JPH10116771A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH10116771A
JPH10116771A JP8270632A JP27063296A JPH10116771A JP H10116771 A JPH10116771 A JP H10116771A JP 8270632 A JP8270632 A JP 8270632A JP 27063296 A JP27063296 A JP 27063296A JP H10116771 A JPH10116771 A JP H10116771A
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Kazuya Ota
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    • 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
    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment, 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an aligner which restrains the thermal deformation of a reference member used to calibrate an exposure condition such as a baseline amount or the like and by which the exposure condition is calibrated always with high accuracy.
SOLUTION: A cooling pipe 24C is installed on the bottom part of a reference mark member 8 as a reference member on which reference marks 17A, 17B for an alignment sensor are formed, and a cooling liquid is circulated in the cooling pipe 24C from an external temperature-regulating apparatus. Temperature sensors 25A, 25B which are used to measure the temperature of the reference mark member 8 are installed on the bottom part of the reference mark member 8, and the temperature or the like of the cooling liquid supplied to the cooling pipe 24C is controlled in such a way that measured values of the temperature sensors 25A, 25B become a prescribed desired value. When the temperature of the reference mark member 8 is made nearly constant, the thermal deformation of the reference mark member 8 is suppressed.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

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マスク上のパターンを感光基板上に転写するために使用される露光装置に関し、更に詳しくは、例えばアライメントセンサのベースライン量等の露光条件のキャリブレーションを行う機能を備えた露光装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is, for example, a semiconductor device, liquid crystal display devices, imaging devices (CCD, etc.), or transferring a pattern on a mask onto a photosensitive substrate by a photolithography process for manufacturing a thin-film magnetic heads, etc. It relates exposure apparatus used for, and more particularly, to an exposure apparatus having, for example, functions to perform calibration of the exposure conditions of the baseline amount and the like of the alignment sensor.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、例えば半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクル(又はフォトマスク等)のパターンを投影光学系を介して感光基板としてのウエハ(又はガラスプレート等)上に転写するためのステッパー等の投影露光装置が使用されている。 Conventionally, transfer for example, when manufacturing the semiconductor devices or the like, onto a wafer (or a glass plate or the like) of the pattern of the reticle (or photomask, etc.) as a mask as a photosensitive substrate through a projection optical system a projection exposure apparatus such as a stepper for is used. このような投影露光装置では、レチクルのパターンを既にそれまでの工程でウエハ上の各ショット領域に形成された回路パターンにそれぞれ正確に重ね合わせて露光するために、種々の露光条件の設計値からのずれ量の計測、即ちキャリブレーション(較正)を正確に行う必要がある。 In such projection exposure apparatus, in order to expose by each correctly overlaid on the circuit pattern formed in each shot area on the wafer already in the process so far the pattern of the reticle from the design value of various exposure conditions measurement of the displacement amount, i.e., it is necessary to accurately calibrate (calibration). 本明細書における「キャリブレーション」には、その露光条件の高精度な計測も含むものとする。 In "Calibration" herein is intended to include also highly accurate measurement of the exposure conditions.

【0003】そのキャリブレーションの対象となる露光条件の一つに、ウエハ上の位置合わせ用マークとしてのウエハマークの位置検出を行うために使用されるアライメントセンサの所謂ベースライン量がある。 [0003] One of the exposure conditions to be the calibration, there is a so-called base line amount of the alignment sensor used for detecting the position of the wafer mark as an alignment mark on the wafer. このベースライン量は、アライメントセンサの計測中心と、レチクルのパターン中心を投影光学系を介してウエハ上に投影した像との相対的な間隔であり、アライメントセンサの計測値に対してそのベースライン量の補正を行うことによって、ウエハの各ショット領域の中心をそのパターン中心の像に正確に合わせ込んで露光を行うことができる。 The baseline amount, the measurement center of the alignment sensor, a relative distance between the projected image of the pattern center of the reticle onto a wafer through a projection optical system, the baseline against measurement values ​​of the alignment sensor by correcting the amount, the center of each shot area of ​​the wafer can be performed image to accurately align crowded by exposure of the pattern center.

【0004】従来よりそのベースライン量のキャリブレーションを行うために、ウエハを位置決めするためのウエハステージ上に複数の基準マークが形成された基準マーク部材が設置されている。 [0004] In order to calibrate the baseline amount conventionally, the reference mark member having a plurality of reference marks are formed on a wafer stage for positioning the wafer is installed. そして、レチクル上に形成されたレチクルアライメントマークと基準マーク部材上の対応する基準マークとを合わせた状態で、基準マーク部材上の別の基準マークの位置をアライメントセンサにより計測することで、ベースライン量が求められる。 Then, in a state in which a combination of the corresponding reference mark on the reticle alignment mark and the reference mark member formed on the reticle, the position of another reference mark on the reference mark member by measuring the alignment sensor, the baseline the amount is required.

【0005】また、それ以外にキャリブレーションが必要な露光条件としては、投影光学系の倍率誤差を含むレチクルの倍率誤差等もある。 Further, as the required exposure condition calibration otherwise, there is also a magnification error of the reticle including magnification error of the projection optical system. レチクルの倍率誤差とは、 The magnification error of the reticle,
レチクルに描画されたパターンの設計値からのずれ量を意味し、レチクルの倍率誤差は、レチクルに形成された複数の評価用パターンの像をウエハステージ上に投影した状態で、ウエハステージに設けられた基準開口板を介して各評価用パターン像の位置を計測することによって計測できる。 Means the amount of deviation from the design value of the pattern drawn on the reticle, the magnification error of the reticle, while projecting the image of a plurality of evaluation patterns formed on a reticle on a wafer stage, is provided on the wafer stage and through the reference aperture plate can be measured by measuring the position of each evaluation pattern images. 即ち、基準開口板には例えばスリット状の開口が形成され、ウエハステージを駆動することによって基準開口板の開口でそれら評価用パターン像を走査し、その開口を通過した光束を光電検出器で受光することによって、それら評価用パターン像の位置が検出され、複数の評価用パターン像の位置関係よりレチクルの倍率誤差が求められる。 That, is formed an opening slit-shaped for example, the reference aperture plate, and scanning them evaluation pattern images at the aperture of the reference aperture plate by driving the wafer stage, receives a light beam having passed through the opening in the photoelectric detector by, is detected positions of the evaluation pattern images, the magnification error of the reticle from the positional relationship of the plurality of evaluation pattern images is obtained.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術において、露光工程中に基準マーク部材や基準開口板等の基準部材の位置が変化すると、ベースライン量やレチクルの倍率誤差等の露光条件のキャリブレーションが正確に行われなくなる。 [SUMMARY OF THE INVENTION In the above-mentioned prior art, the position of the reference member, such as a reference mark member and the reference aperture plate during the exposure process varies, the baseline amount and the exposure conditions magnification errors of the reticle calibration is not performed correctly of. そのため、それらの基準部材はできるだけ位置ずれしないように保持されている。 Therefore, those of the reference member is held so as not to shift as much as possible position.

【0007】しかしながら、投影露光装置に搬送された各ウエハは、露光に際し露光光による照射エネルギーにより昇温し、それに伴ってウエハステージ上の基準部材の温度も上昇して熱変形が起こる。 However, each wafer was transported to the projection exposure apparatus, the temperature was raised by irradiation energy by the exposure light upon exposure, the temperature of the reference member on the wafer stage is also thermally deformed occurs increases accordingly. 更に、ウエハステージには、リニアモータ等の駆動装置や各種センサ等の熱源も組み込まれているため、これらの熱源の影響によっても基準部材の熱変形が生じることがある。 Further, the wafer stage, since also incorporates a heat source such as a driving device, various sensors such as a linear motor, there is the thermal deformation of the reference member by the influence of these heat sources occurs. このように基準部材が熱変形すると、複数の基準マークの間隔が変化したり、基準となる開口の位置が変化したりして、露光条件のキャリブレーションが正確に行われなくなり、 Thus the reference member is thermally deformed, or changed the spacing of a plurality of reference marks, the position of the opening serving as a reference is or changed, calibration of the exposure conditions is no longer performed accurately,
ひいては重ね合わせ精度が低下するという不都合がある。 Thus superposition accuracy is disadvantageously lowered.

【0008】また、熱変形を少なくするために、基準部材は例えば石英ガラスや、低膨張率のガラスセラミックス(例えばショット社製の商品名ゼロデュア等)のような低膨張率の材料より形成されている。 Further, in order to reduce the thermal deformation, the reference member, for example of quartz glass, and is formed of a material of a low expansion ratio as low expansion glass-ceramics (e.g. Schott under the trade name Zerodur, etc.) there. しかしながら、 However,
最近の半導体素子の集積度は益々高まり、必要な重ね合わせ精度も益々高くなっているため、基準部材として、 Is increased more and more integration of recent semiconductor elements, since also increasingly higher required overlay accuracy, as the reference member,
そのような低膨張率の材料を使用しても、基準部材の熱変形によって所望の重ね合わせ精度が得られなくなりつつある。 Even using materials of such low expansion ratio, desired overlay accuracy by thermal deformation of the reference member is becoming not be obtained.

【0009】本発明は斯かる点に鑑み、ベースライン量等の露光条件のキャリブレーション用の基準部材の熱変形を抑制して、その露光条件のキャリブレーションを常に高精度に行うことができる露光装置を提供することを目的とする。 [0009] The present invention has been made in view of the points mow 斯, by suppressing the thermal deformation of the reference member for calibration of the exposure conditions of the baseline amount and the like, it is possible to perform calibration of the exposure conditions at all times with high precision exposure and to provide a device.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】本発明による露光装置は、露光光(IL)のもとでマスクパターン(1)が転写される感光基板(5)を位置決めするための基板ステージ(6)と、この基板ステージ上に固定された基準部材(8)とを備え、この基準部材を用いて所定の露光条件のキャリブレーションが行われる露光装置において、 Exposure apparatus according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION includes an exposure light substrate stage (6) for the mask pattern (1) is to position a photosensitive substrate to be transferred (5) under (IL) , and a fixed reference member on the substrate stage (8), an exposure device calibration predetermined exposure condition is performed by using the reference member,
基準部材(8)の温度を制御する温度制御手段(20, Temperature control means (20 for controlling the temperature of the reference member (8),
24A〜24C)を設けたものである。 24A~24C) in which a is provided.

【0011】斯かる本発明の露光装置によれば、基準部材(8)の温度を温度制御手段(20,24A〜24 According to the exposure apparatus of the present invention, the temperature control means the temperature of the reference member (8) (20,24A~24
C)により例えばほぼ一定の状態に制御することで、基準部材(8)の熱変形が抑えられる。 C) By By controlling for instance a substantially constant state, the thermal deformation of the reference member (8) is suppressed. これにより、その所定の露光条件のキャリブレーションを常に高精度に行うことができる。 Thus, it is possible to perform calibration of the predetermined exposure condition always with high accuracy. この場合、基準部材(8)の温度を計測する温度計測手段(25A,25B)を設け、この温度計測手段で計測される温度に基づいて温度制御手段(20,24A〜24C)は基準部材(8)の温度を制御することが望ましい。 In this case, the temperature measuring means (25A, 25B) for measuring the temperature of the reference member (8) is provided, temperature control means (20,24A~24C) based on the temperature measured by the temperature measuring means reference member ( it is desirable to control the temperature of 8). 例えば温度計測手段(25A, For example, the temperature measuring means (25A,
25B)により計測される基準部材(8)の温度が所望の値になるように制御することで、基準部材(8)の温度を常にその所望の値に維持することができる。 By temperature of the reference member (8) which is measured by 25B) is controlled to be a desired value, the temperature of the reference member (8) can always be maintained at its desired value.

【0012】また、感光基板(5)上の位置合わせ用マークの位置を検出するアライメントセンサ(12Y,1 Further, the alignment sensor (12Y for detecting the position of the alignment mark on the photosensitive substrate (5), 1
3)が設けられている場合、その基準部材の一例は、所定の基板上にそのマスクパターン用の基準マーク(17 If 3) is provided, an example of the reference member, the reference mark for the mask pattern on a predetermined substrate (17
A,17B)及びアライメントセンサ(12Y,13) A, 17B) and the alignment sensor (12Y, 13)
用の基準マーク(15X,15Y,16X,16Y)が形成された基準マーク部材(8)であり、そのキャリブレーションの対象となる所定の露光条件の一例は、そのマスクパターンの基板ステージ(6)上での転写位置とアライメントセンサ(12Y,13)の計測中心との相対間隔(ベースライン量)である。 Reference mark use (15X, 15Y, 16X, 16Y) is a reference mark member, which is formed (8), an example of a predetermined exposure condition to be its calibration, the substrate stage of the mask pattern (6) a transfer position and alignment sensor above (12Y, 13) relative spacing (baseline amount) between the measurement center. 温度制御手段(2 Temperature control means (2
0,24A〜24C)によって基準マーク部材(8)の温度をほぼ一定に制御することによって、アライメントセンサ(12X,13)のベースライン量のキャリブレーションが常に高精度に行われ、このベースライン量に基づいて、そのマスクパターンが感光基板(5)上に高い重ね合わせ精度で転写される。 By controlling substantially constant temperature of the reference mark member (8) by 0,24A~24C), the baseline amount of calibration of the alignment sensor (12X, 13) made to always accurate, the base line amount based on, the mask pattern is transferred with high overlay accuracy on a photosensitive substrate (5).

【0013】 [0013]

【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面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to the drawings an embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. 本例は、ステッパー型の投影露光装置に本発明を適用したものである。 This example is an application of the present invention to a stepper-type projection exposure apparatus. 図1は、本例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り、この図1において、露光時に光源、レチクル上の照度分布を均一化するフライアイレンズ、露光光のレチクル上の視野を規定する視野絞り、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学系ELから射出される露光光ILは、レチクル1上に均一な照度分布で照射される。 Figure 1 is a schematic configuration view, with parts cut away showing a projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 1, a light source at the time of exposure, a fly's eye lens for uniformizing the illuminance distribution on the reticle, the exposure light reticle a field stop defining the field of view of the above, and the exposure light IL emitted from the illumination optical system EL including a capacitor lens and the like is illuminated with uniform illuminance distribution on the reticle 1. 露光光ILのもとで、レチクル1上のパターンの像が投影光学系4を介して投影倍率β(βは1/4、又は1/5等)でウエハ5の各ショット領域に転写される。 Under the exposure light IL, it is transferred to each shot area of ​​the wafer 5 in the image of the pattern on the reticle 1 through the projection optical system 4 projection magnification beta (beta is 1/4, or 1/5, etc.) . 露光光ILとしては、水銀ランプの紫外域の輝線(g線、i線等)、KrFエキシマレーザ光やA The exposure light IL, emission lines in the ultraviolet region of a mercury lamp (g-line, i-line, etc.), KrF excimer laser light, or A
rFエキシマレーザ光、あるいは銅蒸気レーザやYAG rF excimer laser, or copper vapor laser or YAG
レーザの高調波等が使用される。 Harmonic, etc. of the laser is used. 以下、投影光学系4の光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な2次元平面内で図1の紙面に平行にX軸、図1の紙面に垂直にY軸を取って説明する。 Hereinafter, taken parallel to the Z axis to the optical axis AX of the projection optical system 4, parallel to the X axis in the plane of FIG. 1 in a vertical in a two-dimensional plane in the Z-axis, perpendicular to the plane of FIG. 1 and the Y-axis explain.

【0014】レチクル1はX方向、Y方向、及び回転方向に微動可能なレチクルステージ2上に載置されている。 [0014] The reticle 1 is X direction, Y direction, and it is placed on finely movable reticle stage 2 in the direction of rotation. レチクルステージ2のX方向及びY方向の端部には、外部のX軸用のレーザ干渉計3X及びY軸用の2つのレーザ干渉計(不図示)からのレーザビームをそれぞれ反射する移動鏡3XM及び3YMが固定されている。 At the end of the X direction and the Y direction of the reticle stage 2, the moving mirror 3XM for reflecting a laser beam from the two laser interferometers for laser interferometer 3X and Y-axis for an external X-axis (not shown), respectively and 3YM are fixed.
X軸用のレーザ干渉計3X及び移動鏡3XMによりレチクルステージ2のX座標が計測され、Y軸用の2つのレーザ干渉計及び移動鏡3YMによりレチクルステージ2 X-coordinate of the reticle stage 2 is measured by a laser interferometer 3X and the moving mirror 3XM for X-axis, the reticle stage 2 by two laser interferometers, and movement mirrors 3YM for Y-axis
のY座標及び回転角が計測される。 Y-coordinate and the rotation angle of is measured. これらのレーザ干渉計の計測値は主制御系9に供給され、主制御系9はそれらの計測値に基づいて不図示のステージ駆動系を介してレチクルステージ2の位置決め動作を制御する。 Measurement values ​​of these laser interferometers are supplied to the main control system 9, the main control system 9 controls the positioning operation the reticle stage 2 via stage drive system (not shown) on the basis of their measured values. また、 Also,
レチクル1上にはレチクルのアライメント用のレチクルアライメントマークが形成されている。 On the reticle 1 is a reticle alignment marks for alignment of the reticle is formed.

【0015】図2は、レチクル1の平面図を示し、この図2において、レチクル1のパターン領域PAを囲む遮光帯TAのX方向の外側に近接して、1対の十字状のレチクルアライメントマークRMA,RMBが形成されている。 [0015] Figure 2 shows a plan view of a reticle 1, in FIG. 2, in proximity to the outside of the X-direction of the light-shielding band TA surrounding the pattern area PA of the reticle 1, a pair reticle alignment marks cross-shaped of RMA, RMB has been formed. レチクルアライメントマークRMA,RMBの中央がレチクル1のパターン中心RCに設定されている。 Reticle alignment marks RMA, central RMB is set to the pattern center RC of the reticle 1.

【0016】図1に戻り、図2のレチクルアライメントマークRMA及びRMBに対応してレチクル1の上方に、それぞれレチクルアライメント顕微鏡11A及び1 [0016] Returning to Figure 1, above the reticle 1 in response to the reticle alignment marks RMA and RMB in FIG 2, the reticle alignment respectively microscopes 11A and 1
1Bが配置されている。 1B is disposed. 本例のレチクルアライメント顕微鏡11A及び11Bは、それぞれ露光光ILと同じ波長の照明光のもとで、レチクルアライメントマークRM Reticle alignment microscopes 11A and 11B of the present embodiment, each under the illumination light of the same wavelength as the exposure light IL, a reticle alignment marks RM
A及びRMBと対応する後述の基準マークとの像を撮像する顕微鏡であり、この撮像信号を処理することによってレチクル1のアライメントが行われる。 A microscope for imaging an image of a reference mark to be described later and the corresponding A and RMB, the alignment reticle 1 is performed by treating the imaging signal.

【0017】一方、ウエハ5は不図示のウエハホルダを介してX方向及びY方向に移動自在、且つZ方向及び回転方向に微動可能なウエハステージ6上に載置されている。 Meanwhile, the wafer 5 is mounted movably, and on the Z direction and slightly movable wafer stage in the rotation direction 6 in the X direction and Y direction via a wafer holder (not shown). ウエハステージ6によりウエハ5の各ショット領域の中心をレチクル1のパターン中心の像の位置に移動する動作と、露光動作とがステップ・アンド・リピート方式で繰り返されて、レチクル1のパターン像が順次ウエハ5上の各ショット領域に転写される。 Operation for moving the center of each shot area of ​​the wafer 5 to the position of the image of the pattern center of the reticle 1 by the wafer stage 6, the exposure operation and is repeated in a step-and-repeat method, the pattern image of the reticle 1 is sequentially It is transferred to each shot area on the wafer 5. また、ウエハステージ6のX方向及びY方向の端部には、外部のX軸用のレーザ干渉計7X、及びY軸用の2つのレーザ干渉計(不図示)からのレーザビームをそれぞれ反射する移動鏡7XM及び7YMが固定されている。 Also, the ends of the X direction and the Y direction of the wafer stage 6, and reflects the laser interferometer 7X for external X-axis, and two laser interferometers for Y-axis laser beam from (not shown), respectively moving mirror 7XM and 7YM are fixed. X軸用のレーザ干渉計7X及び移動鏡7XMによりウエハステージ6のX座標が計測され、Y軸用の2つのレーザ干渉計及び移動鏡7YMによりウエハステージ6のY座標及び回転角が計測される。 X-coordinate of the wafer stage 6 is measured by a laser interferometer 7X and the moving mirror 7XM for X-axis, Y-coordinate and the rotation angle of the wafer stage 6 is measured by two laser interferometers, and movement mirrors 7YM for Y-axis . これらのレーザ干渉計の計測値は主制御系9に供給され、主制御系9はそれらの計測値に基づいて不図示のリニアモータ等のステージ駆動系を介してウエハステージ6の位置決め動作を制御する。 Measurement values ​​of these laser interferometers are supplied to the main control system 9, the main control system 9 through a stage drive system such as a linear motor (not shown) on the basis of their measured value controls the positioning operation of the wafer stage 6 to.

【0018】また、ウエハ5上の各ショット領域には位置合わせ用のウエハマークが形成されており、これらのウエハマークの位置が後述のアライメントセンサにより計測される。 Further, in each shot area on the wafer 5 are formed wafer marks for positioning, the position of the wafer mark is measured by the alignment sensor will be described later. この計測結果によって例えば所謂エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方式で各ショット領域の配列座標が決定され、これらの配列座標をアライメントセンサのベースライン量で補正した座標に基づいてウエハステージ6を駆動することによって、各ショット領域の中心がそれぞれレチクル1のパターン中心の像に合致する。 The measurement result, for example, by a so-called enhanced global alignment (EGA) arrangement coordinates of each shot area scheme is determined to drive the wafer stage 6 based on the coordinates obtained by correcting these array coordinates in the baseline amount of the alignment sensor it allows the center of each shot area matches the image of the pattern center of the reticle 1, respectively.

【0019】本例の投影露光装置には、ウエハマークの位置検出用として、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式で且つLIA(Laser Interferometric Alignment)方式のY軸のアライメントセンサ12Y、LIA方式の不図示のX軸のアライメントセンサ、及びオフ・アクシス方式で且つFIA(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサ13が設置されている。 The projection exposure apparatus of this embodiment, as for the position detection of the wafer mark, TTL (through-the-lens) method on and LIA (Laser Interferometric Alignment) method of the Y-axis alignment sensor 12Y, LIA type non alignment sensor of the X axis shown, and the alignment sensor 13 and FIA (Field Image alignment) system by off-axis type is installed. LIA方式とは、 The LIA system,
回折格子状のウエハマークに対して可干渉で僅かに周波数の異なる1対のレーザビームを照射し、そのウエハマークから同一方向に発生する例えば1対の回折光からなるヘテロダインビームを光電変換して得られるビート信号の位相に基づいて、そのウエハマークの位置を検出する方式である。 In coherent with respect to the diffraction grating-shaped wafer mark by irradiating laser beams of different pair of slightly frequencies, a heterodyne beam of diffracted light, for example a pair occurs in the same direction from the wafer mark photoelectrically converts based on the obtained beat signal phase, a method of detecting the position of the wafer mark. FIA方式とは、ハロゲンランプ等からの比較的広い波長域の照明光でウエハマークを照射して得られた像を画像処理して、そのウエハマークの位置を検出する方式である。 The FIA ​​method, a relatively wide wavelength region image obtained by irradiating the wafer mark illumination light from the halogen lamp or the like by the image processing, a method of detecting the position of the wafer mark.

【0020】先ず、LIA方式のY軸のアライメントセンサ12Yの内部のヘテロダインビーム生成系からは、 [0020] First, from the interior of the heterodyne beam generating system of the alignment sensor 12Y for Y-axis of the LIA system,
ウエハ5に塗布されたフォトレジストに非感光性の波長域で、且つ周波数が僅かに異なる1対のレーザビームA In non-photosensitive wavelength range photoresist applied to the wafer 5, and the frequency is different pair slightly laser beam A
L1が射出される。 L1 is emitted. レーザビームAL1は、アライメントセンサ12Yから射出された後、ミラーM1により下方に曲げられて投影光学系4に入射し、投影光学系4を通過したレーザビームAL1は、ウエハ5上の各ショット領域に付設された回折格子状のY軸用のウエハマーク(不図示)に照射される。 The laser beam AL1, after being emitted from the alignment sensor 12Y, bent and enters the projection optical system 4 downwardly by a mirror M1, laser beam AL1 that has passed through the projection optical system 4, in each shot area on the wafer 5 It is irradiated to the attached diffraction grid wafer mark for the Y-axis (not shown). そのウエハマークからの1対の回折光は、投影光学系PL及びミラーM1を介してアライメントセンサ12Y内の光電変換素子に入射し、この光電変換素子よりウエハビート信号が出力される。 Diffracted light pair from the wafer mark is incident on the photoelectric conversion element of the alignment sensor in 12Y via the projection optical system PL and the mirror M1, the wafer beat signal from the photoelectric conversion elements are output. また、アライメントセンサ12Yからは参照ビート信号も出力され、ウエハビート信号及び参照ビート信号は主制御系9に供給される。 Further, from the alignment sensor 12Y reference beat signal is also output, the wafer beat signal and the reference beat signal is supplied to the main control system 9.

【0021】主制御系9は、ウエハビート信号と参照ビート信号との位相差が例えば0になるようにウエハステージ6を駆動し、そのときのウエハステージ6のレーザ干渉計によって計測されるY座標がそのウエハマークのY座標となる。 The main control system 9, a wafer stage 6 is driven so that the phase difference between the reference beat signal and the wafer beat signal becomes zero for example, the Y coordinate is measured by a laser interferometer for the wafer stage 6 at that time the Y coordinate of the wafer mark. なお、上述のようにX軸用のLIA方式のアライメントセンサも設置されており、このX軸のアライメントセンサによりX軸のウエハマークのX座標が計測される。 The alignment sensor of LIA method for X-axis as described above have also been installed, X-coordinate of the wafer mark of the X-axis by the alignment sensor of the X axis is measured.

【0022】次に、FIA方式のアライメントセンサ1 [0022] Next, alignment of the FIA ​​type sensor 1
3から射出されたウエハ5上のフォトレジストに非感光性の照明光AL3は、直接ウエハ5上の検出対象のショット領域のウエハマークに照射される。 3 non-photosensitive illumination light AL3 the photoresist on the wafer 5 emitted from is irradiated to the wafer mark detection target shot region directly on the wafer 5. このウエハマークからの反射光は、アライメントセンサ13の内部の所定の指標マークが形成された指標マーク板上で一度ウエハマークの像を形成する。 The reflected light from the wafer mark is formed once an image of the wafer mark in the alignment sensor 13 inside the predetermined index mark been formed index mark plate on. そして、その指標マーク板を通過した照明光AL3が、アライメントセンサ13内の2次元CCD等の撮像素子上にそのウエハマーク及び指標マークの像を結像する。 Then, the illumination light AL3 passing through the index mark plate, forms an image of the wafer mark and index mark on an imaging device having a two-dimensional CCD or the like in the alignment sensor 13. その撮像素子からの撮像信号は主制御系9に供給され、主制御系9は、そのウエハマークの像とその指標マークの像との位置ずれ量、及びそのときのウエハステージ6の座標より、そのウエハマークのX座標、又はY座標を算出する。 Imaging signal from the imaging element is supplied to the main control system 9, the main control system 9, positional shift amount between the image of the wafer mark and an image of the index mark, and from the coordinates of the wafer stage 6 at that time, X coordinate of the wafer mark, or to calculate the Y coordinate.

【0023】さて、本例の投影露光装置のウエハステージ6上には、上述のアライメントセンサのベースライン量のキャリブレーションを行うために、複数の基準マークが形成された基準マーク部材8が固定されている。 [0023] Now, on the wafer stage 6 of the projection exposure apparatus of this embodiment, in order to calibrate the baseline amount of the alignment sensor discussed above, the reference mark member 8 in which a plurality of reference marks formed thereon is fixed ing. 基準マーク部材8は、Y方向に長い矩形の平板状の光透過性の基板上に、例えばクロム膜の蒸着によって各種の基準マークを形成したものである。 Reference mark member 8 is longer the rectangular plate-like light-transmissive substrate in the Y direction, for example, it is obtained by forming various reference marks by vapor deposition of chromium film. 基準マーク部材8の基板としては、例えば低膨張率の石英ガラスが使用できる。 The substrate reference mark member 8, for example, quartz glass of a low expansion ratio can be used. 基準マーク部材8の表面の高さはウエハ5の表面と同じになるように設定されている。 Height of the surface of the reference mark member 8 is set to be the same as the surface of the wafer 5.

【0024】図3は、基準マーク部材8の斜視図を示し、この図3に示すように、基準マーク部材8の−X方向の端部には、図1のLIA方式のY軸のアライメントセンサ12Y用の、Y方向に所定ピッチの回折格子状の基準マーク16Yが形成されている。 FIG. 3 shows a perspective view of the reference mark member 8, as shown in FIG. 3, the end of the -X direction of the reference mark member 8, an alignment sensor of Y axis LIA type of Figure 1 for 12Y, the diffraction grating-like reference mark 16Y of predetermined pitch is formed in the Y direction. また、LIA方式のX軸のアライメントセンサに対応して、基準マーク部材8の+Y方向の端部にはX軸用の回折格子状の基準マーク16Xが形成されている。 Further, in response to the alignment sensor of the X-axis of the LIA method, the end portion of the + Y direction of the reference mark member 8 grating-like reference mark 16X for X-axis is formed. 更に、基準マーク部材8 Further, the reference mark member 8
の−Y方向の端部には、図1のFIA方式のアライメントセンサ13用の、X方向に所定ピッチの回折格子状の基準マーク15X、及びこの基準マーク15Xを90° At the end of the -Y direction, for alignment sensor 13 of the FIA ​​system of FIG. 1, the diffraction grating-like reference mark 15X of a predetermined pitch in the X direction, and the reference mark 15X 90 °
回転した形状のY軸の基準マーク15Yが形成されている。 Reference mark 15Y of the Y-axis of the rotated shape is formed.

【0025】図6は、FIA方式のアライメントセンサ13用のX軸の基準マーク15Xの拡大平面図を示し、 [0025] Figure 6 shows an enlarged plan view of a reference mark 15X of the X-axis for alignment sensor 13 of the FIA ​​system,
この図6において、基準マーク15XはY方向に伸びた遮光パターンをX方向に一定のピッチPで配列したライン・アンド・スペースパターンからなる。 In FIG. 6, the reference mark 15X comprises a line-and-space pattern arranged at a constant pitch P of the light shielding pattern in the X direction extending in the Y direction. 本例では、L In this example, L
IA方式のアライメントセンサ用の基準マーク16X Reference mark 16X for the alignment sensor of the IA system
も、その基準マーク15Xと同様にピッチPのライン・ Also, the line of the reference mark 15X in the same way as the pitch P
アンド・スペースパターンである。 It is an and-space pattern.

【0026】図3に戻り、基準マーク部材8の基準マーク16Yの内側に近接して、枠状の基準マーク17Bが形成され、基準マーク部材8の+X方向の端部には基準マーク17Bに対応した基準マーク17Aが形成されている。 [0026] Returning to FIG 3, in proximity to the inside of the reference mark 16Y of the reference mark member 8, is formed frame-like reference mark 17B, corresponding to the reference mark 17B is an end portion of the + X direction of the reference mark member 8 reference mark 17A is formed that is. これらの基準マーク17A,17Bは同一形状であり、それぞれ図1のレチクルアライメント顕微鏡11 These reference marks 17A, 17B are the same shape, the reticle alignment microscope 11, respectively, of FIG 1
A,11B用の基準マークである。 A, which is a reference mark for 11B.

【0027】図5は、一方の基準マーク17Aを示す拡大平面図であり、この図5において、基準マーク17A [0027] FIG. 5 is an enlarged plan view showing one of the reference mark 17A, in FIG. 5, the reference mark 17A
は所定ピッチd1で形成された1対のY方向に伸びた遮光パターン18XA,18XBと、これらの遮光パターンからX方向に間隔d2だけ離れた1対のY方向に伸びた同様の遮光パターン18XC,18XDと、これらの遮光パターン18XA〜18XDをこれらの中心の周りに90°回転した4本の遮光パターン18YA〜18Y Shielding pattern 18XA is extending to a pair of Y-direction which are formed at a predetermined pitch d1, 18XB and similar light-shielding pattern 18XC extending in the X direction to the Y direction of the pair separated by distance d2 from these light-shielding pattern, and 18XD, 4 pieces of the light-shielding pattern 18YA~18Y that these shading patterns 18XA~18XD rotated 90 ° around their centers
Dとから構成されている。 It is composed of a D.

【0028】図3において、基準マーク17A,17B [0028] In FIG. 3, the reference marks 17A, 17B
の例えば中心が基準点KCとなり、この基準点KCに対して他のX軸の基準マーク15X,16XのX方向への位置ずれ量、及びY軸の基準マーク15Y,16YのY For example, the center is the reference point KC next to the reference mark 15X of other X-axis with respect to the reference point KC, positional displacement amount in the X direction of 16X, and the reference mark 15Y of the Y-axis, 16Y of Y
方向への位置ずれ量が予め正確に計測されている。 Positional displacement amount in the direction is previously measured accurately. そして、これらの位置ずれ量が設計値として例えば図1の主制御系9の記憶部に記憶されている。 And these positional displacement amounts are stored in the storage unit of the main control system 9, for example, FIG as a design value.

【0029】図1に戻り、基準マーク部材8の底部のウエハステージ6の内部には、外部の露光用の光源(不図示)からの露光光の一部を導くための光ガイド19Aの端部が設置され、後述のベースライン量のキャリブレーションを行う際には、光ガイド19Aの端部から露光光ILと同じ波長の照明光IL1が射出される。 [0029] Returning to Figure 1, inside the wafer stage 6 in the bottom of the reference mark member 8, the end portion of the light guide 19A for guiding a portion of exposure light from the light source for external exposure (not shown) There is provided, in calibrating the baseline amount will be described later, the illumination light IL1 having the same wavelength as exposure light IL from the end of the light guide 19A is emitted. この照明光IL1は、レンズ19Bによって集光されてハーフミラー19Cに入射し、ハーフミラー19Cで反射された照明光が基準マーク部材8の基準マーク17B(図3参照)を底部から照明し、ハーフミラー19Cを透過した照明光がミラー19Dで反射されて基準マーク17A The illumination light IL1 is condensed by the lens 19B is incident on the half mirror 19C, the illumination light reflected by the half mirror 19C illuminates the reference mark 17B of the reference mark member 8 (see FIG. 3) from the bottom half reference mark 17A illumination light mirror 19C has been transmitted is reflected by the mirror 19D
(図3参照)を底部から照明する。 Illuminating a (see FIG. 3) from the bottom.

【0030】本例においても、ウエハ5は、露光光IL [0030] Also in this embodiment, the wafer 5, the exposure light IL
の照射によって照射エネルギーを吸収し、この照射エネルギーがウエハホルダ等を介して基準マーク部材8に伝達されると共に、ウエハステージ6の駆動系等で発生する熱エネルギーも基準マーク部材8に伝達されるため、 Absorb irradiation energy by irradiation of, along with the irradiation energy is transmitted to the reference mark member 8 via a wafer holder or the like, the thermal energy generated by the drive system or the like of the wafer stage 6 is also transmitted to the reference mark member 8 ,
何らかの対策を施さないと基準マーク部材8の温度は上昇することになる。 Temperature of the reference mark member 8 when not subjected to some measures will rise. そこで、基準マーク部材8の温度上昇を抑えるために、本例の基準マーク部材8の底部には密着する状態で内部を冷却液が流れる冷却コイル24C In order to suppress the temperature rise of the reference mark member 8, cooling coil 24C of the internal state of close contact with the bottom of the reference mark member 8 of this embodiment flows the liquid coolant
が設置されている。 There has been installed.

【0031】この冷却コイル24Cの一方の端部は、可撓性を有する断熱配管24Aを介してウエハステージ6 [0031] One end of the cooling coil 24C is a wafer stage through a heat insulating pipe 24A having flexibility 6
の外部の温調装置20に接続され、他方の端部も可撓性を有する断熱配管24Bを介して温調装置20に接続されている。 Of being connected to an external temperature control device 20 is also the other end connected flexible temperature control device 20 through the heat insulating pipe 24B having. 温調装置20により温度制御された冷却液は、断熱配管24Aを介して冷却コイル24Cに導入され、基準マーク部材8の熱を吸収した冷却液は、断熱配管24Bを介して温調装置20に戻り、そこで再び温調されて冷却コイル24Cに戻される。 Coolant temperature controlled by the temperature controller 20 is introduced into the cooling coil 24C via a heat insulation pipe 24A, the coolant that has absorbed heat of the reference mark member 8, the temperature control device 20 through the heat insulating pipe 24B back, where it is again temperature control is returned to the cooling coil 24C.

【0032】図4は基準マーク部材8の底面図であり、 [0032] FIG. 4 is a bottom view of the reference mark member 8,
この図4において、冷却コイル24Cは基準マーク部材8の底面のほぼ全面に均一に接するように蛇行して配置されている。 In FIG. 4, the cooling coils 24C are arranged in a meandering in contact uniformly over substantially the entire bottom surface of the reference mark member 8. 但し、基準マーク部材8上の基準マーク1 However, the reference mark 1 on the reference mark member 8
7A,17Bが図1の照明光IL1によって照明されるように、冷却コイル24Cは基準マーク17A,17B 7A, so 17B is illuminated with the illumination light IL1 in Fig. 1, the cooling coil 24C is the reference mark 17A, 17B
の底部を避ける形状で配置されている。 They are arranged in a shape to avoid the bottom. また、基準マーク部材8の温度を検出するための温度センサ25A,2 The temperature sensor 25A for detecting the temperature of the reference mark member 8, 2
5Bが、基準マーク部材8の底部のY方向の両端に取り付けられている。 5B is mounted in the Y direction at both ends of the bottom portion of the reference mark member 8. 温度センサ25A,25Bの温度の計測値は図1の温調装置20に供給されており、温調装置20は温度センサ25A,25Bで計測される温度の平均値が予め定められた所定の目標温度になるように、冷却コイル24C内に供給する冷却液の温度及び流量を制御する。 Temperature sensor 25A, the measured value of the temperature of the 25B is supplied to the temperature control device 20 of FIG. 1, a predetermined target average value of the temperature is predetermined temperature control device 20 to be measured the temperature sensor 25A, in 25B so that the temperature, to control the temperature and flow rate of the cooling fluid supplied into the cooling coil 24C. その目標温度としては、例えば本例の投影露光装置を露光しない状態で暫く放置しておいたときの温度センサ25A,25Bの計測値の平均値が使用される。 As the target temperature, the temperature sensor 25A, the average value of the measurement values ​​of 25B is used when had a while to stand in a state where no exposure for example a projection exposure apparatus of this embodiment.

【0033】その冷却コイル24Cに供給される冷却液としては例えば水が使用できる。 [0033] can be used, for example, water as a coolant supplied to the cooling coil 24C. また、冷却コイル24 In addition, the cooling coil 24
Cの材料としては、銅、若しくは熱伝導率の高いステンレスのような高熱伝導率の金属、又は高熱伝導率の樹脂等が使用できる。 The C material, copper, or metal of high thermal conductivity, such as stainless thermal conductivity, or a resin such as high thermal conductivity can be used. 一方、断熱配管24A及び24Bとしては、熱伝導率の低い合成ゴムや合成樹脂等の可撓性のある材料が使用できる。 On the other hand, the thermal insulation piping 24A and 24B, flexible material such as low synthetic rubber or synthetic resin thermal conductivity can be used. なお、冷却コイル24Cに冷却液の代わりに、例えば冷却された空気のような気体を供給するようにしてもよい。 Instead of cooling liquid to the cooling coil 24C, for example a gas may be supplied to such as cooled air. その他に、基準マーク部材8 In addition, the reference mark member 8
の温度を例えばペルティエ素子等の熱電素子を使用して下げるようにしてもよい。 The thermoelectric element may be lowered by using such a temperature, for example a Peltier element.

【0034】また、図1において、投影光学系4の左右の側面に近接して、ウエハ5の表面のZ方向の位置(焦点位置)を検出するための送光光学系14A、及び受光光学系14Bからなる斜入射方式の焦点位置検出系が備えられている。 Further, in FIG. 1, in proximity to the left and right side surfaces of the projection optical system 4, the light-sending optical system 14A for detecting the position of the Z direction of the surface of the wafer 5 (focus position), and a light receiving optical system focus position detecting system of the oblique incidence type consisting 14B is provided. この焦点位置検出系からのウエハ5の焦点位置に関する情報は主制御系9に供給され、主制御系9はその情報に基づいてウエハステージ6の高さ及び傾斜角を制御する。 Information about the focal position of the wafer 5 from the focal position detection system is supplied to the main control system 9, the main control system 9 to control the height and inclination angle of the wafer stage 6 based on the information.

【0035】次に、本例のLIA方式のアライメントセンサ、及びFIA方式のアライメントセンサ13のベースライン量のキャリブレーションを行う動作の一例につき説明する。 Next, it will be described an example of an operation to calibrate the baseline amount of the alignment sensor 13 of the alignment sensor, and FIA method LIA system of this embodiment. この場合、図1において、基準マーク部材8の基準マーク17A,17Bの中央の基準点KC(図3参照)が投影光学系4の光軸AXにほぼ合致するようにウエハステージ6が位置決めされる。 In this case, in FIG. 1, the wafer stage 6 is positioned such that the reference mark 17A of the reference mark member 8, the reference point of the central 17B KC (see FIG. 3) is substantially matched to the optical axis AX of the projection optical system 4 . この状態で、光ファイバ束19Aを介した照明光IL1によって、基準マーク部材8の基準マーク17A,17Bが底部から照明され、基準マーク17A,17Bを通過した照明光I In this state, the illumination light IL1 through the optical fiber bundle 19A, the reference mark 17A of the reference mark member 8, 17B is illuminated from the bottom, the reference mark 17A, the illumination light I passing through the 17B
L1が、投影光学系4を介してそれぞれ図2のレチクルアライメントマークRMA及びRMBを含む領域を照明する。 L1 illuminates a region including the reticle alignment marks RMA and RMB, respectively, in FIG 2 via the projection optical system 4. 照明光IL1は、露光光ILと同じ波長であるため、レチクルアライメントマークRMA及びRMBの形成面に基準マーク17A,17Bの像が形成される。 The illumination light IL1 is the same wavelength as the exposure light IL, the reference marks 17A, 17B image of is formed on the formation surface of the reticle alignment marks RMA and RMB.

【0036】そして、図2のレチクルアライメントマークRMA及びRMBを含む領域を通過した照明光IL1 [0036] Then, the illumination light passed through the region including the reticle alignment marks RMA and RMB in FIG 2 IL1
は、それぞれ図1のレチクルアライメント顕微鏡11 The reticle alignment microscopes 11, respectively, of FIG 1
A,11B内の2次元の撮像素子上に、基準マーク17 A, on a two-dimensional image sensor in 11B, reference marks 17
A及び17B、並びに対応するレチクルアライメントマークRMA及びRMBの像を形成する。 A and 17B, as well as to form the corresponding reticle alignment marks RMA and RMB image of. それらの撮像素子の撮像信号は主制御系9に供給され、主制御系9では供給された撮像信号より、基準マーク17Aに対するレチクルアライメントマークRMAの位置ずれ量、及び基準マーク17Bに対するレチクルアライメントマークR Imaging signals of the imaging element is supplied to the main control system 9, from the image pickup signal supplied in the main control system 9, the positional deviation amount of the reticle alignment marks RMA with respect to the reference mark 17A, and the reticle alignment mark R to the reference mark 17B
MBの位置ずれ量を求める。 Obtaining a positional deviation amount of MB. そして、主制御系9ではこれらの位置ずれ量がレチクルアライメントマークRMA The main positional deviation amount of the control system 9 reticle alignment marks RMA
及びRMBで対称になるように、図1のレチクルステージ2を駆動してレチクルアライメントを行う。 And to be symmetrical in RMB, perform reticle alignment by driving the reticle stage 2 in Figure 1. これによって、図3に示すように、基準マーク部材8の基準点K Thus, as shown in FIG. 3, the reference point of the reference mark member 8 K
Cと図2のレチクル1のパターン中心RCの像RCWとは実質的に合致する。 Substantially matches the C and the pattern center RC of the image RCW reticle 1 in Figure 2.

【0037】次に、そのようにレチクルアライメントが行われた状態で、図1のLIA方式のY軸のアライメントセンサ12Yによって図3の基準マーク部材8上のY Next, in a state where so reticle alignment is performed, Y on the reference mark member 8 in FIG. 3 by the alignment sensor 12Y for Y-axis of the LIA type 1
軸の基準マーク16Yの位置検出を行う。 Detecting the position of the reference mark 16Y of the shaft. そして、例えばアライメントセンサ12Yからのウエハビート信号と参照ビート信号との位相差が0になるように、ウエハステージ6をY方向に駆動したときのY方向への駆動量Δ Then, for example, as the phase difference between the wafer beat signal and a reference beat signal from the alignment sensor 12Y becomes 0, the driving of the wafer stage 6 in the Y direction when driven in the Y-direction Δ
LIAを求める。 Seek Y LIA. この際に、基準マーク17A,17B At this time, the reference mark 17A, 17B
の中央の基準点KCと基準マーク16YとのY方向の間隔BY LIAは予め正確に求められており、この間隔BY The spacing BY LIA in the Y direction of the center of the reference point KC and the reference mark 16Y of is obtained in advance precisely, BY the interval
LIAに計測された駆動量ΔY LIAを加算することで、アライメントセンサ12YのY方向のベースライン量が求められる。 By adding the measured drive amount [Delta] Y LIA to LIA, baseline amount of alignment sensor 12Y in the Y direction is determined. 同様に、LIA方式のX軸のアライメントセンサのX方向へのベースライン量は、基準マーク16X Similarly, baseline amount in the X-direction of the alignment sensor of the X-axis of the LIA method, the reference mark 16X
の位置検出を行うことによって求められる。 Obtained by performing position detection.

【0038】また、上述のようにレチクルアライメントが行われた状態で、図1のFIA方式のアライメントセンサ13によって図3の基準マーク部材8上のX軸の基準マーク15X、及びY軸の基準マーク15Yの位置検出を行う。 Further, in a state in which the reticle alignment has been performed as described above, the reference mark of the reference mark 15X, and the Y-axis of the X-axis on the reference mark member 8 in FIG. 3 by the alignment sensor 13 of the FIA ​​system of Figure 1 detect the position of the 15Y. そして、基準マーク15X、及び基準マーク15Yの対応する指標マークからの位置ずれをウエハステージ6上に換算した値ΔX FIA及びΔY FIAを求める。 Then, the reference mark 15X, and the positional deviation from the corresponding index mark of the reference mark 15Y obtaining the value [Delta] X FIA and [Delta] Y FIA converted on the wafer stage 6. この際に、基準点KCと基準マーク15XとのX方向の間隔BX FIA 、及び基準マーク15YとのY方向の間隔BY FIAは予め正確に求められており、これらの間隔BX FIA及びBY FIAにそれぞれ計測された値ΔX At this time, X-direction spacing BX FIA between the reference point KC and the reference mark 15X, and spacing BY FIA in the Y direction between the reference mark 15Y is obtained in advance precisely, these intervals BX FIA and BY FIA each measured value ΔX
FIA及びΔY FIAを加算することで、アライメントセンサ13のX方向及びY方向のベースライン量が求められる。 By adding the FIA and [Delta] Y FIA, baseline amount of X and Y directions of the alignment sensor 13 is obtained. 以上のように基準マーク部材8上の基準マークの位置検出を行うことによって、アライメントセンサ12 By detecting the position of the reference mark on the reference mark member 8 as described above, the alignment sensor 12
Y,13等のベースライン量の正確な計測であるキャリブレーションが完了する。 Y, the calibration is accurate measurement of the baseline amount of 13 like is completed.

【0039】この場合、本例の基準マーク部材8の底部には内部を冷却液が流れる冷却コイル24Cが配置され、基準マーク部材8に取り付けられた温度センサ25 [0039] In this case, the bottom of the reference mark member 8 of this embodiment is disposed the cooling coil 24C flowing inside the cooling liquid, the temperature sensor 25 attached to the reference mark member 8
A,25Bの計測値に基づいて温調装置20が、基準マーク部材8の温度が常に所定の目標温度になるようにその冷却液の温度及び流量を制御している。 A, temperature control device 20 based on the measurement values ​​of 25B is, the temperature of the reference mark member 8 is constantly controlling the temperature and flow rate of the coolant to a predetermined target temperature. 従って、基準マーク部材8の温度がほぼ一定温度に維持されるため、 Therefore, since the temperature of the reference mark member 8 is maintained substantially constant temperature,
基準マーク部材8の熱変形は生ずることがなく、LIA Thermal deformation of the reference mark member 8 without causing, LIA
方式のアライメントセンサ、及びFIA方式のアライメントセンサ13のベースライン量のキャリブレーションが常に正確に行われる。 Method alignment sensor, and the baseline amount of calibration of the alignment sensor 13 of the FIA ​​method is always performed accurately. そして、そのように正確に求められたベースライン量に基づいて、対応するアライメントセンサの計測値の補正を行うことによって、レチクル1のパターン像がウエハ5上の各ショット領域に高い重ね合わせ精度で転写できる。 Then, so based precisely on the baseline amount determined by correcting the measured value of the corresponding alignment sensors, the pattern image of the reticle 1 with high overlay accuracy on each shot area on the wafer 5 It can be transferred.

【0040】なお、上述の実施の形態では、ウエハステージ6の内部からの照明光で基準マーク部材8上の基準マーク17A,17B、及び対応するレチクルアライメントマークRMA,RMBを照明している。 [0040] Incidentally, in the above embodiment, the reference mark 17A on the reference mark member 8 in the illumination light from the interior of the wafer stage 6, 17B, and the corresponding reticle alignment marks RMA, illuminates the RMB. それ以外に、例えば図1において、レチクル1の上方に退避自在にハーフミラーを設け、このハーフミラーを介して露光光ILでレチクルアライメントマークRMA,RMB、 In the other, for example, in FIG. 1, freely retracted to above the reticle 1 is provided a half mirror, the reticle alignment marks RMA with exposure light IL through the half mirror, RMB,
及び基準マーク部材8上の対応する基準マークを照明し、これら基準マーク及びレチクルアライメントマークRMA,RMBからの露光光を対応するレチクルアライメント顕微鏡で受光することによって、レチクルアライメントを行うようにしてもよい。 And illuminates the corresponding reference marks on the reference mark member 8, these reference marks and the reticle alignment marks RMA, by receiving the reticle alignment microscopes, corresponding to exposure light from RMB, may perform reticle alignment .

【0041】また、上述の実施の形態では、基準マーク部材8の温度を計測するための温度センサ25A,25 Further, in the above embodiment, the temperature sensor 25A for measuring the temperature of the reference mark member 8, 25
Bが基準マーク部材8の底部に配置されているが、必ずしも基準マーク部材8に接触、又は近接して温度センサを設ける必要はない。 B but is placed in the bottom of the reference mark member 8, not necessarily in contact with the reference mark member 8, or it is not necessary to provide a temperature sensor in close proximity. このように基準マーク部材8に接触、又は近接した温度センサを設けない場合には、温調装置20から冷却コイル24C中に一定温度の冷却液を供給すればよい。 Thus contact with the reference mark member 8, or if not provided with a temperature sensor proximate may be supplied coolant constant temperature from the temperature control device 20 in the cooling coil 24C. この場合、温調装置20の冷却液の供給口の近くに冷却液の温度を計測するための温度センサを設置し、その温度センサの測定値に基づいてその冷却液の温度を制御するようにしてもよい。 In this case, the temperature sensor for measuring the temperature of the cooling liquid near the supply port of the coolant of the temperature control device 20 is installed, so as to control the temperature of the coolant based on the measured value of the temperature sensor it may be.

【0042】また、上述の実施の形態においては、アライメントセンサとしてTTL方式で且つLIA方式のアライメントセンサ、及びオフ・アクシス方式で且つFI Further, in the embodiment described above, and the alignment sensor, and the off-axis type and LIA system in TTL mode as alignment sensor FI
A方式のアライメントセンサ13が使用されているが、 Although alignment sensor 13 of the A-system is used,
それ以外にTTL方式、又はオフ・アクシス方式で且つLSA(レーザ・ステップ・アライメント)方式のアライメントセンサを使用する場合でも、温度制御された基準マーク部材を使用することによってベースライン量のキャリブレーションが正確に行われる。 TTL scheme other, or even when using and LSA alignment sensor (Laser Step Alignment) system by off-axis type, the calibration of the baseline amount by using the reference mark member, which is temperature controlled It is carried out accurately. 更に、TTR In addition, TTR
(スルー・ザ・レチクル)方式のアライメントセンサを使用する場合であっても、温度制御された基準マーク部材を使用することによってベースライン量のキャリブレーションが正確に行われる。 Even when using the alignment sensor (through-the-reticle) method, calibration of the baseline amount is performed accurately by using a reference mark member, which is temperature controlled.

【0043】また、上述の実施の形態ではベースライン量のキャリブレーションを行う場合に本発明を適用したものであるが、例えば投影倍率の誤差を含めたレチクルの倍率誤差等のキャリブレーションを行う場合にも本発明が適用できる。 [0043] Further, although in the above embodiment is an application of the present invention when performing calibration of the baseline amount, for example, when calibrating the magnification error of the reticle including the error of the projection magnification also the present invention can be applied to. 図7(a)はレチクルの倍率誤差の計測を行う場合に、投影露光装置のウエハステージに設けられる空間像の計測センサの一例を示し、この図7 7 (a) is the case of the measurement of the magnification error of the reticle, shows an example of the measuring sensor of the aerial image provided on the wafer stage of the projection exposure apparatus, FIG. 7
(a)において、光透過性の基板よりなる基準開口板3 (A), the reference aperture plate 3 made of a light transmissive substrate
1の表面の遮光膜中にY方向に長いスリット状の開口3 Long slit-like opening 3 in the Y direction during the light-shielding film of one surface
2X、及びX方向に長いスリット状の開口32Yが形成されている。 2X, and X-direction in a long slit-like opening 32Y is formed. 基準開口板31は、図1のウエハステージ6と同様のウエハステージ上に固定されている。 Reference aperture plate 31 is fixed on the same wafer stage and the wafer stage 6 in Figure 1. そして、開口32Xの底部のウエハステージの内部に集光レンズ33X及び光電検出器34Xが配置され、開口32 The condenser lens 33X and a photoelectric detector 34X are arranged in the interior of the wafer stage at the bottom of the opening 32X, opening 32
Yの底部のウエハステージの内部に集光レンズ33Y及び光電検出器34Yが配置されている。 Internal condenser lens 33Y and a photoelectric detector 34Y of Y of the bottom of the wafer stage is disposed. また、基準開口板31の底部に温度センサ36が取り付けられ、その底部で開口32X及び32Yの底部を除く領域に冷却コイル35が配置されている。 The temperature sensor 36 is attached to the bottom of the reference aperture plate 31, the cooling coil 35 is disposed in a region excluding the bottom portion of the opening 32X and 32Y at the bottom. 本例でも、その温度センサ3 Also in this embodiment, the temperature sensor 3
6で計測される温度が目標温度となるように、不図示の温調装置から冷却コイル35に対して冷却液が供給されている。 As the temperature measured by 6 becomes the target temperature, the cooling liquid is supplied to the cooling coil 35 from the temperature control device (not shown).

【0044】図7(a)において、レチクルの倍率誤差の計測を行う際には、ウエハステージを駆動して、レチクルに形成された評価用パターンの像を開口32X及び32YでそれぞれX方向及びY方向に走査することによって、対応する光電検出器34X及び34Yからの検出信号SX及びSYを取り込む。 [0044] In FIG. 7 (a), when performing the measurement of the magnification error of the reticle, the wafer stage is driven, X directions an image of the evaluation pattern formed on the reticle with openings 32X and 32Y and Y by scanning direction, it captures the detection signals SX and SY from the corresponding photoelectric detectors 34X and 34Y. そして、例えば検出信号SX及びSYの変化と、ウエハステージの座標とに基づいて各評価用パターンの像の位置が検出され、各評価用パターンの像の位置関係からレチクルの倍率誤差が投影倍率を含めた形で求められる。 Then, for example, a change in the detection signal SX and SY, the position of the image of the evaluation pattern based on the wafer stage coordinates are detected, the magnification error of the reticle from the positional relationship of the image of the evaluation pattern is projection magnification obtained by the included form. 即ち、レチクルの倍率誤差のキャリブレーションが行われる。 That is, the calibration of the magnification error of the reticle is performed. この際に、基準開口板31の温度が一定に維持されているため、レチクルの倍率誤差のキャリブレーションが常に正確に行われる。 At this time, since the temperature of the reference aperture plate 31 is maintained constant, the calibration of the magnification error of the reticle is always performed accurately.

【0045】また、図7(b)は空間像の計測センサの他の例を示し、この図7(b)において、光透過性の基板よりなる基準開口板37の表面の遮光膜中に正方形の開口38が形成されている。 Further, FIG. 7 (b) shows another example of a measuring sensor of the aerial image, a square in this FIG. 7 (b), in the light-shielding film on the surface of the reference aperture plate 37 made of a light transmissive substrate opening 38 is formed. そして、開口38の底部のウエハステージの内部に集光レンズ39及び光電検出器40が配置されている。 The condenser lens 39 and a photoelectric detector 40 is arranged inside the wafer stage at the bottom of the opening 38. また、基準開口板37の底部に温度センサ36が取り付けられ、その底部で開口38の底部を除く領域に冷却コイル35が配置されている。 The temperature sensor 36 is attached to the bottom of the reference aperture plate 37, the cooling coil 35 is disposed in a region excluding the bottom portion of the opening 38 at its bottom. 本例でも、その温度センサ36で計測される温度が目標温度となるように、不図示の温調装置から冷却コイル35 Also in this embodiment, so that the temperature measured by the temperature sensor 36 becomes the target temperature, the cooling coil 35 from the temperature control device (not shown)
に対して冷却液が供給されている。 Coolant is supplied to.

【0046】図7(b)において、レチクルの倍率誤差の計測を行う際には、ウエハステージを駆動して、レチクルに形成された評価用パターンの像を開口38のエッジでX方向及びY方向に走査することによって、光電検出器40からの検出信号SEを取り込む。 [0046] In FIG. 7 (b), when performing the measurement of the magnification error of the reticle, the wafer stage is driven, X and Y directions an image of the evaluation pattern formed on the reticle at the edge of the opening 38 by scanning, the capturing detection signal SE from the photoelectric detector 40. そして、検出信号SEの微分信号と、ウエハステージの座標とに基づいて各評価用パターンの像の位置が検出され、各評価用パターンの像の位置関係からレチクルの倍率誤差が投影倍率のキャリブレーションが行われる。 Then, a differential signal of the detection signal SE, the position of the image of the evaluation pattern based on the wafer stage coordinates are detected, calibration of the magnification error of the reticle from the positional relationship of the image of the evaluation pattern is projection magnification It is carried out. この際に、基準開口板37の温度が一定に維持されているため、レチクルの倍率誤差のキャリブレーションが常に正確に行われる。 At this time, since the temperature of the reference aperture plate 37 is maintained constant, the calibration of the magnification error of the reticle is always performed accurately.

【0047】また、キャリブレーションの必要な露光条件としては、上述のベースライン量やレチクルの倍率誤差の他に、例えば投影光学系の結像面の状態やウエハ上での露光光の照度等がある。 Further, as the required exposure condition of the calibration, in addition to the magnification error of the baseline amount and the reticle described above, for example illuminance or the like of the exposure light on the imaging plane of the condition and on the wafer in the projection optical system is there. そして、結像面の状態のモニタ用に平面度の高い基準平面部材が使用されることがあり、露光光の照度のモニタ用に所謂照射量モニタ等が使用される。 Then, the monitor state of the focal plane flatness high standards planar member may be used, so-called irradiation monitor or the like is used for monitoring the intensity of the exposure light. そこで、これらの基準平面部材や照射量モニタ等をも温度制御するようにしてもよい。 Therefore, it may be temperature controlled even these criteria planar member and irradiation monitor or the like. これによって、それらの露光条件のキャリブレーションを常に正確に行うことができる。 Thereby, it is possible to perform calibration of their exposure conditions always accurately.

【0048】更に、本発明はレチクルのパターンの一部を投影光学系を介してウエハ上に投影した状態で、レチクルとウエハとを投影光学系に対して同期走査してレチクルのパターンをウエハの各ショット領域に逐次露光するステップ・アンド・スキャン方式等の走査露光型の投影露光装置や、プロキシミティ方式の露光装置等にも同様に適用できる。 [0048] Further, the present invention is in a state of projecting a part of the pattern of the reticle onto a wafer through a projection optical system, a reticle and a wafer are scanned synchronously relative to the projection optical system of the reticle pattern on the wafer and the projection exposure apparatus of the scanning exposure type such as a step-and-scan method sequentially exposed on each shot area, can be similarly applied to an exposure apparatus such as a proximity type.

【0049】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。 [0049] Thus, the present invention is not limited to the embodiments described above, can take various arrangements without departing from the gist of the present invention.

【0050】 [0050]

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、所定の露光条件のキャリブレーションを行うための基準部材の温度を温度制御手段により所定の状態に制御することができ、その基準部材の熱変形を抑えることができる。 According to the exposure apparatus of the present invention, can be controlled to a predetermined state by the temperature control means the temperature of the reference member for calibrating the predetermined exposure conditions, thermal deformation of the reference member it can be suppressed. これにより、その露光条件のキャリブレーションを常に高精度に行うことができる利点がある。 This has the advantage that it is possible to perform calibration of the exposure conditions at all times with high accuracy.

【0051】また、基準部材の温度を計測する温度計測手段を設け、この温度計測手段で計測される温度に基づいてその温度制御手段がその基準部材の温度を制御する場合には、その基準部材の温度を正確に所望の温度に設定できる。 [0051] Further, the temperature measurement means for measuring the temperature of the reference member is provided, if the temperature control means based on the temperature measured by the temperature measuring means to control the temperature of the reference member, the reference member temperature can be set to a desired temperature accurately in. また、感光基板上の位置合わせ用マークの位置を検出するアライメントセンサが設けられ、その基準部材が、所定の基板上にマスクパターン用の基準マーク及びそのアライメントセンサ用の基準マークが形成された基準マーク部材であり、キャリブレーションの対象となる所定の露光条件が、そのマスクパターンの基板ステージ上での転写位置とそのアライメントセンサの計測中心との相対間隔である場合には、そのアライメントセンサのベースライン量のキャリブレーションが常に正確に行われる。 Further, the alignment sensor is provided for detecting the position of the alignment mark on the photosensitive substrate, reference the reference member, the reference marks and the reference marks for the alignment sensor for a mask pattern on a predetermined substrate is formed a mark member, when predetermined exposure conditions to be calibration, the relative distance between the transfer position on the substrate stage of the mask pattern and the measurement center of the alignment sensor is based the alignment sensor line amount of calibration is always performed accurately. そして、そのキャリブレーションが行われたベースライン量に基づいて、そのマスクパターンを感光基板上に高い重ね合わせ精度で転写できる利点がある。 Then, based on the baseline amount of the calibration has been performed, there is the advantage that the mask pattern can be transferred with high overlay accuracy on a photosensitive substrate.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による露光装置の実施の形態の一例を示す一部を切り欠いた概略構成図である。 1 is a schematic view, with parts cut away showing an example of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1のレチクル1上のレチクルアライメントマークを示す平面図である。 2 is a plan view showing the reticle alignment marks on the reticle 1 in Figure 1.

【図3】図1の基準マーク部材8の基準マークの配置を示す拡大斜視図である。 3 is an enlarged perspective view showing the arrangement of the reference mark of the reference mark member 8 of FIG.

【図4】図1の基準マーク部材8の底面に配置された冷却コイル24C等を示す底面図である。 4 is a bottom view showing the arrangement cooling coils 24C or the like to the bottom surface of the reference mark member 8 of FIG.

【図5】図3の基準マーク17Aを示す拡大平面図である。 5 is an enlarged plan view showing the reference mark 17A in FIG.

【図6】図3の基準マーク15Xを示す拡大平面図である。 6 is an enlarged plan view showing reference marks 15X of FIG.

【図7】(a)は空間像センサの一例を示す一部を切り欠いた拡大斜視図、(b)は空間像センサの他の例を示す一部を切り欠いた拡大斜視図である。 7 (a) is an enlarged perspective view enlarged perspective view, with parts cut away showing an example, (b) is a partial cutaway view that shows another example of the spatial image sensor of the spatial image sensor.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 レチクル 4 投影光学系 5 ウエハ 6 ウエハステージ 8 基準マーク部材 9 主制御系 11A,11B レチクルアライメント顕微鏡 12Y LIA方式のY軸のアライメントセンサ 13 FIA方式のアライメントセンサ RMA,RMB レチクルアライメントマーク 15X,15Y FIA方式用の基準マーク 16X,16Y LIA方式用の基準マーク 17A,17B レチクルアライメント顕微鏡用の基準マーク 20 温調装置 24A,24B 断熱配管 24C 冷却コイル 25A,25B 温度センサ 1 reticle 4 projection optical system 5 the wafer 6 wafer stage 8 reference mark member 9 main control system 11A, 11B reticle alignment microscopes 12Y LIA system alignment sensor RMA alignment sensor 13 FIA system of the Y-axis, RMB reticle alignment marks 15X, 15Y FIA reference mark 16X for scheme, 16Y LIA reference mark 17A for scheme, 17B reticle alignment reference marks 20 temperature controller 24A for a microscope, 24B adiabatic pipe 24C cooling coils 25A, 25B temperature sensor

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 露光光のもとでマスクパターンが転写される感光基板を位置決めするための基板ステージと、該基板ステージ上に固定された基準部材とを備え、該基準部材を用いて所定の露光条件のキャリブレーションが行われる露光装置において、 前記基準部材の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする露光装置。 With a 1. A substrate stage for positioning a photosensitive substrate on which the mask pattern is transferred under the exposure light, and a reference member fixed on the substrate stage, a predetermined by using the reference member in the exposure apparatus calibration exposure conditions is carried out, the exposure apparatus characterized in that a temperature control means for controlling the temperature of the reference member.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の露光装置であって、 前記基準部材の温度を計測する温度計測手段を設け、該温度計測手段で計測される温度に基づいて前記温度制御手段は前記基準部材の温度を制御することを特徴とする露光装置。 2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein the temperature measuring means for measuring the temperature of the reference member is provided, the said temperature control means based on the temperature measured by the temperature measuring means and said reference member exposure apparatus characterized by controlling the temperature.
  3. 【請求項3】 請求項1、又は2記載の露光装置であって、 前記感光基板上の位置合わせ用マークの位置を検出するアライメントセンサが設けられ、 前記基準部材は、所定の基板上に前記マスクパターン用の基準マーク及び前記アライメントセンサ用の基準マークが形成された基準マーク部材であり、 前記キャリブレーションの対象となる所定の露光条件とは、前記マスクパターンの前記基板ステージ上での転写位置と前記アライメントセンサの計測中心との相対間隔であることを特徴とする露光装置。 3. An exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein the alignment sensor for detecting the position of the alignment mark on the photosensitive substrate is provided, said reference member, said on a predetermined substrate a reference mark member reference mark is formed of the reference marks and for the alignment sensor for a mask pattern, wherein the predetermined exposure condition to be calibration transfer position on the substrate stage of the mask pattern an exposure device which is a relative distance between the measurement center of the alignment sensor and.
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