JPH11248419A - Interferometer and aligner having the same - Google Patents

Interferometer and aligner having the same

Info

Publication number
JPH11248419A
JPH11248419A JP10073148A JP7314898A JPH11248419A JP H11248419 A JPH11248419 A JP H11248419A JP 10073148 A JP10073148 A JP 10073148A JP 7314898 A JP7314898 A JP 7314898A JP H11248419 A JPH11248419 A JP H11248419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
interferometer
measurement
photoelectric detector
aberration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10073148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakagawa
正弘 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10073148A priority Critical patent/JPH11248419A/en
Publication of JPH11248419A publication Critical patent/JPH11248419A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interferometer wherein degradation in measurement precision is suppressed to minimum, even if position or attitude of a measurement optical reflection mirror changes. SOLUTION: Related to an interferometer comprising a light source 1, a beam splitting means 3a for splitting the beam from the light source 1 into reference beams R and measurement beams M, a reflection mirror 7 for reflecting measurement beams M fitted to an object which is to be measured, and a photoelectric detector 10 for detecting the interference light caused by interference between the measurement beams M reflected on the reflection mirror 7 and the reference beams R, an aberration correcting mechanism 8 is placed on an optical path between the light source 1 and the photoelectric detector 10 so that wavefronts of the measurement beams M and reference beams R incident on the photoelectric detector 10 is axially symmetric about the optical axis of respective beams.

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】本発明は半導体や液晶等の製
造に用いる露光装置に設けられ、マスクや感光基板を搭
載して移動するステージの位置や姿勢を高精度に計測す
るための干渉計と、それを備えた露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interferometer which is provided in an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor or a liquid crystal and measures a position and a posture of a stage on which a mask or a photosensitive substrate is mounted and moves with high accuracy. And an exposure apparatus having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路などの投影露光装置で
は、マスク、レチクルなどの投影原版と、ウエハ、ガラ
スプレートなどの感光基板の位置や姿勢を高精度にて制
御する必要がある。マスクとウエハは、それぞれマスク
ステージとウエハステージに搭載されて移動するから、
マスクとウエハの位置・姿勢を計測するには、両ステー
ジの位置・姿勢を計測する必要があり、そのために、両
ステージには干渉計が搭載されている。この干渉計は、
光源からの光束を参照光と測定光とに分割する光束分割
素子と、マスクステージやウエハステージに設置されて
測定光を反射する測定光反射鏡と、測定光反射鏡からの
測定光と参照光とを干渉させて生じる干渉光を受光する
光電検出器とから構成され、光電検出器からの信号に基
づいて、ステージの位置や姿勢を計測するものである。
2. Description of the Related Art In a projection exposure apparatus such as a semiconductor integrated circuit, it is necessary to control the position and orientation of a projection original such as a mask and a reticle and a photosensitive substrate such as a wafer and a glass plate with high precision. Since the mask and wafer are mounted on the mask stage and wafer stage, respectively,
In order to measure the positions and orientations of the mask and the wafer, it is necessary to measure the positions and orientations of both stages. For this purpose, an interferometer is mounted on both stages. This interferometer
A light beam splitting element that splits a light beam from a light source into reference light and measurement light, a measurement light reflecting mirror that is installed on a mask stage or a wafer stage and reflects measurement light, and a measurement light and a reference light from the measurement light reflection mirror And a photoelectric detector that receives the interference light generated by causing interference between the two and measures the position and orientation of the stage based on a signal from the photoelectric detector.

【0003】ここで投影光学系の光軸方向をZ方向と
し、Z方向と直交し互いに直交する方向をX、Y方向と
すると、マスクステージは、一般にX方向とY方向に平
行移動するほか、Z軸周りの回転方向にも移動する。他
方、ウエハステージは、多くの場合すべての方向に移動
する。すなわちウエハテージは、露光領域を切り替えて
マスク上のパターンとの位置合わせを図るために、X方
向、Y方向、及びZ軸周りの回転方向に移動するほか、
合焦を図るためにZ方向に移動する。更に、ウエハの感
光面はうねりを持つことがあり、またウエハの感光面が
平面であるとしても必ずしも裏面と平行ではない。そこ
で露光領域の感光面のレベリングを図るために、マスク
ステージはX軸周りの回転方向とY軸周りの回転方向に
移動する。また、レベリングのように意図的にステージ
を傾斜させる場合のほかにも、露光領域の切り替えや走
査露光のために、ウエハステージを例えばX方向に移動
したときに、X軸周りの回転(ローリング)、Y軸周り
の回転(ピッチング)、Z軸周りの回転(ヨーイング)
を伴うことがある。
If the direction of the optical axis of the projection optical system is the Z direction, and the directions orthogonal to the Z direction and orthogonal to each other are the X and Y directions, the mask stage generally translates in the X and Y directions. It also moves in the direction of rotation about the Z axis. On the other hand, the wafer stage often moves in all directions. In other words, the waferage moves in the X direction, the Y direction, and the rotation direction around the Z axis in order to switch the exposure area and align with the pattern on the mask.
Move in the Z direction to achieve focusing. Further, the photosensitive surface of the wafer may have undulations, and even if the photosensitive surface of the wafer is flat, it is not necessarily parallel to the back surface. Then, in order to level the photosensitive surface in the exposure area, the mask stage moves in a rotation direction around the X axis and a rotation direction around the Y axis. In addition to the case where the stage is intentionally tilted as in the case of leveling, when the wafer stage is moved in the X direction, for example, for switching of the exposure area or scanning exposure, rotation around the X axis (rolling) is performed. , Rotation around Y axis (pitching), rotation around Z axis (yawing)
May be accompanied.

【0004】このように特にウエハステージは、平行移
動のほかに回転移動を行う。ウエハステージが傾斜を伴
う姿勢変化を行う場合に生じる干渉計の計測誤差に関し
ては、例えば特開平5−272912や特開平5−32
6364において、干渉計光軸とウエハ表面との高さズ
レから生じるアッベ誤差に注目し、それを低減するため
の上記高さズレの調整方法が提案されている。また、ウ
エハステージがレベリング駆動した際に生じるウエハス
テージの位置の変位量を干渉計で計測する一方で、ウエ
ハステージに搭載したウエハ上のウエハマークの位置の
変位量をウエハのアライメントセンサを用いて検出し、
こうして得た両変位量を比較してウエハステージの傾斜
量とアッベ誤差との相関関係の情報を求めておいて、レ
ベリング駆動時の干渉計の計測値に対してレベリング量
に応じた補正値を加えるといったアッベ誤差の補正方法
も提案されている。
As described above, in particular, the wafer stage performs rotational movement in addition to parallel movement. Regarding the measurement error of the interferometer that occurs when the wafer stage changes its attitude with inclination, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-272912 and 5-32
No. 6,364, an attention has been paid to Abbe error caused by a height shift between the optical axis of the interferometer and the wafer surface, and a method of adjusting the height shift to reduce the error has been proposed. In addition, while measuring the amount of displacement of the position of the wafer stage caused when the wafer stage is leveling-driven, the amount of displacement of the position of the wafer mark on the wafer mounted on the wafer stage is measured using an alignment sensor of the wafer. Detect
By comparing the displacement amounts obtained in this way, information on the correlation between the tilt amount of the wafer stage and the Abbe error is obtained, and a correction value according to the leveling amount is obtained with respect to the measurement value of the interferometer at the time of the leveling drive. A correction method of Abbe error such as addition is also proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ウエハステージがレベ
リング駆動などの傾斜をする際には、上記高さズレ以外
にも、干渉計に計測誤差を生じさせる要因がある。すな
わち、露光装置に搭載される干渉計においては、光源か
らの光束は多数の光学部品を経由して光束分割素子に達
するので、この間に光束にある程度の波面収差が付与さ
れる。その後光束は、光束分割素子によって参照光と測
定光に分割されて光電検出器に達するが、光束分割素子
から光電検出器までの光路にはそれ程多くの光学部品は
配されていないから、この間に光束に付与される波面収
差は微少である。したがって参照光と測定光とは、光電
検出器の受光面に入射する時点において、ほぼ同一の波
面収差を持つことになる。
When the wafer stage tilts due to leveling drive or the like, there are factors other than the above-mentioned height deviation that cause measurement errors in the interferometer. That is, in the interferometer mounted on the exposure apparatus, the light beam from the light source reaches the light beam splitting element via a number of optical components, and a certain amount of wavefront aberration is imparted to the light beam during this time. Thereafter, the light beam is split by the light beam splitting element into the reference light and the measurement light and reaches the photoelectric detector.However, since not so many optical components are arranged in the optical path from the light beam splitting element to the photoelectric detector, the light beam is interposed between them. The wavefront aberration given to the light beam is very small. Therefore, the reference light and the measurement light have substantially the same wavefront aberration when they are incident on the light receiving surface of the photoelectric detector.

【0006】図7(a)は、ウエハステージが傾斜して
いないときの光電検出器受光面上での光束の断面を示
す。このときには、ウエハステージが傾斜していないた
めに、参照光Rと測定光Mの受光面D上での光束の位置
は一致し、したがって両光束の干渉による干渉光Iも、
参照光Rと測定光Mの光束の太さの全域で生じ、すなわ
ち十分な太さを持つ。また同図(b)は、受光面D上で
の参照光Rと測定光Mの位相φを示す。測定光反射鏡を
取り付けたステージが測定光の方向に移動すると、参照
光Rと測定光Mの位相差Δφは変化するから、この位相
差Δφを測定することにより、測定光反射鏡の測定光方
向の位置を知ることができる。ここで、参照光Rと測定
光Mの受光面D上での位置は一致しており、且つ両光束
R、Mはほぼ同一の波面収差を持って受光面Dに入射す
るから、両光束R、Mの位相差Δφは、干渉光Iの全域
でほぼ同一の値となっている。以上のように、干渉光I
は十分な太さを持ち、且つその全域で同一の明るさを持
つから、ウエハステージが傾斜していないときには、光
束分割素子に入射する光束に波面収差があっても、十分
なコントラストを持った干渉光Iが受光面D上で検出さ
れる。したがってそれを光電変換して得られる信号、す
なわち干渉信号の強度も十分に強い。
FIG. 7A shows a cross section of a light beam on the light receiving surface of the photoelectric detector when the wafer stage is not tilted. At this time, since the wafer stage is not tilted, the positions of the light beams on the light receiving surface D of the reference light R and the measurement light M match, and therefore, the interference light I due to the interference between the two light beams also becomes
It occurs over the entire thickness of the luminous flux of the reference light R and the measurement light M, that is, has a sufficient thickness. FIG. 2B shows the phase φ between the reference light R and the measurement light M on the light receiving surface D. When the stage on which the measuring light reflecting mirror is attached moves in the direction of the measuring light, the phase difference Δφ between the reference light R and the measuring light M changes. By measuring this phase difference Δφ, the measuring light of the measuring light reflecting mirror is measured. You can know the position of the direction. Here, the positions of the reference light R and the measurement light M on the light receiving surface D coincide with each other, and the two light beams R and M enter the light receiving surface D with substantially the same wavefront aberration. , M have substantially the same value over the entire area of the interference light I. As described above, the interference light I
Has a sufficient thickness and the same brightness over the entire area, so that when the wafer stage is not tilted, it has a sufficient contrast even if the light beam incident on the light beam splitting element has a wavefront aberration. The interference light I is detected on the light receiving surface D. Therefore, the signal obtained by photoelectrically converting the signal, that is, the intensity of the interference signal is sufficiently strong.

【0007】しかるにレベリング駆動などでウエハステ
ージが傾斜すると、ウエハステージに設置した測定光反
射鏡も一緒に傾き、これに伴って、光電検出器に入射す
る参照光に対して、測定光反射鏡からの測定光が横ズレ
する。この横ズレ量は、ウエハステージの傾斜量θと、
光分割素子から測定光反射鏡までの距離Lとの積L×θ
に比例するものとして良い。図8(a)は、ウエハステ
ージが傾斜したときの光電検出器受光面上での光束の断
面を示す。同図に示すように、ウエハステージを傾斜さ
せるに従い、測定光Mが横ズレして行く。したがって受
光面D上での干渉光Iの生じる領域が狭まるので、光電
変換して得られる干渉信号の強度は減少する。
However, when the wafer stage is tilted by leveling drive or the like, the measuring light reflecting mirror installed on the wafer stage is also tilted, and accordingly, the measuring light reflecting mirror receives reference light incident on the photoelectric detector from the measuring light reflecting mirror. Measurement light is shifted laterally. This lateral shift amount is determined by the tilt amount θ of the wafer stage,
Product L × θ with distance L from light splitting element to measuring light reflecting mirror
May be proportional to. FIG. 8A shows a cross section of a light beam on the light receiving surface of the photoelectric detector when the wafer stage is tilted. As shown in the figure, as the wafer stage is tilted, the measuring light M shifts laterally. Therefore, the area where the interference light I is generated on the light receiving surface D is narrowed, and the intensity of the interference signal obtained by photoelectric conversion is reduced.

【0008】また同図(b)は、受光面D上での参照光
Rと測定光Mの位相φを示す。ウエハステージを傾斜さ
せるに従い、測定光Mが横ズレして行くが、参照光Rと
測定光Mに波面収差があるために、両光束の位相差Δφ
は、ウエハステージが傾斜していなかったときの位相差
とは異なった値となる。しかも両光束の位相差Δφは、
干渉光Iの領域で一様ではなく、干渉光Iの領域内の各
点で異なる位相差となる。したがって測定結果に誤差を
招くと同時に、干渉光Iの領域だけに限って見ても、干
渉信号の強度は減少してしまう。以上のように、参照光
Rと測定光Mに波面収差があるときにウエハステージが
傾斜すると、第1に、測定結果に誤差を生じる。第2
に、干渉光Iの領域が減少し、干渉光Iの領域内での干
渉信号も減少してしまうので、干渉信号の強度が減少す
る。
FIG. 1B shows the phase φ of the reference light R and the measurement light M on the light receiving surface D. As the wafer stage is tilted, the measuring light M shifts laterally. However, since the reference light R and the measuring light M have a wavefront aberration, the phase difference Δφ between the two light beams is obtained.
Is a value different from the phase difference when the wafer stage is not tilted. Moreover, the phase difference Δφ between the two light beams is
The phase difference is not uniform in the region of the interference light I, but differs at each point in the region of the interference light I. Therefore, an error is caused in the measurement result, and at the same time, the intensity of the interference signal is reduced even when the interference light I is viewed only. As described above, if the wafer stage tilts when the reference light R and the measurement light M have a wavefront aberration, first, an error occurs in the measurement result. Second
In addition, since the area of the interference light I decreases and the interference signal in the area of the interference light I also decreases, the intensity of the interference signal decreases.

【0009】図9は、参照光Rと測定光Mの波面収差
が、球面収差などのように軸対称の収差であるときを示
す。同図(a)に示すように、収差の如何にかかわら
ず、ウエハステージが傾斜すると、干渉光Iの領域が狭
まるので、干渉信号の強度は減少する。また同図(b)
に示すように、ウエハステージが傾斜すると、参照光R
と測定光Mの位相差Δφは、干渉光Iの領域で一様では
なくなるが、その平均値はウエハステージが傾斜してい
なかったときの位相差に幾何学的な変位を除いて等し
い。したがって参照光Rと測定光Mの波面収差が軸対称
の収差のときには、測定結果に原理的な誤差を招くこと
はないものの、干渉信号の強度は減少する。
FIG. 9 shows a case where the wavefront aberration of the reference light R and the measurement light M is an axially symmetric aberration such as a spherical aberration. As shown in FIG. 3A, regardless of the aberration, when the wafer stage is tilted, the area of the interference light I is narrowed, and the intensity of the interference signal is reduced. In addition, FIG.
When the wafer stage is tilted as shown in FIG.
The phase difference Δφ between the measurement light M and the measurement light M is not uniform in the area of the interference light I, but the average value is equal to the phase difference when the wafer stage is not tilted except for the geometric displacement. Therefore, when the wavefront aberration of the reference light R and the measurement light M is an axially symmetric aberration, the measurement result does not cause a principle error, but the intensity of the interference signal decreases.

【0010】以上のように、参照光Rと測定光Mの位相
差Δφの平均値に変位をもたらし、したがって測定結果
に原理的な誤差をもたらす収差は、コマ収差などの横ズ
レ方向に沿って光軸非対称な収差である。収差に起因す
る干渉光の位相変位は、干渉光が生じる両光束の重なり
合う領域、即ち測定光の横ズレに応じて、一般には複雑
に変動する。このように干渉計の光束に収差がある場合
にウエハステージが傾斜すると、干渉信号の強度を低下
させて信号のSN比を劣化させるばかりか、干渉信号の
位相までをも変えてしまい、どちらも干渉計の計測精度
を悪化させて、実際的な誤差をもたらすこととなる。し
たがって本発明は、測定光反射鏡の位置又は姿勢が変化
しても、計測精度の劣化を最低限にとどめることができ
る干渉計を提供することを課題とする。
As described above, the aberration that causes a displacement in the average value of the phase difference Δφ between the reference light R and the measurement light M, and thus causes a fundamental error in the measurement result, occurs along the lateral shift direction such as coma. This is an aberration that is asymmetrical along the optical axis. The phase displacement of the interference light due to the aberration generally fluctuates in a complicated manner according to the overlapping region of the two light beams where the interference light is generated, that is, the lateral shift of the measurement light. If the wafer stage is tilted when the light flux of the interferometer has an aberration as described above, not only does the intensity of the interference signal decrease, thereby deteriorating the S / N ratio of the signal, but also changes the phase of the interference signal. This degrades the measurement accuracy of the interferometer and causes a practical error. Therefore, an object of the present invention is to provide an interferometer capable of minimizing deterioration in measurement accuracy even when the position or orientation of the measurement light reflecting mirror changes.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、光源と、該
光源からの光束を参照光と測定光とに分割する光束分割
手段と、測定対象に取り付けられて前記測定光を反射す
る反射鏡と、該反射鏡で反射した測定光と前記参照光と
の干渉によって生じる干渉光を受光する光電検出器とを
有する干渉計において、前記光電検出器に入射する参照
光と測定光の波面がそれぞれの光束の光軸に関して軸対
称あるいは平面波となるように、前記光源と光電検出器
との間の光路に収差補正機構を介在させたことを特徴と
する干渉計である。本発明はまた、前記光電検出器に入
射する参照光と測定光の波面がそれぞれの光束の光軸に
関して軸対称あるいは平面波となるように、前記光源と
光電検出器との間に配置された少なくとも1つの光学部
材の面形状又は屈折率分布を形成したことを特徴とする
干渉計である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, that is, a light source, a light beam splitting means for splitting a light beam from the light source into reference light and measurement light, An interferometer, comprising: a reflecting mirror attached to a measurement target to reflect the measuring light; and a photoelectric detector that receives interference light generated by interference between the measuring light reflected by the reflecting mirror and the reference light. An aberration correction mechanism is interposed in the optical path between the light source and the photoelectric detector so that the wavefronts of the reference light and the measurement light incident on the detector are axially symmetric or plane waves with respect to the optical axis of each light flux. It is an interferometer characterized. The present invention also provides at least a light source and a photodetector disposed between the light source and the photodetector such that the wavefronts of the reference light and the measurement light incident on the photoelectric detector are axially symmetric or plane waves with respect to the optical axis of each light beam. An interferometer characterized in that a surface shape or a refractive index distribution of one optical member is formed.

【0012】本発明はまた、マスク上に描かれたパター
ンを照明する照明光学系と、前記マスクを搭載して移動
するマスクステージと、該マスクステージの位置又は姿
勢を計測するマスクステージ干渉計と、マスク上の前記
パターンの像を感光基板上に投影する投影光学系と、前
記感光基板を搭載して移動する基板ステージと、該基板
ステージの位置又は姿勢を計測する基板ステージ干渉計
と、を有する露光装置において、前記マスクステージ干
渉計と基板ステージ干渉計とのうちの少なくとも1つの
干渉計として、上記の干渉計を用いたことを特徴とする
露光装置である。
The present invention also provides an illumination optical system for illuminating a pattern drawn on a mask, a mask stage on which the mask is mounted and moving, and a mask stage interferometer for measuring the position or orientation of the mask stage. A projection optical system that projects the image of the pattern on the mask onto a photosensitive substrate, a substrate stage that carries the photosensitive substrate and moves, and a substrate stage interferometer that measures the position or orientation of the substrate stage. An exposure apparatus having the above-mentioned interferometer as at least one of the mask stage interferometer and the substrate stage interferometer.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は本発明による干渉計の第1実施例を
示し、この実施例はダブルパス干渉計DIに本発明を適
用したものである。レーザ光源1より射出した平行光束
は、2光束生成装置2を経た後に偏光ビームスプリッタ
3に入射する。偏光ビームスプリッタ3の光束分割面3
aの入射平面(図1の紙面である。)と平行な方向に電
気ベクトルが振動する偏光をP偏光とし、入射平面に直
交する方向に電気ベクトルが振動する偏光をS偏光とす
ると、2光束生成装置2は、互いに周波数が僅かに異な
るP偏光とS偏光とを生成するように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an interferometer according to the present invention, in which the present invention is applied to a double-pass interferometer DI. The parallel luminous flux emitted from the laser light source 1 passes through the two luminous flux generating device 2 and then enters the polarization beam splitter 3. Beam splitting surface 3 of polarization beam splitter 3
Assuming that polarized light whose electric vector oscillates in a direction parallel to the incident plane (a in FIG. 1) is P-polarized light and polarized light whose electric vector oscillates in a direction perpendicular to the incident plane is S-polarized light The generator 2 is configured to generate P-polarized light and S-polarized light having slightly different frequencies.

【0014】偏光ビームスプリッタ3への入射光のう
ち、先ずS偏光成分は、光束分割面3aで反射して参照
光Rとなり、偏光ビームスプリッタ3を射出してλ/4
板4に入射する。λ/4板4の中性軸は、紙面に対して
45°傾斜して配置されている。したがって参照光R
は、λ/4板4を透過して円偏光に変換され、参照光反
射鏡5で反射して進行方向より見て逆周りの円偏光に変
換され、再度λ/4板4を透過してP偏光に変換され
て、偏光ビームスプリッタ3に戻る。次いでP偏光とな
った参照光Rは、光束分割面3aを透過し、コーナーミ
ラー3bで反射し、光束分割面3aに戻って光束分割面
3aを透過して、偏光ビームスプリッタ3を射出する。
更にP偏光である参照光Rは、λ/4板4を透過し、参
照光反射鏡5で反射し、再度λ/4板4を透過し、この
間、λ/4板4を往復透過することによってS偏光に復
帰して偏光ビームスプリッタ3に戻り、光束分割面3a
で反射して偏光ビームスプリッタ3を射出する。
First, the S-polarized light component of the light incident on the polarizing beam splitter 3 is reflected by the light beam splitting surface 3a to become the reference light R, and exits the polarizing beam splitter 3 to be λ / 4.
The light enters the plate 4. The neutral axis of the λ / 4 plate 4 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the page. Therefore, the reference light R
Is transmitted through the λ / 4 plate 4 and converted into circularly polarized light, reflected by the reference light reflecting mirror 5 and converted into circularly polarized light in the opposite direction as viewed in the traveling direction, and transmitted through the λ / 4 plate 4 again. The light is converted into P-polarized light and returns to the polarization beam splitter 3. Next, the P-polarized reference light R passes through the light beam splitting surface 3a, is reflected by the corner mirror 3b, returns to the light beam splitting surface 3a, passes through the light beam splitting surface 3a, and exits the polarization beam splitter 3.
Further, the reference light R, which is P-polarized light, transmits through the λ / 4 plate 4, is reflected by the reference light reflecting mirror 5, transmits again through the λ / 4 plate 4, and reciprocates through the λ / 4 plate 4 during this time. To return to the S-polarized light and return to the polarization beam splitter 3, where the light beam splitting surface 3a
And exits the polarization beam splitter 3.

【0015】一方、偏光ビームスプリッタ3への入射光
のうち、P偏光成分は、光束分割面3aを透過して測定
光Mとなり、偏光ビームスプリッタ3を射出し、λ/4
板6を透過し、測定対象物(不図示)に固定された測定
光反射鏡7で反射し、再度λ/4板6を透過し、この
間、λ/4板6を往復透過することによってS偏光に変
換されて偏光ビームスプリッタ3に戻る。次いでS偏光
となった測定光Mは、光束分割面3aで反射し、コーナ
ーミラー3bで反射し、光束分割面3aに戻って光束分
割面3aで反射して、偏光ビームスプリッタ3を射出す
る。更にS偏光である測定光Mは、λ/4板6を透過
し、測定光反射鏡7で反射し、再度λ/4板6を透過
し、この間、λ/4板6を往復透過することによってP
偏光に復帰して偏光ビームスプリッタ3に戻り、光束分
割面3aを透過して偏光ビームスプリッタ3を射出す
る。
On the other hand, the P-polarized light component of the light incident on the polarization beam splitter 3 passes through the light beam splitting surface 3a to become the measurement light M, exits the polarization beam splitter 3, and outputs λ / 4.
S is transmitted through the plate 6, reflected by the measuring light reflecting mirror 7 fixed to the object to be measured (not shown), transmitted again through the λ / 4 plate 6, and transmitted and reciprocated through the λ / 4 plate 6 during this time. The light is converted into polarized light and returns to the polarization beam splitter 3. Next, the S-polarized measurement light M is reflected by the light beam splitting surface 3a, reflected by the corner mirror 3b, returned to the light beam splitting surface 3a, reflected by the light beam splitting surface 3a, and emitted from the polarization beam splitter 3. Further, the measurement light M, which is S-polarized light, transmits through the λ / 4 plate 6, is reflected by the measurement light reflecting mirror 7, transmits again through the λ / 4 plate 6, and transmits and reciprocates through the λ / 4 plate 6 during this time. By P
The polarization beam returns to the polarization beam splitter 3 and returns to the polarization beam splitter 3, passes through the light beam splitting surface 3 a, and is emitted from the polarization beam splitter 3.

【0016】偏光ビームスプリッタ3から射出した参照
光Rと測定光Mは、収差補正機構8を通過し、透過軸を
紙面に対して45°傾斜して配置された偏光板9を透過
することによってヘテロダイン干渉し、光電検出器10
の受光面Dに入射する。光電検出器10は、参照光Rと
測定光Mとが重なり合った領域で生じる干渉光を受光す
るから、測定光反射鏡7の位置と速度に応じた位相と周
波数を有する信号を出力する。この信号に基づいて、測
定光反射鏡7の位置、即ち測定対象物の位置を計測する
ことができる。
The reference light R and the measuring light M emitted from the polarizing beam splitter 3 pass through an aberration correcting mechanism 8 and pass through a polarizing plate 9 whose transmission axis is arranged at an angle of 45 ° with respect to the plane of the drawing. Heterodyne interference, photoelectric detector 10
Incident on the light receiving surface D of Since the photoelectric detector 10 receives the interference light generated in the area where the reference light R and the measurement light M overlap, the photoelectric detector 10 outputs a signal having a phase and a frequency corresponding to the position and speed of the measurement light reflecting mirror 7. Based on this signal, the position of the measuring light reflecting mirror 7, that is, the position of the measuring object can be measured.

【0017】測定対象物が傾斜すると測定光反射鏡7も
傾き、これに従って光電検出器10の受光面D上におい
て参照光Rに対して測定光Mが横ズレするが、偏光板9
の手前に配した収差補正機構8により、収差補正機構8
を通過する参照光Rと測定光Mの収差を補正しておけ
ば、収差による干渉光の光強度の低下や位相変位を最低
限にとどめることができ、干渉計の計測精度の低下を防
止することができる。
When the measuring object is tilted, the measuring light reflecting mirror 7 is also tilted, and the measuring light M is shifted laterally with respect to the reference light R on the light receiving surface D of the photoelectric detector 10 according to the tilt.
The aberration correcting mechanism 8 disposed in front of the
By correcting the aberrations of the reference light R and the measurement light M passing through the optical system, it is possible to minimize the reduction of the light intensity and the phase displacement of the interference light due to the aberration, thereby preventing the measurement accuracy of the interferometer from being lowered. be able to.

【0018】図2は、収差補正機構8の具体例を示して
いる。先ず同図(a)に示す収差補正機構8は、正レン
ズ11と負レンズ12からなるほぼ等倍のアフォーカル
系であり、これによりコマ収差を補正することができ
る。すなわち両レンズ11、12の中心が光軸上にある
場合には、この系を通過する光束には収差が付与させる
ことはないが、どちらかのレンズを光軸に対して偏心さ
せることで、この系を通過する光束にはコマ収差が付与
される。こうして、光源1から光電検出器10に到達す
るまでの間に光束に付与されたコマ収差を、このアフォ
ーカル系内のレンズを適当に偏心させることで打ち消す
ことが可能になる。なお、レンズ11、12を一体とし
て、例えば紙面内で回転させることでも紙面内方向のコ
マ収差を補正することが可能である。
FIG. 2 shows a specific example of the aberration correction mechanism 8. First, the aberration correction mechanism 8 shown in FIG. 1A is an approximately equal magnification afocal system including a positive lens 11 and a negative lens 12, and can correct coma aberration. That is, when the center of both lenses 11 and 12 is on the optical axis, no aberration is given to the light beam passing through this system, but by decentering either lens with respect to the optical axis, Coma is given to the light beam passing through this system. In this way, it is possible to cancel the coma aberration imparted to the light beam from the light source 1 to the photoelectric detector 10 by appropriately decentering the lenses in the afocal system. It is also possible to correct coma aberration in the direction of the paper by rotating the lenses 11 and 12 integrally in the plane of the paper, for example.

【0019】同図(b)に示す収差補正機構8は、正レ
ンズ13と正レンズ14からなるアフォーカル系内の光
路中に平行平面板15を挿脱自在に配置したものであ
り、これにより、球面収差を補正することができる。球
面収差があっても、干渉信号の平均位相は変化せず、し
たがって原理的な測定誤差を招くことはないが、S/N
比を悪化させるから、実際的な測定誤差を招くこととな
る。したがって球面収差を補正して、光電検出器に入射
する光束を平面波とすることが好ましい。この際発生す
る波面のデフォーカスは、アフォーカル系の構成レンズ
を光軸に沿って前後させることで補正することができ
る。レーザーダイオードをコリメータレンズ系で平行光
束に変換して干渉計に使用する場合には、レーザーダイ
オードを光軸方向に前後させてデフォーカスを調整する
こともできるが、上記のようにアフォーカル系内のレン
ズを前後させる方が、デフォーカス調整における分解能
の点で有利である。
The aberration correcting mechanism 8 shown in FIG. 1B has a parallel plane plate 15 which is removably arranged in an optical path in an afocal system composed of a positive lens 13 and a positive lens 14. , Spherical aberration can be corrected. Even if there is spherical aberration, the average phase of the interference signal does not change, and thus does not cause a principle measurement error, but the S / N
Since the ratio is deteriorated, a practical measurement error is caused. Therefore, it is preferable that the spherical aberration is corrected and the light beam incident on the photoelectric detector is converted into a plane wave. The defocus of the wavefront generated at this time can be corrected by moving the afocal component lens back and forth along the optical axis. When a laser diode is converted into a parallel light beam by a collimator lens system and used for an interferometer, the defocus can be adjusted by moving the laser diode back and forth in the optical axis direction. Moving the lens back and forth is advantageous in terms of resolution in defocus adjustment.

【0020】同図(c)に示す収差補正機構8は、凸円
筒レンズ16と凹円筒レンズ17を組み合わせたもので
あり、これにより非点隔差を補正することができる。凸
円筒レンズ16と凹円筒レンズ17は、それぞれが光軸
周りに回転可能に配置されており、これにより、非点隔
差を自在に補正することができる。
The aberration correcting mechanism 8 shown in FIG. 1C is a combination of a convex cylindrical lens 16 and a concave cylindrical lens 17, and can correct astigmatism. Each of the convex cylindrical lens 16 and the concave cylindrical lens 17 is rotatably arranged around the optical axis, whereby the astigmatic difference can be corrected freely.

【0021】以上の構成は、収差補正機構8による波面
収差の補正量を変更可能とするために、収差補正機構8
内の少なくとも1つの光学部材を移動自在に、すなわち
着脱、傾斜、偏心又は並進可能に配置したものである。
これに対して同図(d)に示す収差補正機構8は、平行
平面板18の面形状に微細な凹凸加工を施したものであ
り、これによりあらゆる収差を打ち消すことができる。
平行平面板18の面形状を加工する代わりに、この平行
平面板18の内部屈折率分布を光軸方向や光軸垂直方向
に変化させることによっても、収差補正を行うことがで
きる。
The above arrangement allows the correction amount of the wavefront aberration by the aberration correction mechanism 8 to be changed.
At least one of the optical members is movable, that is, detachable, inclined, eccentric or translatable.
On the other hand, the aberration correction mechanism 8 shown in FIG. 6D is obtained by performing fine unevenness processing on the surface shape of the parallel flat plate 18, thereby canceling any aberration.
The aberration correction can also be performed by changing the internal refractive index distribution of the parallel plane plate 18 in the optical axis direction or the optical axis vertical direction instead of processing the surface shape of the parallel plane plate 18.

【0022】なお、一般に偏光ビームスプリッタによっ
て参照光と測定光が分離されてから、偏光ビームスプリ
ッタによって両光束が統合されるまでの間に、両光束に
付与される収差は少ない。したがって収差補正機構8
は、両光束が共に通過する光路であれば、どこに配置し
ても良い。但し、両光束で収差が異なるときには、両光
束が個別に通過する光路に、それぞれ収差補正機構8を
配置すれば良い。また、収差補正機構8を用いる構成に
代えて、光源1と光電検出器10との間に配置された少
なくとも1つの光学部材の面形状又は屈折率分布を変化
させることによっても、すなわち、例えば偏光ビームス
プリッタ3の最初の入射面や最後の射出面の面形状を変
化させることによっても、収差を補正することができ
る。
In general, there is little aberration given to both light beams between the time when the reference light and the measurement light are separated by the polarizing beam splitter and the time when both light beams are integrated by the polarizing beam splitter. Therefore, the aberration correction mechanism 8
May be located anywhere as long as both light beams pass through the optical path. However, when the aberrations are different between the two light beams, the aberration correction mechanisms 8 may be arranged in the optical paths through which the two light beams individually pass. Further, instead of using the aberration correcting mechanism 8, the surface shape or the refractive index distribution of at least one optical member disposed between the light source 1 and the photoelectric detector 10 may be changed, that is, for example, the polarization may be changed. The aberration can also be corrected by changing the surface shape of the first entrance surface or the last exit surface of the beam splitter 3.

【0023】次に、図3は本発明による干渉計の第2実
施例を示し、この実施例はシングルパス干渉計SIに本
発明を適用したものである。レーザーダイオード光源2
0より射出したレーザ光束は、コリメーターレンズ21
で平行光束に変換されて、2光束生成装置2を通過し、
収差捕正機構8を通過し、第1の偏光ビームスプリッタ
22に入射する。2光束生成装置2としては、例えば音
響光学素子を含んだ構成とすることができる。第1の偏
光ビームスプリッタ22への入射光のうち、S偏光成分
は、光束分割面22aにて反射して参照光Rとなり、第
1の偏光ビームスプリッタ22から射出する。この参照
光Rは、第2の偏光ビームスプリッタ23に入射し、光
束合成面23aで反射して、第2の偏光ビームスプリッ
タ23から射出する。一方、第1の偏光ビームスプリッ
タ22への入射光のうち、P偏光成分は、光束分割面2
2aを透過して測定光Mとなり、第1の偏光ビームスプ
リッタ22から射出する。この測定光Mは、測定対象物
(不図示)に固定されコーナーミラーによって形成され
た測定光反射鏡7で反射し、第2の偏光ビームスプリッ
タ23に入射し、光束合成面23aを透過して、第2の
偏光ビームスプリッタ23から射出する。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the interferometer according to the present invention, in which the present invention is applied to a single-pass interferometer SI. Laser diode light source 2
The laser beam emitted from the collimator lens 21
Is converted into a parallel light beam, passes through the two light beam generation device 2,
The light passes through the aberration correcting mechanism 8 and enters the first polarization beam splitter 22. The two-beam generating device 2 can be configured to include, for example, an acousto-optic device. The S-polarized light component of the light incident on the first polarization beam splitter 22 is reflected by the light beam splitting surface 22 a to become the reference light R, and exits from the first polarization beam splitter 22. The reference light R enters the second polarization beam splitter 23, is reflected by the light beam combining surface 23a, and exits from the second polarization beam splitter 23. On the other hand, of the light incident on the first polarization beam splitter 22, the P-polarized light component is
The light passes through 2a and becomes the measurement light M, and is emitted from the first polarization beam splitter 22. The measurement light M is fixed to a measurement object (not shown), is reflected by a measurement light reflecting mirror 7 formed by a corner mirror, is incident on a second polarization beam splitter 23, and is transmitted through a light beam combining surface 23a. , From the second polarization beam splitter 23.

【0024】第2の偏光ビームスプリッタ23から射出
した参照光Rと測定光Mは、偏光板9を透過して、光電
検出器10の受光面Dに入射する。光電検出器10は、
参照光Rと測定光Mとが重なり合った領域で生じる干渉
光を受光するから、測定光反射鏡7の位置と速度に応じ
た位相と周波数を有する信号を出力する。この信号に基
づいて、測定光反射鏡7の位置、即ち測定対象物の位置
をホモダインやヘテロダイン計測することができる。本
実施例の場合、測定対象物の位置が測定光の方向と直交
する面方向に平行移動すると、測定光反射鏡7も同方向
に移動し、これに従って光電検出器10の受光面D上に
おいて参照光Rに対して測定光Mが横ズレするが、第1
の偏光ビームスプリッタ22の手前に配した収差補正機
構8により、収差補正機構8を通過する参照光Rと測定
光Mの収差を補正しておけば、収差による干渉光の光強
度の低下や位相変位を最低限にとどめることができ、干
渉計の計測精度の低下を防止することができる。
The reference light R and the measurement light M emitted from the second polarization beam splitter 23 pass through the polarizing plate 9 and enter the light receiving surface D of the photoelectric detector 10. The photoelectric detector 10
Since the interference light generated in the region where the reference light R and the measurement light M overlap is received, a signal having a phase and a frequency corresponding to the position and speed of the measurement light reflecting mirror 7 is output. Based on this signal, the position of the measuring light reflecting mirror 7, that is, the position of the object to be measured can be subjected to homodyne or heterodyne measurement. In the case of this embodiment, when the position of the measuring object moves in parallel in a plane direction orthogonal to the direction of the measuring light, the measuring light reflecting mirror 7 also moves in the same direction, and accordingly, on the light receiving surface D of the photoelectric detector 10. Although the measurement light M is shifted laterally with respect to the reference light R, the first
If the aberration of the reference light R and the measurement light M passing through the aberration corrector 8 is corrected by the aberration corrector 8 disposed in front of the polarization beam splitter 22, the light intensity of the interference light due to the aberration can be reduced and the phase can be reduced. The displacement can be kept to a minimum, and a decrease in measurement accuracy of the interferometer can be prevented.

【0025】また本実施例では、光電検出器10の直前
の光路に、挿脱自在に平面鏡24が配置されており、平
面鏡24を光路内に挿入したときの反射光路には、収差
測定器25が配置されている。なお、平面鏡24を光路
内外に挿脱する構成に代えて、収差測定器25自体を光
路内外に挿脱する構成とすることもできる。収差測定器
25としては、例えばシアリング干渉やシャックハルト
マン干渉計測法などの手法を用いたものを使用すること
ができる。こうして光電検出器10に入射する光束の波
面収差を容易かつ高精度に測定できるから、測定した波
面収差に基づいて、収差補正機構8を用いて光束の波面
収差を補正することができる。特にレーザーダイオード
光源20を用いる干渉計では、レーザーダイオード光源
20とコリメータレンズ20及び2光束生成装置2に対
して、予め収差補正機構8を組み込んでユニット化して
おくことにより、このユニットから射出する平行光束の
波面収差を補正することが、生産上効率的である。
Further, in this embodiment, a plane mirror 24 is detachably provided in the optical path immediately before the photoelectric detector 10, and the reflected light path when the plane mirror 24 is inserted into the optical path has an aberration measuring device 25. Is arranged. Note that, instead of the configuration in which the plane mirror 24 is inserted into and removed from the optical path, the aberration measuring device 25 itself may be inserted into and removed from the optical path. As the aberration measuring device 25, a device using a technique such as shearing interference or Shack-Hartmann interferometry can be used. Thus, the wavefront aberration of the light beam incident on the photoelectric detector 10 can be measured easily and with high accuracy. Therefore, the wavefront aberration of the light beam can be corrected using the aberration correction mechanism 8 based on the measured wavefront aberration. In particular, in the interferometer using the laser diode light source 20, the laser diode light source 20, the collimator lens 20, and the two-beam generating device 2 are united by incorporating the aberration correction mechanism 8 in advance, so that the parallel light emitted from this unit can be obtained. Correcting the wavefront aberration of the light beam is efficient in production.

【0026】次に図4〜6は、本発明の一実施例による
走査型露光装置を示す。先ず図4は、露光装置の全体構
成を示し、レチクルステージ32上に載置されたレチク
ル31は、照明光学系30によって均一に照明されてい
る。レチクルステージ32にはレチクルステージ測定鏡
33が取り付けられており、レチクルステージ測定鏡3
3に対向して、レチクルステージ干渉計34が配置され
ている。レチクル31上のパターンを透過した光束は、
投影光学系35によってウエハステージ37に載置され
たウエハ36の感光面に結像する。ウエハステージ37
にはウエハステージ測定鏡38が取り付けられており、
ウエハステージ測定鏡38に対向して、ウエハステージ
干渉計39が配置されている。レチクルステージ32と
ウエハステージ37とは、投影光学系35の結像倍率に
対応した速度比にてY方向に同期して走査し、こうして
レチクル31のパターンがウエハ36に転写される。
FIGS. 4 to 6 show a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. First, FIG. 4 shows the entire configuration of the exposure apparatus. A reticle 31 placed on a reticle stage 32 is uniformly illuminated by an illumination optical system 30. A reticle stage measuring mirror 33 is attached to the reticle stage 32, and the reticle stage measuring mirror 3
A reticle stage interferometer 34 is disposed opposite to the reticle stage 3. The luminous flux transmitted through the pattern on the reticle 31 is
An image is formed on the photosensitive surface of the wafer 36 placed on the wafer stage 37 by the projection optical system 35. Wafer stage 37
Is equipped with a wafer stage measuring mirror 38,
A wafer stage interferometer 39 is arranged to face the wafer stage measuring mirror 38. The reticle stage 32 and the wafer stage 37 scan synchronously in the Y direction at a speed ratio corresponding to the imaging magnification of the projection optical system 35, and thus the pattern of the reticle 31 is transferred to the wafer 36.

【0027】図5は、ウエハステージ干渉計39を示
す。HeNeゼーマンレーザ光源1から射出した光束
は、2光束生成装置2を通過した後に、ビームスプリッ
タ40によって2光束に分割され、更にビームスプリッ
タ41、42によって4光束に分割されて、各々X方向
第1干渉計DIX1、第2干渉計DIX2、Y方向第1干渉
計DIY1、第2干渉計DIY2用の光束として用いられ
る。これらの各干渉計DIX1〜DIY2は、いずれもダブ
ルパス干渉計によって構成されており、ウエハステージ
37のX、Y方向の位置や、Z軸周りの回転角度をヘテ
ロダイン計測している。
FIG. 5 shows the wafer stage interferometer 39. The light beam emitted from the HeNe Zeeman laser light source 1 passes through the two light beam generation device 2 and is split into two light beams by the beam splitter 40, and further split into four light beams by the beam splitters 41 and 42, each of which is first in the X direction. It is used as a light beam for the interferometer DI X1 , the second interferometer DI X2 , the Y-direction first interferometer DI Y1 , and the second interferometer DI Y2 . Each of these interferometers DI X1 to DI Y2 is constituted by a double-pass interferometer, and performs heterodyne measurement of the position of the wafer stage 37 in the X and Y directions and the rotation angle around the Z axis.

【0028】各干渉計DIX1〜DIY2の光電検出器10
の手前には、それぞれ収差補正機構8が配置されてお
り、したがってX方向干渉計DIX1、DIX2について
は、ウエハステージ37がY軸周り又はZ軸周りに回転
しても、また、Y方向干渉計DIY1、DIY2について
は、ウエハステージ37がX軸周り又はZ軸周りに回転
しても、干渉計の計測精度の低下を最低限にとどめるこ
とができる。各収差補正機構8は、それぞれの光電検出
器10毎に、光電検出器10へ入射する光束の収差を補
正する。その調整は、各光電検出器10を外すか、又は
光電検出器10の手前に反射鏡を挿入して光束を取り出
して、各光束毎に収差測定機を用いて収差計測を行い、
収差補正をする。こうした収差補正を行うことで、特に
ウエハステージ37がレベリング駆動した際に、収差に
起因して生じる干渉光の位相シフトによる計測誤差を大
幅に低減でき、ウエハステージ37の位置や姿勢の制御
精度が向上する。
The photoelectric detector 10 of each of the interferometers DI X1 to DI Y2
Are arranged in front of the X-direction interferometers DI X1 and DI X2 . Therefore, even if the wafer stage 37 rotates around the Y-axis or the Z-axis, Regarding the interferometers DI Y1 and DI Y2 , even if the wafer stage 37 rotates around the X-axis or the Z-axis, it is possible to minimize the decrease in the measurement accuracy of the interferometer. Each aberration correction mechanism 8 corrects the aberration of the light beam incident on the photoelectric detector 10 for each photoelectric detector 10. For the adjustment, remove each photoelectric detector 10 or insert a reflecting mirror in front of the photoelectric detector 10 to take out a light beam, perform aberration measurement using an aberration measuring device for each light beam,
Correct the aberration. By performing such aberration correction, the measurement error due to the phase shift of the interference light caused by the aberration can be greatly reduced, particularly when the wafer stage 37 is driven for leveling, and the position and orientation control accuracy of the wafer stage 37 can be reduced. improves.

【0029】図6は、レチクルウエハステージ干渉計3
4を示す。レーザーダイオード光源20から射出した光
束は、コリメーターレンズ21によって平行光に変換さ
れ、音響光学素子等の光学部品を用いた2光束生成装置
2によってヘテロダインの平行光束が生成される。この
光束は、収差補正機構8によって収差を補正された後
に、ビームスプリッタ43によって2光束に分割され、
更に一方の光束は、ビームスプリッタ44によって分割
される。3つの光束は、各々X方向干渉計DIX、Y方
向第1干渉計SIY1、第2干渉計SIY2用の光束として
用いられる。このうち、走査方向Yと直交する非走査方
向であるX方向の位置計測用の干渉計DIXは、ダブル
パス干渉計によって構成され、走査方向であるY方向の
位置計測用の干渉計SIY1、SIY2は、シングルパス干
渉計によって構成されている。こうしてレチクルステー
ジ32のX、Y方向の位置や、Z軸周りの回転角度をヘ
テロダイン計測している。
FIG. 6 shows a reticle wafer stage interferometer 3
4 is shown. The light beam emitted from the laser diode light source 20 is converted into parallel light by a collimator lens 21, and a two-beam light generating device 2 using an optical component such as an acousto-optic element generates a heterodyne parallel light beam. After the aberration is corrected by the aberration correcting mechanism 8, the light is split into two light by the beam splitter 43.
Further, one light beam is split by the beam splitter 44. The three light beams are used as light beams for the X-direction interferometer DI X , the Y-direction first interferometer SI Y1 , and the second interferometer SI Y2 , respectively. Among interferometer DI X for position measurement in the X direction which is the non-scanning direction perpendicular to the scanning direction Y is constituted by a double pass interferometer, the interferometer SI Y1 for position measurement in the Y direction is a scanning direction, SI Y2 is configured by a single-pass interferometer. In this manner, the position of the reticle stage 32 in the X and Y directions and the rotation angle around the Z axis are heterodyne-measured.

【0030】レーザーダイオード光源20からの光束を
ヘテロダイン化する場合には、音響光学素子を始めとす
る多数の光学部品が必要になるので、その分、ウエハス
テージ干渉計39の場合よりも光束に付与される波面収
差が大きくなる。一方、レチクルステージ32はレベリ
ング駆動はしないが、レチクル31をレチクルステージ
32に搭載する際の搬送の位置決め誤差や、レチクル3
1上のパターンのレチクル外形に対する描画位置誤差の
ために、レチクルステージ干渉計34の計測軸とレチク
ル31の描画中心とが、XY面内において大きく位置ず
れを生じることがある。この場合には、計測時のアッベ
誤差を無くすために、レチクル31を搭載した後に、干
渉計の計測軸とレチクル中心とが合致するように、レチ
クルステージ32をZ軸周りに回転し、あるいはXY面
内で水平移動させることになる。
When the light beam from the laser diode light source 20 is heterodyneed, a large number of optical components such as an acousto-optic element are required. Wavefront aberration is increased. On the other hand, although the reticle stage 32 does not perform leveling drive, there is a positioning error in the conveyance when the reticle 31 is mounted on the reticle stage 32, and the reticle 3
Due to the writing position error of the pattern on the reticle with respect to the reticle outer shape, the measurement axis of the reticle stage interferometer 34 and the writing center of the reticle 31 may be greatly displaced in the XY plane. In this case, in order to eliminate Abbe error at the time of measurement, after mounting the reticle 31, the reticle stage 32 is rotated around the Z axis so that the measurement axis of the interferometer and the center of the reticle coincide, or XY. It will be moved horizontally in the plane.

【0031】この回転移動や水平移動に伴い、全軸の光
電検出器上において参照光に対して測定光が横ズレを起
こすことになる。横ズレの際に収差に起因した干渉光の
光強度の低下を防止するにために、2光束生成装置2と
ビームスプリッタ43との間に、収差補正機構8を配し
てヘテロダイン光束の収差を補正する。こうした収差補
正を行うことで、特にレチクルステージ32を回転駆動
あるいは水平駆動した際に、収差に起因して生じる干渉
光の光強度低下による計測誤差を大幅に低減でき、レチ
クルステージ32の位置や姿勢の制御精度が向上する。
Along with this rotational movement or horizontal movement, the measurement light is shifted laterally with respect to the reference light on the photoelectric detectors of all axes. In order to prevent a decrease in the light intensity of the interference light due to the aberration at the time of the lateral displacement, an aberration correction mechanism 8 is disposed between the two-beam generating device 2 and the beam splitter 43 to reduce the aberration of the heterodyne beam. to correct. By performing such aberration correction, the measurement error due to a decrease in the light intensity of the interference light caused by the aberration can be significantly reduced, particularly when the reticle stage 32 is rotationally driven or horizontally driven, and the position and orientation of the reticle stage 32 Control accuracy is improved.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明の干渉計において
は、収差補正機構により干渉計の光束の収差を補正して
いる。したがって測定対象物の位置や姿勢の変化によっ
て、光電検出器の受光面上で参照光に対して測定光が横
ズレしても、収差に起因する干渉光の光強度低下や位相
シフトの発生を最低限にとどめることができる。この結
果、測定対象物の位置や姿勢を高精度に計測することが
可能になる。また、こうした干渉計を露光装置に搭載す
ることで、レチクルステージとウエハステージの制御精
度が向上する。
As described above, in the interferometer of the present invention, the aberration of the light beam of the interferometer is corrected by the aberration correcting mechanism. Therefore, even if the measurement light deviates laterally with respect to the reference light on the light receiving surface of the photoelectric detector due to a change in the position or posture of the measurement object, a decrease in the light intensity of the interference light or a phase shift caused by the aberration will occur. Can be kept to a minimum. As a result, it becomes possible to measure the position and orientation of the measurement target with high accuracy. In addition, by mounting such an interferometer on an exposure apparatus, control accuracy of the reticle stage and the wafer stage is improved.

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

【図1】本発明による干渉計の第1実施例を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an interferometer according to the present invention.

【図2】収差補正機構の具体例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a specific example of an aberration correction mechanism.

【図3】本発明による干渉計の第2実施例を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図4】本発明による露光装置を示す全体構成図であ
る。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an exposure apparatus according to the present invention.

【図5】ウエハステージを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a wafer stage.

【図6】レチクルステージを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a reticle stage.

【図7】波面収差がある場合に測定光が横ずれしていな
いときの、(a)受光面上での参照光と測定光を示す図
と、(b)a図中A−A線断面図である。
FIG. 7A is a diagram showing reference light and measurement light on the light receiving surface when the measurement light is not laterally shifted when there is a wavefront aberration, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is.

【図8】波面収差がある場合に測定光が横ずれしたとき
の、(a)受光面上での参照光と測定光を示す図と、
(b)a図中A−A線断面図である。
FIG. 8A is a diagram showing reference light and measurement light on the light receiving surface when the measurement light is laterally shifted when there is a wavefront aberration;
(B) It is the sectional view on the AA line in a figure.

【図9】波面収差が軸対称な収差であるときの、図8に
対応する図である。
9 is a diagram corresponding to FIG. 8 when the wavefront aberration is an axially symmetric aberration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

DI…ダブルパス干渉計 SI…シングルパス
干渉計 R…参照光 M…測定光 I…干渉光 1…レーザ光源 2…2光束生成装置 3…偏光ビームスプリッタ 3a…光束分割面 3b…コーナーミラー 4、6…λ/4板 5…参照光反射鏡 7…測定光反射鏡 8…収差補正機構 9…偏光板 10…光電検出器 11…正レンズ 12…負レンズ 13、14…正レン
ズ 15…平行平面板 16…凸円筒レンズ 17…凹円筒レンズ 18…平行平面板 20…レーザーダイオード光源 21…コリメーター
レンズ 22、23…偏光ビームスプリッタ 22a…光束分割面 23a…光束合成面 24…平面鏡 25…収差測定器 30…照明光学系 31…レチクル 32…レチクルステージ 33…レチクルステ
ージ測定鏡 34…レチクルステージ干渉計 35…投影光学系 36…ウエハ 37…ウエハステー
ジ 38…ウエハステージ測定鏡 39…ウエハステー
ジ干渉計 40〜44…ビームスプリッタ
DI: Double-pass interferometer SI: Single-pass interferometer R: Reference light M: Measurement light I: Interference light 1: Laser light source 2: Two light beam generator 3: Polarizing beam splitter 3a: Light beam splitting surface 3b: Corner mirrors 4, 6 Λ / 4 plate 5 Reference light reflecting mirror 7 Measurement light reflecting mirror 8 Aberration correction mechanism 9 Polarizing plate 10 Photoelectric detector 11 Positive lens 12 Negative lens 13, 14 Positive lens 15 Parallel plane plate DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Convex cylindrical lens 17 ... Concave cylindrical lens 18 ... Parallel plane plate 20 ... Laser diode light source 21 ... Collimator lens 22, 23 ... Polarization beam splitter 22a ... Light beam splitting surface 23a ... Light beam combining surface 24 ... Plane mirror 25 ... Aberration measuring device Reference Signs List 30 illumination optical system 31 reticle 32 reticle stage 33 reticle stage measurement mirror 34 reticle stage interferometer 35 projection optics System 36 ... Wafer 37 ... Wafer stage 38 ... Wafer stage measuring mirror 39 ... Wafer stage interferometer 40-44 ... Beam splitter

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 525S Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 21/30 525S

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、該光源からの光束を参照光と測定
光とに分割する光束分割手段と、測定対象に取り付けら
れて前記測定光を反射する反射鏡と、該反射鏡で反射し
た測定光と前記参照光との干渉によって生じる干渉光を
受光する光電検出器とを有する干渉計において、 前記光電検出器に入射する参照光と測定光の波面がそれ
ぞれの光束の光軸に関して軸対称となるように、前記光
源と光電検出器との間の光路に収差補正機構を介在させ
たことを特徴とする干渉計。
1. A light source, a light beam splitting means for splitting a light beam from the light source into a reference light and a measuring light, a reflecting mirror attached to an object to be measured and reflecting the measuring light, and reflected by the reflecting mirror An interferometer having a photoelectric detector that receives interference light generated by interference between the measurement light and the reference light, wherein a wavefront of the reference light and the measurement light incident on the photoelectric detector is axially symmetric with respect to an optical axis of each light beam. An interferometer having an aberration correction mechanism interposed in an optical path between the light source and the photoelectric detector.
【請求項2】前記光電検出器に入射する参照光と測定光
の波面が平面波となるように、前記収差補正機構を形成
したことを特徴とする請求項1に記載の干渉計。
2. The interferometer according to claim 1, wherein the aberration correction mechanism is formed so that the wavefronts of the reference light and the measurement light incident on the photoelectric detector become plane waves.
【請求項3】前記収差補正機構は、参照光と測定光とが
共に通過する光路に配置されたことを特徴とする請求項
1又は2に記載の干渉計。
3. The interferometer according to claim 1, wherein the aberration correcting mechanism is disposed in an optical path through which both the reference light and the measurement light pass.
【請求項4】前記収差補正機構は、該収差補正機構によ
る波面収差の補正量を変更できるように構成されたこと
を特徴とする請求項1、2又は3に記載の干渉計。
4. The interferometer according to claim 1, wherein the aberration correction mechanism is configured to change a correction amount of a wavefront aberration by the aberration correction mechanism.
【請求項5】前記収差補正機構は、少なくとも1つの光
学部材を有し、該光学部材は移動自在に配置されたこと
を特徴とする請求項4に記載の干渉計。
5. The interferometer according to claim 4, wherein the aberration correction mechanism has at least one optical member, and the optical member is movably disposed.
【請求項6】光源と、該光源からの光束を参照光と測定
光とに分割する光束分割手段と、測定対象に取り付けら
れて前記測定光を反射する反射鏡と、該反射鏡で反射し
た測定光と前記参照光との干渉によって生じる干渉光を
受光する光電検出器とを有する干渉計において、 前記光電検出器に入射する参照光と測定光の波面がそれ
ぞれの光束の光軸に関して軸対称となるように、前記光
源と光電検出器との間に配置された少なくとも1つの光
学部材の面形状又は屈折率分布を形成したことを特徴と
する干渉計。
6. A light source, a light beam splitting means for splitting a light beam from the light source into a reference light and a measurement light, a reflecting mirror attached to an object to be measured and reflecting the measurement light, and reflected by the reflecting mirror An interferometer having a photoelectric detector that receives interference light generated by interference between the measurement light and the reference light, wherein a wavefront of the reference light and the measurement light incident on the photoelectric detector is axially symmetric with respect to an optical axis of each light beam. An interferometer, wherein a surface shape or a refractive index distribution of at least one optical member disposed between the light source and the photoelectric detector is formed such that:
【請求項7】前記光電検出器に入射する参照光と測定光
の波面が平面波となるように、前記光学部材の面形状又
は屈折率分布を形成したことを特徴とする請求項6に記
載の干渉計。
7. The optical member according to claim 6, wherein the surface shape or the refractive index distribution of the optical member is formed such that the wavefronts of the reference light and the measurement light incident on the photoelectric detector become plane waves. Interferometer.
【請求項8】前記光電検出器に入射する参照光又は測定
光の波面を測定する波面測定装置を更に有することを特
徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の干渉計。
8. The interferometer according to claim 1, further comprising a wavefront measuring device for measuring a wavefront of the reference light or the measurement light incident on the photoelectric detector.
【請求項9】マスク上に描かれたパターンを照明する照
明光学系と、前記マスクを搭載して移動するマスクステ
ージと、該マスクステージの位置又は姿勢を計測するマ
スクステージ干渉計と、マスク上の前記パターンの像を
感光基板上に投影する投影光学系と、前記感光基板を搭
載して移動する基板ステージと、該基板ステージの位置
又は姿勢を計測する基板ステージ干渉計と、を有する露
光装置において、 前記マスクステージ干渉計と基板ステージ干渉計とのう
ちの少なくとも1つの干渉計として、請求項1〜8のい
ずれか1項に記載の干渉計を用いたことを特徴とする露
光装置。
9. An illumination optical system for illuminating a pattern drawn on a mask, a mask stage on which the mask is mounted and moving, a mask stage interferometer for measuring the position or orientation of the mask stage, and An exposure apparatus comprising: a projection optical system that projects the image of the pattern onto a photosensitive substrate; a substrate stage that mounts and moves the photosensitive substrate; and a substrate stage interferometer that measures the position or orientation of the substrate stage. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the interferometer according to any one of claims 1 to 8 is used as at least one of the mask stage interferometer and the substrate stage interferometer.
JP10073148A 1998-03-06 1998-03-06 Interferometer and aligner having the same Pending JPH11248419A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10073148A JPH11248419A (en) 1998-03-06 1998-03-06 Interferometer and aligner having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10073148A JPH11248419A (en) 1998-03-06 1998-03-06 Interferometer and aligner having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11248419A true JPH11248419A (en) 1999-09-17

Family

ID=13509827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10073148A Pending JPH11248419A (en) 1998-03-06 1998-03-06 Interferometer and aligner having the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11248419A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004012245A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Nikon Corporation Position measuring method, position control method, exposure method and exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2007078605A (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device of measuring position of interface
JP2011119303A (en) * 2009-11-30 2011-06-16 Nikon Corp Interferometer system, stage device and exposure device
JP2011145232A (en) * 2010-01-16 2011-07-28 Canon Inc Measuring apparatus and exposure device
CN102374844A (en) * 2010-08-20 2012-03-14 上海微电子装备有限公司 Device for measuring vertical position of workpiece bench
JP2019516133A (en) * 2016-05-09 2019-06-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Position measurement system, calibration method, lithographic apparatus and device manufacturing method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004012245A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Nikon Corporation Position measuring method, position control method, exposure method and exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2007078605A (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device of measuring position of interface
JP2011119303A (en) * 2009-11-30 2011-06-16 Nikon Corp Interferometer system, stage device and exposure device
JP2011145232A (en) * 2010-01-16 2011-07-28 Canon Inc Measuring apparatus and exposure device
CN102374844A (en) * 2010-08-20 2012-03-14 上海微电子装备有限公司 Device for measuring vertical position of workpiece bench
JP2019516133A (en) * 2016-05-09 2019-06-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Position measurement system, calibration method, lithographic apparatus and device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6252667B1 (en) Interferometer having a dynamic beam steering assembly
US6631004B1 (en) Single-pass and multi-pass interferometry systems having a dynamic beam-steering assembly for measuring distance, angle, and dispersion
EP0961914B1 (en) Interferometer system with two wavelengths, and lithographic apparatus provided with such a system
EP0956518B1 (en) Interferometer system and lithographic apparatus comprising such a system
US6762845B2 (en) Multiple-pass interferometry
US6084673A (en) Lithographic apparatus for step-and-scan imaging of mask pattern with interferometer mirrors on the mask and wafer holders
JP4075966B2 (en) Differential interferometer system and lithographic step-and-scan apparatus comprising this system
US6813000B1 (en) Exposure method and apparatus
US6819434B2 (en) Multi-axis interferometer
JPH04223326A (en) Alignment device
US7106452B2 (en) Measuring device and measuring method
US7139080B2 (en) Interferometry systems involving a dynamic beam-steering assembly
US5585923A (en) Method and apparatus for measuring positional deviation while correcting an error on the basis of the error detection by an error detecting means
US7362447B2 (en) Low walk-off interferometer
JPH0455243B2 (en)
JP2001160535A (en) Aligner and device manufacturing using the same
JPH11248419A (en) Interferometer and aligner having the same
JP3832681B2 (en) Stage apparatus and exposure apparatus provided with the apparatus
JPH09153452A (en) Projection exposure device
JPH11248418A (en) Method and device for measuring light wave interference, and aligner having the same
JP3305058B2 (en) Exposure method and apparatus
KR100637639B1 (en) A laser interferometer, a position measuring apparatus and measuring method, an exposure apparatus, and a method of manufacturing thereof
JPH10281715A (en) Laser interferometer and stage device
JPH05144702A (en) Position detector and fine pattern forming system employing position detector
JP2004165417A (en) Stage equipment and aligner

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080325