JP4029181B2 - Projection exposure apparatus - Google Patents

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    • G03F7/70716Stages

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、投影露光装置及び投影露光方法に係り、更に詳しくはマスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して感応基板上に投影露光する投影露光装置及び投影露光方法に関するものであり、特に2つの基板ステージを独立して移動させて、露光処理と他の処理とを並行して行う点に特徴を有している。 The present invention relates to a projection exposure apparatus and the projection exposure method, relates more particularly to a projection exposure apparatus and the projection exposure method for projection exposure onto a photosensitive substrate through a projection optical system an image of a pattern formed on a mask , move in particular independently two substrate stages, it is characterized in that performed in parallel with the exposure process and other processes.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来より、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場合に、種々の露光装置が使用されているが、現在では、フォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターン像を、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光材が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「感応基板」と称する)上に転写する投影露光装置が一般的に使用されている。 Conventionally, when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device or the like in the photolithography process, various exposure apparatus is used, the pattern of the current, a photomask or reticle (hereinafter generally referred to as "reticle") an image projection substrate wafer or glass plate with a photosensitive material is applied such as a photoresist to the surface via the optical system (hereinafter, as "sensitive substrate" as referred to) a projection exposure apparatus for transferring onto the generally It is used. 近年では、この投影露光装置として、感応基板を2次元的に移動自在な基板ステージ上に載置し、この基板ステージにより感応基板を歩進(ステッピング)させて、レチクルのパターン像を感応基板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・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパー)が主流となっている。 In recent years, as the projection exposure apparatus, the sensitive substrate placed on the two-dimensionally movable substrate stage, the sensitive substrate by the substrate stage by stepping (stepping), a pattern image of the reticle sensitive substrate repeats the operation for successively exposing the respective shot areas, a reduction projection exposure apparatus of a so-called step-and-repeat method (a so-called stepper) has become mainstream.
【0003】 [0003]
最近になって、このステッパー等の静止型露光装置に改良を加えた、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(例えば特開平7−176468号公報に記載された様な走査型露光装置)も比較的多く用いられるようになってきた。 Recently, it obtained by improving the static type exposure apparatus of the stepper or the like, a step-and-scan method the projection exposure apparatus (e.g., has been such a scanning exposure apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468) also It has come to be used relatively often. このステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置は、▲1▼ステッパーに比べると大フィールドをより小さな光学系で露光できるため、投影光学系の製造が容易であるとともに、大フィールド露光によるショット数の減少により高スループットが期待出来る、▲2▼投影光学系に対してレチクル及びウエハを相対走査することで平均化効果があり、ディストーションや焦点深度の向上が期待出来る等のメリットがある。 Projection exposure apparatus of step-and-scan method, ▲ 1 ▼ because it exposes a large field as compared to the stepper in a smaller optical system, along with easy to manufacture the projection optical system, the number of shots by large field exposure high throughput reduction can be expected, ▲ 2 ▼ has averaging effect by relatively scanning the reticle and the wafer with respect to the projection optical system, improvement in distortion and depth of focus is advantageous, such as can be expected. さらに、半導体素子の集積度が16M(メガ)から64MのDRAM、更に将来的には256M、1G(ギガ)というように時代とともに高くなるのに伴い、大フィールドが必須になるため、ステッパーに代わってスキャン型投影露光装置が主流になるであろうと言われている。 Moreover, 64M of DRAM densities from 16M (mega) of the semiconductor element, with further to increases with age and so 256M, 1G (giga) in the future, because a large field becomes essential, instead of a stepper scan type projection exposure apparatus has been said that will become mainstream Te.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
この種の投影露光装置は、主として半導体素子等の量産機として使用されるものであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上させることが必然的に要請される。 This type of projection exposure apparatus, primarily because it is intended to be used as a mass-production of semiconductor devices, the processing ability of how many the number of wafers can be exposed processing within a predetermined time, namely to improve the throughput There is inevitably request.
【0005】 [0005]
これに関し、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の場合、大フィールドを露光する場合には先に述べたように、ウエハ内に露光するショット数が少なくなるのでスループットの向上が見込まれるが、露光はレチクルとウエハとの同期走査による等速移動中に行われることから、その等速移動領域の前後に加減速領域が必要となり、仮にステッパーのショットサイズと同等の大きさのショットを露光する場合には、却ってステッパーよりスループットが落ちる可能性がある。 In this regard, when the projection exposure apparatus of step-and-scan method, as previously described in the case of exposing a large field, although improvement in throughput is expected because the number of shots to be exposed in the wafer is reduced, exposure from being performed during a constant velocity movement by synchronously scanning the reticle and the wafer, acceleration and deceleration areas before and after the constant velocity movement area is required, if exposing the shot shot size equivalent to the size of the stepper case, there is a possibility that rather throughput than stepper fall.
【0006】 [0006]
この種の投影露光装置における処理の流れは、大要次のようになっている。 Process flow in this type of projection exposure apparatus is configured compendium following.
【0007】 [0007]
▲1▼ まず、ウエハローダを使ってウエハをウエハテーブル上にロードするウエハロード工程が行われる。 ▲ 1 ▼ First, a wafer load step of loading a wafer on the wafer table using the wafer loader is performed.
【0008】 [0008]
▲2▼ 次に、サーチアライメント機構によりウエハの大まかな位置検出を行うサーチアライメント工程が行われる。 ▲ 2 ▼ Next, search alignment step of performing rough position detection of a wafer is performed by the search alignment mechanism. このサーチアライメント工程は、具体的には、例えば、ウエハの外形を基準としたり、あるいは、ウエハ上のサーチアライメントマークを検出することにより行われる。 The search alignment step, specifically, for example, or with respect to the outer shape of the wafer, or is performed by detecting a search alignment mark on the wafer.
【0009】 [0009]
▲3▼ 次に、ウエハ上の各ショット領域の位置を正確に求めるファインアライメント工程が行われる。 ▲ 3 ▼ Next, fine alignment step for determining the position of each shot area on the wafer accurately is performed. このファインアライメント工程は、一般にEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式が用いられ、この方式は、ウエハ内の複数のサンプルショットを選択しておき、当該サンプルショットに付設されたアライメントマーク(ウエハマーク)の位置を順次計測し、この計測結果とショット配列の設計値とに基づいて、いわゆる最小自乗法等による統計演算を行って、ウエハ上の全ショット配列データを求めるものであり(特開昭61−44429号公報等参照)、高スループットで各ショット領域の座標位置を比較的高精度に求めることができる。 The fine alignment step is generally EGA (Enhanced Global Alignment) system is used, this method, have selected a plurality of sample shots on the wafer, the sample shots attached to the alignment mark (wafer mark) sequentially measuring the position, based on the design value of the measurement result and the shot arrangement, by performing a statistical computation by the so-called least square method or the like, which determine the total shot array data on the wafer (JP 61 see Japanese Laid -44,429), it is possible to obtain the coordinate position of each shot area with high throughput at a relatively high accuracy.
【0010】 [0010]
▲4▼ 次に、上述したEGA方式等により求めた各ショット領域の座標位置と予め計測したベースライン量とに基づいて露光位置にウエハ上の各ショット領域を順次位置決めしつつ、投影光学系を介してレチクルのパターン像をウエハ上に転写する露光工程が行われる。 ▲ 4 ▼ Next, while successively positioning the respective shot areas on the wafer to an exposure position on the basis of the baseline amount that is previously measured and the coordinate position of each shot area determined by the EGA method or the like described above, the projection optical system exposure step is performed to transfer the pattern image of the reticle onto the wafer via.
【0011】 [0011]
▲5▼ 次に、露光処理されたウエハテーブル上のウエハをウエハアンローダを使ってウエハアンロードさせるウエハアンロード工程が行われる。 ▲ 5 ▼ Next, the wafer unloading step of the wafer unloading the wafer on the exposure the treated wafer table using wafer unloader are performed. このウエハアンロード工程は、露光処理を行うウエハの上記▲1▼のウエハロード工程と同時に行われる。 The wafer unload step is simultaneously performed with the ▲ 1 ▼ wafer loading step of the wafer to perform the exposure process. すなわち、▲1▼と▲5▼とによってウエハ交換工程が構成される。 That, ▲ wafer exchange step is constructed by 1 ▼ and ▲ 5 ▼ and.
【0012】 [0012]
このように、従来の投影露光装置では、ウエハ交換→サーチアライメント→ファインアライメント→露光→ウエハ交換……のように、大きく4つの動作が1つのウエハステージを用いて繰り返し行われている。 Thus, in the conventional projection exposure apparatus, such as the wafer exchange → search alignment → fine alignment → exposure → wafer exchange ......, four operations are repeatedly performed by using one wafer stage increase.
【0013】 [0013]
また、この種の投影露光装置のスループットTHOR[枚/時間]は、上述したウエハ交換時間をT1、サーチアライメント時間をT2、ファインアライメント時間をT3、露光時間をT4とした場合に、次式(1)のように表すことができる。 Also, the throughput THOR [sheets / hour] of such a projection exposure apparatus, the wafer exchange time described above T1, the search alignment time T2, the fine alignment time T3, the exposure time when the T4, the following equation ( it can be expressed as 1).
【0014】 [0014]
THOR=3600/(T1+T2+T3+T4) ………(1) THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4) ......... (1)
上記T1〜T4の動作は、T1→T2→T3→T4→T1……のように順次(シーケンシャルに)繰り返し実行される。 The operation of the T1~T4 is, (sequentially) sequentially as T1 → T2 → T3 → T4 → T1 ...... is repeatedly executed. このため、T1〜T4までの個々の要素を高速化すれば分母が小さくなって、スループットTHORを向上させることができる。 Therefore, it is possible to denominator is decreased if faster individual elements to T1-T4, thereby improving the throughput THOR. しかし、上述したT1(ウエハ交換時間)とT2(サーチアライメント時間)は、ウエハ1枚に対して一動作が行われるだけであるから改善の効果は比較的小さい。 However, the above-described T1 (wafer exchange time) and T2 (search alignment time), the effect of improvement since only one operation is performed for one wafer is relatively small. また、T3(ファインアライメント時間)の場合は、上述したEGA方式を用いる際にショットのサンプリング数を少なくしたり、ショット単体の計測時間を短縮すればスループットを向上させることができるが、逆にアライメント精度を劣化させることになるため、安易にT3を短縮することはできない。 Further, T3 in the case of (fine alignment time), or to reduce the sampling number of the shot when using EGA method described above, it is possible to improve the throughput if shortened shot single measurement time, alignment conversely since that would degrade the accuracy can not be easily shortened T3.
【0015】 [0015]
また、T4(露光時間)は、ウエハ露光時間とショット間のステッピング時間とを含んでいる。 Further, T4 (exposure time), and a stepping time between wafer exposure time and shot. 例えば、ステップ・アンド・スキャン方式のような走査型投影露光装置の場合は、ウエハ露光時間を短縮させる分だけレチクルとウエハの相対走査速度を上げる必要があるが、同期精度が劣化することから、安易に走査速度を上げることができない。 For example, since in the case of scanning type projection exposure apparatus, such as a step-and-scan method, an amount corresponding to shorten the wafer exposure time is necessary to raise the reticle and the relative scanning speed of the wafer, but the synchronization accuracy is deteriorated, it is not possible to increase the easy scanning speed.
【0016】 [0016]
また、この種の投影露光装置で上記スループット面の他に、重要な条件としては、▲1▼解像度、▲2▼焦点深度(DOF:Depth of Forcus )、▲3▼線幅制御精度が挙げられる。 Further, in addition to the throughput plane of this type of projection exposure apparatus, as the important condition, ▲ 1 ▼ resolution, ▲ 2 ▼ depth of focus (DOF: Depth of Forcus), include ▲ 3 ▼ linewidth control accuracy . 解像度Rは、露光波長をλとし、投影レンズの開口数をN. Resolution R is the exposure wavelength is lambda, N. the numerical aperture of projection lens A. A. (Numerical Aperture )とすると、λ/N. And (Numerical Aperture) to, λ / N. A. A. に比例し、焦点深度DOFはλ/(N.A.) 2に比例する。 In proportion to the depth of focus DOF is proportional to λ / (N.A.) 2.
【0017】 [0017]
このため、解像度Rを向上させる(Rの値を小さくする)には、露光波長λを小さくするか、あるいは開口数N. Therefore, in order to improve the resolution R (decreasing the value of R), or to reduce the exposure wavelength lambda, or the numerical aperture N. A. A. を大きくする必要がある。 The it is necessary to increase. 特に、最近では半導体素子等の高密度化が進んでおり、デバイスルールが0.2μmL/S(ライン・アンド・スペース)以下となってきていることから、これらのパターンを露光する為には照明光源としてKrFエキシマレーザを用いている。 In particular, recently it has progressed densification of semiconductor devices, since the device rule is becoming less 0.2μmL / S (line and space), illumination in order to expose these patterns and using a KrF excimer laser as a light source. しかしながら、前述したように半導体素子の集積度は、将来的に更に上がることは必至であり、KrFより短波長な光源を備えた装置の開発が望まれる。 However, the degree of integration of semiconductor devices as described above are inevitable be future increases further, the development of apparatus having a short wavelength light source than KrF is desired. このようなより短波長な光源を備えた次世代の装置の候補として、ArFエキシマレーザを光源とした装置、電子線露光装置等が代表的に挙げられるが、ArFエキシマレーザの場合は、酸素のある所では光が殆ど透過せず、高出力が出にくい上、レーザの寿命も短く、装置コストが高いという技術的な課題が山積しており、また、電子線露光装置の場合、光露光装置に比べてスループットが著しく低いという不都合があることから、短波長化を主な観点とした次世代機の開発は思うようにいかないというのが現実である。 As a candidate for such than next generation apparatus provided with a short wavelength light source apparatus in which an ArF excimer laser as a light source, the electron beam exposure apparatus, and the like typically, in the case of ArF excimer laser, oxygen hardly transmitted light is in a certain place, on difficult out high output laser life is short, the technical problem of higher device cost are abound, also in the case of electron beam exposure apparatus, an exposure apparatus for it from because the development of the next generation machine in which the shorter wavelength mainly in view can not afford to think it is reality that throughput is disadvantageously significantly lower than that.
【0018】 [0018]
解像度Rを上げる他の手法としては、開口数N. Other approaches to increase the resolution R, the numerical aperture N. A. A. を大きくすることも考えられるが、N. It is also conceivable that the larger but, N. A. A. を大きくすると、投影光学系のDOFが小さくなるというデメリットがある。 When the larger, there is a demerit that DOF of the projection optical system is reduced. このDOFは、UDOF(User Depth of Forcus:ユーザ側で使用する部分:パターン段差やレジスト厚等)と、装置自身の総合焦点差とに大別することができる。 This DOF ​​is, UDOF (User Depth of Forcus: part used by the user side: pattern step or resist Atsuto) and can be classified into a total focal difference device itself. これまでは、UDOFの比率が大きかったため、DOFを大きく取る方向が露光装置開発の主軸であり、このDOFを大きくとる技術として例えば変形照明等が実用化されている。 Previously, for the proportion of UDOF is large, a principal axis direction of an exposure apparatus developed to increase the DOF, for example, modified illumination such as a technology taking this DOF ​​increases have been put to practical use.
【0019】 [0019]
ところで、デバイスを製造するためには、L/S(ライン・アンド・スペース)、孤立L(ライン)、孤立S(スペース)、及びCH(コンタクトホール)等が組み合わさったパターンをウエハ上に形成する必要があるが、上記のL/S、孤立ライン等のパターン形状毎に最適露光を行うための露光パラメータが異なっている。 Meanwhile, in order to produce the device, L / S (line and space), isolated L (line), isolated S (space), and CH form a pattern (contact hole) and the like are combined on the wafer it is necessary to, but exposure parameters for performing optimum exposure above L / S, for each pattern, such as isolated lines are different. このため、従来は、ED−TREE(レチクルが異なるCHは除く)という手法を用いて、解像線幅が目標値に対して所定の許容誤差内となり、かつ所定のDOFが得られるような共通の露光パラメータ(コヒーレンスファクタσ、N.A.、露光制御精度、レチクル描画精度等)を求めて、これを露光装置の仕様とすることが行われている。 Therefore, conventionally, by using a technique called ED-TREE (CH reticle different excluded), must be within a predetermined tolerance resolvable line width with respect to the target value, and a common, such as a predetermined DOF is obtained the exposure parameters (coherence factor sigma, N.A.., exposure control accuracy, the reticle drawing accuracy, etc.) seeking has been conducted to the specification of the exposure apparatus it. しかしながら、今後は以下のような技術的な流れがあると考えられている。 However, it is believed the future there is a technical flow as follows.
【0020】 [0020]
▲1▼プロセス技術(ウェハ上平坦化)向上により、パターン低段差化、レジスト厚減少が進み、UDOFが1μm台→0.4μm以下になる可能性がある。 ▲ 1 ▼ by process technology (on the wafer planarization) improve, patterned lower step of the resist thickness reduction proceeds, UDOF may become less 1μm stand → 0.4 .mu.m.
【0021】 [0021]
▲2▼露光波長がg線(436nm)→i線(365nm)→KrF(248nm)と短波長化している。 ▲ 2 ▼ exposure wavelength g-line (436 nm) → i-ray and (365nm) → KrF (248nm) are shorter wavelength. しかし、今後はArF(193)までの光源しか検討されてなく、その技術的ハードルも高い。 However, without being only examined the light source to the ArF future (193), also its technical hurdle high. その後はEB露光に移行する。 Then, the process proceeds to EB exposure.
【0022】 [0022]
▲3▼ステップ・アンド・リピートのような静止露光に代わりステップ・アンド・スキャンのような走査露光がステッパーの主流になる事が予想されている。 ▲ 3 ▼ scanning exposure such as a place step-and-scan static exposure such as a step-and-repeat is expected to become mainstream stepper. この技術は、径の小さい投影光学系で大フィールド露光が可能であり(特にスキャン方向)、その分高N. This technique is capable of large field exposure with a small projection optical system diameters (especially scanning direction), correspondingly high N. A. A. 化を実現し易い。 Easy to achieve the reduction.
【0023】 [0023]
上記のような技術動向を背景にして、限界解像度を向上させる方法として、二重露光法が見直され、この二重露光法をKrF及び将来的にはArF露光装置に用い、0.1μmL/Sまで露光しようという試みが検討されている。 In the background of technological trends as described above, as a method for improving the limiting resolution, double exposure method has been reviewed, using the double exposure method KrF and ArF exposure apparatus in future, 0.1μmL / S It has been studied attempt to exposure to. 一般に二重露光法は以下の3つの方法に大別される。 Generally the double exposure method is roughly classified into the following three methods.
【0024】 [0024]
(1)露光パラメータの異なるL/S、孤立線を別々のレチクルに形成し、各々最適露光条件により同一ウエハ上に二重に露光を行う。 (1) different L / S of exposure parameters, the isolated lines formed on different reticles, performs exposure in duplicate on the same wafer by each optimum exposure conditions.
【0025】 [0025]
(2)位相シフト法等を導入すると、孤立線よりL/Sの方が同一DOFにて限界解像度が高い。 (2) The introduction of the phase shift method or the like, there is a limit resolution higher at the same DOF towards more isolated line L / S. これを利用することにより、1枚目のレチクルで全てのパターンをL/Sで形成し、2枚目のレチクルにてL/Sを間引きすることで孤立線を形成する。 By utilizing this, all patterns with the first image of the reticle formed with L / S, to form an isolated line by decimating the L / S in the second sheet of the reticle.
【0026】 [0026]
(3)一般に、L/Sより孤立線は、小さなN. (3) In general, the isolated line than the L / S is a small N. A. A. にて高い解像度を得ることができる(但し、DOFは小さくなる)。 At it is possible to obtain a high resolution (however, DOF is decreased). そこで、全てのパターンを孤立線で形成し、1枚目と2枚目のレチクルによってそれぞれ形成した孤立線の組み合わせにより、L/Sを形成する。 Therefore, all patterns are formed with isolated lines, by a combination of isolated lines formed respectively by 1 sheet and the second sheet of the reticle to form a L / S.
【0027】 [0027]
上記の二重露光法は解像度向上、DOF向上の2つの効果がある。 The above double exposure method has two effects resolution enhancement, DOF improved.
【0028】 [0028]
しかし、二重露光法は、複数のレチクルを使って露光処理を複数回行う必要があるため、従来の装置に比べて露光時間(T4)が倍以上になり、スループットが大幅に劣化するという不都合があったことから、現実には、二重露光法はあまり真剣に検討されてなく、従来より露光波長の紫外化、変形照明、位相シフトレチクル等により、解像度、焦点深度(DOF)の向上が行われてきた。 However, the double exposure method, it is necessary to perform a plurality of times an exposure process using a plurality of reticles, inconvenience exposure time as compared with the conventional device (T4) is more than doubled, the throughput is greatly degraded since there is, in reality, the double exposure method is not been studied in very seriously, ultraviolet of conventionally exposure wavelength, modified illumination, the phase shift reticle or the like, the resolution, the improvement of the depth of focus (DOF) is It has been done.
【0029】 [0029]
しかしながら、先に述べた二重露光法をKrF、ArF露光装置に用いると0.1μmL/Sまでの露光が実現することにより、256M、1GのDRAMの量産を目的とする次世代機の開発の有力な選択肢であることは疑いなく、このためのネックとなる二重露光法の課題であるスループットの向上のため新技術の開発が待望されていた。 However, the double exposure method described above a KrF, by exposure to use the 0.1μmL / S in ArF exposure apparatus is realized, 256M, the development of next generation for the purpose of mass production of DRAM of 1G undoubtedly be a great choice, the development of new technologies for the improvement of throughput is a problem of a double exposure method as a bottleneck for the has been awaited.
【0030】 [0030]
これに関し、前述した4つの動作すなわちウエハ交換、サーチアライメント、ファインアライメント、及び露光動作の内の複数動作同士を部分的にでも同時並行的に処理できれば、これら4つの動作をシーケンシャルに行う場合に比べて、スループットを向上させることができると考えられ、そのためには基板ステージを複数設けることが前提となる。 In this regard, as compared to the case where four operation i.e. wafer exchange as described above, search alignment, fine alignment, and if concurrently process multiple operations together even partially of the exposure operation, these four operations sequentially Te is thought to be able to improve the throughput, the prerequisite is providing a plurality of substrate stages for that. この基板ステージを複数設けることは公知であり、理論上簡単なように思えるが、充分な効果を発揮させるために解決しなければならない多くの問題が山積している。 This the substrate stage providing a plurality are known, seems like theoretically simple, many problems must be solved in order to exhibit sufficient effect abound. 例えば、現状と同程度の大きさの基板ステージを単に2つ並べて配置するのでは、装置の設置面積(いわゆるフットプリント)が著しく増大し、露光装置が置かれるクリーンルームのコストアップを招くという不都合がある。 For example, a disadvantage that of placing the size of the substrate stage comparable to current just two side by side, installation area (so-called foot print) is remarkably increased device, increase in cost of the clean room in which the exposure apparatus is placed is there. また、高精度な重ね合わせを実現するためには、同一の基板ステージ上の感応基板に対し、アライメントを実行した後、そのアライメントの結果を用いてマスクのパターン像と感応基板の位置合わせを実行して露光を行う必要があるため、単に2つの基板ステージの内、一方を例えば露光専用、他方をアライメント専用等とすることは、現実的な解決策とは成り得ない。 Further, in order to realize highly accurate superposition to the sensitive substrate on the same substrate stage, after executing the alignment, run the alignment of the sensitive substrate with the pattern image of the mask with the result of the alignment because to have to perform exposure, simply of the two substrate stages, one of them for example exposure only, to the other as the alignment only, etc., it can not become a practical solution. 更に、2つの基板ステージを独立して移動制御しながら2つの動作を同時並行処理する場合は、両ステージ同士が接触しないように移動制御したり(干渉防止)、一方のステージ上の動作が他方のステージ上の動作に影響を与えないようにする(外乱防止)必要があった。 Moreover, if the simultaneous parallel processing of two operations while moving independently control two substrate stages can move the control so as not to contact with both stages together (interference prevention), the operation on one of the stages other It was of so as not to affect the operation on the stage must (disturbance prevention).
【0031】 [0031]
本発明は、かかる事情の下になされたもので、請求項1ないし6に記載の発明の目的は、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ相互間の外乱の影響を防止することができる投影露光装置を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, an object of the invention described in claims 1 to 6, together with further improving the throughput, the projection exposure capable of preventing the influence of disturbance between the both stages mutually to provide an apparatus.
【0032】 [0032]
また、請求項7及び8に記載の発明の目的は、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ同士の干渉を防止することができる投影露光装置を提供することにある。 Another object of the invention described in claim 7 and 8, thereby improving the throughput further, it is to provide a projection exposure apparatus capable of preventing interference of both stages together.
【0033】 [0033]
更に、請求項9に記載の発明の目的は、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ相互間の外乱の影響を防止することができる投影露光方法を提供することにある。 Furthermore, object of the present invention according to claim 9, together with further improving the throughput, is to provide a projection exposure method which can prevent the influence of disturbance between the both stages each other.
【0034】 [0034]
また、請求項10に記載の発明の目的は、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ同士の干渉を防止することができる投影露光方法を提供することにある。 Another object of the invention according to claim 10, further improves the throughput, is to provide a projection exposure method which can prevent the interference of both stages together.
【0035】 [0035]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1に記載の発明は、マスク(R)に形成されたパターンの像を投影光学系(PL)を介して感応基板(W1、W2)上に投影露光する投影露光装置であって、感応基板(W1)を保持して2次元平面内を移動可能な第1基板ステージ(WS1)と;感応基板(W2)を保持して前記第1基板ステージ(WS1)と同一平面内を前記第1基板ステージ(WS1)とは独立に移動可能な第2基板ステージ(WS2)と;前記投影光学系(PL)とは別に設けられ、前記基板ステージ(WS1又はWS2)上又は前記基板ステージ(WS1又はWS2)に保持された感応基板(W1又はW2)上のマークを検出するアライメント系(例えば24a)と;前記第1基板ステージ(WS1)及び前記第2基板ステージ(WS2)のうちの一方のス According to one aspect of the present invention, a projection exposure apparatus for projection exposure on the mask formed in the (R) pattern image projection optical system through the (PL) sensitive substrate (W1, W2), sensitive substrate (W1) and the first substrate stage which is movable to a two-dimensional plane holding the (WS1); sensitive substrate (W2) first the same plane and held by the first substrate stage (WS1) and a second substrate stage which is movable independently of the substrate stage (WS1) (WS2); provided separately from said projection optical system (PL), the substrate stage (WS1 or WS2) or on the substrate stage (WS1 or one scan of the first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2); sensitive substrate held on WS2) (W1 or W2) on the alignment system for detecting a mark (e.g., 24a) and ージ(WS1又はWS2)上の感応基板に対し前記アライメント系(24a)によるマーク検出動作を行うのに並行して、他方のステージ(WS2又はWS1)上の感応基板に対し露光を行う際に、前記一方のステージ(WS1又はWS2)のマーク検出動作のうちで前記他方のステージ(WS2又はWS1)に影響を与える動作と前記他方のステージ(WS2又はWS1)の露光動作のうちで前記一方のステージ(WS1又はWS2)に影響を与える動作とを同期して行うように2つのステージ(WS1、WS2)を制御するとともに、前記第1基板ステージ(WS1)及び前記第2基板ステージ(WS2)の各々の動作のうちで互いに影響を与えない動作同士を同期して行うように前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)の動作を In parallel to the sensitive substrate on the over-di (WS1 or WS2) to perform a mark detection operation by the alignment systems (24a), with respect to the sensitive substrate on the other stage (WS2 or WS1) during exposure is performed , of the other among the mark detection operation of the one stage (WS1 or WS2) stages of operation and the other affecting (WS2 or WS1) stage the one among the exposure operation (WS2 or WS1) stage (WS1 or WS2) effect to perform synchronously with the operation that gives the two stages (WS1, WS2) to control the said first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2) the operation of the operation each other do not affect each other among the respective operation to be performed synchronously two substrate stages (WS1, WS2) 御する制御手段(90)と;を有する。 Having; Gosuru control means (90).
【0036】 [0036]
これによれば、制御手段により一方のステージ側で投影光学系とは別に設けられたアライメント系により基板ステージ上又は基板ステージに保持された感応基板上のマークが検出されるのと並行して、他方のステージ側で露光動作が行われる。 According to this, in parallel with the mark on the sensitive substrate held on the substrate stage or on the substrate stage by one of the alignment system provided apart from the projection optical system at the stage side is detected by the control means, exposure operation is performed on the other stage side. その際、制御手段により一方のステージ側のマーク検出動作のうち他方のステージに影響を与える動作と他方のステージ側の露光動作のうちで一方のステージに影響を与える動作とを同期して行うように2つのステージが制御されるとともに、第1基板ステージ及び第2基板ステージの各々の動作のうちで互いに影響を与えない動作同士を同期して行うように、2つの基板ステージの動作が制御される。 At that time, to perform synchronization and operation affecting one stage of the operations that affect the other stage and the other stage side exposure operation of the mark detection operation of one stage side by the control means with two stages is controlled so as to perform synchronization operations each other do not affect each other among the respective operations of the first substrate stage and the second substrate stage, the operation of the two substrate stages is controlled that.
【0037】 [0037]
このように、制御手段が一方のステージのマーク検出動作のうち他方のステージに影響を与える(外乱要因)動作と、他方のステージの露光動作のうち一方のステージに影響を与える(外乱要因)動作とを同期して行うように、2つのステージを制御することから、互いに影響し合う動作同士を同期させるため、それぞれのステージ上の動作に支障が出ない。 Thus, the control means influence the other stage of the mark detection operation of one stage (disturbance factor) provide operation and the effect on one stage of the exposure operation of the other stage (disturbance factor) Operation as performed in synchronization bets, because it controls the two stages, to synchronize the operation with each other influence each other, come out undesired operation on each stage. また、制御手段は、両ステージの各々の動作のうちで互いに影響を与えない(非外乱要因)動作同士を同期して行うように制御することから、この場合についてもそれぞれのステージ上で行われる動作に支障が出ることがない。 Further, the control unit, since the control is performed not to affect each other among the respective operations of the both stages (non-disturbance factor) operating together synchronously carried out on each stage also in this case there is no possibility to leave interfere with the operation.
【0038】 [0038]
従って、2つの基板ステージを使ってそれぞれの基板ステージ上又は感応基板上のマークのアライメント系による位置検出動作と、投影光学系による露光動作とを並行処理することが可能となり、結果的にスループットを向上させることが可能になるとともに、2つの基板ステージ上で行われる動作が互いに影響を及ぼさないため、2つの動作を良好な状態で並行処理することが可能となる。 Accordingly, the position detection operation by alignment systems of marks each on the substrate stage or the sensitive substrate using two substrate stages, becomes an exposure operation by the projection optical system can be processed in parallel, as a result, the throughput it becomes possible to improve, for operations performed on the two substrate stages do not affect each other, it is possible to concurrently process the two operations in a good condition.
【0039】 [0039]
この場合、互いに影響を与えない動作同士の組み合わせとして種々のものがあるが、請求項2に記載の発明の如く、他方の基板ステージ(WS2又はWS1)に保持された感応基板(W2又はW1)に対する前記マスク(R)のパターン像の投影露光中に、前記一方のステージ(WS1又はWS2)上のマーク又は前記一方のステージ(WS1又はWS2)上に保持された感応基板(W1又はW2)のマークの計測を行うために前記他方のステージ(WS1又はWS2)を静止させるようにしても良い。 In this case, although there are a variety of combinations of operating each other do not affect each other, as in the invention described in claim 2, sensitive substrate held on the other substrate stage (WS2 or WS1) (W2 or W1) for during projection exposure of a pattern image of the mask (R), of the one stage (WS1 or WS2) on the mark or sensitive substrate held on the one stage (WS1 or WS2) (W1 or W2) the other stage (WS1 or WS2) may be allowed to rest for performing measurement of the mark. これらの動作は、互いに影響を与えない動作同士であるから、高精度なマーク計測動作と露光動作とを支障なく並行処理することができる。 These operations, since an operation with each other without affecting each other, it is possible to parallel processing without hindrance highly accurate mark measurement operation and the exposure operation.
【0040】 [0040]
一方、互いに影響を与える動作同士の組み合わせとして種々のものがあるが、請求項3に記載の発明の如く、他方の基板ステージ(WS2又はWS1)を次の露光のために移動するのに同期して、前記一方の基板ステージ(WS1又はWS2)を次のマーク検出のために移動するようにしても良い。 Although there are a variety of combinations of operating mutually influencing each other, as in the invention described in claim 3, it synchronizes the other substrate stage (WS2 or WS1) to move to the next exposure Te, the one substrate stage (WS1 or WS2) may be moved for the next mark detection.
【0041】 [0041]
この場合、請求項4に記載の発明の如く、前記マスク(R)を搭載して所定方向に移動可能なマスクステージ(RST)及び前記マスクステージ(RST)と前記第1基板ステージ(WS1)又は前記第2基板ステージ(WS2)とを前記投影光学系(PL)に対して同期走査する走査システム(例えば、38)をさらに有し、前記制御手段(90)は、前記他方の基板ステージ(WS2又はWS1)が前記マスクステージ(RST)と同期して等速移動中に、前記一方のステージ(WS1又はWS2)上のマーク又は前記一方のステージ(WS1又はWS2)上に保持された感応基板(W1又はW2)のマークの計測を行うために前記一方のステージ(WS1又はWS2)を静止させるようにしても良い。 In this case, as in the invention described in claim 4, wherein the mask is equipped with a (R) can mask stage moves in a predetermined direction (RST) and said mask stage (RST) and the first substrate stage (WS1) or the second substrate stage (WS2) and scanning system for scanning synchronously with respect to the projection optical system (PL) (for example, 38) further includes a said control means (90), the other substrate stage (WS2 or WS1) is in synchronization with a constant rate moving said mask stage (RST), the one stage (WS1 or WS2) on the mark or sensitive substrate held the on one stage (WS1 or WS2) ( W1 or W2) of the mark of the one stage to perform measurement of the (WS1 or WS2) may be caused to rest. これによれば、走査システムでは露光中はマスクステージと他方の基板ステージとを同期させて等速移動させるため、マーク計測を行っている一方のステージに影響を与えない。 According to this, during the exposure in the scanning system for moving a constant speed in synchronization with the mask stage and the other substrate stage, it does not affect the one stage is performed mark measurement. この他方のステージの等速移動中(露光中)にマーク計測を行っている一方のステージでは、露光中の他方ステージに影響を与えない静止状態でマーク計測を行うことから、走査露光中であっても2つのステージを使うことによって、露光動作とマーク計測動作とを支障なく並行処理することができる。 In one stage is performed mark measurement constant velocity during movement of the other stage (during exposure), from doing a mark measured in a stationary state which does not affect the other stage during the exposure, a scanning exposure in by also using the two stages, the exposure operation and the mark measurement operation can be concurrently processed without any trouble.
【0042】 [0042]
この場合において、請求項5に記載の発明の如く、前記第1基板ステージ及び第2基板ステージ(WS1、WS2)の各々との間で感応基板(W1又はW2)の受け渡しを行う搬送システム(180〜200)をさらに有し、前記制御手段(90)は、前記一方の基板ステージが(WS1又はWS2)前記搬送システム(180〜200)との間で感応基板(W1又はW2)の受け渡し動作及び前記マーク検出動作の少なくとも一方を行うのに並行して、前記他方の基板ステージ(WS2又はWS1)に保持された感応基板に対し露光動作を行う際に、前記一方の基板ステージ(WS1又はWS2)の受け渡し動作及び前記マーク検出動作のうちで前記他方のステージ(WS1又はWS2)に影響を与える動作と、前記他方のステージ(WS In this case, as in the invention described in claim 5, wherein the first substrate stage and the second transport system for transferring the substrate stage sensitive substrate (W1 or W2) between each of (WS1, WS2) (180 200) further comprising, said control means (90), the one substrate stage (WS1 or WS2) delivering operation and the sensitive substrate (W1 or W2) between the transport system (180 to 200) in parallel to perform at least one of the mark detecting operation, the other in respect retained photosensitive substrate performs the exposure operation on the substrate stage (WS2 or WS1), the one substrate stage (WS1 or WS2) the operation affecting the other stage (WS1 or WS2) among delivering operation and the mark detection operation of the other stage (WS 又はWS2)側の露光動作のうちで前記一方のステージ(WS1又はWS2)に影響を与える動作とを同期して行うように前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)の動作を制御するとともに、前記第1基板ステージ及び前記第2基板ステージ(WS1、WS2)の各々の動作のうちで互いに影響を与えない動作同士を同期して行うように、前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)の動作を制御することが、一層望ましい。 Or WS2) to control the operation of the two substrate stages behavior and influencing on the one stage of the side of the exposure operation (WS1 or WS2) to perform synchronization (WS1, WS2), the as performed in synchronization with operation each other do not affect each other among the respective operations of the first substrate stage and the second substrate stage (WS1, WS2), the operation of the two substrate stages (WS1, WS2) control to it, more desirable. このようにした場合は、先に説明した時間T1、時間T2及び時間T3の動作を一方のステージ側で行い、時間T4の動作を他方のステージ側で行うことが出来るので、請求項1に記載の発明に比べても一層スループットが向上するとともに、それら2つのステージで支障なく動作を並行処理することが可能になる。 If this is done, the time described above T1, performed on one stage side the operation of the time T2 and time T3, it is possible to perform the operation of the time T4 on the other stage side, according to claim 1 with further improved throughput as compared to the present invention, it is possible to parallel processing without any trouble operating in the two stages.
【0043】 [0043]
請求項1に記載の発明では、アライメント系が投影光学系とは別に設けられていれば良いが、例えばアライメント系が投影光学系とは別に2つある場合は、請求項6に記載の発明の如く、前記アライメント系(24a、24b)は、所定方向に沿って前記投影光学系(PL)の両側にそれぞれ配置され;前記制御手段(90)は、前記第1基板ステージ及び第2基板ステージ(WS1、WS2)の両方の動作が終了した時点で、両ステージ(WS1、WS2)の動作を切り換えるようにしても良い。 In the invention described in claim 1, but the alignment system may if provided separately from the projection optical system, for example, when an alignment system with two separately from the projection optical system, the invention described in claim 6 as the alignment system (24a, 24b) are disposed on both sides of the projection optical system along a predetermined direction (PL); wherein said control means (90), the first substrate stage and the second substrate stage ( WS1, WS2 when the both operation is completed in), may switch the operation of both stages (WS1, WS2).
【0044】 [0044]
このようにした場合には、中央に位置する投影光学系で一方の基板ステージ上の感応基板を露光している間に(露光動作)、他方の基板ステージ上の感応基板を一方のアライメント系を使ってマーク検出を行い(アライメント動作)、露光動作とアライメント動作とを切り換える場合は、2つの基板ステージを前記所定方向に沿って他方のアライメント系の方に移動させるだけで、投影光学系の下にあった一方の基板ステージを他方のアライメント系位置に移動させ、一方のアライメント系位置にあった他方の基板ステージを投影光学系の下まで移動させることを容易に行うことができ、このようにして2つのアライメント系を支障なく交互に使用することが可能になる。 In such a case, the (exposure operation), one of the alignment system of the sensitive substrate on the other substrate stage during the exposure of the sensitive substrate on the one substrate stage in the projection optical system located at the center using performed mark detection (alignment operation), when switching between the exposure operation and the alignment operation, the two substrate stages along the predetermined direction only by moving toward the other alignment system, under the projection optical system is moved to the other alignment system position there was one substrate stage, one alignment system to cause the there was other substrate stage is moved to under the projection optical system can be easily performed at a position, thus it is possible to use alternating without any trouble two alignment systems Te.
【0045】 [0045]
請求項7に記載の発明の如く、マスク(R)に形成されたパターンの像を投影光学系(PL)を介して感応基板(W1、W2)上に投影露光する投影露光装置であって、感応基板(W1)を保持して2次元平面内を移動可能な第1基板ステージ(WS1)と;感応基板(W2)を保持して前記第1基板ステージ(WS1)と同一平面内を前記第1基板ステージ(WS1)とは独立に移動可能な第2基板ステージ(WS2)と;前記第1基板ステージ及び第2基板ステージ(WS1、WS2)の2次元位置をそれぞれ計測する干渉計システム(例えば測長軸BI1X〜BI4Y)と;前記第1基板ステージと第2基板ステージとが互いに干渉する場合の前記干渉計システム(例えば測長軸BI1X〜BI4Y)における干渉条件が記憶された記 As in the embodiment described in claim 7, a projection exposure apparatus for projection exposure onto the photosensitive substrate (W1, W2) through a mask pattern formed image projection optical system of the (R) (PL), a sensitive substrate (W1) a first substrate stage which is movable to a two-dimensional plane holding the (WS1); the same plane as the holding the sensitive substrate (W2) first substrate stage (WS1) first 1 is a substrate stage (WS1) second substrate stage movable independently of the (WS2); an interferometer system that measures each two-dimensional position of the first substrate stage and the second substrate stage (WS1, WS2) (e.g. measurement axis BI1X~BI4Y) and; interference condition in the interferometer system when the first substrate stage and the second substrate stage is interfere with each other (e.g., measurement axis BI1X~BI4Y) is stored serial 手段(91)と;前記記憶手段(91)に記憶された干渉条件に基づいて前記干渉計システム(例えば測長軸BI1X〜BI4Y)の計測値をモニタしつつ前記両ステージ(WS1、WS2)を干渉させないように移動制御する制御手段(90)と;を有する。 Means (91) and; said storage means (91) to said stored interferometer system on the basis of the interference condition (e.g. measurement axis BI1X~BI4Y) wherein both stages while monitoring the measurement values ​​of (WS1, WS2) control means for controlling movement so as not to interfere with (90); having.
【0046】 [0046]
これによれば、感応基板を保持して2次元平面内を独立に移動可能な第1基板ステージと第2基板ステージのそれぞれの2次元位置を干渉計システムで計測し、記憶手段に記憶された第1基板ステージと第2基板ステージとが互いに干渉する干渉条件に基づいて、制御手段により干渉計システムの計測値をモニタしつつ両ステージを干渉させないように移動制御される。 According to this, to hold the photosensitive substrate to each of two-dimensional positions of the first substrate stage which is movable in a two-dimensional plane independently and the second substrate stage is measured by interferometer system, stored in the storage means based on the first substrate stage and the interfering interference condition and a second substrate stage together, movement is controlled so as not to interfere the monitored while both stages the measurement values ​​of the interferometer system by the control means. 従って、2つのステージを独立して移動させながら2つの動作を並行処理する場合であっても、2つのステージが接触(干渉)するのを防止することができる。 Thus, the two operations while moving the two stages independently even in the case of parallel processing, it is possible to prevent the two stages are in contact (interference).
【0047】 [0047]
請求項8に記載の発明の如く、前記投影光学系(PL)とは別に設けられ、前記基板ステージ(WS1、WS2)上又は前記基板ステージ(WS1、WS2)に保持された感応基板(W1、W2)上のマークを検出するアライメント系と;前記第1基板ステージ及び第2基板ステージ(WS1、WS2)との間で感応基板(W1、W2)の受け渡しを行う搬送システム(180〜200)とをさらに有し、前記制御手段(90)は、前記干渉条件に基づいて前記干渉計システム(例えば測長軸BI1X〜BI4Y)の計測値をモニタしつつ、前記一方の基板ステージ(WS1又はWS2)が前記搬送システム(180〜200)との間で感応基板(W1、W2)の受け渡し動作及び前記アライメント系によるマーク検出動作のうち少なくとも As in the embodiment described in claim 8, wherein the projection optical system (PL) and is provided separately from the substrate stage (WS1, WS2) on or above the substrate stage (WS1, WS2) sensitive substrate held on (W1, alignment system and that detects the mark on the W2); delivery system for delivering the sensitive substrate (W1, W2) between the first substrate stage and the second substrate stage (WS1, WS2) and (180-200) further comprising, said control means (90), the interferometer system on the basis of the interference condition (e.g. measurement axis BI1X~BI4Y) while monitoring the measurement values ​​of the one substrate stage (WS1 or WS2) at least There of mark detection operation by sensitive delivering operation and the alignment system of the substrate (W1, W2) between the transport system (180 to 200) 方の動作を行っている間に、前記他方の基板ステージ(WS2又はWS1)が前記投影光学系(PL)により露光動作が行われるように前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)の動作を制御する際に、両ステージ(WS1、WS2)同士が干渉する位置に来た場合、前記両ステージ(WS1、WS2)において動作終了までの時間が長くかかる方のステージ(WS1又はWS2)を両ステージ(WS1、WS2)が干渉しない位置関係になるまで優先的に移動させ、その間動作終了までの時間が短い方のステージ(WS2又はWS1)を待機させるように制御することを特徴とする。 While performing square operation, controls the operation of the other substrate stage (WS2 or WS1) is the two substrate stages so that the exposure operation is performed by the projection optical system (PL) (WS1, WS2) when both stages (WS1, WS2) when the each other come to a position interfering, wherein both stages towards the stage takes a long time until the operation ends at (WS1, WS2) (WS1 or WS2) of the both stages ( WS1, WS2) is until the position without relation interference move preferentially, and controls so as to wait for the stage (WS2 or WS1) of the shorter time to during operation is completed.
【0048】 [0048]
これによれば、制御手段により干渉条件に基づいて干渉計システムの計測値をモニタしながら、一方の基板ステージで感応基板の受け渡し動作とマーク検出動作のうち少なくとも一方の動作を行っている間に、他方の基板ステージで露光動作が行われるように両基板ステージの動作を制御する際に、両ステージ同士が干渉する位置に来ると、両ステージの動作終了までの時間の長い方のステージを両ステージが干渉しない位置関係に来るまで優先的に移動させ、動作終了までの時間の短い方のステージを待機させるように制御する。 According to this, while monitoring the measurement values ​​of the interferometer system on the basis of the interference condition by the control unit, while performing at least one operation of the delivering operation and the mark detection operation of the sensitive substrate on one substrate stage , in controlling the operation of both substrate stages so that the exposure operation on the other substrate stage is performed, come to the position the stages interfere with each other, the longer of the stage of time until the operation end of both stages both stage was the move preferentially until the positional relationship not to interfere, it controls to wait a shorter stage time until the operation ends. 従って、2つのステージを独立して移動しながら2つの動作を並行処理する最中に、例え干渉するような状況が生じたとしても、両ステージの動作終了まで時間を比較し、一方のステージを優先的に移動させて他方のステージを待機させることにより、スループットを低下させることなく2つのステージの干渉を防止することができる。 Thus, while the parallel processing of two operations while moving the two stages independently, even situations in which even the interference occurs, and comparing the time until the end of the operation of the two stages, one stage preferentially moved by waiting the other stage, it is possible to prevent the interference of the two stages without reducing the throughput.
【0049】 [0049]
請求項9に記載の発明の如く、マスク(R)のパターン像を投影光学系(PL)を介して感応基板(W1、W2)上に投影露光する投影露光方法であって、感応基板(W1、W2)を保持して2次元平面内を各々独立に移動可能な2つの基板ステージを用意し、前記一方のステージ(WS1又はWS2)に保持された感応基板(W1又はW2)に対する前記マスクのパターン像の投影露光中に、前記他方のステージ(WS2又はWS1)を静止させて前記他方のステージ(WS2又はWS1)上のマーク又は前記他方のステージ(WS2又はWS1)上に保持された感応基板(W1又はW2)上のマークを検出することを特徴とする。 As in the embodiment described in claim 9, a projection exposure method for projection exposure on the mask pattern image (R) the projection optical system through the (PL) sensitive substrate (W1, W2), the sensitive substrate (W1 , W2) prepared each two substrate stages capable of moving independently in a two-dimensional plane while holding the, the mask for retained photosensitive substrate (W1 or W2) on the one stage (WS1 or WS2) during projection exposure of a pattern image, the other stage (WS2 or WS1) sensitive substrate held on the other stage by stationary (WS2 or WS1) on the mark or the other stage (WS2 or WS1) and and detecting the marks on the (W1 or W2).
【0050】 [0050]
これによれば、2つの基板ステージのうち、一方のステージに保持された感応基板に対するマスクのパターン像の投影露光中に、他方のステージを静止させて他方のステージ上のマーク又は他方のステージ上に保持された感応基板上のマークを検出するようにする。 According to this, one of the two substrate stages, in the projection exposure of a pattern image of the mask for the sensitive substrate held on one stage, was quiescent other stage on the mark or the other stage on the other stage so as to detect a mark on the sensitive substrate held on. 従って、2つのステージを使って一方のステージで投影露光動作を行っている間に、他方のステージでは静止状態でマーク検出動作を行うようにするため、互いに他のステージで行われる動作の影響を受けることなく高精度な露光動作とマーク検出動作とを並行処理してスループットを向上させるができる。 Therefore, while performing the projection exposure operation on one stage using two stages, for the other stage to perform the mark detection operation at rest, the effects of the operations together conducted at other stages and an operation precision exposure operation and the mark detection can improves the throughput by parallel processing without receiving.
【0051】 [0051]
請求項10に記載の発明の如く、マスク(R)のパターン像を投影光学系(PL)を介して感応基板(W1、W2)上に投影露光する投影露光方法であって、感応基板(W1、W2)を保持して同一の2次元平面内を各々独立に移動可能な2つの基板ステージを用意し、前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)のうちの一方のステージ(WS1又はWS2)に保持された感応基板(W1、W2)上の複数ヶ所に前記マスク(R)のパターン像を順次投影露光するのに並行して、他方のステージ(WS2又はWS1)上に保持された感応基板(W1、W2)上の複数のマークを順次検出する際に、前記2つの基板ステージ(WS1、WS2)が干渉しないように前記他方のステージ(WS2又はWS1)に保持された感応基板(W1、W2 As in the embodiment described in claim 10, a projection exposure method for projection exposure on the mask pattern image (R) the projection optical system through the (PL) sensitive substrate (W1, W2), the sensitive substrate (W1 , holds W2) provides two substrate stages movable each independently of the same two-dimensional plane, on one stage (WS1 or WS2) of the two substrate stages (WS1, WS2) in parallel to sequential projection exposure the pattern image of the mask into a plurality locations on retained sensitive substrate (W1, W2) (R), sensitive substrate held on the other stage (WS2 or WS1) ( W1, when sequentially detects a plurality of marks on the W2), the two substrate stages (WS1, WS2) is sensitive substrate held on the other stage so as not to interfere (WS2 or WS1) (W1, W2 上のマークの検出順序を決定することを特徴とする。 And determining a detection order of the mark above.
【0052】 [0052]
これによれば、感応基板を保持して2次元平面内を独立して移動可能な2つの基板ステージのうち、一方のステージの感応基板上の複数ケ所にマスクのパターン像を順次投影露光するのと並行して、他方のステージ上に保持された感応基板上の複数のマークが順次検出される場合、2つの基板ステージ同士が干渉しないように他方のステージに保持された感応基板上のマーク検出順序を決定するようにする。 According to this, one of the two substrate stages which is movable while holding a sensitive substrate independently in a two-dimensional plane, to sequentially projection exposure the pattern image of the mask the sensitive plurality places on the substrate in one stage in parallel with it, when a plurality of marks on the sensitive substrate held on the other stage are successively detected, the two retained sensitive mark detection on the substrate on the other stage so that the substrate stage with each other do not interfere so as to determine the order. 従って、順次投影露光が行われる方のステージの動きに合わせて、マーク検出順序が決定されるため、2つのステージ同士の干渉が防止されるとともに、動作を並行処理することによりスループットを向上させることができる。 Therefore, in accordance with the movement of the stage towards the sequential projection exposure is performed, since the mark detection order is determined, along with the interference between the two stages are prevented, to improve the throughput by concurrently processing the operations can.
また本発明は、パターンの像を感応基板上に投影光学系を介して投影露光する投影露光装置であって、2次元方向(X軸方向、Y軸方向)に移動可能な第1ステージ(WSl)と;第1ステージ(WSl)と同一平面内を第1ステージ(WSl)とは独立に2次元方向(X軸方向、Y軸方向)に移動可能な第2ステージ(WS2)と;第1及び第2ステージで異なる処理動作を並行して行う場合に、一方のステージの動作が他方のステージの動作の外乱とならないように、第1及び第2ステージそれぞれの動作のタイミングを調整する制御装置(90)とを備えたことを特徴とするものである。 The present invention also relates to a projection exposure apparatus for projection exposure via the projection optical system onto the sensitive substrate an image of the pattern, two-dimensional directions (X-axis direction, Y axis direction) first stage movable in (WSL ) and; first stage (WSL) and independently in the two-dimensional direction (X-axis direction and the first stage of the same plane (WSL), Y axis direction) movable in the second stage and (WS2); first and when performing different processing operations in the second stage in parallel, so that the operation of one stage is not a disturbance of the operation of the other stage, the control apparatus for adjusting the timing of the first and second stages each operating it is characterized in that it comprises (90) and.
これによれば、両ステージ相互間の外乱の影響を防止することができる。 According to this, it is possible to prevent the influence of disturbance between the both stages each other.
また本発明は、パターンの像を感応基板上に投影光学系を介して投影露光する投影露光装置であって、2次元方向(X軸方向、Y軸方向)に移動可能な第1ステージ(WSl)と;第1ステージ(WSl)と同一平面内を第1ステージ(WSl)とは独立に2次元方向(X軸方向、Y軸方向)に移動可能な第2ステージ(WS2)と;第1及び第2ステージの2次元位置をそれぞれ計測する干渉計システム(例えば測長軸BI1X,BI2X,BI3Y,BI4Y)と;その干渉計システムにおける第1及び第2ステージ(WSl,WS2)の干渉条件が記憶された記憶手段(91)と、記憶手段(91)に記憶された干渉条件に基づいてその干渉計システムの計測値をモニタしつつ両ステージ(WSl,WS2)を干渉させないように移動 The present invention also relates to a projection exposure apparatus for projection exposure via the projection optical system onto the sensitive substrate an image of the pattern, two-dimensional directions (X-axis direction, Y axis direction) first stage movable in (WSL ) and; first stage (WSL) and independently in the two-dimensional direction (X-axis direction and the first stage of the same plane (WSL), Y axis direction) movable in the second stage and (WS2); first and the interferometer system (for example, length-measuring axes BI1X, BI2X, BI3Y, BI4Y) for measuring respectively the two-dimensional position of the second stage and, interference condition of the first and second stage in the interferometer system (WSL, WS2) is moving the stored storage means (91), so as not to interfere with the interferometer system measurements monitored while both stages of (WSL, WS2) on the basis of the stored in the storage means (91) interference condition 御する制御手段(90)とを備えたことを特徴とするものである。 It is characterized in that a Gosuru control means (90).
これによれば、両ステージ同士の干渉(接触)を妨止することができる。 According to this, the interference of both stages together (contact) can be 妨止.
【0053】 [0053]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の一実施形態を図1ないし図15に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 15.
【0054】 [0054]
図1には、一実施形態に係る投影露光装置10の概略構成が示されている。 1 is a schematic arrangement of a projection exposure apparatus 10 according to an embodiment. この投影露光装置10は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置である。 The projection exposure apparatus 10 is a scanning exposure type projection exposure apparatus of a so-called step-and-scan method.
【0055】 [0055]
この投影露光装置10は、ベース盤12上を感応基板としてのウエハW1、W2をそれぞれ保持して独立して2次元方向に移動する第1、第2の基板ステージとしてのウエハステージWS1、WS2を備えたステージ装置、このステージ装置の上方に配置された投影光学系PL、投影光学系PLの上方でマスクとしてのレチクルRを主として所定の走査方向、ここではY軸方向(図1における紙面直交方向)に駆動するレチクル駆動機構、レチクルRを上方から照明する照明系及びこれら各部を制御する制御系等を備えている。 The projection exposure apparatus 10, the first, the wafer stage WS1, WS2 as a second substrate stage which moves the base plate 12 above with the wafer W1, W2 as sensitive substrates independently hold respectively two-dimensionally stage apparatus comprising, arranged above the projection optical system PL of this stage device, primarily a predetermined scanning direction of the reticle R as a mask above the projection optical system PL, a direction orthogonal to a surface in the Y-axis direction (FIG. 1 here reticle drive mechanism for driving the), and a control system for controlling the illumination system and these units for illuminating the reticle R from above.
【0056】 [0056]
前記ステージ装置は、ベース盤12上に不図示の空気軸受けを介して浮上支持され、X軸方向(図1における紙面左右方向)及びY軸方向(図1における紙面直交方向)に独立して2次元移動可能な2つのウエハステージWS1、WS2と、これらのウエハステージWS1、WS2を駆動するステージ駆動系と、ウエハステージWS1、WS2の位置を計測する干渉計システムとを備えている。 The stage apparatus is supported by levitation via an air bearing (not shown) on the base plate 12, X-axis direction independently of and Y-axis direction (left-right direction in FIG. 1) (direction orthogonal to the surface in FIG. 1) 2 a dimension movable two wafer stages WS1, WS2, and includes a stage drive system that drives these wafer stage WS1, WS2, and an interferometer system for measuring the position of the wafer stage WS1, WS2.
【0057】 [0057]
これをさらに詳述すると、ウエハステージWS1、WS2の底面には不図示のエアパッド(例えば、真空予圧型空気軸受け)が複数ヶ所に設けられており、このエアパッドの空気噴き出し力と真空予圧力とのバランスにより例えば数ミクロンの間隔を保った状態で、ベース盤12上に浮上支持されている。 If this further detail, the bottom surface of the wafer stage WS1, WS2 is not shown air pads (for example, a vacuum preload type air bearing) is provided with a plurality places, the air ejection force and the vacuum preload force of the air pad while keeping a distance of a few microns, for example, by balance, and is floatingly supported on the base plate 12.
【0058】 [0058]
ベース盤12上には、図3の平面図に示されるように、X軸方向に延びる2本のX軸リニアガイド(例えば、いわゆるムービングコイル型のリニアモータの固定側マグネットのようなもの)122、124が平行に設けられており、これらのX軸リニアガイド122、124には、当該各X軸リニアガイドに沿って移動可能な各2つの移動部材114、118及び116、120がそれぞれ取り付けられている。 On the base plate 12, as is, X axis direction extending two X axis linear guides (for example, like the fixed side magnet of the so-called moving coil type linear motor) is shown in plan view in FIG. 3 122 , 124 are provided in parallel, these X-axis linear guides 122, movable members 114, 118 and 116, 120 of each two movable along the respective X-axis linear guides are mounted, respectively ing. これら4つの移動部材114、118、116、120の底面部には、X軸リニアガイド122又は124を上方及び側方から囲むように不図示の駆動コイルがそれぞれ取り付けられており、これらの駆動コイルとX軸リニアガイド122又は124とによって、各移動部材114、116、118、120をX軸方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータが、それぞれ構成されている。 These bottom portions of the four movable members 114,118,116,120, the driving coil of the not shown so as to surround the X-axis linear guide 122 or 124 from the top and sides are respectively attached, these drive coils and by the X-axis linear guide 122 or 124, a moving coil type linear motors for driving the respective movable members 114, 116, 118, 120 in the X-axis direction is configured respectively. 但し、以下の説明では、便宜上、上記移動部材114、116、118、120をX軸リニアモータと呼ぶものとする。 However, in the following description, for convenience, it will be referred to as the moving member 114, 116, 118, 120 and X-axis linear motor.
【0059】 [0059]
この内2つのX軸リニアモータ114、116は、Y軸方向に延びるY軸リニアガイド(例えば、ムービングマグネット型のリニアモータの固定側コイルのようなもの)110の両端にそれぞれ設けられ、また、残り2つのX軸リニアモータ118、120は、Y軸方向に延びる同様のY軸リニアガイド112の両端に固定されている。 Among the two X axis linear motors 114 and 116, Y-axis linear guides extending in the Y-axis direction (e.g., like the fixed coil of the moving magnet type linear motor) is provided at both ends of the 110, also, the remaining two X-axis linear motors 118, 120 are fixed to the same at both ends of the Y axis linear guide 112 extending in the Y-axis direction. 従って、Y軸リニアガイド110は、X軸リニアモータ114、116によってX軸リニアガイド122、124に沿って駆動され、またY軸リニアガイド112は、X軸リニアモータ118、120によってX軸リニアガイド122、124に沿って駆動されるようになっている。 Therefore, Y-axis linear guide 110, X-axis is driven along the X axis linear guides 122, 124 by the linear motors 114 and 116, also Y-axis linear guide 112, X-axis linear guide by the X axis linear motors 118, 120 It is driven along 122,124.
【0060】 [0060]
一方、ウエハステージWS1の底部には、一方のY軸リニアガイド110を上方及び側方から囲む不図示のマグネットが設けられており、このマグネットとY軸リニアガイド110とによってウエハステージWS1をY軸方向に駆動するムービングマグネット型のリニアモータが構成されている。 On the other hand, the bottom of the wafer stage WS1, one of Y-axis linear guide 110 and the magnet (not shown) that surround the top and sides is provided, the Y-axis of the wafer stage WS1 by this magnet and the Y axis linear guide 110 moving magnet type linear motor for driving the direction is constituted. また、ウエハステージWS2の底部には、他方のY軸リニアガイド112を上方及び側方から囲む不図示のマグネットが設けられており、このマグネットとY軸リニアガイド112とによってウエハステージWS2をY軸方向に駆動するムービングマグネット型のリニアモータが構成されている。 Further, the bottom of the wafer stage WS2, the other of Y-axis linear guide 112 and an upper and a magnet (not shown) surrounding from the side is provided, the Y-axis of the wafer stage WS2 by this magnet and the Y axis linear guide 112 moving magnet type linear motor for driving the direction is constituted.
【0061】 [0061]
すなわち、本実施形態では、上述したX軸リニアガイド122、124、X軸リニアモータ114、116、118、120、Y軸リニアガイド110、112及びウエハステージWS1、WS2底部の不図示のマグネット等によってウエハステージWS1、WS2を独立してXY2次元駆動するステージ駆動系が構成されている。 That is, in the present embodiment, X-axis linear guides 122, 124 described above, X-axis linear motors 114, 116, 118, 120, the Y axis linear guides 110, 112 and the wafer stage WS1, WS2 bottom of the magnet (not shown) such as wafer stage WS1, stage drive system that drives XY2 dimensions independently WS2 is constituted. このステージ駆動系は、図1のステージ制御装置38によって制御される。 The stage drive system is controlled by a stage controller 38 of FIG. 1.
【0062】 [0062]
なお、Y軸リニアガイド110の両端に設けられた一対のX軸リニアモータ114、116のトルクを若干可変する事で、ウエハステージWS1に微少ヨーイングを発生させたり、除去する事も可能である。 Incidentally, by slightly varying the torque of the pair of X axis linear motors 114, 116 provided at both ends of the Y axis linear guides 110, or generates a small yawing of the wafer stage WS1, it is also possible to remove. 同様に、Y軸リニアガイド112の両端に設けられた一対のX軸リニアモータ118、120のトルクを若干可変する事で、ウエハステージWS2に微少ヨーイングを発生させたり、除去する事も可能である。 Likewise, by slightly varying the pair of torque of the X-axis linear motors 118, 120 provided at both ends of the Y axis linear guides 112, or generating a minute yawing the wafer stage WS2, it is also possible to remove .
【0063】 [0063]
前記ウエハステージWS1、WS2上には、不図示のウエハホルダを介してウエハW1、W2が真空吸着等により固定されている。 On the wafer stage WS1, WS2 is the wafer W1, W2 via a wafer holder (not shown) is fixed by vacuum suction or the like. ウエハホルダは、不図示のZ・θ駆動機構によって、XY平面に直交するZ軸方向及びθ方向(Z軸回りの回転方向)に微小駆動されるようになっている。 Wafer holder by Z · theta drive mechanism (not shown), and is finely driven in the Z-axis direction and the theta direction perpendicular to the XY plane (Z-axis rotation direction). また、ウエハステージWS1、WS2の上面には、種々の基準マークが形成された基準マーク板FM1、FM2がウエハW1、W2とそれぞれほぼ同じ高さになるように設置されている。 On the upper surface of the wafer stage WS1, WS2, are disposed to be substantially the same heights various fiducial mark plate which reference mark is formed FM1, FM2 is the wafer W1, W2. これらの基準マーク板FM1、FM2は、例えば各ウエハステージの基準位置を検出する際に用いられる。 These fiducial mark plate FM1, FM2 are used, for example, when detecting the reference position of each wafer stage.
【0064】 [0064]
また、ウエハステージWS1のX軸方向一側の面(図1における左側面)20とY軸方向一側の面(図1における紙面奥側の面)21とは、鏡面仕上げがなされた反射面となっており、同様に、ウエハステージWS2のX軸方向他側の面(図1における右側面)22とY軸方向の一側の面23とは、鏡面仕上げがなされた反射面となっている。 Further, (left side in FIG. 1) X-axis direction one-side surface of the wafer stage WS1 20 and Y-axis (the rear side of the plane of the surface in FIG. 1) 21 direction one-side surface, the reflective surface of mirror-finished is made and it is, likewise, the X-axis direction the other side surface (right side surface in FIG. 1) 22 and the Y-axis direction of the one side surface 23 of the wafer stage WS2 is a reflecting surface mirror-finished is made there. これらの反射面に、後述する干渉計システムを構成する各測長軸(BI1X、BI2X等)の干渉計ビームが投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各反射面の基準位置(一般には投影光学系側面やアライメント光学系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする)からの変位を計測し、これにより、ウエハステージWS1、WS2の2次元位置がそれぞれ計測されるようになっている。 These reflective surfaces, each measurement axis (BI1X, BI2X, etc.) constituting the interferometer system to be described later interferometer beam is projected, by receiving the reflected light in each interferometer, the reference of each reflective surface position (typically by placing the fixed mirror to the side of the projection optical system side and the alignment optical system, which is referred to as reference plane) measures the displacement from, thereby measuring two-dimensional positions of the wafer stages WS1, WS2 respectively It is adapted to be. なお、干渉計システムの測長軸の構成については、後に詳述する。 The configuration of the measurement axis of the interferometer system will be described in detail later.
【0065】 [0065]
前記投影光学系PLとしては、ここでは、Z軸方向の共通の光軸を有する複数枚のレンズエレメントから成り、両側テレセントリックで所定の縮小倍率、例えば1/5を有する屈折光学系が使用されている。 Wherein As projection optical system PL, here, a plurality of lens elements having a Z-axis direction common optical axis of, a predetermined reduction ratio, a both-side telecentric, the refractive optical system having a 1/5 for example be used there. このため、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光時におけるウエハステージの走査方向の移動速度は、レチクルステージの移動速度の1/5となる。 Therefore, the moving speed of the scanning direction of the wafer stage during scanning exposure by the step-and-scan method is a 1/5 of the moving speed of the reticle stage.
【0066】 [0066]
この投影光学系PLのX軸方向の両側には、図1に示されるように、同じ機能を持ったオフアクシス(off-axis)方式のアライメント系24a、24bが、投影光学系PLの光軸中心(レチクルパターン像の投影中心と一致)よりそれぞれ同一距離だけ離れた位置に設置されている。 On both sides of the X-axis direction of the projection optical system PL, as shown in FIG. 1, off-axis with the same function (off-axis) mode alignment systems 24a, 24b is, the optical axis of the projection optical system PL center is installed at a position separated by the same distance respectively from (coincident with the projection center of the reticle pattern image). これらのアライメント系24a、24bは、LSA(Laser Step Alignment)系、FIA( Filed Image Alignment)系、LIA(Laser Interferometric Alignment )系の3種類のアライメントセンサを有しており、基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのX、Y2次元方向の位置計測を行うことが可能である。 These alignment systems 24a, 24b is, LSA (Laser Step Alignment) system, FIA (Filed Image Alignment) system, LIA (Laser Interferometric Alignment) system of the three types of have an alignment sensor, a reference on the reference mark plate it is possible to perform the mark and the position measurement of the X, Y2-dimensional direction of the alignment mark on the wafer.
【0067】 [0067]
ここで、LSA系は、レーザ光をマークに照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広いプロセスウエハに使用される。 Here, LSA system, by irradiating a laser beam to mark a sensor the most versatile to measure the mark position by utilizing a diffracted and scattered light is conventionally used in a wide range of process wafers. FIA系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表面の非対称マークに有効に使用される。 FIA system illuminates a mark with a broadband (wideband) light such as a halogen lamp, a sensor for measuring the mark position by performing image processing on the mark image, effectively used in an asymmetric mark aluminum layer and the wafer surface that. また、LIA系は、回折格子状のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を2方向から照射し、発生した2つの回折光を干渉させて、その位相からマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差や表面荒れウエハに有効に使用される。 Further, LIA system, the laser light slightly changed frequency to the diffraction grating-shaped mark is irradiated from two directions, thereby interfering two diffracted light generated in the sensor for detecting the position information of the mark from the phase There is effectively used for low level difference and the surface roughness wafer.
【0068】 [0068]
本実施形態では、これら3種類のアライメントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハ上の3点の一次元マークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行ういわゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領域の正確な位置計測を行うファインアライメント等を行うようになっている。 In the present embodiment, these three types of alignment sensors, used according to the appropriate purposes, to detect the position of the one-dimensional marks at three points on the wafer and the so-called search alignment for performing rough position measurement of wafer, on the wafer It is adapted to perform fine alignment for performing an accurate position measurement of each shot area.
【0069】 [0069]
この場合、アライメント系24aは、ウエハステージWS1上に保持されたウエハW1上のアライメントマーク及び基準マーク板FM1上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。 In this case, the alignment system 24a is used for position measurement, etc. of the reference marks formed on the alignment mark and the reference mark plate FM1 on the wafer W1 held on the wafer stage WS1. また、アライメント系24bは、ウエハステージWS2上に保持されたウエハW2上のアライメントマーク及び基準マーク板FM2上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。 Further, alignment system 24b is used for position measurement, etc. of the reference marks formed on the alignment mark and the reference mark plate FM2 on the wafer W2 held on the wafer stage WS2.
【0070】 [0070]
これらのアライメント系24a、24bを構成する各アライメントセンサからの情報は、アライメント制御装置80によりA/D変換され、デジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。 Information from the alignment sensors constituting these alignment systems 24a, and 24b, due alignment controller 80 is converted A / D, the mark position is detected the digitized waveform signal and arithmetic processing. この結果が主制御装置90に送られ、主制御装置90からその結果に応じてステージ制御装置38に対し露光時の同期位置補正等が指示されるようになっている。 The result is adapted to be sent to main controller 90, synchronization position correction or the like at the time of exposure to the stage controller 38 in accordance with the result from the main control unit 90 is instructed.
【0071】 [0071]
さらに、本実施形態の露光装置10では、図1では図示を省略したが、レチクルRの上方に、図5に示されるような、投影光学系PLを介してレチクルR上のレチクルマーク(図示省略)と基準マーク板FM1、FM2上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたTTR(Through The Reticle )アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント顕微鏡142、144が設けられている。 Further, in exposure apparatus 10 of the present embodiment, although not shown in FIG. 1, above the reticle R, as shown in FIG. 5, the reticle mark (not shown on the reticle R through the projection optical system PL ) and the reference mark plate FM1, TTR using an exposure wavelength to observe a mark on FM2 simultaneously (Through the reticle) a pair of reticle alignment microscopes 142, 144 made of the alignment optical system is provided. これらのレチクルアライメント顕微鏡142、144の検出信号は、主制御装置90に供給されるようになっている。 Detection signals of reticle alignment microscopes 142, 144 are supplied to main controller 90. この場合、レチクルRからの検出光をそれぞれレチクルアライメント顕微鏡142及び144に導くための偏向ミラー146及び148が移動自在に配置され、露光シーケンスが開始されると、主制御装置90からの指令のもとで、不図示のミラー駆動装置によりそれぞれ偏向ミラー146及び148が待避される。 In this case, the deflection mirror 146 and 148 for guiding the detection light from the reticle R to the reticle alignment microscopes 142 and 144 respectively are arranged movably, the exposure sequence is started, even the command from the main control unit 90 and at each deflection mirror 146 and 148 by a mirror driving device (not shown) is retracted. なお、レチクルアライメント顕微鏡142、144と同等の構成は、例えば特開平7−176468号公報等に開示されているのでここでは詳細な説明については省略する。 Incidentally, the same configuration as the reticle alignment microscopes 142, 144, for example, will not be described and a detailed description are disclosed in JP-A-7-176468 Patent Publication.
【0072】 [0072]
また、図1では図示を省略したが、投影光学系PL、アライメント系24a、24bのそれぞれには、図4に示されるように、合焦位置を調べるためのオートフォーカス/オートレベリング計測機構(以下、「AF/AL系」という)130、132、134が設けられている。 Further, although not shown in FIG. 1, a projection optical system PL, a alignment system 24a, each of 24b, as shown in FIG. 4, autofocus / autoleveling measuring mechanism for examining focus position (hereinafter , referred to as "AF / AL system") 130, 132, 134 are provided. この内、AF/AL系132は、スキャン露光によりレチクルR上のパターンをウエハ(W1又はW2)上に正確に転写するには、レチクルR上のパターン形成面とウエハWの露光面とが投影光学系PLに関して共役になっている必要があることから、ウエハWの露光面が投影光学系PLの像面に焦点深度の範囲内で合致しているかどうか(合焦しているかどうか)を検出するために、設けられているものである。 Among, AF / AL system 132 to accurately transfer the scanning exposure of the pattern on the reticle R onto a wafer (W1 or W2) has a exposed surface of the pattern formation surface and the wafer W on the reticle R is projected it is necessary that is conjugate with respect to optical system PL, detecting whether the exposure surface of the wafer W meets within the depth of focus on the image plane of the projection optical system PL (whether in focus) to, in which are provided. 本実施形態では、AF/AL系132として、いわゆる多点AF系が使用されている。 In the present embodiment, as AF / AL system 132, a so-called multi-point AF system is used.
【0073】 [0073]
ここで、このAF/AL系132を構成する多点AF系の詳細構成について、図5及び図6に基づいて説明する。 Here, the detailed configuration of the multipoint AF system constituting the AF / AL system 132 will be described with reference to FIGS.
【0074】 [0074]
このAF/AL系(多点AF系)132は、図5に示されるように、光ファイバ束150、集光レンズ152、パターン形成板154、レンズ156、ミラー158及び照射対物レンズ160から成る照射光学系151と、集光対物レンズ162、回転方向振動板164、結像レンズ166、受光器168から成る集光光学系161とから構成されている。 The AF / AL system (multi-point AF system) 132, as shown in FIG. 5, radiation consisting of optical fiber bundle 150, a condenser lens 152, a pattern formation plate 154, a lens 156, a mirror 158 and irradiated objective lens 160 an optical system 151, and a focusing objective lens 162, the rotational direction vibration plate 164, an imaging lens 166, focusing optical system 161. consisting photodetector 168.
【0075】 [0075]
ここで、このAF/AL系(多点AF系)132の上記構成各部についてその作用と共に説明する。 Here, for the above each component of the AF / AL system (multi-point AF system) 132 will be described together with its operation.
【0076】 [0076]
露光光ELとは異なるウエハW1(又はW2)上のフォトレジストを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源から光ファイバ束150を介して導かれ、この光ファイバ束150から射出された照明光が、集光レンズ152を経てパターン形成板154を照明する。 Lighting illumination light of a wavelength which does not expose the photoresist on different wafer W1 (or W2) from the exposure light EL is guided through the optical fiber bundle 150 from an illumination light source (not shown), which is emitted from the optical fiber bundle 150 light illuminates the pattern forming plate 154 through the condenser lens 152. このパターン形成板154を透過した照明光は、レンズ156、ミラー158及び照射対物レンズ160を経てウエハWの露光面に投影され、ウエハW1(又はW2)の露光面に対してパターン形成板154上のパターンの像が光軸AXに対して斜めに投影結像される。 Illumination light transmitted through the pattern formation plate 154, a lens 156, is projected onto the exposure surface of the wafer W via the mirror 158 and illumination objective lens 160, the wafer W1 (or W2) of the upper pattern formation plate 154 with respect to the exposure surface image of the pattern of is projected imaged obliquely relative to the optical axis AX. ウエハW1で反射された照明光は、集光対物レンズ162、回転方向振動板164及び結像レンズ166を経て受光器168の受光面に投影され、受光器168の受光面にパターン形成板154上のパターンの像が再結像される。 The illumination light reflected by the wafer W1, the focusing objective lens 162, via the rotational direction vibration plate 164 and an imaging lens 166 is projected on the light receiving surface of the photodetector 168, the upper pattern formation plate 154 on the light receiving surface of the photodetector 168 the image of the pattern is re-imaged. ここで、主制御装置90は、加振装置172を介して回転方向振動板164に所定の振動を与えるとともに、受光器168の多数(具体的には、パターン形成板154のスリットパターンと同数)の受光素子からの検出信号を信号処理装置170に供給する。 Here, the main controller 90, as well as giving a predetermined vibration to the rotary directional vibration plate 164 through the vibration device 172, a number of light receivers 168 (specifically, equal to the slit pattern of the pattern formation plate 154) supplying a detection signal from the light receiving elements of the signal processing apparatus 170. また、信号処理装置170は、各検出信号を加振装置172の駆動信号で同期検波して得た多数のフォーカス信号をステージ制御装置38を介して主制御装置90へ供給する。 The signal processing unit 170 supplies a number of focus signals obtained by synchronous detection with the drive signal of the detection signals a vibrating device 172 via the stage controller 38 to the main controller 90.
【0077】 [0077]
この場合、パターン形成板154には、図6に示されるように、例えば5×9=45個の上下方向のスリット状の開口パターン93−11〜93−59が形成されており、これらのスリット状の開口パターンの像がウエハWの露光面上にX軸及びY軸に対して斜め(45°)に投影される。 In this case, in the pattern formation plate 154, as shown in FIG. 6, for example, 5 × 9 = 45 pieces in the vertical direction of the slit-shaped opening patterns 93-11~93-59 are formed, the slits image shaped for aperture pattern is projected obliquely (45 °) with respect to the X-axis and Y-axis on the exposure surface of the wafer W. この結果、図4に示されるようなX軸及びY軸に対して45°に傾斜したマトリクス配置のスリット像が形成される。 As a result, the slit image of the matrix arrangement inclined at 45 ° to the X-axis and Y-axis as shown in FIG. 4 is formed. なお、図4における符号IFは、照明系により照明されるレチクル上の照明領域と共役なウエハ上の照明フィールドを示す。 Incidentally, reference numeral IF in FIG. 4 shows an illumination field on the illumination region and the conjugate wafer on the reticle illuminated by the illumination system. この図4からも明らかなように、投影光学系PL下の照明フィールドIFより2次元的に十分大きいエリアに検出用ビームが照射されている。 FIG 4 As is apparent from the detection beam is irradiated two-dimensionally sufficiently larger area than the illumination field IF under the projection optical system PL.
【0078】 [0078]
その他のAF/AL系130、134も、このAF/AL系132と同様に構成されている。 Other AF / AL system 130 and 134 are also configured in the same manner as the AF / AL system 132. すなわち、本実施形態では、露光時の焦点検出に用いられるAF/AL系132とほぼ同一の領域をアライメントマークの計測時に用いられるAF/AL機構130、134によっても検出ビームが照射可能な構成となっている。 That is, in this embodiment, the substantially same detection beam by AF / AL mechanisms 130, 134 used during the measurement of the alignment mark area is capable of irradiating structure as AF / AL system 132 used for focus detection at the time of exposure going on. このため、アライメント系24a、24bによるアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のAF/AL系の計測、制御によるオートフォーカス/オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測を行うことにより、高精度なアライメント計測が可能になる。 Therefore, the alignment system 24a, the time of measurement of the alignment sensor by 24b, the measurement of the same AF / AL system and the time of exposure, by performing position measurement of the alignment mark while executing the autofocus / autoleveling by the control, precision alignment measurement is made possible such. 換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ステージの姿勢によるオフセット(誤差)が発生しなくなる。 In other words, between the time of exposure during the alignment, offset (error) is not generated by the attitude of the stage.
【0079】 [0079]
次に、レチクル駆動機構について、図1及び図2に基づいて説明する。 Next, the reticle drive mechanism will be described with reference to FIGS.
【0080】 [0080]
このレチクル駆動機構は、レチクルベース盤32上をレチクルRを保持してXYの2次元方向に移動可能なレチクルステージRSTと、このレチクルステージRSTを駆動する不図示のリニアモータと、このレチクルステージRSTの位置を管理するレチクル干渉計システムとを備えている。 The reticle drive mechanism includes a movable reticle stage RST in a two-dimensional direction XY on the reticle base plate 32 while holding the reticle R, and a linear motor (not shown) for driving the reticle stage RST, the reticle stage RST and a reticle interferometer system for managing the position.
【0081】 [0081]
これを更に詳述すると、レチクルステージRSTには、図2に示されるように、2枚のレチクルR1、R2がスキャン方向(Y軸方向)に直列に設置できる様になっており、このレチクルステージRSTは、不図示のエアーベアリング等を介してレチクルベース盤32上に浮上支持され、不図示のリニアモータ等から成る駆動機構30(図1参照)によりX軸方向の微小駆動、θ方向の微小回転及びY軸方向の走査駆動がなされるようになっている。 If this further detail, the reticle stage RST, as illustrated in FIG. 2, two reticles R1, R2 are turned as can be installed in series in the scanning direction (Y axis direction), the reticle stage RST is floatingly supported on a reticle base plate 32 via the air bearing or the like (not shown), X-axis direction of the fine drive by a drive mechanism 30 (see FIG. 1) consisting of a linear motor or the like (not shown), theta direction of the minute scanning drive of the rotation and the Y-axis direction is to be made. なお、駆動機構30は、前述したステージ装置と同様のリニアモータを駆動源とする機構であるが、図1では図示の便宜上及び説明の便宜上から単なるブロックとして示しているものである。 The drive mechanism 30 is a mechanism whose drive source is the same linear motor and a stage apparatus described above, in which are shown simply as blocks for the sake of convenience convenience and description shown in FIG. このため、レチクルステージRST上のレチクルR1、R2が例えば二重露光の際に選択的に使用され、いずれのレチクルについてもウエハ側と同期スキャンできる様な構成となっている。 Therefore, selectively used during reticles R1, R2 on the reticle stage RST, for example, double exposure, has become a wafer side and synchronous scanning can such a configuration for any reticle.
【0082】 [0082]
このレチクルステージRST上には、X軸方向の他側の端部に、レチクルステージRSTと同じ素材(例えばセラミック等)から成る平行平板移動鏡34がY軸方向に延設されており、この移動鏡34のX軸方向の他側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。 The On reticle stage RST, the end portion of the other side in the X-axis direction, the parallel plate movement mirror 34 made of the same material as the reticle stage RST (e.g. ceramic, etc.) is provided to extend in the Y-axis direction, the movement the other side surface of the X-axis direction of the lens 34 reflecting surface is formed by mirror polishing. この移動鏡34の反射面に向けて測長軸BI6Xで示される干渉計36からの干渉計ビームが照射され、その干渉計ではその反射光を受光してウエハステージ側と同様にして基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージRSTの位置を計測している。 The interferometer beam from the interferometer 36 shown in measurement axis BI6X toward the reflecting surface of the movable mirror 34 is irradiated, in the interferometer with respect to the reference plane in the same manner as the wafer stage side receives the reflected light by measuring the relative displacement, and measures the position of the reticle stage RST. ここで、この測長軸BI6Xを有する干渉計は、実際には独立に計測可能な2本の干渉計光軸を有しており、レチクルステージのX軸方向の位置計測と、ヨイーング量の計測が可能となっている。 Here, the interferometer having the length-measuring axis BI6X is actually has two interferometer optical axes capable of measuring independently, a position measurement of the X-axis direction of the reticle stage, the measurement of Yoingu amount It has become possible. この測長軸BI6Xを有する干渉計の計測値は、ウエハステージ側の測長軸BI1X、BI2Xを有する干渉計16、18からのウエハステージWS1、WS2のヨーイング情報やX位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転(回転誤差)をキャンセルする方向にレチクルステージRSTを回転制御したり、X方向同期制御を行うために用いられる。 Measurement values ​​of the interferometer having the length-measuring axis BI6X includes a reticle based wafer stage side of the measurement axes BI1X, the wafer stage WS1, WS2 yawing information and X-position information from the interferometer 16 having BI2X or it controls the rotation of the reticle stage RST in the direction to cancel the relative rotation of the wafer (rotation error) is used to perform the X-direction synchronization control.
【0083】 [0083]
一方、レチクルステージRSTの走査方向(スキャン方向)であるY軸方向の他側(図1における紙面手前側)には、一対のコーナーキューブミラー35、37が設置されている。 On the other hand, in the scanning direction of the reticle stage RST (scanning direction) in which Y-axis direction of the other side (front side in FIG. 1), a pair of corner cube mirrors 35, 37 is installed. そして、不図示の一対のダブルパス干渉計から、これらのコーナーキューブミラー35、37に対して図2に測長軸BI7Y、BI8Yで示される干渉計ビームが照射され、レチクルベース盤32上の反射面にコーナーキューブミラー35、37より戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計で受光され、それぞれのコーナーキューブミラー35、37の基準位置(レファレンス位置で前記レチクルベース盤32上の反射面)からの相対変位が計測される。 Then, from a pair of double-path interferometer (not shown), the measurement axes BI7Y 2, the interferometer beams represented by BI8Y is irradiated to these corner cube mirrors 35, 37, the reflecting surface on the reticle base plate 32 returned from the corner cube mirrors 35, 37 in, where each of the light reflected return the same optical path, are received by the respective double-path interferometers, the reticle at the reference position (reference position of the respective corner cube mirrors 35, 37 the relative displacement of the reflection surface) of the base plate 32 is measured. そして、これらのダブルパス干渉計の計測値が図1のステージ制御装置38に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージRSTのY軸方向の位置が計測される。 The measurement values ​​of these double-path interferometers are supplied to the stage control unit 38 in FIG. 1, the position of the Y-axis direction of the reticle stage RST is measured on the basis of the average value. このY軸方向位置の情報は、ウエハ側の測長軸BI3Yを有する干渉計の計測値に基づくレチクルステージRSTとウエハステージWS1又はWS2との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向(Y軸方向)のレチクルとウエハの同期制御に用いられる。 Information of this Y-axis direction position is, the calculation of the relative position between the reticle stage RST and the wafer stage WS1 or WS2 on the basis of the measured value of the interferometer having the length-measuring axis BI3Y the wafer side, and the scanning of the scanning exposure based thereon used for synchronization control of the reticle and the wafer in the direction (Y axis direction).
【0084】 [0084]
すなわち、本実施形態では、干渉計36及び測長軸BI7Y、BI8Yで示される一対のダブルパス干渉計によってレチクル干渉計システムが構成されている。 That is, in this embodiment, the interferometer 36 and measurement axis BI7Y, reticle interferometer system by a pair of double-path interferometers represented by BI8Y is constructed.
【0085】 [0085]
次に、ウエハステージWST1、WST2の位置を管理する干渉計システムについて、図1ないし図3を参照しつつ説明する。 Next, the interferometer system for managing the position of the wafer stage WST1, WST2, will be described with reference to FIGS.
【0086】 [0086]
これらの図に示されるように、投影光学系PLの投影中心とアライメント系24a、24bのそれぞれの検出中心とを通る第1軸(X軸)に沿ってウエハステージWS1のX軸方向一側の面には、図1の干渉計16からの第1測長軸BI1Xで示される干渉計ビームが照射され、同様に、第1軸に沿ってウエハステージWS2のX軸方向の他側の面には、図1の干渉計18からの第2測長軸BI2Xで示される干渉計ビームが照射されている。 As shown in these figures, the projection optical system PL projection center and the alignment system 24a, each of 24b the detection center and the wafer stage WS1 along the first axis (X axis) passing through the X-axis direction one-side on the surface, is the interferometer beam irradiation represented by a first measurement axis BI1X from the interferometer 16 of Figure 1, similarly, the surface of the other side in the X-axis direction of the wafer stage WS2 along a first axis the interferometer beam is irradiated represented by the second measurement axis BI2X from the interferometer 18 of Figure 1. そして、干渉計16、18ではこれらの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージWS1、WS2のX軸方向位置を計測するようになっている。 Then, by receiving these reflected light in interferometers 16 and 18, the relative displacement from the reference position of each reflection surface is measured, so as to measure the X-axis direction position of the wafer stage WS1, WS2 . ここで、干渉計16、18は、図2に示されるように、各3本の光軸を有する3軸干渉計であり、ウエハステージWS1、WS2のX軸方向の計測以外に、チルト計測及びθ計測が可能となっている。 Here, interferometers 16 and 18, as shown in FIG. 2, a three-axis interferometer having an optical axis of each three, in addition to the measurement of X-axis direction of the wafer stage WS1, WS2, tilt measurement and It has become possible θ measurement. 各光軸の出力値は独立に計測できる様になっている。 Output values ​​of each optical axis as can be measured independently. ここで、ウエハステージWS1、WS2のθ回転を行う不図示のθステージ及びZ軸方向の微小駆動及び傾斜駆動を行う不図示のZ・レベリングステージは、実際には、反射面(20〜23)の下にあるので、ウエハステージのチルト制御時の駆動量は全て、これらの干渉計16、18によりモニターする事ができる。 Here, the wafer stage WS1, Z · leveling stage (not shown) for performing fine driving and tilt driving of θ stage and the Z-axis direction (not shown) for performing θ rotation of WS2 is actually reflecting surfaces (20-23) since the bottom of the drive amount when the tilt control of the wafer stage may all be monitored by these interferometers 16 and 18.
【0087】 [0087]
なお、第1測長軸BI1X、第2測長軸BI2Xの各干渉計ビームは、ウエハステージWS1、WS2の移動範囲の全域で常にウエハステージWS1、WS2に当たるようになっており、従って、X軸方向については、投影光学系PLを用いた露光時、アライメント系24a、24bの使用時等いずれのときにもウエハステージWS1、WS2の位置は、第1測長軸BI1X、第2測長軸BI2Xの計測値に基づいて管理される。 The first measurement axis BI1X, each interferometer beam of the second measurement axis BI2X are always to strike the wafer stage WS1, WS2 across the movement range of the wafer stage WS1, WS2, therefore, X-axis the direction, during exposure using the projection optical system PL, the position of the alignment system 24a, 24b wafer stage even when one use or the like of WS1, WS2 is first measurement axis BI1X, second measurement axis BI2X It is managed on the basis of the measured values.
【0088】 [0088]
また、図2及び図3に示されるように、投影光学系PLの投影中心で第1軸(X軸)と垂直に交差する第3測長軸BI3Yを有する干渉計と、アライメント系24a、24bのそれぞれの検出中心で第1軸(X軸)とそれぞれ垂直に交差する第4測長軸としての測長軸BI4Y、BI5Yをそれぞれ有する干渉計とが設けられている(但し、図中では測長軸のみが図示されている)。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the interferometer having a third measurement axis BI3Y intersecting perpendicularly the first axis (X axis) at the projection center of the projection optical system PL, and alignment systems 24a, 24b each detection center at the first axis (X axis) and length measuring axis BI4Y of the fourth length-measuring axis intersecting perpendicularly each is an interferometer having respective BI5Y provided (but measured in the figure the long axis only is shown).
【0089】 [0089]
本実施形態の場合、投影光学系PLを用いた露光時のウエハステージWS1、WS2のY方向位置計測には、投影光学系の投影中心、すなわち光軸AXを通過する測長軸BI3Yの干渉計の計測値が用いられ、アライメント系24aの使用時のウエハステージWS1のY方向位置計測には、アライメント系24aの検出中心、すなわち光軸SXを通過する測長軸BI4Yの干渉計の計測値が用いられ、アライメント系24b使用時のウエハステージWS2のY方向位置計測には、アライメント系24bの検出中心、すなわち光軸SXを通過する測長軸BI5Yの干渉計の計測値が用いられる。 In this embodiment, the Y-direction position measurement of the wafer stage WS1, WS2 during exposure using a projection optical system PL, the projection center of the projection optical system, i.e. interferometer measurement axis BI3Y passing through the optical axis AX the measured value is used, in the Y-direction position measurement of the wafer stage WS1 in using the alignment system 24a, the detection center of the alignment system 24a, i.e. the measurement values ​​of the interferometer length measuring axis BI4Y passing through the optical axis SX is used, in the Y-direction position measurement of the wafer stage WS2 during the alignment system 24b used, the detection center of alignment system 24b, i.e. the measurement values ​​of the interferometer length measuring axis BI5Y passing through the optical axis SX is used.
【0090】 [0090]
従って、各使用条件により、Y軸方向の干渉計測長軸がウエハステージWS1、WS2の反射面より外れる事となるが、少なくとも一つの測長軸、すなわち測長軸BI1X、BI2XはそれぞれのウエハステージWS1、WS2の反射面から外れることがないので、使用する干渉計光軸が反射面上に入った適宜な位置でY側の干渉計のリセットを行うことができる。 Accordingly, the respective operating conditions, although interferometric long axis of the Y-axis direction is that deviates from the reflection surface of the wafer stage WS1, WS2, at least one measurement axis, i.e. measurement axes BI1X, BI2X each wafer stage since WS1, never deviate from the reflective surface of the WS2, it is possible to perform a reset of the Y side of the interferometer at an appropriate position interferometer optical axis to be used is entered on the reflecting surface. この干渉計のリセット方法については、後に詳述する。 For resetting the interferometer will be described in detail later.
【0091】 [0091]
なお、上記Y計測用の測長軸BI3Y、BI4Y、BI5Yの各干渉計は、各2本の光軸を有する2軸干渉計であり、ウエハステージWS1、WS2のY軸方向の計測以外に、チルト計測が可能となっている。 Incidentally, the Y measurement of the measurement axes BI3Y, BI4Y, each interferometer BI5Y is biaxial interferometer having an optical axis of each two, in addition to measurement of the Y-axis direction of the wafer stage WS1, WS2, It has become a possible tilt measurement. 各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている本実施形態では、干渉計16、18及び測長軸BI3Y、BI4Y、BI5Yを有する3つの干渉計の合計5つの干渉計によって、ウエハステージWS1、WS2の2次元座標位置を管理する干渉計システムが構成されている。 In the present embodiment the output values ​​of each optical axis which can be measured independently, interferometers 16, 18 and measurement axis BI3Y, BI4Y, the total of five interferometers three interferometers having BI5Y, wafers interferometer system for managing the two-dimensional coordinate position of the stage WS1, WS2 is constructed.
【0092】 [0092]
また、本実施形態では、後述するように、ウエハステージWS1、WS2の内の一方が露光シーケンスを実行している間、他方はウエハ交換、ウエハアライメントシーケンスを実行するが、この際に両ステージ同士が干渉しないように、各干渉計の出力値に基づいて主制御装置90の指令に応じてステージ制御装置38により、ウエハステージWS1、WS2の移動が管理されている。 Further, in the present embodiment, as described later, while the one of the wafer stages WS1, WS2 is performing an exposure sequence, and the other wafer exchange, executes the wafer alignment sequence, both stages together in this so they do not interfere with the stage controller 38 in accordance with commands from the main controller 90 on the basis of the output values ​​of the respective interferometers, the movement of the wafer stage WS1, WS2 are managed.
【0093】 [0093]
さらに、図1に示される主制御装置90には、ウエハステージWS1、WS2の移動を管理するための条件式(例えば、干渉化条件)等が記憶された記憶手段としてのメモリ91が設けられている。 Further, the main controller 90 shown in FIG. 1, the wafer stage WS1, WS2 condition for managing the movement of (e.g., the interference conditions), and the like is a memory 91 is provided as a stored memory means there.
【0094】 [0094]
次に、照明系について、図1に基づいて説明する。 Next, an illumination system will be described with reference to FIG. この照明系は、図1に示されるように、光源部40、シャッタ42、ミラー44、ビームエキスパンダ46、48、第1フライアイレンズ50、レンズ52、振動ミラー54、レンズ56、第2フライアイレンズ58、レンズ60、固定ブラインド62、可動ブラインド64、リレーレンズ66、68等から構成されている。 The illumination system as shown in FIG. 1, the light source unit 40, the shutter 42, a mirror 44, a beam expander 46, the first fly-eye lens 50, a lens 52, a vibration mirror 54, a lens 56, a second fly eye lens 58, a lens 60, a fixed blind 62, a movable blind 64, and a relay lens 66 and the like.
【0095】 [0095]
ここで、この照明系の上記構成各部についてその作用とともに説明する。 Here will be described together with its operation for the above construction each section of the illumination system.
【0096】 [0096]
光源であるKrFエキシマレーザと減光システム(減光板、開口絞り等)よりなる光源部40から射出されたレーザ光は、シャッタ42を透過した後、ミラー44により偏向されて、ビームエキスパンダ46、48により適当なビーム径に整形され、第1フライアイレンズ50に入射される。 KrF excimer laser and dimming system (light-reducing plate, an aperture stop, etc.) which is a light source laser beam emitted from the light source unit 40 of is transmitted through the shutter 42, is deflected by the mirror 44, the beam expander 46, is shaped to a suitable beam diameter by 48, is incident on the first fly-eye lens 50. この第1フライアイレンズ50に入射された光束は、2次元的に配列されたフライアイレンズのエレメントにより複数の光束に分割され、レンズ52、振動ミラー54、レンズ56により再び各光束が異なった角度より第2フライアイレンズ58に入射される。 The first light flux incident on the fly-eye lens 50, the elements of the two-dimensionally arrayed fly-eye lens is divided into a plurality of light beams, a lens 52, a vibration mirror 54, was different for each light beam again by the lens 56 angle than is incident on the second fly-eye lens 58. この第2フライアイレンズ58より射出された光束は、レンズ60により、レチクルRと共役な位置に設置された固定ブラインド62に達し、ここで所定形状にその断面形状が規定された後、レチクルRの共役面から僅かにデフォーカスされた位置に配置された可動ブラインド64を通過し、リレーレンズ66、68を経て均一な照明光として、レチクルR上の上記固定ブラインド62によって規定された所定形状、ここでは矩形スリット状の照明領域IA(図2参照)を照明する。 The second light beam emitted from the fly-eye lens 58, the lens 60, reaches the fixed blind 62 installed in the reticle R and a position conjugate, after its sectional shape is defined here in a predetermined shape, the reticle R of passes through the movable blind 64 disposed slightly defocused position from the conjugate plane, as uniform illumination light through the relay lens 66, a predetermined shape defined by the fixed blind 62 on the reticle R, here illuminates a rectangular slit-shaped illumination area IA (see Fig. 2).
【0097】 [0097]
次に、制御系について図1に基づいて説明する。 Will now be described with reference to FIG. 1 the control system. この制御系は、装置全体を統括的に制御する主制御装置90を中心に、この主制御装置90の配下にある露光量制御装置70及びステージ制御装置38等から構成されている。 The control system is arranged around a main controller 90 for overall control of the entire apparatus, and a the main controller is subordinate to 90 exposure amount control unit 70 and the stage controller 38 and the like.
【0098】 [0098]
ここで、制御系の上記構成各部の動作を中心に本実施形態に係る投影露光装置10の露光時の動作について説明する。 Here, the operation of the exposure of a projection exposure apparatus 10 according to the present embodiment focusing on the operation of the above construction parts in the control system.
【0099】 [0099]
露光量制御装置70は、レチクルRとウエハ(W1又はW2)との同期走査が開始されるのに先立って、シャッタ駆動装置72に指示してシャッタ駆動部74を駆動させてシャッタ42をオープンする。 The exposure amount control unit 70, prior to synchronous scanning of the reticle R and the wafer (W1 or W2) is started to open the shutter 42 by driving the shutter drive unit 74 instructs the shutter drive unit 72 .
【0100】 - 0101]
この後、ステージ制御装置38により、主制御装置90の指示に応じてレチクルRとウエハ(W1又はW2)、すなわちレチクルステージRSTとウエハステージ(WS1又はWS2)の同期走査(スキャン制御)が開始される。 Thereafter, the stage controller 38, in response to an instruction of the main control unit 90 reticle R and the wafer (W1 or W2), i.e. synchronous scanning (scan control) for the reticle stage RST and the wafer stage (WS1 or WS2) is started that. この同期走査は、前述した干渉計システムの測長軸BI3Yと測長軸BI1X又はBI2X及びレチクル干渉計システムの測長軸BI7Y、BI8Yと測長軸BI6Xの計測値をモニタしつつ、ステージ制御装置38によってレチクル駆動部30及びウエハステージの駆動系を構成する各リニアモータを制御することにより行われる。 The synchronization scan measurement axes BI3Y and the measurement axes BI1X or BI2X and measurement axes BI7Y the reticle interferometer system of the interferometer system described above, while monitoring the measurement values ​​of BI8Y and measurement axis BI6X, stage controller 38 is performed by controlling the respective linear motors constituting the driving system of the reticle driver 30 and the wafer stage by.
【0101】 [0101]
そして、両ステージが所定の許容誤差以内に等速度制御された時点で、露光量制御装置70では、レーザ制御装置76に指示してパルス発光を開始させる。 Then, when both stages are constant velocity control within a predetermined tolerance, the exposure amount control unit 70 to start pulse light emission instructs the laser control apparatus 76. これにより、照明系からの照明光により、その下面にパターンがクロム蒸着されたレチクルRの前記矩形の照明領域IAが照明され、その照明領域内のパターンの像が投影光学系PLにより1/5倍に縮小され、その表面にフォトレジストが塗布されたウエハ(W1又はW2)上に投影露光される。 Thereby, the illumination light from the illumination system, a pattern is illuminated the rectangular illumination area IA on the reticle R that is chrome deposited on its lower surface, the image of the pattern within the illumination area by the projection optical system PL 1/5 is reduced doubled, the photoresist is a projection exposure onto a wafer coated (W1 or W2) on the surface thereof. ここで、図2からも明らかなように、レチクル上のパターン領域に比べ照明領域IAの走査方向のスリット幅は狭く、上記のようにレチクルRとウエハ(W1又はW2)とを同期走査することで、パターンの全面の像がウエハ上のショット領域に順次形成される。 Here, as it is clear from FIG. 2, the slit width in the scanning direction of the illumination area IA compared with the pattern area on the reticle is narrow, the reticle R and the wafer (W1 or W2) and that synchronously scanning as described above in the image of the entire surface of the pattern are sequentially formed on the shot area on the wafer.
【0102】 [0102]
ここで、前述したパルス発光の開始と同時に、露光量制御装置70は、ミラー駆動装置78に指示して振動ミラー54を駆動させ、レチクルR上のパターン領域が完全に照明領域IA(図2参照)を通過するまで、すなわちパターンの全面の像がウエハ上のショット領域に形成されるまで、連続してこの制御を行うことで2つのフライアイレンズ50、58で発生する干渉縞のムラ低減を行う。 Here, simultaneously with the start of the pulse light emission described above, the exposure amount control unit 70 instructs to drive the vibration mirror 54 in the mirror driver 78, the pattern area on the reticle R is fully illuminated area IA (see Fig. 2 ) and to pass through, that is, until the entire surface of the image pattern is formed on the shot area on the wafer, the uneven reduction of interference fringes continuously occur in two fly-eye lenses 50 and 58 by performing the control do.
【0103】 [0103]
また、上記の走査露光中にショットエッジ部でのレチクル上の遮光領域よりも外に照明光が漏れないように、レチクルRとウエハWのスキャンと同期して可動ブラインド64がブラインド制御装置39によって駆動制御されており、これらの一連の同期動作がステージ制御装置38により管理されている。 Also, as the illumination light does not leak out than the light-shielding area on the reticle at the shot edge portion during the scanning exposure described above, the movable blind 64 in synchronization with the scanning of the reticle R and the wafer W is the blind control unit 39 are driven and controlled, the series of synchronous operation is managed by the stage control unit 38.
【0104】 [0104]
ところで、上述したレーザ制御装置76によるパルス発光は、ウエハW1、W2上の任意の点が照明フィールド幅(w)を通過する間にn回(nは正の整数)発光する必要があるため、発振周波数をfとし、ウエハスキャン速度をVとすると、次式(2)を満たす必要がある。 Incidentally, the pulse emission by the laser control apparatus 76 described above, because the n times while the arbitrary point on the wafer W1, W2 passes through the illumination field width (w) (n is a positive integer) is required to emit light, the oscillation frequency is f, the wafer scanning speed is V, it is necessary to satisfy the following equation (2).
【0105】 [0105]
f/n=V/w ………………(2) f / n = V / w .................. (2)
また、ウエハ上に照射される1パルスの照射エネルギーをPとし、レジスト感度をEとすると、次式(3)を満たす必要がある。 Further, one pulse irradiation energy of irradiated onto the wafer is P, when the resist sensitivity and E, it is necessary to satisfy the following equation (3).
【0106】 [0106]
nP=E ………………(3) nP = E .................. (3)
このように、露光量制御装置70は、照射エネルギーPや発振周波数fの可変量について全て演算を行い、レーザ制御装置76に対して指令を出して光源部40内に設けられた減光システムを制御することによって照射エネルギーPや発振周波数fを可変させたり、シャッタ駆動装置72やミラー駆動装置78を制御するように構成されている。 Thus, the exposure amount control unit 70 performs all operation on the variable amount of radiation energy P and the oscillation frequency f, and dimming system provided in the light source unit 40 outputs a command to the laser controller 76 or by varying the irradiation energy P and the oscillation frequency f by controlling, it is configured to control the shutter driving unit 72 and the mirror driver 78.
【0107】 [0107]
さらに、主制御装置90では、例えば、スキャン露光時に同期走査を行うレチクルステージとウエハステージの移動開始位置(同期位置)を補正する場合、各ステージを移動制御するステージ制御装置38に対して補正量に応じたステージ位置の補正を指示する。 Furthermore, the main controller 90, for example, when correcting the movement start position of the reticle stage and wafer stage for scanning synchronization (synchronization position) at the time of scanning exposure, the correction amount with respect to the stage controller 38 to control the movement of the respective stages instructing correction of the stage position corresponding to.
【0108】 [0108]
更に、本実施形態の投影露光装置では、ウエハステージWS1との間でウエハの交換を行う第1の搬送システムと、ウエハステージWS2との間でウエハ交換を行う第2の搬送システムとが設けられている。 Furthermore, in the projection exposure apparatus of this embodiment includes a first transport system for performing wafer exchange between the wafer stage WS1, and a second transport system for performing wafer exchange is provided between the wafer stage WS2 ing.
【0109】 [0109]
第1の搬送システムは、図7に示されるように、左側のウエハローディング位置にあるウエハステージWS1との間で後述するようにしてウエハ交換を行う。 The first transport system, as shown in FIG. 7, performs wafer exchange as described later between the wafer stage WS1 in the wafer loading position on the left. この第1の搬送システムは、Y軸方向に延びる第1のローディングガイド182、このローディングガイド182に沿って移動する第1のスライダ186及び第2のスライダ190、第1のスライダ186に取り付けられた第1のアンロードアーム184、第2のスライダ190に取り付けられた第1のロードアーム188等を含んで構成される第1のウエハローダと、ウエハステージWS1上に設けられた3本の上下動部材から成る第1のセンターアップ180とから構成される。 The first transport system comprises a first loading guide 182 which extends in the Y-axis direction, the first slider 186 and the second slider 190 moves along the loading guide 182, attached to the first slider 186 the first unload arm 184, first the first and the wafer loader configured to include a load arm 188 or the like attached to the second slider 190, three vertically movable members provided on the wafer stage WS1 composed of first center-up 180. consisting.
【0110】 [0110]
ここで、この第1の搬送システムによるウエハ交換の動作について、簡単に説明する。 Here, the operation of the wafer exchange by the first transport system will be briefly described.
【0111】 [0111]
ここでは、図7に示されるように、左側のウエハローディング位置にあるウエハステージWS1上にあるウエハW1'と第1のウエハローダにより搬送されてきたウエハW1とが交換される場合について説明する。 Here, as shown in FIG. 7, the case where the wafer W1 which has a wafer W1 'and conveyed by the first wafer loader located on the wafer stage WS1 in the wafer loading position on the left side is exchanged.
【0112】 [0112]
まず、主制御装置90では、ウエハステージWS1上の不図示のウエハホルダのバキュームを不図示のスイッチを介してオフし、ウエハW1'の吸着を解除する。 First, the main controller 90, the vacuum of the wafer holder on the wafer stage WS1 via the switch (not shown) is turned off, to release the adsorption of the wafer W1 '.
【0113】 [0113]
次に、主制御装置90では、不図示のセンターアップ駆動系を介してセンターアップ180を所定量上昇駆動する。 Next, the main controller 90, a predetermined amount increases driving center-up 180 via a center-up drive system (not shown). これにより、ウエハW1'が所定位置まで持ち上げられる。 Accordingly, the wafer W1 'is lifted up to a predetermined position. この状態で、主制御装置90では、不図示のウエハローダ制御装置に第1のアンロードアーム184の移動を指示する。 In this state, the main controller 90, and instructs the movement of the first unload arm 184 to the wafer loader control unit (not shown). これにより、ウエハローダ制御装置により第1のスライダ186が駆動制御され、第1のアンロードアーム184がローディングガイド182に沿ってウエハステージWS1上まで移動してウエハW1'の真下に位置する。 Thus, the first slider 186 is driven and controlled by the wafer loader control unit, a first unload arm 184 is positioned just below the moving up on the wafer stage WS1 along the loading guide 182 wafer W1 '.
【0114】 [0114]
この状態で、主制御装置90では、センターアップ180を所定位置まで下降駆動させる。 In this state, the main controller 90 lowers driving the center-up 180 to a predetermined position. このセンターアップ180の下降の途中で、ウエハW1'が第1のアンロードアーム184に受け渡されるので、主制御装置90ではウエハローダ制御装置に第1のアンロードアーム184のバキューム開始を指示する。 During the descent of the center-up 180, the wafer W1 'is delivered to the first unload arm 184, and instructs the vacuum start of the first unload arm 184 to the main control unit 90, the wafer loader control unit. これにより、第1のアンロードアーム184にウエハW1'が吸着保持される。 Accordingly, the wafer W1 'is attracted and held on the first unload arm 184.
【0115】 [0115]
次に、主制御装置90では、ウエハローダ制御装置に第1のアンロードアーム184の退避と第1のロードアーム188の移動開始を指示する。 Next, the main controller 90 instructs retracted and the first unload arm 184 to move the start of the first load arm 188 to the wafer loader control unit. これにより、第1のスライダ186と一体的に第1のアンロードアーム184が図7の−Y方向に移動を開始すると同時に第2のスライダ190がウエハW1を保持した第1のロードアーム188と一体的に+Y方向に移動を開始する。 Thus, the first load arm 188 which first slider 186 integrally with the first unload arm 184 is a second slider 190 at the same time starts to move in the -Y direction in FIG. 7 holds the wafer W1 It starts to move together to the + Y direction. そして、第1のロードアーム188がウエハステージWS1の上方に来たとき、ウエハローダ制御装置により第2のスライダ190が停止されるとともに第1のロードアーム188のバキュームが解除される。 Then, the first load arm 188 when it came to above the wafer stage WS1, the vacuum is in the first load arm 188 is released together with the second slider 190 is stopped by the wafer loader control unit.
【0116】 [0116]
この状態で、主制御装置90ではセンターアップ180を上昇駆動し、センターアップ180によりウエハW1を下方から持ち上げさせる。 In this state, rising driving the main controller 90 in the center-up 180, causes lift the wafer W1 from the lower side by the center-up 180. 次いで、主制御装置90ではウエハローダ制御装置にロードアームの退避を指示する。 Then, to indicate the evacuation of the load arm to the main control unit 90, the wafer loader control unit. これにより、第2のスライダ190が第1のロードアーム188と一体的に−Y方向に移動を開始して第1のロードアーム188の退避が行われる。 Thus, the second slider 190 is retracted in the first load arm 188 is made to start moving together to the -Y direction and the first load arm 188. この第1のロードアーム188の退避開始と同時に主制御装置90では、センターアップ180の下降駆動を開始してウエハW1をウエハステージWS1上の不図示のウエハホルダに載置させ、当該ウエハホルダのバキュームをオンにする。 In the first retracted simultaneously with the start main controller of the load arm 188 90 initiates a lowering drive of the center-up 180 to place the wafer W1 on the wafer holder on the wafer stage WS1, the vacuum of the wafer holder turn on. これにより、ウエハ交換の一連のシーケンスが終了する。 As a result, a series of the sequence of wafer exchange is completed.
【0117】 [0117]
第2の搬送システムは、同様に、図8に示されるように、右側のウエハローディング位置にあるウエハステージWS2との間で上述と同様にしてウエハ交換を行う。 The second transport system, similarly, as shown in FIG. 8, performs wafer exchange in the same manner as described above between the wafer stage WS2 to the right of the wafer loading position. この第2の搬送システムは、Y軸方向に延びる第2のローディングガイド192、この第2のローディングガイド192に沿って移動する第3のスライダ196及び第4のスライダ200、第3のスライダ196に取り付けられた第2のアンロードアーム194、第4のスライダ200に取り付けられた第2のロードアーム198等を含んで構成される第2のウエハローダと、ウエハステージWS2上に設けられた不図示の第2のセンターアップとから構成される。 The second transport system, the second loading guide 192 which extends in the Y-axis direction, the third slider 196 and fourth slider 200 that moves along the second loading guide 192, the third slider 196 second unload arm 194 which is attached, a second wafer loader configured to include a like second load arm 198 which is attached to the fourth slider 200, (not shown) provided on the wafer stage WS2 composed of a second center-up.
【0118】 [0118]
次に、図7及び図8に基づいて、本実施形態の特徴である2つのウエハステージによる並行処理について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 and 8, explaining the parallel processing by the two wafer stages, which is a feature of this embodiment.
【0119】 [0119]
図7には、ウエハステージWS2上のウエハW2を投影光学系PLを介して露光動作を行っている間に、左側ローディング位置にて上述の様にしてウエハステージWS1と第1の搬送システムとの間でウエハの交換が行われている状態の平面図が示されている。 7, during which the wafer W2 on the wafer stage WS2 is subjected to exposure operation through the projection optical system PL, the wafer stage WS1 and the first transport system at the left loading position in the manner described above plan view of a state in which replacement of the wafer is being performed is shown between. この場合、ウエハステージWS1上では、ウエハ交換に引き続いて後述するようにしてアライメント動作が行われる。 In this case, on the wafer stage WS1 is the alignment operation is performed subsequent to the wafer exchange as described later. なお、図7において、露光動作中のウエハステージWS2の位置制御は、干渉計システムの測長軸BI2X、BI3Yの計測値に基づいて行われ、ウエハ交換とアライメント動作が行われるウエハステージWS1の位置制御は、干渉計システムの測長軸BI1X、BI4Yの計測値に基づいて行われる。 In FIG. 7, the position control of the wafer stage WS2 during the exposure operation, the measurement axes BI2X of the interferometer system is performed based on the measurement values ​​of BI3Y, the position of the wafer stage WS1 to the wafer exchange and alignment operation is performed control, measurement axes BI1X of the interferometer system is performed based on the measurement values ​​of BI4Y.
【0120】 [0120]
この図7に示される左側のローディング位置ではアライメント系24aの真下にウエハステージWS1の基準マーク板FM1上の基準マークが来るような配置となっている。 This is a loading position on the left side shown in FIG. 7 has a configuration as a reference mark on the fiducial mark plate FM1 of the wafer stage WS1 comes directly below the alignment system 24a. このため、主制御装置90では、アライメント系24aにより基準マーク板FM1上の基準マークを計測する以前に、干渉計システムの測長軸BI4Yの干渉計のリセットを実施している。 Therefore, we have implemented the main controller 90, prior to measuring the reference mark on the fiducial mark plate FM1 by the alignment system 24a, the reset of the interferometer measurement axis BI4Y of the interferometer system.
【0121】 [0121]
上述したウエハ交換、干渉計のリセットに引き続いて、サーチアライメントが行われる。 Wafer exchange as described above, following the reset of the interferometer, the search alignment is performed. そのウエハ交換後に行われるサーチアライメントとは、ウエハW1の搬送中になされるプリアライメントだけでは位置誤差が大きいため、ウエハステージWS1上で再度行われるプリアライメントのことである。 The search alignment, which is performed after the wafer exchange, only the pre-alignment is performed during transport of the wafer W1 is because the position error is large, it is that the pre-alignment performed again on the wafer stage WS1. 具体的には、ステージWS1上に載置されたウエハW1上に形成された3つのサーチアライメントマーク(図示せず)の位置をアライメント系24aのLSA系のセンサ等を用いて計測し、その計測結果に基づいてウエハW1のX、Y、θ方向の位置合わせを行う。 Specifically, measured using a sensor or the like position of the LSA system of the alignment system 24a of three search alignment marks formed on the wafer W1 placed on the stage WS1 (not shown), the measurement X of the wafer W1, Y, positioning of θ direction performed on the basis of the results. このサーチアライメントの際の各部の動作は、主制御装置90により制御される。 The operation of each unit during the search alignment is controlled by the main controller 90.
【0122】 [0122]
このサーチアライメントの終了後、ウエハW1上の各ショット領域の配列をここではEGAを使って求めるファインアライメントが行われる。 After this search alignment completion, the arrangement of the shot areas on the wafer W1, where the fine alignment is performed to determine using EGA. 具体的には、干渉計システム(測長軸BI1X、BI4Y)により、ウエハステージWS1の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ(アライメントマーク位置データ)をもとに、ウエハステージWS1を順次移動させつつ、ウエハW1上の所定のサンプルショットのアライメントマーク位置をアライメント系24aのFIA系のセンサ等で計測し、この計測結果とショット配列の設計座標データに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。 Specifically, the interferometer system (measurement axis BI1X, BI4Y), while managing the position of the wafer stage WS1, shot array data on the design (alignment mark position data) on the basis of the wafer stage WS1 sequentially while moved, it measures the alignment mark position of predetermined sample shots on the wafer W1 by a sensor or the like of the FIA ​​system of the alignment system 24a, a statistical calculation using the least squares method based on the design coordinate data of the measurement result and shot sequences calculates all shot array data. なお、このEGAの際の各部の動作は主制御装置90により制御され、上記の演算は主制御装置90により行われる。 The operation of each part of the time of the EGA is controlled by main controller 90, the above operation is performed by the main controller 90. なお、この演算結果は、基準マーク板FM1の基準マーク位置を基準とする座標系に変換しておくことが望ましい。 Note that this calculation result, it is desirable to convert the coordinate system based on the reference mark position of the reference mark plate FM1.
【0123】 [0123]
本実施形態の場合、前述したように、アライメント系24aによる計測時に、露光時と同じAF/AL系132(図4参照)の計測、制御によるオートフォーカス/オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測が行われ、アライメント時と露光時との間にステージの姿勢によるオフセット(誤差)を生じさせないようにすることができる。 In this embodiment, as described above, at the time of measurement by the alignment system 24a, the measurement of the exposure time of the same AF / AL system 132 (see FIG. 4), the position of the alignment mark while executing the autofocus / autoleveling by control measurement is carried out, it is possible to prevent causing offset (error) due to the attitude of the stage during the time of alignment and exposure.
【0124】 [0124]
ウエハステージWS1側で、上記のウエハ交換、アライメント動作が行われている間に、ウエハステージWS2側では、図9に示されるような2枚のレチクルR1、R2を使い、露光条件を変えながら連続してステップ・アンド・スキャン方式により二重露光が行われる。 Continuous wafer stage WS1 side, above the wafer exchange, while the alignment operation is performed, the wafer stage WS2 side, using the two reticles R1, R2 as shown in FIG. 9, while changing the exposure condition double exposure is performed by the step-and-scan method was.
【0125】 [0125]
具体的には、前述したウエハW1側と同様にして、事前にEGAによるファインアライメントが行われており、この結果得られたウエハW2上のショット配列データ(基準マーク板FM2上の基準マークを基準とする)に基づいて、順次ウエハW2上のショット領域を投影光学系PLの光軸下方に移動させた後、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージRSTとウエハステージWS2とを走査方向に同期走査させることにより、スキャン露光が行われる。 Specifically, the reference in the same manner as the wafer W1 side described above, pre-and fine alignment is performed by EGA to the reference mark on the resulting shot array data on the wafer W2 (reference mark plate FM2 based on that), after moving sequentially shot areas on wafer W2 on the optical axis downward of the projection optical system PL, and each of the exposure of each shot area, synchronizes the reticle stage RST and the wafer stage WS2 in the scanning direction by scanned, scanning exposure is performed. このようなウエハW2上の全ショット領域に対する露光がレチクル交換後にも連続して行われる。 Such exposure of all the shot areas on wafer W2 is performed also continuously after the reticle exchange. 具体的な二重露光の露光順序としては、図10(A)に示されるように、ウエハW1の各ショット領域をレチクルR2(Aパターン)を使ってA1〜A12まで順次スキャン露光を行った後、駆動系30を用いてレチクルステージRSTを走査方向に所定量移動してレチクルR1(Bパターン)を露光位置に設定した後、図10(B)に示されるB1〜B12の順序でスキャン露光を行う。 The exposure sequence of a specific double exposure, as shown in FIG. 10 (A), after sequentially scanning exposure of each shot area of ​​the wafer W1 to A1~A12 using reticle R2 (A pattern) after a predetermined amount moves the reticle stage RST in the scanning direction by using the driving system 30 reticle R1 with (B pattern) is set to the exposure position, a scanning exposure in the order of B1~B12 that shown in FIG. 10 (B) do. この時、レチクルR2とレチクルR1では露光条件(AF/AL、露光量)や透過率が異なるので、レチクルアライメント時にそれぞれの条件を計測し、その結果に応じて条件の変更を行う必要がある。 At this time, the reticle R2 and the reticle R1 in the exposure condition (AF / AL, exposure amount) since and transmittance are different, the respective conditions were measured during the reticle alignment, it is necessary to change the conditions in accordance with the result.
【0126】 [0126]
このウエハW2の二重露光中の各部の動作も主制御装置90によって制御される。 Operation of each part in the double exposure of the wafer W2 are also controlled by the main control unit 90.
【0127】 [0127]
上述した図7に示す2つのウエハステージWS1、WS2上で並行して行われる露光シーケンスとウエハ交換・アライメントシーケンスとは、先に終了したウエハステージの方が待ち状態となり、両方の動作が終了した時点で図8に示す位置までウエハステージWS1、WS2が移動制御される。 The two wafer stages WS1, the exposure sequence is performed in parallel on WS2 and the wafer exchange and alignment sequence shown in Figure 7 described above, a state waiting found the following wafer stage ended earlier, both operation is completed wafer stage WS1 when to the position shown in FIG. 8, WS2 are moved controlled. そして、露光シーケンスが終了したウエハステージWS2上のウエハW2は、右側ローディングポジションでウエハ交換がなされ、アライメントシーケンスが終了したウエハステージWS1上のウエハW1は、投影光学系PLの下で露光シーケンスが行われる。 The wafer W2 on the wafer stage WS2 the exposure sequence has been completed, wafer exchange is performed on the right loading position, wafer W1 on the wafer stage WS1 to the alignment sequence has been completed, the exposure sequence under the projection optical system PL row divide.
【0128】 [0128]
図8に示される右側ローディングポジションでは、左側ローディングポジションと同様にアライメント系24bの下に基準マーク板FM2上の基準マークが来るように配置されており、前述のウエハ交換動作とアライメントシーケンスとが実行される事となる。 In the right loading position shown in Figure 8, the left loading position and is placed flush reference mark on the reference mark plate FM2 under Similarly alignment system 24b and, execution and wafer exchange operation and the alignment sequence described above the thing to be. 勿論、干渉計システムの測長軸BI5Yの干渉計のリセット動作は、アライメント系24bによる基準マーク板FM2上のマーク検出に先立って実行されている。 Of course, the reset operation of the interferometer measurement axis BI5Y of the interferometer system has been executed prior to the mark detection on the reference mark plate FM2 by the alignment system 24b.
【0129】 [0129]
次に、図7の状態から図8の状態へ移行する際の、主制御装置90による干渉計のリセット動作について説明する。 Next, when shifting from the state in FIG. 7 to the state of FIG. 8, the reset operation of the interferometer according to the main controller 90 will be described.
【0130】 [0130]
ウエハステージWS1は、左側ローディングポジションでアライメントを行った後に、図8に示される投影光学系PLの光軸AX中心(投影中心)の真下に基準マーク板FM1上の基準マークが来る位置まで移動されるが、この移動の途中で測長軸BI4Yの干渉計ビームが、ウエハステージWS1の反射面21に入射されなくなるので、アライメント終了後直ちに図8の位置までウエハステージを移動させることは困難である。 Wafer stage WS1, after performing alignment at the left loading position, is moved to a position that comes reference mark on the reference mark plate FM1 just under the optical axis AX center of the projection optical system PL shown in FIG. 8 (projection center) that is, interferometer beams of the middle measurement axes BI4Y of this movement, since not be incident on the reflection surface 21 of the wafer stage WS1, it is difficult to move the wafer stage to the position of the alignment immediately after termination 8 . このため、本実施形態では、次のような工夫をしている。 Therefore, in the present embodiment, the the following contrivance.
【0131】 [0131]
すなわち、先に説明したように、本実施形態では、左側ローディングポジションにウエハステージWS1がある場合に、アライメント系24aの真下に基準マーク板FM1が来るように設定されており、この位置で測長軸BI4Yの干渉計がリセットされているので、この位置までウエハステージWS1を一旦戻し、その位置から予めわかっているアライメント系24aの検出中心と投影光学系PLの光軸中心(投影中心)との距離(便宜上BLとする)にもとづいて、干渉計ビームの切れることのない測長軸BI1Xの干渉計16の計測値をモニタしつつ、ウエハステージWS1を距離BLだけX軸方向右側に移動させる。 That is, as described above, in the present embodiment, if there is a wafer stage WS1 to the left loading position, is set so that the reference mark plate FM1 comes directly below the alignment system 24a, length measuring in this position since the interferometer axis BI4Y is reset, returning once the wafer stage WS1 up to this position, the detection center and the projection optical system PL of the alignment system 24a which is known in advance from the position the optical axis center (projection center) and the based on the distance (for convenience and BL), while monitoring the measurement values ​​of interferometer 16 of the interferometer beams of cut that no measurement axes BI1X, moves the wafer stage WS1 by a distance BL in the X axis direction the right. これにより、図8に示される位置までウエハステージWS1が移動されることになる。 As a result, the wafer stage WS1 to the position shown in Figure 8 is moved. そして、主制御装置90では、レチクルアライメント顕微鏡142、144の少なくとも一方を用いて、基準マーク板FM1上のマークとレチクルマークとの相対位置関係を計測するのに先立って測長軸BI3Yの干渉計をリセットする。 Then, the main controller 90, using at least one of the reticle alignment microscopes 142, 144, interferometer measurement axes BI3Y prior to measuring the relative positional relationship between the mark and the reticle marks on the reference mark plate FM1 the reset. リセット動作は、次に使用する測長軸がウエハステージ側面を照射できるようになった時点で実行することができる。 Reset operation may then length-measuring axis used to execute as they become able irradiate the wafer stage side.
【0132】 [0132]
このように、干渉計のリセット動作を行っても高精度アライメントが可能な理由は、アライメント系24aにより基準マーク板FM1上の基準マークを計測した後、ウエハW1上の各ショット領域のアライメントマークを計測することにより、基準マークと、ウエハマークの計測により算出された仮想位置との間隔を同一のセンサにより算出しているためである。 The reason why that can be highly precise alignment to reset operation of the interferometer, after measuring the reference mark on the fiducial mark plate FM1 by the alignment system 24a, the alignment mark of each shot area on wafer W1 by measuring, the reference mark is because the distance between the virtual position calculated by the measurement of the wafer mark is calculated by the same sensor. この時点で基準マークと露光すべき位置の相対距離が求められていることから、露光前にレチクルアライメント顕微鏡142、144により露光位置と基準マーク位置との対応がとれていれば、その値に前記相対距離を加えることにより、Y軸方向の干渉計の干渉計ビームがウエハステージの移動中に切れて再度リセットを行ったとしても高精度な露光動作を行うことができるのである。 Since the relative distance position to be exposed with the reference marks are required at this point, if the corresponding Tore the exposure position and the reference mark position by the reticle alignment microscopes 142, 144 before the exposure, the its value by adding the relative distance, it is possible to interferometer beams in the Y-axis direction of the interferometer to perform highly accurate exposure operation even when subjected to reset again off during movement of the wafer stage.
【0133】 [0133]
なお、アライメント終了位置から図8の位置にウエハステージWS1が移動する間に、測長軸BI4Yが切れないような場合には、測長軸BI1X、BI4Yの計測値をモニタしつつ、アライメント終了後に直ちに、図8の位置までウエハステージを直線的に移動させてもよいことは勿論である。 Incidentally, while the wafer stage WS1 from the alignment completion position to the position of FIG. 8 is moved, if that does not expired measurement axis BI4Y is measurement axis BI1X, while monitoring the measurement values ​​of BI4Y, after completion of the alignment immediately, it is of course, be linearly moves the wafer stage to the position of FIG. この場合、ウエハステージWS1のY軸と直交する反射面21に投影光学系PLの光軸AXを通る測長軸BI3Yがかかった時点で干渉計のリセット動作を行うようにしても良い。 In this case, it may be performed a reset operation of the interferometer at the point where the optical axis measurement axis BI3Y passing through the AX took of the projection optical system PL on the reflecting surface 21 which is perpendicular to the Y axis of the wafer stage WS1.
【0134】 [0134]
上記と同様にして、露光終了位置からウエハステージWS2を図8に示される右側のローディングポジションまで移動させ、測長軸BI5Yの干渉計のリセット動作を行えば良い。 In the same manner as described above, is moved from the exposure end position of the wafer stage WS2 to the right loading position shown in FIG. 8, it may be performed a reset operation of the interferometer measurement axis BI5Y.
【0135】 [0135]
また、本実施形態では、2つのウエハステージWS1、WS2を使って異なる動作を同時並行処理することから、一方のステージで行われる動作が他方のステージの動作に影響(外乱)を与える可能性がある。 Further, in the present embodiment, since the simultaneous parallel processing of different operations using the two wafer stages WS1, WS2, possibly operation performed in one stage affects the operation of the other stage (disturbance) is there. このため、2つのステージWS1、WS2上で行われる動作のタイミングを調整する必要がある。 Therefore, it is necessary to adjust the timing of the operation performed on the two stages WS1, WS2.
【0136】 [0136]
次に、図11ないし図13を使って、2つのステージWS1、WS2上で行われる動作のタイミング調整について説明する。 Then use 11 to 13, the timing adjustment operation will be described which is performed on the two stages WS1, WS2.
【0137】 [0137]
図11には、ステージWS1上に保持されるウエハW1上の各ショット領域を順次露光する露光シーケンスのタイミングの一例が示され、図12には、これと並行処理されるステージWS2上に保持されるウエハW2上のアライメントシーケンスのタイミングが示されている。 FIG 11 is shown an example of the timing of the exposure sequence for successively exposing the respective shot areas on the wafer W1 held on the stage WS1 is, in FIG. 12 is held on the stage WS2, which is parallel processing to this timing alignment sequence on the wafer W2 is shown that. そして、本実施形態では、2つのステージWS1、WS2を独立して2次元方向に移動させながら、ウエハW1に対して露光シーケンスを行うとともに、これと並行してウエハW2に対してアライメントシーケンスを行うことにより、スループットの向上を図っている。 In the present embodiment, while moving in a two-dimensional direction independently two stages WS1, WS2, performs exposure sequence for the wafer W1, the alignment sequence for the wafer W2 parallel to this by, thereby improving the throughput.
【0138】 [0138]
ところで、2つのステージWS1、WS2で行われる動作には、一方のステージ上で行われる動作が他方のステージ上の動作に影響を与える外乱要因動作と、逆に、一方のステージ上で行われる動作が他方のステージ上の動作に影響を与えない非外乱要因動作とがある。 Incidentally, the operation performed in two stages WS1, WS2, operation operation performed on one stage and disturbance factor operation affecting operation of the other stage, conversely, it is carried out on one of the stages there is a non-disturbance factor operation which does not affect the operation on the other stage. そこで、本実施形態では、並行処理が行われる動作の内、外乱要因動作と非外乱要因動作とに分けて、外乱要因動作同士、あるいは非外乱要因動作同士をできるだけ同時に行うようにタイミング調整を図っている。 Therefore, in this embodiment, aimed among operations parallel processing is performed, divided into disturbance factor operations and non-disturbance factor operation and the timing adjustment so as to perform disturbance factor operation between, or Higairan factor operation between possible simultaneously ing.
【0139】 [0139]
図13に示される動作のタイミング調整を開始するに当たって、まず、主制御装置90は、露光動作を行う投影光学系PLの露光位置にステージWS1に保持されたウエハW1の露光開始位置を合わせるとともに、アライメント動作が行われるアライメント系24bの検出位置にステージWS2に保持されたウエハW2上のマークの検出開始位置に合わせた状態で、ステージ上で実行される動作開始コマンドが入力されるのを待機している。 To begin the timing adjustment operation shown in FIG. 13, first, the main controller 90, as well as adjust the exposure start position of the wafer W1 held on the stage WS1 to the exposure position of the projection optical system PL which performs the exposure operation, while matching the detected start position of the mark on the wafer W2 where the alignment operation is held on the stage WS2 to the detection position of the alignment system 24b to be performed, and waits for operation start command to be executed on the stage are input ing.
【0140】 [0140]
そして、主制御装置90は、その動作開始コマンドが入力されると、ステップS2においてウエハW1上で行われる露光動作が外乱要因とならない動作(非外乱要因動作)であるか否かを判断する。 Then, main controller 90, when the operation start command is inputted, the exposure operation performed on the wafer W1 in step S2 it is judged whether an operation not a disturbance factor (non-disturbance factor operation). ここで、ウエハW1上で行われるスキャン露光動作は、ウエハW1とレチクルRとを等速で同期走査させることから、他のステージに影響を及ぼさない非外乱要因動作である。 Here, the scanning exposure operation performed on the wafer W1, since to synchronously scanning the wafer W1 and the reticle R at a constant speed, it is a non-disturbance factor operation which does not affect the other stage. しかし、その等速スキャン前後の加減速域やショット領域間を移動する際のステッピング動作中は、ステージWS1を加速・減速駆動するため外乱要因動作となる。 However, during the stepping operation when moving between acceleration and deceleration zone or shot region of the constant velocity scan back and forth is a disturbance factor operation for driving acceleration and deceleration of the stage WS1. また、ウエハW2上でアライメント動作を行う場合は、アライメント系にマークを合わせて静止状態でマーク計測を行うため、他のステージに影響を及ぼすことのない非外乱要因動作となるが、計測するマーク間を移動するステッピング動作は、ステージWS2を加速・減速駆動するため外乱要因動作となる。 In the case of performing the alignment operation on the wafer W2, for performing the mark measurement to match the mark alignment system at rest, but becomes a non-disturbance factor operation without affecting the other stages, measuring mark stepping operation of moving across is a disturbance factor operation for driving acceleration and deceleration of the stage WS2.
【0141】 [0141]
そこで、ステップS2において、ウエハW1上で行われる動作がスキャン露光中のように非外乱要因動作の場合は、他のステージWS2上でステッピング動作などの外乱要因動作が行われると露光精度が低下するため、ウエハW2上で並行処理される動作として外乱要因動作を排除する必要がある。 Therefore, in step S2, if the operation performed on the wafer W1 is Higairan factors operate as during a scanning exposure, the exposure accuracy disturbance factor operation such as the stepping operation is performed is reduced on the other stage WS2 Therefore, it is necessary to exclude the disturbance factor operation as the operation to be concurrently processed on the wafer W2. 従って、主制御装置90は、ステップS2の判断が肯定された場合、ウエハW2上で次に行われる動作が同時に実行可能な非外乱要因動作か否かを判断する(ステップS4)。 Accordingly, the main controller 90, if the determination in step S2 is affirmative, then the operation to be performed on the wafer W2 to determine whether viable non disturbance factor operation simultaneously (step S4). ウエハW2上で同時に実行可能な非外乱要因動作としては、例えば、静止状態で行われるマーク検出動作がある。 Non disturbance factor operation which can be executed simultaneously on the wafer W2, for example, a mark detection operation performed in a stationary state. この場合には、上述した非外乱要因動作同士を同時に実行するようにする(ステップS6)。 In this case, so as to perform a non-disturbance factor operation between the above simultaneously (step S6).
【0142】 [0142]
また、ステップS4において、動作タイミングがずれたり、検出すべきマークが無い場合は、同時に実行可能な非外乱要因動作が無いため、ステップS8に移ってウエハW1上でのスキャン露光動作を実行し、ウエハW2での処理動作を待機させる。 Further, in step S4, or shift operation timing, when the mark to be detected is not provided, because there is no viable non disturbance factor operation simultaneously perform the scanning exposure operation on the wafer W1 shifts to step S8, to wait the processing operation of the wafer W2. そして、主制御装置90では、ステップS10においてウエハW1、W2上における非外乱要因動作が終了したか否かを判断し、終了していなければステップS6に戻って上記動作が繰り返し行われ、終了していれば次のステップS12で次の処理動作の有無が判断される。 Then, the main controller 90, the non-disturbance factor operation on the wafer W1, W2 is determined whether or not it is completed in step S10, the operation is repeated returning to step S6 if not, exit whether or not there is a subsequent processing operation in the next step S12, it is determined if. ステップS12において、次の処理動作がある場合は、ステップS2に戻って上記動作が繰り返され、また、次の処理動作が無い場合は終了する。 In step S12, if there is a next processing operation, the operation is repeated returning to step S2, In the case the next processing operation is not completed.
【0143】 [0143]
また、主制御装置90は、ステップS2において、ステージWS1をステッピング移動させてウエハW1上のショット領域間を移動する場合、これを外乱要因動作と判断してステップS14に移る。 The main control unit 90, in step S2, if the stage WS1 by stepping movement to move between the shot areas on the wafer W1, proceeds to step S14 so determines that the disturbance factor operation. 主制御装置90は、ウエハW2上で次に行われる動作が同時に実行可能な外乱要因動作か否かを判断する(ステップS14)。 The main controller 90 then operation performed on the wafer W2 to determine whether executable disturbance factor operation simultaneously (step S14). ウエハW2上で同時に実行可能な外乱要因動作としては、例えば、計測マーク間のステッピング移動などがある。 The executable disturbance factor operation simultaneously on the wafer W2, for example, a stepping movement between measurement marks. そのため、ステップS16において上記した外乱要因動作同士を同時に実行するようにする。 Therefore, so as to perform the disturbance factor operation between the time the in step S16.
【0144】 [0144]
また、ステップS14において、動作タイミングがずれたり、計測マーク間のステッピング移動が無い場合は、同時に実行可能な外乱要因動作が無いため、ステップS18に移ってウエハW1上でのステッピング動作を実行し、ウエハW2上での処理動作を待機させる。 Further, in step S14, or shift operation timing, when there is no stepping movement between measurement marks, there is no viable disturbance factor operation simultaneously perform the stepping operation on the wafer W1 moves to step S18, the processing operation on the wafer W2 on standby. そして、主制御装置90では、ステップS20においてウエハW1、W2上における外乱要因動作が終了したか否かを判断し、終了していなければステップS16に戻って上記動作が繰り返し行われ、終了していればステップS12に移って次に処理すべき動作の有無が判断される。 Then, the main controller 90 determines whether disturbance factor operation is completed on the wafer W1, W2 in step S20, the operation is repeated returning to step S16 if not terminated, it has been completed the presence or absence of operation to be processed next proceeds to step S12, it is determined if Re. ステップS12において、次の処理すべき動作がある場合は、再びステップS2に戻って上記動作が繰り返され、また、次に処理すべき動作が無い場合は終了する。 In step S12, if there is a next processing operation to be again the operation is repeated returning to step S2, also when the operation to be processed next is not finished.
【0145】 [0145]
次に、図11及び図12を用いて、上記した2つのウエハW1、W2上における動作タイミングの一調整例を説明する。 Next, with reference to FIGS. 11 and 12, for explaining an example of adjusting the operation timing of the two wafers W1, on W2 described above. まず、図11に示されるウエハW1上では、一点鎖線の矢印に沿って動作番号「1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23」で示されるスキャン露光動作(非外乱要因動作)が順次行われる。 First, on the wafer W1 shown in FIG. 11, the scan indicated by operation number "1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23" along the dashed-line arrow exposure operation (non-disturbance factor operation) are sequentially performed. また、図12に示されるウエハW2上では、このスキャン露光動作に同期するように、動作番号「1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、……」で示される各アライメントマーク位置において静止状態でマーク計測動作(非外乱要因動作)が行われていることがわかる。 Further, on the wafer W2 shown in Figure 12, in synchronization with the scanning exposure operation, the operation number "1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23, ... it can be seen that ... mark measurement operation in stationary state in the alignment marks position indicated by "(non-disturbance factor operation) is performed. 一方、アライメントシーケンスにおいても、スキャン露光中は等速運動なので外乱とはならず、高精度計測が行えることになる。 On the other hand, even in the alignment sequence, during a scanning exposure it does not become so uniform motion disturbances, thereby capable of performing high-precision measurement.
【0146】 [0146]
なお、図12のアライメントシーケンス(EGA)では、各ショット領域毎に2点のアライメントマークを計測しているが、図中のアライメントマークに動作番号が入っていないものがある。 In the alignment sequence of FIG. 12 (EGA), but measures the alignment mark two points for each shot region, there is that does not have the motion number in the alignment mark in FIG. これは、例えば最初のアライメントショットにおける下側マーク(図中の動作番号3)の近傍に、次のアライメントショットの上側マーク(図中の動作番号4の手前)がある場合は、上記下側マークと同時に上側マークを計測するか、あるいは他方のウエハステージWS1に対して同期精度に影響を与えない程度の加速度でウエハステージWS2を微少距離移動させてから上側マークを計測するため、同じ動作番号(ここでは3)で表してある。 This, for example in the vicinity of the lower mark (operation number 3 in the figure) in the first alignment shot, if there are upper mark of the next alignment shot (before the operation number 4 in the figure), the lower mark at the same time to measure the upper mark of the wafer stage WS2 from by minute distance movement at an acceleration of a degree that does not affect the synchronization accuracy or to measure the upper mark, or to the other wafer stage WS1, the same operation number ( here it is expressed by 3). これ以外のアライメントマークの動作番号についても同様にして計測が行われているものとする。 Assumed to be performed measured in the same manner, the operation number of the other alignment mark.
【0147】 [0147]
さらに、図11に示されるウエハW1上では、スキャン露光を行うショット領域間のステッピング移動(外乱要因動作)が動作番号「2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22」で示されるタイミングで行われ、図12のウエハW2上では、このウエハW1のステッピング移動に同期するように、計測マーク間のステッピング移動(外乱要因動作)を動作番号「2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、……」で示されるタイミングで行われる。 Furthermore, on the wafer W1 shown in FIG. 11, the stepping movement between shot areas to perform the scanning exposure (disturbance factor operation) operation number "2,4,6,8,10,12,14,16,18,20 is performed at the timing shown at 22 ", on the wafer W2 in FIG. 12, in synchronization with the stepping movement of the wafer W1, the operation of the stepping movement between measurement marks (disturbance factor operation) number" 2,4, 6,8,10,12,14,16,18,20,22, is carried out at the timing indicated by ...... ".
【0148】 [0148]
また、図7に示されるように、ウエハW1でウエハの交換動作を行い、ウエハW2でスキャン露光を行う場合、第1のロードアーム188からウエハW1をセンターアップ180に受け渡す時に生じる振動等は外乱要因となる。 Further, as shown in FIG. 7, to exchange operation of the wafer in the wafer W1, when performing scanning exposure in the wafer W2, vibration occurring when passing from the first load arm 188 to the wafer W1 to the center-up 180 the disturbance factor. しかし、この場合にウエハW2をスキャン露光の前後で待機させるように主制御装置90がタイミング調整を行うことが考えられる。 However, the main controller 90 so as to wait before and after the wafer W2 scanning exposure is conceivable to perform timing adjustment in this case. また、ウエハW2において、ウエハとレチクルの同期走査が等速度になる前後の加減速時は、外乱要因となるため、これに同期させてウエハW1の受け渡しを行うようにタイミング調整を行っても良い。 Further, the wafer W2, when acceleration and deceleration before and after the synchronous scanning of the wafer and the reticle is constant speed, since the disturbance factor, may be performed timing adjustment to transferring the wafer W1 in synchronization with this .
【0149】 [0149]
このように、主制御装置90は、2つのステージにそれぞれ保持されたウエハW1、W2上で並行処理する動作の内、できるだけ外乱要因となる動作同士、あるいは非外乱要因となる動作同士を同期して行うように、動作タイミングを調整することにより、2つのステージでそれぞれの動作を並行処理する場合であっても、互いに外乱の影響を受けないようにすることができる。 Thus, the main controller 90, among the operations to be concurrently processed by the two stage on the wafer W1, W2 held respectively synchronized operation between the possible disturbance factor, or an operation that can produce a Higairan cause the as carried out, by adjusting the operation timing, even in the case of parallel processing of each of the operation in two stages, it is possible to prevent the influence of the disturbance to each other.
【0150】 [0150]
上述したタイミング調整は、全て主制御装置90によって行われる。 Timing adjustment described above are all performed by the main control unit 90.
【0151】 [0151]
次に、2つのウエハステージWS1、WS2同士が接触するか否かの干渉条件について図14(A)、(B)を用いて説明する。 Next, whether the interference condition two wafer stages WS1, WS2 contact each other FIG. 14 (A), the will be described with reference to (B).
【0152】 [0152]
図14(A)では、ウェハステージWS2が投影光学系PLの下にあって、上述したTTRアライメント系によりウエハステージWS2上の基準マーク板FM2上の基準マークを観察している状態が示されている。 In FIG. 14 (A), the wafer stage WS2 is in the under the projection optical system PL, in a state that observing the reference mark on the fiducial mark plate FM2 on the wafer stage WS2 is indicated by the TTR alignment system described above there. この時のウエハステージWS2の座標位置(x,y)を(0,0)とする。 Coordinate position of the wafer stage WS2 at this time is (x, y) and (0,0). 基準マーク板FM2上の基準マークからウエハステージWS2の左端のX座標を(−Wa)とすると、ウエハステージWS2の左端の座標位置は(−Wa,y)となる。 From the reference mark on the reference mark plate FM2 the leftmost X-coordinate of the wafer stage WS2 and (-Wa), the coordinate position of the left end of the wafer stage WS2 becomes (-Wa, y).
【0153】 [0153]
また、ウェハステージWS1の座標位置は、同じく投影光学系PLの下までウエハステージWS1上の基準マーク板FM1を移動させて基準マークを計測した時の座標位置を(0,0)とし、そこから図14(A)に示されるウエハステージWS1の位置までの移動量を(−Xb)とし、基準マーク板FM1の基準マークからウエハステージWS1の右端のX座標を(Wb)とすると、ウエハステージWS1の右端の座標位置は(−Xb+Wb,y)となる。 The coordinate position of the wafer stage WS1 is to also coordinate position when moving the fiducial mark plate FM1 on the wafer stage WS1 by the measurement of the reference mark to the bottom of the projection optical system PL and (0,0), from which the amount of movement to a position of the wafer stage WS1 to shown in FIG. 14 (a) and (-Xb), when the reference mark of the reference mark plate FM1 and the right end of the X-coordinate of the wafer stage WS1 and (Wb), the wafer stage WS1 coordinate position of the right edge of the (-Xb + Wb, y).
【0154】 [0154]
ここで両方のウエハステージWS1、WS2が互いに干渉しない条件としては、ウエハステージWS2の左端とウエハステージWS1の右端とが接触しない状態であるため、0<−Wa−(−Xb+Wb)の条件式で表わすことができる。 Here, as both of the conditions the wafer stage WS1, WS2 do not interfere with each other, since the right end of the left and the wafer stage WS1 in the wafer stage WS2 is in a state not in contact, 0 <-Wa - the conditional expression of - (Xb + Wb) it can be expressed.
【0155】 [0155]
また、これとは逆に、図14(B)では、ウェハステージWS1を図14(A)の状態から(−Xa)の方向に所定距離移動させて、2つのウエハステージWS1、WS2が重なり合った状態を想定している(実際に2つのウエハステージは重なり合わないが、各ウエハステージを独立して制御する際に、各ステージの目標値が図14(B)のように設定される可能性がある)。 Further, on the contrary, in FIG. 14 (B), the wafer stage WS1 in the direction by a predetermined distance moved in FIG. 14 from the state of (A) (-Xa), 2 two wafer stages WS1, WS2 are overlapped assumes a state (but not overlap actually two wafer stages, when controlling the respective wafer stages independently, possibility that target values ​​for each stage are set as shown in FIG. 14 (B) there is). この場合におけるウエハステージWS2の左端の座標位置は、(−Xa−Wa,y)となり、両ウエハステージWS1、WS2が互いに干渉する条件として、ウエハステージWS2の左端とウエハステージWS1の右端とが接触するか重なり合う状態であるため、0>−Xa−Wa−(−Xb+Wb)で示される条件式で表すことができる。 Coordinate position of the left end of the wafer stage WS2 in this case, (- Xa-Wa, y) becomes, as both wafer stages WS1, WS2 conditions interfere with each other, the contact with the right end of the left and the wafer stage WS1 in the wafer stage WS2 is or overlap for a state, 0> -Xa-Wa - can be represented by the conditional expression represented by - (Xb + Wb).
【0156】 [0156]
そして、上記条件式を基準点を同じ座標にした一般式で表すと、 When represented by the general formula in which the reference point to the same coordinates the conditional expression,
Wa+Wb<Xb−Xa……………条件式1 Wa + Wb <Xb-Xa ............... Condition 1
となり、この条件式1を満たしている場合は、2つのウエハステージ同士が干渉することなく自由に移動することができる。 Next, if they meet the condition 1 can be between two wafer stages are free to move without interference.
【0157】 [0157]
また、次の条件式2を満たす場合は、2つのウエハステージ同士が接触して干渉が発生する。 Also, if it meets the following condition: 2, interference in contact with each other two wafer stages are generated.
【0158】 [0158]
Wa+Wb≧Xb−Xa……………条件式2 Wa + Wb ≧ Xb-Xa ............... Condition 2
従って、主制御装置90は、できるだけ条件式1を満たす様に各ウエハステージWS1、WS2の移動を制御しつつ、条件式2を満たす状況が予想される場合は、いずれか一方のステージを待機させてステージ同士の干渉が発生するのを防止するように制御する必要がある。 Accordingly, the main controller 90, if while controlling the movement of the possible conditional expressions 1 each wafer stage so as to satisfy the WS1, WS2, a situation satisfying the condition 2 is expected to wait for one of the stages it is necessary to control the interference of the stage with each other to prevent the occurrence Te. なお、上述した条件式1及び2は、説明を分かり易くするために2つに分けて説明したが、一方の条件式が他方の条件式の否定の関係にあるため、実質的には1つの条件式である。 Incidentally, Condition 1 and 2 described above has been described in two for clarity of description, since the one conditional formula is in the negative relationship between the other condition, substantially one it is a conditional expression.
【0159】 [0159]
そして、上記した条件式に基づいて主制御装置90により両ウエハステージを干渉させることなく移動制御を行う場合のシーケンスを図15のフローチャートを用いて説明する。 Then, with reference to the flowchart of FIG. 15 a sequence when performing movement control without interfering the both wafer stages by the main controller 90 on the basis of the conditional expression described above. まず、主制御装置90は、制御動作を開始するに当たって、2つのウエハステージWS1、WS2の座標位置を同一の基準位置(ここでは、投影光学系PLの光軸位置)を原点(0,0)とする干渉計の値を用いて計測し、必要なパラメータ(ここでは、WaとWb)を予めメモリ91に格納された上記条件式1に代入する。 First, the main controller 90, when starting the control operation, the two wafer stages WS1, the same reference position coordinate position of WS2 (here, the optical axis position of the projection optical system PL) origin (0, 0) the value of the interferometer is measured using the necessary parameters (here, Wa and Wb) are substituted into the conditional expression 1, which is stored in advance in the memory 91.
【0160】 [0160]
そして、主制御装置90は、ステージの移動制御が開始されると、干渉計の測長軸(BI1X,BI2X等)に基づいて2つのウエハステージWS1・WS2の現在位置を把握するとともに、ステージ制御装置38に入力される駆動目標値に基づいて、将来的なステージWS1・WS2座標位置を演算して予測することができる。 Then, main controller 90, the movement control of the stage is started, the measurement axes of the interferometer (BI1X, BI2X, etc.) to grasp the current position of the two wafer stages WS1 · WS2 on the basis of, the stage control based on the driving target value to be inputted to the device 38, it can be predicted by calculating the future stages WS1 · WS2 coordinate position. 主制御装置90は、これら座標位置から2つのステージWS1・WS2の基準位置からの移動方向と移動距離(ここでは、XbとXa)を求めて上記条件式1に代入することにより、条件式1(Wa+Wb<Xb−Xa)を満足するか否かを判断することができる(ステップS30)。 The main control unit 90 includes a moving distance (here, Xb and Xa) movement direction from the reference position of the two stages WS1 · WS2 from these coordinate positions by substituting the above-mentioned conditional expressions 1 seeking, Condition 1 (Wa + Wb <Xb-Xa) can determine whether to satisfy (step S30).
【0161】 [0161]
条件式1を満足する場合は、2つのウエハステージWS1・WS2同士の干渉が起こらないため、両ステージWS1・WS2を独立して移動制御することができる(ステップS32)。 When satisfying the expression 1, since the two wafer stages WS1 · WS2 interference with each other does not occur, it can be moved independently control both stages WS1 · WS2 (step S32).
【0162】 [0162]
また、ステップS30で条件式1を満足しない場合は、ウエハステージWS1・WS2間で干渉が発生するため、主制御装置90では、それぞれのステージWS1、WS2上で行われる動作の終了までの時間を比較する(ステップS34)。 When not satisfy the condition 1 in a step S30, the interference between the wafer stage WS1 · WS2 occurs, the main controller 90, the time until the end of the operation to be performed on each stage WS1, WS2 comparing (step S34). ここで、ステージWS1の方が早く終了する場合は、主制御装置90がステージWS1を待機させて、ウエハステージWS2を優先的に移動制御させる(ステップS36)。 Here, if the direction of the stage WS1 is completed earlier, the main control unit 90 is on standby the stage WS1, causes the wafer stage WS2 preferentially movement controlled (step S36). そして、主制御装置90は、ウエハステージWS2を移動制御している間に、上記条件式1を満足するような状況になったか否かを常に判断し(ステップS38)、条件式1が満足されない間はステップS36に戻ってウエハステージWS2側を優先的に移動制御する。 Then, the main controller 90, while the movement control of the wafer stage WS2, whether it is a situation that satisfies the conditional expression 1 is always judged (step S38), the conditional expression 1 is not satisfied during the wafer stage WS2 side movement control preferentially returns to step S36. また、ステップS38で条件式1を満足するようになった場合、主制御装置90は、待機状態にあるウエハステージWS1を解除して(ステップS40)、ウエハステージWS1・WS2をそれぞれ独立して移動制御するようにする(ステップS32)。 Also, when it becomes to satisfy the expression 1 in step S38, the main control unit 90 releases the wafer stage WS1 in the standby state (step S40), the wafer stage WS1 · WS2 independently moved so as to control (step S32).
【0163】 [0163]
さらに、ステップS34において、ステージWS2の方が早く終了する場合は、主制御装置90がステージWS2の方を待機させ、ウエハステージWS1を優先的に移動制御する(ステップS42)。 Further, in step S34, if the ends earlier found the following stage WS2, the main control unit 90 to wait towards the stage WS2, the wafer stage WS1 preferentially movement control (step S42). 主制御装置90は、ウエハステージWS1を移動制御している間に、上記条件式1を満足するような状況になったか否かを常に判断し(ステップS44)、条件式1を満足しない間はステップS42に戻ってウエハステージWS1を優先的に移動制御する。 The main control device 90, while moving controls the wafer stage WS1, whether it is a situation that satisfies the conditional expression 1 is always judged (step S44), while not satisfy the conditional expression 1 the wafer stage WS1 is moved preferentially controlled returns to step S42. ステップS44で条件式1を満足するような状況になった場合、主制御装置90は、待機状態にあるウエハステージWS2を解除して(ステップS40)、ウエハステージWS1・WS2を独立して移動制御するようにする(ステップS32)。 Step S44 If a situation such as to satisfy the condition 1, the main control unit 90 releases the wafer stage WS2 in the standby state (step S40), independently control the movement of the wafer stage WS1 · WS2 to be in (step S32).
【0164】 [0164]
そして、主制御装置90は、ステージの移動制御を引き続き行う場合は、ステップS46からステップS30に戻って上記移動制御を繰り返し行い、ステージを移動制御しない場合は制御動作を終了する。 Then, main controller 90, if the continue controlling movement of the stage, repeats the above movement control returns from step S46 to step S30, if not control the movement of the stage to end the control operation.
【0165】 [0165]
このように、主制御装置90は、上記条件式とステージ制御装置38を介して2つのステージWS1・WS2を移動制御することにより、両ステージ同士が干渉しないようにすることが可能になる。 Thus, the main controller 90, by moving control two stages WS1 · WS2 via the conditional expression and the stage control unit 38, it is possible to both stages each other so as not to interfere.
【0166】 [0166]
ところで、前述した二重露光法を実施する場合は、露光動作を2回繰り返すため、露光動作を行うステージ側の動作終了時間がアライメント動作を行っているステージ側よりも遅くなる。 Incidentally, when performing the double exposure method described above, since the repeated exposure operation twice, the operation end time of the stage-side performing the exposure operation is later than stage side is performed alignment operation. このため、ステージ同士の干渉が発生する場合は、先に動作が終了するアライメント側のステージを待機させ、露光側のステージを優先して移動させることになる。 Therefore, when the interference of the stage with each other occurs, to wait for the alignment side of the stage operation above is completed, the exposure side of the stage will be moved by priority.
【0167】 [0167]
ところが、アライメント側のステージでは、前述したファインアライメント動作だけではなく、ウェハ交換やサーチアライメント動作、あるいはこれ以外の動作を並行処理させても良いため、アライメント側のステージの動作時間は可能な限り短縮した方が望ましい。 However, the alignment side of the stage, not only the fine alignment operation described above, since it is allowed to concurrently process the wafer exchange and the search alignment operation, or other operation, as far as possible operating time of the alignment side of the stage is reduced the more desirable.
【0168】 [0168]
そこで、図16(B)に示されるように、露光動作を行うウエハW2側は、スループットの律速条件となるため、最も効率の良いステッピング順序が設定される(E1〜E12)。 Therefore, as shown in FIG. 16 (B), the wafer W2 side to perform an exposure operation, since the rate-limiting condition for the throughput, the most efficient stepping order is set (E1 to E12). これに対して、図16(A)に示されるように、EGAによるアライメント動作を行うウエハW1側では、露光ショットの内の数ショットがサンプルショットとして選択される。 In contrast, as shown in FIG. 16 (A), the wafer W1 side to perform the alignment operation by the EGA, several shots of the exposure shots are selected as sample shots. ここでは、例えば「A」印で示した4ショットが選択されたとすると、図17(A)に示されるアライメント側のウエハW1のように、ウエハW2の露光動作におけるステッピング順序に対応して移動されるように、アライメント側(W1)のステッピング順序の決定が為される。 Here, for example, when the four shots indicated by "A" mark is selected, as the wafer W1 alignment side as shown in FIG. 17 (A), is moved in response to the stepping order in the exposure operation of wafer W2 in so that the determination of the stepping sequence alignment side (W1) is made. なお、図17(B)に示されるウエハW2では、外乱の影響を抑える必要のある露光時における動作番号を数字(1〜12)で示してあり、外乱に影響されないステッピング動作については矢印(→)で示されている。 Incidentally, the wafer W2 shown in FIG. 17 (B), is shown the operation number at the time of exposure that need to suppress the influence of the disturbance by numbers (1 to 12), an arrow for stepping operation without being affected by disturbance (→ It is shown in).
【0169】 [0169]
図17(A)に示されるように、EGAによるファインアライメント動作をウエハW1で行う場合は、動作番号の1〜5について同図(B)に示されるスキャン露光が行われるウエハW2に対応するショット領域に対してアライメント動作が行われるように移動順序が決定される。 As shown in FIG. 17 (A), when performing fine alignment operation by the EGA in the wafer W1, corresponding to the wafer W2 to scanning exposure shown in FIG. (B) is carried out for 1 to 5 operation number shot movement order is determined so that the alignment operation is performed on the region. このように、アライメントショットの移動順序を露光ショットと同じにすることは、2つのウエハステージが等間隔を保った状態で並行移動することになるため、干渉条件を満たすことなく移動制御することができる。 Thus, making the movement order of the alignment shots equal to the exposure shot, because the two wafer stages will concurrently move while maintaining equidistant, be moved controlled without interference condition is satisfied it can.
【0170】 [0170]
また、図17(A)に示されるウエハW1では、動作番号が5から6にステップ移動する時に、1行上のショット領域A3へスキップしており、動作番号7の時にショット領域A4にスキップするようにアライメント順序が決定されている。 Further, the wafer W1 shown in FIG. 17 (A), when the operation number is step moved to 5-6, and then skips to the shot area A3 on one line, skips to the shot area A4 when the operation number 7 alignment order is determined as. これは、スキャン露光を行う図17(B)のウエハW2の動作番号6及び7で示されるショット領域を投影光学系PLの下に持って来た場合、ウエハステージWS2がウエハステージWS1から離れた位置にあるため(アライメント系が固定でウエハ側が移動するため、動作番号6、7の位置ではウエハW2が最も右寄りに位置する)、アライメント動作を行うウエハステージWS1側を比較的自由に移動させることができるからである。 This is because, when brought shot area indicated by the operation number 6 or 7 on the wafer W2 shown in FIG. 17 (B) for performing scanning exposure to under the projection optical system PL, the wafer stage WS2 is separated from the wafer stage WS1 (because the alignment system is the wafer-side moves at a fixed, wafer W2 is located at the rightmost at the position of the operation number 6, 7) due to the position, moving the wafer stage WS1 side that performs alignment operation relatively freely This is because it is. この様に、ウエハW1側を図17(A)のように移動させてアライメント動作を行うことにより、ファインアライメント時間を一層短縮することが可能となる。 Thus, the wafer W1 side is moved as shown in FIG. 17 (A) by performing the alignment operation, it is possible to further reduce the fine alignment time.
【0171】 [0171]
また、上記したアライメントシーケンスにおけるサンプルショットとは異なり、1ショット領域内毎に1点のアライメントマークを検出して全ショット領域をサンプルショットとする場合であっても、スループットを劣化させないようにすることができる。 Also, unlike the sample shots in the alignment sequence described above, even in the case where the entire shot area by detecting the alignment mark of 1 point per shot area and the sample shots, possible to not degrade the throughput can. これは、ウエハW2の露光順序に対応したショット領域のアライメントマークを順次計測するもので、上述したようにステージ間の干渉が発生しなくなる上、このようなEGAを行った場合、平均化効果よりアライメント精度の一層の向上を期待することができる。 This is for sequentially measuring the alignment mark of the shot region corresponding to the exposure order of the wafer W2, on which the interference is not generated between the stages as described above, when performing such EGA, from averaging effect it can be expected to further improve the alignment accuracy.
【0172】 [0172]
以上説明したように、本実施形態の投影露光装置10によると、2枚のウエハをそれぞれ独立に保持した2つのウエハステージ上で行われる動作の内、互いに外乱要因となる動作同士、あるいは互いに外乱要因とならない動作同士を同期して行うように両ステージ動作を制御するようにしたため、走査露光を行う際の同期精度やアライメントの際のマーク計測精度を低下させることなく、アライメント動作と露光動作とを並行処理することができ、スループットを向上させることが可能になる。 As described above, according to the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment, among the operations performed on two of the two wafer stages which the wafer was held independently operate each other becomes a disturbance factor to each other or disturbance to each other, because to control both stages operate as synchronously perform an operation with each other that do not cause, without decreasing the mark measurement accuracy when the synchronization accuracy and alignment when performing scanning exposure, the alignment operation and the exposure operation and can be processed in parallel, it is possible to improve the throughput.
【0173】 [0173]
また、上記実施形態によると、2つのウェハステージをXYの2次元方向に独立して移動制御する場合は、予め2つのウエハステージが干渉する条件(干渉条件)を記憶しておき、その干渉条件をできるだけ満足しないように移動制御するようにしたため、両ステージの移動範囲をオーバーラップさせることができることから、フットプリントを小さくすることが可能となる。 Further, according to the above embodiment, two in the case of independently controlled to move the wafer stage in a two-dimensional direction XY may store in advance two wafer stages interferes conditions (interference condition), the interference condition because you to move controlled not satisfied as possible, since it is possible to overlap the moving range of both stages, it is possible to reduce the footprint.
【0174】 [0174]
更に、上記実施形態によると、2つのウェハステージをXY方向に独立して移動させる際に、お互いのステージで干渉条件を満足するようになった場合、動作を切り換えるまでに先に動作の終了する方のステージ側を待機させ、他方のステージ側を優先的に移動制御する様にしたので、スループットを劣化させることなくステージ同士の干渉を防止することが可能となる。 Furthermore, according to the above embodiment, when moving independently two wafer stages in the XY direction, when it becomes to satisfy the interference condition at the stage of one another, and ends of the work ahead to switch the operation to wait a square stage side, since the other stage side was set to move preferentially controlled, it is possible to prevent interference of the stage between without deteriorating the throughput.
【0175】 [0175]
また、上記実施形態によると、マーク計測を行うアライメントシーケンスにおいて、ウエハ上の複数のショット領域の内、任意のショットをアライメントショットとして選択する際に、できるだけ両ステージ間で干渉が無い様にアライメントショットの計測順序を決定するようにしたので、上記したようなステージ同士の干渉条件や一方のステージを待機させるような場合を極力抑えることが可能となる。 Further, according to the above embodiment, in the alignment sequence for mark measurement, among the plurality of shot areas on the wafer, when selecting the arbitrary shot as alignment shot, alignment shot as there is no interference as possible between the two stages since so as to the determine the measurement order, it is possible to minimize the case so as to wait for the interference condition and one stage of the stage between as described above.
【0176】 [0176]
これに加えて、本実施形態の投影露光装置10によると、2枚のウエハをそれぞれ独立に保持する2つのウエハステージを具備し、これら2つのウエハステージをXYZ方向に独立に移動させて、一方のウエハステージでウエハ交換とアライメント動作を実行する間に、他方のウエハステージで露光動作を実行する事とし、両方の動作が終了した時点でお互いの動作を切り換えるようにしたことから、スループットを大幅に向上させることが可能になる。 In addition, in accordance with the projection exposure apparatus 10 of this embodiment, it comprises two wafer stages for holding the two wafers independently move independently of these two wafer stages in the XYZ directions, whereas while performing the wafer exchange and alignment operation at the wafer stage, and possible to perform the exposure operation on the other wafer stage, since the both operation is to switch the operation of each other upon completion, significantly the throughput it is possible to improve the.
【0177】 [0177]
また、上記実施形態によると、投影光学系PLを挟んでマーク検出を行う少なくとも2つのアライメント系を具備しているため、2つのウエハステージを交互にずらすことにより、各アライメント系を交互に使って行われるアライメント動作と露光動作とを並行処理することが可能になる。 Further, according to the above embodiment, since the provided at least two alignment systems performing mark detection across the projection optical system PL, by shifting the two wafer stages alternately with each alignment system alternately it becomes possible to concurrently process the alignment operation and the exposure operation to be performed.
【0178】 [0178]
その上、上記実施形態によると、ウエハ交換を行うウエハローダがアライメント系の近辺、特に、各アライメント位置で行えるように配置されているため、ウエハ交換からアライメントシーケンスへの移行がスムースに行われ、より高いスループットを得ることができる。 Thereon, according to the above embodiments, Near loader which performs wafer exchange alignment systems, in particular, since it is arranged to allow at each alignment position, the transition from the wafer exchange to the alignment sequence is performed smoothly, more it is possible to obtain a high throughput.
【0179】 [0179]
さらに、上記実施形態によると、上述したような高スループットが得られるため、オフアクシスのアライメント系を投影光学系PLより大きく離して設置したとしてもスループットの劣化の影響が殆ど無くなる。 Furthermore, according to the above embodiment, since the high throughput as described above can be obtained, almost no influence of the throughput deterioration even when placed off-axis alignment system apart greater than the projection optical system PL. このため、高N. For this reason, high N. A. A. (開口数)であって且つ収差の小さい直筒型の光学系を設計して設置することが可能となる。 It is possible to install by design and a (numerical aperture) aberration small straight cylindrical type optical system.
【0180】 [0180]
また、上記実施形態によると、2本のアライメント系及び投影光学系PLの各光軸のほぼ中心を計測する干渉計からの干渉計ビームを各光学系毎に有しているため、アライメント時や投影光学系を介してのパターン露光時のいずれの場合にも2つのウエハステージ位置をアッべ誤差のない状態でそれぞれ正確に計測することができ、2つのウェハステージを独立して移動させることが可能になる。 Further, according to the above embodiment, since it has an interferometer beam from the interferometer for measuring the approximate center of the optical axes of the two alignment systems and the projection optical system PL for each optical system, Ya during alignment two wafer stage position in each case during pattern exposure through the projection optical system can be accurately measured, respectively in the absence of the Abbe error, to move the two wafer stages independently possible to become.
【0181】 [0181]
さらに、2つのウェハステージWS1、WS2が並ぶ方向(ここではX軸方向)に沿って両側から投影光学系PLの投影中心に向けて設けられた測長軸BI1X、BI2Xは、常にウエハステージWS1、WS2に対して照射され、各ウエハステージのX軸方向位置を計測するため、2つのウエハステージが互いに干渉しないように移動制御することが可能になる。 Furthermore, two wafer stages WS1, WS2 are aligned direction measurement axis provided toward both sides in the projection center of the projection optical system PL along the BI1X (where X-axis direction), BI2X always wafer stage WS1, WS2 is irradiated with, for measuring the X-axis direction position of the wafer stage, it becomes possible to two wafer stages are moved controlled so as not to interfere with each other.
【0182】 [0182]
その上、上記測長軸BI1X、BI2Xに対してアライメント系の検出中心や投影光学系PLの投影中心位置に向けて垂直に交差する方向(ここではY軸方向)に測長軸BI3Y、BI4Y、BI5Yが照射されるように干渉計が配置され、ウエハステージを移動させて反射面から測長軸が外れたとしても、干渉計をリセットすることによりウエハステージを正確に位置制御することが可能となる。 Moreover, the measurement axes BI1X, measurement axes in a direction (here the Y-axis direction) intersecting perpendicularly toward the projection center position of the detection center and the projection optical system PL of the alignment system relative BI2X BI3Y, BI4Y, BI5Y is interferometer arranged to be irradiated, as measurement from the reflecting surface by moving the wafer stage major axis is out, it is possible to accurately position control of the wafer stage by resetting the interferometer Become.
【0183】 [0183]
そして、2つのウエハステージWS1、WS2上には、それぞれ基準マーク板FM1、FM2が設けられ、その基準マーク板上のマーク位置とウエハ上のマーク位置とを予めアライメント系で計測することによって得られる補正座標系との間隔を、露光前の基準板計測位置に対してそれぞれ加算する事によって、従来の様な投影光学系とアライメント系との間隔を計測するベースライン計測を行うことなくウエハの位置合わせが可能となり、特開平7―176468号公報に記載されるような大きな基準マーク板の搭載も不要となる。 Then, on the two wafer stages WS1, WS2, the reference mark plate FM1, FM2 are provided, respectively, obtained by measuring the mark position on the mark position on the reference mark plate wafer in advance alignment system the distance between the correction coordinate system, by adding respectively to the reference plate measurement position before the exposure, the position of the wafer without performing the baseline measurement for measuring the distance between the conventional such projection optical system and alignment system combined becomes available, installation of a large fiducial mark plate as described in JP-a-7-176468 becomes unnecessary.
【0184】 [0184]
また、上記実施形態によると、複数枚のレチクルRを使って二重露光を行うことから、高解像度とDOF(焦点深度)の向上効果が得られる。 Further, according to the above embodiment, since the performing double exposure using a plurality of reticles R, the effect of improving the high-resolution and DOF (depth of focus) is obtained. しかし、この二重露光法は、露光工程を少なくとも2度繰り返さなければならないため、露光時間が長くなって大幅にスループットが低下するが、本実施形態の投影露光装置を用いることにより、スループットが大幅に改善できるため、スループットを低下させることなく高解像度とDOFの向上効果とが得られる。 However, the double exposure method, since it must be repeated at least twice the exposure process, although greatly throughput longer exposure time is reduced by using the projection exposure apparatus of this embodiment, the throughput is significantly because it improved, and the effect of improving the high-resolution and DOF can be obtained without reducing the throughput. 例えば、T1(ウエハ交換時間)、T2(サーチアライメント時間)、T3(ファインアライメント時間)、T4(1回の露光時間)において、8インチウエハにおける各処理時間をT1:9秒、T2:9秒、T3:12秒、T4:28秒とした場合、1つのウエハステージを使って一連の露光処理が為される従来技術により二重露光が行われると、スループットTHOR=3600/(T1+T2+T3+T4*2)=3600/(30+28*2)=41[枚/時]となり、1つのウエハステージを使って一重露光法を実施する従来装置のスループット(THOR=3600/(T1+T2+T3+T4)=3600/58=62[枚/時])と比べてスループットが66%までダウンする。 For example, T1 (wafer exchange time), T2 (search alignment time), at T3 (fine alignment time), T4 (1 time exposure time), the processing time in the 8-inch wafer T1: 9 seconds, T2: 9 seconds , T3: 12 seconds, T4: If set to 28 seconds, when the double exposure by conventional techniques in which a series of exposure processes using one wafer stage is performed is performed, the throughput THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4 * 2) = 3600 / (30 + 28 * 2) = 41 [sheets / hour], and one conventional device throughput using wafer stage carrying out the single exposure method (THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4) = 3600/58 = 62 [sheets / hr]) as compared to the throughput goes down to 66%. ところが、本実施形態の投影露光装置を用いてT1、T2、T3とT4とを並列処理しながら二重露光を行う場合は、露光時間の方が大きいため、スループットTHOR=3600/(28+28)=64[枚/時]となることから、高解像度とDOFの向上効果を維持しつつスループットを改善することが可能となる。 However, when performing parallel processing while double exposure and T1, T2, T3 and T4 using the projection exposure apparatus of this embodiment, since a larger exposure time, throughput THOR = 3600 / (28 + 28) = 64 since it is [sheets / hour], it is possible to improve the throughput while maintaining the effect of improving the high-resolution and DOF.
【0185】 [0185]
なお、上記実施形態では、本発明が二重露光法を用いてウエハの露光を行う装置に適用した場合について説明したが、同様の技術であるスティッチングにも適用できる。 In the above embodiment, the case has been described where the present invention is applied to an apparatus that performs exposure of a wafer using the double exposure method, it can be applied to stitching a similar technique. 更に、前述の如く、本発明の装置により、一方のウエハステージ側で2枚のレチクルにて2回露光を行う(二重露光、スティッチング)間に、独立に可動できる他方のウエハステージ側でウエハ交換とウエハアライメントを並行して実施する場合に、従来の一重露光よりも高いスループットが得られるとともに、解像力の大幅な向上が図れるという特に大きな効果があるためである。 Further, as described above, the apparatus of the present invention performs two exposures at two reticles at one of the wafer stages side (double exposure, stitching) between, on the other wafer stage side can move independently when performed in parallel wafer exchange and wafer alignment, with a conventional higher throughput than single exposure is obtained, because of particular great advantage of being able to significantly improve the resolution. しかしながら、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、一重露光法により露光する場合にも本発明は好適に適用できるものである。 However, not the scope of the present invention is not limited thereto, but the present invention when exposed to singlet exposure method is one that can be suitably applied. 例えば、8インチウエハの各処理時間(T1〜T4)が前述と同様であるとすると、本発明のように2つのウエハステージを使って一重露光法で露光処理する場合、T1、T2、T3を1グループとし(計30秒)、T4(28秒)と並列処理を行うと、スループットはTHOR=3600/30=120[枚/時]となり、1つのウエハステージを使って一重露光法を実施する従来のスループットTHOR=62[枚/時]に比べてほぼ倍の高スループットを得る事が可能となる。 For example, if each processing time of the 8-inch wafer (T1-T4) is assumed to be the same as described above, when exposure processing by single exposure method by using the two wafer stages as in the present invention, the T1, T2, T3 and one group (a total of 30 seconds), the parallel processing and T4 (28 seconds), the throughput THOR = 3600/30 = 120 [sheets / hour], which implement a single exposure method by using one wafer stage it is possible to obtain substantially times higher throughput than the throughput THOR = 62 [sheets / hour].
【0186】 [0186]
また、上記実施形態では、2つのウエハステージの移動方向ができるだけ同じ方向となるように、アライメントショット順序や露光ショット順序を決定するようにしたため、2つのウエハステージの移動範囲をできるだけ小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。 In the above embodiment, as the moving direction of the two wafer stages is as similar as possible direction, due to so as to determine the alignment shot sequence and exposure shot sequence it is possible to minimize the range of movement of the two wafer stages can, it is possible to reduce the size of the apparatus. しかし、投影光学系とアライメント系とをある程度距離を離して設置可能な場合は、ベース盤上を移動する2つのウエハステージの移動方向をお互いに逆方向として左右対称に移動させても良い。 However, when possible installation and a projection optical system and alignment system apart a certain distance, may be moved symmetrically as reverse the moving direction of the two wafer stages for moving the base surface plate to each other. これにより、ベース盤を支持する除振機構に加わる負荷が互いに相殺されるように働くことから、除振機構の出力を小さく抑えることができ、ステージ傾きや振動の発生が小さくなって振動収束時間を短くできるので、動作精度とスループットとを一層向上させることが可能となる。 Accordingly, since the work as the load applied to the anti-vibration mechanism for supporting the base plate is offset to one another, it is possible to reduce the output of the anti-vibration mechanism, the vibration convergence time generator stage inclination or vibration is decreased since the possible short, it is possible to further improve the operation accuracy and throughput.
【0187】 [0187]
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式により走査露光を行う場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式による静止露光を行う場合及びEB露光装置やX線露光装置、さらにはチップとチップを合成するスティッチング露光時であっても同様に適用できることは勿論である。 In the above embodiment has described the case of performing scanning exposure by a step-and-scan method, but the present invention is not limited thereto, when a still exposure by the step-and-repeat method and EB exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, is a matter of course that further can be applied similarly even during stitching exposure to synthesize chip and the chip.
【0188】 [0188]
また、上記実施形態では、アライメント動作及びウェハ交換動作と、露光動作とを並行処理する場合について述べたが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、露光動作と並行して行われる可能性のあるものとして、例えば、ベースラインチェック(BCHK)、ウェハ交換が行われる度に行うキャリブレーション等のシーケンスについても同様に露光動作と並行処理するようにしても良い。 In the above embodiment, the alignment operation and the wafer exchange operation, although the exposure operation described for the case of parallel processing, the present invention is not of course limited thereto, it can be performed in parallel with the exposure operation as a gender, for example, base line check (BCHK), may be processed in parallel with the exposure operation in the same manner the sequence of calibration for performing each time the wafer is exchanged.
【0189】 [0189]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、請求項1ないし6に記載の発明によれば、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ相互間の外乱の影響を防止することができる投影露光装置が提供される。 As described above, according to the invention described in claims 1 to 6, together with further improve the throughput, the projection exposure apparatus is provided for the influence of disturbance between the both stages each other can be prevented.
【0190】 [0190]
また、請求項7及び8に記載の発明によれば、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ同士の干渉を防止することができる投影露光装置が提供される。 Further, according to the invention described in claim 7 and 8, with further improve the throughput, the projection exposure apparatus is provided for interference both stages together can be prevented.
【0191】 [0191]
更に、請求項9に記載の発明によれば、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ相互間の外乱の影響を防止することができる投影露光方法が提供される。 Furthermore, according to the invention described in claim 9, together with further improve the throughput, a projection exposure method which can prevent the influence of disturbance between the both stages each other is provided.
【0192】 [0192]
また、請求項10に記載の発明によれば、スループットを一層向上させるとともに、両ステージ同士の干渉を防止することができる従来にない優れた投影露光方法を提供することができる。 Further, according to the invention described in claim 10, it can be provided with further improved throughput, a projection exposure method excellent unprecedented that can prevent interference of both stages together.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本実施形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus in this embodiment.
【図2】2つのウェハステージとレチクルステージと投影光学系とアライメント系の位置関係を示す斜視図である。 2 is a perspective view showing two of the wafer stage and the reticle stage and the positional relationship between the projection optical system and the alignment system.
【図3】ウェハステージの駆動機構の構成を示す平面図である。 3 is a plan view showing the structure of a driving mechanism of the wafer stage.
【図4】投影光学系とアライメント系にそれぞれ設けられているAF/AL系を示す図である。 4 is a diagram showing the AF / AL system are provided at the projection optical system and alignment system.
【図5】AF/AL系とTTRアライメント系の構成を示す投影露光装置の概略構成を示す図である。 5 is a diagram showing a schematic arrangement of the projection exposure apparatus illustrating the configuration of AF / AL system and the TTR alignment system.
【図6】図5のパターン形成板の形状を示す図である。 6 is a diagram showing the shape of the pattern forming plate in Fig.
【図7】2つのウエハステージを使ってウエハ交換・アライメントシーケンスと露光シーケンスとが行われている状態を示す平面図である。 [7] and two wafer exchange alignment sequence using the wafer stage and the exposure sequence is a plan view showing a state being performed.
【図8】図7のウエハ交換・アライメントシーケンスと露光シーケンスとの切り換えを行った状態を示す図である。 8 is a diagram showing a state of performing switching between the wafer exchange alignment sequence and the exposure sequence of FIG.
【図9】2枚のレチクルを保持する二重露光用のレチクルステージを示す図である。 9 is a diagram showing a reticle stage for the double exposure for holding the two reticles.
【図10】(A)は図9のパターンAのレチクルを使ってウエハの露光を行った状態を示す図であり、(B)は図9のパターンBのレチクルを使ってウエハの露光を行った状態を示す図である。 [10] (A) is a diagram showing a state of performing exposure of wafer using a reticle pattern A in FIG. 9, was exposed in the wafer using a reticle (B) the pattern B of FIG. 9 and is a diagram showing a state.
【図11】2つのウエハステージの一方に保持されたウエハ上の各ショット領域毎の露光順序を示す図である。 11 is a diagram showing an exposure sequence for each shot area on the two wafer held one on the wafer stage.
【図12】2つのウエハステージの他方に保持されたウエハ上の各ショット領域毎のマーク検出順序を示す図である。 12 is a diagram showing a mark detection order of each shot area on the two wafers while held on the wafer stage.
【図13】2つのウエハステージ上で外乱要因動作と非外乱要因動作とを行う場合のタイミング制御動作を説明するフローチャートである。 13 is a flowchart for explaining the timing control operation when performing the disturbance factor operation and the non-disturbance factor operation on the two wafer stages.
【図14】(A)は、2つのウエハステージ同士を独立して移動制御する際の非干渉条件を説明するステージの平面図であり、(B)は、2つのウエハステージ同士を独立して移動制御する際の干渉条件を説明するステージの平面図である。 [14] (A) is a plan view of a stage illustrating the non-interference conditions for movement control independently each other two wafer stages, (B), independently of each other two wafer stages it is a plan view of a stage illustrating the interference condition for movement control.
【図15】干渉条件を満たす場合と満たさない場合における2つのウエハステージの移動制御動作を説明するフローチャートである。 15 is a flowchart illustrating the movement control operation of the two wafer stages when not satisfied with the case the interference condition is satisfied.
【図16】(A)は、アライメントを行うサンプルショットを示すウエハの平面図であり、(B)は、露光を行うショット領域を示すウエハの平面図である。 [16] (A) is a plan view of the wafer illustrating the sample shots for performing alignment, (B) is a plan view of the wafer illustrating the shot areas to be exposed.
【図17】(A)は、アライメントシーケンスを行う際のショット順序を示すウエハの平面図であり、(B)は、露光シーケンスを行う際の露光順序を示すウエハの平面図である。 17 (A) is a plan view of the wafer illustrating the shot sequence for performing the alignment sequence, (B) is a plan view of a wafer showing the exposure sequence for performing the exposure sequence.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 投影露光装置24a、24b アライメント系38 ステージ制御装置90 主制御装置91 メモリ180 センターアップ182 第1のローディングガイド184 第1のアンロードアーム186 第1のスライダ188 第1のロードアーム190 第2のスライダ192 第2のローディングガイド194 第2のアンロードアーム196 第3のスライダ198 第2のロードアーム200 第4のスライダW1、W2 ウエハWS1、WS2 ウエハステージPL 投影光学系BI1X〜BI4Y 測長軸RST レチクルステージR レチクル 10 projection exposure apparatus 24a, 24b alignment system 38 stage controller 90 main control unit 91 memory 180 center-up 182 the first loading guide 184 first unload arm 186 first slider 188 first load arm 190 second the slider 192 a second loading guide 194 a second unload arm 196 third slider 198 a second load arm 200 fourth slider W1, W2 wafer WS1, WS2 wafer stage PL projection optical system BI1X~BI4Y measurement axis RST reticle stage R reticle

Claims (6)

  1. マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して感応基板上に投影露光する投影露光装置であって、 An image of a pattern formed on a mask to a projection exposure apparatus for projection exposure onto a photosensitive substrate through a projection optical system,
    感応基板を保持して2次元平面内を移動可能な第1基板ステージと; Holding the photosensitive substrate and the first substrate stage which is movable in a two-dimensional plane;
    感応基板を保持して前記第1基板ステージと同一平面内を前記第1基板ステージとは独立に移動可能な第2基板ステージと; And the holding the photosensitive substrate the first substrate stage and the same plane the first substrate stage and the second substrate stage movable independently;
    前記投影光学系とは別に設けられ、前記基板ステージ上又は前記基板ステージに保持された感応基板上のマークを検出するアライメント系と; It provided separately from the said projection optical system, an alignment system for detecting the mark on the sensitive substrate held on the substrate stage or on the substrate stage;
    前記第1基板ステージ及び前記第2基板ステージのうちの一方のステージ上の感応基板に対し前記アライメント系によるマーク検出動作を行うのに並行して、他方のステージ上の感応基板に対し露光を行う際に、前記一方のステージのマーク検出動作のうちで前記他方のステージに影響を与える動作と前記他方のステージの露光動作のうちで前記一方のステージに影響を与える動作とを同期して行うように2つのステージを制御するとともに、前記第1基板ステージ及び前記第2基板ステージの各々の動作のうちで互いに影響を与えない動作同士を同期して行うように前記2つの基板ステージの動作を制御する制御手段と; In parallel to respect the sensitive substrate on one stage of the first substrate stage and the second substrate stage performs the mark detection operation by the alignment system, to perform exposure to the sensitive substrate on the other stage when, to make synchronized operation and that affect the one stage among the exposure operations of said other stage affecting the other stage among the mark detection operation of the one stage to controls the two stages, controlling the operation of the first substrate stage and the second the two substrate stages so as to perform synchronization operations each other do not affect each other among the respective operation of the substrate stage control means for the;
    を有することを特徴とする投影露光装置。 Projection exposure apparatus characterized by having a.
  2. 前記制御手段は、前記他方の基板ステージに保持された感応基板に対する前記マスクのパターン像の投影露光中に、前記一方のステージ上のマーク又は前記一方のステージ上に保持された感応基板のマークの計測を行うために前記一方のステージを静止させることを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 Wherein, in the projection exposure of a pattern image of the mask for the sensitive substrate held on the other substrate stage, the mark of the sensitive substrate held on the mark or the one stage on the one stage the projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the thereby still one of the stages in order to perform the measurement.
  3. 前記制御手段は、前記他方の基板ステージを次の露光のために移動するのに同期して、前記一方の基板ステージを次のマーク検出のために移動することを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 It said control means, in synchronism to move the other substrate stage for the next exposure, according to claim 1, characterized in that to move the one substrate stage for the next mark detection projection exposure apparatus.
  4. 前記マスクを搭載して所定方向に移動可能なマスクステージ及び前記マスクステージと前記第1基板ステージ又は前記第2基板ステージとを前記投影光学系に対して同期走査する走査システムをさらに有し、 Further comprising a scanning system for synchronously scanning the movable mask stage and said mask stage and said first substrate stage and the second substrate stage with respect to the projection optical system in a predetermined direction by mounting the mask,
    前記制御手段は、前記他方の基板ステージが前記マスクステージと同期して等速移動中に、前記一方のステージ上のマーク又は前記一方のステージ上に保持された感応基板のマークの計測を行うために前記一方のステージを静止させることを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 Wherein, in synchronization with a constant rate moving said other substrate stage and the mask stage, in order to perform measurement of the mark on the sensitive substrate held on the mark or the one stage on the one stage the projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the thereby still one of the stage.
  5. 前記第1基板ステージ及び第2基板ステージの各々の間で感応基板の受け渡しを行う搬送システムをさらに有し、 Further comprising a conveying system for transferring the sensitive substrate between each of the first substrate stage and the second substrate stage,
    前記制御手段は、前記一方の基板ステージが前記搬送システムとの間で感応基板の受け渡し動作及び前記マーク検出動作の少なくとも一方を行うのに並行して、前記他方の基板ステージに保持された感応基板に対し露光動作を行う際に、前記一方の基板ステージの受け渡し動作及び前記マーク検出動作のうちで前記他方のステージに影響を与える動作と、前記他方のステージ側の露光動作のうちで前記一方のステージに影響を与える動作とを同期して行うように前記2つの基板ステージの動作を制御するとともに、前記第1基板ステージ及び前記第2基板ステージの各々の動作のうちで互いに影響を与えない動作同士を同期して行うように、前記2つの基板ステージの動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 It said control means in parallel with the one substrate stage to perform at least one of the delivering operation and the mark detection operation of the sensitive substrate between the transport system, the sensitive substrate held on the other substrate stage to when performing the exposure operation, the operation affecting the other stage among the delivering operation and the mark detection operation of the one substrate stage, the one among the exposure operation of the other stage side It controls the operation of the two substrate stages so as to perform synchronization operations and affecting stage, do not affect each other among the respective operations of the first substrate stage and the second substrate stage operation each other so as to perform synchronization, and projection exposure apparatus according to claim 1, characterized in that to control the operation of the two substrate stages.
  6. 前記アライメント系は、所定方向に沿って前記投影光学系の両側にそれぞれ配置され; The alignment system is respectively arranged on both sides of the projection optical system along a predetermined direction;
    前記制御手段は、前記第1基板ステージ及び前記第2基板ステージの両方の動作が終了した時点で、両ステージの動作を切り換えることを特徴とする請求項1又は5に記載の投影露光装置。 Wherein, when the operation of both of the first substrate stage and the second substrate stage is completed, a projection exposure apparatus according to claim 1 or 5, characterized in that switching the operation of both stages.
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