JPH10247618A - Scanning exposure equipment - Google Patents

Scanning exposure equipment

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JPH10247618A
JPH10247618A JP9065316A JP6531697A JPH10247618A JP H10247618 A JPH10247618 A JP H10247618A JP 9065316 A JP9065316 A JP 9065316A JP 6531697 A JP6531697 A JP 6531697A JP H10247618 A JPH10247618 A JP H10247618A
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JP
Japan
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stage
mask
reticle
scanning
exposure
Prior art date
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Application number
JP9065316A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomasa Shiraishi
直正 白石
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH10247618A publication Critical patent/JPH10247618A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクステージ加速時のマスク(レチクル)
の位置ずれに起因する露光不良の発生を未然に防止す
る。 【解決手段】 主制御装置30により、レチクルパター
ンの露光のため、ステージ制御系21を介してレチクル
ステージRST、ウエハステージWSTの相対走査が行
われるが、この相対走査の際のレチクルステージRST
とレチクルRとの相対位置関係がレチクルステージRS
T上に設けられた検出手段によって検出される。そし
て、両ステージの相対走査開始前と加速終了時とで検出
手段の検出値が相互に異なる場合には、主制御装置30
により露光が中断される。従って、レチクルステージ加
速時のレチクルの位置ずれに起因する露光不良の発生が
未然に防止される。
(57) [Abstract] [Problem] Mask (reticle) during mask stage acceleration
The occurrence of an exposure defect due to the displacement of the position is prevented. SOLUTION: A reticle stage RST and a wafer stage WST are relatively scanned through a stage control system 21 for exposure of a reticle pattern by a main controller 30. The reticle stage RST in the relative scanning is performed.
Relative position relationship between reticle R and reticle R
It is detected by the detecting means provided on T. If the detection values of the detecting means are different from each other before the start of the relative scanning of the two stages and at the end of the acceleration, the main controller 30
Stops the exposure. Therefore, the occurrence of exposure failure due to the reticle position shift during the acceleration of the reticle stage is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置に
係り、更に詳しくは、例えば半導体素子、撮像素子(C
CD等)、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の製造
工程内のフォトリソグラフィ工程でマスクパターンを感
光性の基板上に露光するスリットスキャン、ステップア
ンドスキャン方式等の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 scanning exposure apparatus, and more particularly, to a scanning exposure apparatus, for example, a semiconductor device, an image pickup device (C
The present invention relates to a scanning exposure apparatus such as a slit scan and a step-and-scan method for exposing a mask pattern onto a photosensitive substrate in a photolithography process in a manufacturing process of a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子等を製造するため
のリソグラフィ工程(マスクパターンのレジスト像を基
板上に形成する工程)では、マスク又はレチクル(以
下、「レチクル」と総称する)のパターンを投影光学系
を介して、フォトレジストが塗布されたウエハ(又はガ
ラスプレート等)の基板上に露光する投影露光装置、例
えばステップアンドリピート方式の縮小投影露光装置
(ステッパー)等が使用されている。かかる縮小投影露
光装置では、レチクル上に5倍ないし4倍に拡大されて
描画されたパターン原版を投影光学系により縮小してウ
エハ上に露光転写する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process (a process of forming a resist image of a mask pattern on a substrate) for manufacturing a semiconductor element or the like, a pattern of a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) is used. A projection exposure apparatus that exposes a substrate of a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist through a projection optical system, for example, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (stepper) or the like is used. In such a reduced projection exposure apparatus, a pattern original, which is drawn on a reticle by 5 to 4 times and drawn, is reduced by a projection optical system and is exposed and transferred onto a wafer.

【0003】ところで、半導体素子はますます高集積化
し、より集積度の高いULSIの製造に際しては、より
解像度が高い、従ってより開口数が大きな投影光学系が
必要となる。また、半導体素子の大量生産を目的とする
ため必然的に高スループットが要求され、より露光エリ
アの大きな投影光学系が必要となる。これらの要求によ
り投影光学系はますます巨大化し、また、大開口数化の
ために得られる焦点深度が小さくなってきた。そこでそ
れらの問題を解決するために、小さな露光エリアの投影
光学系を用い、かつ、レチクルとウエハを結像関係を保
ったまま相対走査することで、結果として大きな露光エ
リアが得られる走査型露光装置(スキャン型露光装置)
が注目され、実用化され始めている。
[0003] By the way, semiconductor elements are becoming more and more highly integrated, and the production of ULSIs with a higher degree of integration requires a projection optical system having a higher resolution and therefore a larger numerical aperture. In addition, high throughput is inevitably required for mass production of semiconductor devices, and a projection optical system having a larger exposure area is required. Due to these requirements, the projection optical system has become larger and larger, and the depth of focus obtained due to a large numerical aperture has been reduced. To solve these problems, a scanning exposure system that uses a projection optical system with a small exposure area and relatively scans the reticle and wafer while maintaining the imaging relationship results in a large exposure area. Equipment (scan type exposure equipment)
Has attracted attention and has begun to be put into practical use.

【0004】スキャン型露光装置では、レチクルとウエ
ハの結像関係を保つために、レチクルの走査には、ウエ
ハのそれに比べて5倍ないし4倍の速度が要求される。
走査速度が遅ければ、露光装置としてのスループットが
低下するために、高スループット化のためには速い走査
速度と大きな加速度が要求される。
In a scan type exposure apparatus, in order to maintain an image-forming relationship between a reticle and a wafer, scanning of the reticle requires a speed five to four times faster than that of a wafer.
If the scanning speed is low, the throughput as an exposure apparatus is reduced. Therefore, a high scanning speed and a large acceleration are required for achieving a high throughput.

【0005】一般にステッパー及びスキャン型露光装置
では、レチクル及びウエハはそれぞれのステージ上へ真
空吸着部を介して固定されている。すなわち、それぞれ
のステージのレチクル又はウエハとの接触面には、微小
な溝が刻まれ、その溝の中の気圧を大気圧より低くし、
気圧差を生じさせることでレチクル及びウエハを各ステ
ージに固設している。
Generally, in a stepper and a scanning type exposure apparatus, a reticle and a wafer are fixed on respective stages via a vacuum suction unit. That is, a minute groove is cut in the contact surface of each stage with the reticle or wafer, and the pressure in the groove is made lower than the atmospheric pressure,
The reticle and the wafer are fixed to each stage by generating a pressure difference.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】走査型露光装置では、
高スループット化の要求や、化学増幅型レジスト等の超
高感度レジストの普及等により、走査速度(スキャン速
度)及び加速度はますます増大する傾向にあり、特に加
速度の増大に伴って、真空吸着されたレチクル又はウエ
ハが加速度により吸着面内方向に位置ずれするおそれが
生じてきた。特にレチクルステージには、ウエハステー
ジに比べて結像倍率分だけ大きな加速度が加わるため、
その影響は深刻である。
SUMMARY OF THE INVENTION In a scanning exposure apparatus,
Due to the demand for higher throughput and the spread of ultra-sensitive resists such as chemically amplified resists, the scanning speed (scanning speed) and acceleration tend to increase more and more. The reticle or wafer may be displaced in the inward direction by the acceleration. In particular, the reticle stage is subjected to an acceleration larger by the imaging magnification than the wafer stage,
The consequences are severe.

【0007】レチクルがレチクルステージ上の所定の位
置からずれた状態で露光が行われた場合、当然ウエハ上
に転写されるパターンも位置ずれし、既存のパターンに
対して正確な重ね合わせが行なわれず、不良品のLSI
を製造してしまうこととなる。
When exposure is performed in a state where the reticle is shifted from a predetermined position on the reticle stage, the pattern transferred onto the wafer is also shifted in position, and accurate overlay is not performed on the existing pattern. , Defective LSI
Will be manufactured.

【0008】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、請求項1ないし3に記載の発
明の目的は、マスクステージ加速時のマスク(レチク
ル)の位置ずれに起因する露光不良の発生を未然に防止
することが可能な走査型露光装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide an exposure device which is caused by a displacement of a mask (reticle) during acceleration of a mask stage. An object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus capable of preventing occurrence of a defect beforehand.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスク(R)と感応基板(W)とを投影光学系(P
L)に対して所定の走査方向に相対移動させ、前記マス
ク(R)に形成されたパターンの像を前記投影光学系
(PL)を介して前記感応基板(W)上に逐次露光転写
する走査型露光装置であって、前記マスク(R)を保持
して所定の移動面上を前記走査方向に所定ストローク範
囲で移動可能なマスクステージ(RST)と;前記感応
基板(W)を保持して前記マスクステージの移動面とほ
ぼ共役な面内を移動可能な基板ステージ(WST)と;
前記マスクステージ(RST)と前記基板ステージ(W
ST)とを同期して前記走査方向に相対移動させるステ
ージ制御系(21)と;前記マスクステージと前記マス
クとの相対位置関係を検出する検出手段(36〜44)
と;前記マスクパターンの露光のため、前記ステージ制
御系を介して前記両ステージの相対走査を行なうととも
に前記両ステージの相対走査開始前と加速終了時との前
記検出手段の検出値が相互に異なる場合には、露光を中
断する制御手段(30)とを有する。
According to the first aspect of the present invention, a mask (R) and a sensitive substrate (W) are connected to a projection optical system (P).
L) relative to a predetermined scanning direction, and scanning for sequentially exposing and transferring an image of a pattern formed on the mask (R) onto the sensitive substrate (W) via the projection optical system (PL). A mask stage (RST) that holds the mask (R) and is movable in a predetermined stroke range in the scanning direction on a predetermined moving surface; and holds the sensitive substrate (W). A substrate stage (WST) movable in a plane substantially conjugate with the plane of movement of the mask stage;
The mask stage (RST) and the substrate stage (W
(ST) and a stage control system (21) for relative movement in the scanning direction in synchronism with ST); and detection means (36 to 44) for detecting a relative positional relationship between the mask stage and the mask.
Performing relative scanning of the two stages via the stage control system for exposing the mask pattern, and detecting values of the detecting means before the start of the relative scanning of the two stages and at the end of the acceleration are different from each other. In such a case, a control means (30) for interrupting the exposure is provided.

【0010】これによれば、ステージ制御系により、マ
スクステージと基板ステージとが同期して走査方向に相
対移動させる相対走査が行われる。本明細書において、
この相対走査とは、それぞれのステージを停止状態から
所定の目標速度まで同期して加速し、両ステージがそれ
ぞれの目標速度に達すると、その速度での等速同期状態
を保持したまま両ステージを移動させることを意味す
る。
According to this, relative scanning in which the mask stage and the substrate stage are relatively moved in the scanning direction in synchronization with each other is performed by the stage control system. In this specification,
This relative scanning means that each stage is accelerated synchronously from a stop state to a predetermined target speed, and when both stages reach their respective target speeds, both stages are maintained while maintaining a constant speed synchronized state at that speed. It means to move.

【0011】また、制御手段により、マスクパターンの
露光のため、ステージ制御系を介して両ステージの上記
の相対走査が行われるが、この相対走査の際のマスクス
テージとマスクとの相対位置関係が検出手段によって検
出される。そして、両ステージの相対走査開始前と加速
終了時とで検出手段の検出値が相互に異なる場合には、
制御手段により露光が中断される。
In addition, the relative scanning of the two stages is performed by the control means via the stage control system for exposing the mask pattern. The relative positional relationship between the mask stage and the mask in the relative scanning is determined. It is detected by the detecting means. If the detection values of the detecting means are different from each other before the start of the relative scanning and at the end of the acceleration,
Exposure is interrupted by the control means.

【0012】これにより、相対走査の開始後、加速中の
レチクルステージに加わる加速度に起因してマスクがマ
スクステージ上で位置ずれした場合には、両ステージの
相対走査開始前と加速終了時とで検出手段の検出値が相
互に異なるので、制御手段により露光が中断されること
となる。従って、マスクステージ加速時のマスク(レチ
クル)の位置ずれに起因する露光不良の発生が未然に防
止される。
Thus, when the mask is displaced on the mask stage due to the acceleration applied to the reticle stage during acceleration after the start of the relative scanning, the relative scanning between the two stages before the start of the relative scanning and at the end of the acceleration are performed. Since the detection values of the detection means are different from each other, the exposure is interrupted by the control means. Therefore, the occurrence of exposure failure due to the displacement of the mask (reticle) during acceleration of the mask stage is prevented beforehand.

【0013】なお、制御手段は、検出手段の検出値を相
対走査の開始時点と加速終了時点とでモニタしても良い
が、相対走査の間中ずっとモニタしても良い。
The control means may monitor the detection value of the detection means at the start of the relative scan and at the end of the acceleration, or may monitor the value throughout the relative scan.

【0014】この場合において、請求項2に記載の発明
の如く、前記マスク(R)と前記基板ステージ(WS
T)又は前記感応基板(W)上の所定の基準点との相対
位置関係を計測するための計測手段(14)を更に有す
る場合には、前記制御手段(30)は、前記露光の中断
後に、前記計測手段を用いて前記マスクと前記基準点と
の相対位置関係を計測した後、露光のための前記両ステ
ージの相対走査を再度行なうようにしても良い。このよ
うにする場合には、露光の中断後に、計測手段を用いて
マスクと基板ステージ又は感応基板上の所定の基準点と
の相対位置関係が計測され後、露光のための両ステージ
の相対走査が再度行なわれるので、中断によるスループ
ット低下を抑制することが可能になる。
In this case, as in the second aspect of the present invention, the mask (R) and the substrate stage (WS)
T) or in the case of further including a measuring means (14) for measuring a relative positional relationship with a predetermined reference point on the sensitive substrate (W), the control means (30) is configured to stop after the interruption of the exposure. After measuring the relative positional relationship between the mask and the reference point using the measuring means, the relative scanning of the two stages for exposure may be performed again. In such a case, after the exposure is interrupted, the relative positional relationship between the mask and a predetermined reference point on the substrate stage or the sensitive substrate is measured using a measuring unit, and then the relative scanning of both stages for exposure is performed. Is performed again, it is possible to suppress a decrease in throughput due to interruption.

【0015】この場合、再度の露光の際には、マスクの
所定の基準点に対する位置が再度検出されるので、その
マスクの位置ずれを考慮して基板ステージ側の移動を行
なうようにすることが望ましい。
In this case, at the time of re-exposure, the position of the mask with respect to the predetermined reference point is detected again, so that the substrate stage is moved in consideration of the positional shift of the mask. desirable.

【0016】請求項3に記載の発明は、マスク(R)と
感応基板(W)とを投影光学系(PL)に対して所定の
走査方向に相対移動させ、前記マスク(R)に形成され
たパターンの像を前記投影光学系(PL)を介して前記
感応基板(W)上に逐次露光転写する走査型露光装置で
あって、前記マスク(R)を保持して所定の移動面上を
前記走査方向に所定ストローク範囲で移動可能であると
ともに前記移動面上の微小移動が可能なマスクステージ
(RST)と;前記感応基板(W)を保持して前記マス
クステージ(RST)の移動面とほぼ共役な面内を移動
可能な基板ステージ(WST)と;前記マスクステージ
と前記基板ステージとを同期して前記走査方向に相対移
動させるステージ制御系(21)と;前記マスクステー
ジ(RST)と前記マスク(R)との相対位置関係を検
出する検出手段と;前記ステージ制御系による前記両ス
テージの相対走査開始前と加速終了時との前記検出手段
の検出値が相互に異なる場合には、当該両検出値に基づ
いて前記マスクステージの面内位置を補正するとともに
露光を行なう制御手段(30)とを有する。
According to a third aspect of the present invention, the mask (R) and the sensitive substrate (W) are relatively moved with respect to the projection optical system (PL) in a predetermined scanning direction, and are formed on the mask (R). A scanning type exposure apparatus for sequentially exposing and transferring the image of the pattern onto the sensitive substrate (W) via the projection optical system (PL), and holding the mask (R) to move the image on a predetermined moving surface. A mask stage (RST) movable in the scanning direction within a predetermined stroke range and minutely movable on the moving surface; and a moving surface of the mask stage (RST) holding the sensitive substrate (W). A substrate stage (WST) movable in a substantially conjugate plane; a stage control system (21) for synchronously moving the mask stage and the substrate stage in the scanning direction; and a mask stage (RST). Before Detecting means for detecting a relative positional relationship with the mask (R); if the detection values of the detecting means by the stage control system before the start of relative scanning of the two stages and at the end of acceleration are different from each other, Control means (30) for correcting the in-plane position of the mask stage based on the two detected values and performing exposure.

【0017】これによれば、ステージ制御系により、マ
スクステージと基板ステージとが同期して走査方向に相
対移動させる相対走査が行われる。また、制御手段によ
り、ステージ制御系による両ステージの相対走査開始前
と加速終了時との検出手段の検出値が相互に異なる場合
には、当該両検出値に基づいてマスクステージの面内位
置が補正されるとともに露光が行われる。
According to this, the relative scanning in which the mask stage and the substrate stage are relatively moved in the scanning direction in synchronization with each other is performed by the stage control system. When the detection values of the detection means before and after the relative scanning of the two stages by the stage control system are different from each other by the control means, the in-plane position of the mask stage is determined based on the two detection values. The correction is performed and the exposure is performed.

【0018】これにより、相対走査の開始後、加速中の
マスクステージに加わる加速度に起因してマスクがマス
クステージからずれた場合には、相対走査開始前と加速
終了時との検出手段の検出値に基づいてマスクステージ
の面内位置が補正されるとともに露光が行われるように
なる。従って、マスクステージ加速時のマスク(レチク
ル)の位置ずれに起因する露光不良の発生を未然に防止
することができるとともに、露光が中止されないので、
スループットの低下も生じない。
Thus, when the mask is displaced from the mask stage due to acceleration applied to the mask stage during acceleration after the start of the relative scan, the detection values of the detection means before the start of the relative scan and at the end of the acceleration. , The in-plane position of the mask stage is corrected and exposure is performed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of exposure failure due to the displacement of the mask (reticle) when the mask stage is accelerated, and the exposure is not stopped.
There is no decrease in throughput.

【0019】この場合には、その走査露光中も制御手段
では、検出手段の出力を常時モニタし、検出手段の出力
に変化が生じた場合には、変化前後の検出値に基づいて
マスクステージの面内位置を補正しつつ露光を続行する
ようにしても良い。
In this case, even during the scanning exposure, the control means constantly monitors the output of the detection means, and when there is a change in the output of the detection means, the control means controls the mask stage based on the detected values before and after the change. Exposure may be continued while correcting the in-plane position.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1な
いし図4に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】図1には、実施形態に係る走査型露光装置
10の全体構成が概略的に示されている。この走査型露
光装置10は、いわゆるステップアンドスキャン露光方
式の投影露光装置である。
FIG. 1 schematically shows the entire configuration of a scanning exposure apparatus 10 according to the embodiment. The scanning exposure apparatus 10 is a projection exposure apparatus of a so-called step-and-scan exposure system.

【0022】この走査型露光装置10は、露光用の照明
光でマスクとしてのレチクルRを照明する照明光学系I
OP、マスクとしてのレチクルRを保持するマスクステ
ージとしてのレチクルステージRST、投影光学系P
L、基板としてのウエハWを保持する基板ステージとし
てのウエハステージWST、及びこれらの制御系等を備
えている。
The scanning exposure apparatus 10 has an illumination optical system I for illuminating a reticle R as a mask with illumination light for exposure.
OP, reticle stage RST as a mask stage for holding reticle R as a mask, projection optical system P
L, a wafer stage WST as a substrate stage for holding a wafer W as a substrate, and a control system for these components.

【0023】照明光学系IOPは、例えばコリメータレ
ンズ、フライアイレンズ、リレーレンズ系、レチクルブ
ラインド、コンデンサレンズ等(いずれも図示省略)を
含んで構成され、不図示の光源からの照明光によりほぼ
均一な照度でレチクルR上のレチクルブラインドにより
規定された所定のスリット状の照明領域IAR(図2参
照)を上方から照明する。照明光としては、例えばKr
Fエキシマレーザ光やArFエキシマレーザ光等のエキ
シマレーザ光、銅蒸気レーザやYAGレーザの高調波、
あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、
i線等)等が用いられる。
The illumination optical system IOP includes, for example, a collimator lens, a fly-eye lens, a relay lens system, a reticle blind, a condenser lens and the like (all not shown), and is substantially uniform by illumination light from a light source (not shown). A predetermined slit-shaped illumination area IAR (see FIG. 2) defined by the reticle blind on the reticle R is illuminated from above with an appropriate illuminance. As the illumination light, for example, Kr
Excimer laser light such as F excimer laser light and ArF excimer laser light, harmonics of copper vapor laser and YAG laser,
Alternatively, ultraviolet emission lines (g-line,
i-line etc.) are used.

【0024】前記レチクルステージRSTは、水平面
(XY平面)に沿って配置されたレチクルベース12上
に載置されており、このレチクルステージRST上には
レチクルRが、真空吸着部(これについては後述する)
を介して固定されている。レチクルステージRSTは、
レチクルRの位置決めのため、レチクルベース12上を
2次元的に(X軸方向及びこれに直交するY軸方向及び
XY平面に直交するZ軸回りの回転方向に)微少駆動可
能に構成されている。
The reticle stage RST is mounted on a reticle base 12 arranged along a horizontal plane (XY plane). A reticle R is mounted on the reticle stage RST by a vacuum suction unit (this will be described later). Do)
Has been fixed through. Reticle stage RST is
In order to position the reticle R, the reticle base 12 is configured to be finely drivable two-dimensionally (in the X-axis direction, in the Y-axis direction orthogonal thereto, and in the rotation direction around the Z-axis orthogonal to the XY plane). .

【0025】また、このレチクルステージRSTは、リ
ニアモータ等で構成されたレチクル駆動部(図示省略)
により、所定の走査方向(ここでは、Y方向とする)に
指定された走査速度で駆動可能となっている。このレチ
クルステージRSTは、レチクルRの全面が少なくとも
照明光学系の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AX
と一致)を横切ることができるだけの移動ストロークを
有している。
The reticle stage RST is a reticle driving section (not shown) composed of a linear motor or the like.
Thereby, it is possible to drive at a designated scanning speed in a predetermined scanning direction (here, the Y direction). In reticle stage RST, the entire surface of reticle R has at least the optical axis of the illumination optical system (optical axis AX of projection optical system PL described later).
Has a movement stroke enough to cross the same.

【0026】レチクルステージRSTの端部にはレチク
ルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)1
6からのレーザビームを反射する移動鏡15が固定され
ており、レチクルステージRSTのXY面内の位置はレ
チクル干渉計16によって所定の分解能で常時検出され
る。ここで、レチクルステージRST上には実際には、
図2の平面図に示されるように、走査方向であるY方向
に直交する反射面を有する2つの移動鏡15Y1、15
Y2と、非走査方向(X方向)に直交する反射面を有す
る移動鏡15Xとが設けられ、これに対応してレチクル
干渉計も走査方向に2軸、非走査方向であるX方向に1
軸設けられているが、図1ではこれらが代表的に移動鏡
15、レチクル干渉計16として示されている。
A reticle laser interferometer (hereinafter, referred to as a “reticle interferometer”) 1 is provided at an end of reticle stage RST.
A movable mirror 15 for reflecting the laser beam from 6 is fixed, and the position of reticle stage RST in the XY plane is always detected by reticle interferometer 16 at a predetermined resolution. Here, on the reticle stage RST, actually,
As shown in the plan view of FIG. 2, two movable mirrors 15Y1, 15 having reflection surfaces orthogonal to the Y direction which is the scanning direction.
A moving mirror 15X having a reflecting surface orthogonal to the non-scanning direction (X direction) is provided, and the reticle interferometer also has two axes in the scanning direction and one in the non-scanning direction X direction.
Although they are provided with shafts, these are typically shown as a movable mirror 15 and a reticle interferometer 16 in FIG.

【0027】レチクル干渉計16からのレチクルステー
ジRSTの位置情報はステージ制御系21及びこれを介
して主制御装置30に供給されるようになっており、ス
テージ制御系21は、レチクルステージRSTの並進位
置と回転量とを演算し、この演算結果に基づいてレチク
ル駆動部(図示省略)を介してレチクルステージRST
を駆動制御する。なお、主制御装置30により、レチク
ルステージRSTの上方に配置された計測手段としての
レチクルアライメント顕微鏡14を用いて、レチクルR
上のアライメントマークM1、M2(図3参照)とウエ
ハステージWST上の不図示の基準板上の基準マークと
の相対位置関係の計測が行われ、この計測結果に基づい
てステージ制御系21によって所定の基準位置にレチク
ルRが精度良く位置決めされるように、レチクルステー
ジRSTの初期位置が決定されるため、移動鏡15の位
置をレチクル干渉計16で測定するだけでレチクルRの
位置を十分高精度に測定したことになる。
The position information of the reticle stage RST from the reticle interferometer 16 is supplied to the stage control system 21 and the main controller 30 via the stage control system 21. The stage control system 21 translates the reticle stage RST. The reticle stage RST is calculated via a reticle driving unit (not shown) based on the calculation result.
Drive control. Note that the main controller 30 uses the reticle alignment microscope 14 as a measuring unit disposed above the reticle stage RST to control the reticle R.
A relative positional relationship between the upper alignment marks M1 and M2 (see FIG. 3) and a reference mark on a reference plate (not shown) on wafer stage WST is measured, and a predetermined value is determined by stage control system 21 based on the measurement result. Since the initial position of the reticle stage RST is determined so that the reticle R is accurately positioned at the reference position, the position of the reticle R can be determined with sufficiently high accuracy only by measuring the position of the movable mirror 15 with the reticle interferometer 16. It will be measured in

【0028】前記投影光学系PLは、レチクルベース1
2の図1における下方に配置され、その光軸AX(照明
光学系の光軸に一致)の方向がZ軸方向とされ、ここで
は両側テレセントリックで所定の縮小倍率(例えば1/
5、又は1/4)を有する屈折光学系が使用されてい
る。このため、照明光学系IOPからの照明光によって
レチクルRの照明領域IAR(図2参照)が照明される
と、このレチクルRを通過した照明光ILにより、投影
光学系PLを介してレチクルRの回路パターンの縮小像
が表面にフォトレジスト(感光材)が塗布されたウエハ
W上に形成される。
The projection optical system PL includes a reticle base 1
2, the direction of the optical axis AX (coincident with the optical axis of the illumination optical system) is defined as the Z-axis direction. Here, a predetermined reduction magnification (for example, 1 /
5 or 1/4). Therefore, when the illumination area IAR (see FIG. 2) of the reticle R is illuminated by the illumination light from the illumination optical system IOP, the illumination light IL that has passed through the reticle R causes the illumination area IAR of the reticle R to pass through the projection optical system PL. A reduced image of the circuit pattern is formed on a wafer W having a surface coated with a photoresist (photosensitive material).

【0029】前記ウエハステージWSTは、投影光学系
PLの図1における下方に配置されたウエハベース19
上をXY2次元方向に移動可能なっている。このウエハ
ステージWST上には、不図示のウエハホルダを介して
ウエハWが真空吸着されている。ウエハステージWST
は、ウエハW上の複数のショット領域を前記照明領域I
ARと共役な露光領域IAに位置させることができるよ
うに、前記の如く走査方向(Y方向)の移動のみなら
ず、走査方向に直交する方向(X方向)にも移動可能に
構成されている。このウエハステージWSTはモータ等
のウエハステージ駆動部(図示省略)によりXY2次元
方向に駆動されるようになっている。
The wafer stage WST has a wafer base 19 disposed below the projection optical system PL in FIG.
The upper part can be moved in the XY two-dimensional directions. Wafer W is vacuum-sucked on wafer stage WST via a wafer holder (not shown). Wafer stage WST
Illuminates a plurality of shot areas on the wafer W with the illumination area I
As described above, it is possible to move not only in the scanning direction (Y direction) but also in the direction (X direction) orthogonal to the scanning direction so that it can be located in the exposure area IA conjugate with the AR. . The wafer stage WST is driven in the XY two-dimensional directions by a wafer stage driving unit (not shown) such as a motor.

【0030】ウエハステージWST上面の端部にはウエ
ハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18
からのレーザビームを反射する移動鏡17が固定され、
ウエハステージWSTのXY平面内での位置はウエハ干
渉計18によって、所定の分解能で常時検出されてい
る。ここで、実際には、ウエハステージWST上には走
査方向に直交する反射面を有するY移動鏡と非走査方向
に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられ、これ
に対応してウエハ干渉計もX軸方向位置計測用のX干渉
計とY軸方向位置計測用のY干渉計とが設けられている
が、図1ではこれらが代表的に移動鏡17、ウエハ干渉
計18として示されている。ウエハステージWSTの位
置情報(又は速度情報)はステージ制御系21及びこれ
を介して主制御装置30に給されるようになっており、
ステージ制御系21ではこの位置情報(又は速度情報)
に基づいてウエハステージWSTを制御する。
A wafer laser interferometer (hereinafter, referred to as "wafer interferometer") 18 is provided at an end of the upper surface of wafer stage WST.
Moving mirror 17 for reflecting the laser beam from
The position of wafer stage WST in the XY plane is constantly detected by wafer interferometer 18 at a predetermined resolution. Here, actually, a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the scanning direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the non-scanning direction are provided on wafer stage WST. The interferometer is also provided with an X interferometer for measuring the position in the X-axis direction and a Y interferometer for measuring the position in the Y-axis direction, but these are typically shown as a moving mirror 17 and a wafer interferometer 18 in FIG. Have been. The position information (or speed information) of wafer stage WST is supplied to stage control system 21 and main controller 30 via this.
In the stage control system 21, this position information (or speed information)
The wafer stage WST is controlled based on.

【0031】本実施形態においては、ウエハWへのレチ
クルパターンの露光に際して、主制御装置30からの指
示に応じ、ステージ制御系21ではレーザ干渉計16、
18の計測値をモニタしつつウエハステージWSTとレ
チクルステージRSTとを、レチクルRとウエハWの結
像関係を保ちつつ同期して走査する。
In the present embodiment, upon exposure of the reticle pattern onto the wafer W, the stage control system 21 controls the laser interferometer 16,
The wafer stage WST and the reticle stage RST are scanned synchronously while monitoring the measurement value of 18, while maintaining the imaging relationship between the reticle R and the wafer W.

【0032】この走査露光について更に詳述すると、図
2に示されるように、レチクルRの走査方向(Y方向)
に対して垂直な方向に長手方向を有する長方形(スリッ
ト状)の照明領域IARでレチクルRが照明され、レチ
クルRは露光時に−Y方向に速度VR で走査(スキャ
ン)される。照明領域IAR(中心は光軸AXとほぼ一
致)は投影光学系PLを介してウエハW上に投影され、
スリット状の露光領域IAが形成される。ウエハWはレ
チクルRとは倒立結像関係にあるため、ウエハWは速度
VR の方向とは反対方向(+Y方向)にレチクルRに同
期して速度VW で走査され、ウエハW上のショット領域
SAの全面が露光可能となっている。走査速度の比VW
/VR は正確に投影光学系PLの縮小倍率に応じたもの
になっており、レチクルRのパターン領域PAのパター
ンがウエハW上のショット領域SA上に正確に縮小転写
される。照明領域IARの長手方向の幅は、レチクルR
上のパターン領域PAよりも広く、遮光領域STの最大
幅よりも狭くなるように設定され、走査(スキャン)す
ることによりパターン領域PA全面が照明されるように
なっている。
The scanning exposure will be described in more detail. As shown in FIG. 2, the scanning direction of the reticle R (Y direction)
The reticle R is illuminated by a rectangular (slit-shaped) illumination area IAR having a longitudinal direction perpendicular to the reticle R, and the reticle R is scanned (scanned) at a speed VR in the -Y direction during exposure. The illumination area IAR (the center substantially coincides with the optical axis AX) is projected onto the wafer W via the projection optical system PL,
A slit-shaped exposure area IA is formed. Since the wafer W has an inverted image relationship with the reticle R, the wafer W is scanned at a speed VW in synchronization with the reticle R in a direction (+ Y direction) opposite to the direction of the speed VR, and a shot area SA on the wafer W is formed. Can be exposed. Scan speed ratio VW
/ VR accurately corresponds to the reduction magnification of the projection optical system PL, and the pattern of the pattern area PA of the reticle R is accurately reduced and transferred onto the shot area SA on the wafer W. The width of the illumination area IAR in the longitudinal direction is the reticle R
It is set so as to be wider than the upper pattern area PA and narrower than the maximum width of the light-shielding area ST, and the entire pattern area PA is illuminated by scanning.

【0033】図1に戻り、投影光学系PLの側面には、
ウエハW上の各ショット領域に付設されたアライメント
マーク(ウエハマーク)の位置を検出するためのオフ・
アクシス方式の高倍率画像センサから成るウエハアライ
メント顕微鏡20が設けられている。そのアライメント
顕微鏡20の計測結果は、装置全体の動作を制御する主
制御装置30に供給されている。
Returning to FIG. 1, on the side of the projection optical system PL,
An off-line for detecting the position of an alignment mark (wafer mark) attached to each shot area on the wafer W
A wafer alignment microscope 20 including an Axis type high magnification image sensor is provided. The measurement result of the alignment microscope 20 is supplied to a main controller 30 that controls the operation of the entire apparatus.

【0034】上記の走査露光に先立って、ウエハWとレ
チクルRとの位置関係を正確に合わせる必要がある(レ
チクルアライメント及びウエハアライメント)。これ
は、レチクルアライメント顕微鏡14及びウエハアライ
メント顕微鏡20を用いて、ウエハW、レチクルR上に
ぞれぞれ形成されたアライメントマークの位置を検出
し、その位置関係を求めることにより行なう。勿論、そ
の前に両顕微鏡14、20間の位置関係の計測(ベース
ライン計測)を行なっておくが、それらのシーケンスは
従来の露光装置と同様であるのでここでは説明を省略す
る。
Prior to the above-described scanning exposure, it is necessary to accurately adjust the positional relationship between the wafer W and the reticle R (reticle alignment and wafer alignment). This is performed by detecting the positions of the alignment marks formed on the wafer W and the reticle R using the reticle alignment microscope 14 and the wafer alignment microscope 20, respectively, and obtaining the positional relationship. Of course, before that, measurement of the positional relationship between the two microscopes 14 and 20 (baseline measurement) is performed, but the sequence is the same as that of the conventional exposure apparatus, and the description is omitted here.

【0035】本実施形態の走査型露光装置10では、ウ
エハW上の各ショット領域を走査(スキャン)露光する
動作と、次のショットの露光開始位置までウエハステー
ジWSTを移動させるステップ動作とを繰り返すステッ
プ・アンド・スキャン方式でウエハW上の各ショット領
域に順次レチクルパターンの露光が行なわれる。
In the scanning exposure apparatus 10 of this embodiment, the operation of scanning (scanning) each shot area on the wafer W and the step of moving the wafer stage WST to the exposure start position of the next shot are repeated. Exposure of a reticle pattern is sequentially performed on each shot area on the wafer W by a step-and-scan method.

【0036】次に、本実施形態の特徴的構成部分である
レチクルステージRSTの構成を図3を用いて説明す
る。図3にはレチクルステージRST部分の平面図(照
明光学系IOP方向から見た図)が示されている。この
図3において、レチクルステージRST上面のほぼ4角
の部分には、レチクルRを吸着する真空吸着部22a〜
22dが設けられており、これらの真空吸着部22a〜
22dを介してレチクルRがレチクルステージRST上
に吸着固定されている。真空吸着部22a〜22dは、
レチクルRの中央部に形成された回路パターンや、レチ
クルアライメントマークM1,M2部分を回避した位置
に形成されている。
Next, the configuration of the reticle stage RST, which is a characteristic component of the present embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view of the reticle stage RST (a view as seen from the direction of the illumination optical system IOP). In FIG. 3, vacuum suction parts 22 a to 22 a to suction reticle R are provided at approximately four corners on the upper surface of reticle stage RST.
22d are provided, and these vacuum suction portions 22a to 22d are provided.
Reticle R is fixed by suction on reticle stage RST via 22d. The vacuum suction parts 22a to 22d are
The circuit pattern is formed at the center of the reticle R, and is formed at a position avoiding the reticle alignment marks M1 and M2.

【0037】真空吸着部22a及び22dに対向するレ
チクルRのパターン面(図3における紙面裏面側の面)
には、Y方向に周期性を有する格子マーク24a、24
bがそれぞれ形成されている。本実施形態では、これら
の格子マーク24a、24bとレチクルステージRST
との位置関係を検出する後述する位置センサがレチクル
ステージRST上に設けられている。
The pattern surface of the reticle R facing the vacuum suction portions 22a and 22d (the surface on the back side of the paper in FIG. 3).
Have lattice marks 24a and 24 having periodicity in the Y direction.
b are formed respectively. In the present embodiment, these lattice marks 24a, 24b and reticle stage RST
Is provided on reticle stage RST to detect a positional relationship with the reticle stage RST.

【0038】図4(A)には、図3の真空吸着部22d
近傍の拡大図が示されており、また、図4(B)には、
図4(A)のB−B線断面図が概略的に示されている。
これらの図に示されるように、真空吸着に必要な溝26
は、石英ガラス等からなる透明な吸着部28に形成され
ており、この溝26内が吸引穴30及びこの吸引孔30
に接続された配管32を介して外部の不図示の真空ポン
プの真空吸引力により吸引され、溝26内には負圧が生
じ、溝26内外の気圧差によってレチクルRは吸着され
る。透明な吸着部28のレチクルRと反対側の面(図4
(B)における下面)には、所定間隔でY方向の周期性
を有する2つの格子マーク34a,34bが形成されて
いる。
FIG. 4A shows the vacuum suction portion 22d of FIG.
An enlarged view of the vicinity is shown, and FIG.
FIG. 4A is a schematic sectional view taken along line BB of FIG.
As shown in these figures, the grooves 26 necessary for vacuum suction
Is formed in a transparent suction portion 28 made of quartz glass or the like, and inside the groove 26 is formed a suction hole 30 and the suction hole 30.
Is suctioned by a vacuum suction force of an external vacuum pump (not shown) through a pipe 32 connected to the groove 26, a negative pressure is generated in the groove 26, and the reticle R is sucked by a pressure difference between the inside and the outside of the groove 26. The surface of the transparent suction section 28 opposite to the reticle R (FIG. 4)
On the lower surface in (B), two lattice marks 34a and 34b having periodicity in the Y direction are formed at predetermined intervals.

【0039】前記レチクルステージRSTの内部の吸着
部28の下方には、半導体レーザ等の光源36、整形レ
ンズ38、ハーフミラー40及びミラー42から成る送
光光学系と、光ディテクタ44とから成る検出手段とし
ての位置センサが設けられている。ここで、この位置セ
ンサの構成各部の作用について説明する。
A light transmitting optical system comprising a light source 36 such as a semiconductor laser, a shaping lens 38, a half mirror 40 and a mirror 42, and a detection device comprising a light detector 44 are provided below the attraction section 28 inside the reticle stage RST. A position sensor is provided as a means. Here, the operation of each component of the position sensor will be described.

【0040】半導体レーザ等の光源36を発した光束L
が整形レンズ38を介してハーフミラー40によって分
割される。ハーフミラー40で反射された光束L1は、
一方の格子マーク34aを垂直に照射し、これによって
生じた+1次回折光+L11はレチクルRのパターン面に
形成された格子マーク24bに所定方向(−1次の方
向)から入射する。一方、ハーフミラー40を透過した
光束L2は、ミラー24を介して格子マーク34bを垂
直に照射し、これによって生じた−1次回折光−L21は
レチクルRのパターン面に形成された格子マーク24b
に所定方向(+1次の方向)から入射する。これらの一
対の1次回折光(+L11、−L21)の照射により格子マ
ーク24b部分には、Y方向に周期性を有する干渉縞が
形成され、この干渉縞の格子マーク24bによる反射光
(回折光(+L11、−L21)の照射により格子マーク2
4bから垂直に発生する回折光の合成光束)が光ディテ
クタ42によって受光される。
Light beam L emitted from a light source 36 such as a semiconductor laser
Is divided by the half mirror 40 via the shaping lens 38. The light beam L1 reflected by the half mirror 40 is
One of the grating marks 34a is irradiated perpendicularly, and the + 1st-order diffracted light + L11 generated by this irradiates the grating mark 24b formed on the pattern surface of the reticle R from a predetermined direction (−1st-order direction). On the other hand, the luminous flux L2 transmitted through the half mirror 40 irradiates the grating mark 34b vertically through the mirror 24, and the -1st-order diffracted light -L21 generated by this is reflected by the grating mark 24b formed on the pattern surface of the reticle R.
From a predetermined direction (+ 1-order direction). By the irradiation of the pair of first-order diffracted lights (+ L11, -L21), interference fringes having periodicity in the Y direction are formed in the lattice mark 24b, and the interference fringes reflected by the lattice mark 24b (the diffracted light ( + L11, -L21) to illuminate the grid mark 2
4b) is received by the light detector 42.

【0041】ここで、上記の干渉縞の格子マーク24b
による反射光は、干渉縞の位置(すなわちその発生源で
あるレチクルステージRSTの位置)と格子マーク24
bの位置(すなわちレチクルRの位置)との相対関係に
より変化するので、光ディテクタ42で反射光強度Si
gをモニタすることにより、レチクルRがレチクルステ
ージRSTに対して位置ずれしたか否かを判断すること
ができるようになっている。
Here, the above-described interference fringe grid mark 24b is used.
Of the interference fringes (that is, the position of the reticle stage RST that is the source of the interference fringes) and the lattice mark 24
b, that is, the position of the reticle R, the reflected light intensity Si
By monitoring g, it is possible to determine whether or not the reticle R has deviated from the reticle stage RST.

【0042】なお、図示は省略したが、真空吸着部22
a部分にも、同様に格子マーク24a上に干渉縞を生じ
させ、その反射光強度を検出する図3(B)と同様の位
置センサが設けられており、同様にしてレチクルRがレ
チクルステージRSTに対して位置ずれしたか否かが判
断できるようになっている。
Although not shown, the vacuum suction unit 22
The portion a is also provided with a position sensor similar to that shown in FIG. 3B for generating interference fringes on the lattice mark 24a and detecting the intensity of the reflected light, and the reticle R is similarly connected to the reticle stage RST. It can be determined whether or not the position has shifted with respect to.

【0043】本実施形態では、主制御装置30は、前述
したレチクルアライメント及びウエハアライメントの完
了時に、上記の反射光強度Sigをモニタし、不図示の
内部メモリに記憶する。そして、主制御装置50ではレ
チクルステージRSTとウエハステージWSTとの前述
した相対走査をステージ制御系21を介して開始し、両
ステージがそれぞれの目標速度まで加速されて等速同期
状態に達した時点(加速が終了した時点)で、ウエハW
への露光動作の開始に先立って、再び反射光強度Sig
をモニタし、その値が先に内部メモリに記憶した値と異
なっている場合には、レチクルステージRSTに作用す
る加速度によりレチクルRが位置ずれしたものと判断し
て、露光を中止する。これにより、レチクルステージR
ST移動時のレチクルRの位置ずれ(吸着ずれ)に起因
する露光不良(重ね合わせずれ)の発生を未然に防止す
ることができる。
In the present embodiment, main controller 30 monitors the above-mentioned reflected light intensity Sig when the above-described reticle alignment and wafer alignment are completed, and stores it in an internal memory (not shown). Then, main controller 50 starts the above-described relative scanning of reticle stage RST and wafer stage WST via stage control system 21, and when both stages are accelerated to their respective target speeds and reach a constant speed synchronization state. (At the end of the acceleration), the wafer W
Prior to the start of the exposure operation on the
Is monitored, and if the value is different from the value previously stored in the internal memory, it is determined that the reticle R has been displaced due to the acceleration acting on the reticle stage RST, and the exposure is stopped. Thereby, reticle stage R
It is possible to prevent the occurrence of exposure failure (overlapping displacement) due to the displacement (adsorption displacement) of the reticle R during the ST movement.

【0044】一方、ウエハWへの露光動作の開始に先立
って、再び反射光強度Sigをモニタした時の値が先に
記憶した値とほぼ等しい場合には、主制御装置30は照
明光学系IOPに露光開始の指令を出し露光を開始す
る。ここで露光開始の指令とは、光源が例えばエキシマ
レーザである場合には該エキシマーレーザへの発振指示
や、照明光学系IOP内のシャッタの解放指令等を指
す。
On the other hand, prior to the start of the exposure operation on wafer W, if the value obtained by monitoring reflected light intensity Sig again is substantially equal to the previously stored value, main controller 30 sets illumination optical system IOP To start exposure. Here, the exposure start command refers to an instruction to oscillate the excimer laser when the light source is, for example, an excimer laser, or to release a shutter in the illumination optical system IOP.

【0045】ところで、主制御装置30が、上記のよう
にしてレチクルRの位置ずれを判断し露光を中止した場
合に、その後のシーケンスとしては、種々のものが考え
られ、例えば、エラーメッセージ(ブザー音,ランプの
点滅等)を不図示の警報装置を介してオペレータに発
し、オペレータからの指示(操作)待ち状態とするよう
なシーケンスを設定しておいても良い。
When the main controller 30 determines the displacement of the reticle R and stops the exposure as described above, various sequences can be considered as the subsequent sequence. For example, an error message (buzzer (A sound, blinking of a lamp, etc.) may be issued to an operator via an alarm device (not shown), and a sequence may be set to wait for an instruction (operation) from the operator.

【0046】しかしながら、露光中断状態の継続は、ス
ループット低下の要因となるので、主制御装置30が、
レチクルRの位置ずれを検知した場合、直ちに露光動作
を中止すると同時に、即座に前述のレチクルアライメン
ト、あるいは更にベースライン計測を再度実行するよう
なシーケンスを予め設定して置くことが望ましい。この
ようにすれば、スループットを殆ど低下させることな
く、上記のレチクルアライメント、あるいは更にベース
ライン計測の結果を用いて、レチクルRの位置を元に戻
して走査露光を再度行なったり、あるいは位置ずれ後の
レチクルRの位置を正しく検出し直して、レチクルのず
れを考慮してウエハステージWSTの位置制御を行ない
つつ走査露光を再度行なったりすることができるように
なる。
However, since the continuation of the exposure interruption state causes a decrease in throughput, the main control device 30
When the displacement of the reticle R is detected, it is desirable to stop the exposure operation immediately and set a sequence for immediately executing the reticle alignment or the baseline measurement again immediately. By doing so, the position of the reticle R is returned to the original position, and the scanning exposure is performed again, or the position after the position shift is performed, using the result of the reticle alignment or the baseline measurement without substantially reducing the throughput. , The position of the reticle R can be correctly detected again, and the scanning exposure can be performed again while controlling the position of the wafer stage WST in consideration of the reticle displacement.

【0047】以上の説明では、簡単化のためにレチクル
ステージRSTとレチクルRとの相対位置関係を計測す
る位置センサは、1次元方向(主に走査方向)の位置ず
れのみを検出するものとしたが、これに限らず、上記位
置センサに加え、X方向に周期性を有する格子マーク
を、レチクルRのパターン面及び吸着部28の下面にそ
れぞれ形成するとともに、これらのマークを用いてレチ
クルRのX方向の位置ずれを検出する位置センサを設け
ることにより、レチクルRの2次元的な位置ずれを検出
するようにしても良いことは勿論である。
In the above description, for the sake of simplicity, the position sensor for measuring the relative positional relationship between the reticle stage RST and the reticle R detects only a positional displacement in one-dimensional direction (mainly the scanning direction). However, the present invention is not limited to this. In addition to the above-described position sensor, grid marks having periodicity in the X direction are formed on the pattern surface of the reticle R and the lower surface of the suction unit 28, respectively. It is a matter of course that a two-dimensional displacement of the reticle R may be detected by providing a position sensor for detecting a displacement in the X direction.

【0048】なお、上記実施形態では、レチクルステー
ジRSTとレチクルRとの相対位置関係を計測する位置
センサを図4(B)に示されるようなホモダインの検出
系を用いて構成する場合について説明したが、これに代
えて格子マーク34aと34bに入射する光束の振動数
を僅かに異ならせたヘテロダインの検出系を用いて位置
センサを構成し、格子マーク24bからの反射光の強度
ではなく強度変化の位相を検出するものとすれば、その
ヘテロダイン周波数(前記振動数の差)と、格子マーク
24bの周期と、検出された位相変化とに基づいてレチ
クルRがずれたか否かだけではなく、そのずれ量をも検
出することが可能になる。
In the above embodiment, a case has been described in which the position sensor for measuring the relative positional relationship between the reticle stage RST and the reticle R is configured using a homodyne detection system as shown in FIG. 4B. However, instead of this, a position sensor is configured using a heterodyne detection system in which the frequencies of the light beams incident on the grating marks 34a and 34b are slightly different, and the intensity of the reflected light from the grating mark 24b is changed instead of the intensity. If the reticle R is shifted based on the heterodyne frequency (the difference between the frequencies), the period of the lattice mark 24b, and the detected phase change, It is also possible to detect the shift amount.

【0049】このようなヘテロダインの検出系から成る
位置センサを採用する場合には、主制御装置30では、
ステージ制御系21によるレチクルステージRSTとウ
エハステージWSTとの相対走査開始前と、両ステージ
の加速終了時との位置センサの検出値(強度変化の位
相)が相互に異なる場合には、その位相変化(当該両検
出値)に基づいてレチクルステージRSTの面内位置を
補正した後に露光を開始することが可能になる。これに
より、相対走査の開始後、加速中のレチクルステージR
STに加わる加速度に起因してレチクルRが位置ずれし
た場合にも、露光を中止することなく、相対走査開始前
と加速終了時との位置センサの検出値に基づいてレチク
ルステージRSTの面内位置が補正されるとともに露光
が行われる。従って、レチクルステージWST加速時の
レチクルRの位置ずれに起因する露光不良の発生を未然
に防止することができるとともに、露光が中止されない
ので、スループットの低下も生じない。
When a position sensor comprising such a heterodyne detection system is employed, the main controller 30
If the detected values (phases of the intensity change) of the position sensors before the start of the relative scanning of the reticle stage RST and the wafer stage WST by the stage control system 21 and at the end of the acceleration of both stages are different from each other, the phase change Exposure can be started after correcting the in-plane position of reticle stage RST based on (the two detected values). Thus, after the start of the relative scanning, the reticle stage R being accelerated is accelerated.
Even when the reticle R is displaced due to the acceleration applied to the ST, the in-plane position of the reticle stage RST is determined based on the detected values of the position sensors before the start of the relative scan and at the end of the acceleration without stopping the exposure. Is corrected and exposure is performed. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of exposure failure due to the displacement of the reticle R during the acceleration of the reticle stage WST, and to prevent the exposure from being stopped because the exposure is not stopped.

【0050】また、この場合には、その走査露光中も主
制御装置50では、位置センサの出力を常時モニタし、
位相変化が生じた場合には、変化前後の位相に基づいて
レチクルステージWSTの面内位置をステージ制御系2
1を介して補正しつつ露光を続行するようにしても良
い。
In this case, the main controller 50 constantly monitors the output of the position sensor even during the scanning exposure.
If a phase change has occurred, the in-plane position of reticle stage WST is determined based on the phase before and after the change.
Exposure may be continued while correcting through step 1.

【0051】また、レチクルステージRST上の比較的
離れた2点(例えば図3の真空吸着部22a、22dの
位置)に位置センサ及びこの検出対象である格子マーク
を配置した場合には、レチクルRの回転ずれ量も計測が
可能であり、レチクルRが回転ずれを起こしてしまった
場合にも、その回転ずれ量相当だけレチクルステージR
STを回転させ、回転ずれをキャンセルすることが可能
である。
When a position sensor and a grid mark to be detected are arranged at two relatively distant points on the reticle stage RST (for example, the positions of the vacuum suction portions 22a and 22d in FIG. 3), the reticle R Of the reticle R can be measured. Even when the reticle R has a rotational deviation, the reticle stage R
It is possible to cancel the rotational deviation by rotating ST.

【0052】以上のように、位置センサとしてヘテロダ
インの検出系を採用する場合には、レチクルRがレチク
ルステージWSTの加速度によりレチクルステージより
すれてしまった場合にも、その復帰のための時間(上記
のレチクルアライメント等のための時間)を全く必要と
しないので、スループットを全く低下させることがない
というメリットがある。
As described above, when the heterodyne detection system is employed as the position sensor, even when the reticle R has slipped from the reticle stage due to the acceleration of the reticle stage WST, the time required for its return (see above). Since no time is required for the reticle alignment, etc., there is an advantage that the throughput is not reduced at all.

【0053】なお、上記実施形態に係る図3(B)の位
置センサを採用する場合には、レチクルR上に格子マー
ク24a、24b等を設けることが前提となるが、検出
手段を、例えば、図5に示されるような、レチクルRの
側面に所定角度で光ビームを照射する照射光学系51a
(又は51b)と、この反射光を受光する受光光学系5
2a(又は52b)とから成る斜入射方式の位置検出系
53A(又は53B)により構成する場合には、レチク
ルR上に特別なマークを設けなくてもレチクルRのレチ
クルステージRSTに対する位置ずれを検出することが
可能になり、また、この場合には、投影露光装置で通常
用いられる斜入射光式の焦点検出系と同様に、受光光学
系52a(又は52b)内の受光素子に対する反射光の
入射位置等に応じてその位置ずれ量を検出することも可
能である。また、この場合も、図5に示されるように、
走査方向の位置検出用の位置検出系53Aと、非走査方
向の位置検出系53Bとを設けることにより、レチクル
RのXY2次元方向の位置ずれを検出することが可能で
ある。勿論、この場合にも、走査方向又は非走査方向の
いずれかに位置検出系を2つ設ければ、レチクルRの回
転ずれ量をも検出することが可能になる。
When the position sensor shown in FIG. 3B according to the above embodiment is employed, it is premised that grid marks 24a and 24b are provided on the reticle R. As shown in FIG. 5, an irradiation optical system 51a that irradiates a side surface of the reticle R with a light beam at a predetermined angle.
(Or 51b) and a light receiving optical system 5 for receiving the reflected light
2a (or 52b), the position detection system 53A (or 53B) of the oblique incidence type detects the positional deviation of the reticle R with respect to the reticle stage RST without providing a special mark on the reticle R. In this case, the reflected light is incident on the light receiving element in the light receiving optical system 52a (or 52b) similarly to the oblique incident light type focus detection system usually used in the projection exposure apparatus. It is also possible to detect the amount of displacement according to the position or the like. Also, in this case, as shown in FIG.
By providing the position detection system 53A for detecting the position in the scanning direction and the position detection system 53B in the non-scanning direction, it is possible to detect the displacement of the reticle R in the XY two-dimensional directions. Of course, also in this case, if two position detection systems are provided in either the scanning direction or the non-scanning direction, it is also possible to detect the rotational displacement amount of the reticle R.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし3
に記載の発明によれば、マスクステージ加速時のマスク
(レチクル)の位置ずれに起因する露光不良の発生を未
然に防止し、これにより不良LSIの製造を未然に防止
することができるという、信頼性が高く優れた露光装置
を提供することができる。
As described above, claims 1 to 3 are described.
According to the invention described in (1), it is possible to prevent the occurrence of exposure failure due to the displacement of the mask (reticle) at the time of acceleration of the mask stage, thereby preventing the manufacture of a defective LSI. It is possible to provide an exposure apparatus which has high performance and is excellent.

【0055】特に、請求項3に記載の発明では、マスク
ステージ加速時のマスク(レチクル)の位置ずれに起因
する重ね合わせ精度劣化やスループットの低下は全く生
じないという効果もある。
In particular, according to the third aspect of the present invention, there is also an effect that no deterioration in overlay accuracy and no decrease in throughput due to a positional shift of the mask (reticle) during acceleration of the mask stage occurs.

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

【図1】一実施形態に係る走査型露光装置の概略構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment.

【図2】図1の走査型露光装置におけるレチクル及びウ
エハの走査の状態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a state of scanning a reticle and a wafer in the scanning exposure apparatus of FIG.

【図3】図1のレチクルステージ部分の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a reticle stage portion of FIG. 1;

【図4】(A)は図3の真空吸着部22d近傍の拡大
図、(B)は図4(A)のB−B線断面図である。
4A is an enlarged view of the vicinity of a vacuum suction part 22d in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a line BB in FIG. 4A.

【図5】検出手段の他の構成例を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining another configuration example of the detection means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 走査型露光装置 14 レチクルアライメント顕微鏡(計測手段) 21 ステージ制御系 36 光源(検出手段の一部) 38 整形レンズ(検出手段の一部) 40 ハーフミラー(検出手段の一部) 42 ミラー(検出手段の一部) 44 光ディテクタ(検出手段の一部) 50 主制御装置 R レチクル(マスク) W ウエハ(感応基板) PL 投影光学系 RST レチクルステージ(マスクステージ) WST ウエハステージ(基板ステージ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scanning exposure apparatus 14 Reticle alignment microscope (measuring means) 21 Stage control system 36 Light source (part of detecting means) 38 Shaping lens (part of detecting means) 40 Half mirror (part of detecting means) 42 Mirror (detection) Part of means) 44 Optical detector (part of detection means) 50 Main controller R Reticle (mask) W Wafer (sensitive substrate) PL Projection optical system RST Reticle stage (mask stage) WST Wafer stage (substrate stage)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクと感応基板とを投影光学系に対し
て所定の走査方向に相対移動させ、前記マスクに形成さ
れたパターンの像を前記投影光学系を介して前記感応基
板上に逐次露光転写する走査型露光装置であって、 前記マスクを保持して所定の移動面上を前記走査方向に
所定ストローク範囲で移動可能なマスクステージと;前
記感応基板を保持して前記マスクステージの移動面とほ
ぼ共役な面内を移動可能な基板ステージと;前記マスク
ステージと前記基板ステージとを同期して前記走査方向
に相対移動させるステージ制御系と;前記マスクステー
ジと前記マスクとの相対位置関係を検出する検出手段
と;前記マスクパターンの露光のため、前記ステージ制
御系を介して前記両ステージの相対走査を行なうととも
に前記両ステージの相対走査開始前と加速終了時との前
記検出手段の検出値が相互に異なる場合には、露光を中
断する制御手段とを有する走査型露光装置。
1. A mask and a sensitive substrate are relatively moved in a predetermined scanning direction with respect to a projection optical system, and an image of a pattern formed on the mask is sequentially exposed on the sensitive substrate via the projection optical system. A scanning exposure apparatus for transferring, comprising: a mask stage capable of holding the mask and moving on a predetermined moving surface within a predetermined stroke range in the scanning direction; and a moving surface of the mask stage holding the sensitive substrate. A substrate stage movable in a plane substantially conjugate with the stage; a stage control system for synchronously moving the mask stage and the substrate stage in the scanning direction; and a relative positional relationship between the mask stage and the mask. Detecting means for detecting; performing relative scanning of the two stages via the stage control system for exposing the mask pattern; When the detected value of said detecting means with the 査 before the start acceleration at the end are different from each other, the scanning exposure apparatus having an interrupting control means exposure.
【請求項2】 前記マスクと前記基板ステージ又は前記
感応基板上の所定の基準点との相対位置関係を計測する
ための計測手段を更に有し、 前記制御手段は、前記露光の中断後に、前記計測手段を
用いて前記マスクと前記基準点との相対位置関係を計測
した後、前記露光のための前記両ステージの相対走査を
再度行なうことを特徴とする請求項1に記載の走査型露
光装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a measuring unit configured to measure a relative positional relationship between the mask and a predetermined reference point on the substrate stage or the sensitive substrate. 2. The scanning type exposure apparatus according to claim 1, wherein the relative scanning between the two stages for the exposure is performed again after measuring a relative positional relationship between the mask and the reference point using a measuring unit. .
【請求項3】 マスクと感応基板とを投影光学系に対し
て所定の走査方向に相対移動させ、前記マスクに形成さ
れたパターンの像を前記投影光学系を介して前記感応基
板上に逐次露光転写する走査型露光装置であって、 前記マスクを保持して所定の移動面上を前記走査方向に
所定ストローク範囲で移動可能であるとともに前記移動
面上の微小移動が可能なマスクステージと;前記感応基
板を保持して前記マスクステージの移動面とほぼ共役な
面内を移動可能な基板ステージと;前記マスクステージ
と前記基板ステージとを同期して前記走査方向に相対移
動させるステージ制御系と;前記マスクステージと前記
マスクとの相対位置関係を検出する検出手段と;前記ス
テージ制御系による前記両ステージの相対走査開始前と
加速終了時との前記検出手段の検出値が相互に異なる場
合には、当該両検出値に基づいて前記マスクステージの
面内位置を補正するとともに露光を行なう制御手段とを
有する走査型露光装置。
3. A mask and a sensitive substrate are relatively moved with respect to a projection optical system in a predetermined scanning direction, and an image of a pattern formed on the mask is sequentially exposed on the sensitive substrate via the projection optical system. A scanning exposure apparatus for transferring, the mask stage being capable of holding the mask and moving on a predetermined moving surface within a predetermined stroke range in the scanning direction within a predetermined stroke range, and being capable of micro-moving on the moving surface; A substrate stage capable of holding a sensitive substrate and moving in a plane substantially conjugate with a moving surface of the mask stage; a stage control system for synchronously moving the mask stage and the substrate stage relative to each other in the scanning direction; Detecting means for detecting a relative positional relationship between the mask stage and the mask; and detecting the relative position of the two stages by the stage control system before the start of relative scanning and at the end of acceleration. If the detected value of the unit are different from each other, the scanning exposure apparatus and a control means for performing exposure is corrected in-plane position of the mask stage based on the two detection values.
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