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JP2002313697A - Observing device, position detecting device, aligner, and manufacturing method for microdevice - Google Patents

Observing device, position detecting device, aligner, and manufacturing method for microdevice

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Publication number
JP2002313697A
JP2002313697A JP2001115125A JP2001115125A JP2002313697A JP 2002313697 A JP2002313697 A JP 2002313697A JP 2001115125 A JP2001115125 A JP 2001115125A JP 2001115125 A JP2001115125 A JP 2001115125A JP 2002313697 A JP2002313697 A JP 2002313697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical path
reticle
light
mark
detection
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.)
Pending
Application number
JP2001115125A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Chiba
洋 千葉
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 JP2001115125A priority Critical patent/JP2002313697A/en
Publication of JP2002313697A publication Critical patent/JP2002313697A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner having a position detecting device which can easily detect a mark at a different position with high precision. SOLUTION: This aligner is equipped with a projection optical system 4 which protects an image of a transfer pattern formed on a reticle 3 on a photosensitive substrate 5, and position detecting devices 61R and 61L which detect the position of a mark formed on the reticle. The position detecting devices are equipped with detection optical systems 22R and 23R1, and 22L and 23L1 which converge light from the mark; photoelectric detecting elements 22Ra and 22La which photoelectrically detect the light passed through the optical systems; and optical path switching means 24R and 24L which perform switching to one of a 1st optical path guiding the light from the mark at a 1st position to the detection optical systems, and a 2nd optical path guiding the light from the mark at a 2nd position different from the 1st position to the detection optical systems, while fixing the focus positions of the detection optical systems so as to selectively observe the mark at the 1st position and the mark at the 2nd position on an observation surface.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、被観察物体を観
察する観察装置、マークの位置を検出する位置検出装
置、この位置検出装置を有する露光装置及びこの露光装
置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an observation apparatus for observing an object to be observed, a position detection apparatus for detecting a position of a mark, an exposure apparatus having the position detection apparatus, and a method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体素子、液晶表示素子等のマ
イクロデバイスを製造するリソグラフィ工程では、種々
の露光装置が用いられている。近年では、例えば半導体
露光装置としては、フォトマスク又はレチクル(以下、
レチクルという。)に形成された微細なパターンをフォ
トレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラ
スプレート等の基板(以下、ウエハという。)上に投影
光学系を介して転写する、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)や、この
ステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方
式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステ
ッパ)等の投影露光装置が、主として用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various exposure apparatuses have been used in a lithography process for manufacturing micro devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements. In recent years, for example, as a semiconductor exposure apparatus, a photomask or a reticle (hereinafter, referred to as a “reticle”) has been used.
It is called a reticle. Step-and-repeat, which transfers the fine pattern formed in step (1) onto a substrate (hereinafter, referred to as a wafer) such as a semiconductor wafer or a glass plate coated with a photosensitive agent such as a photoresist via a projection optical system. A projection exposure apparatus such as a reduced projection exposure apparatus of a system (so-called stepper) and a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper) obtained by improving the stepper are mainly used.

【0003】半導体素子等を製造する場合には、異なる
回路パターンをウエハ上に幾層にも積み重ねて形成する
必要があるため、回路パターンが描画されたレチクル
と、ウエハ上の各ショット領域に既に形成されたパター
ンとを正確に重ね合わせることが重要である。このレチ
クルとウエハとの位置合わせ(アライメント)の要求精
度は、パターンの微細化と共に厳しくなってきており、
アライメントにはさまざまな工夫がなされている。
[0003] In the case of manufacturing a semiconductor device or the like, it is necessary to form different circuit patterns on the wafer in a number of layers, so that a reticle on which the circuit pattern is drawn and each shot area on the wafer are already provided. It is important that the formed pattern be exactly overlapped. The required accuracy of the alignment between the reticle and the wafer is becoming stricter as the pattern becomes finer.
Various ideas have been devised for the alignment.

【0004】ステッパ等におけるウエハの位置検出は、
ウエハ上に形成された位置合わせマーク(アライメント
マーク)を検出することにより行われる。このアライメ
ントマークを検出する方式として、例えばハロゲンラン
プ等を光源とする波長帯域幅の広い光で照射し、CCD
カメラなどで撮像したアライメントマークの画像データ
を画像処理してマーク位置を計測するFIA(Field Im
age Alignment)系のオフアクシス・アライメントセン
サなどが知られている。このFIA系のアライメントセ
ンサによると、レジスト層による薄膜干渉の影響を受け
ず、アルミマークや非対称マーク等についても高精度な
位置検出が可能である。
The detection of the position of a wafer by a stepper or the like
This is performed by detecting an alignment mark (alignment mark) formed on the wafer. As a method of detecting the alignment mark, for example, irradiation with light having a wide wavelength bandwidth using a halogen lamp or the like as a light source,
An FIA (Field Im) that measures the position of the mark by performing image processing on the image data of the alignment mark captured by a camera or the like.
age-alignment-based off-axis alignment sensors and the like are known. According to the FIA-based alignment sensor, the position of an aluminum mark, an asymmetric mark, or the like can be detected with high accuracy without being affected by thin film interference caused by the resist layer.

【0005】また、レチクルの位置検出は、同様に、レ
チクルに形成された位置合わせマーク(アライメントマ
ーク)を検出することにより行われるが、この場合に
は、検出光束として露光光を用いるものが一般的であ
る。例えば、露光光をレチクル上に形成されたアライメ
ントマークに照射し、CCDカメラなどで撮像したアラ
イメントマークの画像データを画像処理してマーク位置
を計測するVRA(VisualReticle Alignment)方式の
センサなどが知られている。
[0005] Similarly, the position of the reticle is detected by detecting a positioning mark (alignment mark) formed on the reticle. In this case, a device using exposure light as a detection light beam is generally used. It is a target. For example, a VRA (Visual Reticle Alignment) type sensor that irradiates exposure light onto an alignment mark formed on a reticle and processes the image data of the alignment mark captured by a CCD camera or the like to measure the mark position is known. ing.

【0006】更に、ウエハ上に形成されたアライメント
マークとレチクル上に形成されたアライメントマークと
をアライメント用の照明光で照射し、同時にCCDカメ
ラ等で撮像して、両マーク間の平面内における相対位置
関係を計測するTTR(Through the reticle)系のセン
サも用いられている。
Further, the alignment mark formed on the wafer and the alignment mark formed on the reticle are irradiated with illumination light for alignment, and simultaneously imaged by a CCD camera or the like, and the relative distance between the two marks in a plane is measured. A TTR (Through the reticle) sensor that measures a positional relationship is also used.

【0007】これらの光学式アライメントセンサを用い
たレチクルとウエハとのアライメントは、アライメント
マークの検出結果をもとに、レチクル(レチクルステー
ジ)とウエハ(ウエハステージ)との相対位置関係を制
御して行われ、ステップ・アンド・リピート方式又はス
テップ・アンド・スキャン方式で露光を行うことによ
り、ウエハ上の各ショット領域にレチクルのパターンが
順次重ね合わせて転写される。
The alignment between the reticle and the wafer using these optical alignment sensors is performed by controlling the relative positional relationship between the reticle (reticle stage) and the wafer (wafer stage) based on the detection result of the alignment mark. The exposure is performed in a step-and-repeat method or a step-and-scan method, so that a reticle pattern is sequentially superimposed and transferred onto each shot area on the wafer.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、レチクル上
に形成されているアライメントマークの位置は、レチク
ルの種類によって異なる場合がある。図14は、従来の
検出光学系によるアライメントマークの観察方法、即ち
異なる位置に配置されたアライメントマークの観察方法
を説明するための図である。この図に示すように、従
来、レチクルR上の異なる位置に配置されたアライメン
トマーク(AM1,AM2)を一つの検出光学系で観察
する場合には、第1対物レンズ100及び落射照明用の
ミラー102を一体として移動させることによりアライ
メントマークAM1又はアライメントマークAM2の観
察を行っていた。
Incidentally, the position of the alignment mark formed on the reticle may differ depending on the type of the reticle. FIG. 14 is a diagram for explaining a method of observing an alignment mark by a conventional detection optical system, that is, a method of observing an alignment mark arranged at a different position. As shown in this figure, conventionally, when observing alignment marks (AM1, AM2) arranged at different positions on the reticle R with one detection optical system, the first objective lens 100 and a mirror for epi-illumination are used. The observation of the alignment mark AM1 or the alignment mark AM2 is performed by moving the unit 102 integrally.

【0009】しかしながら、上述の方法によりレチクル
R上の異なる位置に配置されたアライメントマーク(A
M1,AM2)を観察する場合には、偏心が生じないよ
うに第1対物レンズ100の位置の移動を極めて精密に
行う必要があり、更に、検出光学系のフォーカス位置が
変化しないようにするために第1対物レンズ100及び
落射照明用ミラー102を一体として高精度に移動させ
る必要があった。
However, the alignment marks (A) arranged at different positions on the reticle R by the above-described method.
When observing (M1, AM2), it is necessary to move the position of the first objective lens 100 extremely precisely so as not to cause eccentricity, and further, to prevent the focus position of the detection optical system from changing. In addition, it is necessary to move the first objective lens 100 and the mirror 102 for epi-illumination integrally with high precision.

【0010】この発明の課題は、観察位置の変更を容易
かつ高精度に行うことができる観察装置、異なる位置の
マークの検出を容易かつ高精度に行うことができる位置
検出装置、この位置検出装置を有する露光装置及びこの
露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide an observation device capable of easily and accurately changing an observation position, a position detection device capable of easily and accurately detecting a mark at a different position, and this position detection device. And a method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の観察装置
は、被観察物体からの光を集光する検出光学系と、前記
検出光学系を介した光を光電検出する光電検出素子と、
前記被観察物体が設置される観察面における第1の位置
と前記第1の位置とは異なる第2の位置とを選択的に観
察するために、前記検出光学系のフォーカス位置を不変
にしながら前記第1の位置からの光を前記検出光学系へ
導く第1の光路と前記第2の位置からの光を前記検出光
学系へ導く第2の光路との何れかに切換える光路切換手
段とを備えたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an observation apparatus comprising: a detection optical system for condensing light from an object to be observed; a photoelectric detection element for photoelectrically detecting light passing through the detection optical system;
In order to selectively observe a first position and a second position different from the first position on the observation surface on which the object to be observed is installed, the focus position of the detection optical system is made invariable while maintaining the focus position. An optical path switching means for switching between a first optical path for guiding light from a first position to the detection optical system and a second optical path for guiding light from the second position to the detection optical system; It is characterized by having.

【0012】この請求項1記載の観察装置によれば、光
路切換手段により検出光学系のフォーカス位置を不変に
しながら、第1の位置からの光を検出光学系へ導く第1
の光路と第2の位置からの光を検出光学系へ導く第2の
光路とを切換えることができるため、検出光学系により
複数の被観察物体の観察を容易かつ高精度で行うことが
できる。
According to the first aspect, the light from the first position is guided to the detection optical system while the focus position of the detection optical system remains unchanged by the optical path switching means.
Can be switched between the first optical path and the second optical path for guiding light from the second position to the detection optical system, so that a plurality of objects to be observed can be easily and highly accurately observed by the detection optical system.

【0013】また、請求項2記載の観察装置は、前記光
路切換手段が前記第1の光路を形成する第1光路偏向手
段とこの第1光路偏向手段と交換可能に設けられた前記
第2の光路を形成する第2光路偏向手段とを含み、前記
第1光路偏向手段内での前記第1の光路の光学的光路長
と前記第2光路偏向手段内での前記第2の光路の光学的
光路長とは互いに等しいことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the observation apparatus, the optical path switching means is provided with a first optical path deflecting means for forming the first optical path, and the second optical path deflecting means is provided interchangeably with the first optical path deflecting means. A second optical path deflecting means for forming an optical path, wherein the optical path length of the first optical path in the first optical path deflecting means and the optical path length of the second optical path in the second optical path deflecting means. The optical path lengths are equal to each other.

【0014】この請求項2記載の観察装置によれば、第
1光路偏向手段内での第1の光路の光学的光路長と第2
光路偏向手段内での第2の光路の光学的光路長とが互い
に等しいため、検出光学系のフォーカス位置を不変にし
ながら、第1の位置からの光を第1光路偏向手段を介し
て検出光学系へ導くと共に、第2の位置からの光を第2
光路偏向手段を介して検出光学系へ導くことができる。
According to the second aspect of the present invention, the optical path length of the first optical path in the first optical path deflecting means and the second optical path length are different from each other.
Since the optical path lengths of the second optical path in the optical path deflecting unit are equal to each other, the light from the first position is detected via the first optical path deflecting unit while the focus position of the detection optical system remains unchanged. Guides the light from the second position to the second
The light can be guided to the detection optical system via the optical path deflecting means.

【0015】また、請求項3記載の観察装置は、前記第
1光路偏向手段が前記第1の光路を形成する第1プリズ
ムを含み、前記第2光路偏向手段が前記第2の光路を形
成する第2プリズムを含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the first optical path deflecting means includes a first prism forming the first optical path, and the second optical path deflecting means forms the second optical path. It is characterized by including a second prism.

【0016】また、請求項4記載の観察装置は、前記第
1光路偏向手段が前記第1の光路を形成する少なくとも
2つの表面反射ミラーを含み、前記第2光路偏向手段が
前記第2の光路を形成する少なくとも2つの表面反射ミ
ラーを含むことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the observation apparatus, the first optical path deflecting means includes at least two surface reflection mirrors forming the first optical path, and the second optical path deflecting means includes the second optical path. Wherein at least two surface reflecting mirrors are formed.

【0017】また、請求項5記載の位置検出装置は、被
観察物体の位置を検出するために、前記被観察物体に形
成されたマークからの光を集光する検出光学系と、前記
検出光学系を介した光を光電検出する光電検出素子と、
前記被観察物体が設置される観察面における第1の位置
のマークと前記第1の位置とは異なる第2の位置のマー
クとを選択的に観察するために、前記検出光学系のフォ
ーカス位置を不変にしながら前記第1の位置のマークか
らの光を前記検出光学系へ導く第1の光路と前記第2の
位置のマークからの光を前記検出光学系へ導く第2の光
路との何れかに切換える光路切換手段とを備えたことを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a position detecting device for detecting a position of an object to be observed, a detection optical system for condensing light from a mark formed on the object to be observed, and the detection optical system. A photoelectric detection element for photoelectrically detecting light passing through the system,
In order to selectively observe a mark at a first position and a mark at a second position different from the first position on the observation surface on which the object to be observed is installed, the focus position of the detection optical system is changed. Either a first optical path for guiding the light from the mark at the first position to the detection optical system while maintaining the same or a second optical path for guiding the light from the mark at the second position to the detection optical system. And an optical path switching means for switching between the two.

【0018】この請求項5記載の位置検出装置によれ
ば、光路切換手段により検出光学系のフォーカス位置を
不変にしながら、第1の位置のマークからの光を検出光
学系へ導く第1の光路と第2の位置のマークからの光を
検出光学系へ導く第2の光路とを切換えることができる
ため、検出光学系により複数のマークの位置を容易かつ
高精度に検出することができる。
According to the position detecting device of the fifth aspect, the first optical path for guiding the light from the mark at the first position to the detecting optical system while keeping the focus position of the detecting optical system unchanged by the optical path switching means. And the second optical path for guiding the light from the mark at the second position to the detection optical system can be switched, so that the positions of the plurality of marks can be easily and accurately detected by the detection optical system.

【0019】また、請求項6記載の位置検出装置は、前
記光路切換手段が前記第1の光路を形成する第1光路偏
向手段とこの第1光路偏向手段と交換可能に設けられた
前記第2の光路を形成する第2光路偏向手段とを含み、
前記第1光路偏向手段内での前記第1の光路の光学的光
路長と前記第2光路偏向手段内での前記第2の光路の光
学的光路長とは互いに等しいことを特徴とする。
Further, in the position detecting device according to the present invention, the optical path switching means may be a first optical path deflecting means for forming the first optical path and the second optical path deflecting means may be interchangeably provided with the first optical path deflecting means. Second optical path deflecting means for forming an optical path of
The optical path length of the first light path in the first path deflecting means is equal to the optical path length of the second light path in the second path deflecting means.

【0020】この請求項6記載の位置検出装置によれ
ば、第1光路偏向手段内での第1の光路の光学的光路長
と第2光路偏向手段内での第2の光路の光学的光路長と
が互いに等しいため、検出光学系のフォーカス位置を不
変にしながら、第1の位置のマークからの光を第1光路
偏向手段を介して検出光学系へ導くと共に、第2の位置
のマークからの光を第2光路偏向手段を介して検出光学
系へ導くことができる。
According to the position detecting device of the sixth aspect, the optical path length of the first optical path in the first optical path deflecting means and the optical path length of the second optical path in the second optical path deflecting means. Since the lengths are equal to each other, the light from the mark at the first position is guided to the detection optical system via the first optical path deflecting unit while the focus position of the detection optical system remains unchanged, and the light from the mark at the second position is Can be guided to the detection optical system via the second optical path deflecting means.

【0021】また、請求項7記載の位置検出装置は、前
記第1光路偏向手段が前記第1の光路を形成する第1プ
リズムを含み、前記第2光路偏向手段が前記第2の光路
を形成する第2プリズムを含むことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the position detecting device, the first optical path deflecting means includes a first prism forming the first optical path, and the second optical path deflecting means forms the second optical path. And a second prism.

【0022】また、請求項8記載の位置検出装置は、前
記第1光路偏向手段が前記第1の光路を形成する少なく
とも2つの表面反射ミラーを含み、前記第2光路偏向手
段が前記第2の光路を形成する少なくとも2つの表面反
射ミラーを含むことを特徴とする。
Further, in the position detecting device according to the present invention, the first optical path deflecting means includes at least two surface reflection mirrors forming the first optical path, and the second optical path deflecting means includes the second optical path deflecting means. It is characterized by including at least two surface reflection mirrors forming an optical path.

【0023】また、請求項9記載の露光装置は、レチク
ルに形成された転写パターンの像を感光性基板に投影す
る投影光学系と、前記レチクルと前記感光性基板との相
対的な位置合わせを行うたに、前記レチクルと前記感光
性基板の何れか一方を前記被観察物体として位置検出す
る請求項5〜請求項8の何れか1項に記載の位置検出装
置とを備えることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus, comprising: a projection optical system for projecting an image of a transfer pattern formed on a reticle onto a photosensitive substrate; and a relative alignment between the reticle and the photosensitive substrate. The apparatus according to any one of claims 5 to 8, further comprising a position detecting device configured to detect one of the reticle and the photosensitive substrate as the object to be observed. .

【0024】この請求項9記載の露光装置によれば、位
置検出装置によりレチクルと感光性基板との何れか一方
を被観察物体として正確に位置検出をすることができる
ことから、レチクルと感光性基板との相対的な位置合わ
せを極めて正確に行うことができる。
According to the ninth aspect of the present invention, since the position detecting device can accurately detect the position of either the reticle or the photosensitive substrate as an object to be observed, the reticle and the photosensitive substrate can be accurately detected. Relative positioning can be performed very accurately.

【0025】また、請求項10記載のマイクロデバイス
の製造方法は、請求項9記載の露光装置を用いてレチク
ルの転写パターンを感光性基板上に露光する露光工程
と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現
像する現像工程とを含むことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a micro device, comprising the steps of: exposing a transfer pattern of a reticle onto a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the ninth aspect; And a developing step of developing the photosensitive substrate.

【0026】この請求項10記載のマイクロデバイスの
製造方法によれば、レチクルに形成された転写パターン
の像を感光性基板上に忠実に結像させることができるた
めスループット良くマイクロデバイスの製造を行うこと
ができる。
According to the method of manufacturing a micro device according to the tenth aspect, since the image of the transfer pattern formed on the reticle can be faithfully formed on the photosensitive substrate, the micro device can be manufactured with high throughput. be able to.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の第1の実施の形態にかかる投影露光装置、即ち、走査
露光型としてのステップ・アンド・スキャン方式の投影
露光装置の説明を行う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention, that is, a step-and-scan type projection exposure apparatus as a scanning exposure type will be described below with reference to the drawings. Do.

【0028】図1は、第1の実施の形態にかかる投影露
光装置を示す一部を切り欠いた正面図である。この図1
において、露光時には露光光源系1から露光用の照明光
(露光光)ILが射出され、射出された露光光ILは照
明系2を経てレチクル3のパターン形成面(下面)の細
長い長方形の照明領域63(図3参照)を均一な照度分
布で照明する。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing the projection exposure apparatus according to the first embodiment. This figure 1
In exposure, illumination light (exposure light) IL for exposure is emitted from an exposure light source system 1 at the time of exposure, and the emitted exposure light IL passes through an illumination system 2 and has an elongated rectangular illumination area on a pattern forming surface (lower surface) of a reticle 3. 63 (see FIG. 3) is illuminated with a uniform illuminance distribution.

【0029】露光光源系1は、露光光源、光量可変部及
び光束整形部等から構成されており、露光光源として
は、KrF(発振波長248nm)、ArF(発振波長
193nm)若しくはF2レーザ(発振波長157n
m)等のエキシマレーザ光源、固体レーザ光源、YAG
レーザの高調波発生装置又は水銀ランプ等が使用でき
る。照明系2は、フライアイレンズ、内面反射型のガラ
スロッド又は回折光学素子等のオプティカル・インテグ
レータ(ホモジナイザー)、開口絞り(σ絞り)、リレ
ー光学系、視野絞り(レチクルブラインド)及びコンデ
ンサレンズ系等から構成されており、その視野絞りによ
ってレチクル3上の照明領域63の形状が規定されてい
る。
The exposure light source system 1 is composed of an exposure light source, a variable light amount unit, a light beam shaping unit, and the like. As the exposure light source, KrF (oscillation wavelength 248 nm), ArF (oscillation wavelength 193 nm) or F2 laser (oscillation wavelength) is used. 157n
m) and other excimer laser light sources, solid-state laser light sources, YAG
A laser harmonic generator or a mercury lamp can be used. The illumination system 2 includes a fly-eye lens, an optical integrator (homogenizer) such as an internal reflection type glass rod or a diffractive optical element, an aperture stop (σ stop), a relay optical system, a field stop (reticle blind), and a condenser lens system. The shape of the illumination area 63 on the reticle 3 is defined by the field stop.

【0030】図1において、露光時には、投影光学系4
の露光領域に基板としてのフォトレジストが塗布された
ウエハ(感光性基板)5が移動する。そして、露光光I
Lのもとでレチクル3の照明領域内のパターンが、投影
光学系4を介して投影倍率β(βは1/4,1/5等)
で縮小されてウエハ5上に投影される。ウエハ5は、例
えば半導体(シリコン等)又はSOI(silicon on insu
lator)等の円板状の基板である。
In FIG. 1, at the time of exposure, the projection optical system 4
The wafer (photosensitive substrate) 5 on which a photoresist as a substrate is applied moves to the exposure region of FIG. And the exposure light I
Under L, the pattern in the illumination area of the reticle 3 is projected through the projection optical system 4 to a projection magnification β (β is 1/4, 1/5, etc.).
Is projected on the wafer 5. The wafer 5 is made of, for example, a semiconductor (such as silicon) or SOI (silicon on insu).
lator).

【0031】以下、投影光学系4の光軸AXに平行にZ
軸を取り、Z軸に垂直な平面(本例では水平面)内で図
1の紙面に平行にX軸を、図1の紙面に垂直にY軸を取
って説明する。この場合、レチクル3上の照明領域63
はX方向に細長い長方形であり、露光時には後述のステ
ージ系によってレチクル3とウエハ5とは投影倍率βを
速度比としてY方向(走査方向)に同期して走査され、
これによってレチクル3のパターン領域のパターンがウ
エハ5上の各ショット領域に逐次転写される。
Hereinafter, Z is set parallel to the optical axis AX of the projection optical system 4.
An axis will be described, and an X axis will be taken parallel to the plane of FIG. 1 and a Y axis will be taken perpendicular to the plane of FIG. 1 in a plane (horizontal plane in this example) perpendicular to the Z axis. In this case, the illumination area 63 on the reticle 3
Is a rectangular shape elongated in the X direction. At the time of exposure, the reticle 3 and the wafer 5 are scanned in synchronization with the Y direction (scanning direction) with the projection magnification β as a speed ratio by a stage system described later.
Thus, the pattern in the pattern area of the reticle 3 is sequentially transferred to each shot area on the wafer 5.

【0032】図2は、図1の投影露光装置を−X方向に
見た一部を切り欠いた側面図(ただし、レチクルステー
ジの位置は異なっている)、図3は、図2のレチクルス
テージ等を示す要部の平面図、図4は、この投影露光装
置の制御系を示すブロック図である。
FIG. 2 is a partially cutaway side view of the projection exposure apparatus of FIG. 1 viewed in the -X direction (the position of the reticle stage is different), and FIG. 3 is a reticle stage of FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the projection exposure apparatus.

【0033】図1において、ベース部材10上に4箇所
の防振台12を介して平板状の支持部材13が設置さ
れ、支持部材13の中央部の開口に投影光学系4が設置
されている。防振台12は、それぞれエアパッド及び制
振用の電磁アクチュエータを備えた能動型の防振台であ
り、例えば支持部材13には複数の加速度センサが設け
られ、これらの加速度センサの検出値に応じてそれらの
電磁アクチュエータを駆動することによって、床からベ
ース部材10を介して支持部材13、ひいては露光本体
部に伝わる振動、及び露光本体部のステージ駆動等によ
って発生する振動がそれぞれ迅速に減衰するように構成
されている。
In FIG. 1, a flat supporting member 13 is provided on a base member 10 via four vibration isolating tables 12, and a projection optical system 4 is provided at an opening at the center of the supporting member 13. . The anti-vibration table 12 is an active anti-vibration table including an air pad and an electromagnetic actuator for vibration control. For example, the support member 13 is provided with a plurality of acceleration sensors, and according to detection values of these acceleration sensors. By driving these electromagnetic actuators, the vibration transmitted from the floor via the base member 10 to the support member 13 and eventually to the exposure main body, and the vibration generated by driving the stage of the exposure main body and the like are rapidly attenuated. Is configured.

【0034】また、支持部材13の底面に投影光学系4
の下部を囲むように、例えば4本の第1コラム11(又
はU字型の1対のコラム等)を介して平板状のウエハベ
ース9が吊り下げられている。振動が無い状態では、ウ
エハベース9の上面は水平面(XY平面)に平行であ
り、ウエハベース9上にエアベアリングを介してX方
向、Y方向に移動自在にウエハフレーム8が載置され、
ウエハフレーム8上にエアベアリングを介してX方向、
Y方向に移動自在にウエハステージ7が載置され、ウエ
ハステージ7上に不図示のウエハホルダを介してウエハ
5が吸着保持されている。
The projection optical system 4 is provided on the bottom of the support member 13.
, A flat wafer base 9 is suspended via, for example, four first columns 11 (or a pair of U-shaped columns or the like). In a state where there is no vibration, the upper surface of the wafer base 9 is parallel to a horizontal plane (XY plane), and the wafer frame 8 is mounted on the wafer base 9 via an air bearing so as to be movable in the X and Y directions.
X direction on the wafer frame 8 via an air bearing,
A wafer stage 7 is mounted movably in the Y direction, and a wafer 5 is suction-held on the wafer stage 7 via a wafer holder (not shown).

【0035】ウエハステージ7は、ウエハフレーム8上
を例えばリニアモータによってX方向、Y方向に駆動さ
れる。この投影露光装置においては、ウエハステージ7
の重量に対してウエハフレーム8の重量は9倍以上に設
定されており、ウエハステージ7を所定方向に加速度α
W1で駆動すると、この駆動反力によってウエハフレー
ム8が逆方向にαW1/9以下の加速度で移動するた
め、ウエハステージ7及びウエハフレーム8を含むステ
ージ系の重心位置が変化しない。このため、走査露光時
の振動が殆ど発生しない利点がある。また、ウエハフレ
ーム8の移動量は少ないため、ウエハベース9を小型化
でき、投影露光装置を全体として小型化することができ
る。
The wafer stage 7 is driven on the wafer frame 8 in the X and Y directions by, for example, a linear motor. In this projection exposure apparatus, the wafer stage 7
The weight of the wafer frame 8 is set to be 9 times or more the weight of the
When driven by W1, the driving reaction force moves the wafer frame 8 in the opposite direction at an acceleration of αW1 / 9 or less, so that the center of gravity of the stage system including the wafer stage 7 and the wafer frame 8 does not change. Therefore, there is an advantage that vibration during scanning exposure hardly occurs. Further, since the movement amount of the wafer frame 8 is small, the size of the wafer base 9 can be reduced, and the size of the projection exposure apparatus as a whole can be reduced.

【0036】ウエハステージ7には、ウエハ5のフォー
カス位置(Z方向の位置)、及び傾斜角を制御するZチ
ルト機構も組み込まれている。また、ウエハステージ5
の直交する2つの側面は移動鏡とし、X軸にほぼ垂直な
鏡面29X、及びY軸にほぼ垂直な鏡面29Y(図2参
照)に加工されており、これらの鏡面29X,29Yに
ほぼ垂直にそれぞれ干渉計本体部18X,18Yからレ
ーザビームよりなる計測ビームが照射されている。ま
た、鏡面29X及び29Yに対応して投影光学系4の側
面下部にそれぞれ参照鏡16X及び16Yが固定されて
おり、参照鏡16X,16Yには干渉計本体部18X,
18Yからのレーザビームよりなる参照ビームが送受光
ユニット17X,17Yを介して照射されている。そし
て、X軸の干渉計本体部18Xは、参照鏡16Xを基準
としてウエハステージ7のX座標を検出し、Y軸の干渉
計本体部18Yは、参照鏡16Yを基準としてウエハス
テージ7のY座標を検出する。
The wafer stage 7 also incorporates a Z tilt mechanism for controlling the focus position (position in the Z direction) of the wafer 5 and the tilt angle. The wafer stage 5
Are perpendicular to the mirror surface 29X, which is substantially perpendicular to the X-axis, and are machined into a mirror surface 29Y which is substantially perpendicular to the Y-axis (see FIG. 2). A measurement beam composed of a laser beam is emitted from each of the interferometer main units 18X and 18Y. Reference mirrors 16X and 16Y are fixed to the lower side of the projection optical system 4 corresponding to the mirror surfaces 29X and 29Y, respectively.
A reference beam composed of the laser beam from 18Y is emitted via the light transmitting and receiving units 17X and 17Y. The X-axis interferometer main unit 18X detects the X coordinate of the wafer stage 7 with reference to the reference mirror 16X, and the Y-axis interferometer main unit 18Y detects the Y coordinate of the wafer stage 7 with reference to the reference mirror 16Y. Is detected.

【0037】干渉計本体部18X及び18Yからの計測
ビームは、実際には水平方向及びZ方向に離れて配置さ
れた3軸の計測ビームより構成され、これらの各軸の計
測ビーム毎にそれぞれX座標又はY座標が計測されてお
り、これらの計測値は図4のステージ制御系82及び装
置全体の動作を統轄制御する主制御系91に供給され
る。ステージ制御系82は、それらの計測値を演算処理
することによって、ウエハステージ7のX座標、Y座標
と共に、ウエハステージ7のヨーイング(Z軸の回りの
回転角)、ピッチング(X軸の回りの回転角)、及びロ
ーリング(Y軸の回りの回転角)を求める。
The measurement beams from the interferometer main units 18X and 18Y are actually composed of three axes of measurement beams spaced apart in the horizontal direction and the Z direction. The coordinates or the Y coordinates are measured, and these measured values are supplied to the stage control system 82 in FIG. 4 and the main control system 91 that controls the overall operation of the apparatus. The stage control system 82 performs arithmetic processing on the measured values, thereby performing yawing (rotation angle about the Z axis) and pitching (rotation about the X axis) of the wafer stage 7 together with the X coordinate and the Y coordinate of the wafer stage 7. Rotation angle) and rolling (rotation angle around the Y axis).

【0038】また、それらの計測ビームの光軸はほぼ光
軸AXを通過しているため、ウエハステージ7のヨーイ
ングによるアッベ誤差は生じにくいが、鏡面29X,2
9Yとウエハ5の表面とはZ方向の位置がずれているた
め、ウエハステージ7のローリング及びピッチングによ
ってX座標、Y座標の計測値に僅かではあるがアッベ誤
差が混入する。そこで、ステージ制御系82は、計測さ
れるローリング及びピッチングに基づいてウエハステー
ジ7のX座標、Y座標を補正し、補正後の座標に基づい
てリニアモータ等のウエハステージ駆動部83を介して
ウエハステージ7の動作を制御する。
Since the optical axes of these measurement beams almost pass through the optical axis AX, an Abbe error due to yawing of the wafer stage 7 is unlikely to occur, but the mirror surfaces 29X, 2
Since the position of 9Y and the surface of the wafer 5 are displaced in the Z direction, the measured values of the X coordinate and the Y coordinate are slightly mixed with Abbe error due to the rolling and pitching of the wafer stage 7. Therefore, the stage control system 82 corrects the X coordinate and the Y coordinate of the wafer stage 7 based on the measured rolling and pitching, and based on the corrected coordinates, the wafer via a wafer stage driving unit 83 such as a linear motor. The operation of the stage 7 is controlled.

【0039】図1及び図2に示すように、支持部材13
の底面に投影光学系4の側面に近接して、光学式で斜入
射方式のオートフォーカスセンサ(図示省略)と、オフ
・アクシス方式で例えば画像処理方式のアライメントセ
ンサ67とが設置されている。そのオートフォーカスセ
ンサで計測されるウエハ5上の複数点のフォーカス位置
に基づいて、オートフォーカス方式及びオートレベリン
グ方式でウエハステージ7内のZチルト機構を駆動する
ことによって、露光中でもウエハ5上の露光領域は投影
光学系4の像面に合焦されている。
As shown in FIG. 1 and FIG.
An optical and oblique incidence type auto focus sensor (not shown) and an off-axis type image processing type alignment sensor 67, for example, are provided on the bottom surface of the projection optical system 4 in proximity to the side surface of the projection optical system 4. The Z-tilt mechanism in the wafer stage 7 is driven by an auto-focus method and an auto-leveling method based on the focus positions of a plurality of points on the wafer 5 measured by the auto-focus sensor. The area is focused on the image plane of the projection optical system 4.

【0040】また、アライメントセンサ67は、ウエハ
5上のウエハマークに照明光を照射し、そのマークの像
を撮像して得られる画像信号を図4のアライメント信号
処理系87に供給する。アライメント信号処理系87
は、その画像信号に基づいてそのウエハマークの位置検
出を行い、この位置検出結果より例えばエンハスト・グ
ローバル・アライメント(EGA)方式でウエハ5上の
各ショット領域の配列座標を算出する。更に、ウエハス
テージ7上でウエハ5の近傍に、ウエハ5の表面と同じ
高さの表面を持つ基準マーク部材6が固定され、基準マ
ーク部材6上にレチクルアライメント用のX方向に所定
間隔で配列された1対の2次元の基準マーク65A,6
5B、及びこれらの基準マーク65A,65Bの中心か
らY方向に所定間隔で配列された2次元の基準マーク6
6が形成されている。
The alignment sensor 67 irradiates a wafer mark on the wafer 5 with illumination light, and supplies an image signal obtained by capturing an image of the mark to the alignment signal processing system 87 shown in FIG. Alignment signal processing system 87
Performs the position detection of the wafer mark based on the image signal, and calculates the array coordinates of each shot area on the wafer 5 from the position detection result by, for example, the enhanced global alignment (EGA) method. Further, a reference mark member 6 having a surface at the same height as the surface of the wafer 5 is fixed near the wafer 5 on the wafer stage 7, and is arranged on the reference mark member 6 at predetermined intervals in the X direction for reticle alignment. Pair of two-dimensional fiducial marks 65A, 6
5B, and two-dimensional reference marks 6 arranged at predetermined intervals in the Y direction from the centers of these reference marks 65A, 65B.
6 are formed.

【0041】後述のように基準マーク65A,65Bと
対応するレチクルステージ側のマークとを合わせた状態
で、アライメントセンサ67によって基準マーク66の
検出中心からの位置ずれ量を計測することによって、ア
ライメントセンサ67の検出中心とレチクル3のパター
ン像の中心(露光中心)との間隔であるベースライン量
を求めることができ、ウエハ5上の各ショット領域の配
列座標をそのベースライン量で補正した座標に基づいて
ウエハステージ7を駆動することで、高精度にアライメ
ントが行われる。
The alignment sensor 67 measures the amount of displacement from the detection center of the reference mark 66 in a state where the reference marks 65A and 65B are aligned with the corresponding marks on the reticle stage as described later. A baseline amount, which is the distance between the detection center 67 and the center of the pattern image of the reticle 3 (exposure center), can be obtained, and the array coordinates of each shot area on the wafer 5 are corrected to the coordinates corrected by the baseline amount. By driving the wafer stage 7 based on this, alignment is performed with high accuracy.

【0042】次に、図1において、支持部材13の上面
には投影光学系4を囲むように配置された例えば4本の
第2コラム14を介して平板状のレチクルベース15が
設置されている。振動の無い状態ではレチクルベース1
5の上面も水平面に平行であり、その上面にエアベアリ
ング部28aを介して、かつY軸に沿って配置されたガ
イド(図示せず)に沿ってY方向に摺動自在に粗動ステ
ージ28が載置され、粗動ステージ28内に入れ子構造
(図3参照)で微動ステージとしてのレチクルステージ
35が配置され、レチクルステージ35上にレチクル3
が吸着保持されている。レチクルステージ35もエアベ
アリング部35aを介してレチクルベース15上に2次
元的に摺動自在に載置されている。
Next, in FIG. 1, a flat reticle base 15 is installed on the upper surface of the support member 13 via, for example, four second columns 14 arranged so as to surround the projection optical system 4. . Reticle base 1 when there is no vibration
5 is also parallel to the horizontal plane, and the coarse movement stage 28 is slidably movable in the Y direction on the upper surface via an air bearing portion 28a and along a guide (not shown) arranged along the Y axis. Is mounted, and a reticle stage 35 as a fine movement stage is arranged in a coarse movement stage 28 in a nested structure (see FIG. 3), and the reticle 3 is placed on the reticle stage 35.
Is held by suction. The reticle stage 35 is also slidably mounted two-dimensionally on the reticle base 15 via the air bearing portion 35a.

【0043】また、粗動ステージ28のX方向の両端部
に固定されてそれぞれ永久磁石を含む可動子27R,2
7Lと、レチクルベース15上に固定されたスライダ2
5R,25Lに沿ってY方向に摺動自在に配置されてそ
れぞれコイルよりなる固定子を含むレチクルフレーム2
6R,26LとからY軸の1対のリニアモータ62R,
62Lが構成され、これらのリニアモータ62R,62
Lによって粗動ステージ28はY方向に駆動される。ま
た、図3に示すようにレチクルステージ35は、粗動ス
テージ28に対してX方向には例えばローレンツ力を用
いるアクチュエータ68によって非接触に駆動され、Y
方向には例えば電磁力を用いるいわゆるEIコア方式の
アクチュエータ33A〜33D(これらをまとめて「ア
クチュエータ33」と呼ぶ)によって非接触に駆動され
る。この際に、複数のアクチュエータ33A〜33Dの
駆動量を制御することで、レチクルステージ35を微小
回転させることも可能である。
The movers 27R, 2R fixed to both ends of the coarse movement stage 28 in the X direction and each including a permanent magnet are provided.
7L, slider 2 fixed on reticle base 15
Reticle frame 2 slidably arranged in the Y direction along 5R and 25L and including stators each comprising a coil
6R, 26L, and a pair of Y-axis linear motors 62R,
62L, and these linear motors 62R, 62R
L drives coarse movement stage 28 in the Y direction. As shown in FIG. 3, the reticle stage 35 is driven in a non-contact manner with respect to the coarse movement stage 28 in the X direction by an actuator 68 using, for example, Lorentz force.
In the direction, non-contact driving is performed by so-called EI core type actuators 33A to 33D using electromagnetic force (these are collectively referred to as “actuator 33”). At this time, the reticle stage 35 can be minutely rotated by controlling the drive amounts of the plurality of actuators 33A to 33D.

【0044】この場合も、レチクルステージ35及び粗
動ステージ28を合わせたステージ系の重量に対してレ
チクルフレーム26R,26Lの重量は9倍以上に設定
されており、粗動ステージ28(レチクルステージ35
も同時に移動する)をY方向に加速度αR1で駆動する
と、この駆動反力によってレチクルフレーム26R,2
6Lが逆方向にαR1/9以下の加速度で移動するた
め、粗動ステージ28、レチクルステージ35及びレチ
クルフレーム26R,26Lを含むステージ系の重心位
置が変化しない。このため、走査露光時の振動が殆ど発
生しないと共に、レチクルフレーム26R,26Lの移
動量も少ない。
Also in this case, the weight of the reticle frames 26R and 26L is set to be 9 times or more the weight of the stage system including the reticle stage 35 and the coarse movement stage 28, and the coarse movement stage 28 (the reticle stage 35) is used.
Is moved in the Y direction at an acceleration αR1, and the reticle frames 26R, 2R are driven by the driving reaction force.
Since 6L moves in the reverse direction at an acceleration of αR1 / 9 or less, the position of the center of gravity of the stage system including coarse movement stage 28, reticle stage 35, and reticle frames 26R, 26L does not change. Therefore, vibration during scanning exposure hardly occurs, and the amount of movement of the reticle frames 26R, 26L is small.

【0045】図1に示すように、レチクルステージ35
の−X方向の側面にY方向に沿って細長い移動鏡30X
が固定され、コラム14に固定された干渉計本体部20
Xから射出された計測ビームが、送受光ユニット19X
を介してX軸に沿って移動鏡30Xに照射されている。
また、投影光学系4の側面上部にX軸の参照鏡21X及
びY軸の参照鏡21Yが固定され、干渉計本体部20X
から射出された参照ビームが参照鏡21Xに照射されて
おり、干渉計本体部20Xは、参照鏡21Xを基準とし
てレチクルステージ35のX座標を検出する。なお、移
動鏡30Xを使用する代わりに、レチクルステージ35
の側面を鏡面加工してもよい。
As shown in FIG. 1, reticle stage 35
Moving mirror 30X elongated along the Y direction on the side surface in the -X direction
Is fixed, and the interferometer body 20 is fixed to the column 14.
The measurement beam emitted from X is transmitted and received by the light transmission / reception unit 19X.
Irradiates the movable mirror 30X along the X axis.
An X-axis reference mirror 21X and a Y-axis reference mirror 21Y are fixed to the upper side of the projection optical system 4, and the interferometer main body 20X
The reference beam emitted from the reticle is irradiated on the reference mirror 21X, and the interferometer main unit 20X detects the X coordinate of the reticle stage 35 with reference to the reference mirror 21X. Incidentally, instead of using the movable mirror 30X, the reticle stage 35
May be mirror-finished.

【0046】図2に示すように、レチクルステージ35
の−Y方向の側面にコーナーキューブ型の移動鏡30Y
が固定され、コラム14に固定された干渉計本体部20
Yから射出された計測ビームが、送受光ユニット19
Y、及び粗動ステージ28の開口部を介してY軸に沿っ
て移動鏡30Yに照射されている。そして、干渉計本体
部20Yからの参照ビームが参照鏡21Yに照射され、
干渉計本体部20Yは、参照鏡21Yを基準としてレチ
クルステージ35のY座標を検出する。干渉計本体部2
1X及び21Yからの計測ビームは、実際には水平方向
及びZ方向に離れて配置された3軸の計測ビームより構
成され、これらの各軸の計測ビーム毎にそれぞれX座標
又はY座標が計測されており、これらの計測値も図4の
ステージ制御系82及び主制御系91に供給される。ス
テージ制御系82は、それらの計測値を演算処理するこ
とによって、レチクルステージ35のX座標、Y座標と
共に、レチクルステージ35のヨーイング、ピッチング
及びローリングを求める。
As shown in FIG. 2, the reticle stage 35
Corner mirror movable mirror 30Y on the side in the −Y direction
Is fixed, and the interferometer body 20 is fixed to the column 14.
The measurement beam emitted from the Y
The moving mirror 30 </ b> Y is irradiated along the Y-axis through the openings of the Y and coarse movement stages 28. Then, the reference beam from the interferometer main body 20Y is irradiated on the reference mirror 21Y,
The interferometer main unit 20Y detects the Y coordinate of the reticle stage 35 with reference to the reference mirror 21Y. Interferometer body 2
The measurement beams from 1X and 21Y are actually composed of measurement beams of three axes arranged apart in the horizontal direction and the Z direction, and the X coordinate or the Y coordinate is measured for each measurement beam of each of these axes. These measured values are also supplied to the stage control system 82 and the main control system 91 in FIG. The stage control system 82 calculates the yaw, pitch, and rolling of the reticle stage 35 along with the X and Y coordinates of the reticle stage 35 by arithmetically processing the measured values.

【0047】ただし、図3より分かるように、それらの
計測ビームの光軸はほぼ光軸AXを通過していると共
に、図1、図2より分かるように、それらの計測ビーム
の光軸はレチクル3のパターン面とほぼ同じ高さに配置
されているため、レチクルステージ35のヨーイング、
ピッチング及びローリングによるアッベ誤差は殆ど生じ
ない。そこで、ステージ制御系82は、計測されるウエ
ハステージ7のX座標、Y座標及びヨーイングに基づい
て、レチクルステージ駆動部84(リニアモータ62
R,62L及びアクチュエータ33,68よりなる)を
介して粗動ステージ28及びレチクルステージ35の動
作を制御する。
However, as can be seen from FIG. 3, the optical axes of these measurement beams almost pass through the optical axis AX, and as can be seen from FIGS. 1 and 2, the optical axes of these measurement beams are the reticle. 3 is arranged at substantially the same height as the pattern surface of the reticle stage 35,
Abbe errors due to pitching and rolling hardly occur. Therefore, the stage control system 82 controls the reticle stage driving unit 84 (the linear motor 62) based on the X coordinate, Y coordinate, and yaw of the wafer stage 7 to be measured.
R, 62L and actuators 33, 68) to control the operations of coarse movement stage 28 and reticle stage 35.

【0048】走査露光時には、リニアモータ62R,6
2Lを介して粗動ステージ28がY方向に一定速度で駆
動され、ウエハステージ7とレチクルステージ35との
同期誤差を低減させるように、粗動ステージ28に対し
てレチクルステージ35が2次元的に駆動される。ま
た、レチクルステージ35のピッチング及びローリング
よりリニアモータ62R,62L及びアクチュエータ3
3,68の動作状態がモニタされる。
At the time of scanning exposure, the linear motors 62R, 62R
The coarse movement stage 28 is driven at a constant speed in the Y direction via the 2L, and the reticle stage 35 is two-dimensionally moved relative to the coarse movement stage 28 so as to reduce the synchronization error between the wafer stage 7 and the reticle stage 35. Driven. Further, the pitching and rolling of the reticle stage 35 determine the linear motors 62R and 62L and the actuator 3
3,68 operating states are monitored.

【0049】また、図1において、レチクルベース15
上にレチクルフレーム26R,26Lを囲むように設置
された第3コラム(図示省略)を介して照明系2が固定
され、露光光源系1は、別の不図示の支持機構に支持さ
れている。この投影露光装置においては、ウエハベース
9、ウエハフレーム8、ウエハステージ7、第1コラム
11、支持部材13、投影光学系4、第2コラム14、
レチクルベース15、粗動ステージ28、レチクルステ
ージ35、及びリニアモータ62R,62L等から露光
本体部が構成されている。コラム11,14を用いるこ
とによって、露光本体部は階層構造となっている。ま
た、露光本体部は全体として支持部材13に固定されて
いるため、露光本体部がZ方向に振動する際には、投影
光学系4とレチクル3のパターン形成面とウエハ5の表
面とは同時に同じ量だけZ方向に振動し、レチクル3と
ウエハ5との共役関係が崩れることは無い。
In FIG. 1, the reticle base 15
The illumination system 2 is fixed via a third column (not shown) installed so as to surround the reticle frames 26R and 26L, and the exposure light source system 1 is supported by another support mechanism (not shown). In this projection exposure apparatus, a wafer base 9, a wafer frame 8, a wafer stage 7, a first column 11, a support member 13, a projection optical system 4, a second column 14,
The reticle base 15, the coarse movement stage 28, the reticle stage 35, and the linear motors 62R and 62L constitute an exposure main body. By using the columns 11 and 14, the exposure main body has a hierarchical structure. Further, since the exposure main body is fixed to the support member 13 as a whole, when the exposure main body vibrates in the Z direction, the projection optical system 4, the pattern forming surface of the reticle 3, and the surface of the wafer 5 are simultaneously. It vibrates in the Z direction by the same amount, and the conjugate relationship between the reticle 3 and the wafer 5 does not break.

【0050】次に、レチクルステージ側のアライメント
系(レチクルアライメント系)につき詳細に説明する。図
1に示すように、レチクルステージ35の上方にX方向
に対向するように1対のレチクルアライメント系61
R,61Lが配置されている。
Next, the alignment system (reticle alignment system) on the reticle stage side will be described in detail. As shown in FIG. 1, a pair of reticle alignment systems 61 are arranged above reticle stage 35 so as to face each other in the X direction.
R and 61L are arranged.

【0051】右側のレチクルアライメント系61Rは、
光路切換部24R、固定部23R1、光路部分割部23
R2、検出部22R、及び照明部IS61Rを有してい
る。
The right reticle alignment system 61R
Optical path switching unit 24R, fixed unit 23R1, optical path division unit 23
R2, a detection unit 22R, and an illumination unit IS61R .

【0052】ここで、この右側のレチクルアライメント
系61Rを図5を参照しながら説明すると、照明部IS
61Rにおける光源LSRからの照明光(例えば、露光光と
同じ波長の光)ARは、レンズLNR1、偏向ミラーMI
R及びレンズLNR2を介して、光路分割部23R2内の
光分割部材23RCへ導かれる。光分割部材23RCにて
反射偏向した照明光ARは、固定部23R1内の第1対
物レンズ系(対物光学系)23Rb及び偏向ミラー23
a、さらに光路切換部24R内のプリズム24Ra(又
は24Rb)等を介してレクチル裏面に形成された被検
マークとしてのレチクルマーク64AR1(又は64
R2)を照明(落照照明)する。その後、このレチクル
マーク64AR1(又は64AR2)からの反射光は、再び
逆の光路を辿り、光路切換部24R及び固定部23R1
を介して光路分割部23R2内の光分割材23RCを通
過して、検出部22Rへ導かれる。そして、光分割部材
23RCを通過した光は、偏向ミラー22RCおよび第2
レンズ系(結像光学系)22Rbを介してCCD等の撮
像素子(光電検出素子)22Raにて光電検出される。
Here, the reticle alignment system 61R on the right side will be described with reference to FIG.
Illumination light from the light source LS R in 61R (e.g., light of the same wavelength as the exposure light) AR is a lens LN R1, deflecting mirror MI
Through R and lens LN R2, it is guided to the light splitting member 23R C of the optical path splitting unit 23R2. Light splitting member 23R illumination light AR reflected deflected by C, the first objective lens system (objective optical system) in the fixed portion 23R1 23R b and the deflection mirror 23
R a , and a reticle mark 64A R1 (or 64) as a test mark formed on the back surface of the reticle via the prism 24R a (or 24R b ) in the optical path switching unit 24R.
A R2 ) is illuminated. After that, the reflected light from the reticle mark 64A R1 (or 64A R2 ) follows the reverse optical path again, and the optical path switching unit 24R and the fixed unit 23R1.
It passes through the light splitting member 23R C in the optical path splitting unit 23R2 through, guided to the detection unit 22R. The light passes through the light splitting member 23R C is deflecting mirror 22R C and the second
Lens system (imaging optical system) the image pickup element (photoelectric detecting element) such as a CCD via a 22R b is photoelectrically detected by 22R a.

【0053】ここで、レチクルアライメント系61Rの
照明光学系は、照明部IS61R、固定部23R1及び光
路切換部24Rで構成され、また、レチクルアライメン
ト系61Rの検出光学系は、光路切換部24R、固定部
23R1及び検出部22Rで構成される。このため、レ
チクルアライメント系61Rにおける固定部23R1及
び光路切換部24Rは、レチクルアライメント系61R
の照明光学系の一部及び検出光学系の一部を兼用する。
[0053] Here, the illumination optical system of the reticle alignment system 61R includes an illumination unit IS 61R, consists of a fixed portion 23R1 and the optical path switching section 24R, also the detection optical system of the reticle alignment system 61R is the optical path switching section 24R, It is composed of a fixed part 23R1 and a detection part 22R. For this reason, the fixed part 23R1 and the optical path switching part 24R in the reticle alignment system 61R are connected to the reticle alignment system 61R.
Part of the illumination optical system and part of the detection optical system are also used.

【0054】なお、照明部IS61Rにおける光源LSR
らの照明光を露光光と同じ波長の光とする場合には、露
光用光源系1からの光の一部を光ファイバー束等を含む
ライトガイドを光源LSRの代わりに用いても良い。
[0054] Incidentally, the light in the case of the illumination light from the light source LS R in the illumination unit IS 61R and light of the same wavelength as exposure light, a part of the light from the exposure light source system 1 comprises an optical fiber bundle or the like guide may be used in place of the light source LS R.

【0055】ここで図6に示すように、光路切換部24
Rには、レチクル3の外縁側に形成されたレチクルマー
ク64A1からの光を固定部23R1及び光路分割部2
3R2を介して検出部22Rに導くための第1プリズム
(光路偏向手段)24Raと、他のレチクルにおいてレチ
クルマーク64A1の位置よりも内側、即ち、レチクル
マーク64A1の位置と異なる位置に形成されたレチク
ルマーク64A2からの光を固定部23R1及び光路分
割部23R2を介して検出部22Rに導くための第2プ
リズム(光路偏向手段)24RbとがY方向に並設されて
いる。
Here, as shown in FIG.
The R, fixing section 23R1 light from the reticle mark 64A 1 formed on the outer edge side of the reticle 3 and the optical path splitting unit 2
First prism for guiding to detection section 22R via 3R2
And (optical path deflecting means) 24Ra, inward from the position of the reticle mark 64A 1 In another reticle, i.e., the fixed portion 23R1 and the optical path of the light from the reticle mark 64A 2 formed at a position different from the position of the reticle mark 64A 1 A second prism (optical path deflecting means) 24Rb for guiding to the detection unit 22R via the division unit 23R2 is arranged in parallel in the Y direction.

【0056】なお、図6においては、異なるレチクルに
それぞれ形成されているレチクルマークを同一のレチク
ル3上に記載している。また、異なるレチクルにそれぞ
れ形成されているレチクルマークのみならず、光路切換
部24Rを用いて同一のレチクル上の異なる位置に形成
されているレチクルマークからの光を落射照明用ミラー
23Ra及び第1対物レンズ系23Rbに導くことも可
能である。
In FIG. 6, reticle marks formed on different reticles are shown on the same reticle 3. In addition, not only the reticle marks formed on different reticles, but also the light from the reticle marks formed at different positions on the same reticle using the optical path switching unit 24R is used to reflect light from the epi-illumination mirror 23Ra and the first objective. It is also possible to guide to the lens system 23Rb.

【0057】光路切換部24Rは、スライド機構86R
(図4参照)によりY方向にスライド可能に構成されてい
る。即ち、主制御系91により制御される光路切換制御
系85からの制御信号に基づいてスライド機構86Rに
より光路切換部24RがY方向にスライドすることによ
り、照明光ARの光路内に位置するプリズムを交換可能
とし、第1プリズム24Raと第2プリズム24Rbと
のいずれか一方を選択的に照明光ARの光路内に位置さ
せる。これによりレチクルマーク64A1からの光を第
1プリズム24Ra及び落射照明用ミラー23Raを介
して第1対物レンズ系23Rbに導くための第1の光路
(図7(a)参照)又はレチクルマーク64A2からの光を
第2プリズム24Rb及び落射照明用ミラー23Raを
介して第1対物レンズ系23Rbに導くための第2の光
路(図7(b)参照)が選択的に形成され、レチクルマーク
64A1又はレチクルマーク64A2を選択的に観察する
ことができる。
The optical path switching section 24R includes a slide mechanism 86R.
(See FIG. 4) so as to be slidable in the Y direction. That is, when the optical path switching unit 24R slides in the Y direction by the slide mechanism 86R based on a control signal from the optical path switching control system 85 controlled by the main control system 91, the prism located in the optical path of the illumination light AR is moved. The first prism 24Ra and the second prism 24Rb are selectively exchangeable, and are selectively positioned in the optical path of the illumination light AR. First optical path thereby to guide the light from the reticle mark 64A 1 to through the first prism 24Ra and epi-illumination mirror 23Ra first objective lens system 23Rb
(See FIG. 7 (a)) or the second optical path of light from the reticle mark 64A 2 for guiding the through second prism 24Rb and epi-illumination mirror 23Ra first objective lens system 23RB (FIG 7 (b) see) is selectively formed, the reticle mark 64A 1 or reticle mark 64A 2 can be selectively observed.

【0058】第1プリズム24Ra及び第2プリズム2
4Rbは、それぞれ断面形状が平行四辺形型のプリズム
であり、図8に示すように、第1プリズム24Raの入
射面から第1反射面(全反射面)までの光路長をD1、第
1プリズム24Raの第1反射面から第2反射面(全反
射面)までの光路長をD2、第1プリズム24Raの第
2反射面から出射面までの光路長をD3、第1プリズム
24Raを構成する材料の屈折率をNとし、第2プリズ
ム24Rbの入射面から第1反射面(全反射面)までの光
路長をD1'、第2プリズム24Rbの第1反射面から
第2反射面(全反射面)までの光路長をD2'、第2プリ
ズム24Rbの第2反射面から出射面までの光路長をD
3'、第2プリズム24Rbを構成する材料の屈折率を
N'としたとき、 (D1/N)+(D2/N)+(D3/N)=(D1'
/N')+(D2'/N')+(D3'/N') の条件を満すものである。即ち、第1プリズム24Ra
内における光学的光路長[(光路長)/(プリズムの屈
折率)]と第2プリズム24Rb内における光学的光路
長が互いに等しくなっている。
First prism 24Ra and second prism 2
4Rb are prisms each having a parallelogram-shaped cross section. As shown in FIG. 8, the optical path length from the incident surface of the first prism 24Ra to the first reflection surface (total reflection surface) is D1, and the first prism is a first prism 24Ra. The optical path length from the first reflecting surface to the second reflecting surface (total reflecting surface) of 24Ra is D2, the optical path length from the second reflecting surface to the emitting surface of the first prism 24Ra is D3, and the material forming the first prism 24Ra. Is N, the optical path length from the entrance surface of the second prism 24Rb to the first reflection surface (total reflection surface) is D1 ', and the first reflection surface to the second reflection surface (total reflection surface) of the second prism 24Rb. ) Is D2 ′, and the optical path length from the second reflection surface to the emission surface of the second prism 24Rb is D2 ′.
3 ′, when the refractive index of the material forming the second prism 24Rb is N ′, (D1 / N) + (D2 / N) + (D3 / N) = (D1 ′)
/ N ') + (D2' / N ') + (D3' / N '). That is, the first prism 24Ra
The optical path length [(optical path length) / (refractive index of the prism)] in the inside and the optical path length in the second prism 24Rb are equal to each other.

【0059】一方、左側のレチクルアライメント系61
Lは、右側のレチクルアライメント系61Rと全く同一
の構成であり、例えば、図1に示す如く、光路切換部2
4L、固定部23L1、光路部分割部23L2、検出部
22L、及び照明部IS61Lを有している。
On the other hand, the left reticle alignment system 61
L has exactly the same configuration as the right reticle alignment system 61R. For example, as shown in FIG.
4L, a fixing unit 23L1, an optical path division unit 23L2, a detection unit 22L, and an illumination unit IS 61L .

【0060】ここで、この左側のレチクルアライメント
系61Lの具体的な構成は、図5にて説明した右側のレ
チクルアライメント系61Rと同一であるため詳細な説
明は省略するが、図1の紙面の裏側から左側のレチクル
アライメント系61Lを見た時の様子が図5のレチクル
アライメント系61Lの構成に対応する。
Here, the specific configuration of the left reticle alignment system 61L is the same as that of the right reticle alignment system 61R described with reference to FIG. 5, and a detailed description thereof will be omitted. The state when the left reticle alignment system 61L is viewed from the back corresponds to the configuration of reticle alignment system 61L in FIG.

【0061】そして、レチクルアライメント系61Lの
照明光学系は、照明部IS61L、固定部23L1及び光
路切換部24Lで構成され、また、レチクルアライメン
ト系61Lの検出光学系は、光路切換部24L、固定部
23L1、及び検出部22Lで構成される。このため、
レチクルアライメント系61Lにおける固定部23L1
及び光路切換部24Lは、レチクルアライメント系61
Lの照明光学系の一部及び検出光学系の一部を兼用す
る。
[0061] Then, the illumination optical system of the reticle alignment system 61L includes an illumination unit IS 61L, consists of a fixed portion 23L1 and the optical path switching section 24L, The detecting optical system of the reticle alignment system 61L, the optical path switching section 24L, fixed It comprises a unit 23L1 and a detection unit 22L. For this reason,
Fixed part 23L1 in reticle alignment system 61L
And the optical path switching unit 24L includes a reticle alignment system 61.
Part of the illumination optical system L and part of the detection optical system are also used.

【0062】なお、照明部IS61Lは、光源LSL、レン
ズLNL1、偏向ミラーMIL及びレンズLNL2を有して
おり、光路分割部23L2は光分割部材23LCを有し
ている。また、固定部23L1は、第1対物レンズ系
(対物光学系)23Lb及び偏向ミラー23La、を有し
ており、検出部22Lは、偏向ミラー22LC、第2レ
ンズ系(結像光学系)23Lb及びCCD等の撮像素子
(光電検出素子)22Laを有している。
[0062] The illumination unit IS 61L includes a light source LS L, lens LN L1, has a deflection mirror MI L and lens LN L2, the optical path splitting unit 23L2 has a light splitting member 23L C. The fixed portion 23L1 has a first objective lens system (objective optical system) 23L b and deflection mirrors 23L a, has a detection unit 22L is deflecting mirror 22L C, the second lens system (imaging optical system ) 23L b and an image pickup element such as a CCD (a photoelectric detecting element) has a 22L a.

【0063】ここで、図5に示す如く、光路切換部24
Lには、レチクル3の外縁側に形成されたレチクルマー
ク64B1からの光を固定部24L1及び光路分割部23
L2を介して検出部22Lへ導くための第1プリズム2
4Laと他のレチクル(又は同じレチクル)においてレ
チクルマーク64B1の位置よりも内側に形成されたレ
チクルマーク64B2からの光を固定部23L1及び光路
分割部23L2を介して検出部22Lに導くための第2
プリズム24LbがY方向に並設されている。なお、光
路切換部24Lに設けられている第1プリズム24La
及び第2プリズム24Lbは、光路切換部24Rに設け
られている第1プリズム24Ra及び第2プリズム24
Rbとそれぞれ同様の形状を有するものである。
Here, as shown in FIG.
The L, a fixed portion 24L1 light from the reticle mark 64B 1 formed on the outer edge side of the reticle 3 and the optical path splitting unit 23
First prism 2 for guiding to detection section 22L via L2
4La and other reticle (or the same reticle) for guiding the detector 22L light through the fixing portion 23L1 and the optical path splitting unit 23L2 from the reticle mark 64B 2 formed on the inner side than the position of the reticle mark 64B 1 in Second
The prisms 24Lb are juxtaposed in the Y direction. The first prism 24La provided in the optical path switching unit 24L
And the second prism 24Lb are provided with the first prism 24Ra and the second prism 24 provided in the optical path switching unit 24R.
Each has the same shape as Rb.

【0064】光路切換部24Lは、スライド機構86L
(図4参照)によりY方向にスライド可能に構成されてい
る。即ち、主制御系91により制御される光路切換制御
系85からの制御信号に基づいてスライド機構86Lに
より光路切換部24LがY方向にスライドすることによ
り、照明光ARの光路内に第1プリズム24Laと第2
プリズム24Lbの一方を位置させる。これによりレチ
クルマーク64B1からの光を第1プリズム24La、
落射照明用ミラー23Laを介して第1対物レンズ23
Lbに導くための第1の光路又はレチクルマーク64B
2からの光を第2プリズム24Lb、落射照明用ミラー
23Laを介して第1対物レンズ23Lbに導くための
第2の光路が形成される。
The optical path switching section 24L includes a slide mechanism 86L.
(See FIG. 4) so as to be slidable in the Y direction. That is, when the optical path switching unit 24L slides in the Y direction by the slide mechanism 86L based on a control signal from the optical path switching control system 85 controlled by the main control system 91, the first prism 24La is placed in the optical path of the illumination light AR. And the second
One of the prisms 24Lb is positioned. Thus the light from the reticle mark 64B 1 first prism 24La,
First objective lens 23 via epi-illumination mirror 23La
First optical path or reticle mark 64B for guiding to Lb
A second optical path for guiding the light from 2 to the first objective lens 23Lb via the second prism 24Lb and the mirror 23La for epi-illumination is formed.

【0065】レチクル3のパターン面には、図3に示す
ように、パターン領域69をX方向に挟むように1対の
レチクルマーク64A1(又は64A2),64B1(又
は64B2)が形成されている。実際には、Y方向に所
定間隔で複数対のレチクルマークが形成されており、レ
チクルマーク64A1(又は64A2),64B1(又は
64B2)はX方向に所定ピッチのライン・アンド・ス
ペースパターン(以下「L/Sパターン」という)と、
Y方向に所定ピッチのL/Sパターンとを組み合わせた
マークである。そして、図1の基準マーク部材6上の基
準マーク65A,65Bは、そのレチクル3上への投影
像が、レチクルマーク64A1(又は64A2),64B
1(又は64B2)を囲むような大きさの枠状に配列され
たL/Sパターンより形成されている。
As shown in FIG. 3, a pair of reticle marks 64A 1 (or 64A 2 ) and 64B 1 (or 64B 2 ) are formed on the pattern surface of reticle 3 so as to sandwich pattern area 69 in the X direction. Have been. Actually, a plurality of pairs of reticle marks are formed at predetermined intervals in the Y direction, and the reticle marks 64A 1 (or 64A 2 ) and 64B 1 (or 64B 2 ) have a line and space having a predetermined pitch in the X direction. Patterns (hereinafter referred to as “L / S patterns”),
This mark is a combination of an L / S pattern having a predetermined pitch in the Y direction. The reference marks 65A and 65B on the reference mark member 6 shown in FIG. 1 are projected images of the reticle 3 on the reticle marks 64A 1 (or 64A 2 ) and 64B.
It is formed of L / S patterns arranged in a frame shape having a size surrounding 1 (or 64B 2 ).

【0066】レチクルアライメント時には、レチクルの
種類、即ちレチクルマーク64A1,64B1が形成され
ているレチクルかレチクルマーク64A2,64B2が形
成されているレチクルかにより、光路切換制御系85か
らの制御信号に基づいてスライド機構86Lにより光路
切換部24R,24LをY方向にスライドさせて、各レ
チクルアライメント系(61R,61L)の照明光AR
の光路内に第1プリズム(24Ra,24La)又は第
2プリズム(24Rb,24Lb)を選択的に設定す
る。これによりレチクルマーク64A1からの光を第1
プリズム(24Ra,24La)、落射照明用ミラー
(23Ra,23La)を介して第1対物レンズ系(2
3Rb,23Lb)に導くための第1の光路又はレチク
ルマーク64A2からの光を第2プリズム(24Rb,
24Lb)、及び落射照明用ミラー(23Ra,23L
a)を介して第1対物レンズ系(23Rb,23Lb)
に導くための第2の光路を選択的に形成することができ
る。なお、以下の説明においては、第1の光路を形成し
た場合を例として説明を行う。
At the time of reticle alignment, control from the optical path switching control system 85 depends on the type of the reticle, that is, whether the reticle has the reticle marks 64A 1 and 64B 1 or the reticle where the reticle marks 64A 2 and 64B 2 have been formed. The optical path switching units 24R and 24L are slid in the Y direction by the slide mechanism 86L based on the signal, and the illumination light AR of each of the reticle alignment systems (61R and 61L).
The first prism (24Ra, 24La) or the second prism (24Rb, 24Lb) is selectively set in the optical path of. Thus the light from the reticle mark 64A 1 first
The first objective lens system (2) is provided via a prism (24Ra, 24La) and an epi-illumination mirror (23Ra, 23La).
3Rb, light the second prism from the first optical path or the reticle mark 64A 2 for guiding the 23Lb) (24Rb,
24Lb) and an epi-illumination mirror (23Ra, 23L)
a) through the first objective lens system (23Rb, 23Lb)
Can be selectively formed. In the following description, the case where the first optical path is formed will be described as an example.

【0067】次に、基準マーク部材6上の基準マーク6
5A,65Bの中心が光軸AXにほぼ合致するようにウ
エハステージ7を位置決めした後、基準マーク65A,
65Bの投影光学系4による像にレチクルマーク64A
1,64B1がほぼ合致するようにレチクルステージ35
を位置決めする。そして、右側のレチクルアライメント
系61Rにおいて、照明部IS61Rから露光光ILと同
じ波長の照明光ARは、光路分割部23R2内の例えば
ハーフミラーで反射された後、固定部23R1内部の第
1対物レンズ系23Rb及び落射照明用ミラー23Ra
を介して下方に折り曲げられる。その後落射用照明ミラ
ー23Raにて反射偏向された光は、光路切換部24R
の第1プリズム24Raを介してレチクルマーク64A
1を落射照明する。この際に、照明光ARは露光光IL
と同じ波長であるため、レチクルマーク64A1の周囲
を透過した照明光ARは、投影光学系4を介して基準マ
ーク65A上に照射され、基準マーク65Aで反射され
た照明光ARは、投影光学系4を介してレチクルマーク
64A1の近傍に基準マーク65Aの像を形成する。
Next, the reference mark 6 on the reference mark member 6
After positioning the wafer stage 7 so that the centers of 5A and 65B substantially coincide with the optical axis AX, the reference marks 65A and 65B are aligned.
Reticle mark 64A on image formed by projection optical system 4 of 65B
Reticle stage 35 so that 1 , 64B 1 almost matches.
Position. Then, the right side of the reticle alignment systems 61R, illumination light AR having the same wavelength as exposure light IL from the illumination unit IS 61R is reflected by the half mirror for example, the optical path splitting unit 23R2, the first objective of the internal fixed unit 23R1 Lens system 23Rb and mirror 23Ra for epi-illumination
Is bent downward through Thereafter, the light reflected and deflected by the epi-illumination mirror 23Ra is transmitted to the optical path switching unit 24R.
Mark 64A via the first prism 24Ra
1 to epi-illumination a. At this time, the illumination light AR is the exposure light IL
Is the same wavelength as the illumination light AR passing through the periphery of the reticle mark 64A 1 is irradiated on the reference mark 65A through the projection optical system 4, the illumination light AR reflected by the reference mark 65A is a projection optical through the system 4 forms an image of the reference mark 65A in the vicinity of the reticle mark 64A 1.

【0068】そして、基準マーク65Aで反射されてレ
チクル3を透過した照明光、及びレチクルマーク64A
1で直接反射された照明光は、光路切換部24Rの第1
プリズム24Ra、固定部23R1、及び光路分割部2
3R2を介して検出部22Rへ導かれる。その結果、撮
像素子22Raの撮像面にてレチクルマーク64A1
び基準マーク65Aの像が形成され、各マーク(64A
1,65A)の像に関する画像信号が撮像素子22Ra
から図4に示すマーク検出系制御系85へ供給される。
マーク検出系制御系85は、その画像信号を処理して、
基準マーク65Aの像に対するレチクルマーク64A1
の像のX方向、Y方向への位置ずれ量を検出する。
The illumination light reflected by the reference mark 65A and transmitted through the reticle 3, and the reticle mark 64A
The illumination light directly reflected at 1 is transmitted to the first light path switching unit 24R.
Prism 24Ra, fixed part 23R1, and optical path dividing part 2
It is guided to the detection unit 22R via 3R2. As a result, the image of the reticle mark 64A 1 and the reference mark 65A is formed at the imaging surface of the imaging element 22Ra, each mark (64A
1 , 65A) is transmitted to the image sensor 22Ra.
Are supplied to a mark detection system control system 85 shown in FIG.
The mark detection system control system 85 processes the image signal,
Reticle mark 64A 1 with respect to reference mark 65A image
Of the image in the X and Y directions is detected.

【0069】また、同様にして、レチクルアライメント
系61Lにおける撮像素子L22aの撮像画にも、基準
マーク部材6上の基準マーク65Bに関する基準マーク
像とレクチル3上のレチクルマーク64B1に関するレ
チクルマーク像が形成され、各マーク(64B1、65
B)の像に関する画像信号が撮像素子22Laから図4
に示すマーク検出系制御系85に供給される。マーク検
出系制御系85は、その画像信号を処理することによっ
て、基準マーク65Bの像に対するレチクルマーク64
1の像のX方向、Y方向への位置ずれ量を検出するこ
とができる。これらの位置ずれ量は図4の主制御系91
に供給され、主制御系91は、例えばそれらの位置ずれ
量が対称に最も小さくなるように、ステージ制御系82
を介してレチクルステージ35の位置を調整する。これ
によって、レチクル3がウエハステージ7側の座標系に
対して高精度に位置合わせされたことになってレチクル
アライメントが完了する。
[0069] In the same manner, in imaging field of the imaging element L22 a of the reticle alignment system 61L, the reticle mark image regarding the reticle mark 64B 1 on the reference mark image and the reticle 3 with respect to a reference mark 65B on the reference mark member 6 Are formed, and each mark (64B 1 , 65
FIG image signal from the image sensor 22L a related image of B) 4
Are supplied to a mark detection system control system 85 shown in FIG. The mark detection system control system 85 processes the image signal to thereby control the reticle mark 64 for the image of the reference mark 65B.
X direction of the image of B 1, it is possible to detect the positional deviation amount in the Y direction. These displacement amounts are determined by the main control system 91 in FIG.
The main control system 91 controls the stage control system 82 so that, for example, the amount of displacement thereof is symmetrically minimized.
The position of the reticle stage 35 is adjusted via. As a result, the reticle 3 is positioned with high accuracy with respect to the coordinate system on the wafer stage 7 side, and the reticle alignment is completed.

【0070】このレチクルアライメントが終了した後
に、ウエハ5上にレチクル3に形成されている転写パタ
ーンを露光するが、この場合に、光路切換部24R,2
4Lにより第1光路を形成した場合には、光路切換部2
4R,24Lをレチクル上から退避させることなく露光
を行うことができる。なお、露光の際に光路切換部24
R,24Lをレチクル上から退避させるようにしても良
いことはもちろんである。
After the reticle alignment is completed, a transfer pattern formed on the reticle 3 on the wafer 5 is exposed. In this case, the optical path switching units 24R and 24R are exposed.
When the first optical path is formed by 4L, the optical path switching unit 2
Exposure can be performed without retracting the 4R and 24L from above the reticle. Note that the light path switching unit 24
Of course, R and 24L may be retracted from the reticle.

【0071】この投影露光装置に備えられているレチク
ルアライメント系によれば、検出光学系の第1対物レン
ズを移動させることなく、レチクル上の異なる位置に形
成されたレチクルマークを検出するここができる。ま
た、異なる位置のレチクルマークを検出する場合におい
ても検出光学系のフォーカス位置がずれることがないた
め、再度フォーカスを合わせる必要がない。更に、光路
切換部のプリズムを入換えた場合においても検出光学系
の球面収差が変化しないため、再度収差を補正する等の
光学特性の調整をする必要もない。
According to the reticle alignment system provided in the projection exposure apparatus, it is possible to detect reticle marks formed at different positions on the reticle without moving the first objective lens of the detection optical system. . Further, even when a reticle mark at a different position is detected, the focus position of the detection optical system does not shift, so that it is not necessary to refocus. Further, even when the prism of the optical path switching unit is replaced, the spherical aberration of the detection optical system does not change, so that there is no need to adjust the optical characteristics such as correcting the aberration again.

【0072】また、この投影露光装置においては、レチ
クル上の異なる位置に形成されたレチクルマークからの
光を検出光学系のフォーカス位置を変化させない状態で
検出光学系に導く光路切換手段を有するレチクルアライ
メント系を備えているため、レチクルをレチクルマーク
が形成されている位置が異なるものに変更した場合にお
いても、正確にレチクルマークの位置を検出することが
できる。
Further, in this projection exposure apparatus, a reticle alignment device having optical path switching means for guiding light from reticle marks formed at different positions on the reticle to the detection optical system without changing the focus position of the detection optical system. Since the system is provided, the position of the reticle mark can be accurately detected even when the reticle is changed to a position where the reticle mark is formed.

【0073】なお、上述の実施の形態においては、光路
切換部(24R,24L)のそれぞれにおいて第1プリ
ズム、第2プリズムを備えた例を示したが、光路切換部
に第1プリズム〜第nプリズムを備えるようにし、第1
プリズムの入射面から第1反射面までの光路長をD1
1、第1プリズムの第1反射面から第2反射面までの光
路長をD12、第1プリズムの第2反射面から出射面ま
での光路長をD13、第1プリズムを構成する材料の屈
折率をN1とし、第2プリズムの入射面から第1反射面
までの光路長をD21、第2プリズムの第1反射面から
第2反射面までの光路長をD22、第2プリズムの第2
反射面から出射面までの光路長をD23、第2プリズム
を構成する材料の屈折率をN2とし、第nプリズムの入
射面から第1反射面までの光路長をDn1、第nプリズ
ムの第1反射面から第2反射面までの光路長をDn2、
第nプリズムの第2反射面から出射面までの光路長をD
n3、第nプリズムを構成する材料の屈折率をNnとし
たとき、 (D11/N1)+(D12/N1)+(D13/N1) =(D21/N2)+(D22/N2)+(D23/N2) =(Dn1/Nn)+(Dn2/Nn)+(Dn3/Nn) の条件を満すものとしても良い。即ち、第1プリズム〜
第nプリズム内における光学的光路長[(光路長)/
(プリズムの屈折率)]が互いに等しくなっている。
In the above-described embodiment, an example is shown in which each of the optical path switching sections (24R, 24L) includes the first prism and the second prism. However, the optical path switching section includes the first prism to the n-th prism. The first prism
The optical path length from the entrance surface of the prism to the first reflection surface is D1
1. The optical path length from the first reflecting surface to the second reflecting surface of the first prism is D12, the optical path length from the second reflecting surface to the exit surface of the first prism is D13, and the refractive index of the material forming the first prism Is N1, the optical path length from the incident surface of the second prism to the first reflecting surface is D21, the optical path length from the first reflecting surface to the second reflecting surface of the second prism is D22, and the second is the second optical path of the second prism.
The optical path length from the reflecting surface to the emitting surface is D23, the refractive index of the material forming the second prism is N2, the optical path length from the incident surface of the n-th prism to the first reflecting surface is Dn1, and the first optical path of the n-th prism is The optical path length from the reflecting surface to the second reflecting surface is Dn2,
The optical path length from the second reflecting surface to the exit surface of the n-th prism is D
n3, where Nn is the refractive index of the material forming the n-th prism, (D11 / N1) + (D12 / N1) + (D13 / N1) = (D21 / N2) + (D22 / N2) + (D23) / N2) = (Dn1 / Nn) + (Dn2 / Nn) + (Dn3 / Nn). That is, the first prism
Optical optical path length in the n-th prism [(optical path length) /
(Refractive index of prism)] are equal to each other.

【0074】この場合には、複数の異なる位置に形成さ
れたレチクルマークの位置検出を行うことができる。
In this case, the positions of the reticle marks formed at a plurality of different positions can be detected.

【0075】次に、第2の実施の形態にかかる投影露光
装置の説明を行う。第2の実施の形態にかかる投影露光
装置は、第1の実施の形態にかかる投影露光装置の光路
切換部を図9を用いて説明する光路切換部に変更したも
のである。なお、第2の実施の形態における1対のレチ
クルアライメント系(61R、61L)の構成は同一で
あるため、一方のレチクルアライメント系61Rを代表
させて説明する。
Next, a description will be given of a projection exposure apparatus according to the second embodiment. The projection exposure apparatus according to the second embodiment is obtained by changing the optical path switching unit of the projection exposure apparatus according to the first embodiment to an optical path switching unit described with reference to FIG. Since the configuration of the pair of reticle alignment systems (61R, 61L) in the second embodiment is the same, one reticle alignment system 61R will be described as a representative.

【0076】図9(a),(b)に示すように、光路切換
部24Rは、レチクル3の外縁側に形成されたレチクル
マーク64A1からの光を落射照明用ミラー23Ra及
び第1対物レンズ23Rbに導くための第1表面反射ミ
ラー対(光路偏向手段)70R(図9(a)参照)と、他の
レチクルにおいてレチクルマーク64A1の位置よりも
内側、即ち、レチクルマーク64A1の位置と異なる位
置に形成されたレチクルマーク64A2からの光を落射
照明用ミラー23Ra及び第1対物レンズ23Rbに導
くための第2表面反射ミラー対(光路偏向手段)71R
(図9(b)参照)とがY方向に並設されている。な
お、図9においては、異なるレチクルにおいて異なる位
置にそれぞれ形成されているレチクルマークを検出する
場合を示しているが、同一のレチクル上の異なる位置に
形成されたレチクルマークを検出することも可能であ
る。
[0076] FIG. 9 (a), the (b), the optical path switching section 24R is mirror reflected illumination light from the reticle mark 64A 1 formed on the outer edge side of the reticle 3 23Ra and the first objective lens the first surface reflection mirror pair for guiding the 23Rb (light path deflecting means) 70R (see Fig. 9 (a)), the inner side than the position of the reticle mark 64A 1 in another reticle, i.e., the position of the reticle mark 64A 1 different positions in the formation reticle mark 64A 2 second surface reflecting mirror pair for guiding the reflected illumination light mirror 23Ra and the first objective lens 23Rb light from (the optical path deflecting means) 71R
(See FIG. 9B) are arranged side by side in the Y direction. Although FIG. 9 shows a case where reticle marks formed at different positions on different reticles are detected, it is also possible to detect reticle marks formed at different positions on the same reticle. is there.

【0077】光路切換部24Rは、スライド機構86R
(図4参照)によりY方向にスライド可能に構成されてい
る。即ち、主制御系91により制御される光路切換制御
系85からの制御信号に基づいてスライド機構86Rに
より光路切換部がY方向にスライドすることにより、照
明光ARの光路内に第1表面反射ミラー対70R又は第
2表面反射ミラー対71Rのいずれか一方が設定され
る。これによりレチクルマーク64A1からの光を第1
表面反射ミラー対70R及び落射照明用ミラー23Ra
を介して第1対物レンズ系23Rbに導くための第1の
光路(図9(a)参照)又はレチクルマーク64A2からの
光を第2表面反射ミラー対71R及び落射照明用ミラー
23Raを介して第1対物レンズ系23Rbに導くため
の第2の光路(図9(b)参照を選択的に形成することが
できる。
The optical path switching section 24R includes a slide mechanism 86R
(See FIG. 4) so as to be slidable in the Y direction. That is, when the optical path switching unit slides in the Y direction by the slide mechanism 86R based on a control signal from the optical path switching control system 85 controlled by the main control system 91, the first surface reflection mirror is placed in the optical path of the illumination light AR. Either the pair 70R or the second surface reflection mirror pair 71R is set. Thus the light from the reticle mark 64A 1 first
Surface reflection mirror pair 70R and mirror 23Ra for epi-illumination
Through the first optical path (see Fig. 9 (a)) or second surface reflection mirror pair 71R and incident-light illumination mirror 23Ra light from the reticle mark 64A 2 for guiding the first objective lens system 23Rb through A second optical path (see FIG. 9B) for guiding to the first objective lens system 23Rb can be selectively formed.

【0078】第1表面反射ミラー対70Rは、反射面が
平行に配置されている2枚の表面反射ミラー70Ra及
び表面反射ミラー70Rbにより構成され、第2表面反
射ミラー対71Rは、反射面が平行に配置されている2
枚の表面反射ミラー71Ra及び表面反射ミラー71R
bにより構成されている。そして第1表面反射ミラー対
70R及び第2表面反射ミラー対71Rは、第1表面反
射ミラー対70Rの表面反射ミラー70Ra及び表面反
射ミラー70Rbにより形成される仮想空間内(図10
(a)において、表面反射ミラー70Ra、表面反射ミラ
ー70Rb及び破線により表される空間内)、及び第2
表面反射ミラー対71Rの表面反射ミラー71Ra及び
表面反射ミラー71Rbにより形成される仮想空間内
(図10(b)において、表面反射ミラー71Ra、表面
反射ミラー71Rb及び破線により表される空間内)の
光学的光路長が等しくなるように構成されている。
The first pair of surface reflection mirrors 70R is composed of two surface reflection mirrors 70Ra and 70Rb whose reflection surfaces are arranged in parallel, and the second surface reflection mirror pair 71R has a parallel reflection surface. 2 which is located in
Surface reflection mirrors 71Ra and 71R
b. The first surface reflection mirror pair 70R and the second surface reflection mirror pair 71R are in a virtual space formed by the surface reflection mirrors 70Ra and 70Rb of the first surface reflection mirror pair 70R (FIG. 10).
In (a), the surface reflection mirror 70Ra, the surface reflection mirror 70Rb and the space represented by the broken line), and the second
Optics in a virtual space formed by the surface reflection mirror 71Ra and the surface reflection mirror 71Rb of the surface reflection mirror pair 71R (in FIG. 10B, in the space represented by the surface reflection mirror 71Ra, the surface reflection mirror 71Rb, and the broken line). The optical path lengths are made equal.

【0079】一方、レチクルアライメント系61Lは、
図9及び図10にて説明した右側のレチクルアライメン
ト系61Rと同一であるため詳細な説明は省略するが、
図1の紙面の裏側から左側のレチクルアライメント系6
1Lを見た時の様子が図9及び図10のレチクルアライ
メント系61Lの構成に対応する。
On the other hand, reticle alignment system 61L
Since it is the same as the reticle alignment system 61R on the right side described with reference to FIG. 9 and FIG.
Reticle alignment system 6 from the back to left side of FIG.
The state when looking at 1L corresponds to the configuration of reticle alignment system 61L in FIGS.

【0080】図9に示す如く、レチクルアライメント系
61Lにおける光路切換部24Lには、レチクル3の外
縁側に形成されたレチクルマーク64B1からの光を落
射照明用ミラー23La及び第1対物レンズ23Lbに
導くための第1表面反射ミラー対70Lと、レチクルマ
ーク64B1の位置よりも内側に形成されたレチクルマ
ーク64B2からの光を落射照明用ミラー23La及び
第1対物レンズ23Lbに導くための第2表面反射ミラ
ー対71LとがY方向に並設されている。なお、光路切
換部24Lに設けられている第1表面反射ミラー対70
L及び第2表面反射ミラー対71Lは、光路切換部24
Rに設けられている第1表面反射ミラー対70R及び第
2表面反射ミラー対71Rとそれぞれ同様の構成を有す
るものである。
[0080] As shown in FIG. 9, the optical path switching section 24L at the reticle alignment system 61L, the mirror reflected illumination light from the reticle mark 64B 1 formed on the outer edge side of the reticle 3 23La and the first objective lens 23Lb second for directing the first and the surface reflecting mirror pairs 70L, mirror reflected illumination light from the reticle mark 64B 2 formed on the inner side than the position of the reticle mark 64B 1 23La and the first objective lens 23Lb for guiding The surface reflection mirror pair 71L is arranged in the Y direction. The first surface reflection mirror pair 70 provided in the optical path switching unit 24L
L and the second surface reflection mirror pair 71L are connected to the optical path switching unit 24.
It has the same configuration as the first surface reflection mirror pair 70R and the second surface reflection mirror pair 71R provided on R.

【0081】光路切換部24Lは、スライド機構86L
(図4参照)によりY方向にスライド可能に構成されてい
る。即ち、主制御系91により制御される光路切換制御
系85からの制御信号に基づいてスライド機構86Lに
より光路切換部24LがY方向にスライドすることによ
り、照明光ARの光路内に第1表面反射ミラー対70L
又は第2表面反射ミラー対71Lのいずれか一方が設定
される。これによりレチクルマーク64B1からの光を
第1表面反射ミラー対70L及び落射照明用ミラー23
Laを介して第1対物レンズ系23Lbに導くための第
1の光路又はレチクルマーク64B2からの光を第2表
面反射ミラー対71L及び落射照明用ミラー23Laを
介して第1対物レンズ系23Lbに導くための第2の光
路を選択的に形成することができる。
The optical path switching section 24L includes a slide mechanism 86L.
(See FIG. 4) so as to be slidable in the Y direction. That is, when the optical path switching unit 24L slides in the Y direction by the slide mechanism 86L based on a control signal from the optical path switching control system 85 controlled by the main control system 91, the first surface reflection is caused in the optical path of the illumination light AR. Mirror pair 70L
Alternatively, one of the second pair of surface reflection mirrors 71L is set. Thus the light from the reticle mark 64B 1 first surface reflection mirror pair 70L and epi-illumination mirror 23
The first objective lens system 23Lb through the first optical path or the second surface reflecting mirror pair 71L and epi-illumination mirror 23La the light from the reticle mark 64B 2 for guiding the first objective lens system 23Lb through the La The second optical path for guiding can be selectively formed.

【0082】この投影露光装置においてもレチクル上の
異なる位置に形成されたレチクルマークからの光を検出
光学系のフォーカス位置を変化させない状態で検出光学
系に導く光路切換手段を有するレチクルアライメント系
を備えているため、レチクルをレチクルマークが形成さ
れている位置が異なるものに変更した場合においても、
正確にレチクルマークの位置を検出することができる。
This projection exposure apparatus also has a reticle alignment system having optical path switching means for guiding light from reticle marks formed at different positions on the reticle to the detection optical system without changing the focus position of the detection optical system. Therefore, even when the reticle is changed to a position where the reticle mark is formed,
The position of the reticle mark can be accurately detected.

【0083】なお、以上の第2実施の形態においては、
例えば、第1表面反射ミラー対(70R、70L)にお
いて2枚の表面反射ミラーによって形成される仮想空間
と、第2表面反射ミラー対(71R、71L)において
2枚の表面反射ミラーによって形成される仮想空間は、
図9に紙面内の垂直方向(上下方向)において厚さを等
しくし、その上で双方の仮想空間の光学的光路長を比較
しいる。すなわち、以上の第2実施の形態においては、
各表面反射ミラー対(70R及び71R、又は70L及
び71L)の端面の長さを図9に紙面上の垂直方向(上
下方向)において一致させているが、実際には、各表面
反射ミラー対(70R、70L、71R、71L)中の
各表面反射ミラーは、有効光束を過不足なく落照明ミラ
ー(23Ra、23La)とレチクル3との間の光路を
通過させ得る大きさがあれば良く、例えば、各表面反射
ミラー対(70R、70L、71R、71L)中の各表
面反射ミラーを図11の斜線で示す如き大きさとするこ
とが可能である。
In the second embodiment described above,
For example, a virtual space formed by two surface reflection mirrors in the first surface reflection mirror pair (70R, 70L), and a virtual space formed by two surface reflection mirrors in the second surface reflection mirror pair (71R, 71L). The virtual space is
In FIG. 9, the thicknesses are made equal in the vertical direction (up and down direction) in the plane of the paper, and then the optical path lengths of both virtual spaces are compared. That is, in the above second embodiment,
Although the lengths of the end faces of each pair of surface reflection mirrors (70R and 71R or 70L and 71L) are made to match in the vertical direction (up and down direction) on the paper surface in FIG. 9, actually, each surface reflection mirror pair ( 70R, 70L, 71R, 71L) need only be large enough to allow the effective light flux to pass through the optical path between the falling illumination mirrors (23Ra, 23La) and the reticle 3 without any excess or deficiency. Each of the surface reflection mirrors in each of the surface reflection mirror pairs (70R, 70L, 71R, 71L) can have a size as shown by oblique lines in FIG.

【0084】また、上述の第2の実施の形態において
は、光路切換部24R,24Lに2枚の表面反射ミラー
を備えているが、3枚以上の表面反射ミラーを備えるよ
うにしても良い。この場合においても3枚以上の表面反
射ミラーにより形成される仮想空間内の光学的光路長を
等しくすることが必要である。
In the above-described second embodiment, the optical path switching units 24R and 24L are provided with two surface reflection mirrors. However, three or more surface reflection mirrors may be provided. Also in this case, it is necessary to equalize the optical path length in the virtual space formed by three or more surface reflection mirrors.

【0085】また、上述の第2の実施の形態において
は、第1表面反射ミラー対(70R,70L)又は第2
表面反射ミラー対(71R,71L)を切換えて用いる
ことにより、2つの位置に形成されたレチクルマークを
検出しているが、表面反射ミラー対により形成される仮
想空間内の光学的光路長を等しくした状態を保ちなが
ら、表面反射ミラー対の傾き及び距離を連続的に変化さ
せることにより、検出位置を連続的に変化させることが
できる。
In the second embodiment, the first pair of surface reflection mirrors (70R, 70L) or the second
The reticle marks formed at the two positions are detected by switching and using the pair of surface reflection mirrors (71R, 71L), but the optical path lengths in the virtual space formed by the pair of surface reflection mirrors are equal. By continuously changing the inclination and the distance of the surface reflection mirror pair while maintaining the state, the detection position can be changed continuously.

【0086】また、上述の各実施の形態においては、レ
チクルアライメント系において光路切換手段を用いて、
異なる位置に形成されたレチクルマークの位置検出を行
っているが、これに限らずウエハアライメント系(FI
A系)において光路切換手段を用いて、異なる位置に形
成されたウエハマークの位置検出を行うことも可能であ
る。
In each of the above embodiments, the optical path switching means is used in the reticle alignment system.
Although the position of the reticle mark formed at a different position is detected, the present invention is not limited to this.
(A system), it is also possible to detect the position of a wafer mark formed at a different position by using the optical path switching means.

【0087】以下、図12のフローチャートを参照し
て、図1〜図4に示す投影露光装置を用いて感光性基板
としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成するマイ
クロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を説明
する。
Referring to the flow chart of FIG. 12, the manufacture of a semiconductor device as a micro device for forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the projection exposure apparatus shown in FIGS. The method will be described.

【0088】先ず、図12のステップS301におい
て、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のス
テップS302において、そのlロットのウェハ上の金
属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステッ
プS303において、図1〜図4に示す投影露光装置を
用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系(投
影光学モジュール)を介して、その1ロットのウェハ上
の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステ
ップS304において、その1ロットのウェハ上のフォ
トレジストの現像が行われた後、ステップS305にお
いて、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマ
スクとしてエッチングを行うことによって、マスク上の
パターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各シ
ョット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回
路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等
のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方
法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体
デバイスをスループット良く得ることができる。
First, in step S301 in FIG. 12, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of the lot. Thereafter, in step S303, using the projection exposure apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the image of the pattern on the mask is transferred to each shot area on the wafer of the lot through the projection optical system (projection optical module). Are sequentially exposed and transferred. Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0089】また、図1〜図4に示す投影露光装置で
は、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路
パターン、電極パターン等)を形成することによって、
マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもで
きる。以下、図13のフローチャートを参照して液晶表
示素子の製造方法の説明を行う。図13において、パタ
ーン形成工程S401では、図1〜図4に示す投影露光
装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジスト
が塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リ
ソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー
工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所
定パターンが形成される。その後、露光された基板は、
現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工
程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成
され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行す
る。
In the projection exposure apparatus shown in FIGS. 1 to 4, a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) is formed on a plate (glass substrate).
A liquid crystal display element as a micro device can also be obtained. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device will be described with reference to the flowchart of FIG. 13, in a pattern forming step S401, a so-called photolithography step of transferring and exposing a mask pattern to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the projection exposure apparatus shown in FIGS. Be executed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. After that, the exposed substrate is
A predetermined pattern is formed on the substrate by going through the respective steps such as a developing step, an etching step, and a reticle peeling step, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.

【0090】次に、カラーフィルタ形成工程S402で
は、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複
数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成す
る。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、
セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て
工程S403では、パターン形成工程S401にて得ら
れた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形
成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて
液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工
程S403では、例えば、パターン形成工程S401に
て得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ
形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に
液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。
Next, in the color filter forming step S402, three colors corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue)
Many sets of dots are arranged in a matrix,
Alternatively, a color filter in which a set of three stripe filters of R, G, and B are arranged in a plurality of horizontal scanning line directions is formed. Then, after the color filter forming step S402,
The cell assembling step S403 is performed. In the cell assembling step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401, the color filter obtained in the color filter forming step S402, and the like. In the cell assembling step S403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401 and the color filter obtained in the color filter forming step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.

【0091】その後、モジュール組み立て工程S404
にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動
作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り
付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示
素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを
有する液晶表示素子をスループット良く得ることができ
る。
Thereafter, a module assembling step S404
Then, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0092】[0092]

【発明の効果】この発明の観察装置によれば、光路切換
手段により検出光学系のフォーカス位置を不変にしなが
ら、第1の位置からの光を検出光学系へ導く第1の光路
と第2の位置からの光を検出光学系へ導く第2の光路と
を切換えることができるため、検出光学系により複数の
被観察物体の観察を容易かつ高精度で行うことができ
る。
According to the observation apparatus of the present invention, the first optical path and the second optical path for guiding the light from the first position to the detection optical system while the focus position of the detection optical system remains unchanged by the optical path switching means. Since it is possible to switch between the second optical path for guiding light from the position to the detection optical system, it is possible to easily and highly accurately observe a plurality of objects to be observed by the detection optical system.

【0093】また、この発明の位置検出装置によれば、
光路切換手段により検出光学系のフォーカス位置を不変
にしながら、第1の位置のマークからの光を検出光学系
へ導く第1の光路と第2の位置のマークからの光を検出
光学系へ導く第2の光路とを切換えることができるた
め、検出光学系により複数のマークの位置を容易かつ高
精度に検出することができる。
Further, according to the position detecting device of the present invention,
The light from the mark at the first position and the light from the mark at the second position are guided to the detection optical system while the focus position of the detection optical system is kept unchanged by the light path switching means. Since the switching between the second optical path and the second optical path can be performed, the positions of the plurality of marks can be easily and accurately detected by the detection optical system.

【0094】また、この発明の露光装置によれば、位置
検出装置によりレチクルと感光性基板との何れか一方を
被観察物体として正確に位置検出をすることができるこ
とから、レチクルと感光性基板との相対的な位置合わせ
を極めて正確に行うことができる。
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since one of the reticle and the photosensitive substrate can be accurately detected as an object to be observed by the position detecting device, the reticle and the photosensitive substrate can be accurately detected. Can be performed very accurately.

【0095】また、この発明のマイクロデバイスの製造
方法によれば、レチクルに形成された転写パターンの像
を感光性基板上に忠実に結像させることができるためス
ループット良くマイクロデバイスの製造を行うことがで
きる。
Further, according to the method of manufacturing a micro device of the present invention, an image of a transfer pattern formed on a reticle can be faithfully formed on a photosensitive substrate. Can be.

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

【図1】第1の実施の形態にかかる投影露光装置を示す
一部を切り欠いた正面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a projection exposure apparatus according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態にかかる投影露光装置(図1)
を−X方向に見た一部を切り欠いた側面図である。
FIG. 2 is a projection exposure apparatus according to the first embodiment (FIG. 1).
FIG. 3 is a side view in which a part is cut away when viewed in the −X direction.

【図3】第1の実施の形態にかかる投影露光装置(図
2)のレチクルステージ等を示す要部の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a main part showing a reticle stage and the like of the projection exposure apparatus (FIG. 2) according to the first embodiment;

【図4】第1の実施の形態にかかる投影露光装置の制御
系を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the projection exposure apparatus according to the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態にかかるレチクルアライメン
ト系の構成を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration of a reticle alignment system according to the first embodiment.

【図6】第1の実施の形態にかかる光路切換部の構成を
説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of an optical path switching unit according to the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態にかかる光路切換の状態を説
明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an optical path switching state according to the first embodiment.

【図8】第1の実施の形態にかかる光路切換部の構成を
説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration of an optical path switching unit according to the first embodiment.

【図9】第2の実施の形態にかかる光路切換部の構成を
説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration of an optical path switching unit according to a second embodiment.

【図10】第2の実施の形態にかかる光路切換部の表面
反射ミラー対により形成される仮想空間を説明するため
の図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a virtual space formed by a pair of surface reflection mirrors of an optical path switching unit according to the second embodiment.

【図11】第2の実施の形態にかかる光路切換部の表面
反射ミラー対の変形例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the pair of surface reflection mirrors of the optical path switching unit according to the second embodiment.

【図12】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバ
イスの製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.

【図13】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバ
イスの製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.

【図14】従来のアライメントマークの観察方法を説明
するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a conventional alignment mark observation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…露光光源系、2…照明系、3…レチクル、4…投影
光学系、5…ウエハ、35…レチクルステージ、24
R,24L…光路切換部、24Ra,24Rb…プリズ
ム、61R,61L…レチクルアライメント系、64
a,64b…レチクルマーク、70R,70L…表面反
射ミラー対。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure light source system, 2 ... Illumination system, 3 ... Reticle, 4 ... Projection optical system, 5 ... Wafer, 35 ... Reticle stage, 24
R, 24L: optical path switching unit, 24Ra, 24Rb: prism, 61R, 61L: reticle alignment system, 64
a, 64b: reticle mark, 70R, 70L: surface reflection mirror pair.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被観察物体からの光を集光する検出光学
系と、 前記検出光学系を介した光を光電検出する光電検出素子
と、 前記被観察物体が設置される観察面における第1の位置
と前記第1の位置とは異なる第2の位置とを選択的に観
察するために、前記検出光学系のフォーカス位置を不変
にしながら前記第1の位置からの光を前記検出光学系へ
導く第1の光路と前記第2の位置からの光を前記検出光
学系へ導く第2の光路との何れかに切換える光路切換手
段とを備えたことを特徴とする観察装置。
1. A detection optical system for condensing light from an object to be observed, a photoelectric detection element for photoelectrically detecting light passing through the detection optical system, and a first element on an observation surface where the object to be observed is installed In order to selectively observe the position of the first position and the second position different from the first position, light from the first position is transmitted to the detection optical system while keeping the focus position of the detection optical system unchanged. An observation apparatus comprising: an optical path switching unit that switches between a first optical path for guiding light and a second optical path for guiding light from the second position to the detection optical system.
【請求項2】 前記光路切換手段は、前記第1の光路を
形成する第1光路偏向手段とこの第1光路偏向手段と交
換可能に設けられた前記第2の光路を形成する第2光路
偏向手段とを含み、 前記第1光路偏向手段内での前記第1の光路の光学的光
路長と前記第2光路偏向手段内での前記第2の光路の光
学的光路長とは互いに等しいことを特徴とする請求項1
記載の観察装置。
2. An optical path switching unit comprising: a first optical path deflecting unit for forming the first optical path; and a second optical path deflecting unit for forming the second optical path interchangeably provided with the first optical path deflecting unit. Means, wherein the optical path length of the first light path in the first path deflecting means is equal to the optical path length of the second light path in the second path deflecting means. Claim 1.
Observation device as described.
【請求項3】 前記第1光路偏向手段は前記第1の光路
を形成する第1プリズムを含み、前記第2光路偏向手段
は前記第2の光路を形成する第2プリズムを含むことを
特徴とする請求項2記載の観察装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein said first optical path deflecting means includes a first prism forming said first optical path, and said second optical path deflecting means includes a second prism forming said second optical path. The observation device according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記第1光路偏向手段は前記第1の光路
を形成する少なくとも2つの表面反射ミラーを含み、前
記第2光路偏向手段は前記第2の光路を形成する少なく
とも2つの表面反射ミラーを含むことを特徴とする請求
項2記載の観察装置。
4. The first optical path deflecting means includes at least two surface reflecting mirrors forming the first optical path, and the second optical path deflecting means includes at least two surface reflecting mirrors forming the second optical path. The observation device according to claim 2, further comprising:
【請求項5】 被観察物体の位置を検出するために、前
記被観察物体に形成されたマークからの光を集光する検
出光学系と、 前記検出光学系を介した光を光電検出する光電検出素子
と、 前記被観察物体が設置される観察面における第1の位置
のマークと前記第1の位置とは異なる第2の位置のマー
クとを選択的に観察するために、前記検出光学系のフォ
ーカス位置を不変にしながら前記第1の位置のマークか
らの光を前記検出光学系へ導く第1の光路と前記第2の
位置のマークからの光を前記検出光学系へ導く第2の光
路との何れかに切換える光路切換手段とを備えたことを
特徴とする位置検出装置。
5. A detection optical system for condensing light from a mark formed on the object to be observed in order to detect a position of the object to be observed, and a photoelectric device for photoelectrically detecting light passing through the detection optical system. A detection element, and the detection optical system for selectively observing a mark at a first position and a mark at a second position different from the first position on an observation surface on which the object to be observed is installed. A first optical path that guides light from the mark at the first position to the detection optical system and a second optical path that guides light from the mark at the second position to the detection optical system while keeping the focus position unchanged. And a light path switching means for switching between the two.
【請求項6】 前記光路切換手段は、前記第1の光路を
形成する第1光路偏向手段とこの第1光路偏向手段と交
換可能に設けられた前記第2の光路を形成する第2光路
偏向手段とを含み、 前記第1光路偏向手段内での前記第1の光路の光学的光
路長と前記第2光路偏向手段内での前記第2の光路の光
学的光路長とは互いに等しいことを特徴とする請求項5
記載の位置検出装置。
6. The optical path switching means includes a first optical path deflecting means for forming the first optical path and a second optical path deflecting for forming the second optical path interchangeably provided with the first optical path deflecting means. Means, wherein the optical path length of the first light path in the first path deflecting means and the optical path length of the second light path in the second path deflecting means are equal to each other. Claim 5
The position detecting device as described in the above.
【請求項7】 前記第1光路偏向手段は前記第1の光路
を形成する第1プリズムを含み、前記第2光路偏向手段
は前記第2の光路を形成する第2プリズムを含むことを
特徴とする請求項6記載の位置検出装置。
7. The light path deflecting means includes a first prism forming the first light path, and the second light path deflecting means includes a second prism forming the second light path. The position detecting device according to claim 6.
【請求項8】 前記第1光路偏向手段は前記第1の光路
を形成する少なくとも2つの表面反射ミラーを含み、前
記第2光路偏向手段は前記第2の光路を形成する少なく
とも2つの表面反射ミラーを含むことを特徴とする請求
項6記載の位置検出装置。
8. The first optical path deflecting means includes at least two surface reflecting mirrors forming the first optical path, and the second optical path deflecting means includes at least two surface reflecting mirrors forming the second optical path. The position detecting device according to claim 6, further comprising:
【請求項9】 レチクルに形成された転写パターンの像
を感光性基板に投影する投影光学系と、 前記レチクルと前記感光性基板との相対的な位置合わせ
を行うたに、前記レチクルと前記感光性基板の何れか一
方を前記被観察物体として位置検出する請求項5〜請求
項8の何れか1項に記載の位置検出装置と、を備えるこ
とを特徴とする露光装置。
9. A projection optical system for projecting an image of a transfer pattern formed on a reticle onto a photosensitive substrate, and the reticle and the photosensitive substrate are used to perform relative positioning between the reticle and the photosensitive substrate. An exposure apparatus comprising: the position detection device according to any one of claims 5 to 8, which detects a position of any one of the conductive substrates as the object to be observed.
【請求項10】 請求項9記載の露光装置を用いてレチ
クルの転写パターンを感光性基板上に露光する露光工程
と、 前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像す
る現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイス
の製造方法。
10. An exposure step of exposing a transfer pattern of a reticle onto a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 9, and a developing step of developing the photosensitive substrate exposed in the exposure step. A method for manufacturing a micro device, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019238640A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Asml Holding N.V. Apparatus for imaging an object at multiple positions

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