JPH09320947A - Aligner and correction method of imaging characteristics - Google Patents
Aligner and correction method of imaging characteristicsInfo
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- JPH09320947A JPH09320947A JP8154930A JP15493096A JPH09320947A JP H09320947 A JPH09320947 A JP H09320947A JP 8154930 A JP8154930 A JP 8154930A JP 15493096 A JP15493096 A JP 15493096A JP H09320947 A JPH09320947 A JP H09320947A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及び結像特
性の補正方法に係り、更に詳しくは半導体素子や液晶表
示基板等の製造におけるフォトリソグラフィ工程で使用
される露光装置及びそれに用いられる投影レンズの結像
特性の補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and a method for correcting imaging characteristics, and more particularly, to an exposure apparatus used in a photolithography process in manufacturing semiconductor devices, liquid crystal display substrates and the like, and a projection lens used therefor. The present invention relates to a method for correcting the image forming characteristic.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、半導体集積回路製造におけるフ
ォトリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられ
ているが、近年ではマスク(レチクル)のパターンを縮
小投影レンズを介してフォトレジストが塗布されたウエ
ハ上に転写する縮小投影露光装置が主流となっている。2. Description of the Related Art For example, in a photolithography process in manufacturing a semiconductor integrated circuit, various exposure apparatuses are used. In recent years, a mask (reticle) pattern is a wafer coated with a photoresist through a reduction projection lens. A reduction projection exposure apparatus that transfers images onto the top has become the mainstream.
【0003】ところで、半導体回路のパターン線幅の微
細化に対する要求は、年々高くなっており、特にここ数
年でこのパターン線幅の微細化に対する要求は急速に高
くなり、縮小投影露光装置における縮小投影レンズの結
像特性すなわちレンズ収差の低減が急を迫られている状
況である。このレンズ収差は、設計上は極めて微少な量
まで抑えることができるものの、設計値通りに投影レン
ズを製造することは不可能であり、製造過程で生じる公
差のようなものが、最終的に得られるレンズの結像性能
とされる。それは設計値に対して、若干の誤差を持った
ものになる。By the way, the demand for miniaturization of the pattern line width of semiconductor circuits has been increasing year by year, and in particular, in recent years, the demand for miniaturization of the pattern line width has rapidly increased, and the reduction in the reduction projection exposure apparatus has been reduced. There is an urgent need to reduce the imaging characteristics of the projection lens, that is, lens aberration. Although this lens aberration can be suppressed to an extremely small amount by design, it is not possible to manufacture a projection lens according to the design value, and the tolerances that occur during the manufacturing process will eventually be obtained. The imaging performance of the lens. It has a slight error with respect to the design value.
【0004】このような状況の下、従来においても幾つ
かの手法により、レンズ収差の低減を実現していたが、
それでも誤差を完全に除去できないことから、現在も誤
差低減へ向けて鋭意研究が続けられている。レンズ収差
の低減を効果的に実現する方法の一つとして、レチクル
と投影レンズの間、又はウエハと投影レンズの間にレン
ズ収差をキャンセルするような加工が意識的になされた
レンズ収差補正板を配置する方法が知られている。すな
わち、投影レンズの最終調整まで来た段階でどうしても
追い込めない収差については、収差補正板によってこの
収差を相殺するような収差を意識的発生させて、結果的
にレンズ収差を限りなくゼロに近づけようとするのであ
る。Under these circumstances, reduction of lens aberration has been realized by some methods in the past, but
Still, since the error cannot be completely removed, research is still ongoing to reduce the error. As one of the methods to effectively reduce the lens aberration, a lens aberration correction plate is intentionally processed to cancel the lens aberration between the reticle and the projection lens or between the wafer and the projection lens. It is known how to place it. In other words, for aberrations that cannot be completely compensated for when the final adjustment of the projection lens has been reached, the aberration correction plate is used to intentionally generate aberrations that cancel this aberration, and as a result, let the lens aberrations approach zero as much as possible. And
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述したレンズ収差補
正板を露光装置に搭載する場合、通常レンズ鏡筒とは別
の所に搭載されることから、その搭載についての精度は
搭載装置の機械公差によって定まる。このため、その取
り付け精度を十分に確保できず、収差補正板の取り付け
位置が本来の位置からずれ、収差補正板の補正値を忠実
にレンズに対して作用させることが出来ず、結像特性を
必ずしも十分に補正できないという不都合があった。When the above-mentioned lens aberration correction plate is mounted in the exposure apparatus, it is usually mounted in a place different from the lens barrel, and therefore the mounting accuracy is determined by the mechanical tolerance of the mounting apparatus. Determined by For this reason, the mounting accuracy cannot be sufficiently secured, the mounting position of the aberration correction plate deviates from the original position, and the correction value of the aberration correction plate cannot be faithfully applied to the lens, so that the imaging characteristic There was the inconvenience that it could not always be corrected sufficiently.
【0006】また、収差補正板を加工製作する際の結像
特性の計測時の分解点数を増やせば増やす程、結像特性
は一層高精度に補正できるのではあるが、この反面故意
的に補正する分解点数が増えることにより、それだけ収
差補正板の投影レンズ光軸直交面内での位置合わせ精度
が厳しくなる。これは、レンズ収差補正板を搭載した場
合、ウエハ面の一点は、この収差補正板の多くの点が集
まって形成されるため、レンズ収差補正板の光軸直交面
内の位置ずれは、単なる一点での位置ずれにはとどまら
ず、計測分解点数が多ければ多いほど収差補正板は光軸
直交面内でより高精度に位置決めしなければならないか
らである。Further, although the image forming characteristic can be corrected with higher accuracy as the number of decomposition points at the time of measuring the image forming characteristic when manufacturing the aberration correction plate is increased, this is intentionally corrected. As the number of decomposition points increases, the accuracy of alignment of the aberration correction plate in the plane orthogonal to the optical axis of the projection lens becomes stricter. This is because when a lens aberration correction plate is mounted, one point on the wafer surface is formed by gathering many points on this aberration correction plate, and therefore the positional deviation of the lens aberration correction plate in the plane orthogonal to the optical axis is simply This is because the aberration correction plate must be positioned with higher accuracy in the plane orthogonal to the optical axis as the number of measurement resolution points increases, not limited to the positional deviation at one point.
【0007】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は、投影レンズの結
像特性の高精度な補正を実現することができる露光装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above disadvantages of the prior art, and an object thereof is to provide an exposure apparatus which can realize highly accurate correction of the image forming characteristics of the projection lens. .
【0008】本発明の別の目的は、投影レンズの結像特
性を高精度に補正することができる結像特性の補正方法
を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method of correcting an image forming characteristic capable of correcting the image forming characteristic of a projection lens with high accuracy.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスクに形成されたパターンの像を投影レンズを介
して感光基板上に転写する露光装置であって、前記マス
クと前記投影レンズとの間又は前記感光基板と前記投影
レンズとの間で前記投影レンズの光軸直交面内の位置が
調整可能に配置され、前記投影レンズの結像特性を補正
する結像特性補正板と;前記結像特性補正板の光軸直交
面内での基準位置からの位置ずれを検出する位置ずれ検
出手段とを有する。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate via a projection lens, the mask and the projection lens. An image formation characteristic correction plate that is arranged between the photosensitive substrate and the projection lens so that the position in the plane orthogonal to the optical axis of the projection lens can be adjusted, and corrects the image formation characteristic of the projection lens. And a position deviation detecting means for detecting a position deviation of the imaging characteristic correction plate from a reference position in a plane orthogonal to the optical axis.
【0010】これによれば、例えば結像特性補正板の位
置を調整しながら、投影レンズの結像特性を調整し、所
望の結像特性が得られた状態で、位置ずれ検出手段によ
り結像特性補正板の光軸直交面内での基準位置からの位
置ずれを検出することにより、この位置ずれ量を記憶し
ておけば、何らかの事情により結像特性補正板を装置か
ら取り外して、再度搭載する際や、振動等により結像特
性補正板の位置ずれが生じた場合にも、上記記憶した位
置ずれ量に基づいて結像特性補正板を容易に元の位置に
再設定することができ、投影レンズの結像特性の高精度
な補正を実現することができる。According to this, for example, while adjusting the position of the image formation characteristic correction plate, the image formation characteristic of the projection lens is adjusted, and when the desired image formation characteristic is obtained, the image is formed by the positional deviation detecting means. By detecting the displacement of the characteristic correction plate from the reference position in the plane orthogonal to the optical axis, and storing this amount of displacement, the imaging characteristic correction plate can be removed from the device and mounted again for some reason. Also, when the image forming characteristic correction plate is displaced due to vibration or the like, it is possible to easily reset the image forming characteristic correction plate to the original position based on the stored positional displacement amount. It is possible to realize highly accurate correction of the imaging characteristics of the projection lens.
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の露光装置において、前記位置ずれ検出手段は、前記結
像特性補正板に予め形成された位置合わせマークと装置
の固定部位に予め形成された指標マークとを同時に撮像
するを含むことを特徴とする。これによれば、画像処理
方式のマーク検出手段により結像特性補正板に予め形成
された位置合わせマークと装置の固定部位に予め形成さ
れた指標マークとが同時に撮像される。According to a second aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to the first aspect, the positional deviation detecting means is preliminarily provided at a position where the alignment mark formed in advance on the image-forming characteristic correction plate and a fixed portion of the apparatus. It is characterized in that it includes simultaneously capturing the formed index mark. According to this, the alignment mark previously formed on the imaging characteristic correction plate and the index mark previously formed on the fixed portion of the apparatus are simultaneously imaged by the image processing type mark detecting means.
【0012】請求項3に記載の発明に係る結像特性の補
正方法は、マスクと投影レンズとの間又は感光基板と投
影レンズとの間に所定個所に少なくとも3つの位置情報
を含む位置合わせマークが形成された平行平面板を配設
する第1工程と;前記平行平面板を配設した状態で前記
投影レンズを調整後、前記投影レンズの結像特性を測定
するとともに、前記位置合わせマークの光軸直交面内の
基準位置からの位置ずれを計測する第2工程と;前記平
行平面板を前記投影レンズの光路上から取り除く第3工
程と;前記第2工程の結像特性の測定結果に基づいて加
工された結像特性補正板を前記投影レンズの光路上に配
置し、前記第2工程の位置ずれ計測結果に基づいて、前
記平行平面板上の位置合わせマークに対応して予め結像
特性補正板に形成された位置合わせマークの位置が、前
記第1工程での配設位置における前記平行平面板の位置
合わせマーク位置と一致するように調整する第4工程と
を含む。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for correcting an image-forming characteristic, wherein an alignment mark including at least three position information is provided at a predetermined position between the mask and the projection lens or between the photosensitive substrate and the projection lens. A first step of arranging a plane-parallel plate on which is formed; and after adjusting the projection lens in the state where the plane-parallel plate is arranged, the imaging characteristics of the projection lens are measured and the alignment mark A second step of measuring a displacement from a reference position in a plane orthogonal to the optical axis; a third step of removing the plane-parallel plate from the optical path of the projection lens; and a measurement result of the imaging characteristic of the second step. An image formation characteristic correction plate processed based on the above is arranged on the optical path of the projection lens, and image formation is performed in advance corresponding to the alignment mark on the parallel plane plate based on the position displacement measurement result of the second step. Formed on the characteristic correction plate The position of the alignment mark, and a fourth step of adjusting to coincide with the alignment mark position of the parallel flat plate in the installation position in the first step.
【0013】これによれば、マスクと投影レンズとの間
又は感光基板と投影レンズとの間に所定個所に少なくと
も3つの位置情報を含む位置合わせマークが形成された
平行平面板が配設され、この平行平面板を配設した状態
で投影レンズが調整される。その後、投影レンズの結像
特性が測定されるとともに、位置合わせマークの光軸直
交面内の基準位置からの位置ずれが計測される。その
後、平行平面板が投影レンズの光路上から取り除かれ、
先の結像特性の測定結果に基づいて加工された結像特性
補正板が投影レンズの光路上に配置され、平行平面板の
位置ずれ計測結果に基づいて、平行平面板上の位置合わ
せマークに対応して予め結像特性補正板に形成された位
置合わせマークの位置が、先の配設位置における平行平
面板の位置合わせマーク位置と一致するように調整され
る。これにより、結像特性補正板がその補正値が最も忠
実に投影レンズに作用する位置に正確に位置決めされ、
投影レンズの結像特性が高精度に補正される。According to this, the plane parallel plate on which the alignment mark including at least three pieces of position information is formed at a predetermined position is provided between the mask and the projection lens or between the photosensitive substrate and the projection lens, The projection lens is adjusted with the plane-parallel plate arranged. After that, the image forming characteristics of the projection lens are measured, and the positional deviation of the alignment mark from the reference position in the plane orthogonal to the optical axis is measured. After that, the plane-parallel plate is removed from the optical path of the projection lens,
An image forming characteristic correction plate processed based on the previous image forming characteristic measurement result is arranged on the optical path of the projection lens, and based on the position displacement measurement result of the parallel plane plate, it is used as an alignment mark on the parallel plane plate. Correspondingly, the position of the alignment mark previously formed on the imaging characteristic correction plate is adjusted so as to coincide with the alignment mark position of the parallel plane plate at the previous arrangement position. As a result, the imaging characteristic correction plate is accurately positioned at the position where the correction value most faithfully acts on the projection lens,
The image forming characteristic of the projection lens is corrected with high accuracy.
【0014】[0014]
【発明の実施形態】以下、本発明の一実施形態を図1な
いし図3に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0015】図1には、一実施形態に係る露光装置10
の構成が概略的に示されている。この露光装置10は、
マスクとしてのレチクルR上に形成されたパターン像を
ステップアンドリピート方式により投影レンズPLを介
して感光基板としてのウエハWのショット領域に投影す
る縮小投影型の露光装置(いわゆるウエハステッパ)で
ある。FIG. 1 shows an exposure apparatus 10 according to one embodiment.
Is schematically shown. This exposure apparatus 10
A reduction projection type exposure apparatus (so-called wafer stepper) that projects a pattern image formed on a reticle R as a mask onto a shot area of a wafer W as a photosensitive substrate by a step-and-repeat method via a projection lens PL.
【0016】この露光装置10は、光源12を含む照明
系、レチクルRに形成されたパターン像をウエハW上に
投影する投影レンズPL、ウエハWの移動機構を構成す
るステージ装置、倍率及びディストーション等の結像特
性の補正手段、フォーカス補正手段、及び制御系等を備
えている。The exposure apparatus 10 includes an illumination system including a light source 12, a projection lens PL that projects a pattern image formed on a reticle R onto a wafer W, a stage device that constitutes a moving mechanism of the wafer W, a magnification and a distortion. The image forming characteristic correcting means, the focus correcting means, the control system, and the like are provided.
【0017】前記照明系は、高圧水銀ランプあるいはエ
キシマレーザ等から成る光源12、照明光の光路の開閉
を行うシャッタ14、オプチカルインテグレータ(フラ
イアイレンズ)等を含む照明光学系16、照明系開口絞
り板(レボルバ)18、照明光の照明フィールドを制限
する可変ブラインド20を含む。シャッタ14は、駆動
部22により駆動され光源12から射出された照明光I
L(i線、g線、エキシマレーザ光(KrF、ArF)
等)を透過または遮光させる。シャッタ14の後方の光
路上には照明光学系16が配置され、ここで照明光IL
の光束の一様化、スペックルの低減化等が行われる。こ
の照明光学系16の出口部分には、円板状部材から成る
照明系開口絞り板18が配置されている、この照明系開
口絞り板18には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円
形開口より成る開口絞り、小さな円形開口より成りコヒ
ーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞
り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用
に複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り
(いずれも図示省略)が配置されている。この照明系開
口絞り板18は、主制御装置26により制御されるモー
タ等の駆動装置24により回転駆動されるようになって
おり、これによりいずれかの開口絞りが照明光の光路上
に選択的に設定される。The illumination system includes a light source 12 composed of a high-pressure mercury lamp or an excimer laser, a shutter 14 for opening and closing an optical path of illumination light, an illumination optical system 16 including an optical integrator (fly-eye lens), an illumination system aperture stop. It includes a plate (revolver) 18 and a variable blind 20 that limits the illumination field of the illumination light. The shutter 14 is driven by the driving unit 22 and the illumination light I emitted from the light source 12 is emitted.
L (i line, g line, excimer laser light (KrF, ArF)
Etc.) are transmitted or shielded. An illumination optical system 16 is arranged on the optical path behind the shutter 14, and the illumination light IL
Of the light flux, reduction of speckle, etc. are performed. An illumination system aperture stop plate 18 made of a disk-shaped member is arranged at the exit of the illumination optical system 16. The illumination system aperture stop plate 18 has, for example, a normal circular aperture at substantially equal angular intervals. Aperture stop consisting of a small circular aperture, an aperture stop for reducing the coherence factor σ value, an annular aperture stop for annular illumination, and multiple apertures eccentrically arranged for the modified light source method. A modified aperture stop (all not shown) is arranged. The illumination system aperture stop plate 18 is rotatably driven by a drive device 24 such as a motor controlled by a main control device 26, whereby any aperture stop is selectively placed on the optical path of the illumination light. Is set to.
【0018】照明系開口絞り板18の後方の光路上に
は、ハーフミラー28が配置され、このハーフミラー2
8の背面側後方(図1における上方)には、当該ハーフ
ミラー28を透過した透過光を光電検出するインテグレ
ータセンサ30が配置されている。このインテグレータ
センサ30は、例えばPINフォトダイオードから構成
され、照明光ILを光電検出して光情報(強度値)Iを
主制御装置26に出力する。光情報Iは、例えば投影レ
ンズPLの結像特性の照射変動量を求めるための基礎デ
ータとなる。A half mirror 28 is arranged on the optical path behind the aperture stop plate 18 for the illumination system.
An integrator sensor 30 that photoelectrically detects the transmitted light that has passed through the half mirror 28 is disposed on the rear side of the rear side of 8 (the upper side in FIG. 1). The integrator sensor 30 is composed of, for example, a PIN photodiode, photoelectrically detects the illumination light IL, and outputs light information (intensity value) I to the main controller 26. The light information I serves as basic data for obtaining the irradiation variation amount of the image forming characteristic of the projection lens PL, for example.
【0019】ハーフミラー28後方の照明光ILの光路
上には、可変ブラインド20を介在させてリレーレンズ
34a,34b組が設置されている。可変ブラインド2
0の設置面はレチクルRと共役関係にあり、駆動機構3
6により可変ブラインド20を構成する可動ブレードを
開閉させて開口位置、形状を変えることによってレチク
ルRの照明視野を任意に設定することができる。On the optical path of the illumination light IL behind the half mirror 28, a set of relay lenses 34a and 34b is installed with the variable blind 20 interposed. Variable blind 2
The installation surface of 0 has a conjugate relationship with the reticle R, and the drive mechanism 3
The illumination field of the reticle R can be arbitrarily set by opening and closing the movable blade constituting the variable blind 20 by 6 to change the opening position and shape.
【0020】リレーレンズ34a,34b組後方の照明
光ILの光路上には、当該リレーレンズ34a,34b
組を通過した照明光ILをレチクルRに向けて反射する
ミラー37が配置され、このミラー37後方の照明光I
Lの光路上にはコンデンサレンズ38が配置されてい
る。The relay lenses 34a, 34b are located on the optical path of the illumination light IL behind the relay lenses 34a, 34b.
A mirror 37 that reflects the illumination light IL that has passed through the pair toward the reticle R is disposed.
A condenser lens 38 is arranged on the optical path of L.
【0021】レチクルRは、レチクルステージRS上に
載置され、図示しないレチクルホルダにより保持されて
いる。レチクルステージRSは、水平面内で2次元方向
に微動可能に構成されており、レチクルRがレチクルス
テージRSに載置された後、レチクルRのパターン領域
PAの中心点が光軸AXと一致するように位置決めが行
なわれる。レチクルRの初期設定は、図示しないレチク
ルアライメント系によりレチクル周辺のアライメントマ
ーク(図示省略)を光電検出し、このマーク検出信号に
基づいて、レチクルステージRSを微動することにより
行われる。レチクルRは図示しないレチクル交換器によ
り適宜交換されて使用される。The reticle R is placed on the reticle stage RS and held by a reticle holder (not shown). The reticle stage RS is configured to be finely movable in a two-dimensional direction in a horizontal plane, and after the reticle R is mounted on the reticle stage RS, the center point of the pattern area PA of the reticle R coincides with the optical axis AX. Is positioned. Initial setting of the reticle R is performed by photoelectrically detecting an alignment mark (not shown) around the reticle by a reticle alignment system (not shown), and finely moving the reticle stage RS based on the mark detection signal. The reticle R is used after being appropriately replaced by a reticle exchanger (not shown).
【0022】投影レンズPLは、本体コラム100に保
持されており、この投影レンズPLは両側テレセントリ
ックな光学配置になるように、共通の光軸を有する複数
枚のレンズエレメント40、42、……から構成されて
いる。レンズエレメントのうち、レチクルステージRS
に最も近い一番上のレンズエレメント40は、リング状
の支持部材42により保持され、この支持部材42は、
伸縮可能な駆動素子、例えばピエゾ素子44a,44
b,44c(紙面奥側の駆動素子44cは図示せず)に
よって、3点支持されるとともに鏡筒部46と連結され
ている。上記の駆動素子44a,44b,44cによっ
て、レンズエレメント40の周辺3点を独立に、投影レ
ンズPLの光軸AX方向に移動させることができるよう
になっている。すなわち、レンズエレメント40を駆動
素子44a,44b,44cの変位量に応じて光軸AX
に沿って平行移動させることができるとともに、光軸A
Xと垂直な平面に対して任意に傾斜させることもでき
る。そして、これらの駆動素子44a,44b,44c
に与えられる電圧が、主制御装置26からの指令に基づ
いてコントローラ48によって制御され、これによって
駆動素子44a,44b,44cの変位量が制御される
ようになっている。なお、図1中、投影レンズPLの光
軸AXとは鏡筒部46に固定されているレンズエレメン
ト42その他のレンズエレメント(図示省略)の光軸を
指す。The projection lens PL is held on the main body column 100, and the projection lens PL has a plurality of lens elements 40, 42, ... Having a common optical axis so that the projection lens PL has a telecentric optical arrangement on both sides. It is configured. Reticle stage RS among lens elements
The uppermost lens element 40 closest to is supported by a ring-shaped support member 42, which is
Stretchable drive elements, eg piezo elements 44a, 44
b and 44c (the drive element 44c on the back side of the paper surface is not shown) are supported at three points and are connected to the lens barrel portion 46. By the drive elements 44a, 44b, 44c, the three peripheral points of the lens element 40 can be independently moved in the optical axis AX direction of the projection lens PL. That is, the lens element 40 is moved along the optical axis AX according to the displacement of the driving elements 44a, 44b, 44c.
Along the optical axis A
It can also be arbitrarily tilted with respect to a plane perpendicular to X. Then, these drive elements 44a, 44b, 44c
The voltage applied to the drive circuit is controlled by the controller 48 based on a command from the main controller 26, and the displacement amount of the drive elements 44a, 44b, 44c is controlled by this. In FIG. 1, the optical axis AX of the projection lens PL refers to the optical axes of the lens element 42 and other lens elements (not shown) fixed to the barrel portion 46.
【0023】前記の如く、レチクルRに最も近いレンズ
エレメント40が移動可能となっているが、このエレメ
ント40は倍率、ディストーション特性に与える影響が
他のレンズエレメントに比べて大きく制御しやすいもの
の一つを選択したものであって、同様の条件を満たすも
のであれば、このレンズエレメント40に代えてどのレ
ンズエレメントをレンズ間隔調整のために移動可能に構
成しても良い。As described above, the lens element 40 closest to the reticle R is movable, but this element 40 has one of the influences on the magnification and distortion characteristics that are much easier to control than other lens elements. If the above condition is selected and the same condition is satisfied, any lens element may be configured to be movable for adjusting the lens interval, instead of this lens element 40.
【0024】ここで、レンズエレメント40の光軸AX
方向の移動により投影レンズPLの倍率を補正すること
ができ、また、レンズエレメント40を傾斜させること
により、ディストーションを補正することができるの
で、本実施形態の露光装置10では駆動素子44a,4
4b,44c及びこれらの変位量を制御するコントロー
ラ48によって結像特性(レンズ収差)の補正手段が構
成されている。Here, the optical axis AX of the lens element 40
The magnification of the projection lens PL can be corrected by the movement in the direction, and the distortion can be corrected by tilting the lens element 40. Therefore, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the drive elements 44a, 4a are provided.
The image forming characteristics (lens aberration) are corrected by the controllers 4b and 44c and the controller 48 that controls the amount of displacement thereof.
【0025】次に、ウエハ移動機構を構成するステージ
装置について説明する。このステージ装置は、投影レン
ズPLの下方に配置され、水平面(XY面)内を2次元
移動可能なXYステージ50と、このXYステージ50
上に搭載され、光軸方向(Z方向)に微動可能なZステ
ージ52とを備えている。このZステージ52上に感光
基板としてのウエハWが載置されており、Zステージ5
2は駆動系54によって光軸方向に微小駆動される。X
Yステージ50は、駆動系54によって2次元方向に駆
動されるようになっている。XYステージ50の2次元
的な位置は、レーザ干渉計56によって、例えば0.0
1μm程度の分解能で常時検出され、このレーザ干渉計
56の出力が主制御装置26に与えられている。そし
て、主制御装置26からの指令がステージコントローラ
58に与えられ、ステージコントローラ58によって駆
動系54が制御される。このような閉ループの制御系に
より、例えば、XYステージ50はウエハW上の1つの
ショット領域に対するレチクルRの転写露光が終了する
と、次のショット位置までステッピングされる。Next, the stage device constituting the wafer moving mechanism will be described. This stage device is arranged below the projection lens PL and is capable of two-dimensionally moving in a horizontal plane (XY plane), and the XY stage 50.
A Z stage 52 mounted on the top and capable of finely moving in the optical axis direction (Z direction) is provided. A wafer W as a photosensitive substrate is placed on the Z stage 52, and the Z stage 5
2 is finely driven in the optical axis direction by the drive system 54. X
The Y stage 50 is driven in a two-dimensional direction by a drive system 54. The two-dimensional position of the XY stage 50 is set to, for example, 0.0 by the laser interferometer 56.
It is constantly detected with a resolution of about 1 μm, and the output of the laser interferometer 56 is given to the main controller 26. Then, a command from main controller 26 is given to stage controller 58, and drive system 54 is controlled by stage controller 58. With such a closed-loop control system, for example, when the transfer exposure of the reticle R onto one shot area on the wafer W is completed, the XY stage 50 is stepped to the next shot position.
【0026】前記Zステージ52上には、投影レンズP
Lの結像特性を測定する結像特性測定機構が59が設け
られている。この結像特性測定機構59は、その表面が
ウエハWの表面とほぼ同一高さとなるように配置され中
央部に例えばX、Y方向の十字形状のスリットが形成さ
れた基準板FMと、その下方に設けられた不図示の光電
検出器とを備えており、この光電検出器の出力Pが主制
御装置26に供給されている。ここで、この結像特性測
定機構59による結像特性の測定の仕組みを簡単に説明
すると、レチクルRに形成されたテストパターン(例え
ば、基準板上の上記スリットに対応するX方向、Y方向
のバー状の遮光パターン)の像が投影された状態でウエ
ハステージWSTをX軸方向、Y軸方向に移動させる
と、光電検出器の出力レベルが増減し、遮光パターンの
投影位置にスリットが来ると光電検出器の出力レベルは
最も低下する。従って、主制御装置26ではこのときの
光電検出器の出力Pとともにレーザ干渉計56によって
計測されるウエハステージ50の座標位置をモニタする
ことにより、上記遮光パターンの結像する座標位置を検
出することができ、この位置を本来のテストパターンの
結像すべき座標位置と比較することによって、結像位置
のずれ具合から逆に投影レンズPLの倍率誤差やディス
トーション等の結像特性を求めることができるのであ
る。On the Z stage 52, the projection lens P
An image forming characteristic measuring mechanism 59 for measuring the image forming characteristic of L is provided. The image formation characteristic measuring mechanism 59 is arranged such that the surface thereof is substantially level with the surface of the wafer W, and a reference plate FM having a cross-shaped slit in the center in the X and Y directions, for example, and below the reference plate FM. And a photoelectric detector (not shown) provided at the output of the photoelectric detector is supplied to the main controller 26. Here, a mechanism of measuring the image forming characteristic by the image forming characteristic measuring mechanism 59 will be briefly described. A test pattern formed on the reticle R (for example, in the X direction and the Y direction corresponding to the slits on the reference plate). When the wafer stage WST is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction in the state where the image of the bar-shaped light-shielding pattern) is projected, the output level of the photoelectric detector increases or decreases, and when the slit comes to the projection position of the light-shielding pattern. The output level of the photoelectric detector is the lowest. Therefore, the main controller 26 detects the coordinate position of the light-shielding pattern formed by monitoring the coordinate position of the wafer stage 50 measured by the laser interferometer 56 together with the output P of the photoelectric detector at this time. By comparing this position with the coordinate position where the original test pattern should be imaged, the imaging characteristics such as magnification error and distortion of the projection lens PL can be obtained from the deviation of the imaging position. Of.
【0027】前記フォーカス補正手段は、投影レンズP
Lの結像面に向けてピンホールまたはスリットの像を形
成するための結像光束もしくは平行光束を、光軸AXに
対して斜め方向より供給する照射光学系60aと、その
結像光束もしくは平行光束のウエハW表面での反射光束
を受光する受光光学系60bとからなる斜入射光式の焦
点検出系と、受光光学系60b内の図示しない平行平面
板の反射光束の光軸に対する傾きを主制御装置26から
の指令に応じて制御することにより、焦点検出系にオフ
セットを与えて投影レンズPLのフォーカスの変動を補
正するフォーカス補正コントローラ62とを備えてい
る。受光光学系60bからの焦点ずれ信号(デフォーカ
ス信号)は前述したステージコントローラ58に与えら
れ、ステージコントローラ58では焦点ずれ信号、例え
ばSカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるようにZ
ステージ52の位置を駆動系54を介して制御すること
により、オートフォーカス(自動焦点合わせ)が実行さ
れる。The focus correction means is a projection lens P.
An irradiation optical system 60a for supplying an image forming light beam or a parallel light beam for forming an image of a pinhole or a slit toward the image forming surface of L from an oblique direction with respect to the optical axis AX, and the image forming light beam or the parallel light beam. A grazing incidence light type focus detection system including a light receiving optical system 60b that receives a light beam reflected from the surface of the wafer W, and an inclination of a parallel plane plate (not shown) in the light receiving optical system 60b with respect to the optical axis of the reflected light beam A focus correction controller 62 that corrects a focus variation of the projection lens PL by offsetting the focus detection system by controlling according to a command from the control device 26 is provided. The defocus signal (defocus signal) from the light receiving optical system 60b is given to the above-mentioned stage controller 58, and the stage controller 58 adjusts the defocus signal to zero according to the defocus signal, for example, the S curve signal.
By controlling the position of the stage 52 via the drive system 54, autofocusing (automatic focusing) is performed.
【0028】なお、受光光学系60b内に平行平面板を
設けて焦点検出系(60a,60b)にオフセットを与
えるようにしたのは、例えば、倍率補正のためにレンズ
エレメント40を上下することによりフォーカスも変化
し、また、投影レンズPLが露光光を吸収することによ
り結像性能が変化し結像面の位置が変動するので、かか
る場合に焦点検出系にオフセットを与え、焦点検出系の
合焦位置を投影レンズPLの結像面の位置に一致させる
必要があるためである。A parallel plane plate is provided in the light receiving optical system 60b to give an offset to the focus detection system (60a, 60b) by, for example, moving the lens element 40 up and down to correct the magnification. The focus also changes, and since the projection lens PL absorbs the exposure light to change the image forming performance and the position of the image forming surface changes, in such a case, an offset is given to the focus detecting system to adjust the focus detecting system. This is because it is necessary to match the focal position with the position of the image plane of the projection lens PL.
【0029】制御系は、図1中、主制御装置26によっ
て主に構成される。主制御装置26は、CPU(中央演
算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、R
AM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆ
るマイクロコンピュータ(又はミニコンピュータ)によ
って構成され、露光動作が的確に行われるように、レチ
クルRとウエハWの位置合わせ、ウエハWのステッピン
グ、シャッタ14による露光タイミング等を統括して制
御する。また、主制御装置26は、露光中は、インテグ
レータセンサ30より情報を得て、投影レンズPLの結
像性能の変動量を演算にて算出するとともに、コントロ
ーラ48を始めとして装置全体を統括制御する。The control system is mainly constituted by the main controller 26 in FIG. The main controller 26 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory),
It is constituted by a so-called microcomputer (or minicomputer) composed of an AM (random access memory) or the like. The reticle R and the wafer W are aligned, the wafer W is stepped, and the shutter 14 is used so that the exposure operation is properly performed. The exposure timing and the like are generally controlled. Further, the main controller 26 obtains information from the integrator sensor 30 during the exposure, calculates the variation amount of the imaging performance of the projection lens PL by calculation, and controls the entire device including the controller 48 as a whole. .
【0030】上記のようにして構成された露光装置10
において、光源12から照射された照明光ILは、シャ
ッタ14を通過した後に、照明光学系16に向かう。照
明光ILは照明光学系16を通過することによって光束
が一様になり、照明系開口絞り板18の開口絞りにより
照明光の照明フィールドが制限された後に、ミラー28
で反射されてリレーレンズ34a,34b及び可変ブラ
インド20に入射する。照明光ILは、そこでレチクル
Rの照明視野が制限された後、ミラー37で垂直に下方
に反射されてコンデンサーレンズ38に至り、次いで、
レチクルRのパターン領域PAを均一な照度で照明す
る。レチクルのパターン領域PAを通過した照明光IL
は、投影レンズPLに入射する。投影レンズPLを透過
した光束は、ウエハW上の一つのショット領域に集光し
て、レチクルRの回路パターン像をその領域上に結像す
る。Exposure apparatus 10 constructed as described above
In, the illumination light IL emitted from the light source 12 travels to the illumination optical system 16 after passing through the shutter 14. The illumination light IL has a uniform luminous flux by passing through the illumination optical system 16, and after the illumination field of the illumination light is limited by the aperture stop of the illumination system aperture stop plate 18, the mirror 28 is illuminated.
Is reflected by and enters the relay lenses 34a and 34b and the variable blind 20. The illumination light IL, after the illumination field of the reticle R is limited there, is reflected vertically downward by the mirror 37 to reach the condenser lens 38, and then,
The pattern area PA of the reticle R is illuminated with a uniform illuminance. Illumination light IL that has passed through the pattern area PA of the reticle
Enters the projection lens PL. The light flux that has passed through the projection lens PL is focused on one shot area on the wafer W to form a circuit pattern image of the reticle R on that area.
【0031】ところで、前述した結像特性の補正手段を
装置組み立て時に用いれば、投影レンズPLの結像特性
を外部から補正することは可能であるが、この結像特性
の補正手段によって補正できるのは、収差の中でも殆ど
が線形成分の除去にあたる。すなわち、投影レンズPL
の中心に対して像高が高くなっていくに従って、その変
化が線形に変化するものに限られており、線形成分以外
の非線形成分については、上記のような結像特性の補正
手段を用いても除去することはできず、従って、この非
線形成分が最終のレンズの残留収差になってしまう。By the way, if the above-mentioned image forming characteristic correcting means is used when assembling the apparatus, the image forming characteristic of the projection lens PL can be corrected from the outside, but it can be corrected by this image forming characteristic correcting means. In most of the aberrations, the linear component is removed. That is, the projection lens PL
As the image height increases with respect to the center of the, the change is limited to those that change linearly. For non-linear components other than the linear component, use the above-mentioned image forming characteristic correcting means. Cannot be removed, and thus this nonlinear component becomes the residual aberration of the final lens.
【0032】この非線形成分の収差、主として倍率、デ
ィストーション等の平面内の収差を除去するものとし
て、本実施形態の露光装置10では、レチクルRと投影
レンズPLの間に、結像特性補正板としての収差補正板
70が不図示の搭載装置を介して搭載されている。この
収差補正板70は、前述した結像特性測定機構59を用
いて投影レンズPLの結像特性を測定し、この測定結果
に基づいて投影レンズPLが有する残留収差(主として
倍率、ディストーションに関するもの)を相殺(キャン
セル)するような収差を発生するように平行平面板の表
面を装置外の加工装置を用いて加工したものである。こ
のような収差補正板70を用いて投影レンズPLの結像
特性を補正する場合、前述したようにその位置合わせが
重要であり、このため本実施形態の装置10では、次の
ような工夫がなされている。In order to remove the aberration of the non-linear component, mainly the aberration in the plane such as magnification and distortion, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, an image forming characteristic correction plate is provided between the reticle R and the projection lens PL. The aberration correction plate 70 is mounted via a mounting device (not shown). The aberration correction plate 70 measures the image forming characteristic of the projection lens PL using the image forming characteristic measuring mechanism 59 described above, and based on the measurement result, the residual aberration of the projection lens PL (mainly related to magnification and distortion). The surface of the plane-parallel plate is processed by using a processing device outside the device so as to generate an aberration that cancels out. When the imaging characteristics of the projection lens PL are corrected using such an aberration correction plate 70, the alignment is important as described above, and therefore the device 10 of the present embodiment has the following ideas. Has been done.
【0033】すなわち、図2に示されるように、収差補
正板70の露光光の照射領域の周辺部、例えば四辺の中
心に、X軸方向の位置合わせマークMx1、Mx2、Y軸方
向の位置合わせマークMy1、My2が予め形成されてい
る。これらの位置合わせマークMx1、Mx2、My1、My2
はクロム等の光を透過しない材質によって形成されてい
る。これらの位置合わせマークMx1、Mx2、My1、My2
は、例えば電子ビーム露光装置等を用いたリソグラフィ
工程を経て予め形成されている。That is, as shown in FIG. 2, the alignment marks M x1 , M x2 in the X-axis direction and the Y-axis direction are aligned in the peripheral portion of the exposure light irradiation area of the aberration correction plate 70, for example, in the center of the four sides. Alignment marks M y1 and M y2 are formed in advance. These alignment marks M x1 , M x2 , M y1 , M y2
Is made of a material such as chrome that does not transmit light. These alignment marks M x1 , M x2 , M y1 , M y2
Are formed in advance through a lithography process using, for example, an electron beam exposure apparatus.
【0034】また、本実施形態ではこれらの位置合わせ
マークに対応して、収差補正板の位置ずれ検出手段80
が設けられている。この位置ずれ検出手段80は、図1
に示されるように、光源82、ビームスプリッタBS、
折り曲げミラー83、レンズL1、L2、L3、L4及
びマーク検出手段としてのCCDカメラ84とを含んで
構成されている。ここで、この位置ずれ検出手段80を
構成する上記構成各部の作用について説明する。光源8
2からの検出光束は、ビームスプリッタBSでその一部
が反射され、残りがビームスプリッタBSを透過する。
前記反射光束は、レンズL1を通過後折り曲げミラー8
3により折り曲げられ収差補正板70の周辺部に形成さ
れた前記位置合わせマークMx1を照射する。この位置合
わせマークMx1からの反射光束は、折り曲げミラー83
で折り曲げられ、レンズL1を前と反対方向から通過
し、更にビームスプリッタBS、レンズL2を順次通過
後CCDカメラ84の撮像面に結像する。この一方、光
源82から射出されビームスプリッタBSを透過した光
束は、レンズL3、L4を順次透過し、投影レンズPL
を保持する本体コラム100上に予め形成された指標マ
ークmを照射し、この指標マークmからの反射光束はレ
ンズL4、L3を前と反対方向から透過してビームスプ
リッタBSで反射され、レンズL2を介してCCDカメ
ラ84の撮像面に結像する。従って、CCDカメラ84
では収差補正板70上の位置合わせマークMx1と指標マ
ークmとを同時に撮像することができ、この撮像された
画像情報に基づいて指標マークmを基準とする位置合わ
せマークMx1の相対位置を検出することができる。この
相対位置関係から、例えば収差補正板70を一度取り外
して再度搭載するような場合であっても前と同一位置に
設定することが可能となり、収差補正板の位置決めの再
現性を容易に確保することが出来る。なお、図1では位
置ずれ検出手段80が、X方向のマークMx1に対応して
1つだけ設けられた状態が図示されているが、実際には
X方向のマークの位置ずれ検出用として2つ、Y方向の
マークの位置ずれ検出用として1つ(あるいはY方向に
ついて2つ、X方向について1つ)の合計3つ設けら
れ、これに対応して指標マークmも本体コラム100上
に3つ設けられている。これは、X、Y両方向について
合計3つの位置情報を含むマークの位置ずれを検出でき
れば、収差補正板70そのものの回転を含む位置ずれを
検出できるからである。この意味からすれば、位置合わ
せマークM、指標マークmとして2次元マークを使用す
れば、それぞれのマークを各2つ設ければ良く、従って
位置ずれ検出手段も2つ設ければ足りる。Further, in this embodiment, the positional deviation detecting means 80 of the aberration correction plate is associated with these alignment marks.
Is provided. This positional deviation detecting means 80 is shown in FIG.
, A light source 82, a beam splitter BS,
It is configured to include a folding mirror 83, lenses L1, L2, L3, L4 and a CCD camera 84 as mark detecting means. Here, the operation of each of the above-mentioned components constituting the positional deviation detecting means 80 will be described. Light source 8
A part of the detected light flux from 2 is reflected by the beam splitter BS and the rest is transmitted through the beam splitter BS.
The reflected light flux passes through the lens L1 and is then bent by the bending mirror 8
The alignment mark M x1 which is bent by 3 and formed on the peripheral portion of the aberration correction plate 70 is irradiated. The reflected light flux from the alignment mark M x1 is bent by the folding mirror 83.
The image is formed on the image pickup surface of the CCD camera 84 after passing through the lens L1 from the direction opposite to the front and further passing through the beam splitter BS and the lens L2. On the other hand, the light flux emitted from the light source 82 and transmitted through the beam splitter BS sequentially passes through the lenses L3 and L4, and the projection lens PL.
An index mark m formed in advance is radiated on the main body column 100 that holds the light beam, and the reflected light flux from this index mark m passes through the lenses L4 and L3 from the direction opposite to the front and is reflected by the beam splitter BS, and the lens L2. An image is formed on the image pickup surface of the CCD camera 84 via. Therefore, the CCD camera 84
In this case, the alignment mark M x1 on the aberration correction plate 70 and the index mark m can be imaged at the same time, and the relative position of the alignment mark M x1 with the index mark m as a reference can be determined based on the imaged image information. Can be detected. From this relative positional relationship, for example, even when the aberration correction plate 70 is once removed and then mounted again, it can be set to the same position as before, and the reproducibility of positioning of the aberration correction plate can be easily ensured. You can Note that FIG. 1 shows a state in which only one position deviation detecting unit 80 is provided corresponding to the mark M x1 in the X direction, but in reality, it is 2 for detecting the position deviation of the mark in the X direction. One is provided for detecting the positional deviation of the mark in the Y direction (or two for the Y direction and one for the X direction), and three index marks m are provided on the main body column 100 correspondingly. One is provided. This is because if the positional deviation of the mark including a total of three pieces of positional information can be detected in both the X and Y directions, the positional deviation including the rotation of the aberration correction plate 70 itself can be detected. From this point of view, if a two-dimensional mark is used as the alignment mark M and the index mark m, it is sufficient to provide two marks for each mark, and therefore, it is sufficient to provide two position shift detecting means.
【0035】また、指標マークmを投影レンズPLが保
持された本体コラム100に予め形成するのは、上記の
位置合わせマークMと指標マークmとを同時に撮像して
両マークの画像を同時に取り込み、収差補正板70の位
置決め再現性の容易化を図る目的の他、温度や振動等で
レンズ自体が変化しても同時に指標マークも変化するの
で誤差が低減できるからである。The index mark m is formed in advance on the main body column 100 in which the projection lens PL is held. That is, the alignment mark M and the index mark m are imaged at the same time, and the images of both marks are simultaneously captured. This is because, in addition to the purpose of facilitating the positioning reproducibility of the aberration correction plate 70, even if the lens itself changes due to temperature, vibration, or the like, the index mark changes at the same time, so that the error can be reduced.
【0036】次に、上述した収差補正板70の位置合わ
せ方法を含む本発明の結像特性の補正方法について説明
する。Next, a method of correcting the image forming characteristic of the present invention including the above-described method of aligning the aberration correction plate 70 will be described.
【0037】ここでは、同一厚さ同一寸法の同一の透明
材質から成る平行平面板72を少なくとも2枚用意し、
予めこれらの平行平面板に同一の電子ビーム露光装置等
を用いて同一の位置関係なるように周辺部に位置合わせ
マークをそれぞれ形成しておく。ここでは、図2に示さ
れるような位置合わせマークMx1、Mx2、My1、My2が
形成されているものとする。Here, at least two parallel plane plates 72 of the same thickness and size and made of the same transparent material are prepared.
Alignment marks are previously formed on these parallel plane plates in the peripheral portions so as to have the same positional relationship by using the same electron beam exposure apparatus or the like. Here, it is assumed that the alignment marks M x1 , M x2 , M y1 , and M y2 as shown in FIG. 2 are formed.
【0038】前提として、レチクルステージRS上には
テストパターンが多数形成されたテスト用レチクルが搭
載され、投影レンズ光軸AXに対して位置決めされ、ま
た、ウエハステージ50は、基準板FMが投影レンズP
Lの直下に移動しているものとする。このとき、露光装
置10には、収差補正板は搭載されていない。As a premise, a test reticle having a large number of test patterns formed thereon is mounted on the reticle stage RS and positioned with respect to the projection lens optical axis AX. Further, in the wafer stage 50, the reference plate FM has a projection lens FM. P
It is assumed to be moving just below L. At this time, the aberration correction plate is not mounted on the exposure apparatus 10.
【0039】 まず、オペレータは、図1における収
差補正板70が置かれている高さ位置に平行平面板72
を不図示の搭載装置を介して搭載する。ここで、この平
行平面板72を搭載する理由については、後に詳述す
る。First, the operator places the plane-parallel plate 72 at the height position where the aberration correction plate 70 in FIG. 1 is placed.
Is mounted via a mounting device (not shown). Here, the reason why the parallel flat plate 72 is mounted will be described in detail later.
【0040】 平行平面板72が搭載されると、主制
御装置26では照明系からの露光光ILによりレチクル
を照明して、テストパターン像を投影レンズPLにより
ウエハステージ50上に投影する。この状態で、主制御
装置26ではウエハステージ50をX、Y2次元方向に
走査し、このときの干渉計56の計測値及び結像特性測
定機構59の出力をモニタして、投影レンズPLの結像
特性、より具体的には結像特性補正手段で補正可能な倍
率、ディストーション等の線形成分を演算し、この演算
結果に基づいてコントローラ48を制御して結像特性補
正手段を構成するピエゾ素子44a、44b、44cを
駆動する。これにより、投影レンズPLの調整が行わ
れ、調整限度まで収差が追い込まれることになる。な
お、この調整は結像特性補正手段により行われるので、
収差の中でも殆どが線形成分の除去にあたる。当然、調
整であるので線形成分の残留量を完全に除去することは
出来ないが、この量は非常に小さいので、ここではこの
量については無視することとする。When parallel plane plate 72 is mounted, main controller 26 illuminates the reticle with exposure light IL from the illumination system, and projects a test pattern image onto wafer stage 50 with projection lens PL. In this state, main controller 26 scans wafer stage 50 in the X and Y two-dimensional directions, monitors the measurement value of interferometer 56 and the output of imaging characteristic measurement mechanism 59 at this time, and connects projection lens PL. The image characteristics, more specifically, a linear component such as magnification and distortion that can be corrected by the image forming characteristic correcting means is calculated, and the controller 48 is controlled based on the calculated result to configure the image forming characteristic correcting means. Drive 44a, 44b, 44c. As a result, the projection lens PL is adjusted, and the aberration is driven up to the adjustment limit. Since this adjustment is performed by the image forming characteristic correcting means,
Most of the aberration corresponds to the removal of the linear component. Of course, since it is an adjustment, the residual amount of the linear component cannot be completely removed, but since this amount is very small, this amount will be ignored here.
【0041】この調整後、再度主制御装置26では、上
記と同様にして投影レンズPLの結像特性を測定し、そ
の測定結果をウエハステージ座標系と対応させて不図示
のメモリに記憶する。その後、主制御装置26では、メ
モリ内の情報を下に、最終的な投影レンズPLの結像特
性すなわちレンズ収差を演算し、この情報を不図示の外
部の加工装置に送る。次に、主制御装置26では、光源
82をオンにして検出光束を平行平面板72上の位置合
わせマークM、本体コラム100上の指標マークmに照
射する。これにより、CCDカメラ84により位置合わ
せマークMと指標マークmとが同一画面上に取り込ま
れ、その画像情報、及び両マークの位置関係を示す数値
情報(この具体例については後述する)が、不図示のデ
ィスプレイ画面上に表示される。After this adjustment, main controller 26 again measures the imaging characteristics of projection lens PL in the same manner as described above, and stores the measurement result in a memory (not shown) in association with the wafer stage coordinate system. After that, the main controller 26 calculates the final image formation characteristic of the projection lens PL, that is, the lens aberration based on the information in the memory, and sends this information to an external processing device (not shown). Next, in the main controller 26, the light source 82 is turned on to irradiate the detection light flux to the alignment mark M on the plane parallel plate 72 and the index mark m on the main body column 100. As a result, the CCD camera 84 captures the alignment mark M and the index mark m on the same screen, and the image information and numerical information (a specific example of which will be described later) indicating the positional relationship between the marks are not recorded. It is displayed on the display screen shown.
【0042】 次に、オペレータは、平行平面板72
を露光装置10から取り外して、不図示の加工装置にセ
ットする。これにより、加工装置により、先に主制御装
置26から送られたレンズ収差の情報に基づいて、この
レンズ収差をキャンセルするような収差を発生するよう
な平行平面板72の表面加工が行われ、収差補正板72
が製作される。ここでは、露光装置10から取り外した
平行平面板72を加工して収差補正板70を製作するも
のとしたが、これは、次のような理由による。すなわ
ち、厳密にいえば、加工されていない平行平面板72も
正確には平面のものではないので、他の平行平面板72
を加工して高精度な収差補正板を作製する場合、この平
行平面板72の平行度を測定しなければならなくなり、
更にその平行平面板72の平面曲線分布に対して、その
曲線量を見込んで加工を施して収差補正板70を製作し
なければならなくなるが、露光装置10から取り外した
平行平面板72を加工する場合には、このような不都合
がないからである。Next, the operator uses the plane-parallel plate 72.
Is removed from the exposure device 10 and set in a processing device (not shown). As a result, the processing device performs the surface processing of the plane-parallel plate 72 so as to generate an aberration that cancels the lens aberration, based on the lens aberration information sent from the main control device 26 in advance. Aberration correction plate 72
Is produced. Here, the parallel flat plate 72 removed from the exposure apparatus 10 is processed to manufacture the aberration correction plate 70, but this is for the following reason. That is, in a strict sense, the unprocessed parallel plane plate 72 is not exactly a plane, so that another parallel plane plate 72 is not processed.
When manufacturing a high-precision aberration correction plate by processing, the parallelism of the plane-parallel plate 72 must be measured,
Further, the aberration correction plate 70 must be manufactured by processing the distribution of the plane curve of the plane parallel plate 72 in consideration of the amount of the curve, but the plane parallel plate 72 removed from the exposure apparatus 10 is processed. This is because such a problem does not occur in some cases.
【0043】しかしながら、要求される精度がそれほど
高くない場合には、予め用意された他の平行平面板72
を加工装置に予めセットし、主制御装置26からレンズ
収差のデータが送られてきた時点でその平行平面板72
の表面加工を行うようにしてもよい。このようにする場
合には、収差補正板70の加工と、上記の平行平面板7
2の位置計測とが同時並行処理により行われ、スループ
ットの向上を図ることが出来る。However, when the required accuracy is not so high, another parallel plane plate 72 prepared in advance is used.
Is set in the processing device in advance, and when the data of the lens aberration is sent from the main control device 26, the parallel flat plate 72
You may make it surface-process. In this case, the aberration correction plate 70 is processed and the parallel plane plate 7 is processed.
The position measurement of 2 is performed by the parallel processing at the same time, and the throughput can be improved.
【0044】 次に、オペレータは製作された収差補
正板70を、不図示の搭載装置を介して露光装置10に
搭載する。この収差補正板70が搭載されると、主制御
装置26により光源82がオンされ、収差補正板70上
の周辺に形成された位置合わせマークMと指標とマーク
mとがCCDカメラ84で同時に撮像され、その画像情
報及び両マークの位置関係を示す数値情報(この具体例
についても後述する)が、不図示のディスプレイ画面上
に表示される。オペレータは、この画面を見ながら画面
の表示内容が先に上記の工程でディスプレイ画面上に
表示された画像情報及び両マークの位置関係を示す数値
情報と一致するまで、収差補正板70の位置を調整す
る。これにより、容易に収差補正板70の位置を最もそ
の効果を発揮する位置、すなわち収差補正板70の補正
値を最も忠実に投影レンズPLに作用させることが出来
る位置に、正確に位置決めすることができ、投影レンズ
PLの収差、すなわち結像特性を非常に高精度に補正す
ることが出来る。Next, the operator mounts the manufactured aberration correction plate 70 on the exposure apparatus 10 via a mounting device (not shown). When the aberration correction plate 70 is mounted, the light source 82 is turned on by the main controller 26, and the alignment mark M, the index, and the mark m formed on the periphery of the aberration correction plate 70 are simultaneously imaged by the CCD camera 84. The image information and numerical information indicating the positional relationship between both marks (a specific example of which will be described later) are displayed on a display screen (not shown). While looking at this screen, the operator controls the position of the aberration correction plate 70 until the display content of the screen matches the image information previously displayed on the display screen in the above process and the numerical information indicating the positional relationship between both marks. adjust. As a result, the position of the aberration correction plate 70 can be easily and accurately positioned to a position where the effect is most exerted, that is, a position where the correction value of the aberration correction plate 70 can be most faithfully applied to the projection lens PL. Therefore, the aberration of the projection lens PL, that is, the imaging characteristic can be corrected with extremely high accuracy.
【0045】上記の工程で、収差補正板70の加工・
搭載に先立って平行平面板72を露光装置10に搭載す
るのは、加工された収差補正板70は、光学的厚みを持
ったものであることから、結像結果として、この厚味が
あるなしで大きく異なり、加工された収差補正板70を
搭載する前に、予め投影レンズPLの収差を結像特性補
正手段で追い込む作業を行っている状態でも、加工され
ていない平行平面板72を搭載しておいた方が作業と計
算が非常に容易且つ高精度に行えるからである。In the above process, processing of the aberration correction plate 70
The plane-parallel plate 72 is mounted on the exposure apparatus 10 prior to mounting, because the processed aberration correction plate 70 has an optical thickness, and as a result of imaging, there is no such thickness. However, even before the processed aberration correction plate 70 is mounted, the unprocessed plane-parallel plate 72 is mounted even if the aberration of the projection lens PL is being corrected by the imaging characteristic correction means in advance. This is because the work and the calculation can be performed very easily and highly accurately if they are saved.
【0046】すなわち、本来収差補正板70は投影レン
ズPLの収差を補正するものであるので、投影レンズP
Lの像面と位置合わせすることがもっとも大切なことで
あるが、もともと加工していない平行平面板72がある
と、実は平行平面板72での測定そのものが投影レンズ
PLの像面で見ていることになり、この平行平面板72
に対して収差補正板70を位置合わせすれば、投影レン
ズPLの像面と合うことになる。That is, since the aberration correction plate 70 originally corrects the aberration of the projection lens PL, the projection lens P
It is most important to align with the image plane of L, but if there is a plane-parallel plate 72 that has not been processed originally, the measurement itself on the plane-parallel plate 72 is actually seen on the image plane of the projection lens PL. Therefore, the parallel plane plate 72
On the other hand, if the aberration correction plate 70 is aligned, it will be aligned with the image plane of the projection lens PL.
【0047】この場合、加工されていない平行平面板7
2及び加工を施した収差補正板70の投影レンズPLに
対する位置合わせを正確に行わなければならないことが
基本となることは言うまでもない。In this case, the unprocessed plane-parallel plate 7
It goes without saying that it is fundamental that the position of the processed aberration correction plate 70 with respect to the projection lens PL must be accurately adjusted.
【0048】そこで、本実施形態では、平行平面板72
と収差補正板70の位置を合わせるために、平行平面板
72(最終的に収差補正板加工される平行平面板を含
む)の周辺に対して、同一の位置関係の位置合わせマー
クを予め設けたのである。Therefore, in this embodiment, the plane-parallel plate 72 is used.
In order to align the position of the aberration correction plate 70 with the position of the aberration correction plate 70, alignment marks having the same positional relationship are provided in advance on the periphery of the parallel plane plate 72 (including the parallel plane plate to be finally processed for the aberration correction plate). Of.
【0049】そして、平行平面板72を搭載したとき、
本体コラム100上に形成された指標マークmの像と平
行平面板72上の位置合わせマークMの像とをCCDカ
メラ84で同時に取り込み、このときの両マークの位置
関係を記憶し、更に収差補正板70を搭載したときに同
じように両マークの位置関係を測定し、この位置関係が
平行平面板72搭載時に測定した位置関係と同一になる
ように収差補正板70のXY平面内の位置を調整する。When the plane parallel plate 72 is mounted,
The image of the index mark m formed on the main body column 100 and the image of the alignment mark M on the plane parallel plate 72 are simultaneously captured by the CCD camera 84, the positional relationship between both marks at this time is stored, and aberration correction is further performed. Similarly, when the plate 70 is mounted, the positional relationship between the marks is measured, and the position in the XY plane of the aberration correction plate 70 is adjusted so that this positional relationship is the same as the positional relationship measured when the parallel plane plate 72 is mounted. adjust.
【0050】これを更に詳述すると、例えば指標マーク
mとして一対の指標マークm1 、m2 を用い、この一対
の指標マークm1 、m2 の像と平行平面板72上の位置
合わせマークMx1の像とがCCDカメラ84の撮像面上
に図3(A)に示されるような位置関係で結像したもの
とすると、指標マークm1 、m2 と平行平面板上の位置
合わせマークMx1とのずれ量として、例えば(a−b)
なる量を測定して記憶する。ここで、位置ずれ検出手段
80を構成する光学系(L1、L2、L3、L4)の倍
率を適宜調整することにより、図3(A)のようにマー
ク間の位置関係を設定することは容易である。なお、図
3(A)に示されるマークMx1は、図2のマークMx1を
模式的に示したものである(図3(B)において同
じ)。More specifically, for example, a pair of index marks m 1 and m 2 are used as the index mark m, and the images of the pair of index marks m 1 and m 2 and the alignment mark M on the plane parallel plate 72 are used. Assuming that the image of x1 is formed on the image pickup surface of the CCD camera 84 in the positional relationship shown in FIG. 3A, the index marks m1 and m2 and the alignment mark Mx1 on the plane-parallel plate. As the amount of deviation, for example, (ab)
And measure and store. Here, it is easy to set the positional relationship between the marks as shown in FIG. 3A by appropriately adjusting the magnification of the optical system (L1, L2, L3, L4) that constitutes the positional deviation detecting means 80. Is. The mark M x1 shown in FIG. 3 (A) is a schematic representation of the mark M x1 in FIG. 2 (same in FIG. 3 (B)).
【0051】更に、収差補正板70を搭載したときに、
一対の指標マークm1 、m2 の像と平行平面板72上の
位置合わせマークMx1の像とがCCDカメラ84の撮像
面上に図3(B)に示されるような位置関係で結像した
ものとすると、その指標マークm1 、m2 と収差補正板
70上の位置合わせマークMx1とのずれ量として、例え
ば(c−d)なる量を測定する。そのそれぞれのずれ量
の差の半分eが収差補正板72の位置誤差である。ここ
で、位置誤差eは次式で表わされる。 e={(c−d)−(a−b)}/2={(c−a)+
(b−d)}/2 従って、このずれ量eがゼロとなるように収差補正板7
0の位置を調整すれば、その収差補正板70の位置が投
影レンズPLの収差を最も低減させる位置になる。Furthermore, when the aberration correction plate 70 is mounted,
An image of the pair of index marks m 1 and m 2 and an image of the alignment mark Mx1 on the plane parallel plate 72 are formed on the image pickup surface of the CCD camera 84 in the positional relationship shown in FIG. 3B. Assuming that the difference is between the index marks m 1 and m 2 and the alignment mark M x1 on the aberration correction plate 70, for example, an amount (cd) is measured. Half the difference e between the respective shift amounts is the position error of the aberration correction plate 72. Here, the position error e is expressed by the following equation. e = {(cd)-(ab)} / 2 = {(c-a) +
(B−d)} / 2 Therefore, the aberration correction plate 7 is adjusted so that the shift amount e becomes zero.
If the position of 0 is adjusted, the position of the aberration correction plate 70 becomes the position where the aberration of the projection lens PL is most reduced.
【0052】但し、この位置は固定することによって、
再現性さえ確保できれば、動かす必要はなくなるので、
この収差補正板の位置調整はオペレータの手操作で十分
であり、自動化や精密な調整機構などは不要である。However, by fixing this position,
As long as reproducibility can be secured, there is no need to move it.
The position of the aberration correction plate can be adjusted manually by an operator, and automation or a precise adjustment mechanism is unnecessary.
【0053】以上の〜の工程により、投影レンズP
Lの結像特性は、収差の線形成分は勿論、非線形成分ま
で高精度に補正される。Through the above steps 1 to 5, the projection lens P
The image forming characteristic of L is corrected with high accuracy not only to the linear component of aberration but also to the nonlinear component.
【0054】なお、上記実施形態中の説明では、レチク
ルRと投影レンズPLとの間に、収差補正板を配置する
場合について説明したが、本発明がこれに限定されるも
のではなく、投影レンズPLとウエハWとの間に収差補
正板を配置しても良い。In the description of the above embodiment, the case where the aberration correction plate is arranged between the reticle R and the projection lens PL has been described, but the present invention is not limited to this, and the projection lens is not limited to this. An aberration correction plate may be arranged between the PL and the wafer W.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る露光
装置、及び結像特性の補正方法によれば、投影レンズの
結像特性をより確実にかつ高精度に補正することができ
るという従来にない優れた効果がある。As described above, according to the exposure apparatus and the method for correcting the image forming characteristic according to the present invention, the image forming characteristic of the projection lens can be corrected more reliably and highly accurately. It has an excellent effect not found in.
【図1】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示
す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to one embodiment.
【図2】図1の収差補正板を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the aberration correction plate of FIG.
【図3】収差補正板の位置合わせ方法を説明するための
図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of aligning an aberration correction plate.
10 露光装置 70 結像特性補正板 80 位置ずれ検出手段 84 CCDカメラ(マーク検出手段) R レチクル(マスク) PL 投影レンズ W ウエハ(感光基板) Mx1、Mx2、My1、My2 位置合わせマーク m 指標マーク10 Exposure Device 70 Imaging Characteristic Correction Plate 80 Position Deviation Detection Means 84 CCD Camera (Mark Detection Means) R Reticle (Mask) PL Projection Lens W Wafer (Photosensitive Substrate) M x1 , M x2 , M y1 , M y2 Alignment Mark m index mark
Claims (3)
レンズを介して感光基板上に転写する露光装置であっ
て、 前記マスクと前記投影レンズとの間又は前記感光基板と
前記投影レンズとの間に前記投影レンズの光軸直交面内
の位置が調整可能に配置され、前記投影レンズの結像特
性を補正する結像特性補正板と;前記結像特性補正板の
光軸直交面内での基準位置からの位置ずれを検出する位
置ずれ検出手段とを有する露光装置。1. An exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate via a projection lens, wherein the exposure apparatus is provided between the mask and the projection lens or between the photosensitive substrate and the projection lens. An image-forming characteristic correction plate that is arranged between the projection-lens and the position of which is adjustable in the plane orthogonal to the optical axis, and corrects the image-forming characteristic of the projection lens; Exposure apparatus having a positional deviation detecting means for detecting a positional deviation from the reference position of.
補正板に予め形成された位置合わせマークと装置の固定
部位に予め形成された指標マークとを同時に撮像する画
像処理方式のマーク検出手段を含むことを特徴とする請
求項1に記載の露光装置。2. A mark detecting unit of an image processing system, wherein the position shift detecting unit simultaneously picks up an alignment mark formed in advance on the imaging characteristic correction plate and an index mark formed in advance in a fixed portion of the apparatus. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising:
と投影レンズとの間に所定個所に少なくとも3つの位置
情報を含む位置合わせマークが形成された平行平面板を
配設する第1工程と;前記平行平面板を配設した状態で
前記投影レンズを調整後、前記投影レンズの結像特性を
測定するとともに、前記位置合わせマークの光軸直交面
内の基準位置からの位置ずれを計測する第2工程と;前
記平行平面板を前記投影レンズの光路上から取り除く第
3工程と;前記第2工程の結像特性の測定結果に基づい
て加工された結像特性補正板を前記投影レンズの光路上
に配置し、前記第2工程の位置ずれ計測結果に基づい
て、前記平行平面板上の位置合わせマークに対応して予
め結像特性補正板に形成された位置合わせマークの位置
が、前記第1工程での配設位置における前記平行平面板
の位置合わせマーク位置と一致するように調整する第4
工程とを含む結像特性の補正方法。3. A first step of disposing a plane-parallel plate having alignment marks including at least three pieces of position information at predetermined locations between the mask and the projection lens or between the photosensitive substrate and the projection lens. After adjusting the projection lens with the plane-parallel plate arranged, measuring the imaging characteristics of the projection lens and measuring the positional deviation of the alignment mark from the reference position in the plane orthogonal to the optical axis. A second step; a third step of removing the plane-parallel plate from the optical path of the projection lens; and an imaging characteristic correction plate processed based on the measurement result of the imaging characteristics of the second step of the projection lens. The position of the alignment mark, which is arranged on the optical path and is formed in advance on the imaging characteristic correction plate in correspondence with the alignment mark on the parallel plane plate, based on the position shift measurement result of the second step, In the first step Fourth adjustment for adjusting so as to match the position of the alignment mark of the parallel plane plate at the disposition position
A method of correcting imaging characteristics, including the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8154930A JPH09320947A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Aligner and correction method of imaging characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8154930A JPH09320947A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Aligner and correction method of imaging characteristics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09320947A true JPH09320947A (en) | 1997-12-12 |
Family
ID=15595058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8154930A Pending JPH09320947A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Aligner and correction method of imaging characteristics |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH09320947A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115657412A (en) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 歌尔股份有限公司 | Optical path calibration device and optical path adjustment method |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8154930A patent/JPH09320947A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115657412A (en) * | 2022-12-28 | 2023-01-31 | 歌尔股份有限公司 | Optical path calibration device and optical path adjustment method |
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