JP5414288B2 - Exposure method and apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Exposure method and apparatus, and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP5414288B2
JP5414288B2 JP2009011772A JP2009011772A JP5414288B2 JP 5414288 B2 JP5414288 B2 JP 5414288B2 JP 2009011772 A JP2009011772 A JP 2009011772A JP 2009011772 A JP2009011772 A JP 2009011772A JP 5414288 B2 JP5414288 B2 JP 5414288B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
substrate
image
exposure
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009011772A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010171175A (en
Inventor
太郎 杉原
夏実 安川
信幸 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009011772A priority Critical patent/JP5414288B2/en
Publication of JP2010171175A publication Critical patent/JP2010171175A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5414288B2 publication Critical patent/JP5414288B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、マスク等のパターンと露光対象の基板との位置合わせを行って、露光光でそのパターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。   The present invention relates to an exposure technique for aligning a pattern such as a mask and a substrate to be exposed, and exposing an object with the exposure light through the pattern and a projection optical system, and a device manufacturing technique using the exposure technique. .

例えば半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で使用されるステッパー等の一括露光型の投影露光装置又はスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置等の露光装置においては、レチクル（又はフォトマスク等）のパターンの像と露光対象のウエハ（又はガラス基板等）との位置合わせを高精度を行うために、予め所定の基準部材に形成された基準マークを用いて、レチクルのパターンの像とウエハアライメント系の検出中心との位置関係であるベースラインを計測していた。そして、ウエハ上の所定のアライメントマークの位置をウエハアライメント系により計測し、この計測結果より例えばＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式で各ショット領域の配列座標を求め、この配列座標及びそのベースラインを用いて高精度に位置合わせを行っていた（例えば、特許文献１参照）。   For example, in an exposure apparatus such as a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper or a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a scanning stepper used in a lithography process for manufacturing an electronic device (microdevice) such as a semiconductor device Uses a reference mark previously formed on a predetermined reference member in order to perform high-precision alignment between the pattern image of the reticle (or photomask or the like) and the wafer (or glass substrate or the like) to be exposed. The baseline, which is the positional relationship between the image of the reticle pattern and the detection center of the wafer alignment system, was measured. Then, the position of a predetermined alignment mark on the wafer is measured by the wafer alignment system, and from this measurement result, for example, an array coordinate of each shot area is obtained by an EGA (enhanced global alignment) method. (See, for example, Patent Document 1).

この場合、その基準部材は極めて線膨張率が小さい材料から形成されているが、それでも露光装置の雰囲気の温度変動によって基準マークの間隔が僅かに変化すると、そのベースラインに誤差が混入して重ね合わせ精度が低下する。そこで、その基準部材の温度を計測し、この計測値に基づいて基準マークの間隔を補正することで、ベースラインの計測精度を高めた露光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特公平４−４７９６８号公報 特開２００６−２２８８９０号公報 In this case, the reference member is made of a material having a very small linear expansion coefficient. However, if the reference mark interval slightly changes due to the temperature fluctuation of the exposure apparatus atmosphere, an error is mixed in the base line and overlapped. The alignment accuracy decreases. Accordingly, an exposure apparatus has been proposed in which the measurement accuracy of the baseline is improved by measuring the temperature of the reference member and correcting the interval between the reference marks based on the measured value (see, for example, Patent Document 2). .
Japanese Examined Patent Publication No. 4-47968 JP 2006-228890 A

最近、露光装置によっては、ウエハのフォトレジストの適正露光量（ドーズ）が大きいか、又はレチクルのパターンの透過率（透過パターンの割合）が大きいと、露光後のウエハの重ね合わせ精度が低下する傾向のあることが分かって来た。これは、露光光の強度が大きくなるか、又は露光時間が長くなるために、レチクルから投影光学系までの部材の温度が変動して、露光中に予め計測してあるベースラインが変動することに起因すると考えられる。   Recently, depending on the exposure apparatus, when the appropriate exposure amount (dose) of the photoresist on the wafer is large or the transmittance of the reticle pattern (percentage of the transmission pattern) is large, the overlay accuracy of the wafer after exposure decreases. I have found that there is a tendency. This is because the exposure light intensity increases or the exposure time increases, so that the temperature of the member from the reticle to the projection optical system fluctuates, and the baseline measured in advance during the exposure fluctuates. It is thought to be caused by.

本発明はこのような事情に鑑み、露光光の強度が大きいか又は露光時間が長い場合にも、高い重ね合わせ精度が得られる露光技術及びデバイス製造技術を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an exposure technique and a device manufacturing technique capable of obtaining high overlay accuracy even when the intensity of exposure light is large or the exposure time is long.

本発明による露光方法は、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、そのパターンの像の位置情報を計測し、その位置情報を用いてその基板とそのパターンの像との位置合わせ情報を求め、そのパターンの像の位置の変動量を所定部材の温度情報から予測し、その変動量が所定値に達していない場合は、該変動量に基づいてその位置合わせ情報を補正し、その変動量がその所定値に達している場合は、その位置情報を再計測するとともに、該再計測した位置情報を用いてその位置合わせ情報を求めるものである。
また、本発明による露光装置は、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、そのパターンの像の位置情報を検出する像位置検出系と、その位置情報を用いてその基板とそのパターンの像との位置合わせ情報を求める制御装置と、そのパターンの像の位置の変動に関係する所定部材の温度情報を計測する第１の温度センサと、を備え、その制御装置は、その第１の温度センサの計測結果に基づいてそのパターンの像の位置の変動量を予測し、該変動量が所定値に達していない場合は、その変動量に基づいてその位置合わせ情報を補正し、その変動量がその所定値に達している場合は、その位置情報を再計測するとともに、該再計測した位置情報を用いてその位置合わせ情報を求めるものである。 The exposure method according to the present invention illuminates the pattern with the exposure light, an exposure method for exposing a substrate through the pattern and the projection optical system in the exposure light, and measures the positional information of the image of the pattern, the location information Is used to obtain alignment information between the substrate and the pattern image, predict the variation amount of the pattern image position from the temperature information of the predetermined member, and if the variation amount does not reach the predetermined value, The alignment information is corrected based on the variation amount , and when the variation amount reaches the predetermined value, the position information is re-measured and the alignment information is re-measured using the re-measured position information. Is what you want .
An exposure apparatus according to the present invention illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate with the exposure light through the pattern and the projection optical system. A detection system; a control device that obtains alignment information between the substrate and the pattern image using the position information; and a first member that measures temperature information of a predetermined member related to a change in the position of the pattern image. A temperature sensor, and the control device predicts a variation amount of the position of the image of the pattern based on the measurement result of the first temperature sensor, and when the variation amount does not reach a predetermined value, based on the variation amount to correct the alignment information, if the variation has reached the predetermined value, as well as re-measuring the position information, the positioning information by using the position information該再measured And requests a.

また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することと、を含むものである。   A device manufacturing method according to the present invention includes forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure method or exposure apparatus of the present invention, and processing the substrate on which the pattern is formed. .

本発明によれば、パターンの像の位置の変動量を所定部材の温度情報から予測し、この予測結果に基づいて位置合わせ情報を補正しているため、露光光の強度が大きいか又は露光時間が長く、その所定部材の温度が変動しても、高い重ね合わせ精度が得られる。さらに、所定部材の温度情報の計測は他の動作と並行に実行できるため、露光工程のスループットは低下しない。   According to the present invention, since the variation amount of the position of the pattern image is predicted from the temperature information of the predetermined member, and the alignment information is corrected based on the prediction result, the exposure light intensity is high or the exposure time is increased. Even if the temperature of the predetermined member fluctuates, high overlay accuracy can be obtained. Furthermore, the measurement of the temperature information of the predetermined member can be executed in parallel with other operations, so the throughput of the exposure process does not decrease.

以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図１〜図４を参照して説明する。本実施形態は、一括露光型（静止露光型）の投影露光装置であるステッパー型の露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本実施形態に係る露光装置１００の概略構成を示す。図１において、露光装置１００は、アーク放電型の水銀ランプ及びシャッタ等を含む露光光源（不図示）と、この露光光源からの露光用の照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系１０とを備えている。さらに、露光装置１００は、レチクルＲを位置決めするレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをフォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（基板）上に投射する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２と、その他の駆動系等とを備えている。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、これに垂直な面内の直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to the case where exposure is performed by a stepper type exposure apparatus which is a batch exposure type (static exposure type) projection exposure apparatus.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to the present embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus 100 emits a reticle R (mask) by an exposure light source (not shown) including an arc discharge type mercury lamp and a shutter and exposure light (exposure light) IL from the exposure light source. And an illumination optical system 10 for illuminating. Further, the exposure apparatus 100 projects a reticle stage RST for positioning the reticle R, and a projection optical system PL that projects the illumination light IL emitted from the reticle R onto a wafer W (substrate) coated with a photoresist (photosensitive material). And a wafer stage WST for positioning and moving the wafer W, a main control system 2 comprising a computer for overall control of the operation of the entire apparatus, and other drive systems. Hereinafter, the Z axis is taken in parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, the X axis and the Y axis are taken in two orthogonal directions in a plane perpendicular to the optical axis AX, and the X axis, the Y axis, and the Z axis are parallel. The rotation (tilt) direction around the axis will be described as θx, θy, and θz directions, respectively.

照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）が使用されているが、ｉ線の他に、ｇ線、ｈ線、若しくはこれらの混合光等が使用できる。さらに、露光用の光源としては、水銀ランプ等の放電ランプの他に、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）若しくはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）などの紫外パルスレーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置なども使用することができる。   For example, i-line (wavelength 365 nm) is used as the illumination light IL, but in addition to i-line, g-line, h-line, or mixed light thereof can be used. Further, as a light source for exposure, in addition to a discharge lamp such as a mercury lamp, an ultraviolet pulse laser light source such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), a harmonic generation light source of a YAG laser, a solid state A harmonic generator of a laser (semiconductor laser or the like) can also be used.

照明光学系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書）などに開示されるように、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、照明光ＩＬの強度をモニタするインテグレータセンサ、レチクルブラインド（可変視野絞り）、及びコンデンサ光学系等を含んでいる。照明光学系１０は、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲのパターン領域ＰＡを囲む矩形の照明領域１８Ｒを照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。また、通常照明、２極若しくは４極照明、又は輪帯照明等の照明条件に応じて、照明光学系１０内の瞳面における照明光ＩＬの強度分布が不図示の設定機構によって切り換えられる。   The illumination optical system 10 is an optical integrator (fly-eye lens, rod integrator, diffractive optical element) as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 (corresponding US Patent Application Publication No. 2003/0025890). Etc.), an integrator sensor that monitors the intensity of the illumination light IL, a reticle blind (variable field stop), a condenser optical system, and the like. The illumination optical system 10 illuminates a rectangular illumination area 18R surrounding the pattern area PA of the reticle R defined by the reticle blind with illumination light IL with a substantially uniform illuminance. Further, the intensity distribution of the illumination light IL on the pupil plane in the illumination optical system 10 is switched by a setting mechanism (not shown) according to illumination conditions such as normal illumination, dipole or quadrupole illumination, or annular illumination.

主制御系２の制御のもとで、露光量制御系（不図示）が照明光学系１０内のインテグレータセンサの出力に基づいて、ウエハＷのフォトレジストが適正露光量（ドーズ）で露光されるように、露光光源の出力及びシャッターの開閉（露光時間）を制御する。
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域１８Ｒ内の回路パターンは、両側テレセントリック（又はウエハ側に片側テレセントリック）の投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、ウエハＷ上の一つのショット領域ＳＡ上の露光領域１８Ｗ（照明領域１８Ｒと共役な領域）に投影される。投影光学系ＰＬは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。レチクルＲのパターン面（レチクル面）及びウエハＷの表面（ウエハ面）がそれぞれ投影光学系ＰＬの物体面及び像面に配置される。 Under the control of the main control system 2, an exposure amount control system (not shown) exposes the photoresist on the wafer W with an appropriate exposure amount (dose) based on the output of the integrator sensor in the illumination optical system 10. Thus, the output of the exposure light source and the opening / closing (exposure time) of the shutter are controlled.
Under the illumination light IL, the circuit pattern in the illumination region 18R of the reticle R is given a predetermined projection magnification (for example, 1/4, 1/1) via the projection optical system PL of both-side telecentric (or one-side telecentric on the wafer side). And an exposure area 18W (an area conjugate to the illumination area 18R) on one shot area SA on the wafer W. The projection optical system PL is, for example, a refractive system, but a catadioptric system or the like can also be used. The pattern surface (reticle surface) of the reticle R and the surface (wafer surface) of the wafer W are arranged on the object surface and the image surface of the projection optical system PL, respectively.

レチクルＲはレチクルホルダ（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴ上に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴはレチクルベース１２のＸＹ平面に平行な上面で微動して、レチクルＲのＸ方向、Ｙ方向の位置及びθｚ方向の回転角の微調整を行う。レチクルステージＲＳＴの少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置の情報（位置情報）は、レチクルステージＲＳＴに設けられた移動鏡（又は鏡面加工された側面の反射面）と、Ｘ軸のレーザ干渉計１４Ｘと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計１４ＹＡ，１４ＹＢとを含むレチクル側干渉計システムによって計測されて、ステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（ボイスコイルモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの２次元的な位置を制御する。   The reticle R is attracted and held on the reticle stage RST via a reticle holder (not shown), and the reticle stage RST is finely moved on the upper surface parallel to the XY plane of the reticle base 12 to position the reticle R in the X and Y directions. And fine adjustment of the rotation angle in the θz direction. Two-dimensional position information (position information) including the position of the reticle stage RST at least in the X direction and the Y direction and the rotation angle in the θz direction is a movable mirror (or a mirror-finished side surface) provided on the reticle stage RST. ), An X-axis laser interferometer 14X, and a Y-axis two-axis laser interferometers 14YA and 14YB, and the stage drive system 4 and the main control system 2 Supplied. The stage drive system 4 controls the two-dimensional position of the reticle stage RST via a drive mechanism (such as a voice coil motor) (not shown) based on the position information and the control information from the main control system 2.

なお、点線で示すように、レチクルステージＲＳＴの上方に、照明光学系１０の光軸をＸ方向に挟むように外側に退避可能なミラーを介して、例えば画像処理方式のレチクルアライメント系（以下、ＲＡ系という）４０Ａ，４０Ｂが配置されている場合もある。ＲＡ系４０Ａ，４０Ｂは、必要に応じて照明光ＩＬと同じ波長の照明光（アライメント光）を用いて、レチクルＲのパターン領域ＰＡをＸ方向に挟むように形成されているアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂと、ウエハステージＷＳＴ上の所定の基準マークの像との位置ずれ量を計測し、計測結果をアライメント制御部６に供給する。アライメント制御部６は、その計測結果を用いてレチクルＲのアライメント及びベースラインの計測を行う。   As shown by a dotted line, for example, an image processing type reticle alignment system (hereinafter, referred to as “image processing type reticle alignment system”) is provided above the reticle stage RST via a mirror that can be retracted outward so as to sandwich the optical axis of the illumination optical system 10 in the X direction. 40A, 40B (referred to as RA system) may be arranged. The RA systems 40A and 40B use alignment light 16A and 16B formed so as to sandwich the pattern area PA of the reticle R in the X direction using illumination light (alignment light) having the same wavelength as the illumination light IL as necessary. Then, the amount of positional deviation from the image of the predetermined reference mark on wafer stage WST is measured, and the measurement result is supplied to alignment control unit 6. The alignment control unit 6 performs alignment of the reticle R and measurement of the baseline using the measurement result.

ただし、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ内の後述の空間像計測系３４によってアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の位置を計測できるため、ＲＡ系４０Ａ，４０Ｂを省略することができる。
また、投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向の側面において、ウエハＷ上のアライメントマークの位置を計測するオフアクシス方式で例えば画像処理方式のウエハアライメント系３８が不図示のフレームに支持されている。本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと、ウエハアライメント系３８の検出中心（詳細後述）を通りＺ軸に平行な直線とは、Ｙ軸に平行な直線上に位置している。 However, in the present embodiment, since the positions of the images of the alignment marks 16A and 16B can be measured by a later-described aerial image measurement system 34 in the wafer stage WST, the RA systems 40A and 40B can be omitted.
Further, on the side surface in the + Y direction of the projection optical system PL, for example, an image processing type wafer alignment system 38 is supported on a frame (not shown) by an off-axis method for measuring the position of the alignment mark on the wafer W. In the present embodiment, the optical axis AX of the projection optical system PL and the straight line passing through the detection center (detailed later) of the wafer alignment system 38 and parallel to the Z axis are located on a straight line parallel to the Y axis.

また、ウエハＷはウエハホルダ２０を介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース２６のＸＹ平面に平行な上面でＸ方向、Ｙ方向に移動するＸＹステージ２４と、Ｚチルトステージ２２とを備え、Ｚチルトステージ２２上にウエハＷが保持されている。Ｚチルトステージ２２は、例えばＺ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部（不図示）を個別に駆動して、Ｚチルトステージ２２の上面（ウエハＷ）の光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）の位置、及びθｘ、θｙ方向の回転角を制御する。   Wafer W is sucked and held on wafer stage WST via wafer holder 20. Wafer stage WST includes an XY stage 24 that moves in the X and Y directions on an upper surface parallel to the XY plane of wafer base 26, and Z tilt stage 22, and wafer W is held on Z tilt stage 22. . The Z tilt stage 22 individually drives, for example, three Z driving units (not shown) that can be displaced in the Z direction, and moves the upper surface (wafer W) of the Z tilt stage 22 in the optical axis AX direction (Z direction). The position and the rotation angle in the θx and θy directions are controlled.

さらに、投影光学系ＰＬの側面に、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第５，４４８，３３２号明細書）等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（不図示）が設けられている。このオートフォーカスセンサによって、ウエハＷの表面の投影光学系ＰＬの像面に対するＺ方向へのデフォーカス量、及びθｘ、θｙ方向の傾斜角が求められて、ステージ駆動系４に供給される。ステージ駆動系４は、そのオートフォーカスセンサの計測結果に基づいて、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦されるように、Ｚチルトステージ２２を駆動する。   Further, on the side surface of the projection optical system PL, for example, multiple points of an oblique incidence system having the same configuration as that disclosed in, for example, JP-A-6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332) is disclosed. Auto focus sensor (not shown) is provided. With this autofocus sensor, the defocus amount in the Z direction and the tilt angles in the θx and θy directions with respect to the image plane of the projection optical system PL on the surface of the wafer W are obtained and supplied to the stage drive system 4. The stage drive system 4 drives the Z tilt stage 22 so that the surface of the wafer W is focused on the image plane of the projection optical system PL based on the measurement result of the autofocus sensor.

また、ウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２のＸ軸及びＹ軸にほぼ垂直な側面は鏡面加工された反射面とされ、その反射面が移動鏡として使用される。なお、その反射面の代わりにロッド状の移動鏡を使用してもよい。Ｚチルトステージ２２のＸ軸にほぼ垂直な反射面に対向して、それぞれ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ及びウエハアライメント系３８の検出中心を通りＺ軸に平行な直線を通るように、Ｘ軸に平行に計測用レーザビームを照射する２台のＸ軸のレーザ干渉計３６ＸＰ，３６ＸＦが不図示のフレームに支持されている。   Further, the side surface substantially perpendicular to the X-axis and Y-axis of the Z tilt stage 22 of the wafer stage WST is used as a mirror-finished reflection surface, and the reflection surface is used as a movable mirror. A rod-shaped movable mirror may be used instead of the reflecting surface. Opposite the reflecting surface substantially perpendicular to the X-axis of the Z tilt stage 22, the X-axis passes through the optical axis AX of the projection optical system PL and the detection center of the wafer alignment system 38 and passes through a straight line parallel to the Z-axis. Two X-axis laser interferometers 36XP and 36XF that irradiate a measurement laser beam in parallel to are supported by a frame (not shown).

また、Ｚチルトステージ２２のＹ軸にほぼ垂直な反射面に対向して、Ｙ軸に平行にＸ方向に所定間隔の計測用レーザビームを照射する２台のＹ軸のレーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢが不図示のフレームに支持されている。レーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢからの計測用レーザビームの中心は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通過している。
Ｘ軸のレーザ干渉計３６ＸＰ，３６ＸＦはそれぞれ光軸ＡＸ及びウエハアライメント系３８の検出中心の位置でＺチルトステージ２２（ウエハＷ）のＸ方向の位置を計測する。一例として、いわゆるアッベ誤差を低減するために、露光時にはレーザ干渉計３６ＸＰの計測値が使用され、アライメント時にはレーザ干渉計３６ＸＦの計測値が使用される。また、Ｙ軸のレーザ干渉計３６ＹＡ，ＹＢはそれぞれＺチルトステージ２２（ウエハＷ）のＹ方向の位置を計測する。これら２つの計測値からＺチルトステージ２２のθｚ方向の回転角も計測できる。 Further, two Y-axis laser interferometers 36YA and 36YB that irradiate a measurement laser beam at a predetermined interval in the X direction parallel to the Y axis so as to face the reflecting surface substantially perpendicular to the Y axis of the Z tilt stage 22. Is supported by a frame (not shown). The centers of the measurement laser beams from the laser interferometers 36YA and 36YB pass through the optical axis AX of the projection optical system PL.
The X-axis laser interferometers 36XP and 36XF measure the position of the Z tilt stage 22 (wafer W) in the X direction at the position of the optical axis AX and the detection center of the wafer alignment system 38, respectively. As an example, in order to reduce the so-called Abbe error, the measurement value of the laser interferometer 36XP is used during exposure, and the measurement value of the laser interferometer 36XF is used during alignment. The Y-axis laser interferometers 36YA and YB respectively measure the position of the Z tilt stage 22 (wafer W) in the Y direction. The rotation angle of the Z tilt stage 22 in the θz direction can also be measured from these two measurement values.

Ｚチルトステージ２２の反射面と、レーザ干渉計３６ＸＰ，３６ＸＦと、レーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢとを含むウエハ側干渉計システムによって、ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ２２）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置の情報（位置情報）が計測されて、ステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。その位置情報はアライメント制御系６にも供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介して、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４の２次元的な位置を制御する。   At least the X and Y directions of wafer stage WST (Z tilt stage 22) are reflected by a wafer side interferometer system including a reflective surface of Z tilt stage 22, laser interferometers 36XP and 36XF, and laser interferometers 36YA and 36YB. Two-dimensional position information (position information) including the position and the rotation angle in the θz direction is measured and supplied to the stage drive system 4 and the main control system 2. The position information is also supplied to the alignment control system 6. The stage drive system 4 determines the two-dimensional position of the XY stage 24 of the wafer stage WST via a drive mechanism (not shown) based on the position information and the control information from the main control system 2. Control.

また、Ｚチルトステージ２２上のウエハホルダ２０の近傍には線膨張率の極めて小さい材料からなる平板状の基準部材２８が固定され、基準部材２８上の遮光膜中にＸ方向に所定間隔の基準マークとしての十字型のスリットパターン３０Ａ，３０Ｂと、反射膜よりなる２次元の基準マーク３２とが形成されている。スリットパターン３０Ａ，３０Ｂの間隔は、レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の間隔とほぼ同じに設定されている。さらに、アライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の中心にスリットパターン３０Ａ，３０Ｂの中心をほぼ合わせた状態で、基準マーク３２がウエハアライメント系３８の検出中心にほぼ合致するように、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂと基準マーク３２との位置関係が定められている。その位置関係の情報は、既知の定数としてアライメント制御系６内の記憶装置に記憶されている。   A flat reference member 28 made of a material having a very low linear expansion coefficient is fixed in the vicinity of the wafer holder 20 on the Z tilt stage 22, and a reference mark having a predetermined interval in the X direction is formed in the light shielding film on the reference member 28. Are formed as cross-shaped slit patterns 30A and 30B, and a two-dimensional reference mark 32 made of a reflective film. The interval between the slit patterns 30A and 30B is set to be substantially the same as the interval between the images of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R. Further, the slit patterns 30A and 30B are arranged so that the reference mark 32 substantially coincides with the detection center of the wafer alignment system 38 in a state where the centers of the slit patterns 30A and 30B are substantially aligned with the centers of the images of the alignment marks 16A and 16B. The positional relationship with the reference mark 32 is determined. The positional relationship information is stored in a storage device in the alignment control system 6 as a known constant.

また、Ｚチルトステージ２２内の基準部材２８の底面に、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂを通過した光束を受光する空間像計測系３４が収納され、空間像計測系３４の検出信号がアライメント制御系６に供給されている。空間像計測系３４は、実際にはスリットパターン３０Ａ，３０Ｂに対応して２つの同じ構成の空間像計測系３４Ａ，３４Ｂ（図２（Ｂ）参照）に分かれている。   In addition, an aerial image measurement system 34 that receives a light beam that has passed through the slit patterns 30A and 30B is housed on the bottom surface of the reference member 28 in the Z tilt stage 22, and a detection signal of the aerial image measurement system 34 is sent to the alignment control system 6. Have been supplied. The aerial image measurement system 34 is actually divided into two identical aerial image measurement systems 34A and 34B (see FIG. 2B) corresponding to the slit patterns 30A and 30B.

図２（Ａ）は、図１の露光装置においてベースライン計測時のレチクルＲからウエハステージＷＳＴまでの構成の要部を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の基準部材２８を示す拡大平面図である。図２（Ａ）において、空間像計測系３４Ａ（３４Ｂ）は、スリットパターン３０Ａ（３０Ｂ）を通過した光束を集光するレンズ系３４Ｃと、集光された光束を受光するフォトダイオード等の光電センサ３４Ｄとを含んでいる。そして、図２（Ｂ）に示すように、レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ（１６Ｂ）の投影光学系ＰＬによる像１６ＡＰ（１６ＢＰ）をスリットパターン３０Ａ（３０Ｂ）でＸ方向、Ｙ方向に走査しながら空間像計測系３４Ａ（３４Ｂ）の検出信号をアライメント制御系６で処理することによって、アライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の位置を計測できる。   2A shows a main part of the configuration from reticle R to wafer stage WST during baseline measurement in the exposure apparatus of FIG. 1, and FIG. 2B shows reference member 28 of FIG. 2A. It is an enlarged plan view. In FIG. 2A, an aerial image measurement system 34A (34B) includes a lens system 34C that collects a light beam that has passed through the slit pattern 30A (30B), and a photoelectric sensor such as a photodiode that receives the collected light beam. 34D. Then, as shown in FIG. 2 (B), the image 16AP (16BP) of the alignment mark 16A (16B) of the reticle R by the projection optical system PL is scanned in the X and Y directions by the slit pattern 30A (30B). By processing the detection signal of the image measurement system 34A (34B) by the alignment control system 6, the positions of the images of the alignment marks 16A and 16B can be measured.

図２（Ａ）に示すように、ウエハアライメント系３８は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ型の２次元の撮像素子３８ｄと照明系及び受光系（不図示）とを収納する本体部３８ａと、検出光をできるだけ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに近い位置でウエハＷ上に照射するための落射用のミラー３８ｅ及び送光光学系（不図示）を収納し、Ｙ方向に延びた送光部（落射用金物）３８ｂとを含んでいる。撮像素子３８ｄの撮像信号は図１のアライメント制御系６に供給される。アライメント制御系６は、その撮像信号を処理して、例えば撮像素子３８ｄの所定の基準画素に対する被検マークの像のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を計測し、この計測値にウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置（座標値）を加算することで、ウエハステージＷＳＴの座標系上での被検マークの座標を求める。その基準画素の被検面上の共役像の位置が、ウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃ（図２（Ｂ）参照）となる。なお、検出中心３８Ｃは、撮像素子３８ｄとは別の位置に配置した指標マークの像によって規定してもよい。   As shown in FIG. 2A, the wafer alignment system 38 includes a main body 38a that houses a CCD or CMOS type two-dimensional image sensor 38d, an illumination system and a light receiving system (not shown), and detects light as much as possible. An epi-illumination mirror 38e for irradiating the wafer W at a position close to the optical axis AX of the projection optical system PL and an optical transmission optical system (not shown) are housed, and an optical transmission unit (an epi-illumination metal) extending in the Y direction ) 38b. The imaging signal of the imaging element 38d is supplied to the alignment control system 6 in FIG. The alignment control system 6 processes the image pickup signal and measures, for example, the amount of positional deviation in the X direction and Y direction of the image of the test mark with respect to a predetermined reference pixel of the image pickup device 38d. The coordinates of the test mark on the coordinate system of wafer stage WST are obtained by adding the X-direction and Y-direction positions (coordinate values). The position of the conjugate image on the test surface of the reference pixel becomes the detection center 38C (see FIG. 2B) of the wafer alignment system 38. The detection center 38C may be defined by an image of an index mark arranged at a position different from the image sensor 38d.

アライメント制御系６が、ウエハＷ上の所定の複数のアライメントマークの座標を統計処理して例えばＥＧＡ方式でウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標を算出することで、ウエハＷのアライメントが行われる。さらに、そのウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を、レチクルＲのパターンの像の中心（露光中心）と、ウエハアライメント系３８の検出中心３８ＣとのＸ方向及びＹ方向の間隔（位置関係）であるベースラインだけシフトさせることで、各ショット領域とレチクルＲのパターンの像とを正確に重ね合わせることができる。そのベースラインは定期的に、及び必要に応じて実測され、実測値がアライメント制御系６内の記憶装置に記憶されている。   The alignment control system 6 performs statistical processing on the coordinates of a plurality of predetermined alignment marks on the wafer W and calculates the arrangement coordinates of all shot areas on the wafer W by, for example, the EGA method, thereby aligning the wafer W. Is called. Further, the arrangement coordinates of each shot area on the wafer W are set such that the distance between the center (exposure center) of the pattern image of the reticle R and the detection center 38C of the wafer alignment system 38 in the X and Y directions (positional relationship). By shifting only a certain baseline, each shot area and the pattern image of the reticle R can be accurately superimposed. The baseline is measured periodically and as necessary, and the measured value is stored in a storage device in the alignment control system 6.

なお、本実施形態では、レチクルＲのパターンの像の露光中心１６ＣＰは、レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像１６ＡＰ，１６ＢＰの中心である。
ベースラインの計測時には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像１６ＡＰ，１６ＢＰの位置に、基準部材２８のスリットパターン３０Ａ，３０Ｂがほぼ来るように、ウエハステージＷＳＴが位置決めされる。この状態で、ウエハアライメント系３８によって、基準部材２８上の基準マーク３２に対する検出中心３８ＣのＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量FIAX，FIAYが計測される。 In the present embodiment, the exposure center 16CP of the pattern image of the reticle R is the center of the images 16AP and 16BP of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R.
At the time of measuring the baseline, as shown in FIGS. 2A and 2B, the slit patterns 30A and 30B of the reference member 28 are substantially positioned at the positions of the images 16AP and 16BP of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R. Wafer stage WST is positioned so as to come. In this state, the wafer alignment system 38 measures displacement amounts FIAX and FIAY in the X direction and Y direction of the detection center 38C with respect to the reference mark 32 on the reference member 28.

その後、空間像計測系３４Ａ，３４Ｂによって、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂに対するアライメントマークの像１６ＡＰ，１６ＢＰのＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量が計測される。この結果、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂの中心３０Ｃに対するアライメントマークの像１６ＡＰ，１６ＢＰの中心（露光中心１６ＣＰ）のＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量ＲＸ，ＲＹが計測される。なお、アライメントマークの像１６ＡＰ，１６ＢＰの各中心を通る直線は、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂの各中心を通る直線に平行であるものとする。   Thereafter, the amount of positional deviation in the X and Y directions of the alignment mark images 16AP and 16BP with respect to the slit patterns 30A and 30B is measured by the aerial image measurement systems 34A and 34B. As a result, the displacement amounts RX and RY in the X and Y directions of the centers of the alignment mark images 16AP and 16BP (exposure center 16CP) with respect to the center 30C of the slit patterns 30A and 30B are measured. It is assumed that straight lines passing through the centers of the alignment mark images 16AP and 16BP are parallel to straight lines passing through the centers of the slit patterns 30A and 30B.

また、中心３０Ｃと基準マーク３２とのＹ方向の間隔ＢＬＹ０は既知であり、それらのＸ方向の間隔は０であるとする。この結果、アライメント制御系６は、Ｘ方向のベースラインＢＬＸ（極めて小さい値）及びＹ方向のベースラインＢＬＹを次式から算出できる。なお、位置ずれ量FIAY，ＲＹ及びFIAX，ＲＸの符号は、＋Ｙ方向及び＋Ｘ方向に正の符号を取る。   Further, it is assumed that the Y-direction interval BLY0 between the center 30C and the reference mark 32 is known, and the X-direction interval thereof is zero. As a result, the alignment control system 6 can calculate the X-direction baseline BLX (very small value) and the Y-direction baseline BLY from the following equations. Note that the signs of the positional deviation amounts FIAY, RY and FIAX, RX are positive signs in the + Y direction and the + X direction.

ＢＬＸ＝FIAX−ＲＸ …（１Ａ）
ＢＬＹ＝ＢＬＹ０＋FIAY−ＲＹ …（１Ｂ）
なお、例えば雰囲気の僅かな温度変化によって基準部材２８の長さが変化すると、基準となる間隔ＢＬＹ０が僅かに変化するが、この変化は無視できる程度である。しかしながら、より高精度にベースラインＢＬＹを求めたい場合には、基準部材２８の温度変化による間隔ＢＬＹＯの変化を考慮して、ベースラインＢＬＹを計算してもよい。 BLX = FIAX-RX (1A)
BLY = BLY0 + FIAY-RY (1B)
For example, when the length of the reference member 28 changes due to a slight temperature change in the atmosphere, the reference interval BLY0 slightly changes, but this change is negligible. However, when it is desired to obtain the base line BLY with higher accuracy, the base line BLY may be calculated in consideration of a change in the interval BLYO due to a temperature change of the reference member 28.

図１において、ウエハＷのアライメント終了後に、アライメント制御系６から主制御系２に対してウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標及びベースラインの情報が供給される。その後、主制御系２は、レチクルＲのパターンの像とウエハＷの露光対象のショット領域とが重なり合うように、ステージ駆動系４を介してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを制御する。そして、照明光学系１０から所定の露光時間だけレチクルＲに照明光ＩＬを照射して、レチクルＲのパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の当該ショット領域に転写露光する。この一つのショット領域の露光動作と、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作とが繰り返されて、ステップ・アンド・リピート方式でウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。   In FIG. 1, after the alignment of the wafer W is completed, the alignment control system 6 supplies the main control system 2 with array coordinates and baseline information of all shot areas on the wafer W. Thereafter, the main control system 2 controls the reticle stage RST and the wafer stage WST via the stage drive system 4 so that the pattern image of the reticle R and the shot area to be exposed on the wafer W overlap. Then, the illumination light IL is irradiated onto the reticle R from the illumination optical system 10 for a predetermined exposure time, and the pattern of the reticle R is transferred and exposed to the shot area on the wafer W via the projection optical system PL. This one shot area exposure operation and the operation of stepping and moving the wafer W in the X direction and the Y direction by driving the wafer stage WST are repeated, and each shot area on the wafer W by the step-and-repeat method. The pattern image of the reticle R is exposed.

この露光に際して、ウエハＷのフォトレジストのドーズが大きい場合、又はレチクルＲの透過率が大きい場合に、照明光ＩＬの照射熱によって上記のベースラインが次第に変動する恐れがある。なお、ベースラインは例えば定期的に計測されているため、その計測頻度を高めることによってベースラインの変動の影響は低減される。しかしながら、ベースラインの計測頻度を高めると露光工程のスループットが低下する。そこで、本実施形態では、露光装置１００中の所定の部材の温度情報からそのベースラインの変動量を予測する。   In this exposure, when the dose of the photoresist on the wafer W is large, or when the transmittance of the reticle R is large, the above-mentioned baseline may be gradually changed by the irradiation heat of the illumination light IL. In addition, since the baseline is measured regularly, for example, the influence of the fluctuation of the baseline is reduced by increasing the measurement frequency. However, increasing the baseline measurement frequency decreases the throughput of the exposure process. Therefore, in the present embodiment, the baseline fluctuation amount is predicted from the temperature information of a predetermined member in the exposure apparatus 100.

ここで、ベースライン計測時の計測値に対するベースラインの変動量を、レチクルＲのパターンの像の露光中心１６ＣＰのＸ方向、Ｙ方向への変動量ΔＲＸ，ΔＲＹと、ウエハアライメント系３８の検出中心３８ＣのＸ方向、Ｙ方向への変動量ΔFIAX，ΔFIAYとに分けて考慮する。
前者の露光中心１６ＣＰの変動量ΔＲＸ，ΔＲＹの要因は、主にレチクルステージＲＳＴ（又はレチクルホルダ）及び投影光学系ＰＬの先端（ウエハ側）のレンズを保持する先端のレンズホルダ（先玉金物）４６の熱膨張（熱変形）であると考えられる。なお、投影光学系ＰＬの複数箇所のレンズホルダ及び／又は鏡筒の一部の熱膨張を考慮してもよい。一方、後者のウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの変動量ΔFIAX，ΔFIAYの要因は、主にアライメント用の光束に起因する送光部３８ｂのフレームの熱膨張（熱変形）であると考えられる。 Here, the fluctuation amount of the baseline with respect to the measurement value at the time of the baseline measurement is represented by the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY in the X direction and the Y direction of the exposure center 16CP of the image of the reticle R and the detection center of the wafer alignment system 38. The amount of variation ΔFIAX and ΔFIAY in the X and Y directions of 38C is considered separately.
The former variations of the exposure center 16CP, ΔRX, ΔRY, are mainly caused by the reticle stage RST (or reticle holder) and the lens holder at the front end (tip lens) that holds the lens at the front end (wafer side) of the projection optical system PL. 46 is considered to be thermal expansion (thermal deformation). In addition, you may consider the thermal expansion of the lens holder of several places of the projection optical system PL, and / or a part of lens barrel. On the other hand, the factors of the fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY of the detection center 38C of the latter wafer alignment system 38 are considered to be mainly due to thermal expansion (thermal deformation) of the frame of the light transmitting unit 38b caused by the alignment light flux.

なお、レチクルステージＲＳＴ、レンズホルダ４６、及び送光部３８ｂのフレームは線膨張率ができるだけ小さい金属等から形成されているが、基準部材２８に比べると線膨張率は大きくなる。
本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ（又はレチクルホルダ）、投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂのフレームにそれぞれ温度センサ４４Ａ，４４Ｂ及び４４Ｃが固定され、温度センサ４４Ａ〜４４Ｃで計測されるレチクルステージＲＳＴ、レンズホルダ４６、及び送光部３８ｂの温度ＴＲＳ，ＴＰＬ及びTFIAの情報がアライメント制御系６に供給されている。温度センサ４４Ａ〜４４Ｃとしては、白金抵抗体又は熱電対等が使用可能である。 Note that the frames of reticle stage RST, lens holder 46, and light transmitting unit 38b are made of metal or the like having a linear expansion coefficient as small as possible, but the linear expansion coefficient is larger than that of reference member 28.
In the present embodiment, temperature sensors 44A, 44B, and 44C are fixed to the frame of reticle stage RST (or reticle holder), lens holder 46 of projection optical system PL, and light transmitting unit 38b of wafer alignment system 38, respectively. Information on the temperatures TRS, TPL, and TFIA of the reticle stage RST, the lens holder 46, and the light transmission unit 38b measured by 44A to 44C is supplied to the alignment control system 6. As the temperature sensors 44A to 44C, platinum resistors, thermocouples, or the like can be used.

また、一例として、フォトレジストのドーズが或る高い値の場合に、実際に露光装置１００で多数のウエハに露光を行い、所定の時間間隔でウエハステージＷＳＴによって基準部材２８の位置を同じ位置に位置決めしてからベースラインの計測を行ってみた。さらに、ベースラインの計測と同時にレチクルステージＲＳＴ、レンズホルダ４６、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度ＴＲＳ，ＴＰＬ及びTFIAを計測した。その結果、１回目のベースライン計測時からのレチクルステージＲＳＴ及びレンズホルダ４６の温度変動をΔＴＲＳ及びΔＴＰＬとして、温度変動ΔＴＲＳ及びΔＴＰＬが小さい範囲では、一例として図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、露光中心１６ＣＰのＹ方向の変動量ΔＲＹは、温度変動ΔＴＲＳ及びΔＴＰＬに対してほぼ比例関係にあることが分かった。さらに、変動量ΔＲＹは、温度変動ΔＴＲＳ及びΔＴＰＬの相関によっても異なることが分かった。なお、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）において、黒点が実測値であり、直線は１次関数で近似したものである。また、温度変動ΔＴＲＳ，ΔＴＰＬが負の値になるのは、冷却機構又は雰囲気との熱交換等によってレチクルステージＲＳＴ及びレンズホルダ４６の温度が低下する場合を示す。   Further, as an example, when the dose of the photoresist is a certain high value, a large number of wafers are actually exposed by the exposure apparatus 100, and the position of the reference member 28 is set to the same position by the wafer stage WST at predetermined time intervals. I measured the baseline after positioning. Further, simultaneously with the measurement of the baseline, the temperatures TRS, TPL, and TFIA of the reticle stage RST, the lens holder 46, and the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 were measured. As a result, the temperature fluctuations of the reticle stage RST and the lens holder 46 from the time of the first baseline measurement are ΔTRS and ΔTPL. In the range where the temperature fluctuations ΔTRS and ΔTPL are small, as an example, FIG. 3A and FIG. ), It was found that the fluctuation amount ΔRY in the Y direction of the exposure center 16CP is substantially proportional to the temperature fluctuations ΔTRS and ΔTPL. Furthermore, it was found that the fluctuation amount ΔRY varies depending on the correlation between the temperature fluctuations ΔTRS and ΔTPL. In FIGS. 3A to 3C, the black dots are actually measured values, and the straight line is approximated by a linear function. Further, the negative values of the temperature fluctuations ΔTRS and ΔTPL indicate a case where the temperature of the reticle stage RST and the lens holder 46 decreases due to heat exchange with the cooling mechanism or the atmosphere.

また、ウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度変動をΔTFIAとして、温度変動ΔTFIAが小さい範囲では、その検出中心３８ＣのＹ方向の変動量ΔFIAYは、一例として図３（Ｃ）に示すように、温度変動ΔTFIAに対してほぼ比例関係にあることが分かった。なお、露光中心１６ＣＰのＸ方向の変動量ΔＲＸも、温度変動ΔＴＲＳ，ΔＴＰＬが小さい範囲では、温度変動ΔＴＲＳ，ΔＴＰＬに対してほぼ比例関係にあり、検出中心３８ＣのＸ方向の変動量ΔFIAXも、温度変動ΔTFIAが小さい範囲では、温度変動ΔTFIAに対してほぼ比例関係にあることが分かった。   Further, assuming that the temperature variation of the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 is ΔTFIA, and the temperature variation ΔTFIA is small, the variation amount ΔFIAY in the Y direction of the detection center 38C is, for example, as shown in FIG. It was found that the temperature fluctuation ΔTFIA is almost proportional. Note that the variation amount ΔRX in the X direction of the exposure center 16CP is substantially proportional to the temperature variations ΔTRS and ΔTPL in a range where the temperature variations ΔTRS and ΔTPL are small, and the variation amount ΔFIAX in the X direction of the detection center 38C is also It was found that when the temperature fluctuation ΔTFIA is small, the temperature fluctuation ΔTFIA is almost proportional to the temperature fluctuation ΔTFIA.

そこで、本実施形態では、或る時刻ｔにおけるレチクルＲのパターンの露光中心１６ＣＰのＸ方向、Ｙ方向の変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを、以下のように補正係数αｘ，αｙ，βｘ，βｙ，γｘ，γｙ、投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６の温度変動量ΔＴＰＬ、及びレチクルステージＲＳＴの温度変動ΔＴＲＳを用いて表す。
ΔＲＸ＝αｘ×ΔＴＰＬ＋βｘ×ΔＴＲＳ＋γｘ×ΔＴＰＬ×ΔＴＲＳ …（２Ａ）
ΔＲＹ＝αｙ×ΔＴＰＬ＋βｙ×ΔＴＲＳ＋γｙ×ΔＴＰＬ×ΔＴＲＳ …（２Ｂ）
この場合、補正係数γｘ，γｙは、温度変動量ΔＴＰＬ及びΔＴＲＳの相関係数である。補正係数αｘ，αｙ，βｘ，βｙ，γｘ，γｙは一例として露光装置毎に、さらに必要に応じてウエハ上のフォトレジストのドーズの範囲毎、及びレチクルの透過率の範囲毎等に予め実測又はシミュレーションによって求めておき、アライメント制御系６の記憶部に記憶しておく。 Therefore, in the present embodiment, the variations ΔRX and ΔRY in the X direction and Y direction of the exposure center 16CP of the pattern of the reticle R at a certain time t are corrected by the correction coefficients αx, αy, βx, βy, γx, This is expressed using γy, the temperature variation ΔTPL of the lens holder 46 of the projection optical system PL, and the temperature variation ΔTRS of the reticle stage RST.
ΔRX = αx × ΔTPL + βx × ΔTRS + γx × ΔTPL × ΔTRS (2A)
ΔRY = αy × ΔTPL + βy × ΔTRS + γy × ΔTPL × ΔTRS (2B)
In this case, the correction coefficients γx and γy are correlation coefficients of the temperature fluctuation amounts ΔTPL and ΔTRS. The correction coefficients αx, αy, βx, βy, γx, and γy are measured or measured in advance for each exposure apparatus, for example, for each photoresist dose range on the wafer and for each reticle transmittance range, if necessary. It is obtained by simulation and stored in the storage unit of the alignment control system 6.

同様に、或る時刻ｔにおけるウエハアライメント系３８の検出中心３８ＣのＸ方向、Ｙ方向の変動量ΔFIAX，ΔFIAYを、以下のように補正係数αｎｘ，αｎｙ（ｎ＝１〜Ｎ）、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度変動量ΔTFIAを用いてＮ次の関数で表す。なお、和記号Σは、ｎに関して１からＮまでの値の和を表す。ここで、Ｎは１以上の整数であり、本実施形態ではＮ＝５である。   Similarly, fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY in the X direction and Y direction of the detection center 38C of the wafer alignment system 38 at a certain time t are corrected with correction coefficients αnx, αny (n = 1 to N) and wafer alignment as follows. The temperature variation amount ΔTFIA of the light transmitting unit 38b of the system 38 is used to express it as an Nth order function. The sum symbol Σ represents the sum of values from 1 to N with respect to n. Here, N is an integer greater than or equal to 1, and N = 5 in this embodiment.

ΔFIAX＝Σ［αｎｘ×ΔTFIAn］ …（３Ａ）
ΔFIAY＝Σ［αｎｙ×ΔTFIAn］ …（３Ｂ）
その補正係数αｎｘ，αｎｙは一例として露光装置毎に、さらに必要に応じてウエハ上のフォトレジストのドーズの範囲毎、及びレチクルの透過率の範囲毎等に予め実測又はシミュレーションによって求めておき、アライメント制御系６の記憶部に記憶しておく。 ΔFIAX = Σ [αnx × ΔTFIA n ] (3A)
ΔFIAY = Σ [αny × ΔTFIA n ] (3B)
The correction coefficients αnx and αny are obtained by actual measurement or simulation in advance for each exposure apparatus, for example, for each photoresist dose range on the wafer and each reticle transmittance range, if necessary. This is stored in the storage unit of the control system 6.

次に、本実施形態の露光装置１００において、露光工程中にベースラインの変動量を補正する動作の一例につき図４のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系２によって制御される。
先ず図４のステップ１０１において、図１のレチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲがロードされ、例えば基準部材２８のスリットパターン３０Ａ，３０Ｂ及び空間像計測系３４を用いてレチクルＲのアライメントが行われる。この結果、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂの中心が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸにほぼ合致するようにウエハステージＷＳＴを位置決めした状態で、レチクルＲのアライメントマークの像１６ＡＰ，１６ＢＰの各中心を通る直線がスリットパターン３０Ａ，３０Ｂの各中心を通る直線に平行になり、かつ像１６ＡＰ，１６ＢＰはスリットパターン３０Ａ，３０Ｂの近傍に位置決めされる。 Next, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, an example of an operation for correcting the fluctuation amount of the baseline during the exposure process will be described with reference to the flowchart of FIG. This operation is controlled by the main control system 2.
First, in step 101 of FIG. 4, the reticle R is loaded on the reticle stage RST of FIG. 1, and alignment of the reticle R is performed using, for example, the slit patterns 30 </ b> A and 30 </ b> B of the reference member 28 and the aerial image measurement system 34. As a result, straight lines passing through the centers of the alignment mark images 16AP and 16BP on the reticle R in a state where the wafer stage WST is positioned so that the centers of the slit patterns 30A and 30B substantially coincide with the optical axis AX of the projection optical system PL. Are parallel to straight lines passing through the centers of the slit patterns 30A and 30B, and the images 16AP and 16BP are positioned in the vicinity of the slit patterns 30A and 30B.

この後、図２（Ａ）、図２（Ｂ）を参照して説明したように、基準部材２８を用いて式（１Ａ）及び（１Ｂ）で表されるＸ方向及びＹ方向のベースラインＢＬＸ，ＢＬＹを計測し、計測値をアライメント制御系６内の記憶部に記憶する（ステップ１０２）。また、アライメント制御系６は、Ｘ方向、Ｙ方向のベースラインの補正値ΔＢＬＸ，ΔＢＬＹを０にリセットするとともに、温度センサ４４Ａ〜４４Ｃで計測される投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、レチクルステージＲＳＴ、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度ＴＰＬ，ＴＲＳ，TFIAの値を記憶する（ステップ１０３）。   Thereafter, as described with reference to FIGS. 2A and 2B, the base line BLX in the X direction and the Y direction represented by the expressions (1A) and (1B) using the reference member 28 is used. , BLY are measured, and the measured values are stored in the storage unit in the alignment control system 6 (step 102). Further, the alignment control system 6 resets the correction values ΔBLX and ΔBLY of the baseline in the X direction and the Y direction to 0, and the lens holder 46 of the projection optical system PL measured by the temperature sensors 44A to 44C, the reticle stage RST. And the values of the temperatures TPL, TRS, and TFIA of the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 are stored (step 103).

次に、ウエハステージＷＳＴ上にフォトレジストが塗布された未露光のウエハＷをロードする（ステップ１０４）。次のステップ１０５において、アライメント制御系６は、温度センサ４４Ａ〜４４Ｃを介して投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、レチクルステージＲＳＴ、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度ＴＰＬ，ＴＲＳ，TFIAを取得し、最も新しくベースライン計測を行った直後に計測された温度ＴＰＬ，ＴＲＳ，TFIAに対する温度変動ΔＴＰＬ，ΔＴＲＳ，ΔTFIAを算出する。さらに、アライメント制御系６は、温度変動ΔＴＰＬ，ΔＴＲＳを式（２Ａ）、（２Ｂ）に代入して、レチクルＲの露光中心１６ＣＰのＸ方向、Ｙ方向の変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを計算するとともに、温度変動ΔTFIAを式（３Ａ）、（３Ｂ）に代入して、ウエハアライメント系３８の検出中心３８ＣのＸ方向、Ｙ方向の変動量ΔFIAX，ΔFIAYを計算する。   Next, an unexposed wafer W coated with a photoresist is loaded onto wafer stage WST (step 104). In the next step 105, the alignment control system 6 performs the temperature TPL, TRS, TFIA of the lens holder 46 of the projection optical system PL, the reticle stage RST, and the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 via the temperature sensors 44A to 44C. And temperature fluctuations ΔTPL, ΔTRS, ΔTFIA with respect to the temperatures TPL, TRS, TFIA measured immediately after the most recent baseline measurement is calculated. Further, the alignment control system 6 substitutes the temperature fluctuations ΔTPL and ΔTRS into the equations (2A) and (2B) to calculate the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY in the X direction and Y direction of the exposure center 16CP of the reticle R, and Substituting the temperature fluctuation ΔTFIA into the equations (3A) and (3B), the fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY in the X direction and Y direction of the detection center 38C of the wafer alignment system 38 are calculated.

次のステップ１０６において、アライメント制御系６は、これらの変動量を用いてベースラインのＸ方向の補正量ΔＢＬＸ及びＹ方向の補正量ΔＢＬＹを次のように計算する。
ΔＢＬＸ＝ΔFIAX−ΔＲＸ …（４Ａ）
ΔＢＬＹ＝ΔFIAY−ΔＲＹ …（４Ｂ）
また、アライメント制御系６は、これらの補正量ΔＢＬＸ，ΔＢＬＹを最も新しく計測したＸ方向、Ｙ方向のベースラインＢＬＸ，ＢＬＹに加算して、次のように補正後のベースラインＢＬＸ’，ＢＬＹ’を求める。この補正後のベースラインＢＬＸ’，ＢＬＹ’は主制御系２に供給される。 In the next step 106, the alignment control system 6 calculates the correction amount ΔBLX of the baseline in the X direction and the correction amount ΔBLY in the Y direction of the baseline using these fluctuation amounts as follows.
ΔBLX = ΔFIAX−ΔRX (4A)
ΔBLY = ΔFIAY−ΔRY (4B)
The alignment control system 6 adds these correction amounts ΔBLX and ΔBLY to the most recently measured baselines BLX and BLY in the X and Y directions, and corrects the baselines BLX ′ and BLY ′ as follows. Ask for. The corrected baselines BLX ′ and BLY ′ are supplied to the main control system 2.

ＢＬＸ’＝ＢＬＸ＋ΔＢＬＸ …（５Ａ）
ＢＬＹ’＝ＢＬＹ＋ΔＢＬＹ …（５Ｂ）
なお、ステップ１０５及び１０６の動作は、極めて短時間に実行できるため、例えばステップ１０４のウエハのローディング動作中に実質的に並行に実行することも可能である。従って、ステップ１０５及び１０６の動作によって露光工程のスループットは全く影響を受けない。 BLX ′ = BLX + ΔBLX (5A)
BLY ′ = BLY + ΔBLY (5B)
Since the operations in steps 105 and 106 can be executed in a very short time, it can be executed substantially in parallel during the wafer loading operation in step 104, for example. Therefore, the throughput of the exposure process is not affected at all by the operations of steps 105 and 106.

その後、ウエハアライメント系３８を介してウエハＷ上の所定個数のアライメントマークの位置を検出することでウエハＷのアライメントが行われ、これによって求められたウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標が主制御系２に供給される（ステップ１０７）。その後、主制御系２の制御のもとで、その配列座標及び補正後のベースラインＢＬＸ’，ＢＬＹ’を用いて、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンの像が高精度に重ね合わせて露光される（ステップ１０８）。そして、ウエハＷのアンロードが行われた後（ステップ１０９）、未露光のウエハがあるかどうかが判定され（ステップ１１０）、未露光のウエハがある場合には、ステップ１１１に移行して、ベースラインを計測するかどうかが判定される。このベースラインの計測は、いわゆるインターバル・ベースライン計測であり、例えば所定の複数枚のウエハ又は１ロットのウエハの露光毎に実行される。   Thereafter, the alignment of the wafer W is performed by detecting the position of a predetermined number of alignment marks on the wafer W via the wafer alignment system 38, and the arrangement coordinates of all shot areas on the wafer W thus obtained are determined. It is supplied to the main control system 2 (step 107). After that, under the control of the main control system 2, the pattern image of the reticle R is superimposed on each shot area on the wafer W with high precision using the array coordinates and the corrected base lines BLX ′ and BLY ′. In addition, exposure is performed (step 108). After the wafer W is unloaded (step 109), it is determined whether there is an unexposed wafer (step 110). If there is an unexposed wafer, the process proceeds to step 111. It is determined whether to measure a baseline. This baseline measurement is so-called interval baseline measurement, and is performed, for example, for each exposure of a predetermined plurality of wafers or one lot of wafers.

ステップ１１１でベースライン計測を行わないと判定した場合には、動作はステップ１０４に戻り、次のウエハに対してステップ１０４からステップ１１０までの動作が繰り返される。即ち、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度が計測され、この計測値に基づいてベースラインの補正値が計算され、補正後のベースラインを用いてウエハとレチクルＲのパターンの像との位置合わせが行われて、露光が行われる。従って、露光中に温度変動によってレチクルＲの露光中心１６ＣＰ及び／又はウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの位置が次第に変動しても、時間を要するベースライン計測を行うことなく、高い重ね合わせ精度が得られる。   If it is determined in step 111 that the baseline measurement is not performed, the operation returns to step 104, and the operations from step 104 to step 110 are repeated for the next wafer. That is, the temperatures of the reticle stage RST, the lens holder 46 of the projection optical system PL, and the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 are measured, and the baseline correction value is calculated based on this measured value. The alignment between the wafer and the pattern image of the reticle R is performed using the line, and exposure is performed. Therefore, even if the position of the exposure center 16CP of the reticle R and / or the detection center 38C of the wafer alignment system 38 gradually changes due to temperature fluctuations during exposure, high overlay accuracy can be achieved without performing time-consuming baseline measurement. can get.

一方、ステップ１１１でベースライン計測を行うと判定した場合には、動作はステップ１１２に移行して、ステップ１０２と同様に、式（１Ａ）及び（１Ｂ）のベースラインＢＬＸ，ＢＬＹを計測し、計測値をアライメント制御系６内の記憶部に記憶する。次のステップ１１３において、アライメント制御系６は、ベースラインの補正値ΔＢＬＸ，ΔＢＬＹを０にリセットするとともに、温度センサ４４Ａ〜４４Ｃで計測される投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、レチクルステージＲＳＴ、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度ＴＰＬ，ＴＲＳ，TFIAの値を記憶する。   On the other hand, if it is determined in step 111 that the baseline measurement is to be performed, the operation proceeds to step 112 and, similarly to step 102, the baselines BLX and BLY of equations (1A) and (1B) are measured, The measured value is stored in the storage unit in the alignment control system 6. In the next step 113, the alignment control system 6 resets the baseline correction values ΔBLX and ΔBLY to 0, and measures the lens holder 46 of the projection optical system PL measured by the temperature sensors 44A to 44C, the reticle stage RST, and The values of temperatures TPL, TRS, and TFIA of the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 are stored.

その後、動作はステップ１０４に戻り、次のウエハに対してステップ１０４からステップ１１０までの動作が繰り返される。即ち、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６、及びウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度が計測され、この計測値に基づいてステップ１１２で求めたベースラインに対する補正値が計算され、補正後のベースラインを用いてウエハとレチクルＲのパターンの像との位置合わせが行われて、露光が行われる。従って、露光中に温度変動によってレチクルＲの露光中心１６ＣＰ及び／又はウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの位置の変動量が大きくなっても、ベースラインの実測値の更新によって計測誤差（計算誤差）が大きくなることが防止されて、高い重ね合わせ精度が得られる。   Thereafter, the operation returns to step 104, and the operations from step 104 to step 110 are repeated for the next wafer. That is, the temperatures of the reticle stage RST, the lens holder 46 of the projection optical system PL, and the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 are measured, and the correction value for the baseline obtained in step 112 is calculated based on the measured values. Then, alignment is performed between the wafer and the pattern image of the reticle R using the corrected baseline, and exposure is performed. Therefore, even if the amount of fluctuation in the position of the exposure center 16CP of the reticle R and / or the detection center 38C of the wafer alignment system 38 increases due to temperature fluctuations during exposure, measurement errors (calculation errors) are caused by updating the measured values of the baseline. Is prevented from increasing, and high overlay accuracy can be obtained.

その後、ステップ１１０で露光対象のウエハがなくなったときに露光工程が終了する。
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置１００は、照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光装置において、そのパターンの像（パターン像）の位置を検出する空間像計測系３４Ａ，３４Ｂと、そのパターン像の位置の変動に関係する所定部材であるレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６の温度を計測する温度センサ４４Ａ，４４Ｂと、温度センサ４４Ａ，４４Ｂの計測結果に基づいてそのパターン像の位置の変動量を予測し、この予測結果に基づいてそのパターン像とウエハＷとの位置合わせ情報であるＸ方向、Ｙ方向のベースラインＢＬＸ，ＢＬＹを補正するアライメント制御系６及び主制御系２（制御装置）と、を備えている。 Thereafter, the exposure process ends when there is no wafer to be exposed in step 110.
Effects and the like of this embodiment are as follows.
(1) The exposure apparatus 100 of this embodiment illuminates the pattern of the reticle R with the illumination light IL, and exposes the wafer W with the illumination light IL via the pattern and the projection optical system PL. The temperature of the aerial image measurement systems 34A and 34B that detect the position of the image (pattern image), the reticle stage RST that is a predetermined member related to the variation in the position of the pattern image, and the lens holder 46 of the projection optical system PL are measured. Based on the measurement results of the temperature sensors 44A and 44B and the temperature sensors 44A and 44B, the variation amount of the position of the pattern image is predicted. Based on the prediction result, X is alignment information between the pattern image and the wafer W. And an alignment control system 6 and a main control system 2 (control device) for correcting the baselines BLX and BLY in the direction Y.

また、露光装置１００による露光方法は、レチクルＲのパターン像の中心（露光中心１６ＣＰ）の位置を計測し（ステップ１０２又は１１２）、露光中心１６ＣＰの位置の変動量を温度センサ４４Ａ，４４Ｂの計測結果（レチクルステージＲＳＴ及びレンズホルダ４６の温度変動）から予測し（ステップ１０５）、この予測結果に基づいてそのベースラインを補正するものである（ステップ１０６）。   The exposure method by the exposure apparatus 100 measures the position of the center (exposure center 16CP) of the pattern image of the reticle R (step 102 or 112), and measures the variation amount of the position of the exposure center 16CP by the temperature sensors 44A and 44B. A prediction is made from the result (temperature fluctuation of reticle stage RST and lens holder 46) (step 105), and the baseline is corrected based on the prediction result (step 106).

本実施形態によれば、レチクルＲの露光中心１６ＣＰの変動量をレチクルステージＲＳＴ及びレンズホルダ４６の温度変動から予測し、この予測結果に基づいてベースラインを補正しているため、照明光ＩＬの強度が大きいか又は露光時間が長く、レチクルステージＲＳＴ等の温度が変化して露光中心１６ＣＰの位置が変動しても、変動後のベースラインを正確に予測できる。従って、ベースライン計測によるスループットの低下を招くことなく、高い重ね合わせ精度が得られる。   According to the present embodiment, the fluctuation amount of the exposure center 16CP of the reticle R is predicted from the temperature fluctuation of the reticle stage RST and the lens holder 46, and the baseline is corrected based on this prediction result. Even if the intensity is high or the exposure time is long, and the temperature of the reticle stage RST etc. changes and the position of the exposure center 16CP fluctuates, the changed baseline can be accurately predicted. Therefore, high overlay accuracy can be obtained without causing a decrease in throughput due to baseline measurement.

（２）また、露光装置１００はウエハＷのアライメントマークの位置を検出するウエハアライメント系３８を備え、ステップ１０２、１１２では、レチクルＲの露光中心とウエハアライメント系３８の検出中心との位置関係であるベースラインを計測し、ステップ１０６ではそのベースラインを補正している。従って、ベースラインが変動しても高い重ね合わせ精度が得られる。   (2) The exposure apparatus 100 also includes a wafer alignment system 38 that detects the position of the alignment mark on the wafer W. In steps 102 and 112, the positional relationship between the exposure center of the reticle R and the detection center of the wafer alignment system 38. A certain baseline is measured, and in step 106, the baseline is corrected. Therefore, even if the baseline changes, high overlay accuracy can be obtained.

（３）また、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬのレンズホルダ４６の温度の計測値を用いてレチクルＲのパターン像の位置の変動量を計算しているため、その像の位置の変動量を高精度に計算できる。しかしながら、例えばレチクルステージＲＳＴ又はレンズホルダ４６の温度変動によるそのパターン像の位置の変動量が少ない場合には、レチクルステージＲＳＴ又はレンズホルダ４６のみの温度を計測し、この温度変動からその像の位置の変動量を計算してもよい。   (3) In the present embodiment, since the amount of variation in the position of the pattern image of the reticle R is calculated using the measured values of the temperature of the reticle stage RST and the lens holder 46 of the projection optical system PL, The amount of position variation can be calculated with high accuracy. However, for example, when the variation amount of the position of the pattern image due to the temperature variation of the reticle stage RST or the lens holder 46 is small, the temperature of only the reticle stage RST or the lens holder 46 is measured, and the position of the image is determined from this temperature variation. The amount of variation may be calculated.

さらに、レンズホルダ４６の代わりに、又はレンズホルダ４６とともに、投影光学系ＰＬ内の他のレンズ、レンズホルダ、又は鏡筒の温度を計測し、この計測結果からその像の位置の変動量を計算してもよい。
（４）また、本実施形態では、ウエハアライメント系３８の送光部３８ｂの温度を計測する温度センサ４４Ｃを備え、温度センサ４４Ｃで計測される送光部３８ｂの温度変動からウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの位置の変動量を予測し（ステップ１０５）、この変動量をも用いてベースラインの補正値を求めている（ステップ１０６）。従って、より高い重ね合わせ精度が得られる。 Further, instead of the lens holder 46 or together with the lens holder 46, the temperature of another lens, the lens holder, or the lens barrel in the projection optical system PL is measured, and the fluctuation amount of the position of the image is calculated from the measurement result. May be.
(4) In this embodiment, a temperature sensor 44C for measuring the temperature of the light transmitting unit 38b of the wafer alignment system 38 is provided, and the temperature of the light transmitting unit 38b measured by the temperature sensor 44C is used to detect the temperature of the wafer alignment system 38. A fluctuation amount of the position of the detection center 38C is predicted (step 105), and a baseline correction value is obtained using this fluctuation quantity (step 106). Therefore, higher overlay accuracy can be obtained.

なお、ウエハアライメント系３８内の他の部分（例えば撮像素子３８ｄの支持部材）の温度変動から検出中心３８Ｃの位置の変動量を予測してもよい。さらに、例えばウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２の温度変動によっても検出中心３８Ｃの位置が相対的に変動するような場合には、Ｚチルトステージ２２に設けた温度センサ（不図示）及び温度センサ４４Ｃの少なくとも一方の計測値から検出中心３８Ｃの位置の変動量を予測してもよい。   Note that the fluctuation amount of the position of the detection center 38 </ b> C may be predicted from the temperature fluctuations of other parts in the wafer alignment system 38 (for example, the support member of the image sensor 38 d). Further, for example, when the position of the detection center 38C relatively changes due to the temperature change of the Z tilt stage 22 of the wafer stage WST, a temperature sensor (not shown) provided on the Z tilt stage 22 and a temperature sensor 44C are provided. The fluctuation amount of the position of the detection center 38C may be predicted from at least one of the measured values.

ただし、ウエハアライメント系３８の送光部３８ｂ等の温度変動による検出中心３８Ｃの位置の変動量が小さい場合には、温度センサ４４Ｃを省略して、検出中心３８Ｃの位置変動に起因するベースラインの補正を行う必要はない。
（５）また、レチクルＲの露光中心１６ＣＰの変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを、式（２Ａ）、（２Ｂ）で示すように、レチクルステージＲＳＴの温度変動量ΔＴＲＳ及びレンズホルダ４６の温度変動量ΔＴＰＬの１次式を含む式で計算しているため、計算が容易である。 However, when the variation amount of the position of the detection center 38C due to the temperature variation of the light transmitting unit 38b or the like of the wafer alignment system 38 is small, the temperature sensor 44C is omitted and the baseline of the detection center 38C due to the position variation of the detection center 38C is omitted. There is no need to make corrections.
(5) Further, the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY of the exposure center 16CP of the reticle R are expressed by the temperature fluctuation amount ΔTRS of the reticle stage RST and the temperature fluctuation amount ΔTPL of the lens holder 46 as shown in the equations (2A) and (2B). Since calculation is performed using an equation including a linear expression, calculation is easy.

なお、レチクルＲの露光中心の変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを温度変動量ΔＴＰＬ，ΔＴＲＳの２次以上の式で表してもよい。さらに、計算は複雑化するが、変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを温度変動量ΔＴＰＬ，ΔＴＲＳの指数関数等で表してもよい。同様に、ウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの変動量ΔFIAX，ΔFIAYを温度変動量ΔTFIAの指数関数等で表してもよい。   Note that the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY at the exposure center of the reticle R may be expressed by a quadratic or higher expression of the temperature fluctuation amounts ΔTPL and ΔTRS. Furthermore, although the calculation is complicated, the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY may be represented by exponential functions of the temperature fluctuation amounts ΔTPL and ΔTRS. Similarly, the fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY of the detection center 38C of the wafer alignment system 38 may be expressed by an exponential function of the temperature fluctuation amount ΔTFIA.

また、レチクルＲの露光中心の変動量ΔＲＸ，ΔＲＹ（式（２Ａ）、（２Ｂ）で計算される値）にそれぞれ所定の上限値を定め、温度変動量ΔＴＰＬ及びΔＴＲＳにも所定の上限を定めておき、変動量ΔＲＸ，ΔＲＹがその上限値に達するか、又は温度変動量ΔＴＰＬ又はΔＴＲＳがその上限に達したときに、ステップ１０８のベースラインの補正値の計算を行う代わりに、ベースライン計測を行うようにしてもよい。   Further, predetermined upper limit values are respectively set for the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY (values calculated by the equations (2A) and (2B)) of the exposure center of the reticle R, and predetermined upper limits are also set for the temperature fluctuation amounts ΔTPL and ΔTRS. In addition, when the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY reach the upper limit value, or when the temperature fluctuation amount ΔTPL or ΔTRS reaches the upper limit value, instead of calculating the baseline correction value in step 108, the baseline measurement is performed. May be performed.

同様に、ウエハアライメント系３８の検出中心３８Ｃの式（３Ａ）、（３Ｂ）から計算される変動量ΔFIAX，ΔFIAYにもそれぞれ所定の上限値を定め、温度変動量ΔTFIAにも所定の上限を定めておき、変動量ΔFIAX，ΔFIAYがその上限値に達するか、又は温度変動量ΔTFIAがその上限に達したときに、ベースライン計測を行うようにしてもよい。
（６）また、本実施形態では、レチクルＲの露光中心の位置の変動量ΔＲＸ，ΔＲＹを計算しているが、例えばレチクルＲのパターンの透過率分布のＸ方向の非対称性が大きいような場合には、露光中にレチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の回転角、即ちレチクルＲのパターン像の回転角が変動する恐れがある。そこで、例えば図１のレチクルステージＲＳＴの＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の側面にそれぞれ温度センサを設け、これら２つの温度センサの計測値の変動量の差からレチクルＲのパターン像の回転角の変動量を予測してもよい。この場合には、一例として、ステップ１０８のウエハに対する露光の直前で、予測されたパターン像の回転角の変動量を相殺するように、レチクルステージＲＳＴのθｚ方向の回転角を補正すればよい。 Similarly, a predetermined upper limit is set for each of the fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY calculated from the equations (3A) and (3B) of the detection center 38C of the wafer alignment system 38, and a predetermined upper limit is set for the temperature fluctuation amount ΔTFIA. The baseline measurement may be performed when the fluctuation amounts ΔFIAX and ΔFIAY reach the upper limit values or when the temperature fluctuation amount ΔTFIA reaches the upper limit values.
(6) In this embodiment, the fluctuation amounts ΔRX and ΔRY of the position of the exposure center of the reticle R are calculated. For example, when the asymmetry in the X direction of the transmittance distribution of the pattern of the reticle R is large In some cases, the rotation angle of the images of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R, that is, the rotation angle of the pattern image of the reticle R, may fluctuate during exposure. Therefore, for example, a temperature sensor is provided on each of the side surfaces in the + X direction and −X direction of the reticle stage RST in FIG. May be predicted. In this case, as an example, the rotation angle of the reticle stage RST in the θz direction may be corrected so as to cancel the predicted fluctuation amount of the rotation angle of the pattern image immediately before the exposure of the wafer in step 108.

（７）また、本実施形態では、ステップ１０７で、ウエハアライメント系３８によってウエハＷ上の複数のアライメントマークの位置を検出し、ステップ１０８で、その検出結果と上記の補正されたベースラインとを用いてウエハＷの各ショット領域とレチクルＲのパターンの像との位置合わせを行っている。従って、スループットを低下させることなく、高い重ね合わせ精度が得られる。   (7) In this embodiment, the position of a plurality of alignment marks on the wafer W is detected by the wafer alignment system 38 in step 107, and the detection result and the corrected baseline are detected in step 108. The alignment of each shot area of the wafer W and the pattern image of the reticle R is performed. Therefore, high overlay accuracy can be obtained without reducing the throughput.

次に、本発明の実施形態の他の例につき図５を参照して説明する。本実施形態は、いわゆるツイン・ウエハステージ方式の露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものであり、図５において図１に対応する部分には同一又は類似する符号を付してその詳細な説明を省略する。
図５は、本実施形態の露光装置１００Ａを示す平面図である。図５において、露光装置１００Ａは、それぞれ図１のウエハステージＷＳＴと同様の構成の第１及び第２のウエハステージWSTA，WSTBと、投影光学系ＰＬと、この上に配置されてレチクルＲを位置決めするレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲを照明する照明光学系（不図示）と、例えば画像処理型のウエハアライメント系３８Ｔとを備えている。 Next, another example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the present invention is applied when exposure is performed using a so-called twin wafer stage type exposure apparatus. In FIG. 5, the same or similar reference numerals are given to portions corresponding to FIG. Detailed description is omitted.
FIG. 5 is a plan view showing the exposure apparatus 100A of the present embodiment. In FIG. 5, exposure apparatus 100A positions first and second wafer stages WSTA, WSTB having the same configuration as wafer stage WST in FIG. 1, projection optical system PL, and reticle R, which are arranged thereon. A reticle stage RST, an illumination optical system (not shown) for illuminating the reticle R, and, for example, an image processing type wafer alignment system 38T.

ウエハステージWSTA，WSTBは共通のウエハベース２６Ａ上に、不図示のレーザ干渉計システムの計測値に基づいてＸ方向、Ｙ方向に独立に駆動されるように載置され、これらのウエハステージWSTA，WSTBの上方にＹ方向に所定間隔で投影光学系ＰＬとウエハアライメント系３８Ｔとが不図示のフレームに支持されている。ウエハステージWSTA，WSTB上の基準部材２８Ａ，２８ＢにはそれぞれレチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像に対応したスリットパターン３０Ａ，３０Ｂが形成され、この下方に図１の空間像計測系３４と同様の空間像計測系が配置されている。また、ウエハステージWSTA，WSTB上の基準部材２８Ａ，２８Ｂの近傍に温度センサ４４ＤＡ，４４ＤＢが設置され、温度センサ４４ＤＡ，４４ＤＢの計測値、並びにレチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬの先端部のレンズホルダに設けた温度センサ（不図示）の計測値が図１のアライメント制御系６と同様のアライメント制御系に供給されている。   Wafer stages WSTA and WSTB are mounted on a common wafer base 26A so as to be driven independently in the X and Y directions based on the measurement values of a laser interferometer system (not shown). Above WSTB, projection optical system PL and wafer alignment system 38T are supported by a frame (not shown) at a predetermined interval in the Y direction. Slit patterns 30A and 30B corresponding to the images of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R are formed on the reference members 28A and 28B on the wafer stages WSTA and WSTB, respectively, and below this are the same as the aerial image measurement system 34 of FIG. An aerial image measurement system is arranged. In addition, temperature sensors 44DA and 44DB are installed in the vicinity of the reference members 28A and 28B on the wafer stages WSTA and WSTB. The measured values of the temperature sensors 44DA and 44DB, and the lens holder at the tip of the reticle stage RST and the projection optical system PL. 1 is supplied to an alignment control system similar to the alignment control system 6 in FIG.

この実施形態では、第１のウエハステージWSTAは経路５０Ａに沿って投影光学系ＰＬの下方とウエハアライメント系３８Ｔの下方との間を移動し、第２のウエハステージWSTBは経路５０Ｂに沿ってウエハアライメント系３８Ｔの下方と投影光学系ＰＬの下方との間を移動する。そして、例えば第１のウエハステージWSTA上のウエハＷＡに対して投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン像を露光しているときに、第２のウエハステージWSTB上のウエハＷＢに対してウエハアライメント系３８Ｔによってアライメントを行うことができるため、露光工程のスループットを向上できる。   In this embodiment, the first wafer stage WSTA moves along the path 50A between the lower side of the projection optical system PL and the lower side of the wafer alignment system 38T, and the second wafer stage WSTB moves along the path 50B. It moves between below the alignment system 38T and below the projection optical system PL. For example, when the pattern image of the reticle R is exposed to the wafer WA on the first wafer stage WSTA via the projection optical system PL, the wafer on the wafer WB on the second wafer stage WSTB is exposed. Since alignment can be performed by the alignment system 38T, the throughput of the exposure process can be improved.

また、この実施形態では、アライメント位置と露光位置とが異なるため、ベースラインの概念がなくなっている。そこで、一例として、先ず第１のウエハステージWSTAをウエハアライメント系３８Ｔの下方に移動して、ウエハＷＡ上の所定のアライメントマークの位置を、ウエハアライメント系３８Ｔを用いて基準部材２８Ａ上のスリットパターン３０Ａ，３０Ｂを基準として計測する。この計測結果を統計処理して、ウエハＷＡ上の全部のショット領域ＳＡの配列座標（ＳＡＸ，ＳＡＹ）を基準部材２８Ａのスリットパターン３０Ａ，３０Ｂの中心を基準として求める。   In this embodiment, since the alignment position and the exposure position are different, the concept of the baseline is lost. Therefore, as an example, first, the first wafer stage WSTA is moved below the wafer alignment system 38T, and the position of a predetermined alignment mark on the wafer WA is changed to a slit pattern on the reference member 28A using the wafer alignment system 38T. Measurement is performed based on 30A and 30B. This measurement result is statistically processed to obtain the array coordinates (SAX, SAY) of all the shot areas SA on the wafer WA with reference to the centers of the slit patterns 30A, 30B of the reference member 28A.

その後、ウエハステージWSTAを投影光学系ＰＬの下方に移動し、さらに基準部材２８Ａのスリットパターン３０Ａ，３０ＢをレチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の近傍に移動して、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂに対するアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の位置関係を計測する。この後、アライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の各中心を通る直線をスリットパターン３０Ａ，３０Ｂの各中心を通る直線に平行にした後、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂの中心に対するアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの像の中心（露光中心）のＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量（ΔＴＸ，ΔＴＹ）を求める。この後は、各ショット領域の上記の配列座標（ＳＡＸ，ＳＡＹ）をその位置ずれ量（ΔＴＸ，ΔＴＹ）だけシフトさせることで、ウエハＷＡの各ショット領域にレチクルＲのパターン像を重ね合わせて露光できる。   Thereafter, the wafer stage WSTA is moved below the projection optical system PL, and the slit patterns 30A and 30B of the reference member 28A are moved to the vicinity of the images of the alignment marks 16A and 16B of the reticle R, and the slit patterns 30A and 30B are moved. The positional relationship between the images of the alignment marks 16A and 16B is measured. Thereafter, the straight lines passing through the centers of the images of the alignment marks 16A and 16B are made parallel to the straight lines passing through the centers of the slit patterns 30A and 30B, and then the images of the alignment marks 16A and 16B with respect to the centers of the slit patterns 30A and 30B. A positional shift amount (ΔTX, ΔTY) in the X direction and Y direction of the center (exposure center) is obtained. Thereafter, the above-mentioned array coordinates (SAX, SAY) of each shot area are shifted by the positional deviation amount (ΔTX, ΔTY), thereby exposing the pattern image of the reticle R on each shot area of the wafer WA. it can.

この場合に、温度変動による重ね合わせ誤差を低減するためには、予め例えば実測によって、その位置ずれ量（ΔＴＸ，ΔＴＹ）の変動量をレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージWSTAの温度変動の関数として求めておけばよい。また、その位置ずれ量（ΔＴＸ，ΔＴＹ）の変動量は、レチクルステージＲＳＴ及び投影光学系ＰＬの温度変動に起因するレチクルＲの露光中心の位置の変動量（レチクル像の変動量）（ΔＴＸ１，ΔＴＹ１）と、ウエハステージWSTAの温度変動に起因する基準部材２８ＡとウエハＷＡとの位置関係の変動量（ショット配列の変動量）（ΔＴＸ２，ΔＴＹ２）とに分離可能である。   In this case, in order to reduce the overlay error due to the temperature fluctuation, the fluctuation amount of the positional deviation amount (ΔTX, ΔTY) is previously measured, for example, by actual measurement, and the temperature of reticle stage RST, projection optical system PL, and wafer stage WSTA. Find it as a function of variation. Further, the fluctuation amount of the positional deviation amount (ΔTX, ΔTY) is the fluctuation amount of the exposure center position of the reticle R (reticle image fluctuation amount) (ΔTX1, fluctuation amount) due to the temperature fluctuation of the reticle stage RST and the projection optical system PL. ΔTY1) and the amount of change in the positional relationship between the reference member 28A and the wafer WA (the amount of change in the shot arrangement) (ΔTX2, ΔTY2) due to the temperature change of the wafer stage WSTA.

そこで、ウエハＷＡの露光前及び露光中に、ウエハＷＡとレチクルＲとの位置合わせ情報として、レチクルステージＲＳＴ及び／又は投影光学系ＰＬの温度変動によるレチクル像の変動量（ΔＴＸ１，ΔＴＹ１）と、ウエハステージWSTAの温度変動によるショット配列の変動量（ΔＴＸ２，ΔＴＹ２）との少なくとも一方を補正してもよい。これは第２のウエハステージWSTB上のウエハＷＢに露光を行う場合でも同様である。これによって、それらの部材の温度変動に起因する位置ずれ量を補正して、重ね合わせ誤差を低減できる。   Therefore, before and during the exposure of the wafer WA, as the alignment information between the wafer WA and the reticle R, the reticle image RST and / or the reticle image variation amount (ΔTX1, ΔTY1) due to the temperature variation of the projection optical system PL, You may correct | amend at least one with the variation | change_quantity ((DELTA) TX2, (DELTA) TY2) of the shot arrangement | sequence by the temperature variation of the wafer stage WSTA. This is the same even when the wafer WB on the second wafer stage WSTB is exposed. As a result, the amount of misalignment due to temperature fluctuations of those members can be corrected to reduce the overlay error.

また、上記の実施形態の露光方法（又は露光装置）を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図６に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光方法によりレチクルのパターンを基板（感光基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。   When an electronic device (or microdevice) such as a semiconductor device is manufactured using the exposure method (or exposure apparatus) of the above embodiment, the electronic device has functions and performances of the electronic device as shown in FIG. Step 221 for designing, Step 222 for producing a reticle (mask) based on this design step, Step 223 for producing a substrate (wafer) as a base material of the device and applying a resist, and the exposure method of the above-described embodiment The substrate processing step 224 including the step of exposing the reticle pattern onto the substrate (photosensitive substrate), the step of developing the exposed substrate, the heating (curing) and etching step of the developed substrate, the device assembly step (dicing step, bonding) (Including processing processes such as process and package process) 225 and inspection It is produced through the step 226 or the like.

言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光方法又は露光装置を用いて基板（ウエハ）を露光することと、露光された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光方法又は露光装置によれば、スループットを低下させることなく重ね合わせ精度が向上しているため、高精度に電子デバイスを製造できる。   In other words, this device manufacturing method includes exposing a substrate (wafer) using the exposure method or exposure apparatus of the above-described embodiment and processing the exposed substrate (step 224). . At this time, according to the exposure method or the exposure apparatus of the above embodiment, since the overlay accuracy is improved without reducing the throughput, an electronic device can be manufactured with high accuracy.

なお、本発明は、上述の一括露光型の露光装置で露光する場合の他に、スキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置で露光する場合にも適用できる。さらに、本発明は、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置で露光する場合にも同様に適用することができる。   The present invention can be applied to the case of exposure using a scanning exposure type exposure apparatus such as a scanning stepper as well as the case of exposure using the above-described batch exposure type exposure apparatus. Furthermore, the present invention can be similarly applied to exposure using an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication No. 2004/053955 pamphlet or European Patent Application Publication No. 1420298. .

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の露光工程にも適用することができる。   In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an imaging device (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, a MEMS (Microelectromechanical Systems), and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.

実施形態の一例で使用される露光装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the exposure apparatus used in an example of embodiment. （Ａ）はベースライン計測時の図１の露光装置の要部を示す一部を切り欠いた図、（Ｂ）は図２（Ａ）の基準部材２８を示す拡大平面図である。1A is a partially cutaway view showing the main part of the exposure apparatus of FIG. 1 at the time of baseline measurement, and FIG. 2B is an enlarged plan view showing a reference member 28 of FIG. （Ａ）は温度変動量ΔＴＲＳとレチクル像の位置変動量ΔＲＹとの関係の一例を示す図、（Ｂ）は温度変動量ΔＴＰＬとレチクル像の位置変動量ΔＲＹとの関係の一例を示す図、（Ｃ）は温度変動量ΔTFIAとアライメント系の検出中心の位置変動量ΔFIAYとの関係の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a relationship between a temperature variation amount ΔTRS and a reticle image position variation amount ΔRY, and FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a relationship between the temperature variation amount ΔTPL and the reticle image position variation amount ΔRY; (C) is a diagram showing an example of the relationship between the temperature variation ΔTFIA and the position variation ΔFIAY of the detection center of the alignment system. ベースラインの変動量を補正しながら露光を行う動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement which performs exposure, correct | amending the variation | change_quantity of a baseline. 実施形態の他の例の露光装置を示す平面図である。It is a top view which shows the exposure apparatus of the other example of embodiment. 電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of an electronic device.

Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ，ＷＡ，ＷＢ…ウエハ、ＷＳＴ，WSTA，WSTB…ウエハステージ、２…主制御系、６…アライメント制御系、１０…照明光学系、２８…基準部材、３０Ａ，３０Ｂ…スリットパターン、３４…空間像計測系、３８…ウエハアライメント系、４４Ａ〜４４Ｃ，４４ＤＡ，４４ＤＢ…温度センサ、４６…レンズホルダ   R ... reticle, RST ... reticle stage, PL ... projection optical system, W, WA, WB ... wafer, WST, WSTA, WSTB ... wafer stage, 2 ... main control system, 6 ... alignment control system, 10 ... illumination optical system, 28 ... Reference member, 30A, 30B ... Slit pattern, 34 ... Aerial image measurement system, 38 ... Wafer alignment system, 44A to 44C, 44DA, 44DB ... Temperature sensor, 46 ... Lens holder

Claims (17)

露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
前記パターンの像の位置情報を計測し、
前記位置情報を用いて前記基板と前記パターンの像との位置合わせ情報を求め、
前記パターンの像の位置の変動量を所定部材の温度情報から予測し、
前記変動量が所定値に達していない場合は、該変動量に基づいて前記位置合わせ情報を補正し、前記変動量が前記所定値に達している場合は、前記位置情報を再計測するとともに、該再計測した位置情報を用いて前記位置合わせ情報を求めることを特徴とする露光方法。 In an exposure method of illuminating a pattern with exposure light and exposing the substrate with the exposure light through the pattern and a projection optical system,
Measure the position information of the image of the pattern,
Using the position information to obtain alignment information between the substrate and the pattern image,
Predicting the variation amount of the position of the image of the pattern from the temperature information of the predetermined member,
When the variation amount has not reached the predetermined value, the alignment information is corrected based on the variation amount , and when the variation amount has reached the predetermined value, the position information is re-measured, An exposure method characterized by obtaining the alignment information using the re-measured position information . 前記パターンの像の位置情報を計測する際に、前記基板のマークの位置情報を検出するマーク検出系の検出基準と前記パターンの像との位置関係を計測し、
前記位置合わせ情報を補正する際に、前記位置関係を補正することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。 When measuring the position information of the image of the pattern, measure the positional relationship between the detection reference of the mark detection system that detects the position information of the mark of the substrate and the image of the pattern,
The exposure method according to claim 1, wherein the positional relationship is corrected when the alignment information is corrected. 露光対象の基板は独立に移動する２つの基板ステージに保持されており、
前記位置合わせ情報に基づいて２つの前記基板ステージの一方の基板ステージ上の基板を前記投影光学系を介して露光するときに、
他方の基板ステージ上の基板のマークの位置情報をマーク検出系を介して検出することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。 The substrate to be exposed is held on two substrate stages that move independently,
When exposing the substrate on one of the two substrate stages based on the alignment information via the projection optical system,
2. The exposure method according to claim 1, wherein position information of a mark on the substrate on the other substrate stage is detected through a mark detection system. 前記パターンはマスクステージに保持されたマスクに形成され、
前記パターンの像の位置の変動量を、前記マスクステージ及び前記投影光学系の少なくとも一方の温度情報から予測することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の露光方法。 The pattern is formed on a mask held on a mask stage,
4. The exposure method according to claim 1, wherein a variation amount of the position of the image of the pattern is predicted from temperature information of at least one of the mask stage and the projection optical system. 5. 前記マーク検出系の検出基準位置の変動量を、前記基板を保持する基板ステージ及び前記マーク検出系の少なくとも一方の温度情報から予測し、
前記パターンの像の位置及び前記検出基準位置の変動量の予測結果に基づいて前記位置関係を補正することを特徴とする請求項２に記載の露光方法。 Predicting the fluctuation amount of the detection reference position of the mark detection system from the temperature information of at least one of the substrate stage holding the substrate and the mark detection system,
The exposure method according to claim 2, wherein the positional relationship is corrected based on a prediction result of a variation amount of the position of the pattern image and the detection reference position. 前記パターンの像の位置の変動量を、前記所定部材の温度変化であるΔＴのＮ次多項式（Ｎは１以上の整数）として予測することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の露光方法。   6. The variation amount of the position of the image of the pattern is predicted as an Nth-order polynomial of ΔT that is a temperature change of the predetermined member (N is an integer of 1 or more). An exposure method according to 1. 前記パターンの像の位置の変動量は、前記マスクステージの複数個所での前記温度情報を用いて予測される、前記パターンの像の回転角の変動量を含むことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。 Variation amount of the position of the image of said pattern, to claim 4, characterized in that it comprises the predicted using the temperature information, the variation amount of the rotation angle of the image of the pattern at plural positions of the mask stage The exposure method as described. 前記基板を露光する前に、
前記マーク検出系を用いて前記基板の複数のマークの位置情報を検出し、
該検出結果及び前記補正された位置関係を用いて前記パターンの像と前記基板との位置合わせを行うことを特徴とする請求項２又は５に記載の露光方法。 Before exposing the substrate,
Detecting position information of a plurality of marks on the substrate using the mark detection system;
6. The exposure method according to claim 2, wherein the pattern image and the substrate are aligned using the detection result and the corrected positional relationship. 請求項１から８のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure method according to claim 1;
Processing the substrate on which the pattern is formed. 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
前記パターンの像の位置情報を検出する像位置検出系と、
前記位置情報を用いて前記基板と前記パターンの像との位置合わせ情報を求める制御装置と、
前記パターンの像の位置の変動に関係する所定部材の温度情報を計測する第１の温度センサと、を備え、
前記制御装置は、前記第１の温度センサの計測結果に基づいて前記パターンの像の位置の変動量を予測し、該変動量が所定値に達していない場合は、前記変動量に基づいて前記位置合わせ情報を補正し、前記変動量が前記所定値に達している場合は、前記位置情報を再計測するとともに、該再計測した位置情報を用いて前記位置合わせ情報を求めることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate through the pattern and the projection optical system with the exposure light,
An image position detection system for detecting position information of the image of the pattern;
A control device for obtaining alignment information between the substrate and the image of the pattern using the position information;
A first temperature sensor for measuring temperature information of a predetermined member related to a variation in the position of the image of the pattern,
The control device predicts a variation amount of the position of the image of the pattern based on a measurement result of the first temperature sensor, and when the variation amount does not reach a predetermined value, the control device calculates the variation amount based on the variation amount. When the position adjustment information is corrected and the variation amount reaches the predetermined value, the position information is remeasured and the position adjustment information is obtained using the remeasured position information. Exposure device. 前記基板のマークを検出するマーク検出系を備え、
前記位置合わせ情報は、前記マーク検出系の検出基準と前記パターンの像との位置関係を含むことを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。 A mark detection system for detecting a mark on the substrate;
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the alignment information includes a positional relationship between a detection reference of the mark detection system and an image of the pattern. 露光対象の基板を保持して独立に移動する２つの基板ステージと、
前記基板のマークの位置情報を検出するマーク検出系とを備え、
前記位置合わせ情報に基づいて２つの前記基板ステージの一方の基板ステージ上の基板を前記投影光学系を介して露光するときに、
他方の基板ステージ上の基板のマークの位置情報を前記マーク検出系を介して検出することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。 Two substrate stages that hold the substrate to be exposed and move independently;
A mark detection system for detecting position information of the mark on the substrate,
When exposing the substrate on one of the two substrate stages based on the alignment information via the projection optical system,
The exposure apparatus according to claim 10, wherein position information of a mark on the substrate on the other substrate stage is detected via the mark detection system. 前記パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージを備え、
前記第１の温度センサは前記マスクステージ及び前記投影光学系の少なくとも一方の温度情報を計測することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の露光装置。 A mask stage for holding a mask on which the pattern is formed;
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the first temperature sensor measures temperature information of at least one of the mask stage and the projection optical system. 前記基板を保持する基板ステージと、
前記基板ステージ及び前記マーク検出系の少なくとも一方の温度情報を計測する第２の温度センサとをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２の温度センサの計測結果に基づいて前記マーク検出系の検出基準位置の変動量を予測し、前記パターンの像の位置の変動量及び前記検出基準位置の変動量の予測結果に基づいて前記位置関係を補正することを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。 A substrate stage for holding the substrate;
A second temperature sensor that measures temperature information of at least one of the substrate stage and the mark detection system;
The control device predicts the fluctuation amount of the detection reference position of the mark detection system based on the measurement result of the second temperature sensor, and calculates the fluctuation amount of the position of the pattern image and the fluctuation amount of the detection reference position. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the positional relationship is corrected based on a prediction result. 前記制御装置は、前記パターンの像の位置の変動量を、前記所定部材の温度変化であるΔＴのＮ次多項式（Ｎは１以上の整数）として予測することを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の露光装置。   The control device predicts the variation amount of the position of the image of the pattern as an Nth-order polynomial of ΔT that is a temperature change of the predetermined member (N is an integer of 1 or more). The exposure apparatus according to any one of the above. 前記制御装置は、
前記マーク検出系を用いて前記基板の複数のマークの位置情報を検出し、
該検出結果及び前記補正された位置関係を用いて前記パターンの像と前記基板との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１１又は１４に記載の露光装置。 The control device includes:
Detecting position information of a plurality of marks on the substrate using the mark detection system;
15. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the pattern image and the substrate are aligned using the detection result and the corrected positional relationship. 請求項１０から１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 10 to 16,
Processing the substrate on which the pattern is formed.
JP2009011772A 2009-01-22 2009-01-22 Exposure method and apparatus, and device manufacturing method Active JP5414288B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009011772A JP5414288B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Exposure method and apparatus, and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009011772A JP5414288B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Exposure method and apparatus, and device manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010171175A JP2010171175A (en) 2010-08-05
JP5414288B2 true JP5414288B2 (en) 2014-02-12

Family

ID=42703024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009011772A Active JP5414288B2 (en) 2009-01-22 2009-01-22 Exposure method and apparatus, and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5414288B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5815987B2 (en) 2011-05-20 2015-11-17 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and device manufacturing method
JP7321794B2 (en) * 2019-06-27 2023-08-07 キヤノン株式会社 Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3709904B2 (en) * 1996-11-14 2005-10-26 株式会社ニコン Projection exposure equipment
JP2002231611A (en) * 2001-02-02 2002-08-16 Nikon Corp Aligner and method of manufacturing device
JP2003059807A (en) * 2001-08-20 2003-02-28 Nikon Corp Method of exposure and aligner, and method for manufacturing device
EP1909310A4 (en) * 2005-07-11 2010-10-06 Nikon Corp Exposure apparatus and method for manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010171175A (en) 2010-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10678152B2 (en) Layout method, mark detection method, exposure method, measurement device, exposure apparatus, and device manufacturing method
US8343693B2 (en) Focus test mask, focus measurement method, exposure method and exposure apparatus
JP2010186918A (en) Alignment method, exposure method and exposure device, device manufacturing method, and exposure system
US9639008B2 (en) Lithography apparatus, and article manufacturing method
JP5428671B2 (en) Exposure method, device manufacturing method, and exposure system
JP2001077012A (en) Projection aligner and manufacture of device
JP2006261607A (en) Oil immersion exposure device, manufacturing method thereof, and oil immersion exposure method device
JP4808371B2 (en) Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
JPWO2002025711A1 (en) Measurement method of exposure characteristics and exposure method
JP2002170754A (en) Exposure system, method of detecting optical characteristic, and exposure method
JP5414288B2 (en) Exposure method and apparatus, and device manufacturing method
JP5489849B2 (en) Position measuring apparatus and method, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2010258085A (en) Surface position detecting method
JP2005101615A (en) Reticle stage calibration independent of reticle
JP6727554B2 (en) Exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and exposure method
KR101019389B1 (en) Exposure device
JPH11135407A (en) Method for exposure and aligner
JP2011003714A (en) Exposure method, mask and method of manufacturing device
JP5445905B2 (en) Alignment method and apparatus, and exposure method and apparatus
JP2006228890A (en) Alignment method and exposure device
JPH11233424A (en) Projection optical device, aberration measuring method, projection method, and manufacture of device
JP7178932B2 (en) Exposure apparatus and article manufacturing method
KR20080057167A (en) Moving apparatus
JP2010080511A (en) Exposure method and device manufacturing method
JP2010147203A (en) Exposure method and method of manufacturing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130930

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5414288

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250