KR100445850B1 - Exposure method and apparatus - Google Patents

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

이동거울의 진직도 오차를 웨이퍼 스테이지를 구동하지 않고 보정한다.The straightness error of the moving mirror is corrected without driving the wafer stage.

노광에 앞서, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향의 위치를 측정하는 이동거울(11a)에 레이저 간섭계(7a, 7b)로부터 레이저빔을 조사하고, 웨이퍼 스테이지(5)를 Y방향으로 스텝 이동하여 스텝마다 레이저 간섭계(7a, 7b)의 측정치로부터 이동거울(11a)의 진직도 오차를 산출하여, 진직도 오차의 웨이퍼 스테이지(5)의 위치에 대한 진직도 맵을 작성하고, 기억장치(9)에 기억한다. 마찬가지로, Y방향의 이동거울(11b)에 대해서도 진직도 맵을 작성한다. 노광시, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 의거한 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향, Y방향의 위치오차 및 요잉을 기억장치(9)에 기억된 진직도 맵에 의거하여 레티클 스테이지(4)를 X방향, Y방향 및 회전방향으로 구동하여 보정한다.Prior to the exposure, the laser beam is irradiated from the laser interferometers 7a and 7b onto the moving mirror 11a for measuring the position of the wafer stage 5 in the X direction, and the wafer stage 5 is moved in the Y direction step by step. The straightness error of the moving mirror 11a is calculated from the measured values of the laser interferometers 7a and 7b each time, and a straightness map with respect to the position of the wafer stage 5 of the straightness error is created and stored in the storage device 9. Remember Similarly, a straightness map is also created for the moving mirror 11b in the Y direction. At the time of exposure, the position error and yawing of the wafer stage 5 in the X-direction and Y-direction based on the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b are based on the straightness map stored in the storage device 9. Drive (4) in the X, Y, and rotational directions to compensate.

Description

노광방법 및 장치{EXPOSURE METHOD AND APPARATUS}Exposure method and apparatus {EXPOSURE METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 예를 들면, 반도체 소자, 액정표시소자, 촬상소자(CCD 등) 또는 박막자기헤드 등을 제조하기 위한 포토리소그래피 공정에 있어서, 마스크 패턴을 감광기판에 노광하기 위한 노광방법 및 노광장치에 관한 것으로, 특히 감광기판을 위치결정하는 스테이지의 위치를 그 스테이지에 고정된 이동거울 및 외부 간섭계에 의해 계측하는 노광장치에 적용하기에 가장 적합한 것이다.For example, in the photolithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device (CCD, etc.) or a thin film magnetic head, the present invention is directed to an exposure method and an exposure apparatus for exposing a mask pattern to a photosensitive substrate. In particular, it is most suitable for application to an exposure apparatus for measuring the position of a stage for positioning a photosensitive substrate by means of a moving mirror fixed to the stage and an external interferometer.

종래에 예를들면, 반도체 소자를 제조하기 위해, 마스크로서의 레티클 패턴을 투영광학계를 통해 감광재료가 도포된 웨이퍼의 각 쇼트영역에 전사하기 위한 투영노광장치(스테퍼 등)가 사용되고 있다. 최근, 특히 반도체 소자에 의한 집적회로 등의 미세화가 진행됨에 따라, 이들 투영노광장치에 있어서는, 회로소자의 레이어(층)간의 중첩 정밀도를 높이는 것이 요구되고 있다. 상기 중첩 정밀도에 가장 크게 영향을 주는 요인 중 하나가 웨이퍼상의 노광전사 패턴(쇼트영역)의 배열 정밀도이다.Conventionally, for example, in order to manufacture a semiconductor device, a projection exposure apparatus (stepper or the like) for transferring a reticle pattern as a mask to each shot region of a wafer coated with a photosensitive material through a projection optical system has been used. In recent years, as miniaturization of integrated circuits and the like by semiconductor elements has progressed in recent years, in these projection exposure apparatuses, it is required to increase the overlapping accuracy between layers (layers) of circuit elements. One of the factors most affecting the overlapping accuracy is the alignment accuracy of the exposure transfer pattern (short region) on the wafer.

통상, 투영노광장치의 웨이퍼 스테이지의 위치는, 상기 스테이지상에 고정된 이동거울 및 외부의 레이저 간섭계로 이루어지는 간섭계 시스템에 의한 측정치에 의거하여 제어되지만, 상기 웨이퍼 스테이지상의 이동거울(예를 들면 각주 형상의 밀러)의 반사면의 진직도(眞直度) 오차가 상기 배열 정밀도에 영향을 준다. 그때문에, 이미 그 진직도 오차를 웨이퍼 스테이지의 위치에 대응하여 구하고, 그 결과를 진직도 오차 맵으로서 기억하여, 노광시에 그 진직도 오차 맵에 의거하여 웨이퍼 스테이지의 위치를 보정하는 기술이 예를들면, 실개소 59-98446호 공보 등에 개시되어 있다.In general, the position of the wafer stage of the projection exposure apparatus is controlled based on a measurement value by an interferometer system comprising a moving mirror fixed on the stage and an external laser interferometer, but a moving mirror on the wafer stage (for example, a footnote shape). The straightness error of the reflecting surface of Miller) affects the alignment accuracy. Therefore, the technique of obtaining the straightness error corresponding to the position of the wafer stage already, storing the result as the straightness error map, and correcting the position of the wafer stage based on the straightness error map at the time of exposure is an example. For example, it is disclosed in Unexamined-Japanese-Patent No. 59-98446.

상기와 같이 종래기술에서는 레티클은 고정되어 있고, 웨이퍼 스테이지 측에서 위치결정 목표치 자체를 수정하여, 진직도 오차를 보정하고 있었다. 그러나, 웨이퍼 스테이지에는 오토포커스용 Z 스테이지 등도 조립되어 있고, 또한, 그 진직도 오차에 의거한 웨이퍼 스테이지의 위치결정오차, 및 요잉 오차 등을 웨이퍼 스테이지의 이동 또는 회전 동작만으로 보정하기 위해서는, 웨이퍼 스테이지 주변의 장치구성 및 제어계가 복잡화되는 문제점이 있었다.As described above, the reticle is fixed, and the positioning target value itself is corrected on the wafer stage side to correct the straightness error. However, an autofocus Z stage or the like is also incorporated into the wafer stage, and in order to correct positioning errors and yawing errors of the wafer stage based on the straightness error, the wafer stage can be corrected only by the movement or rotation of the wafer stage. There was a problem in that the surrounding device configuration and control system is complicated.

또한, 최근 전사패턴의 대면적화에 대응하기 위해, 레티클 및 웨이퍼를 투영광학계에 대해 동기주사하여 웨이퍼상의 각 쇼트영역에 레티클의 패턴 이미지를 순차적으로 전사하는 스텝 앤드 스캔 방식 등의 주사형 노광장치에서도 사용되도록 되고 있다. 이와 같은 주사형 노광장치에서는 노광주사중에 연속하여 그 진직도 오차의 보정을 행할 필요가 있고, 그 경우 특히 고속 응답성이 요구되기 때문에, 웨이퍼 스테이지측에 매우 부하가 걸리는 등의 문제점이 있었다.In addition, in order to cope with the recent large area of the transfer pattern, a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method in which the reticle and the wafer are synchronously scanned with respect to the projection optical system and the pattern images of the reticle are sequentially transferred to each shot area on the wafer. It is intended to be used. In such a scanning exposure apparatus, it is necessary to correct the straightness error continuously during the exposure scanning, and in this case, particularly high speed responsiveness is required, and thus there is a problem that the load on the wafer stage side is very high.

본 발명은 이러한 점을 감안하여, 이동거울의 진직도 오차를 간단한 구성으로 보정하는 노광방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 그와 같은 노광방법을 실시하기 위한 노광장치를 제공하는 것도 목적으로 한다.In view of such a point, an object of this invention is to provide the exposure method which correct | amends the straightness error of a moving mirror with a simple structure. Moreover, an object of this invention is to provide the exposure apparatus for implementing such an exposure method.

본 발명에 의한 제1 노광방법은, 기판(3)의 위치결정을 행하는 기판 스테이지(5)와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울(11a, 11b)과, 상기 이동거울에 광빔(13a내지 13d)를 조사하여 기판 스테이지(5)의 이동량을 계측하는 간섭계(7a내지 7d)를 구비한 노광장치로, 간섭계(7a내지7d)의 계측결과에 의거하여 기판 스테이지(5)를 통해 기판(3)의 위치결정을 행하여, 마스크(1)에 형성된 패턴을 기판(3)상에 전사노광하는 노광방법에 있어서, 미리 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 측정하고, 상기 측정된 진직도 오차를 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 기억해 두고, 노광시에 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 미리 기억된 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 상쇄하도록 마스크(1)을 이동(병진이동, 및 회전을 포함한다)시키는 것이다.The first exposure method according to the present invention includes a substrate stage 5 for positioning a substrate 3, moving mirrors 11a and 11b fixed to the substrate stage, and light beams 13a to 13d in the moving mirror. ) Is an exposure apparatus having an interferometer (7a to 7d) for measuring the amount of movement of the substrate stage 5, the substrate 3 through the substrate stage (5) based on the measurement result of the interferometer (7a to 7d) In the exposure method of positioning the pattern 1 and transferring the pattern formed on the mask 1 onto the substrate 3, the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b is measured in advance, and the measured straightness error. Is stored according to the position of the substrate stage 5, and the mask 1 is moved so as to cancel the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b stored in advance according to the position of the substrate stage 5 at the time of exposure. Movement, and rotation).

이러한 본 발명의 제1 노광방법에 의하면, 기판 스테이지(50의 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 마스크(1)의 위치결정을 행하는 마스크 스테이지(4)를 이동 또는 회전함으로써 보정한다. 마스크 스테이지(4)는 기판 스테이지(5)에 비해 경량화 될 수 있기 때문에, 응답성이 높게 된다. 또한, 예를 들면 노광장치가 축소투영광학계,(예를들면 투영배율이 1/5, 1/4등)을 구비한 투영노광장치의 경우에는, 종래와 같이 이동거울의 진직도 오차를 기판 스테이지의 이동에 의해 행하는 경우와 비교하여, 투영배율분 만큼 보정 정밀도가 높아진다.According to this first exposure method of the present invention, the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b of the substrate stage 50 is corrected by moving or rotating the mask stage 4 for positioning the mask 1. Since the mask stage 4 can be made lighter than the substrate stage 5, the responsiveness is high, and for example, the exposure apparatus is a reduced projection optical system, for example, a projection magnification of 1/5, 1 /. In the case of the projection exposure apparatus provided with four lights), the correction accuracy is increased by the projection magnification as compared with the case where the straightness error of the moving mirror is performed by the movement of the substrate stage as in the prior art.

또한, 본 발명에 의한 제2 노광방법은, 기판(3)의 위치결정을 행하는 기판 스테이지(5)와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울(11a, 11b)과, 상기 이동거울에 광빔(13a 내지 13d)을 조사하여 기판 스테이지(5)의 요잉을 계측하는 간섭계(7a 내지 7b)를 구비한 노광장치로, 간섭계(7a 내지 7b)에 의해 계측되는 기판 스테이지(5)의 요잉을 보정하도록 전사용 패턴이 형성된 미스크(1)를 회전시켜, 마스크 패턴을 기판(3)상에 전사노광하는 노광방법으로서, 미리 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 측정하고, 측정된 진직도 오차를 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 기억해 두고, 노광시에 기판 스테이지(5)를 통해 기판(3)의 위치결정을 행할 때에, 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 미리 기억된 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 의거하여 간섭계(7a내지 7d)에 의해 계측되는 기판 스테이지(5)의 요잉의 오계측량을 구하고, 이 오계측량으로 마스크의 회전각을 보정하는 것이다.The second exposure method according to the present invention further includes a substrate stage 5 for positioning the substrate 3, moving mirrors 11a and 11b fixed to the substrate stage, and a light beam 13a in the moving mirror. To an exposure apparatus provided with interferometers 7a to 7b for irradiating to 13d to measure yaw of the substrate stage 5, to correct the yaw of the substrate stage 5 measured by the interferometers 7a to 7b. As an exposure method of rotating and transferring the mask 1 on which the use pattern is formed and transferring the mask pattern onto the substrate 3, the straightness errors of the moving mirrors 11a and 11b are measured in advance, and the measured straightness errors. Is stored according to the position of the substrate stage 5, and the moving mirror 11a stored in advance according to the position of the substrate stage 5 when positioning the substrate 3 through the substrate stage 5 at the time of exposure. Measured by the interferometers 7a to 7d based on the straightness error of Obtaining a yaw Fifth survey of the plate stage (5), to correct the rotation angle of the mask to the Fifth survey.

이러한 본 발명의 제2 노광방법에서는, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차가 없는 경우라도, 기판 스테이지(5)의 본래의 요잉을 마스크 스테이지(4)측에서 보정하도록 한다. 그리고, 또한 기판 스테이지(5)의 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 기인하는 요잉의 오계측량의 보정을 마스크 스테이지(4)의 회전량 보정에 의해 행하기 때문에, 본 발명의 제1 노광방법과 마찬가지로 높은 응답성을 얻을 수 있다.In the second exposure method of the present invention, even when there is no error in the straightness of the moving mirrors 11a and 11b, the original yawing of the substrate stage 5 is corrected on the mask stage 4 side. In addition, since correction of yaw measurement of yawing caused by the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b of the substrate stage 5 is performed by the rotation amount correction of the mask stage 4, the first aspect of the present invention is used. As in the exposure method, high responsiveness can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 및 제2 노광방법에 있어서, 노광장치의 일례는 마스크(1)와 기판(3)을 동기주사함으로써 기판(3)상에 마스크(1)의 패턴을 순차 전사노광하는 주사형 노광장치이고, 그 경우 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 미리 기억된 이동거울(11a,11b)의 진직도 오차에 의거한 마스크(1)의 위치 또는 회전각의 보정을 주사노광 중에도 행하는 것이 바람직 하다.Further, in the first and second exposure methods of the present invention, one example of the exposure apparatus is to sequentially transfer exposure of the pattern of the mask 1 on the substrate 3 by synchronously scanning the mask 1 and the substrate 3. In the scanning exposure apparatus, in this case, correction of the position or rotation angle of the mask 1 based on the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b stored in advance according to the position of the substrate stage 5 is performed during scanning exposure. It is desirable.

이것에 의해, 주사형 노광장치에 있어서, 이동거울의 진직도 오차에 따른 노광패턴의 왜곡도 보정된다.As a result, in the scanning exposure apparatus, distortion of the exposure pattern due to the straightness error of the moving mirror is also corrected.

또한, 본 발명에 의한 노광장치는, 전사용 패턴이 형성된 마스크(1)의 위치결정을 행하는 마스크 스테이지(4)와, 기판(3)의 위치결정을 행하는 기판 스테이지(5)와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울(11a, 11b)과, 상기 이동거울에 광빔(13a 내지 13d)을 조사하여 기판 스테이지(5)의 변위를 계측하는 간섭계(7a 내지 7d)를 구비하고, 상기 간섭계의 계측결과에 의거하여 기판(3)과 마스크(1)와의 위치결정을 행하여, 마스크(1)의 패턴을 기판(3)상에 전사노광하는 노광장치에 있어서, 미리 측정된 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 기판 스테이지(5)의 위치에 따라 기억하는 기억수단(9)과, 상기 기억수단에 기억된 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차 및 기판 스테이지(5)의 위치에 의거하여 마스크 스테이지(4)의 변위를 제어하는 스테이지 제어수단(8)을 설치한 것이다.In addition, the exposure apparatus according to the present invention includes a mask stage 4 for positioning a mask 1 having a transfer pattern, a substrate stage 5 for positioning a substrate 3, and the substrate stage. Moving mirrors 11a and 11b fixed to the mirrors, and interferometers 7a to 7d for measuring displacement of the substrate stage 5 by irradiating the light beams 13a to 13d on the movable mirrors, and measuring the interferometers. In the exposure apparatus which performs positioning of the board | substrate 3 and the mask 1 based on this, and transfers and exposes the pattern of the mask 1 on the board | substrate 3, the moving mirrors 11a, 11b measured beforehand On the basis of the storage means 9 for storing the straightness error in accordance with the position of the substrate stage 5, the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b stored in the storage means and the position of the substrate stage 5; The stage control means 8 which controls the displacement of the mask stage 4 is provided. .

이러한 본 발명의 노광장치에 의하면, 기억수단(9)에 의해 기판 스테이지(5)의 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 기억하고, 스테이지 제어수단(8)에 의해 기판 스테이지(5)의 위치에 의거하여 마스크 스테이지(4)의 변위를 제어한다. 따라서, 본발명의 제1 및 제2 노광방법을 실시할 수 있다.According to such an exposure apparatus of the present invention, the storage means 9 stores the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b of the substrate stage 5, and the stage control means 8 stores the substrate stage 5. The displacement of the mask stage 4 is controlled based on the position of. Thus, the first and second exposure methods of the present invention can be implemented.

이하, 본 발명의 실시형태의 일례에 관하여 도 1을 참조하여 설명한다. 본 예는 스테퍼형 투영노광장치로 노광을 행하는 경우에 본 발명을 적용한 것이다.Hereinafter, an example of embodiment of this invention is described with reference to FIG. This example applies the present invention when performing exposure with a stepper projection exposure apparatus.

도 1은 본예의 투영노광장치의 개략구성의 사시도를 도시하고, 상기 도 1에 있어서, 노광시에는 도시되지 않은 노광조명계로부터의 조명광에 의해 레티클(1)의 패턴이 조명되고, 레티클(1)의 패턴 이미지가 투영광학계(2)를 통해 투영배율 β(본 예에서는 β = 1/5)로 축소되어 웨이퍼(3)상의 쇼트영역 ES1에 전사된다. 여기서, 투영광학계(2)의 광축 AX에 평행하게 Z축을 잡고, Z축에 수직인 평면의 직교 좌표계를 X축 및 Y축으로 한다.Fig. 1 shows a perspective view of a schematic configuration of a projection exposure apparatus of the present embodiment. In Fig. 1, a pattern of the reticle 1 is illuminated by illumination light from an exposure illumination system not shown in the exposure, and the reticle 1 The pattern image of is reduced to the projection magnification β (β = 1/5 in this example) through the projection optical system 2 and transferred to the shot region ES1 on the wafer 3. Here, the Z axis is held parallel to the optical axis AX of the projection optical system 2, and the rectangular coordinate system of the plane perpendicular to the Z axis is the X axis and the Y axis.

회로패턴의 원판이 그려져 있는 레티클(1)은 스테이지 제어계(8)에 의해 도시되지 않은 레티클 스테이지 구동계를 통해 X방향, Y방향 및 광축 AX의 주위의 회전방향으로 미소량만큼 구동제어되는 레티클 스테이지(4)상에 적재되어 있다. 레티클 스테이지(4)에 -X방향에 근접하여 배치된 레이저 간섭계(6a)로부터, 레티클 스테이지(4)에 -X방향의 단부이고, 또한, 광축 AX를 통해 X축에 평행인 직선을 따라 설치된 코너큐브 프리즘(10a)에 레이저빔(12a)이 조사되고, 코너큐브 프리즘(10a)으로부터의 반사빔을 레이저 간섭계(6a)에서 검출함으로써, 레이저 간섭계(6a)에서 코너큐브 프리즘(10a)의 X방향의 변위, 즉 레티클 스테이지(4)의 X방향의 변위가 측정된다. 이 경우, 코너큐브 프리즘의 작용에 의해, 레티클 스테이지(4)의 Y방향으로 미소한 변위나 미소한 회전은 레이저 간섭계(6a)의 측정치에 영향을 주지 않는다.The reticle 1, in which the original pattern of the circuit pattern is drawn, is driven by a small amount in the X direction, the Y direction, and the rotational direction around the optical axis AX through a reticle stage drive system not shown by the stage control system 8 ( 4) It is loaded on the top. Corners provided along a straight line parallel to the X axis through the optical axis AX, from the laser interferometer 6a disposed close to the -X direction on the reticle stage 4, in the -X direction on the reticle stage 4. The laser beam 12a is irradiated to the cube prism 10a, and the laser interferometer 6a detects the reflected beam from the corner cube prism 10a, so that the laser interferometer 6a is in the X direction of the corner cube prism 10a. Is measured, that is, the displacement of the reticle stage 4 in the X direction. In this case, by the action of the corner cube prism, the minute displacement and the minute rotation of the reticle stage 4 in the Y direction do not affect the measured value of the laser interferometer 6a.

마찬가지로, 레티클 스테이지(4)에 +Y방향으로 근접하여 배치된 2개의 레이저 간섭계(6b, 6c)로부터, 각각 레티클 스테이지(4)상의 +Y방향의 단부이고, 또한, 광축 AX를 통해 Y축에 평행인 직선에 대해 거의 선대칭인 위치에 설치된 코너큐브 프리즘(10b, 10c)에 레이저빔(12b, 12c)이 조사되고, 코너큐브 프리즘(10b, 10c)으로부터의 반사빔을 레이저 간섭계(6b, 6c)에서 검출함으로써, 코너큐브 프리즘(10b, 10c)의 Y방향의 변위, 즉 레티클 스테이지(4)의 2개소의 Y방향의 변위가 측정된다. 이 경우, 레티클 스테이지(4)의 Y방향의 변위는 레이저 간섭계(6b, 6c)의 측정치의 평균치를 계산함으로써 구해지고, 레티클 스테이지(4)의 회전각은 레이저 간섭계(6b, 6c)의 측정치의 차분과 코너큐브 프리즘(10b, 10c)의 간격과의 비에 의해 구할 수 있다.Similarly, from the two laser interferometers 6b and 6c which are arranged in the + Y direction close to the reticle stage 4, they are the end portions of the + Y direction on the reticle stage 4, respectively, and on the Y axis through the optical axis AX. The laser beams 12b and 12c are irradiated to the corner cube prisms 10b and 10c provided at positions substantially symmetrical with respect to the parallel straight line, and the reflected beams from the corner cube prisms 10b and 10c are irradiated with the laser interferometers 6b and 6c. ), The displacement of the corner cube prisms 10b and 10c in the Y direction, that is, the displacement of two locations of the reticle stage 4 in the Y direction is measured. In this case, the displacement in the Y direction of the reticle stage 4 is obtained by calculating the average value of the measured values of the laser interferometers 6b and 6c, and the rotation angle of the reticle stage 4 is determined by the measured values of the laser interferometers 6b and 6c. It can obtain | require by the ratio of a difference and the space | interval of corner cube prism 10b, 10c.

또한, 감광재가 도포된 웨이퍼(3)는 도시되지 않은 웨이퍼 홀더를 통해 웨이퍼 스테이지(5)상에 탑재되어 있다. 웨이퍼 스테이지(5)는 스테이지 제어계(8)에 의해 도시되지 않은 웨이퍼 스테이지 구동계를 통해 X방향, Y방향 및 Z방향 등으로 웨이퍼의 위치결정을 행한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)는 실제로는 X방향으로의 위치결정을 행하는 X 스테이지, Y방향으로의 위치결정을 행하는 Y스테이지 및 Z방향으로의 위치결정을 행하는 Z 스테이지 등으로 구성되어 있다. 웨이퍼 스테이지(5)상의 -X방향의 단부 및 +Y방향의 단부에는, 각각 X축 및 Y축에 거의 수직인 반사면을 갖는 각주형상의 이동거울(11a 및 11b)이 고정되어 있다. 웨이퍼 스테이지(5)의 -X방향의 단부에 대향하도록, 또한 투영광학계(2)의 광축 AX를 통해 X축에 평행인 직선에 대해 대칭으로 배치된 2개의 레이저 간섭계(7a, 7b)로부터, 각각 이동거울(11a)에 X축에 평행하게 레이저빔(13a, 13b)이 조사되고, 이동거울(11a)로부터의 반사빔을 각각 레이저 간섭계(7a, 7b)에서 검출함으로써, 이동거울(11a)의 X방향의 변위, 즉 웨이퍼 스테이지(5)의 2개소에서 X방향의 변위가 측정된다.Moreover, the wafer 3 to which the photosensitive material was apply | coated is mounted on the wafer stage 5 via the wafer holder not shown. The wafer stage 5 performs wafer positioning in the X-direction, Y-direction, Z-direction, and the like through a wafer stage drive system not shown by the stage control system 8. The wafer stage 5 is actually composed of an X stage for positioning in the X direction, a Y stage for positioning in the Y direction, a Z stage for positioning in the Z direction, and the like. At the end of the -X direction and the end of the + Y direction on the wafer stage 5, square mirror moving mirrors 11a and 11b each having a reflection surface substantially perpendicular to the X axis and the Y axis are fixed. From the two laser interferometers 7a, 7b, which are arranged symmetrically with respect to the straight line parallel to the X axis through the optical axis AX of the projection optical system 2, and facing the end of the -X direction of the wafer stage 5, respectively. The laser beams 13a and 13b are irradiated to the moving mirror 11a in parallel with the X-axis, and the laser interferometers 7a and 7b respectively detect the reflected beams from the moving mirror 11a, thereby The displacement in the X direction, that is, the displacement in the X direction at two places of the wafer stage 5 is measured.

마찬가지로, 웨이퍼 스테이지(5)의 +Y방향의 단부에 대향하도록, 또한 광축 AX를 통해 Y축에 평행인 직선에 대해 대칭으로 배치된 2개의 레이저 간섭계(7c, 7d)로부터, 각각 이동거울(11b)에 Y축에 평행하게 레이저빔(13c, 13d)이 조사되고, 이동거울(11b)로부터의 반사빔을 레이저 간섭계(7c, 7d)에서 검출함으로써, 이동거울(11b)의 Y방향의 변위, 즉 웨이퍼 스테이지(5)의 2개소에서 Y방향의 변위가 측정된다.Similarly, from the two laser interferometers 7c and 7d disposed opposite to the end portion in the + Y direction of the wafer stage 5 and symmetrically with respect to a straight line parallel to the Y axis through the optical axis AX, respectively, the moving mirror 11b ), The laser beams 13c and 13d are irradiated parallel to the Y axis, and the laser beam interferometers 7c and 7d detect the reflected beams from the moving mirror 11b, thereby causing displacement of the moving mirror 11b in the Y direction, That is, the displacement of the Y direction in two places of the wafer stage 5 is measured.

그리고, 이상의 레이저 간섭계(7a 내지 7d)의 측정결과에 의거하여, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향, Y방향의 위치 및 요잉을 구할 수 있다. 먼저, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향의 위치는 레이저 간섭계(7a, 7b)의 측정치의 평균치로서 구할 수 있다. 마찬가지로 웨이퍼 스테이지(5)의 Y방향의 위치는 레이저 간섭계(7c, 7d)의 측정치의 평균치에 의해 구할 수 있다. 또는 웨이퍼 스테이지(5)의 요잉은 레이저 간섭계(7a)의 측정치와 레이저 간섭계(7b)의 측정치와의 차분 및 레이저 간섭계(7c)의 측정치와 레이저 간섭계(7d)의 측정치와의 차분을 평균화함으로써 구할 수 있다.And based on the measurement result of the above laser interferometers 7a-7d, the position and yaw of the X-direction, Y-direction of the wafer stage 5 can be calculated | required. First, the position of the wafer stage 5 in the X direction can be obtained as an average value of the measured values of the laser interferometers 7a and 7b. Similarly, the position of the wafer stage 5 in the Y direction can be determined by the average value of the measured values of the laser interferometers 7c and 7d. Alternatively, yawing of the wafer stage 5 is obtained by averaging the difference between the measured value of the laser interferometer 7a and the measured value of the laser interferometer 7b and the difference between the measured value of the laser interferometer 7c and the measured value of the laser interferometer 7d. Can be.

또한, 이상의 레티클측의 레이저 간섭계(6a 내지 6c) 및 웨이퍼 스테이지측의 레이저 간섭계(7a내지 7b)의 측정치는 모든 스테이지 제어계(8)에 공급되어 있고, 레이저 간섭계의 측정치에 의거한 계산은 모든 스테이지계(8)에서 행해진다. 또한, 스테이지 제어계(8)에는 여러 데이터를 기억하기 위한 기억장치(9)가 접속되어 있다. 또한, 본 예에서는 이동거울(11a, 11b)로서, 별도의 각주형상의 미러를 설치하는 구성으로 되어 있지만, 일체형의 L 자형의 미러나, 웨이퍼 스테이지(5)의 톱테이블의 측면을 경면가공하여 미러로서 사용하는 구성이어도 된다.In addition, the measurement values of the above-described laser interferometers 6a to 6c on the reticle side and the laser interferometers 7a to 7b on the wafer stage side are supplied to all stage control systems 8, and the calculation based on the measurement values of the laser interferometer is performed on all stages. In the system (8). The stage control system 8 is also connected with a storage device 9 for storing various data. In this example, the movable mirrors 11a and 11b are configured to provide separate columnar mirrors, but are mirror-machined into an integral L-shaped mirror or the side surface of the top table of the wafer stage 5. The structure used as a mirror may be sufficient.

다음에, 본 예의 이동거울의 진직도 오차의 보정동작의 일례에 관해 설명한다.Next, an example of the correction operation of the straightness error of the moving mirror of this example will be described.

먼저, 노광동작에 앞서 웨이퍼 스테이지(5)의 이동거울(11a, 11b)의 진직도를 측정한다. 여기서는 X방향의 이동거울(11a)에 관해 설명하지만, Y방향의 이동거울(11b)에 관해서도 마찬가지이다. 먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 레이저 간섭계(7b)로부터의 레이저빔(13b)이 이동거울(11a)의 -Y방향의 단부에 조사되는 위치에 웨이퍼 스테이지(5)의 위치결정을 행한 후, 레이저 간섭계(7a, 7b, 7c, 7d)의 계측치를 리셋한다. 다음에, 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향의 위치를 일정 위치에 유지하면서, 즉, 웨이퍼 스테이지(5) 중의 X스테이지를 로크한 상태에서 웨이퍼 스테이지(5)중의 Y스테이지를 -Y방향으로 레이저빔(13a 13b)의 간격 a와 동일량만큼 순차 스텝 이송하고, 스텝 이송 마다의 X축의 레이저간섭계(7a, 7b) 각각의 계측치 Xai, Xbi(i=1, 2, 3,...), 차분 데이터 δ i(=Xai-Xbi), 및 Y축 레이저 간섭계(7c, 7d)의 측정치의 차분 데이터εi를 기록해 간다. 이 때, Y축의 레이저 간섭계(7c, 7d)의 측정치의 차분 데이터 εi는 웨이퍼 스테이지(5)의 요잉을 나타내기 때문에, 상기 요잉 성분으로 상기 기록 데이터를 보정함으로써, 즉 일예로서 차분 데이터δ i 로부터 차분 데이터 ε i 를 뺌으로써, 순수하게 이동거울(11a)의 반사면의 진직도 오차의 차분을 얻을 수 있다. 이것을 적산해 가면, 이동거울(11a)의 진직도 맵을 얻을 수 있다. Y방향의 이동거울 (11b)에 관해서도, 레이저빔(13c, 13d)의 간격b(= 간격 a로 한다)만큼 순차적으로 웨이퍼 스테이지(5)를 X방향으로 스텝 이송하여 마찬가지의 계측을 행한다.First, the straightness of the moving mirrors 11a and 11b of the wafer stage 5 is measured prior to the exposure operation. Here, the moving mirror 11a in the X direction will be described, but the same applies to the moving mirror 11b in the Y direction. First, as shown in FIG. 2, after positioning the wafer stage 5 at a position where the laser beam 13b from the laser interferometer 7b is irradiated to the end portion of the moving mirror 11a in the -Y direction. The measured values of the laser interferometers 7a, 7b, 7c, and 7d are reset. Next, while maintaining the position in the X direction of the wafer stage 5 at a fixed position, that is, the Y stage in the wafer stage 5 is locked in the -Y direction while the X stage in the wafer stage 5 is locked. Stepwise step feed by the same amount as the interval a of (13a 13b), and the measured values Xai, Xbi (i = 1, 2, 3, ...) for each of the laser interferometers 7a and 7b on the X-axis for each step feed. The difference data ε i of the measured values of the data δ i (= Xai-Xbi) and the Y-axis laser interferometers 7c and 7d are recorded. At this time, since the difference data ε i of the measured values of the laser interferometers 7c and 7d on the Y-axis represents yawing of the wafer stage 5, by correcting the recording data with the yawing component, i.e., from difference data δ i as an example. By subtracting the difference data ε i, it is possible to obtain a difference in the straightness error of the reflection surface of the moving mirror 11a purely. By integrating this, the straightness map of the moving mirror 11a can be obtained. Regarding the moving mirror 11b in the Y direction, the wafer stage 5 is sequentially stepped in the X direction by the distance b (= space a) of the laser beams 13c and 13d, and the same measurement is performed.

상기와 같이 하여 얻어진 최초의 진직도 맵은, X방향 및 Y방향에 관하여 소정 간격의 데이터밖에 없기 때문에, 적당한 방법으로 중간 데이터를 보간하고, 이것을 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향의 좌표위치x, 및 Y방향의 좌표위치y 에 대응하는 진직도 맵으로서, 기억장치(9)에 기억한다. X방향의 이동거울(11a)의 진직도 맵은 좌표위치 y의 함수로서 표현되고, Y 방향의 이동거울(11b)의 진직도 맵은 좌표 위치 X 의 함수로서 표현된다. 이제, 이 함수를 이동거울(11a)에 대해서는 ga(y), 이동거울(11b)에 대해서는 gb(x)로 한다.Since the first straightness map obtained as described above has only data of a predetermined interval with respect to the X direction and the Y direction, the intermediate data are interpolated by an appropriate method, and the coordinate position x in the X direction of the wafer stage 5 is obtained. And a straightness map corresponding to the coordinate position y in the Y direction. The straightness map of the moving mirror 11a in the X direction is expressed as a function of the coordinate position y, and the straightness map of the moving mirror 11b in the Y direction is expressed as a function of the coordinate position X. This function is now ga (y) for the moving mirror 11a and gb (x) for the moving mirror 11b.

다음에, 실제의 노광동작에 있어서, 먼저 구해진 진직도 맵에 의거하여 웨이퍼 스테이지(5)의 좌표위치를 보정한다. 상술과 같이, 웨이퍼 스테이지(5)의 병진방향의 위치에 관해서는, X방향은 레이저 간섭계(7a, 7b)의 측정치의 평균치의 평균치에 의해 구해지고, Y방향은 레이저 간섭계(7c, 7d)의 측정치의 평균치에 의해 구해진다. 따라서, 그것에 따른 보정치의 맵을 기억장치(9)에 기억되어 있는 진직도 맵에 의거하여 산출한다. 이제, 웨이퍼 스테이지(5)의 노광장치의 조표를 (x, y) 로 하고, 웨이퍼 스테이지(5)의 레이저빔(13a, 13b)의 간격 a 및 레이저빔(13c, 13d) 의 간격 b를 공통으로 2d로 하면, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 의거한 레이저 간섭계의 X방향, 및 Y방향의 측정오차에 대응하는 보정함수 fa(y), 및 fb(x)는 다음과 같이 표현된다.Next, in the actual exposure operation, the coordinate position of the wafer stage 5 is corrected based on the straightness map obtained first. As mentioned above, regarding the position of the translation stage of the wafer stage 5, the X direction is calculated | required by the average value of the average value of the measured value of the laser interferometers 7a, 7b, and the Y direction is made of the laser interferometers 7c, 7d. It is calculated | required by the average value of a measured value. Therefore, the map of the correction value according to this is calculated based on the straightness map stored in the storage device 9. Now, the arrangement of the exposure apparatus of the wafer stage 5 is (x, y), and the interval a between the laser beams 13a and 13b of the wafer stage 5 and the interval b between the laser beams 13c and 13d are common. 2d, the correction functions fa (y) and fb (x) corresponding to measurement errors in the X and Y directions of the laser interferometer based on the straightness errors of the moving mirrors 11a and 11b are as follows. Is expressed.

이 경우, 레이저 간섭계에 의해 계측되는 웨이퍼 스테이지(5)의 좌표를 (x, y)로 하면, 이동거울의 진직도 오차의 영향을 제거한 실제의 좌표는 (x-fa(y), y-fb(x)로 된다.In this case, if the coordinate of the wafer stage 5 measured by the laser interferometer is set to (x, y), the actual coordinates from which the influence of the straightness error of the moving mirror is removed are (x-fa (y), y-fb It becomes (x).

다음에, 웨이퍼 스테이지(5)의 요잉의 보정에 관해 설명한다. 웨이퍼 스테이지(5)의 좌표위치가 (x, y)에 있을 때의 레이저 간섭계(7a, 7b)의 조에서 측정된 측정치의 차분을 Δx, 레이저 간섭계(7c, 7d)의 조에서 측정된 측정치의 차분을 Δy로 하면, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 보정한 웨이퍼 스테이지(5)의 요잉의 각도 θ (x, y)는 각도 θ (x, y)가 극히 작은 것으로 하면, 다음 식에 의해 산출된다.Next, correction of yawing of the wafer stage 5 will be described. The difference between the measured values measured in the pairs of the laser interferometers 7a and 7b when the coordinate position of the wafer stage 5 is at (x, y) is Δx and the measured values measured in the pairs of the laser interferometers 7c and 7d. When the difference is Δy, the angle θ (x, y) of yawing of the wafer stage 5 in which the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b is corrected is assumed to be extremely small. It is calculated by the formula.

이상의 (1) 내지 (3)식은, 실제의 노광시에 기억장치(9)에 기억된 진직도 맵을 기초로, 웨이퍼 스테이지(5)의 위치에 따라 스테이지 제어계(8)에 내장된 계산수단으로 계산된다. 그리고 이상의 방법으로 계산된 웨이퍼 스테이지(5)의 X방향, Y방향의 병진위치의 오차, 및 요잉을 레티클 스테이지(4)를 구동하여 보정한다.The above formulas (1) to (3) are calculation means built in the stage control system 8 according to the position of the wafer stage 5 based on the straightness map stored in the storage device 9 at the time of actual exposure. Is calculated. The error of the translation position in the X direction, the Y direction, and yaw of the wafer stage 5 calculated by the above method are corrected by driving the reticle stage 4.

먼저, 웨이퍼 스테이지(5)의 병진방향의 위치 오차를 보정하기 위해, 레티클 스테이지(4)를 X방향 및 Y방향으로 변위시킨다. 이 경우의 변위량은, 투영광학계(2)의 레티클(1)로부터 웨이퍼 스테이지(3)로의 투영배율을 β로 하면, (1)식 및 (2)식에 의해 구해진 X방향 및 Y방향의 보정함수 fa(y) 및 fb(x)에 투영배율의 역수 1/β를 곱한 값으로 된다. 즉, 변위량은 X방향으로 (1/β)fa(y) 및 Y방향으로 (1/β)fb(x)로 된다. 다음에, 웨이퍼 스테이지(5)의 요잉의 보정을 위해, 레티클 스테이지(4)를 회전방향으로 (3)식에 의해 구해진 요잉의 각도 θ (x, y)만큼 회전시킨다. 이상의 레티클 스테이지(4)의 병진방향의 변위 및 회전에 의해, 웨이퍼 스테이지(5)를 X및 Y방향으로 -fa(y) 및 fb(x) 만큼 변위시키고, 회전방향으로 -θ(x, y)만큼 회전시킨 결과와 등가로 된다. 이상의 동작을 종료한 후, 레티클(1)에 노광용 조명광을 조사하고, 레티클(1)의 회로 패턴을 웨이퍼상의 쇼트영역에 전사하면, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 따른 웨이퍼(3)의 배열오차가 보정된다.First, in order to correct the positional error of the translation stage of the wafer stage 5, the reticle stage 4 is displaced in the X direction and the Y direction. The displacement amount in this case is a correction function in the X and Y directions obtained by the formulas (1) and (2), when β is the projection magnification from the reticle 1 of the projection optical system 2 to the wafer stage 3. It is a value obtained by multiplying fa (y) and fb (x) by the inverse of the projection magnification 1 / β. That is, the displacement amount becomes (1 / β) fa (y) in the X direction and (1 / β) fb (x) in the Y direction. Next, in order to correct yaw of the wafer stage 5, the reticle stage 4 is rotated in the rotational direction by the angle θ (x, y) obtained by the equation (3). By the displacement and rotation of the reticle stage 4 in the translational direction, the wafer stage 5 is displaced by -fa (y) and fb (x) in the X and Y directions, and -θ (x, y in the rotation direction. It is equivalent to the result of rotating by). After the above operation is completed, the reticle 1 is irradiated with exposure illumination light, and when the circuit pattern of the reticle 1 is transferred to the shot region on the wafer, the wafer 3 according to the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b. Array error is corrected.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 레티클 스테이지(4)를 구동함으로써, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 따른 웨이퍼 스테이지(5)의 위치 및 요잉의 오차가 보정된다. 일반적으로 레티클 스테이지는 웨이퍼 스테이지에 비해 경량화할 수 있기 때문에 응답성이 신속하게 된다. 또한, 투영광학계(2)의 투영배율β를 예를 들면, 1/5로 하면, 레티클 스테이지(4)의 위치결정 분해능은 웨이퍼 스테이지(5)에 비해 실질적으로 1/5로 되기 때문에, 레티클 스테이지(4)를 구동하여 보정함으로써 위치맞춤 정밀도가 거의 5배로 향상된다. 또한, 레티클 스테이지를 미소량 회전시키는 구성도 간단하게 실현할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이지의 이동거울의 진직도 오차를 비교적 단순한 구성으로 고정밀도로 보정할 수 있다.According to the present invention as described above, by driving the reticle stage 4, the error of the position and yaw of the wafer stage 5 due to the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b is corrected. In general, since the reticle stage can be made lighter than the wafer stage, the responsiveness is quick. In addition, when the projection magnification β of the projection optical system 2 is set to 1/5, for example, since the positioning resolution of the reticle stage 4 becomes substantially 1/5 of the wafer stage 5, the reticle stage By driving and correcting (4), the alignment accuracy is almost increased five times. Moreover, the structure which rotates a small amount of reticle stages can also be implement | achieved easily. Therefore, the straightness error of the moving mirror of the wafer stage can be corrected with high accuracy with a relatively simple configuration.

다음에, 본 발명의 실시형태의 다른 예에 관해 도 3을 참조하여 설명한다. 본 예에서는 도 1의 스테퍼형과 상이한 주사형 투영노광장치를 사용하지만, 도 3에 있어서 도 1에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙히고, 그 설명을 생략한다.Next, another example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. In this example, a scanning projection exposure apparatus different from the stepper type shown in Fig. 1 is used. In Fig. 3, the parts corresponding to Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

도 3은 본예의 주사형 노광장치의 개략구성의 사시도를 도시하고, 상기 도 3에 있어서, 노광시에는 레티클(1)은 도시되지 않은 조명광학계에 의해 X방향으로 긴 슬릿형상의 조명영역(21)이 조명되고, 조명영역(21)과 투영광학계(2)에 관해 공액인 웨이퍼(3)상의 X방향으로 긴 슬릿형상의 노광영역(22)에 레티클(1)의 패턴의 일부가 투영된다. 또한, 본예의 레티클 스테이지(4)는 X방향에 수직인 Y방향으로, 레티클(1)의 패턴 영역의 폭 분량 이상의 길이에 걸쳐 이동가능하게 구성되고, 레티클 스테이지(4)의 -X방향의 단부에 Y방향을 따라 각주형상의 이동거울(10d)이 고정되어 있다. 이동거울(10d)에는 레이저 간섭계(6a)로부터 X방향으로 평행하게 주사된 경우라도, 레이저 간섭계(6a)에 의해 레티클 스테이지(4)의 X방향의 위치가 정확히 검출되도록 되어 있다. 또한, 도 3의 레티클 스테이지(4)도 도 1의 예와 마찬가지로 X방향으로 미소량 변위가능하고, 또한, 소정 범위에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하도록 구성되어 있다. 그것 이외의 구성은 도 1의 예와 마찬가지이다.Fig. 3 shows a perspective view of a schematic configuration of the scanning type exposure apparatus of the present embodiment, and in Fig. 3, during exposure, the reticle 1 is a slit-shaped illumination area 21 long in the X direction by an illumination optical system (not shown). ) Is illuminated, and a part of the pattern of the reticle 1 is projected onto the exposure region 22 that is elongated in the X direction on the wafer 3 which is conjugated with respect to the illumination region 21 and the projection optical system 2. Further, the reticle stage 4 of the present example is configured to be movable in the Y direction perpendicular to the X direction over the length of the width portion or more of the pattern area of the reticle 1, and the end of the reticle stage 4 in the -X direction. The moving mirror 10d in the columnar shape is fixed along the Y direction. Even if the scanning mirror 10d is scanned in parallel in the X direction from the laser interferometer 6a, the position in the X direction of the reticle stage 4 is accurately detected by the laser interferometer 6a. In addition, the reticle stage 4 of FIG. 3 is also configured to be able to displace a small amount in the X direction and to rotate clockwise or counterclockwise in a predetermined range as in the example of FIG. 1. The configuration other than that is the same as that of the example of FIG.

그리고, 주사노광시에 조명영역(21)에 대해 레티클 스테이지(4)를 통해 레티클(1)을 +Y방향(또는 -Y방향)으로 주사하는 것과 동기하여, 웨이퍼 스테이지(5)를 통해 웨이퍼(3)상의 쇼트영역 ES2 를 노광영역(22)에 대해 -Y방향(또는 +Y방향)으로 투영광학계(2)의 투영배율에 따른 속도비로 주사함으로써, 레티클(1)상의 패턴의 전부가 웨이퍼(3)의 쇼트영역 ES2 으로 전사된다.Then, during scanning exposure, the wafer (5) through the wafer stage 5 is synchronized with the scanning of the reticle 1 in the + Y direction (or -Y direction) through the reticle stage 4 with respect to the illumination region 21. 3) The shot region ES2 on the exposure area 22 is scanned in the -Y direction (or + Y direction) at a speed ratio corresponding to the projection magnification of the projection optical system 2, so that all of the pattern on the reticle 1 is transferred to the wafer ( Transferred to shot area ES2 in 3).

본 예에서도 도 1의 예와 마찬기지로, 웨이퍼 스테이지(5)에 고정된 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차를 미리 측정하여, 진직도 맵으로서 기억장치(9)에 기억한다. 그리고, 실제의 노광시에는, 기억장치(9)에 기억된 진직도 맵에 의거하여 레티클 스테이지(4)를 구동하여, 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 따른 웨이퍼 스테이지(5)의 위치 오차 및 요잉을 보정한다.Also in this example, similarly to the example of FIG. 1, the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b fixed to the wafer stage 5 is measured in advance and stored in the storage device 9 as the straightness map. During the actual exposure, the reticle stage 4 is driven based on the straightness map stored in the storage device 9, so that the wafer stage 5 according to the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b. Correct positional error and yawing.

노광장치가 본 예와 같은 주사노광형인 경우, 웨이퍼 스테이지(5)의 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차는 노광영역의 배열의 진직도 오차로 될 뿐만 아니라 각 쇼트영역내의 전사패턴의 왜곡으로도 된다. 따라서, 본 예에서는 노광주사중에도 항상 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차에 의한 웨이퍼 스테이지(5)의 주사방향과 직교하는 X방향으로의 위치 어긋남량 및 요잉을 레티클 스테이지(4)를 X방향 및 회전방향으로 구동하여 보정한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)의 이동거울(11a, 11b)의 진직도 오차의 측정방법 및 노광시의 보정치의 계산방법등은 도 1의 예와 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.When the exposure apparatus is of the scanning exposure type as in this example, the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b of the wafer stage 5 becomes not only the straightness error of the arrangement of the exposure areas but also the distortion of the transfer pattern in each shot area. It can also be Therefore, in the present example, the reticle stage 4 is X in the position shift amount and yawing in the X direction orthogonal to the scanning direction of the wafer stage 5 due to the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b even during the exposure scanning. Correction by driving in the direction and rotation direction. In addition, since the measuring method of the straightness error of the moving mirrors 11a and 11b of the wafer stage 5, the calculation method of the correction value at the time of exposure, etc. are the same as the example of FIG. 1, it abbreviate | omits description.

또한, 본 발명은 상술의 스테퍼형 및 주사형 투영노광 장치에 한정되지 않고, 프록시미티 방식 등을 포함한 모든 노광장치에 적용가능하다.In addition, the present invention is not limited to the above-described stepper and scanning projection exposure apparatuses, and is applicable to all exposure apparatuses including a proximity method and the like.

이와 같이, 본 발명은 상술의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양한 구성을 가질 수 있다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may have various configurations without departing from the gist of the present invention.

본 발명의 제1 노광방법에 의하면, 기판 스테이지의 이동거울의 진직도 오차를 예를들면 마스크 위치결정을 행하는 마스크 스테이지의 이동에 의해 보정한다. 따라서, 복잡한 기구의 기판 스테이지측에서 보정을 행하는 경우에 비해, 간단한 구성으로 진직도 오차를 보정할 수 있다. 또한, 마스크 스테이지는 기판 스테이지에 비해 경량화할 수 있기 때문에 높은 응답성을 얻을 수 있음과 동시에, 축소투영을 행하는 경우에는 보정 정밀도를 높힐 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명을 적용하여, 이동거울의 진직도 오차에 의존하지 않는 기판 스테이지의 잔류하는 위치 어긋남량 오차를 고속응답의 마스크 스테이지로 추가 보정함으로써, 마스크와 기판과의 위치맞춤 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다는 이점도 있다.According to the first exposure method of the present invention, the straightness error of the moving mirror of the substrate stage is corrected by the movement of the mask stage for performing mask positioning, for example. Therefore, the straightness error can be corrected with a simple configuration as compared with the case of performing correction on the substrate stage side of a complicated mechanism. In addition, since the mask stage can be reduced in weight compared with the substrate stage, high responsiveness can be obtained and the correction accuracy can be increased when performing the reduced projection. Further, by applying the present invention, by further correcting the remaining position shift amount error of the substrate stage, which does not depend on the straightness error of the moving mirror, by using the mask stage of the high speed response, the alignment accuracy between the mask and the substrate is easily improved. It also has the advantage of being able to.

또한, 본 발명의 제2 노광방법에 의하면, 기판 스테이지 요잉의 이동거울의 진직도 오차에 의존하는 오계측량의 보정을 마스크 스테이지의 회전에 의해 행하기 때문에, 이동거울의 진직도 오차의 보정을 종래의 방법에 비교하여 기구적으로 간단하게 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 노광방법과 마찬가지로 높은 응답성 및 정밀도를 얻을 수 있다.Further, according to the second exposure method of the present invention, since the correction of the mismeasurement dependent on the straightness error of the moving mirror of the substrate stage yawing is performed by the rotation of the mask stage, the correction of the straightness error of the moving mirror is conventionally performed. Compared to the method described above, it can be easily realized mechanically. In addition, as in the first exposure method of the present invention, high responsiveness and precision can be obtained.

또한, 본 발명의 제1 및 제2의 노광방법에 있어서, 노광장치가 마스크와 기판을 동기주사함으로써 기판상에 마스크 패턴을 순차적으로 전사노광하는 주사형 노광장치이고, 기판 스테이지의 위치에 따라 미리 기억된 이동거울의 진직도 오차에 의거한 마스크의 위치 또는 회전각의 보정을 주사노광 중에도 행하는 경우에는, 주사형 노광장치에 있어서 이동거울의 진직도 오차에 따른 노광 패턴의 왜곡도 보정되는 이점이 있다.Further, in the first and second exposure methods of the present invention, the exposure apparatus is a scanning exposure apparatus that sequentially transfers and exposes a mask pattern onto a substrate by synchronously scanning a mask and a substrate, and in advance according to the position of the substrate stage. In the case of correcting the position or rotation angle of the mask based on the meandering error of the meandering mirror during scanning exposure, the advantage of correcting the distortion of the exposure pattern according to the meridional error of the moving mirror in the scanning exposure apparatus is also provided. have.

또한, 본 발명의 노광장치에 의하면, 기판 스테이지의 이동거울의 진직도 오차를 기억하는 기억수단과, 기판 스테이지의 위치에 의거하여 마스크 스테이지의 변위를 제어하는 스테이지 제어수단을 구비하고 있기 때문에, 본 발명의 제1 및 제2 노광방법을 실시할 수 있다.In addition, according to the exposure apparatus of the present invention, since it includes storage means for storing the straightness error of the moving mirror of the substrate stage and stage control means for controlling the displacement of the mask stage based on the position of the substrate stage, The first and second exposure methods of the invention can be carried out.

도 1은 본 발명의 실시형태의 일례에서 사용되는 투영노광장치의 개략 구성을 도시한 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which shows schematic structure of the projection exposure apparatus used by an example of embodiment of this invention.

도 2는 이동거울의 진직도 오차의 측정방법의 설명에 제공하는 웨이퍼 스테이지의 평면도.2 is a plan view of a wafer stage used to explain a method for measuring the straightness error of a moving mirror;

도 3은 본 발명의 실시형태의 다른 예에서 사용되는 주사형 노광장치의 개략 구성을 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus used in another example of the embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 레티클 2 : 투영광학계1: Reticle 2: Projection Optical System

3 : 웨이퍼 4 : 레티클 스테이지3: wafer 4: reticle stage

5 : 웨이퍼 스테이지 6a ~ 6c : 레이저 간섭계(레티클측)5 Wafer Stage 6a to 6c Laser Interferometer (Reticle Side)

7a ~ 7d : 레이저 간섭계(웨이퍼측) 8 : 스테이지 제어계7a to 7d: laser interferometer (wafer side) 8: stage control system

9 : 기억장치 10a ~ 10c : 코너큐브 프리즘9: Memory 10a ~ 10c: Corner Cube Prism

10d, 11a, 11b : 이동거울10d, 11a, 11b: moving mirror

Claims (17)

기판의 위치결정을 행하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울과, 상기 이동거울에 광빔을 조사하여 상기 기판 스테이지의 이동량을 계측하는 간섭계를 구비한 노광장치로, 상기 간섭계의 계측결과에 의거하여 상기 기판 스테이지를 통해 상기 기판의 위치결정을 행하여, 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판상에 전사노광하는 노광방법에 있어서,An exposure apparatus including a substrate stage for positioning a substrate, a moving mirror fixed to the substrate stage, and an interferometer for measuring a movement amount of the substrate stage by irradiating a light beam to the moving mirror. In the exposure method which performs positioning of the said board | substrate through the said board | substrate stage, and transfers the pattern formed in the mask on the said board | substrate, 미리 상기 이동거울의 진직도 오차를 측정하여, 상기 측정된 진직도 오차를 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 기억해 두고,Measure the straightness error of the moving mirror in advance, and store the measured straightness error according to the position of the substrate stage, 노광시에 상기 기판 스테이지를 통해 상기 기판의 위치결정을 행할 때에, 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 미리 기억된 상기 이동거울의 진직도 오차를 상쇄하도록 상기 마스크를 이동하는 것을 특징으로 하는 노광방법.And the mask is moved so as to cancel the straightness error of the moving mirror stored in advance according to the position of the substrate stage when positioning the substrate through the substrate stage at the time of exposure. 기판의 위치결정을 행하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울과, 상기 이동거울에 광빔을 조사하여 상기 기판 스테이지의 요잉을 계측하는 간섭계를 구비한 노광장치로, 상기 간섭계에 의해 계측되는 상기 기판 스테이지의 요잉을 보정하도록 전사용 패턴이 형성된 마스크를 회전시켜, 상기 마스크 패턴을 상기 기판상에 전사노광하는 노광방법에 있어서,An exposure apparatus including a substrate stage for positioning a substrate, a moving mirror fixed to the substrate stage, and an interferometer for irradiating a light beam to the moving mirror to measure yaw of the substrate stage, the exposure apparatus being measured by the interferometer. In the exposure method for transferring the mask pattern on the substrate by rotating a mask formed with a transfer pattern to correct yaw of the substrate stage, 미리 상기 이동거울의 진직도 오차를 측정하여, 상기 측정된 진직도 오차를 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 기억해 두고,Measure the straightness error of the moving mirror in advance, and store the measured straightness error according to the position of the substrate stage, 노광시에 상기 기판 스테이지를 통해 상기 기판의 위치결정을 행할 때에, 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 미리 기억된 상기 이동거울의 진직도 오차에 의거하여 상기 간섭계에 의해 계측되는 상기 기판 스테이지의 요잉의 오계측량을 구하고, 상기 오계측량으로 상기 마스크의 회전각을 보정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.In the case of positioning the substrate through the substrate stage at the time of exposure, the error of yawing of the substrate stage measured by the interferometer based on the straightness error of the moving mirror stored in advance according to the position of the substrate stage. Obtaining a measurement, and correcting the rotation angle of the mask by the wrong measurement. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 노광장치는 상기 마스크와 상기 기판을 동기주사함으로써 상기 기판상에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사노광하는 주사형 노광장치이고,The exposure apparatus is a scanning exposure apparatus that sequentially transfers the pattern of the mask onto the substrate by synchronously scanning the mask and the substrate, 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 미리 기억된 상기 이동거울의 진직도 오차에 의거한 상기 마스크의 위치 또는 회전각의 보정을 주사노광중에도 행하는 것을 특징으로 하는 노광방법.And correcting the position or rotation angle of the mask based on the straightness error of the moving mirror stored in advance according to the position of the substrate stage even during scanning exposure. 전사용 패턴이 형성된 마스크의 위치결정을 행하는 마스크 스테이지와, 기판의 위치결정을 행하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지에 고정된 이동거울과, 상기 이동거울에 광빔을 조사하여 상기 기판 스테이지의 변위를 계측하는 간섭계를 구비하고, 상기 간섭계의 계측결과에 의거하여 상기 기판과 상기 마스크와의 위치결정을 행하여, 상기 마스크 패턴을 상기 기판상에 전사노광하는 노광장치에 있어서,A mask stage for positioning a mask on which a transfer pattern is formed, a substrate stage for positioning a substrate, a moving mirror fixed to the substrate stage, and a beam of light are irradiated to the moving mirror to measure displacement of the substrate stage. An exposure apparatus comprising: an interferometer for performing a positioning between the substrate and the mask based on a measurement result of the interferometer, and transferring the mask pattern onto the substrate. 미리 기억된 상기 이동거울의 진직도 오차를 상기 기판 스테이지의 위치에 따라 기억하는 기억수단; 및Storage means for storing the straightness error of the moving mirror stored in advance according to the position of the substrate stage; And 상기 기억수단에 기억된 상기 이동거울의 진직도 오차 및 상기 기판 스테이지의 위치에 의거하여 상기 마스크 스테이지의 변위를 제어하는 스테이지 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 노광장치.And a stage control means for controlling the displacement of the mask stage based on the straightness error of the moving mirror stored in the storage means and the position of the substrate stage. 마스크와 기판을 동기하여 주사함으로써 상기 기판을 노광하는 주사형 노광장치로서,A scanning exposure apparatus for exposing the substrate by scanning a mask and a substrate in synchronism, 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 상기 기판의 위치정보를 검출하기 위해 사용되는, 상기 기판과 일체로 되어 이동하는 상기 주사방향으로 연장된 이동거울;A moving mirror extending in the scanning direction integrally with the substrate and used for detecting positional information of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction; 상기 이동거울의 반사면의 진진도 정보를 검출하는 검출수단; 및Detection means for detecting progress information of the reflective surface of the moving mirror; And 상기 기판의 주사노광 중, 상기 반사면의 진진도 정보에 기초하여, 상기 마스크의 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 위치를 조정하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And control means for adjusting the position of the mask in a direction perpendicular to the scanning direction of the mask based on the progress information of the reflective surface during scanning exposure of the substrate. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기판을 유지하여 이동가능한 기판 스테이지와, 상기 마스크를 유지하여 이동가능한 마스크 스테이지를 더 구비하고,A substrate stage movable by holding the substrate, and a mask stage movable by holding the mask, 상기 이동거울은, 상기 기판 스테이지에 설치되어 있고,The moving mirror is provided on the substrate stage, 상기 제어수단은, 상기 주사노광시에, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 동기 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And the control means moves the mask stage and the substrate stage synchronously during the scanning exposure. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 이동거울에 대하여 빔을 조사함으로써, 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 상기 기판의 위치정보를 검출하는 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And an interferometer for detecting positional information of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction by irradiating a beam to the moving mirror. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 검출수단은, 상기 간섭계로부터의 검출신호를 이용하여 상기 진직도 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And the detecting means detects the straightness information using the detection signal from the interferometer. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 검출수단은, 상기 기판을 상기 주사방향으로 이동시킬 때의 상기 기판 스테이지의 요잉 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And the detecting means detects yawing information of the substrate stage when the substrate is moved in the scanning direction. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제어수단은, 상기 요잉 정보에 기초하여, 상기 주사노광중에 상기 마스크를 회전시키는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.And the control means rotates the mask during the scanning exposure based on the yawing information. 마스크와 기판을 동기하여 주사함으로써 상기 기판을 노광하는 주사노광방법으로서,A scanning exposure method for exposing the substrate by scanning a mask and a substrate in synchronization, 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 상기 기판의 위치정보를 검출하기 위해 사용되는, 상기 기판과 일체로 되어 이동하는 상기 주사방향으로 연장된 이동거울의 반사면의 진직도 정보를 검출하는 단계; 및Detecting straightness information of a reflecting surface of the moving mirror extending in the scanning direction moving integrally with the substrate, used to detect positional information of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction; And 상기 기판의 주사노광 중, 상기 반사면의 진직도 정보에 기초하여, 상기 마스크의 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 위치를 조정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.And adjusting the position of the mask in a direction perpendicular to the scanning direction of the mask based on the straightness information of the reflective surface during scanning exposure of the substrate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 기판은 기판 스테이지상에 유지되고,The substrate is held on a substrate stage, 상기 마스크는 마스크 스테이지상에 유지되고,The mask is held on a mask stage, 상기 이동거울은 상기 기판 스테이지에 설치되어 있고,The moving mirror is installed on the substrate stage, 상기 주사노광은, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 동기 이동시킴으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.The scanning exposure method is performed by synchronously moving the mask stage and the substrate stage. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 이동거울에 대하여 빔을 조사함으로써, 상기 주사방향에 수직한 방향에서의 상기 기판의 위치정보를 검출하는 간섭계를 구비하고, 상기 간섭계로부터의 검출신호를 이용하여 상기 진직도 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.And an interferometer for detecting positional information of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction by irradiating a beam to the moving mirror, and detecting the straightness information using a detection signal from the interferometer. Scanning exposure method. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 기판을 상기 주사방향으로 이동시킬 때의 상기 기판 스테이지의 요잉 정보를 검출하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.And detecting the yawing information of the substrate stage when the substrate is moved in the scanning direction. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 요잉 정보에 기초하여, 상기 주사노광중에 상기 마스크를 회전시키는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.And a step of rotating the mask during the scanning exposure based on the yawing information. 반도체 소자의 제조방법으로서,As a manufacturing method of a semiconductor device, 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 주사형 노광장치를 사용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 피노광물체상에 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of transferring the pattern of the mask onto the object to be exposed using the scanning exposure apparatus according to any one of claims 5 to 10. 반도체 소자의 제조방법으로서,As a manufacturing method of a semiconductor device, 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 주사노광방법을 사용하여 상기 마스크의 패턴을 상기 피노광물체상에 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of transferring the pattern of the mask onto the object to be exposed using the scanning exposure method according to any one of claims 11 to 15.
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