JPH09266151A - Aligner and aligning method - Google Patents

Aligner and aligning method

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JPH09266151A
JPH09266151A JP8073622A JP7362296A JPH09266151A JP H09266151 A JPH09266151 A JP H09266151A JP 8073622 A JP8073622 A JP 8073622A JP 7362296 A JP7362296 A JP 7362296A JP H09266151 A JPH09266151 A JP H09266151A
Authority
JP
Japan
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mask
exposure
reticle
thermal expansion
exposure light
Prior art date
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Pending
Application number
JP8073622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Kaneko
謙一郎 金子
Hirotaka Tateno
博貴 立野
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09266151A publication Critical patent/JPH09266151A/en
Priority to US09/505,143 priority patent/US6342941B1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent degradation of total precision in alignment of a mask pattern image due to thermal expansion of a mask. SOLUTION: When a mask (reticle R) is irradiated by exposure light IL in a predetermined wavelength area, and a pattern image on the mask is formed on a substrate coated with a photosensitive agent by repeating movement of a wafer stage 12, calculation means 22 calculates information on a saturation point of thermal expansion of the mask by absorption of the exposure light IL. Before exposure with respect to the substrate is started, the mask is expanded based on the information calculated by the calculation means 22.

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、露光装置及び露光
方法に関するものであり、さらに詳しくは、ICや液晶
基板、薄膜磁気ヘッド等を製造するリソグラフィ工程で
使用される露光装置及び露光方法に関するものである。
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method, and more particularly to an exposure apparatus and an exposure method used in a lithography process for manufacturing an IC, a liquid crystal substrate, a thin film magnetic head, and the like. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ICや液晶基板等の製造に使
用される露光装置では、大気圧変動や投影光学系が露光
光を吸収することによって生じる結像状態(例えば、倍
率、焦点位置)の変化を補正する機構が設けられてい
る。このような補正機構としては、例えば、投影光学系
を構成する各レンズエレメントを光軸方向に移動させた
り、光軸に直交する面に対して傾けたりする方式、ある
いはレンズエレメント間の気密空間の圧力を調整したり
する方式(特開昭60-78454)が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus used for manufacturing an IC, a liquid crystal substrate, or the like, an image forming state (for example, magnification, focal position) caused by atmospheric pressure fluctuation or absorption of exposure light by a projection optical system. Is provided. As such a correction mechanism, for example, a method of moving each lens element forming the projection optical system in the optical axis direction or tilting it with respect to a plane orthogonal to the optical axis, or a method of forming an airtight space between lens elements A method for adjusting pressure (Japanese Patent Laid-Open No. 60-78454) has been proposed.

【0003】しかしながら、露光光はマスクをも通過す
るため、マスクが露光光を吸収することによって熱膨張
し、これにより投影光学系の結像状態(マスクパターン
の投影像の倍率や結像位置)の変化が生じるという問題
点がある。かかる問題点を改善するべく、例えば、照明
光(露光光)の吸収によるマスクの熱変形量を演算し、
この演算結果に基づいて結像状態の変化を予測する。そ
して、この予測結果を用いて結像状態の変動による影響
を最小に抑えようとする技術が提案されている(特開平
4−192317号公報参照)。
However, since the exposure light also passes through the mask, the mask absorbs the exposure light and thermally expands, thereby forming an image in the projection optical system (magnification and image formation position of the projected image of the mask pattern). However, there is a problem in that In order to improve such a problem, for example, the thermal deformation amount of the mask due to absorption of illumination light (exposure light) is calculated,
The change in the image formation state is predicted based on the calculation result. A technique has been proposed that attempts to minimize the influence of fluctuations in the image formation state using this prediction result (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-192317).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平4−192317号公報に記載された技術は、
マスクの熱変形量(膨張量)を演算し、この熱変形量か
ら光学計算に基づく定式化によって結像状態の変化を予
測する。従って、予測誤差により正確な補正を十分に行
えないと共に複雑で煩雑な演算を必要とする問題点があ
った。
However, the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-192317 mentioned above is
The thermal deformation amount (expansion amount) of the mask is calculated, and a change in the image formation state is predicted from the thermal deformation amount by a formulation based on optical calculation. Therefore, there has been a problem that accurate correction cannot be sufficiently performed due to a prediction error and complicated and complicated calculations are required.

【0005】また、マスクが熱膨張することにより、マ
スクパターンの像の位置と投影レンズの光軸外に設けら
れたセンサの検出位置の位置との間の距離管理(以下、
ベースラインチェックという。)に狂いが生じていた。
これにより、ウエハ上に形成されたマスクパターンに他
のマスクパターンの像を複数重ねる際、総合重ね合わせ
精度が悪化してしまうという問題点があった。
Further, due to the thermal expansion of the mask, the distance management between the position of the image of the mask pattern and the position of the detection position of the sensor provided outside the optical axis of the projection lens (hereinafter,
It is called a baseline check. ) Was out of order.
As a result, when a plurality of images of other mask patterns are superposed on the mask pattern formed on the wafer, there is a problem that the overall superposition accuracy is deteriorated.

【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、結像状態の変化を求めるための煩雑で
複雑な演算を行うことなく投影光学系の結像状態の変化
(倍率)を補正すると共に、ベースラインチェックの狂
いを防止する露光装置及び露光方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and changes in the image forming state of the projection optical system (magnification) without complicated and complicated calculation for obtaining the change in the image forming state. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus and an exposure method that corrects the above) and prevents the baseline check from being misaligned.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】従来のように、マスクの
熱変形(例えば、膨張。以下、膨張を例に挙げて説明す
る。)による変形過程を考慮することなく、マスクの膨
張が飽和する状態に達した状態のマスクを用いる。つま
り、マスクが熱膨張の飽和点に達しているので、マスク
は膨張も縮小もすることなく、常に安定した形状を保っ
ている。これにより、マスクの熱膨張に起因する上記問
題を解決することができる。本発明は、かかる解決原理
のもと、以下の構成を有する。
As in the prior art, the expansion of the mask is saturated without taking into consideration the deformation process due to the thermal deformation (for example, expansion. The expansion will be described below as an example) of the mask. Use a mask that has reached the state. That is, since the mask reaches the saturation point of thermal expansion, the mask does not expand or contract, and always maintains a stable shape. As a result, the above problem caused by the thermal expansion of the mask can be solved. The present invention has the following configuration based on this solution principle.

【0008】第1の発明(請求項1)による露光装置
は、所定波長域の露光光ILによりマスク(レチクル
R)を照明し、マスク上のパターンの像を投影光学系を
介して感光剤が塗布された基板上にウエハステージ12
の移動を繰り返して形成する露光装置において、露光光
ILの吸収による前記マスクの熱膨張の飽和点に関する
情報を算出する算出手段22を備え、基板上に露光を開
始する前に、算出手段22により算出された前記情報に
基づいてマスクを膨張させる構成とした。
In the exposure apparatus according to the first invention (claim 1), the mask (reticle R) is illuminated with the exposure light IL in a predetermined wavelength range, and the image of the pattern on the mask is exposed through the projection optical system. Wafer stage 12 on the coated substrate
In the exposure apparatus which repeatedly forms the movement of the exposure light, a calculation unit 22 for calculating information about a saturation point of thermal expansion of the mask due to absorption of the exposure light IL is provided, and the calculation unit 22 calculates the information before starting the exposure on the substrate. The mask is inflated based on the calculated information.

【0009】第2の発明(請求項2)による露光装置
は、算出手段22によって算出された前記情報に基づい
て露光光ILを照射することにより、マスクを膨張させ
る構成とした。第3の発明(請求項3)による露光装置
は、第1の発明の露光装置において、算出手段22によ
って算出された前記情報に基づいてマスクを加熱する加
熱器HTを有する構成とした。
The exposure apparatus according to the second invention (claim 2) is configured to expand the mask by irradiating the exposure light IL based on the information calculated by the calculating means 22. An exposure apparatus according to a third aspect of the present invention (claim 3) is the exposure apparatus according to the first aspect of the present invention, and has a heater HT for heating the mask based on the information calculated by the calculation means 22.

【0010】第4の発明(請求項4)による露光装置
は、第1の発明の露光装置において、さらに、露光光I
Lの通過と遮光を制御する制御手段を有し、制御手段に
よって制御された露光光ILの通過時間と遮光時間に基
づいて前記情報を算出する構成とした。第5の発明(請
求項5)による露光装置は、第1及び2発明の露光装置
において、さらに、マスク上のパターンの像の倍率を補
正する補正手段18を備え、この補正手段18は、マス
クが熱膨張の飽和点に達した状態でマスクと基板間の光
学路長を変化させる構成とした。
An exposure apparatus according to a fourth invention (claim 4) is the exposure apparatus according to the first invention, further comprising an exposure light I.
A configuration is provided in which a control unit that controls passage and light shielding of L is included, and the information is calculated based on the passage time and the light shielding time of the exposure light IL controlled by the control unit. An exposure apparatus according to a fifth aspect of the present invention (claim 5) is the exposure apparatus according to the first and second aspects of the present invention, further comprising a correction unit 18 for correcting the magnification of the image of the pattern on the mask. The optical path length between the mask and the substrate is changed in a state where the temperature reaches the saturation point of thermal expansion.

【0011】第6の発明(請求項6)による露光方法
は、所定波長域の露光光ILによりマスク(レチクル
R)を照明し、前記マスク上のパターンの像を投影光学
系を介して感光剤が塗布された基板上にステージ12の
移動を繰り返して形成する露光方法において、露光光I
Lの吸収による前記マスクの熱膨張の飽和点に関する情
報を算出する工程と、基板上に露光を開始する前に、前
記算出手段により算出された前記情報に基づいてマスク
を膨張させる工程と、基板板上に露光する工程とを含む
構成とした。
An exposure method according to a sixth aspect of the present invention (claim 6) illuminates a mask (reticle R) with exposure light IL in a predetermined wavelength range, and an image of the pattern on the mask is sensitized through a projection optical system. In the exposure method of repeatedly moving the stage 12 on the substrate coated with
Calculating information about a saturation point of thermal expansion of the mask due to absorption of L; expanding the mask based on the information calculated by the calculating means before starting exposure on the substrate; And a step of exposing the plate to light.

【0012】第7発明(請求項7)による露光装置は、
第6発明の露光方法において、マスクを膨張させる工程
の後、露光する工程の前に、マスクの像の位置と投影光
学系の光軸外に設けられた検出用光学系の検出位置との
位置関係を管理する工程を含むことを構成とした。
An exposure apparatus according to the seventh invention (claim 7) is
In the exposure method of the sixth invention, after the step of expanding the mask and before the step of exposing, the position of the image of the mask and the position of the detection position of the detection optical system provided outside the optical axis of the projection optical system. It is configured to include a step of managing the relationship.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る露光装置としての露光装置の概略構成を示す図で
ある。この露光装置は、図1における紙面直交面内(X
Y平面内)を2次元的に移動するウエハステージ12
と、投影レンズPLの上方に配置されたマスクとしての
レチクルRのパターンの像を感光基板としてのウエハW
上に投影する投影光学系としての投影レンズPLと、露
光光ILを射出する露光用の光源14と、露光光ILを
レチクルR上に照射する照明光学系と、レチクルRのパ
ターンの投影像の倍率を調整する倍率調整機構18と、
これらを制御する主制御系22と、ウエハアライメント
及びベースラインチェックを行うためのウエハ・アライ
メント系100と、レチクルアライメント及びベースラ
インチェックを行うためのTTRアライメント系101
等を設けている。投影レンズPLは、その光軸AXがウ
エハステージ12の移動方向に直交するように配置され
ている。
1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus as an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. This exposure apparatus is used in the plane (X
Wafer stage 12 that moves two-dimensionally (in the Y plane)
And an image of a pattern of a reticle R as a mask arranged above the projection lens PL, and a wafer W as a photosensitive substrate.
A projection lens PL as a projection optical system for projecting the light upward, an exposure light source 14 for emitting the exposure light IL, an illumination optical system for irradiating the reticle R with the exposure light IL, and a projected image of a pattern of the reticle R. A magnification adjustment mechanism 18 for adjusting the magnification,
A main control system 22 for controlling these, a wafer alignment system 100 for performing wafer alignment and baseline check, and a TTR alignment system 101 for performing reticle alignment and baseline check.
And so on. The projection lens PL is arranged so that its optical axis AX is orthogonal to the moving direction of the wafer stage 12.

【0014】ウエハステージ12には図示しないモータ
を含んで構成されるステージ駆動部20が併設されてい
る。このウエハステージ12の移動は、光波干渉計27
が移動鏡26の移動を計測することにより検出される。
なお、図示しないが光波干渉系27は、ステージのX,
Y座標軸上の移動を計測するために、X,Y座標軸上に
2つ設けられている。主制御系22は、この光波干渉計
26の出力に基づいてステージ駆動部20を駆動制御す
る。これにより、ウエハステージ12はX,Y座標軸上
を2次元移動できる構成となっている。このウエハステ
ージ12上にはウエハホルダ24が設けられており、ウ
エハホルダ24上にウエハWが真空吸着により保持され
ている。また、ウエハステージ上にダミー露光領域25
(詳細は後述する。)及び基準マークFMが設けられて
いる。
The wafer stage 12 is provided with a stage drive unit 20 including a motor (not shown). The movement of the wafer stage 12 depends on the light wave interferometer 27.
Is detected by measuring the movement of the movable mirror 26.
Although not shown, the light wave interference system 27 includes the stage X,
Two are provided on the X and Y coordinate axes in order to measure the movement on the Y coordinate axis. The main control system 22 controls the drive of the stage drive unit 20 based on the output of the light wave interferometer 26. This allows the wafer stage 12 to move two-dimensionally on the X and Y coordinate axes. A wafer holder 24 is provided on the wafer stage 12, and the wafer W is held on the wafer holder 24 by vacuum suction. In addition, the dummy exposure area 25 is placed on the wafer stage.
(Details will be described later) and a reference mark FM are provided.

【0015】投影レンズPLは、本実施の形態において
両側テレセントリックな投影レンズを使用する。この投
影レンズPLは、実際には光軸AX方向(Z軸方向)に
沿って配置された複数のレンズエレメント(いずれも図
示を省略する。)を含んで構成されている。レチクルR
は、投影レンズPLの光軸AXと直交する面内でX,
Y,θに微動するレチクルステージ28上に保持されて
いる。なお、このレチクルRのパターン面は、投影レン
ズPLに関しウエハWの表面と共役となっている。
As the projection lens PL, a bilateral telecentric projection lens is used in this embodiment. The projection lens PL is actually configured to include a plurality of lens elements (all are not shown) arranged along the optical axis AX direction (Z-axis direction). Reticle R
Are X, in a plane orthogonal to the optical axis AX of the projection lens PL.
It is held on a reticle stage 28 that moves slightly in Y and θ. Note that the pattern surface of reticle R is conjugate with the surface of wafer W with respect to projection lens PL.

【0016】光源14は、ウエハW上に塗布された感光
剤としてのレジストを感光するため、例えば、超高圧水
銀ランプ、エキシマレーザー(KrF,ArF)、YA
Gレーザ等で構成され、g線、i線、エキシマ光(波長
248nm:KrF,193nm:ArF)、YAGレ
ーザの高調波(波長200nm以下)等の露光光ILを
発生する。本実施の形態では、光源14をi線として説
明する。
The light source 14 sensitizes a resist as a photosensitizer applied on the wafer W, and therefore, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp, an excimer laser (KrF, ArF), YA.
It is composed of a G laser or the like, and generates exposure light IL such as g-line, i-line, excimer light (wavelength 248 nm: KrF, 193 nm: ArF), harmonic of YAG laser (wavelength 200 nm or less). In the present embodiment, the light source 14 is described as i-line.

【0017】露光光ILをレチクルR上に照明する照射
光学系は、光源14から出射された露光光ILを反射し
て水平に折り曲げるミラー30と、このミラー30によ
り反射された露光光ILの進行方向に向かって順次配置
されたオプチカルインテグレータ(フライアイレンズ)
等を含むフライアイ光学系32、リレー光学系34と、
レチクルRの上方にほぼ45度で斜設されたダイクロイ
ックミラー36と、このダイクロイックミラー36とレ
チクルRとの間に配置されたメインコンデンサーレンズ
38とを含んで構成されている。光源14とミラー30
との間に、露光光ILの光路を開閉するシャッター40
が設けられており、このシャッター40は、シャッター
駆動部42を介してシャッター制御回路44によって駆
動されるようになっている。フライアイ光学系32の射
出面(レチクルRに対するフーリエ変換面)には、照明
系絞り46が配置されている。フライアイレンズ光学系
32の射出面は投影レンズPLの瞳面と共役に配置され
ている。
The irradiation optical system for illuminating the reticle R with the exposure light IL is a mirror 30 that reflects the exposure light IL emitted from the light source 14 and bends the exposure light IL horizontally, and the exposure light IL reflected by the mirror 30 advances. Optical integrators (fly-eye lenses) arranged sequentially in the direction
A fly-eye optical system 32 and a relay optical system 34 including
The dichroic mirror 36 includes a dichroic mirror 36 obliquely arranged at an angle of about 45 degrees above the reticle R, and a main condenser lens 38 disposed between the dichroic mirror 36 and the reticle R. Light source 14 and mirror 30
Between the shutter 40 and the shutter 40 for opening and closing the optical path of the exposure light IL.
The shutter 40 is driven by a shutter control circuit 44 via a shutter driving unit 42. An illumination system stop 46 is arranged on the exit surface of the fly-eye optical system 32 (Fourier transform surface with respect to the reticle R). The exit surface of the fly-eye lens optical system 32 is arranged conjugate with the pupil plane of the projection lens PL.

【0018】また、リレー光学系34の中には、レチク
ルR上の露光光ILの照射面積を可変にするため、ブラ
インド52が設けられている。このブラインド52は、
レチクルRのパターン面と共役に配置されている。な
お、ブラインド52はブラインド駆動部54により駆動
され、このブラインド駆動部54とブラインド52によ
って、レチクルR上の照射面積が設定される。
A blind 52 is provided in the relay optical system 34 in order to make the irradiation area of the exposure light IL on the reticle R variable. This blind 52
It is arranged conjugate with the pattern surface of reticle R. The blind 52 is driven by the blind drive unit 54, and the irradiation area on the reticle R is set by the blind drive unit 54 and the blind 52.

【0019】倍率調整機構18は、撮影光学系の結像特
性、例えばレチクルRのパターンの投影像の結像の倍率
や最適結像面位置(焦点位置)を補正する。この倍率調
整機構18として、本実施形態では投影レンズPLを構
成する特定のレンズエレメント間の気密空間の圧力を増
減するものが使用されている。なお、この倍率変換機構
として例えば、投影レンズPLを構成する一部のレンズ
エレメントを圧電素子、磁歪素子等の駆動素子により光
軸AX方向に駆動させたり、傾けたり、回転させたりす
るものを用いてもよい。なお、倍率調整機構18は、倍
率補正コントローラ64により制御される。
The magnification adjusting mechanism 18 corrects the image forming characteristics of the photographing optical system, for example, the image forming magnification of the projected image of the pattern of the reticle R and the optimum image forming plane position (focal point position). In the present embodiment, a mechanism that increases or decreases the pressure in the airtight space between specific lens elements constituting the projection lens PL is used as the magnification adjusting mechanism 18. As the magnification conversion mechanism, for example, one that drives, tilts, or rotates some lens elements that configure the projection lens PL in the optical axis AX direction by a driving element such as a piezoelectric element or a magnetostrictive element is used. May be. The magnification adjustment mechanism 18 is controlled by a magnification correction controller 64.

【0020】メモリ21には、露光光を吸収することに
より膨張するレチクルRの熱膨張の飽和点を算出するた
めに必要なデータ(レチクルの熱膨張係数、レチクルR
上での照射面積、シャッターの開閉比等)が記憶されて
いる。また、熱膨張飽和点を算出するための数式も格納
されている。主制御系22は、前述したシャッター制御
回路44、倍率補正コントローラ64及びウエハステー
ジ12を制御する。また、主制御系22内に含まれるC
PU等の演算手段によってレチクルRの熱膨張飽和点の
算出も行っている。なお、熱膨張飽和点の算出する演算
手段は、主制御系22の外部に設けてもよい。
The memory 21 stores data (the coefficient of thermal expansion of the reticle, the reticle R) necessary for calculating the saturation point of the thermal expansion of the reticle R that expands by absorbing the exposure light.
The irradiation area above, the shutter open / close ratio, etc.) are stored. Further, a mathematical expression for calculating the thermal expansion saturation point is also stored. The main control system 22 controls the shutter control circuit 44, the magnification correction controller 64, and the wafer stage 12 described above. Further, C included in the main control system 22
The thermal expansion saturation point of the reticle R is also calculated by a calculation means such as PU. The calculation means for calculating the thermal expansion saturation point may be provided outside the main control system 22.

【0021】ウエハ・アライメント系100及びTTR
アライメント系101は、アライメント及びベースライ
ンチェックに用いられる。なお、本実施の形態では、図
1に示すようにTTR方式のアライメント方式を例に挙
げて説明する。TTRアライメント系101は、レチク
ルRの上方に設けられ、ベースラインチェックの際にレ
チクルRの回路パターン領域の周辺のレチクルマークR
Mとウエハステージ12上に設けられた基準マークFM
とを同時に検出するための検出用光学系である。ウエハ
・アライメント系100は、投影レンズPLの周辺に設
けた、いわゆるオフ・アクシス系を形成している。この
ウエハ・アライメント系100は、基準マークFM及び
アライメントマーク111をベースラインチェック及び
ウエハのアライメントの際に検出するための検出用光学
系である。なお、ウエハ・アライメント系100及びT
TRアライメント系101は、図1中で紙面と垂直な方
向にも設けられており、レチクルRとウエハWを2次元
的にアライメントあるいはベースラインチェックを行う
ことできる。
Wafer alignment system 100 and TTR
The alignment system 101 is used for alignment and baseline check. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the TTR alignment method will be described as an example. The TTR alignment system 101 is provided above the reticle R, and the reticle mark R around the circuit pattern area of the reticle R is used for the baseline check.
M and fiducial mark FM provided on the wafer stage 12
It is a detection optical system for simultaneously detecting and. The wafer alignment system 100 forms a so-called off-axis system provided around the projection lens PL. The wafer alignment system 100 is a detection optical system for detecting the reference mark FM and the alignment mark 111 during a baseline check and wafer alignment. The wafer alignment system 100 and T
The TR alignment system 101 is also provided in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, and can perform two-dimensional alignment or baseline check of the reticle R and the wafer W.

【0022】ところで、TTRアライメント系101
は、ライトガイド120から供給される光束によってレ
チクルマークRM及び基準マークFMを検出する。この
ライトガイド120は、露光光ILと同一波長の照明光
を供給し、レチクルマークRM及び基準マークFMに照
射する。例えば、光源14から露光光ILをライトガイ
ド120を介してレチクルR及び基準マークFMを照射
する。また、ウエハ・アライメント系100は、ライト
ガイド121によって供給される光束によって基準マー
クFM及びアライメントマーク111を検出する。な
お、ライトガイド121は、露光光ILと同一の波長を
供給する必要はなく、ハロゲンランプなどの光源から照
明光を供給する。
By the way, the TTR alignment system 101
Detects the reticle mark RM and the reference mark FM with the light beam supplied from the light guide 120. The light guide 120 supplies illumination light having the same wavelength as the exposure light IL, and irradiates the reticle mark RM and the reference mark FM. For example, the reticle R and the reference mark FM are irradiated with the exposure light IL from the light source 14 through the light guide 120. Further, the wafer alignment system 100 detects the reference mark FM and the alignment mark 111 by the light flux supplied by the light guide 121. The light guide 121 does not need to supply the same wavelength as the exposure light IL, and supplies illumination light from a light source such as a halogen lamp.

【0023】また、投影レンズPLの周辺(投影視野
外)に設けられたウエハ・アライメント系100は、内
部にウエハW上のアライメントマーク111又は基準マ
ークFMを検出するために、基準となる指標マークTM
がガラス板に設けられ、投影像面(ウエハ表面、又は基
準マークFMの面)とほぼ共役に配置されている。ウエ
ハ・アライメント系100の光軸は、投影面像側では投
影レンズPLの光軸AXと平行である。
Further, the wafer alignment system 100 provided around the projection lens PL (outside the projection visual field) internally detects the alignment mark 111 or the reference mark FM on the wafer W, and serves as a reference index mark. TM
Are provided on the glass plate and are arranged substantially conjugate with the projection image plane (the wafer surface or the plane of the reference mark FM). The optical axis of the wafer alignment system 100 is parallel to the optical axis AX of the projection lens PL on the projection plane image side.

【0024】以下に、上記構成を有する露光装置が、レ
チクルRの熱膨張の飽和点を算出し、この算出された熱
膨張の飽和点に達するために必要な熱エネルギー量でレ
チクルRを膨張させ、この膨張させたレチクルRを用い
てベースラインチェック、アライメント及び倍率補正を
行った後に、レチクルRのパターンをウエハWに露光を
開始する処理工程を説明する。
Hereinafter, the exposure apparatus having the above configuration calculates the saturation point of thermal expansion of the reticle R, and expands the reticle R with the amount of thermal energy required to reach the calculated saturation point of thermal expansion. A process step of starting exposure of the pattern of the reticle R onto the wafer W after performing baseline check, alignment, and magnification correction using the expanded reticle R will be described.

【0025】レチクルRのパターンをウエハWに露光す
る上記処理工程において、実際のウエハWの露光ショッ
トの露光に先立ち、レチクルRの熱膨張の飽和点を算出
する。まず、その算出方法について説明する。本実施の
形態における露光装置は、ウエハWを載せたウエハステ
ージ12をX,Y方向に順次移動させながら露光を繰り
返す、いわゆるステッピング・アンド・リピート方式
で、1枚のウエハ上にレチクルRのパターンの像を順次
複数形成(露光)する装置である。このとき、シャッタ
ー40は、このウエハステージ12の移動に同期させ
て、露光光ILの通過(シャッターがオープン状態)と
遮光(シャッターがクローズ状態)を繰り返し行ってい
る。図2は、このときのレチクルの熱膨張の様子を表し
た図である。なお、図2において、toはシャッターが
オープンしている時間、tcはシャッターがクローズし
ている時間、twは一枚のウエハを露光している時間、
tpはウエハを交換している時間、tはレチクルが熱膨
張飽和点に達した時間を表している。また、レチクルR
は、露光パワーP(W/cm2)と、レチクルR上での照
射面積S(cm2)と、レチクルの熱膨張係数K(μm/
W)に依存して膨張する。照射面積Sは、前述したよう
にブラインド駆動部54がブラインド52を駆動するこ
とによって設定される。レチクルの熱膨張係数Kは、レ
チクルのパターンの分布密度、ブラインド52の部材の
種類等によって決定される。なお、これらは予め露光前
に設定される定数である。以上により、熱膨張飽和点M
1は次の式で表すことができる。なお、熱膨張飽和点は
平常状態から熱膨張が飽和状態に達するまでの単位距離
あたりの膨張変化距離のことであり、単位はμmで表さ
れる。 M1=K×P×S×to /(t+tc) …(1) また、シャッターを常にオープン状態にして露光光IL
を連続的に照射したとき、熱膨張飽和点Mは、以下の式
で表すことができる。 M=K×P×S’×1×(1−exp(−(t/T))) …(2) ここで、S’(cm2)はこのときの照射面積、T(se
c)はレチクルの熱膨張時定数を表している。なお、熱
膨張時定数Tは、レチクルの熱膨張係数K等のパラメー
タと同様に予め決まった定数である。
In the above process of exposing the pattern of the reticle R onto the wafer W, the saturation point of the thermal expansion of the reticle R is calculated prior to the exposure of the actual exposure shot of the wafer W. First, the calculation method will be described. The exposure apparatus in the present embodiment is a so-called stepping-and-repeat method in which exposure is repeated while sequentially moving the wafer stage 12 on which the wafer W is placed in the X and Y directions, and a pattern of the reticle R is formed on one wafer. Is an apparatus for sequentially forming (exposure) a plurality of images. At this time, the shutter 40 repeatedly passes the exposure light IL (the shutter is open) and shields the light (shutter is closed) in synchronization with the movement of the wafer stage 12. FIG. 2 is a diagram showing the state of thermal expansion of the reticle at this time. In FIG. 2, to is the time when the shutter is open, tc is the time when the shutter is closed, and tw is the time when one wafer is exposed.
tp represents the time when the wafer is exchanged, and t represents the time when the reticle reaches the thermal expansion saturation point. Also, reticle R
Is the exposure power P (W / cm 2 ), the irradiation area S (cm 2 ) on the reticle R, and the thermal expansion coefficient K (μm /
Expands depending on W). The irradiation area S is set by the blind drive unit 54 driving the blind 52 as described above. The thermal expansion coefficient K of the reticle is determined by the distribution density of the reticle pattern, the type of member of the blind 52, and the like. Note that these are constants set before exposure. From the above, the thermal expansion saturation point M
1 can be expressed by the following formula. The thermal expansion saturation point is the expansion change distance per unit distance from the normal state until the thermal expansion reaches the saturated state, and the unit is expressed in μm. M1 = K × P × S × to / (t + tc) (1) Further, the shutter is always open and the exposure light IL
The thermal expansion saturation point M can be expressed by the following equation when is continuously irradiated with. M = K × P × S ' × 1 × (1-exp (- (t / T))) ... (2) where, S' (cm 2) is irradiated area at this time, T (se
c) represents the thermal expansion time constant of the reticle. It should be noted that the thermal expansion time constant T is a predetermined constant, like the parameters such as the thermal expansion coefficient K of the reticle.

【0026】次に、シャッターのオープン・クローズを
繰り返しながら熱膨張していくレチクルRの熱膨張飽和
点M1まで、シャッターをオープン状態に保ち、露光光
ILを連続的に照射させてレチクルを膨張させる時間t
を求める。この時間tは、式(1)におけるM1と式
(2)におけるMが等しくなるときの時間なので、以下
のようになる。 t=−T×In(1−S/S’× to/ (to − tc)) …(3) つまり、式(3)で求められた時間tで露光光を照射す
ると、レチクルRを熱膨張飽和点に達するための必要な
熱エネルギー量が得られることになる。
Next, the shutter is kept open until the thermal expansion saturation point M1 of the reticle R, which undergoes thermal expansion while repeatedly opening and closing the shutter, and the exposure light IL is continuously irradiated to expand the reticle. Time t
Ask for. This time t is the time when M1 in the equation (1) becomes equal to M in the equation (2), and is as follows. t = -T * In (1-S / S '* to / (to-tc)) (3) That is, when the exposure light is irradiated at the time t calculated by the equation (3), the reticle R is thermally expanded. The necessary amount of heat energy to reach the saturation point will be obtained.

【0027】以上のようにして、時間tまで、レチクル
Rは露光光ILで連続的に照射される。これにより、レ
チクルRは、露光を開始する前に熱膨張飽和点に達して
いる状態になる。なお、レチクルRを熱膨張飽和点に達
するまで照射される露光光ILは、ダミー露光領域25
に照射される。このダミー露光領域25は、レチクルR
を通過してウエハステージ12上のウエハホルダー24
とは異なる位置に設けられた領域である。これにより、
露光光ILによってウエハホルダ24が熱膨等の悪影響
を受けることを防ぐことができる。ここで、ダミー露光
領域25への照射以外にウエハホルダ24の熱膨張等に
よる悪影響を防止する方法として、レチクルステージ2
8をレチクルRとともに移動させて、露光光ILをこの
移動させたレチクルRに対して照射することにより、ウ
エハホルダ24に照射させない方法が考えられる。この
場合、レチクルRを照射して膨張させるときのみ不図示
の可動式ミラーが露光光ILの光路に所定の駆動系(不
図示)によって挿入される。そして、可動式ミラーが露
光光ILを反射させ、移動待避させたレチクルステージ
28に露光光ILが照射される。また、別の方法とし
て、ウエハホルダ24を載置したウエハステージ12を
露光光ILの照射位置から待避させる方法も考えられ
る。
As described above, the reticle R is continuously irradiated with the exposure light IL until the time t. As a result, the reticle R reaches the thermal expansion saturation point before the exposure is started. It should be noted that the exposure light IL irradiated onto the reticle R until reaching the thermal expansion saturation point is the dummy exposure area 25.
Is irradiated. This dummy exposure area 25 is a reticle R.
Through the wafer holder 24 on the wafer stage 12
Is a region provided at a position different from. This allows
It is possible to prevent the exposure light IL from adversely affecting the wafer holder 24 such as thermal expansion. Here, as a method of preventing adverse effects due to thermal expansion of the wafer holder 24 other than irradiation of the dummy exposure area 25, the reticle stage 2 is used.
It is conceivable that the wafer holder 24 is prevented from being irradiated by moving the reticle R 8 and irradiating the moved reticle R with the exposure light IL. In this case, the movable mirror (not shown) is inserted into the optical path of the exposure light IL by a predetermined drive system (not shown) only when the reticle R is irradiated and expanded. Then, the movable mirror reflects the exposure light IL, and the exposure light IL is applied to the reticle stage 28 that has been moved and retracted. Further, as another method, a method of retracting the wafer stage 12 on which the wafer holder 24 is placed from the irradiation position of the exposure light IL can be considered.

【0028】なお、本実施の形態では、露光光ILをレ
チクルRに照射させることによりレチクルRを熱膨張さ
せているが、本発明はこれに限るものではない。レチク
ルRが熱膨張飽和点に達するために必要な熱エネルギー
を、レチクルRに対して与えることができるヒーター等
の加熱器HTを用いることも可能である。この場合、加
熱器HTを図1に示すように、レチクルRの側面に設け
るようにしても良いし、例えば、レチクルRに対して熱
エネルギーを与えるときのみ、コンデンサーレンズ38
とレチクルRとの間に不図示の駆動系により挿入され、
レチクルRが熱膨張飽和点に到達するまで加熱後、露光
光ILの光路から待避させるようにしてもよい。また、
加熱器HTはレチクルホルダ28を介してレチクルRを
加熱しても良い。これにより、ウエハホルダー24に露
光光を照射させることがないため、ウエハホルダー24
の熱膨張等による悪影響を防止することができる。
Although the reticle R is thermally expanded by irradiating the reticle R with the exposure light IL in the present embodiment, the present invention is not limited to this. It is also possible to use a heater HT such as a heater capable of giving the reticle R the thermal energy necessary for the reticle R to reach the thermal expansion saturation point. In this case, the heater HT may be provided on the side surface of the reticle R as shown in FIG. 1. For example, the condenser lens 38 may be provided only when heat energy is applied to the reticle R.
And a reticle R are inserted by a drive system (not shown),
The reticle R may be heated until it reaches the thermal expansion saturation point, and then retracted from the optical path of the exposure light IL. Also,
The heater HT may heat the reticle R via the reticle holder 28. As a result, the wafer holder 24 is not irradiated with the exposure light, so that the wafer holder 24
It is possible to prevent adverse effects due to thermal expansion and the like.

【0029】ところで、レチクルRは露光光ILの熱を
吸収することにより膨張するため、膨張する前後で倍率
の変化が生じる。そのため、この倍率の変化分を補正す
る必要がある。以下に、倍率補正の方法について説明す
る。主制御系22内のCPUは、レチクルRが熱を吸収
していない平常状態から熱膨張飽和点に達するまで、倍
率がどれだけ変化したか(以下、倍率変化という。)を
予め算出しメモリ21に記憶させる。この倍率変化は式
(1)より算出することができる。主制御系22は、メ
モリ21に記憶された倍率変化を読み出し、読み出され
た値に基づいて倍率補正コントローラ64を介して倍率
調整機構18を制御する。倍率調整機構18は、倍率補
正コントローラ64に制御され、投影レンズPLを構成
する特定のレンズエレメント間の気密空間の圧力を増減
し、レチクルRが膨張する前と同倍率になるように補正
する。このように、レチクルRが熱膨張飽和点に達する
ために膨張した分の倍率変化を補正する。これにより、
レチクルRの熱膨張に起因する倍率変化を防ぐことがで
き、常に一定の倍率で露光することができる。なお、本
実施の形態では、レンズエレメント間の気密空間の圧力
を増減することにより、レチクルRとウエハWとの間の
光学路長を変化させたが、投影光学系を構成する複数の
レンズエレメントの一部を光軸と平行な方向に移動させ
ることにより前記光学路長を変化させることも可能であ
る。このように、レンズエレメントを移動することによ
り、光学路長を変化させて倍率補正を行うことは特開平
4−192317に詳しく開示されている。
By the way, since the reticle R expands by absorbing the heat of the exposure light IL, the magnification changes before and after the expansion. Therefore, it is necessary to correct this change in magnification. Hereinafter, a method of magnification correction will be described. The CPU in the main control system 22 calculates in advance how much the magnification has changed from the normal state in which the reticle R does not absorb heat to the thermal expansion saturation point (hereinafter referred to as magnification change), and the memory 21. To memorize. This change in magnification can be calculated from equation (1). The main control system 22 reads the magnification change stored in the memory 21, and controls the magnification adjusting mechanism 18 via the magnification correction controller 64 based on the read value. The magnification adjusting mechanism 18 is controlled by the magnification correction controller 64 to increase or decrease the pressure in the airtight space between the specific lens elements constituting the projection lens PL, and to correct the magnification so that the reticle R has the same magnification as before the expansion. In this way, the magnification change corresponding to the expansion of the reticle R to reach the thermal expansion saturation point is corrected. This allows
A change in magnification due to thermal expansion of the reticle R can be prevented, and exposure can always be performed at a constant magnification. In this embodiment, the optical path length between the reticle R and the wafer W is changed by increasing or decreasing the pressure in the airtight space between the lens elements. It is also possible to change the optical path length by moving a part of the optical path in a direction parallel to the optical axis. As described above, moving the lens element to change the optical path length to perform magnification correction is disclosed in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 4-192317.

【0030】次に、上記のようにして倍率補正が行われ
た後、熱膨張飽和点まで到達したレチクルRを用いて露
光を開始する前にベースラインチェックを行う。レチク
ルRはレチクルステージ28に保持され、このレチクル
ステージ28はレチクルRの中心CCが投影レンズPL
の光軸と合致するように移動される。一方前述したよう
に、ウエハステージ12上には基準マークFMが設けら
れ、この基準マークFMが投影レンズPLの投影視野内
の所定位置にくるようにウエハステージ12を位置決め
する。レチクルRの上方に設けられたTTRアライメン
ト系101は、レチクルR上に設けられたレチクルマー
クRMとウエハW上に設けられた基準マークFMとを同
時に検出し、アライメントする。このときのウエハステ
ージ12の位置を光波干渉計27で計測する。
Next, after the magnification correction is performed as described above, a baseline check is performed before starting exposure using the reticle R that has reached the thermal expansion saturation point. The reticle R is held by the reticle stage 28, and the center CC of the reticle R is projected onto the projection lens PL.
Is moved to match the optical axis of. On the other hand, as described above, the reference mark FM is provided on the wafer stage 12, and the wafer stage 12 is positioned so that the reference mark FM comes to a predetermined position within the projection visual field of the projection lens PL. The TTR alignment system 101 provided above the reticle R simultaneously detects and aligns the reticle mark RM provided on the reticle R and the reference mark FM provided on the wafer W. The position of the wafer stage 12 at this time is measured by the light wave interferometer 27.

【0031】次に、ウエハ・アライメント系100で基
準マークFMが検出されるように、ウエハステージ12
が移動される。そして、指標マークTMに対して基準マ
ークFMがアライメントされたとき(すなわち、ウエハ
・アライメント系100の検出中心に基準マークFMが
アライメントされたとき)のウエハステージ12の位置
を光波干渉系27で計測する。
Next, the wafer stage 12 is set so that the reference mark FM is detected by the wafer alignment system 100.
Is moved. Then, the position of the wafer stage 12 when the reference mark FM is aligned with the index mark TM (that is, when the reference mark FM is aligned with the detection center of the wafer alignment system 100) is measured by the light wave interference system 27. To do.

【0032】ところで、ベースライン量BLは、図1に
示すようにレチクルマークRMと基準マークFMとがア
ライメントされたときのステージ12上の位置Pと、指
標マークTMと基準マークFMとがアライメントされた
ときのステージ12上の位置Qとを光波干渉計27等で
計測し、その差(P−Q)を計算することで求められ
る。このベースライン量BLは、後でウエハ上のマーク
をウエハ・アライメント系100でアライメントして投
影レンズPLの直下に送り込むときの基準量、すなわ
ち、ショットの中心とレチクルRの投影像の中心とを合
致(アライメント)させるための基準量となるものであ
る。従って、アライメントマーク111が指標マークT
Mと合致したときのウエハステージ12の位置をX3と
すると、ショットの中心とレチクルRの中心CCとを合
致させるためには、座標X3をベースライン量BLで補
正した位置にウエハステージ12を移動させればよい。
By the way, the baseline amount BL is aligned with the position P on the stage 12 when the reticle mark RM and the reference mark FM are aligned, and the index mark TM and the reference mark FM, as shown in FIG. The position Q on the stage 12 at that time is measured by the light wave interferometer 27 or the like, and the difference (P−Q) is calculated. The baseline amount BL is a reference amount when the marks on the wafer are later aligned by the wafer alignment system 100 and sent directly below the projection lens PL, that is, the center of the shot and the center of the projected image of the reticle R. It serves as a reference amount for matching (alignment). Therefore, the alignment mark 111 becomes the index mark T
When the position of the wafer stage 12 when it matches M is X3, in order to match the center of the shot and the center CC of the reticle R, the wafer stage 12 is moved to a position where the coordinate X3 is corrected by the baseline amount BL. You can do it.

【0033】なお、ベースラインを使った位置合わせ方
法を1次元方向のみについて説明したが、実際には2次
元で考える必要がある。これにより、ウエハ・アライメ
ント系100を用いてウエハW上のマーク位置を検出し
た後、一定量だけウエハステージ12を送り込むだけ
で、直ちにレチクルRのパターンをウエハW上のショッ
ト領域に正確に重ね合わせて露光することができる。
Although the alignment method using the baseline has been described only in the one-dimensional direction, it is actually necessary to consider it in two dimensions. As a result, after the mark position on the wafer W is detected by using the wafer alignment system 100, the pattern of the reticle R can be accurately superimposed on the shot area on the wafer W immediately by feeding the wafer stage 12 by a fixed amount. Can be exposed.

【0034】以上のように、熱膨張飽和点に達した状態
のレチクルRを用いて露光開始前にベースラインチェッ
クを行う。これにより、レチクルRが露光光ILを吸収
することにより膨張し、ベースラインの管理に狂いが生
じることがなく、高精度な露光を行うことができる。ベ
ースラインチェックが終了した後、ウエハアライメント
を行う。本実施の形態では、ウエハW上のショット領域
のうち、数ショット(例えば、5〜10ショット)をサ
ンプルショットとして選択し、各々のサンプルショット
について、サンプルショット領域の周辺部に形成された
アライメントマークの位置を計測する。そして、計測さ
れたマーク位置情報と、マーク設計値とを使って、統計
的演算手法により算出されたショット配列座標に基づい
て、ウエハステージ12を投影レンズの下に移動させる
ことによりアライメントを行うものとする。このよう
な、アライメント方式(以下、EGA方式という。)
は、例えば特開昭61−44429号に詳しく開示され
ている。本実施の形態におけるウエハマーク位置の計測
は、投影レンズPLの周辺に設けられたウエハ・アライ
メント系100を用いる。このウエハ・アライメント系
100には、図3(b)に示すようなマルチラインパタ
ーンの指標マークTMとして、TMX1、TMX2及びT
MY1、TMY2が設けられている。また、図3(a)は
サンプルショットSAを示し、サンプルショットSA1
の周辺部には、例えばマルチラインパターンのアライメ
ントマーク111,112が形成されている。
As described above, the baseline check is performed before the exposure is started by using the reticle R which has reached the thermal expansion saturation point. As a result, the reticle R absorbs the exposure light IL and expands, and the baseline management is not disturbed, so that highly accurate exposure can be performed. After the baseline check is completed, wafer alignment is performed. In the present embodiment, among shot areas on wafer W, several shots (for example, 5 to 10 shots) are selected as sample shots, and for each sample shot, an alignment mark formed around the sample shot area is formed. Measure the position of. Then, using the measured mark position information and the mark design value, the wafer stage 12 is moved under the projection lens based on the shot arrangement coordinates calculated by the statistical calculation method to perform alignment. And Such an alignment method (hereinafter referred to as an EGA method)
Are disclosed in detail, for example, in JP-A-61-44429. The measurement of the wafer mark position in this embodiment uses the wafer alignment system 100 provided around the projection lens PL. The wafer alignment system 100 has TMX1, TMX2 and TMX as index marks TM having a multi-line pattern as shown in FIG.
MY1 and TMY2 are provided. Further, FIG. 3A shows a sample shot SA, and sample shot SA1
Alignment marks 111 and 112 having, for example, a multi-line pattern are formed in the peripheral portion of the.

【0035】具体的に例を挙げて説明すると、先ず、ウ
エハW上のサンプルショットSA1の周辺部に形成され
たアライメントマーク111が図3(b)に示すよう
に、ウエハ・アライメント系100の検出領域内で指標
マークにTMX1とTMX2との間に挟み込まれるように
ウエハステージ12を位置決めする。そして、主制御系
22は、位置決めされたウエハステージ12の座標位置
を光波干渉系27から読み込む。ウエハ・アライメント
系100内には、CCDカメラが設けられており、CC
Dカメラはアライメントマーク111の像と指標マーク
TM(TMX1、TMX2)の像とを同時に撮像し、アラ
イメントマーク111と指標マークFMに対応する画像
信号を出力する。さらに、主制御系22は、CCDカメ
ラからの画像信号を処理して、指標板の中心とアライメ
ントマーク111の中心点とのずれ量を検出し、このず
れ量とこの時のウエハステージ12の座標位置とに基づ
いて、アライメントマーク111の座標を算出する。同
様にして、指標マークTMY1、TMY2を用いてY方向
のアライメントマーク112の座標位置を計測する。そ
して、各サンプルショットについて、同様にしてアライ
メントマークの座標位置を計測する。これらの計測値に
基づいて主制御系22はEGA方式で求められたウエハ
W上のショット配列座標を求め、この配列座標とベース
ライン量BLとに基づいてウエハステージ12を移動さ
せてアライメントを実行する。
Explaining with a specific example, first, as shown in FIG. 3B, the alignment mark 111 formed in the peripheral portion of the sample shot SA1 on the wafer W is detected by the wafer alignment system 100. The wafer stage 12 is positioned so that the index mark is sandwiched between TMX1 and TMX2 in the area. Then, the main control system 22 reads the coordinate position of the positioned wafer stage 12 from the light wave interference system 27. A CCD camera is provided in the wafer alignment system 100, and CC
The D camera simultaneously captures an image of the alignment mark 111 and an image of the index mark TM (TMX1, TMX2), and outputs an image signal corresponding to the alignment mark 111 and the index mark FM. Further, the main control system 22 processes the image signal from the CCD camera to detect the deviation amount between the center of the index plate and the center point of the alignment mark 111, and the deviation amount and the coordinates of the wafer stage 12 at this time. The coordinates of the alignment mark 111 are calculated based on the position. Similarly, the coordinate position of the alignment mark 112 in the Y direction is measured using the index marks TMY1 and TMY2. Then, the coordinate position of the alignment mark is similarly measured for each sample shot. Based on these measured values, the main control system 22 obtains shot arrangement coordinates on the wafer W obtained by the EGA method, and moves the wafer stage 12 based on the arrangement coordinates and the baseline amount BL to execute alignment. To do.

【0036】ところで、上記説明において、レチクルR
の膨張はレチクルRの中心から等方的に膨張すると想定
して説明した。もし、レチクルRが非等方的に不均一に
膨張する場合は、熱膨張飽和点に達した状態でのレチク
ルRの中心を定規などの測定器具を用いて実測して検出
するか、もしくは画像として映像信号を取り込んだ後に
画像処理によって検出する。そして、計測されたレチク
ルRの中心の基準値(予め求められたレチクルマークR
Mとレチクルの中心との距離)からのずれ量に倍率を乗
じた量をベースライン量BLにオフセットとして加え
て、アライメントを行えばよい。これにより、レチクル
Rが等方的に膨張する場合と同様に、総合重ね合わせ精
度の悪化を防止することができる。
By the way, in the above description, the reticle R
The expansion has been described on the assumption that the expansion is isotropic from the center of the reticle R. If the reticle R expands anisotropically and non-uniformly, the center of the reticle R in a state where the thermal expansion saturation point is reached is measured and detected using a measuring instrument such as a ruler, or Is detected by image processing after capturing the video signal. Then, the reference value of the center of the measured reticle R (the reticle mark R obtained in advance
Alignment may be performed by adding an amount obtained by multiplying a deviation amount from the distance between M and the center of the reticle) by a magnification to the baseline amount BL as an offset. As a result, it is possible to prevent deterioration of the overall overlay accuracy, as in the case where the reticle R expands isotropically.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、熱膨張飽和点まで膨張
させたレチクルを用いて、ベースラインチェック及び倍
率補正を行う。これにより、レチクルの熱膨張に起因し
た精度悪化を防止することができるとともに、従来の問
題点であった予測誤差による精度悪化を防止することが
でき、かつ複雑かつ煩雑であった演算を不要とすること
ができる。
According to the present invention, the baseline check and the magnification correction are performed using the reticle expanded to the thermal expansion saturation point. As a result, it is possible to prevent deterioration of accuracy due to thermal expansion of the reticle, prevent deterioration of accuracy due to a prediction error, which is a conventional problem, and eliminate the need for complicated and complicated calculations. can do.

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

【図1】は、本発明の第1の実施形態の構成を表す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】は、レチクルの熱膨張の様子を表した図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a state of thermal expansion of a reticle.

【図3】は、アライメントマーク及び指標マークTMを
表す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an alignment mark and an index mark TM.

【主要部分の符号の説明】[Description of Signs of Main Parts]

12 ウエハステージ 14 光源 18 倍率調整機構 20 ステージ駆動部 21 メモリ 22 主制御系 24 ウエハホルダー 25 ダミー露光領域 26 移動鏡 27 光波干渉計 28 レチクルステージ 30 ミラー 32 フライアイ光学系 34 リレー光学系 36 ダイクロイックミラー 38 メインコンデンサーレンズ 40 シャッター 42 シャッター駆動部 44 シャッター制御回路 46 照明系絞り 52 ブラインド 54 レチクルブラインド駆動部 64 倍率補正コントローラ 100 ウエハ・アライメント系 101 TTRアライメント系 102 ダミー露光領域 111,112 アライメントマーク 120 ライトガイド 121 ライトガイド PL 投影レンズ R レチクル W ウエハ AX 光軸 FM 基準マーク RM レチクルマーク HT 加熱器 TM 基準マーク 12 wafer stage 14 light source 18 magnification adjusting mechanism 20 stage drive unit 21 memory 22 main control system 24 wafer holder 25 dummy exposure area 26 moving mirror 27 light wave interferometer 28 reticle stage 30 mirror 32 fly eye optical system 34 relay optical system 36 dichroic mirror 38 Main Condenser Lens 40 Shutter 42 Shutter Drive Unit 44 Shutter Control Circuit 46 Illumination System Aperture 52 Blind 54 Reticle Blind Drive Unit 64 Magnification Correction Controller 100 Wafer Alignment System 101 TTR Alignment System 102 Dummy Exposure Area 111, 112 Alignment Mark 120 Light Guide 121 Light guide PL Projection lens R Reticle W Wafer AX Optical axis FM Reference mark RM Reticle mark HT Heating TM reference mark

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定波長域の露光光によりマスクを照明
し、前記マスク上のパターンの像を投影光学系を介して
感光剤が塗布された基板上にステージの移動を繰り返し
て形成する露光装置において、 前記露光光の吸収による前記マスクの熱膨張の飽和点に
関する情報を算出する算出手段を備え、 前記基板上に露光を開始する前に、前記算出手段により
算出された前記情報に基づいて前記マスクを膨張させる
ことを特徴とする露光装置。
1. An exposure apparatus which illuminates a mask with exposure light in a predetermined wavelength range and forms an image of the pattern on the mask on a substrate coated with a photosensitive agent through a projection optical system by repeatedly moving a stage. In, comprising a calculation means for calculating information about a saturation point of thermal expansion of the mask due to absorption of the exposure light, before starting exposure on the substrate, based on the information calculated by the calculation means An exposure apparatus characterized by expanding a mask.
【請求項2】 請求項1記載の露光装置において、前記
算出手段によって算出された前記情報に基づいて前記露
光光を照射することにより、前記マスクを膨張させるこ
とを特徴とする露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the mask is expanded by irradiating the exposure light based on the information calculated by the calculating means.
【請求項3】 請求項1記載の露光装置において、前記
算出手段によって算出された前記情報に基づいて前記マ
スクを加熱する加熱器を有することを特徴とする露光装
置。
3. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a heater that heats the mask based on the information calculated by the calculation means.
【請求項4】 請求項1記載の露光装置において、さら
に、前記露光光の通過と遮光を制御する制御手段を有
し、 前記算出手段は、前記制御手段によって制御された前記
露光光の通過時間と遮光時間に基づいて前記情報を算出
することを特徴とする露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls passage and blocking of the exposure light, wherein the calculation unit controls the passage time of the exposure light controlled by the control unit. And an exposure apparatus, wherein the information is calculated based on a light blocking time.
【請求項5】 請求項1及び2記載の露光装置におい
て、さらに、マスク上のパターンの像の倍率を補正する
補正手段を備え、 該補正手段は、前記マスクが熱膨張の飽和点に達した状
態で前記マスクと前記基板間の光学路長を変化させるこ
とを特徴とする露光装置。
5. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a correction means for correcting the magnification of the image of the pattern on the mask, wherein the correction means has reached the saturation point of thermal expansion of the mask. An exposure apparatus, wherein an optical path length between the mask and the substrate is changed in a state.
【請求項6】 所定波長域の露光光によりマスクを照明
し、前記マスク上のパターンの像を投影光学系を介して
感光剤が塗布された基板上にステージの移動を繰り返し
て形成する露光方法において、 前記露光光の吸収による前記マスクの熱膨張の飽和点に
関する情報を算出する工程と、 前記基板上に露光を開始する前に、前記算出手段により
算出された前記情報に基づいて前記マスクを膨張させる
工程と、 前記基板板上に露光する工程と、を含むことを特徴とす
る露光方法。
6. An exposure method in which a mask is illuminated with exposure light in a predetermined wavelength range, and an image of the pattern on the mask is formed through a projection optical system on a substrate coated with a photosensitive agent by repeatedly moving a stage. In the step of calculating information about a saturation point of thermal expansion of the mask due to absorption of the exposure light, before starting exposure on the substrate, the mask based on the information calculated by the calculating means. An exposure method comprising the steps of expanding and exposing the substrate plate.
【請求項7】 請求項6記載の露光方法において、前記
マスクを膨張させる工程の後、前記露光する工程の前
に、前記マスクの像の位置と前記投影光学系の光軸外に
設けられた検出用光学系の検出位置との位置関係を管理
する工程を含むことを特徴とする露光方法。
7. The exposure method according to claim 6, wherein after the step of expanding the mask and before the step of exposing, it is provided outside the optical axis of the image position of the mask and the projection optical system. An exposure method comprising a step of managing a positional relationship between a detection optical system and a detection position.
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