JP5692991B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method using the same - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、露光装置、及びそれを用いたデバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method using the same.

露光装置は、半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版(レチクル、又はマスク)のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板(表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等)に転写する装置である。例えば、半導体製造用の投影露光装置では、投影パターンの解像力の向上に伴い、レチクルとウエハとを相対的に位置合わせをするアライメント処理でも高精度化が要求される。このアライメントに先立ち、露光装置は、まず、キャリアから搬送装置により搬送されてきたウエハを所定位置に位置合わせをするプリアライメント処理を実施する。ここで、プリアライメントの基準となるセンサの取り付け位置が各製造装置間で差異があると、処理部のウエハチャックに対するウエハの位置合わせにバラツキが生じる。その結果、プリアライメント終了後に、レチクルとウエハチャック上のウエハとを精密にアライメントする際、ウエハ面上に設けた位置検出マークが顕微鏡の測定領域に入らない場合がある。そこで、例えば、特許文献1は、第1ステージと第2ステージを有し、基準試料に対して第1ステージ上でプリアライメントを実施した後、第2ステージ上でズレ量を検出し、その補正値に基づいて位置合わせをする位置合わせ方法を開示している。   In a lithography process, which is a manufacturing process for semiconductor devices, liquid crystal display devices, and the like, an exposure apparatus uses a pattern of an original (reticle or mask) as a photosensitive substrate (a resist layer is formed on the surface) via a projection optical system. A transfer device to a wafer, a glass plate, or the like). For example, in a projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, as the resolution of a projection pattern is improved, higher accuracy is required even in an alignment process for relatively aligning a reticle and a wafer. Prior to this alignment, the exposure apparatus first performs pre-alignment processing for aligning the wafer, which has been transferred from the carrier by the transfer device, at a predetermined position. Here, if the mounting position of the sensor serving as a reference for pre-alignment is different between the manufacturing apparatuses, there is a variation in the alignment of the wafer with respect to the wafer chuck of the processing unit. As a result, when the reticle and the wafer on the wafer chuck are precisely aligned after pre-alignment, the position detection mark provided on the wafer surface may not enter the measurement region of the microscope. Therefore, for example, Patent Document 1 includes a first stage and a second stage, and after performing pre-alignment on the first stage with respect to the reference sample, the amount of deviation is detected on the second stage and the correction is performed. An alignment method for performing alignment based on values is disclosed.

特許第3372633号公報Japanese Patent No. 3372633

しかしながら、特許文献1の位置合わせ方法では、アライメント模索や送り量の補正等のステージの動作が増えるため、露光装置のスループットが低下する。また、このステージの送り量の補正方法は、最初にウエハに焼き付けられた位置検出マークに対して補正するものであり、ウエハチャックに対するウエハの位置の各製造装置間のバラツキに対しては考慮されていない。更に、従来の半導体製造用の露光装置では、露光工程が進むにつれてウエハ自身に変形が生じるため、ウエハチャックによる真空吸着によりウエハを平面矯正するが、矯正状態が製造装置毎に異なるので、チップの位置及び形状に大きく影響する場合がある。   However, in the alignment method of Patent Document 1, the stage operation such as alignment search and feed amount correction increases, so the throughput of the exposure apparatus decreases. This stage feed amount correction method corrects the position detection mark that is first burned onto the wafer, and is considered for variations in the wafer position relative to the wafer chuck between manufacturing apparatuses. Not. Furthermore, in a conventional exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, since the wafer itself is deformed as the exposure process proceeds, the wafer is flattened by vacuum suction using a wafer chuck. The position and shape may be greatly affected.

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、複数の露光工程を経て変形したウエハであっても高精度に位置合わせを実施することができ、かつ、高いスループットが容易に得られる露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and even a wafer deformed through a plurality of exposure steps can be aligned with high accuracy, and high throughput can be easily obtained. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus.

本発明の一実施形態の露光装置は、光源から光を導入し、測定対象物に形成されたアライメントマークに対して光を照射する照明系と、アライメントマークからの光を結像する結像系とを有する位置検出系を備え、該位置検出系が検出したアライメントマークの位置情報に基づいて、測定対象物に対して回転、シフト及び倍率補正の少なくとも1つを実施する露光装置であって、結像系は、光からアライメントマーク信号を検出する画像検出素子を備え、測定対象物における画像検出素子の測定領域は、矩形であり、測定対象物の回転中心からアライメントマークへ向かう第1方向と直交する第2方向に測定領域の長辺方向が向くように画像検出素子を回転させる機構を備えることを特徴とする。 An exposure apparatus according to an embodiment of the present invention includes an illumination system that introduces light from a light source and irradiates light on an alignment mark formed on an object to be measured, and an imaging system that forms an image of light from the alignment mark An exposure apparatus that performs at least one of rotation, shift, and magnification correction on a measurement object based on position information of an alignment mark detected by the position detection system, The imaging system includes an image detection element that detects an alignment mark signal from light, a measurement region of the image detection element in the measurement object is rectangular, and a first direction from the rotation center of the measurement object toward the alignment mark A mechanism is provided that rotates the image detection element so that the long side direction of the measurement region faces the second direction orthogonal to each other.

本発明によれば、測定対象物に回転誤差が発生し、基準位置に対してアライメントマークの位置にズレ量が発生していたとしても、画像検出素子の測定領域は、誤差が発生する方向に対して広いので、高精度にアライメントマークの検出が可能になる。   According to the present invention, even if a rotation error occurs in the measurement object and a deviation amount occurs in the position of the alignment mark with respect to the reference position, the measurement region of the image detection element is in the direction in which the error occurs. On the other hand, since it is wide, the alignment mark can be detected with high accuracy.

本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. オフアクシスアライメント検出系とその付属構成を示す概略図である。It is the schematic which shows an off-axis alignment detection system and its attached structure. CCDカメラの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a CCD camera. ベースライン計測を実施する露光装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the exposure apparatus which implements baseline measurement. アライメントマークに対する画像検出素子の測定領域を示す概略図である。It is the schematic which shows the measurement area | region of the image detection element with respect to an alignment mark.

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の露光装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。本実施形態における露光装置は、半導体デバイス製造工程に使用される、被処理基板であるウエハに対して露光処理を施す装置であり、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・アンド・スキャン方式を採用した走査型投影露光装置である。なお、以下の図において、投影光学系の光軸に平行にZ軸を取り、該Z軸に垂直な平面内で走査露光時のウエハの走査方向にY軸を取り、該Y軸に直交する非走査方向にX軸を取って説明する。露光装置1は、照明光学系2と、レチクル3を保持するレチクルステージ4と、投影光学系5と、ウエハ6を保持するウエハステージ7と、露光装置1の各構成要素を制御する不図示の制御系とを備える。   First, the configuration of the exposure apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The exposure apparatus in the present embodiment is an apparatus that performs an exposure process on a wafer that is a substrate to be used, which is used in a semiconductor device manufacturing process, and adopts a step-and-repeat method or a step-and-scan method. This is a scanning projection exposure apparatus. In the following drawings, the Z axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system, the Y axis is taken in the scanning direction of the wafer during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z axis, and is orthogonal to the Y axis. An explanation will be given taking the X axis in the non-scanning direction. The exposure apparatus 1 controls an illumination optical system 2, a reticle stage 4 that holds a reticle 3, a projection optical system 5, a wafer stage 7 that holds a wafer 6, and each component of the exposure apparatus 1 (not shown). And a control system.

照明光学系2は、光源10を備え、転写用の回路パターンが形成されたレチクル3を照明する装置である。光源10としては、例えば、パルス光源(レーザ)を使用する。使用可能なレーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約157nmのF2エキシマレーザ等である。なお、レーザの種類は、エキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用しても良いし、レーザの個数も限定されない。また、光源10にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザをインコヒーレント化するインコヒーレント光学系を使用することが好ましい。更に、光源10に使用可能な光源は、パルス光源に限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプ等の連続光源も使用可能である。   The illumination optical system 2 is a device that includes a light source 10 and illuminates a reticle 3 on which a transfer circuit pattern is formed. For example, a pulse light source (laser) is used as the light source 10. Usable lasers include an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser having a wavelength of about 248 nm, and an F2 excimer laser having a wavelength of about 157 nm. The type of laser is not limited to the excimer laser, and for example, a YAG laser may be used, and the number of lasers is not limited. When a laser is used as the light source 10, it is preferable to use a light beam shaping optical system that shapes a parallel light beam from the laser light source into a desired beam shape and an incoherent optical system that makes a coherent laser incoherent. Further, the light source that can be used for the light source 10 is not limited to the pulse light source, and a continuous light source such as one or a plurality of mercury lamps or xenon lamps can also be used.

更に、照明光学系2は、照明光整形光学系11と、フライアイレンズ12と、コンデンサレンズ13と、固定の視野絞り14と、可変視野絞り15と、リレーレンズ16とを備える。照明光整形光学系11は、光源10から照射された照明光の光束径を所定の大きさに設定する光学系であり、フライアイレンズ12や2組のシリンドリカルレンズアレイ板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含む。なお、照明光整形光学系11は、光学ロッドや回折要素に置換される場合もある。フライアイレンズ12は、多数の2次光源を形成する光学素子である。コンデンサレンズ13は、フライアイレンズ12で形成された2次光源を集光する光学素子である。各視野絞り14、15は、円形絞り、変形照明用の輪帯照明絞り、及び4重極照明絞り等で構成される光学絞りである。更に、リレーレンズ16は、レチクル3のパターン形成面と可変視野絞り15とを共役にする光学素子である。なお、図1では、固定の視野絞り14は、可変視野絞り15よりもコンデンサレンズ13側に配置しているが、リレーレンズ16側に配置しても良い。ここで、露光処理時のオン/オフは、一般に、パルス光源を使用する場合には、パルス光源用の電源装置からの供給電力の制御により切り換え、一方、連続光源を使用する場合には、照明光整形光学系11内のシャッタにより切り換える。但し、図1に示すように、可動ブラインドである可変視野絞り15を設置している場合には、可変視野絞り15の開閉によって切り換えても良い。   Further, the illumination optical system 2 includes an illumination light shaping optical system 11, a fly-eye lens 12, a condenser lens 13, a fixed field stop 14, a variable field stop 15, and a relay lens 16. The illumination light shaping optical system 11 is an optical system that sets a light beam diameter of illumination light emitted from the light source 10 to a predetermined size, and is configured by stacking a fly-eye lens 12 and two sets of cylindrical lens array plates. Including integrators. The illumination light shaping optical system 11 may be replaced with an optical rod or a diffraction element. The fly-eye lens 12 is an optical element that forms a large number of secondary light sources. The condenser lens 13 is an optical element that condenses the secondary light source formed by the fly-eye lens 12. Each of the field stops 14 and 15 is an optical stop including a circular stop, an annular illumination stop for modified illumination, a quadrupole illumination stop, and the like. Further, the relay lens 16 is an optical element that conjugates the pattern forming surface of the reticle 3 and the variable field stop 15. In FIG. 1, the fixed field stop 14 is disposed closer to the condenser lens 13 than the variable field stop 15, but may be disposed closer to the relay lens 16. Here, on / off at the time of exposure processing is generally switched by controlling the power supplied from the power supply device for the pulse light source when a pulse light source is used, while illumination is used when a continuous light source is used. Switching is performed by a shutter in the light shaping optical system 11. However, as shown in FIG. 1, when the variable field stop 15 which is a movable blind is installed, the variable field stop 15 may be switched by opening and closing.

レチクル3は、例えば、石英ガラス製の原版であり、転写されるべき回路パターンが形成されている。また、レチクルステージ4は、XY方向に移動可能な原版ステージであって、レチクル3を保持、及び位置決めするための装置である。走査露光を行う場合、レチクルステージ4は、Y軸方向にスキャン駆動する。更に、レチクルステージ4は、移動鏡17と、該移動鏡17にレーザビームを投射し、その反射光を受光することによってレチクルステージ4の位置を検出するレーザ干渉計18を有する。   The reticle 3 is, for example, a quartz glass original plate on which a circuit pattern to be transferred is formed. The reticle stage 4 is an original stage movable in the XY directions, and is an apparatus for holding and positioning the reticle 3. When performing scanning exposure, the reticle stage 4 is scan-driven in the Y-axis direction. The reticle stage 4 further includes a movable mirror 17 and a laser interferometer 18 that detects the position of the reticle stage 4 by projecting a laser beam onto the movable mirror 17 and receiving the reflected light.

投影光学系5は、照明光学系2からの露光光で照明されたレチクル3上のパターンを所定倍率(例えば、1/4、若しくは1/5)でウエハ6上に投影露光する。投影光学系5としては、複数の光学要素のみから構成される光学系や、複数の光学要素と少なくとも一枚の凹面鏡とから構成される光学系(カタディオプトリック光学系)が採用可能である。若しくは、投影光学系5として、複数の光学要素と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学要素とから構成される光学系や、全ミラー型の光学系等も採用可能である。   The projection optical system 5 projects and exposes the pattern on the reticle 3 illuminated with the exposure light from the illumination optical system 2 onto the wafer 6 at a predetermined magnification (for example, 1/4 or 1/5). As the projection optical system 5, an optical system composed of only a plurality of optical elements or an optical system (catadioptric optical system) composed of a plurality of optical elements and at least one concave mirror can be employed. Alternatively, as the projection optical system 5, an optical system composed of a plurality of optical elements and at least one diffractive optical element such as a kinoform, an all-mirror optical system, or the like can be employed.

ウエハ6は、表面上にレジスト(感光剤)が塗布された、単結晶シリコン製の被処理基板であり、本実施形態における測定対象物である。また、ウエハステージ7は、XYZ方向に移動可能な基板ステージであって、ウエハ6を保持、及び位置決めするための装置である。ここで、走査露光を行う場合、ウエハステージ7は、レチクルステージ4と同様、Y軸方向にスキャン駆動する。なお、通常の走査露光の場合、レチクルステージ4及びウエハステージ7は、互いに逆方向にスキャン駆動する。一方、静止露光の場合、レチクルステージ4及びウエハステージ7は、露光中は共に駆動しない。更に、ウエハステージ7は、移動鏡19と、該移動鏡19にレーザビームを投射し、その反射光を受光することによってウエハステージ7の位置、及び振動を検出するレーザ干渉計20を有する。なお、ウエハステージ7の上部に、ウエハステージ7のZ軸に対する位置、及び振動を検出するレーザ干渉計を備える場合もある。   The wafer 6 is a substrate to be processed made of single crystal silicon and coated with a resist (photosensitive agent) on the surface, and is a measurement object in the present embodiment. The wafer stage 7 is a substrate stage that can move in the XYZ directions, and is an apparatus for holding and positioning the wafer 6. Here, when performing scanning exposure, the wafer stage 7 is scan-driven in the Y-axis direction, like the reticle stage 4. In the case of normal scanning exposure, the reticle stage 4 and the wafer stage 7 are scan-driven in opposite directions. On the other hand, in the case of static exposure, the reticle stage 4 and the wafer stage 7 are not driven during exposure. Further, the wafer stage 7 includes a movable mirror 19 and a laser interferometer 20 that detects the position and vibration of the wafer stage 7 by projecting a laser beam onto the movable mirror 19 and receiving the reflected light. In some cases, a laser interferometer that detects the position of the wafer stage 7 with respect to the Z-axis and vibrations may be provided above the wafer stage 7.

制御系は、露光処理、及び該露光処理に際してレチクル3やウエハ6の駆動等を実施するために、光学系やステージ系等の各構成要素を制御する制御手段である。制御系は、本実施形態の露光装置1の動作をシーケンス、若しくはプログラムの形態で実施するものであり、磁気記憶装置やメモリ等で構成される記憶装置を備えたコンピュータ、及びシーケンサ等で構成される。なお、制御系は、露光装置1本体と一体で構成しても良いし、若しくは、露光装置1本体の設置場所とは異なる場所に設置し、遠隔で制御しても良い。   The control system is a control unit that controls each component such as an optical system and a stage system in order to perform exposure processing and driving of the reticle 3 and the wafer 6 in the exposure processing. The control system implements the operation of the exposure apparatus 1 of the present embodiment in the form of a sequence or program, and is composed of a computer having a storage device composed of a magnetic storage device, a memory, etc., a sequencer, and the like. The The control system may be integrated with the exposure apparatus 1 main body, or may be installed at a location different from the installation location of the exposure apparatus 1 main body and controlled remotely.

更に、露光装置1は、ウエハ6の上方に検出部が位置するように、オフアクシス方式の位置検出系(アライメント検出系、以下、「OA検出系」と表記する)21を備える。図2は、OA検出系21と、その付属構成を示す概略図である。なお、図2において、図1と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。まず、OA検出系21は、該OA検出系21内に照明光束ILを導入する光源部30と、該光源部30から照明光束ILを後述の照明系32に導光するファイバ31とを付属する。また、上述の露光装置1を構成する制御系として、OA検出系21及び光源部30を制御する主制御系33と、ウエハステージ7の駆動を制御するステージ制御系34と、各種駆動動作命令を保存及び算出するコンピュータ35とを、図2内に図示する。   Further, the exposure apparatus 1 includes an off-axis position detection system (alignment detection system, hereinafter referred to as “OA detection system”) 21 so that the detection unit is positioned above the wafer 6. FIG. 2 is a schematic diagram showing the OA detection system 21 and its attached configuration. In FIG. 2, the same components as those in FIG. First, the OA detection system 21 includes a light source unit 30 for introducing an illumination light beam IL into the OA detection system 21 and a fiber 31 for guiding the illumination light beam IL from the light source unit 30 to an illumination system 32 described later. . Further, as a control system constituting the above-described exposure apparatus 1, a main control system 33 that controls the OA detection system 21 and the light source unit 30, a stage control system 34 that controls the driving of the wafer stage 7, and various drive operation commands. A computer 35 for storing and calculating is illustrated in FIG.

光源部30は、例えば、HeNeレーザ36とハロゲンランプ37とからなる光源と、光源切換ミラー38と、光源からの光束をファイバ31の入射端に集光させる集光光学系39とを備える。この場合、主制御系33は、コンピュータ35からのHeNeレーザ36、若しくはハロゲンランプ37のいずれの光源を使用するかの指示に基づいて、光源切換ミラー38の駆動を制御する。即ち、光源としてHeNeレーザ36が選択された場合は、光源切換ミラー38は、図2中の破線で示すように光路から退避し、HeNeレーザ36からの光束を集光光学系39に照射させる。一方、光源としてハロゲンランプ37が選択された場合は、光源切換ミラー38は、ハロゲンランプ37からの光束を反射させて集光光学系39に照射する。なお、光源部30は、露光装置1の光源10と併用するのが一般的であるが、OA検出系用として単体で設置しても良い。この場合、光源は、発熱体であるため、温度安定性が求められるOA検出系21からは離れた場所に配置することが望ましい。また、本実施形態のように2種類の光源を使用する場合、HeNeレーザ36とハロゲンランプ37の配置は、特に限定するものではない。   The light source unit 30 includes, for example, a light source including a HeNe laser 36 and a halogen lamp 37, a light source switching mirror 38, and a condensing optical system 39 that condenses the light beam from the light source at the incident end of the fiber 31. In this case, the main control system 33 controls the driving of the light source switching mirror 38 based on an instruction from the computer 35 which light source of the HeNe laser 36 or the halogen lamp 37 is used. That is, when the HeNe laser 36 is selected as the light source, the light source switching mirror 38 is retracted from the optical path as shown by the broken line in FIG. 2 and irradiates the condensing optical system 39 with the light beam from the HeNe laser 36. On the other hand, when the halogen lamp 37 is selected as the light source, the light source switching mirror 38 reflects the light beam from the halogen lamp 37 and irradiates the condensing optical system 39. The light source unit 30 is generally used together with the light source 10 of the exposure apparatus 1, but may be installed alone for the OA detection system. In this case, since the light source is a heating element, it is desirable to dispose the light source away from the OA detection system 21 that requires temperature stability. Further, when two types of light sources are used as in the present embodiment, the arrangement of the HeNe laser 36 and the halogen lamp 37 is not particularly limited.

次に、OA検出系21の構成について説明する。OA検出系21は、まず、ウエハWに対して照明光束ILを送る照明系32を有する。該照明系32は、受光光学系40と、照明開口絞り円盤41と、平行平面板42と、照明コンデンサレンズ43と、照明視野絞り44と、照明リレーレンズ45とを備える。照明開口絞り円盤41は、照明光束ILの太さ(NA)を規定する複数種類の開口絞りを有し、モータ46の駆動により、回転方式(ターレット方式)で切換え可能である。平行平面板42は、モータ47の駆動により、照明光束ILに対する傾きを調整する光路シフト用の透明部材である。照明コンデンサレンズ43は、平行平面板42を通過した照明光束ILを集光する光学素子である。照明視野絞り44は、照明コンデンサレンズ43が集光した照明光束ILの像の大きさを規定する視野絞りである。更に、照明リレーレンズ45は、照明視野絞り44を通過した照明光束ILを受光し、後述の偏光ビームスプリッタ48に照射させる光学素子である。   Next, the configuration of the OA detection system 21 will be described. The OA detection system 21 has an illumination system 32 that sends an illumination light beam IL to the wafer W. The illumination system 32 includes a light receiving optical system 40, an illumination aperture stop disk 41, a plane parallel plate 42, an illumination condenser lens 43, an illumination field stop 44, and an illumination relay lens 45. The illumination aperture stop disk 41 has a plurality of types of aperture stops that define the thickness (NA) of the illumination light beam IL, and can be switched by a rotation method (turret method) by driving a motor 46. The plane parallel plate 42 is an optical path shifting transparent member that adjusts the inclination with respect to the illumination light beam IL by driving the motor 47. The illumination condenser lens 43 is an optical element that condenses the illumination light beam IL that has passed through the plane parallel plate 42. The illumination field stop 44 is a field stop that defines the size of the image of the illumination light beam IL condensed by the illumination condenser lens 43. Further, the illumination relay lens 45 is an optical element that receives the illumination light beam IL that has passed through the illumination field stop 44 and irradiates the polarization beam splitter 48 described later.

ここで、OA検出系21は、後述の対物開口絞り49に対する照明開口絞りの位置を自動で調整する。具体的には、まず、ユーザーが、コンピュータ35に対して光源の種類(HeNeレーザ36、又はハロゲンランプ37)と照明開口絞りとの組合せに関する照明条件(以下、「照明モード」と表記する)を設定する。その後、主制御系33は、照明モードに基づいて、モータ46に対して回転原点からの回転量を指示する。次に、主制御系33は、指示された回転量に基づいてモータ46を駆動し、複数種類の照明開口絞りのいずれかを設定し、設定された照明開口絞りを通過した照明光束ILは、平行平面板42を透過する。次に、主制御系33は、照明モードに基づいて、モータ47に対して回転原点からの回転量を指示する。次に、主制御系33は、指示された回転量に基づいてモータ47を駆動し、平行平面板42を照明光束ILの光軸に対して傾かせることで、照明光束ILをウエハ6の方向に平行シフトさせる。なお、各モータ46、47の回転原点は、それぞれ予め原点検出駆動として各モータ46、47を回転させて規定する。   Here, the OA detection system 21 automatically adjusts the position of the illumination aperture stop with respect to an objective aperture stop 49 described later. Specifically, the user first sets the illumination condition (hereinafter referred to as “illumination mode”) regarding the combination of the light source type (HeNe laser 36 or halogen lamp 37) and the illumination aperture stop to the computer 35. Set. Thereafter, the main control system 33 instructs the rotation amount from the rotation origin to the motor 46 based on the illumination mode. Next, the main control system 33 drives the motor 46 based on the instructed rotation amount, sets one of a plurality of types of illumination aperture stops, and the illumination light beam IL that has passed through the set illumination aperture stop is: It passes through the plane parallel plate 42. Next, the main control system 33 instructs the rotation amount from the rotation origin to the motor 47 based on the illumination mode. Next, the main control system 33 drives the motor 47 based on the instructed rotation amount, and tilts the plane parallel plate 42 with respect to the optical axis of the illumination light beam IL, so that the illumination light beam IL is directed to the wafer 6. Shift in parallel. The rotation origins of the motors 46 and 47 are defined in advance by rotating the motors 46 and 47 as origin detection driving.

更に、OA検出系21は、ウエハ6上に形成されたアライメントマーク50に対して照明光束ILを投光し、かつ、アライメントマーク50からの反射(回折や散乱に係るものを含む)によって発生した結像光束MLを受光する結像系51を有する。該結像系51は、偏光ビームスプリッタ48と、反射プリズム52と、λ/4板53と、結像開口絞り49と、対物レンズ54と、リレーレンズ55と、検出光学系56と、画像検出素子57とを備える。偏光ビームスプリッタ48は、照明光束ILのP偏光成分(Z軸に平行な成分)のみを透過させ、かつ、結像光束MLを反射させて後述のリレーレンズ55に照射するスプリッタである。なお、偏光ビームスプリッタ48は、検出光を高効率で検出するためのものであり、光量が十分であれば、通常のハーフミラーを使用しても良い。反射プリズム52は、照明光束IL、及び結像光束MLを反射させる反射部である。λ/4板53は、照明光束ILを円偏光に変換し、かつ、結像光束MLを円偏光から直線偏光(X軸方向のS偏光)に変換する偏光変換部である。結像開口絞り49は、結像光束MLの太さを規定する開口絞りである。対物レンズ54は、照明光束ILを集光して焦点面であるアライメントマークに光を照射し、かつ、焦点面からの像を集光して結像光束MLを作成する光学素子である。リレーレンズ55は、結像光束MLを一旦結像し、絞りを介して検出光学系56に照射する光学素子である。検出光学系56は、結像光束MLを画像検出素子57の受光面に再度結像する光学系である。更に、画像検出素子57は、受光した結像光束MLからアライメントマーク信号を検出し、主制御系33を介してコンピュータ35に送信する検出素子である。
Further, the OA detection system 21 emits the illumination light beam IL to the alignment mark 50 formed on the wafer 6 and is generated by reflection (including those related to diffraction and scattering) from the alignment mark 50. It has an imaging system 51 that receives the imaging light beam ML. The imaging system 51 includes a polarizing beam splitter 48, a reflecting prism 52, a λ / 4 plate 53, an imaging aperture stop 49, an objective lens 54, a relay lens 55, a detection optical system 56, and image detection. An element 57 is provided. The polarization beam splitter 48 is a splitter that transmits only the P-polarized component (component parallel to the Z axis) of the illumination light beam IL and reflects the imaging light beam ML to irradiate a relay lens 55 described later. The polarization beam splitter 48 is for detecting detection light with high efficiency, and a normal half mirror may be used as long as the amount of light is sufficient. The reflecting prism 52 is a reflecting unit that reflects the illumination light beam IL and the imaging light beam ML. The λ / 4 plate 53 is a polarization conversion unit that converts the illumination light beam IL into circularly polarized light and converts the imaging light beam ML from circularly polarized light into linearly polarized light (S-polarized light in the X-axis direction). The imaging aperture stop 49 is an aperture stop that defines the thickness of the imaging light beam ML. The objective lens 54 is an optical element that condenses the illumination light beam IL to irradiate the alignment mark, which is the focal plane, with light, and collects an image from the focal plane to create the imaging light beam ML. The relay lens 55 is an optical element that forms an image of the imaging light beam ML once and irradiates the detection optical system 56 through a diaphragm. The detection optical system 56 is an optical system that forms an image of the imaging light beam ML again on the light receiving surface of the image detection element 57. Further, the image detection element 57 is a detection element that detects an alignment mark signal from the received imaging light beam ML and transmits it to the computer 35 via the main control system 33.

図3は、画像検出素子57を収納したCCDカメラ58の構成を示す概略図であり、図3(a)は、CCDカメラ58の側面図であり、図3(b)は、図3(a)に対応したCCDカメラ58の受光部方向から見た平面図である。本実施形態の画像検出素子57は、光電変換素子である2次元CCDセンサである。画像検出素子57の受光部57aは、矩形であり、長辺方向、及び短辺方向により、それぞれ画素分解能が異なる。なお、画像検出素子57は、CCDセンサに限定するものではなく、例えば、フォトダイオードでも良い。CCDカメラ58は、画像検出素子57を内部に設置したアクチュエータ59と、該アクチュエータ59を固定するマウント58aとを備える。アクチュエータ59は、画像検出素子57を回転駆動させ、受光部57aの長辺方向、及び短辺方向の向かう位置を変更可能とする回転駆動機構(変換機構)である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a CCD camera 58 that houses the image detection element 57, FIG. 3A is a side view of the CCD camera 58, and FIG. 3B is a diagram of FIG. 2 is a plan view seen from the direction of the light receiving portion of the CCD camera 58 corresponding to FIG. The image detection element 57 of this embodiment is a two-dimensional CCD sensor that is a photoelectric conversion element. The light receiving portion 57a of the image detection element 57 has a rectangular shape, and the pixel resolution varies depending on the long side direction and the short side direction. The image detection element 57 is not limited to a CCD sensor, and may be a photodiode, for example. The CCD camera 58 includes an actuator 59 in which the image detection element 57 is installed, and a mount 58a for fixing the actuator 59. The actuator 59 is a rotation driving mechanism (conversion mechanism) that rotates the image detection element 57 and can change the position of the light receiving unit 57a in the long side direction and the short side direction.

次に、ウエハ6に対するアライメント処理に際し、ベースライン計測を実施する露光装置1の作用について説明する。図4は、ベースライン計測を実施する露光装置1の構成を模式的に示す概略図であり、図4(a)は、レチクルステージ4の平面図であり、図4(b)は、図4(a)に対応した露光装置1の側面図である。なお、図4において、図1と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。ここで、レチクルステージ4上には、レチクル3の位置決めのための複数のレチクル基準マーク60と、2箇所のレチクル基準プレート61とが形成され、一方のレチクル基準プレート61上には、複数のベースライン計測用マーク62が形成されている。また、ウエハステージ7上には、複数のステージ基準マーク63が形成されている。まず、ベースライン計測に先立ち、露光装置1は、不図示のレチクルアライメント顕微鏡を用いてレチクル基準マーク60を検出することにより、レチクルステージ4に対するレチクル3の位置決めを実施する。次に、ベースライン計測の第1工程として、露光装置1は、アライメント顕微鏡64を用いて、投影光学系5を通し、ベースライン計測用マーク62とステージ基準マーク63との相対位置を検出する。第1工程の終了後、第2工程として、露光装置1は、ウエハステージ7を移動させることにより、ステージ基準マーク63をOA検出系21の観察領域に合わせる。その後、露光装置1は、ステージ基準マーク63とOA検出系21の基準マークとの相対位置を検出する。最終的に、露光装置1は、第1工程と第2工程との検出結果に基づいて、ベースライン量の算出を行う。このベースライン計測により、露光装置1は、露光描画中心に対するOA検出系21の検出位置を求めることができ、即ち、ウエハ6に対するアライメント処理を実施することができる。   Next, the operation of the exposure apparatus 1 that performs baseline measurement during the alignment process for the wafer 6 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the exposure apparatus 1 that performs baseline measurement, FIG. 4 (a) is a plan view of the reticle stage 4, and FIG. 4 (b) is a diagram of FIG. It is a side view of the exposure apparatus 1 corresponding to (a). In FIG. 4, the same components as those in FIG. Here, a plurality of reticle reference marks 60 for positioning the reticle 3 and two reticle reference plates 61 are formed on the reticle stage 4, and a plurality of bases are provided on one reticle reference plate 61. A line measurement mark 62 is formed. A plurality of stage reference marks 63 are formed on the wafer stage 7. First, prior to baseline measurement, the exposure apparatus 1 performs positioning of the reticle 3 with respect to the reticle stage 4 by detecting a reticle reference mark 60 using a reticle alignment microscope (not shown). Next, as a first step of baseline measurement, the exposure apparatus 1 detects the relative position between the baseline measurement mark 62 and the stage reference mark 63 through the projection optical system 5 using the alignment microscope 64. After the completion of the first step, as a second step, the exposure apparatus 1 moves the wafer stage 7 to align the stage reference mark 63 with the observation area of the OA detection system 21. Thereafter, the exposure apparatus 1 detects the relative position between the stage reference mark 63 and the reference mark of the OA detection system 21. Finally, the exposure apparatus 1 calculates the baseline amount based on the detection results of the first process and the second process. By this baseline measurement, the exposure apparatus 1 can obtain the detection position of the OA detection system 21 with respect to the exposure drawing center, that is, the alignment process for the wafer 6 can be performed.

次に、ウエハ6に対するアライメント処理を実施する露光装置1の作用について説明する。アライメント処理において、まず、選択したアライメントマークをOA検出系21の測定領域下に移動させる際は、ステージ制御系34が、コンピュータ35からの指令によりウエハステージ7を指定した位置に駆動する。次に、OA検出系21が、アライメントマークを検出し、コンピュータ35が、OA検出系21が検出したアライメントマーク信号及びウエハステージ7の位置に基づいてウエハ6の回転量を算出する。そして、ウエハ6の位置結果に基づいて、ステージ制御系34が、ウエハステージ7を駆動してウエハ6を回転、及びシフト、若しくは、OA検出系21が、倍率補正の少なくとも1つを実施することで、ウエハ6の位置合わせを行う。図5は、ウエハ6上の任意の箇所に配置された2箇所のアライメントマーク50a、50bに対する画像検出素子57の測定領域70を示す概略図である。なお、図5において、比較のために、従来の画像検出素子の測定領域71も同様に示す。ここで、1つのウエハに対して、露光装置Aと露光装置Bとの2種類の露光装置で露光処理を実施すると仮定する。このとき、ウエハ6がθ方向に若干回転する回転移動が発生したことに起因して、図5中のアライメントマーク50bの焼き付け位置にズレ量が生じると、従来の露光装置が備えるOA検出系の測定領域71内にアライメントマーク50bを収容することができない。この場合、従来の露光装置では、アライメントマーク50a、50bを模索する工程が加わることになり、結果的に、アライメント時間が遅延し、ウエハの処理効率が悪化する。したがって、露光装置を使用した生産計画を算定する上で好ましくない。そこで、本実施形態の露光装置1では、CCDカメラ58に設置したアクチュエータ59を適宜回転駆動させて、測定領域内にアライメントマーク50bが収容されるように画像検出素子57の受光部57aの方向位置を変化させる。   Next, the operation of the exposure apparatus 1 that performs alignment processing on the wafer 6 will be described. In the alignment process, first, when the selected alignment mark is moved under the measurement area of the OA detection system 21, the stage control system 34 drives the wafer stage 7 to a designated position by a command from the computer 35. Next, the OA detection system 21 detects the alignment mark, and the computer 35 calculates the rotation amount of the wafer 6 based on the alignment mark signal detected by the OA detection system 21 and the position of the wafer stage 7. Based on the position result of the wafer 6, the stage control system 34 drives the wafer stage 7 to rotate and shift the wafer 6, or the OA detection system 21 performs at least one of magnification correction. Thus, the wafer 6 is aligned. FIG. 5 is a schematic diagram showing a measurement region 70 of the image detection element 57 with respect to two alignment marks 50 a and 50 b arranged at arbitrary positions on the wafer 6. In FIG. 5, a measurement region 71 of a conventional image detection element is also shown for comparison. Here, it is assumed that an exposure process is performed on one wafer by two types of exposure apparatuses, that is, an exposure apparatus A and an exposure apparatus B. At this time, if the amount of misalignment occurs at the printing position of the alignment mark 50b in FIG. 5 due to the rotational movement of the wafer 6 slightly rotating in the θ direction, the OA detection system provided in the conventional exposure apparatus has The alignment mark 50 b cannot be accommodated in the measurement region 71. In this case, in the conventional exposure apparatus, a process of searching for the alignment marks 50a and 50b is added, and as a result, the alignment time is delayed and the wafer processing efficiency is deteriorated. Therefore, it is not preferable in calculating a production plan using the exposure apparatus. Therefore, in the exposure apparatus 1 of the present embodiment, the actuator 59 installed in the CCD camera 58 is driven to rotate appropriately, and the direction position of the light receiving portion 57a of the image detection element 57 so that the alignment mark 50b is accommodated in the measurement region. To change.

例えば、まず、OA検出系21は、画像検出素子57の受光部57aの方向、即ち、測定領域の長辺方向が、従来のようにウエハ6の回転中心からアライメントマーク50a、50bに向かう第1方向(図5中の測定領域71と同一方向)となるように設定する。次に、OA検出系21は、2箇所のアライメントマーク50a、50bを順次検出する。ここで、OA検出系21が、アライメントマーク50a、50bをそれぞれ検出することに成功した場合は、そのまま検出したアライメントマーク信号をコンピュータ35に送信して、このアライメントマーク信号に基づいて、ウエハ6の位置合わせを行う。一方、2箇所のアライメントマーク50a、50bが回転移動し、少なくとも1箇所のアライメントマーク測定領域から外れ、OA検出系21が検出することに失敗した場合は、OA検出系21は、その結果をコンピュータ35に送信する。次に、コンピュータ35は、主制御系33に対して、アクチュエータ59を90度回転駆動させるように指示し、第1方向と直交する方向である第2方向に測定領域の長辺方向が向くように、受光部57aの方向を変化させる。即ち、この場合、測定領域は、図5の測定領域70に示すように、第1方向に平行な辺が短辺となり、第2方向に平行な辺が長辺となる。これにより、測定領域が実質的に広がるので、OA検出系21は、測定領域内に2箇所のアライメントマーク50a、50bを収容することができ、順次検出することができる。   For example, in the OA detection system 21, first, the direction of the light receiving portion 57a of the image detection element 57, that is, the long side direction of the measurement region is the first from the rotation center of the wafer 6 toward the alignment marks 50a and 50b as in the prior art. It sets so that it may become a direction (the same direction as the measurement area | region 71 in FIG. 5). Next, the OA detection system 21 sequentially detects the two alignment marks 50a and 50b. Here, when the OA detection system 21 succeeds in detecting the alignment marks 50a and 50b, the detected alignment mark signal is transmitted to the computer 35, and the wafer 6 is detected based on the alignment mark signal. Perform alignment. On the other hand, when the two alignment marks 50a and 50b rotate and move out of at least one alignment mark measurement region and the OA detection system 21 fails to detect, the OA detection system 21 sends the result to the computer. 35. Next, the computer 35 instructs the main control system 33 to rotate the actuator 59 by 90 degrees so that the long side direction of the measurement region is oriented in the second direction, which is a direction orthogonal to the first direction. Then, the direction of the light receiving portion 57a is changed. That is, in this case, as shown in the measurement region 70 of FIG. 5, the measurement region has a side parallel to the first direction as a short side and a side parallel to the second direction as a long side. Thereby, since the measurement area is substantially expanded, the OA detection system 21 can accommodate the two alignment marks 50a and 50b in the measurement area, and can sequentially detect them.

以上のように、本発明の露光装置によれば、OA検出系21は、アライメントマーク50a、50bのズレ量に基づいて、画像検出素子57の測定領域を、広げる方向に適宜設定することが可能である。したがって、アライメントマーク50a、50bの基準位置に対して回転誤差が発生した場合でも、OA検出系21は、誤差が発生する方向に計測領域を広げて、高精度にアライメントマーク50a、50bを検出することができる。結果的に、露光装置1は、アライメントマークの検出率が向上し、スループットが向上する。   As described above, according to the exposure apparatus of the present invention, the OA detection system 21 can appropriately set the measurement area of the image detection element 57 in the direction of widening based on the amount of deviation of the alignment marks 50a and 50b. It is. Therefore, even when a rotation error occurs with respect to the reference position of the alignment marks 50a and 50b, the OA detection system 21 expands the measurement area in the direction in which the error occurs and detects the alignment marks 50a and 50b with high accuracy. be able to. As a result, in the exposure apparatus 1, the alignment mark detection rate is improved and the throughput is improved.

(デバイスの製造方法)
次に、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
(Device manufacturing method)
Next, a method for manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) according to an embodiment of the present invention will be described. A semiconductor device is manufactured through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer and a post-process for completing an integrated circuit chip on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process includes a step of exposing a wafer coated with a photosensitive agent using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the wafer. The post-process includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (encapsulation). A liquid crystal display device is manufactured through a process of forming a transparent electrode. The step of forming the transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied using the above-described exposure apparatus, and a glass substrate. The process of developing is included. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(Other embodiments)
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

上記実施形態では、OA検出系21において、測定領域内にアライメントマークが適切に収容されるように、画像検出素子57の受光部57aの方向位置を変化させる手段として、回転駆動するアクチュエータ59を設置した。但し、本発明は、これに限定するものではなく、受光部57aの方向位置を変化させる機構として、例えば、手動でCCDカメラ58を回転可能とする回転機構としても良い。この回転機構を採用した場合、OA検出系21が、2箇所のアライメントマーク50a、50bのうち、少なくとも1箇所のアライメントマークの検出に失敗した場合、OA検出系21は、まず、その結果をコンピュータ35に送信する。次に、コンピュータ35は、例えば、表示画面に結果を表示することにより、ユーザーに通知する。そして、ユーザーは、その結果に基づいて、CCDカメラ58の回転角度を適宜調整しつつ設定すれば良い。なお、本発明は、矩形の受光部57aを有する画像検出素子57を採用する際、それぞれ画素分解能が異なる長辺方向、及び短辺方向を、最もアライメントマークの検出に適した位置に設定するものである。したがって、例えば、同一の露光装置を使用し、同様の測定対象物に対するロットであれば、OA検出系21による第1回目の検出にて測定対象物の回転誤差を確定して、受光部57aの設置角度を常時固定としても良い。   In the above-described embodiment, in the OA detection system 21, the rotationally driven actuator 59 is installed as means for changing the direction position of the light receiving portion 57 a of the image detection element 57 so that the alignment mark is appropriately accommodated in the measurement region. did. However, the present invention is not limited to this, and as a mechanism for changing the direction position of the light receiving unit 57a, for example, a rotating mechanism that allows the CCD camera 58 to be manually rotated may be used. When this rotation mechanism is employed, when the OA detection system 21 fails to detect at least one of the two alignment marks 50a and 50b, the OA detection system 21 first sends the result to the computer. 35. Next, the computer 35 notifies the user, for example, by displaying the result on the display screen. Then, the user may set it while appropriately adjusting the rotation angle of the CCD camera 58 based on the result. In the present invention, when the image detecting element 57 having the rectangular light receiving portion 57a is adopted, the long side direction and the short side direction having different pixel resolutions are set to positions most suitable for detecting the alignment mark. It is. Therefore, for example, if the same exposure apparatus is used and the lots are for the same measurement object, the rotation error of the measurement object is determined by the first detection by the OA detection system 21, and the light receiving unit 57a The installation angle may be fixed at all times.

上記実施形態では、ウエハ6の位置合わせを実施するOA検出系21について説明したが、本発明は、レチクル3を測定対象物とし、レチクル3の位置合わせを実施するOA検出系にも適用可能である。この場合も、レチクル3上に形成された2箇所のアライメントマークを測定する際に、レチクル3の回転誤差が発生する方向に対して測定領域を広げるように設定すれば良い。   In the above embodiment, the OA detection system 21 that performs alignment of the wafer 6 has been described. However, the present invention can also be applied to an OA detection system that performs alignment of the reticle 3 using the reticle 3 as a measurement object. is there. In this case as well, when two alignment marks formed on the reticle 3 are measured, the measurement area may be set so as to extend in the direction in which the rotation error of the reticle 3 occurs.

アライメントマーク50の配置は、レチクル3及びウエハ6において、45度回転した配置や90度回転した配置等、任意の位置に設定される。したがって、本発明は、画像検出素子57の測定領域を広げる方向は、レチクル3及びウエハ6において中心位置に向かう第1方向、若しくは該第1方向と直交する方向である第2方向に限らず、任意の角度に設定しても良い。この場合、コンピュータ35が、OA検出系21が検出したアライメントマーク50の位置情報に基づいて、アライメントマーク50の設置角度を算出し、この角度情報に基づいて、アクチュエータ59を任意の角度に回転駆動させて、測定領域を設定すれば良い。   The arrangement of the alignment mark 50 is set at an arbitrary position on the reticle 3 and the wafer 6 such as an arrangement rotated by 45 degrees or an arrangement rotated by 90 degrees. Therefore, in the present invention, the direction in which the measurement region of the image detection element 57 is expanded is not limited to the first direction toward the center position in the reticle 3 and the wafer 6 or the second direction that is orthogonal to the first direction. An arbitrary angle may be set. In this case, the computer 35 calculates the installation angle of the alignment mark 50 based on the position information of the alignment mark 50 detected by the OA detection system 21, and drives the actuator 59 to an arbitrary angle based on this angle information. Then, the measurement area may be set.

上記実施形態では、アクチュエータ59により画像検出素子57を回転させて測定領域を設定する方法について説明したが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、OA検出系21自体や、該OA検出系21内部の光学系(照明系32、及び結像系51の構成要素)を回転させても良い。この場合、例えば、測定領域、光電変換素子数、素子サイズ、倍率の設定、及び照明視野絞り44の形状等を、アライメントマーク50の配置に対応させて、回転方向の誤差に対して検出率が向上するように構成すれば良い。   In the above embodiment, the method of setting the measurement region by rotating the image detection element 57 by the actuator 59 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the OA detection system 21 itself or the optical system inside the OA detection system 21 (components of the illumination system 32 and the imaging system 51) may be rotated. In this case, for example, the measurement area, the number of photoelectric conversion elements, the element size, the setting of the magnification, the shape of the illumination field stop 44, and the like correspond to the arrangement of the alignment marks 50, and the detection rate with respect to the rotation direction error is increased. What is necessary is just to comprise so that it may improve.

上記実施形態では、OA検出系21は、ある1つの倍率に固定された結像系51を採用しているが、本発明は、これに限定するものではない。即ち、低倍観察、及び高倍観察の2種類の倍率で構成された2つのラインを有する結像系を採用するOA検出系にも適用可能である。この場合、画像検出素子を回転駆動させるアクチュエータは、低倍用の画像検出素子を駆動させるものと、高倍用の画像検出素子を駆動させるものの2種類設置しても良いし、いずれか一方の画像検出素子のみにアクチュエータを設置しても良い。例えば、低倍用の画像検出素子のみにアクチュエータを設置した場合、まず、低倍用の画像検出素子でアライメント処理を行う。このとき、測定対象物の位置補正、及び回転補正を行っていないので、アライメントマーク50の回転誤差が大きい状態にある。そこで、アライメントマーク50の検出率を上げるために、OA検出系は、予め、低倍用の画像検出素子だけをアクチュエータで回転させて、測定、及び補正を行い、その後、高倍用の画像検出素子を用いてそのままアライメントマーク50を測定すれば良い。   In the above embodiment, the OA detection system 21 employs the imaging system 51 fixed at a certain magnification, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to an OA detection system that employs an imaging system having two lines configured at two magnifications, low magnification observation and high magnification observation. In this case, two types of actuators that rotate the image detection element may be installed, one that drives the low-magnification image detection element and one that drives the high-magnification image detection element, or one of the images. An actuator may be installed only in the detection element. For example, when an actuator is installed only in the low magnification image detection element, first, alignment processing is performed with the low magnification image detection element. At this time, since the position correction and the rotation correction of the measurement object are not performed, the rotation error of the alignment mark 50 is in a large state. Therefore, in order to increase the detection rate of the alignment mark 50, the OA detection system performs measurement and correction by rotating only the low-magnification image detection element with an actuator in advance, and then the high-magnification image detection element. The alignment mark 50 may be measured as it is.

1 露光装置
3 レチクル
6 ウエハ
21 OA検出系
30 光源部
32 照明系
50 アライメントマーク
51 受光系
57 画像検出素子
59 アクチュエータ
70 測定領域
IL 照明光束
ML 結像光束
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 3 Reticle 6 Wafer 21 OA detection system 30 Light source part 32 Illumination system 50 Alignment mark 51 Light reception system 57 Image detection element 59 Actuator 70 Measurement area IL Illumination light beam ML Imaging light beam

Claims (7)

光源から光を導入し、測定対象物に形成されたアライメントマークに対して光を照射する照明系と、前記アライメントマークからの光を結像する結像系とを有する位置検出系を備え、該位置検出系が検出した前記アライメントマークの位置情報に基づいて、前記測定対象物に対して回転、シフト及び倍率補正の少なくとも1つを実施する露光装置であって、
前記結像系は、前記光からアライメントマーク信号を検出する画像検出素子を備え、
前記測定対象物における前記画像検出素子の測定領域は、矩形であり、
前記測定対象物の回転中心から前記アライメントマークへ向かう第1方向直交する第2方向に前記測定領域の長辺方向が向くように前記画像検出素子を回転させる機構を備えることを特徴とする露光装置。
A position detection system having an illumination system for introducing light from a light source and irradiating the alignment mark formed on the measurement object with light, and an imaging system for imaging light from the alignment mark, An exposure apparatus that performs at least one of rotation, shift, and magnification correction on the measurement object based on position information of the alignment mark detected by a position detection system,
The imaging system includes an image detection element that detects an alignment mark signal from the light,
The measurement area of the image detection element in the measurement object is a rectangle,
Exposure, characterized in that it comprises a mechanism for causing rotation of said image sensing element so as to face the long side direction of the measurement region in a second direction from the rotation center perpendicular to the first direction toward the alignment mark of the object to be measured apparatus.
前記機構は、前記アライメントマークが回転移動したことに応じて前記画像検出素子を回転させることを特徴とする請求項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1 , wherein the mechanism rotates the image detection element in response to the rotation of the alignment mark. 前記画像検出素子は、光電変換素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the image detection element is a photoelectric conversion element. 前記画像検出素子の受光部は、前記測定領域の長辺と短辺とに対応する矩形であり、長辺方向と短辺方向とで画素分解能が異なることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の露光装置。 Receiving portion of the image sensing element, said a rectangle corresponding to the long and short sides of the measurement region, according to claim 1 to 3, characterized in pixel resolution differs between the long side direction and a short side direction The exposure apparatus according to any one of the above. 前記測定対象物は、被処理基板であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の露光装置。 The object to be measured, the exposure apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that a substrate to be processed. 前記測定対象物は、被処理基板に転写される回路パターンが形成された原版であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の露光装置。 The object to be measured, the exposure apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that the precursor circuit pattern to be transferred to the target substrate is formed. 請求項1〜のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
The process of exposing a board | substrate using the exposure apparatus of any one of Claims 1-6 ,
Developing the substrate;
A device manufacturing method characterized by comprising:
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