JP6185724B2 - Exposure apparatus and article manufacturing method - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、露光装置および物品の製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and a method for manufacturing an article.

液晶パネルや有機ELパネル等のフラットパネルや、半導体デバイスの製造には、マスクなどの原版のパターンを、レジストが塗布されたガラスプレートやウエハなどの基板に転写する露光装置が用いられる。このような露光装置では、基板上のショット領域に、原版のパターンを高精度に位置合わせすることが重要である。その一方で、露光装置には、スループット(生産性)を向上させることも求められている。   For manufacturing a flat panel such as a liquid crystal panel or an organic EL panel or a semiconductor device, an exposure apparatus that transfers a pattern of an original plate such as a mask onto a substrate such as a glass plate or wafer coated with a resist is used. In such an exposure apparatus, it is important to accurately align the pattern of the original plate with the shot area on the substrate. On the other hand, the exposure apparatus is also required to improve throughput (productivity).

スループットを向上させる方法としては、例えば、原版と基板との位置合わせにおいて、基板上の全てのアライメントマークを計測するのではなく、一部のアライメントマークのみを計測する(計測するアライメントマークの数を減らす)方法がある。例えば、ショット領域における一部のアライメントマークのみを計測し、当該ショット領域の補正量を、全てのアライメントマークを計測した別基板のショット領域に基づいて予測する方法が提案されている(特許文献1参照)。   As a method for improving the throughput, for example, in alignment between the original plate and the substrate, not all alignment marks on the substrate are measured, but only a part of the alignment marks are measured (the number of alignment marks to be measured is There is a way to reduce. For example, a method has been proposed in which only a part of alignment marks in a shot area is measured and a correction amount of the shot area is predicted based on a shot area of another substrate in which all alignment marks are measured (Patent Document 1). reference).

特許第5006761号公報Japanese Patent No. 5006761

特許文献1に記載された方法では、基板間にばらつきが生じている場合、計測するアライメントマークの数を減らした分だけ、ショット領域の補正量に誤差が生じる可能性が高まってしまう。   In the method described in Patent Document 1, when variations occur between substrates, the possibility of an error in the correction amount of the shot area increases by the amount of the reduced number of alignment marks to be measured.

そこで、本発明は、スループットを向上させる上で有利な露光装置を提供することを例示的目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that is advantageous in improving the throughput.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系を介して、基板のショット領域に原版のパターンを転写する露光装置であって、前記基板上の前記ショット領域の周辺に形成された複数のマークのうち第1マークを前記投影光学系を介して検出する第1検出部と、前記第1検出部による前記第1マークの検出と並行して前記複数のマークのうち前記第1マークとは異なる第2マークを前記投影光学系を介さずに検出する第2検出部と、を含み、記第1検出部と前記第2検出部との距離を示す情報と、前記第1検出部の検出結果と、前記第2検出部の検出結果に基づいて、前記原版と前記ショット領域との位置合わせを行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to an aspect of the present invention is an exposure apparatus that transfers a pattern of an original to a shot area of a substrate via a projection optical system, and the shot area on the substrate A first detection unit that detects a first mark of the plurality of marks formed in the vicinity of the first mark through the projection optical system, and the plurality of marks in parallel with the detection of the first mark by the first detection unit. information indicating the distance between the second comprises a detector, a pre-Symbol the second detector and the first detector for detecting a second mark different from the first mark without passing through the projection optical system of the When a detection result of said first detection section, based on the detection result of the second detection unit, and performs alignment between the original and the shot region.

本発明によれば、例えば、スループットを向上させる上で有利な露光装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, an exposure apparatus that is advantageous in improving throughput can be provided.

第1実施形態の露光装置を示す図である。It is a figure which shows the exposure apparatus of 1st Embodiment. ショット領域上のマークと、アライメントスコープと、オフアクシススコープとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the mark on a shot area | region, an alignment scope, and an off-axis scope. ベースラインの補正値を取得する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of acquiring the correction value of a baseline. 第2実施形態の露光装置を示す図である。It is a figure which shows the exposure apparatus of 2nd Embodiment. 基板上のマークと、アライメントスコープと、オフアクシススコープとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the mark on a board | substrate, an alignment scope, and an off-axis scope. 従来の露光装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional exposure apparatus. 基板上のマークと、原版上のマークと、アライメントスコープとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship between the mark on a board | substrate, the mark on an original plate, and an alignment scope.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member thru | or element, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の露光装置100における装置構成とアライメント方法について、従来の露光装置300と比較しながら説明する。第1実施形態の露光装置100、および従来の露光装置300は、原版のパターンを投影光学系を介して基板上における複数のショット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光装置である。まず、従来の露光装置300における装置構成とアライメント方法について説明する。図6は、従来の露光装置300を示す図である。従来の露光装置300は、照明光学系1と、アライメント計測部2(第1検出部)と、マスクステージ3bと、投影光学系4と、基板ステージ5bと、定盤6と、制御部8とを含みうる。
<First Embodiment>
The apparatus configuration and alignment method in the exposure apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in comparison with the conventional exposure apparatus 300. The exposure apparatus 100 of the first embodiment and the conventional exposure apparatus 300 are step-and-scan type scanning exposure apparatuses that transfer an original pattern to a plurality of shot areas on a substrate via a projection optical system. . First, an apparatus configuration and an alignment method in the conventional exposure apparatus 300 will be described. FIG. 6 is a view showing a conventional exposure apparatus 300. The conventional exposure apparatus 300 includes an illumination optical system 1, an alignment measurement unit 2 (first detection unit) , a mask stage 3b, a projection optical system 4, a substrate stage 5b, a surface plate 6, and a control unit 8. Can be included.

光源(不図示)から射出された光は、照明光学系1に入射し、例えばX方向に長い帯状または円弧状の露光領域を原版3a(マスク)上に形成する。原版3aおよび基板5a(例えば、ガラスプレート)は、原版ステージ3bおよび基板ステージ5bによってそれぞれ保持されており、投影光学系4を介して光学的にほぼ共役な位置(投影光学系4の物体面および像面)に配置される。投影光学系4は、例えば、複数のミラーによって構成されたミラープロジェクション方式の投影光学系であり、所定の投影倍率(例えば1倍や1/2倍)を有し、原版3aに形成されたパターンを基板5aに投影する。原版ステージ3bおよび基板ステージ5bは、投影光学系4の光軸方向(Z方向)に直交する方向(第1実施形態ではY方向)に、互いに同期しながら、投影光学系4の投影倍率に応じた速度比で走査する。これにより、原版3aに形成されたパターンを基板上におけるショット領域に転写することができる。そして、このような走査露光を、基板ステージ5bをステップ移動させながら、基板上における複数のショット領域の各々について順次繰り返すことにより、1枚の基板における露光処理を完了することができる。   Light emitted from a light source (not shown) enters the illumination optical system 1, and forms, for example, a strip-shaped or arc-shaped exposure region long in the X direction on the original 3a (mask). The original plate 3a and the substrate 5a (for example, a glass plate) are respectively held by the original plate stage 3b and the substrate stage 5b, and are optically conjugate positions via the projection optical system 4 (the object plane of the projection optical system 4 and (Image plane). The projection optical system 4 is, for example, a mirror projection type projection optical system constituted by a plurality of mirrors, has a predetermined projection magnification (for example, 1 × or 1/2 ×), and is a pattern formed on the original 3a. Is projected onto the substrate 5a. The original stage 3b and the substrate stage 5b correspond to the projection magnification of the projection optical system 4 while being synchronized with each other in a direction (Y direction in the first embodiment) orthogonal to the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system 4. Scan at a different speed ratio. Thereby, the pattern formed on the original 3a can be transferred to the shot area on the substrate. Such scanning exposure is sequentially repeated for each of a plurality of shot areas on the substrate while stepping the substrate stage 5b, whereby the exposure processing on one substrate can be completed.

このように基板上の各ショット領域に原版3aのパターンを転写する際には、当該ショット領域と原版3aとのアライメント(位置合わせ)が行われる。従来の露光装置300は、照明光学系1と原版3aとの間にアライメント計測部2を有しており、アライメント計測部2は、少なくとも1つのアライメントスコープを含む。そして、アライメント計測部2は、基板上のショット領域に形成された複数のマーク(アライメントマーク)の各々と原版に形成された複数のマークの各々とを投影光学系4を介して同時に観察する。そして、アライメント計測部2は、基板上のショット領域に形成された各マークの位置(基板上における位置)を計測することができる。このように、アライメント計測部2は、基板上に形成されたマークを検出する。そのため、アライメント計測部2において当該マークを検出する際に、基板5aを露光する際に用いられる光の波長と同じ波長を有する光を用いてしまうと、基板5aが露光されてしまう(基板上のレジストが感光されてしまう)。そこで、アライメント計測部2には、基板を露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光、即ち、非露光光が用いられる。   Thus, when the pattern of the original 3a is transferred to each shot area on the substrate, alignment (positioning) between the shot area and the original 3a is performed. The conventional exposure apparatus 300 includes an alignment measurement unit 2 between the illumination optical system 1 and the original 3a, and the alignment measurement unit 2 includes at least one alignment scope. The alignment measuring unit 2 simultaneously observes each of a plurality of marks (alignment marks) formed on the shot area on the substrate and each of the plurality of marks formed on the original plate via the projection optical system 4. The alignment measurement unit 2 can measure the position of each mark (position on the substrate) formed in the shot area on the substrate. Thus, the alignment measurement part 2 detects the mark formed on the board | substrate. Therefore, when the alignment measuring unit 2 detects the mark, if light having the same wavelength as that of the light used when exposing the substrate 5a is used, the substrate 5a is exposed (on the substrate). Resist is exposed). Therefore, the alignment measurement unit 2 uses light having a wavelength different from the wavelength of light used when exposing the substrate, that is, non-exposure light.

制御部8は、アライメント計測部2により計測されたショット領域上の各マークの位置に基づいて当該ショット領域の形状情報を取得する。そして、制御部8は、原版上のマークとショット領域上のマークとが重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3bや基板ステージ5bの移動速度、投影光学系4の投影倍率を制御しながら、基板5aの走査露光を行う。ここで、従来の露光装置300におけるアライメント方法について、図7を参照しながら説明する。   The control unit 8 acquires shape information of the shot area based on the position of each mark on the shot area measured by the alignment measurement unit 2. Then, the control unit 8 controls the moving speed of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information so that the mark on the original and the mark on the shot area overlap. Meanwhile, scanning exposure of the substrate 5a is performed. Here, an alignment method in the conventional exposure apparatus 300 will be described with reference to FIG.

図7(a)は基板上におけるマークの位置を示し、図7(b)は原版上におけるマークの位置を示し、図7(c)はアライメント計測部2におけるアライメントスコープの位置を示す。基板5aは、図7(a)に示すように、複数のショット領域51を含み、各ショット領域51の周辺には、例えば6つのマーク511〜516が形成されている。原版3aは、図7(b)に示すように、基板上の各ショット領域51に転写されるパターンが形成された領域31を含む。そして、領域31の周辺には、例えば、各ショット領域51の周辺に形成された6つのマーク511〜516に対応するように6つのマーク311〜316が形成されている。また、アライメント計測部2は、図7(c)に示すように、例えば2つのアライメントスコープ2aおよび2bを含みうる。   FIG. 7A shows the position of the mark on the substrate, FIG. 7B shows the position of the mark on the original, and FIG. 7C shows the position of the alignment scope in the alignment measurement unit 2. As shown in FIG. 7A, the substrate 5 a includes a plurality of shot areas 51, and for example, six marks 511 to 516 are formed around each shot area 51. As shown in FIG. 7B, the original 3a includes a region 31 in which a pattern to be transferred to each shot region 51 on the substrate is formed. Then, around the area 31, for example, six marks 311 to 316 are formed so as to correspond to the six marks 511 to 516 formed around each shot area 51. Further, as shown in FIG. 7C, the alignment measurement unit 2 can include, for example, two alignment scopes 2a and 2b.

まず、制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させ、アライメントスコープ2aに基板上のマーク511と原版上のマーク311とを、アライメントスコープ2bに基板上のマーク514と原版上のマーク314とを検出させる。このとき、アライメント計測部2は、マーク511の基板上における位置と、マーク514の基板上における位置とをそれぞれ計測する。次に、制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させ、アライメントスコープ2aに基板上のマーク512と原版上のマーク312とを、アライメントスコープ2bに基板上のマーク515と原版上のマーク315とを検出させる。このとき、アライメント計測部2は、マーク512の基板上における位置と、マーク515の基板上における位置とをそれぞれ計測する。同様に、制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させ、アライメントスコープ2aに基板上のマーク513と原版上のマーク313とを、アライメントスコープ2bに基板上のマーク516と原版上のマーク316とを検出させる。このとき、アライメント計測部2は、マーク513の基板上における位置と、マーク516の基板上における位置とをそれぞれ計測する。このように、基板ステージ5bと原版ステージ3bとをステップ移動させて、ショット領域51の周辺に配置された全てのマークの基板上における位置を計測した後、制御部8は、ショット領域51の形状情報を取得することができる。そして、原版上のマークと基板上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3bや基板ステージ5bの移動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、ショット領域51の走査露光が行われる。従来の露光装置300では、基板上に形成された複数のショット領域の各々において、全てのマークで基板上における位置がアライメント計測部2により計測され、各ショット領域の形状情報が制御部8によりそれぞれ取得される。ここで、ショット領域51の形状情報とは、例えば、ショット領域51における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、X方向の成分とY方向の成分とをそれぞれ含みうる。   First, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, the mark 511 on the substrate and the mark 311 on the original on the alignment scope 2a, and the mark 514 on the substrate on the original and the alignment scope 2b. The mark 314 is detected. At this time, the alignment measurement unit 2 measures the position of the mark 511 on the substrate and the position of the mark 514 on the substrate. Next, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, the mark 512 on the substrate and the mark 312 on the original on the alignment scope 2a, and the mark 515 on the substrate and the original on the original on the alignment scope 2b. Mark 315 is detected. At this time, the alignment measurement unit 2 measures the position of the mark 512 on the substrate and the position of the mark 515 on the substrate. Similarly, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, the mark 513 on the substrate and the mark 313 on the original on the alignment scope 2a, and the mark 516 on the substrate and the original on the original on the alignment scope 2b. Mark 316 is detected. At this time, the alignment measurement unit 2 measures the position of the mark 513 on the substrate and the position of the mark 516 on the substrate. As described above, after the substrate stage 5b and the original stage 3b are moved stepwise to measure the positions of all the marks arranged around the shot area 51 on the substrate, the control unit 8 determines the shape of the shot area 51. Information can be acquired. The control unit 8 controls the moving speed of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information so that the mark on the original and the mark on the substrate overlap each other. However, scanning exposure of the shot area 51 is performed. In the conventional exposure apparatus 300, in each of a plurality of shot areas formed on the substrate, the position on the substrate at all marks is measured by the alignment measuring unit 2, and the shape information of each shot area is respectively obtained by the control unit 8. To be acquired. Here, the shape information of the shot area 51 includes, for example, a rotation component, a shift component, a magnification component, an orthogonality component, and the like in the shot area 51. In addition, the shift component, the magnification component, and the orthogonality component can each include an X-direction component and a Y-direction component.

このように、従来の露光装置300では、各ショット領域51における全てのマークにおいて基板上における位置がアライメント計測部2により計測されるため、各ショット領域51と原版上の領域31とを高精度にアライメント(位置合わせ)することができる。しかしながら、従来の露光装置300では、アライメント計測部2のみにより、各ショット領域における全てのマークの位置が検出されるため、スループットが低下してしまいうる。位置合わせ精度を保ちながらスループットを向上させる方法としては、例えば、特許文献1に開示されている方法がある。特許文献1には、一部のアライメントマークのみを計測したショット領域の補正量を、全てのアライメントマークを計測した別基板のショット領域に基づいて予測する方法が開示されている。しかしながら、近年、フラットパネルの省スペース化に伴い、基板の薄膜化が進んでいる。基板を薄くした場合、フラットパネルの作製プロセスにおいて、基板にランダムな変形が生じることがある。この場合、基板間にばらつきが生じてしまい、特許文献1に開示された方法では、計測するアライメントマークの数を減らした分だけ、ショット領域の補正量に誤差が生じる可能性が高まってしまう。即ち、基板間にばらつきが生じている場合では、一部のアライメントマークのみを計測したショット領域の補正量を、別基板のショット領域に基づいて予測することが困難となり、位置合わせ精度が低下してしまいうる。そこで、第1実施形態の露光装置100は、アライメント計測部2に加えてオフアクシス計測部91および92(第2検出部)を含む。これにより、第1実施形態の露光装置100は、ショット領域51と原版上の領域31とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置300と比較してスループットを向上させることができる。 As described above, in the conventional exposure apparatus 300, the position on the substrate is measured by the alignment measurement unit 2 for all the marks in each shot area 51. Therefore, each shot area 51 and the area 31 on the original plate are accurately defined. Alignment can be performed. However, in the conventional exposure apparatus 300, the positions of all marks in each shot area are detected only by the alignment measurement unit 2, so that the throughput may be reduced. As a method for improving throughput while maintaining alignment accuracy, for example, there is a method disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a method for predicting a correction amount of a shot area obtained by measuring only some alignment marks based on a shot area of another substrate obtained by measuring all alignment marks. However, in recent years, with the space saving of the flat panel, the substrate has been made thinner. When the substrate is thinned, random deformation may occur in the substrate in the flat panel manufacturing process. In this case, variations occur between the substrates, and the method disclosed in Patent Document 1 increases the possibility of an error in the correction amount of the shot region by the amount of the number of alignment marks to be measured. In other words, when there is variation between substrates, it becomes difficult to predict the correction amount of a shot area obtained by measuring only some alignment marks based on the shot area of another substrate, and the alignment accuracy is reduced. It can end up. Therefore, the exposure apparatus 100 of the first embodiment includes off-axis measurement units 91 and 92 (second detection unit) in addition to the alignment measurement unit 2. Thereby, the exposure apparatus 100 of 1st Embodiment can align the shot area | region 51 and the area | region 31 on an original plate with high precision, and can improve a throughput compared with the conventional exposure apparatus 300. FIG. .

以下に、第1実施形態の露光装置100における装置構成とアライメント方法について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の露光装置100を示す図である。第1実施形態の露光装置100は、照明光学系1と、アライメント計測部2(第1計測部)と、マスクステージ3bと、投影光学系4と、基板ステージ5bと、定盤6と、制御部8とを含みうる。また、第1実施形態の露光装置100は、投影光学系4と基板5a(基板ステージ5b)との間に配置されたオフアクシス計測部91および92(第2計測部)を含む。ここで、第1実施形態の露光装置100において、オフアクシス計測部91および92以外の構成は、上述した従来の露光装置300と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、第1実施形態の露光装置100においても、従来の露光装置と同様に、アライメント計測部2には、基板5aを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光(非露光光)が用いられる。第1実施形態のオフアクシス計測部91および92においても、基板5aを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光(非露光光)が用いられる。 The apparatus configuration and alignment method in the exposure apparatus 100 of the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a view showing an exposure apparatus 100 according to the first embodiment. An exposure apparatus 100 according to the first embodiment includes an illumination optical system 1, an alignment measurement unit 2 (first measurement unit) , a mask stage 3b, a projection optical system 4, a substrate stage 5b, a surface plate 6, and a control. Part 8 may be included. Further, the exposure apparatus 100 of the first embodiment includes off-axis measurement units 91 and 92 (second measurement unit) disposed between the projection optical system 4 and the substrate 5a (substrate stage 5b). Here, in the exposure apparatus 100 of the first embodiment, the configuration other than the off-axis measurement units 91 and 92 is the same as that of the conventional exposure apparatus 300 described above, and thus the description thereof is omitted here. Also in the exposure apparatus 100 of the first embodiment, similarly to the conventional exposure apparatus, the alignment measurement unit 2 has light (non-exposure) having a wavelength different from the wavelength of light used when exposing the substrate 5a. Light) is used. Also in the off-axis measuring units 91 and 92 of the first embodiment, light (non-exposure light) having a wavelength different from the wavelength of light used when exposing the substrate 5a is used.

オフアクシス計測部91および92は、投影光学系4と基板5a(基板ステージ5b)との間に配置されており、少なくとも1つのオフアクシススコープをそれぞれ含む。オフアクシス計測部91および92は、基板上のショット領域に設けられた複数のマーク(アライメントマーク)の各々を投影光学系4を介さずに検出する。そして、オフアクシス計測部91および92は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92との距離を示す情報(ベースライン)を用いて、各マークの基板上における位置を計測することができる。制御部8は、アライメント計測部2により計測されたショット領域上のマークの位置と、オフアクシス計測部91および92により検出されたショット領域上のマークの位置とに基づいて当該ショット領域の形状情報を取得する。そして、制御部8は、原版上のマークとショット領域上のマークとが重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3aや基板ステージ5bの移動速度、投影光学系4の投影倍率を制御しながら、基板5aの走査露光が行われる。ここで、オフアクシス計測部91および92は、基板上のショット領域に設けられた複数のマークのうち、アライメント計測部2により計測されたマークとは異なるマークを検出する。第1実施形態では、ショット領域に設けられた複数のマークのうちアライメント計測部2により計測されるマークを第1マーク、オフアクシス計測部91および92により観察されるマークを第2マークと称する。   The off-axis measuring units 91 and 92 are disposed between the projection optical system 4 and the substrate 5a (substrate stage 5b), and each include at least one off-axis scope. The off-axis measuring units 91 and 92 detect each of a plurality of marks (alignment marks) provided in the shot area on the substrate without using the projection optical system 4. The off-axis measuring units 91 and 92 can measure the position of each mark on the substrate using information (baseline) indicating the distance between the alignment measuring unit 2 and the off-axis measuring units 91 and 92. . Based on the position of the mark on the shot area measured by the alignment measurement unit 2 and the position of the mark on the shot area detected by the off-axis measurement units 91 and 92, the control unit 8 determines the shape information of the shot area. To get. Then, the control unit 8 controls the moving speed of the original stage 3a and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information so that the mark on the original and the mark on the shot area overlap. Meanwhile, scanning exposure of the substrate 5a is performed. Here, the off-axis measuring units 91 and 92 detect a mark different from the mark measured by the alignment measuring unit 2 among the plurality of marks provided in the shot area on the substrate. In the first embodiment, of the plurality of marks provided in the shot area, a mark measured by the alignment measuring unit 2 is referred to as a first mark, and a mark observed by the off-axis measuring units 91 and 92 is referred to as a second mark.

第1実施形態の露光装置100におけるアライメント方法について、図2を参照しながら説明する。図2(a)は、基板上における1つのショット領域51に設けられたマークの位置を示し、図2(b)は、アライメント計測部2におけるアライメントスコープと、オフアクシス計測部91おおよび92におけるオフアクシススコープとの位置関係を示す図である。ショット領域51の周辺には、図2(a)に示すように、例えば6つのマーク511〜516が形成されている。原版3aは、図7(b)に示すように、基板上の各ショット領域51に転写されるパターンが形成された領域31を含む。そして、領域31の周辺には、例えば、各ショット領域51の周辺に形成された6つのマーク511〜516に対応するように6つのマーク311〜316が形成されている。また、オフアクシス計測部91は、例えば2つのオフアクシススコープ91aおよび91bを含み、オフアクシス計測部92は、例えば2つのオフアクシススコープ92aおよび92bを含みうる。そして、各アライメントスコープおよび各オフアクシススコープは、基板上における1つのショット領域51に設けられた複数のマークのうち互いに異なるマークをそれぞれ並行して検出するように配置されている。   An alignment method in the exposure apparatus 100 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 2A shows the position of a mark provided in one shot region 51 on the substrate, and FIG. 2B shows the alignment scope in the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92. It is a figure which shows the positional relationship with an off-axis scope. For example, six marks 511 to 516 are formed around the shot region 51 as shown in FIG. As shown in FIG. 7B, the original 3a includes a region 31 in which a pattern to be transferred to each shot region 51 on the substrate is formed. Then, around the area 31, for example, six marks 311 to 316 are formed so as to correspond to the six marks 511 to 516 formed around each shot area 51. The off-axis measuring unit 91 may include, for example, two off-axis scopes 91a and 91b, and the off-axis measuring unit 92 may include, for example, two off-axis scopes 92a and 92b. Each alignment scope and each off-axis scope are arranged so as to detect different marks in parallel among a plurality of marks provided in one shot area 51 on the substrate.

例えば、アライメントスコープ2aは、原版上のマーク312と基板上のマーク512とを投影光学系4を介して検出し、アライメントスコープ2bは、原版上のマーク315と基板上のマーク515とを投影光学系4を介して検出する。そして、アライメント計測部2は、マーク312の基板上における位置と、マーク315の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各アライメントスコープ2aおよび2bにより検出される基板上のマーク(512および515)は、上述したように、第1マークと称される。   For example, the alignment scope 2a detects the mark 312 on the original plate and the mark 512 on the substrate through the projection optical system 4, and the alignment scope 2b projects the mark 315 on the original plate and the mark 515 on the substrate. Detection is via system 4. The alignment measurement unit 2 measures the position of the mark 312 on the substrate and the position of the mark 315 on the substrate. Here, the marks (512 and 515) on the substrate detected by the alignment scopes 2a and 2b are referred to as the first marks as described above.

一方で、各オフアクシススコープ(91a、91b、92aおよび92b)は、原版上のマークと投影光学系4とを介さずに基板上のマークを検出する。例えば、オフアクシススコープ91aは基板上のマーク513を、オフアクシススコープ91bは基板上のマーク516を、オフアクシススコープ92aは基板上のマーク511を、オフアクシススコープ92bは基板上のマーク514をそれぞれ観察する。そして、オフアクシス計測部91および92は、ベースラインを用いて、各オフアクシススコープにより観察された基板上のマーク(511、513、514および516)において、基板上における位置を検出する。ここで、各オフアクシススコープにより観察される基板上のマーク(511、513、514および516)は、上述したように、第2マークと称される。   On the other hand, each off-axis scope (91a, 91b, 92a and 92b) detects the mark on the substrate without passing through the mark on the original plate and the projection optical system 4. For example, the off-axis scope 91a has a mark 513 on the board, the off-axis scope 91b has a mark 516 on the board, the off-axis scope 92a has a mark 511 on the board, and the off-axis scope 92b has a mark 514 on the board. Observe. Then, the off-axis measuring units 91 and 92 detect the positions on the substrate at the marks (511, 513, 514, and 516) on the substrate observed by the respective off-axis scopes using the baseline. Here, the marks (511, 513, 514, and 516) on the substrate observed by each off-axis scope are referred to as second marks as described above.

制御部8は、アライメント計測部2により計測された第1マークの位置(基板上における位置)と、オフアクシス計測部91および92により検出された第2マークの位置(基板上における位置)とに基づいてショット領域51の形状情報を取得する。そして、原版上のマークとショット領域上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3bや基板ステージ5bの移動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、ショット領域51の走査露光が行われる。ここで、ショット領域51の形状情報とは、上述したように、例えば、ショット領域51における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、X方向の成分とY方向の成分とをそれぞれ含みうる。   The control unit 8 adjusts the position of the first mark (position on the substrate) measured by the alignment measurement unit 2 and the position of the second mark (position on the substrate) detected by the off-axis measurement units 91 and 92. Based on this, shape information of the shot area 51 is acquired. Then, the control unit 8 controls the moving speed of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information so that the mark on the original and the mark on the shot area overlap each other. Meanwhile, scanning exposure of the shot area 51 is performed. Here, as described above, the shape information of the shot area 51 includes, for example, a rotation component, a shift component, a magnification component, an orthogonality component, and the like in the shot area 51. In addition, the shift component, the magnification component, and the orthogonality component can each include an X-direction component and a Y-direction component.

このように、第1実施形態の露光装置100は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とを含んでおり、アライメント計測部2による第1マークの検出と、オフアクシス計測部91および92による第2マークの検出とが並行して行われる。これにより、第1実施形態の露光装置100は、アライメント計測部2のみで基板上の全てのマークを検出する従来の露光装置300と比較して、基板ステージ5bや原版ステージ3bの移動ステップ数を低減させることができる。そのため、第1実施形態の露光装置100は、ショット領域51と原版上の領域31とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置300と比較してスループットを向上させることができる。   As described above, the exposure apparatus 100 according to the first embodiment includes the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92. The first mark is detected by the alignment measurement unit 2, and the off-axis measurement unit 91 and The detection of the second mark by 92 is performed in parallel. As a result, the exposure apparatus 100 of the first embodiment has the number of movement steps of the substrate stage 5b and the original stage stage 3b as compared to the conventional exposure apparatus 300 that detects all the marks on the substrate only by the alignment measurement unit 2. Can be reduced. Therefore, the exposure apparatus 100 of the first embodiment can align the shot area 51 and the area 31 on the original plate with high accuracy and can improve the throughput as compared with the conventional exposure apparatus 300.

ここで、第1実施形態の露光装置100において、第2マークの位置を検出する際に用いられるベースラインは、熱などの影響によって経時的に変動してしまうことがある。このようなベースラインの変動が生じてしまうと、オフアクシス計測部91および92により検出された第2マークの位置に誤差が含まれることとなり、位置合わせ精度(アライメント精度)が低下してしまいうる。そこで、第1実施形態の露光装置100は、定期的にベースラインを補正する補正値を設定し、当該補正値によってベースラインを補正することにより、第2マークの位置における誤差を低減することができる。以下に、ベースラインの補正値を取得する方法について、図3を参照しながら説明する。図3は、ベースラインの補正値を取得する方法を示すフローチャートである。   Here, in the exposure apparatus 100 of the first embodiment, the baseline used when detecting the position of the second mark may vary over time due to the influence of heat or the like. If such a baseline variation occurs, an error is included in the position of the second mark detected by the off-axis measuring units 91 and 92, and the alignment accuracy (alignment accuracy) may be reduced. . Therefore, the exposure apparatus 100 of the first embodiment can reduce the error at the position of the second mark by setting a correction value for correcting the baseline periodically and correcting the baseline with the correction value. it can. Hereinafter, a method for acquiring the correction value of the baseline will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for acquiring a baseline correction value.

S11では、制御部8は、アライメント計測部2が第1マークを、オフアクシス計測部91および92が第2マークをそれぞれ検出できるように、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させる。S12では、制御部8は、アライメント計測部2およびオフアクシス計測部91および92に第1マークおよび第2マークをそれぞれ検出させ、第1マークの位置(基板上における位置)と、第2マークの位置(基板上における位置)とを計測させる。S11およびS12は、上述した工程と同様であり、例えば、制御部8は、図2において、アライメントスコープ2aにより原版上のマーク312と第1マーク512とを、アライメントスコープ2bにより原版上のマーク315と第1マーク515とを検出させる。そして、アライメント計測部2は、第1マーク512の位置と、第1マーク515の位置をそれぞれ計測する。ここで、第1マーク512および515におけるX方向の相対位置をそれぞれPas2xおよびPas5xとし、Y方向の相対位置をそれぞれPas2yおよびPas5yとする。 In S11, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b so that the alignment measurement unit 2 can detect the first mark and the off-axis measurement units 91 and 92 can detect the second mark. In S12, the control unit 8 causes the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 to detect the first mark and the second mark, respectively, and the position of the first mark (position on the substrate) and the second mark The position (position on the substrate) is measured. S11 and S12 are the same as those described above. For example, in FIG. 2, the control unit 8 uses the alignment scope 2a to mark the original 312 and the first mark 512, and the alignment scope 2b to the original 315. And the first mark 515 are detected. Then, the alignment measuring unit 2 measures the position of the first mark 512 and the position of the first mark 515, respectively. Here, the relative positions of the first marks 512 and 515 in the X direction are P as 2x and P as 5x, respectively, and the relative positions in the Y direction are P as 2y and P as 5y, respectively.

また、オフアクシススコープ91aは第2マーク513を、オフアクシススコープ91bは第2マーク516を、オフアクシススコープ92aは第2マーク511を、オフアクシススコープ92bは第2マーク514をそれぞれ検出する。そして、オフアクシス計測部91および92は、ベースラインを用いて、第2マーク(511、513、514および516)の位置(基板上における位置)をそれぞれ検出する。ここで、オフアクシス計測部91により検出された第2マーク513および516におけるX方向の相対位置をそれぞれPoas3xおよびPoas6xとし、Y方向の相対位置をそれぞれPoas3yおよびPoas6yとする。同様に、オフアクシス計測部92により検出された第2マーク511および514におけるX方向の位置をそれぞれPoas1xおよびPoas4xとし、Y方向の相対位置をそれぞれPoas1yおよびPoas4yとする。 The off-axis scope 91a detects the second mark 513, the off-axis scope 91b detects the second mark 516, the off-axis scope 92a detects the second mark 511, and the off-axis scope 92b detects the second mark 514. Then, the off-axis measuring units 91 and 92 detect the positions (positions on the substrate) of the second marks (511, 513, 514, and 516) using the baseline. Here, the relative positions in the X direction of the second marks 513 and 516 detected by the off-axis measuring unit 91 are P oas 3x and P oas 6x, respectively, and the relative positions in the Y direction are P oas 3y and P oas 6y, respectively. To do. Similarly, the positions in the X direction of the second marks 511 and 514 detected by the off-axis measuring unit 92 are P oas 1x and P oas 4x, respectively, and the relative positions in the Y direction are P oas 1y and P oas 4y, respectively. .

S13では、制御部8は、アライメント計測部2が第2マークを検出できるように、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させる。S14では、制御部8は、アライメント計測部2に第2マークを観察させ、第2マークの位置を検出させる。例えば、図2において、制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させて、アライメントスコープ2aにより原版上のマーク313と第2マーク513とを、アライメントスコープ2bにより原版上のマーク316と第2マーク516とを検出させる。そして、アライメント計測部2は、第2マーク513の位置と、第2マーク516の位置とをそれぞれ計測する。ここで、第2マーク513および516におけるX方向の位置をそれぞれPas3xおよびPas6xとし、Y方向の相対位置をそれぞれPas3yおよびPas6yとする。 In S13, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b so that the alignment measurement unit 2 can detect the second mark. In S14, the control unit 8 causes the alignment measurement unit 2 to observe the second mark and detect the position of the second mark. For example, in FIG. 2, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, the mark 313 and the second mark 513 on the original are moved by the alignment scope 2a, and the mark 316 on the original is moved by the alignment scope 2b. And the second mark 516 are detected. Then, the alignment measurement unit 2 measures the position of the second mark 513 and the position of the second mark 516, respectively. Here, the positions in the X direction of the second marks 513 and 516 are P as 3x and P as 6x, respectively, and the relative positions in the Y direction are P as 3y and P as 6y, respectively.

S15では、制御部8は、オフアクシス計測部により計測された第2マークの位置と、アライメント計測部2により計測された第2マークの位置との差を算出し、当該差をベースラインを補正する補正値として設定する。例えば、オフアクシス計測部91のオフアクシススコープ91aおよび91bにおけるベースラインの補正値は、式(1)および式(2)によってそれぞれ求めることができる。ここで、オフアクシススコープ91aにおけるベースラインのX方向の補正値をPbl1axとし、Y方向の補正値をPbl1ayとする。また、オフアクシススコープ91bにおけるベースラインのX方向の補正値をPbl1bxとし、Y方向の補正値をPbl1byとする。 In S15, the control unit 8 calculates the difference between the position of the second mark measured by the off-axis measurement unit and the position of the second mark measured by the alignment measurement unit 2, and corrects the difference to the baseline. Set the correction value to be used. For example, the baseline correction values in the off-axis scopes 91a and 91b of the off-axis measuring unit 91 can be obtained by Expression (1) and Expression (2), respectively. Here, the correction value in the X direction of the base line in the off-axis scope 91a and P bl 1ax, a correction value in the Y-direction and P bl 1ay. In addition, the correction value in the X direction of the baseline in the off-axis scope 91b is P bl 1bx, and the correction value in the Y direction is P bl 1by.

Figure 0006185724
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S16では、制御部8は、全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定したか否かを判定する。全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定した場合は、S17に進む。一方で、全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定していない場合は、S13に戻る。上述した例(図2参照)では、オフアクシス計測部92におけるベースラインの補正値が設定されていない。そのため、S13に戻り、S13〜S15を繰り返す。制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させて、アライメントスコープ2aにより原版上のマーク311と第2マーク511とを、アライメントスコープ2bにより原版上のマーク314と第2マーク514とを検出させる。そして、アライメント計測部2は、第2マーク511の位置(基板上における位置)と、第2マーク514の位置(基板上における位置)をそれぞれ計測する。ここで、アライメント計測部2により計測された第2マーク511および514におけるX方向の位置をそれぞれPas1xおよびPas4xとし、Y方向の位置をそれぞれPas1yおよびPas4yとする。そして、オフアクシス計測部92のオフアクシススコープ92aおよび92bにおけるベースラインの補正値は、式(3)および式(4)によってそれぞれ求めることができる。ここで、オフアクシススコープ92aにおけるベースラインのX方向の補正値をPbl2axとし、Y方向の補正値をPbl2ayとする。また、オフアクシススコープ92bにおけるベースラインのX方向の補正値をPbl2bxとし、Y方向の補正値をPbl2byとする。S17では、制御部8は、S15で求めた補正値を用いてベースラインを補正する。これにより、第2マークの位置における誤差を低減することができる。ここで、上述した説明では、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とに同一の第2マークを計測させたが、第2マークに限らずに、同一の第1マークを計測させるなど、基板上における同一のマークを計測させればよい。 In S16, the control unit 8 determines whether or not a baseline correction value has been set in all off-axis measurement units. If the baseline correction value is set in all off-axis measurement units, the process proceeds to S17. On the other hand, when the baseline correction value is not set in all the off-axis measurement units, the process returns to S13. In the example described above (see FIG. 2), the baseline correction value in the off-axis measuring unit 92 is not set. Therefore, it returns to S13 and repeats S13-S15. The control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, the mark 311 and the second mark 511 on the original are moved by the alignment scope 2a, and the mark 314 and the second mark 514 on the original are moved by the alignment scope 2b. Is detected. The alignment measuring unit 2 measures the position of the second mark 511 (position on the substrate) and the position of the second mark 514 (position on the substrate). Here, the positions in the X direction of the second marks 511 and 514 measured by the alignment measuring unit 2 are P as 1x and P as 4x, respectively, and the positions in the Y direction are P as 1y and P as 4y, respectively. Then, the baseline correction values in the off-axis scopes 92a and 92b of the off-axis measuring unit 92 can be obtained by Expression (3) and Expression (4), respectively. Here, the correction value in the X direction of the baseline in the off-axis scope 92a is P bl 2ax, and the correction value in the Y direction is P bl 2ay. In addition, the correction value in the X direction of the baseline in the off-axis scope 92b is P bl 2bx, and the correction value in the Y direction is P bl 2by. In S17, the control unit 8 corrects the baseline using the correction value obtained in S15. Thereby, an error in the position of the second mark can be reduced. Here, in the above description, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 measure the same second mark, but the measurement is not limited to the second mark, and the same first mark is measured. The same mark on the substrate may be measured.

Figure 0006185724
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上述したように、第1実施形態の露光装置100は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とを含んでおり、アライメント計測部2による第1マークの検出と、オフアクシス計測部91および92による第2マークの検出とを並行して行う。これにより、第1実施形態の露光装置100は、ショット領域51と原版上の領域31とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置300と比較してスループットを向上させることができる。また、第1実施形態の露光装置100は、ベースラインの補正値を求める際、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とに基板上に形成された同一のマークを検出させる。そして露光装置100は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92との計測結果の差をベースラインの補正値として設定する。これにより、熱などの影響によりベースラインの変動が生じてしまっても、第2マークの位置に誤差が含まれることを低減することができる。   As described above, the exposure apparatus 100 according to the first embodiment includes the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92. The alignment measurement unit 2 detects the first mark and the off-axis measurement unit 91. And the detection of the second mark by 92 are performed in parallel. Thereby, the exposure apparatus 100 of 1st Embodiment can align the shot area | region 51 and the area | region 31 on an original plate with high precision, and can improve a throughput compared with the conventional exposure apparatus 300. FIG. . Further, the exposure apparatus 100 according to the first embodiment causes the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 to detect the same mark formed on the substrate when determining the baseline correction value. The exposure apparatus 100 sets the difference between the measurement results of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 as the baseline correction value. As a result, even if the baseline fluctuates due to the influence of heat or the like, it is possible to reduce the error in the position of the second mark.

第1実施形態では、上述したように、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とに同一のマークを検出させ、両者の計測結果の差をベースラインの補正値として設定したが、それに限られるものではない。例えば、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91および92とに同一のマークを検出させた際における、基板ステージ5bの移動量をベースラインとして設定してもよい。そして、この方法を用いてベースラインを定期的に設定することにより、ベースラインの補正値を設定する方法と同様に、第2マークの位置に誤差が含まれることを低減することができる。   In the first embodiment, as described above, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 detect the same mark, and the difference between the measurement results is set as the baseline correction value. It is not limited. For example, the amount of movement of the substrate stage 5b when the same mark is detected by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 may be set as a baseline. Then, by setting the baseline periodically using this method, it is possible to reduce the occurrence of an error in the position of the second mark, as in the method for setting the correction value of the baseline.

また、一般に、基板上(例えば、ガラスプレート)に形成されるショット領域は、生産効率を向上させるために、生産するフラットパネルの大きさに最適化される。そのため、オフアクシス計測部91および92は、ショット領域に合わせるために、基板の被露光面と平行な方向(XY方向)に移動可能に構成されている。同様に、アライメント計測部も、基板の被露光面と平行な方向(XY方向)に移動可能に構成されていてもよい。   In general, a shot area formed on a substrate (for example, a glass plate) is optimized to the size of a flat panel to be produced in order to improve production efficiency. Therefore, the off-axis measuring units 91 and 92 are configured to be movable in a direction (XY direction) parallel to the exposed surface of the substrate in order to match the shot area. Similarly, the alignment measurement unit may also be configured to be movable in a direction (XY direction) parallel to the exposed surface of the substrate.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の露光装置200における装置構成とアライメント方法について、図4を参照しながら説明する。図4は、第2実施形態の露光装置200を示す図である。第2実施形態の露光装置200は、第1実施形態の露光装置100と同様に、照明光学系1と、アライメント計測部2と、マスクステージ3bと、投影光学系4と、基板ステージ5bと、定盤6と、制御部8とを含みうる。また、第2実施形態の露光装置200では、第1実施形態の露光装置100と比較してオフアクシス計測部の構成が異なっており、露光装置200のオフアクシス計測部10は、複数のオフアクシススコープ10a〜10fを含む。ここで、第2実施形態の露光装置200において、オフアクシス計測部10以外の構成は、第1実施形態の露光装置100および従来の露光装置300と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、第2実施形態の露光装置200においても、第1実施形態の露光装置100および従来の露光装置300と同様に、アライメント計測部2には、基板5aを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光(非露光光)が用いられる。第2実施形態のオフアクシス計測部10においても、基板5aを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光(非露光光)が用いられる。
Second Embodiment
The apparatus configuration and alignment method in the exposure apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view showing an exposure apparatus 200 according to the second embodiment. Similar to the exposure apparatus 100 of the first embodiment, the exposure apparatus 200 of the second embodiment includes an illumination optical system 1, an alignment measurement unit 2, a mask stage 3b, a projection optical system 4, a substrate stage 5b, A surface plate 6 and a control unit 8 can be included. In addition, the exposure apparatus 200 of the second embodiment has a different configuration of the off-axis measuring unit compared to the exposure apparatus 100 of the first embodiment, and the off-axis measuring unit 10 of the exposure apparatus 200 includes a plurality of off-axis measuring units. Scopes 10a to 10f are included. Here, in the exposure apparatus 200 of the second embodiment, the configuration other than the off-axis measurement unit 10 is the same as that of the exposure apparatus 100 of the first embodiment and the conventional exposure apparatus 300, and thus description thereof is omitted here. Also in the exposure apparatus 200 of the second embodiment, as in the exposure apparatus 100 of the first embodiment and the conventional exposure apparatus 300, the alignment measurement unit 2 uses the wavelength of light used when exposing the substrate 5a. Light having a wavelength different from that (non-exposure light) is used. Also in the off-axis measuring unit 10 of the second embodiment, light (non-exposure light) having a wavelength different from the wavelength of light used when exposing the substrate 5a is used.

オフアクシス計測部10は、複数(第2実施形態では6つ)のオフアクシススコープ10a〜10fを含み、基板上のショット領域に設けられた複数のマークの各々を投影光学系4を介さずに検出する。そして、オフアクシス計測部10は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10との距離を示す情報(ベースライン)を用いて各マークの位置(基板上における位置)を計測することができる。ここで、第2実施形態の露光装置200におけるアライメント方法について、図5を参照しながら説明する。図5(a)は、オフアクシス計測部10におけるオフアクシススコープ10a〜10fの位置を示し、図5(b)は、アライメント計測部2におけるアライメントスコープ2aおよび2bの位置を示し、図5(c)は、基板上におけるマークの位置を示す。オフアクシス計測部10は、例えば、走査方向(Y方向)に直交する方向(X方向)に沿って配列された6つのオフアクシススコープ10a〜10fを含みうる。そして、各アライメントスコープ(2aおよび2b)と、各オフアクシススコープ(10a、10b、10eおよび10f)は、基板上における複数のマークのうち互いに異なるマークをそれぞれ並行して検出するように配置されている。   The off-axis measuring unit 10 includes a plurality (six in the second embodiment) of off-axis scopes 10a to 10f, and each of the plurality of marks provided in the shot area on the substrate is not passed through the projection optical system 4. To detect. Then, the off-axis measuring unit 10 can measure the position of each mark (position on the substrate) using information (baseline) indicating the distance between the alignment measuring unit 2 and the off-axis measuring unit 10. Here, an alignment method in the exposure apparatus 200 of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the positions of the off-axis scopes 10a to 10f in the off-axis measuring unit 10, and FIG. 5B shows the positions of the alignment scopes 2a and 2b in the alignment measuring unit 2. FIG. ) Indicates the position of the mark on the substrate. The off-axis measuring unit 10 may include, for example, six off-axis scopes 10a to 10f arranged along a direction (X direction) orthogonal to the scanning direction (Y direction). The alignment scopes (2a and 2b) and the off-axis scopes (10a, 10b, 10e, and 10f) are arranged so as to detect different marks from each other in parallel among the plurality of marks on the substrate. Yes.

例えば、アライメントスコープ2aは、ショット領域55および58の−X方向側に配置された列Lのマークを、アライメントスコープ2bは、ショット領域55および58のX方向側に配置された列Lのマークをそれぞれ検出する。そして、アライメント計測部2は、列Lのマーク(例えば、マーク551)の基板上における位置と、列Lのマーク(例えば、マーク554)の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各アライメントスコープ2aおよび2bにより検出される基板上のマーク(列Lおよび列Lのマーク)は、第1マークと称される。 For example, alignment scope 2a is a mark of columns L 3 arranged on the -X direction side of the shot regions 55 and 58, alignment scope 2b is shot regions 55 and 58 columns L 4 arranged in the X direction side of the Each mark is detected. Then, alignment measurement unit 2, the mark column L 3 (e.g., mark 551) and located on the substrate, the mark column L 4 (e.g., mark 554) for measuring respectively the position on the substrate. Here, the mark on the substrate is detected by the alignment scope 2a and 2b (mark column L 3 and column L 4) is referred to as the first mark.

また、オフアクシススコープ10aは、ショット領域56および59の−X方向側に配置された列Lのマークを、オフアクシススコープ10bは、ショット領域56および59のX方向側に配置された列Lのマークを検出する。同様に、オフアクシススコープ10eは、ショット領域54および57の−X方向側に配置された列Lのマークを、オフアクシススコープ10fは、ショット領域54および57のX方向側に配置された列Lのマークを検出する。そして、オフアクシス計測部10は、列Lのマーク(例えば、マーク563)の基板上における位置と、列Lのマーク(例えば、マーク566)の基板上における位置とをそれぞれ計測する。同様に、オフアクシス計測部10は、列Lのマーク(例えば、マーク543)の基板上における位置と、列Lのマーク(例えば、マーク546)の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各オフアクシススコープ(10a、10b、10eおよび10f)により検出される基板上のマーク(列L、列L、列Lおよび列Lのマーク)は、第2マークと称される。また、第2実施形態では、オフアクシススコープ10cおよび10dは、基板上におけるマークの位置を計測する際には使用されない。これは、列Lおよび列Lのマークは、アライメント計測部2により計測されるからである。オフアクシススコープ10cおよび10dは、後述するベースラインの補正値を求める際に使用される。 Furthermore, off-axis scope 10a is a mark of columns L 1 arranged on the -X direction side of the shot regions 56 and 59, off-axis scope 10b, the columns are arranged in the X direction of the shot regions 56 and 59 L 2 marks are detected. Similarly, off-axis scope 10e is a mark of columns L 5 arranged on the -X direction side of the shot regions 54 and 57, off-axis scope 10f, the columns arranged in the X direction of the shot regions 54 and 57 to detect the mark of L 6. The off-axis measuring unit 10, the mark column L 1 (e.g., mark 563) and located on the substrate, the mark column L 2 (for example, mark 566) for measuring respectively the position on the substrate. Similarly, off-axis measuring unit 10, the mark column L 5 (e.g., mark 543) and located on the substrate, the mark column L 6 (e.g., mark 546) for measuring respectively the position on the substrate. Here, the marks (columns L 1 , L 2 , L 5 and L 6 ) on the substrate detected by the off-axis scopes (10a, 10b, 10e and 10f) are referred to as second marks. Is done. In the second embodiment, the off-axis scopes 10c and 10d are not used when measuring the position of the mark on the substrate. This is because the marks in the rows L 3 and L 4 are measured by the alignment measuring unit 2. The off-axis scopes 10c and 10d are used when determining a baseline correction value to be described later.

制御部8は、アライメント計測部2により計測された第1マークの位置(基板上における位置)と、オフアクシス計測部10により検出された第2マークの位置(基板上における位置)とに基づいてショット領域54〜59の形状情報を取得する。そして、原版上のマークと各ショット領域上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3bや基板ステージ5bの移動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、各ショット領域の走査露光が行われる。ここで、ショット領域の形状情報とは、第1実施形態において説明したように、例えば、ショット領域における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、X方向の成分とY方向の成分とをそれぞれ含みうる。   The control unit 8 is based on the position of the first mark (position on the substrate) measured by the alignment measurement unit 2 and the position of the second mark (position on the substrate) detected by the off-axis measurement unit 10. The shape information of the shot areas 54 to 59 is acquired. Based on the acquired shape information, the moving speed of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 are controlled by the control unit 8 so that the mark on the original and the mark on each shot area overlap each other. Scanning exposure of each shot area is performed while controlling. Here, as described in the first embodiment, the shape information of the shot region includes, for example, a rotation component, a shift component, a magnification component, an orthogonality component, and the like in the shot region. In addition, the shift component, the magnification component, and the orthogonality component can each include an X-direction component and a Y-direction component.

このように、第2実施形態の露光装置200は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10とを含んでおり、アライメント計測部2による第1マークの検出と、オフアクシス計測部10による第2マークの検出とが並行して行われる。また、オフアクシス計測部10は、走査方向と直交する方向(X方向)に沿って複数のオフアクシススコープが配置されている。これにより、第2実施形態の露光装置200は、基板上における複数のショット領域の配置に応じて、第1実施形態の露光装置100よりスループットを向上させることができる。   As described above, the exposure apparatus 200 according to the second embodiment includes the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement unit 10, and detects the first mark by the alignment measurement unit 2 and the second by the off-axis measurement unit 10. Mark detection is performed in parallel. In the off-axis measuring unit 10, a plurality of off-axis scopes are arranged along a direction (X direction) orthogonal to the scanning direction. Thereby, the exposure apparatus 200 of 2nd Embodiment can improve a throughput more than the exposure apparatus 100 of 1st Embodiment according to arrangement | positioning of the several shot area | region on a board | substrate.

ここで、第2実施形態の露光装置200において、ベースラインの補正値を取得する方法について説明する。まず、制御部8は、基板ステージ5bと原版ステージ3bとを移動させ、アライメント計測部2のアライメントスコープ2aに第1マーク553を、アライメントスコープ2bに第1マーク556をそれぞれ検出させる。そして、制御部8は、アライメント計測部2に第1マーク553および556の基板上における位置を計測させる。次に、制御部8は、基板ステージ5bを移動させ、オフアクシス計測部10のオフアクシススコープ10cに第1マーク553を、オフアクシススコープ10dに第1マーク556をそれぞれ検出させる。そして、制御部8は、オフアクシス計測部10に第1マーク553および556の基板上における位置を計測させる。これにより、制御部8は、アライメント計測部により計測された第1マークの基板上における位置と、オフアクシス計測部により計測された第1マークの基板上における位置との差を算出することができる。この算出された差はベースラインを補正する補正値として設定され、制御部8は、この補正値を用いてベースラインを補正することができる。その結果、オフアクシススコープ(10a、10b、10eおよび10f)で検出され、オフアクシス計測部10により計測された第2マーク(563、566、543および546)の位置における誤差を低減することができる。   Here, a method for acquiring the correction value of the baseline in the exposure apparatus 200 of the second embodiment will be described. First, the control unit 8 moves the substrate stage 5b and the original stage 3b, and causes the alignment scope 2a of the alignment measurement unit 2 to detect the first mark 553 and the alignment scope 2b to detect the first mark 556, respectively. Then, the control unit 8 causes the alignment measurement unit 2 to measure the positions of the first marks 553 and 556 on the substrate. Next, the control unit 8 moves the substrate stage 5b to cause the off-axis scope 10c of the off-axis measuring unit 10 to detect the first mark 553 and the off-axis scope 10d to detect the first mark 556, respectively. Then, the control unit 8 causes the off-axis measurement unit 10 to measure the positions of the first marks 553 and 556 on the substrate. Thereby, the control part 8 can calculate the difference between the position on the board | substrate of the 1st mark measured by the alignment measurement part, and the position on the board | substrate of the 1st mark measured by the off-axis measurement part. . The calculated difference is set as a correction value for correcting the baseline, and the control unit 8 can correct the baseline using the correction value. As a result, errors in the positions of the second marks (563, 566, 543, and 546) detected by the off-axis scope (10a, 10b, 10e, and 10f) and measured by the off-axis measuring unit 10 can be reduced. .

第2実施形態では、ベースラインの補正値を設定する際に、オフアクシス計測部10のオフアクシススコープ10cおよび10dのみを用いたが、それに限られるものではない。例えば、アライメントスコープ2aとオフアクシススコープ10aとに第2マーク563を、アライメントスコープ2bとオフアクシススコープ10bとに第2マーク566をそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10との各々で計測された位置の差をベースラインの補正値として設定してもよい。同様に、アライメントスコープ2aとオフアクシススコープ10eとに第2マーク543を、アライメントスコープ2bとオフアクシススコープ10fとに第2マーク546をそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10との各々で計測された位置の差をベースラインの補正値として設定してもよい。   In the second embodiment, when setting the baseline correction value, only the off-axis scopes 10c and 10d of the off-axis measuring unit 10 are used. However, the present invention is not limited to this. For example, the second mark 563 is detected by the alignment scope 2a and the off-axis scope 10a, and the second mark 566 is detected by the alignment scope 2b and the off-axis scope 10b. Then, the position difference measured by each of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement unit 10 may be set as a baseline correction value. Similarly, the second mark 543 is detected by the alignment scope 2a and the off-axis scope 10e, and the second mark 546 is detected by the alignment scope 2b and the off-axis scope 10f. Then, the position difference measured by each of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement unit 10 may be set as a baseline correction value.

また、第2実施形態では、オフアクシススコープ10cおよび10dは、基板上におけるマークの位置を計測する際に使用されていないが、それに限られるものではない。例えば、オフアクシス計測部10において、全てのオフアクシススコープ10a〜10fを用いて基板上におけるマークの位置を計測してもよい。このように全てのオフアクシススコープ10a〜10fを用いてマークの位置を計測すると、ベースラインを補正することと、基板上のマークの位置を計測することとを並行して行うことができる。例えば、全てのオフアクシススコープ10a〜10fを用いてマークの位置を検出する際に、それと並行して、アライメント計測部2においても、アライメントスコープ2aおよび2bによって列Lおよび列Lのマークをそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部2(アライメントスコープ2aおよび2b)とオフアクシス計測部10(オフアクシススコープ10cおよび10d)とのそれぞれにおいて計測された列Lおよび列Lのマークの位置の差が制御部8により算出される。この算出された差はベースラインを補正する補正値として設定され、制御部8は、この補正値を用いてベースラインを補正することができる。これにより、ベースラインを補正することと、オフアクシス計測部10で基板上のマークの位置を計測することとを並行して行うことができる。 In the second embodiment, the off-axis scopes 10c and 10d are not used when measuring the position of the mark on the substrate, but are not limited thereto. For example, the off-axis measuring unit 10 may measure the position of the mark on the substrate using all the off-axis scopes 10a to 10f. When the mark positions are measured using all the off-axis scopes 10a to 10f as described above, the baseline can be corrected and the mark positions on the substrate can be measured in parallel. For example, when detecting the position of the mark by using all of the off-axis scope 10a through 10f, and in parallel, in the alignment measurement unit 2, the alignment scope 2a and 2b mark columns L 3 and column L 4 Let each be detected. Then, alignment measurement unit 2 (alignment scope 2a and 2b) off the difference in the measured positions of the marks in column L 3 and column L 4 in each of the axis measuring unit 10 (off-axis scope 10c and 10d) the control unit 8 is calculated. The calculated difference is set as a correction value for correcting the baseline, and the control unit 8 can correct the baseline using the correction value. Thereby, it is possible to perform the correction of the baseline and the measurement of the position of the mark on the substrate by the off-axis measuring unit 10 in parallel.

さらに、第2実施形態では、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10とに同一のマークを検出させ、両者の計測結果の差をベースラインの補正値として設定したが、それに限られるものではない。例えば、アライメント計測部2とオフアクシス計測部10とに同一のマークを検出させた際における、基板ステージ5bの移動量をベースラインとして設定してもよい。   Furthermore, in the second embodiment, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement unit 10 detect the same mark, and the difference between the two measurement results is set as the baseline correction value. However, the present invention is not limited to this. . For example, the amount of movement of the substrate stage 5b when the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement unit 10 detect the same mark may be set as the baseline.

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかける物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の走査露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of Method for Manufacturing Article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the method for manufacturing an article according to the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described scanning exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the processed substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

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ないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

Claims (9)

投影光学系を介して、基板のショット領域に原版のパターンを転写する露光装置であって、
前記基板上の前記ショット領域の周辺に形成された複数のマークのうち第1マークを前記投影光学系を介して検出する第1検出部と、
前記第1検出部による前記第1マークの検出と並行して前記複数のマークのうち前記第1マークとは異なる第2マークを前記投影光学系を介さずに検出する第2検出部と、
を含み、
記第1検出部と前記第2検出部との距離を示す情報と、前記第1検出部の検出結果と、前記第2検出部の検出結果に基づいて、前記原版と前記ショット領域との位置合わせを行うことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring an original pattern to a shot area of a substrate via a projection optical system,
A first detection unit that detects a first mark among the plurality of marks formed around the shot region on the substrate via the projection optical system;
A second detector for detecting a second mark different from the first mark of detecting the plurality of marks in parallel of the first mark by the first detector without passing through the projection optical system,
Including
And information indicating a distance between the front Symbol the second detector and the first detector, and the detection result of the first detection unit, based on the detection result of the second detection unit, and the master and the shot area An exposure apparatus characterized in that the alignment is performed .
前記距離を示す情報と、前記第1検出部の検出結果と、前記第2検出部の検出結果とから得られる前記ショット領域の形状情報に基づいて、前記原版のパターンが前記ショット領域に重なるように前記位置合わせを行う、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。Based on the shape information of the shot area obtained from the information indicating the distance, the detection result of the first detection unit, and the detection result of the second detection unit, the pattern of the original plate overlaps the shot area. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the alignment is performed. 前記第1検出部および前記第2検出部は、1つの前記ショット領域における前記第1マークと前記第2マークとを並行してそれぞれ検出する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 The first detector and the second detector detects respectively in parallel with the second mark and the first mark in one of the shot regions, according to claim 1 or 2, characterized in that Exposure device. 前記第2検出部は、前記投影光学系と前記基板との間において前記第2マークを検出する、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の露光装置。 The second detection unit, an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3 wherein the detecting the second marks in between the projection optical system and said substrate, characterized in that. 記第1検出部と前記第2検出部とに前記複数のマークのうち同一のマークを異なるタイミングで検出させ、前記第1検出部および前記第2検出部それぞれの検出結果に基づいて、前記距離を示す情報を補正するための補正値を得る、ことを特徴とする請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の露光装置。 Was detected at different timings the same mark among the plurality of marks before and Symbol first detection unit and the second detecting unit, on the basis of the first detector and the second detector, respectively the detection result, the distance obtaining a correction value for correcting the information indicating the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that. 記第1検出部と前記第2検出部とに前記複数のマークのうち同一のマークを検出させるために移動させた、前記基板を保持する基板ステージの移動量を、前記距離を示す情報として設定する、ことを特徴とする請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の露光装置。 Before SL is moved in order to detect the same mark among the plurality of marks and the second detecting unit and the first detecting portion, the amount of movement of the substrate stage which holds the substrate, as information indicating the distance the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4 to set, characterized in that. 前記第2検出部は、前記基板の被露光面と平行な方向に移動可能である、ことを特徴とする請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の露光装置。 The second detection unit, an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6 wherein the movable in the exposure surface in a direction parallel to the substrate, it is characterized. 前記第1検出部は、前記原版のパターンを前記基板に転写するために用いられる光の波長とは異なる波長を有する光を用いて前記第1マークを検出する、ことを特徴とする請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の露光装置。 The said 1st detection part detects the said 1st mark using the light which has a wavelength different from the wavelength of the light used in order to transfer the pattern of the said original plate to the said board | substrate. 8. The exposure apparatus according to any one of items 7 to 7 . 請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記基板を現像する現像工程と、を有し、
前記現像工程で現像された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
An exposure step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
A development step of developing the substrate exposed in the exposure step ,
A method for producing an article, comprising producing an article from the substrate developed in the developing step .
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