JPH09171956A - Exposure system - Google Patents

Exposure system

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Publication number
JPH09171956A
JPH09171956A JP7332932A JP33293295A JPH09171956A JP H09171956 A JPH09171956 A JP H09171956A JP 7332932 A JP7332932 A JP 7332932A JP 33293295 A JP33293295 A JP 33293295A JP H09171956 A JPH09171956 A JP H09171956A
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JP
Japan
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exposure light
exposure
light
pattern
spectral sensitivity
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Application number
JP7332932A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Kato
正紀 加藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH09171956A publication Critical patent/JPH09171956A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and precisely evaluate image forming property of a projected image in a photosensitive material which is actually used, even when an exposure light is not regarded a monochromatic light. SOLUTION: A blended light of g-ray and h-ray is selected as an exposure light IL via a wavelength selection filter 31 from illuminating lights from a mercury lamp 1. At the time of exposure, the pattern of a reticle is projected and exposed on a plate 13 coated with a photoresist, via a projection optical system PL under the exposure light IL. At the time of measuring image forming property, a luminous flux of a projected image of an evaluation mark 25 on the reticle 11 is received by a photoelectric detector 22 via a reference pattern 17, and on the basis of a detection signal GA thereof, the best focusing position and distortion, etc., of the projected image are found. In this case, the spectral sensitivity of the detection signal SA to the exposure light IL matches the spectral sensitivity of the photoresist to the exposure light IL by a color correction filter 32.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程で
使用される露光装置に関し、特に露光光として複数波
長、又は所定の帯域幅の光束を使用する露光装置に適用
して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography process for manufacturing, for example, a semiconductor element, a liquid crystal display element, an image pickup element (CCD, etc.), a thin film magnetic head, etc. Is suitable for use in an exposure apparatus that uses a light flux having a plurality of wavelengths or a predetermined bandwidth.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子等を製造するため
のフォトリソグラフィ工程で、マスクとしてのレチクル
のパターンを感光材料が塗布されたウエハ又はガラスプ
レート等の基板上に転写するために、ステッパー方式の
投影露光装置が使用されている。また、転写パターンの
大面積化等に対応するため、レチクル及び基板を投影光
学系に対して走査して基板上の各ショット領域にレチク
ルのパターンを逐次転写するステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置も開発されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a photolithography process for manufacturing a semiconductor device or the like, a stepper method is used to transfer a pattern of a reticle as a mask onto a substrate such as a wafer or a glass plate coated with a photosensitive material. Projection exposure apparatus is used. Further, in order to cope with the increase in the area of the transfer pattern, the step-and-scan projection exposure in which the reticle and the substrate are scanned with respect to the projection optical system and the reticle pattern is sequentially transferred to each shot area on the substrate. The device is also being developed.

【0003】最近は、液晶パネル等の液晶表示素子を製
造する際にも、回路パターンの微細化等に対応するた
め、ステッパー方式等の投影露光装置が使用されるよう
になってきている。但し、例えば1枚の液晶パネルは半
導体素子の1つのチップと比べてかなり大きいため、液
晶表示素子製造用の投影露光装置では、投影光学系の倍
率を大きくする(等倍、更には拡大にする等)と共に、
露光光のパワーをかせぐために、水銀ランプを使用する
際には、例えばg線(波長436nm)、及びh線(波
長405nm)よりなる複数波長の輝線を使用する場合
がある。
Recently, when manufacturing a liquid crystal display device such as a liquid crystal panel, a projection exposure apparatus of a stepper system or the like has come to be used in order to cope with the miniaturization of circuit patterns and the like. However, since, for example, one liquid crystal panel is considerably larger than one chip of a semiconductor element, in a projection exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element, the magnification of the projection optical system is increased (equal magnification, further enlargement). Etc.)
When a mercury lamp is used to increase the power of the exposure light, bright lines with a plurality of wavelengths such as g-line (wavelength 436 nm) and h-line (wavelength 405 nm) may be used.

【0004】さて、半導体素子等のパターンが益々微細
化するのに対応して、投影露光装置ではより高い解像度
で基板上にレチクルのパターン像を転写することが求め
られている。そのため、従来より実際に評価用のレチク
ルのパターンを投影光学系を介してフォトレジストが塗
布された基板上に露光し、得られるレジスト像に基づい
て投影像(光学像)のベストフォーカス位置、線形倍率
誤差、及びディストーション等を計測し、この計測結果
に基づいて基板のフォーカス位置の補正や、投影光学系
の結像特性の補正が行われていた。
In response to the further miniaturization of patterns of semiconductor elements and the like, projection exposure apparatuses are required to transfer a reticle pattern image onto a substrate with higher resolution. Therefore, conventionally, the reticle pattern for evaluation is actually exposed through a projection optical system onto a substrate coated with photoresist, and the best focus position and linearity of the projected image (optical image) are determined based on the obtained resist image. A magnification error, distortion, etc. are measured, and the focus position of the substrate and the image forming characteristic of the projection optical system are corrected based on the measurement result.

【0005】ところが、そのように実際にテストプリン
トを行って投影像の結像特性を計測するのでは計測に多
くの時間が費やされると共に、計測するのに種々の工程
を経る必要があって必要なときに手軽に計測できないと
いう問題点があった。そこで、これらの問題点に対処す
るために、例えば特公平2−27811号公報におい
て、基板側のステージに埋め込まれた光電変換素子を介
して投影光学系による投影像(光学像)を直接検出する
ことによって、迅速、且つ高精度に投影像の結像特性を
計測する方法が提案されている。
However, it takes a lot of time for the measurement to actually measure the image forming characteristics of the projected image by performing the test print, and it is necessary to perform various steps for the measurement. There was a problem that it could not be easily measured at any time. Therefore, in order to deal with these problems, for example, in Japanese Patent Publication No. 2-27811, a projection image (optical image) by a projection optical system is directly detected via a photoelectric conversion element embedded in a stage on the substrate side. Therefore, a method of measuring the image formation characteristics of the projected image quickly and with high accuracy has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように投影光学系を介して得られる投影像(光学像)を
直接検出する方法によって計測されるベストフォーカス
位置、線形倍率誤差、又はディストーション等の結像特
性は、必ずしも目標とする投影像、即ち基板上のフォト
レジストを現像して得られるレジストパターンの段階で
の結像特性と合致しないという不都合があった。これ
は、特に例えば液晶表示素子製造用の一部の投影露光装
置のように、露光光として複数波長の光束を使用する場
合に顕著に現れる不都合であり、以下、それについて図
11を参照して説明する。
However, as described above, the best focus position, the linear magnification error, the distortion, etc. measured by the method of directly detecting the projection image (optical image) obtained through the projection optical system as described above. There is a disadvantage that the image forming characteristic does not always match the target projected image, that is, the image forming characteristic at the stage of the resist pattern obtained by developing the photoresist on the substrate. This is an inconvenience which is remarkable when a light flux having a plurality of wavelengths is used as the exposure light, for example, as in some projection exposure apparatuses for manufacturing liquid crystal display elements. explain.

【0007】図11(a)は、異なった波長の光束にお
ける光軸方向のフォーカス位置のずれ(軸上色収差)を
表し、図11(b)は異なった波長の光束における横方
向のフォーカス位置のずれ(倍率色収差)を表したもの
である。図11(a)において、露光光が波長λ1 及び
λ2 の光束よりなるものとして、投影光学系PLを通過
した波長λ1 の光束51、及び波長λ2 の光束52は、
投影光学系PLに残存する軸上色収差によって、光軸A
Xに沿った方向にΔZだけずれて結像している。そのた
め、波長λ1 及びλ2 の光束の照度が等しいとすると、
フォトレジストの波長λ1 及びλ2 の光束に対する感度
が等しい場合には、レジストパターンでのベストフォー
カス位置53は、光束51及び52のフォーカス位置の
中点となるが、フォトレジストの波長λ1 での感度が波
長λ2 での感度より低い場合には、レジストパターンで
のベストフォーカス位置53は、光束52のフォーカス
位置側にずれるようになる。
FIG. 11A shows the shift of the focus position in the optical axis direction (axial chromatic aberration) in the light beams of different wavelengths, and FIG. 11B shows the lateral focus position of the light beams of different wavelengths. This is a representation of deviation (chromatic aberration of magnification). In FIG. 11A, assuming that the exposure light is composed of light fluxes of wavelengths λ 1 and λ 2 , the light flux 51 of wavelength λ 1 and the light flux 52 of wavelength λ 2 that have passed through the projection optical system PL are
Due to the axial chromatic aberration remaining in the projection optical system PL, the optical axis A
The image is formed with a shift of ΔZ in the direction along X. Therefore, if the illuminances of the light fluxes of wavelengths λ 1 and λ 2 are equal,
When the photoresists have the same sensitivity to the light fluxes of wavelengths λ 1 and λ 2 , the best focus position 53 in the resist pattern is the midpoint of the focus positions of the light fluxes 51 and 52, but at the photoresist wavelength λ 1 . When the sensitivity is lower than the sensitivity at the wavelength λ 2 , the best focus position 53 on the resist pattern is shifted to the focus position side of the light beam 52.

【0008】ところが、投影像を直接検出するための光
電変換素子の分光感度がフォトレジストの分光感度と異
なる場合には、光電変換素子の検出信号を処理して計測
されるベストフォーカス位置が、レジストパターンでの
ベストフォーカス位置と異なるものとなる。そのため、
光電変換素子の検出信号に基づいて計測されたベストフ
ォーカス位置に基づいて基板のフォーカス位置を制御し
ても、所定のデフォーカスが残ることになる。
However, when the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element for directly detecting the projected image is different from the spectral sensitivity of the photoresist, the best focus position measured by processing the detection signal of the photoelectric conversion element is the resist. It will be different from the best focus position in the pattern. for that reason,
Even if the focus position of the substrate is controlled based on the best focus position measured based on the detection signal of the photoelectric conversion element, a predetermined defocus remains.

【0009】また、図11(b)において、投影光学系
PLを通過した波長λ1 の光束54、及び波長λ2 の光
束55は、投影光学系PLに残存する倍率色収差によっ
て、光軸AXに垂直な方向にΔYだけずれて結像してい
る。そのため、フォトレジストの波長λ1 及びλ2 の光
束に対する感度に応じて、レジストパターンでのベスト
フォーカス位置56は、光束51及び52のフォーカス
位置の間の位置となる。この場合にも、投影像を直接検
出するための光電変換素子の分光感度がフォトレジスト
の分光感度と異なる場合には、光電変換素子の検出信号
に基づいて計測された投影像の横ずれ量に基づいて投影
光学系の倍率誤差やディストーションを補正しても、補
正しきれない誤差が残存することになる。
Further, in FIG. 11B, the light flux 54 having the wavelength λ 1 and the light flux 55 having the wavelength λ 2 that have passed through the projection optical system PL are moved to the optical axis AX due to the lateral chromatic aberration remaining in the projection optical system PL. The image is shifted by ΔY in the vertical direction. Therefore, the best focus position 56 in the resist pattern is a position between the focus positions of the light beams 51 and 52, depending on the sensitivity of the photoresist to the light beams of the wavelengths λ 1 and λ 2 . Also in this case, when the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element for directly detecting the projected image is different from the spectral sensitivity of the photoresist, based on the lateral shift amount of the projected image measured based on the detection signal of the photoelectric conversion element. Even if the magnification error and the distortion of the projection optical system are corrected by the above method, an error that cannot be corrected remains.

【0010】本発明は斯かる点に鑑み、露光光が単色光
と見なせない場合であっても、容易に、しかも高精度に
フォトレジストが塗布された基板等の感光性の基板に対
する投影像の結像特性を評価できる露光装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above, the present invention provides a projection image onto a photosensitive substrate such as a substrate coated with a photoresist easily and with high accuracy even when the exposure light cannot be regarded as monochromatic light. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of evaluating the image forming characteristics of the.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による露光装置
は、露光用光源(1)からの所定の波長幅以上離れた複
数の波長成分を含む広帯域の露光光(IL)で転写用パ
ターンの形成されたマスクを照明する照明光学系(1〜
10,31)と、その露光光のもとでそのマスクのパタ
ーンを感光性の基板(13)上に投影する投影光学系
(PL)と、基板(13)を位置決めする基板ステージ
(14)と、を有する露光装置において、基板ステージ
(14)上に配置され所定の基準パターン(17)が形
成された基準部材(16)と、その露光光のもとで投影
光学系(PL)を介して基準部材(16)上に投影され
る例えば評価用の所定のマスク(11)上のパターン
(25)の光学像の内で基準パターン(17;17A)
を介した光束を受光する光電変換素子(22;29)
と、この光電変換素子から出力される検出信号のその露
光光に対する分光感度特性をその感光性の基板(13)
のその露光光に対する分光感度特性に合わせるための感
度制御手段(32;37)と、を備え、この感度制御手
段によって分光感度特性が制御された光電変換素子(2
2;29)の検出信号に基づいてマスク(11)上のパ
ターンの光学像の位置を検出するものである。
An exposure apparatus according to the present invention forms a transfer pattern with a wide band exposure light (IL) containing a plurality of wavelength components separated by a predetermined wavelength width or more from an exposure light source (1). Illumination optical system (1 to 1
10, 31), a projection optical system (PL) for projecting the pattern of the mask onto the photosensitive substrate (13) under the exposure light, and a substrate stage (14) for positioning the substrate (13). In an exposure apparatus having a reference member (16) formed on a substrate stage (14) on which a predetermined reference pattern (17) is formed, and a projection optical system (PL) under the exposure light. For example, the reference pattern (17; 17A) within the optical image of the pattern (25) on the predetermined mask (11) for evaluation projected on the reference member (16).
Photoelectric conversion element (22; 29) for receiving the light flux passing through
And a spectral sensitivity characteristic of the detection signal output from the photoelectric conversion element with respect to the exposure light, the photosensitive substrate (13)
And a sensitivity control means (32; 37) for adjusting the spectral sensitivity characteristic to the exposure light of the photoelectric conversion element (2.
2; 29), the position of the optical image of the pattern on the mask (11) is detected based on the detection signal.

【0012】斯かる本発明によれば、感光性の基板(1
3)の露光光に対する分光感度特性に対して、感度制御
手段(32;37)によって光電変換素子(22;2
9)の検出信号の露光光に対する分光感度特性を相似的
な特性になるように合わせることによって、その光電変
換素子の検出信号に基づいて計測される投影像(光学
像)のベストフォーカス位置、線形倍率誤差、又はディ
ストーション等の結像特性は、感光性の基板(13)へ
の投影像の実際の結像特性とほぼ等しくなる。即ち、光
学像を検出するという容易な方法で、且つ高精度に感光
性の基板(13)への投影像の実際の結像特性を評価で
きる。
According to the present invention, the photosensitive substrate (1
With respect to the spectral sensitivity characteristic of the exposure light of 3), the photoelectric conversion element (22; 2) is controlled by the sensitivity control means (32; 37).
By adjusting the spectral sensitivity characteristics of the detection signal of 9) to the exposure light so as to have similar characteristics, the best focus position of the projected image (optical image) measured based on the detection signal of the photoelectric conversion element, the linear The image forming characteristics such as magnification error or distortion are almost equal to the actual image forming characteristics of the projected image on the photosensitive substrate (13). That is, the actual image forming characteristics of the projected image on the photosensitive substrate (13) can be evaluated with high accuracy by an easy method of detecting an optical image.

【0013】この場合、その感度制御手段の一例は、露
光用光源(1)から光電変換素子(22)までのその露
光光の光路上に配置された色補正部材(32)であり、
このとき、色補正部材(32)のその露光光に対する分
光減衰率(図6(a))と光電変換素子(22)のその
露光光に対する分光感度特性(図5)との積(図6
(b))が、その感光性の基板(13)のその露光光に
対する分光感度特性(図4)に実質的に比例するように
設定される。これによって、光電変換素子(22)の検
出信号の露光光に対する分光感度特性が、感光性の基板
(13)の露光光に対する分光感度特性に比例する形
(相似形)となる。
In this case, an example of the sensitivity control means is a color correction member (32) arranged on the optical path of the exposure light from the exposure light source (1) to the photoelectric conversion element (22),
At this time, the product of the spectral attenuation factor (FIG. 6A) of the color correction member (32) for the exposure light and the spectral sensitivity characteristic (FIG. 5) of the photoelectric conversion element (22) for the exposure light (FIG. 6).
(B)) is set to be substantially proportional to the spectral sensitivity characteristic (FIG. 4) of the photosensitive substrate (13) with respect to the exposure light. As a result, the spectral sensitivity characteristic of the detection signal of the photoelectric conversion element (22) with respect to the exposure light becomes proportional to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate (13) with respect to the exposure light (similar shape).

【0014】また、色補正部材(32)のその露光光に
対する分光減衰率は露光対象とする感光性の基板の分光
感度特性に応じて可変であることが望ましい。これによ
って、種々のフォトレジスト等を使用する場合に、各フ
ォトレジストに対する投影像の結像特性をそれぞれ高精
度に評価できる。これらの場合において、その露光光の
その所定の波長幅は一例として20nmである。このよ
うにその所定の波長幅が20nm以上となる場合とは、
例えば水銀ランプのi線(波長365nm)、h線(波
長405nm)、及びg線(波長436nm)からなる
輝線群から選択された複数個の輝線を露光光とする場合
である。
Further, it is desirable that the spectral attenuation factor of the color correction member (32) with respect to the exposure light be variable according to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate to be exposed. This makes it possible to evaluate the imaging characteristics of the projected image on each photoresist with high accuracy when various photoresists are used. In these cases, the predetermined wavelength width of the exposure light is 20 nm as an example. In this way, when the predetermined wavelength width is 20 nm or more,
For example, a plurality of bright lines selected from the bright line group consisting of i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm), and g-line (wavelength 436 nm) of a mercury lamp are used as exposure light.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明による露光装置の実
施の形態の一例につき図1〜図6を参照して説明する。
本例は液晶表示素子製造用のステッパー方式の投影露光
装置に本発明を適用したものである。図1は、本例の投
影露光装置の概略構成を示し、この図1において、露光
用の光源としての超高圧水銀ランプ1からの照明光は、
楕円鏡2で集光されミラー3で反射された後、インプッ
トレンズ4を経て波長選択フィルタ31に入射する。そ
して、その照明光から波長選択フィルタ31によって選
択された波長436nmのg線、及び波長405nmの
h線からなる露光光ILが、フライアイレンズ5に入射
する。なお、露光光ILとしては、波長365nmのi
線及びh線の混合光、i線及びg線の混合光、又はi
線、h線、及びg線の混合光等を使用することができ
る。更に、露光光としては、他の放電ランプからの複数
波長の輝線、若しくは広帯域の照明光、又はエキシマレ
ーザ光等からなる複数波長のレーザ光等を使用してもよ
い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
In this example, the present invention is applied to a stepper type projection exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element. FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus of this example. In FIG. 1, the illumination light from an ultrahigh pressure mercury lamp 1 as a light source for exposure is
After being condensed by the elliptical mirror 2 and reflected by the mirror 3, the light enters the wavelength selection filter 31 through the input lens 4. Then, the exposure light IL composed of the g-line of wavelength 436 nm and the h-line of wavelength 405 nm selected by the wavelength selection filter 31 from the illumination light enters the fly-eye lens 5. The exposure light IL has a wavelength of 365 nm i
Line and h line mixed light, i line and g line mixed light, or i
A mixed light of lines, h lines, and g lines can be used. Further, as the exposure light, bright lines having a plurality of wavelengths from other discharge lamps, broadband illumination light, or laser light having a plurality of wavelengths such as excimer laser light may be used.

【0016】露光時には、フライアイレンズ5から射出
された露光光ILは、第1リレーレンズ6、可変視野絞
り(レチクルブラインド)7、第2リレーレンズ8、光
路折り曲げ用のミラー9、及びコンデンサレンズ10を
経て均一な照度分布で、レチクルステージ12上に保持
されたレチクルの下面(パターン形成面)のパターン領
域を照明する。なお、図1のレチクルステージ12上に
は、後述の評価用のレチクル11が配置されている。可
変視野絞り7の配置面はレチクルのパターン形成面と共
役であり、可変視野絞り7によってレチクル上の照明領
域が設定される。その露光光ILのもとで、レチクルの
デバイスパターンが、両側(又はウエハ側に片側)テレ
セントリックな投影光学系PLを介して例えば等倍でプ
レート13上の1つのショット領域に投影露光される。
プレート13は、例えばガラス基板よりなり、プレート
13上にはフォトレジストが塗布されている。以下、投
影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂
直な平面内で図1の紙面に平行にX軸を、図1の紙面に
垂直にY軸を取って説明する。
At the time of exposure, the exposure light IL emitted from the fly-eye lens 5 is a first relay lens 6, a variable field stop (reticle blind) 7, a second relay lens 8, an optical path bending mirror 9, and a condenser lens. Then, the pattern area on the lower surface (pattern forming surface) of the reticle held on the reticle stage 12 is illuminated with a uniform illuminance distribution. A reticle 11 for evaluation, which will be described later, is arranged on the reticle stage 12 in FIG. The arrangement surface of the variable field diaphragm 7 is conjugate with the pattern formation surface of the reticle, and the variable field diaphragm 7 sets the illumination area on the reticle. Under the exposure light IL, the device pattern of the reticle is projected and exposed to one shot area on the plate 13 at equal magnification, for example, via the projection optical system PL which is telecentric on both sides (or one side on the wafer side).
The plate 13 is made of, for example, a glass substrate, and a photoresist is applied on the plate 13. In the following description, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, the X axis is taken parallel to the plane of FIG. 1 in the plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis is taken perpendicular to the plane of FIG. To do.

【0017】プレート13は、プレートステージ14上
に保持され、プレートステージ14はX方向、Y方向に
ステップ・アンド・リピート方式でプレート13の位置
決めを行うと共に、Z方向に所定範囲内でプレート13
の位置決めを行う。プレートステージ14のX方向及び
Y方向の座標はそれぞれX軸のレーザ干渉計15X、及
び不図示のY軸のレーザ干渉計により計測され、計測さ
れたX座標MD及びY座標は、装置全体の動作を統轄制
御する主制御系24に供給されている。レーザ干渉計1
5X等の計測値に基づいて定まる座標系が「ステージ座
標系」である。
The plate 13 is held on a plate stage 14, and the plate stage 14 positions the plate 13 in the X and Y directions by a step-and-repeat method, and also in the Z direction within a predetermined range.
Perform positioning. The X-direction and Y-direction coordinates of the plate stage 14 are measured by an X-axis laser interferometer 15X and a Y-axis laser interferometer (not shown), and the measured X-coordinates MD and Y-coordinates are the operation of the entire apparatus. Is supplied to the main control system 24 that controls the control of the. Laser interferometer 1
The "stage coordinate system" is a coordinate system that is determined based on measured values such as 5X.

【0018】また、不図示であるが、プレート13等の
表面にスリット像を斜めに投影し、その表面からの反射
光を集光してそのスリット像を再結像し、この像の横ず
れ量からプレート13等の表面のフォーカス位置(Z方
向の位置)を検出するフォーカス位置検出系も配置され
ている。そして、このフォーカス位置検出系の検出結果
に基づいて通常は、投影光学系PLの結像面にプレート
13の表面が合致するようにプレートステージ14のZ
方向の位置が制御される。
Although not shown, a slit image is obliquely projected on the surface of the plate 13 or the like, the reflected light from the surface is condensed, and the slit image is re-imaged. A focus position detection system for detecting the focus position (position in the Z direction) on the surface of the plate 13 or the like is also arranged. Then, based on the detection result of the focus position detection system, normally, the Z of the plate stage 14 is adjusted so that the surface of the plate 13 coincides with the image plane of the projection optical system PL.
The directional position is controlled.

【0019】更に、投影光学系PLにレンズコントロー
ラLCが接続され、レンズコントローラLCは投影光学
系PL内の所定のレンズを光軸AXに平行な方向に微動
させたり、そのレンズを光軸AXに垂直な平面に対して
傾斜させたりすることによって、投影光学系PLの線形
倍率、及び所定のディストーション特性等の結像特性を
変化させることができる。本例では、後述のように投影
光学系PLを介した投影像(光学像)によって計測され
た結像特性に基づいて、主制御系24ではレンズコント
ローラLCを介して投影光学系PLの結像特性を制御す
るか、又はプレートステージ14を駆動してプレート1
3のフォーカス位置を補正する。
Further, a lens controller LC is connected to the projection optical system PL, and the lens controller LC finely moves a predetermined lens in the projection optical system PL in a direction parallel to the optical axis AX or moves the lens to the optical axis AX. By tilting or tilting with respect to a vertical plane, it is possible to change the linear magnification of the projection optical system PL and the imaging characteristics such as predetermined distortion characteristics. In the present example, the main control system 24 forms an image of the projection optical system PL via the lens controller LC based on the image forming characteristics measured by the projection image (optical image) through the projection optical system PL as described later. The characteristics of the plate 1 can be controlled or the plate stage 14 can be driven.
Correct the focus position of 3.

【0020】さて、本例では、プレートステージ14上
のプレート13の近傍にガラス基板よりなる光透過性の
基準部材16が固定され、プレート13の表面と同じ高
さになるように保持された基準部材16の表面に基準パ
ターン17が形成されている。図2(b)はその基準パ
ターン17の一例を示し、この図2(b)に示すよう
に、基準部材16の表面の遮光膜中の十字型の開口パタ
ーンより基準パターン17が形成されている。
In this example, a light-transmissive reference member 16 made of a glass substrate is fixed in the vicinity of the plate 13 on the plate stage 14 and is held so as to have the same height as the surface of the plate 13. A reference pattern 17 is formed on the surface of the member 16. 2B shows an example of the reference pattern 17, and as shown in FIG. 2B, the reference pattern 17 is formed by a cross-shaped opening pattern in the light shielding film on the surface of the reference member 16. .

【0021】また、投影光学系PLによる投影像の結像
特性の計測時には、図1のレチクルステージ12上に評
価用のレチクル11がロードされる。このレチクル11
のパターン領域内には、評価用マーク25がX方向、及
びY方向に所定ピッチで配列されている。図2(a)は
その評価用マーク25の投影光学系PLによる投影像2
5Wを示し、この図2(a)に示すように、一例として
投影像25Wは明部中の十字型の暗パターンとなってい
る。そして、ベストフォーカス状態において、投影像2
5Wが基準パターン17と同じ大きさになるように評価
用マーク25の大きさが設定されている。この場合、基
準パターン17をX方向、又はY方向に走査したとき
に、X方向、又はY方向で基準パターン17がその評価
用マーク25の投影像25Wと合致すると、基準パター
ン17を通過する光量が最小となる。これによって、投
影像25Wの位置が検出できる。
When measuring the image forming characteristics of the projected image by the projection optical system PL, the reticle 11 for evaluation is loaded on the reticle stage 12 in FIG. This reticle 11
In the pattern area, the evaluation marks 25 are arranged at a predetermined pitch in the X and Y directions. FIG. 2A shows a projected image 2 of the evaluation mark 25 by the projection optical system PL.
5W, and as shown in FIG. 2A, the projected image 25W has, for example, a cross-shaped dark pattern in the bright portion. Then, in the best focus state, the projected image 2
The size of the evaluation mark 25 is set so that 5 W has the same size as the reference pattern 17. In this case, when the reference pattern 17 is scanned in the X direction or the Y direction and the reference pattern 17 matches the projected image 25W of the evaluation mark 25 in the X direction or the Y direction, the amount of light passing through the reference pattern 17 Is the smallest. Thereby, the position of the projected image 25W can be detected.

【0022】また、プレートステージ14のZ方向の位
置を変えながら、基準パターン17で投影像25WをX
方向、Y方向に走査すると、各走査毎の投影像25Wに
対応する光量変化のコントラストは、基準パターン17
がベストフォーカス位置にあるときに最も大きくなる。
これを利用することによって、投影像25Wのベストフ
ォーカス位置を検出できる。
Further, while changing the position of the plate stage 14 in the Z direction, the projected image 25W is X-rayed by the reference pattern 17.
Direction and the Y direction, the contrast of the light amount change corresponding to the projected image 25W for each scan is the reference pattern 17
Is the largest when is in the best focus position.
By utilizing this, the best focus position of the projected image 25W can be detected.

【0023】図1に戻り、基準部材16の底部のプレー
トステージ14の内部に、基準パターン17を投影光学
系PL側から通過した光束を受光するリレー光学系が配
置されている。即ち、そのリレー光学系において、基準
部材16の基準パターン17を通過した光束は、ミラー
19で反射された後、集光レンズ20、及び色補正用フ
ィルタ32を経て、光電変換素子としてのシリコンフォ
トダイオードよりなる光電検出器22の受光面に入射す
る。色補正用フィルタ32は、g線及びh線の光束に対
する透過率の比が所定の値に設定された光学フィルタ板
である。そして、光電検出器22で入射光を光電変換し
て得られる検出信号SAが主制御系24に供給されてい
る。
Returning to FIG. 1, inside the plate stage 14 at the bottom of the reference member 16, there is arranged a relay optical system for receiving the light flux passing through the reference pattern 17 from the projection optical system PL side. That is, in the relay optical system, the light flux that has passed through the reference pattern 17 of the reference member 16 is reflected by the mirror 19, then passes through the condenser lens 20 and the color correction filter 32, and then passes through a silicon photo diode as a photoelectric conversion element. The light enters the light receiving surface of the photoelectric detector 22 formed of a diode. The color correction filter 32 is an optical filter plate in which the ratio of the transmittance of the g-line and the h-line to the luminous flux is set to a predetermined value. Then, the detection signal SA obtained by photoelectrically converting the incident light by the photoelectric detector 22 is supplied to the main control system 24.

【0024】この場合、ミラー19、集光レンズ20及
び色補正用フィルタ32よりなるリレー光学系の開口数
は、投影光学系PLによるレチクル11の評価用パター
ン25の投影像(光学像)の情報を全て検出できるよう
に設定することが望ましい。つまり、そのリレー光学系
の開口数は、少なくとも投影光学系PLの持つ開口数よ
りも大きくしておくことが望ましい。
In this case, the numerical aperture of the relay optical system including the mirror 19, the condenser lens 20, and the color correction filter 32 is the information of the projected image (optical image) of the evaluation pattern 25 of the reticle 11 by the projection optical system PL. It is desirable to set so that all can be detected. That is, it is desirable that the numerical aperture of the relay optical system be at least larger than the numerical aperture of the projection optical system PL.

【0025】次に、本例で使用される色補正用フィルタ
32における分光透過率につき説明する。先ず、本例で
使用されるフォトレジストは、所謂g線レジストである
として、g線レジストの分光感度を求める。図3は、g
線レジストの透過率を示し、この図3の横軸は波長λ
[nm]、縦軸は透過率であり、実線の曲線33は露光
開始時における波長に対する透過率の分布(分光透過
率)を示し、2点鎖線の曲線34は十分に露光を行った
後における分光透過率を示している。また、横軸におい
て、波長λi はi線の波長365nm、波長λh はh線
の波長405nm、波長λg はg線の波長436nmを
それぞれ示している。この場合、曲線34と曲線33と
の差分がフォトレジストによって吸収される光束の割
合、即ちフォトレジストに対する単位入射エネルギー当
たりの感光作用の程度の相対値である相対感度を表すも
のとみなす。従って、相対感度の小さい波長の光程、そ
のフォトレジストを感光させるために多量の露光量が必
要となる。
Next, the spectral transmittance of the color correction filter 32 used in this example will be described. First, assuming that the photoresist used in this example is a so-called g-line resist, the spectral sensitivity of the g-line resist is obtained. FIG. 3 shows g
The transmittance of the line resist is shown, and the horizontal axis of FIG. 3 is the wavelength λ.
[Nm], the vertical axis is the transmittance, the solid curve 33 shows the distribution of the transmittance with respect to the wavelength at the start of exposure (spectral transmittance), and the chain double-dashed curve 34 shows the value after sufficient exposure. The spectral transmittance is shown. Further, on the horizontal axis, the wavelength λ i indicates the i-line wavelength 365 nm, the wavelength λ h indicates the h-line wavelength 405 nm, and the wavelength λ g indicates the g-line wavelength 436 nm. In this case, it is considered that the difference between the curve 34 and the curve 33 represents the ratio of the light flux absorbed by the photoresist, that is, the relative sensitivity which is the relative value of the degree of photosensitivity per unit incident energy with respect to the photoresist. Therefore, a light having a wavelength having a lower relative sensitivity requires a larger exposure amount to expose the photoresist.

【0026】図4の曲線35は、図3の曲線34から曲
線33を差し引いて求めたg線レジストの相対感度を示
し、この図4の横軸は波長λ[nm]、縦軸は相対感度
P1である。図4の曲線35から、波長λi での相対感
度P1i 、波長λh での相対感度P1h(=0.62)、
波長λg での相対感度P1g(=0.48)が求められ
る。
A curve 35 in FIG. 4 shows the relative sensitivity of the g-line resist obtained by subtracting the curve 33 from the curve 34 in FIG. 3. The horizontal axis in FIG. 4 is the wavelength λ [nm], and the vertical axis is the relative sensitivity. It is P1. From the curve 35 of FIG. 4, the relative sensitivity P1 i at the wavelength λ i , the relative sensitivity P1 h at the wavelength λ h (= 0.62),
The relative sensitivity P1 g (= 0.48) at the wavelength λ g is obtained.

【0027】次に、本例では光電検出器22としてシリ
コンフォトダイオードが使用されているが、シリコンフ
ォトダイオードの分光感度は図5の曲線36のようにな
っている。図5の横軸は波長[nm]、縦軸は単位入射
エネルギー当たりの光電変換信号の相対値である相対感
度P2を示し、図5の曲線36から、波長λi での相対
感度P2i 、波長λh での相対感度P2h(=0.3
4)、波長λg での相対感度P2g(=0.42)が求め
られる。
Next, in this example, a silicon photodiode is used as the photoelectric detector 22, and the spectral sensitivity of the silicon photodiode is as shown by the curve 36 in FIG. Figure horizontal axis 5 Wavelength [nm], the vertical axis represents the relative sensitivity P2 is a relative value of the photoelectric conversion signal per unit incident energy, from the curve 36 in FIG. 5, the relative sensitivity P2 i of the wavelength lambda i, Relative sensitivity at wavelength λ h P2 h (= 0.3
4), the relative sensitivity P2 g (= 0.42) at the wavelength λ g is obtained.

【0028】そこで、図1において、基準部材16、ミ
ラー19、及び集光レンズ20における波長λh 及びλ
g の光束に対する透過率、又は反射率が等しいものとし
て、色補正用フィルタ32での波長λh 及びλg の光束
に対する透過率をそれぞれT2h 及びT2g とする。こ
の場合、光電検出器22から出力される検出信号SAの
波長λh 及びλg の光束に対する分光感度(単位入射エ
ネルギー当たりの検出信号の値)を、プレート13上の
フォトレジストの波長λh 及びλg の光束に対する分光
感度に合わせる、即ち相似形とするためには、図5のシ
リコンフォトダイオードの分光感度に、色補正用フィル
タ32の分光透過率を乗じた値が、図4のg線レジスト
の分光感度に相似となればよい。そのための条件は以下
のようになる。
Therefore, in FIG. 1, the wavelengths λ h and λ in the reference member 16, the mirror 19 and the condenser lens 20 are set.
Assuming that the transmittance or the reflectance for the light flux of g is equal, the transmittances for the light fluxes of wavelengths λ h and λ g in the color correction filter 32 are T2 h and T2 g , respectively. In this case, the spectral sensitivity for the light flux with wavelength lambda h and lambda g of the detection signal SA output from the photoelectric detector 22 (the value of the detection signal per unit incident energy), the wavelength lambda h of the photoresist on the plate 13 and In order to match the spectral sensitivity with respect to the luminous flux of λ g , that is, to obtain a similar shape, the value obtained by multiplying the spectral sensitivity of the silicon photodiode of FIG. 5 by the spectral transmittance of the color correction filter 32 is the g line of FIG. It should be similar to the spectral sensitivity of the resist. The conditions for that are as follows.

【0029】 P1h :P1g =P2h T2h :P2g T2g (1) これに図4及び図5の数値を代入するこによって、色補
正用フィルタ32での透過率T2h 及びT2g の比は次
のようになる。 T2h :T2g =P1h P2g :P1g P2h ≒0.26:0.16 (2)
P1 h : P1 g = P2 h T2 h : P2 g T2 g (1) By substituting the numerical values of FIGS. 4 and 5, the transmittances T2 h and T2 g of the color correction filter 32 can be obtained. The ratio of is as follows. T2 h : T2 g = P1 h P2 g : P1 g P2 h ≈0.26: 0.16 (2)

【0030】そこで、色補正用フィルタ32における波
長λg での透過率T2g を例えば0.4に設定すると、
(2)式より波長λh での透過率T2h は約0.65と
なる。図6(a)はそのように定めた色補正用フィルタ
32における分光透過率を示している。そして、図5の
相対感度P2に図6(a)の透過率T2を乗ずることに
よって、図1の光電検出器22から出力される検出信号
SAの波長に対する相対感度を表す総合相対感度PHが
求められる。
Therefore, when the transmittance T2 g at the wavelength λ g in the color correction filter 32 is set to 0.4, for example,
(2) the transmittance T2 h at a wavelength lambda h from Equation is about 0.65. FIG. 6A shows the spectral transmittance of the color correction filter 32 thus determined. Then, by multiplying the relative sensitivity P2 of FIG. 5 by the transmittance T2 of FIG. 6A, the total relative sensitivity PH representing the relative sensitivity with respect to the wavelength of the detection signal SA output from the photoelectric detector 22 of FIG. 1 is obtained. To be

【0031】図6(b)はその総合相対感度PHを示
し、この図6(b)において、横軸は波長[nm]、縦
軸は総合相対感度PHを示し、波長λh における総合相
対感度PHh と、波長λg における総合相対感度PHg
との比の値は、図4のg線レジストの波長λh における
相対感度P1h と、波長λg における相対感度P1g
の比の値とほぼ等しくなっている。従って、本例の光電
検出器22の検出信号SAのh線及びg線よりなる露光
光ILに対する分光感度は、プレート13上のフォトレ
ジストの露光光ILに対する分光感度と相似形である。
FIG. 6B shows the total relative sensitivity PH. In this FIG. 6B, the horizontal axis shows the wavelength [nm], the vertical axis shows the total relative sensitivity PH, and the total relative sensitivity at the wavelength λ h . and PH h, combined relative sensitivity PH g at a wavelength λ g
And the value of the ratio of the relative sensitivity P1 h at the wavelength λ h of the g-line resist in FIG. 4 and the value of the relative sensitivity P1 g at the wavelength λ g are substantially equal. Therefore, the spectral sensitivity of the detection signal SA of the photoelectric detector 22 of the present example to the exposure light IL composed of the h line and the g line is similar to the spectral sensitivity of the photoresist on the plate 13 to the exposure light IL.

【0032】次に、基準部材16上の基準パターン1
7、及び光電検出器22等を使用して実際に投影光学系
PLを介した投影像(光学像)の結像特性を計測する動
作の一例につき説明する。この場合、上述のように図1
のレチクルステージ12上に、評価用マーク25がX方
向、Y方向に所定ピッチで形成されているレチクル11
を載置し、プレートステージ14を駆動して基準部材1
6の基準パターン17を投影光学系PLの露光フィール
ド内でX方向、Y方向に走査する。例えば評価用マーク
25の投影像と基準マーク17とがX方向、又はY方向
に合致すると検出信号SAのレベルが最小となることか
ら、主制御系14は、その検出信号SAのレベルが最小
となるときのプレートステージ14の座標(ステージ座
標系)の値をその評価用マーク25の投影像のX座標、
又はY座標とする。そして、複数個の評価用マークにつ
いて、それぞれ投影像のX座標、及びY座標を求め、こ
れらを投影光学系PLに収差がない場合の目標位置と比
較することによって、投影光学系PLの投影像の線形倍
率誤差、及びディストーションが計測される。
Next, the reference pattern 1 on the reference member 16
An example of the operation of actually measuring the image forming characteristics of the projected image (optical image) through the projection optical system PL by using 7 and the photoelectric detector 22 will be described. In this case, as described above, FIG.
The reticle 11 in which the evaluation marks 25 are formed on the reticle stage 12 at predetermined pitches in the X and Y directions.
Is mounted and the plate stage 14 is driven to drive the reference member 1
The reference pattern 17 of No. 6 is scanned in the X and Y directions within the exposure field of the projection optical system PL. For example, when the projected image of the evaluation mark 25 and the reference mark 17 match in the X direction or the Y direction, the level of the detection signal SA becomes the minimum, so the main control system 14 determines that the level of the detection signal SA is the minimum. The value of the coordinate (stage coordinate system) of the plate stage 14 at that time is the X coordinate of the projected image of the evaluation mark 25,
Alternatively, the Y coordinate is used. Then, the X-coordinate and the Y-coordinate of the projected image are obtained for each of the plurality of evaluation marks, and these are compared with the target position when the projection optical system PL has no aberrations to obtain the projected image of the projected optical system PL. The linear magnification error and distortion of are measured.

【0033】また、プレートステージ14をZ方向に駆
動して、基準部材16の表面のフォーカス位置を所定ス
テップずつ変えた状態で、それぞれ評価用マークの像に
対して基準パターン17をX方向、又はY方向に走査し
て得られる検出信号SAの変化のコントラストを求め、
このコントラストが最も高くなるときのフォーカス位置
をベストフォーカス位置として求めることができる。こ
れらの場合において、本例の光電検出器22の検出信号
SAの露光光ILに対する分光感度は、プレート13上
のフォトレジストの露光光に対する分光感度と相似形で
あるため、その検出信号SAに基づいて求めたベストフ
ォーカス位置、線形倍率誤差、及びディストーション等
の結像特性は、実際にプレート13上のフォトレジスト
を現像して得られるレジストパターンの段階での結像特
性と実質的に等しくなる。従って、本例によれば複数波
長の露光光ILを使用する場合でも、投影光学系PLに
よる投影像(光学像)を直線検出するという方法で、容
易且つ高精度に実際に使用されるフォトレジストに対す
る結像特性を評価できる。
Further, while the plate stage 14 is driven in the Z direction and the focus position on the surface of the reference member 16 is changed by a predetermined step, the reference pattern 17 is set in the X direction or the image of the evaluation mark. The contrast of the change in the detection signal SA obtained by scanning in the Y direction is calculated,
The focus position when this contrast becomes the highest can be obtained as the best focus position. In these cases, the spectral sensitivity of the detection signal SA of the photoelectric detector 22 of this example to the exposure light IL is similar to the spectral sensitivity of the photoresist on the plate 13 to the exposure light. The image forming characteristics such as the best focus position, the linear magnification error, and the distortion obtained as described above are substantially equal to the image forming characteristics at the stage of the resist pattern obtained by actually developing the photoresist on the plate 13. Therefore, according to this example, even when the exposure light IL having a plurality of wavelengths is used, the photoresist actually used can be easily and accurately used by the method of linearly detecting the projection image (optical image) by the projection optical system PL. Can be evaluated.

【0034】その後、光電検出器22の検出信号SAに
基づいて求めたベストフォーカス位置に応じて、プレー
トステージ14を駆動して露光対象のプレート13のフ
ォーカス位置を調整し、検出信号SAに基づいて求めた
線形倍率誤差、及びディストーションに応じてレンズコ
ントローラLCを介して投影光学系PLの結像特性を補
正することによって、プレート13上のフォトレジスト
層に高い解像度のパターン像を正確な位置に転写でき
る。
After that, the plate stage 14 is driven to adjust the focus position of the plate 13 to be exposed according to the best focus position obtained based on the detection signal SA of the photoelectric detector 22, and based on the detection signal SA. By correcting the image forming characteristic of the projection optical system PL via the lens controller LC according to the obtained linear magnification error and distortion, a high resolution pattern image is transferred to the photoresist layer on the plate 13 at an accurate position. it can.

【0035】次に、本発明による露光装置の実施の形態
の他の例につき図7、及び図8を参照して説明する。本
例は光電変換素子として撮像素子を使用する場合に本発
明を適用したものであり、図7において、図1に対応す
る部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図7は、本例の投影露光装置の要部を示し、この図7に
おいて、露光光ILとしては水銀ランプのh線及びg線
の混合光が使用されている。そして、プレートステージ
14上のプレート13の近傍に光透過性の基準部材16
Aが固定され、基準部材16Aの表面に一例として十字
型の遮光パターンよりなる基準マーク17Aが形成され
ている。そして、基準部材16Aが投影光学系PLの露
光フィールド内にあり、レチクル11の評価用マーク2
5の投影像が基準部材16A上に投影されている状態
で、基準部材16Aを投影光学系PL側から透過した露
光光ILは、リレー光学系26を介して光電変換素子と
しての2次元CCDよりなる撮像素子29の撮像面に、
基準部材16A上の基準パターン17Aの像、及び評価
用マーク25の投影像の像を重ねて形成する。本例のリ
レー光学系26は検出分解能を上げるために拡大光学系
となっており、これによって、図1のように光電検出器
22を走査する方式と同程度の分解能及び精度で、評価
用マーク25の投影像の位置及びコントラストを検出で
きるようになっている。
Next, another example of the embodiment of the exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In this example, the present invention is applied when an image sensor is used as a photoelectric conversion element. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
FIG. 7 shows a main part of the projection exposure apparatus of this example. In FIG. 7, as the exposure light IL, a mixed light of h line and g line of a mercury lamp is used. Then, in the vicinity of the plate 13 on the plate stage 14, a light-transmissive reference member 16 is provided.
A is fixed, and a reference mark 17A having a cross-shaped light-shielding pattern is formed on the surface of the reference member 16A as an example. The reference member 16A is in the exposure field of the projection optical system PL, and the evaluation mark 2 of the reticle 11 is present.
The exposure light IL transmitted from the projection optical system PL side through the reference member 16A in the state where the projected image of 5 is projected on the reference member 16A is transmitted from the two-dimensional CCD as a photoelectric conversion element via the relay optical system 26. On the image pickup surface of the image pickup element 29
The image of the reference pattern 17A on the reference member 16A and the projected image of the evaluation mark 25 are formed in an overlapping manner. The relay optical system 26 of this example is a magnifying optical system in order to increase the detection resolution, and as a result, the evaluation mark has the same resolution and accuracy as the method of scanning the photoelectric detector 22 as shown in FIG. The position and contrast of the 25 projected images can be detected.

【0036】即ち、リレー光学系26において、基準部
材16Aを通過した露光光ILは、ミラー19、第1リ
レーレンズ27A、開口絞り28を介して色補正用フィ
ルタ37に達する。色補正用フィルタ37は、g線及び
h線の光束に対する透過率の比が所定の値に設定された
光学フィルタ板である。色補正用フィルタ37を通過し
た光束は、第2リレーレンズ27Bを経て、撮像素子2
9の撮像面に、基準部材16A上のパターン及び投影像
の拡大像を形成する。そして、撮像素子29からの撮像
信号SBが主制御系24に供給され、主制御系24では
その撮像信号SBを処理して、基準パターン17Aに対
する評価用マーク25の投影像の位置ずれ量を検出し、
この位置ずれ量をプレートステージ14の座標(ステー
ジ座標系の座標)に加算することによって、その評価用
マーク25の投影像の位置を求める。更に、主制御系2
4では、必要に応じてその撮像信号SBのコントラスト
の評価を行う。その他の構成は図1の例と同様である。
That is, in the relay optical system 26, the exposure light IL that has passed through the reference member 16A reaches the color correction filter 37 via the mirror 19, the first relay lens 27A, and the aperture stop 28. The color correction filter 37 is an optical filter plate in which the ratio of the transmittance of the g-ray and the h-ray to the luminous flux is set to a predetermined value. The light flux that has passed through the color correction filter 37 passes through the second relay lens 27B and then passes through the image sensor 2
An enlarged image of the pattern on the reference member 16A and the projected image is formed on the image pickup surface of No. 9. Then, the image pickup signal SB from the image pickup device 29 is supplied to the main control system 24, and the main control system 24 processes the image pickup signal SB to detect the positional deviation amount of the projected image of the evaluation mark 25 with respect to the reference pattern 17A. Then
The position of the projected image of the evaluation mark 25 is obtained by adding this positional deviation amount to the coordinates of the plate stage 14 (coordinates of the stage coordinate system). Furthermore, the main control system 2
In 4, the contrast of the image pickup signal SB is evaluated as needed. Other configurations are the same as those in the example of FIG.

【0037】次に、本例で使用される色補正用フィルタ
37における分光透過率につき説明する。先ず、本例で
使用されるフォトレジストも、相対的な分光感度特性が
図4の曲線35で表されるg線レジストであるとする。
また、本例で使用されている撮像素子29を構成してい
るCCDの分光感度は図8の曲線38のようになってい
る。図8の横軸は波長[nm]、縦軸は各画素での単位
入射エネルギー当たりの撮像信号の相対値である相対感
度P3を示し、図8の曲線38から、波長λi での相対
感度P3i 、波長λh での相対感度P3 h(=0.5
5)、波長λg での相対感度P3g(=0.90)が求め
られる。
Next, the color correction filter used in this example
The spectral transmittance at 37 will be described. First, in this example
The photoresist used also has a relative spectral sensitivity characteristic.
It is assumed that the resist is a g-line resist represented by the curve 35 in FIG.
Further, the image pickup device 29 used in this example is configured.
The spectral sensitivity of the CCD is as shown by the curve 38 in FIG.
You. The horizontal axis of FIG. 8 is the wavelength [nm], and the vertical axis is the unit of each pixel.
Relative sense, which is the relative value of the imaging signal per incident energy
Showing the degree P3, and from the curve 38 in FIG.iRelative in
Sensitivity P3i, Wavelength λhRelative sensitivity at P3 h(= 0.5
5), wavelength λgRelative sensitivity at P3g(= 0.90) found
Can be

【0038】そこで、図7の基準部材16A、及びリレ
ー光学系26における色補正用フィルタ37以外の光学
部材の波長λh 及びλg の光束に対する透過率、又は反
射率が等しいものとして、色補正用フィルタ37での波
長λh 及びλg の光束に対する透過率をそれぞれT3h
及びT3g とする。この場合、撮像素子29から出力さ
れる撮像信号SAの波長λh 及びλg の光束に対する分
光感度(単位入射エネルギー当たりの撮像信号の値)
を、プレート13上のフォトレジストの波長λh及びλ
g の光束に対する分光感度に合わせる、即ち相似形とす
るためには、図8のCCDの分光感度に、色補正用フィ
ルタ37の分光透過率を乗じた値が、図4のg線レジス
トの分光感度に相似となればよい。そのための条件は以
下のようになる。
Therefore, assuming that the reference member 16A shown in FIG. 7 and the optical members other than the color correction filter 37 in the relay optical system 26 have the same transmittance or reflectance with respect to the light fluxes of the wavelengths λ h and λ g , the color correction is performed. The transmittance of the filter 37 for the light beams of wavelengths λ h and λ g is T3 h , respectively.
And T3 g . In this case, the spectral sensitivity (the value of the image pickup signal per unit incident energy) of the image pickup signal SA outputted from the image pickup device 29 with respect to the light flux of the wavelengths λ h and λ g
Are the wavelengths λ h and λ of the photoresist on the plate 13.
In order to match the spectral sensitivity with respect to the light flux of g , that is, to obtain a similar shape, the value obtained by multiplying the spectral sensitivity of the CCD in FIG. 8 by the spectral transmittance of the color correction filter 37 is the spectral distribution of the g-line resist in FIG. It should be similar to sensitivity. The conditions for that are as follows.

【0039】 P1h :P1g =P3h T3h :P3g T3g (3) これに図4及び図8の数値を代入するこによって、色補
正用フィルタ37での透過率T3h 及びT3g の比は次
のようになる。 T3h :T3g =P1h P3g :P1g P3h ≒0.56:0.26 (4)
P1 h : P1 g = P3 h T3 h : P3 g T3 g (3) By substituting the numerical values shown in FIGS. 4 and 8, the transmittances T3 h and T3 g of the color correction filter 37 can be obtained. The ratio of is as follows. T3 h : T3 g = P1 h P3 g : P1 g P3 h ≈0.56: 0.26 (4)

【0040】そこで、色補正用フィルタ37における波
長λg での透過率T3g を例えば0.4に設定すると、
(4)式より波長λh での透過率T3h は約0.86と
なる。図9(a)はそのように定めた色補正用フィルタ
37における分光透過率を示している。そして、図8の
相対感度P3に図9(a)の透過率T3を乗ずることに
よって、図7の撮像素子29から出力される撮像信号S
Bの波長に対する相対感度を表す総合相対感度PIが求
められる。
Therefore, when the transmittance T3 g at the wavelength λ g in the color correction filter 37 is set to 0.4, for example,
(4) the transmittance T3 h at a wavelength lambda h from Equation is about 0.86. FIG. 9A shows the spectral transmittance of the color correction filter 37 thus determined. Then, by multiplying the relative sensitivity P3 of FIG. 8 by the transmittance T3 of FIG. 9A, the image pickup signal S output from the image pickup device 29 of FIG.
An overall relative sensitivity PI indicating the relative sensitivity to the wavelength of B is obtained.

【0041】図9(b)はその総合相対感度PIを示
し、この図9(b)において、波長λ h における総合相
対感度PIh と、波長λg における総合相対感度PIg
との比の値は、図4のg線レジストの波長λh における
相対感度P1h と、波長λg における相対感度P1g
の比の値とほぼ等しくなっている。従って、本例の撮像
素子29の撮像信号SBのh線及びg線よりなる露光光
ILに対する分光感度は、プレート13上のフォトレジ
ストの露光光ILに対する分光感度と相似形となってい
る。
FIG. 9B shows the total relative sensitivity PI.
Then, in FIG. 9B, the wavelength λ hGeneral phase in
Sensitivity PIhAnd the wavelength λgRelative sensitivity PI ing
The value of the ratio is the wavelength λ of the g-line resist in FIG.hIn
Relative sensitivity P1hAnd the wavelength λgRelative sensitivity P1gWhen
It is almost equal to the ratio value of. Therefore, the imaging of this example
Exposure light composed of h line and g line of the image pickup signal SB of the element 29
The spectral sensitivity to IL is determined by the photoresist on the plate 13.
Stroke sensitivity is similar to the exposure light IL.
You.

【0042】次に、図7において、基準部材16A上の
基準パターン17A、及び撮像素子29等を使用して実
際に投影光学系PLを介した投影像(光学像)の結像特
性を計測する動作の一例につき説明する。この場合、図
7のレチクルステージ12上に、評価用マーク25がX
方向、Y方向に所定ピッチで形成されているレチクル1
1を載置し、プレートステージ14を駆動して基準部材
16Aの基準パターン17Aを各評価用マークの投影像
の形成位置近傍に順次位置決めする。その状態で主制御
系24では、撮像素子29からの撮像信号SBを処理し
て当該評価用マークの投影像のX座標、及びY座標を求
める。そして、複数の評価用マークの投影像の位置を投
影光学系PLに収差がない場合の目標位置と比較するこ
とによって、投影光学系PLの投影像の線形倍率誤差、
及びディストーションが計測される。
Next, in FIG. 7, by using the reference pattern 17A on the reference member 16A, the image pickup device 29, etc., the image forming characteristics of the projected image (optical image) actually transmitted through the projection optical system PL are measured. An example of the operation will be described. In this case, the evaluation mark 25 is X-marked on the reticle stage 12 in FIG.
1 formed in a predetermined pitch in the Y direction and the Y direction
1 is mounted, the plate stage 14 is driven, and the reference pattern 17A of the reference member 16A is sequentially positioned near the formation position of the projected image of each evaluation mark. In that state, the main control system 24 processes the image pickup signal SB from the image pickup device 29 to obtain the X coordinate and the Y coordinate of the projected image of the evaluation mark. Then, by comparing the positions of the projected images of the plurality of evaluation marks with the target position when the projection optical system PL has no aberration, the linear magnification error of the projected image of the projection optical system PL,
And the distortion is measured.

【0043】また、基準部材16Aの表面のフォーカス
位置を所定ステップずつ変えた状態で、それぞれ評価用
マークの像と基準パターン17Aとがほぼ合致した状態
で、その評価用マークの像に対応する部分の撮像信号S
Bのコントラストを求め、このコントラストが最も高く
なるときのフォーカス位置をベストフォーカス位置とし
て求める。これらの場合において、本例の撮像素子29
の撮像信号SBの露光光ILに対する分光感度は、プレ
ート13上のフォトレジストの露光光に対する分光感度
と相似形であるため、その撮像信号SBに基づいて求め
たベストフォーカス位置、線形倍率誤差、及びディスト
ーション等の結像特性は、実際にプレート13上のフォ
トレジストを現像して得られるレジストパターンの段階
での結像特性と実質的に等しくなる。従って、本例によ
っても、複数波長の露光光ILを使用する場合に、投影
光学系PLによる投影像(光学像)を直線検出するとい
う方法で、容易且つ高精度に実際に使用されるフォトレ
ジストに対する結像特性を評価できる。
Further, in a state where the focus position on the surface of the reference member 16A is changed by a predetermined step, the image of the evaluation mark and the reference pattern 17A substantially match each other, and a portion corresponding to the image of the evaluation mark. Image pickup signal S of
The contrast of B is obtained, and the focus position when this contrast becomes the highest is obtained as the best focus position. In these cases, the image pickup device 29 of the present example
Since the spectral sensitivity of the image pickup signal SB to the exposure light IL is similar to the spectral sensitivity of the photoresist on the plate 13 to the exposure light, the best focus position determined based on the image pickup signal SB, the linear magnification error, and The image forming characteristics such as distortion are substantially equal to the image forming characteristics at the stage of the resist pattern obtained by actually developing the photoresist on the plate 13. Therefore, according to this example as well, when the exposure light IL having a plurality of wavelengths is used, the photoresist actually used can be easily and highly accurately used by the method of linearly detecting the projection image (optical image) by the projection optical system PL. Can be evaluated.

【0044】次に、例えば図1の投影露光装置におい
て、色補正用フィルタ32と同様で分光透過率の異なる
複数の色補正用フィルタを選択できるようにしてもよ
い。図10(a)はその色補正用フィルタの選択機構の
一例を示し、この図10(a)において、回転板39の
側面に例えば6個のそれぞれ分光透過率の異なる色補正
用フィルタが固定されている。図10(a)ではその内
の2個の色補正用フィルタ32A及び32Bのみが現れ
ており、駆動モータ40を介して回転板39を回転する
ことによって、それら6個の色補正用フィルタ内の所望
の色補正用フィルタを露光光ILの光路(例えば図1の
光電検出器22の直前)に配置できるようになってい
る。
Next, for example, in the projection exposure apparatus of FIG. 1, a plurality of color correction filters similar to the color correction filter 32 but different in spectral transmittance may be selected. FIG. 10A shows an example of the color correction filter selection mechanism. In FIG. 10A, for example, six color correction filters having different spectral transmittances are fixed to the side surface of the rotary plate 39. ing. In FIG. 10A, only two of the color correction filters 32A and 32B among them appear, and by rotating the rotary plate 39 via the drive motor 40, the six color correction filters are A desired color correction filter can be arranged in the optical path of the exposure light IL (for example, immediately before the photoelectric detector 22 in FIG. 1).

【0045】そして、6個の色補正用フィルタの分光透
過率は、図1の投影露光装置で露光対象とされるプレー
ト上に塗布されるフォトレジストの内で使用される頻度
の高い6種類のフォトレジストの分光感度に、それぞれ
図1の光電検出器22の検出信号SAの分光感度を合わ
せるように設定されている。この場合、使用されるフォ
トレジストに応じて自動的に回転板39を回転して、対
応する色補正用フィルタを設定することによって、フォ
トレジストが交換されたような場合でも正確に対応する
結像特性を計測できる。なお、複数の色補正用フィルタ
を自動的に切り換える代わりに、例えばマニュアル切り
換え方式で色補正用フィルタをフォトレジストに対応し
て交換するようにしてもよい。
The spectral transmittances of the six color correction filters are the six types of frequently used photoresists applied on the plate to be exposed in the projection exposure apparatus of FIG. The spectral sensitivity of the detection signal SA of the photoelectric detector 22 of FIG. 1 is set to match the spectral sensitivity of the photoresist. In this case, the rotating plate 39 is automatically rotated according to the photoresist used, and the corresponding color correction filter is set, so that even if the photoresist is replaced, the corresponding image is accurately formed. Characteristic can be measured. Instead of automatically switching a plurality of color correction filters, the color correction filters may be replaced corresponding to the photoresist, for example, by a manual switching method.

【0046】更に、例えば図1の投影露光装置におい
て、色補正用フィルタ32の代わりに順次g線のみを透
過する光学フィルタ板と、h線のみを透過する光学フィ
ルタ板とを配置して、それぞれ評価用マークの投影像の
横ずれ量、及びベストフォーカス位置を計測してもよ
い。これらの計測結果の差分を求めることによって、投
影光学系PLに残存している軸上色収差、及び倍率色収
差を測定でき、この測定結果に基づいて投影光学系PL
の収差の調整を行うことができるようになる。
Further, for example, in the projection exposure apparatus of FIG. 1, instead of the color correction filter 32, an optical filter plate that transmits only the g-line and an optical filter plate that transmits only the h-line are arranged, respectively. The lateral shift amount of the projected image of the evaluation mark and the best focus position may be measured. By obtaining the difference between these measurement results, the axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration remaining in the projection optical system PL can be measured, and the projection optical system PL is based on this measurement result.
The aberration can be adjusted.

【0047】また、例えば図1の色補正用フィルタ32
の代わりに、楔型の1対の色吸収フィルタを組み合わせ
て使用してもよい。図10(b)は、そのように楔型の
1対の色吸収フィルタ41A及び41Bを一面が平行に
なるように配置した色補正用フィルタを示し、この図1
0(b)において、一方の色吸収フィルタ41Aはg線
のみを所定の透過率で吸収し、h線をほぼそのまま通過
させる透過率特性を有し、他方の色吸収フィルタ41B
は逆にh線のみを所定の透過率で吸収し、g線をそのま
ま通過させる透過率特性を有している。更に、この例で
は他方の色吸収フィルタ41Bを駆動部42を介して、
露光光ILの光軸に対して垂直方向に移動できるように
構成されている。
Further, for example, the color correction filter 32 shown in FIG.
Instead of, a pair of wedge-shaped color absorption filters may be used in combination. FIG. 10B shows a color correction filter in which such a pair of wedge-shaped color absorption filters 41A and 41B are arranged so that their one surfaces are parallel to each other.
0 (b), one of the color absorption filters 41A has a transmittance characteristic of absorbing only the g-line with a predetermined transmittance and allowing the h-line to pass through as it is, and the other color absorption filter 41B.
On the contrary, it has a transmittance characteristic that only the h-line is absorbed with a predetermined transmittance and the g-line is transmitted as it is. Further, in this example, the other color absorption filter 41B is connected via the drive unit 42,
It is configured so that it can move in the direction perpendicular to the optical axis of the exposure light IL.

【0048】図1の例では露光光ILは全体として1つ
の光電検出器22の受光部に入射するため、図10
(b)の色補正用フィルタによるg線、又はh線に対す
る透過率は、それぞれ露光光IL中の色吸収フィルタ4
1A、又は41Bの体積に比例すると考えてよい。そこ
で、他方の色吸収フィルタ41Bを露光光ILに対して
ずらすことによって、露光光ILのg線及びh線に対す
る透過率の比の値を所望の値に設定できる。この図10
(b)の色補正用フィルタを使用すれば、使用されるフ
ォトレジストに応じて分光透過率を調整できるため、ど
のようなフォトレジストを使用する場合にも光電検出器
22の検出信号の分光感度をそのフォトレジストの分光
感度に合わせることができる。
In the example of FIG. 1, since the exposure light IL is incident on the light receiving portion of one photoelectric detector 22 as a whole, the exposure light IL shown in FIG.
The transmittances for the g-line and the h-line by the color correction filter of (b) are respectively the color absorption filter 4 in the exposure light IL.
It may be considered to be proportional to the volume of 1A or 41B. Therefore, by shifting the other color absorption filter 41B with respect to the exposure light IL, the value of the ratio of the transmittance of the exposure light IL to the g-line and the h-line can be set to a desired value. This FIG.
Since the spectral transmittance can be adjusted according to the photoresist used by using the color correction filter of (b), the spectral sensitivity of the detection signal of the photoelectric detector 22 can be obtained no matter what photoresist is used. Can be matched to the spectral sensitivity of the photoresist.

【0049】更に、図1の投影露光装置内の色補正用フ
ィルタ32の代わりに、例えばg線のみを通過させる微
小なg線用フィルタとh線のみを通過させる微小なh線
用フィルタとが格子状に配列されたマトリックス状の色
フィルタと、格子状の各領域を通過する光束を独立に開
閉する液晶シャッタとを組み合わせた構成の色補正用フ
ィルタを使用してもよい。この場合、液晶シャッタを介
して、開状態となるg線用フィルタの個数と開状態とな
るh線用フィルタの個数との比の値を制御することによ
って、容易にg線及びh線に対する透過率の比の値を所
望の値に設定できる。
Further, instead of the color correction filter 32 in the projection exposure apparatus of FIG. 1, for example, a minute g-line filter that passes only g-line and a minute h-line filter that passes only h-line are provided. You may use the color correction filter of the structure which combined the matrix-shaped color filter arrange | positioned at the grid | lattice form, and the liquid crystal shutter which opens and closes independently the light flux which passes each area | region of a grid | lattice. In this case, by controlling the value of the ratio between the number of g-line filters in the open state and the number of h-line filters in the open state via the liquid crystal shutter, the transmission for the g-line and the h-line can be easily performed. The ratio value can be set to a desired value.

【0050】なお、例えば図1において、色補正用フィ
ルタ32は、露光用の光源(超高圧水銀ランプ1)と光
電検出器22との間の露光光ILの光路上のどの位置に
配置されていてもよい。同様に、図7において、色補正
用フィルタ37は、露光用の光源と撮像素子29との間
の露光光ILの光路上のどの位置に配置されていてもよ
い。
Note that, for example, in FIG. 1, the color correction filter 32 is arranged at any position on the optical path of the exposure light IL between the light source for exposure (super high pressure mercury lamp 1) and the photoelectric detector 22. May be. Similarly, in FIG. 7, the color correction filter 37 may be arranged at any position on the optical path of the exposure light IL between the light source for exposure and the image pickup device 29.

【0051】更に、上述の実施の形態では開口パター
ン、又は遮光パターンよりなる基準マーク17,17A
が使用されているが、例えば無反射膜中に形成された反
射パターンより基準マークを形成して、この基準マーク
で反射された照明光を受光するようにしてもよい。ま
た、上述の実施の形態では、複数波長の露光光ILが使
用されているが、例えばi線等の単一波長の光束を露光
光として使用する場合でも、別の波長の漏れ光がフォト
レジストに達するような場合には、本発明の色補正用フ
ィルタを用いることによって、投影像を検出する方法で
も正確にそのフォトレジストでの投影像の結像特性を正
確に評価できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the reference marks 17, 17A made of the opening pattern or the light-shielding pattern.
However, a reference mark may be formed from a reflection pattern formed in a non-reflective film, and the illumination light reflected by the reference mark may be received. Further, in the above-described embodiment, the exposure light IL having a plurality of wavelengths is used. However, even when a light flux having a single wavelength such as an i-line is used as the exposure light, leakage light having a different wavelength is used as the photoresist. In such a case, the color correction filter of the present invention can be used to accurately evaluate the imaging characteristics of the projected image on the photoresist even by the method of detecting the projected image.

【0052】また、本発明による投影露光装置は、液晶
表示素子のみならず、半導体素子等の製造用としても広
く使用できることは明らかである。このように、本発明
は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の構成を取り得る。
Further, it is clear that the projection exposure apparatus according to the present invention can be widely used not only for liquid crystal display elements but also for manufacturing semiconductor elements and the like. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、光電変換素
子からの検出信号の露光光に対する分光感度特性を感光
性の基板のその露光光に対する分光感度特性に合わせる
ための感度制御手段が設けられているため、露光光が単
色光と見なせない場合であっても、容易に、しかも高精
度に、フォトレジストが塗布された基板等の感光性の基
板に対する投影像の結像特性を評価できる利点がある。
According to the exposure apparatus of the present invention, sensitivity control means for adjusting the spectral sensitivity characteristic of the detection signal from the photoelectric conversion element to the exposure light to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate to the exposure light is provided. Therefore, even if the exposure light cannot be regarded as monochromatic light, the imaging characteristics of the projected image on the photosensitive substrate such as the substrate coated with the photoresist can be evaluated easily and accurately. There are advantages.

【0054】この場合、その感度制御手段が、露光用光
源から光電変換素子までの露光光の光路上に配置された
色補正部材であり、この色補正部材のその露光光に対す
る分光減衰率とその光電変換素子のその露光光に対する
分光感度特性との積が、その感光性の基板のその露光光
に対する分光感度特性に実質的に比例している場合に
は、簡単な構成でその光電変換素子からの検出信号の露
光光に対する分光感度特性を感光性の基板のその露光光
に対する分光感度特性に合わせることができる。
In this case, the sensitivity control means is a color correction member arranged on the optical path of the exposure light from the exposure light source to the photoelectric conversion element, and the spectral attenuation rate of the color correction member with respect to the exposure light and its If the product of the photoelectric conversion element's spectral sensitivity characteristic to the exposure light is substantially proportional to the photosensitive substrate's spectral sensitivity characteristic to the exposure light, the photoelectric conversion element can be converted into a simple structure from the photoelectric conversion element. It is possible to match the spectral sensitivity characteristic of the detection signal with respect to the exposure light with the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate with respect to the exposure light.

【0055】また、その色補正部材のその露光光に対す
る分光減衰率が露光対象とする感光性の基板の分光感度
特性に応じて可変であるときには、例えばフォトレジス
トの種類が変更されたような場合でも、容易にその変更
後のフォトレジストを使用した場合の投影像の結像特性
を正確に評価できる利点がある。また、その露光光のそ
の所定の波長幅が20nmである場合には、露光光とし
て例えば水銀ランプからのg線、h線、i線から選択さ
れた複数の輝線を使用する場合が含まれるため、本発明
が特に有効である。
When the spectral attenuation factor of the color correction member with respect to the exposure light is variable according to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate to be exposed, for example, when the type of photoresist is changed. However, there is an advantage that the imaging characteristics of the projected image when the changed photoresist is used can be accurately evaluated easily. Further, when the predetermined wavelength width of the exposure light is 20 nm, a case where a plurality of bright lines selected from, for example, g-line, h-line and i-line from a mercury lamp are used as the exposure light is included. The present invention is particularly effective.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例としての投影露光装
置を示す一部を切り欠いた概略構成図である。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic configuration view showing a projection exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1の評価用マーク25の投影像の一
例を示す拡大平面図、(b)は図1の基準部材16上の
基準パターン17の一例を示す拡大平面図である。
2A is an enlarged plan view showing an example of a projected image of the evaluation mark 25 in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged plan view showing an example of a reference pattern 17 on the reference member 16 in FIG. .

【図3】本発明の実施の形態で使用されるフォトレジス
トの露光による透過率の変化を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in transmittance due to exposure of a photoresist used in the embodiment of the present invention.

【図4】図3の透過率の変化から求められるフォトレジ
ストの分光感度の相対値(相対感度)を示す特性図であ
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relative value (relative sensitivity) of the spectral sensitivity of the photoresist obtained from the change in transmittance shown in FIG.

【図5】図1の投影露光装置で使用される光電検出器2
2を構成するシリコンフォトダイオードの分光感度の相
対値(相対感度)を示す特性図である。
5 is a photoelectric detector 2 used in the projection exposure apparatus of FIG.
3 is a characteristic diagram showing a relative value (relative sensitivity) of the spectral sensitivity of the silicon photodiode that constitutes No. 2. FIG.

【図6】(a)は図1の投影露光装置で使用される色補
正用フィルタ32の分光透過率を示す図、(b)は図1
の投影露光装置の光電検出器22から出力される検出信
号SAの総合分光感度の相対値(総合相対感度)を示す
図である。
6A is a diagram showing a spectral transmittance of a color correction filter 32 used in the projection exposure apparatus of FIG. 1, and FIG. 6B is a diagram of FIG.
It is a figure which shows the relative value (total relative sensitivity) of the total spectral sensitivity of the detection signal SA output from the photoelectric detector 22 of this projection exposure apparatus.

【図7】本発明の実施の形態の他の例としての投影露光
装置を示す一部を切り欠いた概略構成図である。
FIG. 7 is a partially cutaway schematic configuration view showing a projection exposure apparatus as another example of the embodiment of the present invention.

【図8】図7の投影露光装置で使用される撮像素子29
を構成するCCDの分光感度の相対値(相対感度)を示
す特性図である。
8 is an image pickup device 29 used in the projection exposure apparatus of FIG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relative value (relative sensitivity) of the spectral sensitivity of the CCD constituting the above.

【図9】(a)は図7の投影露光装置で使用される色補
正用フィルタ37の分光透過率を示す図、(b)は図7
の投影露光装置の撮像素子29から出力される撮像信号
SBの総合分光感度の相対値(総合相対感度)を示す図
である。
9A is a diagram showing a spectral transmittance of a color correction filter 37 used in the projection exposure apparatus of FIG. 7, and FIG. 9B is a diagram showing FIG.
6 is a diagram showing a relative value (total relative sensitivity) of the total spectral sensitivity of the image pickup signal SB output from the image pickup device 29 of the projection exposure apparatus of FIG.

【図10】(a)は複数個の色補正用フィルタを切り換
え自在に配置した変形例の要部を示す断面図、(b)は
1対の楔型の色吸収フィルタより構成された色補正用フ
ィルタを示す構成図である。
FIG. 10A is a cross-sectional view showing a main part of a modified example in which a plurality of color correction filters are switchably arranged, and FIG. 10B is a color correction composed of a pair of wedge-shaped color absorption filters. It is a block diagram which shows the filter for.

【図11】(a)は軸上色収差を示す光路図、(b)は
倍率色収差を示す光路図である。
11A is an optical path diagram showing axial chromatic aberration, and FIG. 11B is an optical path diagram showing lateral chromatic aberration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超高圧水銀ランプ 11 レチクル PL 投影光学系 LC レンズコントローラ 13 プレート 14 プレートステージ 15X レーザ干渉計 16,16A 基準部材 17,17A 基準パターン 22 光電検出器 29 撮像素子 31 波長選択フィルタ 32,37 色補正用フィルタ 1 Ultra-high pressure mercury lamp 11 Reticle PL Projection optical system LC lens controller 13 Plate 14 Plate stage 15X Laser interferometer 16, 16A Reference member 17, 17A Reference pattern 22 Photoelectric detector 29 Image sensor 31 Wavelength selection filter 32, 37 For color correction filter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露光用光源からの所定の波長幅以上離れ
た複数の波長成分を含む広帯域の露光光で転写用パター
ンの形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記露
光光のもとで前記マスクのパターンを感光性の基板上に
投影する投影光学系と、前記基板を位置決めする基板ス
テージと、を有する露光装置において、 前記基板ステージ上に配置され所定の基準パターンが形
成された基準部材と、 前記露光光のもとで前記投影光学系を介して前記基準部
材上に投影される所定のマスク上のパターンの光学像の
内で前記基準パターンを介した光束を受光する光電変換
素子と、 該光電変換素子から出力される検出信号の前記露光光に
対する分光感度特性を前記感光性の基板の前記露光光に
対する分光感度特性に合わせるための感度制御手段と、
を備え、 該感度制御手段によって分光感度特性が制御された前記
光電変換素子の検出信号に基づいて前記所定のマスク上
のパターンの光学像の位置を検出することを特徴とする
露光装置。
1. An illumination optical system for illuminating a mask on which a transfer pattern is formed with a wide band exposure light including a plurality of wavelength components separated by a predetermined wavelength width or more from an exposure light source, and the source of the exposure light. In an exposure apparatus having a projection optical system for projecting the mask pattern onto a photosensitive substrate and a substrate stage for positioning the substrate, a reference having a predetermined reference pattern formed on the substrate stage. A member and a photoelectric conversion element that receives a light flux that has passed through the reference pattern in an optical image of a pattern on a predetermined mask that is projected onto the reference member through the projection optical system under the exposure light. And sensitivity control means for matching the spectral sensitivity characteristic of the detection signal output from the photoelectric conversion element with respect to the exposure light to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate with respect to the exposure light,
An exposure apparatus, comprising: an optical image position of a pattern on the predetermined mask based on a detection signal of the photoelectric conversion element whose spectral sensitivity characteristic is controlled by the sensitivity control means.
【請求項2】 請求項1記載の露光装置であって、 前記感度制御手段は、前記露光用光源から前記光電変換
素子までの前記露光光の光路上に配置された色補正部材
であり、 該色補正部材の前記露光光に対する分光減衰率と前記光
電変換素子の前記露光光に対する分光感度特性との積
が、前記感光性の基板の前記露光光に対する分光感度特
性に実質的に比例していることを特徴とする露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the sensitivity control means is a color correction member arranged on the optical path of the exposure light from the exposure light source to the photoelectric conversion element, The product of the spectral attenuation rate of the color correction member for the exposure light and the spectral sensitivity characteristic of the photoelectric conversion element for the exposure light is substantially proportional to the spectral sensitivity characteristic of the photosensitive substrate for the exposure light. An exposure apparatus characterized by the above.
【請求項3】 請求項2記載の露光装置であって、 前記色補正部材の前記露光光に対する分光減衰率は露光
対象とする感光性の基板の分光感度特性に応じて可変で
あることを特徴とする露光装置。
3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein a spectral attenuation factor of the color correction member with respect to the exposure light is variable according to a spectral sensitivity characteristic of a photosensitive substrate to be exposed. Exposure equipment.
【請求項4】 請求項1、2、又は3記載の露光装置で
あって、 前記露光光の前記所定の波長幅は20nmであることを
特徴とする露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 1, 2, or 3, wherein the predetermined wavelength width of the exposure light is 20 nm.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003295459A (en) * 2002-04-02 2003-10-15 Nikon Corp Aligner and exposing method
WO2007061025A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Nikon Corporation Mark structure, mark measuring apparatus, pattern forming apparatus, pattern detecting apparatus, detecting method and device manufacturing method
CN101799632A (en) * 2009-02-09 2010-08-11 优志旺电机株式会社 Light irradiation device
JP2019518233A (en) * 2016-04-26 2019-06-27 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Measurement system, calibration method, lithographic apparatus and positioner

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003295459A (en) * 2002-04-02 2003-10-15 Nikon Corp Aligner and exposing method
WO2007061025A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Nikon Corporation Mark structure, mark measuring apparatus, pattern forming apparatus, pattern detecting apparatus, detecting method and device manufacturing method
CN101799632A (en) * 2009-02-09 2010-08-11 优志旺电机株式会社 Light irradiation device
JP2019518233A (en) * 2016-04-26 2019-06-27 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Measurement system, calibration method, lithographic apparatus and positioner

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