculating the incident energy E using the wafer reflectivity obtained based on the reference reflection data and the reticle transmittance will be described below. Assuming that the amount of light incident on the projection optical system PL via the reticle R is P and the reflectance of the wafer W is r, the total amount of incident light on the projection optical system PL is reflected by the wafer W and enters the projection optical system PL. Reflected light amount P
-It can be expressed as in equation (5) including r.

【0047】E=P×(1+r) …(5) 光量Pの求め方は、レチクルRの被照射位置での透過率
をη、単位面積当たりの光源の照度をIp、照射面積を
Sとすれば、次式で表せる。
E = P × (1 + r) (5) The amount of light P can be obtained by setting the transmittance of the reticle R at the irradiation position to η, the illuminance of the light source per unit area to Ip, and the irradiation area to S. Then, it can be expressed by the following equation.

【0048】P=Ip×S×η …(6) ここで、照度Ipは便宜上ウェハW面上の単位面積当た
りの照度(レチクル無しの場合の照度)、SはウェハW
の照射領域IA’の面積とするが、要はΔMとEとの関
係が最終的に求まればよいので、光量PをレチクルR上
で定義しても、他の所で定義しても一向に差し支えな
い。
P = Ip × S × η (6) Here, for convenience, the illuminance Ip is the illuminance per unit area on the wafer W surface (illuminance without a reticle), and S is the wafer W
However, since the relationship between ΔM and E only needs to be finally determined, the light amount P may be defined on the reticle R or may be defined elsewhere. No problem.

【0049】スキャンタイプの露光を行う場合、レチク
ルRの位置に応じてレチクルを介して投影光学系PLに
入射する光量が異なるので、レチクル透過率ηをレチク
ルRのスキャン位置毎に求めておく必要があり、以下レ
チクル透過率を求める方法について説明する。
When performing scan-type exposure, the amount of light incident on the projection optical system PL via the reticle differs depending on the position of the reticle R. Therefore, the reticle transmittance η needs to be obtained for each reticle R scanning position. Hereinafter, a method for obtaining the reticle transmittance will be described.

【0050】照射領域IA’内に照射量センサー41が
位置するようにウェハステージWSTを移動させた後、
ウェハステージWSTを固定したまま、レチクルRを載
置した状態でレチクルステージRSTのみスキャンさ
せ、その時の照射量センサー41の出力Sc1 の大きさ
をレチクルステージRSTの位置測定用のレチクル干渉
計14の位置座標(xR )に対応させて順次読み込み、
同時に光電センサー28の出力Saの大きさも読み込
む。そしてその比Sc1 /Saを算出して主制御系10
0内のメモリに座標位置に対応して格納する。メモリ内
への格納のタイミング(デジタルサンプリング)は例え
ばレチクル干渉計14の分解能(例えば0.01μm)
を基準として一定移動量毎(例えば0.01μm〜10
μm毎)に行うにようにすればよい。主制御系100は
通常デジタルコンピュータで構成されるため、実際には
倍率変動量の算出精度上の誤差が問題とならない位置間
隔(もしくは時間間隔)毎に、干渉計14の分解能程度
で逐次算出される比Sc1 /Saのデジタル値のいくつ
かを平均してその値を記憶するようにしていってもよい
し、あるいは干渉計14の分解能程度(もしくはそれよ
り粗い一定移動量)で逐次算出される比Sc1 /Saを
そのまま記憶していってもよい。
After moving the wafer stage WST so that the irradiation amount sensor 41 is located within the irradiation area IA ',
With the wafer stage WST fixed, only the reticle stage RST is scanned while the reticle R is mounted, and the magnitude of the output Sc 1 of the irradiation amount sensor 41 at that time is measured by the reticle interferometer 14 for measuring the position of the reticle stage RST. Read sequentially in accordance with the position coordinates (x R ),
At the same time, the magnitude of the output Sa of the photoelectric sensor 28 is read. Then, the ratio Sc 1 / Sa is calculated and the main control system 10
0 is stored in the memory corresponding to the coordinate position. The timing of storage in the memory (digital sampling) is, for example, the resolution of the reticle interferometer 14 (for example, 0.01 μm).
With a constant moving amount (for example, 0.01 μm to 10 μm)
(every μm). Since the main control system 100 is usually constituted by a digital computer, the main control system 100 is sequentially calculated with the resolution of the interferometer 14 at each position interval (or time interval) where an error in the calculation accuracy of the magnification variation does not matter. Some of the digital values of the ratio Sc 1 / Sa may be averaged and stored, or the values may be sequentially calculated at about the resolution of the interferometer 14 (or a constant moving amount coarser than that). The ratio Sc 1 / Sa may be stored as it is.

【0051】尚、出力Sc1 の読み込むためにレチクル
ステージRSTを移動を開始する位置を、読み込みの基
準位置として主制御系100に記憶しておく。後述する
照射量センサー41の出力Sc2 、レチクル透過率デー
タη(xR )、反射光センサー27の出力Sb、基準反
射率データrx(xR )、オフセット成分のデータのメ
モリへの格納は、全てこの位置を基準として計測を行
う。
The position at which movement of reticle stage RST to read output Sc 1 is stored in main control system 100 as a reference position for reading. The output Sc 2 of the irradiation amount sensor 41, the reticle transmittance data η (x R ), the output Sb of the reflected light sensor 27, the reference reflectance data rx (x R ), and the data of the offset component, which will be described later, are stored in the memory. All measurements are made based on this position.

【0052】次にレチクルRをレチクルステージRST
に装着する前に予め同一のタイミングで検出された照射
量センサー41の出力Sc2 と光電センサー28の出力
Sa’との比Sc2 /Sa’(走査位置によらない一定
値)を定め、この比Sc2 /Sa’の値を分母として、
メモリに記憶された比Sc1 /Saのデータ列(波形)
を規格化(割り算)する。これによってレチクルRの有
無による照射量センサー41の出力の比Sc1 ・Sa’
/Sc2 ・Saのデータ列が求まり、この比のデータ列
は出力Sc1 のデジタルサンプリングの間隔と同一の間
隔でメモリに格納される。この出力比Sc1 ・Sa’/
Sc2 ・Saが照度Ipのゆらぎによる検出誤差を補正
した真のレチクル透過率ηであり、透過率ηは位置xR
の関数であるからη(xR )と表せ、一例として図5の
様な曲線で表せる。図5の横軸はレチクルのX方向(ス
キャン方向)の位置xR を示し、縦軸はレチクル透過率
をη示している。位置xR はスキャン中に時間tととも
に変わることから、スキャンが定速で行われるならば、
η(xR )=η(t)と表される。照度Ipは時間によ
り変動する要素であるので、実際のスキャン露光時に
は、先の式(6)を式(7)とし、スキャン露光中の照
度IPを光電センサー28の出力Saから逐次求めて式
(7)に代入すればよい。
Next, reticle R is moved to reticle stage RST.
Before mounting on the sensor, a ratio Sc 2 / Sa ′ (a constant value independent of the scanning position) between the output Sc 2 of the irradiation amount sensor 41 and the output Sa ′ of the photoelectric sensor 28 detected at the same timing is determined in advance. Using the value of the ratio Sc 2 / Sa ′ as the denominator,
Data sequence (waveform) of ratio Sc 1 / Sa stored in memory
Is standardized (divided). Thereby, the ratio Sc 1 · Sa ′ of the output of the irradiation amount sensor 41 depending on the presence or absence of the reticle R
The data sequence of / Sc 2 · Sa is obtained, and the data sequence of this ratio is stored in the memory at the same interval as the digital sampling interval of the output Sc 1 . This output ratio Sc 1 · Sa ′ /
Sc 2 · Sa is the true reticle transmittance η corrected for the detection error due to the fluctuation of the illuminance Ip, and the transmittance η is the position x R
Η (x R ), and can be represented by a curve as shown in FIG. 5 as an example. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the position x R of the X direction of the reticle (scanning direction) and the vertical axis represents the reticle transmittance eta. Position x R from the during scanning varies with time t, if the scan is performed at a constant speed,
η (x R ) = η (t). Since the illuminance Ip is an element that varies with time, at the time of actual scan exposure, the above equation (6) is used as the equation (7), and the illuminance IP during the scan exposure is sequentially obtained from the output Sa of the photoelectric sensor 28 to obtain the equation (6). 7).

【0053】 P(t)=S×η(t)×Ip(t) …(7) η(t)=η(xR ) 照度Ipが時間により変動しない場合、例えば水銀放電
灯等を光源とすると、ウェハW上の1ショット領域の露
光中の照度Ipの変動はほとんど無視できるため、照度
Ipをスキャン露光開始の直前に光電センサー28の出
力Saにより検出して記憶し、式(7)の計算中はIp
(t)を定数として扱うこともできる。このときシャッ
ターON/OFFの信号でシャッターONのときはIp
を一定値とし、シャッターOFFのときはIp=0とし
て扱うこともできる。また、照射量センサー41の出力
はそのままP(t)を表しているので、予めレチクル毎
にη(t)を登録しておかなくても、露光の前に測定し
たP(t)を使用することもできる。いずれにしろ、式
(7)中の時間tは、レチクル(又はウェハ)のスキャ
ン位置と一義的に対応しているので、レチクル干渉計1
4の計測位置xR に応じて透過率データη(xR )をメ
モリから読み出してリアルタイムに入射光量P(t)が
求まることになる。
P (t) = S × η (t) × Ip (t) (7) η (t) = η (x R ) When the illuminance Ip does not change with time, for example, a mercury discharge lamp or the like is used as a light source. Then, since the fluctuation of the illuminance Ip during the exposure of the one-shot area on the wafer W can be almost ignored, the illuminance Ip is detected and stored by the output Sa of the photoelectric sensor 28 immediately before the start of the scanning exposure, and is stored in the equation (7). Ip during calculation
(T) can be treated as a constant. At this time, the shutter ON / OFF signal indicates that when the shutter is ON, Ip
Can be treated as a constant value, and when the shutter is off, it can be treated as Ip = 0. Further, since the output of the irradiation amount sensor 41 directly represents P (t), P (t) measured before exposure is used even if η (t) is not registered in advance for each reticle. You can also. In any case, since the time t in the equation (7) uniquely corresponds to the scan position of the reticle (or wafer), the reticle interferometer 1
The transmittance data η (x R ) is read from the memory in accordance with the measurement position x R of No. 4, and the incident light amount P (t) is obtained in real time.

【0054】また、照射量センサー41は、レチクル全
面を一括で照明する一括露光タイプに比べて受光面積が
小さくてもよいため、受光面内の照度ムラがほとんどな
い安価で均一性のよいセンサー(シリコン・フォトダイ
オード等)が使える。さらに光源1がパルス光源の場
合、照射量センサー41はパルス光を受光することにな
るが、このときはレチクルRの走査位置に対応してトリ
ガされた1パルス毎に強度を測定し、その出力Scを順
次照度Ipとして取り込んでもよいし、短い一定時間、
例えば数〜数十mSecの間にトリガされたパルス光
(単一、又は複数パルス)の強度を積算して、その時間
内の平均照度Ipとして順次取り込んでもよい。
Further, since the irradiation amount sensor 41 may have a smaller light receiving area as compared with the simultaneous exposure type in which the entire surface of the reticle is illuminated at once, an inexpensive and uniform sensor having almost no illuminance unevenness in the light receiving surface ( Silicon photodiode) can be used. Further, when the light source 1 is a pulse light source, the irradiation amount sensor 41 receives the pulse light. At this time, the intensity is measured for each pulse triggered in accordance with the scanning position of the reticle R, and the output is measured. Sc may be sequentially taken in as illuminance Ip,
For example, the intensity of the pulsed light (single or multiple pulses) triggered during several to several tens of mSec may be integrated, and sequentially acquired as the average illuminance Ip within that time.

【0055】次に式(5)中の反射率rを求める方法を
説明する。
Next, a method of obtaining the reflectance r in the equation (5) will be described.

【0056】反射光センサー27には前述の様に、ウェ
ハW面からの反射光だけでなくレチクルR面、あるいは
投影光学系PLの各レンズエレメントからの反射光が入
射してくる。そこで予めウェハステージWST上の基準
反射面を用いて作成した基準反射データに従って実際の
ウェハ反射率を計算により求めることにする。ここでは
照射量センサー41の表面を既知の反射率r1 の反射面
1 とし、基準板FMの表面を既知の反射率r2 の反射
面R2 とする。2ヶ所の基準反射面の露光用照明光に対
する反射率r1 、r2 (r1 >0,r2 >0)は予め測
定した既知の値であって、その2つの反射率r1 ,r2
は大きく異なっているのが望ましい。まずレチクルRが
セットされた状態で、投影された照射領域IA’内に反
射面R1が位置するようにウェハステージWSTを移動
させた後、ウェハステージWSTを停止させたままレチ
クルステージRSTを所定速度で移動させて反射光セン
サー27の出力I1 の大きさを、レチクルRの走査位置
毎にデジタルサンプリングし主制御系100のメモリに
走査位置と対応付けて順次格納する。デジタルサンプリ
ング及びメモリへの格納のタイミングは例えばレチクル
干渉計14の分解能(例えば0.01μm)を基準とし
て一定移動量毎に行うようにすればよい。この場合もデ
ジタルサンプリングの間隔は干渉計14の分解能と一致
している必要はなく、例えば0.2μm毎〜10μm毎
と粗くしてもよい。
As described above, not only the reflected light from the wafer W surface but also the reflected light from the reticle R surface or each lens element of the projection optical system PL enters the reflected light sensor 27. Therefore, the actual wafer reflectance is calculated by calculation in accordance with reference reflection data created using a reference reflection surface on wafer stage WST in advance. Here, the surface of the radiation amount sensor 41 and the reflective surface R 1 of known reflectance r 1, the surface of the reference plate FM and the reflective surface R 2 of known reflectivity r 2. The reflectances r 1 , r 2 (r 1 > 0, r 2 > 0) of the two reference reflecting surfaces with respect to the illumination light for exposure are known values measured in advance, and the two reflectances r 1 , r Two
Should be very different. In first state where the reticle R is set, after the reflecting surface R 1 in the projected exposure area IA 'moves the wafer stage WST to be positioned, a predetermined reticle stage RST while stopping the wafer stage WST By moving at a speed, the magnitude of the output I 1 of the reflected light sensor 27 is digitally sampled for each scanning position of the reticle R, and sequentially stored in the memory of the main control system 100 in association with the scanning position. The timing of digital sampling and storage in the memory may be performed, for example, every fixed movement amount with reference to the resolution (eg, 0.01 μm) of the reticle interferometer 14. Also in this case, the digital sampling interval does not need to coincide with the resolution of the interferometer 14, and may be coarse, for example, every 0.2 μm to 10 μm.

【0057】次に照射領域IA’内に反射率r2 の反射
面R2 が位置するようにウェハステージWSTを移動さ
せた後、ウェハステージWSTを停止させたままレチク
ルステージRSTを所定速度で移動させて反射光センサ
ー27の出力I2 の大きさを、レチクルRの位置に応じ
て主制御系100のメモリに順次格納(デジタルサンプ
リング)する。このときメモリ内への格納のタイミング
は出力I1 のデジタルサンプリングの間隔と同一とし、
メモリ上のアドレスも、出力I1 のサンプリング位置と
出力I2 のサンプリング位置とが一義的に対応するよう
な関係に設定される。
Next, after moving wafer stage WST such that reflection surface R 2 having reflectance r 2 is located within irradiation area IA ′, reticle stage RST is moved at a predetermined speed while wafer stage WST is stopped. Then, the magnitude of the output I 2 of the reflected light sensor 27 is sequentially stored (digitally sampled) in the memory of the main control system 100 according to the position of the reticle R. In this case the timing of storage in the memory is the same as the interval of the digital sampling of the output I 1,
Address on the memory is also a sampling position of the output I 1 and the sampling position of the output I 2 is set to to correspond uniquely related.

【0058】特に光源1がパルス光源である場合、出力
1 、I2 の値は光電センサー28の出力Saを使用し
て、パルス毎の強度ばらつきを補正するために規格化
(I1/Sa、I2 /Sa)しておく必要がある。この
ことは水銀放電灯の輝線を照明光とする場合でも同様に
適用でき、規格化された値I1 /SaとI2 /Saがメ
モリ上に記憶される。
In particular, when the light source 1 is a pulse light source, the values of the outputs I 1 and I 2 are normalized (I 1 / Sa) to correct the intensity variation for each pulse by using the output Sa of the photoelectric sensor 28. , I 2 / Sa). This can be similarly applied to the case where the bright line of the mercury discharge lamp is used as the illumination light, and the standardized values I 1 / Sa and I 2 / Sa are stored in the memory.

【0059】さて、基準反射面からの反射光の出力と反
射率との関係を図6に示す。図6はレチクルRがある1
つの走査位置にきたときにサンプリングされた値I1
2(又はI1 /Sa,I2 /Sa)を縦軸にとり、横
軸に反射率をとったものである。図6のように座標(r
1 、I1 ),(r2 ,I2 )を通る直線をひくと、この
この走査位置で得られる反射光センサー27の出力値か
らウェハの反射率(正確には反射強度)rxが求まる。
つまり、実露光中にレチクルRがその走査位置にきたと
きの反射光センサー27の出力をIxとすると、この時
のウェハ反射率rxは、その走査位置に対応したメモリ
内の基準反射データとしてのI1 、I2を読み出して、
rx=〔(r2 −r1 )/(I2 −I1 )〕×(Ix
−I1 )+r1 …(8)の計算によって算出される。な
お、互いに反射率の異なる基準反射面を3つ利用して、
図6の直線を3点の計測点から最小二乗近似で求める等
の方法をとってもよい。この場合も基準反射面の面積は
一括タイプに比べ少なくてすむ。反射光センサー27は
パルス光を受光する場合、1パルス毎に強度を測定して
もよいし、短い一定時間、例えば数〜数十mSecの間
のパワーを積算して平均パワーとして出力してもよい。
いずれにしろ、実露光前にメモリに記憶出力I1 ,I2
のデータ列、もしくは式(8)を基準反射データとして
レチクルRの装置位置(サンプリング位置)毎に作成
し、それをメモリ内に保存する。尚、出力I1 2 を出
力Saで規格化した場合は、実際のウェハ反射率rxを
もとめるときの反射光センサー27の出力Ixも出力S
aで規格化してから式(8)に代入することは言うまで
もない。
FIG. 6 shows the relationship between the output of the reflected light from the reference reflecting surface and the reflectance. FIG. 6 shows a reticle R 1
Values I 1 ,
The vertical axis represents I 2 (or I 1 / Sa, I 2 / Sa), and the horizontal axis represents the reflectance. As shown in FIG.
1, I 1), the draw a straight line through the (r 2, I 2), the reflectance of the wafer from the output value of the reflected light sensor 27 obtained at scanning position (precisely reflection intensity) rx is obtained.
That is, assuming that the output of the reflected light sensor 27 when the reticle R reaches the scanning position during the actual exposure is Ix, the wafer reflectance rx at this time is the reference reflection data in the memory corresponding to the scanning position. Read I 1 and I 2 ,
rx = [(r 2 −r 1 ) / (I 2 −I 1 )] × (Ix
−I 1 ) + r 1 (8) In addition, using three reference reflection surfaces having different reflectances from each other,
A method such as obtaining the straight line in FIG. 6 from three measurement points by least squares approximation may be used. Also in this case, the area of the reference reflection surface can be smaller than that of the collective type. When receiving the pulsed light, the reflected light sensor 27 may measure the intensity for each pulse, or may integrate a power for a short period of time, for example, several to several tens of mSec, and output it as an average power. Good.
In any case, the outputs I 1 and I 2 are stored in the memory before the actual exposure.
Or the equation (8) is created as reference reflection data for each device position (sampling position) of the reticle R, and is stored in the memory. When the output I 1 I 2 is normalized by the output Sa, the output Ix of the reflected light sensor 27 when determining the actual wafer reflectance rx is also the output Sx.
It goes without saying that the value is normalized by a and then substituted into equation (8).

【0060】ここで、基準反射面からの反射光によるレ
チクルの走査位置毎の反射光センサー27の出力I
1 (xR ),I2 (xR )として作成された基準反射デ
ータと、実露光中のウェハWからの反射光のレチクルの
位置毎の反射光センサー27の出力Ix(xR )の例を
図7(A)に示す。図7(A)の縦軸は反射光の強度I
xを示し、横軸はレチクルのX方向の位置xR を示し、
レチクルRの走査は位置x R1からxR2に渡って行われる
ものとする。そして、例えばウェハW上の1番目のショ
ット領域の実露光中に反射光センサー27の出力Ix
(xR )、及びあらかじめ記憶しておいたI
1 (xR ),I2 (xR )のデータと固定定数r1 、r
2に基づいて、レチクルの走査位置に応じた反射率デー
タrx(xR )が先の式(8)に基づいた式(9)によ
り算出される。反射率データrx(xR )は出力I
1 (xR ),I2 (xR )のデジタルサンプリング間隔
と同一のサンプリング間隔で、かつ走査位置と一義的に
対応したアドレスでメモリに格納される。レチクルの位
置に応じた反射率データrx(xR )を図7(B)に示
す。図7(B)の縦軸はウェハ反射率を示し、横軸はレ
チクルのX方向の走査位置xR を示す。
Here, the light reflected by the reference reflecting surface
Output I of reflected light sensor 27 for each scanning position of the tickle
1(XR), ITwo(XRReference reflection data created as)
Of the reticle of the reflected light from the wafer W during the actual exposure.
The output Ix (xR) Example
As shown in FIG. The vertical axis in FIG. 7A is the intensity I of the reflected light.
x indicates the position of the reticle in the X direction.RIndicates that
Scanning of reticle R is at position R1To xR2Done over
Shall be. Then, for example, the first show on the wafer W
Ix of the reflected light sensor 27 during the actual exposure of the cut area
(XR) And the previously stored I
1(XR), ITwo(XR) Data and fixed constant r1, R
TwoThe reflectance data according to the reticle scanning position.
Tarx (xR) Is based on equation (9) based on equation (8) above.
Is calculated. The reflectance data rx (xR) Is the output I
1(XR), ITwo(XR) Digital sampling interval
At the same sampling interval as above and uniquely with the scanning position
It is stored in the memory at the corresponding address. Reticle position
Reflectance data rx (xR) Is shown in FIG.
You. In FIG. 7B, the vertical axis represents the wafer reflectance, and the horizontal axis represents the laser reflectance.
Scanning position x in the X direction of the tickleRIs shown.

【0061】 rx(xR )=〔(r2 −r1 )/(I2 (xR )−I1 (xR ))〕× (Ix(xR )−I1 (xR ))+r1 …(9) 位置xR は時間によって変わるため、実露光中のレチク
ルステージRSTが定速移動しているものとすれば、反
射率データrx(xR )はrx(t)とおきかえられ、
式(7)と式(9)とを式(5)に代入して所定時間Δ
t毎のエネルギー値E(t)が主制御系100により算
出される。
Rx (x R ) = [(r 2 −r 1 ) / (I 2 (x R ) −I 1 (x R ))] × (Ix (x R ) −I 1 (x R )) + r 1 ... (9) for the position x R is vary with time, the reticle stage RST in the actual exposure Assuming that the constant speed movement, reflectance data rx (x R) is replaced by the rx (t),
The formula (7) and the formula (9) are substituted into the formula (5) to obtain a predetermined time Δ
The energy value E (t) for each t is calculated by the main control system 100.

【0062】次に投影光学系PLへの入射エネルギーE
の算出と投影光学系PLの結像特性の変化量の算出につ
いて図8を参照して説明する。ここでは説明を簡単にす
るため投影光学系PLの倍率変動ΔMについて説明す
る。図8(A)は投影光学系PLへの入射光量Eを表す
図である。図中Ea、Eb、Ecは投影光学系PLに入
射するエネルギーを示している。図8(A)では所定時
間間隔Δt(例えば数msec〜数十msec)毎のこ
の時間内でのレチクルステージRSTの位置における入
射エネルギーの瞬間値もくしは平均値を入射エネルギー
Eとしている。図8(A)では所定時間間隔Δt毎の所
定時刻(以下「サンプリング時刻」という)をt1 、t
2 、t3 、t4 、t5 とし、これに対応するレチクルス
テージRSTの位置をx1 、x2 、x3 、x4 、x5
する。サンプリング時間の計測開始のタイミングはレチ
クルステージRSTが前述の各種データの格納時の基準
位置に達したときから計測を始め、その位置x1 〜x5
も、各種データをメモリに記憶したときの位置と極力一
致させるのが望ましい。もちろんこの基準位置に達する
までにレチクルステージRSTは所定の速度になるよう
に制御されている。
Next, the incident energy E to the projection optical system PL
And the calculation of the amount of change in the imaging characteristics of the projection optical system PL will be described with reference to FIG. Here, for the sake of simplicity, the magnification variation ΔM of the projection optical system PL will be described. FIG. 8A is a diagram showing the incident light amount E to the projection optical system PL. In the figure, Ea, Eb, and Ec indicate the energy incident on the projection optical system PL. In FIG. 8A, the instantaneous value or the average value of the incident energy at the position of the reticle stage RST within the predetermined time interval Δt (for example, several msec to several tens msec) is set as the incident energy E. In FIG. 8A, predetermined times (hereinafter referred to as “sampling times”) at predetermined time intervals Δt are denoted by t 1 , t
2 , t 3 , t 4 , and t 5, and the corresponding positions of the reticle stage RST are x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , and x 5 . The timing for starting the measurement of the sampling time starts when the reticle stage RST reaches the reference position at the time of storing the various data described above, and the positions x 1 to x 5
Also, it is desirable to match the positions of the various data stored in the memory as much as possible. Of course, reticle stage RST is controlled to reach a predetermined speed before reaching the reference position.

【0063】主制御系100はサンプリング時刻t1
のレチクルステージRSTの位置x 1 における透過率η
(x1 )と反射率rx(x1 )と照度Ip(t1 )とウ
ェハWの照射領域(レチクルブラインド8で決まる照射
領域)IA’と式(5)、(7)、(9)とに基づいて
サンプリング時間t1 における投影光学系PLへの入射
エネルギーE(t1 )=Eaを推定値として算出する。
前述の如く光源が水銀放電灯等の光源である場合、シャ
ッター2の開閉情報(開いていれば1、閉じていれば0
の重み)とIp=一定値とでIp(t)を定数として扱
うことができる。尚、透過率η(x1 )、反射率rx
(x1 )とを記憶した位置x1 がサンプリング時刻t1
と対応していないときは、サンプリング時刻t1 以後の
一番近い位置xに記憶された透過率η(xR )、反射率
rx(xR )を使うようにすればよい。また、シャッタ
ー2の開閉情報(1、又は0)は、サンプリング時刻に
おいてシャッター2が開いていれば、式(5)、
(7)、(9)による演算を実行してE(t1 )=Ea
を求め、シャッター2が閉じているときは、式(5)、
(7)、(9)の演算を行うことなくE(t1 )=0と
するために使ってもよい。
The main control system 100 operates at the sampling time t.1so
Reticle stage RST position x 1Transmittance η at
(X1) And the reflectance rx (x1) And illuminance Ip (t1) And c
Irradiation area of wafer W (irradiation determined by reticle blind 8)
Area) IA 'and equations (5), (7), (9)
Sampling time t1Incident on the projection optical system PL at
Energy E (t1) = Ea is calculated as an estimated value.
As described above, when the light source is a light source such as a mercury discharge lamp,
Opening / closing information of printer 2 (1 if open, 0 if closed)
Weight) and Ip = constant value, treating Ip (t) as a constant.
I can. Note that the transmittance η (x1), Reflectance rx
(X1X)1Is the sampling time t1
Does not correspond to the sampling time t1Subsequent
The transmittance η (x stored at the nearest position xR), Reflectance
rx (xR) Should be used. Also, shutter
-2 opening / closing information (1 or 0)
If shutter 2 is open, equation (5),
The calculation according to (7) and (9) is executed, and E (t1) = Ea
And when shutter 2 is closed, equation (5)
E (t) without performing the operations of (7) and (9)1) = 0 and
May be used to

【0064】以下サンプリング時刻t2 〜t5 について
も同様にして入射エネルギーを求める。ここではサンプ
リング時刻t1 、t3 で算出された入射エネルギーをE
a、サンプリング時刻t2 、t5 で算出された入射エネ
ルギーをEb、サンプリング時刻t4 で算出された入射
エネルギーをEcで表している。
Hereinafter, the incident energy is similarly obtained for the sampling times t 2 to t 5 . Here, the incident energy calculated at the sampling times t 1 and t 3 is E
a, Eb represents the incident energy calculated at the sampling times t 2 and t 5 , and Ec represents the incident energy calculated at the sampling time t 4 .

【0065】尚、サンプリング時間間隔Δt(例えばサ
ンプリング時刻t1 とt2 との間の時間間隔)での夫々
のデータの平均値を使って入射エネルギーを求めるよう
にしてもよい。具体的には、例えば前述の透過率データ
η(xR )、反射率データrx(xR )のデジタルサン
プリングの間隔をレチクル上で25μm毎とし、サンプ
リング時刻t1 とt2 との間のサンプリング時間間隔Δ
tを5msec、スキャン速度Vを50mm/secと
したとき、サンプリング時間間隔Δtの間にレチクルス
テージが移動する距離LはL=V×Δt=250μmと
なる。透過率データη(xR )、反射率データrx(x
R )のデジタルサンプリング間隔は25μm毎なので、
サンプリング時刻t1 とサンプリング時刻t2 との間の
サンプリング時間間隔Δt内で10個のサンプリングデ
ータが透過率データη(xR )と反射率データrx(x
R )との夫々について得られる。そこで、それら10個
のサンプリングデータを透過率η(xR )と反射率rx
(xR )との夫々について平均化したデータをサンプリ
ング時刻t2 での平均透過率データη(x2 )と平均反
射率rx(x2 )として利用してもよい。そしてサンプ
リング時刻t2 での透過率η(x2 )と反射率rx(x
2 )と照度Ip(t2 )、シャッター2の開閉情報(開
いていれば1、閉じていれば0の重み)とウェハWの照
射領域(レチクルブラインド8で決まる照射領域)の面
積と式(5)、(7)、(9)とに基づいてサンプリン
グ時刻t2 における投影光学系PLへの入射エネルギー
E(t 2 )=Ebを推定値として算出する。このとき、
前述のように光源1がパルス光を射出する光源である場
合、サンプリング時刻t1 とサンプリング時刻t2 との
間のサンプリング時間間隔Δt内の単位時間のパワーを
積算してそれを単位時間内の平均パワーIp(t2 )と
してもよい。透過率η(xR )と反射率rx(x R )の
デジタルサンプリング間隔はサンプリング時間間隔Δt
の間にレチクルステージが移動する距離Lよりも小さな
分解能が必要であり、サンプリング時間間隔Δtは距離
Lが照明領域IAのスキャン方向の幅よりも小さくなる
ように定める。
The sampling time interval Δt (for example,
Sampling time t1And tTwoTime interval between)
To calculate the incident energy using the average value of
It may be. Specifically, for example, the aforementioned transmittance data
η (xR), Reflectance data rx (xR) Digital Sun
Set the spacing between the rings on the reticle every 25 μm, and
Ring time t1And tTwoSampling time interval Δ
t is 5 msec and scan speed V is 50 mm / sec.
Reticle during the sampling time interval Δt
The distance L at which the stage moves is L = V × Δt = 250 μm.
Become. Transmittance data η (xR), Reflectance data rx (x
RSince the digital sampling interval of ()) is every 25 μm,
Sampling time t1And sampling time tTwoBetween
10 sampling data within the sampling time interval Δt
Is the transmittance data η (xR) And reflectance data rx (x
R) And obtained for each. So, those 10
Of the transmission data η (xR) And reflectivity rx
(XR) And averaged data for each
Time tTwoTransmittance data η (xTwo) And average anti
Emissivity rx (xTwo) May be used. And sump
Ring time tTwoTransmittance η (xTwo) And the reflectance rx (x
Two) And illuminance Ip (tTwo), Shutter 2 opening / closing information (open
(1 if closed, 0 if closed) and the wafer W
Surface of irradiation area (irradiation area determined by reticle blind 8)
Sampling based on the product and equations (5), (7) and (9)
Time tTwoEnergy incident on projection optical system PL at
E (t Two) = Eb is calculated as an estimated value. At this time,
If the light source 1 is a light source that emits pulsed light as described above,
The sampling time t1And sampling time tTwoWith
Unit time power within the sampling time interval Δt between
Are integrated and the result is averaged power Ip (tTwo)When
May be. Transmittance η (xR) And the reflectance rx (x R)of
Digital sampling interval is sampling time interval Δt
Smaller than the distance L that the reticle stage moves during
Resolution is required, and sampling time interval Δt is distance
L becomes smaller than the width of the illumination area IA in the scanning direction.
It is determined as follows.

【0066】尚、1ショット以降は反射率rx(xR
を式(9)に基づいて求めることなく、1ショット露光
時にメモリに記憶された反射率データrx(xR )を使
って入射エネルギーEを求めるようにしてもよい。
The reflectance rx (x R ) after one shot
May be obtained using the reflectance data rx (x R ) stored in the memory at the time of one-shot exposure, without obtaining Eq. (9) based on Expression (9).

【0067】次に単位時間毎の入射エネルギー光量に基
づく投影光学系PLの光学特性の変化量の算出につい
て、さらに図8を参照して説明する。図8(B)のΔM
sは入射光量Eによる倍率変化特性を示すものである。
図8(B)に示すように入射エネルギーEに対する倍率
変化特性は図4(B)に示すようにΔM/Eと時定数T
に依存した特性となる。従って、各時間(所定時間間隔
毎の時間)に対応する位置での入射エネルギーに対応す
る倍率変動量はΔM/Eと時定数Tで決まる図4(B)
のような倍率変動特性から求められる。
Next, the calculation of the amount of change in the optical characteristics of the projection optical system PL based on the amount of incident energy per unit time will be described with reference to FIG. ΔM in FIG. 8 (B)
s indicates a magnification change characteristic depending on the incident light amount E.
As shown in FIG. 8B, the magnification change characteristic with respect to the incident energy E is ΔM / E and the time constant T as shown in FIG.
Characteristics. Therefore, the magnification change amount corresponding to the incident energy at the position corresponding to each time (time at each predetermined time interval) is determined by ΔM / E and the time constant T as shown in FIG.
It is obtained from the magnification variation characteristic as described above.

【0068】図8(B)を参照して具体的に説明する。
エネルギーEaによってサンプリング時刻t0 〜t1
間に変化する倍率変動量ΔM1 をΔM/Eの関係から求
める。ΔM/Eの関係は前述の如く実験等により予め求
められている。同様にエネルギーEbによってサンプリ
ング時刻t1 〜t2 の間に変化する倍率変動量ΔM2
ΔM/Eの関係から求められる。サンプリング時刻t1
〜t2 の間の倍率の減衰率は熱的な時定数Tにより定め
られており、サンプリング時刻t1 〜t2 の間での初期
値(この場合ΔM1 )から時定数Tに応じて時間ととも
に減衰する減衰量を求めることができる。従って、サン
プリング時刻t2 における倍率変動量はΔM1 +ΔM2
の合計値からサンプリング時刻t1 〜t2 の間での減衰
量を引いた値となる。同様にしてエネルギーEaによっ
てサンプリング時刻t2 〜t3 の間に変化する倍率変動
量ΔM3 、エネルギーEcによってサンプリング時刻t
3〜t4 の間に変化する倍率変動量ΔM4 、エネルギー
Ebによってサンプリング時刻t4 〜t5 の間に変化す
る倍率変動量ΔM5 をΔM/Eの関係から求められる。
そして同様にして各サンプリング時刻の間での減衰量を
求め、各サンプリング時刻における最終的な倍率変動量
を求めることができる。この各サンプリング時刻におけ
る値を結ぶ包絡線を倍率の変動特性として、図8(B)
に示すような倍率変動特性を得ることができる。このよ
うに離散的な倍率変動の値から逐次倍率変動特性を漸化
的に得る計算方法は特開昭60−78454号公報や特
開昭62−136821号公報に開示されている。
A specific description will be given with reference to FIG.
The magnification change amount ΔM 1 that changes between the sampling times t 0 and t 1 depending on the energy Ea is obtained from the relationship of ΔM / E. The relationship of ΔM / E is obtained in advance by experiments and the like as described above. Similarly, the magnification change amount ΔM 2 that changes between the sampling times t 1 and t 2 depending on the energy Eb is obtained from the relationship of ΔM / E. Sampling time t 1
Attenuation factor of magnification between ~t 2 is defined by the time constant T thermal, time according to the time constant T from the initial value between the sampling times t 1 ~t 2 (in this case .DELTA.M 1) Together with the amount of attenuation. Therefore, the magnification variation at the sampling time t 2 is ΔM 1 + ΔM 2
Is the value obtained by subtracting the amount of attenuation between sampling times t 1 and t 2 from the total value of. Similarly, the magnification fluctuation amount ΔM 3 that changes between the sampling times t 2 and t 3 by the energy Ea, and the sampling time t by the energy Ec
3 magnification variation .DELTA.M 4 which changes during ~t 4, the magnification variation .DELTA.M 5 which changes during the sampling time t 4 ~t 5 by the energy Eb is determined from the relation .DELTA.M / E.
Then, similarly, the amount of attenuation between each sampling time is obtained, and the final magnification change amount at each sampling time can be obtained. FIG. 8B shows an envelope connecting the values at each sampling time as a variation characteristic of the magnification.
Can be obtained. Such a calculation method for gradually obtaining the magnification fluctuation characteristic from discrete magnification fluctuation values is disclosed in JP-A-60-78454 and JP-A-62-136821.

【0069】次に倍率を補正する方法について説明す
る。
Next, a method of correcting the magnification will be described.

【0070】図8(B)に示す倍率変動特性に応じて倍
率を変化させるように結像特性制御部30は圧力制御系
40の制御量、あるいは駆動素子31、34、35の駆
動量を決定し、倍率を補正する。ただし、結像特性制御
部30は、専らスキャン方向と垂直な方向の投影倍率M
の調整に使われ、スキャン方向の倍率に関してはレチク
ルRとウェハWのスキャン時の相対速度を微小量変える
必要がある。従ってショット領域内の全面で等方的に投
影像の大きさを変えるには、結像特性制御部30によっ
て補正される倍率調整量に応じて相対速度を微調しなけ
ればならない。
The imaging characteristic control unit 30 determines the control amount of the pressure control system 40 or the drive amount of the drive elements 31, 34, and 35 so as to change the magnification according to the magnification change characteristic shown in FIG. And correct the magnification. However, the imaging characteristic control unit 30 exclusively controls the projection magnification M in the direction perpendicular to the scan direction.
It is necessary to change the relative speed at the time of scanning the reticle R and the wafer W by a small amount with respect to the magnification in the scanning direction. Therefore, in order to change the size of the projected image isotropically over the entire surface of the shot area, the relative speed must be finely adjusted according to the magnification adjustment amount corrected by the imaging characteristic control unit 30.

【0071】以上は倍率変化を補正する方法について述
べたが他の結像特性についても同様にして補正すること
ができる。尚、ウェハW上にはレチクルRのパターンが
複数順次露光されていくが、生産性を上げるため、ウェ
ハステージWST(レチクルステージRST)は常に一
方向にスキャンするのではなくウェハ上のショット列毎
に交互に逆方向にスキャンしながら露光を行う場合があ
る。つまり1つのショット列を露光した後は逆方向にス
キャンしながら他のショット列を露光する(往復しなが
ら露光する)場合がある。前述の透過率データη、基準
反射率データ等のサンプリングはレチクルを一方向(例
えば−x方向)に移動させながらレチクルRの位置に応
じて記憶または算出したものである。従って、ウェハの
ショット列毎に交互に逆方向にウェハステージWSTの
スキャン方向が異なる場合(−x方向と+x方向との交
互にレチクルステージRSTのスキャン方向が異なる場
合)はスキャン方向に応じて透過率データηと反射率デ
ータ等の読出方向を切り換える。すなわち、透過率ηや
基準反射率データを記憶したレチクルステージRSTの
スキャン方向と逆の方向にスキャンする場合は透過率
η、基準反射率データ等のメモリからの読出を逆方向か
ら行う。
The method of correcting a change in magnification has been described above, but other image forming characteristics can be similarly corrected. Note that a plurality of patterns of the reticle R are sequentially exposed on the wafer W. However, in order to increase productivity, the wafer stage WST (reticle stage RST) does not always scan in one direction, but scans every shot row on the wafer. Exposure may be performed while scanning alternately in the opposite direction. In other words, after exposing one shot row, there is a case where another shot row is exposed while scanning in the reverse direction (exposure while reciprocating). The above-described sampling of the transmittance data η, the reference reflectance data, and the like is performed by storing or calculating according to the position of the reticle R while moving the reticle in one direction (for example, the −x direction). Therefore, when the scan direction of wafer stage WST is alternately different in the opposite direction for each shot row of the wafer (when the scan direction of reticle stage RST is alternately different in the -x direction and the + x direction), transmission is performed according to the scan direction. The reading direction of the ratio data η and the reflectance data is switched. That is, when scanning is performed in a direction opposite to the scanning direction of the reticle stage RST in which the transmittance η and the reference reflectance data are stored, reading of the transmittance η, the reference reflectance data, and the like from the memory is performed in the reverse direction.

【0072】ここで、スキャン中の平均透過率、平均反
射率を求めて式(5)、(6)をそのまま使用すること
も可能である。この方法も1つの解決法であるが、1ス
キャン中の平均透過率や平均反射率を平均化された量で
しか扱えないことと、反射率は1スキャン後にしか計算
できないということで精度が悪化するという問題点があ
る。この方法による精度の悪化が許容範囲であるか否か
は倍率変動ΔMの算出にあたって必要とされる精度と、
1スキャン中の倍率変動ΔMの変化の量,あるいは1ス
キャンの時間と時定数Tの長さの比較、あるいは使用す
るレチクルRの透過率ηのレチクルRの位置による差、
ウェハWの反射率rのレチクルRの位置による差を考慮
して決まる。しかしながら、1スキャンの時間はレジス
トの感度により左右され、使用するレチクルの透過率の
均一性等も不確定な要素である。従って、本実施例では
マスクのスキャンの位置に応じて基準反射面からの反射
光強度に基づいて作成された基準反射率データに基づい
てウェハからの反射光の強度を求めることとし、露光動
作中にレチクルをスキャンすることによって、レチクル
の位置に応じて反射光強度が変化しても正しい反射率が
求まるようにしている。
Here, it is also possible to obtain the average transmittance and the average reflectance during scanning and use the equations (5) and (6) as they are. This method is also one solution, but the accuracy deteriorates because the average transmittance and the average reflectance during one scan can be handled only by the averaged amount, and the reflectance can be calculated only after one scan. There is a problem that. Whether the accuracy deterioration by this method is within an allowable range depends on the accuracy required for calculating the magnification change ΔM,
The amount of change in magnification change ΔM during one scan, or the comparison between the time of one scan and the length of time constant T, or the difference in transmittance η of reticle R used due to the position of reticle R;
It is determined in consideration of the difference between the reflectivity r of the wafer W and the position of the reticle R. However, the time for one scan depends on the sensitivity of the resist, and the uniformity of the transmittance of the reticle used is also an uncertain factor. Therefore, in the present embodiment, the intensity of the reflected light from the wafer is determined based on the reference reflectance data created based on the intensity of the reflected light from the reference reflecting surface according to the position of the scan of the mask, and during the exposure operation. By scanning the reticle, a correct reflectance can be obtained even if the intensity of the reflected light changes according to the position of the reticle.

【0073】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。第2の実施例は、基準反射面を使った基準反射率デ
ータを求めることなく、レチクルRや照明光学系中の光
学部材で反射した光量情報(以下「オフセット成分」と
いう)をレチクルRの位置に応じてメモリに格納し、反
射光センサー27の出力Sbからオフセット成分を差し
引いた値をウェハで反射され再び投影光学系PLに入射
する光量とする点で第1の実施例と異なる。第2実施例
において第1の実施例と同様の部材には同様の符号を付
している。また、本実施例ではレチクルを介して投影光
学系PLに入射する光量(光エネルギー)を求めるため
の情報、すなわちレチクルの透過率(本実施例では実際
は照明領域IA内の光量とパターンの遮光部で遮光され
ずに透過した光量との比)に関する情報を照射量センサ
ー41の出力と光源センサー28からの出力とに基づい
て検出する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the light amount information (hereinafter, referred to as an “offset component”) reflected by the reticle R or the optical member in the illumination optical system is obtained without calculating the reference reflectance data using the reference reflection surface. The first embodiment differs from the first embodiment in that a value obtained by subtracting the offset component from the output Sb of the reflected light sensor 27 is used as the amount of light reflected by the wafer and incident again on the projection optical system PL. In the second embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Further, in the present embodiment, information for obtaining the light amount (light energy) incident on the projection optical system PL via the reticle, that is, the transmittance of the reticle (in the present embodiment, the light amount in the illumination area IA and the light shielding portion of the pattern) ) Is detected based on the output of the irradiation sensor 41 and the output of the light source sensor 28.

【0074】以下レチクルを介して投影光学系PLに入
射する光量を求めることについて説明する。
A description will now be given of obtaining the amount of light incident on the projection optical system PL via the reticle.

【0075】主制御系100は光源センサー28からの
出力Saと照射量センサー41の出力Scとの比Sc/
SaをレチクルRを載置したレチクルステージRSTの
1スキャン分の移動位置に同期して主制御系100内の
メモリに格納する。すなわち、主制御系100はレチク
ルステージRSTを移動(ウェハステージWSTは静
止)させ、レチクル干渉計14で検出されるレチクルス
テージRSTの位置に応じて光源センサー28からの出
力Saと照射量センサー41の出力との比Sc/Saを
時系列的なデジタル値に変換して、主制御系100内の
メモリに格納する。この比のデータがレチクルのスキャ
ン時の透過率変化に対応した情報となり、以下この比を
Rhとする。メモリ内への格納のタイミング(デジタル
サンプリング)は前述の如くレチクル干渉計14の分解
能(例えば0.01μm)を基準として一定移動量毎
(例えば0.01μm〜10μm毎)に行うようにすれ
ばよい。そして格納したレチクルステージRSTの各位
置での変化し得る光源センサー28からの出力Saと照
射量センサー41の出力Scとの比Rhを、レチクルス
テージRSTの位置に応じてメモリに格納する。実露光
の際は、例えば数msec程度の所定時間毎に対応する
レチクルステージRSTの位置に対応して予めメモリに
記憶した比Rhを読出し、その値を実露光時の光電セン
サー28の出力値Sa(所定時間毎の光電センサー28
の出力値)に乗じたもの(Sa・Rh)が、所定時間毎
にレチクルを介して投影光学系PLへ入射する光量(エ
ネルギー)の推定値となる。主制御系100は通常ディ
ジタルコンピュータで構成されるため、第1の実施例で
の各種のデータのデジタルサンプリグと同様に比Rh、
又は乗算結果Sa・Rhを平均化してその値を記憶して
いってもよいし、あるいは干渉計14の分解能程度(も
しくはそれより粗い分解能)で逐次算出される比Rh、
又は乗算値Sa・Rhをそのまま記憶していってもよ
い。
The main control system 100 calculates the ratio Sc / of the output Sa from the light source sensor 28 and the output Sc of the irradiation amount sensor 41.
Sa is stored in the memory in the main control system 100 in synchronization with the movement position of the reticle stage RST on which the reticle R is mounted for one scan. That is, main control system 100 moves reticle stage RST (wafer stage WST is stationary), and outputs output Sa from light source sensor 28 and irradiation amount sensor 41 according to the position of reticle stage RST detected by reticle interferometer 14. The output ratio Sc / Sa is converted into a time-series digital value and stored in a memory in the main control system 100. The data of this ratio becomes information corresponding to the change in transmittance during scanning of the reticle, and this ratio is hereinafter referred to as Rh. The timing of the storage in the memory (digital sampling) may be performed at every fixed movement amount (for example, every 0.01 μm to 10 μm) based on the resolution (for example, 0.01 μm) of the reticle interferometer 14 as described above. . Then, the stored ratio Rh of the output Sa from the light source sensor 28 and the output Sc of the irradiation amount sensor 41 that can change at each position of the reticle stage RST is stored in the memory in accordance with the position of the reticle stage RST. At the time of actual exposure, for example, at every predetermined time of about several milliseconds, the ratio Rh stored in advance in the memory corresponding to the position of the reticle stage RST is read, and the value is output to the output value Sa of the photoelectric sensor 28 at the time of actual exposure. (Photoelectric sensor 28 at predetermined time intervals
(Sa · Rh) is an estimated value of the amount of light (energy) incident on the projection optical system PL via the reticle every predetermined time. Since the main control system 100 is usually constituted by a digital computer, the ratio Rh and the ratio are set similarly to the digital sampling of various data in the first embodiment.
Alternatively, the multiplication result Sa · Rh may be averaged and the value may be stored, or the ratio Rh, which is sequentially calculated at about the resolution of the interferometer 14 (or a coarser resolution),
Alternatively, the multiplied value Sa · Rh may be stored as it is.

【0076】次にウェハ反射光量に関する情報の検出に
ついて説明する。
Next, detection of information on the amount of reflected light from the wafer will be described.

【0077】投影光学系PLへの入射エネルギーを考え
るとき、レチクルを介して入射する光量の他にウェハで
反射して再び投影光学系PLに入射する光量を考慮しな
ければならない。そこで、ウェハから投影光学系PLに
再び入射する光量を反射光センサー27の出力Sbに基
づいて検出する。主制御系100はレチクルRを載置し
た状態でレチクルステージRSTを1スキャン分移動さ
せ、レチクル干渉計14で検出されるレチクルステージ
RSTの位置に応じて反射光センサー27からの時系列
的な光電信号Sb(光量情報)を主制御系100内のメ
モリに格納(デジタルサンプリング)する。メモリ内へ
の格納のタイミングは例えばレチクル干渉計14の分解
能(例えば0.01μm)を基準として一定移動量毎に
行うようにすればよい。この場合も、デジタルサンプリ
ングの間隔は干渉計14の分解能と一致している必要は
なく、例えば0.2μm毎〜10μm毎と粗くしてもよ
い。
When considering the incident energy on the projection optical system PL, it is necessary to consider not only the amount of light incident via the reticle but also the amount of light reflected by the wafer and incident again on the projection optical system PL. Therefore, the amount of light re-entering the projection optical system PL from the wafer is detected based on the output Sb of the reflected light sensor 27. The main control system 100 moves the reticle stage RST by one scan while the reticle R is mounted, and performs time-series photoelectric conversion from the reflected light sensor 27 in accordance with the position of the reticle stage RST detected by the reticle interferometer 14. The signal Sb (light amount information) is stored (digitally sampled) in a memory in the main control system 100. The timing of storing the data in the memory may be set, for example, every fixed movement amount with reference to the resolution (for example, 0.01 μm) of the reticle interferometer 14. Also in this case, the interval of digital sampling does not need to match the resolution of the interferometer 14, and may be coarse, for example, every 0.2 μm to 10 μm.

【0078】このとき反射光センサー27からの出力S
bにはレチクルRや照明光学系中の光学部材で反射した
反射光の光量情報を含んでいる。そこで、反射率がほぼ
零である反射面を有する基準板FMの基準反射面を投影
光学系PLの投影領域IA’内に位置させた上で、レチ
クルのスキャンを行い、反射光を反射光センサー27で
受光し、その出力Sbの変化をレチクルステージRST
の位置に応じてメモリに格納する。その記憶されたデー
タがレチクルRや照明光学系中の光学部材で反射した反
射光の光量情報となり、以下これをオフセット成分とい
う。実露光時には、その記憶されたオフセット成分を反
射光センサー27からの出力値Sbから差し引くように
すればよい。
At this time, the output S from the reflected light sensor 27
b includes light amount information of the light reflected by the reticle R and the optical member in the illumination optical system. Therefore, the reticle is scanned after the reference reflection surface of the reference plate FM having the reflection surface whose reflectance is almost zero is positioned in the projection area IA ′ of the projection optical system PL, and the reflected light is reflected by the reflected light sensor. 27, and a change in its output Sb is detected by a reticle stage RST.
Is stored in the memory according to the position of. The stored data becomes light amount information of the reflected light reflected by the reticle R or an optical member in the illumination optical system, and is hereinafter referred to as an offset component. At the time of actual exposure, the stored offset component may be subtracted from the output value Sb from the reflected light sensor 27.

【0079】尚、以上で光電センサー28や照射量セン
サー41、反射光センサー27はパルス光を受光する場
合、1パルス毎に強度を測定してもよいし、短い一定時
間、例えば数〜数十mSecの単位時間内のパワーを積
算してそれを単位時間内の平均パワーとして出力しても
よい。
When the photoelectric sensor 28, the irradiation amount sensor 41, and the reflected light sensor 27 receive the pulse light, the intensity may be measured for each pulse, or may be measured for a short period of time, for example, several to several tens. The power in the unit time of mSec may be integrated and output as the average power in the unit time.

【0080】次に図8を参照して投影光学系PLへの入
射光量Eの算出について説明する。
Next, calculation of the amount of incident light E on the projection optical system PL will be described with reference to FIG.

【0081】投影光学系PLへの入射光量Eの算出方法
と投影光学系PLの結像特性の変化量の算出は第1の実
施例と同様にして求められる。以下簡単に説明する。本
実施例においては図8(A)中Ea、Eb、Ecはレチ
クルステージRSTの位置を変数としたレチクル側から
投影光学系PLに入射する光量とウェハ側から投影光学
系PLに再入射する光量との和である。主制御系100
はサンプリング時刻t 1 での光源センサー28の出力S
aと反射光センサー27の出力Sbを夫々検出する。主
制御系100はサンプリング時刻t1 に対応する位置x
1 での光電センサー28からの出力Saと照射量センサ
ー41の比Rhとオフセット成分とをメモリから読み出
す。そして主制御系100は光電センサー28の出力S
aと比Rhとの乗算結果と、反射光センサー27の出力
Sbからその位置(又は時刻)でのオフセット成分を引
いた値とを加算する。そして主制御系100はこの加算
値ととシャッター2の開閉情報(開いていれば1、閉じ
ていれば0の重み)とウェハWの照射領域(レチクルブ
ラインド8で決まる照射領域)IA’とに基づいてサン
プリング時刻t1 における投影光学系PLへの入射エネ
ルギーEaを推定値として算出する。
Method for calculating the amount of incident light E on the projection optical system PL
The calculation of the amount of change in the imaging characteristics of the projection optical system PL
It is determined in the same manner as in the example. This will be briefly described below. Book
In the embodiment, Ea, Eb, and Ec in FIG.
From the reticle side using the position of the RST stage as a variable
Light quantity incident on the projection optical system PL and projection optics from the wafer side
This is the sum with the amount of light that reenters the system PL. Main control system 100
Is the sampling time t 1Output S of the light source sensor 28
a and the output Sb of the reflected light sensor 27 are respectively detected. main
The control system 100 sets the sampling time t1Position x corresponding to
1Sa from the photoelectric sensor 28 and the irradiation amount sensor
-41 ratio Rh and offset component read from memory
You. The main control system 100 outputs the output S of the photoelectric sensor 28.
a multiplied by the ratio Rh and the output of the reflected light sensor 27
Subtract the offset component at that position (or time) from Sb
Add the value that was found. The main control system 100 performs this addition.
Value and shutter 2 opening / closing information (1 if open, 1 closed
Weight if 0) and the irradiation area of the wafer W (reticle
(Irradiation area determined by line 8) IA '
Pulling time t1Energy to the projection optical system PL at
Lugie Ea is calculated as an estimated value.

【0082】尚、比Rhとオフセット成分とを記憶した
位置x1 がサンプリング時刻t1 と対応していないとき
は、サンプリング時刻t1 以後の一番近い位置xに記憶
された比Rhとオフセット成分を使うようにすればよ
い。
[0082] The ratio Rh and when the position x 1 which stores the offset component does not correspond to the sampling time t 1, the ratio Rh and offset components stored in the sampling time t 1 after the nearest position x You should use.

【0083】以下サンプリング時刻t2 〜t5 について
も同様にして入射エネルギーを求める。ここではサンプ
リング時刻t1 、t3 に対応する入射エネルギーをE
a、サンプリング時刻t2 、t5 に対応する入射エネル
ギーをEb、サンプリング時刻t4 に対応する入射エネ
ルギーをEcで表している。
Hereinafter, the incident energy is similarly obtained for the sampling times t 2 to t 5 . Here, the incident energy corresponding to the sampling times t 1 and t 3 is E
a, the incident energy corresponding to the sampling times t 2 and t 5 is represented by Eb, and the incident energy corresponding to the sampling time t 4 is represented by Ec.

【0084】尚、第1の実施例と同様にサンプリング時
間間隔Δt(例えばサンプリング時間t1 とt2 との間
の時間間隔)での夫々のデータの平均値を使って入射エ
ネルギーを求めるようにしてもよい。具体的には、例え
ば前述の比Rhとオフセット成分のデジタルサンプリン
グの間隔をレチクル上で25μm毎とし、サンプリング
時刻t1 とt2 との間のサンプリング時間間隔Δt=5
msec、スキャン速度V=50mm/secとしたと
き、サンプリング時刻t1 とサンプリング時刻t2 との
間のサンプリング時間間隔Δt内で10個のサンプリン
グデータが比Rhとオフセット成分との夫々について得
られる。従って第1の実施例と同様に10個のサンプリ
ングデータを比Rhとオフセット成分との夫々について
平均化したデータに基づいて入射エネルギーEbを求め
ればよい。
Incidentally, similarly to the first embodiment, the incident energy is obtained by using the average value of each data at the sampling time interval Δt (for example, the time interval between the sampling times t 1 and t 2 ). You may. Specifically, for example, the interval between the above-mentioned ratio Rh and the digital sampling of the offset component is set to every 25 μm on the reticle, and the sampling time interval Δt = 5 between the sampling times t 1 and t 2 is set.
When msec and scan speed V = 50 mm / sec, ten pieces of sampling data are obtained for each of the ratio Rh and the offset component within the sampling time interval Δt between the sampling time t 1 and the sampling time t 2 . Accordingly, similarly to the first embodiment, the incident energy Eb may be obtained based on data obtained by averaging ten pieces of sampling data for each of the ratio Rh and the offset component.

【0085】入射エネルギーが求まれば第1の実施例と
同様にして、サンプリング時刻における倍率変動量をΔ
M/Eから求め、各サンプリング時刻の間の減衰率を時
定数Tから求める。そして各サンプリング時刻における
値を結ぶ包絡線を倍率の変動特性と定め、図8(B)に
示す倍率変動特性を得ることができる。そして図8
(B)に示すような倍率変化特性に応じて倍率を変化さ
せるように結像特性制御部30は圧力制御系40の制御
量、あるいは駆動素子31、34、35の駆動量を決定
し、倍率を補正する。
Once the incident energy is obtained, the amount of magnification change at the sampling time is calculated by Δ in the same manner as in the first embodiment.
From M / E, the decay rate between each sampling time is obtained from the time constant T. Then, an envelope connecting the values at each sampling time is determined as the magnification fluctuation characteristic, and the magnification fluctuation characteristic shown in FIG. 8B can be obtained. And FIG.
The imaging characteristic control unit 30 determines the control amount of the pressure control system 40 or the drive amount of the drive elements 31, 34, and 35 so as to change the magnification according to the magnification change characteristic as shown in FIG. Is corrected.

【0086】本実施例においても、比Rhとオフセット
成分の取り込みはレチクルステージRSTを一方向に移
動させて行っている。このため、比Rhとオフセット成
分の取り込み方向と異なる方向にレチクルステージRS
Tをスキャンさせる場合には、比Rhとオフセット成分
の読出しを逆方向から行う。
Also in this embodiment, the reticle stage RST is moved in one direction to capture the ratio Rh and the offset component. Therefore, the reticle stage RS is moved in a direction different from the direction in which the ratio Rh and the offset component are captured.
When scanning T, the reading of the ratio Rh and the offset component is performed from the opposite direction.

【0087】前述の第1、第2の実施例ではレチクルの
透過率に関する情報やウェハの反射光に関する情報をレ
チクル座標に応じて記憶したが、ウェハステージWST
側も同時にスキャンするためウェハステージの座標基準
あるいは時間基準で記憶しても同様の効果が得られる。
ウェハステージ座標基準の時はスキャンスタート時毎に
干渉計のカウントを0にリセットしたり、又はスキャン
開始点の座標を記憶する必要がある。また時間基準の場
合は、さらにレジスト感度等で露光時間が異なる時スキ
ャンスピードが異なるため時間軸スケールを変える必要
がある。尚、前述の実施例において多少精度を落ちる
が、レチクルを介して投影光学系PLに入射する光量の
みに基づいて投影光学系PLの結像特性の変化特性を求
めるようにしてもよい。
In the above-described first and second embodiments, information relating to the transmittance of the reticle and information relating to the reflected light of the wafer are stored in accordance with the reticle coordinates.
Since the side is also scanned at the same time, the same effect can be obtained even if it is stored on the basis of the coordinates of the wafer stage or on the basis of time.
In the case of the wafer stage coordinate reference, it is necessary to reset the count of the interferometer to 0 every time the scan is started or to store the coordinates of the scan start point. Further, in the case of the time reference, it is necessary to change the time axis scale because the scanning speed is different when the exposure time is different due to the resist sensitivity or the like. Note that, although the accuracy is slightly lowered in the above-described embodiment, the change characteristic of the imaging characteristic of the projection optical system PL may be obtained based only on the amount of light incident on the projection optical system PL via the reticle.

【0088】また、絞り29の交換による照明条件の変
更により、投影光学系PL内の光束の通過位置が異な
り、結像特性の変化特性が異なる。例えば倍率変化に関
する熱的な時定数等が異なる。従って、絞り29により
変化する照明条件毎に結像特性の変化特性に関する情報
(例えば熱的な時定数)を記憶し直す必要がある。
Further, due to the change of the illumination condition due to the exchange of the diaphragm 29, the light passing position in the projection optical system PL is different, and the change characteristic of the image forming characteristic is different. For example, the thermal time constant related to the magnification change is different. Therefore, it is necessary to re-store information (for example, a thermal time constant) relating to the change characteristic of the imaging characteristic for each illumination condition changed by the aperture 29.

【0089】図9は、図1中のレチクルブラインド8の
平面形状、投影視野if、及びレチクルRのパターン領
域PAの各配置関係を示し、レチクルブラインド8はこ
こでは2枚の遮光板8A、8Bで構成される。遮光板8
Bはコの字形の平面形状を有し、スキャン方向(x方
向)に関して照明領域を規定する直線エッジEGx
2 と、スキャン方向と直交するy方向に関して照明領域
を規定する直線エッジEGy 1 、EGy2 とを有する。
一方、遮光板8Aはスキャン方向に関して照明領域を規
定するために、遮光板8BのエッジEGx2 と平行な直
線エッジEGx1 を有し、遮光板8Bに対してx方向に
可動とされている。これによって、スリット状照明領域
IAのスキャン方向の幅が可変となる。尚、遮光板8B
の方もx方向に平行移動可能として、スキャン方向を規
定するEGx1 、EGx2 を光軸IXから対称的に設定
するようにしてもよい。図10は、図9のレチクルブラ
インド8を通ってレチクルRに達する照明光の強度分布
を立体的に示す斜視図であり、光軸IXの方向を強度軸
Iとしてある。照明光として水銀放電灯等の連続発光光
源を用いる場合はあまり問題にならないが、パルス発光
光源を用いる場合、スキャン方向の照度分布がきれいな
矩形状になっていると照度分布のスキャン方向の両端部
での重ね合わせ量や重ね合わせ回数のばらつきによっ
て、ウェハW上の1つのショット領域内で露光量のムラ
が生じ易い。
FIG. 9 shows the reticle blind 8 shown in FIG.
Planar shape, projection field if, and pattern area of reticle R
The layout relationship of each area PA is shown, and the reticle blind 8 is
Here, it is composed of two light shielding plates 8A and 8B. Light shield plate 8
B has a U-shaped planar shape, and has a scan direction (x direction).
Direction EGx defining an illumination area with respect to
TwoAnd the illumination area in the y direction orthogonal to the scan direction.
Straight edge EGy that defines 1, EGyTwoAnd
On the other hand, the light shielding plate 8A defines an illumination area in the scanning direction.
Edge EGx of the light shielding plate 8BTwoStraight parallel to
Line edge EGx1In the x direction with respect to the light shielding plate 8B.
It is movable. Thereby, the slit-shaped illumination area
The width of the IA in the scanning direction becomes variable. In addition, the light shielding plate 8B
Can be moved in parallel in the x direction,
EGx to determine1, EGxTwoIs set symmetrically from the optical axis IX
You may make it. FIG. 10 shows the reticle bra of FIG.
Intensity distribution of illumination light reaching reticle R through India 8
FIG. 3 is a perspective view three-dimensionally showing a direction of an optical axis IX as an intensity axis.
I. Continuous light from mercury discharge lamps etc.
When using a source, this is not a problem,
When using a light source, the illuminance distribution in the scan direction is
Both ends in the scan direction of the illuminance distribution when rectangular
Due to variations in the amount of superposition and the number of superpositions
Of the exposure amount within one shot area on the wafer W
Tends to occur.

【0090】そこで図10に示すように、照度分布の少
なくともスキャン方向の端部については、ほぼ一様な傾
き(幅ΔXs)を持たせるようにする。図10におい
て、照度分布のy方向の長さYSpは、レチクルRのパ
ターン領域PAのy方向の長さをカバーするように定め
られ、照度分布のx方向の長さ(スリット幅)XSp
は、ウェハW上のフォトレジストへの目標露光量,レチ
クルステージRST,ウェハステージWSTの走査速
度,パルス光源のときのパルス発振周波数,照明光の強
度等との兼ね合いで最適に定められる。図10のよう
に、照度分布の両端に幅ΔXsで傾斜を持たせるために
は、図9中の遮光板8AのエッジEGx1 と遮光板8B
のエッジEGx2 とを、レチクルRのパターン面と共役
な位置から光軸IXの方向に一定量だけずらし、エッジ
EGx1 、EGx2 のわずかなデフォーカス像をレチク
ルR上に投影するようにすればよい。ただし、非走査方
向のエッジEGy1 、EGy2 について、レチクルRの
パターン面でシャープに結像させるときは、エッジEG
1 、EGy2 はレチクルRのパターン面と共役な位置
に正確に配置する必要がある。そのため、エッジEGy
1 、EGy2 は共役な面内に正確に配置し、エッジEG
1 、EGx2 はエッジEGy1 、EGy2 の面位置よ
りも光源側にわずかにずれた面内に配置する。またスリ
ット状照明領域IAの長手方向の寸法(長さYSp)を
可変とするためには、エッジEGy1 、EGy 2 もy方
向に可動にする必要がある。尚、図10の照度分布のy
方向が想像線LLiのように一様に傾いたものになって
いると、図10中のy方向の位置ya1で露光されるシ
ョット領域内の部分と、位置ya2 で露光されるショッ
ト領域内の部分とで露光量が異なってしまう。そこで位
置ya1 での強度I(ya1 )と位置ya2 での強度I
(ya2 )とを計測し、その比I(ya1 )/I(ya
2)に応じて、スリット幅XSpをy方向に関して微調
するのがよい。すなわち、スリット状照明光IAのy方
向の位置ya1 でのスキャン方向の幅をXSp(y
1 )、位置ya2 でのスキャン方向の幅をXSp(y
2 )とすると、I(ya1 )/I(ya2 )=XSp
(ya2 )/XSp(ya1 )の関係になるように、エ
ッジEGx1 とEGx2 とをxy面内で相対的に平行状
態から傾ける(回転させる)のである。要するに、図9
に示したスリット状のブラインド開口をわずかに台形状
にするのである。このようにすると、スリット状照明光
の非走査方向に関するわずかな照度ムラ(一様な傾き)
に対しても、ショット領域内の各点で正確な露光量が与
えられることになる。
Therefore, as shown in FIG.
At least at the end in the scanning direction,
(Width ΔXs). Figure 10
Therefore, the length YSp of the illuminance distribution in the y direction is
Determined to cover the length of the turn area PA in the y direction
And the length of the illuminance distribution in the x direction (slit width) XSp
Is the target exposure amount for the photoresist on the wafer W,
Scan speed of wafer stage RST and wafer stage WST
Degree, pulse oscillation frequency for pulsed light source, illumination light intensity
It is determined optimally in consideration of the degree. As shown in FIG.
In order to have a slope of width ΔXs at both ends of the illuminance distribution
Is the edge EGx of the light shielding plate 8A in FIG.1And light shielding plate 8B
Edge EGxTwoIs conjugated to the pattern surface of reticle R.
From the desired position in the direction of the optical axis IX by a certain amount,
EGx1, EGxTwoRetick a slight defocused image of
What is necessary is just to project on R. However, non-scanning method
Direction edge EGy1, EGyTwoAbout the reticle R
To form a sharp image on the pattern surface, use the edge EG
y1, EGyTwoIs a position conjugate to the pattern surface of reticle R
Need to be placed accurately. Therefore, the edge EGy
1, EGyTwoAre precisely placed in the conjugate plane, and the edge EG
x1, EGxTwoIs the edge EGy1, EGyTwoSurface position
In a plane slightly shifted to the light source side. Also pickpocket
The longitudinal dimension (length YSp) of the socket-shaped illumination area IA is
To make it variable, the edge EGy1, EGy TwoAlso y
Must be movable in the direction. Note that y in the illuminance distribution in FIG.
The direction becomes uniformly inclined like the imaginary line LLi
The position ya in the y direction in FIG.1Exposed by
Part within the boat area and the position yaTwoShot exposed at
In this case, the exposure amount is different from that in the area inside the target area. There place
Place ya1Strength I (ya1) And position yaTwoStrength I
(YaTwo) And the ratio I (ya)1) / I (ya
Two), The slit width XSp is finely adjusted in the y direction.
Good to do. That is, the y direction of the slit-shaped illumination light IA
Position ya1The width in the scanning direction at XSp (y
a1), Position yaTwoThe width in the scanning direction at XSp (y
aTwo), I (ya1) / I (yaTwo) = XSp
(YaTwo) / XSp (ya1D)
EGx1And EGxTwoAre relatively parallel in the xy plane
Tilt (rotate) from the state. In short, Figure 9
Slit-shaped blind opening slightly shown in trapezoidal shape
It is. In this way, the slit-shaped illumination light
Slight illumination unevenness (uniform inclination) in the non-scanning direction of
The exact exposure at each point in the shot area.
Will be obtained.

【0091】ところでパルス光源を用いるときは、レチ
クルRとウェハWとが相対走査される間に、ある特定の
位置関係でパルス発光を行う必要がある。図11は、そ
の特定の位置関係でパルス発光するときのスキャン方向
の照度特性を模式的に表したものである。パルス光源の
場合、各パルス毎に尖頭強度値がばらつくので、その平
均値をImとしたとき、その半分の強度Im/2で規定
されるスリット状照明領域IAのスキャン方向の幅(X
Ps+ΔXs)が所定の整数値Np(1を除く)で丁度
割り切れるような距離間隔毎に、パルス発光(トリガ)
を行うのである。例えばスリット状照明領域IAのレチ
クル上での幅(XPs+ΔXs)が8mmであるとき、
整数値Npを20とすると、レチクルRが0.4mm走
査移動する毎にパルス光源を発光させればよい。その整
数値Npは、ウェハW上の任意の1点について重畳され
るパルス数に他ならない。このため、各パルス毎の尖頭
強度値のばらつきを平均化して、ウェハ上で所望の露光
制度を達成するためには、整数値Npの最低値がパルス
毎の強度のばらつきに応じて自ずと決まってくる。現状
のパルス光源(エキシマレーザ等)の実力から類推し
て、整数値Npの最低値は20前後である。
When a pulse light source is used, it is necessary to perform pulse emission in a specific positional relationship while the reticle R and the wafer W are relatively scanned. FIG. 11 schematically shows the illuminance characteristics in the scanning direction when the pulse emission is performed in the specific positional relationship. In the case of a pulsed light source, the peak intensity value varies for each pulse, and when the average value is Im, the width (X) of the slit-shaped illumination area IA defined by half the intensity Im / 2 in the scanning direction (X
Pulse emission (trigger) at each distance interval such that (Ps + ΔXs) is exactly divisible by a predetermined integer value Np (except 1).
It does. For example, when the width (XPs + ΔXs) of the slit-shaped illumination area IA on the reticle is 8 mm,
Assuming that the integer value Np is 20, the pulse light source may emit light every time the reticle R scans 0.4 mm. The integer value Np is nothing but the number of pulses superimposed on an arbitrary point on the wafer W. For this reason, in order to average the variation of the peak intensity value for each pulse and achieve the desired exposure accuracy on the wafer, the minimum value of the integer value Np is automatically determined according to the variation of the intensity for each pulse. Come. By analogy with the current pulse light source (such as an excimer laser), the minimum value of the integer value Np is about 20.

【0092】さて、図11ではNpを5として模的的に
表してあるので、1パルス目の照度分布のスキャン方向
の終端部の傾きは6パルス目の照度分布のスキャン方向
の先端部の傾きとオーバラップしている。また、スキャ
ン露光の開始時、又は終了時において、スリット状照明
領域IA全体(幅でXPs+2ΔXs)がレチクルRの
パターン領域PAの外側に位置した状態からパルス発振
を開始し、照明領域IA全体(幅でXPs+2ΔXs)
がパターン領域PAの外側に達した状態でパルス発振を
停止させることになる。
In FIG. 11, since Np is schematically represented as 5, the inclination of the end of the illuminance distribution of the first pulse in the scanning direction is equal to the inclination of the tip of the illuminance distribution of the sixth pulse in the scanning direction. And overlap. At the start or end of scan exposure, pulse oscillation starts from a state where the entire slit-shaped illumination area IA (XPs + 2ΔXs in width) is located outside the pattern area PA of the reticle R, and the entire illumination area IA (width XPs + 2ΔXs)
Stops the pulse oscillation in a state in which reaches the outside of the pattern area PA.

【0093】またパルス光源のトリガの方式としては2
通りが考えられ、1つはレチクルステージRST(又は
ウェハステージWST)のスキャン方向の位置を計測す
るレーザ干渉計14(又は19)の計測値に応答して所
定移動量毎にパルス光源にトリガ信号を送る位置同期ト
リガ方式である。もう1つは、レチクルステージRS
T,ウェハステージWSTの定速制御を信頼して、その
定速度に応答した一定の時間間隔(例えば2msec)
毎にクロック信号を発生させ、それをトリガ信号として
パルス光源に送る時間同期トリガ方式である。どちらの
方式にも一長一短があるため、適宜使い分けてもよい。
ただし、時間同期トリガ方式では、クロック信号の発生
開始タイミングと停止タイミングとを、レーザ干渉計1
4、又は19の計測値に応答して決める必要がある。
The trigger method of the pulse light source is as follows.
One is possible. In response to a measurement value of the laser interferometer 14 (or 19) for measuring the position of the reticle stage RST (or the wafer stage WST) in the scanning direction, a trigger signal is sent to the pulse light source every predetermined movement amount. Is a position synchronization trigger method for sending The other is the reticle stage RS
T, a constant time interval (for example, 2 msec) responding to the constant speed while relying on the constant speed control of the wafer stage WST.
This is a time synchronization trigger method in which a clock signal is generated every time and the clock signal is sent to a pulse light source as a trigger signal. Since both methods have advantages and disadvantages, they may be used as appropriate.
However, in the time synchronization trigger method, the generation start timing and the stop timing of the clock signal are determined by the laser interferometer 1.
It must be determined in response to 4, or 19 measurements.

【0094】また、1ショット領域の露光処理時間を極
力短くすることを最優先に考えた場合は、目標露光量が
得られることを前提としてパルス光源が定格最高発振周
波数程度で発振するようにレチクルステージRST、ウ
ェハステージWSTの速度、スリット状照明領域IAの
幅(XPs)、及びパルスの尖頭強度を設定することが
望ましい。
When the priority is given to shortening the exposure processing time of one shot area as much as possible, the reticle is set so that the pulsed light source oscillates at the rated maximum oscillation frequency on the assumption that the target exposure amount can be obtained. It is desirable to set the speed of the stage RST, the speed of the wafer stage WST, the width (XPs) of the slit-shaped illumination area IA, and the peak intensity of the pulse.

【0095】さらに、先の各実施例で述べたように、レ
チクルRのみを走査して、光電センサー28の出力Sa
や反射光センサー27の出力Sbの各値をサンプリング
して各種データを作成する場合、あるいはスキャン露光
中の出力Sa、又はSbのサンプリングはパルス光源を
時間同期トリガ方式で発振させているときは、トリガ用
のクロック信号に応答してサンプリングを行ってもよ
い。
Further, as described in each of the above embodiments, only the reticle R is scanned and the output Sa of the photoelectric sensor 28 is output.
When sampling the output Sb of the reflected light sensor 27 to create various data, or sampling the output Sa or Sb during scan exposure when the pulsed light source is oscillating by the time synchronous trigger method, Sampling may be performed in response to a trigger clock signal.

【0096】上述の実施例においては、基板ステージ側
でマスクを通過してくる照明光強度をマスクステージを
移動させるのと同期して順次記憶していく。つまり、マ
スクのスキャン位置に応じて照明光強度を記憶するた
め、露光動作中にマスクをスキャンすることよって投影
光学系に入射するエネルギーが変化しても露光光吸収に
よって発生する結像特性の変化の演算にマスクの位置に
応じた照明光強度を使用できるため不都合は発生しな
い。
In the above embodiment, the intensity of the illuminating light passing through the mask on the substrate stage side is sequentially stored in synchronization with the movement of the mask stage. In other words, since the illumination light intensity is stored according to the scan position of the mask, even if the energy incident on the projection optical system changes by scanning the mask during the exposure operation, the change in the imaging characteristics caused by the exposure light absorption changes. Since the illumination light intensity corresponding to the position of the mask can be used for the calculation of the above, no inconvenience occurs.

【0097】上述の実施例においては、感光基板からの
反射光に関する情報を加味して投影光学系に入射するエ
ネルギーを算出するため露光光吸収による結像特性の変
化を正確に求めることができる。
In the above-described embodiment, since the energy incident on the projection optical system is calculated in consideration of the information on the reflected light from the photosensitive substrate, the change in the imaging characteristics due to the exposure light absorption can be accurately obtained.

【0098】さらにマスクの位置に応じて変化する投影
光学系への入射エネルギー量に基づいて結像特性変動量
を正確に算出することができるため、スキャンタイプの
露光装置においても、誤差なく結像特性を補正すること
ができる。
Further, since the amount of change in the imaging characteristic can be accurately calculated based on the amount of incident energy to the projection optical system which changes according to the position of the mask, the image can be formed without error even in a scan type exposure apparatus. Characteristics can be corrected.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明によれば、スキャンタイプの露光
に照明光をパルス発光するパルス光源を用いた場合に
も、基板上のショット領域内の各点に正確に露光量を与
えることができる。
According to the present invention, even when a pulse light source that emits pulsed illumination light is used for scan-type exposure, an exposure amount can be accurately given to each point in a shot area on a substrate. .

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

【図1】本発明の一実施例によるスキャンタイプの露光
装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a scan type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置でのスキャン露光を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing scan exposure in the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置のウェハステージ回りの詳細を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing details around a wafer stage of the apparatus of FIG. 1;

【図4】入射エネルギーと倍率変動との関係を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between incident energy and magnification change.

【図5】位置(時間)毎に入射エネルギーが異なる場合
の入射エネルギーと結像特性の変化量を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the incident energy and the amount of change in the imaging characteristic when the incident energy is different for each position (time).

【図6】反射率と基準反射率との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a reflectance and a reference reflectance.

【図7】レチクルを移動させたときのレチクル透過率の
変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in reticle transmittance when a reticle is moved.

【図8】基準反射面の反射光センサーの出力と反射率計
算法の原理を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the output of the reflected light sensor on the reference reflecting surface and the principle of the reflectance calculation method.

【図9】レチクルブラインドの平面形状と投影視野との
関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a planar shape of a reticle blind and a projection visual field.

【図10】照明光の照度分布を立体的に示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view three-dimensionally showing an illuminance distribution of illumination light.

【図11】スキャン方向の照度分布を模式的に示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram schematically showing an illuminance distribution in a scanning direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源 13…レチクルステージ駆動部 18…ウェハステージ駆動部 22、23…ウェハ位置検出系 25…焦点検出部 27…反射光センサー 28…光源センサー 30…結像特性制御部 31、32、33…駆動素子 36…照射量センサー 40…圧力制御部 100…主制御系 R…レチクル W…ウェハ FM…基準面 RST…レチクルステージ WST…ウェハステージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 13 ... Reticle stage drive part 18 ... Wafer stage drive part 22 and 23 ... Wafer position detection system 25 ... Focus detection part 27 ... Reflection light sensor 28 ... Light source sensor 30 ... Imaging characteristic control part 31, 32, 33 ... Driving element 36 Irradiation sensor 40 Pressure controller 100 Main control system R Reticle W Wafer FM Reference plane RST Reticle stage WST Wafer stage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−280619(JP,A) 特開 平2−229423(JP,A) 特開 昭60−158449(JP,A) 特開 平2−181416(JP,A) 特開 平2−74024(JP,A) 特開 平5−291117(JP,A) 特開 平2−106917(JP,A) 特開 平4−277612(JP,A) 特開 平4−196513(JP,A) 特開 昭63−58349(JP,A) 特開 平5−144700(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-61-280619 (JP, A) JP-A-2-229423 (JP, A) JP-A-60-158449 (JP, A) JP-A-2- 181416 (JP, A) JP-A-2-74024 (JP, A) JP-A-5-291117 (JP, A) JP-A-2-106917 (JP, A) JP-A-4-277612 (JP, A) JP-A-4-196513 (JP, A) JP-A-63-58349 (JP, A) JP-A-5-144700 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】パルス発光される照明光の照明領域に対し
てマスクを所定の走査方向へ移動するとともに、前記走
査方向に対応する方向へ基板を移動することにより、前
記基板を走査露光する走査露光方法において、前記照明
光の強度分布の少なくとも前記走査方向の端部に傾きを
持たせ、前記照明光の強度の半分の強度で規定される前
記照明領域の前記走査方向の幅が所定の整数値で丁度割
り切れるような距離間隔毎に、前記照明光をパルス発光
し、前記走査方向と直交する方向の前記照明光の強度ム
ラに応じて、前記基板に対する露光量制御を行うことを
特徴とする走査露光方法。
1. A scan for scanning and exposing a substrate by moving a mask in a predetermined scanning direction with respect to an illumination area of illumination light pulsed and moving the substrate in a direction corresponding to the scanning direction. In the exposure method, at least an end of the intensity distribution of the illumination light in the scanning direction is inclined, and a width of the illumination area defined by half the intensity of the illumination light in the scanning direction is a predetermined uniformity. The illumination light is pulsed at intervals of a distance exactly divisible by a numerical value, and the exposure amount control for the substrate is performed according to the intensity unevenness of the illumination light in a direction orthogonal to the scanning direction. Scanning exposure method.
【請求項2】前記露光量制御は、前記マスクのパターン
面とほぼ共役な面で前記照明光の強度分布を調整するこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein said exposure amount control adjusts an intensity distribution of said illumination light on a plane substantially conjugate with a pattern plane of said mask.
【請求項3】前記露光量制御は、前記照明光の照射領域
の形状を調整することによって行なわれるを含むことを
特徴とする請求項1に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the control of the exposure amount is performed by adjusting a shape of an irradiation area of the illumination light.
【請求項4】前記照明光は所定の定格最高周波数でパル
ス発光されることを特徴とする請求項18に記載の方
法。
4. The method of claim 18, wherein said illumination light is pulsed at a predetermined rated maximum frequency.
【請求項5】前記照明光を前記定格最高周波数でパルス
発光したときに前記基板に対する目標露光量が得られる
ように、前記基板の移動速度を設定することを特徴とす
る請求項4に記載の方法。
5. The moving speed of the substrate according to claim 4, wherein the moving speed of the substrate is set such that a target exposure amount for the substrate is obtained when the illumination light is pulsed at the rated maximum frequency. Method.
【請求項6】前記照明光を前記定格最高周波数でパルス
発光したときに前記基板に対する目標露光量が得られる
ように、前記照明光の強度を設定することを特徴とする
請求項4及び5に記載の方法。
6. The apparatus according to claim 4, wherein the intensity of the illumination light is set such that a target exposure amount for the substrate is obtained when the illumination light is pulsed at the rated maximum frequency. The described method.
【請求項7】請求項1から6のいずれか一項に記載の方
法を用いて前記基板を走査露光する工程を含む素子製造
方法。
7. An element manufacturing method, comprising a step of scanning and exposing the substrate by using the method according to claim 1.
【請求項8】マスクと基板とを同期して移動することに8. A method for moving a mask and a substrate in synchronization with each other.
より、前記基板を走査露光する走査型露光装置においIn a scanning exposure apparatus for scanning and exposing the substrate,
て、一定の時間間隔毎に発生されるトリガ信号に基づいBased on the trigger signal generated at regular time intervals.
て照明光をパルス発光する光源と、前記マスクまたは前A light source that emits pulsed illumination light, and the mask or
記基板を保持して、前記同期移動のために所定方向に移Hold the substrate and move it in a predetermined direction for the synchronous movement.
動可能なステージと、前記ステージの前記所定方向の位A movable stage, and a position of the stage in the predetermined direction.
置情報を計測する干渉計とを備え、前記トリガ信号の発An interferometer for measuring the position information, and generating the trigger signal.
生を開始するタイミングを前記干渉計の計測値に基づいThe timing to start the production is based on the measured value of the interferometer
て決定することを特徴とする走査型露Scanning dew, characterized by determining 光装置。Light device.
【請求項9】マスクと基板とを同期して移動することに9. A method for moving a mask and a substrate in synchronization with each other.
より、前記基板を走査露光する走査型露光装置においIn a scanning exposure apparatus for scanning and exposing the substrate,
て、一定の時間間隔毎に発生されるトリガ信号に基づいBased on the trigger signal generated at regular time intervals.
て照明光をパルス発光する光源と、前記マスクまたは前A light source that emits pulsed illumination light, and the mask or
記基板を保持して、前記同期移動のために所定方向に移Hold the substrate and move it in a predetermined direction for the synchronous movement.
動可能なステージと、前記ステージの前記所定方向の位A movable stage, and a position of the stage in the predetermined direction.
置情報を計測する干渉計とを備え、前記トリガ信号の発An interferometer for measuring the position information, and generating the trigger signal.
生を停止するタイミングを前記干渉計の計測値に基づいThe timing to stop the production is based on the measured value of the interferometer
て決定することを特徴とする走査型露光装置。A scanning type exposure apparatus characterized in that it is determined by:
【請求項10】マスクと基板とを同期して移動すること10. Synchronously moving a mask and a substrate.
により、前記基板を走査露光する走査型露光装置においA scanning exposure apparatus for scanning and exposing the substrate.
て、照明光をパルス発光する光源と、前記マスクまたはA light source that emits pulsed illumination light, and the mask or
前記基板を保持して、前記同期移動のために所定方向にHolding the substrate, in a predetermined direction for the synchronous movement
移動可能なステージと、前記ステージの前記所定方向のA movable stage and the stage in the predetermined direction.
位置情報を計測する干渉計とを備え、前記光源からのパAn interferometer for measuring position information, and
ルス発光は、前記干渉計の計測値に基づき所定移動量毎Loose light is emitted for each predetermined amount of movement based on the measurement value of the interferometer.
に発生されるトリガ信号に基づく第1発光方式と、一定A first light emission method based on a trigger signal generated at
の時間間隔毎に発生されるトリガ信号に基づく第2発光Light emission based on a trigger signal generated at every time interval of
方式とを使い分けて行なわれ、前記第2発光方式を用いAnd the second light emitting method is used.
る場合に前記光源からのパルス発光の開始及び停止のタThe start and stop of pulse emission from the light source
イミングを前記干渉計の計測値に基づいて決定することDetermining the imaging based on the measurements of the interferometer
を特徴とする走査型露光装置。A scanning exposure apparatus.
【請求項11】前記光源は所定の定格最高周波数で照明11. The light source is illuminated at a predetermined rated maximum frequency.
光をパルス発光することを特徴とする請求項9又は10The light is emitted in a pulsed manner.
に記載の装置。An apparatus according to claim 1.
【請求項12】前記定格最高周波数でパルス発光される12. Pulse emission at the rated maximum frequency
照明光を使って所定の目標露光量が得られるように、前Use the illumination light to achieve the desired target exposure.
記走査露光中の前記基板の移動速度を設定することを特Setting a moving speed of the substrate during the scanning exposure.
徴とする請求項11に記載の装置。12. The device of claim 11, wherein the device is a device.
【請求項13】前記定格最高周波数でパルス発光される13. A pulse light emission at the rated maximum frequency.
照明光を使って所定の目標露光量が得られるように、前Use the illumination light to achieve the desired target exposure.
記走査露光中の前記照明光の強度を設定することを特徴Setting the intensity of the illumination light during the scanning exposure.
とする請求項11又は12に記載の装置。The apparatus according to claim 11 or 12, wherein
【請求項14】前記定格最高周波数でパルス発光される14. A pulse light is emitted at the rated maximum frequency.
照明光を使って所定の目標露光量が得られるように、前Use the illumination light to achieve the desired target exposure.
記走査露光中の前記照明光の照明領域の前記所定方向のIn the predetermined direction of the illumination area of the illumination light during the scanning exposure
幅を設定することを特徴とする請求項11から13のい14. The method according to claim 11, wherein the width is set.
ずれか一項に記載の装置。An apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項15】請求項8から14のいずれか一項に記載15. The method according to claim 8, wherein:
の装置を用いて前記基板を走査露光する工程を含む素子Comprising a step of scanning and exposing the substrate using the apparatus of claim
製造方法。Production method.
【請求項16】走査露光中に照明光に対してマスクと基16. A mask and a base for illuminating light during scanning exposure.
板とを同期移動する走査露光システムとともに用いらUsed with a scanning exposure system that moves the plate synchronously
れ、その走査露光中に一定の時間間隔毎に発生されるトGenerated at regular time intervals during the scanning exposure.
リガ信号に基づいて前記照明光をパルス発光する走査露A scanning exposure device that emits a pulse of the illumination light based on a trigger signal.
光用のレーザ装置であって、前記走査露光システムは、A laser device for light, wherein the scanning exposure system comprises:
前記走査露光のときに前記マスクまたは前記基板を保持Holds the mask or the substrate during the scanning exposure
して所定方向に移動可能なステージと、該ステージの前Stage that can move in a predetermined direction
記所定方向の位置情報を計測する干渉計とを有し、前記Having an interferometer for measuring position information in the predetermined direction,
トリガ信号の発生を開始するタイミングを前記干渉計のThe timing for starting the generation of the trigger signal is determined by the interferometer.
計測値に基づいて決定することを特徴とする走査露光用For scanning exposure, characterized by being determined based on measured values
のレーザ装置。Laser device.
【請求項17】前記照明光は、所定の定格最高周波数で17. The illumination light according to claim 1, wherein said illumination light has a predetermined rated maximum frequency.
パルス発光されることを特徴とする請求項16に記載の17. The method according to claim 16, wherein the light is emitted in a pulsed manner.
レーザ装置。Laser device.
【請求項18】走査露光中に照明光に対してマスクと基18. A mask and a base for illuminating light during scanning exposure.
板とを同期移動する走査露光システムとともに用いらUsed with a scanning exposure system that moves the plate synchronously
れ、その走査露光中に一定の時間間隔毎に発生されるトGenerated at regular time intervals during the scanning exposure.
リガ信号に基づいて前記照明光をパルス発光する走査露A scanning exposure device that emits a pulse of the illumination light based on a trigger signal.
光用のレーザ装置であって、前記走査露光システムは、A laser device for light, wherein the scanning exposure system comprises:
前記走査露光のときに前記マスクまたは前記基板を保持Holds the mask or the substrate during the scanning exposure
して所定方向に移動可能なステージと、該ステージの前Stage that can move in a predetermined direction
記所定方向の位置情報を計測する干渉計とを有し、前記Having an interferometer for measuring position information in the predetermined direction,
トリガ信号の発生を停止するタイミングを前記干渉計のThe timing of stopping the generation of the trigger signal is determined by the interferometer.
計測値に基づいて決定することを特徴とする走査露光用For scanning exposure, characterized by being determined based on measured values
のレーザ装置。Laser device.
【請求項19】前記照明光は、所定の定格最高周波数で19. The illumination light according to claim 1, wherein said illumination light has a predetermined rated maximum frequency.
パルス発光されることを特徴とする請求項18に記載の19. The method according to claim 18, wherein the light is emitted in pulses.
レーザ装置。Laser device.
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