JPS6026343A - Projection exposing device - Google Patents

Projection exposing device

Info

Publication number
JPS6026343A
JPS6026343A JP58133691A JP13369183A JPS6026343A JP S6026343 A JPS6026343 A JP S6026343A JP 58133691 A JP58133691 A JP 58133691A JP 13369183 A JP13369183 A JP 13369183A JP S6026343 A JPS6026343 A JP S6026343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
image
reticle
optical system
photoelectric
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.)
Granted
Application number
JP58133691A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0430735B2 (en
Inventor
Shoichi Tanimoto
昭一 谷元
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
Nippon Kogaku KK
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, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
Priority to JP58133691A priority Critical patent/JPS6026343A/en
Publication of JPS6026343A publication Critical patent/JPS6026343A/en
Priority to US06/800,094 priority patent/US4629313A/en
Priority to US06/897,644 priority patent/US4711567A/en
Publication of JPH0430735B2 publication Critical patent/JPH0430735B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • 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
    • G03F7/70716Stages
    • G03F7/70725Stages control
    • 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
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface

Abstract

PURPOSE:To enable detection of positions on an image formed plane by relatively moving a photoelectric detector and the optical image of fine line elements through an optical system in a plane perpendicular to the optical axis, and generating, in plural times, photoelectric signals obtained when the optical image and a slit are aligned. CONSTITUTION:A luminous flux past the second condenser lens 3 illuminates a reticle 5 as a mask. Plural light transmitting marks M11a-M13a are described on the underside of the reticle 5. The luminous flux l1 past the mask falls on a projection lens 6 as an image forming optical system. The flux l1 is converged through the lens 6 and the flux l2 is emitted and focused on a slit plate 8 having plural fine openings movable 2-dimensionally. A photoelectric signal good in S/N can be obtained and exact focused positions can be precisely measured in a short time by relatively scanning with a photoelectric detecting means having plural fine openings.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、結像光学系の光学的な特性を測定0J能な露
光装置に関し、特に集積回路のマスクパターンを半導体
基板−ヒに投影露光する装置において、投影光学系の特
性、例えば像面の傾きや4Iす曲等を測定可能にした投
影露光装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an exposure apparatus capable of measuring the optical characteristics of an imaging optical system, and more particularly, to an exposure apparatus that projects and exposes a mask pattern of an integrated circuit onto a semiconductor substrate. The present invention relates to a projection exposure apparatus that is capable of measuring characteristics of a projection optical system, such as the inclination of an image plane and the 4I curve.

(発明の背景) 大規模集積回路(LSI)パターンの微細化は年々進行
しているが、微細化に対する要求を満たし、かつ生産性
の高い、回路パターン焼付は装置として縮小投影型露光
装置が普及してきている。
(Background of the Invention) The miniaturization of large-scale integrated circuit (LSI) patterns is progressing year by year, and reduction projection exposure equipment has become popular as a device for printing circuit patterns that satisfies the demands for miniaturization and has high productivity. I've been doing it.

従来より用いられてきたこれらの装置においては、シリ
コンウェハ等(以下ウエノ・と称する)に焼付けされる
べきパターンの何倍か(例えば10倍)のレチクルパタ
ーンが投影レンズによって縮小投影され、1回の露光で
焼付けされるのはウニ・・上で対角長14朋の正方形よ
りも小さい程度の領域である。従って直径125朋位の
ウェハ全面にパターンを焼付けるには、ウグハをステー
ジに載せて一定距離移動させては露光を行なうことを繰
返す、いわゆるステップアンドリピート方式を採用して
いる。LSIの製造においては、数層以上のパターンが
ウニ・・上に順次形成されていくが、異なる層間のパタ
ーンの重ね合わせ誤差を一定値以下にしておかなければ
、層間の導電又は絶縁状態が意図するものでなくなり、
LSIの機能を果たすことができなくなる。例えば1μ
mの最小線幅の回路に対してはせいぜい0.2μ累程度
の重ね合わせ誤差しか許はれない。この重ね合わせ誤差
の原因のうち、露光装置によって発生するものは、(1
)投影倍率誤差、投影歪み、像面の彎曲や傾き及び(2
)投影像とウニ・・の相対的な位置ずれである。上記(
1)の原因の歪は投影光学系の持つ歪曲収差である。一
方、倍率誤差については投影光学系のレチクル側光束が
テレセントリックではない場合は、レチクルと投影光学
系の主点(主平面)との間隔を変えることによって小さ
くできるものであり、まkjレセン) IJラック場合
には投影光学系内部の構成要素(レンズ等の光学部材)
を相対的に光軸方向に位置ずらしして小さくできるもの
である。従っ−C、レチクルと投影レンズ間の距離及び
投影レンズ内部の構成要素の相対位置が変化しなければ
(1)の原因による誤差は一定であり、システマティソ
クな誤差と言える。これに対して、(2)の原因による
誤差はランダム誤差の要因を多く含み、アライメント(
位置合わせ)を行なう毎に重ね合わせ誤差がばらつく主
原因となるものである。
In these devices that have been used in the past, a reticle pattern that is several times (for example, 10 times) the size of the pattern to be printed onto a silicon wafer (hereinafter referred to as Ueno) is reduced and projected by a projection lens, and is printed once. What is printed by this exposure is an area smaller than a square with a diagonal length of 14 mm on the sea urchin. Therefore, in order to print a pattern on the entire surface of a wafer with a diameter of about 125 mm, a so-called step-and-repeat method is used, in which the wafer is placed on a stage, moved a certain distance, and exposed repeatedly. In LSI manufacturing, several layers or more of patterns are sequentially formed on the surface of the sea urchin, but unless the overlay error of the patterns between different layers is kept below a certain value, the conductive or insulating state between the layers will not be as intended. It is no longer something to do,
It becomes impossible to perform the functions of the LSI. For example, 1μ
For a circuit with a minimum line width of m, an overlay error of about 0.2 μm is allowed at most. Among the causes of this overlay error, those caused by the exposure device are (1
) Projection magnification error, projection distortion, curvature and tilt of the image plane, and (2
) is the relative positional shift between the projected image and the sea urchin. the above(
The cause of distortion in 1) is the distortion aberration of the projection optical system. On the other hand, if the light beam on the reticle side of the projection optical system is not telecentric, the magnification error can be reduced by changing the distance between the reticle and the principal point (principal plane) of the projection optical system. In the case of a rack, components inside the projection optical system (optical members such as lenses)
can be made smaller by relatively shifting the position in the optical axis direction. Therefore, unless the distance between the reticle and the projection lens and the relative positions of the components inside the projection lens change, the error caused by cause (1) is constant and can be said to be a systematic error. On the other hand, errors due to cause (2) include many random error factors, and alignment (
This is the main cause of variation in overlay errors each time alignment is performed.

さて、システマテイツクな誤差である(1)の誤差は、
その値を測定しながら一定値以下になるように装置を調
整しておけば、長い時間にわたっ−こ安定して小さい値
を維持できるもので、露光装置の製造時の調整において
、できるだけ小さくしておかねばならない。従来より(
1)の誤差のうち、像面の彎曲や傾き測定は、予め定め
られた複数の位置にマークのパターンが描かれたレチク
ル、いbゆるテスト・レチクルの像をウェハと投影レン
ズの間隔を少しずつ変えながらウエノ・上のフォトレジ
ストに焼付け、焼付けられたマークのレジスト像の解像
状態や座標を測定し、解像度や投影歪をめるこ、とによ
ってなされていた。しかし、この方法によると、ウェハ
上にテスト会レチクルのパターンを露光し、これを現像
する手間と時間が必要であり、またマークのレジスト像
を測定するのに走査型電子顕微鏡等を用いなければなら
ないという欠点があった。また、近年ステージ上にスリ
ット付の光電検出器を設け、投影されたパターンの像の
エツジ部を走査して、光電信号の立上シを調べることに
よって、最もコントラストの良い像が得られる光軸方向
の位置を検出して、投影光学系の結像面を見出す方法が
、本願出願人による先の出願、特願昭57−20485
6号に開示されている。しかしながら、ここに開示され
た方法では、必らずしも高精度に結像面を検出し得ると
は言えなかった。すなわち、光電検出器のスリット幅を
、投影光学系によって解像可能な最小線幅と略等しくす
れば、パターン像のコントラストを高精度に検出できる
はずであるが、スリット幅が小きくなることによって、
光電信号のSハ比が低下し、むしろ高精度な検出が不能
となる欠点があった。
Now, the error in (1), which is a systematic error, is
If you adjust the equipment so that the value is below a certain value while measuring it, you can maintain a stable small value over a long period of time. I have to keep it. From before (
Among the errors in 1), the measurement of the curvature and inclination of the image plane is caused by measuring the image of a reticle with mark patterns drawn at multiple predetermined positions, a so-called test reticle, by slightly increasing the distance between the wafer and the projection lens. This was done by burning the photoresist on the Ueno film while changing the marks, measuring the resolution and coordinates of the printed mark's resist image, and adjusting the resolution and projection distortion. However, this method requires time and effort to expose the test reticle pattern on the wafer and develop it, and also requires the use of a scanning electron microscope or the like to measure the resist image of the mark. There was a drawback that it was not possible. In addition, in recent years, a photoelectric detector with a slit has been installed on the stage, and by scanning the edges of the projected pattern image and examining the rise of the photoelectric signal, the optical axis that provides the image with the best contrast has been developed. A method of detecting the position of the direction and finding the image forming plane of the projection optical system is disclosed in an earlier application by the applicant, Japanese Patent Application No. 57-20485.
It is disclosed in No. 6. However, the method disclosed herein cannot necessarily be said to be able to detect the imaging plane with high precision. In other words, if the slit width of the photoelectric detector is made approximately equal to the minimum line width that can be resolved by the projection optical system, it should be possible to detect the contrast of the pattern image with high precision. ,
This has the disadvantage that the S/C ratio of the photoelectric signal is lowered, making highly accurate detection impossible.

(発明の目的) 本発明は、これらの欠点を解決し、結像面の位置、ある
いは像面彎曲や傾き等の検出を容易にかつ精密に行ない
得る投影露光装置を得ることを目的とする。
(Objective of the Invention) An object of the present invention is to solve these drawbacks and provide a projection exposure apparatus that can easily and accurately detect the position of an imaging plane, field curvature, inclination, etc.

(発明の概要→ 本発明は、スリット付の光電検出器のスリットを複数本
配列するとともに、結像光学系によって結像されるマス
クにも複数の微小線要素を配列する。そして、その光電
検出器と微小線要素の結像光学系による光像とを、光軸
と垂直な面内で相対移動させて、微小線要素の光像と光
電検出器のスリット(微小開口)とが整列したときに得
られる光電信号を、結像光学系と光電検出器のスリット
との間隔を変えて複数回発生させる。こうして得られた
光電信号に基づいて、結像光学系の結像面の位置を検出
することを技術的要点としている。
(Summary of the invention → The present invention arranges a plurality of slits in a photoelectric detector with slits, and also arranges a plurality of microline elements on a mask imaged by an imaging optical system.Then, the photoelectric detection When the light image of the micro wire element and the optical image formed by the imaging optical system of the micro wire element are moved relative to each other in a plane perpendicular to the optical axis, and the optical image of the micro wire element and the slit (micro aperture) of the photoelectric detector are aligned. The photoelectric signal obtained at The technical point is to do so.

(実施例) 第1図は本発明の実施例が適用される投影型露光装置の
概略図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram of a projection exposure apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.

露光用の照明光源1からの照明光は第1のコンデンサー
レンズ2によって一度収束された後、第2のコンデンサ
ーレンズ3に達する。その光路中、光が収束される位置
には照明光を遮断、通過するためのシャッター4が設け
られている。そして、第2のコンデンサーレンズ3を通
った光束は、マスクとしてのテスト・レチクル5(以下
単にレチクル5とする)を照明する。レチクル5の下面
には予め定められた複数の位置に、光透過性のマークM
11〜MI3が描かれている。ここでは模式的に3つの
マークのみを示す。このレチクル5のマークM、、−M
、3を透過した光束11は、光学的な特性を測定すべき
結像光学系としての投影レンズ6に入射する。この投影
レンズ6はレチクル5側、すなわち物体側が非テレセン
トリックで、像側かテレセントリックな光学系である。
Illumination light from an exposure illumination light source 1 is once converged by a first condenser lens 2 and then reaches a second condenser lens 3. In the optical path, a shutter 4 for blocking and passing illumination light is provided at a position where the light is converged. The light beam passing through the second condenser lens 3 illuminates a test reticle 5 (hereinafter simply referred to as reticle 5) serving as a mask. Light-transmissive marks M are placed on the lower surface of the reticle 5 at a plurality of predetermined positions.
11 to MI3 are depicted. Here, only three marks are shown schematically. Marks M, -M on this reticle 5
, 3 enters a projection lens 6 as an imaging optical system whose optical characteristics are to be measured. This projection lens 6 is an optical system in which the reticle 5 side, that is, the object side, is non-telecentric, and the image side is telecentric.

光束11は投影レンズ6によって集束きれて、光束12
となって射出する。尚、レチクル5の下面と投影レンズ
6の主平面6aとの間隔はLとする。イし、て、光束β
2は2次元移動可能なステージ7に設けられた微小なス
リット開口を有するスリット板8上に結像される。さら
にスリット板8を通った光はステージ7に設けられた光
電検出器9によって光電変換キれる。このスリット板8
と光電検出器9とによ・っ−C光電検出手段を構成する
。また、ステージ7は普段は半導体ウェハ10を載置し
て2次元移動−するものであり、ウェハ10は、ステー
ジ7と一体に2次元移動するウェハホルダ]、Lhに載
1i!、゛される。
The light beam 11 is focused by the projection lens 6 and becomes a light beam 12.
and ejects. Note that the distance between the lower surface of the reticle 5 and the principal plane 6a of the projection lens 6 is L. i, te, luminous flux β
2 is imaged onto a slit plate 8 having a minute slit opening provided on a two-dimensionally movable stage 7. Furthermore, the light passing through the slit plate 8 is photoelectrically converted by a photoelectric detector 9 provided on the stage 7. This slit plate 8
and the photoelectric detector 9 constitute a photoelectric detection means. Further, the stage 7 usually carries a semiconductor wafer 10 thereon and moves two-dimensionally, and the wafer 10 is placed on Lh of a wafer holder which moves two-dimensionally together with the stage 7. , will be done.

ウェハホルダ11はステージ7に対しで微小回転と上下
動ができるように設けられている。このウェハホルダ1
lld投影レンズ6の投影像がウェハ100表面に結像
するように、すなわち焦点合わせができるように上下動
する。また、スリット板8のスリット開口面は、ウェハ
】()の表面の高さとほぼ一致するように定められ、こ
のスリット板8と光電検出器9とはウェハホルダ11の
」二F動に伴って一体に上下動するように設けられてい
る。
The wafer holder 11 is provided so as to be able to minutely rotate and move up and down relative to the stage 7. This wafer holder 1
It moves up and down so that the projected image of the lld projection lens 6 is formed on the surface of the wafer 100, that is, so that focusing can be performed. Further, the slit opening surface of the slit plate 8 is set to almost match the height of the surface of the wafer 2, and the slit plate 8 and the photoelectric detector 9 are integrated with each other as the wafer holder 11 moves. It is installed so that it can move up and down.

この焦点合わせのために、投影レンズ6とウェハ10の
表面(あるいはスリット板8の開口面)との間隔を計測
するギャップセンサー12が設ケラれる。このギャップ
センサー12とウェハホルタ11の上下動とによって自
動焦点調整が可能であり、ウェハ10上に回路パターン
を焼付ける際、ウェハ100表面の高さを検出して、常
にコントラストの高い投影像が転写できる。
For this focusing, a gap sensor 12 is provided to measure the distance between the projection lens 6 and the surface of the wafer 10 (or the opening surface of the slit plate 8). Automatic focus adjustment is possible using the gap sensor 12 and the vertical movement of the wafer holder 11. When printing a circuit pattern on the wafer 10, the height of the surface of the wafer 100 is detected and a projected image with high contrast is always transferred. can.

一方、ステージ7の位置はレーザ干渉計13により、ス
テージ7に固定された反射鏡14までの距離をレーザ光
を用いて測定することによってめられる。
On the other hand, the position of the stage 7 is determined by using a laser interferometer 13 to measure the distance to a reflecting mirror 14 fixed to the stage 7 using a laser beam.

第1図では、紙面中左右方向のX軸方向のみしか表わし
ていないが、ステージ7の移動平面を成すX軸と垂直(
紙面と垂直)なy軸方向に関しても同様にレーザ干渉計
と反射鏡が設けられている。
Although FIG. 1 only shows the X-axis direction in the left-right direction in the paper, it is perpendicular to the X-axis that forms the movement plane of the stage 7 (
Similarly, a laser interferometer and a reflecting mirror are provided in the y-axis direction (perpendicular to the plane of the paper).

これらレーザ干渉計によってステージ7の所定の原点に
対する座標値が逐次計測される。
These laser interferometers successively measure the coordinate values of the stage 7 with respect to a predetermined origin.

尚、このX軸、y軸方向のレーザ干渉計の各レーザ光束
が成す2つの測定軸の交点は、投影レンズ6の光軸と一
致するように定められている。
Note that the intersection of the two measurement axes formed by the respective laser beams of the laser interferometer in the X-axis and y-axis directions is determined to coincide with the optical axis of the projection lens 6.

また、レチクル・ホルダ15はレチクル5を保持して2
次元的に移動可能であり、後述するレチクル・アライメ
ント制御系によって駆動制御きれ、レチクル5の位置決
めを行なうものである。尚、投影レンズ6は、ステージ
70ベースト一体に形成された保持手段16によって固
定される。
Further, the reticle holder 15 holds the reticle 5 and
It is movable dimensionally and can be driven and controlled by a reticle alignment control system, which will be described later, to position the reticle 5. Incidentally, the projection lens 6 is fixed by a holding means 16 formed integrally with the stage 70 base.

さて、第2図は第1図に示したレチクル5の平面図であ
る。レチクル5はガラス等の透明基板の下面(投影レン
ズ6と対向する面)全面に遮光部としてクロム層、又は
低反射クロム層を形成した後、マークMとなる部分のク
ロム層をはがして光透過性としたものである。第2図の
ように、レチクル5の中心0を原点とする直交座標系X
Yを定めたとき、この座標系XYに従って、9つのマー
クM11〜M33が3×3の正方のマトリックス状に設
けられている。マークM11〜M33は各々、X方向と
Y方向に延びた3本の微小スリットの集合体からなる。
Now, FIG. 2 is a plan view of the reticle 5 shown in FIG. 1. The reticle 5 is made by forming a chrome layer or a low-reflection chrome layer as a light shielding part on the entire lower surface (the surface facing the projection lens 6) of a transparent substrate such as glass, and then peeling off the chrome layer at the part that will become the mark M to transmit light. It is a gendered thing. As shown in Fig. 2, the orthogonal coordinate system X whose origin is the center 0 of the reticle 5
When Y is determined, nine marks M11 to M33 are provided in a 3×3 square matrix according to this coordinate system XY. Each of the marks M11 to M33 consists of a collection of three minute slits extending in the X direction and the Y direction.

例えばマークM1!は、Y方向に延びた3本の微小スリ
ットがX方向に配列したマークM11aと、X方向に延
びだ3本の微小スリットがY方向に配列したマーりMI
B)とから成る。他の8つのマークM12 、 M、3
 、 M2. 、 M22 、 M2S、 MB、 、
 MB2. M2Sにについても全く同様である。尚、
第2図にも示すように)7−りM +za + Mz2
a + Ma2a o 中央o微小スリットは座標系X
YOY軸上にあり、マーク八%+ b + M、、、、
b、 M23bの中央の微小スリットはX軸上にある。
For example, Mark M1! mark M11a in which three minute slits extending in the Y direction are arranged in the X direction, and mark MI in which three minute slits extending in the X direction are arranged in the Y direction.
B). Other eight marks M12, M, 3
, M2. , M22, M2S, MB, ,
MB2. The same applies to M2S. still,
As shown in Fig. 2) 7-ri M +za + Mz2
a + Ma2a o center o minute slit is coordinate system X
Located on the YOY axis, mark 8% + b + M,,,,
b, The small slit in the center of M23b is on the X axis.

そして、これら9つのマークMII−M33 の位置は
予め精密な位置測定器によって、061μmの分解能で
正確に測定されている。
The positions of these nine marks MII-M33 have been accurately measured in advance with a resolution of 061 μm using a precision position measuring device.

尚、9つのマークM、、−M、、は以下、一般的にはマ
ークMij(ただし、i、jは1〜3)と呼ぶことにす
る。
Note that the nine marks M, , -M, , will be generally referred to as marks Mij (where i and j are 1 to 3) below.

一方、第3図はスリブi・板8の平面図を示し、第4図
は第3図のA−A矢視断面図を示す。スリット板8 i
−Jニガラス板20の上面全体に遮光部としてのクロム
層21を厚さ0.1μm程度に蒸着した後スリット開口
となる部分をエツチング等によシはがして光透過性にし
たものである。スリット板8には第3図のようにy方向
に延びた3本の微小スリット開口8aと、X方向に延び
た3本の微小スリット開C1Bムとが形成される。こ力
2らスリット開F」sa、sbの各スリット幅は投影l
−ンズUKよ一〕で解像可能な最小線幅とほぼ等[7く
、例ぐば1μ+1に定められている。
On the other hand, FIG. 3 shows a plan view of the rib i/plate 8, and FIG. 4 shows a sectional view taken along the line A--A in FIG. Slit plate 8i
A chromium layer 21 serving as a light-shielding portion is deposited on the entire upper surface of the -J glass plate 20 to a thickness of about 0.1 μm, and then the portion that will become the slit opening is removed by etching or the like to make it transparent. As shown in FIG. 3, the slit plate 8 is formed with three minute slit openings 8a extending in the y direction and three minute slit openings C1B extending in the X direction. The width of each slit in the slit opening F'sa and sb is the projection l.
It is set to be approximately equal to the minimum line width that can be resolved by lenses UK, for example, 1μ+1.

尚、スリット板8のX方向、X方向はステージ7の移動
座標系と同一に定められているもの31する。そして、
スリット開口8aはマークM i j Bの投影像を検
出するもので必り、スリット1)旧ZJ 81) p;
1マ一クMijbの投影像を検出するものである。この
スリット板8のガラス板20のF側に、第1図で示した
光電検出器9の受光面が位置する。
Note that the X direction and the X direction of the slit plate 8 are determined to be the same as the moving coordinate system of the stage 7 31 . and,
The slit opening 8a is necessary to detect the projected image of the mark M i j B, and the slit 1) old ZJ 81) p;
The projection image of one mask Mijb is detected. The light receiving surface of the photoelectric detector 9 shown in FIG. 1 is located on the F side of the glass plate 20 of the slit plate 8.

( 次に、第1図で示した装置を制御するだめの制御系を、
第5図のブロック図に基づいて説明する。
(Next, the control system for controlling the device shown in Figure 1 is
This will be explained based on the block diagram shown in FIG.

装置全体はプログラムによる制御及び各種演算処理が可
能なように、メモリ等を含むマイクロ・コンピュータ(
以下学にCPUとする)30によ、って統括制御される
。CPU30はインターフ1−ス31(以下IF51と
する)を介して周辺の検出部、測定部、あるいは駆動部
と各種情報のやり取シを行なう。
The entire device is equipped with a microcomputer (including memory, etc.) to enable program control and various arithmetic processing.
It is centrally controlled by a CPU (hereinafter referred to as CPU) 30. The CPU 30 exchanges various information with surrounding detection sections, measurement sections, or drive sections via an interface 31 (hereinafter referred to as IF 51).

さて、ンヤソター駆動部32はCPU3Qの指令によっ
て、シャッター4の開閉動作を行ない、レチクル・アラ
イメント制御系33(以下R−ALG33とする)は投
影レンズ6の光軸に対してレチクル5が所定の位置にく
るように、レチクルボルダ15を動かして位置合わせす
るものである。とのR−ALG33は本発明の実施例に
おいてがならずしも必要なものではな−が、レチクル5
の位置合わせをレチクル5上のアライメントマークを用
いて目視の手動操作で行なうよりも正確かつ高速に行な
い得るので、本装置では以下R−ALG33を設ける。
Now, the image soter drive unit 32 opens and closes the shutter 4 in response to instructions from the CPU 3Q, and the reticle alignment control system 33 (hereinafter referred to as R-ALG 33) adjusts the reticle 5 to a predetermined position with respect to the optical axis of the projection lens 6. The reticle boulder 15 is moved and aligned so that the reticle boulder 15 is aligned. Although the R-ALG33 is not necessarily required in the embodiment of the present invention, the reticle 5
The following R-ALG 33 is provided in this apparatus because the positioning can be performed more accurately and faster than by visual manual operation using alignment marks on the reticle 5.

一方、ステージ7の座標を計測するために、前述のレー
ザ干渉計13で読み取られたステージ7のX方向の位置
情報と、レーザ干渉計34で読み取られたステージ7の
X方向の位置情報とは共に11F’31を介してCPU
30に送られる。また、ステージ7を2次元移動させる
ために、ステージ7をX方向に駆動するX軸駆動部35
(以下X−ACT35とする)と、ステージ7をX方向
に駆動するy軸駆動部36(以下Y−ACT36とする
)とが、CPU30の指令によって動作するように設け
らjlている。これらステージ7、X−ACT35、Y
−ACT36によって第1移動手段を構成する。−まだ
、ステージ7上のウェハホルダ11を微小回転きせるた
めのθ軸回転駆動部37(以下θ−ACT37とする)
と、ウェハホルダ11と光電イ寅出器9、スリット板8
とを上下動させるため、M2移動手段としてのZ軸駆動
部38(以下Z−ACT38とする)とが設けられ、C
PU30の指令によって動作する。そして、焦点検出部
39(以下AFD39とする)は第1図に示したギヤッ
プセンザ−12からの信号を入力して、ウェハ1oの表
面(又はスリット板8のスリット開口面)(!:投影レ
ンズ6の焦点位置のずれ情報を、IF51を介してCP
U’30に出力する。
On the other hand, in order to measure the coordinates of the stage 7, the positional information of the stage 7 in the X direction read by the laser interferometer 13 and the positional information of the stage 7 in the X direction read by the laser interferometer 34 are Both CPU via 11F'31
Sent to 30. Also, in order to move the stage 7 two-dimensionally, an X-axis drive section 35 that drives the stage 7 in the X direction is provided.
(hereinafter referred to as X-ACT 35) and a y-axis drive unit 36 (hereinafter referred to as Y-ACT 36) that drives the stage 7 in the X direction are provided to operate according to instructions from the CPU 30. These stage 7, X-ACT35, Y
- The ACT 36 constitutes a first moving means. - The θ-axis rotation drive unit 37 (hereinafter referred to as θ-ACT 37) for slightly rotating the wafer holder 11 on the stage 7
, wafer holder 11, photoelectric detector 9, and slit plate 8
In order to vertically move the C
It operates according to instructions from PU30. Then, the focus detection section 39 (hereinafter referred to as AFD 39) inputs the signal from the gap sensor 12 shown in FIG. The focal position shift information is sent to the CP via the IF51.
Output to U'30.

また、測定した結果や動作状態等を表示するためのモニ
ター用CRT、あるいはプリンタ等の端末装置40もI
F51を介してCPU30と接続されている。
In addition, a terminal device 40 such as a monitor CRT or a printer for displaying measurement results, operating status, etc.
It is connected to the CPU 30 via F51.

尚、実際の露光装置には上記各種制御系の他に、ウェハ
10をステージ7のxy移動方向に対して位置決めする
だめのウェハ・アライメント制御系も含まれるが、本発
明とは直接関係しないので説明は省略する。
In addition to the various control systems mentioned above, an actual exposure apparatus also includes a wafer alignment control system for positioning the wafer 10 in the x and y movement directions of the stage 7, but this is not directly related to the present invention. Explanation will be omitted.

はて、第6図はIF31に含まれる結像面の位置検出用
の回路の一例を示す回路ブロック図である。
Finally, FIG. 6 is a circuit block diagram showing an example of a circuit for detecting the position of the imaging plane included in the IF 31.

第6図において、第5図と同一のものには同一の符号を
つけである。
In FIG. 6, the same parts as in FIG. 5 are given the same reference numerals.

レーザ干渉計13から、ステージ7のX方向の単位移動
量毎に発生するアップ・ダウンパルスSP(以下単にパ
ルスSPとする)はX方向の位置計測用のカウンタ10
0に入力して、計数される。尚、不図示ではあるがレー
ザ干渉計34からも同様のパルスが発生し、そのパルス
は同様にカウンタによって計数される。
Up/down pulses SP (hereinafter simply referred to as pulses SP) generated from the laser interferometer 13 for each unit of movement of the stage 7 in the X direction are sent to a counter 10 for position measurement in the X direction.
Enter 0 and it will be counted. Although not shown, similar pulses are also generated from the laser interferometer 34, and these pulses are similarly counted by a counter.

さで、カウンタ100の計数値はステージ7のX方向の
位置情報DxとしてCPU30に読み込まれる〇 一方、光電検出器9の光電信号はアンプ101によって
増幅された後、その信号Sはサンプル・ホールト回路:
+o2(以下、S/H1o2トすル)ニ人力する。S/
)f102はレーザ干渉計13のパルスSPに応答して
、信号Sを±ンプリングするもので、サンプリングされ
た信号Sは、パルスS Pの発生タイミングと同期して
デジタル変換するアナログ−デジタル変換器103(以
下、ADC103とする)に人力する。ADC103は
信号Sのサンシリングされたデジタル値を情報Dfとし
てC1)UニーIQに出力する。
Now, the count value of the counter 100 is read into the CPU 30 as position information Dx of the stage 7 in the X direction.Meanwhile, the photoelectric signal of the photoelectric detector 9 is amplified by the amplifier 101, and then the signal S circuit:
+o2 (hereinafter referred to as S/H1o2) is done manually. S/
)f102 is for ±sampling the signal S in response to the pulse SP of the laser interferometer 13, and the sampled signal S is converted into digital data in synchronization with the generation timing of the pulse SP. (hereinafter referred to as ADC 103) is manually operated. The ADC 103 outputs the digital value of the signal S as information Df to C1) U knee IQ.

さらに、センサー104は、Z−ACT38の駆動量を
検出することによって、スリット板8とウェハホルダ1
1の上下動の位置、すなわちX y 、IF面と垂直な
2方向の位置を検出し、その検出値tよアナログ−デジ
タル変換器105(以下、ADCI05とする)に入力
する。ADC105はデジタル変換されたスリット板8
、ウェハホルダ11のZ方向の位置を情報DZとしてC
PU30に出力する。
Further, the sensor 104 detects the amount of drive of the Z-ACT 38, thereby controlling the slit plate 8 and the wafer holder 1.
1's vertical movement position, that is, X y , and the position in two directions perpendicular to the IF plane are detected, and the detected value t is input to an analog-digital converter 105 (hereinafter referred to as ADCI05). ADC105 is a digitally converted slit plate 8
, C with the position of the wafer holder 11 in the Z direction as information DZ.
Output to PU30.

また、C1)030 には、各種情報や演算値等が記憶
きれるメモリ回路106(以下、RAM106とする)
が接続されている。
In addition, C1) 030 has a memory circuit 106 (hereinafter referred to as RAM 106) that can store various information, calculated values, etc.
is connected.

尚、上記アンプ101、S/H102、ADCI Q 
3、センサー104、ADC105、及びCPU30に
よって、投影光学系の像面位置の検出手段を構成する。
In addition, the above amplifier 101, S/H102, ADCI Q
3. The sensor 104, ADC 105, and CPU 30 constitute means for detecting the image plane position of the projection optical system.

次に、上記露光装置を用いた投影レンズ6の光学特性の
測定動作について説明する。
Next, the operation of measuring the optical characteristics of the projection lens 6 using the exposure apparatus described above will be explained.

まず初めに、装置にセットされたレチクル5をR−AL
G33を用いて位置決めする。このとき投影レンズ6の
光軸がレチクル5上の座標系XYの原点0を通るように
位置合わせする。ざらに座標系XYのX、Y軸がステー
ジ7のX、y移動方向、すなわちレーザ干渉計13.3
4 の各測定軸X + yと夫々平行(一致する場合も
含めて)になるようにレチクル5の位置を定める。
First, R-AL the reticle 5 set in the device.
Position using G33. At this time, the projection lens 6 is aligned so that its optical axis passes through the origin 0 of the coordinate system XY on the reticle 5. Roughly speaking, the X and Y axes of the coordinate system XY are the X and Y movement directions of the stage 7, that is, the laser interferometer 13.3
The position of the reticle 5 is determined so that it is parallel to each of the measurement axes X + y (including cases in which they coincide).

その後、CPU30は第7図に示したフローチャート図
に従って測定を開始する。
Thereafter, the CPU 30 starts measurement according to the flowchart shown in FIG.

ステップ200 まず、CPU30はレーザ干渉計13.14からの位置
情報を読み取って、X−ACT35、Y−ACl”36
の駆動により、ステージ7を移動きせる。そ1.て、ス
リット板8がギャップセンサー12の直下にくるように
位置決めする。その後、ギャップセンサ=12とAFD
39によって、スリット板8の表面の高さく2位置)を
検出し、CPU30け投影レンズ6の結像面とスリット
板8の表面が一致するように、Z−ACT38を駆動す
る。以上によって、スリット板8は投影レンズ6の結像
面に焦点合わせされる。そして、次にシャッター駆動部
32によりシャッター4を開いて、レチクル5を照明1
2、マークMijの像を投影する。
Step 200 First, the CPU 30 reads the position information from the laser interferometers 13 and 14, and
The stage 7 is moved by driving. Part 1. Then, position the slit plate 8 so that it is directly below the gap sensor 12. After that, gap sensor = 12 and AFD
39 detects the two height positions of the surface of the slit plate 8, and the CPU 30 drives the Z-ACT 38 so that the imaging plane of the projection lens 6 and the surface of the slit plate 8 coincide. As described above, the slit plate 8 is focused on the imaging plane of the projection lens 6. Then, the shutter drive unit 32 opens the shutter 4 to move the reticle 5 to the illumination 1.
2. Project the image of mark Mij.

次に、ステージ7を移動させて、マーりMiJの投影像
Mij’をスリット板8上に位置決めする。
Next, the stage 7 is moved to position the projected image Mij' of the mercury MiJ on the slit plate 8.

このとき、投影像Mi)とスリット板8の位14関係は
、第8図のように定められる。
At this time, the relationship between the projected image Mi) and the slit plate 8 is determined as shown in FIG.

第8図ではレチクル5の中央のマークM2□ノ投影像M
22a′、M 22 b’と、スリット開口sa、sb
の位置関係が示されている。
In FIG. 8, the projected image M of the mark M2□ in the center of the reticle 5
22a', M22b' and slit openings sa, sb
The positional relationship is shown.

ここで、スリット開Iコ8a+8b、投影像Mi3の大
きさ及び形状について詳述する。
Here, the slit opening I 8a+8b and the size and shape of the projected image Mi3 will be described in detail.

スリット開口8aは3つの同じ形状をした幅Wのスリッ
ト開口8al +8a2 +8a3が周期dで規則的に
配置されたものから構成されている。スリット開口8b
も同様に幅Wの3本のスリット開口8b+。
The slit opening 8a is composed of three slit openings 8al + 8a2 + 8a3 having the same shape and having a width W and are regularly arranged at a period d. Slit opening 8b
Similarly, there are three slit openings 8b+ with a width W.

8b2,8b3が周期dで規則的に配置されたものから
構成されている。
It consists of 8b2 and 8b3 arranged regularly with a period d.

また投影像M22a′も幅がほぼWのスリット状の像L
xl 、 Lx2 、 Lx3が周期dで並んだ形状を
しており、投影像M22 b’も同様に幅がほぼWのス
リット状の像”Vl+ ”I2+ ”i3が周期dで並
んだ形状をしている。
Furthermore, the projected image M22a' is also a slit-shaped image L with a width of approximately W.
xl, Lx2, and Lx3 are lined up at a period of d, and the projected image M22b' is similarly shaped like slit-shaped images "Vl+"I2+''i3 with a width of approximately W are lined up at a period of d. There is.

スリyトの幅Wは投影レンズ6の解像限界の線幅値と等
しくとり、例えば1μ風とし、周期dはWの2倍とする
。ここでdは必ずしもWの2倍である必要はないが、(
d−w)が解像限界の線幅値に近い方が投影レンズ6の
結像面の測定、すなわち焦点検出の感度が上がるので望
ましい。またスリット開口8 a + 8 bのスリッ
トの数はそれぞれ必ずしも3本である必9Fi、なく、
多い方が光信号の増大によりS/N比が向−トし、測定
精度が上がるので望ましいが、ここでは説明を簡単にす
る為に3本としている。また、スリット開口8aI、8
a2゜8aa は同一の幅である必要はないが、像Lx
I。
The width W of the slit is set equal to the line width value of the resolution limit of the projection lens 6, for example, 1μ, and the period d is twice W. Here, d does not necessarily have to be twice W, but (
It is desirable that dw) be closer to the line width value of the resolution limit, since this increases the sensitivity of measurement of the imaging plane of the projection lens 6, that is, focus detection. In addition, the number of slits in each of the slit openings 8a + 8b does not necessarily have to be three.
Although it is preferable to have a larger number because the S/N ratio improves due to the increase in the optical signal and the measurement accuracy increases, here, in order to simplify the explanation, only three are used. In addition, the slit openings 8aI, 8
a2゜8aa does not have to be the same width, but the image Lx
I.

とスリット開口8a1、像Lx2とスリット開IT]8
a2、像Lx3とスリット開口8a3 の幅をそれぞれ
同程度にしておく必要がおる。
and slit opening 8a1, image Lx2 and slit opening IT]8
a2, the width of the image Lx3 and the slit opening 8a3 need to be approximately the same.

次に、第8図に示した位置から、ステージ7をX方向に
移動させて、像LX 1 + LX 2 + LX 3
をスリット開口8all 8a2 + 8aaによって
走査した時に、光電検出器9によって得られる信号につ
いて説明する。第9図(a)’(b)は(d I−rX
 3 + LX 2 + LX 3のX方向の光強度分
布■を示すものであり、第9図(a)は焦点の合った状
態における強度分布、第9図(b)は焦点のずれた状態
における強度分布を示[7だものである。焦点が合った
状態では、像LX I、IjX 2 + 1iK3の各
強度分布はIx、 l rX2 + rX3のように、
立上り部、立下り部がシャープであり、X方向について
も分布Ix1 、 Ix2 、 Ix3のボトム部(極
小値)はきれいに分離している。
Next, the stage 7 is moved in the X direction from the position shown in FIG. 8 to form images LX 1 + LX 2 + LX 3
A signal obtained by the photoelectric detector 9 when scanned by the slit apertures 8all 8a2 + 8aa will be explained. Figure 9(a)'(b) is (d I-rX
3 + LX 2 + LX 3 shows the light intensity distribution in the X direction of The intensity distribution is shown [7]. In the focused state, each intensity distribution of the images LX I, IjX 2 + 1iK3 is Ix, l rX2 + rX3,
The rising and falling parts are sharp, and the bottom parts (minimum values) of the distributions Ix1, Ix2, and Ix3 are clearly separated in the X direction as well.

一方、像Lx1 、 Lx2 、 Lx3は投影レンズ
6の解像限界の幅に定められているから、少しでも焦点
ずれが起ると、第9図(b)のように、分布Ixl 。
On the other hand, since the images Lx1, Lx2, and Lx3 are set to the width of the resolution limit of the projection lens 6, if even the slightest deviation of focus occurs, the distribution Ixl will change as shown in FIG. 9(b).

Ix2 、 Ix3の立上り部、立下り部はなだらかに
なり、ボトム部は分離せず連続してしまう。尚、これら
分布Ix1. Ix2 、 Ix3のビーク位置xi 
I X2 + x3が、各々像Lxl 、 Lx2 、
 Lx3のX方向の投影位置を表わすことは明らかであ
る。
The rising and falling parts of Ix2 and Ix3 become gentle, and the bottom parts are not separated but are continuous. Note that these distributions Ix1. Beak position xi of Ix2 and Ix3
I X2 + x3 are images Lxl, Lx2, respectively
It is clear that it represents the projection position of Lx3 in the X direction.

さて、このような光強度分布の投影像M22a′を、ス
リット開口8aでX方向に走査する。すると、光電検出
器9の信号Sは第40図に示すように5つのピークPl
−P[lが現われる。第10図、実線で示す信号Saは
焦点が合った状態であり、破線で示す信号sbは焦点が
ずれた状態を表わす。
Now, the projected image M22a' of such a light intensity distribution is scanned in the X direction with the slit opening 8a. Then, the signal S from the photoelectric detector 9 has five peaks Pl as shown in FIG.
-P[l appears. In FIG. 10, a signal Sa indicated by a solid line indicates an in-focus state, and a signal sb indicated by a broken line indicates an out-of-focus state.

この信号S中で、ピークPlはスリット開口8a3と像
Lxlのみが重なって生じたものでアシ、ピークP2は
スリット開口8a3と像Lx2が重なり、スリット開口
8a2と像Lx1が重なって生じたものであり、ピーク
P3はスリット開口8al〜8aa がが各々像Lxl
−Lx2と重なって生じたものである。
In this signal S, the peak Pl is caused by the overlap of only the slit opening 8a3 and the image Lxl, and the peak P2 is caused by the overlap of the slit opening 8a3 and the image Lx2, and the overlap of the slit opening 8a2 and the image Lx1. The peak P3 is the slit opening 8al to 8aa, respectively, and the image Lxl
- This is caused by overlapping with Lx2.

さて、第7図の説明に戻シ、ステージ7を第8図の位置
からX方向に走査するとき、CPU30&j位置情報D
xを読み取って第8図のステージ7の走査開始位置を記
憶する。そして、走査と共に発生するパルスSPに応答
してサンプリングされた信号Sの情報Dfを順次CPU
30を介して(又d介さずに)、RAM106に番地毎
に記憶していく。
Now, returning to the explanation of FIG. 7, when scanning the stage 7 in the X direction from the position of FIG. 8, the CPU 30&j position information D
x is read and the scanning start position of the stage 7 in FIG. 8 is memorized. Then, information Df of the sampled signal S is sequentially sent to the CPU in response to the pulse SP generated with scanning.
30 (or not), the data is stored in the RAM 106 address by address.

尚、このときパルスSPはCPtJaoを介してRAM
106の番地の更新やアクセスに使われる。
At this time, the pulse SP is sent to the RAM via CPtJao.
It is used for updating and accessing address 106.

ステップ202 次に、CPU3oはRAMI 06に記憶されfc情報
Dfを調べて、ピークP、−P5のうち、最大となるピ
ークP3の位置xOをめる。これd1ステージ7の走査
開始位置がわかっているため、その開始位置からピーク
P3が現われるまでのサンプル数(パルスSPのパルス
数)をめることにより簡単に計算できる。
Step 202 Next, the CPU 3o examines the fc information Df stored in the RAMI 06, and finds the position xO of the peak P3, which is the largest among the peaks P and -P5. Since the scanning start position of the d1 stage 7 is known, it can be easily calculated by calculating the number of samples (the number of pulses SP) from the start position until the peak P3 appears.

ステップ203 さて、最大となるピークP3の位置XQがまると、ステ
ージ7を再び走査開始位置にセットしたのち、Z−AC
T38によってスリット板8を2方向の下方(投影レン
ズ6から離れる方向)に移動させる。尚、その下方への
位置ずれ量は、投影レンズ6の焦点深度(例えば5戸)
内に入いるように定められている。
Step 203 Now, when the position XQ of the maximum peak P3 is reached, the stage 7 is set to the scanning start position again, and then the Z-AC
The slit plate 8 is moved downward in two directions (in the direction away from the projection lens 6) by T38. Note that the amount of downward positional shift is determined by the focal depth of the projection lens 6 (for example, 5 doors).
It is destined to go inside.

以下のステップから、実際に投影レンズ6の結像面の位
置を精密に測定する動作が開始する。
The operation of actually precisely measuring the position of the imaging plane of the projection lens 6 starts from the following steps.

このステップ204ではスリット板8をZ方向にΔZ(
焦点深度蓋を何分の1かにした値で、例えせ ば05μm)だけ上昇?bことをm回繰返(〜だか否か
を判断する。焦点深度を5μ網、Δ2を0.5μ帆とす
ればm二IOである。
In this step 204, the slit plate 8 is moved in the Z direction by ΔZ(
Is the depth of focus increased by a fraction of the value (for example, 05 μm)? b Repeat m times (judge whether it is .

次に、スリット板8の2方向の位置を記憶する。Next, the positions of the slit plate 8 in two directions are memorized.

これはCPU3QがADC105の情報Dzを記憶する
ことによって行なわれる。
This is done by the CPU 3Q storing the information Dz of the ADC 105.

次にステージ7を走査して、ステップ201と同様に、
サンプリングされた情報Dfを順次1執八4106に記
憶する。
Next, stage 7 is scanned, and as in step 201,
The sampled information Df is sequentially stored in one processor 4106.

ステップ207 次に、CPU30は記憶された情報Dfに基づいて、信
号S中の中央のピーク波形P3の変W1り成分allの
大きさをめる。例えば、第10図に示す(g号sbのよ
うなピーク波形P3の最大値と、ピーク波形P3の両脇
のボトムの極小値との差alをめ、記憶する。
Step 207 Next, the CPU 30 calculates the magnitude of the variable W1 component all of the central peak waveform P3 in the signal S based on the stored information Df. For example, as shown in FIG. 10, the difference al between the maximum value of a peak waveform P3 such as g sb and the minimum value of the bottoms on both sides of the peak waveform P3 is calculated and stored.

そして、X−ACT35を駆動して、i+fびスデ シ
フを走査開始位置にリセットする。
Then, the X-ACT 35 is driven to reset the i+f and digit shift to the scanning start position.

次に、Z−ACT38によってスリット板8をΔZだけ
上昇させる。その後、再びステップ204から繰返され
る。これによって、スリット板8がΔZだけ上昇する毎
に、変調成分anがめられ、ステップ204でm回が終
了すると、次のステップ210に進む。
Next, the slit plate 8 is raised by ΔZ using the Z-ACT 38. Thereafter, the process is repeated again from step 204. As a result, the modulation component an is detected every time the slit plate 8 rises by ΔZ, and when m times are completed in step 204, the process proceeds to the next step 210.

ステップ210 さて、こうしてめられた変調成分anとスリット板8の
Z方向の位置との関係は第11図のようになる。従って
CPU3Qは変調成分anが最大となる位置Z5を検出
して、その位置z5に応じた情報Dzを記憶する。
Step 210 Now, the relationship between the modulation component an determined in this way and the position of the slit plate 8 in the Z direction is as shown in FIG. Therefore, the CPU 3Q detects the position Z5 where the modulation component an is maximum and stores information Dz corresponding to the position z5.

ステップ211 さて、以上の各ステップにより、マークM22の投影像
M22a′の焦点位置が測定されたことになる。
Step 211 Now, through each of the above steps, the focal position of the projected image M22a' of the mark M22 has been measured.

次に、その他のマークM i j aについても全く同
様に測定が行なわれる。もし、全マークについて測定が
完了していれば、測定動作は終了するが、まだ測定して
いないマークがあれば次のステップ212に進む。
Next, measurements are performed on the other marks M i j a in exactly the same manner. If measurement has been completed for all marks, the measurement operation ends, but if there are marks that have not been measured yet, the process proceeds to the next step 212.

ステップ212 ここでは、まだ測定していないマークの投影像に対して
、スリット開口ga、8bが第8図のように位置決めさ
れるようにステージ7を移動する。
Step 212 Here, the stage 7 is moved so that the slit openings ga and 8b are positioned as shown in FIG. 8 with respect to the projected image of the mark that has not yet been measured.

そl〜でその後、ステップ201から繰返し同様の測定
が行なわれる。
Thereafter, similar measurements are repeated from step 201.

以上のようにして、投影レンズ6の結像面の枚数の局所
的なZ方向の位置が測定されたことになる。また、以上
の動作はマークM i 、i aについて行ったが、引
き続き、マークMijbの投影像Mi、ib’をスリッ
ト開口8bで走査するようにステージ7をZ方向に移動
し、投影像Mijb’の像面の位1aを測定しておく0 マークMijO投影像Mi ja/、Mi jb’〕Z
方向の位置をZija、 Zijbとすると、位1Zi
ja、 Zijbに基づいて、投影レンズ6の投影面の
状態、すなわち結像面の傾き、及び彎曲をめることがで
きる。
In the above manner, the local position of the number of image forming surfaces of the projection lens 6 in the Z direction has been measured. Further, although the above operation was performed for the marks M i and ia , the stage 7 is subsequently moved in the Z direction so as to scan the projected images Mi and ib' of the mark Mijb with the slit opening 8b, and the projected image Mijb' Measure the position 1a of the image plane of 0 mark MijO projected image Mi ja/, Mi jb']Z
If the positions in the directions are Zija and Zijb, then the position 1Zi
ja and Zijb, the state of the projection surface of the projection lens 6, that is, the inclination and curvature of the imaging surface can be determined.

もちろん、投影像Mija’、Mijb’の位置は、光
電検出器9からの信号Sが最大となるステージ7の位置
(例えば第10図のような位置Xo)からめられるから
、投影レンズ6の投影領域中における投影像Mij’の
座標値に基づいて、結像面の傾き、彎曲等のマツプが作
成可能である。
Of course, since the positions of the projected images Mija' and Mijb' are determined from the position of the stage 7 where the signal S from the photoelectric detector 9 is maximum (for example, the position Xo as shown in FIG. 10), the projection area of the projection lens 6 A map of the inclination, curvature, etc. of the imaging plane can be created based on the coordinate values of the projected image Mij' therein.

また、位置情報Zija、 Zijbに基づいて、非点
収差に関する情報も抽出できるが、非点収差について測
定する場合は、第12図のようにレチクル5の中心O以
外に位置するマークMijのスリットの伸びる方向を、
中心Oから放射方向にしたものと、これと垂直な方向に
したものとの2方向のマークにした方が良い。
Furthermore, information regarding astigmatism can also be extracted based on the position information Zija and Zijb. However, when measuring astigmatism, the slit of the mark Mij located other than the center O of the reticle 5 as shown in FIG. The direction of growth,
It is better to use marks in two directions, one in the radial direction from the center O and one in the perpendicular direction.

第12図でけ・マークMIIIM131M311M33
の各スリットが、レチクル5の座標系XYの各軸XYに
対して45°又は135°傾いて設けられている。
Figure 12 Deke mark MIIIM131M311M33
Each slit is provided at an angle of 45° or 135° with respect to each axis XY of the coordinate system XY of the reticle 5.

従って、このようなレチクル5を用いる場合は、スリッ
ト板8を第13図のようにスリット開口8 a + 8
 bの他に、座標系xyに対して、45°又は135°
だけスリットの方向が傾いたスリット開口8c、8dを
設けるようにする。そして、第12図中のマークM、、
 、 M、3. M3. 、 M33の投影像を測定す
るとき、スリット開口8 c + 8 dを走査するこ
とによって、前述の実施例と同様の測定ができる。
Therefore, when using such a reticle 5, the slit plate 8 is opened as shown in FIG.
In addition to b, 45° or 135° with respect to the coordinate system xy
The slit openings 8c and 8d are provided so that the direction of the slit is inclined by the same amount. And mark M in Fig. 12.
, M, 3. M3. , M33, by scanning the slit apertures 8 c + 8 d, the same measurement as in the previous embodiment can be performed.

尚、上記本発明の実施例においては、ステージ7の位置
測定をレーザ干渉計13.34 を用いて行なったが、
これはレチクル5のマークMijの投影位置を正確に検
出するためである。従って、単に投影レンズ6の像面の
Z方向の位置だけを検出する場合には、必ずしもレーザ
干渉H[のような位置測定器は必要としない。
In the above embodiment of the present invention, the position of the stage 7 was measured using a laser interferometer 13.34.
This is to accurately detect the projection position of the mark Mij on the reticle 5. Therefore, when simply detecting the position of the image plane of the projection lens 6 in the Z direction, a position measuring device such as the laser interference H[ is not necessarily required.

また、−=t−りMi ja 、 Aii jbのスリ
ット数と、スリット板8のスリット開口8a、8bの各
スリット数とを一致させたが必ずしもその必要はなく、
光電信号がS/N比よく取り出し得るなら、投影像側の
スリットと、スリット板8側のスリットに関して、どの
ような本数で組み合わせ−(も」、いとと−言う丑でも
ない。
Furthermore, although the number of slits in -=t-ri Mi ja and Aii jb was made to match the number of slits in each of the slit openings 8a and 8b of the slit plate 8, it is not necessary to do so.
As long as a photoelectric signal can be extracted with a good S/N ratio, it is no problem to combine the slits on the projection image side and the slits on the slit plate 8 in any number.

さらに、マーりMijの各スリットや、スリット板8の
スリット開口8a l 8bは一定ピッチで設けたが、
ランダムなピッチで設けてもよい。すなわちマークMi
jの投影像M i j ’とスリット開1」8a又は8
bが正確に位置合わせされたとき、投影像Mij’の各
スリット像とスリット開c’+Ba、8bの各スリット
とが1対1に重なり合い、わずかでも位置合わせがずれ
てくると、互いに重なシ合うスリットの本数が急激に減
少するようなランダムなピッチとしてもよい。
Furthermore, each slit of the marr Mij and the slit openings 8a l 8b of the slit plate 8 were provided at a constant pitch,
They may be provided at random pitches. That is, mark Mi
Projected image M i j ' of j and slit opening 1'' 8a or 8
When b is aligned accurately, each slit image of the projected image Mij' and each slit of slit opening c'+Ba, 8b overlap one to one, and if the alignment shifts even slightly, they overlap each other. A random pitch may be used such that the number of slits that fit together rapidly decreases.

さて、スリット板8は実際にはスリット開[−18a、
8bの他に、ステージ7の基準位置の設定や、アライメ
ント光学系の較正のためのマークを備えている。第14
図はそのスリット板8の平面図である。第14図におい
て、ステージ7の移動座標系と一致するように定めた座
標系xyOy軸及びX軸の各々と平行に延びたスリット
開口Ba。
Now, the slit plate 8 actually has slits open [-18a,
In addition to 8b, marks are provided for setting the reference position of the stage 7 and calibrating the alignment optical system. 14th
The figure is a plan view of the slit plate 8. In FIG. 14, a slit opening Ba extends parallel to each of the xyOy axes and the X axis of the coordinate system determined to match the movement coordinate system of the stage 7.

8bは前述の実施例と同様に設けられている。さらに、
y軸及びX軸方向に延びた単一のスリット8e18fと
、y軸方向に微小な矩形を規則的に配列した格子パター
ン8gと、X軸方向に微小な矩形を規則的に配列した格
子パターン8hとが設けられている。また、マーク81
はスリット開口8a、スリブ)8e l格子パターン8
gのZ方向の中心を示すもので、マーク8jはスリット
開口Bb、スリツ)8f、格子パターン8hのX方向の
中心を示すものである。
8b is provided in the same manner as in the previous embodiment. moreover,
A single slit 8e18f extending in the y- and and is provided. Also, mark 81
slit opening 8a, sleeve) 8e l lattice pattern 8
The mark 8j indicates the center of the slit opening Bb, the slit 8f, and the lattice pattern 8h in the X direction.

以上、スリット開口8 a + 8 b sスリット8
e。
Above, slit opening 8 a + 8 b s slit 8
e.

8f、格子パターン8g、8h及びマーク8t。8f, grid pattern 8g, 8h and mark 8t.

8jは、ともにスリット板8の表面のクロム層をエツチ
ング等によりはがすことによって、光透過性になってい
る。
The chromium layer on the surface of the slit plate 8 is removed by etching or the like, so that both of the plates 8j and 8j become optically transparent.

ここで上記スリマI・板8の使い方1 f45f、明す
る。
Here, I will explain how to use the Slima I/board 8 1f45f.

スリット開口8a、8bについては前述の実施例で説明
しまた通り、投影レンズ6の像面の高さ位置を測定する
ものである。゛ま/こスリ月−8e、8fはレチクル5
のアライメント光学系や、レチクル5のマークとウェハ
10−にのマークとの重ね合わせ状態を投影レンズ6を
介して直接観察する、いわゆるTTL方式のアライメン
ト光学系(以下、ステップモニター光学系と呼ぶ)を較
正したり、各光学系の投影光路中への挿脱時の位置決め
等のために使われる。このスリット8e、8fはレチク
ルのアライメント光学系やステップモニター光学系を介
して、テレビカメラ等により撮像され、その映像信号に
基づいて自動位置検出が行なわれる。そのため、スリッ
ト8e、8fはテレビカメラの画像分解能を考慮して、
撮像状態に適した幅と長さに定められている。
The slit openings 8a and 8b are used to measure the height position of the image plane of the projection lens 6, as described in the previous embodiment.゛ma/kosuri month-8e, 8f is reticle 5
and a so-called TTL alignment optical system (hereinafter referred to as step monitor optical system) that directly observes the overlapping state of the mark on the reticle 5 and the mark on the wafer 10- through the projection lens 6. It is used for calibrating the optical system and positioning each optical system when inserting and removing it into the projection optical path. The slits 8e and 8f are imaged by a television camera or the like via a reticle alignment optical system or a step monitor optical system, and automatic position detection is performed based on the image signal. Therefore, the slits 8e and 8f are designed in consideration of the image resolution of the television camera.
The width and length are determined to be appropriate for the imaging condition.

また、格子パターン8g 、8hは、ウェハ1゜上に設
けられたウェハ拳アライメント用のマークと同じになる
よう定められたものである。一般にウェハ表面は製造工
程が進むにつれて、回路パターンによる凹凸が形成され
るから、これら回路パターンとは異なる形状のマークを
設けるようにするのが、アライメントのために好都合で
ある。すなわち、第1図に示した露光装置において、投
影レンズ6の光軸と平行な光軸を有する複数のつ工・・
・アライメント顕微鏡が設けられ、この顕微鏡によって
ウェハをアライメントする、いわゆるオフ・アクシス方
式のウェハ・アライメントを行なった場合、複数のウェ
ハ・アライメント顕微鏡の光軸間の距離や位置を測定し
て較正する際、格子パターン8g、8hからの回折光を
検出するようにすればよい。
Furthermore, the grid patterns 8g and 8h are determined to be the same as the wafer fist alignment marks provided on the wafer 1°. Generally, as the manufacturing process progresses, irregularities are formed on the wafer surface due to circuit patterns. Therefore, it is convenient for alignment to provide marks having a shape different from those of the circuit patterns. That is, in the exposure apparatus shown in FIG.
- When an alignment microscope is installed and the wafer is aligned using this microscope, so-called off-axis wafer alignment is performed, when calibrating by measuring the distance and position between the optical axes of multiple wafer alignment microscopes. , the diffracted light from the grating patterns 8g and 8h may be detected.

従って、第14図に示したスリット板8は、像面の高さ
位置検出に使われるとともに、露光装置のアシイメント
光学系の基準を設定するだめの基準マーク、あるいはス
テージ7の基準位置を定めるマークとしても使われるも
のである。
Therefore, the slit plate 8 shown in FIG. 14 is used to detect the height position of the image plane, and also serves as a reference mark for setting the reference of the alignment optical system of the exposure device or a mark for determining the reference position of the stage 7. It is also used as.

さて、スリット開口8 a + 8 hによって、結像
面の傾きは正確にめられるから、ステップアンドリピー
トによるパターンの露光毎に、ウェハ上の転写領域の傾
きを補正するような機構、いわゆるレベリング機構を組
み込んだ露光装置においては、単にステージの移動平面
に対してウェハ面を平行にレベリングするだけでなく、
像面とウェハ面とが一致するようにレベリングすること
が可能となる。このだめ、1つの転写領域中の全面で、
常に焦点の合一った回路パターンが露光され、特に焦点
深度が小さい高解像力の投影レンズを備えた露光装置に
おいては、半導体素子製造の歩留りが著しく向上すると
いう利点がある。
Now, since the inclination of the image plane can be accurately determined by the slit openings 8a + 8h, a so-called leveling mechanism is used to correct the inclination of the transfer area on the wafer each time a pattern is exposed by step-and-repeat. In an exposure apparatus incorporating a
It becomes possible to perform leveling so that the image plane and the wafer plane coincide. In this case, the entire surface of one transfer area,
In an exposure apparatus equipped with a high-resolution projection lens that always exposes a circuit pattern that is in focus and has a small depth of focus, there is an advantage that the yield of semiconductor device manufacturing can be significantly improved.

また、像面の位置がスリット開口8と一致したとき、ギ
ヤソプセンザ−12によ−って検出されるスリット板8
の高さ位置の情報が、焦点の合ったことを表わすように
較正すれば、長期的なトリット等によシ、ギャップセン
ザー12の検出中心が狂うことを防止できる利点もある
Furthermore, when the position of the image plane coincides with the slit opening 8, the slit plate 8 is detected by the gear sensor 12.
If the height position information is calibrated to indicate that the image is in focus, there is an advantage that the detection center of the gap sensor 12 can be prevented from being deviated due to long-term trits or the like.

をで、上記実施例でマークMijの各スリット像と、ス
リット板8のスリット開口8a、8bとは互いに平行に
位置し、かつスリットの延設方向と直交する方向にステ
ージ7を走査したが、第15図のように互いに直交する
投影像Mija’とMijb’を45°で交わるような
走査軌道lを定め、この走査軌道11KGって、スリッ
ト開口8a、8bを走査してもよい。この場合も、スリ
ット開口8aと8bとrrs9t9で交わると共に、走
査軌道lに対しては互いに45で交わるように定められ
る。
In the above embodiment, each slit image of the mark Mij and the slit openings 8a and 8b of the slit plate 8 were located parallel to each other, and the stage 7 was scanned in a direction perpendicular to the extending direction of the slits. As shown in FIG. 15, a scanning trajectory l may be determined such that projection images Mija' and Mijb', which are orthogonal to each other, intersect at 45 degrees, and this scanning trajectory 11KG may scan the slit openings 8a and 8b. In this case as well, the slit openings 8a and 8b intersect at rrs9t9, and with respect to the scanning trajectory l, they are determined to intersect with each other at 45.

そして、投影像Mija’はスリット開日8aで検出1
投影像Mijb’はスリット開口8bで検出する。
Then, the projected image Mija' is detected 1 at the slit opening 8a.
The projected image Mijb' is detected by the slit opening 8b.

さらに投影像Mija’、Mijb’を分離して検出す
るには、走査軌道lと交わる投影像Mija’と、Mi
jb’との間隔Dlと、スリット開口8aと8bの間隔
D2とを異なるものとしておく。この場合、走査軌道l
がその走査方向と直交する方向にシフトすると間隔り、
も変化するが、その変化があったとしても間隔り五とD
2とが一致しないようにしておくことが望ましい。
Furthermore, in order to separate and detect the projection images Mija' and Mijb', the projection images Mija' and Mi
jb' and the distance D2 between the slit openings 8a and 8b are set to be different. In this case, the scanning trajectory l
When shifts in the direction perpendicular to its scanning direction, the interval increases,
also changes, but even if there is a change, the interval 5 and D
It is desirable that the numbers 2 and 2 do not match.

一力、このようなスリット群を用いて位置合わせ等を兼
用する場合は、走査軌道lのシフトによる間隔D1の変
化範囲内のいずれかで間隔D2と一致すればよい。その
際、スリット開口8aと81)の延長方向の交点C2と
、投影像Mija’とMijb’の延長方向の交点C1
とが一致するようにステージを動かすと、光電検出器9
の光電信号は最大となる。従って、その最大となること
を検出して位置合わせ、又は位置検出が可能となる。
If such a slit group is used for positioning, etc., it is sufficient that the interval D1 coincides with the interval D2 within the range of change of the interval D1 due to the shift of the scanning trajectory l. At that time, the intersection C2 of the slit openings 8a and 81) in the extending direction and the intersection C1 of the projected images Mija' and Mijb' in the extending direction
When the stage is moved so that they match, the photoelectric detector 9
The photoelectric signal of is maximum. Therefore, alignment or position detection can be performed by detecting the maximum value.

また、各実施例でFi第1移動手段としてステージ7を
移動することによって、スリット板8と光電検出器9を
走査しだが、レチクルボルダ15を2次移動可能な構成
にしておき、スリット板8に対(〜てマークMijの投
影像Mij’が移動するようにしても、同様の効果が得
られる。また、単に投影レンズ6の結像面の位置を検出
する場合は、レチクル5のマークMij a 、 Mi
j bの各スリットの本Mをスリット開口8a、8bの
スリット数よりも十分に多くしておき、そのスリット開
口B’a、BbがマークMija 、 Mijbの投影
像を走査する際、同時にスリット板8と光電検出器9の
Z方向の位置を変化させるようにしてもよい。このとき
、信号Sは例えば第16図のような変調波形となる。
Further, in each embodiment, the slit plate 8 and the photoelectric detector 9 are scanned by moving the stage 7 as the Fi first moving means. A similar effect can be obtained even if the projected image Mij' of the mark Mij is moved relative to (. a, Mi
The number of slits M in each slit of j b is made sufficiently larger than the number of slits in the slit openings 8a and 8b, and when the slit openings B'a and Bb scan the projected images of the marks Mija and Mijb, the slit plate is simultaneously The positions of the photoelectric detector 8 and the photoelectric detector 9 in the Z direction may be changed. At this time, the signal S has a modulated waveform as shown in FIG. 16, for example.

第16図において、横軸は例えばスリット板8と光電検
出器9のX方向の走査位置を表わし、縦軸は信号Sの大
きざを表わす。この変調波形は位+txsからx6″!
、でスリット開口8aを走査する間に、スリット開口8
aが投影レンズ6の結像面と垂直な光軸方向に移動する
ように、Z−ACT38を駆動はせた場合に得られる。
In FIG. 16, the horizontal axis represents, for example, the scanning position of the slit plate 8 and the photoelectric detector 9 in the X direction, and the vertical axis represents the magnitude of the signal S. This modulation waveform is from +txs to x6''!
, while the slit opening 8a is scanned by the slit opening 8a.
This is obtained when the Z-ACT 38 is driven so that a moves in the optical axis direction perpendicular to the imaging plane of the projection lens 6.

まだ、変調波形中の各ピークはスリット開口8aとマー
クMijaのスリット状の投影像とが整列したときに現
われる。
Still, each peak in the modulation waveform appears when the slit opening 8a and the slit-shaped projected image of the mark Mija are aligned.

そして位置xBからX00間で、変調波形のエンベロー
プESは位置XQにて最大値となる。
Between positions xB and X00, the envelope ES of the modulated waveform reaches its maximum value at position XQ.

従って、エンベロープEsが最大となったときのスリッ
ト板8のZ方向の位置情報Dzをめれば、投影レンズ6
の結像面が検出できる。この場合、具体的には、第6図
の回路において、アンプ101からの信号Sを入力する
交流増幅器を設け、第16図の変調波形から交流成分の
みを取り出し、その交流信号を半波又は両波整流した後
、平滑することによって、エンベロープE、に相当する
信号、すなわち、第11図のような波形と等価な信号が
得うレル。ソノ信号をS/H102、AI)C103を
斤1゜てCPU3Qにデジタル・データとt、 −c 
mみ込むJ2うにすればよい。このようにすれば、ステ
ージ7の走査は1回だけでよいから、極めて高速、かつ
高精度に投影レンズ6の結像面の位1dが検出できると
いう利点がある。
Therefore, if we calculate the position information Dz of the slit plate 8 in the Z direction when the envelope Es becomes maximum, the projection lens 6
image plane can be detected. In this case, specifically, in the circuit shown in FIG. 6, an AC amplifier that inputs the signal S from the amplifier 101 is provided, extracts only the AC component from the modulated waveform shown in FIG. By rectifying and smoothing the waves, a signal corresponding to the envelope E, that is, a signal equivalent to the waveform shown in FIG. 11, is obtained. Transfer the sono signal to S/H102, AI) C103 and send it to CPU3Q as digital data and t, -c.
All you have to do is to insert J2. In this case, since the stage 7 only needs to be scanned once, there is an advantage that the position 1d of the imaging plane of the projection lens 6 can be detected extremely quickly and with high precision.

また、本発明の各実施例ではレチクル5は、いわゆるテ
スト用の専用レチクルとして考えてきたが、回路パター
ンが描かれた通常のレチクル中の何ケ所かにマークMi
、iを設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
Further, in each embodiment of the present invention, the reticle 5 has been considered as a so-called dedicated reticle for testing, but it is noted that there are marks Mi
, i may be provided.

ざらに、通常のレチクルにマークM1jを設けた場合は
、レチクルの露光装置aに対する位置決め用、あるいは
レチクルとウェハの位置合わせ用のマークとして兼用す
ることもできる。
Roughly speaking, when a mark M1j is provided on a normal reticle, it can also be used as a mark for positioning the reticle with respect to the exposure device a or for aligning the reticle and the wafer.

(発明の効果) 以上、本発明においては、複数の微小線要素が整列した
マークを結像光学系で結像し、その投影像を、複数の微
小開口を有する光電検出手段で相対走査するようにした
ので極めてSlN比のよい光電信号が得られると共に、
微小線要素や微小開口が部分的に不整であったとしても
、全体として得られる光電信刊のS/N比はほとんど低
下することがなく、正確な結像位置が短時間に精密に測
定できる。このため、投影光学系の結像面の傾きや彎曲
が再現性よく自動測定できる利点がある。
(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, a mark in which a plurality of minute line elements are aligned is imaged by an imaging optical system, and the projected image is relatively scanned by a photoelectric detection means having a plurality of minute apertures. As a result, a photoelectric signal with an extremely good SIN ratio can be obtained, and
Even if the minute line elements or minute apertures are partially irregular, the overall S/N ratio of the optical telegraph obtained will hardly decrease, and the exact imaging position can be precisely measured in a short time. . Therefore, there is an advantage that the inclination and curvature of the imaging plane of the projection optical system can be automatically measured with good reproducibility.

また、光電検出手段によって、正確な結像面の位置を検
出できるから、結像光学系と露光対象物との間の距離を
検出する方法等による自動焦点検出系の較正も自動化が
可能である。
Furthermore, since the position of the imaging plane can be detected accurately using the photoelectric detection means, it is possible to automate the calibration of the automatic focus detection system by detecting the distance between the imaging optical system and the exposure target. .

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

第1図は、本発明の実施例による縮小投影型露光装置の
概略的な全体構成図、第2図はレチクル(マスク)の平
面図、第3図はスリット板の平面図、第4図は第3図の
スリット板のA−A矢視断面図、第5図は第1図の露光
装置を制御する制御系のブロック図、第6図は光電検出
器とレーザ干渉計とを用いたレチクルのマークの投影位
置及び像面の位置を測定するだめの回路ブロック図、第
7図は像面の位置を測定するためのフローチャート図、
第8図はレチクルのマークの投影像とスリット板のスリ
ット開口との位置関係を示す平面図、第9図(a) 、
 (t))はレチクルのマークの投影像の光強度分布を
示す図、第10図はマークの投影像とスリット板とを相
対移動させたときに生じる光電信号の波形図、第11図
は投影レンズの像面の位置を検出する様子を示し、光電
検出器の光軸方向の位置と、光電信号の変調成分の大き
さとの関係を示す図、第12図はレチクルの他の実施例
を示す平面図、第13図、第14図はスリット板の他の
実施例を示す平面図、第15図はマークの投影像とスリ
ット板との他の位置関係を示す図、第16図は他の実施
例により得られる光電信号の変調波形を示す波形図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕 1・・・・・・照明光源、6・・・・・・投影レンズ、
8・・・・・・スリット板、9・・・・・光電検出器1
3.34・・・・・・レーザー干渉計、38・・・Z軸
駆動部、100・・・カウンタ102・・・・・・サン
プル・ホールド回路、103°・・・アナログ・デジタ
ル変換器、30・・・・・・・・・マイクロ・コンピュ
ータ、Ml、〜M33・・・マーク、 8 a + 8 b・° スリット開口出願人 日本光
学工業株式会社 代理人渡辺隆男 オ・1図 □γ 才20 N 才4図 飼=士==式 才q閃 710図 才1?図 オフ1.Tf、図 才14図 才15図 −D2−一
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a reduction projection type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a reticle (mask), FIG. 3 is a plan view of a slit plate, and FIG. 4 is a plan view of a reticle (mask). Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the slit plate, Fig. 5 is a block diagram of the control system that controls the exposure apparatus shown in Fig. 1, and Fig. 6 is a reticle using a photoelectric detector and a laser interferometer. 7 is a circuit block diagram for measuring the projected position of the mark and the position of the image plane; FIG. 7 is a flowchart diagram for measuring the position of the image plane;
Fig. 8 is a plan view showing the positional relationship between the projected image of the mark on the reticle and the slit opening of the slit plate, Fig. 9(a),
(t)) is a diagram showing the light intensity distribution of the projected image of the mark on the reticle, Figure 10 is a waveform diagram of the photoelectric signal generated when the projected image of the mark and the slit plate are moved relative to each other, and Figure 11 is the projected image. Fig. 12 shows how the position of the image plane of the lens is detected, and shows the relationship between the position of the photoelectric detector in the optical axis direction and the magnitude of the modulation component of the photoelectric signal. Fig. 12 shows another embodiment of the reticle. A plan view, FIGS. 13 and 14 are plan views showing other embodiments of the slit plate, FIG. 15 is a view showing another positional relationship between the projected image of the mark and the slit plate, and FIG. 16 is a plan view showing other embodiments of the slit plate. FIG. 3 is a waveform diagram showing a modulation waveform of a photoelectric signal obtained in an example. [Explanation of symbols of main parts] 1... Illumination light source, 6... Projection lens,
8... Slit plate, 9... Photoelectric detector 1
3.34...Laser interferometer, 38...Z-axis drive section, 100...Counter 102...Sample/hold circuit, 103°...Analog-digital converter, 30・・・・・・・・・Microcomputer, Ml, ~M33・・・Mark, 8 a + 8 b・° Slit opening Applicant Nippon Kogaku Co., Ltd. Agent Takao Watanabe O・1 Figure □γ 20 N Sai 4 diagram Kai = Shi = = Shikizai q Sen 710 Figure Sai 1? Figure off 1. Tf, figure 14 figure 15 figure-D2-1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の微小線要素が配列されたマスクを照明する照明手
段と;該マスクの像を結像する結像光学系と;該結像光
学系によって結像された前記微小線要素の光像の配列方
向と略等しい方向に配列されて、前記微小線要素の各光
像と整列可能な複数の微小開口を有し、該微小開口を透
過した光に応じた光電信号を出力する光電検出器と;前
記結像光学系の光軸と略垂直な面内で前記光電検出器の
微小開口と前記微小線要素の光像とを相対移動させる第
1移動手段と;前記結像光学系と前記光電検出器の微小
開口との間隔を変化させるように、前記結像光学系又は
前記微小、開口を移動させる第2移動手段と;前記第1
移動手段によって前記微小線要素の各光像と前記光電検
出器の各微小開口とが整列したときに得られる前記光電
信号を、前記第2移動手段によって前記間隔を変えて複
数回発生させ、その光電信号に基づいて前記結像光学系
の結像面の位置を検出する位置検出手段とを備えたこと
を特徴とする投影露光装置。
an illumination means for illuminating a mask in which a plurality of minute line elements are arranged; an imaging optical system for forming an image of the mask; and an array of optical images of the minute line elements formed by the imaging optical system. a photoelectric detector having a plurality of microscopic apertures that are arranged in substantially the same direction as the microscopic line element and can be aligned with each optical image of the microline elements, and outputs a photoelectric signal according to the light that has passed through the microscopic apertures; a first moving means for relatively moving the microscopic aperture of the photoelectric detector and the optical image of the microline element in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the imaging optical system; the imaging optical system and the photoelectric detection; a second moving means for moving the imaging optical system or the microscopic aperture so as to change the distance from the microscopic aperture of the device;
The photoelectric signal obtained when each optical image of the minute line element and each minute aperture of the photoelectric detector are aligned by the moving means is generated a plurality of times by changing the interval by the second moving means. A projection exposure apparatus comprising: position detection means for detecting the position of the imaging surface of the imaging optical system based on a photoelectric signal.
JP58133691A 1982-10-22 1983-07-22 Projection exposing device Granted JPS6026343A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58133691A JPS6026343A (en) 1983-07-22 1983-07-22 Projection exposing device
US06/800,094 US4629313A (en) 1982-10-22 1985-11-20 Exposure apparatus
US06/897,644 US4711567A (en) 1982-10-22 1986-08-18 Exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58133691A JPS6026343A (en) 1983-07-22 1983-07-22 Projection exposing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6026343A true JPS6026343A (en) 1985-02-09
JPH0430735B2 JPH0430735B2 (en) 1992-05-22

Family

ID=15110619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58133691A Granted JPS6026343A (en) 1982-10-22 1983-07-22 Projection exposing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6026343A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63296339A (en) * 1987-05-28 1988-12-02 Nikon Corp Positioning method
JPH08167558A (en) * 1994-12-15 1996-06-25 Nikon Corp Projection aligner
JPWO2008153023A1 (en) * 2007-06-11 2010-08-26 株式会社ニコン Measuring member, sensor, measuring method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63296339A (en) * 1987-05-28 1988-12-02 Nikon Corp Positioning method
JPH08167558A (en) * 1994-12-15 1996-06-25 Nikon Corp Projection aligner
JPWO2008153023A1 (en) * 2007-06-11 2010-08-26 株式会社ニコン Measuring member, sensor, measuring method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0430735B2 (en) 1992-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4629313A (en) Exposure apparatus
US5140366A (en) Exposure apparatus with a function for controlling alignment by use of latent images
US5483056A (en) Method of projecting exposure with a focus detection mechanism for detecting first and second amounts of defocus
US4586822A (en) Inspecting method for mask for producing semiconductor device
US7426017B2 (en) Focus test mask, focus measurement method and exposure apparatus
US6573015B2 (en) Method of measuring optical aberration
JPH0616478B2 (en) Projection aligner alignment device
US6890692B2 (en) Method of focus monitoring and manufacturing method for an electronic device
JP3211491B2 (en) Projection exposure apparatus and semiconductor manufacturing method and apparatus using the same
JP2004040102A (en) Method of calibrating lithography tool
JPH0785466B2 (en) Positioning device
US5666205A (en) Measuring method and exposure apparatus
JPS5994032A (en) Apparatus for measuring characteristics of image forming optical system
JP3488428B2 (en) Method for measuring position of pattern structure on mask surface
JPH06216005A (en) Levelling mating plane measuring method
JPS6026343A (en) Projection exposing device
JP2002289503A (en) Focus monitor method and aligner
JP2696962B2 (en) Line width measurement method and exposure apparatus inspection method using the method
JP4788229B2 (en) Position detection apparatus, alignment apparatus, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method
JP3428825B2 (en) Surface position detection method and surface position detection device
JPH09101116A (en) Automatic focusing method and its device, and pattern detection method and its device
JP3629810B2 (en) Projection exposure equipment
JP3376219B2 (en) Surface position detecting device and method
JPH09270382A (en) Projection aligner and manufacture of semiconductor device using the same
JPH104055A (en) Automatic focusing device and manufacture of device using it