JP3427113B2 - Stage accuracy evaluation method - Google Patents

Stage accuracy evaluation method

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JP3427113B2
JP3427113B2 JP08447794A JP8447794A JP3427113B2 JP 3427113 B2 JP3427113 B2 JP 3427113B2 JP 08447794 A JP08447794 A JP 08447794A JP 8447794 A JP8447794 A JP 8447794A JP 3427113 B2 JP3427113 B2 JP 3427113B2
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716Stages

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、例えば2次元平面内で
被加工物又は計測対象物等を位置決めするステージの精
度評価方法に関し、特に半導体素子又は液晶表示素子等
を製造する際に使用される露光装置のウエハステージの
ステッピング精度を評価する際に適用して好適なもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating the accuracy of a stage for positioning a work piece or an object to be measured in a two-dimensional plane, and is particularly used when manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element. It is suitable for application when evaluating the stepping accuracy of the wafer stage of the exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に、レチクル(又はフォ
トマスク等)のパターンを感光材が塗布されたウエハ
(又はガラスプレート等)上の各ショット領域に露光す
る露光装置が使用されている。この種の露光装置として
は、ウエハが載置されたウエハステージを歩進(ステッ
ピング)させて、レチクルのパターンをウエハ上の各シ
ョット領域に順次露光する動作を繰り返す、所謂ステッ
プ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパー等)
が多用されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like by a photolithography process, each shot area on a wafer (or glass plate, etc.) on which a reticle (or photomask, etc.) pattern is coated with a photosensitive material. An exposure device is used to expose to. This type of exposure apparatus is a so-called step-and-repeat method in which a wafer stage on which a wafer is placed is stepped and the operation of sequentially exposing the reticle pattern to each shot area on the wafer is repeated. Exposure equipment (steppers, etc.)
Is often used.

【0003】一般に半導体素子等はウエハ上に多数層の
回路パターンを積み重ねて形成されるため、露光装置で
は、ウエハ上の2層目以降への露光の際の重ね合わせ精
度を高精度に行うために、ウエハステージのステッピン
グ精度等を所定の許容範囲内に収めることが求められて
いる。そのウエハステージのステッピング精度とは、ウ
エハ上の或るショット領域Aへの露光終了後に、ウエハ
ステージをX方向又はY方向に移動(ステッピング)さ
せて、次に露光対象とするショット領域Bを露光フィー
ルド内に設置するときの前記ショット領域Aとの相対的
なX方向及びY方向への位置決め誤差、並びに回転誤差
等を指す。
In general, a semiconductor element or the like is formed by stacking a large number of layers of circuit patterns on a wafer. Therefore, in an exposure apparatus, overlay accuracy is high when exposure is performed on the second and subsequent layers on the wafer. In addition, it is required to keep the stepping accuracy of the wafer stage within a predetermined allowable range. The stepping accuracy of the wafer stage means that after the exposure to a certain shot area A on the wafer is completed, the wafer stage is moved (stepped) in the X direction or the Y direction to expose the next shot area B to be exposed. It indicates a positioning error in the X and Y directions relative to the shot area A when installed in the field, a rotation error, and the like.

【0004】従来の露光装置におけるステッピング精度
の計測方法として、所謂バーニア評価法が知られてい
る。このバーニア評価法では、所定の複数の計測用マー
クが形成されたレチクルを使用し、先ずウエハ上の第1
のショット領域上にそれら複数の計測用マークを露光す
る。その後、ウエハステージを例えばX方向にステッピ
ングさせて、その第1のショット領域とX方向の端部が
重なる第2のショット領域上にそれら複数の計測用マー
クを露光する。この際にその重複領域には、1回目に露
光された計測用マーク(主尺)と2回目に露光された計
測用マーク(副尺)とが近接して配置されている。ステ
ッピング誤差が無い状態での、その主尺と副尺との位置
関係は予め分かっているため、逆に設計上の位置関係に
対するその主尺と副尺との位置ずれ量を計測することに
より、そのステッピング誤差を求めるのがバーニア評価
法の原理である。
A so-called vernier evaluation method is known as a method of measuring the stepping accuracy in the conventional exposure apparatus. In this vernier evaluation method, a reticle on which a plurality of predetermined measurement marks are formed is used.
The plurality of measurement marks are exposed on the shot area of. Then, the wafer stage is stepped, for example, in the X direction to expose the plurality of measurement marks on the second shot area where the first shot area and the end in the X direction overlap. At this time, in the overlapping region, the measurement mark (main scale) exposed for the first time and the measurement mark (subscale) exposed for the second time are arranged close to each other. Since the positional relationship between the main scale and the vernier scale in the state where there is no stepping error is known in advance, conversely, by measuring the amount of positional deviation between the main scale and the vernier scale with respect to the design positional relationship, The principle of the vernier evaluation method is to obtain the stepping error.

【0005】更に、バーニア評価法では、ウエハ上のX
方向及びY方向に一部が重なるように格子状に配列され
た多数のショット領域にそれぞれ計測用マークを露光
し、現像処理後にウエハ上の例えば数10点でそれぞれ
設計上の位置関係からの主尺と副尺との位置ずれ量を計
測する。そして、それら位置ずれ量の標準偏差σ(又は
3σ)を求め、その標準偏差σが所定の規格を満たして
いるか否かの判断を行う事で、その露光装置のステッピ
ング精度の合否を決定していた。
Further, in the vernier evaluation method, X on the wafer
A plurality of shot areas arranged in a grid pattern so as to partially overlap each other in the Y-direction and the Y-direction are exposed with measurement marks, and after development processing, for example, several tens of points on the wafer are used, respectively, because of the design positional relationship. Measure the amount of displacement between the scale and the vernier scale. Then, the standard deviation σ (or 3σ) of the positional deviation amounts is obtained, and it is determined whether or not the standard deviation σ satisfies a predetermined standard to determine whether or not the stepping accuracy of the exposure apparatus is acceptable. It was

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の技
術においては、主尺と副尺との位置ずれ量の標準偏差σ
(又は3σ)に基づいて個々の露光装置のステッピング
精度の合否を決定していたため、例えばその標準偏差σ
が所定の規格をオーバーしてステッピング精度が不合格
になった場合でも、そのステッピング精度を修正するた
めの具体的な方法が決められなかった。そのため、従
来、ステッピング精度が不合格となった場合には、試行
錯誤的に例えばステージ駆動系の精度出しや、交換を行
う以外に修正する方法がなく、結果的に修正に要する時
間が長くなりステージ機構の組立調整工程のスループッ
トを高められないという不都合があった。
As described above, in the prior art, the standard deviation σ of the amount of positional deviation between the main scale and the vernier scale is σ.
Since the pass / fail of the stepping accuracy of each exposure apparatus is determined based on (or 3σ), for example, its standard deviation σ
However, even when the stepping accuracy exceeds a predetermined standard and the stepping accuracy fails, a specific method for correcting the stepping accuracy cannot be determined. Therefore, conventionally, when the stepping accuracy is unacceptable, there is no method other than trial and error to correct the accuracy of the stage drive system or to replace it, and as a result, the time required for correction becomes long. There is an inconvenience that the throughput of the assembly adjustment process of the stage mechanism cannot be increased.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、露光装置のステ
ージのステッピング精度を種々の要因別に評価でき、そ
のステッピング精度を修正するための具体的な方法を示
唆してくれるステージ精度評価方法を提供することを目
的とする。
In view of the above point, the present invention provides a stage accuracy evaluation method capable of evaluating the stepping accuracy of a stage of an exposure apparatus according to various factors and suggesting a specific method for correcting the stepping accuracy. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による第1のステ
ージ精度評価方法は、2次元平面内で互いに交差する第
1の方向及び第2の方向に感光性の基板(W)の位置決
めを行うステージ(14)を有し、その基板上にマスク
パターン(R)を露光する露光装置の前記ステージの評
価方法において、ステージ(14)上に感光性の評価用
基板(W)を載置し、この評価用基板上の第1のショッ
ト領域(SA11)上に評価用マーク(26B)を露光し
た後、ステージ(14)を駆動してその評価用基板を移
動させてからその評価用基板上の第1のショット領域
(SA11)と一部が重なる第2のショット領域(S
12)上にその評価用マーク(27H)を露光する動作
を繰り返す第1工程を有する。
A first stage accuracy evaluation method according to the present invention positions a photosensitive substrate (W) in a first direction and a second direction which intersect each other in a two-dimensional plane. In the method for evaluating a stage of an exposure apparatus having a stage (14) and exposing a mask pattern (R) on the substrate, a photosensitive evaluation substrate (W) is placed on the stage (14), After the evaluation mark (26B) is exposed on the first shot area (SA 11 ) on the evaluation substrate, the stage (14) is driven to move the evaluation substrate and then the evaluation substrate is moved. Second shot area (S 11 ) that partially overlaps the first shot area (SA 11 ) of
A 12 ) has a first step of repeating the operation of exposing the evaluation mark (27H) on the A 12 ).

【0009】更に本発明は、その評価用基板上の隣接す
るショット領域間の重ね合わせ部分に露光されたそれら
評価用マーク(26A,27H)のその第1の方向及び
第2の方向へのずれ量(SX,BY)をそれぞれ計測す
る第2工程と、この第2工程で計測されたずれ量より線
形誤差成分の内のスケーリング誤差成分(図9(b)の
Rx,Ry)を求める第3工程と、この第3工程で求め
られたスケーリング誤差成分よりステージ(14)の移
動時の回転成分(ヨーイング)を求める第4工程と、を
有するものである。
Further, according to the present invention, the evaluation marks (26A, 27H) exposed in the overlapping portion between adjacent shot areas on the evaluation substrate are displaced in the first direction and the second direction. A second step of measuring the respective quantities (SX, BY) and a third step of obtaining a scaling error component (Rx, Ry in FIG. 9B) of the linear error component from the deviation amount measured in the second step And a fourth step of obtaining a rotation component (yawing) when the stage (14) is moved from the scaling error component obtained in the third step.

【0010】この場合、その第2工程で計測されたずれ
量(SX,BY)からその第4工程で求められたステー
ジ(14)の移動時の回転成分を差し引いて、ステージ
(14)がその第1の方向又は第2の方向に移動する際
の真直度誤差を求めることが望ましい。また、その第2
工程で計測されたずれ量(SX,BY)からその第4工
程で求められたステージ(14)の移動時の回転成分、
及びステージ(14)がその第1の方向又は第2の方向
に移動する際の真直度誤差を差し引いてウエハステージ
(14)の位置決め誤差を求めることが望ましい。
In this case, the rotational component at the time of movement of the stage (14) obtained in the fourth step is subtracted from the displacement amount (SX, BY) measured in the second step, and the stage (14) shows the difference. It is desirable to obtain the straightness error when moving in the first direction or the second direction. Also, the second
A rotation component when the stage (14) is moved, which is obtained in the fourth step from the deviation amount (SX, BY) measured in the step,
Also, it is desirable to find the positioning error of the wafer stage (14) by subtracting the straightness error when the stage (14) moves in the first direction or the second direction.

【0011】更に、本発明による第2のステージ精度評
価方法は、2次元平面内で互いに交差する第1の方向及
び第2の方向に感光性の基板(W)の位置決めを行うス
テージ(14)を有し、その基板上にマスクパターン
(R)を露光する露光装置のステージ(14)の評価方
法において、ステージ(14)上にN枚(Nは2以上の
整数)の感光性の評価用基板を1枚ずつ順次載置し、こ
れら各評価用基板上の第1のショット領域上に評価用マ
ークを露光した後、ステージ(14)を駆動してその評
価用基板を移動させてからその評価用基板上のその第1
のショット領域と一部が重なる第2のショット領域上に
その評価用マークを露光する動作を繰り返す第1工程を
有する。
Further, according to the second stage accuracy evaluation method of the present invention, the stage (14) for positioning the photosensitive substrate (W) in the first direction and the second direction intersecting each other in the two-dimensional plane. For evaluating the photosensitivity of N (N is an integer of 2 or more) on the stage (14) in the evaluation method of the stage (14) of an exposure apparatus that exposes the mask pattern (R) on the substrate. The substrates are sequentially placed one by one, the evaluation marks are exposed on the first shot areas on each of the evaluation substrates, and then the stage (14) is driven to move the evaluation substrates, The first on the evaluation board
The first step of repeating the operation of exposing the evaluation mark on the second shot area partially overlapping the second shot area.

【0012】更に本発明は、それらN枚の評価用基板の
各評価用基板毎に隣接するショット領域間の重ね合わせ
部分に露光されたそれら評価用マークのその第1の方向
及び第2の方向へのずれ量(SX,BY)をそれぞれ計
測する第2工程と、この第2工程で計測されたずれ量よ
り、1枚毎のそれら評価用基板のずれ量のばらつき(図
20(a)の3σ)をそれらN枚の評価用基板について
平均して得られる平均のばらつき(図20(c)のAV
W )、それらN枚の評価用基板のずれ量の全体のばらつ
き(図20(c)のVRW )、及びそれらN枚の評価用
基板上の同じショット領域でのずれ量のN枚でのばらつ
きである露光装置のばらつき(図20(c)のVRS
を求める第3工程と、を有するものである。
Further, the present invention is directed to the evaluation marks exposed in the overlapping portion between the adjacent shot regions of the N evaluation substrates in the first direction and the second direction. From the second step of measuring the deviation amount (SX, BY) respectively, and from the deviation amount measured in the second step, the deviation amount of the evaluation substrates for each sheet (see FIG. 20A). 3σ) is averaged over these N evaluation substrates (AV in FIG. 20C).
W ), the total deviation of the deviation amounts of the N evaluation substrates (VR W in FIG. 20C), and the deviation amounts of N deviation substrates in the same shot area on the N evaluation substrates. Variation of exposure apparatus which is variation (VR S in FIG. 20C)
And a third step for obtaining.

【0013】この場合、その第3工程で求められる平均
のばらつき(AVW )とその全体のばらつき(VRW
との差分を求め、この差分より位置決め誤差を求めるこ
とが望ましい。
In this case, the average variation (AV W ) obtained in the third step and the overall variation (VR W )
It is desirable to obtain the difference between the difference and the positioning error.

【0014】[0014]

【作用】斯かる本発明の第1のステージ精度評価方法に
よれば、先ずバーニア評価法により、例えば図4(b)
に示すように、第1のショット領域(SA11)で露光さ
れた評価用マーク(26B)と一部が重なる第2のショ
ット領域(SA12)で露光された評価用マーク(27
H)とのずれ量(SX,BY)が計測され、同様にその
ずれ量が多くの点で計測される。これら計測されたずれ
量には、本来の第1の方向(X方向)及び第2の方向
(Y方向)への位置決め誤差(狭義のステッピング誤
差)の他に、線形誤差、並びに非線形誤差が含まれ、線
形誤差には、線形の伸縮を示すスケーリング誤差、直交
度誤差、及び回転誤差が含まれ、非線形誤差には、ステ
ージ(14)のヨーイングによる回転成分、及びステー
ジ(14)の座標をレーザ干渉計で計測する場合の移動
鏡の曲がりによる誤差成分がある。
According to such a first stage accuracy evaluation method of the present invention, first, by the vernier evaluation method, for example, as shown in FIG.
As shown in, the evaluation mark (27) exposed in the second shot area (SA 12 ) partially overlaps the evaluation mark (26B) exposed in the first shot area (SA 11 ).
The amount of deviation (SX, BY) from H) is measured, and the amount of deviation is similarly measured at many points. These measured deviation amounts include linear error and non-linear error in addition to the positioning error (stepping error in a narrow sense) in the original first direction (X direction) and the second direction (Y direction). The linear error includes a scaling error indicating linear expansion / contraction, an orthogonality error, and a rotation error. The non-linear error includes a rotation component due to yawing of the stage (14) and a coordinate of the stage (14). There is an error component due to bending of the moving mirror when measuring with an interferometer.

【0015】そこで、本発明では先ず計測されたずれ量
から、最小自乗近似法により求めた線形成分を差し引い
てステージ(14)のヨーイングによる回転成分を求め
る。その後、その計測されたずれ量から線形成分、及び
ヨーイングによる回転成分を差し引いて移動鏡の曲がり
による誤差成分(ステージが移動する際の真直度誤差)
を求める。そして、最終的に計測されたずれ量から線形
成分、ヨーイングによる回転成分、及び移動鏡の曲がり
による誤差成分を差し引いてステージ(14)の位置決
め誤差(狭義のステッピング誤差)を求める。これによ
り、要因別にステッピング精度が評価される。従って、
ステッピング精度を向上させるには、ステッピング誤差
に大きく寄与する要因から修正すればよい。
Therefore, in the present invention, first, the linear component obtained by the least-squares approximation method is subtracted from the measured displacement amount to obtain the rotational component due to the yawing of the stage (14). After that, the linear component and the rotational component due to yawing are subtracted from the measured displacement amount, and the error component due to the bending of the moving mirror (the straightness error when the stage moves)
Ask for. Then, the positioning error of the stage (14) (stepping error in a narrow sense) is obtained by subtracting the linear component, the rotational component due to yawing, and the error component due to the bending of the moving mirror from the finally measured displacement amount. Thereby, the stepping accuracy is evaluated for each factor. Therefore,
In order to improve the stepping accuracy, it is necessary to correct the factors that largely contribute to the stepping error.

【0016】また、本発明の第2のステージ精度評価方
法によれば、同一の露光装置を用いて、N枚の基板につ
いてバーニア評価法を適用し、基板毎及び各ショット領
域毎の評価用マークのずれ量を計測する。その後、1枚
毎のそれら評価用基板のずれ量のばらつき(図20
(a)の3σ)をそれらN枚の評価用基板について平均
して得られる平均のばらつき(図20(c)のA
W )、それらN枚の評価用基板のずれ量の全体のばら
つき(図20(c)のVRW )、及びそれらN枚の評価
用基板上の同じショット領域でのずれ量のN枚でのばら
つきである露光装置のばらつき(図20(c)のV
S )が求められる。この場合、平均のばらつき(図2
0(c)のAVW )はその露光装置の平均的な位置決め
能力を示し、露光装置のばらつき(図20(c)のVR
S )はその露光装置の特徴的な誤差成分を示し、全体の
ばらつき(図20(c)のVRW )は、基板間のステッ
ピング値のオフセット変動を含めた誤差成分を示す。
Further, according to the second stage accuracy evaluation method of the present invention, the vernier evaluation method is applied to N substrates using the same exposure apparatus, and the evaluation marks for each substrate and each shot area are applied. Measure the amount of deviation. After that, the variation in the deviation amount of each of the evaluation substrates (FIG. 20).
The average variation obtained by averaging 3σ in (a) for these N evaluation substrates (A in FIG. 20C)
V W ), the total deviation of the deviation amounts of those N evaluation substrates (VR W in FIG. 20C), and the deviation amounts of N deviation substrates in the same shot area on the N evaluation substrates. Variation of the exposure apparatus, which is the variation of V (V in FIG. 20C).
R S ) is required. In this case, the average variation (see FIG.
AV W of 0 (c) indicates the average positioning ability of the exposure apparatus, and the variation of the exposure apparatus (VR in FIG. 20C).
S ) indicates the error component characteristic of the exposure apparatus, and the overall variation (VR W in FIG. 20C) indicates the error component including the offset variation of the stepping value between the substrates.

【0017】また、平均のばらつき(AVW )とその全
体のばらつき(VRW )との差分より位置決め誤差が求
められる。従って、この発明においても計測されたずれ
量から誤差要因が或る程度特定される。
Further, the positioning error is obtained from the difference between the average variation (AV W ) and the overall variation (VR W ). Therefore, also in the present invention, the error factor is specified to some extent from the measured shift amount.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明によるステージ精度評価方法の
一実施例につき図面を参照して説明する。図1は本実施
例の評価方法を適用するのに好適な投影露光装置の概略
的な構成を示し、この図1において、超高圧水銀ランプ
1から発生した照明光ILは楕円鏡2で反射されてその
第2焦点で一度集光した後、コリメータレンズ、干渉フ
ィルター、オプティカル・インテグレータ(フライアイ
レンズ)及び開口絞り(σ絞り)等を含む照明光学系3
に入射する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the stage accuracy evaluation method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus suitable for applying the evaluation method of the present embodiment. In FIG. 1, the illumination light IL generated from an ultrahigh pressure mercury lamp 1 is reflected by an elliptical mirror 2. The illumination optical system 3 including a collimator lens, an interference filter, an optical integrator (fly-eye lens), an aperture stop (σ stop), etc.
Incident on.

【0019】楕円鏡2の第2焦点の近傍には、モーター
12によって照明光ILの光路の閉鎖及び開放を行うシ
ャッター11が配置されている。なお、露光用照明光と
しては超高圧水銀ランプ1等の輝線の他に、エキシマレ
ーザ(KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ
等)等のレーザ光、あるいは金属蒸気レーザやYAGレ
ーザの高調波等を用いても構わない。
A shutter 11 for closing and opening the optical path of the illumination light IL by a motor 12 is arranged near the second focal point of the elliptic mirror 2. As the illumination light for exposure, laser light such as an excimer laser (KrF excimer laser, ArF excimer laser) or a harmonic wave of a metal vapor laser or a YAG laser is used in addition to the bright line of the ultra-high pressure mercury lamp 1 or the like. It doesn't matter.

【0020】図1において、照明光学系3から射出され
たフォトレジスト層を感光させる波長域の照明光(i線
等)ILは、ミラー4で反射された後、第1リレーレン
ズ5、可変視野絞り(レチクルブラインド)6及び第2
リレーレンズ7を通過してミラー8に至る。そして、ミ
ラー8でほぼ垂直下方に反射された照明光ILが、メイ
ンコンデンサーレンズ9を介してレチクルRのパターン
領域PAをほぼ均一な照度で照明する。レチクルブライ
ンド6の配置面はレチクルRのパターン形成面と共役関
係(結像関係)にあり、レチクルブラインド6の開口部
の大きさ、形状を変えることによって、レチクルRの照
明視野を任意に設定できる。
In FIG. 1, illumination light (i-line or the like) IL in a wavelength range that exposes the photoresist layer emitted from the illumination optical system 3 is reflected by the mirror 4, and then the first relay lens 5 and the variable field of view. Aperture (reticle blind) 6 and second
It passes through the relay lens 7 and reaches the mirror 8. Then, the illumination light IL reflected by the mirror 8 in a substantially vertically downward direction illuminates the pattern area PA of the reticle R with substantially uniform illuminance via the main condenser lens 9. The arrangement surface of the reticle blind 6 has a conjugate relationship (imaging relationship) with the pattern forming surface of the reticle R, and the illumination field of the reticle R can be arbitrarily set by changing the size and shape of the opening of the reticle blind 6. .

【0021】さて、レチクルRのパターン領域PAを通
過した照明光ILは、両側(又は片側)テレセントリッ
クな投影光学系13に入射し、投影光学系13により例
えば1/5に縮小されたレチクルRのパターンの投影像
は、表面にフォトレジスト層が塗布され、その表面が投
影光学系13の最良結像面とほぼ一致するように保持さ
れたウエハW上の1つのショット領域に投影(結像)さ
れる。以下では、投影光学系13の光軸AXに平行にZ
軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にX
軸を、図1の紙面に垂直にY軸を取る。
The illumination light IL which has passed through the pattern area PA of the reticle R is incident on the projection optical system 13 which is telecentric on both sides (or one side), and is reduced to, for example, 1/5 by the projection optical system 13. The projected image of the pattern is projected (imaged) onto one shot area on the wafer W, which is held so that the surface thereof is coated with a photoresist layer and the surface is substantially aligned with the best image plane of the projection optical system 13. To be done. Below, Z is parallel to the optical axis AX of the projection optical system 13.
Take the axis, and in the plane perpendicular to the Z-axis parallel to the plane of the paper in Figure 1, X
The axis is taken as the Y axis perpendicular to the plane of FIG.

【0022】図3(a)は本実施例のレチクルRのパタ
ーンを示し、この図3(a)において、レチクルRのパ
ターン領域内の周辺部に互いに同一の評価用マークR
A,RB,…,RLが形成されている。また、評価用マ
ークRA〜RCは、投影光学系13の光軸に関して評価
用マークRG〜RIとほぼ軸対称な位置にあり、評価用
マークRD〜RFは、投影光学系13の光軸に関して評
価用マークRJ〜RLとほぼ軸対称な位置にある。例え
ば評価用マークRAは、図3(b)に示すように、X方
向に所定ピッチで配列されたドットパターン列25Y、
及びY方向に所定ピッチで配列されたドットパターン列
25Xより構成されている。評価用マークRAは、遮光
膜中に開口パターンとして形成されたものでも、透過部
中に遮光膜より形成されたものでもよい。但し、後者は
第2の露光で形成されるマーク部を遮光しておく必要が
ある。更に、レチクルRにはその外周付近に2個の十字
型の遮光性マークよりなるアライメントマーク(不図
示)が対向して形成されている。
FIG. 3A shows the pattern of the reticle R of this embodiment. In FIG. 3A, the same evaluation marks R are provided on the peripheral portion in the pattern area of the reticle R.
A, RB, ..., RL are formed. Further, the evaluation marks RA to RC are located at positions substantially axisymmetric to the evaluation marks RG to RI with respect to the optical axis of the projection optical system 13, and the evaluation marks RD to RF are evaluated with respect to the optical axis of the projection optical system 13. The marks RJ to RL are substantially axially symmetrical. For example, the evaluation marks RA are, as shown in FIG. 3B, dot pattern rows 25Y arranged at a predetermined pitch in the X direction,
And a dot pattern row 25X arranged at a predetermined pitch in the Y direction. The evaluation mark RA may be formed as an opening pattern in the light shielding film or may be formed of the light shielding film in the transmissive portion. However, in the latter case, it is necessary to shield the mark portion formed by the second exposure from light. Further, on the reticle R, an alignment mark (not shown) composed of two cross-shaped light-shielding marks is formed in the vicinity of the outer periphery thereof so as to face each other.

【0023】図1に戻り、それら2個のアライメントマ
ークは、レチクルRのアライメント(投影光学系13の
光軸AXに対する位置合わせ)に用いられる。レチクル
Rは、投影光学系13の光軸AXの方向に微動可能で、
且つその光軸AXに垂直な水平面内で2次元移動及び微
小回転可能なレチクルステージRS上に載置されてい
る。レチクルRの上方にはレチクルアライメント系(R
A系)10A及び10Bが配置され、これらRA系10
A及び10Bは、レチクルRの外周付近に形成された2
個の十字型のアライメントマークを検出するものであ
る。RA系10A及び10Bからの計測信号に基づいて
レチクルステージRSを微動させることで、レチクルR
はパターン領域PAの中心点が投影光学系13の光軸A
Xと一致するように位置決めされる。
Returning to FIG. 1, these two alignment marks are used for alignment of the reticle R (positioning with respect to the optical axis AX of the projection optical system 13). The reticle R can be finely moved in the direction of the optical axis AX of the projection optical system 13,
Further, it is mounted on the reticle stage RS which can be two-dimensionally moved and finely rotated in a horizontal plane perpendicular to the optical axis AX. Above the reticle R is a reticle alignment system (R
A system) 10A and 10B are arranged, and these RA system 10
2A and 10B are formed near the outer periphery of the reticle R.
This is to detect individual cross-shaped alignment marks. By slightly moving the reticle stage RS based on the measurement signals from the RA systems 10A and 10B, the reticle R
Indicates that the center point of the pattern area PA is the optical axis A of the projection optical system 13.
Positioned to match X.

【0024】一方、ウエハWは、微小回転可能なウエハ
ホルダ(不図示)に真空吸着され、このウエハホルダを
介してウエハステージ14上に保持されている。ウエハ
ステージ14は、駆動装置19によりステップ・アンド
・リピート方式で2次元移動可能に構成され、ウエハW
上の1つのショット領域に対するレチクルRの転写露光
が終了すると、ウエハステージ14は次のショット位置
までステッピングされる。
On the other hand, the wafer W is vacuum-sucked by a finely rotatable wafer holder (not shown), and is held on the wafer stage 14 via this wafer holder. The wafer stage 14 is configured to be two-dimensionally movable by a step-and-repeat method by a driving device 19, and the wafer W
When the transfer exposure of the reticle R onto one shot area above is completed, the wafer stage 14 is stepped to the next shot position.

【0025】図2は、図1のウエハステージ14の座標
計測機構を示し、この図2において、ウエハステージ1
4上にはX軸用の移動鏡16X及びY軸用の移動鏡16
Yが固定され、移動鏡16Xに対向するようにX軸用の
レーザ干渉計17X及び回転計測用のレーザ干渉計17
Rが固定され、移動鏡16Yに対向するようにY軸用の
レーザ干渉計17Yが固定されている。レーザ干渉計1
7Xの光軸及びレーザ干渉計17Yの光軸は投影光学系
13の光軸AXを横切るように設定され、レーザ干渉計
17Rの光軸は投影光学系13の側面に配置されたオフ
・アクシス方式のアライメント系23(図1では省略)
の光軸を横切るように設定されている。また、レーザ干
渉計17X及び17RからのレーザビームLX及びLR
が移動鏡16Xにより反射され、レーザ干渉計17Yか
らのレーザビームLYが移動鏡16Yにより反射され、
レーザ干渉計17X、17R及び17Yの計測座標がそ
れぞれ図1の主制御系18、及びアライメント制御系1
9に供給されている。
FIG. 2 shows a coordinate measuring mechanism of the wafer stage 14 shown in FIG. 1. In FIG.
4 is a movable mirror 16 for the X axis and a movable mirror 16 for the Y axis.
The laser interferometer 17X for X axis and the laser interferometer 17 for rotation measurement are fixed so that Y is opposed to the movable mirror 16X.
A laser interferometer 17Y for the Y axis is fixed so that R is fixed and faces the movable mirror 16Y. Laser interferometer 1
The optical axis of 7X and the optical axis of the laser interferometer 17Y are set to cross the optical axis AX of the projection optical system 13, and the optical axis of the laser interferometer 17R is an off-axis system arranged on the side surface of the projection optical system 13. Alignment system 23 (omitted in FIG. 1)
It is set to cross the optical axis of. The laser beams LX and LR from the laser interferometers 17X and 17R are also included.
Is reflected by the moving mirror 16X, the laser beam LY from the laser interferometer 17Y is reflected by the moving mirror 16Y,
The measurement coordinates of the laser interferometers 17X, 17R, and 17Y are the main control system 18 and the alignment control system 1 of FIG. 1, respectively.
9 is being supplied.

【0026】そして、ウエハステージ14のX座標は、
レーザ干渉計17Xにより求められ、ウエハステージ1
4のY座標は、レーザ干渉計17Yの計測座標により求
められる。これらの計測結果は例えば0.01μm程度
の分解能で常時検出されている。それらX方向及びY方
向の計測座標によりウエハステージ14のステージ座標
系(静止座標系)(X,Y)が定められる。
The X coordinate of the wafer stage 14 is
Wafer stage 1 obtained by laser interferometer 17X
The Y coordinate of 4 is obtained from the measurement coordinate of the laser interferometer 17Y. These measurement results are constantly detected with a resolution of, for example, about 0.01 μm. The stage coordinate system (stationary coordinate system) (X, Y) of the wafer stage 14 is determined by the measurement coordinates in the X and Y directions.

【0027】また、ウエハステージWS上にはベースラ
イン量(アライメント系の基準位置と露光の基準位置と
のずれ量)の計測時等で用いられる基準マークを備えた
基準部材(ガラス基板)15が、ウエハWの露光面とほ
ぼ同じ高さになるように設けられている。次に、投影光
学系13の上部側方にはTTL(スルー・ザ・レンズ)
方式で、且つレーザ・ステップ・アライメント方式(以
下、「LSA方式」という)のX軸用のアライメント系
20も配置され、アライメント系20からの位置検出用
のレーザビームALが、ミラー21及びミラー22を介
して投影光学系13に導かれている。そのレーザビーム
ALは投影光学系13を介して、図2に示すようにウエ
ハW上の計測対象の評価用マーク像付近にY方向に長い
スリット状のスポット光24Xとして照射される。図1
に戻り、ウエハステージ14を介してスポット光24X
に対して評価用マーク像をX方向に走査すると、その評
価用マーク像がスポット光24Xを横切る際に、その評
価用マーク像からの回折光が投影光学系13、ミラー2
2及びミラー21を介してアライメント系20に戻され
る。このアライメント系20で光電変換された検出信号
がアライメント制御系19に供給される。このようなL
SA方式のアライメント系のより具体的な構成は例えば
特開平2−272305号公報に開示されている。
On the wafer stage WS, a reference member (glass substrate) 15 having a reference mark used when measuring the baseline amount (the amount of deviation between the reference position of the alignment system and the reference position of exposure) is used. , The height of which is substantially the same as the exposed surface of the wafer W. Next, on the upper side of the projection optical system 13, is a TTL (through the lens).
Also, an alignment system 20 for the X-axis of the laser step alignment method (hereinafter, referred to as “LSA method”) is arranged, and the laser beam AL for position detection from the alignment system 20 is reflected by the mirror 21 and the mirror 22. It is guided to the projection optical system 13 via. The laser beam AL is irradiated via the projection optical system 13 as spot light 24X having a slit shape elongated in the Y direction near the evaluation mark image of the measurement target on the wafer W as shown in FIG. Figure 1
Return to the spot stage 24X through the wafer stage 14.
On the other hand, when the evaluation mark image is scanned in the X direction, when the evaluation mark image crosses the spot light 24X, the diffracted light from the evaluation mark image is projected onto the projection optical system 13 and the mirror 2.
2 and the mirror 21 to be returned to the alignment system 20. The detection signal photoelectrically converted by the alignment system 20 is supplied to the alignment control system 19. L like this
A more specific configuration of the SA type alignment system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-272305.

【0028】アライメント制御系19にはレーザ干渉計
17X,17Y,17Rにより計測されるウエハステー
ジ14の座標(X,Y)も供給されており、アライメン
ト制御系19では、例えばアライメント系20からの検
出信号がピークとなるときのウエハステージ14のX座
標を計測対象の評価用マーク像のX座標として検出し、
検出した各評価用マーク像のX座標を順次主制御系18
に供給する。この際に本実施例では、X座標をレーザ干
渉計17Xの計測値に基づいて定める。この場合、レー
ザ干渉計17Xの光軸上からスポット光24Xが離れて
いるため、アッベ誤差が生じる。ここではレーザ干渉計
17Xと17Rとの計測結果の差分を求めてアッベ誤差
を補正するシステムとなっている。
The alignment control system 19 is also supplied with the coordinates (X, Y) of the wafer stage 14 measured by the laser interferometers 17X, 17Y, 17R, and the alignment control system 19 detects, for example, from the alignment system 20. The X coordinate of the wafer stage 14 when the signal reaches a peak is detected as the X coordinate of the evaluation mark image to be measured,
The X-coordinate of each detected mark image for evaluation is sequentially determined by the main control system 18
Supply to. At this time, in this embodiment, the X coordinate is determined based on the measurement value of the laser interferometer 17X. In this case, since the spot light 24X is away from the optical axis of the laser interferometer 17X, Abbe error occurs. In this system, the Abbe error is corrected by obtaining the difference between the measurement results of the laser interferometers 17X and 17R.

【0029】同様に、図2に示すように、投影光学系1
3の露光フィールド内のウエハW上にX方向に長いスリ
ット状のスポット光24Yとしてレーザビームを照射す
るLSA方式のY軸用のアライメント系も配置されてい
る。そして、評価用マーク像をそのスポット光24Yに
対して走査し、その評価用マーク像からの回折光をその
Y軸用のアライメント系で受光する。このY軸のアライ
メント系からの検出信号も図1のアライメント制御系1
9に供給され、アライメント制御系19はその検出信号
より評価用マーク像のY座標を求めて主制御系18に供
給する。このY軸に関しても、レーザ干渉計17Yの光
軸上からスポット光24Yが離れているため、同様にし
てアッベ誤差を補正している。
Similarly, as shown in FIG. 2, the projection optical system 1
An LSA type Y-axis alignment system for irradiating a laser beam as a slit-shaped spot light 24Y long in the X direction is also arranged on the wafer W in the exposure field of No. 3. Then, the evaluation mark image is scanned with respect to the spot light 24Y, and the diffracted light from the evaluation mark image is received by the Y-axis alignment system. The detection signal from this Y-axis alignment system is also the alignment control system 1 of FIG.
9, the alignment control system 19 obtains the Y coordinate of the evaluation mark image from the detection signal and supplies it to the main control system 18. Also on this Y axis, the spot light 24Y is distant from the optical axis of the laser interferometer 17Y, and thus the Abbe error is similarly corrected.

【0030】主制御系18では、アライメント制御系1
9にから供給された各評価用マーク像の座標を後述のよ
うに演算処理してウエハステージ14のステッピング精
度を評価する。なお、その各評価用マーク像の座標を別
の処理装置で演算処理してもよい。次に、本実施例にお
けるステッピング精度の評価方法の一例につき説明す
る。先ずレチクルとしては、図3に示すように多数の評
価用マークが形成されたレチクルRを使用する。
In the main control system 18, the alignment control system 1
The coordinates of the respective evaluation mark images supplied from 9 are processed as described later to evaluate the stepping accuracy of the wafer stage 14. Note that the coordinates of each evaluation mark image may be arithmetically processed by another processing device. Next, an example of the stepping accuracy evaluation method in this embodiment will be described. First, as the reticle, a reticle R on which a large number of evaluation marks are formed as shown in FIG. 3 is used.

【0031】先ず図1のウエハステージ14をステッピ
ング駆動することにより、図4(a)に示すように、ウ
エハW上のX方向に配列された1行目のショット領域S
11,SA12,…上に順次レチクルRのパターンを露光
する。この際に、ショット領域SA11,SA12,…はX
方向の端部が所定幅だけ重なるように配列されている。
次に、ウエハW上のX方向に配列された2行目のショッ
ト領域SA21,SA22,…に上に順次レチクルRのパタ
ーンを露光する。この際に、ショット領域SA 21,SA
22,…はX方向の端部が所定幅だけ重なると共に、1行
目のショット領域と2行目のショット領域とがY方向の
端部が所定幅だけ重なるように配列されている。以下、
同様にして、ウエハW上の3行目以降のショット領域に
ついてもそれぞれX方向及びY方向に隣接するショット
領域の端部が重なるようにウエハステージ14をステッ
ピング駆動して、順次レチクルRのパターンを露光して
いく。
First, the wafer stage 14 of FIG.
Drive, as shown in FIG. 4 (a),
First row shot area S arranged in the X direction on stack W
A11, SA12・ ・ ・ Reticle R pattern is sequentially exposed on top
To do. At this time, the shot area SA11, SA12, ... is X
The end portions in the direction are arranged so as to overlap each other by a predetermined width.
Next, on the wafer W, the second row shots arranged in the X direction are
Area SAtwenty one, SAtwenty two,, ... and the reticle R pattern
Expose the cord. At this time, the shot area SA twenty one, SA
twenty two, ... overlaps the edges in the X direction by a specified width and
The second shot area and the second shot area are in the Y direction.
The ends are arranged so as to overlap each other by a predetermined width. Less than,
Similarly, in the shot areas on the third and subsequent rows on the wafer W,
Shots adjacent to each other in the X and Y directions
Step the wafer stage 14 so that the edges of the regions overlap.
Ping drive to sequentially expose the pattern of the reticle R
Go.

【0032】そして、ウエハW上の全ショット領域への
露光が終了した後、ウエハW上のフォトレジストの現像
処理等を行い、ウエハW上に露光された評価用マーク像
を凹凸のパターンとして残す。そのウエハWを再び図1
のウエハステージ14上に載置して、LSA方式のX軸
用のアライメント系20、及びY軸用のアライメント系
を用いてそれら評価用マーク像のステージ座標系(X,
Y)上での座標を計測する。この際に計測対象の評価用
マーク像は図4(b)のような配列となっている。
After the exposure of all the shot areas on the wafer W is completed, the photoresist on the wafer W is developed and the evaluation mark image exposed on the wafer W is left as an uneven pattern. . The wafer W is again shown in FIG.
Mounted on the wafer stage 14 of, and using the LSA type X-axis alignment system 20 and the Y-axis alignment system, the stage coordinate system (X,
Y) Measure the coordinates on. At this time, the evaluation mark images to be measured are arranged as shown in FIG.

【0033】図4(b)は、図4(a)中のショット領
域SA11付近の拡大図を示し、この図4(b)におい
て、ショット領域SA11とショット領域SA12とのX方
向の重複領域に、ショット領域SA11への露光により形
成された評価用マーク像26A〜26Cと、ショット領
域SA12への露光により形成された評価用マーク像27
I〜27Gとがそれぞれ近接して配置されている。評価
用マーク像26A〜26Cは、図3(a)の評価用マー
クRA〜RCの像であり、評価用マーク像27I〜27
Gは、図3(a)の評価用マークRI〜RGの像であ
る。この場合、評価用マーク像26A,26B,26C
と、評価用マーク像27I,27H,27Gとの間の所
定の基準となる間隔からのずれ量(アライメント誤差)
ΔA,ΔB,ΔCをLSA方式のアライメント系により
計測する。各アライメント誤差ΔA〜ΔCはそれぞれX
方向へのずれ量、及びY方向へのずれ量より構成されて
いる。そして、中央部の評価用マーク像26Bと27H
とのX方向へのずれ量をSX(ステップX)と呼び、Y
方向へのずれ量をBY(バックY)と呼ぶ。
FIG. 4B is an enlarged view of the vicinity of the shot area SA 11 in FIG. 4A. In FIG. 4B, the shot area SA 11 and the shot area SA 12 in the X direction are shown. Evaluation mark images 26A to 26C formed by exposure to the shot area SA 11 and evaluation mark images 27 formed by exposure to the shot area SA 12 in the overlapping area.
I to 27G are arranged close to each other. The evaluation mark images 26A to 26C are images of the evaluation marks RA to RC in FIG. 3A, and the evaluation mark images 27I to 27C.
G is an image of the evaluation marks RI to RG in FIG. In this case, the evaluation mark images 26A, 26B, 26C
And the evaluation mark images 27I, 27H, 27G from a predetermined reference interval (alignment error)
ΔA, ΔB, and ΔC are measured by an LSA type alignment system. Each alignment error ΔA to ΔC is X
It is composed of a shift amount in the direction and a shift amount in the Y direction. Then, the evaluation mark images 26B and 27H in the central portion
The amount of deviation in the X direction from and is called SX (step X), and Y
The amount of deviation in the direction is called BY (back Y).

【0034】具体的に、評価用マーク像26Bと27H
とのずれ量SXを計測するには、図5に示すように、そ
れら評価用マーク像26B及び27Hの近傍にX軸用の
アライメント系よりレーザビームをスリット状のスポッ
ト光24Xとして照射する。そして、ウエハステージ1
4を駆動してスポット光24Xに対してそれら評価用マ
ーク像26B及び27HをX方向に走査すると、スポッ
ト光24Xとそれら評価用マーク像26及び27Hとが
合致したときにそれぞれ所定の方向に回折光が発生する
ことから、それら評価用マーク像26及び27HのX座
標が検出され、これらX座標の差分の所定の基準間隔か
らのずれ量(図5では基準間隔を0としている)がずれ
量SXとなる。同様に、評価用マーク像26と27Hと
のY方向へのずれ量BYも検出される。
Specifically, the evaluation mark images 26B and 27H
In order to measure the deviation amount SX from the above, as shown in FIG. 5, a laser beam is irradiated as slit-shaped spot light 24X from the X-axis alignment system in the vicinity of the evaluation mark images 26B and 27H. Then, the wafer stage 1
4 is driven to scan the spot light 24X with the evaluation mark images 26B and 27H in the X direction. When the spot light 24X and the evaluation mark images 26 and 27H match, the spot light 24X and the evaluation mark images 26D are diffracted in predetermined directions. Since light is generated, the X-coordinates of the evaluation mark images 26 and 27H are detected, and the deviation amount of the difference between these X-coordinates from the predetermined reference interval (the reference interval is 0 in FIG. 5) is the deviation amount. It becomes SX. Similarly, the deviation amount BY between the evaluation mark images 26 and 27H in the Y direction is also detected.

【0035】そのずれ量SX(ステップX)にはアッベ
誤差が含まれていない。一方、ずれ量BYにはウエハス
テージ14のヨーイングによる誤差等が含まれている。
そのずれ量BYからヨーイングによる誤差等を除いた誤
差が狭義のステッピング誤差となる。図4(b)に戻
り、ショット領域SA11とショット領域SA21とのY方
向の重複領域に、ショット領域SA11への露光により形
成された評価用マーク像26D〜26Fと、ショット領
域SA21への露光により形成された評価用マーク像28
L〜28Jとがそれぞれ近接して配置されている。評価
用マーク像26D〜26Fは、図3(a)の評価用マー
クRD〜RFの像であり、評価用マーク像28L〜28
Jは、図3(a)の評価用マークRL〜RJの像であ
る。この場合も、評価用マーク像26D,26E,26
Fと、評価用マーク像28L,28K,28Jとの間隔
の所定の基準となる間隔からのずれ量(アライメント誤
差)ΔD,ΔE,ΔFをLSA方式のアライメント系に
より計測する。そして、中央部の評価用マーク像26E
と28KとのY方向へのずれ量をSY(ステップY)と
呼び、X方向へのずれ量をBX(バックX)と呼ぶ。ず
れ量SYにもアッベ誤差は含まれていない。
The deviation amount SX (step X) does not include the Abbe error. On the other hand, the deviation amount BY includes an error due to yawing of the wafer stage 14.
An error obtained by removing an error due to yawing from the deviation amount BY becomes a stepping error in a narrow sense. Figure 4 returns (b), the Y direction in the overlap region of the shot area SA 11 and a shot area SA 21, the evaluation mark image 26D~26F formed by the exposure to the shot area SA 11, the shot area SA 21 Mark image 28 formed by exposure to
L to 28J are arranged close to each other. The evaluation mark images 26D to 26F are images of the evaluation marks RD to RF in FIG.
J is an image of the evaluation marks RL to RJ in FIG. Also in this case, the evaluation mark images 26D, 26E, 26
The amount of deviation (alignment error) ΔD, ΔE, ΔF from the predetermined reference distance of the distance between F and the evaluation mark images 28L, 28K, 28J is measured by the LSA alignment system. Then, the evaluation mark image 26E in the central portion
And 28K are referred to as SY (step Y), and the amount of deviation in the X direction is referred to as BX (back X). The deviation amount SY does not include the Abbe error.

【0036】このようにして、図4(a)に示すウエハ
W上の全部のショット領域の重複領域において、それぞ
れ近接して形成された評価用マーク像の基準となる間隔
からのずれ量(アライメント誤差)を計測する。これに
より、各ショット領域についてそれぞれ図4(b)のア
ライメント誤差ΔA〜ΔFに対応するずれ量が計測さ
れ、これらのアライメント誤差が記憶装置内のデータフ
ァイルに記録される。これらのアライメント誤差から次
のようにしてステッピング精度を悪化させる要因別の誤
差が求められる。
In this way, in the overlapping area of all the shot areas on the wafer W shown in FIG. 4A, the deviation amount (alignment) from the reference interval of the evaluation mark images formed close to each other. Error) is measured. As a result, the deviation amounts corresponding to the alignment errors ΔA to ΔF in FIG. 4B are measured for each shot area, and these alignment errors are recorded in the data file in the storage device. From these alignment errors, an error for each factor that deteriorates the stepping accuracy is obtained as follows.

【0037】先ず、ステッピング精度を悪化させる要因
としてウエハステージ14のヨーイングがある。一般
に、ウエハステージ14が移動する際に、図6に示すよ
うに移動位置14Aによってウエハステージ14の回転
状態が変化するというヨーイングが発生する。このよう
なヨーイングが発生すると、図4(b)において、ずれ
量BX(バックX)、及びBY(バックY)はその回転
の影響を受けて誤差を含むようになる。
First, yawing of the wafer stage 14 is a factor that deteriorates the stepping accuracy. Generally, when the wafer stage 14 moves, yawing occurs in which the rotational state of the wafer stage 14 changes depending on the moving position 14A as shown in FIG. When such yawing occurs, the shift amounts BX (back X) and BY (back Y) are affected by the rotation and include an error in FIG. 4B.

【0038】例えば図7に示すように、ウエハステージ
14のヨーイングにより、ショット領域SA11,S
12,…及びショット領域SA21,SA22,…の配列が
変化した場合、1行目のショット領域間のY方向へのず
れ量BY1,BY2,…、及び1行目と2行目との間の
ショット領域間のX方向へのずれ量BX1,BX2,…
が場所により変化するようになる。
For example, as shown in FIG. 7, the yawing of the wafer stage 14 causes the shot areas SA 11 , S to be shot.
When the arrangement of A 12 , ... And shot areas SA 21 , SA 22 , ..., Changes in the Y direction between the shot areas of the first row, BY1, BY2 ,. Between the shot areas in the X direction in the X direction BX1, BX2, ...
Will change depending on the location.

【0039】また、ステッピング精度を悪化させる別の
要因として、図2に示すような移動鏡16X及び16Y
の曲がりがある。このように移動鏡16X及び16Y自
体が曲がっていると、レーザ干渉計17X及び17Yで
計測された座標に基づいてウエハステージ14をX方向
又はY方向に直線的にステッピングさせたとしても、図
8に示すように、X方向に配列されるショット領域SA
11,SA12,…がY方向に横ずれすると共に、Y方向に
配列されるショット領域SA11,SA21,…がX方向に
横ずれすることになる。即ち、実際のウエハステージ1
4の移動の軌跡が曲がってしまい、図7の場合と同様に
同一の行上のショット領域間のY方向へのずれ量BY
(バックY)、及び隣接する行の間のショット領域間の
X方向へのずれ量BX(バックX)が場所により変化す
るようになる。従って、移動鏡16X及び16Yの曲が
りが生じた場合でも、ステッピング精度が悪化する。
As another factor that deteriorates the stepping accuracy, moving mirrors 16X and 16Y as shown in FIG. 2 are used.
There is a bend. If the movable mirrors 16X and 16Y themselves are bent in this way, even if the wafer stage 14 is linearly stepped in the X direction or the Y direction based on the coordinates measured by the laser interferometers 17X and 17Y, the steps shown in FIG. As shown in, shot areas SA arranged in the X direction
, 11 and SA 12 are laterally displaced in the Y direction, and the shot areas SA 11 , SA 21 , ... Arranged in the Y direction are laterally displaced in the X direction. That is, the actual wafer stage 1
The movement locus of 4 is bent, and the shift amount BY in the Y direction between the shot areas on the same row as in the case of FIG.
(Back Y) and the shift amount BX (Back X) in the X direction between the shot areas between adjacent rows are changed depending on the location. Therefore, even when the movable mirrors 16X and 16Y are bent, the stepping accuracy is deteriorated.

【0040】ここで、図4(b)に示すように各ショッ
ト領域について計測されたずれ量(アライメント誤差)
ΔB(SX,BY)、及びΔE(BX,SY)から上述
のウエハステージ14のヨーイングに起因する誤差、及
び移動鏡16X,16Yの曲がりに起因する誤差を求め
る手法につき説明する。そのため、n番目(n=1,
2,…)のショット領域とそれに隣接するショット領域
との重複領域で計測されたずれ量(SX,BY)を(A
SBXn,ASBYn)として、ずれ量(BX,SY)を
(ABSXn,ABSYn)とする。
Here, as shown in FIG. 4B, the shift amount (alignment error) measured for each shot area.
A method for obtaining the error due to the yawing of the wafer stage 14 and the error due to the bending of the movable mirrors 16X and 16Y will be described from ΔB (SX, BY) and ΔE (BX, SY). Therefore, n-th (n = 1,
(2, ...) Shot area and the shot area adjacent to the shot area are measured in the overlap area (SX, BY) as (A
Let SB Xn , ASB Yn be the shift amount (BX, SY) be (ABS Xn , ABS Yn ).

【0041】次に、図4(a)に示すように、ウエハW
上での試料座標系を(x,y)として、試料座標系
(x,y)上でのn番目のショット領域の設計上の(露
光したときの)中心座標を(Dxn,Dyn)とする。この
場合、現像処理等の後にウエハWをウエハステージ14
上に載置して、ステージ座標系(X,Y)でショット領
域の中心座標を計測すると、その中心座標は、スケーリ
ングRx,Ry、直交度ω、ローテーションθ、及びオ
フセットOx,Oyよりなる線形誤差、及びその他の非
線形誤差分だけその設計上の座標(Dxn,Dyn)からず
れるようになる。そのスケーリングRx及びRyとは、
ウエハWのX方向及びY方向への線形伸縮による位置ず
れ量の割合を示し、直交度ωはX軸の角度がY軸+90
°からω[rad]だけずれていることを示し、ローテ
ーションθは試料座標系(x,y)とステージ座標系
(X,Y)との間の角度[rad]を示す。
Next, as shown in FIG. 4A, the wafer W
Let the sample coordinate system above be (x, y), and the designed (when exposed) center coordinates of the nth shot region on the sample coordinate system (x, y) be (D xn , D yn ). And In this case, the wafer W is placed on the wafer stage 14 after development processing and the like.
When the center coordinates of the shot area are measured by being placed on the stage coordinate system (X, Y), the center coordinates are linear with scaling Rx, Ry, orthogonality ω, rotation θ, and offsets Ox, Oy. The error and other non-linear errors are deviated from the designed coordinates (D xn , D yn ). The scaling Rx and Ry are
The ratio of the amount of positional deviation due to the linear expansion and contraction of the wafer W in the X direction and the Y direction is shown. The orthogonality ω has an X axis angle of Y axis +90.
The rotation θ indicates an angle [rad] between the sample coordinate system (x, y) and the stage coordinate system (X, Y).

【0042】ここで、ずれ量として(SX,BY)、即
ち(ASBXn,ASBYn)を用いると、n番目のショッ
ト領域の計測された座標値は(Dxn+ASBXn,Dyn
ASBYn)となるため、非線形誤差を(εASBxn、ε
ASByn)とすると、この非線形誤差は次のように表す
ことができる。
Here, if (SX, BY), that is, (ASB Xn , ASB Yn ) is used as the shift amount, the measured coordinate value of the n-th shot area is (D xn + ASB Xn , D yn +).
ASB Yn ), the nonlinear error is (εASB xn , ε
ASB yn ), this non-linear error can be expressed as:

【0043】[0043]

【数1】 [Equation 1]

【0044】本実施例では、最小自乗法により、(数
1)における6個のパラメータ(Rx,Ry,ω,θ,
Ox,Oy)の値を決定する。そのためには、(数1)
で表される非線形誤差(εASBxn、εASByn)の自
乗和を計測された全てのショット領域について積算して
次のような残留誤差成分を定義し、この残留誤差成分が
最小になるようにそれら6個のパラメータの値を決定す
ればよい。
In the present embodiment, the six parameters (Rx, Ry, ω, θ,
The value of Ox, Oy) is determined. For that, (Equation 1)
The sum of squares of the non-linear errors (εASB xn , εASB yn ) represented by is integrated over all the measured shot areas and the following residual error component is defined. It suffices to determine the values of the six parameters.

【0045】[0045]

【数2】 [Equation 2]

【0046】これにより、各ショット領域におけるアラ
イメント誤差(SX,BY)より線形誤差成分と非線形
誤差成分とが求められる。同様に、ずれ量として(B
X,SY)、即ち(ABSXn,ABSYn)を用いると、
n番目のショット領域の計測された座標値は(Dxn+A
BSXn,Dyn+ABSYn)となるため、非線形誤差を
(εABSxn、εABSyn)とすると、この非線形誤差
は次のように表すことができる。但し、6個のパラメー
タを(Rx′,Ry′,ω′,θ′,Ox′,Oy′)
として(数1)と区別する。
As a result, a linear error component and a non-linear error component are obtained from the alignment error (SX, BY) in each shot area. Similarly, the shift amount is (B
X, SY), that is, (ABS Xn , ABS Yn ),
The measured coordinate value of the nth shot area is (D xn + A
Since BS Xn , D yn + ABS Yn ), the nonlinear error can be expressed as follows, where the nonlinear error is (εABS xn , εABS yn ). However, 6 parameters are (Rx ', Ry', ω ', θ', Ox ', Oy')
Is distinguished from (Equation 1).

【0047】[0047]

【数3】 [Equation 3]

【0048】この場合にも最小自乗法により、6個のパ
ラメータ(Rx′,Ry′,ω′,θ′,Ox′,O
y′)の値を決定する。そのためには、次式の残留誤差
成分が最小になるようにそれら6個のパラメータの値を
決定すればよい。
Also in this case, the six parameters (Rx ', Ry', ω ', θ', Ox ', O are calculated by the method of least squares.
Determine the value of y '). For that purpose, the values of these six parameters may be determined so that the residual error component of the following equation is minimized.

【0049】[0049]

【数4】 [Equation 4]

【0050】これにより、アライメント誤差として(B
X,SY)を用いた場合の、線形誤差成分と非線形誤差
成分とが求められる。次に、ウエハステージ14のヨー
イング等があった場合に、上述の線形誤差成分、及び非
線形誤差成分がどのような傾向になるのかを調べるため
にシミュレーションを行う。
As a result, the alignment error (B
(X, SY) is used to obtain the linear error component and the non-linear error component. Next, when there is yawing of the wafer stage 14 or the like, a simulation is performed in order to investigate the tendency of the above-mentioned linear error component and non-linear error component.

【0051】図9及び図10は、図6の様な回転(ヨー
イング)をショット領域間でX方向に1μrad、且つ
Y方向に0.5μradの回転が生じる様に与えた場合
のシミュレーション結果であり、図9はアライメント誤
差として(SX,BY)を用いた場合の結果を、図10
はアライメント誤差として(BX,SY)を用いた場合
の結果を示す。例えば図9(a)はウエハ上の各ショッ
ト領域におけるアライメント誤差のベクトル(BX,S
Y)を示し、ベクトル30は当該ショット領域における
アライメント誤差のベクトルを表している。また、図9
(b)はアライメント誤差SX(ステップX)、及びB
Y(バックY)の平均値、標準偏差の3倍(3σ)、並
びに線形誤差を表すスケーリングRx,Ryの1からの
誤差、直交度ω、及びローテーションθの値を示す。ま
た、図9(c)はそのパラメータRx,Ry、ω、θ及
びオフセットOx,Oyより各ショット領域について求
められるX方向及びY方向への線形誤差の標準偏差の3
倍(3σ)の値を示し、図9(d)は(数1)から求め
られるX方向及びY方向への非線形誤差成分の標準偏差
の3倍(3σ)の値を示す。図10(b)〜(d)の数
値の意味は図9(b)〜(d)の意味と同じである。
FIGS. 9 and 10 are simulation results when the rotation (yawing) as shown in FIG. 6 is applied so as to generate rotation of 1 μrad in the X direction and 0.5 μrad in the Y direction between the shot areas. , FIG. 9 shows the result when (SX, BY) is used as the alignment error.
Shows the result when (BX, SY) is used as the alignment error. For example, FIG. 9A shows an alignment error vector (BX, S) in each shot area on the wafer.
Y), and a vector 30 represents a vector of alignment error in the shot area. In addition, FIG.
(B) is the alignment error SX (step X), and B
The values of the average value of Y (back Y), three times the standard deviation (3σ), and the error from 1 of the scaling Rx and Ry representing the linear error, the orthogonality ω, and the rotation θ are shown. Further, FIG. 9C shows the standard deviation 3 of the linear error in the X direction and the Y direction obtained for each shot area from the parameters Rx, Ry, ω, θ and the offsets Ox, Oy.
9 (d) shows the value of 3 times (3σ), and FIG. 9 (d) shows the value of 3 times (3σ) of the standard deviation of the nonlinear error component in the X direction and the Y direction obtained from (Equation 1). The meanings of the numerical values in FIGS. 10B to 10D are the same as those in FIGS. 9B to 9D.

【0052】ここでスケーリングRx,Ryに着目する
と、スケーリング誤差は図9(b)のスケーリングRy
と、図10(b)のスケーリングRxとに表れており、
図9(b)のスケーリングRyの誤差は図10(b)の
直交度ωと同じ値となっている。更に、図10(b)の
スケーリングRxの誤差は図9(a)の直交度ωと同じ
値であり、且つそのスケーリングRxの誤差は、図9
(a)のローテーションθと符号が反転している事が分
かる。そこで、このように各ショット領域のずれ量が同
じになる回転誤差を持つ場合は、それらスケーリングR
x,Ry、直交度ω、及びローテーションθに着目し
て、ヨーイングによる誤差値が求められる。一例を示す
と、図9(b)のスケーリングRyの値(0.5)の1
/2、すなわち0.25μradがウエハの最外周での
ヨーイングによる誤差の値となる。
Focusing on the scaling Rx and Ry, the scaling error is the scaling Ry in FIG. 9B.
And the scaling Rx in FIG. 10B,
The error of the scaling Ry in FIG. 9B has the same value as the orthogonality ω in FIG. 10B. Further, the error of the scaling Rx of FIG. 10B is the same value as the orthogonality ω of FIG. 9A, and the error of the scaling Rx of FIG.
It can be seen that the sign is reversed from the rotation θ in (a). Therefore, when there is a rotation error in which the shift amounts of the shot areas are the same, the scaling R
An error value due to yawing is obtained by paying attention to x, Ry, the orthogonality ω, and the rotation θ. As an example, the scaling Ry value (0.5) of 1 in FIG.
/ 2, that is, 0.25 μrad is an error value due to yawing at the outermost periphery of the wafer.

【0053】次に、図11及び図12は、図2のような
移動鏡16X,16Yの曲がりを、移動鏡16Xについ
てはX方向の高さが100nmの台形状になるように、
且つ移動鏡16YについてはY方向の高さが50nmの
台形状になるように与えた結果であり、図11はアライ
メント誤差として(SX,BY)を用いた場合の結果
を、図12はアライメント誤差として(BX,SY)を
用いた場合の結果を示す。
Next, FIGS. 11 and 12 show the bending of the movable mirrors 16X and 16Y as shown in FIG. 2 so that the movable mirror 16X has a trapezoidal shape with a height in the X direction of 100 nm.
Further, the movable mirror 16Y is a result of giving a trapezoidal shape having a height in the Y direction of 50 nm. FIG. 11 shows the result when (SX, BY) is used as the alignment error, and FIG. 12 shows the alignment error. The result when (BX, SY) is used as is shown.

【0054】図11及び図12より分かるように、移動
鏡16X,16Yの曲がりは、直交度ω、ローテーショ
ンθ、及び非線形誤差にはなるが、スケーリングRx,
Ryの誤差とはならない。即ち、図9及び図10との比
較より、スケーリング誤差の有無からウエハステージ1
4のヨーイングによる誤差と移動鏡16X,16Yの曲
がりによる誤差とが分離できることが分かる。そこで、
先ずスケーリング誤差に基づいてウエハステージ14の
ヨーイングによる誤差を除去した後で(例えばスケーリ
ングRx,Ryの値を座標に変換してアライメント誤差
(SX,BY),(BX,SY)から除去した後で)、
移動鏡16X,16Yによる誤差を求めるために各ショ
ット領域毎のずれ量BX(バックX)のX方向への平均
値を求め、ずれ量BYのY方向への平均値を求める。
As can be seen from FIGS. 11 and 12, the bending of the movable mirrors 16X and 16Y causes the orthogonality ω, the rotation θ, and the nonlinear error, but the scaling Rx,
It is not an error of Ry. That is, as compared with FIG. 9 and FIG.
It can be seen that the error due to the yawing of 4 and the error due to the bending of the movable mirrors 16X and 16Y can be separated. Therefore,
First, after removing the error due to the yawing of the wafer stage 14 based on the scaling error (for example, after converting the values of the scaling Rx and Ry into coordinates and removing them from the alignment errors (SX, BY) and (BX, SY)). ),
In order to obtain the error due to the movable mirrors 16X and 16Y, the average value of the deviation amount BX (back X) for each shot area in the X direction is obtained, and the average value of the deviation amount BY in the Y direction is obtained.

【0055】この方法を用いてシミュレーションした結
果を図13〜図21に示す。図13及び図14は、ウエ
ハステージ14のヨーイング等の回転による誤差、及び
移動鏡16X,16Yの曲がりによる誤差が混在した場
合のシミュレーション結果であり、図13がアライメン
ト誤差として(SX,BY)を用いたときの結果、図1
4はアライメント誤差として(BX,SY)を用いたと
きの結果を示している。これらの誤差より、図9及び図
10に対応させて先ずスケーリングRx,Ryに着目し
てウエハステージ14のヨーイングによる誤差を抽出す
る。具体的に、図13(b)のスケーリングRyの誤差
−0.42ppmと、図14(b)の直交度ωの数値
(−0.22μrad)中の−0.42μrad分とが
そのヨーイングによる誤差である。また、図14(b)
のスケーリングRxの誤差はほぼ0であり、X方向への
回転は無視できる程度である。その結果、ヨーイングに
よる誤差は図17に示すように、主にY方向への回転に
よるものであることが分かる。
The results of simulations using this method are shown in FIGS. 13 and 14 show simulation results when an error due to rotation of the wafer stage 14 such as yawing and an error due to bending of the movable mirrors 16X and 16Y are mixed, and FIG. 13 shows the alignment error as (SX, BY). Results when used, Figure 1
4 shows the result when (BX, SY) is used as the alignment error. From these errors, the errors due to the yawing of the wafer stage 14 are extracted by first focusing on the scaling factors Rx and Ry in correspondence with FIGS. 9 and 10. Specifically, the error of -0.42 ppm of the scaling Ry in FIG. 13B and the error of −0.42 μrad in the numerical value (−0.22 μrad) of the orthogonality ω in FIG. Is. Also, FIG. 14 (b)
The error of the scaling Rx of is almost 0, and the rotation in the X direction is negligible. As a result, it can be seen that the error due to yawing is mainly due to the rotation in the Y direction, as shown in FIG.

【0056】そのヨーイングによる誤差を図13及び図
14の結果より除去した後、図15及び図16に示すよ
うに、移動鏡16X,16Yの曲がりによる誤差を導き
出す。図15の点線34A〜34Hはそれぞれ各列での
ずれ量BX(バックX)の変化を示し、点線35は点線
34A〜34Hのずれ量BXの平均値、即ち移動鏡16
Xの曲がりに起因するウエハステージ14の移動軌跡の
曲がりを示す。点線35の右側の数値は始点及び終点で
のずれ量を0とみなしたときのずれ量を数値化したもの
である。同様に、図16の点線36A〜36Hはそれぞ
れ各行でのずれ量BY(バックY)の変化を示し、点線
37は点線36A〜36Hのずれ量BYの平均値、即ち
移動鏡16Yの曲がりに起因するウエハステージ14の
移動軌跡の曲がりを示す。点線37の下側の数値は始点
及び終点でのずれ量を0とみなしたときのずれ量を数値
化したものである。
After removing the error due to the yawing from the results of FIGS. 13 and 14, the error due to the bending of the movable mirrors 16X and 16Y is derived as shown in FIGS. Dotted lines 34A to 34H in FIG. 15 indicate changes in the shift amount BX (back X) in each column, and a dotted line 35 is an average value of the shift amounts BX of the dotted lines 34A to 34H, that is, the movable mirror 16.
The curve of the movement trajectory of the wafer stage 14 due to the curve of X is shown. The numerical value on the right side of the dotted line 35 is a numerical value of the deviation amount when the deviation amount at the start point and the end point is regarded as 0. Similarly, the dotted lines 36A to 36H in FIG. 16 indicate changes in the deviation amount BY (back Y) in each row, and the dotted line 37 results from the average value of the deviation amount BY of the dotted lines 36A to 36H, that is, the bending of the movable mirror 16Y. The curve of the movement trajectory of the wafer stage 14 is shown. The numerical value below the dotted line 37 is a numerical value of the deviation amount when the deviation amount at the start point and the end point is regarded as 0.

【0057】次に、図13及び図14の誤差より、図1
7のヨーイングによる誤差、及び図15、図16の移動
鏡の曲がりによる誤差を除去したときの誤差が、図18
のずれ量(SX,BY)及び図19のずれ量(BX,S
Y)である。この図18及び図19の誤差が狭義のステ
ッピング誤差である。このように、要因別の誤差を分離
して表示することにより、どの要因が誤差に大きく寄与
するかを適確に知ることができる。従って、ステッピン
グ精度を向上させるためには、誤差に大きく寄与する要
因から除去していけばよい。
Next, from the error of FIGS. 13 and 14, FIG.
18 and the error due to the bending of the movable mirror in FIGS. 15 and 16 are removed.
Deviation amount (SX, BY) and the deviation amount (BX, S) in FIG.
Y). The errors in FIGS. 18 and 19 are stepping errors in a narrow sense. In this way, by displaying the error for each factor separately, it is possible to accurately know which factor largely contributes to the error. Therefore, in order to improve the stepping accuracy, it is sufficient to remove it from the factors that greatly contribute to the error.

【0058】また、ヨーイングを含む種々の回転による
誤差に関しては、ショット領域毎のランダムな回転を、
図4(b)に示すずれ量ΔA及びΔCのX成分の差分、
及びずれ量ΔD及びΔFのY成分の差分の変化率として
求めることにより補正が可能である。ずれ量ΔA及びΔ
CのX成分をSXA 、SXC とすると、ずれ量ΔA及び
ΔCのX成分の差分は、(SXA −SXC )となり、ず
れ量ΔD及びΔFのY成分をSYD 、SYF とすると、
ずれ量ΔD及びΔFのY成分の差分は、(SY D −SY
F )となる。
By various rotations including yawing
Regarding the error, random rotation for each shot area,
The difference between the X components of the deviation amounts ΔA and ΔC shown in FIG.
And the change rate of the difference between the Y components of the deviation amounts ΔD and ΔF
It is possible to make corrections by asking for it. Deviation amount ΔA and Δ
X component of C is SXA, SXCThen, the shift amount ΔA and
The difference of the X component of ΔC is (SXA-SXC), No
The Y component of the deviation amounts ΔD and ΔF is SYD, SYFThen,
The difference between the Y components of the deviation amounts ΔD and ΔF is (SY D-SY
F).

【0059】次に、図20を参照して本実施例における
別の誤差解析の手法につき説明する。この手法では、図
1のウエハステージ14上に順次計測対象とするウエハ
を載置して、それぞれ図4に示すように評価用のレチク
ルのパターンを露光する。そして、露光後のウエハを現
像処理してそれぞれ再び図1のウエハステージ14上に
載置して図4(b)に示すように、各ショット領域毎に
アライメント誤差(SX,BY)及び(BX,SY)を
LSA方式で計測する。
Next, another error analysis method in this embodiment will be described with reference to FIG. In this method, wafers to be measured are sequentially placed on the wafer stage 14 in FIG. 1 and the reticle pattern for evaluation is exposed as shown in FIG. Then, the exposed wafer is developed and mounted again on the wafer stage 14 of FIG. 1, and as shown in FIG. 4B, the alignment errors (SX, BY) and (BX) are set for each shot area. , SY) is measured by the LSA method.

【0060】図20(a)の折れ線31及び30が、そ
れぞれそのように計測された各ウエハ毎のアライメント
誤差(SX,BY)の標準偏差の3倍(3σ)[nm]
を示し、図20(b)の折れ線32及び33が、それぞ
れそのように計測された各ウエハ毎のアライメント誤差
(BX,SY)の標準偏差の3倍(3σ)[nm]を示
す。
The polygonal lines 31 and 30 in FIG. 20A are three times (3σ) [nm] the standard deviation of the alignment error (SX, BY) for each wafer measured in such a manner.
The polygonal lines 32 and 33 in FIG. 20B indicate three times (3σ) [nm] of the standard deviation of the alignment error (BX, SY) for each wafer measured in such a manner.

【0061】更に、本実施例では全ウエハについての計
測結果を処理して、図20(c)に示すように、アライ
メント誤差(SX,BY)及び(BX,SY)のそれぞ
れについて、各ウエハ毎の3σの平均値AVW [n
m]、全ウエハの全ショット領域に関する標準偏差の3
倍(3σ)よりなるばらつきVRW [nm]、及び全ウ
エハについての同一のショット領域毎の平均値の標準偏
差の3倍(3σ)よりなるばらつきVRS [nm]を求
める。更に、全ウエハの全ショット領域についての計測
再現性は10nmである。この場合、平均値AVW はそ
の投影露光装置の平均的な位置決め能力を示し、ばらつ
きVRS はその投影露光装置の特徴的な誤差成分を示
し、ばらつきVRW はウエハ間のオフセット変動を含め
た誤差を示す。これらの結果を解析することで、どのよ
うな誤差が大きいかを判断できる。
Further, in the present embodiment, the measurement results for all the wafers are processed, and as shown in FIG. 20C, for each of the alignment errors (SX, BY) and (BX, SY), each wafer is processed. Average value of 3σ of AV W [n
m], 3 of standard deviation for all shot areas of all wafers
A variation VR W [nm] that is three times (3σ) and a variation VR S [nm] that is three times (3σ) the standard deviation of the average values of the same shot areas for all wafers are obtained. Furthermore, the measurement reproducibility for all shot areas of all wafers is 10 nm. In this case, the average value AV W indicates the average positioning ability of the projection exposure apparatus, the variation VR S indicates a characteristic error component of the projection exposure apparatus, and the variation VR W includes the offset variation between wafers. Indicates an error. By analyzing these results, it is possible to determine what kind of error is large.

【0062】また、図20ではアライメント誤差(S
X,BY)等の標準偏差の3倍(3σ)で表示を行った
が、モードの切り換えにより、例えば非線形な誤差成分
に関して図20(c)のような解析を行うこともでき、
更に線形な誤差成分に関して図20(c)のような解析
を行うこともできる。これにより、誤差の要因をより詳
しく解析できる。また、標準偏差の3倍(3σ)のばら
つきは、その3σの数値である程度決まるものである
が、ゴミの影響等でその3σがガウス分布にならない場
合は、その3σのばらつきを算出して出力することで、
誤差要因の解析がさらに行い易くなる。同様に、ウエハ
ステージ14のヨーイング、移動鏡16X,16Yの曲
がり、及びそれ以外の誤差要因に分類して、各要因の誤
差毎に図20(c)のような解析を行うようにしてもよ
い。
Further, in FIG. 20, the alignment error (S
Although the display is performed with three times the standard deviation (3σ) of (X, BY), etc., by switching the mode, for example, an analysis as shown in FIG.
It is also possible to perform an analysis as shown in FIG. 20 (c) for a more linear error component. Thereby, the cause of the error can be analyzed in more detail. Further, the variation of 3 times (3σ) of the standard deviation is determined to some extent by the numerical value of the 3σ. However, when the 3σ does not have a Gaussian distribution due to the influence of dust or the like, the variation of the 3σ is calculated and output. by doing,
It becomes easier to analyze the error factors. Similarly, the yawing of the wafer stage 14, the bending of the movable mirrors 16X and 16Y, and the other error factors may be classified, and an analysis as shown in FIG. 20C may be performed for each error of each factor. .

【0063】次に、以上のアライメント誤差の解析手法
をまとめて実行する場合の動作の一例を図21を参照し
て説明する。先ず図21のステップ101において、図
4(b)に示すアライメント誤差ΔA〜ΔFのX成分及
びY成分を計測する。この計測結果をAとする。次に、
ステップ102において、ウエハステージ14のヨーイ
ング等の回転の補正を行う場合には、ステップ103に
移行し、回転補正を行わない場合にはステップ106に
移行する。ステップ103では、図13及び図14に示
すように、最小自乗近似計算によりアライメント誤差A
の内のずれ量(SX,BY)及び(BX,SY)を線形
成分と非線形成分に分離する。その後、ステップ104
において、その線形成分中からスケーリングRx,Ry
の数値、及びそれと等価な直交度ω、ローテーションθ
による誤差Bを算出し、ステップ105において元の誤
差Aからその誤差Bを差し引いて誤差Cを求める。
Next, an example of the operation for collectively executing the above-described alignment error analysis methods will be described with reference to FIG. First, in step 101 of FIG. 21, the X and Y components of the alignment errors ΔA to ΔF shown in FIG. 4B are measured. Let this measurement result be A. next,
In step 102, if the rotation such as yawing of the wafer stage 14 is to be corrected, the process proceeds to step 103, and if the rotation is not corrected, the process proceeds to step 106. In step 103, as shown in FIGS. 13 and 14, the alignment error A is calculated by the least square approximation calculation.
The shift amounts (SX, BY) and (BX, SY) of the above are separated into a linear component and a non-linear component. Then, step 104
In the linear component, scaling Rx, Ry
, And the orthogonality ω and rotation θ equivalent to
Error B is calculated, and in step 105, the error B is subtracted from the original error A to obtain the error C.

【0064】その後、ステップ106において、移動鏡
16X,16Yの曲がりの補正を行う場合には、ステッ
プ107に移行し、曲がりの補正を行わない場合にはス
テップ109に移行する。ステップ107では、図15
及び図16に示すように、ステップ105で求めた誤差
Cの内のずれ量(BX,BY)の成分の行方向への積分
値ΣBX、及び列方向への積分値ΣBYを求め、更にそ
れぞれ平均値XBOW (図15の折れ線35に対応す
る)、及び平均値YBOW (図16の折れ先37に対応す
る)を算出する。その後、ステップ108において、誤
差A又は誤差Cから、各行及び各列からそれぞれ平均値
BOW 、及び平均値YBOW の微分値(差分値)を差し引
いて誤差Dを算出する。
Then, in step 106, if the bends of the movable mirrors 16X and 16Y are to be corrected, the process proceeds to step 107, and if the bends are not to be corrected, the process proceeds to step 109. In step 107, FIG.
As shown in FIG. 16, the integrated value ΣBX in the row direction and the integrated value ΣBY in the column direction of the components of the deviation amount (BX, BY) in the error C calculated in step 105 are calculated, and further averaged. A value X BOW (corresponding to the polygonal line 35 in FIG. 15) and an average value Y BOW (corresponding to the bend destination 37 in FIG. 16) are calculated. Then, in step 108, the error D is calculated by subtracting the differential value (difference value) of the average value X BOW and the average value Y BOW from each row and each column from the error A or the error C.

【0065】次に、ステップ109において、以上のよ
うにして求められた誤差A,B,C,Dより、図20
(c)に示すように、各ウエハ毎の3σの平均値A
W 、全ウエハの全ショット領域に関する標準偏差の3
倍(3σ)の値VRW 、及び全ウエハについての同一の
ショット領域毎の平均値の標準偏差の3倍(3σ)の値
VR S を求める。その後ステップ110において、誤差
A,B,C,Dより、ウエハ毎、ショット領域毎の平均
値、及び全ウエハ内の全ショット領域の3通りで、最小
自乗近似計算により線形成分と非線形成分とを算出した
後、ステップ111に移行して、アライメント誤差ΔA
〜ΔFを用いて、(ΔA+ΔB+ΔC)/3のX成分
と、(ΔD+ΔE+ΔF)/3のY成分との自乗和aを
求める。そして、その自乗和aから、誤差ΔBのSX
と、誤差ΔEのSYとの自乗和bを差し引いて計測セン
サー、即ちLSA方式のアライメント系20等の計測再
現性を求める。
Next, in step 109, the above is completed.
From the errors A, B, C and D obtained in this way, FIG.
As shown in (c), the average value A of 3σ for each wafer
VW, Standard deviation 3 for all shot areas on all wafers
Double (3σ) value VRW, And the same for all wafers
A value that is three times (3σ) the standard deviation of the average value for each shot area
VR SAsk for. Then in step 110, the error
From A, B, C, D, average for each wafer and each shot area
Value, and minimum in 3 ways of all shot areas in all wafers
Calculated linear and nonlinear components by squared approximation
After that, the process proceeds to step 111 and the alignment error ΔA
X component of (ΔA + ΔB + ΔC) / 3 using ~ ΔF
And the sum of squares a of the Y component of (ΔD + ΔE + ΔF) / 3
Ask. Then, from the sum of squares a, SX of the error ΔB
And the square sum b of the error ΔE and SY
Measurement, that is, measurement of the LSA type alignment system 20, etc.
Seeking reality.

【0066】次に、ステップ112に移行して表示内容
を選択し、ステップ113〜119の何れかに進む。ス
テップ113では、上述の各誤差A,B,C,Dの表示
を行い、ステップ114では誤差Bが示すヨーイング等
による誤差を表示し、ステップ115では平均値
BOW 、及び平均値YBOW を表示し、ステップ116で
は図20(c)の方法で各誤差ΔA〜ΔFの3σを表示
し、ステップ117では図20(c)の方法で線形誤差
成分中のステッピング値のオフセット変動を表示し、ス
テップ118では図20(c)の方法で線形誤差成分中
のオフセット以外の誤差を表示し、ステップ119では
誤差の内で所定の規格をオーバーしている要因(項目)
を自動的に選択して表示する。その後、ステップ120
において、誤差が規格をオーバーしている要因をまと
め、誤差の補正方法を指示する。
Next, the process proceeds to step 112, the display contents are selected, and the process proceeds to any of steps 113-119. In step 113, the above-mentioned respective errors A, B, C, D are displayed, in step 114 the error due to the yawing or the like indicated by the error B is displayed, and in step 115 the average value X BOW and the average value Y BOW are displayed. Then, in step 116, 3σ of each error ΔA to ΔF is displayed by the method of FIG. 20C, and in step 117, the offset fluctuation of the stepping value in the linear error component is displayed by the method of FIG. 20C, and At 118, an error other than the offset in the linear error component is displayed by the method of FIG. 20C, and at step 119, a factor (item) that exceeds a predetermined standard among the errors.
Is automatically selected and displayed. Then, step 120
At, the factors that cause the error to exceed the standard are summarized, and an error correction method is instructed.

【0067】なお、上述実施例では、図4(b)に示す
ように6箇所のアライメント誤差ΔA〜ΔFのデータを
求めているが、最低条件としてアライメント誤差ΔBの
BYとΔEのBXのみを計測するだけでもよい。アライ
メント誤差BY及びBXが求められれば、ヨーイング及
び移動鏡の曲がりの情報は得ることができる。しかも、
この場合には計測時間が短縮される。
In the above-described embodiment, the data of the alignment errors ΔA to ΔF at 6 positions are obtained as shown in FIG. 4B, but only the BY of the alignment error ΔB and the BX of ΔE are measured as the minimum condition. You can just do it. If the alignment errors BY and BX are obtained, information on yawing and bending of the moving mirror can be obtained. Moreover,
In this case, the measurement time is shortened.

【0068】また、上述実施例ではアライメント系とし
てLSA方式のアライメント系が使用されているが、画
像処理方式のアライメント系、又は所謂2光束干渉方式
のアライメント系等を使用してもよい。更に、TTL
(スルー・ザ・レンズ)方式のアライメントのみなら
ず、TTR(スルー・ザ・レチクル)方式、又はオフ・
アクシス方式のアライメント系を使用する場合にも本発
明は適用できる。
Further, although the LSA type alignment system is used as the alignment system in the above embodiment, an image processing type alignment system or a so-called two-beam interference type alignment system may be used. Furthermore, TTL
Not only (through-the-lens) method alignment but also TTR (through-the-reticle) method or off
The present invention can also be applied to the case where an axis type alignment system is used.

【0069】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Of course, various configurations can be adopted without departing from the scope of the present invention.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明の第1のステージ精度評価方法に
よれば、バーニア評価法により計測されたずれ量より、
所定の線形誤差成分を求め、この線形誤差成分に基づい
てスエージの移動時の回転成分を求めているため、ステ
ージのヨーイングに起因する誤差成分を評価できる。従
って、その誤差成分が大きいときには、ステージのヨー
イングの補正を行えばよく、これによりステッピング精
度が容易に且つ迅速に改善できる。
According to the first stage accuracy evaluation method of the present invention, from the deviation amount measured by the vernier evaluation method,
Since a predetermined linear error component is obtained and the rotation component when the swage moves is obtained based on this linear error component, the error component caused by the yawing of the stage can be evaluated. Therefore, when the error component is large, the yawing of the stage may be corrected, whereby the stepping accuracy can be improved easily and quickly.

【0071】また、第2工程で計測されたずれ量から第
4工程で求められたステージの移動時の回転成分を差し
引いて、ステージが第1の方向又は第2の方向に移動す
る際の真直度誤差を求める場合には、更に移動鏡の曲が
りによる誤差成分を求めることができる。更に、第2工
程で計測されたずれ量から第4工程で求められたステー
ジの移動時の回転成分、及びステージが第1の方向又は
第2の方向に移動する際の真直度誤差を差し引いてその
ステージの位置決め誤差を求める場合には、狭義のステ
ッピング誤差を求めることができる。
Further, by subtracting the rotational component during the movement of the stage obtained in the fourth step from the deviation amount measured in the second step, the straightness when the stage moves in the first direction or the second direction is calculated. When calculating the degree error, the error component due to the bending of the movable mirror can be further calculated. Further, subtracting the rotation component when the stage is moved, which is obtained in the fourth step, and the straightness error when the stage is moving in the first direction or the second direction, from the deviation amount measured in the second step. When obtaining the positioning error of the stage, the stepping error in a narrow sense can be obtained.

【0072】また、本発明の第2のステージ精度評価方
法によれば、複数枚の基板についてバーニア評価法によ
り計測されたずれ量より、全基板についての平均のばら
つき、及び同じショット領域でのばらつき等を求めてい
るため、当該露光装置の平均的な位置決め能力や、ショ
ット領域毎の位置決め精度のばらつき等を評価できる。
従って、例えば特定のショット領域でのばらつきが大き
い場合には、それに対応してステージの調整等を行うこ
とにより、ステッピング精度が容易に且つ迅速に改善で
きる。
Further, according to the second stage accuracy evaluation method of the present invention, based on the deviation amount measured by the vernier evaluation method for a plurality of substrates, the average variation for all the substrates and the variation in the same shot area are obtained. Therefore, it is possible to evaluate the average positioning ability of the exposure apparatus, the variation in the positioning accuracy for each shot area, and the like.
Therefore, for example, when the variation in a specific shot area is large, the stepping accuracy can be easily and quickly improved by adjusting the stage or the like correspondingly.

【0073】更に、第3工程で求められる平均のばらつ
きと全体のばらつきとの差分を求め、この差分より位置
決め誤差を求める場合には、位置決め誤差の傾向を正確
に評価できる。
Further, when the difference between the average variation obtained in the third step and the overall variation is obtained and the positioning error is obtained from this difference, the tendency of the positioning error can be accurately evaluated.

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

【図1】本発明の実施例が適用される投影露光装置を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1のウエハステージ14の構成を示す平面図
である。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the wafer stage 14 of FIG.

【図3】(a)は図1のレチクルRのパターンを示す平
面図、(b)は図3(a)中の評価用マークRAを示す
拡大平面図である。
3A is a plan view showing a pattern of the reticle R in FIG. 1, and FIG. 3B is an enlarged plan view showing an evaluation mark RA in FIG. 3A.

【図4】(a)は実施例で露光されるウエハW上のショ
ット配列を示す平面図、(b)は図4(a)のショット
領域の一部を示す拡大平面図である。
FIG. 4A is a plan view showing a shot array on a wafer W to be exposed in the embodiment, and FIG. 4B is an enlarged plan view showing a part of the shot area of FIG. 4A.

【図5】バーニア評価法で評価用マーク像の位置を計測
する際の計測用のレーザビームと評価用マーク像との位
置関係を示す拡大平面図である。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the positional relationship between the measurement laser beam and the evaluation mark image when measuring the position of the evaluation mark image by the vernier evaluation method.

【図6】ウエハステージ14が移動する際にヨーイング
が生ずるときの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram when yawing occurs when the wafer stage 14 moves.

【図7】ヨーイングが生じたときのウエハ上のショット
配列の変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in shot arrangement on a wafer when yawing occurs.

【図8】移動鏡が曲がっているときのウエハ上のショッ
ト配列の変化を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a change in shot arrangement on a wafer when a movable mirror is bent.

【図9】ヨーイングが生じた場合のアライメント誤差
(SX,BY)のシミュレーション結果を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of an alignment error (SX, BY) when yawing occurs.

【図10】ヨーイングが生じた場合のアライメント誤差
(BX,SY)のシミュレーション結果を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of alignment errors (BX, SY) when yawing occurs.

【図11】移動鏡の曲がりが生じた場合のアライメント
誤差(SX,BY)のシミュレーション結果を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a simulation result of alignment error (SX, BY) when the movable mirror is bent.

【図12】移動鏡の曲がりが生じた場合のアライメント
誤差(BX,SY)のシミュレーション結果を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing a simulation result of alignment error (BX, SY) when the movable mirror is bent.

【図13】種々の誤差要因がある場合のアライメント誤
差(SX,BY)のシミュレーション結果を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a simulation result of alignment error (SX, BY) when there are various error factors.

【図14】種々の誤差要因がある場合のアライメント誤
差(BX,SY)のシミュレーション結果を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing simulation results of alignment errors (BX, SY) when various error factors are present.

【図15】図13及び図14の誤差に基づいて算出した
移動鏡の曲がりによるY方向の真直度誤差を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a straightness error in the Y direction due to the bending of the movable mirror, which is calculated based on the errors of FIGS. 13 and 14;

【図16】図13及び図14の誤差に基づいて算出した
移動鏡の曲がりによるX方向の真直度誤差を示す図であ
る。
16 is a diagram showing a straightness error in the X direction due to the bending of the movable mirror, which is calculated based on the errors of FIGS. 13 and 14. FIG.

【図17】図13及び図14の誤差に基づいて算出した
ヨーイングによるショット配列の誤差を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an error in the shot arrangement due to yawing calculated based on the errors in FIGS. 13 and 14;

【図18】図13及び図14の誤差から、ヨーイング及
び移動鏡の曲がりによる誤差を除去した後のアライメン
ト誤差(SX,BY)のシミュレーション結果を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram showing a simulation result of alignment errors (SX, BY) after removing errors due to bending of the yawing and the moving mirror from the errors of FIGS. 13 and 14;

【図19】図13及び図14の誤差から、ヨーイング及
び移動鏡の曲がりによる誤差を除去した後のアライメン
ト誤差(BX,SY)のシミュレーション結果を示す図
である。
FIG. 19 is a diagram showing simulation results of alignment errors (BX, SY) after removing errors due to yawing and bending of the moving mirror from the errors of FIGS. 13 and 14;

【図20】実施例における別の誤差解析方法の説明図で
ある。
FIG. 20 is an explanatory diagram of another error analysis method in the example.

【図21】実施例の種々の誤差解析方法をまとめて実施
する場合の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart showing an example of an operation when collectively performing various error analysis methods according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R レチクル 13 投影光学系 W ウエハ 14 ウエハステージ 16X,16Y 移動鏡 17X,17Y レーザ干渉計 18 主制御系 19 アライメント制御系 20 LSA方式のアライメント系 SA11,SA12,… ショット領域 26A〜26F 評価用マーク像 27G〜27I,28L〜28J 評価用マーク像 ΔA〜ΔF アライメント誤差R reticle 13 Projection optical system W Wafer 14 Wafer stages 16X, 16Y Moving mirrors 17X, 17Y Laser interferometer 18 Main control system 19 Alignment control system 20 LSA alignment system SA 11 , SA 12 , ... Shot areas 26A to 26F For evaluation Mark images 27G to 27I, 28L to 28J Evaluation mark images ΔA to ΔF Alignment error

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−174110(JP,A) 特開 昭62−171126(JP,A) 特開 昭59−161815(JP,A) 特開 平2−56920(JP,A) 特開 昭57−210626(JP,A) 特開 平6−84753(JP,A) 特開 昭62−32614(JP,A) 特開 昭60−120360(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 B23Q 17/24 G01B 11/00 H01L 21/68 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-174110 (JP, A) JP-A-62-171126 (JP, A) JP-A-59-161815 (JP, A) JP-A-2-56920 (JP , A) JP 57-210626 (JP, A) JP 6-84753 (JP, A) JP 62-32614 (JP, A) JP 60-120360 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 B23Q 17/24 G01B 11/00 H01L 21/68

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2次元平面内で互いに交差する第1の方
向及び第2の方向に感光性の基板の位置決めを行うステ
ージを有し、前記基板上にマスクパターンを露光する露
光装置の前記ステージの評価方法において、 前記ステージ上に感光性の評価用基板を載置し、該評価
用基板上の第1のショット領域上に評価用マークを露光
した後、前記ステージを駆動して前記評価用基板を移動
させてから前記評価用基板上の前記第1のショット領域
と一部が重なる第2のショット領域上に前記評価用マー
クを露光する動作を繰り返す第1工程と; 前記評価用基板上の隣接するショット領域間の重ね合わ
せ部分に露光された前記評価用マークの前記第1の方向
及び前記第2の方向へのずれ量をそれぞれ計測する第2
工程と; 該第2工程で計測されたずれ量より線形誤差成分の内の
スケーリング誤差成分を求める第3工程と; 該第3工程で求められた前記スケーリング誤差成分より
前記ステージの移動時の回転成分を求める第4工程と;
を有することを特徴とするステージ精度評価方法。
1. A stage of an exposure apparatus, comprising a stage for positioning a photosensitive substrate in a first direction and a second direction intersecting each other in a two-dimensional plane, and exposing a mask pattern on the substrate. In the evaluation method, the photosensitive evaluation substrate is placed on the stage, the evaluation mark is exposed on the first shot area on the evaluation substrate, and then the stage is driven to perform the evaluation. A first step of repeating the operation of moving the substrate and then exposing the evaluation mark onto a second shot region that partially overlaps the first shot region on the evaluation substrate; Second measuring the deviation amounts of the evaluation mark exposed in the overlapping portion between adjacent shot areas of the evaluation marks in the first direction and the second direction, respectively.
A third step of obtaining a scaling error component of a linear error component from the shift amount measured in the second step; and a rotation of the stage during movement from the scaling error component obtained in the third step. A fourth step of determining the components;
A stage accuracy evaluation method comprising:
【請求項2】 前記第2工程で計測されたずれ量から前
記第4工程で求められた前記ステージの移動時の回転成
分を差し引いて、前記ステージが前記第1の方向又は前
記第2の方向に移動する際の真直度誤差を求めることを
特徴とする請求項1記載のステージ精度評価方法。
2. The stage is deviated from the displacement amount measured in the second step by subtracting the rotational component at the time of movement of the stage obtained in the fourth step, so that the stage moves in the first direction or the second direction. The stage accuracy evaluation method according to claim 1, wherein a straightness error when moving to a position is obtained.
【請求項3】 前記第2工程で計測されたずれ量から前
記第4工程で求められた前記ステージの移動時の回転成
分、及び前記ステージが前記第1の方向又は前記第2の
方向に移動する際の真直度誤差を差し引いて前記ステー
ジの位置決め誤差を求めることを特徴とする請求項2記
載のステージ精度評価方法。
3. A rotation component at the time of movement of the stage, which is obtained in the fourth step from the amount of displacement measured in the second step, and the stage moves in the first direction or the second direction. 3. The stage accuracy evaluation method according to claim 2, wherein a positioning error of the stage is obtained by subtracting a straightness error when performing.
【請求項4】 2次元平面内で互いに交差する第1の方
向及び第2の方向に感光性の基板の位置決めを行うステ
ージを有し、前記基板上にマスクパターンを露光する露
光装置の前記ステージの評価方法において、 前記ステージ上にN枚(Nは2以上の整数)の感光性の
評価用基板を1枚ずつ順次載置し、該各評価用基板上の
第1のショット領域上に評価用マークを露光した後、前
記ステージを駆動して前記評価用基板を移動させてから
前記評価用基板上の前記第1のショット領域と一部が重
なる第2のショット領域上に前記評価用マークを露光す
る動作を繰り返す第1工程と; 前記N枚の評価用基板の各評価用基板毎に隣接するショ
ット領域間の重ね合わせ部分に露光された前記評価用マ
ークの前記第1の方向及び前記第2の方向へのずれ量を
それぞれ計測する第2工程と; 該第2工程で計測されたずれ量より、1枚毎の前記評価
用基板のずれ量のばらつきを前記N枚の評価用基板につ
いて平均して得られる平均のばらつき、前記N枚の評価
用基板のずれ量の全体のばらつき、及び前記N枚の評価
用基板上の同じショット領域でのずれ量のN枚でのばら
つきである露光装置のばらつきを求める第3工程と;を
有することを特徴とするステージ精度評価方法。
4. A stage of an exposure apparatus, comprising a stage for positioning a photosensitive substrate in a first direction and a second direction intersecting each other in a two-dimensional plane, and exposing a mask pattern on the substrate. In the evaluation method, the N (N is an integer of 2 or more) photosensitive evaluation substrates are sequentially placed one by one on the stage, and the evaluation is performed on the first shot area on each evaluation substrate. After exposing the evaluation mark, the stage is driven to move the evaluation substrate, and then the evaluation mark is formed on a second shot region that partially overlaps the first shot region on the evaluation substrate. A first step of repeating the operation of exposing the substrate, and the first direction of the evaluation marks exposed in the overlapping portion between the shot areas adjacent to each other of the evaluation substrates of the N evaluation substrates, and Amount of deviation in the second direction A second step of measuring each; an average variation obtained by averaging variations in the deviation amount of each of the evaluation substrates for each of the N evaluation substrates from the deviation amount measured in the second step A third step of obtaining a variation in the deviation amount of the N evaluation substrates as a whole and a variation of the exposure apparatus that is a deviation amount of the deviation amount in the same shot area on the N evaluation substrates in the N sheets. And a stage accuracy evaluation method comprising:
【請求項5】 前記第3工程で求められる平均のばらつ
きと前記全体のばらつきとの差分を求め、該差分より位
置決め誤差を求めることを特徴とする請求項4記載のス
テージ精度評価方法。
5. The stage accuracy evaluation method according to claim 4, wherein a difference between the average variation obtained in the third step and the overall variation is obtained, and a positioning error is obtained from the difference.
【請求項6】 前記第2工程で求められた前記ずれ量
を、前記第3工程で求められたスケーリング誤差成分を
含む線形誤差成分と、前記第4工程で求められた前記ス
テージの移動時の回転成分を含む非線形誤差成分とに分
離して表示することを特徴とする請求項1記載のステー
ジ精度評価方法。
The method according to claim 6, wherein the shift amount obtained in the second step, the linear error component comprising scaling error component obtained in the third step, during the movement of the stage obtained by the fourth step The stage accuracy evaluation method according to claim 1, wherein the non-linear error component including a rotation component is displayed separately.
【請求項7】 前記線形誤差成分は、前記スケーリング
誤差成分の他に、直交度誤差成分、回転誤差成分、及び
オフセット誤差成分を含み、 前記非線形誤差成分は、前記ステージの移動時の回転成
分の他に、前記ステージ上に設けられた移動鏡の曲がり
による誤差成分を含むことを特徴とする請求項6記載の
ステージ精度評価方法。
7. The linear error component includes an orthogonality error component, a rotation error component, and an offset error component in addition to the scaling error component, and the non-linear error component is a rotation component when the stage is moved. 7. The stage accuracy evaluation method according to claim 6, further comprising an error component due to bending of a movable mirror provided on the stage.
【請求項8】 前記線形誤差成分の表示として、前記ス
ケーリング誤差成分、前記直交度誤差成分、及び前記回
転誤差成分を表示し、 前記非線形誤差成分の表示として、前記非線形誤差成分
のばらつきを表示することを特徴とする請求項7記載の
ステージ精度評価方法。
As 8. A display of the linear error component, the scaling error component, the orthogonality error component, and displays the rotation error components, as an indication of the non-linear error component, displaying a variation of the nonlinear error component The stage accuracy evaluation method according to claim 7, wherein.
【請求項9】 前記ステージの位置決め誤差を表示する
ことを特徴とする請求項3に記載のステージ精度評価方
法。
9. The stage accuracy evaluation method according to claim 3, wherein a positioning error of the stage is displayed.
JP08447794A 1993-09-24 1994-04-22 Stage accuracy evaluation method Expired - Fee Related JP3427113B2 (en)

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