[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH0314217A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

Info

Publication number
JPH0314217A
JPH0314217A JP1148362A JP14836289A JPH0314217A JP H0314217 A JPH0314217 A JP H0314217A JP 1148362 A JP1148362 A JP 1148362A JP 14836289 A JP14836289 A JP 14836289A JP H0314217 A JPH0314217 A JP H0314217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
image
reticle
mark
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1148362A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2787711B2 (en
Inventor
Toshihiko Tsuji
寿彦 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP1148362A priority Critical patent/JP2787711B2/en
Publication of JPH0314217A publication Critical patent/JPH0314217A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2787711B2 publication Critical patent/JP2787711B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To manufacture the title device capable of rapid measurement with high precision using pulse emitting source while cutting down the exposure preparation time, etc., and increasing the operating efficiency of the device by a method wherein the opening part of a reference member fixed on a stage is formed so that the projected image may be formed to be relatively larger than an alignment mark. CONSTITUTION:The title device is provided with the second illumination optical systems 11-14 focussing a projected image on a mask 1 through the intermediary of a projection optical system 3 of an opening part 10 by projecting exposure light branched off from the first illumination optical systems 30-35 to be led into the opening part 10 of a reference member 8 as well as the second measuring means 25, 45 detecting the relative position of an image in transfer region projected on a focal image surface 4 to the position on a stage 5 by measuring the relative position between the image of the opening part 10 and an alignment mark 8 by image-picking up the overlapping state of the opening part 10 with the alignment mark 9 on the mask surface 1 when they are overlapped with each other by shifting the stage 5. Furthermore, the opening part 10 is formed so that the projected image on the mask surface 1 may be made in relatively wider than that of the alignment mark 9 in the position measuring direction.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えばLSI製造に用いられる投影露光装置
、特にそのマスクとステージとの相対位置の計測やデイ
スト−ジョンの計測のための機構を備えた投影露光装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a projection exposure apparatus used for example in LSI manufacturing, particularly a mechanism for measuring the relative position between a mask and a stage and for measuring distortion. The present invention relates to a projection exposure apparatus equipped with a projection exposure apparatus.

[従来の技術] 現在、LSIメモリ等の回路パターンの転写においては
、投影露光装置か一般的に用いられている。この投影露
光装置による回路パターンの転写においては、投影露光
を行う前に行われる半導体ウェハとマスクどの投影光学
系を介した高精度な相対位置決めが不可欠であり、種々
の相対位置決め方法が考案され、実用化されている。
[Prior Art] Currently, a projection exposure apparatus is generally used for transferring circuit patterns of LSI memories and the like. In transferring a circuit pattern using this projection exposure apparatus, it is essential to perform high-precision relative positioning of the semiconductor wafer and mask via a projection optical system before performing projection exposure, and various relative positioning methods have been devised. It has been put into practical use.

第7図に特開昭64−10105号に係る投影露光装置
の概略な構成を示す。ここでは、露光光の光源に最大3
0011zのパルス発光を行うエキシマレーザ30Jか
採用されていて、1シヨツト200パルス(ウェハ上の
単位露光面積に対応する1回の露光期間中にエキシマレ
ーザ30jが200回発光する)程度で露光が行われる
。また、露光光による投影光学系3Jを介したレチクル
(マスクと同義)1jとウェハ4Jとの相対位置決めが
行われていて11位置合せ用の別光源を用いた場合のよ
うな投影レンズ3jの色収差に起因する種々の誤差の影
響がない。また、この露光光(以下露光照明の場合と区
別するために計測光とする)は、ステージ5jからレチ
クル1jの方向に照射されるのでウェハ上に形成された
レジスト層を不必要に感光させない。
FIG. 7 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-10105. Here, the light source of the exposure light has a maximum of 3
An excimer laser 30J that emits pulsed light of 0011z is used, and exposure is performed with approximately 200 pulses per shot (the excimer laser 30J emits light 200 times during one exposure period corresponding to a unit exposure area on the wafer). be exposed. In addition, relative positioning between the reticle (synonymous with a mask) 1j and the wafer 4J is performed via the projection optical system 3J using exposure light, and chromatic aberration of the projection lens 3j occurs when a separate light source for alignment is used. There is no effect of various errors caused by Further, this exposure light (hereinafter referred to as measurement light to distinguish it from exposure illumination) is irradiated from the stage 5j in the direction of the reticle 1j, so that the resist layer formed on the wafer is not exposed unnecessarily.

本従来例において、レチクルステージ2jに取り付けら
れたレチクル1jには、転写領域の周囲に形成された遮
光部分とこの遮光部分に複数個形成された位置決め用の
レチクルマーク9jとを有する。ここで、レチクルマー
ク9jは、遮光部分に形成されたスリッ1〜形状を有す
る透明な透光部分である。
In this conventional example, a reticle 1j attached to a reticle stage 2j has a light-shielding portion formed around a transfer area and a plurality of positioning reticle marks 9j formed in this light-shielding portion. Here, the reticle mark 9j is a transparent light-transmitting part having the shape of a slit 1 formed in a light-shielding part.

また、ステージ5J上の投光器8Jは、開側光を投光す
るための基準マーク10jを有する。ここで、基準マー
ク10Jは、投光器8j表面の遮光部分に形成された十
字形状(2木の直交するスリット)を有する透明な透光
部分である。
Furthermore, the light projector 8J on the stage 5J has a reference mark 10j for projecting open side light. Here, the reference mark 10J is a transparent light-transmitting portion having a cross shape (two orthogonal slits) formed in a light-shielding portion of the surface of the light projector 8j.

このレチクルマーク9jに対して基準マーク10jが、
ステージ5jの移動により、投影レンズ3jを介して横
切るようにレチクル1jとステージ5jとを相対移動さ
せるとともに、このときのステージ5jのわ動量を干渉
計45jにより84測する。これにより、レチクルマー
ク9Jの投影レンズ3Jに関する共役な位置がステージ
5Jの位置座標として記憶され、レチクル1jの転写領
域の中心点を含む任意の点のステージ5j上における位
置座標か算出される。
With respect to this reticle mark 9j, the reference mark 10j is
By moving the stage 5j, the reticle 1j and the stage 5j are moved relative to each other so as to cross through the projection lens 3j, and the amount of rotation of the stage 5j at this time is measured 84 times by the interferometer 45j. Thereby, the conjugate position of the reticle mark 9J with respect to the projection lens 3J is stored as the position coordinates of the stage 5J, and the position coordinates of an arbitrary point on the stage 5j including the center point of the transfer area of the reticle 1j are calculated.

露光期間中、エキシマレーザ30jから射出された露光
光は、ズームエキスパンダ31j、オブチカルインテグ
レータ32J、メインコンデンサレンズ36jにより、
均一な強度分布をレチクル1jの転写領域上で持つよう
に調整されて、ダイクロイックミラー21jを透過して
レチクル1jの所定領域を照明する。
During the exposure period, the exposure light emitted from the excimer laser 30j is transmitted through the zoom expander 31j, optical integrator 32J, and main condenser lens 36j.
The light is adjusted to have a uniform intensity distribution on the transfer area of the reticle 1j, and is transmitted through the dichroic mirror 21j to illuminate a predetermined area of the reticle 1j.

前述のレチクル1jとステージ5jとの相対位置検出を
行う場合のエキシマレーザ30jから射出される計測光
は、干渉計45jからの位置計測パルスに応答して発光
トリガが行われるパルス光である。このパルス光は、ミ
ラー11j〜14jを経て投光器ajk:導かれ、基準
マーク10jからレチクルIJの方向に放射される。こ
の計測光の一部は、投影レンズ3jを介してレチクル1
j上にスリット状の照明スポット(基準マーク像)10
j′を形成する。ステージ5jの移動に伴なってこの照
明スポット10J′はレチクル1j上を移動する。そし
て、照明スポット10J°の中心とレチクルマーク9J
の中心とが一致したときに、レチクル1jを透過して光
電検出器25jに入射する計測光は最大レベルとなる。
The measurement light emitted from the excimer laser 30j when detecting the relative position between the reticle 1j and the stage 5j described above is pulsed light whose emission is triggered in response to a position measurement pulse from the interferometer 45j. This pulsed light is guided to a projector ajk via mirrors 11j to 14j, and is emitted from the reference mark 10j in the direction of the reticle IJ. A part of this measurement light is transmitted to the reticle 1 via the projection lens 3j.
Slit-shaped illumination spot (reference mark image) 10 on j
form j′. This illumination spot 10J' moves on the reticle 1j as the stage 5j moves. Then, the center of the illumination spot 10J° and the reticle mark 9J
When the centers of the two lines coincide with each other, the measurement light that passes through the reticle 1j and enters the photoelectric detector 25j reaches its maximum level.

従りて、このときの光電検出器25jの出力は、最大出
力となる。すなわち、この最大出力が得られるステラ5
jの位置を求めることでレチクルIJのステラ移動座標
系における相対位置が規定されるのである。
Therefore, the output of the photoelectric detector 25j at this time becomes the maximum output. In other words, Stella 5 which can obtain this maximum output
By determining the position of j, the relative position of reticle IJ in the stellar movement coordinate system is defined.

第8図(a)にレチクル1j上における照明スポット1
0j′ とレチクルマーク9jとのステージ5 j 8
勅に伴なう重なり状態を示す。照明スポット10j’ 
は、ステージ5J移動に伴ない矢印方向に一定速度で移
動している。また、第8図(b)は、照明スポット10
j゛の移動に伴なう光電検出器25の出力信号の変化を
示す。照明スポット10J の中心とレチクルマーク9
jの中心とが一致したところで出力信号は最大となるか
、エキシマレーザ30jの各発光パルス(例えはステー
ジ5jの016μm移動毎のトリガ)に対応した離散的
な出力信号分布となフている。
FIG. 8(a) shows the illumination spot 1 on the reticle 1j.
Stage 5 j 8 between 0j' and reticle mark 9j
Indicates the overlapping state associated with the calligraphy. Lighting spot 10j'
is moving at a constant speed in the direction of the arrow as the stage 5J moves. Further, FIG. 8(b) shows the illumination spot 10
3 shows a change in the output signal of the photoelectric detector 25 as j゛ moves. Center of illumination spot 10J and reticle mark 9
The output signal reaches a maximum when the center of the laser beam j coincides with the center, or becomes a discrete output signal distribution corresponding to each light emission pulse of the excimer laser 30j (for example, a trigger every 016 μm movement of the stage 5j).

露光光の光源として用いられるエキシマレーザは、現在
の技術水準では毎秒の発光回数として最大200 pp
s程度、また1パルスの発光継続時間として10nse
c程度のものが一般的であって、各パルス発光の間隔に
比べ1パルスの発光継続時間か極めて短い。
The excimer laser used as the light source for exposure light can emit light at a maximum of 200 pp per second at the current state of the art.
s, and 10 ns as the duration of one pulse of light emission
Generally, the light emission duration of one pulse is extremely short compared to the interval between each pulse emission.

[発明か解決しようとする課題] 従来例の投影露光装置のように露光光の光源としてエキ
シマレーザを用いた露光装置では、前述のようにエキシ
マレーザの発光繰り返し周波数が低いため、ステージを
高速移動させなから高精度な位置計測を行うことが困難
であった。すなわち発光の休止時間°(パルスとパルス
の間)にはウェハとマスクとの相対位置の状態を示す情
報(光電信号)か得られないため、ステージ用の干渉計
45Jからの泪測パルスの応答性に応じてステージ移動
速度を小さくする必要があった。従って、ウェハとレヂ
クルとの相対位置決めに長時間を要する等の問題を生し
て、装置のスループットを損ねた。また、スリット状の
マークを1回走査するたびに数百回以上のパルス発光が
必要なためにエキシマレーザのガス寿命を損ねた。
[Problem to be solved by the invention] In an exposure device that uses an excimer laser as a light source for exposure light, such as a conventional projection exposure device, as mentioned above, the light emission repetition frequency of the excimer laser is low, so it is difficult to move the stage at high speed. Therefore, it was difficult to perform highly accurate position measurement. In other words, during the pause time of light emission (between pulses), information (photoelectric signal) indicating the relative position between the wafer and the mask cannot be obtained, so the response of the measurement pulse from the stage interferometer 45J is It was necessary to reduce the stage movement speed depending on the characteristics. Therefore, problems such as a long period of time required for relative positioning of the wafer and the reticule occur, which impairs the throughput of the apparatus. Furthermore, each time a slit-shaped mark is scanned, several hundred pulses of light emission are required, which impairs the gas life of the excimer laser.

また、計測速度を上げるために例えば、レヂクルマーク
の透光部を犬ぎくする、あるいは、干渉計45 Jの計
測パルスをまびいてエキシマレーザをトリガすることが
考えられるか、その場合、当然位置検出の精度は低下す
る。
Also, in order to increase the measurement speed, for example, it is possible to sharpen the transparent part of the resicle mark, or to trigger the excimer laser by scattering the measurement pulse of the interferometer 45 J. In that case, of course the position detection The accuracy of is reduced.

また、エキシマレーザの各パルス発光毎の出力か変動す
るため、特開昭64−10105号に示されるように各
パルス発光毎の出力に応して計測信号の較正(規格化)
を行う必要もあった。
In addition, since the output of the excimer laser for each pulse emission varies, the measurement signal is calibrated (standardized) according to the output for each pulse emission, as shown in JP-A-64-10105.
It was also necessary to do so.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る投影露光装置は、マスクの転写領域を露光
光により均一に照明する第1照明光学系と、この転写領
域の像を所定の結像面に形成するための投影光学系と、
この結像面に沿って移動可能なステージと、結像面とほ
ぼ同一な高さの開口部を有してステージに固定された基
準部材と、ステージの位置をit測する第1計測手段と
を備える。
[Means for Solving the Problems] A projection exposure apparatus according to the present invention includes a first illumination optical system that uniformly illuminates a transfer area of a mask with exposure light, and an image of the transfer area that is formed on a predetermined imaging plane. a projection optical system for
a stage movable along the imaging plane; a reference member fixed to the stage and having an opening having approximately the same height as the imaging plane; and a first measuring means for measuring the position of the stage. Equipped with.

また、露光光を第1照明光学系から分岐させて開口部に
導いて投光することにより、マスク面上に開口部の投影
光学系を介した投影像を結像させる第2照明光学系を備
える。さらに、ステージを移動させてマスク面上におけ
る開口部の投影像と位置決めマークとが重なり合ったと
きに、この重なり状態を撮像して開口部の像と前記位置
決めマークとの相対位置関係を求めることにより、結像
面上に投影された転写領域の像のステージに対する位置
の検出を行う第2計測手段を備える。
Further, a second illumination optical system is provided which forms a projection image on the mask surface via the projection optical system of the aperture by branching the exposure light from the first illumination optical system and guiding it to the aperture and projecting the light. Be prepared. Furthermore, when the stage is moved and the projected image of the opening on the mask surface and the positioning mark overlap, this overlapping state is imaged and the relative positional relationship between the image of the opening and the positioning mark is determined. , a second measuring means for detecting the position of the image of the transfer area projected onto the image plane with respect to the stage.

たたし、開口部は、そのマスク面上における投影像か位
置決めマークよりも位置計測方向に関して相対的に十分
大きな幅を持つように形成されている。
However, the opening is formed to have a relatively sufficiently larger width in the position measurement direction than the projected image or positioning mark on the mask surface.

[作用コ 本発明に係る投影露光装置において第1照明光学系は、
マスクの転写領域を含む一定領域を露光光により均一に
照明する。また、投影光学系は、露光光によって照明さ
れたマスクの転写領域の像を所定の結像面に投影する。
[Function] In the projection exposure apparatus according to the present invention, the first illumination optical system is
A certain area including the transfer area of the mask is uniformly illuminated with exposure light. Further, the projection optical system projects an image of the transfer area of the mask illuminated by the exposure light onto a predetermined imaging plane.

また、投光用の開口部は、後述する第2照明光学系の一
部てあり、露光光を第1照明光学系、また幻露光光源そ
のものから分岐させて得られた位置検出用の計測光をマ
スク方向に投光する。
The light projection opening is part of a second illumination optical system to be described later, and the exposure light is branched from the first illumination optical system or from the phantom exposure light source itself, and measurement light for position detection is used. is projected toward the mask.

開口部は、マスクの転写領域の結像面と同一高さに形成
されているから、開口部から投光され投影光学系に入射
した計測光は、マスク面上に結像して開口部の投影像を
形成する。さらに、開口部はステージに固定され、ステ
ージはマスクの転写領域の結像面に沿って移動するから
、開口部の投影像は、ステージの移動に伴なってマスク
面上を移動し得る。このとき、ステージの所定点、例え
ば基準マークの位置が、第1計測手段により、ステージ
の位置座標として常に開側されている。
Since the aperture is formed at the same height as the image formation surface of the transfer area of the mask, the measurement light projected from the aperture and incident on the projection optical system forms an image on the mask surface and is reflected in the aperture. Form a projected image. Furthermore, since the aperture is fixed to the stage and the stage moves along the imaging plane of the transfer area of the mask, the projected image of the aperture can move on the mask surface as the stage moves. At this time, a predetermined point on the stage, for example, the position of the reference mark, is always kept open by the first measuring means as the position coordinates of the stage.

本発明に係る投影露光装置において第2照明光学系は、
露光光を第1照明光学系から分岐させて開口部に導いて
投光するとともに、前述のように開口部の投影像をマス
ク面上に形成する。また、第2計測手段は、ステージを
位置決めさせてマスク面上における開口部の投影像と位
置決めマークどか重なり合ったときに、この重なり状態
を撮像して開口部の像と位置決めマークとの相対位置関
係、例えは、この重なり状態における両者の位置ずれ量
を開側する。さらに、この位置ずれ量と第1計測手段に
より計測されたステージの停止位置座標とを用いること
により、例えは、この位置ずれ量を補正するために必要
なステージの移動量か算出される。このとき、マーク像
の結像面上に撮像検出器を置くことにより、このずれ量
を実際にステージを移動させて計測しなくても、結像面
上に投影された転写領域の像上の各点か持つステン上で
の位置座標を剖算により求めることが可能である。
In the projection exposure apparatus according to the present invention, the second illumination optical system includes:
Exposure light is branched from the first illumination optical system, guided to the aperture, and projected, and a projected image of the aperture is formed on the mask surface as described above. Further, when the stage is positioned and the projected image of the aperture on the mask surface overlaps with the positioning mark, the second measuring means captures an image of this overlapping state and determines the relative positional relationship between the image of the aperture and the positioning mark. For example, the amount of positional deviation between the two in this overlapping state is determined by the difference. Furthermore, by using this amount of positional deviation and the stop position coordinates of the stage measured by the first measuring means, for example, the amount of movement of the stage required to correct this amount of positional deviation is calculated. At this time, by placing an imaging detector on the image formation plane of the mark image, the amount of deviation can be measured without actually moving the stage. It is possible to determine the positional coordinates of each point on the stencil by autopsy.

ここて、開口部は、マスク面上における開口部の投影像
がレチクル側のスリット状の位置決めマークよりも位置
計測方向に関して相対的に十分大きな幅を持つように形
成されているから、第2計測手段が撮像する開口部の投
影像と位置決めマークとの重なり状態は、開口部の明る
い投影像の内側に入った相対的に暗くて細い位置決めマ
ークとなる。この明暗像を画像lA理することにより、
位置決めマークの中心と開口部の投影像の中心との位置
ずれ量が、ステージの座標値単位で算出される。これに
より、位置決めマークの中心と開口部の投影像の中心と
が一致するステージ位置の座標が算出される。
Here, the opening is formed such that the projected image of the opening on the mask surface has a relatively sufficiently larger width in the position measurement direction than the slit-shaped positioning mark on the reticle side. The overlapping state of the positioning mark and the projected image of the opening captured by the means results in a relatively dark and thin positioning mark located inside the bright projected image of the opening. By processing this contrast image as an image,
The amount of positional deviation between the center of the positioning mark and the center of the projected image of the opening is calculated in units of coordinate values of the stage. Thereby, the coordinates of the stage position where the center of the positioning mark and the center of the projected image of the opening match are calculated.

すなわち、特に位置決めマークの中心と開口部の投影像
の中心を一致させるようにステージの位置決めを行わな
くても、開口部と位置決めマークとの投影光学系に関す
る相対位置関係を検出可能である。
That is, the relative positional relationship between the opening and the positioning mark with respect to the projection optical system can be detected without particularly positioning the stage so that the center of the positioning mark coincides with the center of the projected image of the opening.

[発明の実施例] 第1図は、本発明の第1実施例である露光装置の構成を
示す。ここでは、レチクル(マスクと同義)1とステー
ジ5との投影レンズ3を介した相対位置の計測が、レチ
クルに投影された基準マーク10をレチクルマーク9に
照合比較して行われる。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 shows the configuration of an exposure apparatus that is a first embodiment of the invention. Here, the relative position between the reticle (synonymous with mask) 1 and the stage 5 is measured through the projection lens 3 by comparing the reference mark 10 projected on the reticle with the reticle mark 9.

本露光装置において、所定の回路パターンと位置決め用
のレヂクルマ−り9とを有するレチクル1 2 1は、レチクルステージ2に取っ付りられ、両側テレセ
ントリック(片側セントリックでも良い)な投影レンズ
3を介してステージ5と対向する。
In this exposure apparatus, a reticle 121 having a predetermined circuit pattern and a positioning vehicle 9 is attached to a reticle stage 2, and is projected through a projection lens 3 that is telecentric on both sides (or may be centric on one side). and face stage 5.

レチクル1は、レチクルステージ2上で駆動モタ42に
よりX方向、Y方向に移動可能であり、この移動量は干
渉計43により計測される。レチクルステージ2の移動
は、後述するレチクル1の位置決めに用いられる。レチ
クルステージ2の穆勅幅は数ミリメートル以下で、干渉
側43の検出分解能も0.01μm程度を有する。
The reticle 1 can be moved in the X and Y directions on the reticle stage 2 by a drive motor 42, and the amount of this movement is measured by an interferometer 43. Movement of the reticle stage 2 is used for positioning the reticle 1, which will be described later. The width of the reticle stage 2 is several millimeters or less, and the detection resolution on the interference side 43 is about 0.01 μm.

実際には、干渉計(レーザ光波干渉式測長器)43とミ
ラー6とは、X方向、Y方向、回転θ方向の位置をそれ
ぞれ独立に検出するため3組設置されているか、ここて
は説明を簡単にするために図示を一部省略しである。ま
た駆動モータ42も各方向に対応して計3個設置されて
いるか、同汀に図示を一部省略しである。
In reality, three sets of interferometers (laser light wave interferometric length measuring devices) 43 and mirrors 6 are installed to independently detect positions in the X direction, Y direction, and rotation θ direction. Some illustrations are omitted to simplify the explanation. Further, a total of three drive motors 42 are installed corresponding to each direction, and some of them are not shown in the drawings.

ステージ5は、レチクル10投影レンズ3に関する結像
面に沿って駆動モータ46により自由に移動可能ノを構
成である。ステージ5の露光装置本体に対する位置座標
は、ステージ5に固定されたミラー7の移動量を干渉削
45により計測し、所定の基準点からの距離として算出
される。実際には、干渉;i((レーザ光波干渉式測長
器)45とミラー7とは、X方向、Y方向の位置を独立
に検出するため2組設置されているか、ここでは説明を
簡単にするために図示を一部省略しである。また駆動モ
ータ46も各方向に対応して計2個設置されているか、
同様に図示を一部省略しである。
The stage 5 is configured to be freely movable by a drive motor 46 along the imaging plane for the reticle 10 and the projection lens 3. The positional coordinates of the stage 5 with respect to the main body of the exposure apparatus are calculated as the distance from a predetermined reference point by measuring the amount of movement of the mirror 7 fixed to the stage 5 using an interference cutter 45. In reality, two sets of interference i((laser light wave interferometric length measuring device) 45 and mirror 7 are installed to independently detect the positions in the X direction and Y direction.A brief explanation will be given here. For convenience, some illustrations are omitted.Also, a total of two drive motors 46 are installed corresponding to each direction.
Similarly, some illustrations are omitted.

露光用の照明光学系は、エキシマレーザ30、ズームエ
キスパンダ31、オブチカルインテグレタ(フライアイ
レンズ)32、ミラー33.35、リレーレンズ34、
メインコンデンサレンズ36等により構成される。 エ
キシマレーザ30から射出された露光光は、ズームエキ
スパンダ31、オプチカルインテグレータ32、メイン
コンデンサレンズ36により、レチクル1の照射面上で
均一な強度分布を持つように調整されて、ビムスプリッ
タ(ハーフミラ−)21を透過してレチクル1の所定領
域を照明する。ビームスプリッタ21は、露光光の波長
に対して90%の透過率と10%の反射率とを持つ。
The illumination optical system for exposure includes an excimer laser 30, a zoom expander 31, an optical integrator (fly's eye lens) 32, a mirror 33, 35, a relay lens 34,
It is composed of a main condenser lens 36 and the like. Exposure light emitted from the excimer laser 30 is adjusted by a zoom expander 31, an optical integrator 32, and a main condenser lens 36 to have a uniform intensity distribution on the irradiation surface of the reticle 1, and then ) 21 to illuminate a predetermined area of the reticle 1. The beam splitter 21 has a transmittance of 90% and a reflectance of 10% with respect to the wavelength of the exposure light.

レチクル1の位置検出用の光学系は、エキシマレーザ3
0、ミラー11〜14、投光系8、投影レンズ3により
構成される。この位置検出を行う場合、エキシマレーザ
30から射出された露光光をミラー11て反射させて計
測光として用いる。
The optical system for detecting the position of the reticle 1 is an excimer laser 3
0, mirrors 11 to 14, a light projection system 8, and a projection lens 3. When performing this position detection, the exposure light emitted from the excimer laser 30 is reflected by the mirror 11 and used as measurement light.

この馴測光は、ミラー12.13.14を経て投光系8
に専かれ、レチクル1の共役面に形成された開口部であ
る基準マーク10から上方に放射され、投影レンズ3に
入射して、レチクル1上に基準マーク100投影像(開
口像)を形成する。
This conditioning light passes through mirrors 12, 13, and 14 to the projection system 8.
The reference mark 10 is emitted upward from the reference mark 10, which is an aperture formed in the conjugate plane of the reticle 1, and is incident on the projection lens 3 to form a projected image (aperture image) of the reference mark 100 on the reticle 1. .

この基準マー、りの投影像は、ステージ5の移動によっ
てレチクル1上の任意の点に位置決めできる。また、ミ
ラー11は、露光用の光学系゛のシャッタの役割も果た
していて、露光中は図示しない千−夕等により第1図中
の位置から退避される。
The projected image of this reference mark can be positioned at any point on the reticle 1 by moving the stage 5. The mirror 11 also serves as a shutter for the exposure optical system, and is evacuated from the position shown in FIG. 1 by an unillustrated device or the like during exposure.

レチクル1に投影された基準マーク10とレチクルマー
ク9とを撮像して比較する光学系は、ビームスプリッタ
21、対物レンズ22、ハーフミラ−23、結像レンズ
24、イメージセンサ25により構成される。
An optical system that images and compares the reference mark 10 and the reticle mark 9 projected on the reticle 1 is composed of a beam splitter 21, an objective lens 22, a half mirror 23, an imaging lens 24, and an image sensor 25.

この光学系は、レチクル1上のレチクルマーク9を捕え
るように配置されていて、ステージ5 h)移動して基
準マーク10の投影像がレチクルマーク9と重なったと
きに、この重なり状態をイメジセンサ25により撮像し
て、基準マーク10とレチクルマーク9との相対位置の
計測を行う。
This optical system is arranged so as to capture the reticle mark 9 on the reticle 1, and when the stage 5h) moves and the projected image of the reference mark 10 overlaps with the reticle mark 9, this overlapping state is detected by the image sensor 25. The relative position between the reference mark 10 and the reticle mark 9 is measured.

このとき、投影レンズ3を通った計測光は、レチクルマ
ーク9周囲のレチクル1透明部分を透過してビームスプ
リッタ21で一部分が反射され、対物レンズ22、ハー
フミラ−23、結像光学系24を介してイメージセンサ
25上に拡大されて結像される。
At this time, the measurement light that has passed through the projection lens 3 passes through the transparent portion of the reticle 1 around the reticle mark 9, is partially reflected by the beam splitter 21, and passes through the objective lens 22, half mirror 23, and imaging optical system 24. The image is enlarged and imaged on the image sensor 25.

この光学系の検出分解能は、対物レンズ22、結像光学
系24等て構成される光学系の拡大倍率とイメージセン
サ25の分解能とに依存する。ここで、検出分解能を上
げるために拡大倍率を高くするとこの光学系の視野は小
さくなる。しかし、この視野は、レチクル1上の基準マ
ークlOの像5 6 を十分に捕えられる広さに設定されている。
The detection resolution of this optical system depends on the magnification of the optical system including the objective lens 22, the imaging optical system 24, etc., and the resolution of the image sensor 25. Here, if the magnification is increased to increase the detection resolution, the field of view of this optical system becomes smaller. However, this field of view is set to be wide enough to capture the image 5 6 of the reference mark IO on the reticle 1.

対物レンズ22とミラー23は、移動可能な台座の上に
固定され、駆動系により矢印の方向に移動する。これに
より、レチクルマーク9がレチクル1上の適当な範囲内
にあれば、これをイメージセンサ25上に結像できる。
The objective lens 22 and mirror 23 are fixed on a movable pedestal and are moved in the direction of the arrow by a drive system. Thereby, if the reticle mark 9 is within an appropriate range on the reticle 1, it can be imaged on the image sensor 25.

また、ハーフミラ23は、本来は単なるミラーで良いが
木実流側ではミラー12を可動にして光路上から退避さ
せ、ミラー11からの露光光をハーフミラ−23、ビム
スブリッタ21、レチクル1、投影レンズ3を介してウ
ェハ4に照射してウェハ上のショット領域の位置決め(
ダイ・パイ・グイ・アライメント)にも用いる構成とし
た。
The half mirror 23 may originally be a simple mirror, but on the grain flow side, the mirror 12 is movable and removed from the optical path, and the exposure light from the mirror 11 is transferred to the half mirror 23, the beam splitter 21, the reticle 1, and the projection lens 3. to position the shot area on the wafer by irradiating the wafer 4 through the
The configuration is also used for die-pie-gui alignment).

次に、木実流側の投影露光装置を用いたレチクル1の位
置計測、レチクルのアライメント、およびウェハアライ
メントを説明する。
Next, position measurement of the reticle 1, reticle alignment, and wafer alignment using the projection exposure apparatus on the wood flow side will be explained.

第2図(a)は、木実流側におけるステージ5に固定さ
れた投光系8上の基準マーク10を示す。
FIG. 2(a) shows the reference mark 10 on the light projection system 8 fixed to the stage 5 on the wood flow side.

ここで、基準マーク10は矩形で、10 (a)、0(
b)と大きさを変えて2個設定されている。
Here, the reference mark 10 is rectangular, 10(a), 0(
b) and two different sizes are set.

第2図(b)は、レチクル1の転写領域PEの周囲の透
明部分に設定されたレチクルマーク9をポす。レチクル
マーク9は、遮光性の十字マークであり、9 (a) 
、 9 (bl 、 9 (c)と3箇所に設定されて
いる。
FIG. 2(b) shows a reticle mark 9 set in a transparent portion around the transfer area PE of the reticle 1. In FIG. The reticle mark 9 is a light-shielding cross mark, and 9 (a)
, 9 (bl) and 9 (c).

第2図(C)は、レチクル1の位置検出を行う場合、ス
テージ5を移動させて、レチクル1上の3箇所の基準マ
ークのそれぞれに対して順次位置決めするときの基準マ
ーク10の投影像の軌跡を示す。
FIG. 2(C) shows a projected image of the reference mark 10 when the stage 5 is moved to sequentially position each of the three reference marks on the reticle 1 when detecting the position of the reticle 1. Show the trajectory.

基準マーク10は、基準マーク10のレチクル1上の投
影像の幅がレチクルマーク9よりも十分に幅広くなるよ
う設定されている。また、レチクルマーク9の十字線は
、基準マーク100投影像との重なりを広い領域で起す
ようにそれぞれ十分長く設定されている。
The reference mark 10 is set so that the width of the projected image of the reference mark 10 on the reticle 1 is sufficiently wider than that of the reticle mark 9. Further, the crosshairs of the reticle mark 9 are each set to be sufficiently long so that they overlap with the projected image of the reference mark 100 over a wide area.

さて、レチクル1をレチクルステージ2上にフリアライ
メントして載置した後、レチクル1の位置検出、および
位置決めが行われる。この場合、エキシマレーザ30を
発光させないで所定のプロダラムによりステージ5を移
動させる。これにより基準マーク10の投影像の軌跡は
、第2図(C)の矢印となり、おおよその位置で各レチ
クルマーク9 (a) 、  9 (b) 、  9 
(c)  と交差する。
Now, after the reticle 1 is placed on the reticle stage 2 with FLIR alignment, the position of the reticle 1 is detected and positioned. In this case, the stage 5 is moved by a predetermined program without causing the excimer laser 30 to emit light. As a result, the locus of the projected image of the reference mark 10 becomes the arrow shown in FIG.
(c) Intersects with.

また、このプログラムは、基準マーク10の投影像か各
レチクルマーり9(a) 、 9(b) 、9(c)と
のおおよその重なり位置に達したときに制御系47から
エキシマレーザ30に発光トリガを1発または複数発(
2〜5発)送出させる。同時に、この発光トリガ送出時
の干渉系45によるステシ5の位置座標か記憶される。
This program also causes the control system 47 to cause the excimer laser 30 to emit light when the projected image of the reference mark 10 reaches the approximate overlap position with each reticle marker 9(a), 9(b), and 9(c). Press the trigger once or multiple times (
2 to 5 shots). At the same time, the position coordinates of the station 5 determined by the interference system 45 at the time of sending out the light emission trigger are stored.

(複数発のトリガ送出の場合、この間ステージ5は停止
している必要がある)これにより、エキシマレーザ30
が発光し計測光か発生してイメージセンサ25」二に像
を与える。
(In the case of sending out multiple triggers, the stage 5 must be stopped during this time.) As a result, the excimer laser 30
emits light, generates measurement light, and gives an image to the image sensor 25''.

また、この発光トリガ送出時の干渉系45によるステー
ジ5の位置座標が制御系47に抽出記憶される。
Further, the position coordinates of the stage 5 determined by the interference system 45 at the time of sending out the light emission trigger are extracted and stored in the control system 47.

例えは、レチクルマーク9(a)と基準マーク10の投
影像とのおおよその重なり位置でイメージセンサ25上
に第3図(a)に示すような像か形成されたとする。こ
の場合、イメージセンサ25の水平走査線方向が開側方
向となり、この方向と交差する方向に伸ひたレチクルマ
ーク9のエツジと基準マーク10のエツジとの位置関係
が光電検出される。このときのイメージセンサ25の出
力信号は、第3図(b)のようになる。この出力信号の
両側の立ち上かりのエツジに対する中央の凹部の位置を
検出することにより、基準マーク10の投影像の中心と
レチクルマーク9(a)のすれ量が求められる。また、
このずれ量と先に記憶したステシ座標値とによりレチク
ルマーク9(a)の投影レンズ3を介した結像点の位置
が干渉計45の座標として与えられる。この操作を前述
のステージ5の移動に伴なわせてレチクルマーク9 (
b) 、 9(C)  に対して次々に行う。その後各
レチクルマーク9(a)、9(b)、9(C)の座標は
、制御系47で各座標の目標値と比較され、その偏差は
、駆動モータ42によりレチクルステージ2を移動して
補正される。このとき、レチクルステージ2のX9 0 方向、y方向、回転方向それぞれの補正量が、干渉計4
3により計測されて制御則47ヘフイートハツクされる
For example, assume that an image as shown in FIG. 3(a) is formed on the image sensor 25 at a position where the projected image of the reticle mark 9(a) and the reference mark 10 roughly overlap. In this case, the horizontal scanning line direction of the image sensor 25 becomes the open side direction, and the positional relationship between the edge of the reticle mark 9 and the edge of the reference mark 10 extending in a direction intersecting this direction is photoelectrically detected. The output signal of the image sensor 25 at this time is as shown in FIG. 3(b). By detecting the position of the central recess with respect to the rising edges on both sides of this output signal, the amount of misalignment between the center of the projected image of the reference mark 10 and the reticle mark 9(a) can be determined. Also,
The position of the imaging point of the reticle mark 9(a) through the projection lens 3 is given as the coordinates of the interferometer 45 based on this shift amount and the previously stored stem coordinate values. This operation is performed along with the movement of the stage 5 mentioned above, and the reticle mark 9 (
b) and 9(C) one after another. Thereafter, the coordinates of each reticle mark 9(a), 9(b), and 9(C) are compared with the target value of each coordinate in the control system 47, and the deviation is determined by moving the reticle stage 2 by the drive motor 42. Corrected. At this time, the amount of correction in the X9 0 direction, y direction, and rotational direction of the reticle stage 2 is
3, and the control law 47 is hit.

木実流側の投影露光装置ては、レチクル1の装置に対す
る位置合せを効率良くかつ高精度に行うために、以上の
操作を粗調整と微調整との2回縁り返す。ここで、粗調
整は、第2図(a)の投光系8上の大きな基準マーク1
0 (a)によるイメージセンサ25の出力信号を用い
てステージ5を前述のプログラムに従って連続的に移動
させるとともに、結像光学系24の倍率を低倍率に切り
替えて視腎を広くして行う。また、微調整は、小さな基
準マーク10 (b)を粗調整で求められた各レチクル
マーク9(a)、9(b)、9(c)の投影位置の座標
から両基準マーク10 (a) 、10 (b)の中心
距離分すれた位置を移動させる、またはすれた位置に位
置決めし停止させ、結像光学系24の倍率を高倍率に切
り替え検出分解能を高めて行う。
In the projection exposure apparatus on the wood flow side, in order to align the reticle 1 with the apparatus efficiently and with high precision, the above operation is repeated twice, once for coarse adjustment and once for fine adjustment. Here, the coarse adjustment is performed using the large reference mark 1 on the projection system 8 in FIG. 2(a).
The stage 5 is continuously moved according to the above-mentioned program using the output signal of the image sensor 25 according to 0 (a), and the magnification of the imaging optical system 24 is switched to a low magnification to widen the optic kidney. In addition, fine adjustment is performed using the coordinates of the projection position of each reticle mark 9(a), 9(b), and 9(c) obtained by rough adjustment of the small reference mark 10(b). , 10 (b), or are positioned and stopped at a position apart from each other, and the magnification of the imaging optical system 24 is switched to a high magnification to increase the detection resolution.

以上の手順によりレチクル1の装置に対する位置合せか
行われる。また、この位置合せ終了後の各レチクルマー
ク9(a)、9(b)、9(C)に対応するステージ5
の位置座標値からレチクル1上の回路パターン領域PE
の投影像の中心位置の位置座標か求められ記憶される。
By the above procedure, the reticle 1 is aligned with the device. Also, the stage 5 corresponding to each reticle mark 9(a), 9(b), 9(C) after this alignment is completed.
The circuit pattern area PE on the reticle 1 is determined from the position coordinate values of
The positional coordinates of the center position of the projected image are determined and stored.

さらに、レチクルマーク9 (a) 、 9 (c)の
座標から、レチクル1の残留ローテーション(回転量)
誤差が検出される。
Furthermore, the residual rotation (rotation amount) of reticle 1 is determined from the coordinates of reticle marks 9 (a) and 9 (c).
An error is detected.

また、ダイ・パイ・ダイ・アライメント系(11,22
,23,24,25,30)または不図示のオフ・アク
シス・アライメント系等により測定したステージ5上に
おける基準マーク10とウェハ4上のアライラン1−マ
ークとの距離により、回路パターン領域PEの投影像と
ウェハ上の被転写領域とを重ね合せるために必要なステ
ージ5の移動量の算出が行われる。制御系47は、この
移動量に従って駆動モータ46によりステージ5の位置
調整を行う。これにより、ウェハ4とレチクル1の相対
位置決め動作(アライメント)が行われる。
In addition, die-pie-die alignment system (11, 22
, 23, 24, 25, 30) or the distance between the reference mark 10 on the stage 5 and the alignment mark 1 on the wafer 4 measured by an off-axis alignment system (not shown), etc., to project the circuit pattern area PE. The amount of movement of the stage 5 necessary for overlapping the image and the transfer target area on the wafer is calculated. The control system 47 adjusts the position of the stage 5 using the drive motor 46 according to this movement amount. As a result, a relative positioning operation (alignment) between the wafer 4 and the reticle 1 is performed.

以上の動作において、エキシマレーザ30の1回の発光
パルス幅は20 n5ec程度てあり、発光トリガを制
御系47から送出して1μsec以内には発光できるか
ら、ウェハステージ5を停止することなくレチクルマー
ク9の投影位置を基準マーク10か高速に走査する間に
1パルスたり発光させるたりても十分に高精度な計測が
可能である。このとき、発光1−リガと干渉計45の出
力とが制御系47のハードウェアによって十分高速に処
理されるなら走査により生しる誤差は干渉計分解能より
も十分小さくすることが可能である。
In the above operation, the width of one light emission pulse of the excimer laser 30 is about 20 n5ec, and the light emission can be made within 1 μsec after the light emission trigger is sent from the control system 47. Therefore, the reticle mark can be marked without stopping the wafer stage 5. Even if one pulse or light is emitted while the reference mark 10 is scanning the projected position of the reference mark 9 at high speed, sufficiently high precision measurement is possible. At this time, if the light emission 1-rega and the output of the interferometer 45 are processed at a sufficiently high speed by the hardware of the control system 47, the error caused by scanning can be made sufficiently smaller than the interferometer resolution.

また、ウェハステージ5を位置決めしておき十分安定な
状態でエキシマレーザ3oを何回か発光させることによ
り、イメージセンサ25に同じ画像を蓄積させて出力信
号を平均化して計測再現性を高めることも可能である。
Furthermore, by emitting light from the excimer laser 3o several times in a sufficiently stable state after positioning the wafer stage 5, it is also possible to accumulate the same image in the image sensor 25 and average the output signal to improve measurement reproducibility. It is possible.

さらに、基準マーク10の投影像とレチクルマーク9と
のおおよその重なり位置で、計測方向に定量たけ両者の
相対位置をずらせて、それぞれ位置ずれ量の計測を行い
、2つ以上の重なり状態の画像から得られる位置ずれ量
どずらぜた移動量(移動位置)からレヂクルマ−り9の
中心と基準マーク像の中心とか一致するステージ位置座
標を算出することも可能である。
Furthermore, at the approximate overlapping position of the projected image of the reference mark 10 and the reticle mark 9, the relative positions of the two are shifted by a certain amount in the measurement direction, and the amount of positional deviation is measured, and two or more overlapping images are obtained. It is also possible to calculate the stage position coordinates in which the center of the registration car carriage 9 coincides with the center of the reference mark image, etc. from the displacement amount (movement position) obtained from the displacement amount.

次に、本実施例の露光装置におけるイB率謂測及びデイ
スト−ジョンの計測について説明する。
Next, the measurement of the EB rate and distortion in the exposure apparatus of this embodiment will be explained.

ここで用いられるレチクル1には、前述のレヂクルマ−
り9とともに、転写領域を含む領域のデイスト−ジョン
及び倍率測定位置に対応さゼて遮光性の十字マークか形
成されている。これらの十字マークの投影像の位置を検
出することにより、倍率開側とデイスト−ジョンの計測
とを行う。
The reticle 1 used here includes the above-mentioned reticule
Along with 9, a light-shielding cross mark is formed corresponding to the distortion and magnification measurement position in the area including the transfer area. By detecting the positions of the projected images of these cross marks, the magnification open side and distortion are measured.

レチクル1の装置に刻する位置決めを行フた後者十字マ
ークの結像レンズ3に関する設計上の各結像点を基準マ
ーク10が通るような所定のプログラムに従って、干渉
計45で移動量をフィードバックしながらステージ5を
移動させる。基準マーク10の中心か、第4図(a)の
ようにこの設則上の各結像点に達したときにエキシマレ
ーザ3゜を発光させる。イメージセンサ25からは、第
4図(b)のような出力信号が得られ、両側の立ち上が
りと中央の凹部とを検出して十字マークの設泪3 上の各結像点と基準マーク10の位置ずれ量を算出する
。ここて、イメージセンサ25は、X!ll111方向
、y軸方向の2方向の出力信号を同時に出力する(2次
元センサ)から、1回のエキシマレーザ30の発光でX
軸方向、y軸方向の2方向の位置ずれ量か検出される。
After positioning the reticle 1 on the device, the interferometer 45 feeds back the amount of movement according to a predetermined program such that the reference mark 10 passes through each designed imaging point on the imaging lens 3 of the latter cross mark. while moving stage 5. When the center of the reference mark 10 or each imaging point according to this rule is reached as shown in FIG. 4(a), the excimer laser 3° is emitted. The image sensor 25 obtains an output signal as shown in FIG. Calculate the amount of positional deviation. Here, the image sensor 25 detects X! Since it simultaneously outputs output signals in two directions, the ll111 direction and the y-axis direction (two-dimensional sensor), one emission of the excimer laser 30 produces
The amount of positional deviation in two directions, the axial direction and the y-axis direction, is detected.

たたし、イメージセンサ25の垂直走査方向は、1フレ
ーム走査後に、垂直方向に並んだ画素列のレベルを切り
出し回路等で抽出することににり第4図(b)のような
信号を得る。
However, in the vertical scanning direction of the image sensor 25, after scanning one frame, the levels of the pixel rows arranged in the vertical direction are extracted using a cutting circuit or the like to obtain a signal as shown in FIG. 4(b). .

投影レンズにデイスト−ジョン及び、倍率誤差か全く存
在しなけれは十字マーク中心と発光マーク中心とか一致
するか通常は僅かにずれ、このずれかデイスト−ジョン
、あるいは、倍率誤差である。
If there is no distortion or magnification error in the projection lens, the center of the cross mark and the center of the luminescent mark either coincide or are usually slightly deviated, and this deviation is the distortion or magnification error.

このデイスト−ジョン及び倍率誤差の計測の際も、対物
レンズ22を駆動系によって紙面と垂直な面内て移動さ
せてレチクル1上のすへての十字マークのそれぞれをイ
メージセンサ25上に結像できる。これによりレチクル
1上のすへての十字マークに対する計測が行われる。
When measuring this distortion and magnification error, the objective lens 22 is moved by the drive system in a plane perpendicular to the plane of the paper, and images of all the cross marks on the reticle 1 are formed on the image sensor 25. can. As a result, all cross marks on the reticle 1 are measured.

本実施例の投影露光装置のさらに別の機能として、投影
レンズ3に関するレチクル1上の任意の点の合焦点位置
を計測することも可能である。
As yet another function of the projection exposure apparatus of this embodiment, it is also possible to measure the in-focus position of an arbitrary point on the reticle 1 with respect to the projection lens 3.

ここで、ステージ5には」ユニ方向の移動量を開側する
焦点検出系、ギャップセンサ等か股部される。ステージ
5を上下いずれかの方向に移動させてイメージセンサ2
5の信号波形をザンブリングすることにより、信号波形
のコントラストや波形の凹凸の傾き等から合焦点の判定
を行い、焦点検出系、ギャップセンサ等の示すわ動量か
ら、その高さ位置が計測される。
Here, the stage 5 is provided with a focus detection system, a gap sensor, etc. that opens the amount of movement in the unidirectional direction. The image sensor 2 is moved by moving the stage 5 either up or down.
By zumbling the signal waveform in step 5, the in-focus point is determined from the contrast of the signal waveform and the slope of the unevenness of the waveform, and the height position is measured from the amount of oscillation indicated by the focus detection system, gap sensor, etc. .

本実施例においてはレチクルの透過光を利用したか投影
レンズ3かウェハ側のみテレセントリックな構成におい
てはレチクルの反射光を利用することか可能である。
In this embodiment, it is possible to use the transmitted light of the reticle, or to use the reflected light of the reticle in a configuration where only the projection lens 3 is telecentric on the wafer side.

第5図は、本発明の投影露光装置の第2実施例である。FIG. 5 shows a second embodiment of the projection exposure apparatus of the present invention.

第2実施例においては、ウェハ側のみテレセントリック
な投影レンズ3bを通った基準マーク10からの露光光
をレチクル1bて反射させてイメージセンサ25bに導
く構成である。
In the second embodiment, the exposure light from the reference mark 10 that has passed through the telecentric projection lens 3b only on the wafer side is reflected by the reticle 1b and guided to the image sensor 25b.

ここで、図示されないその他の構成は、第1図と同一で
ある。また、レチクル1の転写領域の外側は鏡面上に加
工され、レチクルマーク9は、この鏡面に形成された透
光性または吸収性の十字形である。
Here, other configurations not shown are the same as in FIG. 1. Further, the outside of the transfer area of the reticle 1 is processed into a mirror surface, and the reticle mark 9 is a translucent or absorptive cross formed on this mirror surface.

投影レンズ3bを通った基準マーク10からの露光光は
、レチクル1bで反射されミラー26、対物レンズ22
b、結像レンズ24bを介してイメージセンサ25bに
人射さぜる。第2実施例においても第1実施例と同様の
機能と効果とが得られる。
Exposure light from the reference mark 10 passes through the projection lens 3b, is reflected by the reticle 1b, and then passes through the mirror 26 and the objective lens 22.
b. A person is emitted onto the image sensor 25b via the imaging lens 24b. The second embodiment also provides the same functions and effects as the first embodiment.

第6図は、本発明の投影露光装置の第3実施例である。FIG. 6 shows a third embodiment of the projection exposure apparatus of the present invention.

第3実施例において、ウェハ4上に設定された位置決め
用のマ、−りは、レチクル1cを介することなく投影レ
ンズ3c、ミラー27c、26Cを通してアライメント
系26cで画像として検出される構成である。ここで、
図示されないその他の構成は、第1図と同一である。ま
た、レチクル1cは、前もって別の方法により装置本体
に精度良く位置決めされる。
In the third embodiment, a positioning mark set on the wafer 4 is detected as an image by the alignment system 26c through the projection lens 3c and mirrors 27c and 26C without going through the reticle 1c. here,
Other configurations not shown are the same as in FIG. 1. Further, the reticle 1c is positioned in advance with high accuracy on the main body of the apparatus by another method.

第3実施例の投影露光装置においては、ウェハ4をプリ
アライメントしてステージ5に載置した後、アライメン
ト系26cを用いて、ウェハ4上に設定された複数個の
位置決め用マークの位置を計測する。これにより、ウェ
ハ4上の位置決め用マークの位置、すなわち被露光領域
(ショク1〜)の中心点と基準マーク10との相対位置
関係か求められる。
In the projection exposure apparatus of the third embodiment, after the wafer 4 is pre-aligned and placed on the stage 5, the positions of the plurality of positioning marks set on the wafer 4 are measured using the alignment system 26c. do. As a result, the position of the positioning mark on the wafer 4, that is, the relative positional relationship between the center point of the exposed region (1 to 1) and the reference mark 10 is determined.

基準マーク10とレチクル1cとの位置関係はステージ
上の投光系8を用いて予め割測しであるので、結果とし
て、レチクル1cとウェハ4とか相対的に位置決めされ
る。また、アライメント系25cは、第1実施例のイメ
ージセンサ25のように撮像機能を持つとともに、アラ
イメント系25cの内部に設定された位置決め用の指標
に対する検出像の中心位置のずれ量を算出する機能を持
つ 第3実施例の投影露光装置においては、ステラ5を移動
させてまず基準マーり1oをアライヌ7 8 ント系25cに捕えて基準マーク10の座標位置を記憶
した後、ステージ5を移動させてウェハ4上の各位置決
め用のマークをアライメント系25Cて捕えることによ
り、各位置決め用のマークと基準マーク10との間のそ
れぞれの距離が干渉計45により開側される。この場合
、基準マーク10は、アライメント系か容易に検出しつ
るような形状のパターンである必要が有るとともに、ウ
ェハ4上の各位置決め用のマークと同一な形状であるこ
とが望ましい。
Since the positional relationship between the reference mark 10 and the reticle 1c is measured in advance using the light projection system 8 on the stage, the reticle 1c and the wafer 4 are relatively positioned as a result. In addition, the alignment system 25c has an imaging function like the image sensor 25 of the first embodiment, and also has a function of calculating the amount of deviation of the center position of the detected image with respect to a positioning index set inside the alignment system 25c. In the projection exposure apparatus of the third embodiment, the stage 5 is moved after the stellar 5 is moved and the reference mark 1o is captured by the alignment system 25c to store the coordinate position of the reference mark 10. By capturing each positioning mark on the wafer 4 with the alignment system 25C, the distance between each positioning mark and the reference mark 10 is determined by the interferometer 45. In this case, the reference mark 10 needs to have a pattern that can be easily detected by the alignment system, and preferably has the same shape as each positioning mark on the wafer 4.

さらに図示しない第4実施例として、特開昭64−10
105号に示されるような0FF−AXIsアライメン
ト系を有する投影露光装置においても同様に、その光電
検出器に替えて撮像機能を備えた相対位置の検出系を採
用することが可能である。これにより、第3実施例と全
く同様にしてへ一スライン量等を計測てきる。
Further, as a fourth embodiment (not shown), JP-A-64-10
Similarly, in a projection exposure apparatus having an 0FF-AXIs alignment system as shown in No. 105, it is possible to replace the photoelectric detector with a relative position detection system equipped with an imaging function. Thereby, the heel line amount, etc. can be measured in exactly the same way as in the third embodiment.

[発明の効果] 木発明に係る投影露光装置においては、レチクル上の転
写領域に対応するステージ上の座標が精度高く効率的に
計測されるから、露光準備時間等が短縮されて装置の稼
動効率が向上する。
[Effects of the Invention] In the projection exposure apparatus according to the invention, the coordinates on the stage corresponding to the transfer area on the reticle are measured accurately and efficiently, so the exposure preparation time etc. are shortened and the operating efficiency of the apparatus is improved. will improve.

また、重なり状態を撮像して開口部の像と位置決めマー
クとの相対位置関係を求めるとともに、いかなる重なり
状態からでも結像面上に投影されたマスクの転写領域の
像のステージ上における座標を検出できるから、エキシ
マレーザ等のパルス発光する光源を用いても高速で高精
度な計測か可能である。また、このときの光源の発光回
数は、例えば特開昭64−10105号に係る投影露光
装置に比べて格段に少なくて済む。これにより、パルス
発光する光源のガス寿命が伸びる。
In addition, the overlapping state is imaged to determine the relative positional relationship between the aperture image and the positioning mark, and the coordinates on the stage of the image of the mask transfer area projected onto the imaging plane are detected from any overlapping state. Therefore, high-speed and highly accurate measurement is possible even when using a light source that emits pulsed light such as an excimer laser. Further, the number of times the light source emits light at this time is much smaller than that of, for example, the projection exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 10105/1983. This extends the gas lifetime of the pulsed light source.

また、本発明に係る投影露光装置においては、露光転写
以外の場合に露光光が、ウェハに対して照射されないの
でウェハのレジスト層の不必要な感光が無い。
Further, in the projection exposure apparatus according to the present invention, since the wafer is not irradiated with exposure light in cases other than exposure transfer, there is no unnecessary exposure of the resist layer of the wafer.

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

第1図は、木発明の第1実施例の投影露光装置の構成を
示す模式図である。 第2図(a)は、第1実施例の投影露光装置の投光器8
の平面図、第2図(b)は、同しくレヂクル1の平面図
、第2図(c)は、第1実施例におけるレヂクル1の装
置本体に対する位置決めの方法を説明する概念図である
。 第3図(a)は、第1実施例の投影露光装置のイメージ
センサ25の撮像像の一例を示す概念図、第3図(b)
は、このときのイメージセンサ25の出力信号を示す概
念図である。 第4図(a)は、第1実施例におけるデイストジョンの
開側時のイメージセンサ25の撮像像の例を示す概念図
、第4図(b)は、このときのイメージセンサ25の出
力信号を示す概念図である。 第5図は、本発明の第2実施例の投影露光装置の部分的
な構成を示す模式図である。 第6図は、本発明の第3実施例の投影露光装置の部分的
な構成を示す模式図である。 第7図は、従来例の投影露光装置の構成を示す模式図で
ある。 第8図(a)は、従来例の投影露光装置のレチクル1j
上におけるレチクルマーク9Jと基準マーク10jの投
影像の重なりの一例を示す概念図、第8図(b)は、こ
のときの光電検出器25jの出力信号を示す概念図であ
る。 [主要部分の符号の説明コ ト・・レヂクル     3・・・投影レンズ4・・・
ウェハ      5・・・ステージ8・・・投光系 
     9・・・レヂクルマ−り10・・・基準マー
ク   11〜14・・・ミラ25・・・イメージセン
サ 30・・・エキシマレーザ34・・・リレーレンズ
系 36・・・コンデンサレンズ45・・・干渉計
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the invention. FIG. 2(a) shows the projector 8 of the projection exposure apparatus of the first embodiment.
FIG. 2(b) is a plan view of the reticule 1, and FIG. 2(c) is a conceptual diagram illustrating a method of positioning the reticule 1 with respect to the main body of the apparatus in the first embodiment. FIG. 3(a) is a conceptual diagram showing an example of an image captured by the image sensor 25 of the projection exposure apparatus of the first embodiment, and FIG. 3(b)
is a conceptual diagram showing the output signal of the image sensor 25 at this time. FIG. 4(a) is a conceptual diagram showing an example of an image captured by the image sensor 25 when the distion is open in the first embodiment, and FIG. 4(b) is an output of the image sensor 25 at this time. It is a conceptual diagram showing a signal. FIG. 5 is a schematic diagram showing a partial configuration of a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram showing a partial configuration of a projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional projection exposure apparatus. FIG. 8(a) shows a reticle 1j of a conventional projection exposure apparatus.
FIG. 8B, which is a conceptual diagram showing an example of the overlapping of the projected images of the reticle mark 9J and the reference mark 10j shown above, is a conceptual diagram showing the output signal of the photoelectric detector 25j at this time. [Explanation of symbols of main parts...Regicule 3...Projection lens 4...
Wafer 5...Stage 8...Lighting system
9...Resigil vehicle 10...Reference mark 11-14...Mira 25...Image sensor 30...Excimer laser 34...Relay lens system 36...Condenser lens 45...Interference Total

Claims (1)

【特許請求の範囲】 所定の転写領域と所定の位置決めマークとをマスク面上
に有するマスクの前記転写領域を露光光により均一に照
明する第1照明光学系と、この露光光のもとで前記転写
領域の像を所定の結像面に形成する投影光学系と、この
結像面に沿って移動可能なステージと、前記結像面に高
さをほぼ一致させた投光用の開口部を有して前記ステー
ジに固定された基準部材と、前記ステージの位置を計測
する第1計測手段とを備える投影露光装置において、 前記露光光を前記第1照明光学系から分岐させて前記開
口部に導いて投光することにより、マスク面上に前記開
口部の前記投影光学系を介した投影像を結像させる第2
照明光学系と、 前記ステージを移動させて前記マスク面上における前記
開口部の前記投影像と前記位置決めマークとが重なり合
ったときに、この重なり状態を撮像して前記開口部の像
と前記位置決めマークとの相対位置関係を求めることに
より、前記結像面上に投影された前記転写領域の像の前
記ステージに対する位置の検出を行う第2計測手段とを
有し、前記間口部は、そのマスク面上における投影像が
前記位置決めマークよりも位置計測の方向に関して相対
的に十分大きな幅を持つように形成されていることを特
徴とする投影露光装置。
[Scope of Claims] A first illumination optical system that uniformly illuminates the transfer area of a mask having a predetermined transfer area and a predetermined positioning mark on the mask surface with exposure light; A projection optical system that forms an image of the transfer area on a predetermined image forming surface, a stage that is movable along this image forming surface, and an aperture for projecting light whose height is approximately matched with the image forming surface. a reference member fixed to the stage, and a first measuring means for measuring the position of the stage, the exposure light being branched from the first illumination optical system and directed to the opening. A second method for forming a projected image of the opening through the projection optical system on the mask surface by guiding and projecting light.
an illumination optical system; when the stage is moved and the projected image of the opening on the mask surface and the positioning mark overlap, the overlapping state is imaged and the image of the opening and the positioning mark are captured; and second measuring means for detecting the position of the image of the transfer area projected onto the image forming surface with respect to the stage by determining the relative positional relationship between the frontage and the mask surface. A projection exposure apparatus characterized in that a projected image thereon is formed to have a relatively sufficiently larger width than the positioning mark in the direction of position measurement.
JP1148362A 1989-06-13 1989-06-13 Projection exposure equipment Expired - Lifetime JP2787711B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1148362A JP2787711B2 (en) 1989-06-13 1989-06-13 Projection exposure equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1148362A JP2787711B2 (en) 1989-06-13 1989-06-13 Projection exposure equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0314217A true JPH0314217A (en) 1991-01-22
JP2787711B2 JP2787711B2 (en) 1998-08-20

Family

ID=15451068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1148362A Expired - Lifetime JP2787711B2 (en) 1989-06-13 1989-06-13 Projection exposure equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2787711B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007030241A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Pilot Ink Co Ltd Multiple lead writing utensil
JP2011124291A (en) * 2009-12-08 2011-06-23 Canon Inc Exposure apparatus and method of manufacturing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007030241A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Pilot Ink Co Ltd Multiple lead writing utensil
JP2011124291A (en) * 2009-12-08 2011-06-23 Canon Inc Exposure apparatus and method of manufacturing device
US8760619B2 (en) 2009-12-08 2014-06-24 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and method of manufacturing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2787711B2 (en) 1998-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5140366A (en) Exposure apparatus with a function for controlling alignment by use of latent images
US5268744A (en) Method of positioning a wafer with respect to a focal plane of an optical system
US5907405A (en) Alignment method and exposure system
KR100499188B1 (en) Projection exposure method and projection exposure apparatus
JP2004247476A (en) Surface position measuring method
JPH0314217A (en) Projection aligner
KR100391345B1 (en) Exposure method and stepper
JPH104055A (en) Automatic focusing device and manufacture of device using it
JPH10172900A (en) Exposure apparatus
JPH07142346A (en) Projection aligner
JPS5974625A (en) Projection type exposure device
KR100414575B1 (en) Projection exposure equipment
JP2004281904A (en) Position measuring apparatus, exposure apparatus, and manufacturing method of device
JPH11260709A (en) Aligner and mask used for the aligner
JPH09283421A (en) Projection aligner
JP2821148B2 (en) Projection exposure equipment
JPH05343292A (en) Exposure apparatus
JP2007042858A (en) Projection aligner
JP3295244B2 (en) Positioning device
JP2771136B2 (en) Projection exposure equipment
JPH01286418A (en) Projection aligner
JPH06349708A (en) Projection exposure device
JP2001223147A (en) Projection alignment method, aligner, and method of manufacturing device
JP2550994B2 (en) Alignment method
JP2771138B2 (en) Projection exposure equipment

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100605

Year of fee payment: 12