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JP4078683B2 - Projection exposure apparatus, projection exposure method, and scanning exposure method - Google Patents

Projection exposure apparatus, projection exposure method, and scanning exposure method Download PDF

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JP4078683B2
JP4078683B2 JP33284796A JP33284796A JP4078683B2 JP 4078683 B2 JP4078683 B2 JP 4078683B2 JP 33284796 A JP33284796 A JP 33284796A JP 33284796 A JP33284796 A JP 33284796A JP 4078683 B2 JP4078683 B2 JP 4078683B2
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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)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影露光装置及び投影露光方法並びに走査露光方法に係り、更に詳しくはマスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して感応基板上に投影露光する投影露光装置及び投影露光方法並びに走査露光方法に関するものであり、特に、フォーカス制御やレベリング制御の方法に特徴を有している。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合に、種々の露光装置が使用されているが、現在では、フォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターン像を、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光材が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「感応基板」と称する）上に転写する投影露光装置が一般的に使用されている。近年では、この投影露光装置として、感応基板を２次元的に移動自在な基板ステージ上に載置し、この基板ステージにより感応基板を歩進（ステッピング）させて、レチクルのパターン像を感応基板上の各ショット領域に順次露光する動作を繰り返す、所謂ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパー）が主流となっている。
【０００３】
最近になって、このステッパー等の静止型露光装置に改良を加えた、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（例えば特開平７−１７６４６８号公報に記載された様な走査型露光装置）も比較的多く用いられるようになってきた。このステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置は、▲１▼ステッパーに比べると大フィールドをより小さな光学系で露光できるため、投影光学系の製造が容易であるとともに、大フィールド露光によるショット数の減少により高スループットが期待出来る、▲２▼投影光学系に対してレチクル及びウエハを相対走査することで平均化効果があり、ディストーションや焦点深度の向上が期待出来る等のメリットがある。さらに、半導体素子の集積度が１６Ｍ（メガ）から６４ＭのＤＲＡＭ、更に将来的には２５６Ｍ、１Ｇ（ギガ）というように時代とともに高くなるのに伴い、大フィールドが必須になるため、ステッパーに代わってスキャン型投影露光装置が主流になるであろうと言われている。
【０００４】
そこで、このスキャン型投影露光装置を用いて感応基板を露光する場合は、例えば、特開平６−２８３４０３号公報等に記載されているように、露光フィールドに対して走査方向の手前側に設けられた１列全ての検出点をサンプル点として、予め露光前にそのサンプル点でのフォーカス位置の値を全て計測し、平均化処理やフィルタリング処理を行って、位相遅れを見込んで露光時にオープンでオートフォーカス及びオートレベリング機構を制御する。そして、それと並行して上記１列の各サンプル点でのフォーカス位置の計測値から最小自乗近似法で非スキャン方向の傾きを求め、非スキャン方向のレベリング制御をオープン制御で行う、いわゆる完全先読み制御法が実施されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の投影露光装置は、主として半導体素子等の量産機として使用されるものであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスループットを向上させることが必然的に要請される。
【０００６】
これに関し、上記したステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の場合、大フィールドを露光する場合には先に述べたように、ウエハ内に露光するショット数が少なくなるのでスループットの向上が見込まれるが、露光はレチクルとウエハとの同期走査による等速移動中に行われることから、その等速移動領域の前後に加減速領域が必要となり、仮にステッパーのショットサイズと同等の大きさのショットを露光する場合には、却ってステッパーよりスループットが落ちる可能性がある。
【０００７】
この種の投影露光装置における処理の流れは、大要次のようになっている。
【０００８】
▲１▼ まず、ウエハローダを使ってウエハをウエハテーブル上にロードするウエハロード工程が行われる。
【０００９】
▲２▼ 次に、サーチアライメント機構によりウエハの大まかな位置検出を行うサーチアライメント工程が行われる。このサーチアライメント工程は、具体的には、例えば、ウエハの外形を基準としたり、あるいは、ウエハ上のサーチアライメントマークを検出することにより行われる。
【００１０】
▲３▼ 次に、ウエハ上の各ショット領域の位置を正確に求めるファインアライメント工程が行われる。このファインアライメント工程は、一般にＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式が用いられ、この方式は、ウエハ内の複数のサンプルショットを選択しておき、当該サンプルショットに付設されたアライメントマーク（ウエハマーク）の位置を順次計測し、この計測結果とショット配列の設計値とに基づいて、いわゆる最小自乗法等による統計演算を行って、ウエハ上の全ショット配列データを求めるものであり（特開昭６１−４４４２９号等参照）、高スループットで各ショット領域の座標位置を比較的高精度に求めることができる。
【００１１】
▲４▼ 次に、上述したＥＧＡ方式等により求めた各ショット領域の座標位置と予め計測したベースライン量とに基づいて露光位置にウエハ上の各ショット領域を順次位置決めしつつ、投影光学系を介してレチクルのパターン像をウエハ上に転写する露光工程が行われる。
【００１２】
▲５▼ 次に、露光処理されたウエハテーブル上のウエハをウエハアンローダを使ってウエハアンロードさせるウエハアンロード工程が行われる。このウエハアンロード工程は、露光処理を行うウエハの上記▲１▼のウエハロード工程と同時に行われる。すなわち、▲１▼と▲５▼とによってウエハ交換工程が構成される。
【００１３】
このように、従来の投影露光装置では、ウエハ交換→サーチアライメント→ファインアライメント→露光→ウエハ交換……のように、大きく４つの動作が１つのウエハステージを用いて繰り返し行われている。
【００１４】
また、この種の投影露光装置のスループットＴＨＯＲ［枚／時間］は、上述したウエハ交換時間をＴ１、サーチアライメント時間をＴ２、ファインアライメント時間をＴ３、露光時間をＴ４とした場合に、次式（１）のように表すことができる。
【００１５】
ＴＨＯＲ＝３６００／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４） ………（１）
上記Ｔ１〜Ｔ４の動作は、Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４→Ｔ１……のように順次（シーケンシャルに）繰り返し実行される。このため、Ｔ１〜Ｔ４までの個々の要素を高速化すれば分母が小さくなって、スループットＴＨＯＲを向上させることができる。しかし、上述したＴ１（ウエハ交換時間）とＴ２（サーチアライメント時間）は、ウエハ１枚に対して一動作が行われるだけであるから改善の効果は比較的小さい。また、Ｔ３（ファインアライメント時間）の場合は、上述したＥＧＡ方式を用いる際にショットのサンプリング数を少なくしたり、ショット単体の計測時間を短縮すればスループットを向上させることができるが、逆にアライメント精度を劣化させることになるため、安易にＴ３を短縮することはできない。
【００１６】
また、Ｔ４（露光時間）は、ウエハ露光時間とショット間のステッピング時間とを含んでいる。例えば、ステップ・アンド・スキャン方式のような走査型投影露光装置の場合は、ウエハ露光時間を短縮させる分だけレチクルとウエハの相対走査速度を上げる必要があるが、同期精度が劣化することから、安易に走査速度を上げることができない。
【００１７】
また、この種の投影露光装置で上記スループット面の他に、重要な条件としては、▲１▼解像度、▲２▼焦点深度（ＤＯＦ：Depth of Forcus ）、▲３▼線幅制御精度が挙げられる。解像度Ｒは、露光波長をλとし、投影レンズの開口数をＮ．Ａ．（Numerical Aperture )とすると、λ／Ｎ．Ａ．に比例し、焦点深度ＤＯＦはλ／（Ｎ．Ａ．）2 に比例する。
【００１８】
このため、解像度Ｒを向上させる（Ｒの値を小さくする）には、露光波長λを小さくするか、あるいは開口数Ｎ．Ａ．を大きくする必要がある。特に、最近では半導体素子等の高密度化が進んでおり、デバイスルールが０．２μｍＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）以下となってきていることから、これらのパターンを露光する為には照明光源としてＫｒＦエキシマレーザを用いている。しかしながら、前述したように半導体素子の集積度は、将来的に更に上がることは必至であり、ＫｒＦより短波長な光源を備えた装置の開発が望まれる。このようなより短波長な光源を備えた次世代の装置の候補として、ＡｒＦエキシマレーザを光源とした装置、電子線露光装置等が代表的に挙げられるが、ＡｒＦエキシマレーザの場合は、酸素のある所では光が殆ど透過せず、高出力が出にくい上、レーザの寿命も短く、装置コストが高いという技術的な課題が山積しており、また、電子線露光装置の場合、光露光装置に比べてスループットが著しく低いという不都合があることから、短波長化を主な観点とした次世代機の開発は思うようにいかないというのが現実である。
【００１９】
解像度Ｒを上げる他の手法としては、開口数Ｎ．Ａ．を大きくすることも考えられるが、Ｎ．Ａ．を大きくすると、投影光学系のＤＯＦが小さくなるというデメリットがある。このＤＯＦは、ＵＤＯＦ（User Depth of Forcus：ユーザ側で使用する部分：パターン段差やレジスト厚等）と、装置自身の総合焦点差とに大別することができる。これまでは、ＵＤＯＦの比率が大きかったため、ＤＯＦを大きく取る方向が露光装置開発の主軸であり、このＤＯＦを大きくとる技術として例えば変形照明等が実用化されている。
【００２０】
ところで、デバイスを製造するためには、Ｌ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）、孤立Ｌ（ライン）、孤立Ｓ（スペース）、及びＣＨ（コンタクトホール）等が組み合わさったパターンをウエハ上に形成する必要があるが、上記のＬ／Ｓ、孤立ライン等のパターン形状毎に最適露光を行うための露光パラメータが異なっている。このため、従来は、ＥＤ−ＴＲＥＥ（レチクルが異なるＣＨは除く）という手法を用いて、解像線幅が目標値に対して所定の許容誤差内となり、かつ所定のＤＯＦが得られるような共通の露光パラメータ（コヒーレンスファクタσ、Ｎ．Ａ．、露光制御精度、レチクル描画精度等）を求めて、これを露光装置の仕様とすることが行われている。しかしながら、今後は以下のような技術的な流れがあると考えられている。
【００２１】
▲１▼プロセス技術（ウェハ上平坦化）向上により、パターン低段差化、レジスト厚減少が進み、ＵＤＯＦが１μｍ台→０．４μｍ以下になる可能性がある。
【００２２】
▲２▼露光波長がｇ線（４３６ｎｍ）→ｉ線（３６５ｎｍ）→ＫｒＦ（２４８ｎｍ）と短波長化している。しかし、今後はＡｒＦ（１９３）までの光源しか検討されてなく、その技術的ハードルも高い。その後はＥＢ露光に移行する。
【００２３】
▲３▼ステップ・アンド・リピートのような静止露光に代わりステップ・アンド・スキャンのような走査露光がステッパーの主流になる事が予想されている。この技術は、径の小さい投影光学系で大フィールド露光が可能であり（特にスキャン方向）、その分高Ｎ．Ａ．化を実現し易い。
【００２４】
上記のような技術動向を背景にして、限界解像度を向上させる方法として、二重露光法が見直され、この二重露光法をＫｒＦ及び将来的にはＡｒＦ露光装置に用い、０．１μｍＬ／Ｓまで露光しようという試みが検討されている。一般に二重露光法は以下の３つの方法に大別される。
【００２５】
（１）露光パラメータの異なるＬ／Ｓ、孤立線を別々のレチクルに形成し、各々最適露光条件により同一ウエハ上に二重に露光を行う。
【００２６】
（２）位相シフト法等を導入すると、孤立線よりＬ／Ｓの方が同一ＤＯＦにて限界解像度が高い。これを利用することにより、１枚目のレチクルで全てのパターンをＬ／Ｓで形成し、２枚目のレチクルにてＬ／Ｓを間引きすることで孤立線を形成する。
【００２７】
（３）一般に、Ｌ／Ｓより孤立線は、小さなＮ．Ａ．にて高い解像度を得ることができる（但し、ＤＯＦは小さくなる）。そこで、全てのパターンを孤立線で形成し、１枚目と２枚目のレチクルによってそれぞれ形成した孤立線の組み合わせにより、Ｌ／Ｓを形成する。
【００２８】
上記の二重露光法は解像度向上、ＤＯＦ向上の２つの効果がある。
【００２９】
しかし、二重露光法は、複数のレチクルを使って露光処理を複数回行う必要があるため、従来の装置に比べて露光時間（Ｔ４）が倍以上になり、スループットが大幅に劣化するという不都合があったことから、現実には、二重露光法はあまり真剣に検討されてなく、従来より露光波長の紫外化、変形照明、位相シフトレチクル等により、解像度、焦点深度（ＤＯＦ）の向上が行われてきた。
【００３０】
しかしながら、先に述べた二重露光法をＫｒＦ、ＡｒＦ露光装置に用いると０．１μｍＬ／Ｓまでの露光が実現することにより、２５６Ｍ、１ＧのＤＲＡＭの量産を目的とする次世代機の開発の有力な選択肢であることは疑いなく、このためのネックとなる二重露光法の課題であるスループットの向上のため新技術の開発が待望されていた。
【００３１】
これに関し、前述した４つの動作すなわちウエハ交換、サーチアライメント、ファインアライメント、及び露光動作の内の複数動作同士を部分的にでも同時並行的に処理できれば、これら４つの動作をシーケンシャルに行う場合に比べて、スループットを向上させることができると考えられ、そのためには基板ステージを複数設けることが前提となる。この基板ステージを複数設けることは公知であり、理論上簡単なように思えるが、充分な効果を発揮させるために解決しなければならない多くの問題が山積している。例えば、現状と同程度の大きさの基板ステージを単に２つ並べて配置するのでは、装置の設置面積（いわゆるフットプリント）が著しく増大し、露光装置が置かれるクリーンルームのコストアップを招くという不都合がある。また、高精度な重ね合わせを実現するためには、同一の基板ステージ上の感応基板に対し、アライメントを実行した後、そのアライメントの結果を用いてマスクのパターン像と感応基板の位置合わせを実行して露光を行う必要があるため、単に２つの基板ステージの内、一方を例えば露光専用、他方をアライメント専用等とすることは、現実的な解決策とは成り得ない。
【００３２】
更に、走査型の投影露光装置では、ウエハＷ上の各ショット領域に対する露光順序は、▲１▼スキャン時加減速時間、▲２▼整定時間、▲３▼露光時間、▲４▼隣接ショットへのステッピング時間等の▲１▼〜▲４▼の各パラメータにより決定されるが、一般にレチクルステージの加減速が律速条件となるため、レチクルステージを走査方向の一側から他側、他側から一側に交互に走査し、これに合わせてウエハをレチクルステージと反対方向に交互に走査する（このためには、ウエハは１ショット露光後、非走査方向へ１ショット分ステッピングされる）ことが最も効率的である。
【００３３】
しかしながら、上述した従来の完全先読み制御（特開平６−２８３４０３号公報等）を行なう場合には、上述した最も効率的な露光順序で露光を行なうことが困難であった。すなわち、ウエハ中心近傍のショット領域を露光する場合は、特に問題なく上記完全先読み制御を行なうことができるが、ウエハ外周近傍に存在するショット領域や、外周での欠けショットでは、その走査方向によっては完全先読み制御が困難な場合があり、完全先読みを行なうために走査方向をウエハの内側から外側にせざるを得ないのが現状だからである。このため、スループットの低下を招いていた。
【００３４】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、第１の目的は、スループットを一層向上させつつ、高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことが可能な投影露光装置を提供することにある。
【００３５】
また、本発明の第２の目的は、スループットを一層向上させつつ、高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことが可能な走査露光方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の観点からすると、投影光学系（ＰＬ）を介してパターンの像を露光領域に投影し、該露光領域に対して感応基板（Ｗ１、Ｗ２）を走査方向に移動することによって、前記感応基板上の複数のショット領域の各々を露光する投影露光装置であって、感応基板（Ｗ１）を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージ（ＷＳ１）と；感応基板（Ｗ２）を保持して前記第１基板ステージ（ＷＳ１）と同一平面内を前記第１基板ステージ（ＷＳ１）とは独立に移動可能な第２基板ステージ（ＷＳ２）と；前記投影光学系（ＰＬ）とは別に設けられ、前記基板ステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）に保持された感応基板（Ｗ１又はＷ２）上のマークを計測する少なくとも１つのアライメント系（例えば、２４ａ）と；前記アライメント系（２４ａ）を用いたマーク計測中の感応基板（例えば、Ｗ１）面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第１検出系（例えば、１３０）と；前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光中の感応基板（例えば、Ｗ２）面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第２検出系（１３２）と；前記第１基板ステージ（ＷＳ１）及び第２基板ステージ（ＷＳ２）の各々に設けられ、ステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）上に保持された感応基板（Ｗ１又はＷ２）の面位置を調整するための基板駆動系（ＬＳ）と；前記第１基板ステージ（ＷＳ１）及び第２基板ステージ（ＷＳ２）の内の一方のステージ（例えば、ＷＳ１）で前記第１検出系（１３０）による検出を行いながら前記アライメント系（２４ａ）を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージ（例えば、ＷＳ２）で前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光動作が行われるように前記２つのステージ（ＷＳ１、ＷＳ２）を制御した後、前記一方のステージ（ＷＳ１）で前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光動作が行われるように前記一方のステージ（ＷＳ１）を制御するとともに、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、前記一方のステージ（ＷＳ１）のマーク計測動作中に得られた前記第１検出系（１３０）の検出結果に基づいて前記一方のステージ（ＷＳ１）の基板駆動系（ＬＳ１）を制御する制御手段（９０）と；を有する投影露光装置である。
【００４０】
これによれば、制御手段により、第１基板ステージ及び第２基板ステージの内一方のステージで第１検出系による検出を行いながらアライメント系を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージで投影光学系を用いた露光動作が行われるように２つのステージが制御されることから、一方のステージ側のマーク計測動作と他方のステージ側の露光動作とを並行処理することにより、これらの動作をシーケンシャルに行なっていた従来技術と比べてスループットの向上を図ることが可能である。
【００４１】
さらに、制御手段では、上記の一方のステージ側のマーク計測動作と他方のステージ側の露光動作との並行処理が終了した後に、一方のステージで投影光学系を用いた露光動作が行われるように一方のステージを制御するとともに、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、一方のステージのマーク計測動作中に得られた第１検出系の検出結果と一方のステージの露光動作中に得られる第２検出系の検出結果とに基づいて一方のステージの基板駆動系を制御する。このため、この一方のステージの露光動作中に、感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、先のマーク計測動作中に得られた第１検出系の検出結果に基づいて該一方のステージの基板駆動系を制御して感応基板の面位置を投影光学系の結像面近くまで迅速に追い込むことができる。この結果、上記のような感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域についても内スキャンを採用せず、効率の良い露光順序で各ショット領域を露光することができるのでスループットを向上させることができるとともに、迅速且つ高精度なフォーカス、レベリング制御が可能となる。
【００４２】
本発明は、第２の観点からすると、照明光で照明された照明領域（ＩＡ）に対してマスク（Ｒ）を走査方向に移動させるのと同期して前記照明領域（ＩＡ）に共役な露光領域（ＩＦ）に対して感応基板（Ｗ１又はＷ２）を前記走査方向に移動させることにより前記マスク（Ｒ）のパターン像を投影光学系（ＰＬ）を介して前記感応基板（Ｗ１又はＷ２）上に露光する走査型の投影露光装置であって、感応基板（Ｗ１）を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージ（ＷＳ１）と；感応基板（Ｗ２）を保持して前記第１基板ステージ（ＷＳ１）と同一平面内を前記第１基板ステージ（ＷＳ１）とは独立に移動可能な第２基板ステージ（ＷＳ２）と；前記投影光学系（ＰＬ）とは別に設けられ、前記基板ステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）に保持された感応基板（Ｗ１又はＷ２）上のマークを計測する少なくとも１つのアライメント系（例えば、２４ａ）と；前記アライメント系（２４ａ）を用いたマーク計測中の感応基板（Ｗ１又はＷ２）面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第１検出系（例えば、１３０）と；前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光中の感応基板（Ｗ２又はＷ１）面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第２検出系（１３２）と；前記第１基板ステージ（ＷＳ１）及び第２基板ステージ（ＷＳ２）の各々に設けられ、ステージ上に保持された感応基板の面位置を調整するための基板駆動系（ＬＳ）と；前記第１基板ステージ（ＷＳ１）及び第２基板ステージ（ＷＳ２）の内の一方のステージ（例えば、ＷＳ１）で前記第１検出系（１３０）による検出を行いながら前記アライメント系（２４ａ）を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージ（例えば、ＷＳ２）で前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光動作が行われるように前記２つのステージ（ＷＳ１、ＷＳ２）を制御した後、前記一方のステージ（ＷＳ１）で前記投影光学系（ＰＬ）を用いた露光動作が行われるように前記一方のステージ（ＷＳ１）を制御する際に、前記一方のステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板（Ｗ１）上の複数のショット領域の内前記露光領域（ＩＦ）に対して前記感応基板（Ｗ１）の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、前記一方のステージ（ＷＳ１）のマーク計測動作中に得られた前記第１検出系（１３０）の検出結果と前記一方のステージ（ＷＳ１）の露光動作中に得られる前記第２検出系（１３２）の検出結果とに基づいてステージの基板駆動系（ＬＳ）を制御し、その他のショット領域を露光するときには前記第２検出系（１３２）の検出結果だけを用いて前記一方のステージ（ＷＳ１）の基板駆動系（ＬＳ）を制御する制御手段（９０）とを有する投影露光装置である。
【００４３】
これによれば、制御手段により、第１基板ステージ及び第２基板ステージの内一方のステージで第１検出系による検出を行いながらアライメント系を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージで投影光学系を用いた露光動作が行われるように２つのステージが制御されることから、一方のステージ側のマーク計測動作と他方のステージ側の露光動作との並行処理により、これらの動作をシーケンシャルに行なっていた従来技術と比べてスループットの向上を図ることが可能である。
【００４４】
更に制御手段では、上記の一方のステージ側のマーク計測動作と他方のステージ側の露光動作との並行処理が終了後に、一方のステージで投影光学系を用いた露光動作が行われるように一方のステージを制御する際に、一方のステージに保持された感応基板上の複数のショット領域の内の露光領域に対して前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、前記一方のステージのマーク計測動作中に得られた前記第１検出系の検出結果と前記一方のステージの露光動作中に得られる前記第２検出系の検出結果とに基づいてステージの基板駆動系を制御し、その他のショット領域を露光するときには前記第２検出系の検出結果だけを用いて前記一方のステージの基板駆動系を制御する。このため、この一方のステージの露光動作中に、前ショットの露光時の感応基板の面位置の情報が得られない露光領域に対して前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、一方のステージのマーク計測動作中に得られた第１検出系の検出結果に基づいて該一方のステージの基板駆動系を制御して感応基板の面位置を投影光学系の結像面近くまで迅速に追い込むことができるとともに、第２の検出系の検出結果に基づいて基板駆動系を更に微調整して感応基板表面を結像面に合致させることが出来る。反対に、上記以外の前ショットの露光時の感応基板の面位置の情報が得られるようなショット領域の露光の際には、露光対象のショット領域の露光開始に先立って、前ショットの露光時の感応基板の面位置の情報に基づいて一方のステージの基板駆動系を制御して感応基板の面位置を投影光学系の結像面近くまで迅速に追いんだ後、露光中に得られる第２の検出系の検出結果だけを用いて感応基板の面位置調整（「フォーカス・レベリング」調整）が行われる。
【００４５】
従って、いずれのショット領域の露光の際にも、迅速且つ高精度なフォーカス、レベリング制御が可能となる。
【００４６】
本発明は、第３の観点からすると、投影光学系（ＰＬ）を介してパターンの像を露光領域に投影し、該露光領域に対して感応基板（Ｗ１又はＷ２）を走査方向に移動することによって、該感応基板上の複数のショット領域の各々を露光する走査露光方法であって、感応基板（Ｗ１又はＷ２）を保持して同一の２次元平面内を各々独立に移動可能な２つの基板ステージ（ＷＳ１、ＷＳ２）を用意し；前記２つのステージ（ＷＳ１、ＷＳ２）の内の一方のステージ（例えば、ＷＳ１）に保持された感応基板（例えば、Ｗ１）上のマークを計測し；前記一方のステージ（ＷＳ１）でマーク計測動作が行われている間に前記一方のステージ（ＷＳ１）上に保持された感応基板（Ｗ１）の所定基準面に対する相対位置を検出し；前記一方のステージ（ＷＳ１）でマーク計測動作が行われている間に、前記２つのステージ（ＷＳ１、ＷＳ２）の内の他方のステージ（ＷＳ２）に保持された感応基板（Ｗ２）を露光し；前記他方のステージ（ＷＳ２）の露光動作終了後に、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された、前記一方のステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板（Ｗ１）を露光するときには、前記検出された相対位置に基づいて前記一方のステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板（Ｗ１）の面位置を調整することを特徴とする走査露光方法である。
【００４７】
これによれば、２つのステージの内の一方のステージに保持された感応基板上のマークが計測され、この一方のステージでマーク計測動作が行われている間に一方のステージ上に保持された感応基板の所定基準面に対する相対位置が検出される。このようにして一方のステージでマーク計測動作が行われている間に、これと並行して２つのステージの内の他方のステージに保持された感応基板が露光される。このため、一方のステージ側のマーク計測動作と他方のステージ側の露光動作との並行処理により、これらの動作をシーケンシャルに行なっていた従来技術と比べてスループットの向上を図ることが可能である。
【００４８】
そして、上記の他方のステージの露光動作終了後、すなわち上記２つのステージ上での並行動作が終了した後、一方のステージに保持された感応基板が露光されるが、その際、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された、一方のステージに保持された感応基板上の外周近傍のショット領域を露光するときには、先に検出された一方のステージ上に保持された感応基板の所定基準面に対する相対位置（面位置の情報）に基づいて前記一方のステージに保持された感応基板の面位置が調整され、感応基板の面位置を投影光学系の結像面近くまで迅速に追い込むことができる。この結果、感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された感応基板の外周近傍のショット領域についても、内スキャンを採用せず、効率の良い露光順序で各ショット領域を露光することができるのでスループットを向上させることができるとともに、迅速且つ高精度なフォーカス、レベリング制御が可能となる。
【００６９】
また、本発明は第４の観点からすると、投影光学系（ＰＬ）を介してパターンの像を露光領域（ＩＦ）に投影し、該露光領域（ＩＦ）に対して感応基板を走査方向に移動することによって、該感応基板を露光する投影露光方法であって、２次元方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動可能な第１基板ステージ（ＷＳ１）上に感応基板（Ｗ１）を保持し、第１基板ステージ（ＷＳ１）とは独立に、２次元方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動可能な第２基板ステージ（ＷＳ２）上に感応基板（Ｗ２）を保持し、第１、第２基板ステージのうちの一方の基板ステージ（例えばＷＳ１）上に保持された感応基板（Ｗ１）上のアライメントマークの検出を行う計測シーケンスを、他方の基板ステージ（ＷＳ２）上の感応基板（Ｗ２）の露光を行う露光シーケンスと並行して実行し、その計測シーケンスの間に、一方の基板ステージ（ＷＳ１）上の感応基板（Ｗ１）の外周近傍の表面位置情報を検出し、一方の基板ステージ（ＷＳ１）を用いた計測シーケンスと他方の基板ステージ（ＷＳ２）を用いた露光シーケンスの終了後、他方の基板ステージ（ＷＳ２）を感応基板の交換位置に移動するとともに、一方の基板ステージ（ＷＳ１）を投影光学系（ＰＬ）の像面側に移動し、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板の外周近傍のショット領域（２１０）を、前記露光領域（ＩＦ）が感応基板の外側から内側へ走査するように露光し、その露光に際して計測シーケンス中に検出された前記表面位置情報に基づいて、一方の基板ステージ（ＷＳ１）上に保持された感応基板（Ｗ１）の面位置調整を実行する投影露光方法である。
これによれば、スループットを向上させつつ、高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことができる。
また、本発明は第５の観点からすると、マスク（Ｒ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）を介して感応基板（Ｗ）上に露光する投影露光装置であって、干渉計用の反射面を有し、感応基板を保持して２次元方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動可能な第１基板ステージ（ＷＳ１）と；干渉計用の反射面を有し、感応基板を保持して第１基板ステージ（ＷＳ１）とは独立に２次元方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に移動可能な第２基板ステージ（ＷＳ２）と；投影光学系（ＰＬ）とは別に設けられ、感応基板上のアライメントマークを検出する少なくとも１つの第１アライメント系（２４ａ）と；基板ステージに設けられた基準（ＦＭ１）とマスク（Ｒ）のマークとの相対位置関係を投影光学系（ＰＬ）を介して計測する第２アライメント系（１４２）と；感応基板の表面の所定基準面に対する面位置情報を検出する面位置検出系（１３０）と；第１アライメント系（２４ａ）を用いて感応基板上のアライメントマークの検出を行う計測シーケンス中の基板ステージの位置を計測可能に配置され、その計測シーケンスの終了後に基板ステージの反射面から外れる第１干渉計測長軸（ＢＩ４Ｙ）と、投影光学系（ＰＬ）を用いて感応基板の露光を行う露光シーケンス中の基板ステージの位置を計測可能に配置され、その露光シーケンス終了後に基板ステージの反射面から外れる第２干渉計測長軸（ＢＩ３Ｙ）とを有する干渉計システムと；を備え、第１、第２基板ステージのうちの一方の基板ステージ（例えばＷＳ１）での計測シーケンスを、他方の基板ステージ（ＷＳ２）での露光シーケンスと並行して実行して、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板（Ｗ１）上のショット領域と、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に設けられた基準（ＦＭ１）との第１位置関係が求められ、その計測シーケンスの実行中に、一方の基板ステージ（ＷＳ１）上の感応基板（Ｗ１）表面の面位置情報が面位置検出系（１３０）を用いて検出され、一方の基板ステージ（ＷＳ１）を用いた計測シーケンス及び他方の基板ステージ（ＷＳ２）を用いた露光シーケンスの終了後、他方の基板ステージ（ＷＳ２）が感応基板の交換位置に移動されるとともに、一方の基板ステージ（ＷＳ１）が投影光学系（ＰＬ）の像面側の所定位置に移動され、第２アライメント系（１４２）を用いて、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に設けられた基準（ＦＭ１）とマスクのマークとの第２位置関係が計測され、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持されている感応基板（Ｗ１）上のショット領域が順次露光され、その露光の際に、その第１及び第２位置関係と前記第２干渉計測長軸を用いて計測される一方の基板ステージ（ＷＳ１）の位置とに基づいて、一方の基板ステージ（ＷＳ１）の２次元方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）の位置が制御されるとともに、その計測シーケンス中に検出された面位置情報に基づいて、一方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板（Ｗ１）の面位置調整が行われる投影露光装置である。
これによれば、スループットを向上させつつ、高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１ないし図１８に基づいて説明する。
【００７１】
図１には、第１の実施形態に係る投影露光装置１０の概略構成が示されている。この投影露光装置１０は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置である。
【００７２】
この投影露光装置１０は、ベース盤１２上を感応基板としてのウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持して独立して２次元方向に移動する第１、第２の基板ステージとしてのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２を備えたステージ装置、このステージ装置の上方に配置された投影光学系ＰＬ、投影光学系ＰＬの上方でマスクとしてのレチクルＲを主として所定の走査方向、ここではＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に駆動するレチクル駆動機構、レチクルＲを上方から照明する照明系及びこれら各部を制御する制御系等を備えている。
【００７３】
前記ステージ装置は、ベース盤１２上に不図示の空気軸受けを介して浮上支持され、Ｘ軸方向（図１における紙面左右方向）及びＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元移動可能な２つのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２と、これらのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２を駆動するステージ駆動系と、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の位置を計測する干渉計システムとを備えている。
【００７４】
これをさらに詳述すると、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の底面には不図示のエアパッド（例えば、真空予圧型空気軸受け）が複数ヶ所に設けられており、このエアパッドの空気噴き出し力と真空予圧力とのバランスにより例えば数ミクロンの間隔を保った状態で、ベース盤１２上に浮上支持されている。
【００７５】
ベース盤１２上には、図３の平面図に示されるように、Ｘ軸方向に延びる２本のＸ軸リニアガイド（例えば、いわゆるムービングコイル型のリニアモータの固定側マグネットのようなもの）１２２、１２４が平行に設けられており、これらのＸ軸リニアガイド１２２、１２４には、当該各Ｘ軸リニアガイドに沿って移動可能な各２つの移動部材１１４、１１８及び１１６、１２０がそれぞれ取り付けられている。これら４つの移動部材１１４、１１８、１１６、１２０の底面部には、Ｘ軸リニアガイド１２２又は１２４を上方及び側方から囲むように不図示の駆動コイルがそれぞれ取り付けられており、これらの駆動コイルとＸ軸リニアガイド１２２又は１２４とによって、各移動部材１１４、１１６、１１８、１２０をＸ軸方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータが、それぞれ構成されている。但し、以下の説明では、便宜上、上記移動部材１１４、１１６、１１８、１２０をＸ軸リニアモータと呼ぶものとする。
【００７６】
この内２つのＸ軸リニアモータ１１４、１１６は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸リニアガイド（例えば、ムービングマグネット型のリニアモータの固定側コイルのようなもの）１１０の両端にそれぞれ設けられ、また、残り２つのＸ軸リニアモータ１１８、１２０は、Ｙ軸方向に延びる同様のＹ軸リニアガイド１１２の両端に固定されている。従って、Ｙ軸リニアガイド１１０は、Ｘ軸リニアモータ１１４、１１６によってＸ軸リニアガイド１２２、１２４に沿って駆動され、またＹ軸リニアガイド１１２は、Ｘ軸リニアモータ１１８、１２０によってＸ軸リニアガイド１２２、１２４に沿って駆動されるようになっている。
【００７７】
一方、ウエハステージＷＳ１の底部には、一方のＹ軸リニアガイド１１０を上方及び側方から囲む不図示のマグネットが設けられており、このマグネットとＹ軸リニアガイド１１０とによってウエハステージＷＳ１をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のリニアモータが構成されている。また、ウエハステージＷＳ２の底部には、他方のＹ軸リニアガイド１１２を上方及び側方から囲む不図示のマグネットが設けられており、このマグネットとＹ軸リニアガイド１１２とによってウエハステージＷＳ２をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型のリニアモータが構成されている。
【００７８】
すなわち、本第１の実施形態では、上述したＸ軸リニアガイド１２２、１２４、Ｘ軸リニアモータ１１４、１１６、１１８、１２０、Ｙ軸リニアガイド１１０、１１２及びウエハステージＷＳ１、ＷＳ２底部の不図示のマグネット等によってウエハステージＷＳ１、ＷＳ２を独立してＸＹ２次元駆動するステージ駆動系が構成されている。このステージ駆動系は、図１のステージ制御装置３８によって制御される。
【００７９】
なお、Ｙ軸リニアガイド１１０の両端に設けられた一対のＸ軸リニアモータ１１４、１１６のトルクを若干可変する事で、ウエハステージＷＳ１に微少ヨーイングを発生させたり、除去する事も可能である。同様に、Ｙ軸リニアガイド１１２の両端に設けられた一対のＸ軸リニアモータ１１８、１２０のトルクを若干可変する事で、ウエハステージＷＳ２に微少ヨーイングを発生させたり、除去する事も可能である。
【００８０】
前記ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２上には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ１、Ｗ２が真空吸着等により固定されている。ウエハホルダは、不図示のＺ・θ駆動機構によって、ＸＹ平面に直交するＺ軸方向及びθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動されるようになっている。また、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の上面には、種々の基準マークが形成された基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２がウエハＷ１、Ｗ２とそれぞれほぼ同じ高さになるように設置されている。これらの基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２は、例えば各ウエハステージの基準位置を検出する際に用いられる。
【００８１】
また、ウエハステージＷＳ１のＸ軸方向一側の面（図１における左側面）２０とＹ軸方向一側の面（図１における紙面奥側の面）２１とは、鏡面仕上げがなされた反射面となっており、同様に、ウエハステージＷＳ２のＸ軸方向他側の面（図１における右側面）２２とＹ軸方向の一側の面２３とは、鏡面仕上げがなされた反射面となっている。これらの反射面に、後述する干渉計システムを構成する各測長軸（ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘ等）の干渉計ビームが投射され、その反射光を各干渉計で受光することにより、各反射面の基準位置（一般には投影光学系側面やアライメント光学系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位を計測し、これにより、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の２次元位置がそれぞれ計測されるようになっている。なお、干渉計システムの測長軸の構成については、後に詳述する。
【００８２】
前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、Ｚ軸方向の共通の光軸を有する複数枚のレンズエレメントから成り、両側テレセントリックで所定の縮小倍率、例えば１／５を有する屈折光学系が使用されている。このため、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光時におけるウエハステージの走査方向の移動速度は、レチクルステージの移動速度の１／５となる。
【００８３】
この投影光学系ＰＬのＸ軸方向の両側には、図１に示されるように、同じ機能を持ったオフアクシス（off-axis）方式のアライメント系２４ａ、２４ｂが、投影光学系ＰＬの光軸中心（レチクルパターン像の投影中心と一致）よりそれぞれ同一距離だけ離れた位置に設置されている。これらのアライメント系２４ａ、２４ｂは、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）系、ＦＩＡ（ Filed Image Alignment）系、ＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment ）系の３種類のアライメントセンサを有しており、基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を行うことが可能である。
【００８４】
ここで、ＬＳＡ系は、レーザ光をマークに照射して、回折・散乱された光を利用してマーク位置を計測する最も汎用性のあるセンサであり、従来から幅広いプロセスウエハに使用される。ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測するセンサであり、アルミ層やウエハ表面の非対称マークに有効に使用される。また、ＬＩＡ系は、回折格子状のマークに周波数をわずかに変えたレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させて、その位相からマークの位置情報を検出するセンサであり、低段差や表面荒れウエハに有効に使用される。
【００８５】
本第１の実施形態では、これら３種類のアライメントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハ上の３点の一次元マークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行ういわゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領域の正確な位置計測を行うファインアライメント等を行うようになっている。
【００８６】
この場合、アライメント系２４ａは、ウエハステージＷＳ１上に保持されたウエハＷ１上のアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ１上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。また、アライメント系２４ｂは、ウエハステージＷＳ２上に保持されたウエハＷ２上のアライメントマーク及び基準マーク板ＦＭ２上に形成された基準マークの位置計測等に用いられる。
【００８７】
これらのアライメント系２４ａ、２４ｂを構成する各アライメントセンサからの情報は、アライメント制御装置８０によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この結果が制御手段としての主制御装置９０に送られ、主制御装置９０からその結果に応じてステージ制御装置に対し露光時の同期位置補正等が指示されるようになっている。
【００８８】
さらに、本第１の実施形態の露光装置１０では、図１では図示を省略したが、レチクルＲの上方に、図５に示されるような、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマーク（図示省略）と基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle ）アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント顕微鏡１４２、１４４が設けられている。これらのレチクルアライメント顕微鏡１４２、１４４の検出信号は、主制御装置９０に供給されるようになっている。この場合、レチクルＲからの検出光をそれぞれレチクルアライメント顕微鏡１４２及び１４４に導くための偏向ミラー１４６及び１４８が移動自在に配置され、露光シーケンスが開始されると、主制御装置９０からの指令のもとで、不図示のミラー駆動装置によりそれぞれ偏向ミラー１４６及び１４８が待避される。なお、レチクルアライメント顕微鏡１４２、１４４と同等の構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されているのでここでは詳細な説明については省略する。
【００８９】
また、図１では図示を省略したが、投影光学系ＰＬ、アライメント系２４ａ、２４ｂのそれぞれには、図４に示されるように、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）１３０、１３２、１３４が設けられている。この内、第２の検出系としてのＡＦ／ＡＬ系１３２は、スキャン露光によりレチクルＲ上のパターンをウエハ（Ｗ１又はＷ２）上に正確に転写するには、レチクルＲ上のパターン形成面とウエハＷの露光面とが投影光学系ＰＬに関して共役になっている必要があることから、ウエハＷの露光面が投影光学系ＰＬの像面に焦点深度の範囲内で合致しているかどうか（合焦しているかどうか）を検出するために、設けられているものである。本第１の実施形態では、ＡＦ／ＡＬ系１３２として、いわゆる多点ＡＦ系が使用されている。
【００９０】
ここで、このＡＦ／ＡＬ系１３２を構成する多点ＡＦ系の詳細構成について、図５及び図６に基づいて説明する。
【００９１】
このＡＦ／ＡＬ系（多点ＡＦ系）１３２は、図５に示されるように、光ファイバ束１５０、集光レンズ１５２、パターン形成板１５４、レンズ１５６、ミラー１５８及び照射対物レンズ１６０から成る照射光学系１５１と、集光対物レンズ１６２、回転方向振動板１６４、結像レンズ１６６、受光器１６８から成る集光光学系１６１とから構成されている。
【００９２】
ここで、このＡＦ／ＡＬ系（多点ＡＦ系）１３２の上記構成各部についてその作用と共に説明する。
【００９３】
露光光ＥＬとは異なるウエハＷ１（又はＷ２）上のフォトレジストを感光させない波長の照明光が、図示しない照明光源から光ファイバ束１５０を介して導かれ、この光ファイバ束１５０から射出された照明光が、集光レンズ１５２を経てパターン形成板１５４を照明する。このパターン形成板１５４を透過した照明光は、レンズ１５６、ミラー１５８及び照射対物レンズ１６０を経てウエハＷの露光面に投影され、ウエハＷ１（又はＷ２）の露光面に対してパターン形成板１５４上のパターンの像が光軸ＡＸに対して斜めに投影結像される。ウエハＷ１で反射された照明光は、集光対物レンズ１６２、回転方向振動板１６４及び結像レンズ１６６を経て受光器１６８の受光面に投影され、受光器１６８の受光面にパターン形成板１５４上のパターンの像が再結像される。ここで、主制御装置９０は、加振装置１７２を介して回転方向振動板１６４に所定の振動を与えるとともに、受光器１６８の多数（具体的には、パターン形成板１５４のスリットパターンと同数）の受光素子からの検出信号を信号処理装置１７０に供給する。また、信号処理装置１７０は、各検出信号を加振装置１７２の駆動信号で同期検波して得た多数のフォーカス信号をステージ制御装置３８を介して主制御装置９０へ供給する。
【００９４】
この場合、パターン形成板１５４には、図６に示されるように、例えば５×９＝４５個の上下方向のスリット状の開口パターン９３−１１〜９３−５９が形成されており、これらのスリット状の開口パターンの像がウエハＷの露光面上にＸ軸及びＹ軸に対して斜め（４５°）に投影される。この結果、図４に示されるようなＸ軸及びＹ軸に対して４５°に傾斜したマトリクス配置のスリット像が形成される。なお、図４における符号ＩＦは、照明系により照明されるレチクル上の照明領域と共役なウエハ上の照明フィールドを示す。この図４からも明らかなように、投影光学系ＰＬ下の照明フィールドＩＦより２次元的に十分大きいエリアに検出用ビームが照射されている。
【００９５】
その他の第１の検出系としてのＡＦ／ＡＬ系１３０、１３４も、このＡＦ／ＡＬ系１３２と同様に構成されている。すなわち、本第１の実施形態では、露光時の焦点検出に用いられるＡＦ／ＡＬ系１３２とほぼ同一の領域をアライメントマークの計測時に用いられるＡＦ／ＡＬ機構１３０、１３４によっても検出ビームが照射可能な構成となっている。このため、アライメント系２４ａ、２４ｂによるアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のＡＦ／ＡＬ系の計測、制御によるオートフォーカス／オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測を行うことにより、高精度なアライメント計測が可能になる。換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ステージの姿勢によるオフセット（誤差）が発生しなくなる。
【００９６】
次に、レチクル駆動機構について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００９７】
このレチクル駆動機構は、レチクルベース盤３２上をレチクルＲを保持してＸＹの２次元方向に移動可能なレチクルステージＲＳＴと、このレチクルステージＲＳＴを駆動する不図示のリニアモータと、このレチクルステージＲＳＴの位置を管理するレチクル干渉計システムとを備えている。
【００９８】
これを更に詳述すると、レチクルステージＲＳＴには、図２に示されるように、２枚のレチクルＲ１、Ｒ２がスキャン方向（Ｙ軸方向）に直列に設置できる様になっており、このレチクルステージＲＳＴは、不図示のエアーベアリング等を介してレチクルベース盤３２上に浮上支持され、不図示のリニアモータ等から成る駆動機構３０（図１参照）によりＸ軸方向の微小駆動、θ方向の微小回転及びＹ軸方向の走査駆動がなされるようになっている。なお、駆動機構３０は、前述したステージ装置と同様のリニアモータを駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上及び説明の便宜上から単なるブロックとして示しているものである。このため、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲ１、Ｒ２が例えば二重露光の際に選択的に使用され、いずれのレチクルについてもウエハ側と同期スキャンできる様な構成となっている。
【００９９】
このレチクルステージＲＳＴ上には、Ｘ軸方向の一側の端部に、レチクルステージＲＳＴと同じ素材（例えばセラミック等）から成る平行平板移動鏡３４がＹ軸方向に延設されており、この移動鏡３４のＸ軸方向の一側の面には鏡面加工により反射面が形成されている。この移動鏡３４の反射面に向けて図１の干渉計システム３６を構成する測長軸ＢＩ６Ｘで示される干渉計からの干渉計ビームが照射され、干渉計ではその反射光を受光してウエハステージ側と同様にして基準面に対する相対変位を計測することにより、レチクルステージＲＳＴの位置を計測している。ここで、この測長軸ＢＩ６Ｘを有する干渉計は、実際には独立に計測可能な２本の干渉計光軸を有しており、レチクルステージのＸ軸方向の位置計測と、ヨイーング量の計測が可能となっている。この測長軸ＢＩ６Ｘを有する干渉計は、後述するウエハステージ側の測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘを有する干渉計１６、１８からのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のヨーイング情報やＸ位置情報に基づいてレチクルとウエハの相対回転（回転誤差）をキャンセルする方向にレチクルステージＲＳＴを回転制御したり、Ｘ方向同期制御を行うために用いられる。
【０１００】
一方、レチクルステージＲＳＴの走査方向（スキャン方向）であるＹ軸方向の他側（図１における紙面手前側）には、一対のコーナーキューブミラー３５、３７が設置されている。そして、不図示の一対のダブルパス干渉計から、これらのコーナーキューブミラー３５、３７に対して図２に測長軸ＢＩ７Ｙ、ＢＩ８Ｙで示される干渉計ビームが照射され、レチクルベース盤３２上の反射面にコーナーキューブミラー３５、３７より戻され、そこで反射したそれぞれの反射光が同一光路を戻り、それぞれのダブルパス干渉計で受光され、それぞれのコーナーキューブミラー３５、３７の基準位置（レファレンス位置で前記レチクルベース盤３２上の反射面）からの相対変位が計測される。そして、これらのダブルパス干渉計の計測値が図１のステージ制御装置３８に供給され、その平均値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置が計測される。このＹ軸方向位置の情報は、ウエハ側の測長軸ＢＩ３Ｙを有する干渉計の計測値に基づくレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ１又はＷＳ２との相対位置の算出、及びこれに基づく走査露光時の走査方向（Ｙ軸方向）のレチクルとウエハの同期制御に用いられる。
【０１０１】
すなわち、本第１の実施形態では、干渉計３６及び測長軸ＢＩ７Ｙ、ＢＩ８Ｙで示される一対のダブルパス干渉計によってレチクル干渉計システムが構成されている。
【０１０２】
次に、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置を管理する干渉計システムについて、図１ないし図３を参照しつつ説明する。
【０１０３】
これらの図に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心とアライメント系２４ａ、２４ｂのそれぞれの検出中心とを通る第１軸（Ｘ軸）に沿ってウエハステージＷＳ１のＸ軸方向一側の面には、図１の干渉計１６からの第１測長軸ＢＩ１Ｘで示される干渉計ビームが照射され、同様に、第１軸に沿ってウエハステージＷＳ２のＸ軸方向の他側の面には、図１の干渉計１８からの第２測長軸ＢＩ２Ｘで示される干渉計ビームが照射されている。そして、干渉計１６、１８ではこれらの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、干渉計１６、１８は、図２に示されるように、各３本の光軸を有する３軸干渉計であり、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のＸ軸方向の計測以外に、チルト計測及びθ計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できる様になっている。ここで、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のθ回転を行う不図示のθステージ及びＺ軸方向の微小駆動及び傾斜駆動を行う基板駆動系としてのＺ・レベリングステージＲＳ１、ＲＳ２は、実際には、反射面の下にあるので、ウエハステージのチルト制御時の駆動量は全て、これらの干渉計１６、１８によりモニターする事ができる（基板駆動系）。
【０１０４】
なお、第１測長軸ＢＩ１Ｘ、第２測長軸ＢＩ２Ｘの各干渉計ビームは、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の移動範囲の全域で常にウエハステージＷＳ１、ＷＳ２に当たるようになっており、従って、Ｘ軸方向については、投影光学系ＰＬを用いた露光時、アライメント系２４ａ、２４ｂの使用時等いずれのときにもウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の位置は、第１測長軸ＢＩ１Ｘ、第２測長軸ＢＩ２Ｘの計測値に基づいて管理される。
【０１０５】
また、図２及び図３に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心で第１軸（Ｘ軸）と垂直に交差する第３測長軸ＢＩ３Ｙを有する干渉計と、アライメント系２４ａ、２４ｂのそれぞれの検出中心で第１軸（Ｘ軸）とそれぞれ垂直に交差する第４測長軸としての測長軸ＢＩ４Ｙ、ＢＩ５Ｙをそれぞれ有する干渉計とが設けられている（但し、図中では測長軸のみが図示されている）。
【０１０６】
本第１の実施形態の場合、投影光学系ＰＬを用いた露光時のウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のＹ方向位置計測には、投影光学系の投影中心、すなわち光軸ＡＸを通過する測長軸ＢＩ３Ｙの干渉計の計測値が用いられ、アライメント系２４ａの使用時のウエハステージＷＳ１のＹ方向位置計測には、アライメント系２４ａの検出中心、すなわち光軸ＳＸを通過する測長軸ＢＩ４Ｙの計測値が用いられ、アライメント系２４ｂ使用時のウエハステージＷＳ２のＹ方向位置計測には、アライメント系２４ｂの検出中心、すなわち光軸ＳＸを通過する測長軸ＢＩ５Ｙの計測値が用いられる。
【０１０７】
従って、各使用条件により、Ｙ軸方向の干渉計測長軸がウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の反射面より外れる事となるが、少なくとも一つの測長軸、すなわち測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２ＸはそれぞれのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の反射面から外れることがないので、使用する干渉計光軸が反射面上に入った適宜な位置でＹ側の干渉計のリセットを行うことができる。この干渉計のリセット方法については、後に詳述する。
【０１０８】
なお、上記Ｙ計測用の測長軸ＢＩ３Ｙ、ＢＩ４Ｙ、ＢＩ５Ｙの各干渉計は、各２本の光軸を有する２軸干渉計であり、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２のＹ軸方向の計測以外に、チルト計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようにになっている
本第１の実施形態では、干渉計１６、１８及び測長軸ＢＩ３Ｙ、ＢＩ４Ｙ、ＢＩ５Ｙを有する３つの干渉計の合計５つの干渉計によって、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の2次元座標位置を管理する干渉計システムが構成されている。
【０１０９】
また、本第１の実施形態では、後述するように、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の内の一方が露光シーケンスを実行している間、他方はウエハ交換、ウエハアライメントシーケンスを実行するが、この際に両ステージの干渉がないように、各干渉計の出力値に基づいて主制御装置９０の指令に応じてステージ制御装置３８により、ウエハステージＷＳ１、ＷＳ２の移動が管理されている。
【０１１０】
次に、照明系について、図１に基づいて説明する。この照明系は、図１に示されるように、露光光源４０、シャッタ４２、ミラー４４、ビームエキスパンダ４６、４８、第１フライアイレンズ５０、レンズ５２、振動ミラー５４、レンズ５６、第２フライアイレンズ５８、レンズ６０、固定ブラインド６２、可動ブラインド６４、リレーレンズ６６、６８等から構成されている。
【０１１１】
ここで、この照明系の上記構成各部についてその作用とともに説明する。
【０１１２】
光源であるＫｒＦエキシマレーザと減光システム（減光板、開口絞り等）よりなる光源部４０から射出されたレーザ光は、シャッタ４２を透過した後、ミラー４４により偏向されて、ビームエキスパンダ４６、４８により適当なビーム径に整形され、第１フライアイレンズ５０に入射される。この第１フライアイレンズ５０に入射された光束は、２次元的に配列されたフライアイレンズのエレメントにより複数の光束に分割され、レンズ５２、振動ミラー５４、レンズ５６により再び各光束が異なった角度より第２フライアイレンズ５８に入射される。この第２フライアイレンズ５８より射出された光束は、レンズ６０により、レチクルＲと共役な位置に設置された固定ブラインド６２に達し、ここで所定形状にその断面形状が規定された後、レチクルＲの共役面から僅かにデフォーカスされた位置に配置された可動ブラインド６４を通過し、リレーレンズ６６、６８を経て均一な照明光として、レチクルＲ上の上記固定ブラインド６２によって規定された所定形状、ここでは矩形スリット状の照明領域ＩＡ（図２参照）を照明する。
【０１１３】
次に、制御系について図１に基づいて説明する。この制御系は、装置全体を統括的に制御する主制御装置９０を中心に、この主制御装置９０の配下にある露光量制御装置７０及びステージ制御装置３８等から構成されている。
【０１１４】
ここで、制御系の上記構成各部の動作を中心に本第１の実施形態に係る投影露光装置１０の露光時の動作について説明する。
【０１１５】
露光量制御装置７０は、レチクルＲとウエハ（Ｗ１又はＷ２）との同期走査が開始されるのに先立って、シャッタ駆動装置７２に指示してシャッタ駆動部７４を駆動させてシャッタ４２をオープンする。
【０１１６】
この後、ステージ制御装置３８により、主制御装置９０の指示に応じてレチクルＲとウエハ（Ｗ１又はＷ２）、すなわちレチクルステージＲＳＴとウエハステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）の同期走査（スキャン制御）が開始される。この同期走査は、前述した干渉計システムの測長軸ＢＩ３Ｙと測長軸ＢＩ１Ｘ又はＢＩ２Ｘ及びレチクル干渉計システムの測長軸ＢＩ７Ｙ、ＢＩ８Ｙと測長軸ＢＩ６Ｘの計測値をモニタしつつ、ステージ制御装置３８によってレチクル駆動部３０及びウエハステージの駆動系を構成する各リニアモータを制御することにより行われる。
【０１１７】
そして、両ステージが所定の許容誤差以内に等速度制御された時点で、露光量制御装置７０では、レーザ制御装置７６に指示してパルス発光を開始させる。これにより、照明系からの照明光により、その下面にパターンがクロム蒸着されたレチクルＲの前記矩形の照明領域ＩＡが照明され、その照明領域内のパターンの像が投影光学系ＰＬにより１／５倍に縮小され、その表面にフォトレジストが塗布されたウエハ（Ｗ１又はＷ２）上に投影露光される。ここで、図２からも明らかなように、レチクル上のパターン領域に比べ照明領域ＩＡの走査方向のスリット幅は狭く、上記のようにレチクルＲとウエハ（Ｗ１又はＷ２）とを同期走査することで、パターンの全面の像がウエハ上のショット領域に順次形成される。
【０１１８】
ここで、前述したパルス発光の開始と同時に、露光量制御装置７０は、ミラー駆動装置７８に指示して振動ミラー５４を駆動させ、レチクルＲ上のパターン領域が完全に照明領域ＩＡ（図２参照）を通過するまで、すなわちパターンの全面の像がウエハ上のショット領域に形成されるまで、連続してこの制御を行うことで２つのフライアイレンズ５０、５８で発生する干渉縞のムラ低減を行う。
【０１１９】
また、上記の走査露光中にショットエッジ部でのレチクル上の遮光領域よりも外に照明光が漏れないように、レチクルＲとウエハＷのスキャンと同期して可動ブラインド６４がブラインド制御装置３９によって駆動制御されており、これらの一連の同期動作がステージ制御装置３８により管理されている。
【０１２０】
ところで、上述したレーザ制御装置７６によるパルス発光は、ウエハＷ１、Ｗ２上の任意の点が照明フィールド幅（ｗ）を通過する間にｎ回（ｎは正の整数）発光する必要があるため、発振周波数をｆとし、ウエハスキャン速度をＶとすると、次式（１）を満たす必要がある。
【０１２１】
ｆ／ｎ＝Ｖ／ｗ ………………（１）
また、ウエハ上に照射される１パルスの照射エネルギーをＰとし、レジスト感度をＥとすると、次式（２）を満たす必要がある。
【０１２２】
ｎＰ＝Ｅ ………………（２）
このように、露光量制御装置７０は、照射エネルギーＰや発振周波数ｆの可変量について全て演算を行い、レーザ制御装置７６に対して指令を出して露光光源４０内に設けられた減光システムを制御することによって照射エネルギーＰや発振周波数ｆを可変させたり、シャッタ駆動装置７２やミラー駆動装置７８を制御するように構成されている。
【０１２３】
さらに、主制御装置９０では、例えば、スキャン露光時に同期走査を行うレチクルステージとウエハステージの移動開始位置（同期位置）を補正する場合、各ステージを移動制御するステージ制御装置３８に対して補正量に応じたステージ位置の補正を指示する。
【０１２４】
更に、本第１の実施形態の投影露光装置では、ウエハステージＷＳ１との間でウエハの交換を行う第１の搬送システムと、ウエハステージＷＳ２との間でウエハ交換を行う第２の搬送システムとが設けられている。
【０１２５】
第１の搬送システムは、図７に示されるように、左側のウエハローディング位置にあるウエハステージＷＳ１との間で後述するようにしてウエハ交換を行う。この第１の搬送システムは、Ｙ軸方向に延びる第１のローディングガイド１８２、このローディングガイド１８２に沿って移動する第１のスライダ１８６及び第２のスライダ１９０、第１のスライダ１８６に取り付けられた第１のアンロードアーム１８４、第２のスライダ１９０に取り付けられた第１のロードアーム１８８等を含んで構成される第１のウエハローダと、ウエハステージＷＳ１上に設けられた３本の上下動部材から成る第１のセンターアップ１８０とから構成される。
【０１２６】
ここで、この第１の搬送システムによるウエハ交換の動作について、簡単に説明する。
【０１２７】
ここでは、図７に示されるように、左側のウエハローディング位置にあるウエハステージＷＳ１上にあるウエハＷ１’と第１のウエハローダにより搬送されてきたウエハＷ１とが交換される場合について説明する。
【０１２８】
まず、主制御装置９０では、ウエハステージＷＳ１上の不図示のウエハホルダのバキュームを不図示のスイッチを介してオフし、ウエハＷ１’の吸着を解除する。
【０１２９】
次に、主制御装置９０では、不図示のセンターアップ駆動系を介してセンターアップ１８０を所定量上昇駆動する。これにより、ウエハＷ１’が所定位置まで持ち上げられる。この状態で、主制御装置９０では、不図示のウエハローダ制御装置に第１のアンロードアーム１８４の移動を支持する。これにより、ウエハローダ制御装置により第１のスライダ１８６が駆動制御され、第１のアンロードアーム１８４がローディングガイド１８２に沿ってウエハステージＷＳ１上まで移動してウエハＷ１’の真下に位置する。
【０１３０】
この状態で、主制御装置９０では、センターアップ１８０を所定位置まで下降駆動させる。このセンターアップ１８０の下降の途中で、ウエハＷ１’が第１のアンロードアーム１８４に受け渡されるので、主制御装置９０ではウエハローダ制御装置に第１のアンロードアーム１８４のバキューム開始を指示する。これにより、第１のアンロードアーム１８４にウエハＷ１’が吸着保持される。
【０１３１】
次に、主制御装置９０では、ウエハローダ制御装置に第１のアンロードアーム１８４の退避と第１のロードアーム１８８の移動開始を指示する。これにより、第１のスライダ１８６と一体的に第１のアンロードアーム１８４が図７の−Ｙ方向に移動を開始すると同時に第２のスライダ１９０がウエハＷ１を保持した第１のロードアーム１８８と一体的に＋Ｙ方向に移動を開始する。そして、第１のロードアーム１８８がウエハステージＷＳ１の上方に来たとき、ウエハローダ制御装置により第２のスライダ１９０が停止されるとともに第１のロードアーム１８８のバキュームが解除される。
【０１３２】
この状態で、主制御装置９０ではセンターアップ１８０を上昇駆動し、センターアップ１８０によりウエハＷ１を下方から持ち上げさせる。次いで、主制御装置９０ではウエハローダ制御装置にロードアームの退避を指示する。これにより、第２のスライダ１９０が第１のロードアーム１８８と一体的に−Ｙ方向に移動を開始して第１のロードアーム１８８の退避が行われる。この第１のロードアーム１８８の退避開始と同時に主制御装置９０では、センターアップ１８０の下降駆動を開始してウエハＷ１をウエハステージＷＳ１上の不図示のウエハホルダに載置させ、当該ウエハホルダのバキュームをオンにする。これにより、ウエハ交換の一連のシーケンスが終了する。
【０１３３】
第２の搬送システムは、同様に、図８に示されるように、右側のウエハローディング位置にあるウエハステージＷＳ２との間で上述と同様にしてウエハ交換を行う。この第２の搬送システムは、Ｙ軸方向に延びる第２のローディングガイド１９２、この第２のローディングガイド１９２に沿って移動する第３のスライダ１９６及び第４のスライダ２００、第３のスライダ１９６に取り付けられた第２のアンロードアーム１９４、第４のスライダ２００に取り付けられた第２のロードアーム１９８等を含んで構成される第２のウエハローダと、ウエハステージＷＳ２上に設けられた不図示の第２のセンターアップとから構成される。
【０１３４】
次に、図７及び図８に基づいて、本第１の実施形態の特徴である２つのウエハステージによる並行処理について説明する。
【０１３５】
図７には、ウエハステージＷＳ２上のウエハＷ２を投影光学系ＰＬを介して露光動作を行っている間に、左側ローディング位置にて上述の様にしてウエハステージＷＳ１と第１の搬送システムとの間でウエハの交換が行われている状態の平面図が示されている。この場合、ウエハステージＷＳ１上では、ウエハ交換に引き続いて後述するようにしてアライメント動作が行われる。なお、図７において、露光動作中のウエハステージＷＳ２の位置制御は、干渉計システムの測長軸ＢＩ２Ｘ、ＢＩ３Ｙの計測値に基づいて行われ、ウエハ交換とアライメント動作が行われるウエハステージＷＳ１の位置制御は、干渉計システムの測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ４Ｙの計測値に基づいて行われる。
【０１３６】
この図７に示される左側のローディング位置ではアライメント系２４ａの真下にウエハステージＷＳ１の基準マーク板ＦＭ１上の基準マークが来るような配置となっている。このため、主制御装置９０では、アライメント系２４ａにより基準マーク板ＦＭ１上の基準マークを計測する以前に、干渉計システムの測長軸ＢＩ４Ｙの干渉計のリセットを実施している。
【０１３７】
上述したウエハ交換、干渉計のリセットに引き続いて、サーチアライメントが行われる。そのウエハ交換後に行われるサーチアライメントとは、ウエハＷ１の搬送中になされるプリアライメントだけでは位置誤差が大きいため、ウエハステージＷＳ１上で再度行われるプリアライメントのことである。具体的には、ステージＷＳ１上に載置されたウエハＷ１上に形成された３つのサーチアライメントマーク（図示せず）の位置をアライメント系２４ａのＬＳＡ系のセンサ等を用いて計測し、その計測結果に基づいてウエハＷ１のＸ、Ｙ、θ方向の位置合わせを行う。このサーチアライメントの際の各部の動作は、主制御装置９０により制御される。
【０１３８】
このサーチアライメントの終了後、ウエハＷ１上の各ショット領域の配列をここではＥＧＡを使って求めるファインアライメントが行われる。具体的には、干渉計システム（測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ４Ｙ）により、ウエハステージＷＳ１の位置を管理しつつ、設計上のショット配列データ（アライメントマーク位置データ）をもとに、ウエハステージＷＳ１を順次移動させつつ、ウエハＷ１上の所定のサンプルショットのアライメントマーク位置をアライメント系２４ａのＦＩＡ系のセンサ等で計測し、この計測結果とショット配列の設計座標データに基づいて最小自乗法による統計演算により、全てのショット配列データを演算する。なお、このＥＧＡの際の各部の動作は主制御装置９０により制御され、上記の演算は主制御装置９０により行われる。なお、この演算結果は、基準マーク板ＦＭ１の基準マーク位置を基準とする座標系に変換しておくことが望ましい。
【０１３９】
本第１の実施形態の場合、前述したように、アライメント系２４ａによる計測時に、露光時と同じＡＦ／ＡＬ系１３２（図４参照）の計測、制御によるオートフォーカス／オートレベリングを実行しつつアライメントマークの位置計測が行われ、アライメント時と露光時との間にステージの姿勢によるオフセット（誤差）を生じさせないようにすることができる。
【０１４０】
ウエハステージＷＳ１側で、上記のウエハ交換、アライメント動作が行われている間に、ウエハステージＷＳ２側では、図９に示されるような２枚のレチクルＲ１、Ｒ２を使い、露光条件を変えながら連続してステップ・アンド・スキャン方式により二重露光が行われる。
【０１４１】
具体的には、前述したウエハＷ１側と同様にして、事前にＥＧＡによるファインアライメントが行われており、この結果得られたウエハＷ２上のショット配列データ（基準マーク板ＦＭ２上の基準マークを基準とする）に基づいて、順次ウエハＷ２上のショット領域を投影光学系ＰＬの光軸下方に移動させた後、各ショット領域の露光の都度、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳ２とを走査方向に同期走査させることにより、スキャン露光が行われる。このようなウエハＷ２上の全ショット領域に対する露光がレチクル交換後にも連続して行われる。具体的な二重露光の露光順序としては、図１０（Ａ）に示されるように、ウエハＷ１の各ショット領域をレチクルＲ２（Ａパターン）を使ってＡ１〜Ａ１２まで順次スキャン露光を行った後、駆動系３０を用いてレチクルステージＲＳＴを走査方向に所定量移動してレチクルＲ１（Ｂパターン）を露光位置に設定した後、図１０（Ｂ）に示されるＢＩ１Ｘ〜ＢＩ１Ｘ２の順序でスキャン露光を行う。この時、レチクルＲ２とレチクルＲ１では露光条件（ＡＦ／ＡＬ、露光量）や透過率が異なるので、レチクルアライメント時にそれぞれの条件を計測し、その結果に応じて条件の変更を行う必要がある。
【０１４２】
このウエハＷ２の二重露光中の各部の動作も主制御装置９０によって制御される。
【０１４３】
上述した図７に示す２つのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２上で並行して行われる露光シーケンスとウエハ交換・アライメントシーケンスとは、先に終了したウエハステージの方が待ち状態となり、両方の動作が終了した時点で図８に示す位置までウエハステージＷＳ１、ＷＳ２が移動制御される。そして、露光シーケンスが終了したウエハステージＷＳ２上のウエハＷ２は、右側ローディングポジションでウエハ交換がなされ、アライメントシーケンスが終了したウエハステージＷＳ１上のウエハＷ１は、投影光学系ＰＬの下で露光シーケンスが行われる。
【０１４４】
図８に示される右側ローディングポジションでは、左側ローディングポジションと同様にアライメント系２４ｂの下に基準マーク板ＦＭ２上の基準マークが来るように配置されており、前述のウエハ交換動作とアライメントシーケンスとが実行される事となる。勿論、干渉計システムの測長軸ＢＩ５Ｙの干渉計のリセット動作は、アライメント系２４ｂによる基準マーク板ＦＭ２上のマーク検出に先立って実行されている。
【０１４５】
次に、図７の状態から図８の状態へ移行する際の、主制御装置９０による干渉計のリセット動作について説明する。
【０１４６】
ウエハステージＷＳ１は、左側ローディングポジションでアライメントを行った後に、図８に示される投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ中心（投影中心）の真下に基準板ＦＭ１上の基準マークが来る位置まで移動されるが、この移動の途中で測長軸ＢＩ４Ｙの干渉計ビームが、ウエハステージＷＳ１の反射面２１に入射されなくなるので、アライメント終了後直ちに図８の位置までウエハステージを移動させることは困難である。このため、本第１の実施形態では、次のような工夫をしている。
【０１４７】
すなわち、先に説明したように、本第１の実施形態では、左側ローディングポジションにウエハステージＷＳ１がある場合に、アライメント系２４ａの真下に基準マーク板ＦＭ１が来るように設定されており、この位置で測長軸ＢＩ４Ｙの干渉計がリセットされているので、この位置までウエハステージＷＳ１を一旦戻し、その位置から予めわかっているアライメント系２４ａの検出中心と投影光学系ＰＬの光軸中心（投影中心）との距離（便宜上ＢＬとする）にもとづいて、干渉計ビームの切れることのない測長軸ＢＩ１Ｘの干渉計１６の計測値をモニタしつつ、ウエハステージＷＳ１を距離ＢＬだけＸ軸方向右側に移動させる。これにより、図８に示される位置までウエハステージＷＳ１が移動されることになる。そして、主制御装置９０では、レチクルアライメント顕微鏡１４２、１４４の少なくとも一方を用いて、基準マーク板ＦＭ１上のマークとレチクルマークとの相対位置関係を計測するのに先立って測長軸ＢＩ３Ｙの干渉計をリセットする。リセット動作は、次に使用する測長軸がウエハステージ側面を照射できるようになった時点で実行することができる。
【０１４８】
このように、干渉計のリセット動作を行っても高精度アライメントが可能な理由は、アライメント系２４ａにより基準マーク板ＦＭ１上の基準マークを計測した後、ウエハＷ１上の各ショット領域のアライメントマークを計測することにより、基準マークと、ウエハマークの計測により算出された仮想位置との間隔を同一のセンサにより算出しているためである。この時点で基準マークと露光すべき位置の相対距離が求められていることから、露光前にレチクルアライメント顕微鏡１４２、１４４により露光位置と基準マーク位置との対応がとれていれば、その値に前記相対距離を加えることにより、Ｙ軸方向の干渉計の干渉計ビームがウエハステージの移動中に切れて再度リセットを行ったとしても高精度な露光動作を行うことができるのである。
【０１４９】
なお、アライメント終了位置から図８の位置にウエハステージＷＳ１が移動する間に、測長軸ＢＩ４Ｙが切れないような場合には、測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ４Ｙの計測値をモニタしつつ、アライメント終了後に直ちに、図８の位置までウエハステージを直線的に移動させてもよいことは勿論である。この場合、ウエハステージＷＳ１のＹ軸と直交する反射面２１に投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通る測長軸ＢＩ３Ｙがかかった時点で干渉計のリセット動作を行うようにしても良い。
【０１５０】
上記と同様にして、露光終了位置からウエハステージＷＳ２を図８に示される右側のローディングポジションまで移動させ、測長軸ＢＩ５Ｙの干渉計のリセット動作を行えば良い。
【０１５１】
また、図１１には、ウエハステージＷＳ１上に保持されるウエハＷ１上の各ショット領域を順次露光する露光シーケンスのタイミングの一例が示されており、図１２には、これと並列的に行われるウエハステージＷＳ２上に保持されるウエハＷ２上のアライメントシーケンスのタイミングが示されている。本第１の実施形態では、２つのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２を独立して２次元方向に移動させながら、各ウエハステージ上のウエハＷ１、Ｗ２に対して露光シーケンスとウエハ交換・アライメントシーケンスとを並行して行うことにより、スループットの向上を図っている。
【０１５２】
ところが、２つのウエハステージを使って２つの動作を同時並行処理する場合は、一方のウエハステージ上で行われる動作が外乱要因として、他方のウエハステージで行われる動作に影響を与える場合がある。また、逆に、一方のウエハステージ上で行われる動作が他方のウエハステージで行われる動作に影響を与えない動作もある。そこで、本第１の実施形態では、並行処理する動作の内、外乱要因となる動作とならない動作とに分けて、外乱要因となる動作同士、あるいは外乱要因とならない動作同士が同時に行われるように、各動作のタイミング調整が図られる。
【０１５３】
例えば、スキャン露光中は、ウエハＷ１とレチクルＲとを等速で同期走査させることから外乱要因とならない上、他からの外乱要因を極力排除する必要がある。このため、一方のウエハステージＷＳ１上でのスキャン露光中は、他方のウエハステージＷＳ２上のウエハＷ２で行われるアライメントシーケンスにおいて静止状態となるようにタイミング調整がなされる。すなわち、アライメントシーケンスにおけるマーク計測は、ウエハステージＷＳ２をマーク位置で静止させた状態で行われるため、スキャン露光にとって外乱要因とならず、スキャン露光中に並行してマーク計測を行うことができる。これを図１１及び図１２で見ると、図１１においてウエハＷ１に対し動作番号「１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３」で示されるスキャン露光と、図１２においてウエハＷ２に対し動作番号「１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３」で示される各アライメントマーク位置におけるマーク計測動作が相互に同期して行われていることがわかる。一方、アライメントシーケンスにおいても、スキャン露光中は、等速運動なので外乱とはならず高精度計測が行えることになる。
【０１５４】
また、ウエハ交換時においても同様のことが考えられる。特に、ロードアームからウエハをセンターアップに受け渡す際に生じる振動等は、外乱要因となり得るため、スキャン露光前、あるいは、同期走査が等速度で行われるようになる前後の加減速時（外乱要因となる）に合わせてウエハの受け渡しをするようにしても良い。
【０１５５】
上述したタイミング調整は、主制御装置９０によって行われる。
【０１５６】
次に、本第１実施形態の投影露光装置１０において、アライメント系２４ａに設けられたＡＦ／ＡＬ系１３０、又はアライメント系２４ｂに設けられたＡＦ／ＡＬ系１３４を用いてアライメント時にウエハのＡＦ計測を行い、この計測結果と、投影光学系ＰＬに設けられたＡＦ／ＡＬ系１３２によるウエハのＡＦ計測結果とに基づいて露光時に、フォーカス・レベリング制御を行う方法について説明する。
【０１５７】
ウエハＷ上の各ショット領域に対する露光順序は、前述したように、▲１▼スキャン時加減速時間、▲２▼整定時間、▲３▼露光時間、▲４▼隣接ショットへのステッピング時間等の▲１▼〜▲４▼の各パラメータにより決定されるが、一般にレチクルステージの加減速が律速条件となるため、縦ステッピング（図１３のＹ方向へのステッピング）により２ショットステッピングが行われない場合は、ウエハを±Ｙ方向に交互に走査する（図１３のＸ方向に隣接するショットを順次走査露光する）のが最も効率が良くなる。
【０１５８】
図１３には、このようにして決定されたウエハＷ１上のショット領域２１０の露光順序が示されている。この図１３は、ウエハＷ１内に全てのショット配列が入っている場合の例である。
【０１５９】
本実施形態においても、各ショット領域の露光に先立って、特開平６−２８３４０３号公報等に記載されるような完全先読み制御が行われるのであるが、図１３に示されるような最も効率の良い露光順序で露光を行なおうとすると、図１３中の符号Ａ、Ｂ、Ｃで示される各位置では、先読み用のＡＦ検出点がウエハＷ１の外周にかかるため、部分的にウエハＷ１の面上を計測（検出）できないＡＦ検出点が発生する。このような場合には、上記の完全先読み制御を行なうことができない。
【０１６０】
これを更に詳述する。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、図１３中にＡ、Ｂ、Ｃで示される各位置で先読み用のＡＦ計測を行う場合の拡大平面図がそれぞれ示されている。なお、実際には、レチクル上の照明領域ＩＡに共役な露光領域ＩＦ及びＡＦ検出点ＡＦ１〜ＡＦ５等が固定で、これらに対しウエハＷ１が走査されるのであるが、便宜上、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においては、露光領域ＩＦ及びＡＦ検出点がウエハ面に対して走査されるように図示されている。従って、以下の説明においては、実際のウエハＷ１の走査方向と反対方向をスキャン方向として説明する。
【０１６１】
この場合、露光領域ＩＦの走査方向（紙面の上下方向）の一方側には、第２検出系としてのＡＦ検出点ＡＦ１〜ＡＦ５が非走査方向（紙面の左右方向）に配列され（図１４（Ａ）参照）、また、露光領域ＩＦの走査方向の他方側には、第２検出系としてのＡＦ検出点ＡＢ１〜ＡＢ５が非走査方向に配列されているものとする（図１４（Ｂ）参照）。
【０１６２】
図１４（Ａ）において＋Ｙ方向にスャンしながらＡＦ計測を行う場合、検出点ＡＦ１及びＡＦ２がウエハＷ１面上を外れており、また、図１４（Ｂ）と（Ｃ）の場合もウエハＷ１面上を検出点（ＡＢ１〜ＡＢ５，ＡＦ４及びＡＦ５）が外れていることから、前述した先読み制御を行うことができなくなるのである。
【０１６３】
このような場合、従来においては、上記Ａ、Ｂ、Ｃの位置において検出点がウエハＷ１面上から外れないようにするため、ウエハＷ１の内側から外側に向けてスキャン（内スキャンという）を行うようにスキャン方向の反転を行なっていたが、スキャン方向を反転させると、上記のように決定された露光順序が変更される結果、スループットが低下するという不都合がある。
【０１６４】
かかるスループットの低下を防止するため、図１５（比較例）に示されるように、先読み用のＡＦ検出点（例えば、ＡＦ１〜ＡＦ５）が全てのウエハ面上に存在して計測可能になった時点ＤでＡＦ計測を開始し、オートフォーカス、オートレベリング制御（以下、ＡＦ／ＡＬ制御という）を実施する方法を採用すると、ＡＦ／ＡＬの追従の位相遅れによる誤差が追従終了点Ｅ〜Ｆの間で発生する。なお、この図１５における点Ｅは、正常な先読み制御が行われる場合の追従完了位置を示すものであり、これより明らかなように、このようなＡＦ計測ではＡＦ／ＡＬ制御精度を悪化させることがわかる。
【０１６５】
そこで、本第１の実施形態では、ウエハ露光時の先読み制御に先立って、アライメント系２４ａに設けられたＡＦ／ＡＬ系１３０、又はアライメント系２４ｂに設けられたＡＦ／ＡＬ系１３４を用いてアライメント時にウエハＷ１のＡＦ計測を、露光時と同じ条件で行なうことにより、上記のＡＦ／ＡＬの追従の位相遅れによる誤差であるＡＦ／ＡＬ制御精度の悪化を防止しようとするものである。なお、上記ＡＦ／ＡＬ系１３０あるいはＡＦ／ＡＬ系１３４には、上述した投影光学系ＰＬに設けられているのと同じ条件でウエハＷ１表面をＡＦ／ＡＬ計測することができる第１検出系としてのＡＦ検出点（ＡＦ１〜ＡＦ５に相当：図１４（Ａ）参照）及びＡＦ検出点（ＡＢ１〜ＡＢ５に相当：図１４（Ｂ）参照）を有している。
【０１６６】
すなわち、図１６に示されるように、アライメントが行われるウエハＷ１では、ＥＧＡの計測点数がＡＬ１〜ＡＬ６（６点）であって、その間に露光シーケンスと同じ方向でＡＦ計測が計測点Ｃ，Ａ，Ｂにて行われる。この場合も、２つの基板ステージの動作が互いに影響し合うことがない様にするため、ステッピング動作同士（外乱要因動作同士）、あるいは露光動作とアライメント動作（非外乱要因動作）同士を同期させるとともに、互いに干渉しない順序でステージを移動するようにしている。この場合、露光時間＞アライメント時間＋先読み計測時間となっているものとする。
【０１６７】
図１７には、図１６のＡ点における本発明の特徴であるアライメント時のＡＦ計測による検出点ＡＦ１〜ＡＦ５までの計測結果が示されている。図１７では、図を簡略化するため、ウエハ面位置をレベリングを０として示したが、通常はＡＦ１〜ＡＦ５までの結果がばらついているのが一般的である。
【０１６８】
この場合、図１４（Ａ）に示されるように、検出点ＡＦ４及びＡＦ５では、ＡＦ計測を正常に行うことができるので、図１７においてもそのＡＦ計測値はウエハ面位置を示している。これに対し、検出点ＡＦ３，ＡＦ２，ＡＦ１は、走査方向に移動するにつれて順次ウエハ面位置を示す様になる。このようにして、ウエハ外周近傍のショット領域のフォーカス計測を予め行っておくと、次の露光シーケンスでは、例えば図１６中のＡ、Ｂ、Ｃの各位置においてどのような計測値を示すかが分かるため、実際の露光時の先読み制御の際には、図１８に示されるように、図１５の場合に比べ、ウエハ面位置の計測再現性の誤差の範囲内でウエハ位置を目標位置（０）に近づけておく事ができる。すなわち、フォーカスの追い込みを迅速に行なうことができる。
【０１６９】
もともとオートフォーカスの追従制御応答は、特開平６―２８３４０３号公報に示されるように、１次応答として、絶対誤差の３０％分追従できる条件であり、初期の絶対値誤差を小さくする事によって、追従終了点Ｆが早くなり（許容値が同じため）、正常な先読み制御が行われていた時の追従完了点Ｅよりも更に前に追従を終了させる事が可能となる。
【０１７０】
以上説明したように、本第１の実施形態の投影露光装置１０によると、ウエハを保持する２つのウエハステージを独立して移動させ、一方のステージ上でウエハ交換及びアライメント動作を行い、他方のステージ上で露光動作を並行して行い、上記のアライメントの際に、アライメント系のＡＦ／ＡＬ系を使ってウエハ面のＡＦ計測を行うこととし、両方の動作が終了した時点で、お互いの動作を切り換える事としたので、ウエハ外周でフォーカス計測を事前に実施し、その結果を用いることで、露光時に先読み位置にウエハ表面が無いようなウエハ外周の近傍でウエハの外側から内側へ向けてスキャン露光するショット領域であってもフォーカスの迅速な追い込みが可能であり、先読み制御の追従の遅れを防止することができる。従って、高精度でフォーカス、レベリング制御が可能であるとともに、ウエハ外周の近傍のショット領域をウエハの外側から内側へ向けてスキャン露光する場合であっても内スキャンを採用する必要がなく、最も効率の良い露光順序で各ショット領域を露光することができるのでスループットの向上が可能である。
【０１７１】
また、上記のアライメント時のＡＦ計測は、外周ショットの走査露光時と同じ方向から走査しながら行われるので、ステージの走り方向等に依存したオフセット等を除去したフォーカス制御が可能となる。
【０１７２】
また、上記第１の実施形態の投影露光装置１０によると、２枚のウエハをそれぞれ独立に保持する２つのウエハステージを具備し、これら２つのウエハステージをＸＹＺ方向に独立に移動させて、一方のウエハステージでウエハ交換とアライメント動作を実行する間に、他方のウエハステージで露光動作を実行する事とし、両方の動作が終了した時点でお互いの動作を切り換えるようにしたことから、スループットを大幅に向上させることが可能になる。
【０１７３】
また、上記第１の実施形態によると、投影光学系ＰＬを挟んでマーク検出を行う少なくとも２つのアライメント系を具備しているため、２つのウエハステージを交互にずらすことにより、各アライメント系を交互に使って行われるアライメント動作と露光動作とを並行処理することが可能になる。
【０１７４】
その上、上記第１の実施形態によると、ウエハ交換を行うウエハローダがアライメント系の近辺、特に、各アライメント位置で行えるように配置されているため、ウエハ交換からアライメントシーケンスへの移行がスムースに行われ、より高いスループットを得ることができる。
【０１７５】
さらに、上記第１の実施形態によると、上述したような高スループットが得られるため、オフアクシスのアライメント系を投影光学系ＰＬより大きく離して設置したとしてもスループットの劣化の影響が殆ど無くなる。このため、高Ｎ．Ａ．（開口数）であって且つ収差の小さい直筒型の光学系を設計して設置することが可能となる。
【０１７６】
また、上記第１の実施形態によると、２本のアライメント系及び投影光学系ＰＬの各光軸のほぼ中心を計測する干渉計からの干渉計ビームを各光学系毎に有しているため、アライメント時や投影光学系を介してのパターン露光時のいずれの場合にも２つのウエハステージ位置をアッべ誤差のない状態でそれぞれ正確に計測することができ、２つのウェハステージを独立して移動させることが可能になる。
【０１７７】
さらに、２つのウェハステージＷＳ１、ＷＳ２が並ぶ方向（ここではＸ軸方向）に沿って両側から投影光学系ＰＬの投影中心に向けて設けられた測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘは、常にウエハステージＷＳ１、ＷＳ２に対して照射され、各ウエハステージのＸ軸方向位置を計測するため、２つのウエハステージが互いに干渉しないように移動制御することが可能になる。
【０１７８】
その上、上記測長軸ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘに対してアライメント系の検出中心や投影光学系ＰＬの投影中心位置に向けて垂直に交差する方向（ここではＹ軸方向）に測長軸ＢＩ３Ｙ、ＢＩ４Ｙ、ＢＩ５Ｙが照射されるように干渉計が配置され、ウエハステージを移動させて反射面から測長軸が外れたとしても、干渉計をリセットすることによりウエハステージを正確に位置制御することが可能となる。
【０１７９】
そして、２つのウエハステージＷＳ１、ＷＳ２上には、それぞれ基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２が設けられ、その基準マーク板上のマーク位置とウエハ上のマーク位置とを予めアライメント系で計測することによって得られる補正座標系との間隔を、露光前の基準板計測位置に対してそれぞれ加算する事によって、従来の様な投影光学系とアライメント系との間隔を計測するベースライン計測を行うことなくウエハの位置合わせが可能となり、特開平７―１７６４６８号公報に記載されるような大きな基準マーク板の搭載も不要となる。
【０１８０】
また、上記第１の実施形態によると、複数枚のレチクルＲを使って二重露光を行うことから、高解像度とＤＯＦ（焦点深度）の向上効果が得られる。しかし、この二重露光法は、露光工程を少なくとも２度繰り返さなければならないため、露光時間が長くなって大幅にスループットが低下するが、本第１の実施形態の投影露光装置を用いることにより、スループットが大幅に改善できるため、スループットを低下させることなく高解像度とＤＯＦの向上効果とが得られる。例えば、Ｔ１（ウエハ交換時間）、Ｔ２（サーチアライメント時間）、Ｔ３（ファインアライメント時間）、Ｔ４（１回の露光時間）において、８インチウエハにおける各処理時間をＴ１：９秒、Ｔ２：９秒、Ｔ３：１２秒、Ｔ４：２８秒とした場合、１つのウエハステージを使って一連の露光処理が為される従来技術により二重露光が行われると、スループットＴＨＯＲ＝３６００／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＊２）＝３６００／（３０＋２８＊２）＝４１［枚／時］となり、１つのウエハステージを使って一重露光法を実施する従来装置のスループット（ＴＨＯＲ＝３６００／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）＝３６００／５８＝６２［枚／時］）と比べてスループットが６６％までダウンする。ところが、本第１の実施形態の投影露光装置を用いてＴ１、Ｔ２、Ｔ３とＴ４とを並列処理しながら二重露光を行う場合は、露光時間の方が大きいため、スループットＴＨＯＲ＝３６００／（２８＋２８）＝６４［枚／時］となることから、高解像度とＤＯＦの向上効果を維持しつつスループットを改善することが可能となる。また、露光時間が長い分、ＥＧＡ点数を増やすことが可能となり、アライメント精度が向上する。
【０１８１】
なお、上記第１の実施形態では、本発明が二重露光法を用いてウエハの露光を行う装置に適用された場合について説明したが、これは、前述の如く、本発明の装置により、一方のウエハステージ側で２枚のレチクルにて２回露光を行う（二重露光）間に、独立に可動できる他方のウエハステージ側でウエハ交換とウエハアライメントを並行して実施する場合に、従来の一重露光よりも高いスループットが得られるとともに、解像力の大幅な向上が図れるという特に大きな効果があるためである。しかしながら、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、一重露光法により露光する場合にも本発明は好適に適用できるものである。例えば、８インチウエハの各処理時間（Ｔ１〜Ｔ４）が前述と同様であるとすると、本発明のように２つのウエハステージを使って一重露光法で露光処理する場合、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を１グループとし（計３０秒）、Ｔ４（２８秒）と並列処理を行うと、スループットはＴＨＯＲ＝３６００／３０＝１２０［枚／時］となり、１つのウエハステージを使って一重露光法を実施する従来のスループット（ＴＨＯＲ＝６２［枚／時］に比べてほぼ倍の高スループットを得る事が可能となる。
【０１８２】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式により走査露光を行う場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式による静止露光を行う場合及びＥＢ露光装置やＸ線露光装置、さらにはチップとチップを合成するスティッチング露光時であっても同様に適用できることは勿論である。
【０１８３】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１９ないし図３３に基づいて説明する。
【０１８４】
本第２の実施形態は、１つのウエハステージＷＳを使って先読みＡＦ／ＡＬ計測を行いつつ、その計測結果に基づいてフォーカス・レベリング制御を行って露光を行うものである。
【０１８５】
図１９には、第２の実施形態に係る投影露光装置２１４の概略構成が示されており、この投影露光装置２１４は、第１の実施形態と同様にステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置であって、図１に示される第１の実施形態の投影露光装置１０と基本的な構成部分において同一であり、同一部分に同一符号を付して構成説明を省略する。第１の実施形態の投影露光装置１０と異なる点は、ウエハステージＷＳが１つで構成されており、先読み制御用のウエハＷ上の面位置を計測するＡＦ／ＡＬ系が、露光領域ＩＦの走査方向の一方側と他方側に設けられ、露光領域ＩＦの非走査方向の幅よりも広い範囲に複数の検出点が配列されるように構成された斜入射式の照射光学系１５１と集光光学系１６１とで構成されている点である。また、本第２の実施形態のウエハステージＷＳには、ウエハＷを保持してＺ軸方向の微小駆動及び傾斜駆動させる基板駆動系としてのＺ・レベリングステージＬＳを備えている。
【０１８６】
これを露光領域ＩＦに対する先読み制御用のＡＦ検出点の配置を斜視図で示した図２０で見ると、露光領域ＩＦの走査方向（＋Ｙ方向）には、非走査方向（±Ｘ方向）に検出点ＡＦ１〜ＡＦ９で構成される検出領域ＡＦＥ（図２５参照）が設けられ、露光領域ＩＦの非走査方向の幅よりも大きい範囲に配列されている。また、露光領域ＩＦの走査方向（−Ｙ方向）には、非走査方向（±Ｘ方向）に検出点ＡＢ１〜ＡＢ９で構成される検出領域ＡＢＥ（図２５参照）が設けられ、露光領域ＩＦの非走査方向の幅よりも大きい範囲に配列されている。これらの検出点ＡＦ１〜ＡＦ９及び検出点ＡＢ１〜ＡＢ９は、それぞれ露光領域ＩＦを走査する走査方向（＋Ｙ方向、−Ｙ方向）の手前側に配置されていて、各検出点におけるウエハＷ面が所定の基準面に対してどの程度ずれているかの相対位置がショット領域の露光に先立って検出される。
【０１８７】
図２１は、図２０を走査方向から見た側面図であり、図２２は、図２１の平面図であり、図２３は、図２２を非走査方向から見た側面図である。
【０１８８】
図２２及び図２３に示されるように、斜入射式のＡＦ／ＡＬ系の照射光学系１５１ａ及び１５１ｂから射出された光束は、ウエハＷ面上の非走査方向に延びた検出点ＡＢ１〜ＡＢ９と検出点ＡＦ１〜ＡＦ９を形成し、ウエハＷ面にて反射された光束が斜入射式のＡＦ／ＡＬ系の集光光学系１６１ａ及び１６１ｂにて受光されるようになっている。これは、投影光学系ＰＬの投影レンズのＮ．Ａ．（開口数）が大きくなるにつれて投影レンズ下面とウエハＷ間のワーキングディスタンスが狭くなるため、露光領域ＩＦ内を斜入射ＡＦ系で計測できなくなるが、かかる場合であっても完全先読み計測を実行するためにこのようにしたものである。
【０１８９】
また、図２１及び図２３に示されるように、本第２の実施形態の投影光学系ＰＬの下端付近の形状は、逆円錐台となっており、照射光学系１５１ａ及び１５１ｂからの複数の照射光がウエハＷのそれぞれの検出点位置に照射され、ウエハＷ表面からの反射光が投影光学系ＰＬの両脇を通り抜けて、集光光学系１６１ａ及び１６１ｂにて受光されるように構成されている。これは、ＡＦ光束が投影光学系ＰＬの下端付近でけられないようにするためであり、Ｎ．Ａ．の広がり部と投影光学系ＰＬの４５°方向に合わせるとともに、投影光学系ＰＬを構成する投影レンズの収差を補正する為、投影光学系ＰＬの最下面に平行平板２１６が走査方向に合わせて長方形に配置されている。そして、その平行平板２１６の走査方向の前後には、一次元の非走査方向に延びたＡＦ検出点が＋Ｙ走査用と−Ｙ走査用として２ヶ所に配置されている。これを例えば、特開平６―２８３４０３号公報に記載されている様な２次元検出型のＡＦ機構と比べると、露光位置でのＡＦ計測が出来ない反面、非走査方向に長くスポット群を形成する事が可能になるとともに、検出点が１次元に配列されているため、各ＡＦスポットのＺ方向面内湾曲によるオフセット誤差を容易に補正できるという利点がある。更に、２方向入射により非走査方向に干渉縞を形成する方法を採用する場合などでは、その干渉縞の間隔誤差、位置変動より１次元画像処理にてＡＦ／ＡＬ位置を検出する１次元処理の先読み制御法であるので、本発明の適用が容易となる利点がある。また、光束が検出領域ＡＦＥ、ＡＢＥの２ヶ所に分かれているので、それぞれの光束を遮光しない様なカバーを設置し、カバー内に温度調節が為された気体を流すことで温度変化によるＡＦ／ＡＬ精度を向上させる様にすれば、更に検出誤差を軽減する効果がある。
【０１９０】
次に、本第２の実施形態の投影露光装置２１４により、ウエハＷの外周よりショット配列の方が大きい場合の先読み制御について説明する。例えば、図３２は、ウエハＷの外周よりショット配列の方が大きい場合の先読み制御に関する比較例を示した図である。図３２では、走査露光を行う露光領域ＩＦに対して走査方向（紙面上方の矢印方向：実際には露光領域ＩＦ及びＡＦ検出点ＡＦ１〜ＡＦ５が固定でこれらに対してウエハＷが走査されるが、便宜上図の露光領域ＩＦ及びＡＦ検出点がウエハ面に対して走査されるように図示する）の手前に、非走査方向に配列されたＡＦ検出点ＡＦ１〜ＡＦ５が配列されている。このＡＦ検出点ＡＦ１〜ＡＦ５で構成される検出領域ＡＦＢは、完全先読み制御を行うためにＡＦ計測を行うもので、その検出領域ＡＦＢの幅が露光領域ＩＦの非走査方向の幅とほぼ同じ幅で構成されている。この図３２（比較例）のように構成された投影露光装置を用いて先読み制御をする場合は、図３３に示されるように、ステージの移動に伴ってＡＦ１〜ＡＦ５までのＡＦ出力値が得られる。この図３３の横軸はステージの移動時間〔ｔ〕を示し、縦軸はウエハ面位置に対するＺ方向の相対位置〔μｍ〕を示している。この図３３の線図に示されるように、ウエハＷ面上にかかる検出点ＡＦ５〜ＡＦ３については、検出点が走査方向に移動するにつれて順次ウエハ面位置を示す様になるが、検出点ＡＦ２及びＡＦ１については最後までウエハ面上を通過しないため、正常な出力値が得られなくなる。このように、図３２及び図３３の比較例による５点計測で全ショット領域の先読み制御を実施しようとすると、ウエハの外周近傍のショット領域ではエラーが発生してしまい、ＡＦ／ＡＬ制御ができなくなることがあった。これを回避するため、ウエハＷの内側から外側に向って走査しながら先読み制御を行ったり、隣接ショットのウエハ面位置の計測データを使って露光処理が為されるように、欠けショット領域におけるＡＦ／ＡＬ制御シーケンスに変える必要があった。
【０１９１】
これに対し、本第２実施形態では、図２０に示されるように、露光領域ＩＦに対してＡＦ検出点の非走査方向の幅を広げることにより、隣接するショット領域のウエハ面位置を計測することが可能となり、その計測結果を利用することによってエラーが発生し難い先読み制御を行うようにしたものである。
【０１９２】
図２４には、第２の実施形態に係るＡＦ／ＡＬ系を用いた先読み制御法を説明するウエハＷの平面図が示されている。この図２４は、最も高速にウエハＷを露光することができる順序にて先読み制御を実施した場合の各ショット領域のグループ化を示したものである。図２５には、フォーカス計測時における露光領域ＩＦとＡＦ検出点の位置関係が示されている。ここで、各ショット領域毎にどのＡＦ検出点（ＡＦ１〜ＡＦ９、ＡＢ１〜ＡＢ９）を使用してＡＦ計測を行うかを「Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＡＦ，ＡＢ」の様にグルーピングを行って、これらの各グループ毎に使用する検出点位置を図２６の表に示されるように予め決めておく。図２６に示される表の横方向には、使用するＡＦ検出点（ＡＦ１〜ＡＦ９、ＡＢ１〜ＡＢ９）の位置が示され、縦方向には各ショット領域をグルーピングしたグループ名が示されている。そして、それらのクロス位置に○印が付いたＡＦ検出点（センサ）を使用して先読み制御が行われるように、主制御装置９０により制御される。
【０１９３】
例えば、図２７はＡグループ（例えば、図２４の左端上のショット領域を露光する場合など）のショット領域２１２を露光する際に使用されるＡＦ検出点とウエハ面の先読み制御開始時の位置関係を示している。この場合、露光領域ＩＦから走査方向に距離Ｌだけ離れた位置に存在するＡＦ検出点ＡＦ７、ＡＦ８、ＡＦ９が用いられるように主制御装置９０により制御される。ここで、図２７に示される先読み制御開始時には、主制御装置９０により指定された３つのＡＦ検出点（ＡＦ７、ＡＦ８、ＡＦ９）が全てウエハ面上に位置しているため、破線で示したショット領域２１２の露光が終了するまでこの３つのＡＦ検出点ＡＦ７、ＡＦ８、ＡＦ９で計測された計測値に基づいて先読み制御を行うようにする。
【０１９４】
この図２６及び図２７の場合は、ショット領域に応じて使用するＡＦ検出点が予め固定されている「ＡＦ検出点固定法」である。図２７の例におけるショット領域２１２内の実計測は、検出点ＡＦ７だけであって、隣接するショット領域上の検出点ＡＦ８，ＡＦ９の計測値を用いることにより、先読みによるＡＦ／ＡＬ制御を行うことができる。
【０１９５】
また、ショット領域内において先読み制御時に欠けているＡＦ検出点が無い場合、すなわち、図２４に示されるグループＡＦやグループＡＢの場合は、図２６の表で指定されるショット領域内に位置する検出点ＡＦ３〜ＡＦ７、ＡＢ３〜ＡＢ７のみを用いて計測が行われ、ショット領域外の検出点ＡＦ１、ＡＦ２、ＡＦ８、ＡＦ９は使用されない。
【０１９６】
また、図２４に示されるグループＥの場合は、図２６の表で指定されるように、検出点ＡＦ１〜ＡＦ５を用いて計測が行われる。このグループＥでは、図２４に示されるように、先読み制御の途中で検出点ＡＦ６及びＡＦ７が計測可能となるので、この検出点ＡＦ６とＡＦ７の計測値を使用した方が精度は高くなるが、ショット配列の設定時に一回の露光動作内で使用するＡＦ検出点を変更する必要がない分、主制御装置９０の制御処理が簡略化できるという利点がある。従って、制御処理に余裕がある場合は、検出点ＡＦ６及びＡＦ７の計測値を使うようにして、一層高精度なフォーカス、レベリング制御を行うようにしても良い。
【０１９７】
次に、上記以外の先読み制御法について説明する。
【０１９８】
図２８は、使用するＡＦ検出点の数を変えることなくウエハＷ面上でＡＦ計測が可能なセンサを順次走査方向の移動に合わせて、ＡＦ検出点を移動させて所定のショット領域に対してウエハ面のフォーカス計測を行うようにする「ＡＦ検出点移動型」である。先読み制御のＡＦ計測方法としては、原理的に精度の最も優れた計測方法である。この「ＡＦ検出点移動型」を実施するにあたって、主制御装置９０は、ウエハＷを走査方向に移動させながらウエハＷの周縁部に定められた禁止帯の内側の有効領域内にいずれのＡＦ検出点がかかっているかを把握するため、ウエハの外周位置情報と、ＡＦ検出点の位置情報と、露光対象であるショット領域の位置情報とに基づいてＡＦ検出点の切り換えを行うように制御する。例えば、図２８の場合は、最初は検出点ＡＦ７、ＡＦ８、ＡＦ９の３つを用いて計測を行い、次に、検出点ＡＦ６、ＡＦ７、ＡＦ８、その次には、検出点ＡＦ５、ＡＦ６、ＡＦ７となり、最後に検出点ＡＦ４、ＡＦ５、ＡＦ６というように、ウエハ面上の有効領域内であって、できるだけショット領域２１２内の３つの検出点が選ばれるようにセンサの切り換えが行われる。これにより、ショット領域が設けられたウエハＷの外周部を露光領域ＩＦが外側から内側へ走査露光する場合であっても（実際には、移動しない露光領域ＩＦに対してウエハＷ側が移動して相対走査が行われる）、先読み制御をすることによりウエハ面位置を投影光学系ＰＬの結像面に迅速に追い込むことが可能となり、迅速かつ高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことができる。切り換えの方法は、前述のように、グルーピングを行っても良いし、全センサの出力を常時モニターし、許容値内になった検出点を使用する様にしても良い。
【０１９９】
また、図２９では、使用するＡＦ検出点の数に関係なく、計測可能な検出点であれば全て使用する「ＡＦセンサ数、位置可変型」である。この場合、複数のＡＦ検出点を使用することによって、平均化効果が高くなり、ウエハ外周部のソリ等の影響を受け難くできるという特徴がある。また、ＡＦ計測において再現性が悪い場合などでは、この効果は一層高くなる。この図２９の場合も図２８と同様に、主制御装置９０は、ウエハＷを走査方向に移動させながらウエハＷの周縁部に定められた禁止帯の内側の有効領域内にいずれのＡＦ検出点がかかっているかを把握するため、ウエハの外周位置情報と、ＡＦ検出点の位置情報と、露光対象であるショット領域の位置情報とに基づいてＡＦ検出点の切り換えを行うように制御する。ここでは、ＡＦ検出点の数に限定がないため、ＡＦ１〜ＡＦ９までの検出点のうち、有効領域内に含まれる検出点全てを使ってＡＦ／ＡＬ計測を行うようにする。これにより、ウエハＷの外周近傍のショット領域を外側から内側へ走査露光する場合であっても、先読み制御を行うことによってウエハ面位置を投影光学系ＰＬの結像面に迅速に追い込むことが可能になり、迅速かつ高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことができる。
【０２００】
以上述べたような先読み制御法を使って、例えば、特開平６−２８３４０３号公報に記載されている技術に付加することにより、ウエハ外周近傍やウエハ内のショット領域の区別に関係なく、最も迅速に行える露光順序に従ってウエハ面の各ショット領域に対して、高速且つ高精度な走査露光を行う事が可能となる。
【０２０１】
次に、上述した先読み制御を行うにあたって、いずれのデータを先読み計測データとして採用するかについて説明する。これは、例えば、露光領域ＩＦの走査方向の幅を６〜８ｍｍとし、露光時におけるウエハの走査速度を８０〜９０ｍｍ／ｓｅｃとすると、ウエハ面のうねり周波数にもよるが、先読みＡＦ検出点が露光時におけるウエハ走査速度に達するまでの加速＋整定距離（Ｌ＝８〜１０ｍｍ）である事がスループット上不要な助走が無い分望ましい。これは、先読みの位置をデータファイル内のウエハの外周位置、ショット領域の座標位置、露光領域ＩＦからＡＦ検出点までの距離Ｌの情報により算出し、ウエハ外周のパターン禁止帯（通常３ｍｍ程度：図３０参照）より先読み開始位置が内側になっている場合にそのセンサを採用する事となるが、ウエハ外周はソリ、ゴミの影響を受け易く、データファイルに設定された先読み開始位置であったとしても、ウエハ面の位置を正確に表わしていない場合がある。
【０２０２】
ここで、図３０及び図３１を用いて、上記場合における制御誤差をできるだけ小さくなるようにする点について説明する。図３０では、上述した「ＡＦ検出点固定法」において、例えばグループＣのようにＡＦ検出点ＡＦ６〜ＡＦ９を使用する場合、データファイル上の計算によると、先読み制御開始座標は図３１中の▲１▼であるが、▲１▼はパターン禁止帯の影響を受け、かなりデフォーカスしているとする。この場合の各センサ出力値は、図３１に示されるように、▲１▼の位置で先読み制御を開始すると、検出点ＡＦ６の影響によって、先読みによる計測結果は目標に対しかなり誤差を持つ場合は、ＡＦ検出点の最右端に位置するセンサであるので、レベリング制御に重大な影響を与えることになる。
【０２０３】
仮に、先読み検出点が８０ｍｍ／ｓｅｃで移動して走査時にはその７０％の制御が可能な様に設計されている場合、右端に設けられた検出点ＡＦ６がＺ軸方向に数μｍ以下の誤差であったならば、先読み制御時の平均化効果により小さい誤差で済む。ところが、Ｚ軸方向に数十μｍもの誤差がある場合は、その値を加味した結果を目標値としてレベリング制御を行うと、許容できない程度の誤差が発生することになる。このため、先読み検出点の計測開始時データをモニターした時の結果が許容範囲内である場合に先読み計測を開始するようにし、許容範囲を越える場合であれば許容範囲内となる点▲２▼まで先読み制御の計測結果を使用しないようにするのが望ましい。
【０２０４】
また、上述した「ＡＦセンサ位置移動型」や「ＡＦセンサ数、位置可変型」では、許容範囲内となったＡＦ検出点のみを使用するようにすることができる。
【０２０５】
更に、各検出点間の計測誤差についても許容範囲を設定し、その許容範囲を超える原因となるＡＦ検出点を除くＡＦ検出点を用いる様にすれば、例えば、ウエハ裏面側に設けられたゴミ等の影響によってＡＦエラーが発生するような頻度を少なくすることができる。但しこれらの方法は、予めウエハ面を目標ＡＦへの追い込み位置からの許容範囲内に入れておく必要があるため、ウエハアライメント時のフォーカス計測結果に基づいてグローバルＡＦ又は、グローバルＡＦ／ＡＬを実行しておく必要がある。
【０２０６】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る投影露光装置２１４によれば、レチクルＲ上のパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に走査露光する際に、ウエハＷ上の露光領域ＩＦよりも非走査方向に広い領域に対して複数のＡＦ検出点が配置されている。そして、ウエハＷ外周近傍のショット領域２１２を露光するのに先立って、ウエハＷ面上に複数のＡＦ検出点の一部がかかった時点でフォーカスの先読み計測が開始され、その計測結果に基づいてフォーカス制御を開始するようにしたため、従来の走査型投影露光装置の先読み制御では計測できなかった内側のフォーカス情報を先読みデータとしてフォーカス制御に用いる事が可能である。従って、スループットを劣化させずに高精度なフォーカス制御を行うことができる。
【０２０７】
また、複数のＡＦ検出点におけるウエハＷ面上のＡＦ検出点が一点である場合に、露光時におけるレベリング制御は、隣接ショットのレベリング情報を用いるか、固定値（例えば、Ｘ方向の傾斜量、Ｙ方向の傾斜量が共に「０」）を用いるようにしたため、ウエハの外周近傍の欠けショット領域であっても先読み制御を開始することができる。
【０２０８】
更に、１点のウエハＷ面上のＡＦ検出点にて先読み制御実行時に、それと異なるＡＦ検出点がウエハＷ面上にかかってきた場合にその位置で先読み計測を開始し、露光開始までに両方の先読み計測結果を用いたレベリング制御が可能になった場合は、上述した隣接ショットのレベリングや固定値によるレベリング補正からショット内の先読み計測によるレベリング制御に切り換えるようにする。こうすることにより、外周部の欠けショットに対する先読み制御であっても高精度でフォーカス、レベリング制御を行うことができる。
【０２０９】
また、先読み計測を行う場合に使用するＡＦ検出点は、ウエハＷ上のショット配列が決定された時点でウエハＷの外周位置情報、複数のＡＦ検出点の位置情報、ウエハＷ上のショット領域の座標位置に基づいて決定したり、あるいは、先読み制御に用いるＡＦ検出点による検出をウエハ走査時に常時実行して、いずれかの検出点での検出結果が許容値以内になった時点から先読み制御を開始するようにしたため、ウエハの外周エッジの影響を設計座標から予想以上に受けた場合に、その時点でフォーカス制御が開始される事がなくなり、大きなフォーカス、レベリング誤差の発生を防止することができる。
【０２１０】
なお、上記第２の実施形態では、１つのウエハステージを使った場合で説明したが、上記第１の実施形態で説明したような２つのウエハステージを使う場合であっても勿論実施することが可能である。この場合は、必ずしもアライメント系を使って事前にフォーカス計測を行う必要はないが、さらに高精度にする目的でアライメント系でフォーカス計測を行っても良い。また、アライメント系によるフォーカス計測を行わない場合は、その動作時間を他の動作時間として使用することができる利点がある。
【０２１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スループットを一層向上させつつ、高精度なフォーカス、レベリング制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本第１の実施形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】２つのウエハステージとレチクルステージと投影光学系とアライメント系の位置関係を示す斜視図である。
【図３】ウエハステージの駆動機構の構成を示す平面図である。
【図４】投影光学系とアライメント系にそれぞれ設けられているＡＦ／ＡＬ系を示す図である。
【図５】ＡＦ／ＡＬ系とＴＴＲアライメント系の構成を示す投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図６】図５のパターン形成板の形状を示す図である。
【図７】２つのウエハステージを使ってウエハ交換・アライメントシーケンスと露光シーケンスとが行われている状態を示す平面図である。
【図８】図７のウエハ交換・アライメントシーケンスと露光シーケンスとの切り換えを行った状態を示す図である。
【図９】２枚のレチクルを保持する二重露光用のレチクルステージを示す図である。
【図１０】（Ａ）は図９のパターンＡのレチクルを使ってウエハの露光を行った状態を示す図であり、（Ｂ）は図９のパターンＢのレチクルを使ってウエハの露光を行った状態を示す図である。
【図１１】２つのウエハステージの一方に保持されたウエハ上の各ショット領域毎の露光順序を示す図である。
【図１２】２つのウエハステージの他方に保持されたウエハ上の各ショット領域毎のマーク検出順序を示す図である。
【図１３】ウエハ内に全てのショット配列が入っている場合のスキャン型投影露光装置の露光順序を示すウエハの平面図である。
【図１４】（Ａ）は、図１３のＡ位置において先読み用のＡＦ計測を行う拡大平面図であり、（Ｂ）は、図１３のＢ位置において先読み用のＡＦ計測を行う拡大平面図であり、（Ｃ）は、図１３中のＣ位置において先読み用のＡＦ計測を行う拡大平面図である。
【図１５】ウエハ外周近傍のショット領域における比較例の先読み制御結果を示す線図である。
【図１６】ウエハ内に全てのショット配列が入っている場合のスキャン型投影露光装置のアライメント順序を示すウエハの平面図である。
【図１７】第１の実施形態における先読み制御結果を示す線図である。
【図１８】第１の実施形態において計測再現性に誤差がある場合の先読み制御結果を示す線図である。
【図１９】第２の実施形態に係る投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２０】露光領域に対する先読み制御用のＡＦ検出点の配置を示す斜視図である。
【図２１】図２０を走査方向から見た側面図である。
【図２２】図２１の平面図である。
【図２３】図２２を非走査方向から見た側面図である。
【図２４】第２の実施形態に係るＡＦ／ＡＬ系を用いた先読み制御法を説明するウエハＷの平面図である。
【図２５】フォーカス計測時における露光領域ＩＦとＡＦ検出点の位置関係が示されている。
【図２６】ショット領域毎のＡＦ計測に使用するＡＦ検出点位置を指定するための選択図である。
【図２７】Ａグループに属するショット領域を露光する際に使用するＡＦ検出点とウエハ面の先読み制御開始時の位置を示す図である。
【図２８】使用するＡＦ検出点の数を変えずにＡＦ検出点を移動させてウエハ面のフォーカス計測を行う場合のＡＦ検出点を示す図である。
【図２９】計測可能なＡＦ検出点を全て使用してウエハ面のフォーカス計測を行う場合のＡＦ検出点を示す図である。
【図３０】Ｃグループに属するショット領域を露光する際に使用するＡＦ検出点とウエハ面の先読み制御開始時の位置を示す図である。
【図３１】図３０における先読み制御結果を示す線図である。
【図３２】ウエハＷの外周よりショット配列の方が大きい場合の先読み制御に関する比較例を示す図である。
【図３３】ウエハＷの外周よりショット配列の方が大きい場合の先読み制御に関する比較例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 投影露光装置
２４ａ、２４ｂ アライメント系
３８ ステージ制御手段
９０ 主制御装置
１３０、１３２、１３４ ＡＦ／ＡＬ系
１５１ 照射光学系
１６１ 集光光学系
２１０、２１２ ショット領域
２１４ 投影露光装置
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ ウエハ（感応基板）
ＷＳ、ＷＳ１、ＷＳ２ ウエハステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｒ レチクル
ＩＦ 露光領域
ＩＡ 照明領域
ＡＦ１〜ＡＦ９、ＡＢ１〜ＡＢ９ ＡＦ検出点
ＬＳ、ＬＳ１、ＬＳ２ Ｚ・レベリングステージ（基板駆動系）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection exposure apparatus, a projection exposure method, and a scanning exposure method, and more particularly, a projection exposure apparatus and a projection exposure method for projecting and exposing a pattern image formed on a mask onto a sensitive substrate via a projection optical system. In addition, the present invention relates to a scanning exposure method, and is particularly characterized by methods for focus control and leveling control.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various exposure apparatuses have been used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element in a photolithography process. Currently, a pattern of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as “reticle”) is used. In general, a projection exposure apparatus that transfers an image onto a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter, referred to as a “sensitive substrate” as appropriate) having a photosensitive material such as a photoresist coated on the surface via a projection optical system. in use. In recent years, as this projection exposure apparatus, a sensitive substrate is placed on a two-dimensionally movable substrate stage, and the sensitive substrate is stepped (stepped) by this substrate stage, so that the pattern image of the reticle is placed on the sensitive substrate. The so-called step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), which repeats the operation of sequentially exposing each shot area, is the mainstream.
[0003]
Recently, a step-and-scan type projection exposure apparatus (for example, a scanning exposure apparatus as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176468), which is an improvement on a static exposure apparatus such as a stepper, has also been developed. It has come to be used relatively frequently. This step-and-scan type projection exposure apparatus can expose a large field with a smaller optical system as compared with (1) a stepper. Therefore, the projection optical system can be easily manufactured and the number of shots by large field exposure can be reduced. High throughput can be expected due to the decrease, and (2) there are advantages such as an effect of averaging by relatively scanning the reticle and wafer with respect to the projection optical system, and an improvement in distortion and depth of focus. Furthermore, as the integration density of semiconductor devices increases from 16M (mega) to 64M DRAM, and in the future to 256M, 1G (giga), and so on, the large field becomes essential, so it replaces the stepper. Therefore, it is said that scanning projection exposure apparatuses will become mainstream.
[0004]
Therefore, when the sensitive substrate is exposed using this scanning projection exposure apparatus, it is provided on the near side in the scanning direction with respect to the exposure field, as described in, for example, JP-A-6-283403. All the detection points in one row are used as sample points, and all the focus position values at the sample points are measured in advance before exposure, and averaging processing and filtering processing are performed. Controls the focus and auto leveling mechanism. In parallel with this, so-called complete look-ahead control in which the inclination in the non-scanning direction is obtained by the least square approximation method from the focus position measurement values at each sample point in the above-mentioned row, and the leveling control in the non-scanning direction is performed by open control. The law was being implemented.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since this type of projection exposure apparatus is mainly used as a mass-production machine for semiconductor elements and the like, it is possible to improve the throughput, that is, the throughput of how many wafers can be exposed within a certain period of time. Is inevitably required.
[0006]
In this regard, in the case of the above-described step-and-scan projection exposure apparatus, when exposing a large field, as described above, the number of shots exposed in the wafer is reduced, so that an improvement in throughput is expected. However, since exposure is performed during constant-velocity movement by synchronous scanning of the reticle and wafer, an acceleration / deceleration area is required before and after the constant-velocity movement area, and a shot equivalent to the shot size of the stepper is assumed. In the case of exposure, the throughput may be lower than that of the stepper.
[0007]
The flow of processing in this type of projection exposure apparatus is roughly as follows.
[0008]
(1) First, a wafer loading process is performed in which a wafer is loaded onto a wafer table using a wafer loader.
[0009]
(2) Next, a search alignment process is performed in which a rough position detection of the wafer is performed by the search alignment mechanism. Specifically, this search alignment process is performed, for example, based on the outer shape of the wafer or by detecting a search alignment mark on the wafer.
[0010]
{Circle around (3)} Next, a fine alignment step for accurately obtaining the position of each shot area on the wafer is performed. In this fine alignment process, an EGA (Enhanced Global Alignment) method is generally used. In this method, a plurality of sample shots in a wafer are selected, and an alignment mark (wafer mark) attached to the sample shot is selected. Are sequentially measured, and based on this measurement result and the design value of the shot arrangement, a statistical calculation is performed by a so-called least square method or the like to obtain all shot arrangement data on the wafer (Japanese Patent Laid-Open No. 61). -44429, etc.), the coordinate position of each shot area can be obtained with relatively high accuracy with high throughput.
[0011]
(4) Next, based on the coordinate position of each shot area obtained by the above-mentioned EGA method or the like and the baseline amount measured in advance, each shot area on the wafer is sequentially positioned at the exposure position, and the projection optical system is An exposure process for transferring the pattern image of the reticle onto the wafer is performed.
[0012]
(5) Next, a wafer unload process is performed in which the wafer on the wafer table subjected to the exposure process is unloaded using a wafer unloader. This wafer unloading step is performed simultaneously with the wafer loading step (1) for the wafer to be exposed. That is, (1) and (5) constitute a wafer exchange process.
[0013]
Thus, in the conventional projection exposure apparatus, four operations are repeatedly performed using one wafer stage, such as wafer exchange → search alignment → fine alignment → exposure → wafer exchange.
[0014]
Further, the throughput THOR [sheets / hour] of this type of projection exposure apparatus is given by the following equation when the wafer exchange time is T1, the search alignment time is T2, the fine alignment time is T3, and the exposure time is T4: It can be expressed as 1).
[0015]
THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4) (1)
The operations from T1 to T4 are repeatedly executed sequentially (sequentially) in the order of T1, T2, T3, T4, T1, and so on. For this reason, if each element from T1 to T4 is speeded up, the denominator becomes smaller and the throughput THOR can be improved. However, the above-described T1 (wafer exchange time) and T2 (search alignment time) are relatively small since only one operation is performed on one wafer. In the case of T3 (fine alignment time), the throughput can be improved by reducing the number of shots when using the EGA method described above or by reducing the measurement time of a single shot. Since accuracy is degraded, T3 cannot be easily shortened.
[0016]
T4 (exposure time) includes a wafer exposure time and a stepping time between shots. For example, in the case of a scanning projection exposure apparatus such as the step-and-scan method, it is necessary to increase the relative scanning speed of the reticle and wafer by the amount that shortens the wafer exposure time, but the synchronization accuracy deteriorates. The scanning speed cannot be increased easily.
[0017]
In addition to the above throughput in this type of projection exposure apparatus, important conditions include (1) resolution, (2) depth of focus (DOF), and (3) line width control accuracy. . The resolution R is such that the exposure wavelength is λ and the numerical aperture of the projection lens is N.P. A. (Numerical Aperture), λ / N. A. And the depth of focus DOF is λ / (NA) 2 Is proportional to
[0018]
Therefore, in order to improve the resolution R (reduce the value of R), the exposure wavelength λ is reduced or the numerical aperture N.P. A. Need to be larger. In particular, the density of semiconductor elements has been increasing recently, and the device rule has become 0.2 μmL / S (line and space) or less, so illumination is necessary to expose these patterns. A KrF excimer laser is used as the light source. However, as described above, the degree of integration of semiconductor elements will inevitably increase in the future, and development of a device having a light source having a wavelength shorter than KrF is desired. As a candidate for a next-generation apparatus equipped with such a light source having a shorter wavelength, an apparatus using an ArF excimer laser as a light source, an electron beam exposure apparatus, and the like are representatively mentioned. In the case of an ArF excimer laser, oxygen In some places, light is hardly transmitted, high output is difficult to be output, laser life is short, and equipment costs are high, and in the case of electron beam exposure equipment, light exposure equipment In reality, it is difficult to develop next-generation machines with the main viewpoint of shortening the wavelength because of the disadvantage that the throughput is significantly lower than.
[0019]
As another method for increasing the resolution R, the numerical aperture N.I. A. Can be increased, but N.I. A. If is increased, there is a demerit that the DOF of the projection optical system is reduced. This DOF can be roughly divided into UDOF (User Depth of Forcus: part used on the user side: pattern step, resist thickness, etc.) and the total focal difference of the apparatus itself. Up to now, since the ratio of UDOF has been large, the direction in which the DOF is increased is the main axis of development of the exposure apparatus. For example, modified illumination has been put to practical use as a technique for increasing the DOF.
[0020]
By the way, in order to manufacture a device, a pattern in which L / S (line and space), isolated L (line), isolated S (space), CH (contact hole), etc. are combined is formed on the wafer. However, the exposure parameters for performing optimum exposure differ for each pattern shape such as L / S and isolated line. For this reason, conventionally, using a method called ED-TREE (excluding CHs with different reticles), the common is that the resolution line width is within a predetermined allowable error with respect to the target value and a predetermined DOF is obtained. Exposure parameters (coherence factor σ, NA, exposure control accuracy, reticle drawing accuracy, etc.) are determined and used as the specifications of the exposure apparatus. However, it is thought that there will be the following technical flow in the future.
[0021]
(1) Improvement in process technology (planarization on the wafer) will lead to a decrease in pattern step and a decrease in resist thickness, and UDOF may be in the range of 1 μm to 0.4 μm or less.
[0022]
(2) The exposure wavelength is shortened from g-line (436 nm) → i-line (365 nm) → KrF (248 nm). However, only light sources up to ArF (193) have been studied in the future, and the technical hurdles are high. Thereafter, the process shifts to EB exposure.
[0023]
(3) It is expected that scanning exposure such as step-and-scan will become the mainstream of steppers instead of static exposure such as step-and-repeat. This technique enables large field exposure with a projection optical system having a small diameter (especially in the scanning direction), and accordingly, a high N.D. A. It is easy to realize.
[0024]
Against the background of the technical trend as described above, the double exposure method has been reviewed as a method for improving the limit resolution, and this double exposure method is used in KrF and future ArF exposure apparatuses, and 0.1 μmL / S. Attempts have been made to expose to the maximum. In general, the double exposure method is roughly divided into the following three methods.
[0025]
(1) L / S and isolated lines with different exposure parameters are formed on separate reticles, and each layer is subjected to double exposure under optimum exposure conditions.
[0026]
(2) When the phase shift method or the like is introduced, the limit resolution is higher in the L / S with the same DOF than the isolated line. By utilizing this, all the patterns are formed with L / S by the first reticle, and an isolated line is formed by thinning out L / S with the second reticle.
[0027]
(3) Generally, the isolated line is smaller than the L / S. A. Can obtain a high resolution (however, the DOF becomes small). Therefore, all patterns are formed by isolated lines, and L / S is formed by a combination of isolated lines respectively formed by the first and second reticles.
[0028]
The above double exposure method has two effects of improving resolution and improving DOF.
[0029]
However, in the double exposure method, since it is necessary to perform the exposure process a plurality of times using a plurality of reticles, the exposure time (T4) is more than doubled as compared with the conventional apparatus, and the throughput is greatly deteriorated. In reality, the double exposure method has not been studied very seriously, and the resolution and depth of focus (DOF) can be improved by using ultraviolet exposure wavelength, modified illumination, phase shift reticle, etc. Has been done.
[0030]
However, when the double exposure method described above is used in KrF and ArF exposure apparatuses, exposure up to 0.1 μmL / S is realized, thereby developing next-generation machines aimed at mass production of 256M and 1G DRAMs. There is no doubt that it is a promising option, and the development of a new technology has been awaited for improving the throughput, which is a problem of the double exposure method that becomes a bottleneck for this.
[0031]
In this regard, if the above-described four operations, ie, wafer exchange, search alignment, fine alignment, and exposure operations, can be processed partially or simultaneously in parallel, these four operations are compared with the case of performing them sequentially. Thus, it is considered that the throughput can be improved. For this purpose, it is premised that a plurality of substrate stages are provided. Providing a plurality of substrate stages is known and seems to be simple in theory, but there are many problems that must be solved in order to achieve a sufficient effect. For example, if two substrate stages having the same size as the current situation are simply arranged side by side, the installation area (so-called footprint) of the apparatus increases remarkably, leading to an increase in the cost of a clean room in which the exposure apparatus is placed. is there. In order to achieve high-precision overlay, alignment is performed on the sensitive substrate on the same substrate stage, and then the alignment of the mask pattern image and the sensitive substrate is performed using the alignment result. Since it is necessary to perform exposure, it is impossible to simply set one of the two substrate stages exclusively for exposure and the other for alignment, for example, as a realistic solution.
[0032]
Further, in the scanning type projection exposure apparatus, the exposure order for each shot area on the wafer W is as follows: (1) scanning acceleration / deceleration time, (2) settling time, (3) exposure time, and (4) adjacent shots. Although it is determined by the parameters (1) to (4) such as the stepping time, since the acceleration / deceleration of the reticle stage is generally the rate-limiting condition, the reticle stage is moved from one side to the other side in the scanning direction and from the other side to the one side. It is most efficient to scan the wafer alternately in the direction opposite to the reticle stage (for this purpose, the wafer is stepped by one shot in the non-scanning direction after one shot exposure). Is.
[0033]
However, when performing the above-described conventional complete read-ahead control (JP-A-6-283403, etc.), it is difficult to perform exposure in the above-described most efficient exposure order. That is, when exposing a shot area near the center of the wafer, the above complete look-ahead control can be performed without any problem. However, depending on the scanning direction of a shot area existing near the wafer outer periphery or a missing shot on the outer periphery. This is because complete prefetch control may be difficult, and in order to perform full prefetch, the scanning direction must be changed from the inside to the outside of the wafer. For this reason, the throughput is reduced.
[0034]
The present invention has been made under such circumstances, First An object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus that can perform high-precision focus and leveling control while further improving the throughput.
[0035]
Also, Second object of the present invention Can perform high-precision focus and leveling control while further improving throughput scanning It is to provide an exposure method.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a pattern image is projected onto an exposure area via a projection optical system (PL), and the sensitive substrates (W1, W2) are moved in the scanning direction with respect to the exposure area. By the above Sensitive substrate Each of the multiple shot areas above A first substrate stage (WS1) capable of holding a sensitive substrate (W1) and moving in a two-dimensional plane; and holding the sensitive substrate (W2) and the first substrate stage A second substrate stage (WS2) capable of moving independently of the first substrate stage (WS1) in the same plane as (WS1); provided separately from the projection optical system (PL), and the substrate stage (WS1) Or at least one alignment system (for example, 24a) that measures a mark on the sensitive substrate (W1 or W2) held by WS2); and a sensitive substrate during mark measurement using the alignment system (24a) (for example, W1) a first detection system (for example, 130) for detecting a relative position of the surface with respect to a predetermined reference surface; and a sensitive substrate (for example, W2) surface during exposure using the projection optical system (PL). A second detection system (132) for detecting a relative position with respect to a reference plane; and provided on each of the first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2) and held on the stage (WS1 or WS2) A substrate drive system (LS) for adjusting the surface position of the sensitive substrate (W1 or W2); one of the first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2) (for example, While the mark measurement operation using the alignment system (24a) is performed while performing detection by the first detection system (130) in WS1), the projection optical system (PL) in the other stage (for example, WS2). After controlling the two stages (WS1, WS2) so that an exposure operation using the projection optical system is performed, the exposure using the projection optical system (PL) is performed on the one stage (WS1). The controls the one stage (WS1) so that the operation is carried out, When exposing a shot area in the vicinity of the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate, Detection result of the first detection system (130) obtained during the mark measurement operation of the one stage (WS1) In And a control means (90) for controlling the substrate driving system (LS1) of the one stage (WS1) based on the control means (90). Projection exposure apparatus .
[0040]
According to this, while the mark measurement operation using the alignment system is performed while the detection by the first detection system is performed on one of the first substrate stage and the second substrate stage by the control means, the other stage is performed. Since the two stages are controlled so that the exposure operation using the projection optical system is performed in step 1, the mark measurement operation on one stage side and the exposure operation on the other stage side are processed in parallel. It is possible to improve the throughput as compared with the conventional technique in which operations are performed sequentially.
[0041]
Further, in the control means, after the parallel processing of the mark measurement operation on the one stage side and the exposure operation on the other stage side is completed, the exposure operation using the projection optical system is performed on one stage. While controlling one stage, When exposing a shot area in the vicinity of the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate, The substrate drive system of one stage is controlled based on the detection result of the first detection system obtained during the mark measurement operation of one stage and the detection result of the second detection system obtained during the exposure operation of one stage. To do. For this reason, during the exposure operation of this one stage, When exposing a shot area near the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate, Based on the detection result of the first detection system obtained during the previous mark measurement operation, the substrate driving system of the one stage is controlled to quickly drive the surface position of the sensitive substrate to near the imaging surface of the projection optical system. be able to . As a result, it is possible to expose each shot area in an efficient exposure sequence without adopting the inner scan for the shot area in the vicinity of the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate as described above. Can improve throughput, and Rapid and highly accurate focus and leveling control is possible.
[0042]
From a second viewpoint, the present invention provides: In synchronization with the movement of the mask (R) in the scanning direction with respect to the illumination area (IA) illuminated with the illumination light, the sensitive substrate (W1) with respect to the exposure area (IF) conjugate to the illumination area (IA). Alternatively, the pattern image of the mask (R) can be obtained by moving W2) in the scanning direction. Via projection optics (PL) A scanning projection exposure apparatus for exposing on the sensitive substrate (W1 or W2), the first substrate stage (WS1) capable of holding the sensitive substrate (W1) and moving in a two-dimensional plane; A second substrate stage (WS2) that holds (W2) and can move independently of the first substrate stage (WS1) in the same plane as the first substrate stage (WS1); and the projection optical system (PL ) And at least one alignment system (for example, 24a) for measuring a mark on the sensitive substrate (W1 or W2) held on the substrate stage (WS1 or WS2); and the alignment system (24a) A first detection system (for example, 130) for detecting the relative position of the sensitive substrate (W1 or W2) surface during mark measurement with a predetermined reference plane; and the projection optical system (PL) A second detection system (132) for detecting a relative position of the sensitive substrate (W2 or W1) surface in the light with respect to a predetermined reference plane; and each of the first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2) A substrate driving system (LS) for adjusting the surface position of the sensitive substrate held on the stage; one of the first substrate stage (WS1) and the second substrate stage (WS2) While the mark measurement operation using the alignment system (24a) is performed while performing detection by the first detection system (130) in (for example, WS1), the projection optical system is used in the other stage (for example, WS2). After controlling the two stages (WS1, WS2) so that the exposure operation using (PL) is performed, the projection optical system (PL) is used in the one stage (WS1). When controlling the one stage (WS1) so that the optical operation is performed, the exposure area (IF) of the plurality of shot areas on the sensitive substrate (W1) held by the one stage (WS1). When exposing a shot area in the vicinity of the outer periphery set so as to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate (W1), the first stage (WS1) obtained during the mark measurement operation is obtained. The stage substrate drive system (LS) is controlled based on the detection result of the first detection system (130) and the detection result of the second detection system (132) obtained during the exposure operation of the one stage (WS1). And a control means (90) for controlling the substrate driving system (LS) of the one stage (WS1) using only the detection result of the second detection system (132) when exposing other shot areas. Have Projection exposure apparatus .
[0043]
According to this, while the mark measurement operation using the alignment system is performed while the detection by the first detection system is performed on one of the first substrate stage and the second substrate stage by the control means, the other stage is performed. Since the two stages are controlled so that the exposure operation using the projection optical system is performed in the above, these operations are performed by parallel processing of the mark measurement operation on one stage side and the exposure operation on the other stage side. It is possible to improve the throughput as compared with the conventional technique that has been performed sequentially.
[0044]
Further, in the control means, after the parallel processing of the mark measurement operation on the one stage side and the exposure operation on the other stage side is completed, the exposure operation using the projection optical system is performed on one stage. When controlling a stage, shots in the vicinity of the outer periphery set so as to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate with respect to the exposure region of a plurality of shot regions on the sensitive substrate held on one stage When exposing an area, based on the detection result of the first detection system obtained during the mark measurement operation of the one stage and the detection result of the second detection system obtained during the exposure operation of the one stage. The stage substrate drive system is controlled, and when the other shot areas are exposed, only the detection result of the second detection system is used to control the substrate drive system of the one stage. For this reason, during the exposure operation of this one stage, it is set so that the exposure area where the information of the surface position of the sensitive substrate at the time of exposure of the previous shot cannot be obtained is scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate. When exposing the shot area near the outer periphery, the surface position of the sensitive substrate is controlled by controlling the substrate drive system of the one stage based on the detection result of the first detection system obtained during the mark measuring operation of one stage. Can be quickly driven close to the imaging surface of the projection optical system, and the substrate driving system can be further finely adjusted based on the detection result of the second detection system to match the sensitive substrate surface with the imaging surface. I can do it. On the other hand, when exposing a shot area that can obtain information on the surface position of the sensitive substrate at the time of exposure of the previous shot other than the above, prior to starting exposure of the shot area to be exposed, during exposure of the previous shot Based on the information on the surface position of the sensitive substrate, the substrate drive system of one stage is controlled to quickly follow the surface position of the sensitive substrate to the vicinity of the imaging surface of the projection optical system, and then obtained during exposure. The surface position adjustment (“focus / leveling” adjustment) of the sensitive substrate is performed using only the detection result of the second detection system.
[0045]
Accordingly, quick and highly accurate focus and leveling control can be performed during exposure of any shot area.
[0046]
From a third viewpoint, the present invention provides: By projecting an image of the pattern onto the exposure area via the projection optical system (PL), and moving the sensitive substrate (W1 or W2) in the scanning direction with respect to the exposure area, On sensitive substrate Each of multiple shot areas To expose scanning An exposure method, comprising two substrate stages (WS1, WS2) each holding an sensitive substrate (W1 or W2) and independently movable in the same two-dimensional plane; said two stages (WS1, The mark on the sensitive substrate (for example, W1) held on one stage (for example, WS1) of WS2) is measured; while the mark measurement operation is being performed on the one stage (WS1), The relative position of the sensitive substrate (W1) held on one stage (WS1) with respect to a predetermined reference surface is detected; while the mark measurement operation is being performed on the one stage (WS1), the two stages The sensitive substrate (W2) held on the other stage (WS2) of (WS1, WS2) ) Exposure; after completion of the exposure operation of the other stage (WS2), Set to scan from the outside to the inside of the sensitive substrate, Exposure of the sensitive substrate (W1) held on the one stage (WS1) When to The surface position of the sensitive substrate (W1) held on the one stage (WS1) is adjusted based on the detected relative position. Scanning exposure method .
[0047]
According to this, the mark on the sensitive substrate held on one of the two stages is measured and held on one stage while the mark measurement operation is being performed on the one stage. A relative position of the sensitive substrate with respect to the predetermined reference surface is detected. While the mark measurement operation is being performed in one stage in this way, the sensitive substrate held in the other of the two stages in parallel with this is performed. Board Exposed. For this reason, it is possible to improve the throughput as compared with the conventional technique in which these operations are performed sequentially by parallel processing of the mark measurement operation on one stage side and the exposure operation on the other stage side.
[0048]
Then, after the exposure operation of the other stage is finished, that is, after the parallel operation on the two stages is finished, the sensitive substrate held on one stage is exposed. Is set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate. Sensitive substrate held on one stage When exposing the shot area near the upper periphery, The surface position of the sensitive substrate held on the one stage is adjusted based on the relative position (information on the surface position) of the sensitive substrate held on the one stage previously detected with respect to the predetermined reference plane. , It is possible to quickly drive the surface position of the sensitive substrate to near the imaging plane of the projection optical system. As a result, it is possible to expose each shot area in an efficient exposure sequence without adopting the inner scan even for the shot area near the outer periphery of the sensitive substrate set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate. Can improve throughput, and Rapid and highly accurate focus and leveling control is possible.
[0069]
Ma The From a fourth viewpoint, the present invention provides: Projection exposure in which an image of a pattern is projected onto an exposure region (IF) via a projection optical system (PL), and the sensitive substrate is moved in the scanning direction with respect to the exposure region (IF), thereby exposing the sensitive substrate. In this method, a sensitive substrate (W1) is held on a first substrate stage (WS1) movable in a two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction) and independent of the first substrate stage (WS1). A sensitive substrate (W2) is held on a second substrate stage (WS2) movable in a two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction), and one of the first and second substrate stages ( For example, a measurement sequence for detecting alignment marks on the sensitive substrate (W1) held on WS1) is executed in parallel with an exposure sequence for exposing the sensitive substrate (W2) on the other substrate stage (WS2). The measurement sequence During this period, surface position information in the vicinity of the outer periphery of the sensitive substrate (W1) on one substrate stage (WS1) is detected, and a measurement sequence using one substrate stage (WS1) and the other substrate stage (WS2) are detected. After the exposure sequence using is completed, the other substrate stage (WS2) is moved to the exchange position of the sensitive substrate, and one substrate stage (WS1) is moved to the image plane side of the projection optical system (PL). A shot region (210) near the outer periphery of the sensitive substrate held on the substrate stage (WS1) is exposed so that the exposure region (IF) scans from the outside to the inside of the sensitive substrate, and a measurement sequence is being performed during the exposure. Projection exposure method for adjusting the surface position of the sensitive substrate (W1) held on one substrate stage (WS1) based on the surface position information detected in step Is .
According to this, it is possible to perform highly accurate focus and leveling control while improving the throughput.
Also, From the fifth viewpoint, the present invention A projection exposure apparatus that exposes an image of a pattern formed on a mask (R) onto a sensitive substrate (W) via a projection optical system (PL), having a reflective surface for an interferometer, and the sensitive substrate A first substrate stage (WS1) that can move in a two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction); and a first substrate stage that has a reflective surface for an interferometer and holds a sensitive substrate ( A second substrate stage (WS2) capable of moving in a two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction) independently of WS1); provided separately from the projection optical system (PL), and an alignment mark on the sensitive substrate At least one first alignment system (24a) to be detected; second to measure the relative positional relationship between the reference (FM1) provided on the substrate stage and the mark on the mask (R) via the projection optical system (PL). An alignment system (142); The surface position detection system (130) for detecting surface position information with respect to the fixed reference surface; and the first alignment system (24a) can be used to measure the position of the substrate stage in the measurement sequence for detecting the alignment mark on the sensitive substrate. Of the substrate stage in the exposure sequence that exposes the sensitive substrate using the projection optical system (PL) and the first interference measurement long axis (BI4Y) that deviates from the reflecting surface of the substrate stage after the measurement sequence ends. An interferometer system having a second interferometric measurement long axis (BI3Y) that is disposed so as to be capable of measuring a position and deviates from the reflecting surface of the substrate stage after the exposure sequence ends. The measurement sequence on one substrate stage (for example WS1) is executed in parallel with the exposure sequence on the other substrate stage (WS2), The first positional relationship between the shot area on the sensitive substrate (W1) held on the other substrate stage (WS1) and the reference (FM1) provided on one substrate stage (WS1) is obtained, and its measurement sequence During execution, the surface position information of the surface of the sensitive substrate (W1) on one substrate stage (WS1) is detected using the surface position detection system (130), and the measurement sequence using one substrate stage (WS1) is detected. After the exposure sequence using the other substrate stage (WS2) is completed, the other substrate stage (WS2) is moved to the exchange position of the sensitive substrate, and one substrate stage (WS1) is moved to the projection optical system (PL). Between the reference (FM1) provided on one substrate stage (WS1) and the mark on the mask using the second alignment system (142). The second positional relationship is measured, and shot areas on the sensitive substrate (W1) held on one substrate stage (WS1) are sequentially exposed, and at the time of the exposure, the first and second positional relationships and the aforementioned Based on the position of one substrate stage (WS1) measured using the second interference measurement major axis, the position of one substrate stage (WS1) in the two-dimensional direction (X-axis direction, Y-axis direction) is controlled. And a projection exposure apparatus that adjusts the surface position of the sensitive substrate (W1) held on one substrate stage (WS1) based on the surface position information detected during the measurement sequence. Is .
According to this, it is possible to perform highly accurate focus and leveling control while improving the throughput.
[0070]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0071]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The projection exposure apparatus 10 is a so-called step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatus.
[0072]
The projection exposure apparatus 10 holds wafers WS1 and WS2 as first and second substrate stages that independently move in a two-dimensional direction while holding wafers W1 and W2 as sensitive substrates on a base board 12, respectively. The stage device provided, the projection optical system PL disposed above the stage device, and the reticle R as a mask above the projection optical system PL mainly in a predetermined scanning direction, here the Y-axis direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1) ), A lighting system for illuminating the reticle R from above, a control system for controlling these parts, and the like.
[0073]
The stage device is levitated and supported on the base board 12 via an air bearing (not shown), and is independently 2 in the X-axis direction (the left-right direction on the paper surface in FIG. 1) and the Y-axis direction (the orthogonal direction on the paper surface in FIG. 1). Two wafer stages WS1 and WS2 capable of dimension movement, a stage drive system for driving these wafer stages WS1 and WS2, and an interferometer system for measuring the positions of the wafer stages WS1 and WS2 are provided.
[0074]
More specifically, air pads (for example, vacuum preload type air bearings) (not shown) are provided at a plurality of locations on the bottom surfaces of the wafer stages WS1 and WS2, and the air ejection force of the air pads and the vacuum preload are reduced. For example, it is levitated and supported on the base board 12 with an interval of several microns maintained by balance.
[0075]
On the base board 12, as shown in the plan view of FIG. 3, two X-axis linear guides extending in the X-axis direction (for example, a fixed side magnet of a so-called moving coil type linear motor) 122 , 124 are provided in parallel, and two X-axis linear guides 122, 124 are respectively attached with two moving members 114, 118 and 116, 120 that are movable along the X-axis linear guides. ing. Drive coils (not shown) are attached to the bottom portions of these four moving members 114, 118, 116, and 120 so as to surround the X-axis linear guide 122 or 124 from above and from the sides, respectively. And the X-axis linear guide 122 or 124 constitute moving coil type linear motors for driving the moving members 114, 116, 118, and 120 in the X-axis direction, respectively. However, in the following description, for the sake of convenience, the moving members 114, 116, 118, and 120 are referred to as X-axis linear motors.
[0076]
Two of these X-axis linear motors 114 and 116 are respectively provided at both ends of a Y-axis linear guide 110 (such as a fixed coil of a moving magnet type linear motor) 110 extending in the Y-axis direction. The remaining two X-axis linear motors 118 and 120 are fixed to both ends of a similar Y-axis linear guide 112 extending in the Y-axis direction. Therefore, the Y-axis linear guide 110 is driven along the X-axis linear guides 122 and 124 by the X-axis linear motors 114 and 116, and the Y-axis linear guide 112 is driven by the X-axis linear motors 118 and 120. 122 and 124 are driven.
[0077]
On the other hand, a magnet (not shown) surrounding one Y-axis linear guide 110 from above and from the side is provided at the bottom of wafer stage WS1, and wafer stage WS1 is moved to Y-axis by this magnet and Y-axis linear guide 110. A moving magnet type linear motor driven in the direction is configured. Further, a magnet (not shown) surrounding the other Y-axis linear guide 112 from above and from the side is provided at the bottom of the wafer stage WS2, and the wafer stage WS2 is moved to the Y-axis by this magnet and the Y-axis linear guide 112. A moving magnet type linear motor driven in the direction is configured.
[0078]
That is, in the first embodiment, the X-axis linear guides 122 and 124, the X-axis linear motors 114, 116, 118, and 120, the Y-axis linear guides 110 and 112, and the bottom portions of the wafer stages WS1 and WS2 are not illustrated. A stage driving system for driving the wafer stages WS1 and WS2 independently in an XY two-dimensional manner is configured by a magnet or the like. This stage drive system is controlled by the stage controller 38 in FIG.
[0079]
Note that by slightly varying the torque of the pair of X-axis linear motors 114 and 116 provided at both ends of the Y-axis linear guide 110, it is possible to generate or remove slight yawing in the wafer stage WS1. Similarly, by slightly varying the torque of the pair of X-axis linear motors 118 and 120 provided at both ends of the Y-axis linear guide 112, it is possible to generate or remove minute yawing in the wafer stage WS2. .
[0080]
On the wafer stages WS1 and WS2, the wafers W1 and W2 are fixed by vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown). The wafer holder is finely driven in a Z-axis direction and a θ-direction (rotation direction about the Z-axis) orthogonal to the XY plane by a Z / θ drive mechanism (not shown). Further, on the upper surfaces of the wafer stages WS1 and WS2, fiducial mark plates FM1 and FM2 on which various fiducial marks are formed are installed so as to have almost the same height as the wafers W1 and W2, respectively. These reference mark plates FM1 and FM2 are used, for example, when detecting the reference position of each wafer stage.
[0081]
Further, a surface 20 on one side in the X-axis direction (left side surface in FIG. 1) and a surface 21 on one side in the Y-axis direction (surface on the back side in FIG. 1) 21 of the wafer stage WS1 are mirror-finished reflecting surfaces. Similarly, a surface 22 on the other side in the X-axis direction (the right side surface in FIG. 1) 22 and a surface 23 on the one side in the Y-axis direction of the wafer stage WS2 are mirror-finished reflecting surfaces. Yes. Interferometer beams of each length measuring axis (BI1X, BI2X, etc.) constituting an interferometer system, which will be described later, are projected onto these reflecting surfaces, and the reflected light is received by each interferometer, whereby a reference for each reflecting surface is obtained. Displacement from the position (generally, a fixed mirror is placed on the side of the projection optical system and the side of the alignment optical system, which is used as a reference plane), and thereby the two-dimensional positions of the wafer stages WS1 and WS2 are measured. It has come to be. The configuration of the measurement axis of the interferometer system will be described in detail later.
[0082]
Here, as the projection optical system PL, there is used a refractive optical system composed of a plurality of lens elements having a common optical axis in the Z-axis direction and having a predetermined reduction magnification, for example, 1/5, on both sides telecentric. Yes. For this reason, the moving speed of the wafer stage in the scanning direction at the time of step-and-scan scanning exposure is 1/5 of the moving speed of the reticle stage.
[0083]
On both sides in the X-axis direction of the projection optical system PL, as shown in FIG. 1, off-axis type alignment systems 24a and 24b having the same function are provided. They are located at the same distance from the center (coincided with the projection center of the reticle pattern image). These alignment systems 24a and 24b have three types of alignment sensors, an LSA (Laser Step Alignment) system, an FIA (Filed Image Alignment) system, and an LIA (Laser Interferometric Alignment) system. It is possible to measure the position of the mark and the alignment mark on the wafer in the X and Y two-dimensional directions.
[0084]
Here, the LSA system is the most versatile sensor that irradiates a mark with a laser beam and measures the mark position using diffracted / scattered light, and has been conventionally used for a wide variety of process wafers. The FIA system is a sensor that measures the mark position by illuminating the mark with broadband light such as a halogen lamp and processing the image of the mark, and is effectively used for asymmetric marks on the aluminum layer and wafer surface. The In addition, the LIA system is a sensor that irradiates a diffraction grating mark with laser light having a slightly different frequency from two directions, causes the generated two diffracted lights to interfere, and detects the position information of the mark from the phase. Yes, it can be used effectively for low step and rough wafers.
[0085]
In the first embodiment, these three types of alignment sensors are properly used according to the purpose, so-called search alignment for measuring the position of the three-dimensional mark on the wafer and measuring the approximate position of the wafer, Fine alignment or the like for performing accurate position measurement of each shot area on the wafer is performed.
[0086]
In this case, the alignment system 24a is used for position measurement of the alignment mark on the wafer W1 held on the wafer stage WS1 and the reference mark formed on the reference mark plate FM1. The alignment system 24b is used for measuring the position of the alignment mark on the wafer W2 held on the wafer stage WS2 and the reference mark formed on the reference mark plate FM2.
[0087]
Information from each alignment sensor constituting the alignment systems 24a and 24b is A / D converted by the alignment control device 80, and a digitized waveform signal is arithmetically processed to detect a mark position. This result is sent to the main control device 90 as a control means, and the main control device 90 instructs the stage control device to correct the synchronization position during exposure according to the result.
[0088]
Further, in the exposure apparatus 10 of the first embodiment, although not shown in FIG. 1, a reticle mark on the reticle R is provided above the reticle R via the projection optical system PL as shown in FIG. There are provided a pair of reticle alignment microscopes 142 and 144 composed of a TTR (Through The Reticle) alignment optical system using an exposure wavelength for simultaneously observing (not shown) and the marks on the reference mark plates FM1 and FM2. . Detection signals from these reticle alignment microscopes 142 and 144 are supplied to the main controller 90. In this case, the deflection mirrors 146 and 148 for guiding the detection light from the reticle R to the reticle alignment microscopes 142 and 144 are movably arranged, and when an exposure sequence is started, a command from the main controller 90 is also given. Thus, the deflecting mirrors 146 and 148 are retracted by the mirror driving device (not shown). Note that a configuration equivalent to the reticle alignment microscope 142, 144 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468, and therefore detailed description thereof is omitted here.
[0089]
Although not shown in FIG. 1, each of the projection optical system PL and the alignment systems 24a and 24b includes an autofocus / autoleveling measurement mechanism (hereinafter referred to as an in-focus position measuring mechanism) for checking the in-focus position as shown in FIG. , "AF / AL system") 130, 132, 134. Of these, the AF / AL system 132 as the second detection system accurately transfers the pattern on the reticle R onto the wafer (W1 or W2) by scanning exposure, and the pattern forming surface on the reticle R and the wafer. Since the exposure surface of W needs to be conjugate with respect to the projection optical system PL, whether or not the exposure surface of the wafer W matches the image plane of the projection optical system PL within the range of the focal depth (in-focus) In order to detect whether or not In the first embodiment, a so-called multipoint AF system is used as the AF / AL system 132.
[0090]
Here, the detailed configuration of the multipoint AF system constituting the AF / AL system 132 will be described with reference to FIGS.
[0091]
As shown in FIG. 5, the AF / AL system (multi-point AF system) 132 includes an optical fiber bundle 150, a condenser lens 152, a pattern forming plate 154, a lens 156, a mirror 158, and an irradiation objective lens 160. The optical system 151 includes a condensing objective lens 162, a rotational vibration plate 164, an imaging lens 166, and a condensing optical system 161 including a light receiver 168.
[0092]
Here, each part of the configuration of the AF / AL system (multi-point AF system) 132 will be described together with its operation.
[0093]
Illumination light having a wavelength that does not sensitize the photoresist on the wafer W1 (or W2) different from the exposure light EL is guided from an illumination light source (not shown) through the optical fiber bundle 150 and emitted from the optical fiber bundle 150. The light illuminates the pattern forming plate 154 through the condenser lens 152. The illumination light transmitted through the pattern forming plate 154 passes through the lens 156, the mirror 158, and the irradiation objective lens 160, and is projected onto the exposure surface of the wafer W. On the pattern forming plate 154 with respect to the exposure surface of the wafer W1 (or W2). The pattern image is projected and formed obliquely with respect to the optical axis AX. The illumination light reflected by the wafer W 1 is projected onto the light receiving surface of the light receiver 168 via the condenser objective lens 162, the rotation direction vibration plate 164 and the imaging lens 166, and on the light receiving surface of the light receiver 168 on the pattern forming plate 154. The pattern image is re-imaged. Here, the main controller 90 applies predetermined vibrations to the rotational direction vibration plate 164 via the vibration device 172, and a large number of light receivers 168 (specifically, the same number as the slit patterns of the pattern forming plate 154). Detection signals from the light receiving elements are supplied to the signal processing device 170. Further, the signal processing device 170 supplies a large number of focus signals obtained by synchronously detecting each detection signal with the drive signal of the vibration exciting device 172 to the main control device 90 via the stage control device 38.
[0094]
In this case, as shown in FIG. 6, for example, 5 × 9 = 45 vertical slit-like opening patterns 93-11 to 93-59 are formed on the pattern forming plate 154. The image of the aperture pattern is projected obliquely (45 °) with respect to the X axis and the Y axis on the exposure surface of the wafer W. As a result, a slit image having a matrix arrangement inclined at 45 ° with respect to the X axis and the Y axis as shown in FIG. 4 is formed. 4 indicates an illumination field on the wafer conjugate with an illumination area on the reticle illuminated by the illumination system. As is apparent from FIG. 4, the detection beam is irradiated onto an area that is two-dimensionally sufficiently larger than the illumination field IF under the projection optical system PL.
[0095]
The other AF / AL systems 130 and 134 as the first detection system are configured in the same manner as the AF / AL system 132. In other words, in the first embodiment, the detection beam can be irradiated also by the AF / AL mechanisms 130 and 134 used for measuring the alignment mark in substantially the same area as the AF / AL system 132 used for focus detection during exposure. It has become a structure. For this reason, when the alignment sensor 24a and 24b measures the alignment mark, the position of the alignment mark is measured while performing AF / AL measurement similar to that during exposure and autofocus / auto-leveling by control. Alignment measurement becomes possible. In other words, an offset (error) due to the posture of the stage does not occur between exposure and alignment.
[0096]
Next, the reticle driving mechanism will be described with reference to FIGS.
[0097]
The reticle driving mechanism includes a reticle stage RST that can move in a two-dimensional direction of XY while holding the reticle R on the reticle base board 32, a linear motor (not shown) that drives the reticle stage RST, and the reticle stage RST. And a reticle interferometer system for managing the position of the projector.
[0098]
More specifically, in the reticle stage RST, as shown in FIG. 2, two reticles R1 and R2 can be placed in series in the scanning direction (Y-axis direction). The RST is levitated and supported on the reticle base board 32 via an air bearing (not shown), and is driven minutely in the X-axis direction and minute in the θ direction by a drive mechanism 30 (see FIG. 1) including a linear motor (not shown). Rotation and scanning driving in the Y-axis direction are performed. The drive mechanism 30 is a mechanism that uses a linear motor similar to that of the stage device described above as a drive source, but is shown as a simple block in FIG. 1 for convenience of illustration and explanation. For this reason, the reticles R1 and R2 on the reticle stage RST are selectively used, for example, in double exposure, and any reticle can be scanned synchronously with the wafer side.
[0099]
On this reticle stage RST, a parallel plate moving mirror 34 made of the same material as the reticle stage RST (for example, ceramic) is extended in the Y-axis direction at one end of the X-axis direction. A reflective surface is formed on one surface of the mirror 34 in the X-axis direction by mirror finishing. An interferometer beam from an interferometer indicated by a measurement axis BI6X constituting the interferometer system 36 of FIG. 1 is irradiated toward the reflecting surface of the movable mirror 34, and the interferometer receives the reflected light and receives the wafer stage. The position of reticle stage RST is measured by measuring the relative displacement with respect to the reference surface in the same manner as on the side. Here, the interferometer having the measurement axis BI6X actually has two interferometer optical axes that can be measured independently, and measures the position of the reticle stage in the X-axis direction and measures the amount of yawing. Is possible. The interferometer having the measurement axis BI6X is based on the reticle and wafer based on yawing information and X position information of the wafer stages WS1 and WS2 from the interferometers 16 and 18 having measurement axes BI1X and BI2X on the wafer stage described later. This is used to control the rotation of reticle stage RST in the direction to cancel the relative rotation (rotation error) of the lens and to perform X-direction synchronization control.
[0100]
On the other hand, a pair of corner cube mirrors 35 and 37 are installed on the other side in the Y-axis direction (the front side in FIG. 1), which is the scanning direction (scanning direction) of reticle stage RST. A pair of double-pass interferometers (not shown) irradiate the corner cube mirrors 35 and 37 with interferometer beams indicated by measurement axes BI7Y and BI8Y in FIG. Are returned from the corner cube mirrors 35 and 37, and the reflected lights reflected there return on the same optical path and are received by the respective double-pass interferometers. The reference positions of the respective corner cube mirrors 35 and 37 (the reticle at the reference position). The relative displacement from the reflection surface on the base board 32 is measured. Then, the measurement values of these double pass interferometers are supplied to the stage control device 38 of FIG. 1, and the position of the reticle stage RST in the Y-axis direction is measured based on the average value. Information on the position in the Y-axis direction is obtained by calculating the relative position between the reticle stage RST and the wafer stage WS1 or WS2 based on the measurement value of the interferometer having the measurement axis BI3Y on the wafer side, and scanning during scanning exposure based on this. This is used for synchronous control of the reticle in the direction (Y-axis direction) and the wafer.
[0101]
That is, in the first embodiment, the reticle interferometer system is configured by the interferometer 36 and a pair of double-path interferometers indicated by the measurement axes BI7Y and BI8Y.
[0102]
Next, an interferometer system for managing the positions of wafer stages WST1 and WST2 will be described with reference to FIGS.
[0103]
As shown in these figures, the X axis direction one side of the wafer stage WS1 is along a first axis (X axis) passing through the projection center of the projection optical system PL and the detection centers of the alignment systems 24a and 24b. The surface is irradiated with an interferometer beam indicated by a first measurement axis BI1X from the interferometer 16 of FIG. 1, and similarly, on the other surface in the X-axis direction of the wafer stage WS2 along the first axis. Is irradiated with an interferometer beam indicated by a second measuring axis BI2X from the interferometer 18 of FIG. The interferometers 16 and 18 receive these reflected lights, thereby measuring the relative displacement of each reflecting surface from the reference position and measuring the positions of the wafer stages WS1 and WS2 in the X-axis direction. . Here, as shown in FIG. 2, the interferometers 16 and 18 are three-axis interferometers each having three optical axes. In addition to the measurement in the X-axis direction of the wafer stages WS1 and WS2, tilt measurement and θ measurement is possible. The output value of each optical axis can be measured independently. Here, the θ stage (not shown) that rotates the θ of the wafer stages WS1 and WS2 and the Z leveling stages RS1 and RS2 as a substrate driving system that performs minute driving and tilt driving in the Z-axis direction are actually reflecting surfaces. Therefore, all of the driving amount at the time of tilt control of the wafer stage can be monitored by these interferometers 16 and 18 (substrate driving system).
[0104]
The interferometer beams of the first measurement axis BI1X and the second measurement axis BI2X always come into contact with the wafer stages WS1 and WS2 over the entire range of movement of the wafer stages WS1 and WS2, and accordingly, the X axis Regarding the direction, the position of the wafer stages WS1 and WS2 is the first length measurement axis BI1X and the second length measurement axis BI2X during exposure using the projection optical system PL and when the alignment systems 24a and 24b are used. It is managed based on the measured value.
[0105]
As shown in FIGS. 2 and 3, an interferometer having a third measurement axis BI3Y perpendicularly intersecting the first axis (X axis) at the projection center of the projection optical system PL, and alignment systems 24a and 24b. Interferometers each having measurement axes BI4Y and BI5Y as fourth measurement axes perpendicularly intersecting with the first axis (X axis) at the respective detection centers are provided. Only the long axis is shown).
[0106]
In the case of the first embodiment, the Y-direction position measurement of the wafer stages WS1 and WS2 at the time of exposure using the projection optical system PL is used to measure the projection axis of the projection optical system, that is, the length measuring axis BI3Y passing through the optical axis AX. The measurement value of the interferometer is used, and the measurement value of the measurement axis BI4Y passing through the detection center of the alignment system 24a, that is, the optical axis SX, is used to measure the position of the wafer stage WS1 in the Y direction when the alignment system 24a is used. The measurement value of the measurement axis BI5Y passing through the detection center of the alignment system 24b, that is, the optical axis SX, is used for measuring the position in the Y direction of the wafer stage WS2 when the alignment system 24b is used.
[0107]
Accordingly, although the interference measurement major axis in the Y-axis direction deviates from the reflection surface of the wafer stages WS1 and WS2 depending on each use condition, at least one measurement axis, that is, the measurement axes BI1X and BI2X are the respective wafer stages. Since it does not deviate from the reflection surfaces of WS1 and WS2, the Y-side interferometer can be reset at an appropriate position where the interferometer optical axis to be used enters the reflection surface. A method for resetting the interferometer will be described in detail later.
[0108]
The Y measuring length measuring axes BI3Y, BI4Y, and BI5Y are two-axis interferometers each having two optical axes. In addition to the measurement in the Y-axis direction of the wafer stages WS1 and WS2, Tilt measurement is possible. The output value of each optical axis can be measured independently.
In the first embodiment, interferometers that manage the two-dimensional coordinate positions of wafer stages WS1 and WS2 by a total of five interferometers including three interferometers having interferometers 16 and 18 and measurement axes BI3Y, BI4Y, and BI5Y. A metering system is configured.
[0109]
In the first embodiment, as will be described later, while one of the wafer stages WS1 and WS2 executes the exposure sequence, the other executes the wafer exchange and wafer alignment sequence. The movement of the wafer stages WS1 and WS2 is managed by the stage controller 38 in accordance with a command from the main controller 90 based on the output value of each interferometer so that there is no interference between both stages.
[0110]
Next, the illumination system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the illumination system includes an exposure light source 40, a shutter 42, a mirror 44, beam expanders 46 and 48, a first fly-eye lens 50, a lens 52, a vibrating mirror 54, a lens 56, and a second fly. The lens includes an eye lens 58, a lens 60, a fixed blind 62, a movable blind 64, relay lenses 66 and 68, and the like.
[0111]
Here, each part of the illumination system will be described together with its operation.
[0112]
Laser light emitted from a light source unit 40 including a KrF excimer laser that is a light source and a dimming system (a dimming plate, an aperture stop, etc.) is transmitted through a shutter 42 and then deflected by a mirror 44 to be a beam expander 46, The beam is shaped into an appropriate beam diameter by 48 and is incident on the first fly-eye lens 50. The light beam incident on the first fly-eye lens 50 is divided into a plurality of light beams by two-dimensionally arranged fly-eye lens elements, and each light beam is again different by the lens 52, the vibrating mirror 54, and the lens 56. The light enters the second fly-eye lens 58 from an angle. The light beam emitted from the second fly-eye lens 58 reaches the fixed blind 62 installed at a position conjugate with the reticle R by the lens 60. After the cross-sectional shape is defined in a predetermined shape, the reticle R A predetermined shape defined by the fixed blind 62 on the reticle R as uniform illumination light that passes through the movable blind 64 disposed at a position slightly defocused from the conjugate plane of Here, the illumination area IA having a rectangular slit shape (see FIG. 2) is illuminated.
[0113]
Next, the control system will be described with reference to FIG. This control system is composed of an exposure amount control device 70, a stage control device 38, and the like, which are subordinate to the main control device 90, with a main control device 90 that controls the entire apparatus as a whole.
[0114]
Here, the operation at the time of exposure of the projection exposure apparatus 10 according to the first embodiment will be described focusing on the operation of each component of the control system.
[0115]
The exposure amount controller 70 instructs the shutter driver 72 to drive the shutter driver 74 to open the shutter 42 before the synchronous scanning of the reticle R and the wafer (W1 or W2) is started. .
[0116]
Thereafter, the stage controller 38 starts synchronous scanning (scan control) of the reticle R and the wafer (W1 or W2), that is, the reticle stage RST and the wafer stage (WS1 or WS2) in accordance with an instruction from the main controller 90. The This synchronous scanning is performed by monitoring the measurement values of the measurement axis BI3Y and the measurement axis BI1X or BI2X of the interferometer system and the measurement axes BI7Y, BI8Y and the measurement axis BI6X of the reticle interferometer system, while controlling the stage control device. This is performed by controlling each of the linear motors constituting the driving system of the reticle driving unit 30 and the wafer stage by 38.
[0117]
When both stages are controlled at a constant speed within a predetermined tolerance, the exposure control device 70 instructs the laser control device 76 to start pulse emission. As a result, the rectangular illumination area IA of the reticle R whose pattern is chromium-deposited on the lower surface thereof is illuminated by illumination light from the illumination system, and an image of the pattern in the illumination area is 1/5 by the projection optical system PL. Projection exposure is performed on a wafer (W1 or W2) whose surface is reduced in size and coated with a photoresist on its surface. As is clear from FIG. 2, the slit width in the scanning direction of the illumination area IA is narrower than the pattern area on the reticle, and the reticle R and the wafer (W1 or W2) are synchronously scanned as described above. Thus, an image of the entire surface of the pattern is sequentially formed on the shot area on the wafer.
[0118]
Here, simultaneously with the start of the pulse emission described above, the exposure amount control device 70 instructs the mirror drive device 78 to drive the vibrating mirror 54 so that the pattern region on the reticle R is completely the illumination region IA (see FIG. 2). ), That is, until the image of the entire surface of the pattern is formed on the shot area on the wafer, this control is continuously performed to reduce the unevenness of interference fringes generated by the two fly-eye lenses 50 and 58. Do.
[0119]
Further, in order to prevent illumination light from leaking outside the light-shielding area on the reticle at the shot edge portion during the scanning exposure described above, the movable blind 64 is moved by the blind controller 39 in synchronization with the scanning of the reticle R and the wafer W. The drive control is performed, and a series of these synchronous operations are managed by the stage controller 38.
[0120]
By the way, the pulse light emission by the laser control device 76 described above needs to emit light n times (n is a positive integer) while an arbitrary point on the wafers W1 and W2 passes through the illumination field width (w). When the oscillation frequency is f and the wafer scan speed is V, the following equation (1) needs to be satisfied.
[0121]
f / n = V / w (1)
Further, when the irradiation energy of one pulse irradiated on the wafer is P and the resist sensitivity is E, the following equation (2) needs to be satisfied.
[0122]
nP = E (2)
In this way, the exposure amount control device 70 calculates all the variable amounts of the irradiation energy P and the oscillation frequency f, issues a command to the laser control device 76, and sets the dimming system provided in the exposure light source 40. By controlling the irradiation energy P and the oscillation frequency f, the shutter driving device 72 and the mirror driving device 78 are controlled.
[0123]
Further, in the main controller 90, for example, when correcting the movement start position (synchronous position) of the reticle stage and the wafer stage that perform synchronous scanning during scan exposure, the correction amount with respect to the stage controller 38 that controls the movement of each stage. Instructs the correction of the stage position according to.
[0124]
Furthermore, in the projection exposure apparatus of the first embodiment, a first transfer system that exchanges wafers with the wafer stage WS1, and a second transfer system that exchanges wafers with the wafer stage WS2; Is provided.
[0125]
As shown in FIG. 7, the first transfer system performs wafer exchange with the wafer stage WS1 at the left wafer loading position as will be described later. The first transport system is attached to a first loading guide 182 extending in the Y-axis direction, a first slider 186 and a second slider 190 moving along the loading guide 182, and the first slider 186. A first wafer loader including a first unload arm 184, a first load arm 188 attached to a second slider 190, and the like, and three vertical moving members provided on the wafer stage WS1 And a first center-up 180 composed of
[0126]
Here, the wafer exchange operation by the first transfer system will be briefly described.
[0127]
Here, as shown in FIG. 7, a case will be described in which the wafer W1 ′ on the wafer stage WS1 at the left wafer loading position and the wafer W1 transferred by the first wafer loader are exchanged.
[0128]
First, in main controller 90, the vacuum of a wafer holder (not shown) on wafer stage WS1 is turned off via a switch (not shown) to release the adsorption of wafer W1 ′.
[0129]
Next, main controller 90 drives center-up 180 upward by a predetermined amount via a center-up drive system (not shown). Thereby, the wafer W1 ′ is lifted to a predetermined position. In this state, main controller 90 supports the movement of first unload arm 184 by a wafer loader controller (not shown). Thereby, the first slider 186 is driven and controlled by the wafer loader control device, and the first unload arm 184 moves along the loading guide 182 over the wafer stage WS1 and is positioned directly below the wafer W1 ′.
[0130]
In this state, main controller 90 drives center up 180 downward to a predetermined position. During the downward movement of the center up 180, the wafer W1 ′ is transferred to the first unload arm 184, so the main controller 90 instructs the wafer loader controller to start vacuuming the first unload arm 184. As a result, the wafer W1 ′ is sucked and held by the first unload arm 184.
[0131]
Next, main controller 90 instructs the wafer loader controller to retract the first unload arm 184 and start moving the first load arm 188. As a result, the first unload arm 184 starts to move in the −Y direction in FIG. 7 integrally with the first slider 186, and at the same time, the second slider 190 and the first load arm 188 holding the wafer W1. The movement starts in the + Y direction integrally. When the first load arm 188 comes above the wafer stage WS1, the wafer loader control device stops the second slider 190 and releases the vacuum of the first load arm 188.
[0132]
In this state, the main controller 90 drives the center-up 180 upward, and the center-up 180 lifts the wafer W1 from below. Next, main controller 90 instructs wafer loader controller to retract the load arm. Thus, the second slider 190 starts moving in the −Y direction integrally with the first load arm 188, and the first load arm 188 is retracted. Simultaneously with the start of retraction of the first load arm 188, the main controller 90 starts to drive the center up 180 downward to place the wafer W1 on a wafer holder (not shown) on the wafer stage WS1, and vacuum the wafer holder. turn on. This completes a series of wafer exchange sequences.
[0133]
Similarly, as shown in FIG. 8, the second transfer system performs wafer exchange with the wafer stage WS2 at the right wafer loading position in the same manner as described above. The second transport system includes a second loading guide 192 extending in the Y-axis direction, a third slider 196 moving along the second loading guide 192, a fourth slider 200, and a third slider 196. A second wafer loader configured to include a second unload arm 194 attached, a second load arm 198 attached to the fourth slider 200, and the like, and a not-shown unit provided on the wafer stage WS2 It consists of the second center up.
[0134]
Next, parallel processing by two wafer stages, which is a feature of the first embodiment, will be described with reference to FIGS.
[0135]
In FIG. 7, while the wafer W2 on the wafer stage WS2 is being exposed through the projection optical system PL, the wafer stage WS1 and the first transfer system are in the left loading position as described above. A plan view showing a state in which the wafers are exchanged between them is shown. In this case, an alignment operation is performed on the wafer stage WS1 as described later following the wafer exchange. In FIG. 7, the position control of the wafer stage WS2 during the exposure operation is performed based on the measured values of the measurement axes BI2X and BI3Y of the interferometer system, and the position of the wafer stage WS1 where the wafer replacement and alignment operations are performed. The control is performed based on the measurement values of the measurement axes BI1X and BI4Y of the interferometer system.
[0136]
At the left loading position shown in FIG. 7, the arrangement is such that the reference mark on the reference mark plate FM1 of the wafer stage WS1 comes directly under the alignment system 24a. For this reason, the main controller 90 resets the interferometer of the measurement axis BI4Y of the interferometer system before measuring the reference mark on the reference mark plate FM1 by the alignment system 24a.
[0137]
Subsequent to the wafer exchange and the interferometer reset described above, search alignment is performed. The search alignment performed after the wafer exchange is a pre-alignment performed again on the wafer stage WS1 because the position error is large only by the pre-alignment performed during the transfer of the wafer W1. Specifically, the positions of three search alignment marks (not shown) formed on the wafer W1 placed on the stage WS1 are measured using an LSA sensor or the like of the alignment system 24a, and the measurement is performed. Based on the result, the wafer W1 is aligned in the X, Y, and θ directions. The operation of each part during this search alignment is controlled by main controller 90.
[0138]
After this search alignment is completed, fine alignment is performed in which the arrangement of each shot area on the wafer W1 is obtained here using EGA. Specifically, the wafer stage WS1 is sequentially controlled based on design shot arrangement data (alignment mark position data) while managing the position of the wafer stage WS1 by the interferometer system (measurement axes BI1X, BI4Y). While moving, the alignment mark position of a predetermined sample shot on the wafer W1 is measured by an FIA sensor or the like of the alignment system 24a, and based on this measurement result and the design coordinate data of the shot arrangement, statistical calculation by the least square method is performed. , All shot array data are calculated. The operation of each part in the EGA is controlled by the main controller 90, and the above calculation is performed by the main controller 90. This calculation result is preferably converted into a coordinate system based on the reference mark position of the reference mark plate FM1.
[0139]
In the case of the first embodiment, as described above, during the measurement by the alignment system 24a, the same AF / AL system 132 (see FIG. 4) as that at the time of exposure is used while performing the autofocus / auto leveling by the control and the alignment. The mark position is measured, and an offset (error) due to the posture of the stage can be prevented from occurring between alignment and exposure.
[0140]
While the wafer exchange and alignment operations are being performed on the wafer stage WS1 side, the wafer stage WS2 side continuously uses the two reticles R1 and R2 as shown in FIG. 9 while changing the exposure conditions. Then, double exposure is performed by the step-and-scan method.
[0141]
Specifically, fine alignment by EGA is performed in advance in the same manner as on the wafer W1 side described above, and the shot arrangement data on the wafer W2 obtained as a result (the reference mark on the reference mark plate FM2 is used as a reference). ), The shot area on the wafer W2 is sequentially moved below the optical axis of the projection optical system PL, and then the reticle stage RST and the wafer stage WS2 are synchronized in the scanning direction each time each shot area is exposed. Scan exposure is performed by scanning. Such exposure for all the shot areas on the wafer W2 is continuously performed even after reticle replacement. As a specific exposure sequence of double exposure, as shown in FIG. 10A, each shot area of the wafer W1 is sequentially scanned and exposed from A1 to A12 using a reticle R2 (A pattern). The reticle stage RST is moved by a predetermined amount in the scanning direction using the drive system 30 to set the reticle R1 (B pattern) to the exposure position, and then scan exposure is performed in the order of BI1X to BI1X2 shown in FIG. Do. At this time, since the exposure conditions (AF / AL, exposure amount) and transmittance are different between the reticle R2 and the reticle R1, it is necessary to measure the respective conditions during reticle alignment and change the conditions according to the results.
[0142]
The operation of each part during double exposure of the wafer W2 is also controlled by the main controller 90.
[0143]
In the exposure sequence and wafer exchange / alignment sequence that are performed in parallel on the two wafer stages WS1 and WS2 shown in FIG. 7 described above, the wafer stage that has been completed first enters a waiting state, and both operations are completed. At the time, the wafer stages WS1 and WS2 are controlled to move to the positions shown in FIG. The wafer W2 on the wafer stage WS2 for which the exposure sequence has been completed is replaced at the right loading position, and the wafer W1 on the wafer stage WS1 for which the alignment sequence has been completed is subjected to the exposure sequence under the projection optical system PL. Is called.
[0144]
In the right loading position shown in FIG. 8, the reference mark on the reference mark plate FM2 is arranged below the alignment system 24b as in the left loading position, and the wafer exchange operation and the alignment sequence described above are executed. Will be done. Of course, the reset operation of the interferometer of the measuring axis BI5Y of the interferometer system is executed prior to the mark detection on the reference mark plate FM2 by the alignment system 24b.
[0145]
Next, the reset operation of the interferometer by the main controller 90 when shifting from the state of FIG. 7 to the state of FIG. 8 will be described.
[0146]
After alignment at the left loading position, wafer stage WS1 is moved to a position where the reference mark on reference plate FM1 comes directly under the optical axis AX center (projection center) of projection optical system PL shown in FIG. However, since the interferometer beam of the measuring axis BI4Y is not incident on the reflecting surface 21 of the wafer stage WS1 during this movement, it is difficult to move the wafer stage to the position shown in FIG. 8 immediately after the alignment is completed. For this reason, in the first embodiment, the following measures are taken.
[0147]
That is, as described above, in the first embodiment, when the wafer stage WS1 is in the left loading position, the reference mark plate FM1 is set to be directly below the alignment system 24a. Since the interferometer of the measuring axis BI4Y is reset, the wafer stage WS1 is temporarily returned to this position, and the detection center of the alignment system 24a and the optical axis center (projection center) of the projection optical system PL, which are known in advance from that position. ) To the right in the X-axis direction by the distance BL while monitoring the measurement value of the interferometer 16 of the length measuring axis BI1X where the interferometer beam does not break. Move. As a result, wafer stage WS1 is moved to the position shown in FIG. Then, main controller 90 uses at least one of reticle alignment microscopes 142 and 144 to measure the relative positional relationship between the mark on reference mark plate FM1 and the reticle mark, and then an interferometer for measuring axis BI3Y. To reset. The reset operation can be executed when the next measurement axis to be used can irradiate the side surface of the wafer stage.
[0148]
As described above, the reason why high-precision alignment is possible even if the reset operation of the interferometer is performed is that the alignment mark on the reference mark plate FM1 is measured by the alignment system 24a, and then the alignment mark of each shot area on the wafer W1 is set. This is because the distance between the reference mark and the virtual position calculated by measuring the wafer mark is calculated by the same sensor. Since the relative distance between the reference mark and the position to be exposed is obtained at this point, if the correspondence between the exposure position and the reference mark position is obtained by the reticle alignment microscope 142 or 144 before the exposure, the value is added to the value. By adding the relative distance, even if the interferometer beam of the interferometer in the Y-axis direction is cut during the movement of the wafer stage and reset again, a highly accurate exposure operation can be performed.
[0149]
If the length measurement axis BI4Y cannot be cut while the wafer stage WS1 is moved from the alignment end position to the position shown in FIG. 8, the measurement values of the length measurement axes BI1X and BI4Y are monitored and after the alignment is completed. Of course, the wafer stage may be moved linearly to the position shown in FIG. In this case, the reset operation of the interferometer may be performed when the length measuring axis BI3Y passing through the optical axis AX of the projection optical system PL is applied to the reflecting surface 21 orthogonal to the Y axis of the wafer stage WS1.
[0150]
In the same manner as described above, the wafer stage WS2 may be moved from the exposure end position to the right loading position shown in FIG. 8 to perform the reset operation of the interferometer of the measurement axis BI5Y.
[0151]
FIG. 11 shows an example of the timing of an exposure sequence for sequentially exposing each shot area on the wafer W1 held on the wafer stage WS1, and FIG. 12 is performed in parallel with this. The timing of the alignment sequence on the wafer W2 held on the wafer stage WS2 is shown. In the first embodiment, while the two wafer stages WS1 and WS2 are independently moved in a two-dimensional direction, an exposure sequence and a wafer exchange / alignment sequence are performed in parallel for the wafers W1 and W2 on each wafer stage. By doing so, throughput is improved.
[0152]
However, when two operations are simultaneously performed using two wafer stages, the operation performed on one wafer stage may affect the operation performed on the other wafer stage as a disturbance factor. Conversely, there is an operation in which an operation performed on one wafer stage does not affect an operation performed on the other wafer stage. Therefore, in the first embodiment, among the operations that are processed in parallel, the operations that become disturbance factors are divided into the operations that do not become disturbance factors, or the operations that do not cause disturbance factors are performed simultaneously. The timing of each operation is adjusted.
[0153]
For example, during the scanning exposure, the wafer W1 and the reticle R are synchronously scanned at a constant speed, so that it does not become a disturbance factor, and it is necessary to eliminate other disturbance factors as much as possible. For this reason, during the scan exposure on one wafer stage WS1, the timing is adjusted so as to be stationary in the alignment sequence performed on the wafer W2 on the other wafer stage WS2. That is, the mark measurement in the alignment sequence is performed in a state where the wafer stage WS2 is stationary at the mark position, so that it is not a disturbance factor for the scan exposure, and the mark measurement can be performed in parallel during the scan exposure. 11 and 12, the scan exposure indicated by the operation numbers “1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23” with respect to the wafer W1 in FIG. 12, the mark measurement operations at the respective alignment mark positions indicated by the operation numbers “1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23” in FIG. You can see that it is done synchronously. On the other hand, even in the alignment sequence, during scanning exposure, since the motion is constant, it is possible to perform high-precision measurement without causing disturbance.
[0154]
The same thing can be considered at the time of wafer exchange. In particular, vibration generated when the wafer is transferred from the load arm to the center up can be a cause of disturbance. Therefore, acceleration / deceleration before scan exposure or before and after synchronous scanning is performed at a constant speed (disturbance factor) The wafer may be delivered according to the above.
[0155]
The timing adjustment described above is performed by the main controller 90.
[0156]
Next, in the projection exposure apparatus 10 of the first embodiment, AF measurement of the wafer is performed during alignment using the AF / AL system 130 provided in the alignment system 24a or the AF / AL system 134 provided in the alignment system 24b. A method of performing focus / leveling control during exposure based on the measurement result and the AF measurement result of the wafer by the AF / AL system 132 provided in the projection optical system PL will be described.
[0157]
As described above, the exposure order for each shot area on the wafer W is as follows: (1) Acceleration / deceleration time during scanning, (2) Settling time, (3) Exposure time, (4) Stepping time for adjacent shots, etc. Although it is determined by the parameters 1 ▼ to 4), in general, since acceleration / deceleration of the reticle stage is a rate-determining condition, when 2-shot stepping is not performed by vertical stepping (stepping in the Y direction in FIG. 13) It is most efficient to scan the wafer alternately in the ± Y directions (sequential scanning exposure is performed for shots adjacent in the X direction in FIG. 13).
[0158]
FIG. 13 shows the exposure order of the shot area 210 on the wafer W1 determined in this way. FIG. 13 shows an example in which all shot arrangements are contained in the wafer W1.
[0159]
Also in the present embodiment, complete read-ahead control as described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-283403 is performed prior to exposure of each shot area, but the most efficient as shown in FIG. If exposure is to be performed in the exposure order, the pre-reading AF detection point is placed on the outer periphery of the wafer W1 at each position indicated by symbols A, B, and C in FIG. AF detection points that cannot be measured (detected) are generated. In such a case, the above complete look-ahead control cannot be performed.
[0160]
This will be described in further detail. FIGS. 14A, 14B, and 14C are enlarged plan views in the case of performing pre-reading AF measurement at each position indicated by A, B, and C in FIG. Actually, the exposure area IF conjugate to the illumination area IA on the reticle, the AF detection points AF1 to AF5, and the like are fixed, and the wafer W1 is scanned with respect to them. For convenience, FIG. , (B) and (C), the exposure area IF and the AF detection point are shown to be scanned with respect to the wafer surface. Therefore, in the following description, the direction opposite to the actual scanning direction of the wafer W1 will be described as the scanning direction.
[0161]
In this case, AF detection points AF1 to AF5 as the second detection system are arranged in the non-scanning direction (left and right direction of the paper surface) on one side of the exposure area IF in the scanning direction (up and down direction of the paper surface) (FIG. 14 ( In addition, AF detection points AB1 to AB5 as the second detection system are arranged in the non-scanning direction on the other side in the scanning direction of the exposure area IF (see FIG. 14B). ).
[0162]
When AF measurement is performed while scanning in the + Y direction in FIG. 14A, the detection points AF1 and AF2 are off the wafer W1 surface, and also in the cases of FIGS. 14B and 14C, the wafer W1 surface. Since the detection points (AB1 to AB5, AF4 and AF5) are off, the above-described prefetch control cannot be performed.
[0163]
In such a case, conventionally, in order to prevent the detection points from deviating from the surface of the wafer W1 at the positions A, B, and C, scanning is performed from the inside to the outside of the wafer W1 (referred to as inner scanning). The scanning direction is reversed as described above. However, if the scanning direction is reversed, the exposure order determined as described above is changed, resulting in a decrease in throughput.
[0164]
In order to prevent such a decrease in throughput, as shown in FIG. 15 (comparative example), when the AF detection points for prefetching (for example, AF1 to AF5) exist on all wafer surfaces and measurement is possible. When the AF measurement is started at D and auto focus and auto leveling control (hereinafter referred to as AF / AL control) is adopted, an error due to AF / AL tracking phase delay is between the tracking end points E to F. Occurs. Note that the point E in FIG. 15 indicates the follow-up completion position when normal look-ahead control is performed. As is clear from this, the AF / AL control accuracy deteriorates in such AF measurement. I understand.
[0165]
Therefore, in the first embodiment, prior to the pre-reading control at the time of wafer exposure, the alignment is performed using the AF / AL system 130 provided in the alignment system 24a or the AF / AL system 134 provided in the alignment system 24b. Sometimes, the AF measurement of the wafer W1 is performed under the same conditions as in the exposure, thereby preventing the deterioration of the AF / AL control accuracy, which is an error due to the phase delay of the AF / AL tracking. The AF / AL system 130 or the AF / AL system 134 is a first detection system capable of performing AF / AL measurement on the surface of the wafer W1 under the same conditions as those provided in the projection optical system PL described above. AF detection points (corresponding to AF1 to AF5: see FIG. 14A) and AF detection points (corresponding to AB1 to AB5: see FIG. 14B).
[0166]
That is, as shown in FIG. 16, on the wafer W1 to be aligned, the number of EGA measurement points is AL1 to AL6 (6 points), during which AF measurement is performed at the measurement points C and A in the same direction as the exposure sequence. , B. Also in this case, in order to prevent the operations of the two substrate stages from affecting each other, the stepping operations (disturbance factor operations) or the exposure operation and the alignment operation (non-disturbance factor operations) are synchronized with each other. The stages are moved in an order that does not interfere with each other. In this case, it is assumed that exposure time> alignment time + prefetch measurement time.
[0167]
FIG. 17 shows measurement results from detection points AF1 to AF5 by AF measurement at the time of alignment, which is a feature of the present invention at point A in FIG. In FIG. 17, in order to simplify the drawing, the level of the wafer surface is shown as 0. Usually, however, the results of AF1 to AF5 generally vary.
[0168]
In this case, as shown in FIG. 14A, since the AF measurement can be normally performed at the detection points AF4 and AF5, the AF measurement value also indicates the wafer surface position in FIG. On the other hand, the detection points AF3, AF2 and AF1 sequentially indicate the wafer surface position as they move in the scanning direction. In this way, if focus measurement of the shot area near the wafer outer periphery is performed in advance, in the next exposure sequence, for example, what measurement values are shown at positions A, B, and C in FIG. As can be seen, during pre-reading control during actual exposure, as shown in FIG. 18, compared to the case of FIG. 15, the wafer position is set to the target position (0 within the range of measurement reproducibility error of the wafer surface position). ). That is, the focus can be quickly driven.
[0169]
Originally, the tracking control response of autofocus is a condition that can follow 30% of the absolute error as a primary response, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403, and by reducing the initial absolute value error, The follow-up end point F becomes faster (because the allowable values are the same), and the follow-up can be finished even before the follow-up completion point E when the normal look-ahead control is performed.
[0170]
As described above, according to the projection exposure apparatus 10 of the first embodiment, the two wafer stages holding the wafer are moved independently, the wafer exchange and alignment operations are performed on one stage, and the other is performed. The exposure operation is performed in parallel on the stage, and at the time of the above alignment, the AF measurement of the wafer surface is performed using the AF / AL system of the alignment system. Since the focus measurement is performed in advance on the wafer periphery and the result is used, scanning from the outside to the inside of the wafer is performed in the vicinity of the wafer periphery where there is no wafer surface at the read-ahead position during exposure. Even in the shot area to be exposed, it is possible to quickly pursue the focus, and to prevent a delay in the follow-up of the prefetch control. Therefore, it is possible to control focus and leveling with high accuracy, and even when scanning exposure is performed from the outside to the inside of the wafer in the vicinity of the outer periphery of the wafer, it is not necessary to adopt the inner scan, and the most efficient. Since each shot area can be exposed in a good exposure order, throughput can be improved.
[0171]
Further, since the AF measurement at the time of alignment is performed while scanning from the same direction as the scanning exposure of the outer peripheral shot, it is possible to perform focus control that removes an offset or the like depending on the running direction of the stage.
[0172]
In addition, according to the projection exposure apparatus 10 of the first embodiment, two wafer stages for holding two wafers independently are provided, and these two wafer stages are moved independently in the XYZ directions, While performing wafer exchange and alignment operations on one wafer stage, the exposure operation is performed on the other wafer stage, and when both operations are completed, each other's operations are switched, greatly increasing throughput. It becomes possible to improve.
[0173]
In addition, according to the first embodiment, since at least two alignment systems that perform mark detection with the projection optical system PL interposed therebetween are provided, the alignment systems are alternately arranged by shifting the two wafer stages alternately. Thus, it is possible to perform the alignment operation and the exposure operation performed in parallel in parallel processing.
[0174]
In addition, according to the first embodiment, since the wafer loader for exchanging the wafer is arranged in the vicinity of the alignment system, particularly at each alignment position, the transition from the wafer exchange to the alignment sequence can be performed smoothly. Higher throughput can be obtained.
[0175]
Further, according to the first embodiment, since the high throughput as described above can be obtained, even if the off-axis alignment system is installed far away from the projection optical system PL, the influence of the degradation of the throughput is almost eliminated. For this reason, high N.I. A. It is possible to design and install a straight cylinder type optical system having a numerical aperture and a small aberration.
[0176]
In addition, according to the first embodiment, each optical system has an interferometer beam from an interferometer that measures approximately the center of each optical axis of the two alignment systems and the projection optical system PL. In both cases of alignment and pattern exposure via the projection optical system, the two wafer stage positions can be accurately measured without Abbe error, and the two wafer stages can be moved independently. It becomes possible to make it.
[0177]
Furthermore, the measurement axes BI1X and BI2X provided from both sides along the direction in which the two wafer stages WS1 and WS2 are arranged (here, the X-axis direction) toward the projection center of the projection optical system PL are always the wafer stages WS1 and WS1. Since irradiation is performed on WS2 and the position of each wafer stage in the X-axis direction is measured, movement control can be performed so that the two wafer stages do not interfere with each other.
[0178]
In addition, the length measurement axes BI3Y, BI4Y, and the length measurement axes BI3Y, BI4Y in the direction perpendicular to the detection center of the alignment system and the projection center position of the projection optical system PL (here, the Y axis direction) with respect to the length measurement axes BI1X, BI2X, Even if the interferometer is arranged so as to irradiate BI5Y and the wafer stage is moved and the measurement axis deviates from the reflecting surface, the position of the wafer stage can be accurately controlled by resetting the interferometer. Become.
[0179]
Reference mark plates FM1 and FM2 are provided on the two wafer stages WS1 and WS2, respectively. The mark position on the reference mark plate and the mark position on the wafer are obtained by measuring in advance with an alignment system. By adding the distance from the correction coordinate system to the reference plate measurement position before exposure, the wafer position can be measured without performing baseline measurement to measure the distance between the projection optical system and the alignment system. As a result, the mounting of a large reference mark plate as described in JP-A-7-176468 becomes unnecessary.
[0180]
Further, according to the first embodiment, since double exposure is performed using a plurality of reticles R, an effect of improving high resolution and DOF (depth of focus) can be obtained. However, in this double exposure method, since the exposure process must be repeated at least twice, the exposure time becomes long and the throughput is greatly reduced. By using the projection exposure apparatus of the first embodiment, Since the throughput can be significantly improved, high resolution and an improvement effect of DOF can be obtained without reducing the throughput. For example, in T1 (wafer exchange time), T2 (search alignment time), T3 (fine alignment time), and T4 (one exposure time), each processing time for an 8-inch wafer is T1: 9 seconds, T2: 9 seconds , T3: 12 seconds, T4: 28 seconds, throughput is THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4 * 2) when double exposure is performed by a conventional technique in which a series of exposure processes are performed using one wafer stage. = 3600 / (30 + 28 * 2) = 41 [sheets / hour] The throughput of a conventional apparatus that performs a single exposure method using one wafer stage (THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4) = 3600/58 = 62 [sheets] / Hour]), the throughput is reduced to 66%. However, when performing double exposure using the projection exposure apparatus of the first embodiment while T1, T2, T3, and T4 are processed in parallel, the exposure time is longer, so that the throughput THOR = 3600 / ( Since 28 + 28) = 64 [sheets / hour], it is possible to improve the throughput while maintaining the effect of improving the high resolution and the DOF. Further, since the exposure time is long, the number of EGA points can be increased, and the alignment accuracy is improved.
[0181]
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to an apparatus that exposes a wafer using the double exposure method has been described. However, as described above, this is achieved by the apparatus of the present invention. When performing wafer exchange and wafer alignment in parallel on the other wafer stage side that can be moved independently while performing double exposure with two reticles on the wafer stage side of the conventional wafer stage, This is because there is a particularly great effect that a throughput higher than that of single exposure can be obtained and the resolving power can be greatly improved. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and the present invention can also be suitably applied when exposure is performed by a single exposure method. For example, assuming that the processing times (T1 to T4) of an 8-inch wafer are the same as described above, when performing exposure processing by a single exposure method using two wafer stages as in the present invention, T1, T2, and T3 are set as follows. When one group (30 seconds in total) and parallel processing with T4 (28 seconds) are performed, the throughput becomes THOR = 3600/30 = 120 [sheets / hour], and the single exposure method is performed using one wafer stage. Compared to the conventional throughput (THOR = 62 [sheets / hour], it is possible to obtain a throughput that is almost twice as high.
[0182]
In the above embodiment, the case where the scanning exposure is performed by the step-and-scan method has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where the stationary exposure is performed by the step-and-repeat method and the EB Of course, the present invention can also be applied to exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and stitching exposure in which chips are combined.
[0183]
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0184]
In the second embodiment, pre-reading AF / AL measurement is performed using one wafer stage WS, and exposure is performed by performing focus / leveling control based on the measurement result.
[0185]
FIG. 19 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus 214 according to the second embodiment. This projection exposure apparatus 214 is a step-and-scan type scanning exposure type as in the first embodiment. The projection exposure apparatus is the same as the projection exposure apparatus 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 in the basic components, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The difference from the projection exposure apparatus 10 of the first embodiment is that one wafer stage WS is configured, and the AF / AL system for measuring the surface position on the wafer W for pre-reading control is used for the exposure area IF. A grazing incidence irradiation optical system 151 provided on one side and the other side in the scanning direction and configured such that a plurality of detection points are arranged in a range wider than the width of the exposure region IF in the non-scanning direction The optical system 161 is a point. Further, the wafer stage WS of the second embodiment is provided with a Z leveling stage LS as a substrate driving system for holding the wafer W and performing minute driving and tilt driving in the Z-axis direction.
[0186]
When the arrangement of AF detection points for prefetch control with respect to the exposure area IF is seen in a perspective view in FIG. 20, it is detected in the non-scanning direction (± X direction) in the scanning direction (+ Y direction) of the exposure area IF. A detection area AFE (see FIG. 25) composed of points AF1 to AF9 is provided and arranged in a range larger than the width of the exposure area IF in the non-scanning direction. Further, in the scanning direction (−Y direction) of the exposure area IF, a detection area ABE (see FIG. 25) constituted by detection points AB1 to AB9 is provided in the non-scanning direction (± X direction). They are arranged in a range larger than the width in the non-scanning direction. These detection points AF1 to AF9 and detection points AB1 to AB9 are arranged on the front side in the scanning direction (+ Y direction and −Y direction) for scanning the exposure area IF, respectively, and the wafer W surface at each detection point is a predetermined one. The relative position of how much is deviated from the reference plane is detected prior to exposure of the shot area.
[0187]
21 is a side view of FIG. 20 viewed from the scanning direction, FIG. 22 is a plan view of FIG. 21, and FIG. 23 is a side view of FIG. 22 viewed from the non-scanning direction.
[0188]
As shown in FIGS. 22 and 23, the light beams emitted from the oblique incidence AF / AL irradiation optical systems 151a and 151b are detected points AB1 to AB9 extending in the non-scanning direction on the wafer W surface. Detection points AF1 to AF9 are formed, and the light beam reflected by the wafer W surface is received by the oblique incidence AF / AL focusing optical systems 161a and 161b. This is the N.I. of the projection lens of the projection optical system PL. A. Since the working distance between the lower surface of the projection lens and the wafer W becomes narrower as the numerical aperture increases, the exposure area IF cannot be measured by the oblique incidence AF system. Even in such a case, complete pre-reading measurement is executed. This is what we did.
[0189]
As shown in FIGS. 21 and 23, the shape near the lower end of the projection optical system PL of the second embodiment is an inverted truncated cone, and a plurality of irradiations from the irradiation optical systems 151a and 151b. Light is irradiated to each detection point position of the wafer W, and reflected light from the surface of the wafer W passes through both sides of the projection optical system PL and is received by the condensing optical systems 161a and 161b. Yes. This is to prevent the AF light flux from being scattered near the lower end of the projection optical system PL. A. The parallel plate 216 is rectangular on the lowermost surface of the projection optical system PL in accordance with the scanning direction in order to adjust it to the 45 ° direction of the projection optical system PL and to correct the aberration of the projection lens constituting the projection optical system PL. Is arranged. Then, before and after the parallel plate 216 in the scanning direction, AF detection points extending in a one-dimensional non-scanning direction are arranged at two locations for + Y scanning and −Y scanning. Compared with the two-dimensional detection type AF mechanism described in, for example, JP-A-6-283403, the AF measurement at the exposure position cannot be performed, but a spot group is formed long in the non-scanning direction. In addition, since the detection points are arranged one-dimensionally, there is an advantage that an offset error due to in-plane curvature of each AF spot can be easily corrected. Further, when adopting a method of forming interference fringes in the non-scanning direction by two-way incidence, etc., one-dimensional processing for detecting the AF / AL position by one-dimensional image processing from the spacing error and position variation of the interference fringes. Since it is a prefetch control method, there exists an advantage which becomes easy to apply this invention. In addition, since the light flux is divided into two areas of the detection areas AFE and ABE, a cover that does not block each light flux is installed, and a temperature-adjusted gas is allowed to flow through the cover so that the AF / If the AL accuracy is improved, the detection error can be further reduced.
[0190]
Next, prefetch control when the shot arrangement is larger than the outer periphery of the wafer W by the projection exposure apparatus 214 of the second embodiment will be described. For example, FIG. 32 is a diagram showing a comparative example related to the prefetch control when the shot arrangement is larger than the outer periphery of the wafer W. In FIG. 32, the exposure area IF to be scanned and exposed is scanned in the scanning direction (in the direction of the arrow above the paper surface: the exposure area IF and AF detection points AF1 to AF5 are actually fixed, and the wafer W is scanned with respect to these. For convenience, the AF detection points AF1 to AF5 arranged in the non-scanning direction are arranged in front of the exposure area IF and the AF detection point shown in the drawing so as to be scanned with respect to the wafer surface. The detection area AFB composed of the AF detection points AF1 to AF5 performs AF measurement in order to perform complete prefetch control, and the width of the detection area AFB is substantially the same as the width of the exposure area IF in the non-scanning direction. It consists of When prefetch control is performed using a projection exposure apparatus configured as shown in FIG. 32 (comparative example), AF output values from AF1 to AF5 are obtained as the stage moves, as shown in FIG. It is done. The horizontal axis of FIG. 33 indicates the stage movement time [t], and the vertical axis indicates the relative position [μm] in the Z direction with respect to the wafer surface position. As shown in the diagram of FIG. 33, the detection points AF5 to AF3 on the wafer W surface sequentially indicate the wafer surface positions as the detection points move in the scanning direction. Since AF1 does not pass through the wafer surface to the end, a normal output value cannot be obtained. As described above, if it is attempted to perform the pre-reading control of the entire shot area by the five-point measurement according to the comparative example of FIGS. 32 and 33, an error occurs in the shot area near the outer periphery of the wafer, and AF / AL control can be performed. Sometimes it disappeared. In order to avoid this, pre-reading control is performed while scanning from the inside to the outside of the wafer W, or the AF in the missing shot area is performed using the measurement data of the wafer surface position of the adjacent shot. It was necessary to change to the / AL control sequence.
[0191]
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 20, the wafer surface position of the adjacent shot area is measured by increasing the width of the AF detection point in the non-scanning direction with respect to the exposure area IF. This makes it possible to perform pre-reading control that makes it difficult for errors to occur by using the measurement result.
[0192]
FIG. 24 is a plan view of the wafer W for explaining the prefetch control method using the AF / AL system according to the second embodiment. FIG. 24 shows the grouping of the shot areas when the pre-read control is performed in the order in which the wafer W can be exposed at the highest speed. FIG. 25 shows the positional relationship between the exposure area IF and the AF detection point during focus measurement. Here, which AF detection point (AF1 to AF9, AB1 to AB9) is used for each shot area to perform AF measurement is like “A, B, C, D, E, F, AF, AB”. Grouping is performed, and detection point positions to be used for each of these groups are determined in advance as shown in the table of FIG. In the horizontal direction of the table shown in FIG. 26, the positions of AF detection points (AF1 to AF9, AB1 to AB9) to be used are shown, and in the vertical direction, group names obtained by grouping shot areas are shown. Control is performed by the main controller 90 so that pre-reading control is performed using AF detection points (sensors) marked with ○ at those cross positions.
[0193]
For example, FIG. 27 shows the positional relationship between the AF detection point used when exposing the shot area 212 of the A group (for example, when the upper left shot area in FIG. 24 is exposed) and the wafer surface read-ahead control start. Is shown. In this case, control is performed by main controller 90 so that AF detection points AF7, AF8, AF9 existing at a position separated from exposure area IF by a distance L in the scanning direction are used. Here, at the start of the prefetch control shown in FIG. 27, since the three AF detection points (AF7, AF8, AF9) designated by the main controller 90 are all located on the wafer surface, the shot indicated by the broken line The pre-reading control is performed based on the measurement values measured at the three AF detection points AF7, AF8, and AF9 until the exposure of the area 212 is completed.
[0194]
26 and 27 is an “AF detection point fixing method” in which AF detection points used in accordance with shot areas are fixed in advance. The actual measurement in the shot area 212 in the example of FIG. 27 is only the detection point AF7, and the AF / AL control by prefetching is performed by using the measurement values of the detection points AF8 and AF9 on the adjacent shot areas. Can do.
[0195]
Further, when there is no AF detection point that is missing during the pre-reading control in the shot area, that is, in the case of the group AF or group AB shown in FIG. 24, the detection located within the shot area specified in the table of FIG. Measurement is performed using only the points AF3 to AF7 and AB3 to AB7, and the detection points AF1, AF2, AF8 and AF9 outside the shot area are not used.
[0196]
In the case of group E shown in FIG. 24, measurement is performed using detection points AF1 to AF5 as specified in the table of FIG. In this group E, as shown in FIG. 24, the detection points AF6 and AF7 can be measured during the pre-reading control. Therefore, the accuracy is higher when the measurement values of the detection points AF6 and AF7 are used. There is an advantage that the control processing of the main controller 90 can be simplified because it is not necessary to change the AF detection point used in one exposure operation when setting the shot arrangement. Therefore, when there is a margin in the control process, the measurement values of the detection points AF6 and AF7 may be used to perform more accurate focus and leveling control.
[0197]
Next, a prefetch control method other than the above will be described.
[0198]
In FIG. 28, a sensor capable of AF measurement on the wafer W surface without changing the number of AF detection points to be used is sequentially moved in the scanning direction, and the AF detection points are moved to a predetermined shot area. This is an “AF detection point moving type” that performs focus measurement of the wafer surface. As an AF measurement method for pre-reading control, in principle, it is the measurement method with the highest accuracy. In carrying out this “AF detection point movement type”, the main controller 90 detects any AF within the effective area inside the forbidden band defined at the peripheral edge of the wafer W while moving the wafer W in the scanning direction. In order to ascertain whether or not a dot has been applied, control is performed so that the AF detection point is switched based on the peripheral position information of the wafer, the position information of the AF detection point, and the position information of the shot area to be exposed. For example, in the case of FIG. 28, measurement is first performed using three detection points AF7, AF8, and AF9, then detection points AF6, AF7, and AF8, and then detection points AF5, AF6, and AF7. Finally, as in detection points AF4, AF5, and AF6, the sensors are switched so that three detection points in the effective area on the wafer surface and in the shot area 212 are selected as much as possible. Thus, even when the exposure area IF scans and exposes the outer periphery of the wafer W provided with the shot area from the outside to the inside (in fact, the wafer W side moves relative to the exposure area IF that does not move). Relative scanning is performed), and pre-reading control makes it possible to quickly drive the wafer surface position onto the imaging surface of the projection optical system PL, thereby enabling quick and highly accurate focus and leveling control. As described above, grouping may be performed as described above, or the outputs of all sensors may be monitored at all times, and detection points that are within an allowable value may be used.
[0199]
In addition, in FIG. 29, regardless of the number of AF detection points to be used, all the detection points that can be measured are “AF sensor number, position variable type”. In this case, the use of a plurality of AF detection points increases the averaging effect and makes it difficult to be affected by warpage of the outer peripheral portion of the wafer. In addition, this effect is further enhanced when the reproducibility is poor in AF measurement. In the case of FIG. 29 as well, as in FIG. 28, the main controller 90 moves any of the AF detection points within the effective area inside the forbidden band defined at the peripheral edge of the wafer W while moving the wafer W in the scanning direction. In order to ascertain whether or not the exposure has occurred, control is performed so that the AF detection point is switched based on the wafer outer periphery position information, the position information of the AF detection point, and the position information of the shot area to be exposed. Here, since the number of AF detection points is not limited, AF / AL measurement is performed using all the detection points included in the effective region among the detection points AF1 to AF9. As a result, even when a shot area near the outer periphery of the wafer W is scanned and exposed from the outside to the inside, it is possible to quickly drive the wafer surface position onto the imaging surface of the projection optical system PL by performing the pre-reading control. Thus, quick and highly accurate focus and leveling control can be performed.
[0200]
By using the look-ahead control method as described above, for example, by adding to the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-283403, the quickest is possible regardless of the vicinity of the wafer outer periphery or the shot area in the wafer. It is possible to perform high-speed and high-accuracy scanning exposure on each shot area on the wafer surface in accordance with the exposure sequence that can be performed at the same time.
[0201]
Next, a description will be given of which data is adopted as the prefetch measurement data when performing the prefetch control described above. For example, if the width of the exposure area IF in the scanning direction is set to 6 to 8 mm and the scanning speed of the wafer during exposure is set to 80 to 90 mm / sec, the pre-reading AF detection point is determined depending on the waviness frequency of the wafer surface. It is desirable that acceleration + settling distance (L = 8 to 10 mm) until reaching the wafer scanning speed at the time of exposure because there is no unnecessary run-up in terms of throughput. This is because the pre-reading position is calculated based on the information on the wafer outer periphery position, the shot area coordinate position, the distance L from the exposure area IF to the AF detection point in the data file, and the pattern prohibition band (usually about 3 mm: The sensor is used when the pre-reading start position is on the inner side of FIG. 30). However, the outer periphery of the wafer is easily affected by warpage and dust, and is the pre-reading start position set in the data file. However, the position of the wafer surface may not be accurately represented.
[0202]
Here, with reference to FIG. 30 and FIG. 31, a description will be given of how to minimize the control error in the above case. In FIG. 30, in the above-described “AF detection point fixing method”, when AF detection points AF6 to AF9 are used as in group C, for example, according to the calculation on the data file, the prefetch control start coordinates are indicated by ▲ in FIG. 1), but it is assumed that (1) is considerably defocused due to the influence of the pattern forbidden band. As shown in FIG. 31, when the prefetch control is started at the position {circle around (1)}, each sensor output value in this case has a considerable error with respect to the target due to the influence of the detection point AF6. Since the sensor is located at the rightmost end of the AF detection point, it has a significant influence on the leveling control.
[0203]
If the pre-read detection point is designed to move at 80 mm / sec and 70% control is possible during scanning, the detection point AF 6 provided at the right end has an error of several μm or less in the Z-axis direction. If there is, a smaller error is required for the averaging effect during the pre-reading control. However, when there is an error of several tens of μm in the Z-axis direction, if leveling control is performed with the result of taking that value into account as a target value, an unacceptable error occurs. For this reason, the prefetch measurement is started when the result of monitoring the data at the time of starting the measurement of the prefetch detection point is within the allowable range, and when the result exceeds the allowable range, the point within the allowable range (2) It is desirable not to use the measurement result of the prefetch control until.
[0204]
In the “AF sensor position moving type” and “AF sensor number and position variable type” described above, only the AF detection points that are within the allowable range can be used.
[0205]
Furthermore, if an allowable range is set for the measurement error between the detection points, and AF detection points other than the AF detection points that cause the allowable range to be exceeded are used, for example, dust provided on the back side of the wafer It is possible to reduce the frequency at which an AF error occurs due to the influence of the above. However, since these methods require the wafer surface to be within the allowable range from the target AF driving position in advance, global AF or global AF / AL is executed based on the focus measurement result during wafer alignment. It is necessary to keep it.
[0206]
As described above, according to the projection exposure apparatus 214 according to the second embodiment, the exposure on the wafer W is performed when the pattern on the reticle R is scanned and exposed on the wafer W via the projection optical system PL. A plurality of AF detection points are arranged in a region wider than the region IF in the non-scanning direction. Prior to exposure of the shot area 212 near the outer periphery of the wafer W, focus pre-reading measurement is started when a part of the plurality of AF detection points is applied on the wafer W surface, and based on the measurement result. Since the focus control is started, it is possible to use the inner focus information that cannot be measured by the prefetch control of the conventional scanning projection exposure apparatus as the prefetch data for focus control. Therefore, highly accurate focus control can be performed without degrading the throughput.
[0207]
Further, when the number of AF detection points on the wafer W surface at the plurality of AF detection points is one, the leveling control at the time of exposure uses leveling information of adjacent shots or uses a fixed value (for example, an inclination amount in the X direction, Since both the tilt amounts in the Y direction are “0”), the pre-read control can be started even in the missing shot region near the outer periphery of the wafer.
[0208]
Furthermore, when pre-reading control is executed at one AF detection point on the wafer W surface, if a different AF detection point is placed on the wafer W surface, pre-reading measurement is started at that position, and both by the start of exposure. When the leveling control using the pre-reading measurement result becomes possible, the leveling control by the pre-reading measurement in the shot is switched from the leveling correction of the adjacent shot described above or the leveling correction by the fixed value. By doing so, it is possible to perform focus and leveling control with high accuracy even in the case of pre-reading control with respect to a missing shot on the outer peripheral portion.
[0209]
The AF detection points used when performing the pre-reading measurement are the outer peripheral position information of the wafer W, the position information of a plurality of AF detection points, and the shot areas on the wafer W when the shot arrangement on the wafer W is determined. The detection based on the AF detection point used for the pre-reading control is always executed at the time of wafer scanning, and the pre-reading control is performed when the detection result at any of the detection points falls within the allowable value. Since it is started, when the influence of the outer peripheral edge of the wafer is more than expected from the design coordinates, the focus control is not started at that point, and the occurrence of a large focus and leveling error can be prevented. .
[0210]
In the second embodiment, the case where one wafer stage is used has been described. However, even when two wafer stages as described in the first embodiment are used, it is needless to say that the second embodiment is carried out. Is possible. In this case, it is not always necessary to perform focus measurement in advance using the alignment system, but focus measurement may be performed using the alignment system for the purpose of higher accuracy. Further, when focus measurement by the alignment system is not performed, there is an advantage that the operation time can be used as another operation time.
[0211]
【The invention's effect】
As explained above, The present invention According to the above, the focus and leveling control can be performed with high accuracy while further improving the throughput. But it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing a positional relationship among two wafer stages, a reticle stage, a projection optical system, and an alignment system.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a drive mechanism of the wafer stage.
FIG. 4 is a diagram showing AF / AL systems provided in the projection optical system and the alignment system, respectively.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus showing a configuration of an AF / AL system and a TTR alignment system.
6 is a diagram showing the shape of the pattern forming plate of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a state in which a wafer exchange / alignment sequence and an exposure sequence are performed using two wafer stages.
8 is a view showing a state where the wafer exchange / alignment sequence and the exposure sequence in FIG. 7 are switched. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a reticle stage for double exposure that holds two reticles.
10A is a view showing a state in which the wafer is exposed using the pattern A reticle of FIG. 9, and FIG. 10B is a view of performing the wafer exposure using the pattern B reticle in FIG. 9; FIG.
FIG. 11 is a diagram showing an exposure order for each shot area on a wafer held on one of two wafer stages.
FIG. 12 is a diagram showing a mark detection order for each shot area on a wafer held on the other of two wafer stages.
FIG. 13 is a plan view of a wafer showing an exposure order of a scanning projection exposure apparatus when all shot arrangements are contained in the wafer.
14A is an enlarged plan view for performing pre-reading AF measurement at the position A in FIG. 13, and FIG. 14B is an enlarged plan view for performing pre-reading AF measurement at the position B in FIG. 13; FIG. 14C is an enlarged plan view for performing pre-reading AF measurement at the position C in FIG. 13.
FIG. 15 is a diagram showing a look-ahead control result of a comparative example in a shot area near the wafer outer periphery.
FIG. 16 is a plan view of a wafer showing an alignment sequence of a scanning projection exposure apparatus when all shot arrangements are contained in the wafer.
FIG. 17 is a diagram showing a prefetch control result in the first embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing a look-ahead control result when there is an error in measurement reproducibility in the first embodiment.
FIG. 19 is a view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to a second embodiment.
FIG. 20 is a perspective view showing the arrangement of AF detection points for prefetch control with respect to an exposure area.
FIG. 21 is a side view of FIG. 20 viewed from the scanning direction.
22 is a plan view of FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a side view of FIG. 22 viewed from the non-scanning direction.
FIG. 24 is a plan view of a wafer W for explaining a prefetch control method using an AF / AL system according to the second embodiment.
FIG. 25 shows the positional relationship between the exposure area IF and the AF detection point at the time of focus measurement.
FIG. 26 is a selection diagram for designating an AF detection point position used for AF measurement for each shot area;
FIG. 27 is a diagram showing an AF detection point used when exposing a shot area belonging to an A group and a position at the start of prefetch control on the wafer surface;
FIG. 28 is a diagram showing AF detection points when performing focus measurement on a wafer surface by moving the AF detection points without changing the number of AF detection points to be used.
FIG. 29 is a diagram showing AF detection points when focus measurement of a wafer surface is performed using all measurable AF detection points.
FIG. 30 is a diagram illustrating an AF detection point used when exposing a shot area belonging to a group C and a position at the start of prefetch control on the wafer surface;
31 is a diagram showing a prefetch control result in FIG. 30. FIG.
32 is a diagram showing a comparative example regarding prefetch control when the shot arrangement is larger than the outer periphery of the wafer W. FIG.
FIG. 33 is a diagram showing a comparative example regarding prefetch control when the shot arrangement is larger than the outer periphery of the wafer W;
[Explanation of symbols]
10 Projection exposure equipment
24a, 24b alignment system
38 Stage control means
90 Main controller
130, 132, 134 AF / AL system
151 Irradiation optical system
161 Condensing optical system
210, 212 Shot area
214 Projection exposure apparatus
W, W1, W2 Wafer (Sensitive substrate)
WS, WS1, WS2 Wafer stage
PL projection optical system
R reticle
IF exposure area
IA lighting area
AF1 to AF9, AB1 to AB9 AF detection points
LS, LS1, LS2 Z leveling stage (substrate drive system)

Claims (8)

投影光学系を介してパターンの像を露光領域に投影し、該露光領域に対して感応基板を走査方向に移動することによって、前記感応基板上の複数のショット領域の各々を露光する投影露光装置であって、
感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージと；
感応基板を保持して前記第１基板ステージと同一平面内を前記第１基板ステージとは独立に移動可能な第２基板ステージと；
前記投影光学系とは別に設けられ、前記基板ステージに保持された感応基板上のマークを計測する少なくとも１つのアライメント系と；
前記アライメント系を用いたマーク計測中の感応基板面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第１検出系と；
前記投影光学系を用いた露光中の感応基板面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第２検出系と；
前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの各々に設けられ、ステージ上に保持された感応基板の面位置を調整するための基板駆動系と；
前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の一方のステージで前記第１検出系による検出を行いながら前記アライメント系を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージで前記投影光学系を用いた露光動作が行われるように前記２つのステージを制御した後、前記一方のステージで前記投影光学系を用いた露光動作が行われるように前記一方のステージを制御するとともに、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、前記一方のステージのマーク計測動作中に得られた前記第１検出系の検出結果に基づいて前記一方のステージの基板駆動系を制御する制御手段と；を有する投影露光装置。A projection exposure apparatus that exposes each of a plurality of shot areas on the sensitive substrate by projecting a pattern image onto the exposure area via the projection optical system and moving the sensitive substrate in the scanning direction relative to the exposure area. Because
A first substrate stage capable of holding a sensitive substrate and moving in a two-dimensional plane;
A second substrate stage that holds a sensitive substrate and is movable independently of the first substrate stage in the same plane as the first substrate stage;
At least one alignment system that is provided separately from the projection optical system and that measures a mark on the sensitive substrate held on the substrate stage;
A first detection system for detecting a relative position of a sensitive substrate surface with respect to a predetermined reference surface during mark measurement using the alignment system;
A second detection system for detecting a relative position of a sensitive substrate surface during exposure using the projection optical system with respect to a predetermined reference surface;
A substrate driving system provided on each of the first substrate stage and the second substrate stage for adjusting the surface position of the sensitive substrate held on the stage;
While the mark measurement operation using the alignment system is performed while performing detection by the first detection system in one of the first substrate stage and the second substrate stage, the projection optical system is used in the other stage. After controlling the two stages so that an exposure operation using the projection optical system is performed, the one stage is controlled so that an exposure operation using the projection optical system is performed on the one stage, and the sensitive substrate When exposing a shot region in the vicinity of the outer periphery set so as to be scanned from the outside to the inside, the one of the stages is based on the detection result of the first detection system obtained during the mark measurement operation of the one stage. A control means for controlling a substrate driving system of the stage. 前記制御手段は、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、そのショット領域の面を検出することなく、前記一方のステージのマーク計測動作中に得られた前記第１検出系の検出結果に基づいて前記一方のステージの基板駆動系を制御する請求項１に記載の投影露光装置。  When the control means exposes a shot area in the vicinity of the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate, the mark measuring operation of the one stage is performed without detecting the surface of the shot area. 2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein a substrate driving system of the one stage is controlled based on a detection result of the first detection system obtained inside. 照明光で照明された照明領域に対してマスクを走査方向に移動させるのと同期して前記照明領域に共役な露光領域に対して感応基板を前記走査方向に移動させることにより前記マスクのパターン像を投影光学系を介して前記感応基板上に露光する走査型の投影露光装置であって、
感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージと；
感応基板を保持して前記第１基板ステージと同一平面内を前記第１基板ステージとは独立に移動可能な第２基板ステージと；
前記投影光学系とは別に設けられ、前記基板ステージに保持された感応基板上のマークを計測する少なくとも１つのアライメント系と；
前記アライメント系を用いたマーク計測中の感応基板面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第１検出系と；
前記投影光学系を用いた露光中の感応基板面の所定基準面に対する相対位置を検出するための第２検出系と；
前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの各々に設けられ、ステージ上に保持された感応基板の面位置を調整するための基板駆動系と；
前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の一方のステージで前記第１検出系による検出を行いながら前記アライメント系を用いたマーク計測動作が行われる間に、他方のステージで前記投影光学系を用いた露光動作が行われるように前記２つのステージを制御した後、前記一方のステージで前記投影光学系を用いた露光動作が行われるように前記一方のステージを制御する際に、前記一方のステージに保持された感応基板上の複数のショット領域の内前記露光領域に対して前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された外周近傍のショット領域を露光するときには、前記一方のステージのマーク計測動作中に得られた前記第１検出系の検出結果と前記一方のステージの露光動作中に得られる前記第２検出系の検出結果とに基づいてステージの基板駆動系を制御し、その他のショット領域を露光するときには前記第２検出系の検出結果だけを用いて前記一方のステージの基板駆動系を制御する制御手段とを有する投影露光装置。The pattern image of the mask is moved by moving the sensitive substrate in the scanning direction with respect to the exposure region conjugate with the illumination region in synchronization with the movement of the mask in the scanning direction with respect to the illumination region illuminated with the illumination light. A scanning type projection exposure apparatus that exposes the sensitive substrate via a projection optical system,
A first substrate stage capable of holding a sensitive substrate and moving in a two-dimensional plane;
A second substrate stage that holds a sensitive substrate and is movable independently of the first substrate stage in the same plane as the first substrate stage;
At least one alignment system that is provided separately from the projection optical system and that measures a mark on the sensitive substrate held on the substrate stage;
A first detection system for detecting a relative position of a sensitive substrate surface with respect to a predetermined reference surface during mark measurement using the alignment system;
A second detection system for detecting a relative position of a sensitive substrate surface during exposure using the projection optical system with respect to a predetermined reference surface;
A substrate driving system provided on each of the first substrate stage and the second substrate stage for adjusting the surface position of the sensitive substrate held on the stage;
While the mark measurement operation using the alignment system is performed while performing detection by the first detection system in one of the first substrate stage and the second substrate stage, the projection optical system is used in the other stage. When the one stage is controlled such that the exposure operation using the projection optical system is performed on the one stage after the two stages are controlled so that the exposure operation using the projection is performed. When exposing a shot region in the vicinity of the outer periphery set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate with respect to the exposure region of the plurality of shot regions on the sensitive substrate held on the stage, the one The detection result of the first detection system obtained during the mark measurement operation of the stage and the detection result of the second detection system obtained during the exposure operation of the one stage And a control means for controlling the substrate drive system of the one stage using only the detection result of the second detection system when controlling the substrate drive system of the stage based on this and exposing other shot areas. . 投影光学系を介してパターンの像を露光領域に投影し、該露光領域に対して感応基板を走査方向に移動することによって、該感応基板上の複数のショット領域の各々を露光する走査露光方法であって、
感応基板を保持して同一の２次元平面内を各々独立に移動可能な２つの基板ステージを用意し；
前記２つのステージの内の一方のステージに保持された感応基板上のマークを計測し；
前記一方のステージでマーク計測動作が行われている間に前記一方のステージ上に保持された感応基板の所定基準面に対する相対位置を検出し；
前記一方のステージでマーク計測動作が行われている間に、前記２つのステージの内の他方のステージに保持された感応基板を露光し；
前記他方のステージの露光動作終了後に、前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された、前記一方のステージに保持された感応基板上の外周近傍のショット領域を露光するときには、前記検出された相対位置に基づいて前記一方のステージに保持された感応基板の面位置を調整することを特徴とする走査露光方法。A scanning exposure method for exposing each of a plurality of shot regions on a sensitive substrate by projecting an image of a pattern onto the exposure region via a projection optical system and moving the sensitive substrate in the scanning direction with respect to the exposed region Because
Two substrate stages are prepared, each holding a sensitive substrate and independently movable within the same two-dimensional plane;
Measuring a mark on the sensitive substrate held on one of the two stages;
Detecting a relative position of a sensitive substrate held on the one stage with respect to a predetermined reference plane while a mark measuring operation is being performed on the one stage;
Exposing a sensitive substrate held on the other of the two stages while a mark measurement operation is being performed on the one of the stages;
When exposing a shot area in the vicinity of the outer periphery on the sensitive substrate held by the one stage, which is set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate after the exposure operation of the other stage is completed, A scanning exposure method comprising adjusting a surface position of a sensitive substrate held on the one stage based on a detected relative position. 前記感応基板の外側から内側へ走査されるように設定された、前記一方のステージに保持された感応基板上の外周近傍のショット領域を露光するときには、そのショット領域の面を検出することなく、前記検出された相対位置に基づいて前記一方のステージに保持された感応基板の面位置を調整する請求項４に記載の走査露光方法。  When exposing a shot area in the vicinity of the outer periphery on the sensitive substrate that is set to be scanned from the outside to the inside of the sensitive substrate, without detecting the surface of the shot area, The scanning exposure method according to claim 4, wherein the surface position of the sensitive substrate held on the one stage is adjusted based on the detected relative position. 投影光学系を介してパターンの像を露光領域に投影し、該露光領域に対して感応基板を走査方向に移動することによって、該感応基板を露光する投影露光方法であって、
２次元方向に移動可能な第１基板ステージ上に感応基板を保持し；
前記第１基板ステージとは独立に、２次元方向に移動可能な第２基板ステージ上に感応基板を保持し；
前記第１、第２基板ステージのうちの一方の基板ステージ上に保持された感応基板上のアライメントマークの検出を行う計測シーケンスを、他方の基板ステージ上の感応基板の露光を行う露光シーケンスと並行して実行し；
前記計測シーケンスの間に、前記一方の基板ステージ上の感応基板の外周近傍の表面位置情報を検出し；
前記一方の基板ステージを用いた計測シーケンスと前記他方の基板ステージを用いた露光シーケンスの終了後、前記他方の基板ステージを感応基板の交換位置に移動するとともに、前記一方の基板ステージを前記投影光学系の像面側に移動し；
前記一方の基板ステージに保持された感応基板の外周近傍のショット領域を、前記露光領域が感応基板の外側から内側へ走査するように露光し、その露光に際して前記計測シーケンス中に検出された前記表面位置情報に基づいて、前記一方の基板ステージ上に保持された感応基板の面位置調整を実行する投影露光方法。A projection exposure method for exposing a sensitive substrate by projecting an image of a pattern onto an exposure region via a projection optical system and moving the sensitive substrate in a scanning direction with respect to the exposure region,
Holding a sensitive substrate on a first substrate stage movable in a two-dimensional direction;
Independent of the first substrate stage, holding a sensitive substrate on a second substrate stage movable in a two-dimensional direction;
The measurement sequence for detecting the alignment mark on the sensitive substrate held on one of the first and second substrate stages is parallel to the exposure sequence for exposing the sensitive substrate on the other substrate stage. And run;
Detecting surface position information in the vicinity of the outer periphery of the sensitive substrate on the one substrate stage during the measurement sequence;
After the measurement sequence using the one substrate stage and the exposure sequence using the other substrate stage are completed, the other substrate stage is moved to the exchange position of the sensitive substrate, and the one substrate stage is moved to the projection optics. Move to the image side of the system;
The shot area in the vicinity of the outer periphery of the sensitive substrate held on the one substrate stage is exposed so that the exposure area scans from the outside to the inside of the sensitive substrate, and the surface detected during the measurement sequence at the time of exposure A projection exposure method for performing surface position adjustment of a sensitive substrate held on the one substrate stage based on position information. 前記感応基板の外周近傍のショット領域を、前記露光領域が感応基板の外側から内側へ走査するように露光する際には、露光対象のショット領域の面を検出することなく、前記計測シーケンス中に検出された前記表面位置情報に基づいて、前記一方の基板ステージ上に保持された感応基板の面位置調整を実行する請求項６に記載の投影露光方法。  When exposing the shot area near the outer periphery of the sensitive substrate so that the exposure area scans from the outside to the inside of the sensitive substrate, the surface of the shot area to be exposed is not detected and the measurement sequence is performed. The projection exposure method according to claim 6, wherein the surface position adjustment of the sensitive substrate held on the one substrate stage is executed based on the detected surface position information. 前記計測シーケンス中に、前記一方の基板ステージ上に保持された感応基板の外周近傍のアライメントマークが検出される請求項６に記載の投影露光方法。  The projection exposure method according to claim 6, wherein an alignment mark in the vicinity of the outer periphery of the sensitive substrate held on the one substrate stage is detected during the measurement sequence.
JP33284796A 1996-11-28 1996-11-28 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and scanning exposure method Expired - Lifetime JP4078683B2 (en)

Priority Applications (32)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33284796A JP4078683B2 (en) 1996-11-28 1996-11-28 Projection exposure apparatus, projection exposure method, and scanning exposure method
AU50678/98A AU5067898A (en) 1996-11-28 1997-11-28 Aligner and method for exposure
SG200005339A SG93267A1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 An exposure apparatus and an exposure method
PCT/JP1997/004350 WO1998024115A1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 Aligner and method for exposure
SG200103143A SG102627A1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 Lithographic device
SG200103141A SG88823A1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 Projection exposure apparatus
EP08005700A EP1944654A3 (en) 1996-11-28 1997-11-28 An exposure apparatus and an exposure method
IL13013797A IL130137A (en) 1996-11-28 1997-11-28 Exposure apparatus and an exposure method
CNB011216433A CN1244021C (en) 1996-11-28 1997-11-28 Photoetching device and exposure method
DE69738910T DE69738910D1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 ALIGNMENT DEVICE AND EXPOSURE METHOD
CNB971811172A CN1144263C (en) 1996-11-28 1997-11-28 Aligner and method for exposure
EP97913467A EP0951054B1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 Aligner and method for exposure
CNB011216425A CN1244020C (en) 1996-11-28 1997-11-28 Exposure device
SG200103142A SG88824A1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 Projection exposure method
CNB011176660A CN1244019C (en) 1996-11-28 1997-11-28 Exposure apparatus and exposure method
AT97913467T ATE404906T1 (en) 1996-11-28 1997-11-28 ALIGNMENT DEVICE AND EXPOSURE METHOD
CNB011176652A CN1244018C (en) 1996-11-28 1997-11-28 Expoure method and equipment producing method
KR1020017006773A KR20030096435A (en) 1996-11-28 1997-11-28 Aligner and method for exposure
KR1019997004747A KR100315249B1 (en) 1996-11-28 1999-05-28 Aligner and method for exposure
KR1019997004939A KR100314557B1 (en) 1996-11-28 1999-06-03 Aligner and method for exposure
HK00103393A HK1024104A1 (en) 1996-11-28 2000-06-05 Aligner and method for exposure
US09/666,407 US6400441B1 (en) 1996-11-28 2000-09-20 Projection exposure apparatus and method
US09/714,620 US6549269B1 (en) 1996-11-28 2000-11-17 Exposure apparatus and an exposure method
US09/714,943 US6341007B1 (en) 1996-11-28 2000-11-20 Exposure apparatus and method
US09/716,405 US6590634B1 (en) 1996-11-28 2000-11-21 Exposure apparatus and method
KR1020017006772A KR100315251B1 (en) 1996-11-28 2001-05-30 Aligner and method for exposure
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US10/024,147 US6798491B2 (en) 1996-11-28 2001-12-21 Exposure apparatus and an exposure method
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KR1020020072335A KR20060086496A (en) 1996-11-28 2002-11-20 Aligner and method for exposure
US10/879,144 US7177008B2 (en) 1996-11-28 2004-06-30 Exposure apparatus and method
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7023521B2 (en) 1999-04-13 2006-04-04 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method and process for producing device
US7301605B2 (en) 2000-03-03 2007-11-27 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method, catadioptric optical system and manufacturing method of devices
KR100532760B1 (en) * 2003-12-31 2005-12-01 동부아남반도체 주식회사 Method for setting exposure sequence to reduce process time in a stepper
JP5084432B2 (en) * 2007-10-05 2012-11-28 キヤノン株式会社 Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US20090153824A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-18 Kla-Tencor Corporation Multiple chuck scanning stage
JP7114370B2 (en) * 2018-06-29 2022-08-08 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and article manufacturing method
JP2020052075A (en) * 2018-09-21 2020-04-02 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス Drawing device and drawing method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61263123A (en) * 1985-05-16 1986-11-21 Canon Inc Wafer supplying apparatus
JPS6387725A (en) * 1986-10-01 1988-04-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd Stage conveying mechanism
JPS63261850A (en) * 1987-04-20 1988-10-28 Fujitsu Ltd Vertical x-y stage
JP2580651B2 (en) * 1987-12-18 1997-02-12 株式会社ニコン Projection exposure apparatus and exposure method
JPH02126629A (en) * 1988-11-07 1990-05-15 Canon Inc Production aligner
JP3203719B2 (en) * 1991-12-26 2001-08-27 株式会社ニコン Exposure apparatus, device manufactured by the exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method using the exposure method
JP3202308B2 (en) * 1992-02-21 2001-08-27 キヤノン株式会社 Composite positioning device
JP2887033B2 (en) * 1992-11-19 1999-04-26 キヤノン株式会社 Precision positioning device
JP3218484B2 (en) * 1992-12-25 2001-10-15 株式会社ニコン Projection exposure apparatus, exposure method, and semiconductor manufacturing method using the same
JP3451606B2 (en) * 1994-12-08 2003-09-29 株式会社ニコン Projection exposure equipment
JP3387074B2 (en) * 1993-12-08 2003-03-17 株式会社ニコン Scanning exposure method and scanning exposure apparatus
JPH07200009A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Canon Inc Positioning device
US5715064A (en) * 1994-06-17 1998-02-03 International Business Machines Corporation Step and repeat apparatus having enhanced accuracy and increased throughput
JP3572430B2 (en) * 1994-11-29 2004-10-06 株式会社ニコン Exposure method and apparatus

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