JPH10125579A - Scanning exposure equipment - Google Patents
Scanning exposure equipmentInfo
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- JPH10125579A JPH10125579A JP8277913A JP27791396A JPH10125579A JP H10125579 A JPH10125579 A JP H10125579A JP 8277913 A JP8277913 A JP 8277913A JP 27791396 A JP27791396 A JP 27791396A JP H10125579 A JPH10125579 A JP H10125579A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステージの位置を計測するための干渉計の移
動鏡の角度が変化した場合でも、感光基板上で露光され
るショット領域の形状を所望の形状に維持する。
【解決手段】 レチクル微小駆動ステージ11上のレチ
クル12を照明領域31に対して走査するのと同期し
て、Zθ軸駆動ステージ4上のウエハ5を露光領域32
に対して走査することによって、ウエハ5上のショット
領域SAにレチクル12のパターン像を露光する。Zθ
軸駆動ステージ4の非走査方向の移動鏡7Xの回転角を
2軸の干渉計本体13X1,13X2の計測値から求
め、レチクル微小駆動ステージ11の非走査方向の移動
鏡21Xの回転角を2軸の干渉計本体14X1,14X
2の計測値から求め、移動鏡7X及び21Xの回転角に
基づいて走査露光時のウエハ5とレチクル12との相対
回転角を補正する。
(57) [Problem] To maintain a desired shape of a shot area exposed on a photosensitive substrate even when an angle of a moving mirror of an interferometer for measuring a position of a stage changes. SOLUTION: A wafer 5 on a Zθ axis driving stage 4 is exposed to an exposure area 32 in synchronization with scanning of a reticle 12 on a reticle minute driving stage 11 with respect to an illumination area 31.
, The pattern image of the reticle 12 is exposed on the shot area SA on the wafer 5. Zθ
The rotation angle of the movable mirror 7X in the non-scanning direction of the axis driving stage 4 is obtained from the measured values of the two-axis interferometer bodies 13X1 and 13X2, and the rotation angle of the moving mirror 21X of the reticle micro-drive stage 11 in the non-scanning direction is determined by two axes. Interferometer body 14X1, 14X
2, the relative rotation angle between the wafer 5 and the reticle 12 during scanning exposure is corrected based on the rotation angles of the movable mirrors 7X and 21X.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、撮像素子(CCD等)、液晶表示素子、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィ工程中
で、マスクパターンを感光基板上に転写するために使用
される露光装置に関し、更に詳しくはステップ・アンド
・スキャン方式等の走査露光型の露光装置(走査型露光
装置)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transferring a mask pattern onto a photosensitive substrate during a photolithography process for manufacturing, for example, a semiconductor device, an image pickup device (such as a CCD), a liquid crystal display device, or a thin film magnetic head. More specifically, the present invention relates to a scanning exposure type exposure apparatus such as a step-and-scan method (scanning exposure apparatus).
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば半導体素子を製造する際に、レチ
クル上のパターンの一部を投影光学系を介してウエハ上
に投影した状態で、レチクルとウエハとを投影光学系に
対して同期走査することにより、レチクル上のパターン
の像を逐次ウエハ上の各ショット領域に転写する所謂ス
テップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が使用さ
れている。2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a semiconductor device, a reticle and a wafer are synchronously scanned with respect to a projection optical system while a part of a pattern on the reticle is projected onto a wafer via a projection optical system. Therefore, a so-called step-and-scan type projection exposure apparatus that sequentially transfers the image of the pattern on the reticle to each shot area on the wafer is used.
【0003】このようなステップ・アンド・スキャン方
式では通常縮小倍率の投影光学系が使用されるため、レ
チクルステージとウエハステージとをその縮小倍率に応
じた速度比で独立に駆動する必要があり、且つ各ショッ
ト領域間の移動はステッピング方式で行うため、ステー
ジ系の機構は複雑で、極めて高度な制御が必要である
(例えば特開平7−176468号公報参照)。In such a step-and-scan method, since a projection optical system with a reduction ratio is usually used, it is necessary to drive the reticle stage and the wafer stage independently at a speed ratio corresponding to the reduction ratio. In addition, since the movement between the shot areas is performed by a stepping method, the mechanism of the stage system is complicated and requires extremely advanced control (for example, see JP-A-7-176468).
【0004】そのため、図10に示すように、従来より
ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置のステ
ージはレーザ干渉計の計測値に基づいて速度、及び位置
が制御されていた。即ち、図10(a1)及び(a2)
において、ウエハWが載置されるウエハステージ51に
はX軸の移動鏡52X及びY軸の移動鏡52Yが固定さ
れ、レチクルRが載置されるレチクルステージ54にも
X軸の移動鏡55X及びY軸の移動鏡55Yが固定され
ている。そして、ウエハWが移動する平面の直交座標系
をX軸及びY軸として、走査露光時の走査方向をY軸に
沿った方向(Y方向)とすると、従来は走査方向用のY
軸の移動鏡52Y及び55Yに対して平行にそれぞれ2
本の計測用のレーザビーム53Y1,53Y2、及び5
6Y1,56Y2が照射され、非走査方向用の移動鏡5
2X及び55Xに対してそれぞれ1本の計測用のレーザ
ビーム53X及び56Xが照射され、走査方向の位置
(Y座標)は2軸のレーザ干渉計で計測され、非走査方
向の位置(X座標)は1軸のレーザ干渉計で計測されて
いた。Therefore, as shown in FIG. 10, the speed and the position of a stage of a step-and-scan type projection exposure apparatus have conventionally been controlled based on the measured values of a laser interferometer. That is, FIGS. 10 (a1) and (a2)
, An X-axis movable mirror 52X and a Y-axis movable mirror 52Y are fixed to a wafer stage 51 on which a wafer W is mounted, and an X-axis movable mirror 55X and a reticle stage 54 on which a reticle R is mounted. The Y-axis movable mirror 55Y is fixed. If the orthogonal coordinate system of the plane on which the wafer W moves is the X axis and the Y axis, and the scanning direction at the time of scanning exposure is the direction along the Y axis (Y direction), the conventional Y direction for the scanning direction is used.
2 parallel to the moving mirrors 52Y and 55Y
Laser beams 53Y1, 53Y2, and 5 for book measurement
6Y1 and 56Y2 are irradiated, and the moving mirror 5 for the non-scanning direction
Two measurement laser beams 53X and 56X are applied to 2X and 55X, respectively, and the position in the scanning direction (Y coordinate) is measured by a biaxial laser interferometer, and the position in the non-scanning direction (X coordinate). Was measured by a single-axis laser interferometer.
【0005】このとき、走査方向のY座標は2軸のレー
ザ干渉計の平均値で表され、更に、2軸のY座標の差分
より、ウエハステージ51(ウエハW)及びレチクルス
テージ54(レチクルR)の回転角が計測され、走査露
光時には両ステージ51及び54のX座標、及びY座標
が投影倍率に応じた位置関係となり、且つ両ステージの
相対回転角が一定となるように両ステージ51及び54
の同期走査が行われていた。なお、通常は反転投影の投
影光学系が使用されるため、ウエハステージ51とレチ
クルステージ54との走査方向は逆であるが、簡単のた
めに正立像が投影されるものとして両ステージの走査方
向が共に−Y方向であるとしている。At this time, the Y coordinate in the scanning direction is represented by an average value of a two-axis laser interferometer, and the difference between the two axes of the Y coordinate is used to calculate the wafer stage 51 (wafer W) and the reticle stage 54 (reticle R). ) Is measured, and during scanning exposure, the X coordinate and the Y coordinate of both stages 51 and 54 are in a positional relationship according to the projection magnification, and both stages 51 and 54 are fixed so that the relative rotation angle of both stages is constant. 54
Synchronous scanning was performed. Since the projection optical system of reverse projection is usually used, the scanning directions of the wafer stage 51 and the reticle stage 54 are opposite to each other. Are both in the −Y direction.
【0006】即ち、走査露光時には、移動鏡の反射面が
正確にX軸及びY軸に平行であるとすると、ウエハステ
ージ51によってスリット状の露光領域58に対してウ
エハWが−Y方向に移動するのと同期して、レチクルス
テージ54によってスリット状の照明領域57に対して
レチクルRが−Y方向に移動して、ウエハW上の1つの
ショット領域にレチクルRのパターン像が転写される。
この結果露光されるショット領域は、図10(a3)に
拡大して示すショット領域SAaのように正確な矩形で
あり、ウエハW上に形成されるショット配列は、図10
(a4)に示すようにX軸、及びY軸に沿って配列され
る格子状である。That is, if the reflecting surface of the movable mirror is accurately parallel to the X-axis and the Y-axis during scanning exposure, the wafer W moves in the −Y direction with respect to the slit-shaped exposure region 58 by the wafer stage 51. Synchronously, the reticle stage 54 moves the reticle R in the −Y direction with respect to the slit-shaped illumination area 57, and the pattern image of the reticle R is transferred to one shot area on the wafer W.
The shot area exposed as a result is an accurate rectangle like the shot area SAa enlarged in FIG. 10 (a3), and the shot arrangement formed on the wafer W is as shown in FIG.
As shown in (a4), it has a lattice shape arranged along the X axis and the Y axis.
【0007】これに対して、ウエハステージ51のヨー
イングによって、図10(b1)に示すように移動鏡5
2X,52Yが角度θだけ時計回りに回転すると、ウエ
ハWの走査方向は、矢印60bで示すように移動鏡52
Xの反射面に沿った方向(本来のY軸に対して角度θだ
け傾斜した方向)となり、ウエハWの非走査方向へのス
テッピング方向は、矢印61bで示すように移動鏡52
Yの反射面に沿った方向となる。この場合、移動鏡52
Yの傾斜によってウエハステージ51の回転が検出さ
れ、それに合わせてレチクルステージ54も角度θだけ
回転されるため、図10(b2)の矢印59bで示すよ
うに、レチクルRも角度θだけ回転した状態で、且つそ
の回転した方向に走査される。従って、走査露光によっ
てウエハW上で露光されるショット領域(レチクルRの
パターン像の転写領域)は、図10(b3)のショット
領域SAbで示すように、回転はしているが正確な矩形
であり、ウエハW上のショット配列(図10(b4)参
照)も、回転はしているが配列方向が直交する格子状
(以下、「直交格子状」と呼ぶ)である。On the other hand, the yaw of the wafer stage 51 causes the movement of the movable mirror 5 as shown in FIG.
When the 2X and 52Y rotate clockwise by the angle θ, the scanning direction of the wafer W is changed to the moving mirror 52 as indicated by the arrow 60b.
The direction along the X-reflecting surface (the direction inclined by an angle θ with respect to the original Y-axis), and the stepping direction of the wafer W in the non-scanning direction is indicated by the moving mirror 52 as indicated by an arrow 61b.
The direction is along the Y reflection surface. In this case, the moving mirror 52
The rotation of the wafer stage 51 is detected by the inclination of Y, and the reticle stage 54 is also rotated by the angle θ in accordance therewith. Therefore, as shown by the arrow 59b in FIG. 10B2, the reticle R is also rotated by the angle θ. , And is scanned in the rotated direction. Therefore, the shot area exposed on the wafer W by the scanning exposure (transfer area of the pattern image of the reticle R) is a rotating rectangular but accurate rectangle as shown by the shot area SAb in FIG. 10B3. In addition, the shot arrangement on the wafer W (see FIG. 10 (b4)) also has a lattice shape (hereinafter, referred to as an "orthogonal lattice shape") that rotates but has an orthogonal arrangement direction.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来のステ
ップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置では、ウエ
ハステージ及びレチクルステージの座標位置はそれぞれ
レーザ干渉計によって計測され、レーザ干渉計用の2軸
の移動鏡の直交度が良好である場合には、仮にウエハス
テージがヨーイングによって回転しても露光されるショ
ット領域の形状は矩形であり、得られるショット配列も
直交格子状であった。As described above, in the conventional step-and-scan type projection exposure apparatus, the coordinate positions of the wafer stage and the reticle stage are measured by the laser interferometer, and the two axes for the laser interferometer are used. When the orthogonality of the moving mirror was good, the shape of the shot area exposed even if the wafer stage was rotated by yawing was rectangular, and the shot arrangement obtained was also an orthogonal grid.
【0009】しかしながら、雰囲気気体の温度変化、又
は露光光の照射による温度上昇等によって、ステージが
熱変形したり、又はレーザ干渉計用の移動鏡自体が熱変
形したりすることによって、それらの移動鏡の直交度が
悪化したような場合に、露光されるショット領域の形状
が矩形でなくなると共に、ショット配列も直交格子状で
なくなる恐れがあった。これは主に、従来はステージの
走査方向の位置を2軸のレーザ干渉計で計測し、得られ
た計測値の差分によってステージの回転角を求めていた
こと、即ち図10の例では走査方向用の移動鏡52Y,
55Yに対してヨーイング計測用のレーザ干渉計からの
レーザビームが照射されていたことに依ると考えられ
る。However, the stage is thermally deformed due to a temperature change of the ambient gas or a temperature rise due to exposure light irradiation, or the movable mirror itself for the laser interferometer is thermally deformed. When the orthogonality of the mirror is deteriorated, the shape of the shot area to be exposed may not be rectangular, and the shot arrangement may not be orthogonal grid. This is mainly because, conventionally, the position of the stage in the scanning direction is measured by a two-axis laser interferometer, and the rotation angle of the stage is obtained from the difference between the obtained measurement values. That is, in the example of FIG. Moving mirror 52Y,
It is considered that this is because the laser beam from the laser interferometer for yawing measurement was applied to 55Y.
【0010】具体的に、図10(c1)はウエハステー
ジ側の非走査方向用、即ちヨーイング計測が行われない
移動鏡52Xが角度θだけ傾斜した状態を示す。この場
合、ウエハWの走査方向は矢印60cで示すように、傾
斜した移動鏡52Xの反射面に沿った方向であるが、ウ
エハステージの回転角の変化は検出されないため、図1
0(c2)に示すように、レチクルR(レチクルステー
ジ54)は−Y方向に走査される。そのため、ウエハW
上に形成されるショット領域は、図10(c3)のショ
ット領域SAcで示すように平行四辺形となり、ショッ
ト配列(図10(c4)参照)も平行四辺形状となる。More specifically, FIG. 10 (c1) shows a state in which the movable mirror 52X for the non-scanning direction on the wafer stage side, ie, the yaw measurement is not performed, is inclined by the angle θ. In this case, the scanning direction of the wafer W is a direction along the reflecting surface of the inclined movable mirror 52X as shown by an arrow 60c. However, since a change in the rotation angle of the wafer stage is not detected, FIG.
As shown at 0 (c2), the reticle R (reticle stage 54) is scanned in the −Y direction. Therefore, the wafer W
The shot area formed above becomes a parallelogram as shown by the shot area SAc in FIG. 10 (c3), and the shot arrangement (see FIG. 10 (c4)) also becomes a parallelogram.
【0011】また、図10(d1)はウエハステージ側
の走査方向用、即ちヨーイング計測が行われている移動
鏡52Yが角度θだけ傾斜した状態を示す。この場合、
ウエハWの走査方向は−Y方向であるが、ウエハステー
ジの回転角の変化が検出されるため、図10(d2)に
矢印59dで示すように、レチクルRは本来のY軸に対
して角度θだけ回転した状態で、且つ角度θだけ傾斜し
た方向に走査される。そのため、ウエハW上に形成され
るショット領域は、図10(d3)のショット領域SA
dで示すように平行四辺形を90°回転させた形状とな
り、ショット配列(図10(d4)参照)も同様の形状
となる。FIG. 10 (d1) shows a state in which the movable mirror 52Y for the scanning direction on the wafer stage side, that is, the yaw measurement is being performed, is inclined by the angle θ. in this case,
Although the scanning direction of the wafer W is the −Y direction, since a change in the rotation angle of the wafer stage is detected, the reticle R is at an angle with respect to the original Y axis as indicated by an arrow 59d in FIG. Scanning is performed in a state rotated by θ and inclined by an angle θ. Therefore, the shot area formed on the wafer W is the shot area SA in FIG.
As shown by d, the parallelogram is rotated by 90 °, and the shot arrangement (see FIG. 10D4) has the same shape.
【0012】図10(c4)又は(d4)に示すショッ
ト配列の配列誤差は、線形誤差(1次誤差)であるた
め、その上のレイヤへの露光を行う際には、例えば所謂
エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方
式のアライメントを行って統計処理によってショット配
列を求め、求められたショット配列に従ってウエハステ
ージのステッピングを行うことによって実質的にその配
列誤差が補正できる。しかしながら、ショット領域SA
c,SAdで示すようにショット領域の形状が変形した
場合、図10(a1)のスリット状の露光領域58のY
方向の幅をD、移動鏡の回転角をθ(rad)とする
と、ウエハW上に露光される像は走査露光中に非走査方
向に略D・θだけ横シフトした像と等価になり、像劣化
を起こすという不都合がある。The arrangement error of the shot arrangement shown in FIG. 10 (c4) or (d4) is a linear error (first-order error). Therefore, when exposing a layer thereabove, for example, a so-called enhanced global An alignment (EGA) type alignment is performed, a shot arrangement is obtained by statistical processing, and the wafer stage is stepped in accordance with the obtained shot arrangement, whereby the arrangement error can be substantially corrected. However, the shot area SA
When the shape of the shot area is deformed as shown by c and SAd, Y of the slit-shaped exposure area 58 in FIG.
Assuming that the width in the direction is D and the rotation angle of the movable mirror is θ (rad), the image exposed on the wafer W is equivalent to an image laterally shifted by approximately D · θ in the non-scanning direction during scanning exposure. There is a disadvantage of causing image deterioration.
【0013】また、所謂ミックス・アンド・マッチ方式
で露光を行うため、ショット領域SAc,SAdのよう
な変形したショット領域上にステッパーのような一括露
光型の露光装置で重ね合わせ露光を行うものとしても、
一括露光型ではそのような変形したショット形状に合わ
せた補正はできない。そのため、そのような変形したシ
ョット領域はディストーション誤差を含むことになり、
マッチング精度が悪化するという不都合があった。Further, in order to perform exposure by a so-called mix-and-match method, overlapping exposure is performed on a deformed shot area such as the shot areas SAc and SAd by a collective exposure type exposure apparatus such as a stepper. Also,
The one-shot exposure type cannot correct for such a deformed shot shape. Therefore, such a deformed shot area will include a distortion error,
There is a disadvantage that matching accuracy is deteriorated.
【0014】更に、レーザ干渉計の移動鏡の傾きが変化
する場合のみならず、その移動鏡に走査方向に沿った曲
がりがある場合にも、露光されるショット領域の形状が
歪むという不都合があった。本発明は斯かる点に鑑み、
ステージの位置を計測するための干渉計の移動鏡の角度
が変化した場合でも、感光基板上で露光されるショット
領域の形状を所望の形状に維持できる走査型露光装置を
提供することを第1の目的とする。Further, not only when the tilt of the movable mirror of the laser interferometer changes, but also when the movable mirror bends in the scanning direction, there is a disadvantage that the shape of the shot area to be exposed is distorted. Was. The present invention in view of such a point,
A first object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus capable of maintaining the shape of a shot area exposed on a photosensitive substrate in a desired shape even when the angle of a moving mirror of an interferometer for measuring the position of a stage changes. The purpose of.
【0015】更に本発明は、その移動鏡に曲がりがある
場合でも、感光基板上で露光されるショット領域の形状
を所望の形状に維持できる走査型露光装置を提供するこ
とを第2の目的とする。It is a second object of the present invention to provide a scanning type exposure apparatus which can maintain the shape of a shot area exposed on a photosensitive substrate in a desired shape even when the movable mirror has a bend. I do.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明による第1の走査
型露光装置は、転写用のパターンが形成されたマスク
(12)を移動するマスクステージ(9〜11)と、感
光性の基板(5)を移動する基板ステージ(1〜4)と
を有し、そのマスクを露光用の照明光で照明した状態
で、その基板ステージを介して基板(5)を所定方向に
走査するのと同期して、そのマスクステージを介してマ
スク(12)をその所定方向に対応する方向に走査する
ことにより、基板(5)上にマスク(12)のパターン
を逐次転写する走査型露光装置において、その基板ステ
ージの走査方向(Y方向)の位置を計測する少なくとも
1軸の基板側干渉計(13Y1,7Y)と、その基板ス
テージのその走査方向に直交する非走査方向(X方向)
の位置をその走査方向に沿った2箇所で計測する2軸の
基板側干渉計(13X1,13X2,7X)と、これら
非走査方向用の2軸の基板側干渉計の計測値に基づいて
その基板ステージとそのマスクステージとの相対回転角
を補正する回転角補正手段(22D,44R,44L)
と、を有するものである。A first scanning exposure apparatus according to the present invention comprises a mask stage (9 to 11) for moving a mask (12) on which a pattern for transfer is formed, and a photosensitive substrate (9). 5) moving the substrate (5) in a predetermined direction through the substrate stage in a state where the mask is illuminated with illumination light for exposure, the substrate stage being moved along the substrate stage (1-4). Then, by scanning the mask (12) in a direction corresponding to the predetermined direction through the mask stage, a scanning exposure apparatus that sequentially transfers the pattern of the mask (12) onto the substrate (5) is provided. At least one axis substrate-side interferometer (13Y1, 7Y) for measuring the position of the substrate stage in the scanning direction (Y direction), and a non-scanning direction (X direction) orthogonal to the scanning direction of the substrate stage.
The two-axis substrate-side interferometers (13X1, 13X2, 7X) that measure the position of the laser beam at two points along the scanning direction, and the two-axis substrate-side interferometers for the non-scanning direction, Rotation angle correction means (22D, 44R, 44L) for correcting the relative rotation angle between the substrate stage and its mask stage
And
【0017】斯かる本発明によれば、例えば図2に示す
ように、基板(5)を移動するための基板ステージの非
走査方向用の移動鏡(7X)に対向して2軸の干渉計本
体(13X1,13X2)が配置され、2軸の平均値に
より座標を定めると共に、これら2軸の計測値の差分よ
りその基板ステージの非走査方向でのヨーイング量(回
転角)が求められ、このヨーイング量に応じてマスク
(12)が回転される。この際のマスクステージの回転
角は、例えば走査方向、又は非走査方向の何れかに配置
した2軸の干渉計の計測値の差分から求めることができ
る。According to the present invention, as shown in FIG. 2, for example, a two-axis interferometer opposed to a non-scanning moving mirror (7X) of a substrate stage for moving a substrate (5). The main body (13X1, 13X2) is arranged, coordinates are determined by the average value of the two axes, and the yaw amount (rotation angle) of the substrate stage in the non-scanning direction is obtained from the difference between the measured values of the two axes. The mask (12) is rotated according to the amount of yawing. At this time, the rotation angle of the mask stage can be obtained, for example, from the difference between the measured values of two-axis interferometers arranged in either the scanning direction or the non-scanning direction.
【0018】この結果、例えば図3(c1)〜(c4)
に示すように、その基板ステージの非走査方向の移動鏡
(7X)の角度が変化した場合、基板(5)及びマスク
(12)が同じ角度で傾斜して走査されるため、基板
(5)上に露光されるショット領域(SA3)は回転し
ていても矩形のままである。また、例えば図3(d1)
〜(d4)に示すように、その基板ステージの走査方向
の移動鏡(7Y)の角度が変化した場合、基板(5)及
びマスク(12)は共に傾斜することなく走査されるた
め、基板(5)上に露光されるショット領域(SA4)
は矩形のままである。即ち、本発明によって基板(5)
及びマスク(12)の走査方向が常に同一となるため
に、基板(5)上に露光されるショット領域の形状は目
標とする形状に維持される。As a result, for example, FIGS. 3 (c1) to 3 (c4)
As shown in (2), when the angle of the movable mirror (7X) in the non-scanning direction of the substrate stage changes, the substrate (5) and the mask (12) are scanned while being inclined at the same angle. The shot area (SA3) exposed above remains rectangular even when rotated. In addition, for example, FIG.
As shown in (d4), when the angle of the moving mirror (7Y) in the scanning direction of the substrate stage changes, the substrate (5) and the mask (12) are both scanned without tilting. 5) Shot area exposed above (SA4)
Remains a rectangle. That is, according to the present invention, the substrate (5)
Also, since the scanning direction of the mask (12) is always the same, the shape of the shot area exposed on the substrate (5) is maintained at the target shape.
【0019】このようにショット領域の形状が目標とす
る形状となっても、図3(c4)又は(d4)に示すよ
うに、ショット配列は直交格子(配列方向が直交する格
子)状ではなくなる。このショット配列を更に直交格子
状とするには、その基板ステージのその走査方向の位置
をその非走査方向に沿った2箇所で計測するための更に
1軸の基板側干渉計(13Y2,7Y)を設け、その非
走査方向用の2軸の基板側干渉計(13X1,13X
2,7X)の計測値の差分(ヨーイング量)と、その走
査方向用の2軸の基板側干渉計(13Y1,13Y2,
7Y)の計測値の差分(ヨーイング量)との差に基づい
てその基板ステージの移動方向を補正する移動方向補正
手段(22A,22B)を設けることが望ましい。Even if the shape of the shot area becomes the target shape, the shot arrangement is not an orthogonal lattice (a lattice whose arrangement direction is orthogonal) as shown in FIG. 3 (c4) or (d4). . In order to further form the shot array in an orthogonal lattice shape, a further one-axis substrate-side interferometer (13Y2, 7Y) for measuring the position of the substrate stage in the scanning direction at two positions along the non-scanning direction. And a two-axis substrate-side interferometer (13X1, 13X) for the non-scanning direction.
2, 7X) and the two-axis substrate-side interferometer (13Y1, 13Y2, 13Y2) for the scanning direction.
7Y), it is desirable to provide moving direction correcting means (22A, 22B) for correcting the moving direction of the substrate stage based on the difference from the measured value difference (yaw amount).
【0020】このとき、本発明によって計測される非走
査方向のヨーイング量と、その走査方向のヨーイング量
との差を用いて、例えばその基板ステージの非走査方向
のステッピング方向を補正すれば、例えば図3(c4)
又は(d4)に示されているショット配列が点線で示す
直交格子状になる。次に、マスクステージ側の移動鏡
(21X,21Y)が傾斜して直交度が悪化している場
合について検討する。この場合にも、従来例のようにそ
のマスクステージの走査方向用の移動鏡(21Y)の位
置を2軸の干渉計で計測し、これら2軸の計測値の差分
に基づいてそのマスクステージの回転角を制御すると、
露光されるショット領域の形状が矩形でなくなる恐れが
ある。At this time, if the stepping direction in the non-scanning direction of the substrate stage is corrected using the difference between the yawing amount in the non-scanning direction and the yawing amount in the scanning direction measured by the present invention, for example, FIG. 3 (c4)
Alternatively, the shot arrangement shown in (d4) has an orthogonal lattice shape indicated by a dotted line. Next, a case in which the movable mirror (21X, 21Y) on the mask stage side is inclined to deteriorate the orthogonality will be considered. Also in this case, the position of the movable mirror (21Y) in the scanning direction of the mask stage is measured by a two-axis interferometer as in the conventional example, and the mask stage is moved based on the difference between the measured values of the two axes. By controlling the rotation angle,
The shape of the shot area to be exposed may not be rectangular.
【0021】即ち、図4(a2)及び(b2)、並びに
図5(a2)及び(b2)はそれぞれマスクステージの
走査方向用の移動鏡(21Y)に対向して2軸の干渉計
本体を配置し、非走査方向用の移動鏡(21X)に対向
して1軸の干渉計本体を配置した例を示している。ま
た、図4(a1)及び(a2)は、本発明の第1の走査
型露光装置と同じく基板ステージの非走査方向の位置を
2軸の干渉計で計測する例を示し、図5(a1)及び
(a2)は、従来例のように基板ステージの走査方向の
位置を2軸の干渉計で計測する例を示している。4 (a2) and 4 (b2), and FIGS. 5 (a2) and 5 (b2) show the two-axis interferometer body facing the movable mirror (21Y) for the scanning direction of the mask stage. An example is shown in which a single-axis interferometer main body is arranged so as to face the movable mirror (21X) for the non-scanning direction. FIGS. 4 (a1) and (a2) show an example in which the position of the substrate stage in the non-scanning direction is measured by a two-axis interferometer as in the first scanning exposure apparatus of the present invention. (A) and (a2) show an example in which the position of the substrate stage in the scanning direction is measured by a two-axis interferometer as in the conventional example.
【0022】これらの場合、図4(a2)、又は図5
(a2)に示すように、マスクステージの走査方向の移
動鏡(21Y)がマスク(12)に対して角度θだけ傾
斜していると、移動鏡(21Y)が基板ステージに対し
て平行になるように走査されるため、矢印(37a,3
8a)で示すように、マスク(12)が回転した状態で
基板(5)の走査方向に対して傾斜して走査される。従
って、露光されるショット領域(SA5,SA7)の形
状は平行四辺形を90°回転した形状となる。これに対
して、図4(b2)、又は図5(b2)に示すように、
マスクステージの非走査方向の移動鏡(21X)がマス
ク(12)に対して角度θだけ傾斜していると、移動鏡
(21Y)が基板ステージに対して平行になるように走
査されるために、矢印(37b,38b)で示すよう
に、マスク(12)の走査方向が基板(5)の走査方向
に対して傾斜して、露光されるショット領域(SA6,
SA8)の形状は平行四辺形となる。In these cases, FIG. 4 (a2) or FIG.
As shown in (a2), when the movable mirror (21Y) in the scanning direction of the mask stage is inclined by an angle θ with respect to the mask (12), the movable mirror (21Y) becomes parallel to the substrate stage. Arrows (37a, 3a)
As shown in 8a), the mask (12) is scanned while being inclined with respect to the scanning direction of the substrate (5) while the mask (12) is rotated. Therefore, the shape of the shot area (SA5, SA7) to be exposed is a shape obtained by rotating the parallelogram by 90 °. On the other hand, as shown in FIG. 4 (b2) or FIG. 5 (b2),
If the movable mirror (21X) in the non-scanning direction of the mask stage is inclined by an angle θ with respect to the mask (12), the movable mirror (21Y) is scanned so as to be parallel to the substrate stage. As shown by arrows (37b, 38b), the scanning direction of the mask (12) is inclined with respect to the scanning direction of the substrate (5) so that the shot area (SA6,
The shape of SA8) is a parallelogram.
【0023】そこで、このようなショット領域の変形を
避けるため、本発明による第2の走査型露光装置は、転
写用のパターンが形成されたマスク(12)を移動する
マスクステージ(9〜11)と、感光性の基板(5)を
移動する基板ステージ(1〜4)とを有し、マスク(1
2)を露光用の照明光で照明した状態で、その基板ステ
ージを介して基板(5)を所定方向(Y方向)に走査す
るのと同期して、そのマスクステージを介してマスク
(12)をその所定方向に対応する方向(Y方向)に走
査することにより、基板(5)上にマスク(12)のパ
ターンを逐次転写する走査型露光装置において、その基
板ステージの走査方向に直交する非走査方向(X方向)
の位置をその走査方向に沿った2箇所で計測する2軸の
基板側干渉計(13X1,13X2,7X)と、そのマ
スクステージの走査方向に直交する非走査方向の位置を
そのマスクステージの走査方向に沿った2箇所で計測す
る2軸のマスク側干渉計(14X1,14X2,21
X)と、その2軸の基板側干渉計の計測値、及びその2
軸のマスク側干渉計の計測値に基づいてその基板ステー
ジとそのマスクステージとの相対回転角を補正する回転
角補正手段(22D,44R,44L)と、を有するも
のである。In order to avoid such deformation of the shot area, the second scanning exposure apparatus according to the present invention employs a mask stage (9 to 11) for moving a mask (12) on which a transfer pattern is formed. And a substrate stage (1-4) for moving a photosensitive substrate (5).
In a state where 2) is illuminated with the illumination light for exposure, the substrate (5) is scanned through the substrate stage in a predetermined direction (Y direction) in synchronization with the mask (12) via the mask stage. Is scanned in a direction (Y direction) corresponding to the predetermined direction, thereby sequentially transferring the pattern of the mask (12) onto the substrate (5). Scan direction (X direction)
And a biaxial substrate-side interferometer (13X1, 13X2, 7X) that measures the position of the mask stage at two points along the scanning direction, and scans the position of the mask stage in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction of the mask stage. A two-axis mask-side interferometer (14X1, 14X2, 21) that measures at two points along the direction
X), the measured values of the two-axis substrate-side interferometer, and
Rotation angle correction means (22D, 44R, 44L) for correcting the relative rotation angle between the substrate stage and the mask stage based on the measurement value of the axis-side mask-side interferometer.
【0024】斯かる本発明によれば、例えば図7に示す
ように、基板ステージの非走査方向の移動鏡(7X)の
位置が2軸の干渉計で計測され、マスクステージの非走
査方向の移動鏡(21X)の位置も2軸の干渉計で計測
され、移動鏡(7X)の2箇所の計測値の差分よりその
基板ステージのヨーイング量が求められ、移動鏡(21
X)の2箇所の計測値の差分よりそのマスクステージの
回転角が求められる。従って、図7(a2)又は(b
2)に示すように、マスクステージ側の走査方向の移動
鏡(21Y)、又は非走査方向の移動鏡(21X)の何
れかがマスク(12)に対して傾斜しても、マスク(1
2)の走査方向は基板(5)の走査方向に平行になり、
露光されるショット領域(SA13,SA14)の形状
は、回転(ショットローテーション)は生じても矩形と
なる。According to the present invention, for example, as shown in FIG. 7, the position of the moving mirror (7X) in the non-scanning direction of the substrate stage is measured by the two-axis interferometer, and the position of the mask stage in the non-scanning direction is measured. The position of the movable mirror (21X) is also measured by a two-axis interferometer, and the yaw amount of the substrate stage is obtained from the difference between the two measured values of the movable mirror (7X).
The rotation angle of the mask stage is obtained from the difference between the two measured values of X). Therefore, FIG. 7 (a2) or (b)
As shown in 2), even if either the moving mirror (21Y) in the scanning direction on the mask stage side or the moving mirror (21X) in the non-scanning direction is inclined with respect to the mask (12), the mask (1
The scanning direction of 2) is parallel to the scanning direction of the substrate (5),
The shape of the shot area (SA13, SA14) to be exposed is rectangular even if rotation (shot rotation) occurs.
【0025】次に、本発明による第3の走査型露光装置
は、転写用のパターンが形成されたマスク(12)を移
動するマスクステージ(9〜11)と、感光性の基板
(5)を移動する基板ステージ(1〜4)とを有し、マ
スク(12)を露光用の照明光で照明した状態で、その
基板ステージを介して基板(5)を所定方向(Y方向)
に走査するのと同期して、そのマスクステージを介して
マスク(12)をその所定方向に対応する方向(Y方
向)に走査することにより、基板(5)上にマスク(1
2)のパターンを逐次転写する走査型露光装置におい
て、その基板ステージ、及びそのマスクステージの一方
のステージ(9〜11)の走査方向の位置をこの走査方
向に直交する非走査方向に沿った2箇所で計測する第1
の2軸の干渉計(14Y1,14Y2,21Y)と、そ
の一方のステージのその非走査方向の位置をこのステー
ジの走査方向に沿った2箇所で計測する第2の2軸の干
渉計(14X1,14X2,21X)と、この第1の2
軸の干渉計の計測値の差分に基づいてその一方のステー
ジの回転角を検出し、この検出結果、及びその第2の2
軸の干渉計の計測値の差分に基づいてその第2の2軸の
干渉計用の移動鏡(21X)の曲がり量を算出する移動
鏡曲がり量算出手段(22A)と、を備えたものであ
る。Next, a third scanning exposure apparatus according to the present invention comprises a mask stage (9 to 11) for moving a mask (12) on which a transfer pattern is formed, and a photosensitive substrate (5). A substrate stage (1 to 4) that moves, and in a state where the mask (12) is illuminated with illumination light for exposure, the substrate (5) is moved through the substrate stage in a predetermined direction (Y direction).
By scanning the mask (12) in the direction (Y direction) corresponding to the predetermined direction through the mask stage in synchronization with the scanning of the mask (1), the mask (1) is placed on the substrate (5).
In the scanning exposure apparatus for sequentially transferring the pattern of 2), the positions of the substrate stage and one of the mask stages (9 to 11) in the scanning direction are set along the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. The first to measure at the location
A two-axis interferometer (14X1, 14Y2, 21Y) and a second two-axis interferometer (14X1) that measures the position of one stage in the non-scanning direction at two positions along the scanning direction of this stage. , 14X2, 21X) and the first 2
The rotation angle of one of the stages is detected based on the difference between the measurement values of the shaft interferometer, and the detection result and the second 2
Moving mirror bending amount calculating means (22A) for calculating the bending amount of the moving mirror (21X) for the second two-axis interferometer based on the difference between the measurement values of the two-axis interferometer. is there.
【0026】斯かる本発明によれば、例えばそのマスク
ステージの走査方向の位置計測用に2軸の干渉計(14
Y1,14Y2,21Y)を配置し、非走査方向の位置
計測用に2軸の干渉計(14X1,14X2,21X)
を配置した場合、例えば図9に示すように、非走査方向
の干渉計の移動鏡(21X)が曲がっていると、マスク
(12)は曲がりながら走査されるため、露光されるシ
ョット領域が歪む可能性がある。そこで、マスクステー
ジを走査方向に移動させたときに、走査方向の2軸の干
渉計の計測値の差分が一定になるようにしてそのマスク
ステージのヨーイングが発生しないようにする。この状
態で、非走査方向用の2軸の干渉計の計測値の差分をモ
ニタすると、非走査方向の移動鏡(21X)の曲がり形
状が計測できる。実際の走査露光時には、そのように計
測された移動鏡(21X)の曲がり分だけ、その2軸の
干渉計の計測値を補正することによって、そのマスクス
テージが走査方向に直線的に移動して、より矩形に近い
ショット領域が露光される。According to the present invention, for example, a two-axis interferometer (14) is used for measuring the position of the mask stage in the scanning direction.
Y1, 14Y2, 21Y) and a two-axis interferometer (14X1, 14X2, 21X) for position measurement in the non-scanning direction
When the movable mirror (21X) of the interferometer in the non-scanning direction is bent, for example, as shown in FIG. 9, the mask (12) is scanned while bending, and the shot area to be exposed is distorted. there is a possibility. Therefore, when the mask stage is moved in the scanning direction, the difference between the measured values of the two-axis interferometers in the scanning direction is made constant so that yawing of the mask stage does not occur. In this state, if the difference between the measurement values of the two-axis interferometer for the non-scanning direction is monitored, the curved shape of the movable mirror (21X) in the non-scanning direction can be measured. At the time of actual scanning exposure, the mask stage moves linearly in the scanning direction by correcting the measurement value of the two-axis interferometer by the amount of bending of the movable mirror (21X) thus measured. , A shot area closer to a rectangle is exposed.
【0027】また、上述の本発明の各走査型露光装置に
おいては、その基板ステージ及びそのマスクステージの
一方のステージの走査方向に直交する非走査方向の位置
を計測する2軸の干渉計の計測値の差分をモニタし、こ
のようにモニタされる差分が所定の閾値を超えた際に、
マスク(12)とその基板ステージとの位置関係を計測
する計測手段(6,19,20)を更に備えることが望
ましい。そのように2軸の干渉計の計測値の差分が所定
の閾値を超えるのは、熱変形等によって干渉計用の移動
鏡の傾斜角が大きく変化したためと予想される。このと
きにマスク(12)とその基板ステージとの位置関係を
再計測することによって、マスク(12)と基板(5)
との位置関係を補正できるため、露光されるショット領
域の形状誤差が減少する。また、このような場合、移動
鏡の曲がり量も変化している可能性があるので、移動鏡
の曲がり量をも再計測するようにしてもよい。In each of the scanning exposure apparatuses of the present invention described above, the measurement of the two-axis interferometer for measuring the positions of the substrate stage and one of the mask stages in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction is performed. Monitor the difference between the values, and when the difference thus monitored exceeds a predetermined threshold,
It is desirable to further include a measuring means (6, 19, 20) for measuring a positional relationship between the mask (12) and its substrate stage. The reason why the difference between the measured values of the two-axis interferometer exceeds the predetermined threshold value is considered to be because the tilt angle of the movable mirror for the interferometer has changed significantly due to thermal deformation or the like. At this time, the positional relationship between the mask (12) and the substrate stage is re-measured, whereby the mask (12) and the substrate (5) are measured.
Can be corrected, the shape error of the shot area to be exposed is reduced. In such a case, the bending amount of the moving mirror may also be changed, and therefore, the bending amount of the moving mirror may be measured again.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明による走査型露光装
置の実施の形態の一例につき図面を参照して説明する。
本例は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装
置に本発明を適用したものである。図1は本例の投影露
光装置を示し、この図1において、図示省略された照明
光学系からの露光光ELによる矩形の照明領域(以下、
「スリット状の照明領域」という)によりレチクル12
上のパターンが照明され、そのパターンの像が投影光学
系8を介してフォトレジストが塗布されたウエハ5上に
投影される。この状態で、露光光ELのスリット状の照
明領域に対して、レチクル12が図1の紙面に対して前
方向(又は後方向)に一定速度Vで走査されるのに同期
して、ウエハ5は図1の紙面に対して後方向(又は前方
向)に一定速度V/M(1/Mは投影光学系8の投影倍
率)で走査される。投影倍率(1/M)は、例えば1/
4,1/5等である。以下、投影光学系8の光軸AXに
平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内でレチクル12
及びウエハ5の設計上の走査方向(即ち、図1の紙面に
垂直な方向)にY軸を、この走査方向に直交する非走査
方向(即ち、図1の紙面に沿った方向)にX軸を取って
説明する。但し、後述のようにステージ系の座標計測用
の干渉計の移動鏡の傾斜等によって、実際の走査方向は
Y軸に平行な方向(Y方向)から外れることがある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a scanning exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In this example, the present invention is applied to a step-and-scan type projection exposure apparatus. FIG. 1 shows a projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, a rectangular illumination area (hereinafter, referred to as an exposure light EL) from an illumination optical system (not shown) is shown.
The reticle 12 is defined by a “slit-shaped illumination area”.
The upper pattern is illuminated, and an image of the pattern is projected onto the photoresist-coated wafer 5 through the projection optical system 8. In this state, the wafer 5 is scanned in synchronization with the reticle 12 being scanned forward (or backward) at a constant speed V with respect to the paper surface of FIG. Is scanned at a constant speed V / M (1 / M is the projection magnification of the projection optical system 8) backward (or forward) with respect to the paper surface of FIG. The projection magnification (1 / M) is, for example, 1 /
4, 1/5, etc. Hereinafter, the Z axis is taken in parallel with the optical axis AX of the projection optical system 8, and the reticle 12 is set in a plane perpendicular to the Z axis.
And the Y axis in the designed scanning direction of the wafer 5 (ie, the direction perpendicular to the plane of FIG. 1), and the X axis in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction (ie, the direction along the plane of FIG. 1). Take and explain. However, the actual scanning direction may deviate from the direction parallel to the Y axis (Y direction) due to the inclination of the movable mirror of the interferometer for coordinate measurement of the stage system as described later.
【0029】次に、本例のレチクル12及びウエハ5の
ステージ系について説明する。先ず、レチクル支持台9
上にY方向に駆動自在にレチクルY軸駆動ステージ10
が載置され、このレチクルY軸駆動ステージ10上にレ
チクル微小駆動ステージ11が載置され、レチクル微小
駆動ステージ11上にレチクル12が真空チャック等に
より保持されている。レチクル微小駆動ステージ11
は、X方向、Y方向及び回転方向(θ方向)にそれぞれ
微小量だけ且つ高精度にレチクル12の位置制御を行
う。レチクル支持台9、レチクルY軸駆動ステージ1
0、及びレチクル微小駆動ステージ11よりレチクルス
テージが構成されている。レチクル微小駆動ステージ1
1上には移動鏡21が配置され、レチクル支持台9上に
配置された干渉計本体14によって、常時レチクル微小
駆動ステージ11のX方向、Y方向及びθ方向の位置が
モニタされている。即ち、干渉計本体14は実際には、
図2(a)に示す4軸の干渉計本体14X1,14X
2,14Y1,14Y2を総称している。干渉計本体1
4により得られた位置情報が、装置全体の動作を統轄制
御する主制御系22Aに供給されている。主制御系22
Aは、レチクル駆動装置22Dを介してレチクルY軸駆
動ステージ10及びレチクル微小駆動ステージ11の動
作を制御する。Next, the reticle 12 and the stage system of the wafer 5 in this embodiment will be described. First, the reticle support 9
Reticle Y-axis drive stage 10 that can be driven upward in the Y direction
The reticle minute drive stage 11 is placed on the reticle Y-axis drive stage 10, and the reticle 12 is held on the reticle minute drive stage 11 by a vacuum chuck or the like. Reticle micro drive stage 11
Performs position control of the reticle 12 in a small amount and with high accuracy in each of the X direction, the Y direction, and the rotation direction (θ direction). Reticle support 9 and reticle Y-axis drive stage 1
A reticle stage is constituted by 0 and the reticle minute drive stage 11. Reticle micro drive stage 1
A movable mirror 21 is disposed on the reticle 1, and the positions of the reticle minute drive stage 11 in the X, Y, and θ directions are constantly monitored by an interferometer body 14 disposed on the reticle support 9. That is, the interferometer body 14 is actually
The four-axis interferometer bodies 14X1 and 14X shown in FIG.
2, 14Y1 and 14Y2. Interferometer body 1
4 is supplied to the main control system 22A that controls the overall operation of the apparatus. Main control system 22
A controls the operations of the reticle Y-axis driving stage 10 and the reticle minute driving stage 11 via the reticle driving device 22D.
【0030】一方、ウエハ支持台1上には、Y方向に駆
動自在にウエハY軸駆動ステージ2が載置され、その上
にX方向に駆動自在にウエハX軸駆動ステージ3が載置
され、その上にZθ軸駆動ステージ4が設けられ、この
Zθ駆動ステージ4上にウエハ5が真空吸着によって保
持されている。Zθ軸駆動ステージ4は、ウエハ5のZ
方向の位置、傾斜角、及び微小回転角の制御を行う。ウ
エハ支持台1、ウエハY軸駆動ステージ2、ウエハX軸
駆動ステージ3、及びZθ軸駆動ステージ4よりウエハ
ステージが構成されている。Zθ軸駆動ステージ4上に
も移動鏡7が固定され、外部に配置された干渉計本体1
3により、Zθ軸駆動ステージ4のX方向、Y軸方向及
びθ方向の位置がモニタされ、干渉計本体13により得
られた位置情報も主制御系22Aに供給されている。即
ち、干渉計本体13も実際には、図2(b)に示す4軸
の干渉計本体13X1,13X2,13Y1,13Y2
を総称している。主制御系22Aは、ウエハ駆動装置2
2Bを介してウエハY軸駆動ステージ2、ウエハX軸駆
動ステージ3、及びZθ軸駆動ステージ4の位置決め動
作を制御する。On the other hand, a wafer Y-axis drive stage 2 is mounted on the wafer support table 1 so as to be drivable in the Y direction, and a wafer X-axis drive stage 3 is mounted thereon so as to be drivable in the X direction. A Zθ axis driving stage 4 is provided thereon, and a wafer 5 is held on the Zθ driving stage 4 by vacuum suction. The Zθ axis drive stage 4
It controls the position of the direction, the tilt angle, and the minute rotation angle. The wafer stage is composed of the wafer support 1, the wafer Y-axis drive stage 2, the wafer X-axis drive stage 3, and the Zθ-axis drive stage 4. The movable mirror 7 is also fixed on the Zθ axis drive stage 4, and the interferometer body 1 disposed outside
3, the position of the Zθ axis drive stage 4 in the X direction, Y axis direction and θ direction is monitored, and the position information obtained by the interferometer main body 13 is also supplied to the main control system 22A. That is, the interferometer body 13 is also actually a four-axis interferometer body 13X1, 13X2, 13Y1, 13Y2 shown in FIG.
Collectively. The main control system 22A includes the wafer driving device 2
The positioning operation of the wafer Y-axis drive stage 2, the wafer X-axis drive stage 3, and the Zθ-axis drive stage 4 is controlled via 2B.
【0031】また、後述するが、ウエハステージ側の干
渉計本体13によって計測される座標により規定される
ウエハ座標系と、レチクルステージ側の干渉計本体14
によって計測される座標により規定されるレチクル座標
系との対応をとるために、Zθ軸駆動ステージ4上のウ
エハ5の近傍に所定の基準マークが形成された基準マー
ク板6が固定されている。その基準マーク中にはZθ軸
駆動ステージ4の内部に導かれた照明光により底面側か
ら照明されている基準マーク、即ち発光性の基準マーク
もある。As will be described later, the wafer coordinate system defined by the coordinates measured by the interferometer body 13 on the wafer stage side and the interferometer body 14 on the reticle stage side
In order to correspond to a reticle coordinate system defined by the coordinates measured by the above, a reference mark plate 6 on which a predetermined reference mark is formed in the vicinity of the wafer 5 on the Zθ axis drive stage 4 is fixed. Among the reference marks, there is also a reference mark illuminated from the bottom surface side by the illumination light guided into the inside of the Zθ axis drive stage 4, that is, a luminescent reference mark.
【0032】本例のレチクル12の上方には、基準マー
ク板6上の基準マークとレチクル12上のアライメント
マークとを同時に観察するためのレチクルアライメント
顕微鏡19及び20が配置されている。この場合、レチ
クル12からの検出光をそれぞれアライメント顕微鏡1
9及び20に導くための偏向ミラー15及び16が移動
自在に配置され、露光シーケンスが開始されると、主制
御系22Aからの指令のもとで、ミラー駆動装置17及
び18によりそれぞれ偏向ミラー15及び16は退避さ
れる。更に、投影光学系8のY方向の側面部に、ウエハ
5上のアライメントマーク(ウエハマーク)の位置を検
出するためのオフ・アクシス方式のアライメントセンサ
34が配置されている。また、主制御系22Aには、オ
ペレータからのコマンドを入力したり、計測データを表
示したりするためのコンソール22Cが接続されてい
る。Reticle alignment microscopes 19 and 20 for simultaneously observing the reference mark on the reference mark plate 6 and the alignment mark on the reticle 12 are arranged above the reticle 12 in this embodiment. In this case, the detection light from the reticle 12 is respectively transmitted to the alignment microscope 1
Deflection mirrors 15 and 16 for guiding to 9 and 20 are movably arranged, and when an exposure sequence is started, the deflection mirrors 15 and 18 are respectively driven by mirror driving devices 17 and 18 under a command from the main control system 22A. And 16 are saved. Further, an off-axis type alignment sensor 34 for detecting the position of an alignment mark (wafer mark) on the wafer 5 is disposed on a side surface of the projection optical system 8 in the Y direction. A console 22C for inputting commands from an operator and displaying measurement data is connected to the main control system 22A.
【0033】次に、図2を参照して本例のステージ系用
の干渉計(干渉式測長器)の構成につき説明する。図2
(a)は、図1のレチクル微小駆動ステージ11を示す
平面図、図2(b)は、図1のウエハステージ側のZθ
軸駆動ステージ4を示す平面図であり、図2(a)にお
いて、レチクル微動ステージ11上にはレチクル12が
真空吸着等によって保持され、レチクル12上のX方向
に細長いスリット状の照明領域31に露光光が照射され
ている。Next, the configuration of the interferometer (interferometric length measuring device) for the stage system of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
2A is a plan view showing the reticle micro-drive stage 11 shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a view showing Zθ on the wafer stage side shown in FIG.
FIG. 2A is a plan view showing the axis driving stage 4. In FIG. 2A, a reticle 12 is held on a reticle fine movement stage 11 by vacuum suction or the like, and a slit-shaped illumination region 31 elongated in the X direction on the reticle 12. Exposure light is being emitted.
【0034】レチクル12(レチクル微小駆動ステージ
11)はY方向に走査されるため、レチクル微小駆動ス
テージ11の+X方向の端部に、走査方向(Y方向)に
沿って延びた平行平板ガラスよりなる移動鏡21Xが設
置され、干渉計本体14X1及び14X2より移動鏡2
1Xの反射面に、Y方向に間隔L1で平行に計測用のレ
ーザビーム(計測用ビーム)LRX1及びLRX2が照
射されている。干渉計本体14X1,14X2はそれぞ
れ参照鏡と、移動鏡21X及びその参照鏡からのレーザ
ビームの干渉光を受光するレシーバと、このレシーバか
らの光電変換信号を処理する信号処理部とを備え、その
レシーバからの光電変換信号を処理することによって移
動鏡21Xの反射面のX座標が検出できるように構成さ
れている。移動鏡21Xはレチクル12の加速、露光、
減速時に両計測用ビームLRX1,LRX2が移動鏡2
1Xから外れることが無いように十分長く形成されてい
る。更に、計測用ビームLRX1,LRX2は、スリッ
ト状の照明領域31の中心(投影光学系8の光軸AX)
に対してY方向に振り分けになるように配置されてお
り、干渉計本体14X1及び14X2の計測値をそれぞ
れXR1及びXR2とすると、これらの計測値の平均値
としてレチクル12の非走査方向の位置(X座標)XR
が検出され、それらの計測値の差分を間隔L1で除算す
ることによって、レチクル12の非走査方向から見た回
転角θRXが検出される。即ち、次式が成立している。Since the reticle 12 (reticle minute drive stage 11) is scanned in the Y direction, the reticle minute drive stage 11 is formed of parallel flat glass at the end in the + X direction of the reticle minute drive stage 11 extending in the scanning direction (Y direction). The movable mirror 21X is installed, and the movable mirror 2 is moved from the interferometer bodies 14X1 and 14X2.
The 1X reflection surface is irradiated with measurement laser beams (measurement beams) LRX1 and LRX2 in parallel in the Y direction at an interval L1. The interferometer bodies 14X1 and 14X2 each include a reference mirror, a movable mirror 21X and a receiver for receiving interference light of a laser beam from the reference mirror, and a signal processing unit for processing a photoelectric conversion signal from the receiver. The X-coordinate of the reflection surface of the movable mirror 21X can be detected by processing the photoelectric conversion signal from the receiver. The movable mirror 21X accelerates the reticle 12,
At the time of deceleration, both measurement beams LRX1 and LRX2 are
It is formed long enough not to deviate from 1X. Further, the measurement beams LRX1 and LRX2 are at the center of the slit-shaped illumination area 31 (the optical axis AX of the projection optical system 8).
, The measurement values of the interferometer bodies 14X1 and 14X2 are XR1 and XR2, respectively, and the position of the reticle 12 in the non-scanning direction as an average value of these measurement values (XR1 and XR2) X coordinate) XR
Is detected, and the difference between the measured values is divided by the interval L1 to detect the rotation angle θ RX of the reticle 12 viewed from the non-scanning direction. That is, the following equation holds.
【0035】 XR=(XR1+XR2)/2 (1) θRX=(XR1−XR2)/L1 (2) また、レチクル微小駆動ステージ11の+Y方向の端部
には、X方向に間隔L2で移動鏡としてのコーナキュー
ブ21Y1,21Y2が固定されており、コーナキュー
ブ21Y1,21Y2に対してそれぞれ干渉計本体14
Y1,14Y2より、走査方向に沿って平行に計測用ビ
ームLRY1,LRY2が照射されている。また、コー
ナキューブ21Y1,21Y2で反射された計測用ビー
ムLRY1,LRY2をそれぞれ反射して干渉計本体1
4Y1,14Y2側に戻す固定平面鏡14M1及び14
M2が配置され、干渉計本体14Y1,14Y2はそれ
ぞれダブルパス干渉方式でコーナキューブ21Y1,2
1Y2のY座標を検出する。なお、レチクル12はX方
向の移動範囲は狭いと共に、コーナキューブ21Y1,
21Y2の入射面に計測用ビームLRY1,LRY2が
収まっている範囲では正確に位置検出を行うことができ
るため、走査方向の移動鏡としてはコーナキューブ21
Y1,21Y2を使用できる。XR = (XR1 + XR2) / 2 (1) θ RX = (XR1−XR2) / L1 (2) The movable mirror at the end of the reticle minute drive stage 11 in the + Y direction at an interval L2 in the X direction. Corner cubes 21Y1 and 21Y2 are fixed, and the interferometer body 14 is
From Y1 and 14Y2, measurement beams LRY1 and LRY2 are emitted in parallel along the scanning direction. In addition, the measurement beams LRY1 and LRY2 reflected by the corner cubes 21Y1 and 21Y2 are respectively reflected to interferometer main body 1
Fixed plane mirrors 14M1 and 14 returning to the 4Y1, 14Y2 side
M2 is arranged, and the interferometer main bodies 14Y1 and 14Y2 are respectively provided with corner cubes 21Y1 and 21Y2 by a double-pass interference method.
The Y coordinate of 1Y2 is detected. The reticle 12 has a narrow moving range in the X direction, and has a corner cube 21Y1,
Since the position can be accurately detected in a range in which the measurement beams LRY1 and LRY2 fall on the incident surface of 21Y2, the corner cube 21 is used as a movable mirror in the scanning direction.
Y1, 21Y2 can be used.
【0036】計測用ビームLRY1,LRY2も、照明
領域31の中心(光軸AX)に関してX方向に中心対称
に振り分けされており、干渉計本体14Y1及び14Y
2の計測値YR1,YR2の平均値によってレチクル1
2の走査方向の位置(Y座標)YRが検出される。ま
た、それらの計測値の差分を間隔L2で除算することに
よってレチクル12の走査方向から見た回転角θRYが検
出される。また、走査方向から見た回転角θRYと非走査
方向から見た回転角θRXとの差分が、移動鏡21Xとコ
ーナキューブ21Y1,21Y2との直交度誤差ΔωR
となる。即ち、次式が成立している。The measurement beams LRY1 and LRY2 are also distributed centrally symmetrically in the X direction with respect to the center (optical axis AX) of the illumination area 31, and the interferometer bodies 14Y1 and 14Y
Reticle 1 by the average of the measured values YR1 and YR2
2, the position (Y coordinate) YR in the scanning direction is detected. The rotation angle θ RY of the reticle 12 viewed from the scanning direction is detected by dividing the difference between the measured values by the interval L2. The difference between the rotation angle θ RY viewed from the scanning direction and the rotation angle θ RX viewed from the non-scanning direction is the orthogonality error ΔωR between the movable mirror 21X and the corner cubes 21Y1, 21Y2.
Becomes That is, the following equation holds.
【0037】 YR=(YR1+YR2)/2 (3) θRY=(YR1−YR2)/L2 (4) ΔωR=(YR1−YR2)/L2−(XR1−XR2)/L1 (5) 本例では通常は、(2)式の非走査方向から見た回転角
θRXに基づいてレチクル12の回転角(ヨーイング量)
の補正を行う。そのため、レチクル微小駆動ステージ1
1の−Y方向の端面に2個のアクチュエータ44R及び
44Lが設置され、アクチュエータ44R及び44Lで
互いに独立に図1のレチクルY軸駆動ステージ10に対
してレチクル微小駆動ステージ11を変位させることに
よって、レチクル微小駆動ステージ11(レチクル1
2)の回転角が制御できるように構成されている。アク
チュエータ44R,44Lの動作は図1のレチクル駆動
装置22Dによって制御されている。但し、後述のよう
に、移動鏡21Xの曲がり量をモニタする際には、
(4)式の走査方向から見た回転角θRYに基づいてレチ
クル12の回転角を制御する。YR = (YR1 + YR2) / 2 (3) θ RY = (YR1-YR2) / L2 (4) ΔωR = (YR1-YR2) / L2- (XR1-XR2) / L1 (5) Is the rotation angle (the amount of yawing) of the reticle 12 based on the rotation angle θ RX as viewed from the non-scanning direction in equation (2).
Is corrected. Therefore, the reticle minute drive stage 1
1, two actuators 44R and 44L are installed on the end surface in the -Y direction, and the actuators 44R and 44L displace the reticle minute drive stage 11 with respect to the reticle Y axis drive stage 10 of FIG. Reticle micro-drive stage 11 (reticle 1
It is configured such that the rotation angle of 2) can be controlled. The operations of the actuators 44R and 44L are controlled by the reticle driving device 22D shown in FIG. However, as described later, when monitoring the amount of bending of the movable mirror 21X,
The rotation angle of the reticle 12 is controlled based on the rotation angle θ RY viewed from the scanning direction in equation (4).
【0038】図2(a)において、移動鏡21X及び干
渉計本体14X1,14X2より非走査方向用の2軸の
レーザ干渉計が構成され、コーナキューブ21Y1,2
1Y2、固定平面鏡14M1,14M2、及び干渉計本
体14Y1,14Y2より走査方向用の2軸のレーザ干
渉計が構成されている。そして、干渉計本体14X1,
14X2によって計測されるX座標XR、及び干渉計本
体14Y1,14Y2によって計測されるY座標YRよ
りなる座標系をレチクルステージの座標系(XR,Y
R)と呼ぶ。この座標系は、X軸及びY軸よりなる設計
上の理想的な直交座標系とは或る程度異なっている場合
があるが、レチクル12はそのレチクルステージの座標
系(XR,YR)に基づいて駆動される。In FIG. 2A, a two-axis laser interferometer for the non-scanning direction is constituted by the movable mirror 21X and the interferometer main bodies 14X1 and 14X2.
The 1Y2, the fixed plane mirrors 14M1 and 14M2, and the interferometer main bodies 14Y1 and 14Y2 constitute a two-axis laser interferometer for the scanning direction. Then, the interferometer body 14X1,
A coordinate system consisting of an X coordinate XR measured by 14X2 and a Y coordinate YR measured by the interferometer bodies 14Y1 and 14Y2 is defined as a coordinate system (XR, Y) of the reticle stage.
R). Although this coordinate system may be somewhat different from an ideal rectangular coordinate system in design consisting of the X axis and the Y axis, the reticle 12 is based on the coordinate system (XR, YR) of the reticle stage. Driven.
【0039】次に、図2(b)において、Zθ軸駆動ス
テージ4上にはウエハ5が真空吸着等によって保持さ
れ、ウエハ5の近傍に基準マーク板6が固定されてい
る。基準マーク板6上には、走査方向に沿って発光性の
2列の基準マーク46A〜46Fが形成され、レチクル
12上にも対応して2列のアライメントマーク45A〜
45Fが形成されている。両マークを図1のアライメン
ト顕微鏡19,20で検出することによってレチクルス
テージの座標系とウエハステージの座標系との対応が取
られる。この詳細は例えば特開平7−176468号公
報にも開示されている。Next, in FIG. 2B, a wafer 5 is held on the Zθ axis driving stage 4 by vacuum suction or the like, and a reference mark plate 6 is fixed near the wafer 5. Two rows of luminescent reference marks 46A to 46F are formed on the reference mark plate 6 along the scanning direction, and two rows of alignment marks 45A to 45F are also formed on the reticle 12.
45F is formed. By detecting both marks by the alignment microscopes 19 and 20 in FIG. 1, the correspondence between the coordinate system of the reticle stage and the coordinate system of the wafer stage is obtained. The details are also disclosed in, for example, JP-A-7-176468.
【0040】また、ウエハ5上でレチクル上の照明領域
31と共役なスリット状の露光領域32にレチクル12
の一部のパターンの像が投影され、露光領域32に対し
てウエハ5をY方向に走査することによって、ウエハ5
上の1つのショット領域SAにレチクル12のパターン
が転写される。Zθ軸駆動ステージ4の−X方向の端部
に、走査方向(Y方向)に沿って延びた平行平板ガラス
よりなる移動鏡7Xが設置され、Zθ軸駆動ステージ4
の−Y方向の端部に移動鏡7Xに直交するように非走査
方向に沿って延びた平行平板ガラスよりなる移動鏡7Y
が固定されている。干渉計本体13X1及び13X2よ
り移動鏡7Xの反射面に、Y方向に間隔L3で平行に計
測用ビームLWX1及びLWX2が照射され、干渉計本
体13Y1及び13Y2より移動鏡7Yの反射面に、X
方向に間隔L4で平行に計測用ビームLWY1及びLW
Y2が照射されている。The reticle 12 is placed on the slit-shaped exposure area 32 conjugate with the illumination area 31 on the reticle on the wafer 5.
Is projected, and the wafer 5 is scanned in the Y direction with respect to the exposure region 32, thereby the wafer 5 is scanned.
The pattern of the reticle 12 is transferred to the upper one shot area SA. At the end of the Zθ axis driving stage 4 in the −X direction, a movable mirror 7X made of a parallel plate glass extending in the scanning direction (Y direction) is installed.
The movable mirror 7Y made of a parallel plate glass extending along the non-scanning direction so as to be orthogonal to the movable mirror 7X at the end in the -Y direction.
Has been fixed. The measuring surfaces LWX1 and LWX2 are irradiated in parallel in the Y direction on the reflecting surface of the movable mirror 7X from the interferometer main bodies 13X1 and 13X2, and X is applied to the reflecting surface of the moving mirror 7Y from the interferometer main bodies 13Y1 and 13Y2.
Measurement beams LWY1 and LW parallel to each other at an interval L4
Y2 has been irradiated.
【0041】移動鏡7X,7Yはウエハ5の走査露光、
又はステッピング時に対応する計測用ビームが外れるこ
とが無いように十分長く形成されている。更に、計測用
ビームLWX1,LWX2は、スリット状の露光領域3
2の中心(光軸AX)に対してY方向に振り分けになる
ように配置されており、干渉計本体13X1及び13X
2の計測値XW1,XW2の平均値によってウエハ5の
非走査方向の位置(X座標)XWが検出され、干渉計本
体13Y1及び13Y2の計測値YW1,YW2の平均
値によってウエハ5の走査方向の位置(Y座標)YWが
検出される。また、計測値XW1,XW2の差分を間隔
L3で除算することによって、ウエハ5のヨーイング量
(回転角)θWXが検出され、計測値YW1,YW2の差
分を間隔L4で除算した回転角θWYと、そのヨーイング
角θWXとの差分によって移動鏡7X,7Yの直交度誤差
ΔωWが検出される。即ち、次式が成立している。The movable mirrors 7X and 7Y scan and expose the wafer 5,
Alternatively, it is formed long enough so that the corresponding measurement beam does not come off during stepping. Further, the measurement beams LWX1 and LWX2 are arranged in a slit-shaped exposure region 3.
2 are arranged in the Y direction with respect to the center of 2 (optical axis AX), and the interferometer main bodies 13X1 and 13X
The position (X coordinate) XW of the wafer 5 in the non-scanning direction is detected based on the average value of the measurement values XW1 and XW2 of the wafer 2, and the average value of the measurement values YW1 and YW2 of the interferometer main bodies 13Y1 and 13Y2 is used in the scanning direction of the wafer 5. The position (Y coordinate) YW is detected. The yaw amount (rotation angle) θ WX of the wafer 5 is detected by dividing the difference between the measurement values XW1 and XW2 by the interval L3, and the rotation angle θ WY obtained by dividing the difference between the measurement values YW1 and YW2 by the interval L4. And the difference between the yaw angle θ WX and the yaw angle θ WX , the orthogonality error ΔωW between the movable mirrors 7X and 7Y is detected. That is, the following equation holds.
【0042】 XW=(XW1+XW2)/2 (6) YW=(YW1+YW2)/2 (7) θWX=(XW1−XW2)/L3 (8) ΔωW=(YW1−YW2)/L4−(XW1−XW2)/L3 (9) 図2(b)において、移動鏡7X及び干渉計本体13X
1,13X2より非走査方向用の2軸のレーザ干渉計が
構成され、移動鏡7Y及び干渉計本体13Y1,13Y
2より走査方向用の2軸のレーザ干渉計が構成されてい
る。このように干渉計本体13X1,13X2によって
計測されるX座標XW、及び干渉計本体13Y1,13
Y2によって計測されるY座標YWよりなる座標系をウ
エハステージの座標系(XW,YW)と呼ぶ。この座標
系も、X軸及びY軸よりなる設計上の理想的な直交座標
系とは或る程度異なっている場合があるが、ウエハ5の
走査、及びステッピングはそのウエハステージの座標系
(XW,YW)に沿って行われる。例えば(9)式の直
交度誤差ΔωWの補正を行わない場合、Zθ軸駆動ステ
ージ4(ウエハ5)のステッピング方向は、走査方向で
は、移動鏡7Xの反射面に沿った方向(X座標XWが変
化しない方向)となり、非走査方向では移動鏡7Yの反
射面に沿った方向(Y座標YWが変化しない方向)とな
る。XW = (XW1 + XW2) / 2 (6) YW = (YW1 + YW2) / 2 (7) θ WX = (XW1-XW2) / L3 (8) ΔωW = (YW1-YW2) / L4- (XW1-XW2 ) / L3 (9) In FIG. 2B, the moving mirror 7X and the interferometer body 13X
1, 13X2, a two-axis laser interferometer for the non-scanning direction is constructed, and the movable mirror 7Y and the interferometer main bodies 13Y1, 13Y
2 constitutes a two-axis laser interferometer for the scanning direction. Thus, the X coordinate XW measured by the interferometer main bodies 13X1 and 13X2, and the interferometer main bodies 13Y1 and 13Y
A coordinate system including the Y coordinate YW measured by Y2 is referred to as a coordinate system (XW, YW) of the wafer stage. This coordinate system may be somewhat different from an ideal rectangular coordinate system in design consisting of the X axis and the Y axis. However, the scanning and stepping of the wafer 5 are performed by the coordinate system (XW , YW). For example, when the correction of the orthogonality error ΔωW in Expression (9) is not performed, the stepping direction of the Zθ-axis driving stage 4 (wafer 5) is the scanning direction along the reflecting surface of the movable mirror 7X (X coordinate XW is In the non-scanning direction, the direction is the direction along the reflecting surface of the movable mirror 7Y (the direction in which the Y coordinate YW does not change).
【0043】次に、本例の投影露光装置でアライメン
ト、走査露光、及びステッピングを行う際の基本的な動
作につき説明する。先ず、図2(b)の基準マーク板6
を用いてレチクルアライメントを行う。即ち、図1のウ
エハY軸駆動ステージ2及びウエハX軸駆動ステージ3
を駆動することによって、基準マーク板6の基準マーク
46A,46Bを投影光学系8の露光領域32内に移動
して静止させ、レチクルY軸駆動ステージ10を駆動し
て図2(a)のレチクル12上のアライメントマーク4
5A,45Bを照明領域31内に移動する。そして、図
1のアライメント顕微鏡19及び20によって、基準マ
ーク46A,46Bと対応するアライメントマーク45
A,45Bとの位置ずれ量を検出し、レチクルY軸駆動
ステージ10及びレチクル微小駆動ステージ11を駆動
して、基準マーク46A及び46Bの像に対してアライ
メントマーク45A及び45Bの位置ずれ量が対称にな
るように合わせ込む。これによって、レチクル12の位
置、及び回転角が基準マーク板6に対して合わせ込まれ
る。また、この状態で例えば、レチクルステージ側の4
軸の干渉計本体14の計測値、及びウエハステージ側の
4軸の干渉計本体13の計測値をリセットすることによ
って、(1)式及び(3)式より定まるレチクルステー
ジの座標系(XR,YR)と、(6)式及び(7)式よ
り定まるウエハステージの座標系(XW,YW)との原
点のオフセットが補正される。Next, the basic operation of the projection exposure apparatus of this embodiment when performing alignment, scanning exposure, and stepping will be described. First, the reference mark plate 6 shown in FIG.
Is used to perform reticle alignment. That is, the wafer Y-axis drive stage 2 and the wafer X-axis drive stage 3 of FIG.
2A, the reference marks 46A and 46B of the reference mark plate 6 are moved into the exposure area 32 of the projection optical system 8 and stopped, and the reticle Y-axis drive stage 10 is driven to drive the reticle shown in FIG. Alignment mark 4 on 12
5A and 45B are moved into the illumination area 31. Then, the alignment microscopes 19 and 20 shown in FIG.
The reticle Y-axis drive stage 10 and the reticle minute drive stage 11 are detected by detecting the amount of positional deviation from the reference marks A and 45B, and the amount of positional deviation between the alignment marks 45A and 45B is symmetric with respect to the images of the reference marks 46A and 46B. Adjust so that it becomes. Thereby, the position and the rotation angle of the reticle 12 are aligned with the reference mark plate 6. In this state, for example, the reticle stage side 4
By resetting the measurement values of the three-axis interferometer body 14 and the four-axis interferometer body 13 on the wafer stage side, the reticle stage coordinate system (XR, YR) and the offset of the origin between the wafer stage coordinate system (XW, YW) determined by the equations (6) and (7) are corrected.
【0044】また、予め走査露光時のウエハステージ側
のZθ軸駆動ステージ4の走査方向を基準マーク板6の
基準マークの配列方向に平行にしておく。このために
は、一例として機械的に基準マーク46A,46C,4
6Eの配列方向を移動鏡7Xの反射面(走り面)に平行
にしておけばよい。但し、機械的な調整誤差が残存する
際には、ウエハステージのY座標YWが所定ステップ変
化する毎に、そのX座標XWが対応する量だけ変化する
ようにして、ソフトウェア的にZθ軸駆動ステージ4の
走査方向を補正してもよい。以下ではこのように補正さ
れた走査方向をY軸とする座標系をウエハステージの座
標系(XW,YW)と呼ぶ。In addition, the scanning direction of the Zθ axis driving stage 4 on the wafer stage side during the scanning exposure is made parallel to the arrangement direction of the reference marks on the reference mark plate 6 in advance. For this purpose, as an example, the reference marks 46A, 46C, 4
The arrangement direction of 6E may be parallel to the reflection surface (running surface) of the movable mirror 7X. However, when a mechanical adjustment error remains, each time the Y coordinate YW of the wafer stage changes by a predetermined step, the X coordinate XW is changed by a corresponding amount, so that the Zθ axis drive stage 4 may be corrected. Hereinafter, the coordinate system in which the scanning direction corrected in this way is the Y axis is referred to as the coordinate system (XW, YW) of the wafer stage.
【0045】次に、露光光を照射することなく、走査露
光時と同様にウエハステージ側のステージとレチクルス
テージ側のステージとを同期走査すると共に、基準マー
ク板6上の基準マーク46C〜46Fと対応するレチク
ル12上のアライメントマーク45C〜45Fとの相対
的な位置ずれ量をアライメント顕微鏡19,20によっ
て順次検出する。これらの相対的な位置ずれ量の平均値
より、レチクル12の走査方向とウエハ5の走査方向と
の傾き角、即ちレチクルステージの座標系(XR,Y
R)と、ウエハステージの座標系(XW,YW)との走
査方向の軸の回転角を求める。その後、レチクル12を
走査する際には、レチクルY軸駆動ステージ10及びレ
チクル微小駆動ステージ11を介してY座標YRが所定
間隔変化する間にX座標XRを対応する量だけ横ずれさ
せることによって、ソフトウェア的にレチクル12の走
査方向を基準マーク板6の基準マークの配列方向に合わ
せ込む。以下ではこのように補正された走査方向をY軸
とする座標系をレチクルステージの座標系(XR,Y
R)と呼ぶ。この結果、ウエハステージの座標系(X
W,YW)及びレチクルステージの座標系(XR,Y
R)は、基準マーク板6を基準として走査方向の軸が互
いに平行になり、走査露光時にレチクル12及びウエハ
5は平行に走査される。Next, the stage on the wafer stage side and the stage on the reticle stage side are synchronously scanned in the same manner as in the scanning exposure without irradiating the exposure light, and the reference marks 46C to 46F on the reference mark plate 6 are used. The relative displacement between the corresponding alignment marks 45C to 45F on the reticle 12 is sequentially detected by the alignment microscopes 19 and 20. From the average value of these relative displacement amounts, the inclination angle between the scanning direction of the reticle 12 and the scanning direction of the wafer 5, that is, the coordinate system (XR, Y
R) and the rotation angle of the axis in the scanning direction between the wafer stage coordinate system (XW, YW). Thereafter, when the reticle 12 is scanned, the X coordinate XR is laterally shifted by a corresponding amount while the Y coordinate YR changes by a predetermined interval via the reticle Y axis drive stage 10 and the reticle minute drive stage 11, thereby making the software The scanning direction of the reticle 12 is matched with the arrangement direction of the reference marks on the reference mark plate 6. Hereinafter, the coordinate system having the scanning direction corrected in this manner as the Y axis is referred to as the coordinate system (XR, Y
R). As a result, the coordinate system (X
W, YW) and the reticle stage coordinate system (XR, Y
In (R), axes in the scanning direction are parallel to each other with reference to the reference mark plate 6, and the reticle 12 and the wafer 5 are scanned in parallel during scanning exposure.
【0046】この場合、各ステージの移動は各ステージ
のガイド面基準であり、投影露光装置の組立調整時に、
例えばレチクルY軸駆動ステージ10のガイド面とウエ
ハY軸駆動ステージ2のガイド面との平行度を数100
μrad程度以下に機械的に合わせておく。更に、それ
らのガイド面に対して移動鏡及び基準マーク板6を合わ
せて固定することで、走査露光時に各ステージを非走査
方向へも駆動することによるソフトウェア的な補正量を
小さくし、制御精度を向上させている。このように調整
されたレチクル微小駆動ステージ11に対し、実際にレ
チクル12を載置した場合、レチクル12が外形基準等
で設置されると、各移動鏡及び基準マーク板6に対しレ
チクル12のアライメントマーク45A〜45Fのみが
大きく回転している可能性がある。これは、レチクルの
外形と転写用パターンとの間の位置ずれ量は大きいとき
には0.5mm程度あるからである。In this case, the movement of each stage is based on the guide surface of each stage.
For example, the parallelism between the guide surface of the reticle Y-axis drive stage 10 and the guide surface of the wafer Y-axis drive stage 2 is several hundreds.
It is mechanically adjusted to about μrad or less. Further, by fixing the movable mirror and the reference mark plate 6 together on the guide surfaces, the amount of software correction by driving each stage also in the non-scanning direction during scanning exposure is reduced, and the control accuracy is reduced. Has been improved. When the reticle 12 is actually mounted on the reticle micro-drive stage 11 adjusted as described above, when the reticle 12 is set on the basis of the outer shape or the like, the alignment of the reticle 12 with respect to each movable mirror and the reference mark plate 6 is performed. There is a possibility that only the marks 45A to 45F are largely rotated. This is because when the positional deviation between the outer shape of the reticle and the transfer pattern is large, it is about 0.5 mm.
【0047】図2(a)のレチクル12の外形と転写用
パターンとの位置ずれ量が大きいと、レチクル12のア
ライメントマーク45A〜45Fと基準マーク板6の基
準マーク46A〜46Fとの位置ずれ量を計測した場
合、相対的にレチクル12又は基準マーク板6が大きく
回転しているか、大きなオフセットを持っているように
計測される。しかし、基準マーク板6は移動鏡7X,7
Yの走りに合わせて固定されているので、レチクル微小
駆動ステージ11を回転又はシフトさせることで補正が
行われる。ここで、レチクル微小駆動ステージ11を回
転させた場合、移動鏡21Xも同様に回転するので、レ
チクル12の走り方向に対し移動鏡21Xが傾くことと
なるが、レチクル12上のアライメントマーク45A〜
45Fは基準マーク板6上の基準マーク46A〜46F
に平行になっており、走査露光時にはレチクル12の走
り方向とウエハ5の走り方向とが平行となるように制御
される。If the displacement between the outer shape of the reticle 12 and the transfer pattern shown in FIG. 2A is large, the displacement between the alignment marks 45A to 45F of the reticle 12 and the reference marks 46A to 46F of the reference mark plate 6 is increased. Is measured such that the reticle 12 or the reference mark plate 6 relatively rotates or has a large offset. However, the reference mark plate 6 is provided with the movable mirrors 7X and 7X.
Since it is fixed in accordance with the running of Y, the correction is performed by rotating or shifting the reticle minute drive stage 11. Here, when the reticle minute drive stage 11 is rotated, the movable mirror 21X also rotates in the same manner, so that the movable mirror 21X is inclined with respect to the running direction of the reticle 12, but the alignment marks 45A to
45F is a reference mark 46A to 46F on the reference mark plate 6.
The scanning direction is controlled so that the running direction of the reticle 12 and the running direction of the wafer 5 are parallel during scanning exposure.
【0048】次に、ウエハ5上の各ショット領域のウエ
ハステージの座標系(XW,YW)上での配列を求める
ためのウエハアライメントが行われる。一例として、図
1のアライメントセンサ34を用いてウエハ5上から選
択された所定個数のショット領域(サンプルショット)
のウエハマークの座標を計測し、この計測結果を統計処
理するEGA(エンハンスト・グローバル・アライメン
ト)方式でウエハ5上の全部のショット領域の配列座標
が算出される。また、予め所謂ベースラインチェックに
よって、基準マーク板6を用いて、アライメントセンサ
34の検出中心と、投影光学系8の露光領域32内の基
準点との間隔(ベースライン量)が求められて主制御系
22A内に記憶されている。そこで、ウエハ5上の各シ
ョット領域の配列座標、アライメントセンサ34のベー
スライン量、及びウエハステージの座標系(XW,Y
W)とレチクルステージの座標系(XR,YR)との関
係に基づいて、ウエハ5上の露光対象のショット領域が
走査開始位置に位置決めされると共に、レチクル12も
対応する位置に位置決めされる。Next, wafer alignment is performed to determine the arrangement of each shot area on the wafer 5 on the coordinate system (XW, YW) of the wafer stage. As an example, a predetermined number of shot areas (sample shots) selected from on the wafer 5 using the alignment sensor 34 of FIG.
The coordinates of all the shot areas on the wafer 5 are calculated by the EGA (Enhanced Global Alignment) method that measures the coordinates of the wafer mark of the above and statistically processes the measurement result. In addition, an interval (baseline amount) between the detection center of the alignment sensor 34 and a reference point in the exposure area 32 of the projection optical system 8 is obtained in advance by a so-called baseline check using the reference mark plate 6. It is stored in the control system 22A. Therefore, the array coordinates of each shot area on the wafer 5, the baseline amount of the alignment sensor 34, and the coordinate system (XW, Y
Based on the relationship between W) and the coordinate system (XR, YR) of the reticle stage, the shot area to be exposed on the wafer 5 is positioned at the scanning start position, and the reticle 12 is also positioned at the corresponding position.
【0049】その後、先のレチクルアライメント時に定
められたウエハステージの座標系(XW,YW)及びレ
チクルステージの座標系(XR,YR)に従って走査露
光動作が行われるが、その座標系は各移動鏡7X,7
Y,21X及びコーナキューブ21Y1,21Y2の反
射面を基準としてソフトウェア的に補正されたものであ
り、これらの移動鏡等の位置がレチクル12やウエハ5
に対して相対的にずれた場合、ショット領域の形状やシ
ョット配列に影響を及ぼすこととなる。本例ではこのよ
うなときでも正確な矩形のショット領域、及び直交格子
状のショット配列が形成されるように、以下の方法によ
り走査露光及びステッピングを行っている。Thereafter, the scanning exposure operation is performed in accordance with the coordinate system (XW, YW) of the wafer stage and the coordinate system (XR, YR) of the reticle stage determined at the time of the previous reticle alignment. 7X, 7
Y, 21X and the reflecting surfaces of the corner cubes 21Y1, 21Y2 have been corrected by software based on the software.
When the position is relatively shifted from the position, the shape of the shot area and the shot arrangement are affected. In this example, scanning exposure and stepping are performed by the following method so that an accurate rectangular shot area and an orthogonal lattice shot arrangement are formed even in such a case.
【0050】即ち、ウエハアライメントによって、露光
対象のショット領域とレチクルとが位置合わせされたと
きのレチクルステージの座標系(XR,YR)の座標を
(XR0,YR0)、ウエハステージの座標系(XW,Y
W)の座標を(XW0,YW0)とすると、投影光学系8の
投影倍率は1/Mであるため、それ以後のレチクル微小
駆動ステージ11(レチクル12)とZθ軸駆動ステー
ジ4(ウエハ5)との走査方向、及び非走査方向の同期
誤差ΔX,ΔYは次のように表すことができる。但し、
これらの同期誤差はレチクル12上に換算した誤差であ
る。また、図1の投影光学系8は反転投影系であるが、
図2に示すように、レチクルステージ側の干渉計とウエ
ハステージ側の干渉計とは計測方向が反転しているた
め、同期誤差は単に移動量の倍率補正値の差分を取るだ
けで求められる。That is, the coordinates of the reticle stage coordinate system (XR, YR) when the shot area to be exposed and the reticle are aligned by wafer alignment are (XR 0 , YR 0 ) and the coordinate system of the wafer stage. (XW, Y
If the coordinates of (W) are (XW 0 , YW 0 ), since the projection magnification of the projection optical system 8 is 1 / M, the reticle minute drive stage 11 (reticle 12) and the Zθ axis drive stage 4 (wafer) The synchronization errors ΔX and ΔY in the scanning direction with respect to 5) and in the non-scanning direction can be expressed as follows. However,
These synchronization errors are errors converted on the reticle 12. Although the projection optical system 8 in FIG. 1 is a reverse projection system,
As shown in FIG. 2, since the measurement directions of the interferometer on the reticle stage side and the interferometer on the wafer stage side are reversed, the synchronization error can be obtained simply by taking the difference between the magnification correction values of the movement amount.
【0051】 ΔX=(XW−XW0)・M−(XR−XR0) (10) ΔY=(YW−YW0)・M−(YR−YR0) (11) また、本例では(8)式で表されるZθ軸駆動ステージ
4の非走査方向から見た回転角θWXと、(2)式で表さ
れるレチクル微小駆動ステージ11の非走査方向から見
た回転角θRXとの差分を次のように回転方向の同期誤差
Δθとする。ΔX = (XW−XW 0 ) · M− (XR−XR 0 ) (10) ΔY = (YW−YW 0 ) · M− (YR−YR 0 ) (11) In this example, (8) ), The rotation angle θ WX of the Zθ axis drive stage 4 as viewed from the non-scanning direction, and the rotation angle θ RX of the reticle micro-drive stage 11 as expressed by formula (2) as viewed from the non-scanning direction. The difference is defined as a synchronization error Δθ in the rotation direction as follows.
【0052】 Δθ=θWX−θRX =(XW1−XW2)/L3−(XR1−XR2)/L1 (12) そして、走査露光時には、図1のレチクルY軸駆動ステ
ージ10及びウエハY軸駆動ステージ2が加速を開始
し、これらがそれぞれ所定の走査速度に達した後、上記
の同期誤差ΔX,ΔY,Δθがそれぞれ0となるように
レチクル微小駆動ステージ11を駆動して同期制御を行
う。この状態で所定の整定時間が経過した後、レチクル
12上の照明領域31への露光光の照射が開始されて露
光が行われる。Δθ = θ WX −θ RX = (XW1−XW2) / L3− (XR1−XR2) / L1 (12) During scanning exposure, the reticle Y-axis drive stage 10 and wafer Y-axis drive stage in FIG. 2 starts acceleration, and after each of them reaches a predetermined scanning speed, drives the reticle minute drive stage 11 so that the above-mentioned synchronization errors ΔX, ΔY, and Δθ become 0, respectively, to perform synchronization control. After a predetermined settling time has elapsed in this state, irradiation of exposure light on the illumination area 31 on the reticle 12 is started, and exposure is performed.
【0053】その後、次のショット領域への露光を行う
ためにウエハ5のステッピングを行う際には、ウエハス
テージ側の移動鏡7X,7Yの直交度が悪化したときで
も、ショット配列が直交格子(配列方向が直交する格
子)状を維持するように、Zθ軸駆動ステージ4の非走
査方向のステッピング方向を(9)式の直交度誤差Δω
W分だけ補正する。Thereafter, when the stepping of the wafer 5 is performed in order to expose the next shot area, even if the orthogonality of the movable mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side is deteriorated, the shot arrangement is changed to an orthogonal grid ( The stepping direction in the non-scanning direction of the Zθ-axis driving stage 4 is changed so that the orthogonality error Δω of the equation (9) is maintained so as to maintain the shape of a lattice in which the arrangement directions are orthogonal.
Correct by W.
【0054】更に、(9)式の直交度誤差ΔωW、又は
(5)式の直交度誤差ΔωRが所定の許容値を超えて大
きく変化する場合は、その他のオフ・アクシス方式のア
ライメントセンサ34のベースライン量の精度やその機
械的な安定性に問題が発生している可能性がある。そこ
で、直交度誤差ΔωW、又はΔωRが所定の許容値を超
えて大きく変化している場合は、ウエハの交換時等に再
度上記のレチクルアライメントやベースライン量の計測
を行うようにする。これによって、レチクルのパターン
とウエハの各ショット領域との重ね合わせ精度を向上で
きる。Further, when the orthogonality error ΔωW in the equation (9) or the orthogonality error ΔωR in the equation (5) greatly changes beyond a predetermined allowable value, the other off-axis type alignment sensor 34 Problems may have occurred in the accuracy of the baseline amount and its mechanical stability. Therefore, when the orthogonality error ΔωW or ΔωR greatly changes beyond a predetermined allowable value, the above-described reticle alignment and measurement of the baseline amount are performed again when the wafer is replaced. Thereby, the overlay accuracy of the reticle pattern and each shot area of the wafer can be improved.
【0055】次に、本例の投影露光装置で走査露光を行
うことによって得られるショット領域の形状、及びショ
ット配列の具体例につき説明する。先ず、図3を参照し
て、図2に示すレチクルステージ側の移動鏡の直交度が
良好で、且つウエハステージ側の移動鏡7X,7Yの傾
きが変化した場合につき説明する。Next, a specific example of the shape of a shot area obtained by performing scanning exposure with the projection exposure apparatus of this embodiment and a shot arrangement will be described. First, a case where the orthogonality of the movable mirror on the reticle stage side shown in FIG. 2 is good and the inclination of movable mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
【0056】図3(a1)〜(d1)は図2(b)のウ
エハ5が載置されるZθ軸駆動ステージ4上の移動鏡7
X,7Yを簡略化して示し、図3(a2)〜(d2)は
図2(a)のレチクル12が載置されるレチクル微小駆
動ステージ11上の移動鏡21X、及びコーナキューブ
21Y1,21Y2を簡略化して示し、コーナキューブ
21Y1,21Y2をまとめて1つの移動鏡21Yとし
ている。また、分かり易いように、図1の投影光学系8
によって正立像がウエハ上に投影されるものと仮定し
て、図2に対してウエハステージ側の移動鏡7Yを+Y
方向側に固定し、レチクルステージ側の移動鏡21Xを
−X方向側に固定している。これによって、ウエハ5及
びレチクル12の走査方向は同じ方向(−Y方向、又は
+Y方向)となっている。これは以下の図4〜図7にお
いても同様である。FIGS. 3 (a1) to 3 (d1) show the moving mirror 7 on the Zθ axis driving stage 4 on which the wafer 5 of FIG. 2 (b) is mounted.
FIGS. 3 (a2) to 3 (d2) show the movable mirror 21X and the corner cubes 21Y1, 21Y2 on the reticle micro-drive stage 11 on which the reticle 12 of FIG. 2 (a) is mounted. The corner cubes 21Y1 and 21Y2 are collectively referred to as one movable mirror 21Y. Also, the projection optical system 8 of FIG.
In FIG. 2, the movable mirror 7Y on the wafer stage side is moved to + Y with respect to FIG.
The movable mirror 21X on the reticle stage side is fixed on the −X direction side. As a result, the scanning directions of the wafer 5 and the reticle 12 are the same direction (−Y direction or + Y direction). This is the same in FIGS. 4 to 7 described below.
【0057】また、図3では、レチクル12のパターン
領域の輪郭は移動鏡21X、又は21Yの反射面に平行
であると仮定している。更に、ウエハステージ側の走査
方向用の移動鏡7Yに対して1本の計測用ビームLWY
1が照射され、レチクルステージ側の非走査方向用の移
動鏡21Xに対して1本の計測用ビームLRX1が照射
されているものとしている。これは、走査露光中には、
ウエハステージ側では走査方向用の移動鏡7Yの回転角
はモニタすることなく、レチクル側では非走査方向用の
移動鏡21Xの回転角はモニタしないことを意味してい
る。但し、上記のようにレチクル側では通常は非走査方
向用の移動鏡21Xの回転角がモニタされているが、後
述のようにレチクルステージ側の移動鏡21X,21Y
の直交度が良好であるときには、どちらの移動鏡の回転
角をモニタしても同じ結果が得られるため、図3では走
査方向用の移動鏡21Yの回転角をモニタしている。こ
の場合、(12)式の同期誤差Δθの代わりに、(8)
式のウエハの回転角θWXと(4)式のレチクルの回転角
θRYとの差分である次式の同期誤差Δθ’が0になるよ
うにレチクル微小駆動ステージ11の回転角が補正され
る。In FIG. 3, it is assumed that the contour of the pattern area of the reticle 12 is parallel to the reflecting surface of the movable mirror 21X or 21Y. Further, one measurement beam LWY is provided to the scanning direction movable mirror 7Y on the wafer stage side.
1 is irradiated, and one measurement beam LRX1 is irradiated to the non-scanning direction movable mirror 21X on the reticle stage side. This is because during scanning exposure,
This means that the rotation angle of the movable mirror 7Y for the scanning direction is not monitored on the wafer stage side, and the rotational angle of the movable mirror 21X for the non-scanning direction is not monitored on the reticle side. However, the rotation angle of the movable mirror 21X for the non-scanning direction is normally monitored on the reticle side as described above, but the movable mirrors 21X and 21Y on the reticle stage side are described later.
When the orthogonality is good, the same result can be obtained by monitoring the rotation angle of either moving mirror. Therefore, in FIG. 3, the rotation angle of the moving mirror 21Y for the scanning direction is monitored. In this case, instead of the synchronization error Δθ in equation (12), (8)
The rotation angle of the reticle minute drive stage 11 is corrected so that the synchronization error Δθ ′ of the following equation, which is the difference between the wafer rotation angle θ WX of the equation and the reticle rotation angle θ RY of the equation (4), becomes zero. .
【0058】Δθ’=θWX−θRY (13) そして、図3(a1)に示すように、走査露光中にウエ
ハステージ側のZθ軸駆動ステージ4の移動鏡7X,7
Yの直交度が良好で、且つ移動鏡7Xが理想的な直交座
標系のY軸に平行(移動鏡7XはX軸に平行)であると
きには、走査露光中に上記の(10)式の同期誤差Δ
X、(11)式の同期誤差ΔY、及び(13)式の同期
誤差Δθ’がそれぞれ0になるように走査が行われるた
め、図3(a2)に示すように、レチクル微小駆動ステ
ージ11(レチクル12)は照明領域31に対してY軸
に平行に走査される。また、ウエハ5上のショット領域
SA1も露光領域32に対してY軸に平行に走査される
ため、そのショット領域SA1の形状は、図3(a3)
に拡大して示すように正確な矩形である。更に、1つの
ショット領域から次のショット領域に移動する際の、ウ
エハステージ側のZθ軸駆動ステージ4のステッピング
方向は、X軸及びY軸に平行であるため、ウエハ5上に
形成されるショット配列は、図3(a4)に示すように
直交格子状である。Δθ ′ = θ WX −θ RY (13) As shown in FIG. 3 (a1), the movable mirrors 7X and 7 of the Zθ axis drive stage 4 on the wafer stage side during the scanning exposure.
When the orthogonality of Y is good and the movable mirror 7X is parallel to the Y axis of the ideal orthogonal coordinate system (the movable mirror 7X is parallel to the X axis), the synchronization of the above equation (10) is performed during scanning exposure. Error Δ
Since the scanning is performed such that X, the synchronization error ΔY of the equation (11), and the synchronization error Δθ ′ of the equation (13) become 0, respectively, as shown in FIG. The reticle 12) is scanned with respect to the illumination area 31 in parallel with the Y axis. In addition, since the shot area SA1 on the wafer 5 is also scanned in parallel with the Y-axis with respect to the exposure area 32, the shape of the shot area SA1 is as shown in FIG.
It is an accurate rectangle as shown enlarged. Further, the stepping direction of the Zθ axis driving stage 4 on the wafer stage side when moving from one shot area to the next shot area is parallel to the X axis and the Y axis, so that the shot formed on the wafer 5 The array is a rectangular lattice as shown in FIG.
【0059】次に、図3(b1)に示すように、走査露
光中にウエハステージ側の移動鏡7X,7Yの直交度が
良好で、且つZθ軸駆動ステージ4が角度θだけ時計方
向に回転したときには、ウエハ5は矢印34bに示すよ
うにY軸に対して角度θだけ傾斜して走査される。ま
た、レチクル微小駆動ステージ11(レチクル12)も
角度θだけ時計方向に回転して走査されるため、ウエハ
5上のショット領域SA2の形状は、図3(b3)に示
すように回転はしているが正確な矩形である。更に、ウ
エハステージ側のZθ軸駆動ステージ4のステッピング
方向は、走査方向では矢印34bで示す方向であり、非
走査方向では矢印35bで示すように移動鏡7Yの反射
面に沿った方向であるため、ウエハ5上に形成されるシ
ョット配列は、図3(b4)に示すように回転はしてい
るが直交格子状である。Next, as shown in FIG. 3B1, during scanning exposure, the orthogonality of the movable mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side is good, and the Zθ axis driving stage 4 rotates clockwise by an angle θ. Then, the wafer 5 is scanned at an angle θ with respect to the Y axis as shown by an arrow 34b. In addition, since the reticle minute drive stage 11 (reticle 12) is also scanned while rotating clockwise by the angle θ, the shape of the shot area SA2 on the wafer 5 is rotated as shown in FIG. Is an exact rectangle. Further, the stepping direction of the Zθ axis driving stage 4 on the wafer stage side is a direction along the reflecting surface of the movable mirror 7Y as indicated by an arrow 35b in the scanning direction and a direction indicated by an arrow 35b in the non-scanning direction. The shot array formed on the wafer 5 is rotated, as shown in FIG.
【0060】これに対して、図3(c1)に示すよう
に、図3(a1)と比べてウエハステージ側の非走査方
向の移動鏡7Xの角度がθだけ変化した場合、ウエハ5
は矢印34cで示すようにY軸に対して角度θだけ傾斜
して走査され、レチクル12も図3(c2)に矢印33
cで示すようにY軸に対して角度θ傾斜して走査され
る。その結果、図3(c3)に示すように、ウエハ5上
で露光されるショット領域SA3の形状は、矩形のまま
である。但し、この際にウエハ側で単に移動鏡7X,7
Yに沿ってステッピングを行うと、移動鏡7X,7Yの
直交度誤差が生じているために、ウエハ5上のショット
配列は図3(c4)に示すように平行四辺形状となり、
直交格子ではなくなる。これに対して本例では、図3
(c1)に点線で示すように、移動鏡7Yには更に1軸
の計測用ビームLWY2が照射されており、Zθ軸駆動
ステージ4(ウエハ5)の非走査方向のステッピング方
向は(9)式の直交度誤差ΔωW分だけ補正される。即
ち、ウエハ5の非走査方向のステッピング方向は、図3
(c1)の矢印47cで示すように、移動鏡7Yに対し
て角度θだけ時計回りに回転している。従って、ウエハ
5上のショット配列は、図3(c4)に点線の格子48
cに示すように、回転はしているが直交格子状となる。On the other hand, as shown in FIG. 3 (c1), when the angle of the movable mirror 7X in the non-scanning direction on the wafer stage side changes by θ as compared with FIG.
Is scanned at an angle θ with respect to the Y axis as shown by an arrow 34c, and the reticle 12 is also moved to an arrow 33 in FIG. 3 (c2).
As shown by c, scanning is performed at an angle θ with respect to the Y axis. As a result, as shown in FIG. 3C3, the shape of the shot area SA3 exposed on the wafer 5 remains rectangular. However, at this time, the movable mirrors 7X, 7
When the stepping is performed along Y, since the orthogonality error of the movable mirrors 7X and 7Y occurs, the shot arrangement on the wafer 5 becomes a parallelogram as shown in FIG.
It is no longer an orthogonal grid. On the other hand, in this example, FIG.
As shown by the dotted line in (c1), the moving mirror 7Y is further irradiated with a one-axis measurement beam LWY2, and the stepping direction of the non-scanning direction of the Zθ-axis driving stage 4 (wafer 5) is expressed by Expression (9). Is corrected by the orthogonality error ΔωW. That is, the stepping direction of the non-scanning direction of the wafer 5 is as shown in FIG.
As shown by the arrow 47c in (c1), the movable mirror 7Y is rotated clockwise by the angle θ. Therefore, the shot arrangement on the wafer 5 is represented by the dotted grid 48 in FIG.
As shown in FIG. 3 (c), it is rotating but has an orthogonal lattice shape.
【0061】一方、図3(d1)に示すように、図3
(a1)と比べてウエハステージ側の走査方向の移動鏡
7Yの角度がθだけ反時計回りに変化した場合、ウエハ
5は−Y方向に走査される。また、移動鏡7Xの傾斜角
はレチクル12の回転角の補正には使用されないため、
レチクル12も図3(d2)に示すように−Y方向に走
査され、図3(d3)に示すように、ウエハ5上で露光
されるショット領域SA4の形状は、矩形のままであ
る。この際にも、ウエハ側で単に移動鏡7X,7Yに沿
ってステッピングを行うと、ウエハ5上のショット配列
は図3(d4)に示すように平行四辺形を90°回転し
たような配列となる。実際には本例では、ウエハ5の非
走査方向のステッピング方向は(9)式の直交度誤差Δ
ωW分だけ補正されるため、ウエハ5の非走査方向のス
テッピング方向は、図3(d1)の矢印47dで示すよ
うに、移動鏡7Yに対して角度θだけ時計回りに回転し
ている。従って、ウエハ5上のショット配列は、図3
(d4)に点線の格子48dで示すように、正確な直交
格子状となる。On the other hand, as shown in FIG.
When the angle of the movable mirror 7Y in the scanning direction on the wafer stage side changes counterclockwise by θ as compared with (a1), the wafer 5 is scanned in the −Y direction. Also, since the tilt angle of the movable mirror 7X is not used for correcting the rotation angle of the reticle 12,
The reticle 12 is also scanned in the −Y direction as shown in FIG. 3D2, and the shape of the shot area SA4 exposed on the wafer 5 remains rectangular as shown in FIG. 3D3. Also in this case, if the stepping is simply performed on the wafer side along the movable mirrors 7X and 7Y, the shot arrangement on the wafer 5 becomes an arrangement such that the parallelogram is rotated by 90 ° as shown in FIG. 3 (d4). Become. Actually, in this example, the stepping direction in the non-scanning direction of the wafer 5 is the orthogonality error Δ
Since the correction is made by ωW, the stepping direction in the non-scanning direction of the wafer 5 is rotated clockwise by the angle θ with respect to the movable mirror 7Y as shown by an arrow 47d in FIG. Therefore, the shot arrangement on the wafer 5 is as shown in FIG.
As shown by a dotted grid 48d in (d4), an accurate orthogonal grid is formed.
【0062】なお、図3ではレチクル12の回転角を走
査方向用の移動鏡21Yの回転角に基づいて補正する場
合を示したが、本例では通常はレチクル12の回転角は
非走査方向用の移動鏡21Xの回転角に基づいて制御さ
れている。図6は、そのようにレチクル12の回転角を
非走査方向用の移動鏡21Xの回転角に基づいて補正す
る場合を示し、この図6において、移動鏡21Xに2本
の計測用ビームLRX1,LRX2が照射され、移動鏡
21Yには1本の計測用ビームLRY1のみが照射され
ている点以外は図3と同一である。図6においても、ウ
エハステージ側の非走査方向の移動鏡7Xの傾斜角に応
じてレチクル12の回転角が補正されるため、ウエハス
テージ側の移動鏡7X,7Yの直交度が良好であるとき
には(図6(a1),(b1))、レチクル12の走査
方向はウエハ5の走査方向に平行となり(図6(a
2),(b2))、露光されるショット領域SA9,S
A10の形状は矩形であり(図6(a3),(b
3))、形成されるショット配列も直交格子状である
(図6(a4),(b4))。FIG. 3 shows a case where the rotation angle of the reticle 12 is corrected based on the rotation angle of the movable mirror 21Y for the scanning direction. However, in this example, the rotation angle of the reticle 12 is usually the one for the non-scanning direction. Is controlled based on the rotation angle of the movable mirror 21X. FIG. 6 shows a case where the rotation angle of the reticle 12 is corrected based on the rotation angle of the non-scanning direction movable mirror 21X. In FIG. 6, the movable mirror 21X has two measurement beams LRX1, 3 is the same as FIG. 3 except that LRX2 is irradiated and the movable mirror 21Y is irradiated with only one measurement beam LRY1. Also in FIG. 6, since the rotation angle of reticle 12 is corrected according to the tilt angle of moving mirror 7X in the non-scanning direction on the wafer stage side, when the orthogonality of moving mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side is good. (FIGS. 6 (a1) and (b1)), the scanning direction of the reticle 12 becomes parallel to the scanning direction of the wafer 5 (FIG.
2), (b2)), exposed shot areas SA9, S
The shape of A10 is rectangular (FIG. 6 (a3), (b)
3)), the shot arrangement to be formed is also an orthogonal lattice (FIGS. 6 (a4) and (b4)).
【0063】また、ウエハステージ側の非走査方向の移
動鏡7Xが傾いて(図6(c1))、ウエハ5の走査方
向が矢印40cで示すように傾いても、レチクル12の
走査方向も図6(c2)に矢印39cで示すように傾く
ため、露光されるショット領域SA11の形状は矩形で
ある(図6(c3))。更に、ウエハステージ側の走査
方向の移動鏡7Yが傾いても(図6(d1))、ウエハ
5及びレチクル12の走査方向はY軸に平行であり(図
6(d2))、露光されるショット領域SA12の形状
は矩形である(図6(d3))。この場合も、単にウエ
ハステージの移動鏡7X,7Yに沿ってステッピングす
ると、得られるショット配列は図6(c4),(d4)
に示すように直交格子ではなくなるが、実際には(9)
式の直交度誤差ΔωWだけウエハ5の非走査方向のステ
ッピング方向が補正され、ウエハ5は矢印41c、又は
矢印41dの方向にステッピングするため、直交格子状
のショット配列が得られる。Further, even if the moving mirror 7X in the non-scanning direction on the wafer stage side is inclined (FIG. 6 (c1)) and the scanning direction of the wafer 5 is inclined as shown by the arrow 40c, the scanning direction of the reticle 12 is also shown. 6 (c2) is tilted as indicated by an arrow 39c, so that the shape of the shot area SA11 to be exposed is rectangular (FIG. 6 (c3)). Further, even if the movable mirror 7Y in the scanning direction on the wafer stage side is tilted (FIG. 6 (d1)), the scanning directions of the wafer 5 and the reticle 12 are parallel to the Y axis (FIG. 6 (d2)), and the exposure is performed. The shape of the shot area SA12 is rectangular (FIG. 6 (d3)). Also in this case, simply stepping along the moving mirrors 7X and 7Y of the wafer stage, the resulting shot arrangement is as shown in FIGS. 6 (c4) and (d4).
As shown in the figure, it is no longer an orthogonal lattice, but actually (9)
Since the stepping direction in the non-scanning direction of the wafer 5 is corrected by the orthogonality error ΔωW in the expression, and the wafer 5 is stepped in the direction of the arrow 41c or the arrow 41d, a shot arrangement in an orthogonal lattice is obtained.
【0064】次に、レチクルステージ側の移動鏡21
X,21Yが傾斜して直交度が悪化した場合について図
4、図5、及び図7を参照して説明する。先ず、本例で
の実際の動作と比較するために、図3の構成で更にレチ
クルステージ側の移動鏡21X,21Yの直交度が悪化
した場合を図4に示し、従来技術でレチクルステージ側
の移動鏡の直交度が悪化した場合を図5に示す。Next, the moving mirror 21 on the reticle stage side
The case where the orthogonality is deteriorated due to the inclination of X and 21Y will be described with reference to FIGS. 4, 5 and 7. FIG. First, for comparison with the actual operation in this example, FIG. 4 shows a case where the orthogonality of the movable mirrors 21X and 21Y on the reticle stage side is further deteriorated in the configuration of FIG. FIG. 5 shows a case where the orthogonality of the movable mirror is deteriorated.
【0065】図4(a2)に示すように、レチクルステ
ージ側の走査方向の移動鏡21Yが角度θだけ傾斜する
と、移動鏡21Yがウエハステージ側の非走査方向の移
動鏡7Xに直交するように回転補正が行われる。そし
て、ウエハ5がY軸に平行に走査されても(図4(a
1))、レチクル12は矢印37aで示すように回転し
た状態で、且つレチクルステージの非走査方向の座標が
変化しないように移動鏡21Xに沿って斜めに走査され
るため、ウエハ5上に露光されるショット領域SA5は
平行四辺形を90°回転した形状となる(図4(a
3))。また、図4(b2)に示すように、レチクルス
テージの非走査方向の移動鏡21Xが角度θだけ傾斜す
ると、移動鏡21Yはウエハステージ側の非走査方向の
移動鏡7Xに直交する状態が維持される。そして、ウエ
ハ5がY軸に平行に走査されても(図4(b1))、レ
チクル12は矢印37bで示すように移動鏡21Xに沿
って斜めに走査されるため、ウエハ5上に露光されるシ
ョット領域SA6は平行四辺形となる(図4(b
3))。また、ウエハ5上のショット配列については、
ウエハステージ側の移動鏡7X,7Yが直交しているた
め、補正を行うまでもなく直交格子状となっている(図
4(a4),(b4))。As shown in FIG. 4A2, when the movable mirror 21Y in the scanning direction on the reticle stage side is inclined by the angle θ, the movable mirror 21Y is perpendicular to the movable mirror 7X in the non-scanning direction on the wafer stage side. Rotation correction is performed. Then, even if the wafer 5 is scanned in parallel to the Y axis (see FIG.
1)), since the reticle 12 is rotated obliquely along the movable mirror 21X so that the coordinates of the reticle stage in the non-scanning direction do not change while rotating as shown by the arrow 37a, the exposure on the wafer 5 is performed. The shot area SA5 to be obtained has a shape obtained by rotating the parallelogram by 90 ° (see FIG. 4A
3)). Further, as shown in FIG. 4B2, when the movable mirror 21X in the non-scanning direction of the reticle stage is inclined by the angle θ, the movable mirror 21Y maintains the state orthogonal to the movable mirror 7X in the non-scanning direction on the wafer stage side. Is done. Then, even if the wafer 5 is scanned parallel to the Y axis (FIG. 4 (b1)), the reticle 12 is scanned obliquely along the movable mirror 21X as shown by an arrow 37b, so that the reticle 12 is exposed on the wafer 5. Shot area SA6 becomes a parallelogram (see FIG. 4B
3)). Also, regarding the shot arrangement on the wafer 5,
Since the movable mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side are orthogonal to each other, the mirrors are in an orthogonal lattice shape without any correction (FIGS. 4 (a4) and (b4)).
【0066】また、図5は、従来技術、即ち図4の構成
でウエハステージ側の走査方向の移動鏡7Yの回転角に
基づいてレチクル12の回転角を補正する場合を示して
いるが、この場合にもZθ軸駆動ステージ4(ウエハ
5)の回転角は図4と同じように検出されるため、得ら
れるショット領域の形状は矩形ではなくなる。即ち、図
5(a2)に示すように、レチクルステージ側の走査方
向の移動鏡21Yが角度θだけ傾斜すると、ウエハ5が
Y軸に平行に走査されても(図5(a1))、レチクル
12は矢印38aで示すように回転した状態で、移動鏡
21Xに沿って斜めに走査されるため、露光されるショ
ット領域SA7は平行四辺形を90°回転した形状とな
る(図5(a3))。また、図5(b2)に示すよう
に、レチクルステージ側の非走査方向の移動鏡21Xが
角度θだけ傾斜したときには、ウエハ5がY軸に平行に
走査されても(図5(b1))、レチクル12は矢印3
8bで示すように斜めに走査されるため、露光されるシ
ョット領域SA8は平行四辺形となる(図5(b
3))。この場合も、ウエハ5上のショット配列につい
ては、直交格子状となっている(図5(a4),(b
4))。FIG. 5 shows a conventional technique, that is, a case where the rotation angle of the reticle 12 is corrected based on the rotation angle of the movable mirror 7Y in the scanning direction on the wafer stage side in the configuration of FIG. Also in this case, since the rotation angle of the Zθ axis drive stage 4 (wafer 5) is detected in the same manner as in FIG. 4, the shape of the obtained shot area is not rectangular. That is, as shown in FIG. 5A2, when the movable mirror 21Y in the scanning direction on the reticle stage side is inclined by the angle θ, even if the wafer 5 is scanned parallel to the Y axis (FIG. 5A1), 12 is rotated as indicated by the arrow 38a and is scanned obliquely along the movable mirror 21X, so that the shot area SA7 to be exposed has a shape obtained by rotating the parallelogram by 90 ° (FIG. 5 (a3)). ). Further, as shown in FIG. 5B2, when the moving mirror 21X in the non-scanning direction on the reticle stage side is inclined by the angle θ, the wafer 5 is scanned in parallel with the Y axis (FIG. 5B1). , Reticle 12 is arrow 3
8b, the shot area SA8 to be exposed is a parallelogram (see FIG. 5B
3)). Also in this case, the shot arrangement on the wafer 5 has an orthogonal lattice shape (FIGS. 5A4 and 5B).
4)).
【0067】このように、レチクルステージ側で走査方
向の移動鏡21Yの回転角に基づいてレチクル微小駆動
ステージ11(レチクル12)の回転角の補正を行う
と、移動鏡21X,21Yの直交度が悪化したときに得
られるショット領域の形状が矩形でなくなる。これを避
けるために、本例では通常は、図2(a)で説明したよ
うに、レチクル微小駆動ステージ11の非走査方向の移
動鏡21Xの回転角に基づいてレチクル微小駆動ステー
ジ11の回転角を補正している。As described above, when the rotation angle of the reticle minute drive stage 11 (reticle 12) is corrected on the reticle stage side based on the rotation angle of the movable mirror 21Y in the scanning direction, the orthogonality of the movable mirrors 21X and 21Y is reduced. The shape of the shot area obtained when the image quality deteriorates is not rectangular. In order to avoid this, in this example, as described with reference to FIG. 2A, the rotation angle of the reticle minute drive stage 11 is normally determined based on the rotation angle of the movable mirror 21X in the non-scanning direction of the reticle minute drive stage 11. Has been corrected.
【0068】図7は、本例の通常の動作のようにレチク
ルステージ側の非走査方向の移動鏡21Xの回転角に基
づいてレチクル12の回転角を補正する場合を示し、図
7(a2)に示すように、レチクルステージ側の走査方
向の移動鏡21Yが角度θだけ傾斜しても、この傾斜角
はレチクル12の回転補正には使用されない。従って、
ウエハ5がY軸に平行に走査されると(図7(a
1))、レチクル12もY軸に平行に走査されるため、
露光されるショット領域SA13は矩形である(図7
(a3))。一方、図7(b2)に示すように、レチク
ルステージの非走査方向の移動鏡21Xが角度θだけ傾
斜したときには、移動鏡21Xがウエハステージの移動
鏡7Xに平行になるようにレチクル12の回転補正が行
われる。即ち、ウエハ5がY軸に平行に走査されると
(図7(b1))、レチクル12は角度θだけ回転した
状態でY軸に平行に走査されるため、露光されるショッ
ト領域SA14は回転はしているが矩形である(図7
(b3))。この場合も、ウエハ5上のショット配列に
ついては、直交格子状である(図7(a4),(b
4))。FIG. 7 shows a case where the rotation angle of the reticle 12 is corrected based on the rotation angle of the movable mirror 21X in the non-scanning direction on the reticle stage side as in the normal operation of the present example, and FIG. 7 (a2). As shown in (2), even if the movable mirror 21Y in the scanning direction on the reticle stage side is inclined by the angle θ, this inclination angle is not used for rotation correction of the reticle 12. Therefore,
When the wafer 5 is scanned in parallel with the Y axis (see FIG.
1)), since the reticle 12 is also scanned in parallel with the Y axis,
The shot area SA13 to be exposed is rectangular (FIG. 7).
(A3)). On the other hand, as shown in FIG. 7B2, when the movable mirror 21X in the non-scanning direction of the reticle stage is inclined by the angle θ, the rotation of the reticle 12 is adjusted so that the movable mirror 21X is parallel to the movable mirror 7X of the wafer stage. Correction is performed. That is, when the wafer 5 is scanned in parallel with the Y axis (FIG. 7B1), the reticle 12 is scanned in parallel with the Y axis while being rotated by the angle θ, so that the shot area SA14 to be exposed is rotated. It is rectangular, although it does (Figure 7)
(B3)). Also in this case, the shot arrangement on the wafer 5 has an orthogonal lattice shape (FIGS. 7A4 and 7B4).
4)).
【0069】上述のように本例によれば、ウエハステー
ジの非走査方向の移動鏡7Xの回転角に基づいてレチク
ル12の回転角を補正しているため、ウエハステージ側
の移動鏡7X,7Yの傾きが生じてそれらの直交度が悪
化した場合でも、図6(又は図3)に示すようにウエハ
5及びレチクル12の走査方向が平行に維持されて、ウ
エハ5上で露光されるショット領域の形状は矩形に保た
れる。更に、レチクルステージ側についても、非走査方
向の移動鏡21Xの回転角に基づいてレチクル12の回
転角を補正しているため、図7に示すように、レチクル
ステージ側の移動鏡21X,21Yの傾きが生じてそれ
らの直交度が悪化した場合でも、ウエハ5及びレチクル
12の走査方向が平行に維持されて、ウエハ5上で露光
されるショット領域の形状は矩形に保たれる。また、ウ
エハステージの非走査方向へのステッピング方向を
(9)式の直交度誤差ΔωWに基づいて補正しているた
め、ウエハステージの移動鏡7X,7Yの直交度が悪化
しても、ウエハ上に形成されるショット配列は直交格子
状となる。As described above, according to this embodiment, since the rotation angle of reticle 12 is corrected based on the rotation angle of movable mirror 7X in the non-scanning direction of the wafer stage, movable mirrors 7X and 7Y on the wafer stage side. 6 (or FIG. 3), the scanning directions of the wafer 5 and the reticle 12 are maintained in parallel, and the shot area exposed on the wafer 5 is Is kept rectangular. Further, also on the reticle stage side, since the rotation angle of the reticle 12 is corrected based on the rotation angle of the moving mirror 21X in the non-scanning direction, as shown in FIG. Even when the inclination is generated and their orthogonality is deteriorated, the scanning directions of the wafer 5 and the reticle 12 are kept parallel, and the shape of the shot area exposed on the wafer 5 is kept rectangular. Further, since the stepping direction of the wafer stage in the non-scanning direction is corrected based on the orthogonality error ΔωW of the equation (9), even if the orthogonality of the movable mirrors 7X and 7Y of the wafer stage deteriorates, Are arranged in an orthogonal lattice.
【0070】但し、ショット配列が直交格子状となって
も、例えば図7(b2)に示すように、レチクル12の
パターンに対してレチクルステージの非走査方向の移動
鏡21Xが傾斜したときに、図7(b4)に示すように
各ショット領域に回転(ショットローテーション)が発
生してしまう。このようなショットローテーションの発
生を防止するためには、前述の(5)式のレチクルステ
ージの移動鏡の直交度誤差ΔωRを常時モニタし、その
直交度誤差ΔωRがショットローテーションとして許容
できる誤差か否かを判断するシーケンスを露光シーケン
ス中に入れておけばよい。仮に、その直交度誤差ΔωR
が許容値から外れた場合、ウエハ交換時、又はショット
露光の間に再度、ウエハステージ上の基準マーク板6を
投影光学系5の露光領域に移動し、レチクルアライメン
トを実施することで、レチクルステージの座標系(X
R,YR)の再設定が行われ、それ以降のショットロー
テーションの発生を防止できる。However, even if the shot arrangement is in the form of an orthogonal lattice, for example, as shown in FIG. 7B2, when the movable mirror 21X in the non-scanning direction of the reticle stage is inclined with respect to the pattern of the reticle 12, As shown in FIG. 7B4, rotation (shot rotation) occurs in each shot area. In order to prevent the occurrence of such shot rotation, the orthogonality error ΔωR of the moving mirror of the reticle stage of the above-described equation (5) is constantly monitored, and whether or not the orthogonality error ΔωR is an error allowable for shot rotation. What is necessary is just to put the sequence which determines whether it is in the exposure sequence. If the orthogonality error ΔωR
Is out of the allowable range, the reference mark plate 6 on the wafer stage is moved to the exposure area of the projection optical system 5 at the time of wafer exchange or again during shot exposure, and reticle alignment is performed. Coordinate system (X
R, YR) is reset, and the subsequent shot rotation can be prevented.
【0071】また、既にショットローテーションが発生
している恐れのあるときには、所謂ショット内多点EG
A方式のアライメントを行うことによって、ウエハ5上
の各ショット領域の回転角を実測すればよい。即ち、シ
ョット内多点EGA方式では、図8に示すように、ウエ
ハ5上の各ショット領域内にそれぞれ複数個(例えば2
個)の2次元のウエハマークMR及びMLを形成してお
く。そして、アライメント時には、ウエハ5上の全部の
ショット領域から例えば4個のショット領域をサンプル
ショット43A〜43Dとして選択し、図1のアライメ
ントセンサ34を用いてそれらのサンプルショット43
A〜43D内の複数個のウエハマークMR,MLの座標
を計測する。この結果を統計処理すると、例えばウエハ
マークMR及びMLのY座標のずれ量をこれらのX方向
の間隔で除算した結果の平均値より、ウエハ5上の各シ
ョット領域の平均的なショットローテーションが求めら
れる。従って、このウエハ5に対して重ね合わせ露光す
る際には、レチクルを予めそのショットローテーション
分だけ回転しておくことによって、重ね合わせ誤差を低
減することができる。When there is a possibility that a shot rotation has already occurred, a so-called multipoint EG within a shot is used.
The rotation angle of each shot area on the wafer 5 may be measured by performing the A-type alignment. That is, in the intra-shot multi-point EGA system, as shown in FIG.
) Two-dimensional wafer marks MR and ML are formed in advance. At the time of alignment, for example, four shot areas are selected as sample shots 43A to 43D from all shot areas on the wafer 5, and the sample shots 43 are used by using the alignment sensor 34 in FIG.
The coordinates of a plurality of wafer marks MR and ML in A to 43D are measured. When this result is statistically processed, for example, an average shot rotation of each shot area on the wafer 5 is obtained from an average value obtained by dividing a shift amount of the Y coordinate of the wafer marks MR and ML by an interval in the X direction. Can be Therefore, when overlay exposure is performed on the wafer 5, the overlay error can be reduced by rotating the reticle in advance by the shot rotation.
【0072】次に、上記の実施の形態ではレチクルステ
ージ側の非走査方向の移動鏡21Xの曲がりは無視でき
る程度としていたが、例えば今後ステージの位置決め精
度が向上し、且つレチクルステージの走査距離が長くな
った場合には、その非走査方向の移動鏡21Xの曲がり
の補正を行うことが望ましい。そこで、以下では図9を
参照してその移動鏡21Xの曲がりの計測方法、及び補
正方法の一例につき説明する。Next, in the above embodiment, the bending of the movable mirror 21X in the non-scanning direction on the reticle stage side is negligible, but, for example, the positioning accuracy of the stage will be improved and the scanning distance of the reticle stage will be reduced. When it becomes longer, it is desirable to correct the bending of the movable mirror 21X in the non-scanning direction. Accordingly, an example of a method of measuring the bending of the movable mirror 21X and an example of a correction method will be described below with reference to FIG.
【0073】図9(a)は、図2(a)のレチクル微小
駆動ステージ11を示し、この図9(a)において、走
査方向の移動鏡としてのコーナキューブ21Y1,21
Y2のそれぞれのY座標YR1,YR2が計測用ビーム
LRY1,LRY2によって計測され、非走査方向の移
動鏡21Xの2箇所のX座標XR1,XR2が計測用ビ
ームLRX1,LRX2によって計測されている。この
際に、レチクル微小駆動ステージ11(レチクル12)
の回転補正を(2)式の非走査方向から見た回転角θRX
ではなく、(4)式の走査方向の回転角θRY(=(YR
1−YR2)/L2)に基づいて行う。そして、レチク
ル微小駆動ステージ11の回転角をその走査方向の回転
角θRYが例えば0となるように固定した状態で、レチク
ル微小駆動ステージ11をY方向に、正確には例えば非
走査方向の移動鏡21Xの一方のX座標XR1が一定の
値となるように図9(b)の状態まで走査して、レチク
ル微小駆動ステージ11のY座標YR(=(YR1+Y
R2)/2)が所定のサンプル座標YRn(n=1,
2,…)に達する毎に、移動鏡21Xの2箇所のX座標
XR1,XR2の差分ΔXDを求めて記憶する。n番目
(n=1,2,3,…)のサンプル点でのX座標XR
1,XR2をXR1n,XR2nとすると、n番目の差
分ΔXDnは次のようになる。FIG. 9A shows the reticle minute drive stage 11 shown in FIG. 2A. In FIG. 9A, the corner cubes 21Y1, 21 as moving mirrors in the scanning direction are shown.
The respective Y coordinates YR1 and YR2 of Y2 are measured by the measurement beams LRY1 and LRY2, and the X coordinates XR1 and XR2 of the moving mirror 21X in the non-scanning direction are measured by the measurement beams LRX1 and LRX2. At this time, the reticle minute drive stage 11 (reticle 12)
Rotation angle θ RX as seen from the non-scanning direction of equation (2)
Instead, the rotation angle θ RY (= (YR
1-YR2) / L2). Then, while the rotation angle of the reticle minute drive stage 11 is fixed such that the rotation angle θ RY in the scanning direction is, for example, 0, the reticle minute drive stage 11 is moved in the Y direction, more precisely, for example, in the non-scanning direction. The scanning is performed until the one X coordinate XR1 of the mirror 21X becomes a constant value to the state shown in FIG. 9B, and the Y coordinate YR (= (YR1 + Y
R2) / 2) is a predetermined sample coordinate YRn (n = 1,
(2,...), The difference ΔXD between the X coordinates XR1 and XR2 at the two positions of the movable mirror 21X is obtained and stored. X coordinate XR at the n-th (n = 1, 2, 3,...) sample point
Assuming that XR1 and XR2 are XR1n and XR2n, the n-th difference ΔXDn is as follows.
【0074】 ΔXDn=XR1n−XR2n (14) この際に、レチクル微小駆動ステージ11のヨーイング
は逐次補正されているので、差分ΔXDnは純粋に移動
鏡21Xの曲がり情報であり、レチクル微小駆動ステー
ジ11のY座標YRnにおいて、それまでの差分ΔXD
nをそれぞれ積分すると共に、それらの中間のY座標Y
Rでは前後の曲がり量を補間することによって、そのY
座標YRの関数FD(YR)として移動鏡21Xの曲が
り量が求められて、図1の主制御系22A内に記憶され
る。なお、その移動鏡21Xの曲がり量をスプライン関
数等を用いてY座標YRの関数として求めてもよい。ΔXDn = XR1n−XR2n (14) At this time, since the yawing of the reticle minute drive stage 11 is sequentially corrected, the difference ΔXDn is purely bending information of the movable mirror 21X, and In the Y coordinate YRn, the difference ΔXD
n and the Y coordinate Y between them
In R, by interpolating the amount of bending before and after, the Y
The amount of bending of the movable mirror 21X is obtained as a function FD (YR) of the coordinates YR, and is stored in the main control system 22A of FIG. The bending amount of the movable mirror 21X may be obtained as a function of the Y coordinate YR using a spline function or the like.
【0075】即ち、差分ΔXDnの番号nは有限なた
め、各計測点間の補間を行う必要がある。補間に際し
て、サンプリング間隔が小さい場合は比例配分でよい
が、サンプリング間隔が大きい場合は曲線近似やスプラ
イン関数による補間によって補正の精度を高めることが
できる。その後、走査露光を行う際には、レチクル微小
駆動ステージ11の移動鏡21Xで実測されるX座標X
R(=(XR1+XR2)/2)に対して、その移動鏡
21Xの曲がり量FD(YR)を例えば加算することに
よって、その移動鏡21Xの曲がり量を補正したレチク
ル微小駆動ステージ11の正確なX座標が求められる。
この補正後のX座標を使用することによって、レチクル
微小駆動ステージ11(レチクル12)が直線的に走査
されるため、ウエハ上に露光されるショット領域の形状
が正確な矩形となる。このような移動鏡の曲がりの計
測、及び補正はウエハステージ側の移動鏡にも適用でき
る。That is, since the number n of the difference ΔXDn is finite, it is necessary to perform interpolation between the measurement points. At the time of interpolation, when the sampling interval is small, proportional distribution may be used. However, when the sampling interval is large, the accuracy of correction can be increased by curve approximation or interpolation using a spline function. Thereafter, when performing scanning exposure, the X coordinate X measured by the movable mirror 21X of the reticle minute drive stage 11 is used.
For example, by adding the bending amount FD (YR) of the movable mirror 21X to R (= (XR1 + XR2) / 2), the accurate X of the reticle minute drive stage 11 in which the bending amount of the movable mirror 21X is corrected. The coordinates are determined.
By using the corrected X coordinate, the reticle minute drive stage 11 (reticle 12) is linearly scanned, so that the shape of the shot area exposed on the wafer becomes an accurate rectangle. The measurement and correction of the bending of the movable mirror can be applied to the movable mirror on the wafer stage side.
【0076】なお、上述の実施の形態では、2つの干渉
計本体の計測値の平均値を位置として、差分から回転角
を求めているが、一方の干渉計本体の計測値を位置とし
て、この位置と他方の干渉計本体の計測値との差分から
回転角を求めるようにしてもよい。即ち、一方の干渉計
本体を位置計測用として、他方の干渉計本体をヨーイン
グ計測用と明確に分けてもよい。更に、2つの干渉計本
体を露光領域等に対して必ずしも対称に配置する必要は
ない。また、各レーザ干渉計としては、シングルパス方
式、ダブルパス方式、又は更に光路を多数回折り返す方
式等の何れの方式を使用しても良い。更に、レチクルス
テージ側の移動鏡曲がりの計測方法は当然にウエハステ
ージ側の移動鏡曲がりの計測に同様に適用することがで
きる。In the above-described embodiment, the rotation angle is obtained from the difference with the average value of the measured values of the two interferometer bodies as the position. The rotation angle may be obtained from the difference between the position and the measurement value of the other interferometer body. That is, one interferometer main body may be used for position measurement, and the other interferometer main body may be used for yawing measurement. Further, the two interferometer bodies do not necessarily need to be arranged symmetrically with respect to the exposure area or the like. Further, as each laser interferometer, any one of a single-pass system, a double-pass system, and a system in which the optical path is folded many times may be used. Further, the method of measuring the bending of the movable mirror on the reticle stage side can naturally be applied to the measurement of the bending of the movable mirror on the wafer stage side.
【0077】また、上述の実施の形態ではウエハステー
ジには走査方向に2軸、非走査方向に2軸のレーザ干渉
計が配置されているが、例えばショット配列の補正を行
う必要が無い場合には、走査方向のレーザ干渉計を1軸
としてもよい。また、ウエハステージの位置や回転角を
求める際の平均化効果を高めるために、走査方向、及び
非走査方向に3軸以上のレーザ干渉計を配置するように
してもよい。同様に、レチクルステージ側でも、非走査
方向の移動鏡の曲がり量を計測する必要がなければ、走
査方向のレーザ干渉計を1軸としてもよい。また、レチ
クルステージの位置や回転角を求める際の平均化効果を
高めるために、走査方向、及び非走査方向に3軸以上の
レーザ干渉計を配置するようにしてもよい。In the above embodiment, the laser interferometer having two axes in the scanning direction and two axes in the non-scanning direction is arranged on the wafer stage. However, for example, when it is not necessary to correct the shot arrangement, , The laser interferometer in the scanning direction may be one axis. Further, in order to increase the averaging effect when obtaining the position and the rotation angle of the wafer stage, a laser interferometer having three or more axes may be arranged in the scanning direction and the non-scanning direction. Similarly, on the reticle stage side, if it is not necessary to measure the bending amount of the movable mirror in the non-scanning direction, the laser interferometer in the scanning direction may be one axis. Further, in order to increase the averaging effect when obtaining the position and rotation angle of the reticle stage, a laser interferometer having three or more axes may be arranged in the scanning direction and the non-scanning direction.
【0078】更に本発明は、レチクルステージ及びウエ
ハステージの座標を独立に計測する種々の露光装置にも
適用できるものである。このように本発明は上述の実施
の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の構成を取り得る。Further, the present invention can be applied to various exposure apparatuses for independently measuring the coordinates of the reticle stage and the wafer stage. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明の第1の走査型露光装置によれ
ば、基板ステージの非走査方向用の2軸の基板側干渉計
の計測値に基づいてその基板ステージとマスクステージ
との相対回転角を補正しているため、その基板側干渉計
の移動鏡の角度が変化した場合でも、その基板ステージ
とそのマスクステージとが平行に走査される。従って、
感光基板上で露光されるショット領域の形状を所望の形
状(矩形等)に維持できる利点がある。そのため、ショ
ット領域の形状の歪に伴う像劣化や、一括露光方式の露
光装置とのマッチング誤差が低減される。According to the first scanning type exposure apparatus of the present invention, the relative rotation between the substrate stage and the mask stage based on the measurement value of the two-axis substrate-side interferometer for the non-scanning direction of the substrate stage. Since the angle is corrected, even when the angle of the movable mirror of the substrate-side interferometer changes, the substrate stage and the mask stage are scanned in parallel. Therefore,
There is an advantage that the shape of the shot area exposed on the photosensitive substrate can be maintained in a desired shape (rectangular or the like). For this reason, image deterioration due to distortion of the shape of the shot area and a matching error with the exposure apparatus using the batch exposure method are reduced.
【0080】このとき、その基板ステージの走査方向の
位置を非走査方向に沿った2箇所で計測するための更に
1軸の基板側干渉計を設け、非走査方向用の2軸の基板
側干渉計の計測値の差分と、その走査方向用の2軸の基
板側干渉計の計測値の差分との差に基づいてその基板ス
テージの移動方向を補正する移動方向補正手段を設けた
場合には、例えばその基板ステージの非走査方向のステ
ッピング方向を補正することによって、感光基板上に形
成されるショット配列を直交格子状にすることができ
る。これによって重ね合わせ誤差が更に低減される。At this time, a further one-axis substrate-side interferometer for measuring the position of the substrate stage in the scanning direction at two points along the non-scanning direction is provided, and a two-axis substrate-side interferometer for the non-scanning direction is provided. In the case where moving direction correction means for correcting the moving direction of the substrate stage based on the difference between the measurement value of the meter and the difference between the measurement values of the two-axis substrate-side interferometer for the scanning direction is provided. For example, by correcting the stepping direction in the non-scanning direction of the substrate stage, the shot arrangement formed on the photosensitive substrate can be made into an orthogonal lattice. Thereby, the overlay error is further reduced.
【0081】また、本発明の第2の走査型露光装置によ
れば、基板ステージの非走査方向の2軸の基板側干渉計
の計測値、及びマスクステージの非走査方向の2軸のマ
スク側干渉計に基づいて、その基板ステージとマスクス
テージとの相対回転角を補正しているため、そのマスク
側干渉計の移動鏡の角度が変化した場合でも、その基板
ステージとそのマスクステージとが平行に走査される。
従って、感光基板上で露光されるショット領域の形状を
所望の形状(矩形等)に維持できる利点がある。According to the second scanning type exposure apparatus of the present invention, the measurement values of the biaxial substrate side interferometer in the non-scanning direction of the substrate stage and the biaxial mask side of the mask stage in the non-scanning direction are used. Since the relative rotation angle between the substrate stage and the mask stage is corrected based on the interferometer, the substrate stage and the mask stage are parallel even if the angle of the moving mirror of the mask-side interferometer changes. Is scanned.
Therefore, there is an advantage that the shape of the shot area exposed on the photosensitive substrate can be maintained in a desired shape (rectangular or the like).
【0082】また、本発明の第3の走査型露光装置によ
れば、一方のステージの第1の2軸の干渉計の計測値の
差分に基づいてそのステージの回転角を検出し、この検
出結果、及び第2の2軸の干渉計の計測値の差分に基づ
いてこの第2の2軸の干渉計用の移動鏡の曲がり量を算
出しているため、そのステージにヨーイングが生じてい
てもその移動鏡の曲がり量を正確に検出できる。従っ
て、実際の走査露光時にはその移動鏡の曲がり量を補正
しながらそのステージの走査を行うことによって、その
ステージを所望の方向に正確に走査できるため、感光基
板上で露光されるショット領域の形状を所望の形状に維
持できる利点がある。Further, according to the third scanning type exposure apparatus of the present invention, the rotation angle of one stage is detected based on the difference between the measurement values of the first two-axis interferometer of one stage, and this detection is performed. Since the bending amount of the movable mirror for the second two-axis interferometer is calculated based on the result and the difference between the measurement values of the second two-axis interferometer, yawing occurs on the stage. Can accurately detect the amount of bending of the movable mirror. Therefore, during actual scanning exposure, the stage is scanned while correcting the amount of bending of the movable mirror, so that the stage can be accurately scanned in a desired direction. Can be maintained in a desired shape.
【0083】これらの場合において、その基板ステー
ジ、及びそのマスクステージの一方のステージの走査方
向に直交する非走査方向の位置を計測する2軸の干渉計
の計測値の差分が所定の閾値を超えた際に、そのマスク
とその基板ステージとの位置関係を計測する計測手段を
更に備えた場合には、感光基板上でのショット領域の形
状誤差が減少する利点がある。In these cases, the difference between the measured values of the two-axis interferometer for measuring the positions of the substrate stage and one of the mask stages in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction exceeds a predetermined threshold value. In this case, when a measuring means for measuring a positional relationship between the mask and the substrate stage is further provided, there is an advantage that a shape error of a shot region on the photosensitive substrate is reduced.
【図1】本発明による走査型露光装置の実施の形態の一
例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of a scanning exposure apparatus according to the present invention.
【図2】(a)は図1の投影露光装置のレチクルステー
ジ側の干渉計の配置を示す平面図、(b)は図1の投影
露光装置のウエハステージ側の干渉計の配置を示す平面
図である。2A is a plan view showing an arrangement of an interferometer on a reticle stage side of the projection exposure apparatus of FIG. 1, and FIG. 2B is a plan view showing an arrangement of an interferometer on a wafer stage side of the projection exposure apparatus of FIG. FIG.
【図3】本発明の実施の形態において、ウエハステージ
側の移動鏡の傾きが変化した場合のショット領域の形
状、及びショット配列を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a shape of a shot area and a shot arrangement when the tilt of a movable mirror on the wafer stage side changes in the embodiment of the present invention.
【図4】図3の構成でマスクステージ側の移動鏡の傾き
が変化した場合のショット領域の形状、及びショット配
列を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a shape of a shot area and a shot arrangement when the tilt of a moving mirror on the mask stage side changes in the configuration of FIG. 3;
【図5】従来技術と同じ構成でマスクステージ側の移動
鏡の傾きが変化した場合のショット領域の形状、及びシ
ョット配列を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the shape of a shot area and the shot arrangement when the tilt of a moving mirror on the mask stage side changes with the same configuration as in the related art.
【図6】図3の構成に対してマスクステージ側でも回転
角を非走査方向の2軸の干渉計で計測するようにした場
合のショット領域の形状、及びショット配列を示す説明
図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a shape of a shot region and a shot arrangement when a rotation angle is measured by a two-axis interferometer in a non-scanning direction even on the mask stage side with respect to the configuration in FIG. 3;
【図7】本発明の実施の形態において、ウエハステージ
及びマスクステージの両方で回転角を非走査方向の2軸
の干渉計で計測するようにして、マスクステージ側の移
動鏡の傾きが変化した場合のショット領域の形状、及び
ショット配列を示す説明図である。FIG. 7 shows that the tilt angle of the movable mirror on the mask stage side is changed by measuring the rotation angle on both the wafer stage and the mask stage with a two-axis interferometer in the non-scanning direction in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a shape of a shot area and a shot arrangement in the case.
【図8】ショット内多点EGA方式で使用されるウエハ
マークの一例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an example of a wafer mark used in the intra-shot multi-point EGA method.
【図9】レチクル微小駆動ステージ11上の非走査方向
の移動鏡21Xの曲がり量の計測方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for measuring the amount of bending of the movable mirror 21X in the non-scanning direction on the reticle minute drive stage 11.
【図10】従来技術でウエハステージ側の移動鏡の傾き
が変化した場合のショット領域の形状、及びショット配
列を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing the shape of a shot area and the shot arrangement when the tilt of the movable mirror on the wafer stage side changes in the prior art.
4 Zθ軸駆動ステージ 5 ウエハ 6 基準マーク板 7X,7Y ウエハステージ側の移動鏡 8 投影光学系 11 レチクル微小駆動ステージ 12 レチクル 13X1,13X2,13Y1,13Y2 干渉計本体 14X1,14X2,14Y1,14Y2 干渉計本体 19,20 レチクルアライメント顕微鏡 21X レチクルステージ側の移動鏡 21Y1,21Y2 コーナキューブ 22A 主制御系 22D レチクル駆動装置 4 Zθ axis drive stage 5 Wafer 6 Reference mark plate 7X, 7Y Moving mirror on wafer stage side 8 Projection optical system 11 Reticle micro drive stage 12 Reticle 13X1, 13X2, 13Y1, 13Y2 Interferometer main body 14X1, 14X2, 14Y1, 14Y2 Interferometer Main body 19, 20 Reticle alignment microscope 21X Moving mirror on reticle stage side 21Y1, 21Y2 Corner cube 22A Main control system 22D Reticle driving device
Claims (5)
移動するマスクステージと、感光性の基板を移動する基
板ステージとを有し、前記マスクを露光用の照明光で照
明した状態で、前記基板ステージを介して前記基板を所
定方向に走査するのと同期して、前記マスクステージを
介して前記マスクを前記所定方向に対応する方向に走査
することにより、前記基板上に前記マスクのパターンを
逐次転写する走査型露光装置において、 前記基板ステージの走査方向の位置を計測する少なくと
も1軸の基板側干渉計と、 前記基板ステージの前記走査方向に直交する非走査方向
の位置を前記走査方向に沿った2箇所で計測する2軸の
基板側干渉計と、 該非走査方向用の2軸の基板側干渉計の計測値に基づい
て前記基板ステージと前記マスクステージとの相対回転
角を補正する回転角補正手段と、を有することを特徴と
する走査型露光装置。A mask stage for moving a mask on which a pattern for transfer is formed; and a substrate stage for moving a photosensitive substrate, wherein the mask is illuminated with illumination light for exposure. By scanning the mask in a direction corresponding to the predetermined direction through the mask stage in synchronization with scanning the substrate in a predetermined direction via the substrate stage, the pattern of the mask is formed on the substrate. In a scanning exposure apparatus for sequentially transferring, at least one axis of a substrate-side interferometer for measuring a position of the substrate stage in a scanning direction, and a position of the substrate stage in a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction is set in the scanning direction. A biaxial substrate-side interferometer that measures at two points along the substrate stage, the substrate stage and the mask stage based on measurement values of the biaxial substrate-side interferometer for the non-scanning direction. And a rotation angle correcting means for correcting the relative rotation angle of the scanning exposure apparatus.
て、 前記基板ステージの前記走査方向の位置を前記非走査方
向に沿った2箇所で計測するための更に1軸の基板側干
渉計を設け、 前記非走査方向用の2軸の基板側干渉計の計測値の差分
と、前記走査方向用の2軸の基板側干渉計の計測値の差
分との差に基づいて前記基板ステージの移動方向を補正
する移動方向補正手段を設けたことを特徴とする走査型
露光装置。2. The scanning exposure apparatus according to claim 1, further comprising: a single-axis substrate-side interferometer for measuring the position of the substrate stage in the scanning direction at two positions along the non-scanning direction. The difference between the measurement value of the two-axis substrate-side interferometer for the non-scanning direction and the difference between the measurement values of the two-axis substrate-side interferometer for the scanning direction, A scanning exposure apparatus comprising a moving direction correcting means for correcting a moving direction.
移動するマスクステージと、感光性の基板を移動する基
板ステージとを有し、前記マスクを露光用の照明光で照
明した状態で、前記基板ステージを介して前記基板を所
定方向に走査するのと同期して、前記マスクステージを
介して前記マスクを前記所定方向に対応する方向に走査
することにより、前記基板上に前記マスクのパターンを
逐次転写する走査型露光装置において、 前記基板ステージの走査方向に直交する非走査方向の位
置を前記走査方向に沿った2箇所で計測する2軸の基板
側干渉計と、 前記マスクステージの走査方向に直交する非走査方向の
位置を前記マスクステージの走査方向に沿った2箇所で
計測する2軸のマスク側干渉計と、 前記2軸の基板側干渉計の計測値、及び前記2軸のマス
ク側干渉計の計測値に基づいて前記基板ステージと前記
マスクステージとの相対回転角を補正する回転角補正手
段と、を有することを特徴とする走査型露光装置。3. A mask stage for moving a mask on which a pattern for transfer is formed, and a substrate stage for moving a photosensitive substrate, wherein the mask is illuminated with illumination light for exposure. By scanning the mask in a direction corresponding to the predetermined direction through the mask stage in synchronization with scanning the substrate in a predetermined direction via the substrate stage, the pattern of the mask is formed on the substrate. In a scanning exposure apparatus for sequentially transferring, a two-axis substrate-side interferometer that measures a position in a non-scanning direction orthogonal to a scanning direction of the substrate stage at two points along the scanning direction, and a scanning direction of the mask stage. A two-axis mask-side interferometer that measures a position in a non-scanning direction perpendicular to the mask stage at two points along the scanning direction of the mask stage; and a measurement value of the two-axis substrate-side interferometer, A scanning exposure apparatus comprising: a rotation angle correction unit configured to correct a relative rotation angle between the substrate stage and the mask stage based on a measurement value of the two-axis mask-side interferometer.
移動するマスクステージと、感光性の基板を移動する基
板ステージとを有し、前記マスクを露光用の照明光で照
明した状態で、前記基板ステージを介して前記基板を所
定方向に走査するのと同期して、前記マスクステージを
介して前記マスクを前記所定方向に対応する方向に走査
することにより、前記基板上に前記マスクのパターンを
逐次転写する走査型露光装置において、 前記基板ステージ、及び前記マスクステージの一方のス
テージの走査方向の位置を該走査方向に直交する非走査
方向に沿った2箇所で計測する第1の2軸の干渉計と、 前記一方のステージの前記非走査方向の位置を該ステー
ジの走査方向に沿った2箇所で計測する第2の2軸の干
渉計と、 前記第1の2軸の干渉計の計測値の差分に基づいて前記
一方のステージの回転角を検出し、該検出結果、及び前
記第2の2軸の干渉計の計測値の差分に基づいて該第2
の2軸の干渉計用の移動鏡の曲がり量を算出する移動鏡
曲がり量算出手段と、を備えたことを特徴とする走査型
露光装置。4. A mask stage for moving a mask on which a pattern for transfer is formed, and a substrate stage for moving a photosensitive substrate, wherein the mask is illuminated with illumination light for exposure. By scanning the mask in a direction corresponding to the predetermined direction through the mask stage in synchronization with scanning the substrate in a predetermined direction via the substrate stage, the pattern of the mask is formed on the substrate. In a scanning exposure apparatus that performs sequential transfer, a first biaxial axis for measuring a position in the scanning direction of one of the substrate stage and the mask stage at two locations along a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. An interferometer, a second two-axis interferometer that measures the position of the one stage in the non-scanning direction at two positions along the scanning direction of the stage, and the first two-axis interferometer The rotation angle of the one stage is detected based on the difference between the measurement values of the first and second stages. Based on the detection result and the difference between the measurement values of the second two-axis interferometer, the second
And a moving mirror bending amount calculating means for calculating a bending amount of the moving mirror for the two-axis interferometer.
露光装置であって、 前記基板ステージ、及び前記マスクステージの一方のス
テージの走査方向に直交する非走査方向の位置を計測す
る2軸の干渉計の計測値の差分が所定の閾値を超えた際
に、前記マスクと前記基板ステージとの位置関係を計測
する計測手段を更に備えたことを特徴とする走査型露光
装置。5. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein a position of the one of the substrate stage and the mask stage in a non-scanning direction orthogonal to a scanning direction is measured. A scanning type exposure apparatus further comprising a measuring unit for measuring a positional relationship between the mask and the substrate stage when a difference between the measured values of the two-axis interferometer exceeds a predetermined threshold value.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP27791396A JP3809676B2 (en) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | Scanning exposure equipment |
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ID=17590049
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