JPH11329965A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JPH11329965A
JPH11329965A JP11099392A JP9939299A JPH11329965A JP H11329965 A JPH11329965 A JP H11329965A JP 11099392 A JP11099392 A JP 11099392A JP 9939299 A JP9939299 A JP 9939299A JP H11329965 A JPH11329965 A JP H11329965A
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JP
Japan
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mask
substrate
mirror
stage
reticle
Prior art date
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Withdrawn
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JP11099392A
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Japanese (ja)
Inventor
Takechika Nishi
健爾 西
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH11329965A publication Critical patent/JPH11329965A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent any position deviation error between a reticule and a wafer from being generated even when a stage system for supporting a reticule, projecting optical system, and wafer is inclined. SOLUTION: When a projection magnification from a reticule 16A of a projecting optical system PL on a wafer 8 is 1/M (M is a positive real number), an interval M/L in a direction in parallel to the optical axis of the projecting optical system PL of light beams made incident to a reticule side moving mirror 24 and a reticule side fixed mirror 25 is set as M times as large as an interval L in a direction in parallel to the optical axis of the projecting optical system PL of the light beams made incident to a moving mirror 9 for an X axis and a fixed mirror 10 for an X axis at the wafer 8 side.

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、例えばレーザー干渉計
方式でレチクル及びウエハの位置計測を行う機構を備え
た投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus provided with a mechanism for measuring the positions of a reticle and a wafer by, for example, a laser interferometer method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称す
る)のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影
露光する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、感光基板の位置決めを正確に行う必要があ
るため、感光基板側のステージの測長系としてレーザー
干渉計が使用されている。
2. Description of the Related Art When a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, or the like is manufactured by a photolithography process, a pattern of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a "reticle") is exposed through a projection optical system. A projection exposure apparatus that performs projection exposure on a substrate is used. In such a projection exposure apparatus, since it is necessary to accurately position the photosensitive substrate, a laser interferometer is used as a length measuring system of the stage on the photosensitive substrate side.

【0003】図5は従来のレーザー干渉計を備えた投影
露光装置を示し、この図5において、ベース1の上に防
振ばね2A及び2Bを介してステージ支持台3が載置さ
れ、ステージ支持台3の上に、インバー(低膨張率の合
金)よりなるコラム4が植設されている。防振ばね2A
及び2Bにより、ベース1が載置されている床側からの
各種の振動がステージ支持台3側に伝わるのが防止され
る。コラム4の中段に鏡筒5が保持され、鏡筒5の内部
に投影倍率が1/5の投影光学系PLが収納されてい
る。また、ステージ支持台3上のコラム4で囲まれた領
域に、ウエハ側Yステージ6が載置され、ウエハ側Yス
テージ6上にウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ
側Xステージ7上に感光基板としてのウエハ8が保持さ
れている。
FIG. 5 shows a projection exposure apparatus provided with a conventional laser interferometer. In FIG. 5, a stage support 3 is mounted on a base 1 via vibration-proof springs 2A and 2B, and a stage support is provided. On the base 3, a column 4 made of invar (an alloy having a low expansion coefficient) is implanted. Anti-vibration spring 2A
2B prevents various vibrations from the floor on which the base 1 is placed from being transmitted to the stage support 3 side. A lens barrel 5 is held in the middle stage of the column 4, and a projection optical system PL having a projection magnification of 5 is housed inside the lens barrel 5. A wafer-side Y stage 6 is placed in an area surrounded by the column 4 on the stage support 3, a wafer-side X stage 7 is placed on the wafer-side Y stage 6, and a wafer-side X stage 7 is placed on the wafer-side X stage 7. Holds a wafer 8 as a photosensitive substrate.

【0004】ウエハ側Yステージ6は、投影光学系PL
の光軸AX1に垂直な平面内の図5の紙面に垂直なY方
向にウエハ8の位置決めを行い、ウエハ側Xステージ7
は、投影光学系PLの光軸AX1に垂直な平面内でY軸
に垂直なX方向にウエハ8の位置決めを行う。なお、ウ
エハ側Xステージ7の上には、図示省略するも、投影光
学系PLの光軸AX1に平行なZ方向にウエハ8の位置
決めを行うZステージ等も載置されている。
The wafer-side Y stage 6 includes a projection optical system PL.
The wafer 8 is positioned in a Y direction perpendicular to the plane of FIG.
Performs positioning of the wafer 8 in the X direction perpendicular to the Y axis in a plane perpendicular to the optical axis AX1 of the projection optical system PL. Although not shown, a Z stage for positioning the wafer 8 in the Z direction parallel to the optical axis AX1 of the projection optical system PL is also mounted on the wafer-side X stage 7.

【0005】ウエハ8側のレーザー干渉計において、ウ
エハ側Xステージ7上のX方向の一端にX軸用移動鏡9
が固定され、鏡筒5のX方向の一端にX軸用固定鏡(参
照鏡)10が取り付けられている。また、ベース1上の
X方向の端部に支持台14を介してビームスプリッター
12が固定され、ビームスプリッター12の上方で支持
台14を延長した部分(図示省略)に反射プリズム11
が固定されている。そして、図示省略した支持台に固定
されたX軸用レーザー干渉計本体部13から射出された
レーザービームが、ビームスプリッター12によりウエ
ハ側測長ビームWS及びウエハ側参照ビームWRに分割
される。ウエハ側測長ビームWSはX軸用移動鏡9に反
射されて再びビームスプリッター12に戻り、ウエハ側
参照ビームWRは反射プリズム11で反射されてX軸用
固定鏡10に向かい、固定鏡10で反射された後に反射
プリズム11を経て再びビームスプリッター12に戻
る。ビームスプリッター12とX軸用移動鏡9との間の
ウエハ側測長ビームWSと、反射プリズム11とX軸用
固定鏡10との間のウエハ側参照ビームWRとは互いに
平行であり、且つX軸に平行である。
In the laser interferometer on the wafer 8 side, an X-axis movable mirror 9 is attached to one end of the wafer-side X stage 7 in the X direction.
Is fixed, and an X-axis fixed mirror (reference mirror) 10 is attached to one end of the lens barrel 5 in the X direction. Further, a beam splitter 12 is fixed to an end of the base 1 in the X direction via a support 14, and a reflection prism 11 is provided above the beam splitter 12 at a portion where the support 14 is extended (not shown).
Has been fixed. The laser beam emitted from the X-axis laser interferometer main body 13 fixed to a support (not shown) is split by the beam splitter 12 into a wafer-side measurement beam WS and a wafer-side reference beam WR. The wafer-side measurement beam WS is reflected by the X-axis movable mirror 9 and returns to the beam splitter 12 again. The wafer-side reference beam WR is reflected by the reflection prism 11 and travels to the X-axis fixed mirror 10. After being reflected, the light returns to the beam splitter 12 through the reflecting prism 11 again. The wafer-side measurement beam WS between the beam splitter 12 and the X-axis movable mirror 9 and the wafer-side reference beam WR between the reflection prism 11 and the X-axis fixed mirror 10 are parallel to each other and X Parallel to the axis.

【0006】ビームスプリッター12に戻された両ビー
ムWS及びWRは、X軸用レーザー干渉計本体部13に
付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、ビー
ムスプリッター12に戻された両ビームWS及びWR
は、X軸用レーザー干渉計本体部13からの入射方向と
直交する方向に射出する場合もあり、この場合にはその
レシーバはビームスプリッター12の底部側に配置され
る。例えばヘテロダイン方式の場合には、ビームスプリ
ッター12からの射出段階でウエハ側参照ビームWRと
ウエハ側測長ビームWSとは互いに周波数が微小量Δf
だけ異なり、そのレシーバからは、X軸用移動鏡9のX
方向の移動速度に応じて周波数がそのΔfから変化して
いるビート信号が出力される。このビート信号を処理す
ることにより、ウエハ側参照ビームWRの光路長を基準
としたウエハ側測長ビームWSの光路長の変化量、ひい
てはX軸用固定鏡10を基準にした場合のX軸用移動鏡
9のX方向の座標が高い分解能で且つ高精度に計測され
る。
The two beams WS and WR returned to the beam splitter 12 are incident on a receiver (light receiving unit) attached to the X-axis laser interferometer main body 13. In practice, both beams WS and WR returned to the beam splitter 12
May be emitted in a direction orthogonal to the direction of incidence from the X-axis laser interferometer main body 13. In this case, the receiver is disposed on the bottom side of the beam splitter 12. For example, in the case of the heterodyne method, the frequency of the wafer-side reference beam WR and the wafer-side length measurement beam WS at the time of emission from the beam splitter 12 are very small Δf.
Only the X-axis movable mirror 9
A beat signal whose frequency changes from Δf in accordance with the moving speed in the direction is output. By processing this beat signal, the amount of change in the optical path length of the wafer-side measured beam WS with reference to the optical path length of the wafer-side reference beam WR, and hence the X-axis when the X-axis fixed mirror 10 is referenced, The coordinates of the movable mirror 9 in the X direction are measured with high resolution and high accuracy.

【0007】また、ホモダイン方式の場合には、ウエハ
側参照ビームWRとウエハ側測長ビームWSとは互いに
周波数が等しく、そのレシーバは、例えば移動鏡9のX
方向の位置に応じて位相が正弦波状に変化する90°位
相差の2相の信号を出力する2個の受光素子から構成さ
れる。その2相の信号を例えば電子的な内挿機能を有す
るアップダウンカウンタに供給することにより、X軸用
移動鏡9のX方向の座標が計測される。なお、図5では
X軸用のレーザー干渉計のみを示しているが、ウエハ側
Yステージ6のY方向の座標を検出するためのY軸用の
レーザー干渉計も配置されている。
In the case of the homodyne method, the wafer-side reference beam WR and the wafer-side length measurement beam WS have the same frequency, and the receiver is, for example, the X of the movable mirror 9.
It is composed of two light receiving elements that output two-phase signals having a 90 ° phase difference whose phase changes sinusoidally according to the position in the direction. By supplying the two-phase signals to, for example, an up / down counter having an electronic interpolation function, the coordinates of the X-axis movable mirror 9 in the X direction are measured. Although only the X-axis laser interferometer is shown in FIG. 5, a Y-axis laser interferometer for detecting the Y-direction coordinates of the wafer-side Y stage 6 is also provided.

【0008】図5において、コラム4の上端にはレチク
ルステージ15が固定され、レチクルステージ15上に
レチクル16が保持され、レチクル16のパターン領域
が照明光学系17からの露光光ILにより照明されてい
る。レチクル16のパターンを投影光学系PLにより1
/5に縮小した投影像が、ウエハ8の或るショット領域
に露光される。その後、ウエハ側Yステージ6及びウエ
ハ側Xステージ7を駆動してウエハ8上の次のショット
領域を投影光学系PLの露光フィールドに移動して、レ
チクル16のパターンの縮小像を露光する動作を繰り返
すことにより、ウエハ8上の各ショット領域にレチクル
16のパターンの縮小像が露光される。
In FIG. 5, a reticle stage 15 is fixed to an upper end of a column 4, a reticle 16 is held on the reticle stage 15, and a pattern area of the reticle 16 is illuminated by exposure light IL from an illumination optical system 17. I have. The pattern of the reticle 16 is changed to 1 by the projection optical system PL.
The projected image reduced to / 5 is exposed on a certain shot area of the wafer 8. Thereafter, the wafer-side Y stage 6 and the wafer-side X stage 7 are driven to move the next shot area on the wafer 8 to the exposure field of the projection optical system PL to expose a reduced image of the pattern on the reticle 16. By repeating, a reduced image of the pattern of the reticle 16 is exposed on each shot area on the wafer 8.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
に於いては、ステージ支持台3上のウエハ側Yステージ
6及びウエハ側Xステージ7を駆動して、水平面(XY
平面)内でウエハ8をステップ・アンド・リピート方式
で位置決めすることによりウエハ8の全面にレチクル1
6上のパターンの縮小像が露光される。このようにステ
ージ6及び7が移動すると、ステージ支持台3上の装置
の重心が変わったり、ステージ駆動の反動等により、ビ
ームスプリッター12を支持している支持台14に対し
て、投影光学系PLの鏡筒5を支持するコラム4が傾く
可能性がある。
In the prior art as described above, the wafer-side Y stage 6 and the wafer-side X stage 7 on the stage support 3 are driven to move in a horizontal plane (XY).
The reticle 1 is positioned over the entire surface of the wafer 8 by positioning the wafer 8 in a step-and-repeat manner within a plane.
A reduced image of the pattern on 6 is exposed. When the stages 6 and 7 move in this manner, the center of gravity of the apparatus on the stage support 3 changes, or the projection optical system PL is moved with respect to the support 14 supporting the beam splitter 12 due to the recoil of stage drive or the like. The column 4 that supports the lens barrel 5 may be inclined.

【0010】図6は、支持台14に対して鏡筒5及びウ
エハ8を含む投影露光部が傾いた状態を示し、鏡筒5内
の投影光学系の光軸AX1は、本来のZ軸に平行な光軸
AX0に対して角度θだけ傾斜している。この場合、X
軸用固定鏡10に向かうウエハ側参照ビームWRと、X
軸用移動鏡9に向かうウエハ側測長ビームWSとのZ方
向の間隔をLとすると、ビームスプリッター12からX
軸用固定鏡10までの光路長と、ビームスプリッター1
2からX軸用移動鏡9までの光路長との光路差に、L・
sinθ(≒L・θ)の誤差が生じる。投影露光に必要
なレチクル16、投影光学系PL及びウエハ8は、全て
ステージ支持台3又はこれに植設されたコラム4によっ
て支持されているので、仮にステージ支持台3が回転し
てもそれらの相対的結像関係は変わらず、露光時の位置
ずれ誤差にはならない。
FIG. 6 shows a state in which the projection exposure section including the lens barrel 5 and the wafer 8 is tilted with respect to the support table 14, and the optical axis AX1 of the projection optical system in the lens barrel 5 is set to the original Z axis. It is inclined by an angle θ with respect to the parallel optical axis AX0. In this case, X
A reference beam WR on the wafer side toward the fixed mirror 10 for the shaft;
Assuming that the distance in the Z direction from the wafer-side measurement beam WS toward the axis movable mirror 9 is L, the beam splitter 12
The optical path length up to the fixed axis mirror 10 and the beam splitter 1
The optical path difference from the optical path length from 2 to the X-axis movable mirror 9 is L ·
An error of sin θ (≒ L · θ) occurs. The reticle 16, the projection optical system PL, and the wafer 8 necessary for the projection exposure are all supported by the stage support 3 or the column 4 implanted in the stage support 3. Therefore, even if the stage support 3 rotates, they are rotated. The relative imaging relationship does not change, and does not result in a displacement error at the time of exposure.

【0011】しかしながら、図6に示すように、X軸用
固定鏡10までの光路長とX軸用移動鏡9までの光路長
との光路差に誤差が生じた場合、ウエハ8がX方向にそ
の誤差分だけ移動して露光が行われるため、ウエハ8と
レチクル16Aの共役像との位置ずれ誤差が発生する。
例えば、ウエハ8上に1層目の回路パターンが形成され
ているものとして、そのウエハ8上に2層目の回路パタ
ーンを露光する際に、そのような位置ずれ誤差が発生す
ると、ウエハ8上の1層目と2層目との重ね合わせ誤差
が悪くなる不都合がある。
However, as shown in FIG. 6, when an error occurs in the optical path difference between the optical path length to the X-axis fixed mirror 10 and the optical path length to the X-axis movable mirror 9, the wafer 8 moves in the X direction. Since the exposure is performed while moving by the error, a displacement error occurs between the wafer 8 and the conjugate image of the reticle 16A.
For example, assuming that a circuit pattern of the first layer is formed on the wafer 8 and such a positional error occurs when exposing a circuit pattern of the second layer on the wafer 8, There is a disadvantage that the overlay error between the first layer and the second layer becomes worse.

【0012】本発明は斯かる点に鑑み、レチクル、投影
光学系及びウエハを支持するステージ系が傾斜した場合
でも、レチクルとウエハとの位置ずれ誤差が発生しない
投影露光装置を提供することを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a projection exposure apparatus which does not generate a displacement error between a reticle and a wafer even when a reticle, a projection optical system, and a stage system supporting a wafer are inclined. And

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明による投影露光装
置は、例えば図1に示す如く、マスク(16A)のパタ
ーン像を感光基板(8)上に投影する投影光学系(P
L)と、マスク(16A)を保持して投影光学系(P
L)の光軸に垂直な平面内でマスク(16A)を移動さ
せるマスクステージ(23)と、感光基板(8)を保持
して投影光学系(PL)の光軸に垂直な平面内で感光基
板(8)を移動させる基板ステージ(6,7)と、マス
クステージ(23)の所定の方向の移動量を検出するマ
スク側干渉計(24,25,26)と、基板ステージ
(6,7)のその所定の方向と共役な方向の移動量を検
出する基板側干渉計(9,10,13)とを有する投影
露光装置において、そのマスク側干渉計を、マスクステ
ージ(23)に取り付けられたマスク側移動鏡(24)
と、マスクステージ(23)が載置されたマスク側ガイ
ド部(22)に対して動かないように取り付けられたマ
スク側参照鏡(25)と、マスク側移動鏡(24)及び
マスク側参照鏡(25)に対して光ビームを平行に照射
してそれらマスク側移動鏡及びマスク側参照鏡からそれ
ぞれ反射される光ビームを干渉させるマスク側干渉計測
手段(26)とより構成する。
According to the projection exposure apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, a projection optical system (P) for projecting a pattern image of a mask (16A) onto a photosensitive substrate (8).
L) and the projection optical system (P) holding the mask (16A).
L) a mask stage (23) for moving the mask (16A) in a plane perpendicular to the optical axis, and holding the photosensitive substrate (8) and exposing in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system (PL). A substrate stage (6, 7) for moving the substrate (8), a mask-side interferometer (24, 25, 26) for detecting a moving amount of the mask stage (23) in a predetermined direction, and a substrate stage (6, 7). ) In a projection exposure apparatus having a substrate-side interferometer (9, 10, 13) for detecting an amount of movement in a direction conjugate to the predetermined direction, the mask-side interferometer is mounted on a mask stage (23). Mask-side moving mirror (24)
A mask-side reference mirror (25) fixedly attached to a mask-side guide section (22) on which a mask stage (23) is mounted, a mask-side movable mirror (24) and a mask-side reference mirror A mask-side interference measuring means (26) for irradiating a light beam in parallel to (25) and causing the light beams reflected from the mask-side moving mirror and the mask-side reference mirror to interfere with each other.

【0014】更に、本発明は、その基板側干渉計を、基
板ステージ(6,7)に取り付けられた基板側移動鏡
(9)と、基板ステージ(6,7)が載置された基板側
ガイド部(3)に対して動かないように取り付けられた
基板側参照鏡(10)と、基板側移動鏡(9)及び基板
側参照鏡(10)に対して光ビームを平行に照射してそ
れら基板側移動鏡及び基板側参照鏡からそれぞれ反射さ
れる光ビームを干渉させる基板側干渉計測手段(13)
とより構成し、投影光学系(PL)のマスク(16A)
から感光基板(8)への投影倍率を1/M(Mは正の実
数)としたときに、マスク側移動鏡(24)及びマスク
側参照鏡(25)にそれぞれ入射する光ビームの投影光
学系(PL)の光軸に平行な方向の間隔L1を、基板側
移動鏡(9)及び基板側参照鏡(10)にそれぞれ入射
する光ビームの投影光学系(PL)の光軸に平行な方向
の間隔L2のM倍に設定したものである。
Further, according to the present invention, a substrate-side moving mirror (9) mounted on a substrate stage (6, 7) and a substrate-side interferometer mounted on the substrate stage (6, 7) are provided. A light beam is irradiated in parallel to the substrate-side reference mirror (10), which is fixed so as not to move with respect to the guide portion (3), and the substrate-side movable mirror (9) and the substrate-side reference mirror (10). A substrate-side interference measuring means for interfering light beams reflected from the substrate-side moving mirror and the substrate-side reference mirror, respectively (13)
And a mask (16A) for the projection optical system (PL).
The projection optics of the light beams incident on the mask-side moving mirror (24) and the mask-side reference mirror (25), respectively, when the projection magnification from the substrate to the photosensitive substrate (8) is 1 / M (M is a positive real number). The distance L1 in the direction parallel to the optical axis of the system (PL) is set to be parallel to the optical axis of the projection optical system (PL) of the light beam incident on the substrate-side moving mirror (9) and the substrate-side reference mirror (10). This is set to M times the interval L2 in the direction.

【0015】この場合、マスク側参照鏡(25)及び基
板側参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡
筒(5)の側面に対向するように取り付けることが望ま
しい。
In this case, it is desirable to mount the mask-side reference mirror (25) and the substrate-side reference mirror (10) so as to face the side surfaces of the lens barrel (5) of the projection optical system (PL).

【0016】[0016]

【作用】斯かる本発明によれば、例えば図3(a)に示
すように、マスク(16A)、投影光学系(PL)及び
感光基板(8)を含む投影露光部の光軸AX1が本来の
光軸AX0に対して角度θだけ傾斜すると、基板側参照
鏡(10)へ入射する光ビーム(WR)の光路長を基準
とした基板側移動鏡(9)へ入射する光ビーム(WS)
の光路長がΔX2だけ変化して、マスク側参照鏡(2
5)へ入射する光ビーム(RR)の光路長を基準とした
マスク側移動鏡(24)へ入射する光ビーム(RS)の
光路長がΔX1だけ変化する。この場合、光ビーム(R
R,RS)の間隔は光ビーム(WS,WR)の間隔のM
倍であるため、次式が成立する。 ΔX1=M・ΔX2
According to the present invention, for example, as shown in FIG. 3A, the optical axis AX1 of the projection exposure section including the mask (16A), the projection optical system (PL) and the photosensitive substrate (8) is originally Is tilted by an angle θ with respect to the optical axis AX0, the light beam (WS) incident on the substrate-side moving mirror (9) based on the optical path length of the light beam (WR) incident on the substrate-side reference mirror (10)
The optical path length of the mask-side reference mirror (2
The optical path length of the light beam (RS) incident on the mask-side moving mirror (24) with reference to the optical path length of the light beam (RR) incident on 5) changes by ΔX1. In this case, the light beam (R
R, RS) is equal to M of the light beam (WS, WR) interval.
Since it is twice, the following equation holds. ΔX1 = M · ΔX2

【0017】次に、それら光路長の変化量を相殺するた
めに、図3(b)に示すように、基板ステージ(6,
7)側が−ΔX2だけ移動して、マスクステージ(2
3)側が−ΔX1だけ移動する。これによりマスク側の
光ビーム(RS)の光路長の変化量及び基板側の光ビー
ム(WS)の光路長の変化量はそれぞれ0になる。この
場合、例えば図3(a)で光軸AX1上のマスク(16
A)の点(30)と感光基板(8)上の点(30P)と
が共役であるとすると、図3(b)において、点(30
P)は光軸AX1から右側に−ΔX2だけ移動して、点
(30)は光軸AX1から−ΔX1(=−M・ΔX2)
だけ左側に移動している。しかしながら、投影光学系
(PL)の投影倍率は1/Mであるため、図3(b)に
おいても、点(30)と点(30P)とは共役である。
従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜しても、マ
スク(16A)の共役像と感光基板(8)との重ね合わ
せ精度は高精度に維持される。
Next, as shown in FIG. 3B, the substrate stage (6, 6)
7) The side moves by -ΔX2, and the mask stage (2
3) The side moves by -ΔX1. Thus, the amount of change in the optical path length of the light beam (RS) on the mask side and the amount of change in the optical path length of the light beam (WS) on the substrate side become zero. In this case, for example, the mask (16) on the optical axis AX1 in FIG.
Assuming that the point (30) of A) and the point (30P) on the photosensitive substrate (8) are conjugate, in FIG.
P) moves to the right from the optical axis AX1 by −ΔX2, and the point (30) moves from the optical axis AX1 to −ΔX1 (= −M · ΔX2).
Just moving to the left. However, since the projection magnification of the projection optical system (PL) is 1 / M, the point (30) and the point (30P) are also conjugated in FIG.
Therefore, even if the optical axis AX1 is inclined by an arbitrary angle θ, the superposition accuracy of the conjugate image of the mask (16A) and the photosensitive substrate (8) is maintained at high accuracy.

【0018】次に、マスク側参照鏡(25)及び基板側
参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡筒
(5)の側面に対向するように取り付けると、光ビーム
(WR,WS)の間隔と光ビーム(RS,RR)の間隔
との条件を満たしつつ、全体の構成を簡略化できる。
Next, when the mask-side reference mirror (25) and the substrate-side reference mirror (10) are attached to face the side surfaces of the lens barrel (5) of the projection optical system (PL), respectively, the light beams (WR, WR, WS) and the intervals of the light beams (RS, RR), while simplifying the overall configuration.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
につき図1〜図3を参照して説明する。本実施例は、所
謂スリットスキャン露光方式の投影露光装置に本発明を
適用したものである。また、図5の従来例はステップ・
アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置(ステッパ
ー)であるが、図1〜図3において、図5に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a so-called slit scan exposure type projection exposure apparatus. The conventional example of FIG.
Although this is a reduction projection type exposure apparatus (stepper) of the AND repeat type, in FIGS. 1 to 3, the portions corresponding to FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0020】図1は本実施例の投影露光装置を示し、こ
の図1において、ベース18の中央部に防振ばね2A及
び2Bを介してステージ支持台3が載置され、ステージ
支持台3に植設されたインバー(低膨張率の合金)製の
コラム4の中段に鏡筒5を介して投影倍率が1/M(M
は例えば5)の投影光学系PLが取り付けられている。
ステージ支持台3の中央部にウエハ側Yステージ6及び
ウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ側Xステージ
7上にウエハ8が保持され、ウエハ側Xステージ7上の
X方向の一端にX軸用移動鏡9が取り付けられ、投影光
学系PLの鏡筒5のX方向の側面部にX軸用固定鏡10
が取り付けられている。本例のウエハ側Xステージ7
は、スリットスキャン露光を行う際にウエハ8をX方向
に一定速度で走査する機能をも有する。
FIG. 1 shows a projection exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, a stage support 3 is mounted on a center portion of a base 18 via anti-vibration springs 2A and 2B. The projection magnification is 1 / M (M) through the lens barrel 5 to the middle stage of the implanted Invar (low expansion coefficient alloy) column 4.
Is mounted with the projection optical system PL of, for example, 5).
A wafer-side Y stage 6 and a wafer-side X stage 7 are placed at the center of the stage support 3, and a wafer 8 is held on the wafer-side X stage 7. The movable mirror 9 for the axis is attached, and the fixed mirror 10 for the X axis
Is attached. Wafer-side X stage 7 of this example
Also has a function of scanning the wafer 8 at a constant speed in the X direction when performing slit scan exposure.

【0021】また、ベース18のX方向の端部に植設さ
れた支持台14にビームスプリッター12及び反射プリ
ズム11が固定され、外部のX軸用レーザー干渉計本体
部13からのレーザービームがビームスプリッター12
によりウエハ側参照ビームWR及びウエハ側測長ビーム
WSに分割され、これらビームWR及びWSがそれぞれ
X軸用固定鏡10及びX軸用移動鏡9に入射している。
両ビームWR及びWSはそれぞれX軸に平行であり、両
ビームWR及びWSの投影光学系PLの光軸方向(Z方
向)の間隔はLである。X軸用レーザー干渉計本体部1
3は、ウエハ側参照ビームWRの光路長に対するウエハ
側測長ビームWSの光路長の変化量から、X軸用固定鏡
10を基準としたX軸用移動鏡9のX方向の座標を常時
計測している。また、ウエハ側Xステージ7の駆動部
は、X軸用レーザー干渉計本体部13の計測結果に基づ
いて、ウエハ側Xステージ7のX方向の座標を設定す
る。
Further, a beam splitter 12 and a reflecting prism 11 are fixed to a support 14 implanted at an end of the base 18 in the X direction, and a laser beam from an external X-axis laser interferometer main body 13 is used. Splitter 12
The beam is divided into a wafer-side reference beam WR and a wafer-side length measurement beam WS, and these beams WR and WS are incident on the X-axis fixed mirror 10 and the X-axis movable mirror 9, respectively.
The beams WR and WS are parallel to the X axis, and the interval between the beams WR and WS in the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system PL is L. X-axis laser interferometer body 1
Numeral 3 constantly measures the X-direction coordinates of the X-axis movable mirror 9 with respect to the X-axis fixed mirror 10 from the amount of change in the optical path length of the wafer-side measurement beam WS with respect to the optical path length of the wafer-side reference beam WR. doing. The drive unit of the wafer-side X stage 7 sets the coordinates of the wafer-side X stage 7 in the X direction based on the measurement result of the X-axis laser interferometer main body 13.

【0022】ベース18上の支持台14と反対側の端部
に支持台19が植設され、支持台19の上端部にビーム
スプリッター20が固定され、支持台19の中段部に反
射プリズム21が固定されている。また、コラム4の上
端にレチクルステージ支持台22が固定され、レチクル
ステージ支持台22上にX方向に摺動自在にレチクル走
査ステージ23が載置され、レチクル走査ステージ23
上に転写用のパターンが形成されたレチクル16Aが保
持されている。レチクル走査ステージ23上のX方向の
端部にはレチクル側移動鏡24が固定され、投影光学系
PLの鏡筒5のX方向の側面部にはレチクル側固定鏡2
5が固定されている。
A support 19 is planted at an end of the base 18 opposite to the support 14, a beam splitter 20 is fixed to an upper end of the support 19, and a reflection prism 21 is provided at a middle portion of the support 19. Fixed. A reticle stage support 22 is fixed to the upper end of the column 4, and a reticle scanning stage 23 is slidably mounted on the reticle stage support 22 in the X direction.
A reticle 16A on which a transfer pattern is formed is held. A reticle-side moving mirror 24 is fixed to an end of the reticle scanning stage 23 in the X direction, and a reticle-side fixed mirror 2 is mounted on a side of the lens barrel 5 of the projection optical system PL in the X direction.
5 is fixed.

【0023】この場合、ウエハ側のX軸用固定鏡10と
レチクル側固定鏡25とは、鏡筒5のX方向の側面部に
対向するように取り付けられている。そして、外部の図
示省略したレチクル用レーザー干渉計本体部26から射
出されたレーザービームが、ビームスプリッター20に
よりレチクル側測長ビームRS及びレチクル側参照ビー
ムRRに分割される。レチクル側測長ビームRSはレチ
クル側移動鏡24に反射されて再びビームスプリッター
20に戻り、レチクル側参照ビームRRは反射プリズム
21で反射されてレチクル側固定鏡25に向かい、レチ
クル側固定鏡25で反射された後に反射プリズム21を
経て再びビームスプリッター20に戻る。
In this case, the X-axis fixed mirror 10 on the wafer side and the reticle-side fixed mirror 25 are mounted so as to face the side surface of the lens barrel 5 in the X direction. Then, the laser beam emitted from the external reticle laser interferometer main body 26 (not shown) is split by the beam splitter 20 into a reticle-side measurement beam RS and a reticle-side reference beam RR. The reticle-side measuring beam RS is reflected by the reticle-side moving mirror 24 and returns to the beam splitter 20 again. The reticle-side reference beam RR is reflected by the reflecting prism 21 and travels to the reticle-side fixed mirror 25. After being reflected, the light returns to the beam splitter 20 via the reflecting prism 21 again.

【0024】ビームスプリッター20とレチクル側移動
鏡24との間のレチクル側測長ビームRSと、反射プリ
ズム21とレチクル側固定鏡25との間のレチクル側参
照ビームRRとは互いに平行であり、且つX軸に平行で
ある。また、レチクル側移動鏡24に入射するレチクル
側測長ビームRSと、レチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔はM・Lで
ある。即ち、レチクル16Aからウエハ8への投影光学
系PLの投影倍率1/Mに対して、レチクル側測長ビー
ムRSとレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔
は、ウエハ側測長ビームWSとウエハ側参照ビームWR
とのZ方向の間隔のM倍に設定されている。
The reticle-side measurement beam RS between the beam splitter 20 and the reticle-side movable mirror 24 and the reticle-side reference beam RR between the reflection prism 21 and the reticle-side fixed mirror 25 are parallel to each other, and Parallel to the X axis. The distance in the Z direction between the reticle-side measurement beam RS incident on the reticle-side movable mirror 24 and the reticle-side reference beam RR incident on the reticle-side fixed mirror 25 is ML. That is, for a projection magnification 1 / M of the projection optical system PL from the reticle 16A to the wafer 8, the distance in the Z direction between the reticle-side measurement beam RS and the reticle-side reference beam RR is equal to the wafer-side measurement beam WS. Wafer side reference beam WR
Is set to M times as large as the distance in the Z direction.

【0025】ビームスプリッター20に戻された両ビー
ムRS及びRRは、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6に付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、
ビームスプリッター20に戻された両ビームRS及びR
Rは、レチクル用レーザー干渉計本体部26からの入射
方向と直交する方向に射出する場合もあり、この場合に
はそのレシーバはビームスプリッター20の上部側に配
置される。そして、ウエハ側のX軸用レーザー干渉計本
体部13と同様に、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6は、ヘテロダイン方式又はホモダイン方式によりレチ
クル側参照ビームRRの光路長とレチクル側測長ビーム
RSの光路長との差、ひいてはレチクル側固定鏡25を
基準にした場合のレチクル側移動鏡24のX方向の座標
を高い分解能で且つ高精度に計測する。尚、ビームスプ
リッター20を射出して移動鏡24と固定鏡25との各
々に向かうレーザビームの光路のうち、少なくとも固定
鏡25に向かうレーザビームの光路を覆う固定筒(カバ
ー)を設け、空気ゆらぎ等による干渉計の計測精度の低
下を防止するようにしても良い。このとき、さらに固定
カバー内部に、温度制御された気体を流すようにしても
良い。これは本実施例の干渉計の構成上、固定鏡25に
向かうレーザビームの光路が長くなり得るためである。
また、移動鏡24に向かうレーザビームの光路を覆うカ
バーも設けても良いが、このときステージ23の移動に
追従(連動)して当該カバーを伸縮可能に構成しておく
ことが望ましい。また、ウエハ側の干渉計に対しても上
記の如きカバーを設けるようにしても良い。
The two beams RS and RR returned to the beam splitter 20 are applied to the reticle laser interferometer main body 2.
The light enters a receiver (light receiving unit) attached to 6. actually,
Both beams RS and R returned to the beam splitter 20
In some cases, R is emitted in a direction orthogonal to the direction of incidence from the reticle laser interferometer main body 26, in which case the receiver is arranged on the upper side of the beam splitter 20. Then, similarly to the X-axis laser interferometer main body 13 on the wafer side, the reticle laser interferometer main body 2
6 is the difference between the optical path length of the reticle-side reference beam RR and the optical path length of the reticle-side measurement beam RS by the heterodyne method or the homodyne method, and furthermore, the X of the reticle-side movable mirror 24 with reference to the reticle-side fixed mirror 25. Direction coordinates are measured with high resolution and high accuracy. A fixed cylinder (cover) that covers at least the optical path of the laser beam toward the fixed mirror 25 among the optical paths of the laser beam emitted from the beam splitter 20 and directed to the movable mirror 24 and the fixed mirror 25 is provided. It is also possible to prevent the measurement accuracy of the interferometer from decreasing due to the above. At this time, a gas whose temperature is controlled may further flow inside the fixed cover. This is because the optical path of the laser beam toward the fixed mirror 25 can be long due to the configuration of the interferometer of the present embodiment.
Further, a cover for covering the optical path of the laser beam toward the movable mirror 24 may be provided. At this time, it is desirable that the cover be configured to be able to expand and contract in accordance with the movement of the stage 23. Further, the cover as described above may be provided for the interferometer on the wafer side.

【0026】そして、レチクル走査ステージ23の不図
示の駆動部は、レチクル用レーザー干渉計本体部26の
計測結果に基づいてレチクル走査ステージ23のX方向
の座標位置を調整する。本実施例では、照明光学系27
から射出された露光光ILは、レチクル16A上のスリ
ット状の照明領域28を照明する。この照明領域28
は、図2に示すように、円形の領域29に内接する矩形
の領域であり、照明領域28はレチクル16Aのパター
ン領域PAの一部を覆うだけの面積を有するのみであ
る。そこで、レチクル16Aのパターン領域PAのパタ
ーン像の全体をウエハ8上に露光するためには、図2に
おいて、照明領域28の長手方向に直交する走査方向D
1にレチクル16Aを走査する必要がある。
A drive unit (not shown) of the reticle scanning stage 23 adjusts the coordinate position of the reticle scanning stage 23 in the X direction based on the measurement result of the reticle laser interferometer main body 26. In the present embodiment, the illumination optical system 27
Exposure light IL emitted from illuminates a slit-shaped illumination area 28 on reticle 16A. This illumination area 28
Is a rectangular area inscribed in the circular area 29 as shown in FIG. 2, and the illumination area 28 has an area only covering a part of the pattern area PA of the reticle 16A. In order to expose the entire pattern image of the pattern area PA of the reticle 16A onto the wafer 8, the scanning direction D orthogonal to the longitudinal direction of the illumination area 28 in FIG.
1 needs to scan the reticle 16A.

【0027】図1に戻り、レチクル16Aの走査方向D
1は−X方向である。そして、レチクル16Aを−X方
向へ一定速度Vで走査する際には、同期してウエハ側X
ステージ7を駆動することにより、ウエハ8をX方向へ
一定速度V/Mで走査する。従って、X方向はウエハ8
の走査方向D2と等しい。このようにレチクル16A及
びウエハ8を同期して走査することにより、レチクル1
6Aの共役像とウエハ8との位置関係が一定に維持され
た状態で、レチクル16Aの全パターンの1/M倍の縮
小像がウエハ8の当該露光領域に転写される。この際
に、本実施例ではステージ支持台3、コラム4及びレチ
クルステージ支持台22は剛性の高い素材で作られ、ス
リットスキャン露光時のレチクルステージ系及びウエハ
ステージ系の駆動で変形をおこさないようになってい
る。
Returning to FIG. 1, the scanning direction D of the reticle 16A
1 is the -X direction. When scanning the reticle 16A in the −X direction at a constant speed V, the wafer side X
By driving the stage 7, the wafer 8 is scanned at a constant speed V / M in the X direction. Therefore, the X direction is the wafer 8
In the scanning direction D2. By scanning the reticle 16A and the wafer 8 in synchronization in this manner, the reticle 1
With the positional relationship between the conjugate image of 6A and the wafer 8 kept constant, a reduced image of 1 / M times the entire pattern of the reticle 16A is transferred to the exposure area of the wafer 8. At this time, in this embodiment, the stage support 3, the column 4, and the reticle stage support 22 are made of a material having high rigidity, and are not deformed by driving the reticle stage system and the wafer stage system during slit scan exposure. It has become.

【0028】次に、本例でステージ支持台3及びコラム
4を含む投影露光部が傾斜して投影光学系PLの光軸A
X1が傾斜した場合の動作につき説明する。図3(a)
は投影光学系PLの光軸AX1がZ軸に平行な光軸AX
0から角度θだけ傾斜した状態を示し、仮に光軸AX1
が光軸AX0に合致しているときに、X軸用移動鏡9と
X軸用固定鏡10とはX方向に同じ位置にあり、レチク
ル側移動鏡24とレチクル側固定鏡25とはX方向に同
じ位置にあったものとする。
Next, in this embodiment, the projection exposure section including the stage support 3 and the column 4 is tilted and the optical axis A of the projection optical system PL is tilted.
The operation when X1 is inclined will be described. FIG. 3 (a)
Is an optical axis AX where the optical axis AX1 of the projection optical system PL is parallel to the Z axis.
This shows a state in which the optical axis AX1 is inclined from 0 by an angle θ.
Are coincident with the optical axis AX0, the X-axis movable mirror 9 and the X-axis fixed mirror 10 are at the same position in the X direction, and the reticle-side movable mirror 24 and the reticle-side fixed mirror 25 are in the X direction. At the same position.

【0029】図3(a)の状態では、X軸用固定鏡10
へ入射するウエハ側参照ビームWRの光路長に対してX
軸用移動鏡9へ入射するウエハ側測長ビームWSの光路
長がΔX2だけ変化して、レチクル側参照鏡25へ入射
するレチクル側参照ビームRRの光路長に対してレチク
ル側移動鏡24へ入射するレチクル側測長ビームRSの
光路長がΔX1だけ変化する。両ビームWR及びWSの
間隔は両ビームRS及びRRの間隔のM倍であるため、
次式が成立する。ΔX1=M・ΔX2
In the state shown in FIG. 3A, the X-axis fixed mirror 10
X with respect to the optical path length of the wafer-side reference beam WR incident on the
The optical path length of the wafer side measurement beam WS incident on the axis moving mirror 9 changes by ΔX2, and enters the reticle side moving mirror 24 with respect to the optical path length of the reticle side reference beam RR incident on the reticle side reference mirror 25. The optical path length of the reticle-side measurement beam RS changes by ΔX1. Since the interval between both beams WR and WS is M times the interval between both beams RS and RR,
The following equation holds. ΔX1 = M · ΔX2

【0030】次に、それら光路長の変化を相殺するため
に、図3(b)に示すように、ウエハ側Xステージ7が
走査方向D2に所定量、即ちX方向に−ΔX2だけ移動
して、レチクル走査ステージ23が走査方向D1に所定
量、即ち−X方向に−ΔX1だけ移動する。これにより
レチクル16A側の光路長差の変化量及びウエハ8側の
光路長差の変化量はそれぞれ0になる。この場合、例え
ば図3(a)で光軸AX1上のレチクル16A上の点3
0とウエハ8上の点30Pとが共役であるとすると、図
3(b)において、点30Pは光軸AX1からX方向に
−ΔX2だけ移動して、点30は光軸AX1から−X方
向に−ΔX1(=−M・ΔX2)だけ移動している。し
かしながら、投影光学系PLの投影倍率は1/Mである
ため、図3(b)においても、点30と点30Pとは共
役である。従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜
しても、レチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合
わせ精度は高精度に維持される。
Next, as shown in FIG. 3B, the wafer-side X stage 7 is moved by a predetermined amount in the scanning direction D2, that is, by -ΔX2 in the X direction, in order to cancel the change in the optical path length. The reticle scanning stage 23 moves by a predetermined amount in the scanning direction D1, that is, by -ΔX1 in the -X direction. Thus, the change amount of the optical path length difference on the reticle 16A side and the change amount of the optical path length difference on the wafer 8 side become zero. In this case, for example, the point 3 on the reticle 16A on the optical axis AX1 in FIG.
Assuming that 0 and the point 30P on the wafer 8 are conjugate, in FIG. 3B, the point 30P moves from the optical axis AX1 by -ΔX2 in the X direction, and the point 30 moves from the optical axis AX1 to the -X direction. Is moved by -ΔX1 (= −M · ΔX2). However, since the projection magnification of the projection optical system PL is 1 / M, the point 30 and the point 30P are conjugate also in FIG. Therefore, even if the optical axis AX1 is inclined by an arbitrary angle θ, the superposition accuracy of the conjugate image of the reticle 16A and the wafer 8 is maintained with high accuracy.

【0031】なお、図1の構成ではX軸用固定鏡10及
びレチクル側固定鏡25は投影光学系PLの鏡筒5に固
定されているが、それら固定鏡をそれぞれコラム4の側
面部4a及び4bに固定してもよいことは明かである。
次に本実施例の種々の変形例につき図4を参照して説明
する。図4において図1に対応する部分には同一符号を
付している。先ず図4(a)の変形例では、ウエハ側の
X軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方のステージ
支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラ
ム4上に更に延長された支持台31の側面で且つレチク
ル側移動鏡24の上方に固定する。
In the configuration shown in FIG. 1, the X-axis fixed mirror 10 and the reticle-side fixed mirror 25 are fixed to the lens barrel 5 of the projection optical system PL. Obviously, it may be fixed to 4b.
Next, various modifications of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. First, in the modification of FIG. 4A, the X-axis fixed mirror 10 on the wafer side is fixed to the side surface of the stage support 3 below the X-axis movable mirror 9, and the reticle-side fixed mirror 25 is placed on the column 4. And fixed above the reticle-side movable mirror 24 on the side surface of the support base 31 further extended.

【0032】また、X軸用移動鏡9及びX軸用固定鏡1
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは逆である。そして、投
影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動鏡
9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡1
0に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間隔
をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチク
ル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・Lに
設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投影
光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル16
Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に維
持される。
The X-axis movable mirror 9 and the X-axis fixed mirror 1
The direction of the 0 reflection surface is opposite to the direction of the reflection surfaces of the reticle-side moving mirror 24 and the reticle-side fixed mirror 25. Then, assuming that the projection magnification of the projection optical system PL is 1 / M, the wafer-side measurement beam WS incident on the X-axis movable mirror 9 and the X-axis fixed mirror 1
Assuming that the distance in the Z direction from the wafer-side reference beam WR incident on 0 is L, the reticle-side measurement beam RS incident on the reticle-side moving mirror 24 and the reticle-side reference beam RR incident on the reticle-side fixed mirror 25. The interval in the Z direction is set to ML. Even in this arrangement, similarly to the embodiment of FIG. 1, the reticle 16 when the optical axis AX1 of the projection optical system PL is tilted.
The superposition accuracy of the conjugate image of A and the wafer 8 is maintained with high accuracy.

【0033】次に、図4(b)の変形例では、レチクル
側移動鏡24をレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定する。そして、ウエハ
側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の上方の鏡筒
5の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラム4上
に更に延長された支持台31の側面で且つレチクル側移
動鏡24の上方に固定する。従って、X軸用移動鏡9及
びX軸用固定鏡10の反射面の方向とレチクル側移動鏡
24及びレチクル側固定鏡25の反射面の方向とは同一
である。そして、投影光学系PLの投影倍率を1/Mと
して、X軸用移動鏡9に入射するウエハ側測長ビームW
SとX軸用固定鏡10に入射するウエハ側参照ビームW
RとのZ方向の間隔をLとすると、レチクル側移動鏡2
4に入射するレチクル側測長ビームRSとレチクル側固
定鏡25に入射するレチクル側参照ビームRRとのZ方
向の間隔をM・Lに設定する。この配置でも、図1の実
施例と同様に、投影光学系PLの光軸AX1が傾斜した
場合のレチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合わ
せ精度が高精度に維持される。
Next, in the modification shown in FIG. 4B, the reticle-side moving mirror 24 is fixed on the reticle scanning stage 23 on the same side as the X-axis moving mirror 9 on the wafer side. Then, the X-axis fixed mirror 10 on the wafer side is fixed to the side surface of the lens barrel 5 above the X-axis movable mirror 9, and the reticle-side fixed mirror 25 is further extended on the column 4 to the side surface of the support base 31. And fixed above the reticle-side movable mirror 24. Therefore, the directions of the reflecting surfaces of the X-axis moving mirror 9 and the X-axis fixed mirror 10 are the same as the directions of the reflecting surfaces of the reticle-side moving mirror 24 and the reticle-side fixed mirror 25. Then, the projection magnification of the projection optical system PL is set to 1 / M, and the wafer-side length measurement beam W incident on the X-axis movable mirror 9 is set.
Wafer side reference beam W incident on S and X axis fixed mirror 10
Assuming that the distance in the Z direction from R is L, the reticle-side movable mirror 2
The distance in the Z direction between the reticle-side measurement beam RS incident on the reticle 4 and the reticle-side reference beam RR incident on the reticle-side fixed mirror 25 is set to ML. Even in this arrangement, as in the embodiment of FIG. 1, the superposition accuracy of the conjugate image of the reticle 16A and the wafer 8 when the optical axis AX1 of the projection optical system PL is inclined is maintained with high accuracy.

【0034】次に、図4(c)の変形例では、レチクル
側移動鏡24がレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定されている。そして、
ウエハ側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方
のステージ支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡
25をレチクル側移動鏡24の下方の鏡筒5の側面部に
固定する。従って、X軸用移動鏡9及びX軸用固定鏡1
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは同一である。そして、
投影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動
鏡9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡
10に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間
隔をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチ
クル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射す
るレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・L
に設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投
影光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル1
6Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に
維持される。
Next, in the modification shown in FIG. 4C, the reticle-side moving mirror 24 is fixed on the reticle scanning stage 23 on the same side as the X-axis moving mirror 9 on the wafer side. And
The X-axis fixed mirror 10 on the wafer side is fixed to the side surface of the stage support 3 below the X-axis movable mirror 9, and the reticle-side fixed mirror 25 is placed on the side of the lens barrel 5 below the reticle-side movable mirror 24. Fixed to. Therefore, the X-axis movable mirror 9 and the X-axis fixed mirror 1
The direction of the 0 reflection surface is the same as the direction of the reflection surfaces of the reticle-side moving mirror 24 and the reticle-side fixed mirror 25. And
Assuming that the projection magnification of the projection optical system PL is 1 / M, the distance in the Z direction between the wafer-side measurement beam WS incident on the X-axis movable mirror 9 and the wafer-side reference beam WR incident on the X-axis fixed mirror 10 is set. L, the distance in the Z direction between the reticle-side measurement beam RS incident on the reticle-side movable mirror 24 and the reticle-side reference beam RR incident on the reticle-side fixed mirror 25 is represented by M · L.
Set to. Also in this arrangement, similar to the embodiment of FIG. 1, reticle 1 when optical axis AX1 of projection optical system PL is inclined.
The superposition accuracy of the conjugate image of 6A and the wafer 8 is maintained with high accuracy.

【0035】また、上述実施例はスリットスキャン方式
の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図5
のようなステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置においても、レチクル16の位置検出をレーザー干渉
計方式で行う場合には本発明の配置を適用することによ
り、レチクル16の共役像とウエハ8との重ね合わせ精
度が高精度に維持される。このように、本発明は上述実
施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の構成を取り得る。
In the above embodiment, the present invention is applied to a slit scanning type projection exposure apparatus.
In the step-and-repeat type projection exposure apparatus as well, when the position of the reticle 16 is detected by the laser interferometer method, the arrangement of the present invention is applied so that the conjugate image of the reticle 16 and the wafer 8 Is maintained with high accuracy. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、マスク側移動鏡及びマ
スク側参照鏡にそれぞれ入射する光ビームの間隔L1
と、基板側移動鏡及び基板側参照鏡にそれぞれ入射する
光ビームの間隔L2とが所定の関係に設定されて、感光
基板、投影光学系及びマスクを支持するステージ系の傾
斜による誤差が相殺されるようになっているので、マス
クと感光基板との位置ずれ誤差が発生しない利点があ
る。
According to the present invention, the distance L1 between the light beams incident on the mask-side moving mirror and the mask-side reference mirror, respectively.
And the distance L2 between the light beams incident on the substrate-side moving mirror and the substrate-side reference mirror, respectively, are set in a predetermined relationship, so that errors due to the tilt of the stage system supporting the photosensitive substrate, the projection optical system, and the mask are offset. Therefore, there is an advantage that a displacement error between the mask and the photosensitive substrate does not occur.

【0037】この場合、マスク側参照鏡及び基板側参照
鏡の配置の自由度は広く、必要に応じて最適な配置を選
択することができる。尚、マスク側参照鏡及び基板側参
照鏡をそれぞれ投影光学系の鏡筒の側面に対向するよう
に取り付けた構成では、投影光学系の光軸方向の装置の
長さが短くなり、干渉計の構成も特に簡略化される。
In this case, the degree of freedom in the arrangement of the mask-side reference mirror and the substrate-side reference mirror is wide, and an optimum arrangement can be selected as needed. In the configuration in which the mask-side reference mirror and the substrate-side reference mirror are respectively mounted so as to face the side surfaces of the barrel of the projection optical system, the length of the device in the optical axis direction of the projection optical system is shortened, and the The configuration is also particularly simplified.

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

【図1】本発明による投影露光装置の一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1のスリット状の照明領域を示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing a slit-shaped illumination area in FIG. 1;

【図3】(a)は図1の投影光学系PLの光軸が傾斜し
た状態を示す側面図、(b)は図3(a)の状態から光
路長の変化量を相殺するようにウエハ側Xステージ7及
びレチクル走査ステージ23を動かした状態を示す側面
図である。
3A is a side view showing a state in which the optical axis of the projection optical system PL in FIG. 1 is inclined, and FIG. 3B is a view showing a state where the change in the optical path length from the state in FIG. FIG. 9 is a side view showing a state where a side X stage 7 and a reticle scanning stage 23 are moved.

【図4】図1の実施例の種々の変形例を示す要部の構成
図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of main parts showing various modifications of the embodiment of FIG. 1;

【図5】従来のレーザー干渉計を備えた投影露光装置を
示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus provided with a conventional laser interferometer.

【図6】図5の投影露光装置において投影露光部が傾斜
した状態の要部を示す拡大図である。
6 is an enlarged view showing a main part of the projection exposure apparatus of FIG. 5 in a state where a projection exposure unit is inclined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2A,2B 防振ばね 3 ステージ支持台 4 コラム PL 投影光学系 5 投影光学系の鏡筒 7 ウエハ側Xステージ 9 X軸用移動鏡 10 X軸用固定鏡 13 X軸用レーザー干渉計本体部 22 レチクルステージ支持台 23 レチクル走査ステージ 24 レチクル側移動鏡 25 レチクル側固定鏡 26 レチクル用レーザー干渉計本体部 27 照明光学系 2A, 2B Anti-vibration spring 3 Stage support 4 Column PL Projection optical system 5 Barrel of projection optical system 7 Wafer-side X stage 9 X-axis movable mirror 10 X-axis fixed mirror 13 X-axis laser interferometer main body 22 Reticle stage support 23 Reticle scanning stage 24 Reticle-side moving mirror 25 Reticle-side fixed mirror 26 Reticle laser interferometer main body 27 Illumination optical system

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクのパターン像を感光基板上に投影
する投影光学系と、前記マスクを保持して前記投影光学
系の光軸に垂直な平面内で前記マスクを移動させるマス
クステージと、前記感光基板を保持して前記投影光学系
の光軸に垂直な平面内で前記感光基板を移動させる基板
ステージと、前記マスクステージの所定の方向の移動量
を検出するマスク側干渉計と、前記基板ステージの前記
所定の方向と共役な方向の移動量を検出する基板側干渉
計とを有する投影露光装置において、 前記マスク側干渉計を、前記マスクステージに取り付け
られたマスク側移動鏡と、前記マスクステージが載置さ
れているマスク側ガイド部に対して動かないように取り
付けられたマスク側参照鏡と、前記マスク側移動鏡及び
マスク側参照鏡に対して光ビームを平行に照射して前記
マスク側移動鏡及びマスク側参照鏡からそれぞれ反射さ
れる光ビームを干渉させるマスク側干渉計測手段とより
構成し、 前記基板側干渉計を、前記基板ステージに取り付けられ
た基板側移動鏡と、前記基板ステージが載置されている
基板側ガイドに対して動かないように取り付けられた基
板側参照鏡と、前記基板側移動鏡及び基板側参照鏡に対
して光ビームを平行に照射して前記基板側移動鏡及び基
板側参照鏡からそれぞれ反射される光ビームを干渉させ
る基板側干渉計測手段とより構成し、 前記投影光学系の前記マスクから前記感光基板への投影
倍率を1/M(Mは正の実数)としたときに、前記マス
ク側移動鏡及び前記マスク側参照鏡にそれぞれ入射する
光ビームの前記投影光学系の光軸に平行な方向の間隔L
1を、前記基板側移動鏡及び前記基板側参照鏡にそれぞ
れ入射する光ビームの前記投影光学系の光軸に平行な方
向の間隔L2のM倍に設定した事を特徴とする投影露光
装置。
A projection optical system for projecting a mask pattern image onto a photosensitive substrate; a mask stage for holding the mask and moving the mask in a plane perpendicular to an optical axis of the projection optical system; A substrate stage that holds the photosensitive substrate and moves the photosensitive substrate in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system, a mask-side interferometer that detects an amount of movement of the mask stage in a predetermined direction, and the substrate In a projection exposure apparatus having a substrate-side interferometer for detecting an amount of movement of a stage in a direction conjugate to the predetermined direction, the mask-side interferometer includes a mask-side moving mirror attached to the mask stage, and the mask A mask-side reference mirror mounted so as not to move with respect to the mask-side guide portion on which the stage is mounted, and a light beam is applied to the mask-side movable mirror and the mask-side reference mirror. A mask-side interferometer configured to irradiate a row and interfere with light beams respectively reflected from the mask-side moving mirror and the mask-side reference mirror, wherein the substrate-side interferometer is a substrate mounted on the substrate stage. A side-moving mirror, a substrate-side reference mirror attached so as not to move with respect to a substrate-side guide on which the substrate stage is mounted, and a light beam parallel to the substrate-side moving mirror and the substrate-side reference mirror. And substrate-side interference measurement means for irradiating light beams respectively reflected from the substrate-side moving mirror and the substrate-side reference mirror, and setting a projection magnification of the projection optical system from the mask to the photosensitive substrate. When 1 / M (M is a positive real number), the interval L in the direction parallel to the optical axis of the projection optical system between the light beams incident on the mask-side moving mirror and the mask-side reference mirror, respectively.
1. A projection exposure apparatus, wherein 1 is set to M times an interval L2 of light beams respectively incident on the substrate-side moving mirror and the substrate-side reference mirror in a direction parallel to the optical axis of the projection optical system.
【請求項2】 前記マスク側参照鏡及び前記基板側参照
鏡をそれぞれ前記投影光学系の鏡筒の側面に対向するよ
うに取り付けた事を特徴とする請求項1記載の投影露光
装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the mask-side reference mirror and the substrate-side reference mirror are respectively mounted so as to face side surfaces of a barrel of the projection optical system.
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