JPH11241909A - Alignment method and apparatus for exposure - Google Patents

Alignment method and apparatus for exposure

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JPH11241909A
JPH11241909A JP10346494A JP34649498A JPH11241909A JP H11241909 A JPH11241909 A JP H11241909A JP 10346494 A JP10346494 A JP 10346494A JP 34649498 A JP34649498 A JP 34649498A JP H11241909 A JPH11241909 A JP H11241909A
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the precision of positioning of a stage by almost simultaneously measuring the curving degrees of reflecting faces of both plane mirrors by using especially installed two θ interferometers, computing the difference of both measured values, and carrying out correction. SOLUTION: Two θ interferometers XθI, YθI are installed for finding the inclination of a local part of reflecting faces to respective plane mirrors for the x-direction and the y-direction and the yawing of the respective plane mirrors (that is stages ST) is measured by simultaneously using these two θinterferometers. Consequently, when the stage ST is moved in one dimension in the x-direction or the y-direction, the addition degree of the curved degree of the plane mirror itself and the yawing degree of the stage is measured by one θ interferometer and only the yawing degree is measured by the other θ interferometer. The curved degree of the plane mirror itself is obtained by calculating the measured value of the two θ interferometers. The obtained curved degree of the plane mirror is stored in a memory and the coordinate position of the stage ST detected in measuring the position or positioning is corrected corresponding to the curved degree, so that the precision as high as that obtained in the case of using an ideal reflecting plane as a plane mirror can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、平面内で2次元移動す
るステージの位置測定方法及び装置に関し、さらにはス
テージ上に対象物を載置して2次元的に位置決めする方
法及び装置に関するものであり、特に半導体装置の加
工、検査等のように極めて高い精度が要求される測定、
位置決めの技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the position of a stage which moves two-dimensionally in a plane, and more particularly to a method and an apparatus for placing an object on a stage and positioning it two-dimensionally. In particular, measurement that requires extremely high accuracy, such as processing and inspection of semiconductor devices,
Related to positioning technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】VLSIのパターン転写に用いられる各
種露光装置(ステッパー等)、転写マスクの描画装置、
マスクパターンの位置座標測定装置、あるいはその他の
位置決め装置では、対象物を保持して直交する2軸
(X、Y軸)方向に精密に移動するXYステージが用い
られている。このXYステージの位置座標の計測には、
波長633nmで連続発振するHe−Neの周波数安定
化レーザを光源とした光波干渉計(レーザ干渉計)が使
われている。市販されている干渉計として、Hewle
t Packard社、Excel社、Zaigo社の
製品が知られている。レーザ干渉計は本質的に一次元の
測定しかできないため、2次元の座標測定には同一のレ
ーザ干渉計を2つ用意する。そしてXYステージには、
反射面が互いにほぼ直交する2つの平面鏡を固定し、こ
の2つの平面鏡の夫々にレーザ干渉計からのビームを投
射し、各反射面の垂直方向の距離変化を計測することで
ステージの2次元の座標位置が求められる。2つの平面
鏡の各反射面は、ステージの必要移動ストロークに合わ
せて、x方向、y方向に伸びたものとなっている。この
ような平面鏡は座標測定の基準となるので、その反射面
は極めて高い平面性が要求される。
2. Description of the Related Art Various exposure apparatuses (steppers and the like) used for pattern transfer of VLSI, drawing apparatuses for transfer masks,
In a mask pattern position coordinate measuring apparatus or other positioning apparatus, an XY stage that holds an object and moves precisely in two orthogonal (X, Y axis) directions is used. To measure the position coordinates of the XY stage,
An optical interferometer (laser interferometer) using a He-Ne frequency-stabilized laser that continuously oscillates at a wavelength of 633 nm as a light source is used. As a commercially available interferometer, Hewle
The products of tPackard, Excel and Zaigo are known. Since a laser interferometer can essentially only perform one-dimensional measurement, two identical laser interferometers are prepared for two-dimensional coordinate measurement. And on the XY stage,
By fixing two plane mirrors whose reflecting surfaces are substantially orthogonal to each other, projecting a beam from a laser interferometer on each of the two plane mirrors and measuring the vertical distance change of each reflecting surface, the two-dimensional stage A coordinate position is determined. Each reflecting surface of the two plane mirrors extends in the x direction and the y direction in accordance with the required movement stroke of the stage. Since such a plane mirror serves as a reference for coordinate measurement, its reflecting surface is required to have extremely high flatness.

【0003】レーザ干渉計の計測分解能は0.01μm
程度であり、また平面鏡の反射面の長さは、6インチの
半導体ウェハを載置するステージの場合、250mm程
度が必要である。すなわち、250mmの反射面が全体
的に傾いていたり、部分的に曲っていたり、あるいは局
所的な凹凸があった場合、その量が0.01μm以上あ
ると、それがレーザ干渉計の計測値として取り込まれる
ことを意味する。従って平面鏡が0.05μmだけ曲が
っていたとすると、ステージの位置測定、又は位置決め
は、0.05μmだけ理想的な直交座標系から曲った曲
線(又は斜交)座標系に従って行なわれることになる。
このため、平面鏡はできるだけ平面になるように製作さ
れるが、製作誤差によって0.02μm程度の凹凸が残
っていた。このように、250mmの反射面全体で0.
02μmの凹凸しかないという精度は、100km離れ
た2点間に水平にはり渡した糸がその中間でわずか0.
8cmしかたわまないという程度のものである。
The measurement resolution of a laser interferometer is 0.01 μm
The length of the reflecting surface of the plane mirror needs to be about 250 mm in the case of a stage on which a 6-inch semiconductor wafer is mounted. That is, when the 250 mm reflecting surface is totally inclined, partially curved, or has local irregularities, if the amount is 0.01 μm or more, it is measured by the laser interferometer. It means being taken in. Therefore, assuming that the plane mirror is bent by 0.05 μm, the position measurement or positioning of the stage is performed according to a curved (or oblique) coordinate system bent from an ideal rectangular coordinate system by 0.05 μm.
For this reason, the plane mirror is manufactured to be as flat as possible, but irregularities of about 0.02 μm remain due to manufacturing errors. In this way, the total of 0.2 mm for the entire reflecting surface of 250 mm.
The accuracy of having only the unevenness of 02 μm means that the yarn horizontally stretched between two points 100 km apart is only 0.2 mm in the middle.
It is only about 8 cm.

【0004】もちろん、平面鏡の加工方法等によって
は、それ以上の精度を出すことも可能であるが、製作コ
ストが格段に高くなるだけで、実際に2次元移動ステー
ジに固定するときの歪みや、その後の経時変化により、
0.02μm以下の平面度を維持することは不可能であ
る。そこで移動ステージ上に固定された平面鏡の曲がり
(凹凸)を、基準(原器)となる基準平面鏡を用いて測
定することが考えられる。この場合、測定すべき平面鏡
とほぼ同一形状の基準平面鏡を、被測定平面鏡とほぼ平
行にステージ上に載置し、被測定平面鏡と基準平面鏡と
の夫々に干渉計からのビームを垂直に投射し、その反射
ビームを干渉させて得られる距離変化の値から、被測定
平面鏡の基準平面鏡に対する曲り量を求める訳である。
[0004] Of course, depending on the processing method of the plane mirror, etc., it is possible to obtain a higher precision, but the manufacturing cost is significantly increased, and the distortion when actually fixed to the two-dimensional moving stage, Due to subsequent changes over time,
It is impossible to maintain a flatness of 0.02 μm or less. Therefore, it is conceivable to measure the bending (concavity and convexity) of the plane mirror fixed on the moving stage by using a reference plane mirror serving as a reference (a prototype). In this case, a reference plane mirror having substantially the same shape as the plane mirror to be measured is placed on the stage substantially parallel to the plane mirror to be measured, and the beam from the interferometer is vertically projected on each of the plane mirror to be measured and the plane mirror to be measured. That is, the amount of bending of the measured plane mirror with respect to the reference plane mirror is determined from the distance change value obtained by causing the reflected beam to interfere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような基準平面鏡
を用いる方法は、まず基準平面鏡の製作自体に労力とコ
ストをかけることとなる。さらに高精度な基準平面鏡が
できたとしても、それを一時的にステージ上に設定する
のが難しく、長時間を要する。特に基準平面鏡をステー
ジに取りつける際は、ステージの移動によって位置ずれ
を起さないように、かつ基準平面鏡の光学ブロックに歪
みを与える応力を加えないようにしなければならない。
In the method using such a reference plane mirror, first, the production of the reference plane mirror requires labor and cost. Even if a highly accurate reference plane mirror is made, it is difficult to temporarily set it on the stage, and it takes a long time. In particular, when the reference plane mirror is mounted on the stage, it is necessary to prevent the position of the reference plane mirror from being displaced by the movement of the stage and not to apply a stress that gives a distortion to the optical block of the reference plane mirror.

【0006】このような難解な問題が解消できたとして
も、その曲り量の計測のためには複雑な計算が必要とな
り、手軽に計測できないといった問題があった。近年、
この種のステージを組み込んだ露光装置の位置決め精度
は、解像線幅のサブミクロン化(0.8〜0.4μm)
によって、増々きびしいものになってきており、平面鏡
の曲りによる影響が無視できない領域に入りつつある。
Even if such a difficult problem can be solved, there is a problem that a complicated calculation is required for measuring the amount of bending, and the measurement cannot be easily performed. recent years,
The positioning accuracy of an exposure apparatus incorporating this type of stage has a submicron resolution line width (0.8 to 0.4 μm).
As a result, it is becoming more and more severe, and it is entering an area where the influence of the bending of the plane mirror cannot be ignored.

【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ステージ上に取り付けた状態での平
面鏡の曲りを、基準平面鏡等で用いることなく、容易に
しかも精度よく計測できるようにし、それによってステ
ージの位置測定、位置決めの精度を向上させることを目
的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can easily and accurately measure the bending of a plane mirror mounted on a stage without using a reference plane mirror or the like. Accordingly, an object of the present invention is to improve the accuracy of stage position measurement and positioning.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】本発明では、ステージ(S
T)の座標位置を光波干渉計(XI、YI)で検出する
ためにステージ上に設けられた2つの互いに直交な平面
鏡(MX、MY)の夫々に対して、反射面の局部的な曲
り量を検出する計測手段としてのθ干渉計(XθI、Y
θI)を設けるようにした。この2つのθ干渉計(Xθ
I、YθI)によって、2つの平面鏡の反射面の曲り量
を、ほぼ同時に計測し、その両方の計測値の差分を求め
ることで、ステージの直進性の誤差を相殺した反射面の
真の曲り量を求める。そして、座標測定用の光波干渉計
による計測位置を、その真の曲り量に対応した分だけ補
正するようにした。
According to the present invention, the stage (S
For each of two orthogonal plane mirrors (MX, MY) provided on the stage for detecting the coordinate position of T) with the light wave interferometers (XI, YI), the local bending amount of the reflecting surface Interferometer (XθI, Y
θI). The two θ interferometers (Xθ
I, YθI), the bending amounts of the reflecting surfaces of the two plane mirrors are measured almost simultaneously, and the difference between the two measured values is obtained, whereby the true bending amount of the reflecting surface that offsets the error in the straightness of the stage Ask for. Then, the position measured by the light wave interferometer for coordinate measurement is corrected by an amount corresponding to the true bending amount.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、x、y方向用の各平面鏡に対して
反射面の局所部分の傾きを求めるθ干渉計を配置し、こ
の2つのθ干渉計を同時に使って各平面鏡(すなわちス
テージ)のヨーイングを計るようにした。このためステ
ージをx方向、又はy方向の一次元に移動させると、一
方のθ干渉計では平面鏡自体の曲り量とステージのヨー
イング量とが加算されたものが計測され、他方のθ干渉
計ではヨーイング量のみが計測される。そこで2つのθ
干渉計の計測値の差分を求めると、それは平面鏡自体の
曲り量となる。この平面鏡の曲り量を記憶して、位置計
測時や位置決め時に検出されるステージの座標位置を、
その曲り量に応じて補正すれば、平面鏡として理想的な
反射平面をもつものを使ったのと同様の精度が得られ
る。
According to the present invention, a .theta. Interferometer for determining the inclination of the local portion of the reflecting surface is arranged for each of the plane mirrors for the x and y directions, and each of the plane mirrors (that is, the stage) is used by using these two .theta. Of yaw. Therefore, when the stage is moved in one dimension in the x direction or y direction, one θ interferometer measures the sum of the bending amount of the plane mirror itself and the yawing amount of the stage, and the other θ interferometer Only the yawing amount is measured. So two θ
When the difference between the measurement values of the interferometer is obtained, it becomes the bending amount of the plane mirror itself. By storing the amount of bending of this plane mirror, the coordinate position of the stage detected at the time of position measurement or positioning is calculated.
If the correction is made according to the amount of bending, the same accuracy as that obtained by using a plane mirror having an ideal reflection plane can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例による位置測
定装置をステッパーに適用した場合の構成を示す斜視図
であり、図2はステージ部分の配置を示す平面図であ
る。図1において、回路パターン等を有するレチクルR
は、レチクルアライメント系32X、32Y、32θを
用いて投影レンズPLの光軸AXに対して精密に位置決
めされる。投影レンズPLはレチクルRのパターン像P
IをウェハW上の複数の局所領域(ショット領域)のう
ちの1つに重ね合わせるように投影する。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration in which a position measuring device according to a first embodiment of the present invention is applied to a stepper, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of a stage portion. In FIG. 1, a reticle R having a circuit pattern and the like
Is precisely positioned with respect to the optical axis AX of the projection lens PL using the reticle alignment systems 32X, 32Y, 32θ. The projection lens PL has a pattern image P of the reticle R.
I is projected so as to overlap one of a plurality of local regions (shot regions) on the wafer W.

【0011】ウェハWはステージST上に固定され、こ
のステージSTはモータ30X、30Yによってx方向
とy方向の夫々に平行移動する。またステージSTには
ウェハWのほぼ等しい高さ位置に、アライメント系のキ
ャリブレーション等のための基準マーク板FMが固設さ
れている。さらにステージSTの互いに直交する2辺部
の夫々には、反射面がy方向に伸びた移動鏡(平面鏡)
MXと、反射面がx方向に伸びた移動鏡(平面鏡)MY
とがステージST上でずれないように固定されている。
図2にも示すように、移動鏡MXには、x方向の位置
(距離変化)を検出する干渉計XIからのレーザビーム
BXが垂直に投射され、移動鏡MYにはy方向の位置を
検出する干渉計YIからのレーザビームBYが垂直に投
射される。ビームBXの中心線はx軸と平行であり、そ
の延長線は投影レンズPLの光軸AXが通る原点Oで交
わる。ビームBYの中心線はy軸と平行であり、その延
長線は原点Oで交わる。移動鏡MXには、X軸θ干渉計
XθIからの2つのビームBXθ1 、BXθ2 が垂直に
投射され、X軸θ干渉計XθIはビームBXθ1 とBX
θ2 の光路差を計測する。
The wafer W is fixed on a stage ST, and the stage ST is moved in parallel in the x and y directions by motors 30X and 30Y. A reference mark plate FM for calibration of an alignment system or the like is fixedly mounted on the stage ST at substantially the same height position as the wafer W. Further, a moving mirror (plane mirror) having a reflecting surface extending in the y direction is provided on each of two sides of the stage ST orthogonal to each other.
MX and a moving mirror (plane mirror) MY having a reflecting surface extending in the x direction
Are fixed so as not to shift on the stage ST.
As shown in FIG. 2, a laser beam BX from an interferometer XI for detecting a position (distance change) in the x direction is vertically projected on the moving mirror MX, and a position in the y direction is detected on the moving mirror MY. The laser beam BY from the interferometer YI is vertically projected. The center line of the beam BX is parallel to the x-axis, and its extension line intersects with the origin O through which the optical axis AX of the projection lens PL passes. The center line of the beam BY is parallel to the y-axis, and its extension line intersects at the origin O. Two beams BXθ1 and BXθ2 from the X-axis θ interferometer XθI are vertically projected on the moving mirror MX, and the X-axis θ interferometer XθI is divided into beams BXθ1 and BX
Measure the optical path difference of θ2.

【0012】移動鏡MYにはY軸θ干渉計YθIからの
2つのビームBYθ1 、BYθ2 が垂直に投射され、Y
軸θ干渉計YθIはビームBYθ1 とBYθ2 の光路差
を計測する。これら2つのθ干渉計XθI、YθIが本
発明の曲り量計測手段に相当し、それぞれ2つのビーム
BXθ1 とBXθ2 とのy方向の間隔で規定された範囲
で移動鏡MXの回転量、及び2つのビームBYθ1 とB
Yθ2 のx方向の間隔で規定された範囲で移動鏡MXの
回転量を計測する。
Two beams BYθ1 and BYθ2 from the Y-axis θ interferometer YθI are vertically projected onto the moving mirror MY,
The axis θ interferometer YθI measures the optical path difference between the beams BYθ1 and BYθ2. The two θ interferometers XθI and YθI correspond to the bending amount measuring means of the present invention, and the rotation amount of the moving mirror MX and the two rotation amounts within the range defined by the interval between the two beams BXθ1 and BXθ2 in the y direction. Beams BYθ1 and B
The rotation amount of the movable mirror MX is measured in a range defined by the interval in the x direction of Yθ2.

【0013】さて、図1にも示されているように、ウェ
ハW上のアライメントマークや基準マークFMは、投影
レンズPLのフィールド外に固定されたオフ・アキシス
方式のウェハアライメント系WR、WLによって位置検
出される。ウェハアライメント系WR、WLの各検出中
心は図2に示すように、原点Oを通るy軸をはさんでx
方向に対称的に配置されており、検出中心のx方向の間
隔は予め定められた一定値(ウェハWの直径よりも小さ
い値)に固定されている。尚、ウェハアライメント系W
L、WRはそれぞれウェハW上のx方向アライメントマ
ークとy方向アライメントマークとを同一対物レンズを
介して光電検出できるように、すなわちマークの2次元
の位置ずれ検出ができるように構成されているものとす
る。
As shown in FIG. 1, the alignment marks and the reference marks FM on the wafer W are formed by off-axis type wafer alignment systems WR and WL fixed outside the field of the projection lens PL. The position is detected. As shown in FIG. 2, the respective detection centers of the wafer alignment systems WR and WL are separated by x with respect to the y-axis passing through the origin O.
The distance between the detection centers in the x direction is fixed to a predetermined constant value (a value smaller than the diameter of the wafer W). Note that the wafer alignment system W
L and WR are configured so that the x-direction alignment mark and the y-direction alignment mark on the wafer W can be photoelectrically detected through the same objective lens, that is, two-dimensional displacement detection of the mark can be performed. And

【0014】ここで干渉計系XI、YIの基本構成、θ
干渉計XθI、YθIの基本構成について図1を参照し
て簡単に説明する。干渉計XIは、He−Neレーザビ
ーム1Xを測定用のビームBXと参照用のビームBXr
の2つに分けるビームスプリッタ2X、ミラー6X、及
びレシーバ10X等で構成され、参照ビームBXr は投
影レンズPLの下端部に固定された参照鏡に垂直に投射
される。レシーバ10Xは参照鏡からの反射ビームと移
動鏡MXからの反射ビームとを同軸に入射し、両反射ビ
ームの干渉によるフリンジの変化を光電検出する。干渉
計YIについても、全く同様であり、レーザビーム1Y
を入射するビームスプリッタ2Y、ミラー6Y、レシー
バ10Y等で構成され、参照ビームBYr は投影レンズ
PLに固定された参照鏡に投射される。このような干渉
計XI、YIの形式は、どのようなものであってもよ
い。その形式の詳細な説明は本発明を説明する上で冗長
となるので、ここでは図3を用いて簡潔に述べることに
する。
Here, the basic configuration of the interferometer systems XI and YI, θ
The basic configuration of the interferometers XθI and YθI will be briefly described with reference to FIG. The interferometer XI converts the He-Ne laser beam 1X into a measurement beam BX and a reference beam BXr.
The reference beam BXr is vertically projected onto a reference mirror fixed to the lower end of the projection lens PL. The beam splitter 2X, the mirror 6X, the receiver 10X, and the like are divided into two. The receiver 10X coaxially enters the reflected beam from the reference mirror and the reflected beam from the movable mirror MX, and photoelectrically detects a change in fringe due to interference between the two reflected beams. The same is true for the interferometer YI, and the laser beam 1Y
, A mirror 6Y, a receiver 10Y, etc., and the reference beam BYr is projected onto a reference mirror fixed to the projection lens PL. Such interferometers XI and YI may be of any type. Since the detailed description of the format is redundant in describing the present invention, it will be briefly described with reference to FIG.

【0015】図3は、干渉計XIの構成の一例をx−z
平面内でみたものであり、プレーンミラー干渉計と呼ば
れるものである。周波数差を有するとともに、互いに直
交した偏光成分(P偏光とS偏光)のHe−Neレーザ
ビーム1Xは、偏光ビームスプリッタ2Xに入射し、こ
こで偏光方向によって移動鏡MXへ向うビーム(BX)
と、ミラー6Xを介して投影レンズPLの鏡筒金物8に
固定された参照鏡7Xへ向うビーム(BXr )とに分け
られる。偏光ビームスプリッタ2Xから参照鏡7X、移
動鏡MXまでの各光路(BX、BXr )の中には1/4
波長板(以下λ/4板とする)3A、3Bが配置され、
偏光ビームスプリッタ2Xの下側にはコーナキューブ5
Xが固定されている。ビーム1Xのうちビームスプリッ
タ2Xで反射されたビームはS偏光であるが、λ/4板
3Bによって円偏光となって参照鏡7Xの下半分に投射
され、ここで反射されたビームは元の光路を戻る。この
とき反射ビームはλ/4板3Bを通ることによって送り
光と直交したP偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ
2Xを透過してコーナキューブ5Xで逆方向に反射さ
れ、再びビームスプリッタ2Xに入射する。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the interferometer XI in xz
It is viewed in a plane and is called a plane mirror interferometer. A He-Ne laser beam 1X having a frequency difference and orthogonally polarized components (P-polarized light and S-polarized light) enters a polarization beam splitter 2X, where the beam (BX) is directed to a moving mirror MX depending on the polarization direction.
And a beam (BXr) directed to the reference mirror 7X fixed to the lens barrel 8 of the projection lens PL via the mirror 6X. Each optical path (BX, BXr) from the polarizing beam splitter 2X to the reference mirror 7X and the moving mirror MX is 1 /.
Wavelength plates (hereinafter referred to as λ / 4 plates) 3A and 3B are arranged,
A corner cube 5 is provided below the polarizing beam splitter 2X.
X is fixed. Of the beam 1X, the beam reflected by the beam splitter 2X is S-polarized, but is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 3B and projected on the lower half of the reference mirror 7X. Return to At this time, the reflected beam is converted into P-polarized light orthogonal to the transmitted light by passing through the λ / 4 plate 3B, transmitted through the polarization beam splitter 2X, reflected by the corner cube 5X in the opposite direction, and again enters the beam splitter 2X. .

【0016】P偏光のビームはビームスプリッタ2Xを
透過し、再びミラー6X、λ/4板3Bを介して参照鏡
7Xの上半分に達する。ここで反射されたビームはλ/
4板、ミラー6の順に戻り、S偏光に変換される。そし
て偏光ビームスプリッタ2Xで反射してレシーバ10X
に入射する。一方、ビームスプリッタ2Xを透過したビ
ーム1Xの一部(P偏光)は、λ/4板3Aを介して移
動鏡MXの下半分に投射され、ここで反射されたビーム
はλ/4板3Aを介してS偏光に変換され、ビームスプ
リッタ2Xで下方に反射され、コーナキューブ5Xで逆
方向に戻される。コーナキューブ5XからのS偏光のビ
ームは再びλ/4板3Aを介して移動鏡MXの上半分に
投射され、そこでの反射ビームはλ/4板3A、ビーム
スプリッタ2Xを介してP偏光に変換されてレシーバ1
0Xに入射する。レシーバ10Xは移動鏡MXからの反
射ビームと、参照鏡7Xからの反射ビームとを、偏光方
向を合わせて互いに干渉させ、ビーム1Xの偏光方向の
ちがいによる周波数差を利用して、ヘテロダイン方式で
2つの光路(BXとBXr)の差の変化量を検出する。
Y側の干渉計YIについても全く同様の構造であるの
で、これ以上の説明は省略する。
The P-polarized beam passes through the beam splitter 2X and reaches the upper half of the reference mirror 7X again via the mirror 6X and the λ / 4 plate 3B. The reflected beam is λ /
Returning to the order of the four plates and the mirror 6, the light is converted into S-polarized light. Then, the light is reflected by the polarizing beam splitter 2X and is
Incident on. On the other hand, a part (P-polarized light) of the beam 1X transmitted through the beam splitter 2X is projected onto the lower half of the movable mirror MX via the λ / 4 plate 3A, and the reflected beam here passes through the λ / 4 plate 3A. The light is then converted into S-polarized light, reflected by the beam splitter 2X downward, and returned in the opposite direction by the corner cube 5X. The S-polarized beam from the corner cube 5X is again projected on the upper half of the movable mirror MX via the λ / 4 plate 3A, and the reflected beam there is converted to P-polarized light via the λ / 4 plate 3A and the beam splitter 2X. Being receiver 1
It is incident on 0X. The receiver 10X causes the reflected beam from the moving mirror MX and the reflected beam from the reference mirror 7X to interfere with each other by adjusting their polarization directions, and uses the frequency difference due to the difference in the polarization direction of the beam 1X to generate a heterodyne signal. The amount of change in the difference between the two optical paths (BX and BXr) is detected.
Since the structure of the Y-side interferometer YI is completely the same, further description is omitted.

【0017】次に図1を参照してθ干渉計XθI、Yθ
Iの基本構成を説明する。θ干渉計XθIは、レーザビ
ーム11Xを入射して2方向に分岐させるビームスプリ
ッタ12Xと、ビームスプリッタ12Xで反射した一部
のビームを移動鏡MXの方向へ反射させるミラー13X
と、レシーバ17X等とで構成されている。θ干渉計X
θIの2つのビームBXθ1 、BXθ2 は互いに平行
で、その間隔は10mm〜数10mm程度ある。またビ
ームBXθ1 とBXθ2 とのほぼ中間には、レーザ干渉
計XIからのビームBXが位置する。θ干渉計YθIに
ついても同様であり、ミラーMYの反射面とほぼ垂直に
2つのビームBYθ1 、BYθ2 を一定の間隔で投射す
るために、ビームスプリッタ12Y、ミラー13Y、レ
シーバ17等が設けられている。
Next, referring to FIG. 1, the θ interferometers XθI, Yθ
The basic configuration of I will be described. The θ interferometer XθI includes a beam splitter 12X that makes a laser beam 11X incident and splits in two directions, and a mirror 13X that reflects a part of the beam reflected by the beam splitter 12X in the direction of the moving mirror MX.
And a receiver 17X and the like. θ interferometer X
The two beams BXθ1 and BXθ2 of θI are parallel to each other, and the interval between them is about 10 mm to several tens mm. The beam BX from the laser interferometer XI is located approximately between the beams BXθ1 and BXθ2. The same applies to the θ interferometer YθI, and a beam splitter 12Y, a mirror 13Y, a receiver 17 and the like are provided in order to project the two beams BYθ1 and BYθ2 at regular intervals substantially perpendicular to the reflection surface of the mirror MY. .

【0018】ここでθ干渉計XθIの詳細な構成を図4
を参照して説明するが、図4の構成はほんの一例に過ぎ
ず、要は2つのビームBXθ1 、BXθ2 の光路差の変
化量が求められればよい。さて、図4において直交する
2つの偏光で一定の周波数差を有するレーザビーム11
Xは偏光ビームスプリッタ12Xで2つに分岐され、S
偏光のビームはミラー13X、λ/4板14Aを介して
移動鏡MXの1点に垂直にビームBXθ1となって投射
される。偏光ビームスプリッタ12Xを透過したP偏光
のビームはミラー15X、16X、λ/4板14Bを介
して、移動鏡MXの別の点に垂直にビームBXθ2 とな
って投射される。ここでビームBXθ1 とBXθ2 はX
軸と平行であり、Y方向の間隔は移動鏡MXの反射面上
でSX(10mm〜数十mm程度)としてある。偏光ビ
ームスプリッタ12Xは、ビームBXθ1 と同軸に戻っ
てくる反射ビームと、ビームBXθ2 と同軸に戻ってく
る反射ビームとをレシーバ17Xの方に同軸に合成す
る。θ干渉計YθIについての詳細な構成も全く同一な
ので説明は省略する。
FIG. 4 shows a detailed configuration of the θ interferometer XθI.
However, the configuration shown in FIG. 4 is merely an example, and the point is that the amount of change in the optical path difference between the two beams BXθ1 and BXθ2 may be obtained. Now, in FIG. 4, a laser beam 11 having a certain frequency difference between two orthogonally polarized lights.
X is split into two by a polarizing beam splitter 12X, and S
The polarized beam is projected as a beam BXθ1 perpendicular to one point of the movable mirror MX via the mirror 13X and the λ / 4 plate 14A. The P-polarized beam transmitted through the polarizing beam splitter 12X is projected as a beam BXθ2 perpendicularly to another point of the moving mirror MX via mirrors 15X, 16X and a λ / 4 plate 14B. Here, beams BXθ1 and BXθ2 are X
It is parallel to the axis, and the interval in the Y direction is SX (about 10 mm to several tens mm) on the reflection surface of the moving mirror MX. The polarization beam splitter 12X coaxially combines the reflected beam returning coaxially with the beam BXθ1 and the reflected beam returning coaxially with the beam BXθ2 toward the receiver 17X. Since the detailed configuration of the θ interferometer YθI is completely the same, the description is omitted.

【0019】尚、θ干渉計XθI、YθIは図4では省
略したが、実際には固定鏡を基準として、移動鏡MXの
2点での光路差を計測するようになっている。ところ
で、図1の構成において、θ干渉計のレシーバ17X、
17Yの夫々からの計測信号は、それぞれ回転量(ヨー
イング、曲り量等)計測用のデジタル・カウンタ40
X、40Yに入力し、回転量に応じたデータDθx 、D
θyを座標補正系42に出力する。補正系42はデータ
Dθx 、Dθyの差分を求める演算部と、その差分をス
テージSTのx、y方向の移動位置と対応して記憶する
メモリ部等で構成されている。
The .theta. Interferometers X.theta.I and Y.theta.I are omitted in FIG. 4, but actually measure the optical path difference at two points of the movable mirror MX with reference to the fixed mirror. By the way, in the configuration of FIG. 1, the receiver 17X of the θ interferometer,
The measurement signal from each of the 17Ys is converted into a digital counter 40 for measuring the amount of rotation (such as yawing and bending).
X, 40Y, and data Dθx, D corresponding to the amount of rotation.
θy is output to the coordinate correction system 42. The correction system 42 includes an arithmetic unit for calculating the difference between the data Dθx and Dθy, and a memory unit and the like for storing the difference in correspondence with the movement position of the stage ST in the x and y directions.

【0020】座標位置計測用の干渉計XIのレシーバ1
0Xからの信号は不図示のカウンタ回路によってデジタ
ルな座標値DXCに変換され、干渉計YIのレシーバ1
0Yからの信号は不図示のカウンタ回路によってデジタ
ルな座標値DYCに変換される。これら座標値DXC、
DYCは主制御系50は、座標値DXC、DYCを入力
し、補正系42に記憶された移動鏡MX、MYの曲り量
に対応したデータ(差分)情報DRDの入力に基づい
て、座標値DXC、DYCを補正する機能と、目標位置
に対してステージSTのモータ30X、30Yを駆動す
る指令DSX、DSYを出力する機能とを備えている。
もちろん、その他にも各種制御のための機能が設けられ
ているが、ここでは本発明と直接関係しないので、これ
以上の説明は省略する。尚、補正系42からはリアルタ
イムに曲り量のデータDθx 、Dθyの差分量のデータ
DRD’を主制御系へ送り出している。
Receiver 1 of interferometer XI for measuring coordinate position
The signal from 0X is converted into a digital coordinate value DXC by a counter circuit (not shown),
The signal from 0Y is converted into a digital coordinate value DYC by a counter circuit (not shown). These coordinate values DXC,
In the DYC, the main control system 50 inputs the coordinate values DXC and DYC, and based on the input of the data (difference) information DRD corresponding to the amount of bending of the movable mirrors MX and MY stored in the correction system 42, the coordinate value DXC , DYC, and a function of outputting commands DSX, DSY for driving the motors 30X, 30Y of the stage ST with respect to the target position.
Of course, other functions for various controls are provided, but since they are not directly related to the present invention, further description is omitted. It should be noted that the correction system 42 sends out, in real time, the data DRD 'of the difference between the bending amounts Dθx and Dθy to the main control system.

【0021】次に、以上の構成のもとで、移動鏡MX、
MYの各反射面の曲りを計測する手法を、移動鏡MYを
例にとって図5も参照して説明する。先にも述べたが、
θ干渉計は実際には固定鏡を基準にして移動鏡MX、M
Yの反射面の回転量を計測しているが、ここでは説明を
簡単にするために、θ干渉計YθIは図5に示すように
仮想的に固定された基準線RYを基準に移動鏡MYの傾
き(回転量や曲り量)を検出するものとする。基準線R
Yと移動鏡MYの距離をYa (干渉計系YIで計測して
いる値)とし、その位置での移動鏡MYの局部的な曲り
角をθY(x)とする。θ干渉計YθIは、基準線RY
上でx方向にSYだけ離れた2点で、移動鏡MYまでの
距離yθ1 とyθ2 との差分、Yθ(x)を計測する。
すなわちθ干渉計YθIのカウンタ回路40Yは、次式
で決まるような差Yθ(x)を出力する。
Next, with the above configuration, the moving mirror MX,
A method of measuring the curvature of each reflection surface of MY will be described with reference to FIG. 5 using the movable mirror MY as an example. As mentioned earlier,
The θ interferometer is actually a moving mirror MX, M
Although the rotation amount of the reflection surface of Y is measured, here, for the sake of simplicity, the θ interferometer YθI has a movable mirror MY based on a virtually fixed reference line RY as shown in FIG. (The amount of rotation and the amount of bending) are detected. Reference line R
The distance between Y and the movable mirror MY is defined as Ya (a value measured by the interferometer system YI), and the local bending angle of the movable mirror MY at that position is defined as θY (x). θ interferometer YθI has a reference line RY
At the two points separated by SY in the x direction, the difference between the distances yθ1 and yθ2 to the movable mirror MY, ie, Yθ (x), is measured.
That is, the counter circuit 40Y of the θ interferometer YθI outputs a difference Yθ (x) determined by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】ここでカウンタ回路40Yは、移動鏡MY
がx方向の基準点Ox にあるとき、すなわち移動鏡MY
の反射面上の固定された点Ox に、Y軸干渉計YIのビ
ームBYが入射している状態の時に零にリセットされ
る。干渉計YIもその基準点Ox で零リセットされるも
のとする。移動鏡の曲り角θY(x)はせいぜい1〜2
秒程度の微小角であり、間隔SYは10mmから数十m
mであるので、角度θY(x)は次式で近似できる。
Here, the counter circuit 40Y includes a moving mirror MY
Is at the reference point Ox in the x direction, that is, the moving mirror MY
Is reset to zero when the beam BY of the Y-axis interferometer YI is incident on a fixed point Ox on the reflecting surface of the Y-axis. It is assumed that the interferometer YI is reset to zero at the reference point Ox. The bending angle θY (x) of the moving mirror is at most 1-2.
It is a small angle of about seconds, and the interval SY is from 10 mm to several tens of meters.
m, the angle θY (x) can be approximated by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】一方、移動鏡MYの位置xにおける反射面
の凹凸量ΔY(x)は、xの基準Ox に対して次式で求
められる。
On the other hand, the unevenness amount ΔY (x) of the reflecting surface at the position x of the movable mirror MY can be obtained by the following equation with respect to the reference Ox of x.

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】以上の測定は、ステージSTをx方向に移
動させながら行なうのであるが、この時にはステージS
Tのヨーイングが同時に発生するため、そのヨーイング
量による誤差分を式(3)の測定値から差し引かなけれ
ばならない。そこで、Y軸用の移動鏡MYの平面度を測
定する時に、X軸側のθ干渉計XθIを使って、xの基
準点Ox に対するステージSTのヨーイング量Xθ
(x)を求める。この場合、ステージSTはx方向に一
次元移動するだけなので、θ干渉計XθIの2本のビー
ムBXθ1 、BXθ2 はX軸移動鏡MXの反射面上の同
一点に投射され続ける。θ干渉計XθIのカウンタ回路
40Xは基準点Ox で零リセットされているため、位置
xでのカウンタ回路40Xの値は、原点Ox を基準とし
たステージSTのヨーイング量Xθ(x)となる。
The above measurement is performed while moving the stage ST in the x direction.
Since the yawing of T occurs at the same time, the error due to the yawing amount must be subtracted from the measured value of the equation (3). Therefore, when measuring the flatness of the moving mirror MY for the Y axis, the yaw amount Xθ of the stage ST with respect to the reference point Ox of x is determined by using the θ interferometer XθI on the X axis side.
Find (x). In this case, since the stage ST moves only one-dimensionally in the x direction, the two beams BXθ1 and BXθ2 of the θ interferometer XθI continue to be projected on the same point on the reflection surface of the X-axis moving mirror MX. Since the counter circuit 40X of the θ interferometer XθI has been reset to zero at the reference point Ox, the value of the counter circuit 40X at the position x is the yawing amount Xθ (x) of the stage ST with reference to the origin Ox.

【0028】そこで、ステージSTをx方向に移動させ
て、θ干渉計XθIによる計測値Xθ(x)を同時に読
み込んで、次式のような補正演算を行ない、移動鏡MY
の反射面の真の凹凸量DY(x)を求める。
Then, the stage ST is moved in the x direction, the measurement value Xθ (x) measured by the θ interferometer XθI is read at the same time, and a correction operation as shown in the following equation is performed to obtain the movable mirror MY
The true unevenness amount DY (x) of the reflection surface is obtained.

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】この凹凸量DY(x)を、ステージSTの
x方向の適当な位置間隔毎に求めて記憶し、以後ステー
ジSTのx方向の位置に応じてY軸干渉計YIの計測値
を補正すれば、移動鏡MYの曲がりが全くない場合と同
等の精度でy方向の位置計測ができる。ここで、式
(2)、式(4)の演算、及び真の凹凸量DY(x)の
記憶は補正系42で行なわれ、装置定数として扱われ
る。
This unevenness amount DY (x) is obtained and stored at every suitable position interval of the stage ST in the x direction, and thereafter, the measurement value of the Y-axis interferometer YI is corrected according to the position of the stage ST in the x direction. Then, the position measurement in the y direction can be performed with the same accuracy as when there is no bending of the movable mirror MY. Here, the calculations of the equations (2) and (4) and the storage of the true unevenness amount DY (x) are performed by the correction system 42 and are treated as device constants.

【0031】またX軸用の移動鏡MXについてもステー
ジSTをy方向に移動して全く同様に真の凹凸量DX
(y)が求められ、補正系42に記憶される。この場
合、θ干渉計XθIのカウンタ回路40Xでの計測値を
Xθ(y)、θ干渉計XθIのカウンタ回路40Yでの
計測値をYθ(y)として、次式によって凹凸量DX
(y)が求められる。
The movable mirror MX for the X-axis is also moved in the y-direction by moving the stage ST in the same manner as the true unevenness DX.
(Y) is obtained and stored in the correction system 42. In this case, the measured value of the θ interferometer XθI in the counter circuit 40X is Xθ (y), and the measured value of the θ interferometer XθI in the counter circuit 40Y is Yθ (y).
(Y) is required.

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】[0033]

【数6】 (Equation 6)

【0034】尚、上記式(4)、(6)は区間0〜x、
又は0〜yでの積分の形で表わしてあるが、実際は局所
区間毎、例えば5〜10mm毎の積分を行なえばよい。
すなわち局所区間の長さをΔLとすると、x方向での積
分区間はnを1以上の整数として、(n−1)・ΔL〜
n・ΔLの範囲で積分しては、n=n+1と順次シフト
していく。従って補正系42内のメモリには、干渉計X
I、YIの計測座標値のΔL毎に対応して凹凸量DY
(x)、DX(y)のデータがテーブルとして記憶され
る。
The above equations (4) and (6) correspond to sections 0 to x,
Alternatively, the integration is performed in the form of 0 to y, but in practice, the integration may be performed for each local section, for example, for every 5 to 10 mm.
That is, assuming that the length of the local section is ΔL, the integral section in the x direction is (n−1) · ΔL〜, where n is an integer of 1 or more.
After integration in the range of n · ΔL, the position is sequentially shifted to n = n + 1. Therefore, the memory in the correction system 42 contains the interferometer X
The unevenness amount DY corresponding to each ΔL of the measured coordinate values of I and YI
Data of (x) and DX (y) are stored as a table.

【0035】以上、移動鏡MX、MYの凹凸量の測定
は、ステッパーの製造時や定期的なメインテナンス時の
みに行なう場合、2つのθ干渉計XI、YIのうちの一
方は着脱可能としておき、使用する場合だけ装置に取り
付けるようにしてもよい。しかし、経時変化が大きい
か、あるいは極めて小さな量の誤差まで問題とされるよ
うな場合には、2つのθ干渉計XI、YIとも常時取り
付けておき、頻繁に移動鏡MX、MYの曲りを計測した
方がよい。
As described above, when the measurement of the unevenness amount of the movable mirrors MX and MY is performed only during the manufacture of the stepper or during the regular maintenance, one of the two θ interferometers XI and YI is made detachable, It may be attached to the device only when used. However, when the change over time is large or an error of a very small amount is a problem, the two θ interferometers XI and YI are always attached and the bending of the movable mirrors MX and MY is frequently measured. It is better to do.

【0036】以上の実施例では、ステッパーのステージ
の位置測定、位置決めに本発明を適用したものとして説
明したが、マスクやウェハ等のパターンの座標位置を高
精度に計測する測定装置にも全く同様に適用可能であ
る。さて、上記実施例では単にステージの位置計測だけ
を目標としていたが、この種のステッパー等ではウェハ
W上のアライメントマークを検出してウェハWの装置座
標系における位置を特定するアライメント作業が不可欠
である。このアライメント作業では、ステージSTがヨ
ーイングによって微小回転してしまうと、マーク検出位
置が横ずれを起して計測されることになるので、θ干渉
計XθI、又はYθIを用いて補正する必要がある。そ
こで、アライメント作業時に好適な本発明の第2の実施
例を以下に説明する。
In the above embodiments, the present invention has been described as applied to the position measurement and positioning of the stage of the stepper. However, the same applies to a measuring apparatus for measuring the coordinate position of a pattern of a mask or a wafer with high accuracy. Applicable to In the above-described embodiment, the target is merely measurement of the position of the stage. However, in this type of stepper or the like, an alignment operation for detecting an alignment mark on the wafer W and specifying the position of the wafer W in the apparatus coordinate system is indispensable. is there. In this alignment work, if the stage ST is slightly rotated due to yawing, the mark detection position is measured with a lateral shift, so that it is necessary to make correction using the θ interferometer XθI or YθI. Therefore, a second embodiment of the present invention suitable for alignment work will be described below.

【0037】図1、図2に図示したように、ウェハアラ
イメント系WL、WRの検出中心がX軸干渉計XIのビ
ームBX、又はY軸干渉計YIのビームBYの延長線
(測定軸)上にない配置の場合、ウェハW上のマークの
位置計測時には、ステージSTのヨーイングによる誤差
分を補正する必要がある。ただし、特開昭56−102
823号に開示されているように、ウェハアライメント
系が干渉計XI、YIの測定軸上でマーク検出する場合
は、ステージSTにヨーイングがあっても位置検出結果
をヨーイングの誤差分で補正する必要はない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the detection center of the wafer alignment system WL, WR is on the extension line (measurement axis) of the beam BX of the X-axis interferometer XI or the beam BY of the Y-axis interferometer YI. In the case of an arrangement that is not described above, it is necessary to correct an error due to yawing of the stage ST when measuring the position of the mark on the wafer W. However, JP-A-56-102
As disclosed in Japanese Patent No. 823, when the wafer alignment system detects a mark on the measurement axis of the interferometers XI and YI, even if the stage ST has yaw, the position detection result needs to be corrected by the yaw error. There is no.

【0038】従来のように、θ干渉計が1組しかない
と、ステージSTのヨーイングによる移動鏡の傾き(回
転)と、反射面の曲りとを分離して扱うことができなか
ったが、本発明を適用すると分離して扱うことができ
る。以下、図6を参照して本実施例を説明する。図6は
アッベ誤差が出る位置に設けられたウェハアライメント
系WRを用いて、ウェハW上のマークのx方向の位置を
検出したときに生じる誤差を説明した図である。図6中
ではx軸、y軸はそれぞれ干渉計XI、YIの測定軸
(ビームBX、BY)であり、原点Oは投影レンズPL
の光軸AX位置である。ウェハアライメント系WRの検
出中心はx軸からy方向にly だけ離れた位置に配置さ
れる。ウェハアライメント系WRでウェハ上のマークを
検出したとき、X軸用の移動鏡MXの反射面がMXa の
ようにx軸と正確に垂直(y軸と平行)であれば、その
後ステージSTを一定量lx だけx方向に移動させ、l
y だけy方向に移動させると、計測したマークを点Oに
合致させることができ、誤差は生じない。
Unlike the related art, if there is only one set of θ interferometers, the tilt (rotation) of the movable mirror due to yawing of the stage ST and the bending of the reflecting surface cannot be handled separately. When the invention is applied, it can be handled separately. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining an error that occurs when the position of the mark on the wafer W in the x direction is detected using the wafer alignment system WR provided at the position where the Abbe error occurs. In FIG. 6, the x axis and the y axis are the measurement axes (beams BX and BY) of the interferometers XI and YI, respectively, and the origin O is the projection lens PL.
Is the optical axis AX position. The detection center of the wafer alignment system WR is located at a position ly away from the x axis in the y direction. When the mark on the wafer is detected by the wafer alignment system WR, if the reflecting surface of the moving mirror MX for the X axis is exactly perpendicular to the x axis (parallel to the y axis) like MXa, then the stage ST is fixed. Move in the x direction by the amount lx
By moving by y in the y direction, the measured mark can be matched with the point O, and no error occurs.

【0039】ところが、ウェハ上のマークの検出時に、
移動鏡MXの反射面がMXb のようにy軸からθX
(y)だけ回転していたとすると、図6のようにx軸か
らly だけ離れた反射面MXb 上の点は、x方向にly
・θX(y)だけずれることになるから、ウェハW上の
マークを原点Oに合致させるためには、ステージSTの
x方向の送り量を設計上の距離lx に対してly ・θX
(y)だけ補正しなければならない。
However, when a mark on a wafer is detected,
The reflecting surface of the moving mirror MX is θX from the y-axis like MXb.
(Y), a point on the reflecting surface MXb away from the x-axis by ly as shown in FIG.
In order to make the mark on the wafer W coincide with the origin O, the feed amount of the stage ST in the x direction is ly with respect to the design distance lx.
(Y) must be corrected.

【0040】ステージSTのヨーイング量θX(y)の
測定時には、移動鏡の反射面の曲りの誤差が含まれる
が、第1の実施例と同じようにして、予め移動鏡MX、
MYの真の凹凸量DX(y)、DY(x)、あるいは局
所的な反射面の傾き情報Yθ(x)、Xθ(y)を計測
して記憶しておき、θ干渉計XθI、YθIの実測値
を、記憶したデータ値で補正すれば反射面自体の曲りの
影響を差し引いた真のヨーイング量を知ることができ
る。
When the yawing amount θX (y) of the stage ST is measured, an error in the bending of the reflecting surface of the movable mirror is included. However, as in the first embodiment, the movable mirror MX,
The true irregularities DX (y) and DY (x) of MY or local inclination information Yθ (x) and Xθ (y) of the reflecting surface are measured and stored, and the θ interferometers XθI and YθI are measured. Correcting the actual measurement value with the stored data value allows the true yawing amount to be obtained in which the influence of the bending of the reflection surface itself is subtracted.

【0041】このようなアライメント時のヨーイング補
正は、主制御系50、補正系42によって行なわれる。
実際のシーケンスとしては、ウェハアライメント系WR
(又はWL)でウェハ上のマークを検出したときのステ
ージSTの位置を干渉計XI、YIで計測し、同時にそ
の位置でのヨーイング量をθ干渉計XθI、YθIの一
方、又は両方で検出する。θ干渉計XθI、YθIの計
測値は、補正系42、又は主制御系50において、予め
記憶してある凹凸量、又は局所的な傾き量のテーブルを
参照して補正され、真のヨーイング量が求められる。2
つの干渉計XθI、YθIを両方使う場合は、求められ
た真のヨーイング量を加算平均したりすることで1つの
真のヨーイング量とする。
Such yawing correction at the time of alignment is performed by the main control system 50 and the correction system 42.
As the actual sequence, the wafer alignment system WR
(Or WL), the position of the stage ST when the mark on the wafer is detected is measured by the interferometers XI and YI, and at the same time, the yawing amount at that position is detected by one or both of the θ interferometers XθI and YθI. . The measurement values of the θ interferometers XθI and YθI are corrected in the correction system 42 or the main control system 50 by referring to a table of the amount of unevenness or the amount of local inclination stored in advance, and the true yawing amount is corrected. Desired. 2
When both interferometers XθI and YθI are used, one true yawing amount is obtained by averaging the obtained true yawing amounts.

【0042】尚、X軸側とY軸側とで真のヨーイング量
が大きく異なる場合は、その直前におけるステージST
の移動中に、移動鏡MX、MYの少なくとも一方がステ
ージST上で微小に回転ずれを起したことになる。この
場合は、装置の稼動を中断してセルフチェック、キャリ
ブレーション等の動作を実行することが望ましい。場合
によっては、補正系42内のテーブルの書き直しも必要
となる。
If the true yawing amount is significantly different between the X-axis side and the Y-axis side, the stage ST
During the movement of, at least one of the movable mirrors MX and MY slightly rotates on the stage ST. In this case, it is desirable to suspend the operation of the apparatus and execute operations such as self-check and calibration. In some cases, it is necessary to rewrite the table in the correction system 42.

【0043】以上、本実施例によれば、アッベ誤差を回
避し得ないアライメント系を用いて、ウェハW上のマー
クの位置を計測したとしても、容易に、しかも高精度に
ヨーイングによる誤差分を補正できるので、結果として
高精度なウェハアライメント系が達成できる。次に本発
明の第3の実施例による位置決め方法(装置)について
説明する。
As described above, according to the present embodiment, even if the position of the mark on the wafer W is measured using an alignment system that cannot avoid the Abbe error, the error due to yawing can be easily and accurately detected. Since the correction can be performed, a highly accurate wafer alignment system can be achieved as a result. Next, a positioning method (apparatus) according to a third embodiment of the present invention will be described.

【0044】ステッパーでは投影像を形成する視野に2
次元の大きさがあり、ステージSTのヨーイングの為
に、1回の露光ショット毎(ステッピング毎)に視野内
で回転誤差(チップローテーション)が生じる。このチ
ップローテーションは、ウェハW上に1層目のパターン
を焼き付けるとき、2層目以降のパターンの重ね焼きの
ときに問題となる。特に位置決め誤差や重ね合わせ誤差
の要求が厳しくなると、チップローテーションも無視で
きない量となってくる。図7はチップローテーションの
様子を誇張して示したもので、レチクルRの矩形の投影
像PIがxy座標に対して回転しないものとすると、ウ
ェハステージSTのヨーイングによって、ウェハW上の
ショット領域CPが像PIに対して相対回転してしま
う。この相対回転がチップローテーション量Cθとして
発生することになる。ローテーション量Cθが1秒ある
ものとすると、15mm角の像PI(又はショット領域
CP)の端部では、約0.075μmの合わせずれが生
じる。
In the stepper, the field of view for forming the projection image is 2
There is a dimension, and due to yawing of the stage ST, a rotation error (chip rotation) occurs in the field of view for each exposure shot (each stepping). This chip rotation poses a problem when printing the first layer pattern on the wafer W and when printing the second and subsequent layers repeatedly. In particular, when the requirements for the positioning error and the overlay error become severe, the chip rotation becomes a nonnegligible amount. FIG. 7 shows the tip rotation in an exaggerated manner. Assuming that the rectangular projection image PI of the reticle R does not rotate with respect to the xy coordinates, the shot area CP on the wafer W is yawed by the wafer stage ST. Rotates relative to the image PI. This relative rotation is generated as the tip rotation amount Cθ. Assuming that the rotation amount Cθ is 1 second, a misalignment of about 0.075 μm occurs at the end of the 15 mm square image PI (or the shot area CP).

【0045】この誤差を防ぐにはステージSTの真のヨ
ーイングをモニターし、ウェハWを保持するホルダー
を、そのヨーイングの方向と逆方向に、モニターした分
だけ微小回転させ、ウェハW上のショット配列の方向
を、絶対座標系において常に一定にすればよい。そのた
めに図8に示すように、ステージST上にθ回転するウ
ェハホルダーWHを設け、モータMT、制御系60で微
小回転させる構造とする。さらホルダーWHの一部に2
つのコーナレフレクタ(直角ミラー)CR1 、CR2 を
固定し、ステージST上に取り付けたθ干渉計WθIか
ら各レフレクタCR1 、CR2 にビームを投射すること
で、ホルダーWHのステージST上での回転量を精密に
計測できるようにする。この際、制御系60は先の実施
例と同様にして補正された真のヨーイング量を、θ干渉
計XθI、補正系42等から入力し、そのヨーイング量
(ステージSTの原点位置を基準とした回転量)の分だ
け逆方向にウェハホルダーWHが回転するように、θ干
渉計WθIの計測値をモニターしつつ、モータMTをサ
ーボ制御する。
In order to prevent this error, the true yawing of the stage ST is monitored, and the holder holding the wafer W is slightly rotated in the direction opposite to the yawing direction by the minute amount to be monitored. Should always be constant in the absolute coordinate system. For this purpose, as shown in FIG. 8, a wafer holder WH that rotates by θ on the stage ST is provided, and the motor MT and the control system 60 perform a minute rotation. Part 2 of the holder WH
By fixing two corner reflectors (right angle mirrors) CR1 and CR2 and projecting beams from the θ interferometer WθI mounted on the stage ST to the respective reflectors CR1 and CR2, the amount of rotation of the holder WH on the stage ST can be reduced. Be able to measure accurately. At this time, the control system 60 inputs the true yaw amount corrected in the same manner as in the previous embodiment from the θ interferometer XθI, the correction system 42, and the like, and the yaw amount (based on the origin position of the stage ST as a reference). The motor MT is servo-controlled while monitoring the measurement value of the θ interferometer WθI so that the wafer holder WH rotates in the opposite direction by the amount of rotation).

【0046】この動作はウェハアライメント(グローバ
ルアライメント、EGA等)が終了した後に継続して実
行され、ステップアンドリピートの露光動作中はモータ
MTによるサーボ制御が働き続ける。尚、ウェハホルダ
ーWHの回転中心はウェハW上の各ショット領域の中心
にある訳ではないので、ウェハホルダーWHの回転によ
ってショット領域はアライメント作業で規定された位置
からx、y方向に微小シフトする。このため制御系60
は、ホルダーWHの回転量によるショット位置のx、y
方向シフト量を演算で求め、その分だけステージSTの
ステッピングの位置を補正するための情報を、図1中の
制御系50へ出力する。
This operation is continuously executed after the completion of the wafer alignment (global alignment, EGA, etc.), and the servo control by the motor MT continues to operate during the step-and-repeat exposure operation. Since the rotation center of the wafer holder WH is not at the center of each shot area on the wafer W, the rotation of the wafer holder WH causes the shot area to be slightly shifted in the x and y directions from the position defined by the alignment work. . Therefore, the control system 60
Are x, y of the shot position according to the rotation amount of the holder WH.
The direction shift amount is obtained by calculation, and the information for correcting the stepping position of the stage ST by that amount is output to the control system 50 in FIG.

【0047】またウェハホルダーWHをグローバルアラ
イメント時に一度だけ回転補正した後、ステージSTの
真のヨーイング量を計測しつつ、レチクルRを保持する
レチクルステージをヨーイングの方向と同方向に回転補
正しつつステップアンドリピート露光を行なってもよ
い。この場合、ウェハW上の各ショット領域の中心を投
影像PIの中心と一致させればよく、ウェハW側をヨー
イング補正のために回転させる時のようなx、y方向の
微小シフトは必要ない。この場合、レチクルステージの
回転中心はレチクルRの中心と極力一致させ、回転量モ
ニター用のθ干渉計等を設けることが望ましい。
After correcting the rotation of the wafer holder WH only once at the time of global alignment, while measuring the true yawing amount of the stage ST, correcting the rotation of the reticle stage holding the reticle R in the same direction as the yawing direction. And repeat exposure may be performed. In this case, the center of each shot area on the wafer W may be made coincident with the center of the projection image PI, and there is no need for minute shifts in the x and y directions as when the wafer W is rotated for yawing correction. . In this case, it is desirable that the center of rotation of the reticle stage coincides with the center of the reticle R as much as possible, and a θ interferometer or the like for monitoring the amount of rotation is provided.

【0048】さらに、ウェハW上の各ショット領域とレ
チクルRとの相対回転誤差をTTR(スルーザレチク
ル)又はTTL(スルーザレンズ)方式のアライメント
系で検出して、その誤差を補正するようにレチクルステ
ージ、又はウェハステージSTを微小回転させるシーケ
ンスと一体に組み合わせてもよい。以上、本実施例によ
れば、移動鏡MX、MYの反射面の曲りの影響を除いて
純粋なヨーイング量のみを検出して、ウェハW又はレチ
クルRを微小回転させるため、ウェハW上にファースト
プリントで焼き付けられる1層目のショットからチップ
ローテーションの補正ができ、2層目以降の重ね合わせ
露光の際も、ヨーイングの影響によるチップローテーシ
ョンの発生を押えることができる。
Further, a relative rotation error between each shot area on the wafer W and the reticle R is detected by a TTR (through the reticle) or TTL (through the lens) type alignment system, and the error is corrected. A reticle stage or a sequence for minutely rotating the wafer stage ST may be combined with the sequence. As described above, according to the present embodiment, only the pure yawing amount is detected without the influence of the bending of the reflecting surfaces of the movable mirrors MX and MY, and the wafer W or the reticle R is slightly rotated. The chip rotation can be corrected from the shot of the first layer printed by printing, and the occurrence of the chip rotation due to the influence of yawing can be suppressed even in the overlapping exposure of the second and subsequent layers.

【0049】以上、本発明の各実施例では、移動鏡M
X、MYの回転量(曲り量)は、コヒーレントなビーム
を用いたθ干渉計で計測するものとしたが、必ずしも干
渉計を用いる必要はなく、例えばオートコリメータ方式
を利用して、平行光束を移動鏡の反射面に投射し、その
反射光束の反射方向の変化を光電検出する構成にしても
同じ効果が得られる。この場合、移動鏡に投射される平
行光束は、反射面の伸びる方向に10〜数10mm程度
の長さをもつスリット状断面にするとよい。
As described above, in each embodiment of the present invention, the moving mirror M
The rotation amounts (bending amounts) of X and MY are measured by a θ interferometer using a coherent beam. However, it is not always necessary to use an interferometer. The same effect can be obtained by a configuration in which the light is projected onto the reflecting surface of the movable mirror and the change in the reflection direction of the reflected light beam is photoelectrically detected. In this case, the parallel light beam projected on the movable mirror may have a slit-shaped cross section having a length of about 10 to several tens mm in the direction in which the reflecting surface extends.

【0050】また露光方式としては、マスクとウェハを
近接させるプロキシミティ方式、マスクとウェハを一体
に投影光学系に対してスキャンするアライナー、あるい
はステップアンドスキャン方式等、いかなるものにも適
用できる。また、X軸、Y軸用の移動鏡MX、MYは、
セラミックステージの直角な2側面を光学研磨し、そこ
にアルミニウム等を蒸着したものとしてもよい。
As the exposure method, any method such as a proximity method in which the mask and the wafer are brought close to each other, an aligner in which the mask and the wafer are integrally scanned with respect to the projection optical system, or a step-and-scan method can be applied. In addition, the moving mirrors MX and MY for the X axis and the Y axis are
Two perpendicular sides of the ceramic stage may be optically polished, and aluminum or the like may be deposited thereon.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の様に、本発明によれば平面鏡の曲
がりをヨーイングの影響を受けずに測定できて記録し、
X、Yの座標測定時に曲がり量を補正して使用できるの
で、高精度な2次元座標測定ができ有効である。この座
標測定部を用いれば2次元座標測定機の測定精度が向上
し、ステッパー等のパターン転写装置に利用すれば位置
決め精度が向上するという効果がある。また平面鏡の曲
がりだけでなくXとYの2つの平面鏡の相対角度変化が
ある場合もその量をモニターでき補正できるので正確な
座標測定ができる。またアッベ誤差の生じる観察系で位
置計測する場合のヨーイング補正に本発明を利用する
と、ヨーイングが正確に補正でき、ヨーイングによる誤
差が正確に補正されるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the bending of a plane mirror can be measured without being affected by yawing and recorded.
Since the bending amount can be corrected and used when measuring the X and Y coordinates, highly accurate two-dimensional coordinate measurement can be performed, which is effective. The use of this coordinate measuring unit improves the measurement accuracy of a two-dimensional coordinate measuring machine, and the use of a pattern transfer device such as a stepper improves the positioning accuracy. Also, when there is a change in the relative angle between the two plane mirrors X and Y as well as the bending of the plane mirror, the amount can be monitored and corrected, so that accurate coordinate measurement can be performed. Further, when the present invention is used for yaw correction in the case of position measurement in an observation system in which an Abbe error occurs, yaw can be accurately corrected, and an error due to yaw can be accurately corrected.

【0052】さらに、ステッパー等のチップローテーシ
ョンの補正に本発明を用いると、真のヨーイング量を補
正できるので、正確にチップローテーションが補正さ
れ、良好な重ね合わせ精度が得られるという効果があ
る。
Further, when the present invention is used to correct the chip rotation of a stepper or the like, the true yawing amount can be corrected, so that the chip rotation can be corrected accurately and a good overlay accuracy can be obtained.

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

【図1】 本発明の第1の実施例による位置測定、又は
位置決め装置を適用したステッパーの構成を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a stepper to which a position measuring or positioning device according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】 第1の実施例におけるステージ配置の様子を
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a state of stage arrangement in the first embodiment.

【図3】 座標位置測定用の干渉計の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an interferometer for measuring a coordinate position.

【図4】 移動鏡(ステージ)の回転、曲がりを計測す
るθ干渉計の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a θ interferometer for measuring rotation and bending of a movable mirror (stage).

【図5】 移動鏡自体の曲がりを計測する様子を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining how to measure the bending of the movable mirror itself.

【図6】 アライメント系を用いた位置決めの際に生じ
るヨーイング、及びそのヨーイングによる位置決め補正
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating yawing that occurs when positioning is performed using an alignment system, and positioning correction based on the yawing.

【図7】 チップローテーションを誇張して示す図であ
る。
FIG. 7 is an exaggerated view of the tip rotation.

【図8】 チップローテーション(ヨーイング)を防ぐ
ために好適なウェハステージの構造を示す平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view showing a structure of a wafer stage suitable for preventing chip rotation (yawing).

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

R…レチクル、W…ウェハ、ST…ステージ、MX、M
Y…移動鏡、XI、YI…座標位置計測用の干渉計、X
θI、YθI…回転量計測用の干渉計、40X、40Y
…カウンタ回路、42…補正系、50…制御系
R: reticle, W: wafer, ST: stage, MX, M
Y: movable mirror, XI, YI: interferometer for coordinate position measurement, X
θI, YθI: Interferometer for measuring the amount of rotation, 40X, 40Y
... Counter circuit, 42 ... Correction system, 50 ... Control system

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年12月18日[Submission date] December 18, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 アライメント方法および露光装置Patent application title: Alignment method and exposure apparatus

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージの移動部に、該x、y方向の夫々に沿って伸び
た2つの平面鏡が固設され、該2つの平面鏡の反射面と
垂直な方向に関する距離変化を光波干渉計で計測するこ
とによって、前記ステージのx、y方向の座標位置を測
定する方法において、 前記2つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部
的な曲り量を、前記2つの平面鏡について、ほぼ同時に
計測し、両方の計測値に基づいて前記光波干渉計で計測
される前記ステージの座標位置を補正することを特徴と
する位置測定方法。
1. A moving part of a stage which moves in parallel in x and y directions substantially orthogonal to each other, is provided with two plane mirrors extending along each of the x and y directions, and a reflection surface of the two plane mirrors. A method of measuring a coordinate change in the x, y directions of the stage by measuring a distance change in a vertical direction with a light wave interferometer, wherein a local bending amount in a direction in which each reflecting surface of the two plane mirrors extends is determined. And measuring the two plane mirrors at substantially the same time and correcting the coordinate position of the stage measured by the light wave interferometer based on both the measured values.
【請求項2】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージと、該ステージの一部に固設され、前記x、y
方向の夫々に沿って伸びた反射面を有する2つの平面鏡
と、該2つの平面鏡の各反射面と垂直な方向に関する距
離変化を計測する2つの光波干渉計とを備え、前記ステ
ージの座標位置を測定する装置において、 前記2つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部
的な曲り量を、前記2つの平面鏡について個別に計測す
る2つの計測手段と;前記ステージをx、y方向の1次
元に移動させたときに前記2つの計測手段から得られる
各計測値をほぼ同時に入力して、該計測値の差分に応じ
た情報を前記反射面の伸びる方向の位置に対応して求め
て記憶する記憶手段と;前記光波干渉計で計測される前
記ステージの座標位置を該記憶手段に記憶された情報に
応じて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする位
置測定装置。
2. A stage that moves in parallel in x and y directions that are substantially orthogonal to each other, and the x and y are fixedly mounted on a part of the stage.
Two plane mirrors each having a reflecting surface extending along each of the directions, and two light wave interferometers for measuring a change in distance in a direction perpendicular to each of the reflecting surfaces of the two plane mirrors. In a measuring device, two measuring means for individually measuring a local bending amount of each of the two plane mirrors in a direction in which each reflecting surface extends, and the stage in one dimension in the x and y directions. When moving, each measured value obtained from the two measuring means is input almost simultaneously, and information corresponding to the difference between the measured values is obtained and stored corresponding to the position of the reflecting surface in the extending direction. Means; and a correction means for correcting the coordinate position of the stage measured by the light wave interferometer in accordance with the information stored in the storage means.
【請求項3】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージの移動部に、該x、y方向の夫々に沿って伸び
た2つの平面鏡が固設され、該2つの平面鏡の反射面と
垂直な方向に関する距離変化を光波干渉計で計測すると
ともに、前記ステージに保持された対象物上の特定のマ
ークを、前記光波干渉計の測長軸からはずれたマーク検
出手段で検出することによって、前記対象物の座標位置
を測定する方法において、 前記2つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部
的な回転量を、前記2つの平面鏡の夫々について個別に
計測し、両方の計測値に基づいて前記ステージのヨーイ
ング量を求め、前記マーク検出手段によって検出された
前記マークの座標位置を該ヨーイング量に応じて補正す
ることを特徴とする位置測定方法。
3. A moving part of a stage that moves in parallel in x and y directions that are substantially perpendicular to each other, is provided with two plane mirrors extending along each of the x and y directions, and a reflection surface of the two plane mirrors. Along with measuring the distance change in the vertical direction with the light wave interferometer, a specific mark on the object held on the stage is detected by mark detection means off the length measurement axis of the light wave interferometer, In the method of measuring the coordinate position of the object, a local rotation amount in a direction in which each reflecting surface of the two plane mirrors extends is measured individually for each of the two plane mirrors, and based on both measured values. A position measuring method, wherein a yawing amount of the stage is obtained, and a coordinate position of the mark detected by the mark detecting means is corrected according to the yawing amount.
【請求項4】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージと、該ステージの一部に固設され、前記x、y
方向の夫々に沿って伸びた反射面を有する2つの平面鏡
と、該2つの平面鏡の各反射面と垂直な方向に関する距
離変化を計測する2つの光波干渉計と、該2つの光波干
渉計の測定軸で規定される座標系の所定位置で、かつ該
測定軸からはずれた位置で前記ステージ上の対象物のマ
ークを検出するマーク検出手段とを備え、前記光波干渉
計とマーク検出手段によって、前記対象物の座標位置を
測定する装置において、 前記2つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関する局部
的な回転量を前記2つの平面鏡の夫々について個別に計
測する2つの計測手段と;該2つの計測手段の計測値の
差に基づいて前記平面鏡の反射面の曲り量を求めるとと
もに、前記2つの計測手段のうち少なくとも一方によっ
て計測された回転量を、前記曲り量に基づいて補正し
て、前記ステージの真のヨーイング量を求める演算手段
と;前記マーク検出手段によって検出されたマークの座
標位置を、前記ヨーイング量に基づいて補正する補正手
段とを備えたことを特徴とする位置測定装置。
4. A stage that moves in parallel in x and y directions that are substantially perpendicular to each other, and the x and y are fixed to a part of the stage.
Two plane mirrors having reflecting surfaces extending along respective directions, two light wave interferometers for measuring a distance change in a direction perpendicular to each reflecting surface of the two plane mirrors, and measurement of the two light wave interferometers Mark detection means for detecting a mark of the object on the stage at a predetermined position in a coordinate system defined by an axis, and at a position deviated from the measurement axis, the light wave interferometer and mark detection means, An apparatus for measuring a coordinate position of an object, comprising: two measuring means for individually measuring a local rotation amount of each of the two plane mirrors in a direction in which each reflecting surface of the two plane mirrors extends; The amount of bending of the reflecting surface of the plane mirror is obtained based on the difference between the measured values of the means, and the amount of rotation measured by at least one of the two measuring means is supplemented based on the amount of bending. Correction means for calculating the true yawing amount of the stage; and correcting means for correcting the coordinate position of the mark detected by the mark detecting means based on the yawing amount. Position measuring device.
【請求項5】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージに保持された基板に、所定の外形を有するパタ
ーンを投影する際、x、y方向に沿って伸びた反射面を
有し、前記ステージに固定された2つの平面鏡に対し
て、それぞれ光波干渉計からのビームを投射して該2つ
の平面鏡の距離変化を計測することで、前記投影パター
ンと前記基板とを所定の位置関係に合わせる方法におい
て、 前記2つの平面鏡の各反射面の局部的な回転量を個別に
計測し、該2つの計測値に基づいて前記反射面自体の曲
り量の影響を除いた前記ステージの真のヨーイング量を
算出し、該真のヨーイング量に応じて前記投影パターン
と前記基板とを相対回転して、ヨーイングによる回転誤
差を補正することを特徴とする位置決め方法。
5. When projecting a pattern having a predetermined outer shape onto a substrate held on a stage that moves in parallel in x and y directions that are substantially perpendicular to each other, a projection surface extending along x and y directions is provided. By projecting a beam from an optical interferometer to each of the two plane mirrors fixed to the stage and measuring a change in distance between the two plane mirrors, the projection pattern and the substrate are brought into a predetermined positional relationship. A true yawing of the stage, in which a local rotation amount of each reflecting surface of the two plane mirrors is individually measured, and an influence of a bending amount of the reflecting surface itself is removed based on the two measured values. A method of calculating the amount of rotation and correcting the rotation error due to yawing by relatively rotating the projection pattern and the substrate according to the true yawing amount.
【請求項6】 ほぼ直交するx、y方向に平行移動する
ステージと、該ステージ上に保持された基板に、所定の
外形を有するパターンを投影する投影手段と、前記ステ
ージに固定され、前記x、y方向の夫々に沿って伸びた
反射面を有する2つの平面鏡と、該2つの平面鏡の夫々
の距離変化を計測する2つの光波干渉計とを備え、該光
波干渉計の計測値に基づいて前記基板上の所定領域を前
記投影パターンに合わせるように前記ステージを位置決
めする装置において、 前記2つの平面鏡の各反射面の伸びる方向に関して局部
的な回転量を、前記2つの平面鏡の夫々について個別に
計測する2つの計測手段と;該2つの計測手段の計測値
の差に基づいて前記平面鏡の反射面自体の曲り量を求め
るとともに、前記2つの計測手段のうち少なくとも一方
によって計測された回転量を該曲り量に応じて補正し
て、前記ステージの真のヨーイング量を求める演算処理
手段と;前記基板上の所定領域と、前記投影パターンと
を位置決めする際、前記真のヨーイング量に基づいて前
記基板と、投影パターンとを相対回転させる回転補正手
段とを備えたことを特徴とする位置決め装置。
6. A stage that translates in x and y directions that are substantially orthogonal to each other, projection means for projecting a pattern having a predetermined outer shape on a substrate held on the stage, , Two plane mirrors each having a reflecting surface extending along each of the y-directions, and two light wave interferometers for measuring a change in distance between the two plane mirrors, based on the measurement values of the light wave interferometer. In an apparatus for positioning the stage so that a predetermined area on the substrate is aligned with the projection pattern, a local rotation amount with respect to a direction in which each reflection surface of the two plane mirrors extends is individually determined for each of the two plane mirrors. Two measuring means for measuring; calculating the amount of bending of the reflecting surface of the plane mirror based on a difference between the measured values of the two measuring means; Calculating means for correcting the amount of rotation measured by the direction in accordance with the amount of bending to determine the true yawing amount of the stage; and when positioning the predetermined area on the substrate and the projection pattern, A positioning device comprising: a rotation correcting unit that relatively rotates the substrate and the projection pattern based on a true yawing amount.
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