JPH10294268A - Projection aligner and positioning method - Google Patents

Projection aligner and positioning method

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JPH10294268A
JPH10294268A JP9114326A JP11432697A JPH10294268A JP H10294268 A JPH10294268 A JP H10294268A JP 9114326 A JP9114326 A JP 9114326A JP 11432697 A JP11432697 A JP 11432697A JP H10294268 A JPH10294268 A JP H10294268A
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alignment
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substrate
projection
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JP9114326A
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Inventor
Yuuki Ishii
勇樹 石井
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection aligner and a positioning method, which can reduce base line errors and can improve the precision of base line measurement on the projection aligner and the positioning method.
SOLUTION: The device is provided with an illumination light source 2 illuminating a reticle R, a projection optical system PL projecting the pattern of the reticle R on a photosensitive substrate W loaded on a substrate stage WST, an alignment reference board 10 where reference marks 12, 20 and 22 used for measuring a relative position (base line) between the reticle R and a substrate alignment optical system 14, a stage sensor part 26 measuring the respective positions of the space images of a plurality of relicle alignment marks, and a controller 52 correcting the value of a base line and controlling illumination light IL so that the illumination of an exposure pattern plotting area and the illumination of the reticle alignment marks are switched.
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、半導体装置、液晶表示装置あるいは薄膜磁気ヘッド等を製造する際のフォトリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置及び位置合わせ方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a projection exposure apparatus and alignment method for use in a photolithography step in manufacturing the liquid crystal display device or a thin film magnetic head, or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体装置、液晶表示装置あるいは薄膜磁気ヘッド等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、半導体層や金属配線層に微細な回路パターンを形成させるために投影露光装置が用いられている。 A semiconductor device, the photolithography process in the manufacturing process, such as a liquid crystal display device or a thin-film magnetic heads, and a projection exposure apparatus is used to form a fine circuit pattern on the semiconductor layer and the metal wiring layer. この投影露光装置は、回路パターンの描画されたレチクルやフォトマスク(以下、レチクルと総称する)をレチクルステージ上に載置し、レジストを塗布した半導体基板やガラス基板(以下、感光基板という)を載置した基板ステージがレチクルに対して相対的にX−Y方向の2次元的に移動して、感光基板の所定領域にレチクルの回路パターンを投影露光するものである。 The projection exposure apparatus, drawn reticle or photomask circuit pattern (hereinafter collectively referred to as reticle) was placed on the reticle stage, a semiconductor substrate or a glass substrate having a resist coated (hereinafter, referred to as a photosensitive substrate) a placing the substrate stage is moved two-dimensionally in a relatively X-Y direction relative to the reticle is designed to project expose a circuit pattern of a reticle in a predetermined area of ​​the photosensitive substrate. この際、投影光学系によるレチクルの回路パターンの投影像が感光基板上の所定位置に正確に位置合わせ(アライメント)される必要がある。 In this case, it is necessary to projected image of the circuit pattern of the reticle by the projection optical system is correctly aligned (alignment) to a predetermined position on the photosensitive substrate.

【0003】このアライメントの方法として、オフ・アクシス・アライメント方法がある。 [0003] As a method of this alignment, there is the off-axis alignment method. オフ・アクシス・アライメント方法は、投影光学系の光軸と異なる位置に光軸を有する基板アライメント光学系を用いて感光基板上のアライメントマークの位置を検出し、当該位置を基準として感光基板を載置した基板ステージを所定量移動させて、投影光学系の投影領域内に感光基板を位置決めして露光する方法である。 The off-axis alignment method using the substrate alignment optical system having an optical axis to detect the position of the alignment mark on the photosensitive substrate to the optical axis different from the position of the projection optical system, placing a photosensitive substrate relative to the corresponding position the location and the substrate stage by a predetermined amount of movement, is a method of exposing and positioning the photosensitive substrate in the projection area of ​​the projection optical system.

【0004】このオフ・アクシス・アライメント方法を用いて正確なアライメントを実現させるには、レチクル上の回路パターンの投影中心位置と、基板アライメント光学系による感光基板上のマークの検出位置との間の距離(以下、ベースラインという)を予め正確に測定しておく必要がある。 [0004] To achieve the correct alignment with the off-axis alignment method, a projection center position of the circuit pattern on the reticle, between the detected position of the mark on the photosensitive substrate by the substrate alignment optical system distance (hereinafter, referred to as the baseline) it is necessary to previously accurately measured.

【0005】ベースラインは、例えば基板ステージ上に設けられた基準マークを基板アライメント光学系により検出してそのときの基板ステージの位置をレーザ干渉計で計測し、次に基板ステージを移動させ、当該基準マークの像とレチクル上に設けられたアライメント用のレチクルアライメントマークの像との重ね合わせ像をレチクル・アライメント光学系により検出してそのときの基板ステージの位置をレーザ干渉計で計測することにより、 [0005] Baseline, for example a reference mark provided on the substrate stage is detected by the substrate alignment optical system the position of the substrate stage at that time is measured by a laser interferometer, and then move the substrate stage, the superposition image of the image of the reticle alignment marks for alignment provided on the image and the reticle reference mark is detected by a reticle alignment optical system by measuring the position of the substrate stage at the time the laser interferometer ,
基板ステージの移動量として測定される。 Measured as the amount of movement of the substrate stage.

【0006】このようなオフ・アクシス・アライメント方法におけるベースライン計測の例として特開昭58− [0006] JP-A as an example of the baseline measurement in such an off-axis alignment method 58-
7823号公報に開示されているものがある。 There is disclosed in 7823 JP. この方法は、基板ステージ上に光量検出器を設け、レチクルに設けられたアライメント用のレチクルアライメントマークの像を、投影光学系を介して直接光量検出器の開口部で検出してそのときの基板ステージの位置をレーザ測長器で計測し、次に基板ステージを移動させて、投影光学系の光軸と異なる位置に光軸を有するパターン位置検出装置で光量検出器の開口部の位置を検出することによりベースラインを計測する。 Substrate of this method, the light amount detector is provided on the substrate stage, then the image of the reticle alignment marks for alignment provided on the reticle, is detected by the opening of the direct light intensity detectors via the projection optical system measuring the position of the stage in the laser measurement device, then moving the substrate stage, it detects the position of the opening of the light quantity detector by the pattern position detection device having an optical axis in the optical axis different from the position of the projection optical system to measure the baseline by.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら従来のベースラインの計測においては、基板ステージを移動させてその移動量をレーザ干渉計で計測することによりベースラインを求めている。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the measurement of these conventional baselines, seeking a baseline by measuring the amount of movement by moving the substrate stage with a laser interferometer. 従って従来の方法では、求めたベースラインに対して基板ステージの移動量を計測するレーザ干渉計の測長誤差が含まれてしまうという問題を有している。 Thus the conventional method has a problem that includes measurement error of the laser interferometer for measuring the amount of movement of the substrate stage relative to the baseline obtained.

【0008】また近年、半導体装置等の高密度化、微細化の要求により、電子ビーム描画装置等によるレチクルの製造段階で生じるレチクル製造誤差も無視できなくなってきており、上述の特開昭58−7823号公報に開示されている方法のようにレチクルアライメントマークを直接観察する場合には、レチクル製造誤差によるレチクルアライメントマークの位置誤差がベースラインに誤差として含まれてしまうという問題も有している。 [0008] In recent years, higher density of semiconductor devices, the demand for miniaturization, reticle manufacturing errors occurring in the manufacturing stage of the reticle by an electron beam drawing apparatus or the like also can not be ignored, the above JP 58- when observing directly the reticle alignment marks as in the method disclosed in 7823 discloses the position error of the reticle alignment mark by the reticle manufacturing error also has a problem that included an error in the baseline .

【0009】本発明の目的は、基板ステージの移動に伴うレーザ測長器の測長誤差やレチクル製造誤差に基づくベースライン誤差を低減させてベースライン計測の精度を向上させることができる投影露光装置及び位置合わせ方法を提供することにある。 An object of the present invention is a projection exposure apparatus that the baseline error based on measurement errors and reticle manufacturing error of the laser length measuring device associated with the movement of the substrate stage is reduced thereby improving the accuracy of the baseline measurement and to provide a positioning method.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、基板を載置して投影光学系の投影面内を2次元的に移動可能な基板ステージと、 SUMMARY OF THE INVENTION The above object is achieved by a lighting system for illuminating a reticle for exposing a plurality of reticle alignment mark pattern is formed, a projection optical system for projecting a pattern of a reticle onto a substrate, the substrate and placed to the inside projection surface of the projection optical system two-dimensionally movable substrate stage,
基板上の所定のマークを観察する基板アライメント用光学系と、基板ステージ上に設けられ、レチクルと基板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基準マークが形成されたアライメント用基準板と、基板ステージ上に設けられ、投影光学系による複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定する空間像位置測定手段と、空間像位置測定手段により測定された複数の空間像の各投影位置情報に基づいて、アライメント用基準板の基準マークを用いて得られたレチクルと基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正する補正手段と、露光用パターン描画領域の照明と、レチクルアライメントマークの照明とを切り替えるように照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露光装 An optical system for substrate alignment observing a predetermined mark on the substrate, provided on the substrate stage, and the alignment reference plate reference mark is formed for use in measuring the relative position of the optical system for the reticle and substrate alignment, provided on the substrate stage, and the aerial image position measuring means for measuring the respective position of the aerial image by detecting an aerial image of a plurality of reticle alignment marks by the projection optical system, a plurality of which are determined by the spatial image position measuring means based on the projection position information of the aerial image, and correcting means for correcting the value of the relative position of the reticle and the optical system for the substrate alignment obtained using the reference marks of the alignment reference plate, the illumination of the exposure pattern drawing area When projection exposure instrumentation, characterized in that a control system for controlling the illumination system to switch between illumination of the reticle alignment mark によって達成される。 It is achieved by.

【0011】また、上記目的は、複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、基板を載置して投影光学系の投影面内を2次元的に移動可能な基板ステージと、基板上の所定のマークを観察する基板アライメント用光学系と、基板ステージ上に設けられ、レチクルと基板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基準マークが形成されたアライメント用基準板と、アライメント用基準板上に設けられ、投影光学系による複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定する空間像位置測定手段と、空間像位置測定手段により測定された複数の空間像の各投影位置情報に基づいて、アライメント [0011] The above-described object includes an illumination system for illuminating a reticle for exposing a plurality of reticle alignment mark pattern is formed, a projection optical system for projecting a pattern of a reticle onto a substrate, and placing a substrate within a projection plane of the projection optical system and the two-dimensionally movable substrate stage, the optical system for the substrate alignment observing a predetermined mark on the substrate, provided on the substrate stage, an optical system for reticle and substrate alignment and alignment reference plate reference mark is formed for use in measuring the relative position of the provided alignment reference plate, each position of the aerial image by detecting an aerial image of a plurality of reticle alignment marks by the projection optical system a spatial image position measuring means for measuring, based on the projection position information of a plurality of aerial image measured by the aerial image position measuring means, alignment 基準板の基準マークを用いて得られたレチクルと基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正する補正手段と、露光用パターン描画領域の照明と、レチクルアライメントマークの照明とを切り替えるように照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露光装置によって達成される。 And correcting means for correcting the value of the relative position of the optical system for the reticle and substrate alignment obtained using the reference mark of the reference plate, the illumination of the exposure pattern drawing area lighting to switch between illumination of the reticle alignment mark It is achieved by a projection exposure apparatus characterized by comprising a control system for controlling the system. ここで、空間像位置測定手段は、アライメント用基準板のほぼ中央に設けられていることが好ましい。 Here, the spatial image position measuring means is preferably provided substantially in the center of the alignment reference plate.

【0012】これらの投影露光装置において、基板アライメント用光学系は、投影光学系を介さずに基板アライメント用基準マークの位置を検出するように配置されていてもよい。 [0012] In these projection exposure apparatus, an optical system for substrate alignment, may be arranged to detect the position of the reference mark substrate alignment without using the projection optical system. また、照明系は、露光用パターン描画領域を照明するメイン照明系と、メイン照明系と光源が同一であって露光用パターン描画領域以外の領域を照明するサブ照明系とを有し、制御系は、メイン照明系とサブ照明系とを切り替えるようにしてもよい。 The illumination system has a main lighting system for illuminating an exposure pattern drawing area, and a sub-illumination system for illuminating the region other than the exposure pattern to a main illumination system and the light source are the same drawing region, the control system it may be switched to the main lighting system and the sub-lighting system. または、照明系は、レチクルの照明領域の大きさ及び形状を制限する絞りを有し、制御系は絞りを制御することにより、露光用パターン描画領域の照明と、レチクルアライメントマーク領域の照明とを切り替えるようにするものでもよい。 Or, the illumination system has a stop which limits the size and shape of the illumination area of ​​the reticle, the control system by controlling the aperture, and the illumination of the exposure pattern drawing area and an illumination of the reticle alignment mark region or one that is switched.
また、制御系は、露光パターン描画領域から露光パターン描画領域以外の領域まで照明領域を拡大するように絞りを制御して照明の切替を行うようにするものでもよい。 The control system may be one that performs switching of illuminating the aperture so as to enlarge the illumination area from the exposure pattern drawing area to a region other than the exposure pattern drawing area control to.

【0013】また、空間像位置測定手段は、基板ステージの移動に伴って空間像の各結像位置近傍に移動する開口部と、開口部下方に設けられた光電変換素子とを有し、基板ステージを等速微動させて空間像に対して開口部を相対的に走査して、開口部下方の光電変換素子により各空間像を光電検出し、検出信号に基づいて各空間像の位置を計測するようにしてもよい。 Furthermore, the spatial image position measuring means includes an opening which moves in the vicinity of the imaging position of the aerial image in accordance with the movement of the substrate stage, and a photoelectric conversion element provided below the opening, the substrate by relatively scanning an opening against by fine movement at a constant speed stage space image, photoelectrically detected each aerial image by a photoelectric conversion element of the lower opening, measuring the position of each aerial image based on the detection signal it may be. そして、開口部は、空間像よりも走査方向に幅が広くなるように形成されていてもよい。 The opening may be formed so that the width in the scanning direction is wider than the aerial image.

【0014】また、上記の投影露光装置において、照明系は、光電変換素子への入射光量を調整する光量調整手段を有しているようにしてもよい。 [0014] In the projection exposure apparatus, the illumination system may be adapted has a light amount adjusting means for adjusting the amount of light incident on the photoelectric conversion element. また、照明系は、光電変換素子への照明光の入射角度を調整する入射角度調整手段を有するようにしてもよい。 The illumination system may have an incident angle adjusting means for adjusting the incident angle of the illumination light to the photoelectric conversion element.

【0015】さらに上記目的は、複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明して、投影光学系により前記レチクルのパターンを基板ステージ上に投影し、投影光学系とは別個に設けられた基板アライメント用光学系と、レチクルとの相対位置を基板ステージ上に設けた基準マークに基づいて決定し、投影光学系による複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定し、測定された複数の空間像の各投影位置情報に基づいて、相対位置の値を補正することを特徴とする位置合わせ方法によって達成される。 Furthermore the object is to illuminate a reticle for exposing a plurality of reticle alignment mark pattern is formed, a pattern of the reticle is projected onto the substrate stage by the projection optical system, separately from the projection optical system an optical system for substrate alignment provided, the relative position between the reticle determined based on the reference mark provided on the substrate stage, of the spatial image by detecting an aerial image of a plurality of reticle alignment marks by the projection optical system each position is measured based on each projection position information of the measured plurality of aerial image is achieved by the alignment method characterized by correcting the value of the relative position.

【0016】本発明によれば、測定されたベースラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差を補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得ることができるようになる。 According to the present invention, actually measuring the plurality of mark or pattern for the measured baseline, it calculates a correction value for correcting the reticle manufacturing error on the basis of their measured values, the measured baseline value since so as to correct the, it is possible to obtain a baseline of little error extremely high accuracy. また、本発明によれば、ベースライン計測用のレチクルアライメントマークを含む複数のレチクルアライメントマークの位置を空間像位置測定手段で測定するので、空間像位置測定手段とアライメント用基準板とが基板ステージ上で離れた位置にあっても誤差を生じない測定が行える。 Further, according to the present invention, since measuring the positions of a plurality of reticle alignment marks comprising a reticle alignment marks for baseline measurement in the spatial image position measuring means, the spatial image position measuring means and alignment reference plate and the substrate stage even at a position away above it enables measurement that does not cause an error. また、空間像位置測定手段をアライメント用基準板上に設けるようにすれば、空間像位置測定手段でベースライン計測用のレチクルアライメントマークの空間像を測定しなくも済むようになる。 Further, by providing the spatial image position measuring means alignment reference plate, it will avoid having not measure the aerial image of the reticle alignment marks for baseline measurement in the spatial image position measuring means.

【0017】 [0017]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による投影露光装置及び位置合わせ方法を図1乃至図10を用いて説明する。 The first projection exposure apparatus and alignment method according to an embodiment of the embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 to 10 will be described. 本実施の形態における投影露光装置は、 Projection exposure apparatus of this embodiment,
レチクル上のパターンの像を投影光学系を介して縮小投影し、パターン像を感光基板上の各ショット領域に順次露光するステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置である。 An image of a pattern on the reticle was reduced and projected through the projection optical system, a projection exposure apparatus by a step-and-repeat method that sequentially exposes the pattern image in each shot area on the photosensitive substrate.

【0018】初めに、本実施の形態による投影露光装置の概略構成を図1を用いて説明する。 [0018] First, a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG. 露光用の照明光源2からの照明光ILは、光量調節用のNDフィルタ72 Illumination light IL from the illumination light source 2 for exposure, ND filter 72 for adjusting the amount of light
を透過する。 It is transmitted through the. 照明光ILには、例えば、超高圧水銀ランプの輝線であるi線(波長λ=365nm)、g線(λ The illumination light IL, for example, i-ray is a bright line of ultra-high pressure mercury lamp (wavelength λ = 365nm), g-ray (lambda
=436nm)、或いは、KrFエキシマレーザ光(λ = 436nm), or, KrF excimer laser light (λ
=248nm)、さらにはArFエキシマレーザ光、金属蒸気レーザ光等の紫外域の光が用いられる。 = 248 nm), more ArF excimer laser beam, the light in the ultraviolet region of the metal vapor laser beam or the like is used. 可変ND A variable ND
フィルタ72は、種々の異なる透過率の複数のNDフィルタを回転板上に配置した構成であり、照明光ILに対する透過率を複数段階で切り替えることができ、通常は露光時における露光量の制御を行うことに用いられるが、本実施の形態においては、後述するレチクルアライメント光学系48、50の受光部あるいはステージセンサ部26の光電変換素子32に入射する光量を調節するためにも用いられる。 Filter 72 has a configuration in which a plurality of ND filters of a variety of different transmission rates on a rotating plate, the transmittance for the illuminating light IL can be switched in a plurality of stages, a normally control the exposure amount at the time of exposure Although used to perform, in this embodiment, also used to adjust the amount of light incident on the photoelectric conversion element 32 of the light receiving portion or the stage sensor portion 26 of the reticle alignment optical system 48, 50 to be described later.

【0019】可変NDフィルタ72を通過した照明光I The illumination light I passing through the variable ND filter 72
Lは、可変NDフィルタ72と、コリメータレンズ、フライアイレンズ(図示せず)等から構成される照明光学系4との間に設けられた引込みミラー54を照明光IL L is a variable ND filter 72, a collimator lens, a fly-eye lens illumination light IL retractable mirror 54 provided between the illumination optical system 4 composed of (not shown)
の光路内に挿入するか待避させるかにより光路を変更することができるようになっている。 And it is capable of changing the optical path by the or retracting or inserted into the optical path. 照明光ILは、引き込みミラー54を待避させると照明光学系4に入射して投影光学系PLに向かうメイン照明光ILとして用いられ、引き込みミラー54を光路内に挿入するとベースライン計測用基準板10、またはステージセンサ26での計測のためのサブ照明光IL'として用いられる。 Illumination light IL draws a mirror 54 and incident retracting the illumination optical system 4 is used as a main illumination light IL toward the projection optical system PL, when inserting the pull mirror 54 into the optical path in the baseline measurement the reference plate 10 or used as a sub-illumination light IL 'for measurement of the stage sensor 26. この引込みミラー54については後述する。 About this retraction mirror 54 will be described later. ここでは、引込みミラー54が待避した状態(図1中破線54'で示す)にあるものとし、光束はメイン照明光ILとして照明光学系4に進むものとして説明する。 Here, it is assumed in which a retractable mirror 54 is retracted (shown in Figure 1 in broken lines 54 '), the light beam will be described as proceeding to the illumination optical system 4 as a main illumination light IL.

【0020】照明光学系4でほぼ平行光にされた照明光ILはダイクロイックミラー6でほぼ鉛直下方に折り曲げられてレチクルRを均一な照度分布で照明する。 The illumination light IL to substantially parallel light by the illumination optical system 4 illuminates the reticle R is bent substantially vertically downwardly at a uniform illuminance distribution by the dichroic mirror 6. ここでレチクルRの光照射面の構成を図10の例を用いて簡単に説明する。 Here it will be briefly described with reference to the example of FIG. 10 the configuration of the light irradiation surface of the reticle R. 図10において、レチクルRのパターン描画領域90には図示を省略したが所望の回路パターンが電子ビーム描画装置等により描かれている。 10, the pattern drawing area 90 of the reticle R has been omitted desired circuit pattern is depicted by an electron beam drawing apparatus or the like. パターン描画領域90の外側のクロム膜等で遮光された遮光領域92には、クロム膜を剥離して形成された例えば十字形状のアライメント用のレチクルアライメントマーク9 On the outside of the light shielding region 92 is shielded by the chromium film or the like of the pattern drawing area 90, the reticle alignment marks 9 for alignment formed by peeling off the chromium film, for example cruciform
4、96が配置されている。 4,96 is located. レチクルアライメントマーク94、96は、パターン描画領域90の中心を含むX Reticle alignment marks 94 and 96, X containing the center of the pattern drawing area 90
軸に平行な仮想直線上にあって、パターン描画領域90 In the parallel imaginary straight line in the axial, the pattern drawing area 90
の中心から等距離の位置に設けられている。 It is provided at equal distances from the center of.

【0021】レチクルRは図示しないレチクルステージに載置されている。 [0021] The reticle R is placed on a reticle stage (not shown). 図示しないレーザ干渉計でレチクルステージの移動量を正確に制御しつつレチクルステージをX、Y方向に移動させることにより、レチクルRをX By moving the precisely controlled while the reticle stage moving amount of the reticle stage with a laser interferometer (not shown) in X, Y direction, the reticle R X
−Y面内で移動させることができるようになっている。 And it is capable of moving in a -Y plane.
なお、図1中、投影光学系PLの光軸AXに平行な方向にZ軸をとり、光軸AXに垂直な面内で図示のようにX In FIG. 1, taking the Z-axis in a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, as shown in a plane perpendicular to the optical axis AX X
軸、Y軸を設定している。 Axis, and it sets the Y-axis. これ以降の説明においても、 In the subsequent description,
この座標系を用いて説明することにする。 Will be explained with reference to this coordinate system.

【0022】投影光学系PLは、レチクルRを透過した光束を集束させ、X、Y方向に移動可能な基板ステージWST上の基板ホルダ8に載置された感光基板Wの所定のショット位置にレチクルRのパターンの像を投影する。 The projection optical system PL, a reticle focus the light beam transmitted through the reticle R, X, a predetermined shot position of the placed photosensitive substrate W on the substrate holder 8 on the Y-direction movable substrate stage WST projecting an image of a R pattern. この投影光学系PLは、レチクルR側(物体側)及び感光基板W側(像側)の両側がテレセントリックな光学系であり、投影倍率は例えば1/5である。 The projection optical system PL is a bilateral telecentric optical system of the reticle R side (object side) and the photosensitive substrate W side (image side), the projection magnification is 1/5, for example. また、基板ホルダ8は、感光基板Wを真空吸着して保持し、Z軸方向に移動して感光基板W面と投影光学系PLとの距離を変化させることができ、図示しないAFセンサ(自動焦点センサ)でその距離を計測して投影光学系PLの結像面に感光基板W面を一致させることができるようになっている。 The substrate holder 8, the photosensitive substrate W held by vacuum suction, and moved in the Z-axis direction can be changed distance of the photosensitive substrate W surface and the projection optical system PL, AF sensor (automatic not shown and it is capable to measures the distance at the focus sensor) matching the photosensitive substrate W surface imaging plane of the projection optical system PL.

【0023】基板ステージWSTの移動量は、ステージのX、Y方向にそれぞれ固定された反射鏡40にレーザ干渉計42からのレーザ光を反射させることにより計測される。 The amount of movement of the substrate stage WST is measured by reflecting a laser beam of X stage, the reflecting mirror 40 fixed respectively in the Y direction from the laser interferometer 42. 基板ステージWSTの移動量をレーザ干渉計4 Laser interferometer 4 to the amount of movement of the substrate stage WST
2で正確に計測しながら基板ステージWSTをステップ・アンド・リピート動作させることにより、基板ステージWSTに載置された感光基板W上の所定の複数のショット位置に対して順次レチクルRの回路パターンを露光することができる。 By accurately measured by the step-and-repeat operation of the substrate stage WST while at 2, the circuit pattern of sequential reticle R to a predetermined plurality of shot positions on the placed photosensitive substrate W on the substrate stage WST it can be exposed.

【0024】レチクルRの回路パターンを感光基板W上に露光する際には、予めレチクルRに対する感光基板W [0024] When exposed to the circuit pattern of the reticle R onto the photosensitive substrate W has a photosensitive substrate W to advance the reticle R
の位置合わせをする必要があり、そのため感光基板Wには位置合わせ用のアライメントマーク24が形成されている。 Must the alignment, the alignment mark 24 for alignment is formed in the order photosensitive substrate W. なお、感光基板Wには通常複数のアライメントマークが形成されているが、本実施の形態では図示の位置のアライメントマーク24で代表させて示している。 Incidentally, the photosensitive substrate W usually a plurality of alignment marks are formed, are shown as a representative in the alignment mark 24 of the position shown in this embodiment.

【0025】基板ステージWST上にはレチクルアライメント及びベースライン計測を同時に行うアライメント用基準板としてのベースライン計測用基準板10が設けられている。 [0025] The substrate stage WST baseline measurement reference strip 10 as the reference plate for alignment to perform reticle alignment and baseline measurement simultaneously is provided. ベースライン計測用基準板10の上面は感光基板Wの表面と一致するようにZ軸方向に調整できるようになっている。 Upper surface of the base line measurement reference plate 10 is adapted to be adjusted in the Z-axis direction so as to match the surface of the photosensitive substrate W. このベースライン計測用基準板10 This baseline measurement for the reference plate 10
の構成を図1と共に図2に示す平面図を用いて説明する。 Will be described with reference to a plan view shown in FIG. 2 in conjunction with FIG. 1 the configuration of. ベースライン計測用基準板10上部には、レチクルRのアライメントに用いるX軸方向に並列した2個のレチクルアライメント用基準マーク20、22が設けられている。 The reference plate 10 top for baseline measurement, two reticle alignment reference marks 20 and 22 in parallel to the X-axis direction used for alignment of the reticle R is provided. さらに、レチクルアライメント用基準マーク2 In addition, the reticle alignment reference mark 2
0、22を結ぶ直線の中点から垂直方向(すなわちY方向)に所定距離Lだけ離れた位置にベースライン計測用の基板アライメント用基準マーク12が形成されている。 Vertically from the midpoint of the straight line connecting the 0,22 (i.e. Y-direction) the substrate alignment reference marks 12 for baseline measurement to a position spaced a predetermined distance L in is formed.

【0026】レチクルアライメント用基準マーク20、 [0026] The reticle alignment reference mark 20,
22は、例えば枠(フレーム)形状の光透過パターンとして形成されている。 22 is formed, for example, as a light transmitting pattern of the frame (frame) shape. レチクルアライメント用基準マーク20の下方にはハーフミラー16が配置され、レチクルアライメント用基準マーク22の下方にはミラー18 Below the reticle alignment reference marks 20 a half mirror 16 is disposed below the reticle alignment reference marks 22 Mirror 18
が配置されている。 There has been placed. そして、光源2から投影光学系PL Then, the projection optical system PL from the light source 2
に向かう照明光IL(メイン照明光)を引込みミラー5 Retractable mirror illumination light IL (main illumination light) toward the 5
4で反射させて得られたサブ照明光IL'が、詳細な図示を省略してブロックとして示している導光系56の光路Aを介してハーフミラー16に入射して分割され、分割された光の一方がミラー18に入射するように構成されている。 Sub illumination light IL 'obtained by reflecting at 4, is split incident on the half mirror 16 via the optical path A of that light guide system 56 shown as a block by omitting a detailed illustration, divided one of the light is configured to be incident on the mirror 18. ハーフミラー16及びミラー18で反射したサブ照明光IL'はそれぞれレチクルアライメント用基準マーク20、22を照明する。 Sub illumination light IL reflected by the half mirror 16 and the mirror 18 'illuminates the reticle alignment reference marks 20 and 22, respectively. ここで用いている引込みミラー54は、照明光ILでレチクルRのパターン描画領域を照明する際には、光源2からの照明光ILをメイン照明光として全て照明光学系4に入射させるため、 Retraction mirror 54 used here, when illuminating the pattern drawing area of ​​the reticle R with the illumination light IL in order to incident illumination light IL from the light source 2 in all the illumination optical system 4 as a main illumination light,
図1の破線54'の位置まで待避するように制御装置5 The controller for retracting to the position of the dashed line 54 'in FIG. 1 5
2により制御される。 It is controlled by 2.

【0027】図1では、基板ステージWSTを所定量移動させてベースライン計測用基準板10を投影光学系P [0027] In Figure 1, the projection optical system baseline measurement reference plate 10 with the substrate stage WST by a predetermined amount of movement P
L下方に位置させた状態を示しており、この状態で、レチクルアライメント用基準マーク20を透過したサブ照明光IL'の光束は、投影光学系PLを介してレチクルRのレチクルアライメントマーク94を照明できるようになっている。 L indicates a state of being positioned below, in this state, the light flux of the sub illumination light IL 'that has passed through the reticle alignment reference marks 20, illuminates the reticle alignment mark 94 of the reticle R through the projection optical system PL It has become possible way. また、レチクルアライメント用基準マーク22を透過したサブ照明光IL'の光束は、投影光学系PLを介してレチクルRのレチクルアライメントマーク96を照明できるようになっている。 Further, the light flux of the sub illumination light IL 'that has passed through the reticle alignment reference marks 22 is to be able to illuminate the reticle alignment mark 96 of the reticle R through the projection optical system PL. レチクルアライメント用基準マーク20、22間の距離は、レチクルアライメントマーク94、96間の距離と投影光学系PL The distance between the reticle alignment reference marks 20 and 22, the distance between the projection optical system PL between the reticle alignment mark 94, 96
の投影倍率等とから予め規定されている。 It is previously defined and a projection magnification, etc..

【0028】レチクルアライメント用基準マーク20及びレチクルアライメントマーク94を照明したサブ照明光IL'は、レチクルアライメントマーク94の上方であって、レチクルRのパターン描画領域90を照明するメイン照明光ILにケラレを生じさせない位置に配置されたミラー44に入射する。 [0028] The reticle alignment reference marks 20 and the sub illumination light IL illuminates the reticle alignment mark 94 'is a above the reticle alignment mark 94, the shading in the main illumination light IL that illuminates a pattern drawing area 90 of the reticle R incident on the mirror 44 disposed at a position not causing. ミラー44で反射されたサブ照明光IL'は、レチクルアライメント光学系48に入射する。 Sub illumination light IL reflected by the mirror 44 'is incident on the reticle alignment optical system 48. レチクルアライメント光学系48により、レチクルアライメント用基準マーク20及びレチクルアライメントマーク94の重ね合わせ像のずれが検出される。 The reticle alignment optical system 48, the deviation of the superimposed image of the reticle alignment reference marks 20 and reticle alignment mark 94 is detected.

【0029】一方、レチクルアライメント用基準マーク22及びレチクルアライメントマーク96を照明したサブ照明光IL'は、レチクルアライメントマーク96の上方であって、レチクルRのパターン描画領域90を照明するメイン照明光ILにケラレを生じさせない位置に配置されたミラー46に入射する。 On the other hand, the sub-illumination light IL illuminates the reticle alignment reference marks 22 and reticle alignment mark 96 'is a above the reticle alignment mark 96, the main illumination light IL that illuminates a pattern drawing area 90 of the reticle R It advances to the mirror 46 which is arranged at a position not causing vignetting. ミラー46で反射されたサブ照明光IL'は、レチクルアライメント光学系50に入射する。 Sub illumination light IL reflected by the mirror 46 'is incident on the reticle alignment optical system 50. レチクルアライメント光学系50により、レチクルアライメント用基準マーク22及びレチクルアライメントマーク96の重ね合わせ像のずれが検出される。 The reticle alignment optical system 50, the deviation of the superimposed image of the reticle alignment reference marks 22 and reticle alignment mark 96 is detected.

【0030】検出されたこれら重ね合わせ像のずれに基づいて、ベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マーク20、22間の中心位置に対するレチクルRの中心位置のずれを求めてレチクルアライメントが終了する。 [0030] Based on the deviation of these superimposed image detected reticle alignment seeking deviation of the center position of the reticle R relative to the center position between the reticle alignment reference marks 20 and 22 on the base line measurement reference strip 10 There is terminated. なお、レチクルアライメントにおいては、後述する空間像計測で用いるサブ照明光を導光系56の出力側B、Cから入射してミラー44、46へ反射させる引込みミラー58、60は、ミラー駆動系10 In the reticle alignment, the output side B, retraction mirror 58 for reflecting incident from C to the mirror 44 and 46 of the light guide system 56 sub-illumination light used in the aerial image measurement described later, the mirror driving system 10
0、102により引込まれて図1の破線58'、60' Dashed 58 retracted with the FIG. 1 by 0,102 ', 60'
の位置から待避するように制御装置52により制御される。 It is controlled by the control unit 52 so as to retract from the position.

【0031】一方、基板アライメント用基準マーク12 [0031] On the other hand, the reference mark 12 for the substrate alignment
は、例えば十字形状の光反射パターンとして形成されている。 It is formed, for example, as a light reflection pattern cross-shaped. 図1に示すようなベースライン計測用基準板10 Baseline measurement reference strip 10 as shown in FIG. 1
が投影光学系PL下方に位置した状態において、基板アライメント用基準マーク12上方であって投影光学系P In the state but located in PL downward projection optical system, the projection optical system P a reference mark 12 above the substrate for alignment
Lの投影領域外の所定位置にミラー34が配置され、投影光学系PLの系外にミラー36が配置されている。 L mirror 34 at a predetermined position outside the projection area of ​​the are arranged, the mirror 36 is disposed to the outside of the projection optical system PL. 基板アライメント光学系14は投影光学系PLに隣接して設けられており、図示しない観察照明系からの照明光をミラー34、36を介して基板アライメント用基準マーク12に照射して、その反射光を受光して基板アライメント用基準マーク12の像を検出することができるようになっている。 The substrate alignment optical system 14 is provided adjacent to the projection optical system PL, by irradiating the substrate alignment reference marks 12 via the mirror 34 and 36 the illumination light from the observation illumination system (not shown), the reflected light and it is capable of detecting the image of the substrate alignment reference marks 12 by receiving. 基板アライメント光学系14では、基板アライメント用基準マーク12の像の基板アライメント光学系14内の指標に対するずれを検出する。 In the substrate alignment optical system 14, it detects the deviation of the index of the substrate alignment optical system 14 of the image of the substrate alignment reference mark 12.

【0032】そして、レチクルアライメントにより求めたベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マーク20、22の間の中心位置に対するレチクルRの中心位置のずれ量、及び基板アライメント光学系14により求めた基板アライメント用基準マーク1 [0032] Then, shift of the center position of the reticle R relative to the center position between the reticle alignment reference marks 20 and 22 on the base line measurement reference plate 10 obtained by the reticle alignment, and the substrate alignment optical system 14 determined substrate alignment reference mark 1
2に対する指標のずれ量を、ベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マーク20、22 The shift amount of the index to 2, the reticle alignment reference marks 20 and 22 on the base line measurement reference strip 10
の間の中心位置から基板アライメント用基準マーク12 Mark reference substrate alignment from the central position between the 12
までの距離Lに加え合わせることによりベースラインが求められる。 Baseline is determined by adding together the distance L to.

【0033】以上説明したベースライン計測用基準板1 [0033] The above-described baseline measurement for the reference plate 1
0を用いることにより、基板ステージWSTを移動させずにベースライン計測を行うことができるようになり、 The use of 0, will be able to perform baseline measurement without moving the substrate stage WST,
基板ステージWSTの移動に伴うレーザ干渉計での測長誤差を生じさせないので、従来と比較して高精度なベースライン計測を行うことができる。 Because it does not cause any measurement error in the laser interferometer due to the movement of the substrate stage WST, it is possible to perform highly accurate baseline measurement as compared with the conventional. さらに本実施の形態においては、レチクル製造誤差によるレチクルアライメントマークの形成位置のずれによるベースライン誤差を低減させるために、以下に説明するステージセンサ部2 Further, in the present embodiment, in order to reduce the baseline error due to the deviation of the formation positions of the reticle alignment mark by the reticle manufacturing error, the stage sensor unit 2 to be described below
6を設けている。 The are provided 6. このステージセンサ部26の詳細を図3を用いて説明する。 The details of this stage sensor unit 26 will be described with reference to FIG. 図3では、基板ステージWSTを所定量移動させてステージセンサ部(光電検出部)26 In FIG. 3, the stage sensor portion of the substrate stage WST by a predetermined amount of movement (photoelectric detector) 26
を投影光学系PL下方に位置させた状態を示している。 It shows a state of being positioned in the projection optical system PL downward.
なお、図3ではステージセンサ部26の構成及び動作に関係しない構成要素、例えば基板アライメント光学系1 Note that components that are not related to the configuration and operation of the stage sensor unit 26 in FIG. 3, for example, the substrate alignment optical system 1
4及びミラー34、36、及び引込みミラー駆動系10 4 and the mirror 34, 36, and retraction mirror driving system 10
0、102等の図示は省略している。 Shown such as 0,102 are omitted.

【0034】ステージセンサ部26は、上述のベースライン計測用基準板10を用いて計測されたベースラインの値を補正するためのデータを取得するために用いられる。 [0034] Stage sensor unit 26 is used to obtain the data for correcting the value of the base line was measured using a baseline measurement reference strip 10 described above. ステージセンサ部26上部のレチクルマーク計測用基板28にはスリット状の開口部30が設けられている。 Opening 30 slit is provided in the stage sensor portion 26 the upper part of the reticle mark measurement substrate 28. レチクルマーク計測用基板28上面は感光基板Wの表面と一致するようにZ方向に移動することができるようになっている。 Reticle mark measurement substrate 28 upper surface is adapted to be moved in the Z direction so as to match the surface of the photosensitive substrate W. ステージセンサ部26の下方には、開口部30に入射した光を受光する光電変換素子32が配置されている。 Below the stage sensor section 26, the photoelectric conversion element 32 for receiving the light entering the aperture 30 is arranged.

【0035】さて、光源2から投影光学系PLに向かう照明光IL(メイン照明光)を引込みミラー54で反射して得られたサブ照明光IL'が、詳細な図示を省略してブロックとして示している導光系56の光路Bを介して、レチクルアライメント光学系50とミラー46の間に移動した引込みミラー60に入射する。 [0035] Now, the illumination light IL directed from the light source 2 to the projection optical system PL (the main illumination light) sub illumination light IL 'obtained by reflection in the retracted mirror 54 is shown as a block by omitting a detailed illustration and through the optical path B of the light guide system 56, it enters the retraction mirror 60 which moves between the reticle alignment optical system 50 and the mirror 46. また、サブ照明光IL'は、導光系56の光路Cを介して、レチクルアライメント光学系48とミラー44の間に移動した引込みミラー58に入射する。 The sub-illumination light IL 'is via the optical path C of the light guide system 56, enters the retraction mirror 58 moves between the reticle alignment optical system 48 and the mirror 44. 引込みミラー58、60で反射した2つのサブ照明光IL'は、レチクルRのレチクルアライメントマーク94、96を照明して投影光学系PLに入射し、基板ステージWST上のステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28上に結像する。 Two sub-illumination light IL reflected 'in the retracted mirror 58, illuminates the reticle alignment marks 94 and 96 of the reticle R enters the projection optical system PL, a reticle mark of the stage sensor unit 26 on the substrate stage WST and it forms an image on the measurement substrate 28.

【0036】図3においては、引込みミラー60、ミラー46によりレチクルアライメントマーク96を照明したサブ照明光IL'による、開口部30でのレチクルアライメントマーク96の空間像を光電変換素子32で計測している場合を示している。 [0036] In Figure 3, pull the mirror 60, by the sub-illumination light IL 'which illuminates the reticle alignment marks 96 by the mirror 46, and measures an aerial image of the reticle alignment mark 96 at the opening 30 in the photoelectric conversion element 32 It shows a case where you are. ここで用いている引込みミラー58、60は、ステージセンサ部26によりレチクルアライメントマークの検出が行われる際に図3に示すようにレチクルアライメント光学系48、50とミラー44、46の間に移動し、ベースライン計測用基準板10を用いたベースライン計測の際には、レチクルアライメント用基準マーク20、22及びレチクルアライメントマーク94、96を透過したサブ照明光IL'をレチクルアライメント光学系48、50に入射させるため、図1に示す位置まで待避するように制御装置52により制御される。 Retraction mirrors 58 and 60 used here is, moves between the reticle alignment optical system 48, 50 and the mirror 44 and 46 as shown in FIG. 3 when the detection of the reticle alignment mark is carried out by the stage sensor unit 26 , when the baseline measurement using the baseline measurement the reference plate 10, the sub-illumination light IL 'reticle alignment optical system that has passed through the reticle alignment reference marks 20, 22 and the reticle alignment marks 94, 96 48, 50 in order to enter the, it is controlled by the control unit 52 so as to retract to the position shown in FIG.

【0037】ここで、図5乃至図9を用いてステージセンサ部26の開口部30の形状及びステージセンサ部2 [0037] Here, FIG. 5 to the shape of the opening 30 of the stage sensor unit 26 with reference to FIGS. 9 and stage sensor unit 2
6からの出力信号について説明する。 The output signal from the 6 will be described. 図5(a)は、ステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28を投影光学系PL側から見た平面図である。 5 (a) is a plan view of the reticle mark measurement substrate 28 of the stage sensor unit 26 from the projection optical system PL side. 図5(a)では、レチクルマーク計測用基板28上面の開口部30とレチクルRのレチクルアライメントマーク96のX方向の空間像96'について説明するための構成を示している。 In FIG. 5 (a), it shows a configuration for explaining aerial image 96 'of the X direction of the reticle mark measurement substrate 28 upper opening 30 and the reticle R reticle alignment marks 96 of the. 従って、開口部30の形状は、X方向及びY方向をそれぞれ計測するY、X方向に延びた2本のスリットから構成されているが、Y方向の空間像計測のための開口部形状の表示は省略している。 Thus, the shape of the opening 30, Y for measuring the X and Y directions, respectively, are constituted by two slits extending in the X direction, the display of the opening shape for aerial image measurement in the Y-direction It is omitted.

【0038】レチクルRのレチクルアライメントマーク96は投影光学系PLにより集光されて、投影光学系P The reticle alignment mark 96 of the reticle R is condensed by the projection optical system PL, the projection optical system P
L下方に移動したステージセンサ部26の開口部30近傍のレチクルマーク計測用基板28面上に結像する。 L is imaged into the opening 30 near the reticle mark measurement substrate 28 on the surfaces of the stage sensor portion 26 moves downward. なお、開口部30のスリットの幅は、光電変換素子32の出力波形の立上り、立下りを急峻にさせるためレチクルRのレチクルアライメントマーク94、96のスリットの幅と等しいか短い長さに形成されている。 The width of the slit openings 30 are formed rising of the output waveform of the photoelectric conversion element 32, the width equal to or shorter length of the slit of the reticle alignment marks 94 and 96 of the reticle R in order to sharply falling ing.

【0039】基板ステージWSTをX方向に等速微動させてステージセンサ部26の開口部30をレチクルRのレチクルアライメントマーク96の空間像96'に対して走査させ、光電変換素子32で空間像96'を受光する。 [0039] The substrate stage WST is constant speed fine movement in the X direction by scanning an opening 30 of the stage sensor unit 26 to the spatial image 96 of the reticle alignment mark 96 of the reticle R ', aerial image in the photoelectric conversion element 32 96 to receive '. このときの光電変換素子32の出力波形を図5 FIG output waveform of the photoelectric conversion element 32 in this case 5
(b)に示す。 It is shown in (b). 図5(b)において、横軸は基板ステージWSTのX方向の位置を表しており、縦軸は光電変換素子32の出力の大きさを表したもので空間像96'の幅方向の光強度分布と等価である。 In FIG. 5 (b), the horizontal axis represents the position in the X direction of the substrate stage WST, the vertical axis is the width direction of the light intensity of the aerial image 96 'with a representation of the magnitude of the output of the photoelectric conversion element 32 distribution and is equivalent. 図5(b)に示す出力波形から投影光学系PLの結像特性を含めてレチクルアライメントマークの位置を求めることができる。 It is possible to obtain the position of the reticle alignment marks, including the imaging characteristics of the projection optical system PL from the output waveform shown in Figure 5 (b).

【0040】図5(b)において、出力信号Iを所定の規準レベルL1と比較して、出力信号Iと規準レベルL [0040] In FIG. 5 (b), by comparing the output signal I with a predetermined reference level L1, the output signal I and the reference level L
1とが一致したときの基板ステージWSTの位置S1、 Position S1 of the substrate stage WST when 1 and match,
S2をレーザ干渉計42で計測する。 S2 is measured by the laser interferometer 42. 空間像96'のX X of the aerial image 96 '
方向の中心位置は、S1、S2を平均した位置c1として求められる。 The center position of the direction is determined as a position c1 obtained by averaging the S1, S2.

【0041】なお、図5(b)の波形から、例えば、所定の規準レベルL1で切り取られる線幅a1から像のコントラストを求めることもできる。 [0041] Incidentally, the waveform of FIG. 5 (b), for example, can be determined image contrast from the line width a1 to cut at a predetermined reference level L1. あるいは、ピーク値b1からコントラストを求めてもよい。 Alternatively, it may be obtained a contrast from the peak value b1. ステージセンサ部26を投影光学系PLの光軸方向に移動させながらコントラストを求めれば、焦点位置、像面湾曲等を知ることもできる。 By obtaining the contrast while moving the stage sensor unit 26 in the optical axis direction of the projection optical system PL, and the focal position, it is also possible to know the field curvature and the like. さらに、パターンの方向を変えて測定すれば非点収差が得られる。 Furthermore, astigmatism is obtained by measuring by changing the direction of the pattern.

【0042】次に図6を用いて、ステージセンサ部26 [0042] Next with reference to FIG. 6, the stage sensor unit 26
の別の構成例について説明する。 It will be described another example of the configuration of. 図6(a)に示すステージセンサ部26は、その下方に設けられた光電変換素子32とステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28との間に拡大光学系70を設けている点に特徴を有している。 Stage sensor unit 26 shown in FIG. 6 (a), characterized in that is provided with a magnifying optical system 70 between the reticle mark measurement substrate 28 of the photoelectric conversion element 32 and the stage sensor unit 26 provided thereunder have.

【0043】図5に示した例では開口部30の幅をレチクルRのレチクルアライメントマークの幅にほぼ等しくしたが、こうすると光電変換素子32で受光される空間像96'は開口部30の幅で平均化されることになる。 [0043] Having substantially equal to the width of the opening 30 to the width of the reticle alignment mark of the reticle R in the example shown in FIG. 5, the aerial image 96 is received by the photoelectric conversion element 32 In this way 'the width of the opening 30 in will be averaged.
従って、得られた出力波形からコントラストの比較はできても、レチクルRのマーク像の形状(プロファイル) Therefore, even if possible contrast comparison of the obtained output waveform, the shape of the mark image of the reticle R (profile)
を正確に得るには十分でなく、投影光学系PLのコマ収差等が原因の線幅の微妙な差や、像質を知ることができない可能性がある。 Accurately obtain not sufficient, the subtle differences and the line width of the causes coma aberration of the projection optical system PL, and it may be impossible to know the image quality.

【0044】そこで、図6に示すステージセンサ部26 [0044] Therefore, the stage sensor unit 26 shown in FIG. 6
では、光電変換素子32の上部に拡大光学系70を設けるようにしている。 In, and be provided with a magnifying optical system 70 at the top of the photoelectric conversion element 32. レチクルRのレチクルアライメントマークの像はレチクルマーク計測用基板28の開口部3 Image of the reticle alignment mark of the reticle R is opening 3 of the reticle mark measurement substrate 28
0の開口面で結像した後、拡大光学系70により約20 After imaged in the aperture plane of 0, about the enlargement optical system 70 20
0〜500倍程度に拡大されて光電変換素子32で受光される。 Is enlarged to approximately 0-500 fold is received by the photoelectric conversion element 32.

【0045】なお、この例では図6(b)に示したようにレチクルアライメントマークの形状を変更し、X方向のスリットの数が5本のレチクルアライメントマークを用いている。 [0045] In this example changes the shape of the reticle alignment marks as illustrated in FIG. 6 (b), the number of X-direction of the slit is using the reticle alignment mark of five. 図6(c)に光電変換素子32で得られる出力波形を示す。 Figure 6 (c) shows an output waveform obtained by the photoelectric conversion element 32. この出力波形から図5の場合と同様に線幅a2、ピークb2、中心位置c2が求められる。 If a similar line width a2 of FIG. 5 from the output waveform, the peak b2, the center position c2 is obtained. 本例では所定の倍率に調整した拡大光学系70を用いることにより、高分解能で受光像の出力波形を得ることができ、レチクルRのマーク像の位置をより高精度で求めることができるようになる。 By using the magnifying optical system 70 which is adjusted at a predetermined ratio in this example, it is possible to obtain an output waveform of the light receiving image with high resolution, so that it can be determined with higher accuracy the position of the mark image of the reticle R Become.

【0046】次に図7乃至図9を用いて、ステージセンサ部26のさらに別の構成例について説明する。 [0046] Next with reference to FIG. 7 to FIG. 9, a description will be given of still another configuration example of the stage sensor unit 26. 上述の図6に示したステージセンサ部26では、レチクルマーク計測用基板18と光電変換素子32との間に拡大光学系70を挿入することにより受光系の分解能を向上させたが、拡大光学系70にディストーション等が含まれている場合に問題となる。 In stage sensor unit 26 shown in FIG. 6 described above has improved the resolution of the light receiving system by inserting a magnifying optical system 70 between the reticle mark measurement substrate 18 and the photoelectric conversion element 32, a magnifying optical system becomes a problem when the distortion and the like are included in the 70. さらに、拡大光学系70等の重い光学系を搭載させると基板ステージWSTの大きさ、 Further, when the mounted heavy optical system having such a magnifying optical system 70 substrate stage WST size,
重量が増加してしまいステージの制御性が低下する。 Weight is reduced controllability of the stage would be increased. 結果として投影露光装置全体の大きさが増加してしまう。 As a result the overall size of the projection exposure apparatus is increased.
この点に鑑み本例では、拡大光学系を用いないで良好な測定を行える構成について説明する。 In this example view of this, a configuration that allows a good measurement without using a magnifying optical system.

【0047】図7に本例のステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28を投影光学系PL側から見た平面図を示す。 [0047] The reticle mark measurement substrate 28 of the stage sensor unit 26 of this embodiment shows a plan view seen from the projection optical system PL side in FIG. レチクルマーク計測用基板28面に開口面を矩形形状とする開口部30が形成されている。 Opening 30 for the opening surface to the reticle mark measurement substrate 28 surface and rectangular shape is formed. 開口部30のY方向に延びるエッジ部でX方向のマーク像を計測し、X方向に延びるエッジ部でY方向のマーク像を計測するようになっている。 The mark image in the X direction is measured at the edge extending in the Y direction of the opening 30, so as to measure the mark images in the Y-direction at the edge portion extending in the X direction. 本例においては、図6 In the present example, FIG. 6
(b)で既に示した5本のスリットからなるレチクルアライメントマークを用い、且つ図7ではレチクルアライメントマークのX、Y両方向のスリットを表示している。 Using the reticle alignment mark consisting of already five slits shown in (b), and FIG. 7, the reticle alignment mark X, displaying the Y directions of the slit.

【0048】上述の図5に示したステージセンサ部26 [0048] Stage sensor unit 26 shown in FIG. 5 of the above
の開口部30のスリット幅が、投影されるレチクルアライメントマークのスリットの線幅とほぼ等しいか、それより細い幅であったのに対し、図7に示すステージセンサ部26における開口部30の幅は、レチクルRのレチクルアライメントマークのスリットMX、MYの線幅に対し十分大きく形成されている。 The slit width of the opening 30 is either substantially equal to the line width of the slit of the reticle alignment mark to be projected, while was narrower width than the width of the opening 30 in the stage sensor unit 26 shown in FIG. 7 a slit MX reticle alignment mark of the reticle R, are formed large enough to the line width of MY. なお図7は、レチクルRのレチクルアライメントマークのスリットMX、MY Note Figure 7, a slit MX reticle alignment mark of the reticle R, MY
が開口部30近傍に結像している状態を示している。 There is shown a state in which focused near the opening 30.

【0049】基板ステージWSTを等速微動させるとマークMXの空間像は開口部30の一端のエッジ部から開口部30内に進入し、他端のエッジ部から退出する。 [0049] When the finely moving at a constant speed substrate stage WST aerial image of a mark MX is entered from one end of the edge portion of the opening 30 in the opening 30 and exits from the edge portion of the other end. スリットMXの最前のスリット像と最後のスリット像の全てが開口部30内に投影される状態を得るため、開口部30の両端の距離(幅)は、スリットMXの全幅より長く形成している。 To obtain a state in which all of the slit image and last slit image frontmost slit MX is projected into the opening 30, across the distance of the opening 30 (width), it is longer than the entire width of the slit MX . 同様に開口部30のY方向の幅もスリットMYの全幅より長く形成している。 Similarly the opening 30 in the Y-direction width is longer than the entire width of the slit MY.

【0050】例えばX方向に基板ステージWSTを等速微動させてスリットMXの空間像を順次開口部30下方の光電変換素子32で検出すると、光電変換素子32の出力信号は図8に示すように段階的に光強度が増加し、 [0050] For example, in the X-direction constant velocity by fine movement of the substrate stage WST is detected by the photoelectric conversion element 32 of the sequential opening 30 downwardly an aerial image of the slit MX, the output signal of the photoelectric conversion element 32, as shown in FIG. 8 stepwise light intensity increases,
その後段階的に光強度が減少する波形となる。 Then stepwise light intensity becomes reduced waveform. この出力信号波形は開口部30のエッジ部を通過した光量を積分したものであるから、この波形を微分すればスリットM Since this output signal waveform is obtained by integrating the amount of light passing through the edge of the opening 30, slits M if differentiating the waveform
Xの像の形状を正確に再現することができる。 The shape of the X image can be accurately reproduced. 図8に示す波形を微分した結果を図9に示す。 The results obtained by differentiating the waveform shown in FIG. 8 is shown in FIG. この微分波形から前述の図5、図6で説明したと同様にレチクルアライメントマークの位置を初めとして、投影光学系のディストーション等種々の情報を得ることができる。 Described above from the differential waveform Fig. 5, it is possible as a first position of the reticle alignment marks in the same manner as explained in FIG. 6, to obtain a distortion such various information of the projection optical system. Y方向も同様にしてスリットMYの像の位置を得ることができる。 Y direction in the same manner it is possible to obtain the position of the image of the slit MY.

【0051】以上のような構成のステージセンサ部26 [0051] The above configuration of the stage the sensor unit 26
で検出した複数のレチクルアライメントマークの空間像の位置情報は制御装置52のベースライン補正部へ送られ、ベースライン計測用基準板10を用いて既に計測したベースラインの値を補正するために用いられる。 In the position information of the spatial image of the plurality of reticle alignment marks detected it is sent to the base line correction unit of the control apparatus 52, used to correct the value of the base line already measured using a baseline measurement reference strip 10 It is. 本実施の形態及び後程説明する第2の実施の形態においては、この図7乃至図9で説明した開口形状を備えたステージセンサ26を用いている。 In the second embodiment described present embodiment and later uses a stage sensor 26 having an opening shape which is described in FIG. 7 to FIG. 9.

【0052】以上が本実施の形態による投影露光装置の構成の概略である。 [0052] The above is the outline of a configuration of a projection exposure apparatus according to this embodiment. 次にこれらの構成を用いてベースラインの計測を行う手順について説明する。 The procedure then be described for performing measurements of the base line with these configurations. 本実施の形態によるベースライン計測の手順を概説すると、初めにベースライン計測用基準板10を用いたベースライン測定を行う。 To give a general description of the procedure of the base line measurement according to this embodiment, a baseline measurement using the baseline measurement reference strip 10 initially performed. 次にステージセンサ部26を用いて複数のレチクルアライメントマーク及び所定のレチクルパターンの位置の情報を取得し、それらからベースライン補正用の補正値を演算してベースライン計測用基準板10から既に求めたベースラインの値を補正する。 Next, with reference to the stage sensor unit 26 acquires information on the position of the plurality of reticle alignment marks and a predetermined reticle pattern already determined from the baseline measurement the reference plate 10 calculates the correction value for from their baseline correction to correct the value of the baseline.

【0053】まず初めに図1を参照しつつベースライン計測用御基準板10を用いたベースライン測定の手順を説明する。 [0053] The procedure of baseline measurements using the baseline measurement for your reference plate 10 with reference to the first, Figure 1 will be described. レーザ干渉計42による基板ステージWST The substrate stage WST by the laser interferometer 42
の移動量を計測しつつ、制御装置52は図示しない駆動系に指令を与えて基板ステージWSTを移動させ、ベースライン計測用基準板10を投影光学系PLの投影領域の所定位置にセットする。 While measuring the amount of movement, the controller 52 moves the substrate stage WST provides an instruction to the driving system, not shown, to set a baseline measurement reference plate 10 in a predetermined position of the projection area of ​​the projection optical system PL.

【0054】一方、レチクルRを載置したレチクルステージ(図示せず)も、レーザ干渉計(図示せず)からレチクルステージの移動量をフィードバックしつつ制御装置52からの指令により移動させられて、レチクルRを所定の位置にセットする。 On the other hand, (not shown) a reticle stage that supports the reticle R also been moved in accordance with a command from the controller 52 while feeding back the amount of movement of the laser interferometer (not shown) from the reticle stage, It sets the reticle R at a predetermined position.

【0055】露光用の照明光源2からの照明光ILは、 [0055] The illumination light IL from the illumination light source 2 for exposure,
光量調節用のNDフィルタ72を通過して所定の光量に調節される。 Passes through the ND filter 72 for adjusting the amount of light is adjusted to a predetermined light amount. 引込みミラー54が制御装置52からの駆動指令によりNDフィルタ72を透過した光束を導光系56に入射させるように照明光ILの光路中にセットされる。 Retraction mirror 54 is set in the optical path of the illumination light IL to be incident on the light guide system 56 the light beam transmitted through the ND filter 72 by the drive command from the controller 52.

【0056】導光系56に入射したサブ照明光IL' [0056] Sub illumination light incident on the light guide system 56 IL '
は、光路Aを進んで基板ステージWST内部に配置されたハーフミラー16に入射して分割され、反射光はベースライン計測用基準板10のレチクルアライメント用基準マーク20を照射し、透過光はミラー18で反射してレチクルアライメント用基準マーク22を照射する。 Is divided incident on the half mirror 16 disposed in the substrate stage WST proceeds optical path A, the reflected light illuminates the reticle alignment reference marks 20 of the base line measurement reference strip 10, the transmitted light mirror 18 is reflected by irradiating the reticle alignment reference marks 22. 2
つに分けられたサブ照明光IL'はそれぞれ投影光学系PLに入射して、レチクルRのレチクルアライメントマーク94、96を照明する。 One divided was sub illumination light IL 'are each incident on the projection optical system PL, illuminates the reticle alignment marks 94 and 96 of the reticle R.

【0057】レチクルアライメント用基準マーク20及びレチクルアライメントマーク94を照明した光束はミラー44で折り曲げられてレチクルアライメント光学系48に入射する。 [0057] The light beam illuminates the reticle alignment reference marks 20 and reticle alignment mark 94 is bent by the mirror 44 is incident on the reticle alignment optical system 48. レチクルアライメント用基準マーク2 Reticle alignment reference mark 2
2及びレチクルアライメントマーク96を照明した光束はミラー46で折り曲げられてレチクルアライメント光学系50に入射する。 2 and light beam illuminates the reticle alignment mark 96 is bent by the mirror 46 is incident on the reticle alignment optical system 50. このとき、これらの光束がレチクルアライメント光学系48、50に完全に入射するように、制御装置52の指令により引込みミラー58、60 At this time, as these light fluxes are completely enters the reticle alignment optical system 48, 50, pull the mirror 58 and 60 by a command from the control unit 52
は光路上から待避させられている。 It is then retracted from the optical path. またこのとき、ND Also, at this time, ND
フィルタ72は、サブ照明光IL'が入射するレチクルアライメント光学系48、50に設けられた受光素子の感度を最適にするように制御装置52からの指示により再設定される。 Filter 72, the sub-illumination light IL 'is re-set by an instruction from the controller 52 so as to optimize the sensitivity of the light receiving element provided in the reticle alignment optical system 48, 50 is incident.

【0058】レチクルアライメント光学系48では、レチクルアライメント用基準マーク20とレチクルアライメントマーク94とが重なり合ったパターンが検出される。 [0058] In the reticle alignment optical system 48, the reticle alignment reference marks 20 and the reticle alignment mark 94 is overlapped pattern is detected. このパターンの情報は制御装置52に送られ、レチクルアライメント用基準マーク20に対するレチクルアライメントマーク94のX、Y方向のずれ量(X1,Y Information of this pattern is sent to the controller 52, X of the reticle alignment mark 94 with respect to the reticle alignment reference marks 20, the deviation amount in the Y direction (X1, Y
1)が求められる。 1) is obtained. また、レチクルアライメント光学系50でも、レチクルアライメント用基準マーク22とレチクルアライメントマーク96とが重なり合ったパターンが検出される。 Further, even in the reticle alignment optical system 50, and the reference mark 22 and reticle alignment mark 96 for reticle alignment overlapping pattern is detected. このパターンの情報は制御装置52に送られ、レチクルアライメント用基準マーク22に対するレチクルアライメントマーク96のX、Y方向のずれ量(X2,Y2)が求められる。 Information of this pattern is sent to the controller 52, X of the reticle alignment mark 96 with respect to the reticle alignment reference marks 22, the deviation amount in the Y direction (X2, Y2) are determined.

【0059】一方、基板アライメント光学系14は、ミラー36、34を介して基板アライメント装置用基準マーク12を照射してその反射光を受光する。 Meanwhile, the substrate alignment optical system 14, receives the reflected light by irradiating a substrate alignment device reference mark 12 through the mirror 36, 34. 受光された基板アライメント装置用基準マーク12のパターンの像は、基板アライメント光学系14に内蔵されたインデックス・スケールとX、Y方向の比較が行われ、基板アライメント光学系のインデックス・スケールの原点からのX、Y方向のずれ量(X3,Y3)が制御装置52に送られる。 Image of the pattern of the substrate alignment system reference mark 12 is received, the substrate alignment optical system 14 incorporated in the index scale and X, a comparison of the Y direction is performed, the index scale of the origin of the substrate alignment optical system of X, displacement amount in the Y direction (X3, Y3) is sent to the control unit 52.

【0060】制御装置52では、上記ずれ量(X1,Y [0060] In the controller 52, the deviation amount (X1, Y
1)及び(X2,Y2)に基づいてレチクルアライメント用基準マーク20、22の間の中点を基準とするレチクルRの中心位置を求めるレチクルアライメントを行う。 Perform reticle alignment seeking middle center position of the reticle R relative to the between the reticle alignment reference marks 20 and 22 on the basis of 1) and (X2, Y2). また、制御装置52にはベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マーク20、22 The control device 52 reticle alignment reference marks 20, 22 on the reference plate 10 for measurement baseline for
と基板アライメント装置用基準マーク12との間の所定の距離Lが記憶されており、この距離Lと上記ずれ量(X1,Y1)、(X2,Y2)及び(X3,Y3)からベースラインが求められる。 The predetermined distance L between the substrate alignment system reference mark 12 is stored, the distance L and the deviation amount (X1, Y1), the baseline from the (X2, Y2) and (X3, Y3) Desired.

【0061】このように、本実施の形態によるベースラインの計測では、基板ステージWST上のベースライン測定用基準板10上に設けられたマークを用いてアライメントを行うので、基板ステージWSTを全く移動させずにベースラインの測定ができるようになる。 [0061] Thus, in the measurement of the baseline according to this embodiment, since the alignment using the marks provided on the base line for measuring the reference plate 10 on the substrate stage WST, completely moves the substrate stage WST let will be able to measure the baseline without. 従って、 Therefore,
基板ステージWSTの移動を計測するレーザ干渉計の計測誤差が全く含まれないベースラインの測定ができるようになる。 Measurement error of the laser interferometer for measuring the movement of the substrate stage WST will be able to measure a baseline not included at all.

【0062】さらに、ベースライン計測の際に用いるサブ照明光IL'の光源は、レチクルRのパターンを感光基板Wに露光する際に用いるメイン照明光ILの光源2 [0062] Further, the light source of the sub-illumination light IL 'to be used in the baseline measurement, the main illumination light IL of the light source 2 used in exposing the pattern of the reticle R to a photosensitive substrate W
と同一であるので、照明光の波長の相違による投影光学系PLの収差等を問題にする必要がなくなるという利点を有している。 Have the advantage are the same, there is no need to issue the aberration of the projection optical system PL due to the difference in the wavelength of the illumination light and the.

【0063】次に、図3及び図4を参照しつつ、測定されたベースラインの値を補正する手順を説明する。 Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a procedure for correcting the value of the measured baseline. まず、図3において、制御装置52は図示しない駆動系に指令を与えて基板ステージWSTを移動させ、ステージセンサ部26を投影光学系の投影領域の所定位置にセットする。 First, in FIG. 3, the controller 52 moves the substrate stage WST provides an instruction to the driving system, not shown, and set the stage sensor unit 26 in a predetermined position of the projection area of ​​the projection optical system. また、ベースライン計測の際に待避させられていた引込みミラー58、60が制御装置52の指令によりレチクルアライメント光学系48、50とミラー4 Further, the reticle alignment optical system 48, 50 by a command of the retraction mirror 58, 60 the control device 52 which has been allowed to retract in the baseline measurement and the mirror 4
4、46との間に挿入される。 It is inserted between the 4,46.

【0064】露光用の照明光源2からの照明光ILは、 [0064] The illumination light IL from the illumination light source 2 for exposure,
光量調節用のNDフィルタ72を通過して、所定の光量に調節されて引込みミラー54に入射する。 Passes through the ND filter 72 for adjusting the amount of light, is adjusted to a predetermined light amount incident in the retracted mirror 54. 引込みミラー54は制御装置52からの駆動指令によりNDフィルタ72を透過した光束を導光系56に入射させるようにセットされている。 Retraction mirror 54 is set so as to be incident on the light guide system 56 the light beam transmitted through the ND filter 72 by the drive command from the controller 52.

【0065】導光系56に入射したサブ照明光IL' [0065] Sub illumination light incident on the light guide system 56 IL '
は、光路Bを進んでレチクルアライメント光学系50側の引込みミラー60に入射する。 , The program proceeds to path B enters the retraction mirror 60 of the reticle alignment optical system 50 side. 引込みミラー60で光路を折り曲げられた光束はミラー46で反射して、レチクルRのレチクルアライメントマーク96を照明して投影光学系PLに入射する。 Light beam its optical path bent by the pull-mirror 60 is reflected by the mirror 46, enters the projection optical system PL to illuminate the reticle alignment mark 96 of the reticle R. 投影光学系PLによりレチクルアライメントマーク96のパターン像はステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28面に結像する。 Pattern image of the reticle alignment marks 96 by the projection optical system PL forms an image on the reticle mark measurement substrate 28 side of the stage sensor unit 26.

【0066】制御装置52は、レーザ干渉計42からの移動量を計測しつつ、レチクルアライメントマーク96 [0066] Control unit 52, while measuring the amount of movement from the laser interferometer 42, the reticle alignment marks 96
の空間像がステージセンサ部26の開口部30の一エッジ部から進入して他エッジから退出するまでX方向に基板ステージWSTを等速微動させる。 Aerial image of finely moving at a constant speed substrate stage WST in the X-direction until it exits from the other edge enters the first edge of the opening 30 of the stage sensor unit 26. このようにしてレチクルアライメントマーク96の空間像を開口部30下方の光電変換素子32で検出し、光電変換素子32の出力信号を制御装置52に取り込んで、既に図5乃至図9 Thus detecting the aerial image of the reticle alignment mark 96 at the opening 30 below the photoelectric conversion element 32, takes in the output signal of the photoelectric conversion element 32 to the control device 52, already 5 to 9
を用いて説明した方法でレチクルアライメントマーク9 Reticle alignment mark 9 in the manner described with reference to
6の位置を求める。 Determining the position of the 6. Y方向に対しても同様の動作を行うことにより、レチクルアライメントマーク96のX、Y By performing the same operation with respect to the Y direction, X of the reticle alignment marks 96, Y
方向の位置が求められる。 The direction of the position is required. なお、NDフィルタ72は、 Incidentally, ND filter 72,
サブ照明光IL'を受光するステージセンサ部26の光電変換素子32の感度を最適にするように制御装置52 Controller 52 so as to optimize the sensitivity of the photoelectric conversion element 32 of the stage sensor portion 26 for receiving the sub-illumination light IL '
からの指示により再設定されている。 It has been re-set by an instruction from.

【0067】次に、基板ステージWSTを移動させて、 Next, by moving the substrate stage WST,
レチクルアライメントマーク94の投影像が結像する近傍領域にレチクルマーク計測用基板28を移動させる。 The projected image of the reticle alignment mark 94 moves the reticle mark measurement substrate 28 in the vicinity area to be imaged.
そして、導光系56の光路Cにサブ照明光IL'を導いて、上述と同様の動作を行うことにより、レチクルアライメントマーク94の位置を求める。 The leading sub-illumination light IL 'in the optical path C of the light guide system 56, by performing the same operation as described above, determine the position of the reticle alignment mark 94.

【0068】以上のようにして、ステージセンサ部26 [0068] As described above, the stage sensor unit 26
により2つのレチクルアライメントマーク94、96の位置が求められるが、さらに図4に示すようにして、レチクルRのパターン描画領域内の所定の複数のパターンについてそれらの位置測定をステージセンサ部26により行う。 Positions of the two reticle alignment marks 94 and 96 is determined by, carried further in the manner shown in FIG. 4, the stage sensor unit 26 to measure their positions for a predetermined plurality of patterns in the pattern drawing area of ​​the reticle R . なお、図4ではステージセンサ部26の構成及び動作に関係しない構成要素、例えば基板アライメント光学系14及びミラー34、36、及び引込みミラー駆動系100、102等の図示は省略している。 Note that the configuration and components that are not related to the operation, for example, shown, such as a substrate alignment optical system 14 and the mirror 34, 36 and retraction mirror driving system 100, 102, the stage sensor unit 26 in FIG. 4 is omitted.

【0069】図4において、引込みミラー54は、制御装置52の指示により露光用の照明光源2の照明光の光路から待避する。 [0069] In FIG. 4, retraction mirror 54 is retracted from the optical path of the illumination light of the illumination light source 2 for exposure in response to an instruction from the control unit 52. 照明光源2からの照明光ILは、光量調節用のNDフィルタ72を通過して、所定の光量に調節されてから照明光学系4を透過し、ダイクロイックミラー6で折り曲げられてレチクルRのパターン描画領域を照明する。 Illumination light IL from the illumination light source 2 passes through the ND filter 72 for adjusting the amount of light transmitted through the illumination optical system 4 is adjusted to a predetermined light amount, the pattern drawing bent by the reticle R by the dichroic mirror 6 to illuminate the area. 一方、レチクルRのパターン描画領域内の所定のパターンの空間像を開口部30で受光するように基板ステージWSTは移動して、レチクルRの所定のパターンの空間像を受光する位置近傍にレチクルマーク計測用基板28を移動させる。 On the other hand, the substrate stage WST to receive the aerial image of a predetermined pattern in the pattern drawing area of ​​the reticle R at the opening 30 is moved, the reticle mark near the position for receiving the spatial image of a predetermined pattern of the reticle R moving the measurement substrate 28.

【0070】レチクルRのパターン描画領域を照明するメイン照明光ILは、投影光学系PLに入射し、投影光学系PLによりレチクルRのパターン像はステージセンサ部26のレチクルマーク計測用基板28面に結像する。 [0070] The reticle R main illumination light IL illuminates the pattern drawing area is incident on the projection optical system PL, a pattern image of the reticle R by the projection optical system PL the reticle mark measurement substrate 28 side of the stage sensor unit 26 to form an image.

【0071】制御装置52は、レーザ干渉計42からの移動量を計測しつつ、レチクルRのパターン像のうち、 [0071] Control unit 52, while measuring the amount of movement from the laser interferometer 42, of the pattern image of the reticle R,
所定のパターンの空間像をステージセンサ部26の開口部30の一エッジ部から進入させて他エッジから退出させるまでX方向に基板ステージWSTを等速微動させる。 An aerial image of a predetermined pattern by entering from the first edge of the opening 30 of the stage sensor unit 26 finely moving at a constant speed substrate stage WST in the X-direction until it is withdrawn from the other edge. このようにしてレチクルRのパターン像の所定のパターンの空間像を開口部30下方の光電変換素子32で検出し、光電変換素子32の出力信号を制御装置52に取り込んで、当該所定のパターンの位置を求める。 Thus detecting the aerial image of a predetermined pattern of the pattern image of the reticle R at the opening 30 below the photoelectric conversion element 32, it takes in the output signal of the photoelectric conversion element 32 to the control unit 52, of the predetermined pattern position seek. Y方向に対しても同様の動作を行うことにより、当該所定のパターンのX、Y方向の位置が求められる。 By performing the same operation with respect to the Y direction, X of the predetermined pattern, the Y-direction position is determined. なお、ND It should be noted, ND
フィルタ72は、メイン照明光ILを受光するステージセンサ部26の光電変換素子32の感度を最適にするように制御装置52からの指示により再設定されている。 Filter 72 is reset by the instruction from the control unit 52 so as to optimize the sensitivity of the photoelectric conversion element 32 of the stage sensor unit 26 for receiving the main illumination light IL.

【0072】レチクルRのパターン描画領域内の複数の所定のパターンについて上記の動作を繰り返してそれらのパターン位置を求めることにより、ステージセンサ部26を用いたパターン位置の測定は終了する。 [0072] The plurality of predetermined pattern of the pattern drawing area of ​​the reticle R by determining their pattern position by repeating the above operation, the measurement of the pattern position using the stage sensor unit 26 is completed.

【0073】次に、上述の動作によりステージセンサ部26で計測され、制御装置52の記憶部に格納された2 Next, measured by the stage sensor unit 26 by the above operation was stored in the storage unit of the control device 52 2
つのレチクルアライメントマークの位置の座標値、及びパターン描画領域内の複数の所定のパターン位置の座標値に基づいて、ベースライン計測用基準板10により既に計測したレチクルRの中心位置を補正することによりベースラインの補正を行う。 One of the coordinate values ​​of the position of the reticle alignment marks, and based on the coordinate values ​​of a plurality of predetermined pattern position of the pattern drawing area, by previously correcting the center position of the reticle R measured by the baseline measurement the reference plate 10 perform the correction of the base line.

【0074】レチクルRの中心位置の補正の方法として、例えば最小二乗法を用いることができる。 [0074] As a method for correcting the center position of the reticle R, it can be used, for example the least squares method. レチクル製造誤差に基づく各パターンの描画位置の誤差をパラメータ(但し、投影光学系PLの有する収差等による倍率誤差を含む)とし、レチクルRの中心を原点とする座標系での設計座標値(Xon,Yon)に位置すべきパターンを実際に計測した実測座標値が(Xrn',Yr The error of the drawing position of each pattern based on reticle production error parameters (including magnification error due to the aberration or the like having the projection optical system PL) and the design coordinate values ​​in the coordinate system with its origin at the center of the reticle R (Xon Found coordinate values ​​actually measured pattern to be located Yon) is (Xrn ', Yr
n')であるとする。 It assumed to be n '). ここで、nは実測したレチクルアライメントマーク及び所定のパターンの数である。 Here, n is the number of reticle alignment marks and a predetermined pattern actually measured. また、レチクルRの中心は、ベースライン計測用基準板1 The center of the reticle R is baseline measurement reference strip 1
0で既に計測したレチクルアライメントマーク94、9 Reticle alignment mark 94,9 that has already been measured at 0
6の中点位置である。 6, which is the midpoint of.

【0075】補正後のレチクルRの中心位置を原点とした場合のレチクルアライメントマーク94、96及び各パターンの位置座標を(Xrn,Yrn)であるとすると、X方向の誤差成分Exnは、Exn=Xrn'−X [0075] The reticle alignment marks 94, 96 and the position coordinates of each pattern in the case of the origin at the center position of the reticle R after correction (Xrn, YRN) When an error component Exn in the X direction, Exn = Xrn'-X
rnであり、Y方向の誤差成分Eynは、Eyn=Yr Is rn, error component Eyn in the Y direction, Eyn = Yr
n'−Yrnである。 It is an n'-Yrn. これらの二乗和Eを最小にする誤差パラメータを最小二乗法により求めることにより、補正後のレチクルRの中心位置を原点として決定されるレチクルアライメントマーク94、96及び各パターンの位置座標を求めることができる。 By determining the error parameters of these square sum E minimized by the least squares method, it is used to determine the reticle alignment marks 94, 96 and the position coordinates of each pattern determines the center position of the reticle R after the correction as the origin it can. そして、この求められた位置座標のうち補正後のレチクルRの中心位置と補正前のレチクルRの中心位置との差を補正値として、ベースライン計測用基準板10で既に求めたベースラインの値に加えることにより、補正されたベースラインの値を求めることができる。 Then, as a correction value the difference between the center position of the reticle R before correction and the center position of the reticle R after the correction of the thus determined position coordinates, previously determined baseline value baseline measurement reference plate 10 by adding to, you can determine the value of the corrected baseline.

【0076】このように、本実施の形態によるベースラインの計測では、測定されたベースラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差によるレチクルRの中心位置のずれを補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得ることができるようになる。 [0076] Thus, in the measurement of the baseline according to this embodiment, and measured a plurality of mark or pattern for the measured baseline, the center position of the reticle R by the reticle manufacturing error on the basis of their measured values deviation calculating a correction value for correcting a, since to correct the value of the measured baseline, it is possible to obtain a baseline of little error extremely high accuracy.

【0077】また、本実施の形態では、ベースライン計測用のレチクルアライメントマーク94、96を含む複数のパターンの空間像をレチクルマーク計測用基準板2 [0077] Further, in this embodiment, baseline measurement plurality of patterns a spatial image reticle mark measuring reference plate including reticle alignment marks 94, 96 for 2
8で測定して、それらの位置を正確に検出するので、レチクルマーク計測用基準板28とベースライン計測用基準板10とが基板ステージWST上で離れた位置に設けられていても測定誤差の生じない補正を行うことができる。 8 as measured by, and detects their position accurately, even with the reticle mark measuring reference plate 28 and the base line measurement reference plate 10 is provided at a position apart on the substrate stage WST measurement error caused no correction can be performed.

【0078】次に、本発明の第2の実施の形態による投影露光装置及び位置合わせ方法を図11及び図12を用いて説明する。 [0078] Next, a second projection exposure apparatus and alignment method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 本実施の形態による投影露光装置は、その照明系が、レチクルRの照明領域の大きさ及び形状を制限する絞り82を有している点に特徴を有している。 The projection exposure apparatus according to this embodiment, the illumination system is characterized in that it has a stop 82 which limits the size and shape of the illumination area of ​​the reticle R.
また、制御装置52が当該絞り82を制御することにより、レチクルRのパターン描画領域の照明とレチクルアライメントマークの照明とを切り替えるようにしている点に特徴を有している。 Further, the control unit 52 controls the diaphragm 82, is characterized in that so that switching between illumination of the illumination and a reticle alignment mark pattern drawing area of ​​the reticle R. さらに、制御装置52が、レチクルRのパターン描画領域からパターン描画領域以外の領域まで照明領域を拡大するように絞り82を制御して照明の切替を行うようにすることもできる点に特徴を有している。 Further, the control unit 52, have the features can also point possible to perform the switching of lighting controls 82 aperture so as to enlarge the illumination area from the pattern drawing area of ​​the reticle R to a region other than the pattern drawing area doing.

【0079】本実施の形態による投影露光装置の概略構成を図11を用いて説明する。 [0079] The schematic arrangement of the projection exposure apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG. 11. 図11において、第1の実施の形態による投影露光装置と同一の機能を有する構成部材には同一の符号を付してその説明は省略し、本実施の形態による投影露光装置の特徴的構成について主に説明することにする。 11, the components having the same functions as the projection exposure apparatus according to the first embodiment and description thereof is omitted as the same reference numerals, the characteristic configuration of a projection exposure apparatus according to this embodiment mainly to be explained. まず、図11に示す投影露光装置においては、照明光源2からの照明光の光路を変更する引込みミラー78は、ベースライン計測用基準板10のレチクルアライメント用基準マーク20、22を照射するサブ照明光IL'を得るときのみ照明光の光路中にセットされるようになっている。 First, in the projection exposure apparatus shown in FIG. 11, retraction mirror 78 for changing the optical path of the illumination light from the illumination light source 2, the sub-lighting for illuminating the reticle alignment reference marks 20 and 22 of the baseline measurement for the reference plate 10 It is adapted to be set in the optical path of the illumination light only when obtaining a light IL '.

【0080】測定したベースラインを補正するためのステージセンサ部26による測定の際には、サブ照明光I [0080] In measurement by the stage sensor unit 26 for correcting the measured baseline, sub illumination light I
L'を用いることはなく、代わりにレチクルRとダイクロイックミラー6との間に設けられ、例えば4枚の独立可動のブレードを有する照明視野絞りとしてのレチクルブラインド82を用いるようにしている。 L 'not be used, so that disposed between the reticle R and the dichroic mirror 6, using the reticle blind 82 as an illumination field stop having, for example, of four independent movable blade instead.

【0081】制御装置52からの指令に基づいてレチクルブラインド82の開口領域を拡大させることにより、 [0081] By expanding the opening area of ​​the reticle blind 82 on the basis of a command from the controller 52,
ダイクロイックミラー6からの照明光ILの照明領域をレチクルRのパターン描画領域からレチクルアライメントマークの形成された領域まで拡大させることができる。 It can increase the illumination region of the illumination light IL from the dichroic mirror 6 from the pattern drawing area of ​​the reticle R to the region formed of the reticle alignment mark. さらに、この構成によるレチクルブラインド82 Furthermore, the reticle blind 82 in this configuration
は、レチクルRのパターン描画領域を遮光して、レチクルRの4辺のうち、測定対象のレチクルアライメントマークの形成された1辺のみに照明光が照射されるようにすることも可能である。 Is to shield the pattern drawing area of ​​the reticle R, among the four sides of the reticle R, it is also possible to illumination light only in one side that is formed of the reticle alignment marks to be measured is to be irradiated. この場合には、照明光による投影光学系PLへの入射エネルギを減少させて投影光学系PLに生じ得る結像特性の変動を小さくすることができる。 In this case, it is possible to reduce the incident energy of the projection optical system PL by the illumination light to reduce the variation in imaging characteristics that may occur in the projection optical system PL. なお、レチクルブラインド82を全開にした場合でも、制御装置52からの指令によりNDフィルタ72に対して、低い透過率のフィルタを選択して入射エネルギを減少させることができる。 Even when the reticle blind 82 is fully opened, with respect to the ND filter 72 in accordance with a command from the controller 52, it is possible to reduce the incident energy by selecting the low transmission filter.

【0082】本実施の形態においては、レチクルアライメントマークの形成領域を照明できるように開口領域を変更可能なレチクルブラインド82を用いているので、 [0082] In this embodiment, because of the use of the reticle blind 82 capable of changing the opening area so that it can illuminate the formation region of the reticle alignment marks,
レチクルアライメント用基準マーク20、22から投影光学系PLを介してレチクルアライメント光学系48、 Reticle alignment optical system 48 from the reticle alignment reference marks 20 and 22 via the projection optical system PL,
50にサブ照明光IL'を導くミラー74、76は、制御装置52の指令により駆動系104、106を駆動させることにより待避できるようになっている。 Mirrors 74, 76 for guiding the sub-illumination light IL '50 is adapted to be retracted by driving the drive system 104 and 106 by a command from the controller 52. 図11においては、ミラー74、76が待避した状態を実線で示し、サブ照明光IL'をレチクルアライメント光学系4 11 shows a state in which the mirror 74 is retracted by the solid line, the reticle alignment optical system sub-illumination light IL '4
8、50に入射させる際の位置を破線で示している。 It is indicated by broken lines the position at the time of entering into 8,50. また、本図においても、基板アライメント光学系14及びミラー34、36の図示は省略している。 Also in this figure, illustration of the substrate alignment optical system 14 and the mirror 34 and 36 are omitted.

【0083】次に、本実施の形態による投影露光装置におけるベースライン計測について説明する。 Next, a description will be given baseline measurement in the projection exposure apparatus according to this embodiment. まず、本実施の形態において使用したレチクルRを図12を用いて説明する。 First, the reticle R used in this embodiment will be described with reference to FIG. 12. 図12に示すレチクルRは、レチクル製造誤差を補正するために、第1の実施の形態において用いた図10に示す2個のレチクルアライメントマーク94、 The reticle R, to correct the reticle manufacturing error, two reticle alignment mark 94 shown in FIG. 10 used in the first embodiment shown in FIG. 12,
96に加えて、さらに8個のレチクルアライメントマークRM1〜RM8が形成されている。 In addition to the 96, and is further formed eight reticle alignment mark RM1~RM8. このレチクルRを用いることにより、パターン描画領域90内の複数の所定のパターンを計測しなくても、予め形成されたレチクルアライメントマーク94、96、及びRM1〜RM8 By using this reticle R, without measuring a plurality of predetermined pattern of pattern drawing area 90, the reticle alignment marks 94 and 96 formed in advance, and RM1~RM8
の位置を測定するだけで、ベースラインの補正を高精度で行うことができるようになる。 Only measures the position, it is possible to correct the baseline with high accuracy.

【0084】本実施の形態においても、まず初めにベースライン計測用基準板10を用いてベースラインの測定をする点については第1の実施の形態と同様である。 [0084] In this embodiment also, the point of the measurement of the baseline using the First baseline measurement reference strip 10 are the same as in the first embodiment. 従ってその説明は省略し、測定されたベースラインを補正する手順について説明することにする。 Therefore the description thereof is omitted, the procedure will be described for correcting the measured baseline. なお本例では、 It should be noted that in this example,
レチクルブラインド82の開口領域を拡大して測定する場合について説明する。 It will be described for measuring an enlarged opening area of ​​the reticle blind 82. まず、図11において、制御装置52は図示しない駆動系に指令を与えて基板ステージWSTを移動させ、ステージセンサ部26を投影光学系の投影領域の所定位置にセットする。 First, in FIG. 11, the controller 52 moves the substrate stage WST provides an instruction to the driving system, not shown, and set the stage sensor unit 26 in a predetermined position of the projection area of ​​the projection optical system. また制御装置52 The control device 52
は、それぞれ駆動系104、106を駆動させてベースライン計測の際に用いたミラー74、76を待避させる。 It is retracts the mirror 74 and 76 used in the baseline measurement respectively by driving the driving system 104, 106.

【0085】図11において、レチクルブラインド82 [0085] In FIG. 11, a reticle blind 82
は制御装置52の指示により全開させられ、照明光源2 Is causes the fully opened by an instruction of the control unit 52, the illumination light source 2
からの照明光ILは光量調節用のNDフィルタ72を通過して、所定の光量に調節されてから照明光学系4を透過し、ダイクロイックミラー6で折り曲げられてレチクルRの全域、すなわちパターン描画領域及びレチクルアライメントマーク94、96、RM1〜RM8を含む領域を照明する。 Illumination light IL from the passes through the ND filter 72 for adjusting the amount of light transmitted through the illumination optical system 4 is adjusted to a predetermined light amount, dichroic entire region of the bent and the reticle R in dichroic mirror 6, or pattern drawing area and the reticle alignment marks 94 and 96, to illuminate a region including a RM1~RM8. 一方、レチクルRの複数のレチクルアライメントマークの空間像の1つを開口部30で受光するように基板ステージWSTは移動して、当該空間像を受光する位置近傍にレチクルマーク計測用基板28を移動させる。 On the other hand, the substrate stage WST to receive one of the spatial image of the plurality of reticle alignment marks on the reticle R at the opening 30 is moved, the reticle mark measurement substrate 28 at a position near to receive the aerial image movement make.

【0086】レチクルRの複数のレチクルアライメントマークを照明する照明光ILは投影光学系PLに入射して、複数のレチクルアライメントマークのパターン像を投影する。 [0086] The illumination light IL illuminates a plurality of reticle alignment marks on the reticle R is incident on the projection optical system PL, which projects a pattern image of the plurality of reticle alignment marks. 制御装置52は、レーザ干渉計42からの移動量を計測しつつ、レチクルRのレチクルアライメントマークの空間像をステージセンサ部26の開口部30の一エッジ部から進入させて他エッジから退出させるまでX方向に基板ステージWSTを等速微動させる。 Control device 52, while measuring the amount of movement from the laser interferometer 42, until an aerial image of the reticle alignment mark of the reticle R by entering from the first edge of the opening 30 of the stage sensor unit 26 to exit from the other edge X direction finely moving at a constant speed substrate stage WST. このようにしてレチクルアライメントマークの空間像を開口部30下方の光電変換素子32で検出し、光電変換素子3 Thus by detecting the aerial image of the reticle alignment mark at the opening 30 below the photoelectric conversion element 32, the photoelectric conversion element 3
2の出力信号を制御装置52に取り込んで、当該所定の空間像の位置を求める。 Takes in the second output signal to the control unit 52 obtains the position of the predetermined space image. Y方向に対しても同様の動作を行うことにより、当該所定のパターンのX、Y方向の位置が求められる。 By performing the same operation with respect to the Y direction, X of the predetermined pattern, the Y-direction position is determined. NDフィルタ72は、メイン照明光I ND filter 72, the main illumination light I
Lを受光するステージセンサ部26の光電変換素子32 The photoelectric conversion element of the stage sensor portion 26 for receiving the L 32
の感度を最適にするように制御装置52からの指示により再設定されている。 It is reset by instructions in the sensitivity from the controller 52 to optimize.

【0087】レチクルRの複数のレチクルアライメントマークに対して順次上記の動作を繰り返してそれらの位置を求めることにより、ステージセンサ部26を用いた複数のレチクルアライメントマークの位置の測定は終了する。 [0087] By finding their positions sequentially repeating the above operation for a plurality of reticle alignment marks on the reticle R, measurement of the positions of a plurality of reticle alignment mark using the stage sensor unit 26 is completed.

【0088】次に、上述の動作によりステージセンサ部26で計測され、制御装置52の記憶部に格納された複数のレチクルアライメントマークの位置の座標値に基づいて、ベースライン計測用基準板10を用いて既に計測したベースラインに対する補正を行う。 Next, measured by the stage sensor unit 26 by the above-mentioned operation, based on the coordinate values ​​of positions of a plurality of reticle alignment marks stored in the storage unit of the control device 52, a baseline measurement reference plate 10 correct for baseline already measured using. ベースラインの補正を行う際のレチクルRの中心位置の補正値の算出方法として、第1の実施の形態で説明したと同様に例えば最小二乗法を用いることができる。 As a method of calculating the correction value of the center position of the reticle R when correcting the baseline, it is possible to use the same for example the least squares method as described in the first embodiment. 補正における処理は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。 Since processing in the correction are the same as in the first embodiment description is omitted.

【0089】なお、以上の例ではレチクルブラインド8 [0089] It should be noted that, in the above example reticle blind 8
2の各ブレードを移動させて開口領域を拡大してベースライン補正のための計測を行ったが、ブレードを移動してレチクルRのパターン領域を遮光するようにして、測定対象のレチクルアライメントマークの存在する各辺部毎に照明光の照射領域を切り替えて計測を行うようにすることももちろん可能である。 Were measured for the baseline corrected by moving each of the two blades to expand the opening area, but so as to shield the pattern area of ​​the reticle R by moving the blade, the measured reticle alignment mark it is of course also possible to perform the measurement by switching the irradiation area of ​​illumination light in each side portion present.

【0090】本実施の形態においても、測定されたベースラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差によるレチクルRの中心位置のずれを補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得ることができるようになる。 [0090] Also in this embodiment, the correction value by actually measuring a plurality of mark or pattern for the measured baseline, to correct the deviation of the center position of the reticle R by the reticle manufacturing error on the basis of their measured values calculated and, since so as to correct the value of the measured baseline, it is possible to obtain a baseline of little error extremely high accuracy. また、ベースライン計測用のレチクルアライメントマーク94、96を含む複数のレチクルアライメントマークの空間像をレチクルマーク計測用基準板28で測定して、それらの位置を正確に検出するので、レチクルマーク計測用基準板28とベースライン計測用基準板10とが基板ステージWST上で離れた位置に設けられていても測定誤差の生じない補正を行うことができる。 Moreover, an aerial image of a plurality of reticle alignment marks comprising a reticle alignment marks 94, 96 for base line measurement by measuring the reticle mark measuring reference plate 28, and detects their position accurately, reticle marks for measurement a reference plate 28 and the base line measurement reference strip 10 can be corrected causing no measurement error be provided at a position apart on the substrate stage WST.

【0091】さらに、レチクルブラインドを用いているので、ベースライン補正のための計測の際に用いる光源を、レチクルRのパターンを感光基板Wに露光する際に用いるメイン照明光ILの光源2と同一にすることができるので、照明光の波長の相違による投影光学系PLの収差等を問題にする必要がなくなるという利点を有している。 [0091] Further, because of the use of the reticle blind, a light source to be used in the measurement for the baseline correction, same as the light source 2 of the main illumination light IL to be used for exposing a pattern of the reticle R to a photosensitive substrate W it is possible to have the advantage to be a problem the aberration of the projection optical system PL due to the difference in the wavelength of the illumination light is eliminated.

【0092】次に、本発明の第3の実施の形態による投影露光装置及びその位置合わせ方法を図13及び図14 [0092] Next, a third projection exposure apparatus and alignment method according to an embodiment of the present invention 13 and 14
を用いて説明する。 It will be described with reference to. 本実施の形態による投影露光装置は、レチクルマーク計測用基準板をベースライン計測用基準板と一体化して、空間像計測のための開口部30 The projection exposure apparatus according to this embodiment, the reticle mark measurement reference plate integral with the baseline measurement the reference plate, the openings 30 for aerial image measurement
を、当該基準板上にレチクルアライメント用基準マーク20、22及び基板アライメント用基準マーク12と共に設けた点に特徴を有している。 And it is characterized in that provided along with the reticle alignment reference marks 20, 22 and the reference marks 12 for the substrate alignment on the reference plate. 図13は、本実施の形態による投影露光装置の概略の構成を示している。 Figure 13 shows a schematic structure of a projection exposure apparatus according to this embodiment. 上述のようにレチクルマーク計測用基準板10とベースライン計測用基準板28とが一体化されている点を除き、第2の実施の形態で図11を用いて説明した投影露光装置と同一の構成である。 Except that the reticle mark measuring reference plate 10 and the base line measurement reference plate 28 as described above are integrated, the projection exposure apparatus identical to that described with reference to FIG. 11 in the second embodiment it is a configuration. 従って、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。 Therefore, description thereof will be given the same reference numerals to the same components are omitted. また、本図においても、基板アライメント光学系14及びミラー34、3 Also in this Figure, the substrate alignment optical system 14 and a mirror 34,3
6の図示は省略している。 6 illustrated is omitted.

【0093】図13において、ベースライン計測用基準板10には、基板アライメント用基準マーク12及びレチクルアライメント用基準マーク20、22に加えて、 [0093] In FIG. 13, the baseline measurement for a reference plate 10, in addition to the substrate alignment reference mark 12 and reticle alignment reference marks 20 and 22,
ベースライン計測用基準板10の中央にステージセンサ部26が設けられている。 Stage sensor unit 26 in the center of the baseline measurement the reference plate 10 is provided. そして、ベースライン計測用基準板10はレチクルマーク計測用基準板28としても機能し、レチクルマーク計測用基準板28の中央には開口部30が形成されている。 The baseline measurement reference strip 10 also functions as a reticle mark measuring reference plate 28, the center of the reticle mark measuring reference plate 28 opening 30 is formed. 開口部30下方には光電変換素子32が設けられている。 The opening 30 below the photoelectric conversion element 32 is provided. 図13においては、確認を容易にするためレチクルマーク計測用基準板28の領域を誇張して示しているが、ベースライン計測用基準板10全面は所定の平面度に仕上げられている。 In FIG. 13 shows an exaggerated area of ​​the reticle mark measuring reference plate 28 for ease of confirmation, reference plate 10 entirely for baseline measurement is finished to a predetermined flatness. なお、図13の表示においては、基板アライメント用基準板12 In the display of Figure 13, the reference plate 12 for the substrate alignment
は、基板アライメント用基準板12より紙面の手前方向に設けられているが図示を省略している。 Is although not shown provided in the front direction of the paper from the substrate alignment reference plate 12.

【0094】図14は、本実施の形態によるベースライン計測用基準板10の平面図である。 [0094] Figure 14 is a plan view of the base line measurement reference plate 10 according to the present embodiment. ベースライン計測用基準板10上部には、レチクルRのアライメントに用いるX軸方向に並列した2個のレチクルアライメント用基準マーク20、22及び、レチクルアライメント用基準マーク20、22を結ぶ直線の中点から垂直方向(すなわちY方向)に所定距離Lだけ離れた位置を中心にしてステージセンサ部26の開口部30が形成されている。 The reference plate 10 top for baseline measurement, two reticle alignment reference marks 20, 22 and in parallel to the X-axis direction used for alignment of the reticle R, the midpoint of a straight line connecting the reticle alignment reference marks 20 and 22 opening 30 of the stage sensor portion 26 is formed around the position apart by a predetermined distance L in the vertical direction (i.e., Y direction) from. また、そこからさらに距離Lだけ離れてベースライン計測用の基板アライメント用基準マーク12が形成されている。 The substrate alignment reference marks 12 for baseline measurement apart further distance L therefrom is formed.

【0095】次に、本実施の形態による投影露光装置におけるベースライン計測について説明する。 Next, a description will be given baseline measurement in the projection exposure apparatus according to this embodiment. 本実施の形態において使用したレチクルRは、第2の実施の形態で用いた図12に示すような複数のレチクルアライメントマークが回路パターン領域周囲の遮光帯に形成された構成となっている。 The reticle R used in this embodiment has a structure in which a plurality of reticle alignment marks as shown in FIG 12 used in the second embodiment are formed on the light-shielding band around the circuit pattern area. すなわち、2個のレチクルアライメントマーク94、96に加えて、さらに8個のレチクルアライメントマークRM1〜RM8が形成されている。 That is, in addition to the two reticle alignment marks 94 and 96 are further formed eight reticle alignment mark RM1~RM8.

【0096】本実施の形態においても、まず初めにベースライン計測用基準板10を用いてベースラインの測定をする点については第1及び第2の実施の形態と同様である。 [0096] Also in this embodiment, the point of the measurement of the baseline using the First baseline measurement reference strip 10 is similar to the first and second embodiments. 従ってその説明は省略し、測定されたベースラインを補正するためのレチクルアライメントマークの空間像位置計測の手順について説明することにする。 Therefore the description thereof is omitted, the procedure of the aerial image position measurement of the reticle alignment marks for correcting the measured baseline to be described. なお本例でも、レチクルブラインド82の開口領域を拡大して測定する場合について説明する。 Note also in this embodiment illustrates the case of measuring an enlarged opening area of ​​the reticle blind 82. まず、制御装置52 First, the control unit 52
は、それぞれ駆動系104、106を駆動させてベースライン計測の際に用いたミラー74、76を待避させる。 It is retracts the mirror 74 and 76 used in the baseline measurement respectively by driving the driving system 104, 106. また、ステージセンサ部26がベースライン計測用基準板10と一体になっているので、ステージセンサ部26の開口部30はベースラインの測定が終了した段階ですでに投影光学系PLの下方に位置しており、従って、制御装置52は基板ステージWSTを移動させることなく次の処理に移行することができる。 Further, since the stage sensor portion 26 is integral with the baseline measurement reference plate 10, the opening 30 of the stage sensor unit 26 has already positioned under the projection optical system PL at the stage of measurement of the baseline has been finished and are, therefore, the controller 52 can shift to the next process without moving the substrate stage WST.

【0097】図13において、レチクルブラインド82 [0097] In FIG. 13, a reticle blind 82
は全開させられ、照明光源2からの照明光ILは所定の光量に調節されてレチクルRの全域、すなわちパターン描画領域及びレチクルアライメントマーク94、96、 Is caused to fully open, the whole area of ​​the illumination light IL from the illumination light source 2 is adjusted to a predetermined light amount reticle R, i.e. the pattern drawing area and the reticle alignment marks 94, 96,
RM1〜RM8を含む領域を照明する。 Illuminating a region including a RM1~RM8. 一方、レチクルRの複数のレチクルアライメントマークの空間像の1つを開口部30で受光するように基板ステージWSTは移動して、当該空間像を受光する位置近傍にレチクルマーク計測用基板28として機能するベースライン計測用基準板10を移動させる。 On the other hand, the substrate stage WST to receive one of the spatial image of the plurality of reticle alignment marks on the reticle R at the opening 30 is moved, functions as a reticle mark measurement substrate 28 at a position near to receive the aerial image moving the baseline measurement reference strip 10.

【0098】レチクルRの複数のレチクルアライメントマークを照明する照明光ILは投影光学系PLに入射して、複数のレチクルアライメントマークのパターン像を投影する。 [0098] The illumination light IL illuminates a plurality of reticle alignment marks on the reticle R is incident on the projection optical system PL, which projects a pattern image of the plurality of reticle alignment marks. 制御装置52は、レーザ干渉計42からの移動量を計測しつつ、レチクルRのレチクルアライメントマークの空間像を開口部30の一エッジ部から進入させて他エッジから退出させるまでX方向に基板ステージW Control device 52, while measuring the amount of movement from the laser interferometer 42, the substrate stage in the X direction until an aerial image of the reticle alignment mark of the reticle R by entering from the first edge of the opening 30 to exit from the other edge W
STを等速微動させる。 Finely moving at a constant speed ST. このようにしてレチクルアライメントマークの空間像を開口部30下方の光電変換素子32で検出し、光電変換素子32の出力信号を制御装置52に取り込んで、当該所定の空間像の位置を求める。 Thus detecting the aerial image of the reticle alignment mark at the opening 30 below the photoelectric conversion element 32, it takes in the output signal of the photoelectric conversion element 32 to the control unit 52 obtains the position of the predetermined space image.
Y方向に対しても同様の動作を行うことにより、当該所定のパターンのX、Y方向の位置が求められる。 By performing the same operation with respect to the Y direction, X of the predetermined pattern, the Y-direction position is determined.

【0099】このレチクルパターンの空間像を計測する際、本実施の形態においては、レチクルRの複数のレチクルアライメントマークのうち、レチクルアライメントマーク94、96の空間像計測は行わずに、それら以外の8個のレチクルアライメントマークRM1〜RM8に対して順次上記の動作を繰り返してそれらの位置を求めるようにしている。 [0099] When measuring the aerial image of the reticle pattern, in this embodiment, among the plurality of reticle alignment marks on the reticle R, without the aerial image measurement of the reticle alignment marks 94 and 96, other than those and so as to obtain their positions sequentially repeating the above operation with respect to the eight reticle alignment mark RM1~RM8. この点が上述の第1及び第2の実施の形態による空間像計測と大きく相違してる。 This point is largely different from the aerial image measurement by the first and second embodiments described above.

【0100】第1及び第2の実施の形態において、複数のレチクルアライメントマークあるいはパターンを計測する際に、レチクルアライメントマーク94、96も計測するのは、ステージセンサ部26とベースライン計測用基準板10とが基板ステージWST上で離れた位置に配設されていることに起因する。 [0101] In the first and second embodiments, when measuring a plurality of reticle alignment marks or pattern, the reticle alignment marks 94, 96 are also measured, the stage sensor unit 26 and the base line measurement reference strip 10 and is due to being disposed at a position apart on the substrate stage WST. すなわち、両者が分離されて配置されている限り、ステージセンサ部26とベースライン計測用基準板10とは異なる座標系を有していることになるので、例えば基板ステージWSTの移動に回転成分が含まれる場合等を考慮すると、ベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マーク20、22で計測したレチクルアライメントマーク94、96と、ステージセンサ部26で計測したレチクルアライメントマーク94、96の空間像位置とを基準にして、ステージセンサ部26で計測した他の複数のレチクルアライメントマークの空間像位置をベースライン計測用基準板10の座標系に合わせ込むようにする必要がある。 That is, as long as they are disposed are separated, it means that have different coordinate systems and stage sensor unit 26 and the base line measurement reference plate 10, the rotation component for example the movement of the substrate stage WST considering the case or the like contained, the reticle alignment marks 94 and 96 measured by the reticle alignment reference marks 20 and 22 on the base line measurement reference plate 10, the reticle alignment marks 94 and 96 measured by the stage sensor unit 26 based on the spatial image position, it is necessary to Komu combined spatial image position of the other of the plurality of reticle alignment marks measured by the stage sensor unit 26 to the coordinate system of the baseline measurement the reference plate 10.

【0101】ところが、本実施の形態によるステージセンサ部26は、ベースライン計測用基準板10に一体的に設けられているので、測定における座標系は同一である。 [0102] However, the stage sensor unit 26 according to this embodiment, since is provided integrally with the baseline measurement the reference plate 10, the coordinate system in the measurement is the same. 従って、ステージセンサ部26でレチクルアライメントマーク94、96を計測しなくても、他のレチクルアライメントマークの空間像の位置はベースライン計測用基準板10の座標系を基準として計測できることになる。 Thus, even without measuring the reticle alignment marks 94 and 96 at the stage sensor unit 26, the position of the aerial image of the other reticle alignment mark will be possible to measure on the basis of the coordinate system of the baseline measurement the reference plate 10.

【0102】本実施の形態において、ステージセンサ部26でレチクルアライメントマーク94、96の空間像を計測しない理由として、図12に特徴的に示したようにレチクルアライメントマーク94、96と、それ以外のレチクルアライメントマークRM1〜RM8のマーク形状の相違が挙げられる。 [0102] In this embodiment, as a reason not to measure the aerial images of the reticle alignment marks 94 and 96 at the stage sensor unit 26, and the reticle alignment marks 94 and 96 as characteristically shown in FIG. 12, the other difference in mark shape of the reticle alignment marks RM1~RM8 the like. レチクルアライメントマーク94、96は、ベースライン計測用基準板10上のレチクルアライメント用基準マークとの重ね合わせの像をレチクルアライメント光学系48、50の撮像素子で観察して、その重ね合わせ像のずれ量を得ることを目的としている。 Reticle alignment marks 94 and 96, by observing the image of the superposition of the reticle alignment reference marks on the base line measurement reference plate 10 by the image pickup device of the reticle alignment optical system 48, the deviation of the superposition image It is intended to obtain the amount. 従って、レチクルアライメントマーク94、9 Therefore, the reticle alignment mark 94,9
6のパターンは重ね合わせ像のずれ量を観察しやすいように比較的単純な十字形状等にする必要がある。 Pattern 6 should be superimposed image shift amount easily observed as a relatively simple cross-shaped or the like.

【0103】一方、空間像として位置計測を行う場合のマークあるいはパターンは、図12で例示したレチクルアライメントマークRM1〜RM8のように、X及びY [0103] On the other hand, the mark or pattern when performing position measurement as a spatial image, as the reticle alignment marks RM1~RM8 illustrated in FIG. 12, X and Y
方向に複数のスリット状パターンを形成した形状にすると、図7乃至図9を用いて説明したように、得られた空間像の出力信号に対して微分演算等の処理を施して測定精度を向上させることができる点で有利である。 Improved when the shape obtained by forming a plurality of slit-shaped pattern in the direction, as described with reference to FIGS, measurement accuracy by performing the processing of differential operation or the like on the output signal of the resulting aerial image which can advantageously be. ところが、XあるいはY方向に1〜2本程度のスリットで構成されるレチクルアライメントマーク94、96では、その空間像を計測しても、それらの空間像の測定精度は相対的に低くなってしまうことから余り意味をなさない。 However, the reticle alignment marks 94 and 96 consists of X or 1-2 present about the slit in the Y direction, even when measuring the aerial image, the measurement accuracy of these aerial image becomes relatively low It does not make sense too much from it.
むしろ、無駄な空間像の測定点数が増える分だけ、スループットを低下させる原因ともなる。 Rather, an amount corresponding to the measurement points of wasted space image increases, also causes lowering of the throughput. 従って、本実施の形態によるレチクルアライメントマークの空間像計測では、レチクルアライメントマーク94、96の計測をしないようにしている。 Accordingly, the aerial image measurement of the reticle alignment mark according to the present embodiment, so that no measurement of the reticle alignment marks 94 and 96.

【0104】また、図示は省略するが、本実施の形態による投影露光装置以外の、例えばレチクルアライメントマーク94、96が露光光と異なる照明光で照明され、 [0104] Although not illustrated, other than the projection exposure apparatus according to this embodiment, for example, the reticle alignment marks 94, 96 is illuminated with the illumination light different from the exposure light,
他のレチクルアライメントマークは露光光と同一の照明光で照明されるような構成のアライメント機構を有する投影露光装置に、本実施の形態におけるテージセンサ部を一体的に設けたベースライン計測用基準板10を用いることも有効である。 Other reticle alignment mark projection exposure apparatus having the configuration of the alignment mechanism as illuminated with the same illumination light and exposure light, baseline measurement reference plate provided integrally with the stage sensor portion of this embodiment it is also effective to use a 10. 第1及び第2の実施の形態で示したような基板ステージWST上でステージセンサ部26 First and stage sensor unit 26 on the substrate stage WST as shown in the second embodiment
とベースライン計測用基準板10とが離れた位置に配設されている場合には、レチクルアライメントマーク9 And when the baseline measurement reference plate 10 is disposed apart position, the reticle alignment mark 9
4、96の空間像を計測することが必須であるから、レチクルアライメントマーク94、96の空間像計測の照明光の波長と露光光の波長とが異なることから投影光学系PLの収差等の変動により空間像計測の精度が低下してしまう。 Since it is essential to measure the aerial images of 4,96, fluctuation of aberration of the projection optical system PL from the wavelength of the wavelength of the illumination light exposure light aerial image measurement of the reticle alignment marks 94, 96 are different It decreases the accuracy of the aerial image measuring by. これに対して、テージセンサ部を一体的に設けたベースライン計測用基準板10を用いる場合には、 In contrast, in the case of using a baseline measurement reference plate 10 provided integrally with the stage sensor unit,
レチクルアライメントマーク94、96の空間像を計測しないので、レチクルアライメントマーク94、96の照明光が露光光と異なっていても問題とならない。 Does not measure the aerial images of the reticle alignment marks 94 and 96, the illumination light of the reticle alignment marks 94, 96 is not a problem even if different from the exposure light.

【0105】次に、上述の動作によりステージセンサ部26で計測され記憶された複数のレチクルアライメントマークの位置に基づいて、ベースライン計測用基準板1 [0105] Next, based on the positions of a plurality of reticle alignment marks are measured at the stage sensor unit 26 stores the above-described operation, baseline measurement reference strip 1
0により既に計測したレチクルRの中心位置を補正することによりベースラインの補正を行う。 It corrects the baseline by previously correcting the center position of the reticle R measured by the 0. 補正値は第1の実施の形態で説明したのと同様に、例えば最小二乗法を用いて得ることができ、その処理は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。 Correction value in the same manner as described in the first embodiment, for example, can be obtained using the least squares method, so the description the process is the same as in the first embodiment will be omitted.

【0106】なお、ベースライン計測用基準板10は、 [0106] In addition, the baseline measurement for the reference plate 10,
熱膨張係数の極めて小さな材質で形成されているが、基板ステージWSTの温度変化や露光光の照射時間の長短により微小の変形が考えられることを考慮して、ステージセンサ部26は、ベースライン計測用基準板10のほぼ中央、すなわちレチクルアライメント基準板20、2 It is formed with an extremely small material of thermal expansion coefficient, small deformation by the length of the temperature change and the exposure light irradiation time of the substrate stage WST Considering that is considered, stage sensor unit 26, base line measurement approximately in the middle, i.e. the reticle alignment reference plate of use the reference plate 10 20,2
2の中点と基板アライメント用基準マーク12との中央にステージセンサ部26の開口部30の中心が位置するように設けるのが好ましい。 Central center of the opening 30 of the stage sensor portion 26 of the second middle point and the substrate alignment reference mark 12 is preferably provided so as to be located.

【0107】本実施の形態においても、測定されたベースラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差によるレチクルRの中心位置のずれを補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得ることができるようになる。 [0107] Also in this embodiment, the correction value by actually measuring a plurality of mark or pattern for the measured baseline, to correct the deviation of the center position of the reticle R by the reticle manufacturing error on the basis of their measured values calculated and, since so as to correct the value of the measured baseline, it is possible to obtain a baseline of little error extremely high accuracy. また、ベースライン計測用のレチクルアライメントマーク94、96を測定しなくても、他の複数のレチクルアライメントマークの空間像をレチクルマーク計測用基準板28で測定してそれらの位置を正確に検出できるので、より高精度のベースライン計測を行うことができるようになる。 Moreover, even without measuring the reticle alignment marks 94, 96 for baseline measurement, can be accurately detected and their position by measuring the aerial image of the other plurality of reticle alignment marks in the reticle mark measurement reference strip 28 since, it is possible to perform a baseline measurement of higher accuracy.

【0108】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。 [0108] The present invention can be variously modified without limited to the above embodiments. 例えば、上記実施の形態においては、照明光の光量調節機構として、可変NDフィルタを用いたが、例えば、投影光学系PLの瞳面(レチクルR For example, in the above embodiment, as the light amount adjustment mechanism of the illumination light, but using the variable ND filter, for example, the pupil plane of the projection optical system PL (the reticle R
に対するフーリエ変換面)に、制御装置52により駆動される瞳フィルタを配置して、瞳面を通過する照明光の一部を遮光するようにして光量調節をするようにしてももちろんよい。 For the Fourier transform plane), place the pupil filter to be driven by the control unit 52, of course may be the light amount adjustment so as to shield a part of the illumination light passing through the pupil plane.

【0109】また、上記実施の形態においては、レチクルRと露光基板Wとを静止させて露光するいわゆるステッパー型の投影露光装置に本発明を適用したが、レチクルRのパターンの一部を投影光学系を介して感光基板W [0109] Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a so-called stepper type projection exposure apparatus for exposing was quiescent and reticle R and the exposure the substrate W, a projection optical part of the pattern of the reticle R photosensitive substrate W through the system
上に投影し、レチクルRと感光基板Wとを同期させて走査することによりレチクルRのパターンを感光基板Wに逐次露光する、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置にも本発明を適用することができる。 Projected above, sequentially exposes the pattern of the reticle R to a photosensitive substrate W by scanning in synchronization with the reticle R and the photosensitive substrate W, but the present invention to a scanning type projection exposure apparatus of a so-called step-and-scan method it can be applied.

【0110】また、上記第2の実施の形態におけるレチクルブラインドは4枚のブレードを有していたが、例えばL字型の2枚のブレードにより開口領域を変更するレチクルブラインドを用いることももちろん可能である。 [0110] Furthermore, the reticle blind according to the second embodiment had a four blades, of course possible to use, for example, a reticle blind to change the opening area by the L-shaped two blades of it is.

【0111】また、上記第2の実施の形態において、図10に示す従来の2つのレチクルアライメントマークが形成されたレチクルRを用いて、第1の実施の形態で説明したベースライン計測と同様にパターン描画領域内の所定の複数のパターンを計測してベースラインの値の補正を行うことももちろん可能である。 [0111] Further, in the second embodiment, by using the reticle R in which two conventional reticle alignment marks shown in FIG. 10 is formed, like the base line measurement described in the first embodiment it is also possible to correct the value of the base line a predetermined plurality of patterns in the pattern drawing area is measured.

【0112】 [0112]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、測定されたベースラインに対して複数のマークあるいはパターンを実測し、それら実測値に基づいてレチクル製造誤差を補正する補正値を算出して、計測されたベースラインの値を補正するようにしたので、誤差の少ない極めて高い精度のベースラインを得ることができるようになる。 As described above, according to the present invention, according to the present invention, actually measuring the plurality of mark or pattern for the measured baseline, it calculates a correction value for correcting the reticle manufacturing error on the basis of their measured values , since to correct the value of the measured baseline, it is possible to obtain a baseline of little error extremely high accuracy. また、本発明によれば、ベースライン計測用のレチクルアライメントマークを含む複数のレチクルアライメントマークの位置を空間像位置測定手段としてのレチクルマーク計測用基準板で測定するので、レチクルマーク計測用基準板とベースライン計測用基準板とが基板ステージ上で離れた位置にあっても誤差を生じない測定が行える。 Further, according to the present invention, since measuring the positions of a plurality of reticle alignment marks comprising a reticle alignment marks for baseline measurement at the reticle mark measuring reference plate as spatial image position measuring means, the reticle mark measurement reference strip and the baseline measurement reference strip can be performed to measure that does not cause an error even at a position apart on the substrate stage.

【0113】また、レチクルマーク計測用基準板をベースライン計測用基準板と一体化して空間像計測の開口部30を当該基準板上にレチクルアライメント用基準マーク及び基板アライメント用基準マークと共に設けるようにすれば、空間像位置測定でベースライン計測用のレチクルアライメントマークの空間像を測定しなくもよくなるのでさらに測定精度を向上させることができるようになる。 [0113] Also, as the opening 30 of aerial image measurement reticle mark measurement reference plate integral with the baseline measurement the reference plate provided with a reticle alignment reference marks and the reference marks for the substrate alignment on the reference plate on if, it is possible to improve further the measurement accuracy also becomes better without measuring the aerial image of the reticle alignment marks for baseline measurement in aerial image position measurements.

【0114】 [0114]

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による投影露光装置の概略構成を示す図である。 1 is a diagram showing a schematic arrangement of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ベースライン計測用基準板の構成を説明する平面図である。 2 is a plan view illustrating the configuration of a baseline measurement reference strip.

【図3】本発明の第1の実施の形態による投影露光装置のステージセンサ部でレチクルアライメントマークを観察している状態を示す図である。 3 is a diagram showing a state of observing the reticle alignment mark on the stage sensor portion of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態による投影露光装置のステージセンサ部でレチクルの回路パターン描画領域内のマークを観察している状態を示す図である。 4 is a diagram showing a state of observing a mark of the circuit pattern drawing area of ​​the reticle stage sensor portion of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図5】ステージセンサ部の開口部形状及びステージセンサ部からの出力信号を示す図である。 5 is a diagram showing an output signal from the opening shape and stage sensor portion of the stage sensor unit.

【図6】ステージセンサ部の別の開口部形状及び出力信号を示す図である。 6 is a diagram showing another opening shape and the output signal of the stage sensor unit.

【図7】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状を示す図である。 7 is a diagram showing still another opening shape of the stage sensor unit.

【図8】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状による出力信号を示す図である。 8 is a diagram showing still output signal according to another opening shape of the stage sensor unit.

【図9】ステージセンサ部のさらに別の開口部形状による出力信号を示す図である。 9 is a diagram further showing the output signal according to another opening shape of the stage sensor unit.

【図10】本発明の第1の実施の形態において用いたレチクルの平面図である。 It is a plan view of a reticle used in the first embodiment of the present invention; FIG.

【図11】本発明の第2の実施の形態による投影露光装置の概略構成を示す図である。 11 is a diagram showing a schematic arrangement of a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2及び第3の実施の形態で用いたレチクルの平面図である。 It is a plan view of a reticle used in the second and third embodiments of the present invention; FIG.

【図13】本発明の第3の実施の形態による投影露光装置の概略構成を示す図である。 13 is a diagram showing a schematic arrangement of a projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3の実施の形態による投影露光装置に用いたベースライン計測用基準板の構成を説明する平面図である。 14 is a plan view illustrating the configuration of a baseline measurement reference plate used in the projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2 照明光源 4 照明光学系 6 ダイクロイックミラー 8 基板ホルダ 10 ベースライン計測用基準板 12 基板アライメント用基準マーク 14 基板アライメント光学系 20、22 レチクルアライメント用基準マーク 26 ステージセンサ部 28 レチクルマーク計測用基準板 30 開口部 32 光電変換素子 40 反射鏡 42 レーザ干渉計 44、46 ミラー 48、50 レチクルアライメント光学系 52 制御装置 54、58、60、78 引込みミラー 72 NDフィルタ 82 レチクルブラインド 90 パターン描画領域 92 遮光領域 94、96、RM1〜RM8 レチクルアライメントマーク AX 投影光学系PLの光軸 IL 照明光(メイン照明光) IL' サブ照明光 R レチクル PL 投影光学系 W 感光基板 WST 基板ステージ 2 the illumination light source 4 illuminating optical system 6 dichroic mirror 8 substrate holder 10 baseline measurement reference plate 12 substrate alignment reference marks 14 substrate alignment optical system 20, 22 the reticle alignment reference marks 26 stage sensor unit 28 reticle mark measurement reference plate 30 opening 32 photoelectric conversion element 40 reflecting mirror 42 the laser interferometer 44, 46 mirror 48 reticle alignment optical system 52 controller 54,58,60,78 retraction mirror 72 ND filter 82 reticle blind 90 pattern drawing area 92 light-blocking region 94,96, RM1~RM8 reticle alignment marks AX projection optical system PL of the optical axis IL illumination light (main illumination light) IL 'sub illumination light R reticle PL projection optical system W photosensitive substrate WST substrate stage

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、 前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、 前記基板を載置して前記投影光学系の投影面内を2次元的に移動可能な基板ステージと、 前記基板上の所定のマークを観察する基板アライメント用光学系と、 前記基板ステージ上に設けられ、前記レチクルと前記基板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基準マークが形成されたアライメント用基準板と、 前記基板ステージ上に設けられ、前記投影光学系による前記複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定する空間像位置測定手段と、 前記空間像位置測定手段により測定された複数の前記空間像の各投影位置情 1. A illumination system for illuminating a plurality of reticle alignment marks and reticle exposure pattern is formed, a projection optical system for projecting a pattern of the reticle onto a substrate, the projection is placed the substrate and two-dimensionally movable substrate stage within a projection plane of the optical system, an optical system for substrate alignment observing a predetermined mark on the substrate, provided on the substrate stage, for the substrate alignment with said reticle and alignment reference plate reference mark is formed for use in measuring the relative position of the optical system, provided on the substrate stage, the space by detecting an aerial image of the plurality of reticle alignment marks by the projection optical system a spatial image position measuring means for measuring the respective position of the image, the projection position information of the plurality of aerial image measured by the aerial image position measuring means に基づいて、前記アライメント用基準板の前記基準マークを用いて得られた前記レチクルと前記基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正する補正手段と、 前記露光用パターン描画領域の照明と、前記レチクルアライメントマークの照明とを切り替えるように前記照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露光装置。 And correcting means for correcting the value of the relative position of the optical system for the reticle and the substrate alignment obtained using the reference marks of the alignment reference plate, the illumination of the exposure pattern drawing area based on, projection exposure apparatus characterized by comprising a control system for controlling the illumination system to switch between illumination of the reticle alignment mark.
  2. 【請求項2】複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明する照明系と、 前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、 前記基板を載置して前記投影光学系の投影面内を2次元的に移動可能な基板ステージと、 前記基板上の所定のマークを観察する基板アライメント用光学系と、 前記基板ステージ上に設けられ、前記レチクルと前記基板アライメント用光学系との相対位置の測定に用いる基準マークが形成されたアライメント用基準板と、 前記アライメント用基準板上に設けられ、前記投影光学系による前記複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定する空間像位置測定手段と、 前記空間像位置測定手段により測定された複数の前記空間像の各投 Wherein an illumination system for illuminating a plurality of reticle alignment marks and reticle exposure pattern is formed, a projection optical system for projecting a pattern of the reticle onto a substrate, the projection is placed the substrate and two-dimensionally movable substrate stage within a projection plane of the optical system, an optical system for substrate alignment observing a predetermined mark on the substrate, provided on the substrate stage, for the substrate alignment with said reticle and alignment reference plate reference mark is formed for use in measuring the relative position of the optical system, provided in the alignment reference plate, by detecting an aerial image of the plurality of reticle alignment marks by the projection optical system a spatial image position measuring means for measuring the respective position of the aerial image, each emitter of the plurality of aerial image measured by the aerial image position measuring means 位置情報に基づいて、前記アライメント用基準板の前記基準マークを用いて得られた前記レチクルと前記基板アライメント用光学系の相対位置の値を補正する補正手段と、 前記露光用パターン描画領域の照明と、前記レチクルアライメントマークの照明とを切り替えるように前記照明系を制御する制御系とを備えたことを特徴とする投影露光装置。 Based on the position information, and correction means for correcting the value of the relative positions of the reticle and the optical system for the substrate alignment obtained using the reference marks of the alignment reference plate, the illumination of the exposure pattern drawing area When projection exposure apparatus characterized by comprising a control system for controlling the illumination system to switch between illumination of the reticle alignment mark.
  3. 【請求項3】請求項2記載の投影露光装置において、 前記空間像位置測定手段は、前記アライメント用基準板のほぼ中央に設けられていることを特徴とする投影露光装置。 3. A projection exposure apparatus according to claim 2, wherein said spatial image position measuring means is a projection exposure apparatus, characterized in that provided approximately in the center of the alignment reference plate.
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載の投影露光装置において、 前記基板アライメント用光学系は、前記投影光学系を介さずに前記基板アライメント用基準マークの位置を検出することを特徴とする投影露光装置。 4. The projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate optical system alignment, detecting the position of said substrate alignment reference marks without passing through the projection optical system projection exposure apparatus according to claim.
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載の投影露光装置において、 前記照明系は、前記露光用パターン描画領域を照明するメイン照明系と、前記メイン照明系と光源が同一であって前記露光用パターン描画領域以外の領域を照明するサブ照明系とを有し、 前記制御系は、前記メイン照明系と前記サブ照明系とを切り替えることを特徴とする投影露光装置。 5. The projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the illumination system includes a main illumination system for illuminating the exposure pattern drawing area, the main illumination system and the light source is a same and a sub-illumination system for illuminating the region other than the exposure pattern drawing area Te, the control system is a projection exposure apparatus characterized by switching between the sub-illumination system and the main lighting system.
  6. 【請求項6】請求項1乃至4のいずれかに記載の投影露光装置において、 前記照明系は、前記レチクルの照明領域の大きさ及び形状を制限する絞りを有し、 前記制御系は前記絞りを制御することにより、前記露光用パターン描画領域の照明と、前記レチクルアライメントマーク領域の照明とを切り替えることを特徴とする投影露光装置。 6. The projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the illumination system has a stop which limits the size and shape of the illumination area of ​​the reticle, said control system is the diaphragm by controlling the projection exposure apparatus characterized by switching the illumination of the exposure pattern drawing area and an illumination of the reticle alignment mark region.
  7. 【請求項7】請求項6記載の投影露光装置において、 前記制御系は、前記露光パターン描画領域から前記露光パターン描画領域以外の領域まで照明領域を拡大するように、前記絞りを制御して照明の切替を行うことを特徴とする投影露光装置。 7. The projection exposure apparatus according to claim 6, wherein the control system is to enlarge the illumination area from the exposure pattern drawing area to a region other than the exposure pattern drawing area, the aperture control to illuminate projection exposure apparatus, characterized in that for switching.
  8. 【請求項8】複数のレチクルアライメントマークと露光用パターンが形成されたレチクルを照明して、投影光学系により前記レチクルのパターンを基板ステージ上に投影し、 前記投影光学系とは別個に設けられた基板アライメント用光学系と、前記レチクルとの相対位置を前記基板ステージ上に設けた基準マークに基づいて決定し、 前記投影光学系による前記複数のレチクルアライメントマークの空間像を検出して当該空間像の各位置を測定し、 測定された複数の前記空間像の各投影位置情報に基づいて、前記相対位置の値を補正することを特徴とする位置合わせ方法。 8. illuminating a plurality of reticle alignment marks and reticle exposure pattern is formed, a pattern of the reticle is projected onto the substrate stage by the projection optical system, separately provided from said projection optical system an optical system for substrate alignment was the relative position between the reticle determined based on the reference mark provided on the substrate stage, the space by detecting an aerial image of the plurality of reticle alignment marks by the projection optical system measuring the respective positions of the image, based on the projection position information of the measured plurality of the spatial image, the alignment method characterized by correcting the value of said relative position.
JP9114326A 1997-04-16 1997-04-16 Projection aligner and positioning method Pending JPH10294268A (en)

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