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JPH11354413A - Method and device for projection alignment - Google Patents

Method and device for projection alignment

Info

Publication number
JPH11354413A
JPH11354413A JP10161866A JP16186698A JPH11354413A JP H11354413 A JPH11354413 A JP H11354413A JP 10161866 A JP10161866 A JP 10161866A JP 16186698 A JP16186698 A JP 16186698A JP H11354413 A JPH11354413 A JP H11354413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
optical system
projection
projection optical
pattern
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
JP10161866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Kimura
達彦 木村
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 JP10161866A priority Critical patent/JPH11354413A/en
Publication of JPH11354413A publication Critical patent/JPH11354413A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expose patterns to be transferred on the optimum focal plane of a projection optical system in accordance with the types of the patterns without making the management, etc., of process programs more complicated. SOLUTION: A projection aligner is provided with an AF system 20 which detects the attitude of the surface of a wafer W against a projection optical system 18 by projecting a light beam upon the surface, a Z-stage 21 which adjusts the attitude of the wafer W based on the detecting value of the AF system 20 so that the surface of the wafer W may become coincident with the optimum focal plane of the optical system 18, a storage device 15A which stores the offset information on the inclination of the optimum focal plane of the optical system 18 by respectively correlating the information with a plurality of exposure conditions, and a controller 15 which controls the attitude of the Z-stage 21 based on the offset information corresponding to the exposure condition when the wafer W is exposed of the plurality of exposure conditions and the detecting value of the AF system 20 by reading out the offset information from the storage device 15A.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバ
イスなどをリソグラフィ技術を用いて製造する際に使用
される投影露光方法、及び投影露光装置に関する。
[0001] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
The present invention relates to a projection exposure method and a projection exposure apparatus used when manufacturing a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, and other micro devices using a lithography technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程の一つである
フォトリソグラフィー工程においては、マスク又はレチ
クルに形成されているパターンをフォトレジストが塗布
されたウエハ上に転写するための露光装置として、マス
クのパターンの像をウエハ上のショット領域に縮小投影
するステッパーが多く用いられている。
2. Description of the Related Art In a photolithography process, which is one of semiconductor device manufacturing processes, a mask or a reticle is used as an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a photoresist onto a wafer coated with a photoresist. A stepper that reduces and projects a pattern image onto a shot area on a wafer is often used.

【0003】この種の投影露光装置においては、露光対
象としてのウエハは、ステージ上のウエハホルダに負圧
吸着等により保持される。ウエハの表面は例えば斜入射
光式の焦点検出装置(AF装置)により光軸方向の位置
が検出され、所定の基準面に一致するようにその姿勢が
調整された上で、露光処理が実施されるようになってい
る。
In this type of projection exposure apparatus, a wafer to be exposed is held on a wafer holder on a stage by negative pressure suction or the like. The position of the surface of the wafer in the optical axis direction is detected by, for example, an oblique incident light type focus detection device (AF device), and the posture thereof is adjusted so as to coincide with a predetermined reference plane. It has become so.

【0004】照明光学系により、パターンが形成された
マスクを介してフォトレジストが塗布されたウエハを該
フォトレジストの感度特性に応じた適正露光量で照明
し、フォトレジストを選択的に感光させることにより、
一のレイヤについて、マスクのパターンに対応する形状
を有する潜像をウエハ上に形成し、現像、エッチング、
ドーピングなどの処理を行う。製造する半導体装置にも
よるが、通常のLSIなどは十数レイヤーについて、か
かるパターンの転写形成を繰り返すことになる。各レイ
ヤーを大別すると、周期密集パターン(ライン・アンド
・スペース)などからなる密集線系レイヤー、離散的な
孤立パターンなどからなる孤立線系レイヤー、層間連絡
などのためのコンタクトホール(C/H)からなるコン
タクトホール系レイヤーなどが挙げられる。
The illumination optical system illuminates a photoresist-coated wafer with an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photoresist through a mask on which a pattern is formed, thereby selectively exposing the photoresist. By
For one layer, a latent image having a shape corresponding to the pattern of the mask is formed on the wafer, developed, etched,
Perform processing such as doping. Although it depends on the semiconductor device to be manufactured, a normal LSI or the like repeatedly transfers and forms such a pattern for about a dozen layers. Each layer is roughly classified into a dense line system layer composed of a periodic dense pattern (line and space), an isolated line layer composed of a discrete isolated pattern, and a contact hole (C / H) for interlayer connection. ), And the like.

【0005】ここで、近時におけるパターンのさらなる
微細化の要請に対して、光源波長の短波長化や投影光学
系の開口数の増大の努力も図られているが、これらに加
えて、解像度や焦点深度の向上を図る超解像技術とし
て、以下に示すようなものが開発されている。即ち、小
σ照明、輪帯照明、四つ目(SHRINC)照明などの
レチクルに対する照明条件に関するもの、マスクの一部
に位相シフターを設けて光の位相をシフトする位相シフ
ト法などのマスク条件に関するもの、あるいは瞳面にお
ける光強度分布を調整する瞳フィルタを挿入するなどの
瞳条件に関するものなどであり、これらは単独で、ある
いは組み合わされて用いられる。
In response to recent demands for further miniaturization of patterns, efforts have been made to shorten the wavelength of the light source and to increase the numerical aperture of the projection optical system. The following technologies have been developed as super-resolution techniques for improving the focal depth. That is, it relates to illumination conditions for the reticle such as small σ illumination, annular illumination, and fourth (SHRINC) illumination, and to mask conditions such as a phase shift method of shifting the phase of light by providing a phase shifter in a part of a mask. Or pupil conditions such as insertion of a pupil filter for adjusting the light intensity distribution in the pupil plane, and these are used alone or in combination.

【0006】これらの超解像技術は、パターンの種類
(線種や線幅など)により有効性が異なる。例えば、密
集パターンの場合にはマスクを垂直に照明する0次光を
カットすることで解像度や焦点深度を向上できるため輪
帯照明を用いるのが有効な場合があり、これと逆に、孤
立パターンやコンタクトホールの場合には小σ照明を使
用してマスクを垂直に照明することでその解像度を向上
させることができる場合がある。また、周期密集パター
ンの場合に位相シフトマスクと変形照明を組み合わせた
り、孤立パターンやコンタクトホールの場合に瞳フィル
タと小σ照明を組み合わせたりすることもある。
The effectiveness of these super-resolution techniques differs depending on the type of pattern (line type, line width, etc.). For example, in the case of a dense pattern, it is sometimes effective to use annular illumination because the resolution and the depth of focus can be improved by cutting the 0th-order light that illuminates the mask vertically. In the case of a contact hole or a contact hole, the resolution may be improved by vertically illuminating the mask using small σ illumination. Further, a phase shift mask and a modified illumination may be combined in the case of a periodic dense pattern, or a pupil filter and a small σ illumination may be combined in the case of an isolated pattern or a contact hole.

【0007】ここで、目的とするパターンを露光するた
めに照明条件を変更すると、露光に使用する装置と目的
パターンと照明条件の組み合わせにより焦点面(フォー
カル面)に微少な変動を生じることがあり、そしてまた
その傾向は、それぞれの装置に残留する固有な製造誤差
等の重畳によっても微妙に異なる結果となる。
Here, if the illumination conditions are changed in order to expose the target pattern, a slight change may occur in the focal plane (focal plane) depending on the combination of the apparatus used for the exposure, the target pattern and the illumination conditions. This tendency is also slightly different due to the superimposition of inherent manufacturing errors remaining in each device.

【0008】このため従来の投影露光装置においては、
基準的パターンについて露光する時の照明条件下で感光
基板の表面が所定の基準面に一致するように光軸方向の
位置を最適化しておき、その他の特性が異なるレイヤー
について、その照明条件に適した投影光学系の光軸方向
の補正値(基準的パターンについての照明条件下での焦
点面に対する光軸方向のオフセット値)を求めておき、
これを半導体製造ラインを構成する各投影露光装置で使
用されるプロセスプログラム(当該投影露光装置を用い
て製造すべき半導体装置の製造手順や各種データを設定
したレシピ)に予め登録しておき、当該他のレイヤーに
ついての露光処理時に該オフセット値に基づき、感光基
板の表面の光軸方向の位置を補正することにより対応し
ていた。
Therefore, in a conventional projection exposure apparatus,
Optimize the position in the optical axis direction so that the surface of the photosensitive substrate coincides with the predetermined reference surface under the illumination conditions when exposing the reference pattern, and for layers with different characteristics, suitable for the illumination conditions The correction value in the optical axis direction of the projection optical system (the offset value in the optical axis direction with respect to the focal plane under the illumination conditions for the reference pattern) is determined in advance,
This is registered in advance in a process program (a recipe in which a manufacturing procedure and various data of a semiconductor device to be manufactured using the projection exposure apparatus are set) used in each projection exposure apparatus configuring the semiconductor manufacturing line, and This has been dealt with by correcting the position of the surface of the photosensitive substrate in the optical axis direction based on the offset value at the time of exposure processing for another layer.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術によると、露光条件の変更に伴う各レイヤー
についての最適焦点面は三次元的に変化するため、従来
のように光軸方向の位置の補正のみでは十分でないとい
う問題があった。
However, according to the above-mentioned prior art, since the optimum focal plane for each layer changes three-dimensionally due to the change in exposure conditions, the position in the optical axis direction differs from the conventional one. There is a problem that correction alone is not enough.

【0010】また、一般に、半導体製造ラインを構成す
る複数の投影露光装置のプロセスプログラムは、各投影
露光装置間で共通しているのがその管理や互換性などの
観点から高効率的であるが、従来は、それぞれの装置に
固有な補正値を各装置間で共通であるべきプロセスプロ
グラムに含める形で登録しなければならず、そのために
は装置固有な補正値と共有情報を分離した何らかの管理
が補助的に必要になることから、かかる補正機能自体は
有用な機能であるにもかかわらず、使用されないケース
もあった。
In general, process programs for a plurality of projection exposure apparatuses constituting a semiconductor manufacturing line are common among the respective projection exposure apparatuses, but are highly efficient from the viewpoint of management and compatibility. Conventionally, it is necessary to register a correction value unique to each device in a form that is included in a process program that should be common to each device. For this purpose, some management that separates the correction value unique to the device and shared information is used. However, in some cases, the correction function itself is a useful function but is not used even though it is a useful function.

【0011】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
プロセスプログラムの管理などを煩雑化することなく、
転写露光するパターンの種類に応じて、それぞれ最適焦
点面での露光を可能とし、高精度、高品質なマイクロデ
バイスを製造できるようにすることである。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art.
Without complicating the management of process programs, etc.
An object of the present invention is to enable exposure at an optimum focal plane according to the type of a pattern to be transferred and exposed, and to manufacture a high-precision and high-quality micro device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す説明
では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に
対応つけて説明するが、本発明の各構成要件は、これら
部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものでは
ない。
In the following description, the present invention will be described with reference to the member codes shown in the drawings showing the embodiments. However, the present invention is not limited to the members shown in the drawings attached with.

【0013】1.上記目的を達成するため、本発明の一
の観点によれば、照明されたマスク(R)のパターンの
像を投影光学系(18)を介して感光基板(W)上に転
写する投影露光方法において、複数の露光条件のそれぞ
れについて前記投影光学系の最適焦点面の傾斜情報を前
記各露光条件に対応付けて予め記憶保持しておき、露光
実施時の露光条件に対応する傾斜情報に基づいて前記感
光基板の前記投影光学系に対する姿勢を補正することを
特徴とする投影露光方法が提供される。
1. To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a projection exposure method for transferring an illuminated pattern image of a mask (R) onto a photosensitive substrate (W) via a projection optical system (18). In each of the plurality of exposure conditions, the inclination information of the optimum focal plane of the projection optical system is stored and held in advance in association with each of the exposure conditions, and based on the inclination information corresponding to the exposure conditions at the time of performing the exposure. A projection exposure method is provided, wherein a posture of the photosensitive substrate with respect to the projection optical system is corrected.

【0014】露光処理時には、転写形成するパターンの
種類(線種や線幅など)に応じてそれぞれに適した露光
条件(照明条件、レチクル条件、瞳条件など)が選択さ
れるが、本発明では、複数の露光条件のそれぞれについ
て投影光学系の最適焦点面の傾斜情報を各露光条件に対
応付けて予め記憶保持しておき、露光実施時の露光条件
に対応する傾斜情報に基づいて感光基板の投影光学系に
対する姿勢を補正するようにしたから、転写形成するパ
ターンの種類に応じて三次元的に変化する最適焦点面に
感光基板の表面を一致させた状態でパターンを転写する
ことができ、従って、高精度なパターンの形成を行うこ
とができる。また、プロセスプログラムには、露光条件
などを設定しておくだけでよく、当該露光装置に固有な
値としての傾斜情報を設定しておく必要がなくなるの
で、各露光装置間でプロセスプログラムの共通化を図る
ことができ、その管理の容易化も図ることができる。
At the time of exposure processing, exposure conditions (illumination conditions, reticle conditions, pupil conditions, etc.) suitable for each are selected according to the type of pattern to be transferred (line type, line width, etc.). For each of the plurality of exposure conditions, the inclination information of the optimal focal plane of the projection optical system is stored and held in advance in association with each exposure condition, and the photosensitive substrate is adjusted based on the inclination information corresponding to the exposure condition at the time of performing the exposure. Since the posture with respect to the projection optical system is corrected, it is possible to transfer the pattern in a state where the surface of the photosensitive substrate is coincident with the optimal focal plane that changes three-dimensionally according to the type of the pattern to be transferred and formed, Therefore, a highly accurate pattern can be formed. Further, it is only necessary to set exposure conditions and the like in the process program, and it is not necessary to set inclination information as a value unique to the exposure apparatus. And management thereof can be facilitated.

【0015】2.上記目的を達成するため、本発明の他
の観点によれば、照明光学系からの照明光で照明された
マスク(R)のパターンの像を投影光学系(18)を介
して感光基板(W)上に投影して、前記感光基板を露光
する投影露光装置において、複数の検出点に光ビームを
照射して、前記感光基板表面の複数点で前記投影光学系
の光軸方向の位置を検出する焦点検出装置(24〜3
7)と、前記感光基板表面が前記投影光学系の最適焦点
面とほぼ一致するように前記焦点検出装置の検出値に基
づいて前記感光基板の姿勢を調整する調整装置(21)
と、前記投影光学系の最適焦点面の傾斜に関する前記焦
点検出装置の複数の検出点に対応するオフセット情報の
各々を、複数の露光条件のそれぞれと対応付けて記憶保
持する記憶装置(15A)と、前記複数の露光条件のう
ち前記感光基板を露光するときの露光条件に対応するオ
フセット情報を前記記憶装置から読み出し、該読み出さ
れたオフセット情報と前記焦点検出装置の検出値とに基
づいて前記調整装置を制御する制御装置(15)と、を
備えたことを特徴とする投影露光装置が提供される。
2. In order to achieve the above object, according to another aspect of the present invention, an image of a pattern of a mask (R) illuminated with illumination light from an illumination optical system is exposed via a projection optical system (18) to a photosensitive substrate (W). In a projection exposure apparatus that projects onto the photosensitive substrate and projects the light onto a plurality of detection points, the position of the projection optical system in the optical axis direction is detected at a plurality of points on the surface of the photosensitive substrate. Focus detection device (24-3
(7) an adjusting device (21) for adjusting an attitude of the photosensitive substrate based on a detection value of the focus detection device such that a surface of the photosensitive substrate substantially coincides with an optimum focal plane of the projection optical system.
A storage device (15A) that stores and holds each of offset information corresponding to a plurality of detection points of the focus detection device with respect to the inclination of the optimum focal plane of the projection optical system in association with each of a plurality of exposure conditions. Reading the offset information corresponding to the exposure condition when exposing the photosensitive substrate out of the plurality of exposure conditions from the storage device, based on the read offset information and the detection value of the focus detection device, And a control device (15) for controlling the adjusting device.

【0016】露光処理時には、転写形成するパターンの
種類(線種、線幅など)に応じてそれに適した露光条件
(照明条件、レチクル条件、瞳条件など)が選択される
が、本発明では、複数の露光条件のそれぞれについて投
影光学系の最適焦点面の傾斜に関する焦点検出装置の複
数の検出点に対応するオフセット情報を各露光条件に対
応付けて予め記憶装置に記憶保持しておき、露光実施時
の露光条件に対応するオフセット情報と焦点検出装置の
検出値とに基づいて、調整装置により感光基板の姿勢を
調整するようにしたから、転写形成するパターンの種類
に応じて三次元的に変化する最適焦点面に感光基板の表
面を一致させた状態でパターンを転写することができ、
従って、高精度なパターンの形成を行うことができる。
また、プロセスプログラムには、露光条件などを設定し
ておくだけでよく、当該露光装置に固有な値としての焦
点検出装置の複数の検出点におけるオフセット情報を設
定しておく必要がなくなるので、各露光装置間でプロセ
スプログラムの共通化を図ることができ、その管理の容
易化も図ることができる。
At the time of exposure processing, appropriate exposure conditions (illumination conditions, reticle conditions, pupil conditions, etc.) are selected according to the type of pattern to be transferred and formed (line type, line width, etc.). For each of the plurality of exposure conditions, offset information corresponding to a plurality of detection points of the focus detection device regarding the inclination of the optimum focal plane of the projection optical system is stored and held in a storage device in advance in association with each exposure condition, and the exposure is performed. The position of the photosensitive substrate is adjusted by the adjustment device based on the offset information corresponding to the exposure condition at the time and the detection value of the focus detection device, so that it changes three-dimensionally according to the type of pattern to be transferred and formed. The pattern can be transferred with the surface of the photosensitive substrate aligned with the optimal focal plane,
Therefore, a highly accurate pattern can be formed.
Further, in the process program, it is only necessary to set exposure conditions and the like, and it is not necessary to set offset information at a plurality of detection points of the focus detection device as a value unique to the exposure device. The process program can be shared between the exposure apparatuses, and the management thereof can be facilitated.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の実施形態の投影露光装置の
要部構成を示す斜視図である。不図示の光源からの照明
光11は、照明変倍系12を介して、照明光11の強度
分布を均一化するためのフライアイレンズ13に入射さ
れる。フライアイレンズ13のレチクルR側の焦点面近
傍には複数の開口絞りを有する回転板14が設けられて
いる。これらの開口絞りはレチクルRに対する光のあた
る角度の範囲を設定するものであり、その大きさにより
照明光学系の開口数が決められる。回転板14に設けら
れる複数の開口絞りとしては、通常照明以外に、小σ照
明、輪帯照明、四つ目(SHRINC)照明などがあ
る。これらの開口絞りは、マイクロコンピュータなどか
らなる制御装置15からの指令に基づき、回転板14を
回転駆動することにより、そのうちの一を選択的に設定
することができるようになっている。なお、開口絞りと
しては、開口部の大きさを任意に変更できる可変開口絞
りを用いることもできる。
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. Illumination light 11 from a light source (not shown) is incident on a fly-eye lens 13 for uniformizing the intensity distribution of the illumination light 11 via an illumination magnification system 12. A rotary plate 14 having a plurality of aperture stops is provided near the focal plane of the fly-eye lens 13 on the reticle R side. These aperture stops set the range of angles at which light strikes the reticle R, and the size of the aperture stops determines the numerical aperture of the illumination optical system. Examples of the plurality of aperture stops provided on the rotating plate 14 include small σ illumination, annular illumination, and fourth (SHRINC) illumination in addition to normal illumination. One of these aperture stops can be selectively set by rotating the rotary plate 14 based on a command from a control device 15 such as a microcomputer. In addition, as the aperture stop, a variable aperture stop that can arbitrarily change the size of the aperture can be used.

【0019】照明変倍系12は、照明光学系の開口数を
制御装置15からの指令に基づき変更するためのもので
あり、図示は省略するが、複数の正のレンズ群、複数の
負のレンズ群、及び複数の正のレンズ群を光軸上に配置
して、一又は複数のレンズ群を他のレンズ群に対して移
動させることにより、フライアイレンズ13の出射側に
形成される二次光源の大きさを遮光することなく変更で
きるようにしたものである。
The illumination power varying system 12 is for changing the numerical aperture of the illumination optical system based on a command from the control device 15. Although not shown, a plurality of positive lens groups and a plurality of negative A lens group and a plurality of positive lens groups are arranged on the optical axis, and one or a plurality of lens groups are moved with respect to the other lens groups. The size of the secondary light source can be changed without blocking light.

【0020】回転板14の開口絞りを通過した光は、レ
チクルブラインド(視野絞り)などを含むレンズ群1
6、ミラー17、コンデンサレンズ(不図示)を介し
て、転写すべきパターンが形成されたレチクルRを照明
する。レチクルRはそのパターン面を下に向けてレチク
ルステージ(不図示)上に保持されており、複数の種類
の異なるレチクルRが選択的にレチクルステージ上に載
置される。レチクルRの種類としては、ガラス基板上に
クロムなどで遮光パターンを形成した通常のレチクルの
他、位相シフト型(渋谷−レベンソン型、補助パターン
型、エッジ強調型、ハーフトーン型、クロムレス型な
ど)などがあり、転写すべきパターンの種類に応じて選
択されている。
The light that has passed through the aperture stop of the rotating plate 14 is transmitted to a lens group 1 including a reticle blind (field stop) and the like.
6. Illuminate the reticle R on which the pattern to be transferred is formed, via the mirror 17, the condenser lens (not shown). The reticle R is held on a reticle stage (not shown) with its pattern surface facing down, and a plurality of types of different reticles R are selectively mounted on the reticle stage. As the type of the reticle R, a phase shift type (Shibuya-Levenson type, auxiliary pattern type, edge emphasis type, halftone type, chromeless type, etc.) is used in addition to a normal reticle having a light shielding pattern formed of chrome or the like on a glass substrate. Are selected according to the type of pattern to be transferred.

【0021】照明されたレチクルRからのパターンの像
は、投影光学系18を介してウエハW上に投影される。
投影光学系18の開口数は、投影光学系18の瞳面に設
けられたNA絞り19の大きさを制御装置15により制
御することにより任意に設定することができる。このN
A絞り19により投影光学系18の開口数を変更調整す
るとともに、上述の照明変倍系12や回転板15の開口
絞りにより照明系の開口数を変更調整することにより、
いわゆるσ値を任意に設定することができる。なお、投
影光学系18の瞳面に、該瞳面を透過する光の光強度分
布を調整する瞳フィルタを選択的に挿入するようにして
もよい。
The illuminated pattern image from the reticle R is projected onto the wafer W via the projection optical system 18.
The numerical aperture of the projection optical system 18 can be arbitrarily set by controlling the size of the NA stop 19 provided on the pupil plane of the projection optical system 18 by the control device 15. This N
By changing and adjusting the numerical aperture of the projection optical system 18 by the A-stop 19, and changing and adjusting the numerical aperture of the illumination system by the above-described illumination zooming system 12 and the aperture stop of the rotating plate 15,
The so-called σ value can be set arbitrarily. Note that a pupil filter that adjusts the light intensity distribution of light transmitted through the pupil plane may be selectively inserted into the pupil plane of the projection optical system 18.

【0022】露光対象としてのウエハWは、図2に示さ
れているように、Zステージ21上のウエハホルダ(不
図示)に真空吸着される。Zステージは、X及びY方向
(投影光学系18の光軸に略直交する平面内)に移動さ
れるXYステージ上に、投影光学系18の光軸方向にそ
れぞれ変位可能な複数のアクチュエータを介して載置さ
れている。制御装置15によって各アクチュエータをそ
れぞれ独立的に作動させることにより、ウエハWの表面
の投影光学系18の光軸に沿う方向の位置、及びウエハ
Wの表面の該光軸に直交する面に対する傾きを微少な範
囲で任意に変更することができる。XYステージは、制
御装置15によりリニアモータを駆動制御することによ
り、X及びY方向に移動できるようになっている。XY
ステージのX及びY方向の位置は、不図示のレーザ干渉
計により計測されている。
As shown in FIG. 2, the wafer W to be exposed is vacuum-sucked on a wafer holder (not shown) on the Z stage 21. The Z stage is mounted on an XY stage that is moved in the X and Y directions (in a plane substantially orthogonal to the optical axis of the projection optical system 18) via a plurality of actuators that can be displaced in the optical axis direction of the projection optical system 18. It is placed. By operating each actuator independently by the control device 15, the position of the surface of the wafer W in the direction along the optical axis of the projection optical system 18 and the inclination of the surface of the wafer W with respect to a plane orthogonal to the optical axis are determined. It can be changed arbitrarily within a minute range. The XY stage can be moved in the X and Y directions by controlling the driving of the linear motor by the control device 15. XY
The position of the stage in the X and Y directions is measured by a laser interferometer (not shown).

【0023】この投影露光装置は、Zステージ21上の
ウエハWの表面を所定の基準面に一致させるための斜入
射光式のAF系(フォーカス・レベリング検出装置)2
0を備えており、このAF系20は、図2に示されてい
るように、投光器22及び受光器23から構成されてい
る。投光器22からウエハWのレジストに対して非感光
性の所定形状の照明光をウエハWに対して斜めに照射
し、ウエハWでの反射光をレンズやミラーなどを介して
受光器23で受光する。受光器23はCCDなどの光電
センサを有し、ウエハWの表面の投影光学系18の姿勢
(光軸方向の位置及び該光軸に直交する面に対する傾
斜)を光電センサ上の位置の変化として検出する。
This projection exposure apparatus is an obliquely incident light type AF system (focus / leveling detector) 2 for making the surface of the wafer W on the Z stage 21 coincide with a predetermined reference plane.
The AF system 20 includes a light projector 22 and a light receiver 23, as shown in FIG. Illumination light of a predetermined shape which is non-photosensitive to the resist of the wafer W is obliquely applied to the wafer W from the light projector 22, and the light reflected by the wafer W is received by the light receiver 23 via a lens or a mirror. . The light receiver 23 has a photoelectric sensor such as a CCD, and uses the attitude of the projection optical system 18 on the surface of the wafer W (position in the optical axis direction and inclination with respect to a plane orthogonal to the optical axis) as a change in position on the photoelectric sensor. To detect.

【0024】また、受光器23のミラー23Aは、任意
の方向に微少回転できるようにされた補正板であり、制
御装置15からの制御信号に基づき、この補正板23A
を微少回転させることにより、このAF系20の所定の
基準面の姿勢を、レチクルRのパターン面と共役関係と
なるように厳密に調整することができるようになってい
る。なお、ミラー23Aは固定とし、ウエハWからの反
射光の光路上に、任意の方向に微少回転可能な透明ガラ
ス板などからなる補正板を配置して、制御装置15から
の制御信号に基づき、この補正板を微少回転させること
により、このAF系20の所定の基準面の姿勢を調整す
るようにしてもよい。
The mirror 23A of the light receiver 23 is a correction plate which can be slightly rotated in an arbitrary direction, and based on a control signal from the control device 15, the correction plate 23A
By slightly rotating the reticle R, the attitude of the predetermined reference plane of the AF system 20 can be strictly adjusted so as to have a conjugate relationship with the pattern plane of the reticle R. Note that the mirror 23A is fixed, and a correction plate made of a transparent glass plate or the like that can be slightly rotated in an arbitrary direction is arranged on the optical path of the reflected light from the wafer W, and based on a control signal from the control device 15, The attitude of this AF system 20 on a predetermined reference plane may be adjusted by slightly rotating this correction plate.

【0025】かかるAF系20の基準面は、例えば、以
下のようにしてレチクルRのパターン面と共役関係とな
るように設定される。図示は省略するが、Zステージ2
1上には、焦点位置検出用の基準マーク(例えば複数の
スリット)が形成された基準板が設けられており、この
基準マークを下側から照明し、投影光学系18を介して
レチクルRのパターン面に至って、そこで反射して投影
光学系18を介して戻ってきた光を該基準マークの下側
で受光し、Zステージ21をZ方向に微動しつつ、その
照度を検出することにより、最適焦点位置を検出するよ
うになっている。
The reference plane of the AF system 20 is set so as to have a conjugate relationship with the pattern plane of the reticle R as follows, for example. Although not shown, Z stage 2
A reference plate on which a reference mark (for example, a plurality of slits) for detecting a focus position is formed is provided on 1, and this reference mark is illuminated from below, and the reticle R By reaching the pattern surface and receiving the light reflected there and returned via the projection optical system 18 below the reference mark, the illuminance is detected while slightly moving the Z stage 21 in the Z direction. The optimum focus position is detected.

【0026】即ち、基準板が最適焦点位置(レチクルR
のパターン面と共役な位置)にない場合には該反射像は
基準板上でぼけたものとなり、単位面積当たりの照度が
低下し、最適焦点位置にある場合には、シャープなもの
となって単位面積当たりの照度が高くなるから、これを
検出することで、最適焦点位置が検出できるのである。
なお、この実施形態では、特に限定されないが、この焦
点位置検出のための照明条件は、密集線(パターン)か
ら基準パターンについての照明条件となるべく一致させ
るものとする。この状態で、ウエハWの表面での反射光
が受光器23の光電センサの中央に位置するように、補
正板23Aの角度を微調整することにより、AF系の基
準面が最適焦点面に一致することになる。但し、このA
F系の調整のときの基準パターンは、密集線に限るもの
ではない。
That is, the reference plate is located at the optimum focus position (reticle R
(The position conjugate with the pattern plane) is blurred on the reference plate, the illuminance per unit area is reduced, and when it is at the optimum focus position, it becomes sharp. Since the illuminance per unit area is increased, by detecting this, the optimum focus position can be detected.
In this embodiment, although there is no particular limitation, it is assumed that the illumination conditions for the focus position detection match as closely as possible the illumination conditions for the reference pattern from the dense line (pattern). In this state, the angle of the correction plate 23A is finely adjusted so that the reflected light on the surface of the wafer W is located at the center of the photoelectric sensor of the light receiver 23, so that the reference plane of the AF system coincides with the optimum focal plane. Will do. However, this A
The reference pattern at the time of adjusting the F system is not limited to the dense line.

【0027】ところで、最適焦点面は、投影光学系18
の残留収差などにより、その照明条件を含む露光条件の
変更などによって変化する。このため、かかる画一的な
合焦方式では、各露光条件に適合させることができな
い。例えば、上記の場合には密集線についてはほぼ最適
焦点面で露光を行うことが可能であるが、孤立線やコン
タクトホールの場合には最適焦点面で露光することがで
きない。
Incidentally, the optimum focal plane is determined by the projection optical system 18.
And changes due to changes in exposure conditions including the illumination conditions. Therefore, such a uniform focusing method cannot be adapted to each exposure condition. For example, in the above case, it is possible to perform the exposure at the optimum focal plane for the dense line, but not for the isolated line or the contact hole.

【0028】そのため、この実施形態では、以下のよう
に対策している。即ち、制御装置15に付属する記憶装
置(メモリ)15Aに、投影光学系18の最適焦点面の
傾斜に関する情報(オフセット情報)を複数の露光条件
(照明条件)のそれぞれと対応つけて予め記憶保持させ
ている。
Therefore, in this embodiment, the following countermeasures are taken. That is, information (offset information) relating to the inclination of the optimum focal plane of the projection optical system 18 is stored in advance in a storage device (memory) 15A attached to the control device 15 in association with each of a plurality of exposure conditions (illumination conditions). Let me.

【0029】図3(A)〜(C)は、投影光学系18の
露光フィールド(投影領域)内での各位置におけるベス
トフォーカス(最適焦点位置)の計測結果の一例を示す
図であり、(A)は密集線(0.25μm)を転写露光
する場合の最適照明条件下におけるベストフォーカス
を、(B)は孤立線(0.25μm)を転写露光する場
合の最適照明条件下におけるベストフォーカスを、
(C)はコンタクトホール(0.30μm)を転写露光
する場合の最適照明条件下におけるベストフォーカスを
それぞれ示している。同図に示されているように、投影
光学系18の残留収差などの影響により、各照明条件に
応じて、及び露光フィールド内の位置に応じて、微少で
はあるがベストフォーカスの傾向は異なる。
FIGS. 3A to 3C are diagrams showing an example of the measurement results of the best focus (optimal focus position) at each position within the exposure field (projection area) of the projection optical system 18. A) shows the best focus under the optimal illumination condition when transferring and exposing a dense line (0.25 μm), and (B) shows the best focus under the optimal lighting condition when transferring and exposing an isolated line (0.25 μm). ,
(C) shows the best focus under the optimal illumination condition when the contact hole (0.30 μm) is transferred and exposed. As shown in the figure, due to the influence of the residual aberration of the projection optical system 18 and the like, the tendency of the best focus differs slightly depending on each illumination condition and the position in the exposure field.

【0030】このような各照明条件に対応するベストフ
ォーカスは、以下のような方法により採取されて、記憶
装置15Aに記憶保持される照明条件ファイルに装置定
数の一部として入力保管される。これを図4に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。まず、ST1におい
て、CD(クリティカル・ディメンション)フォーカス
測定用又はベストフォーカス測定用のテストレチクルを
準備する。このテストレチクルは、フォーカス測定用と
して特別に高精度に形成されたレチクルである。
The best focus corresponding to each of these lighting conditions is collected by the following method, and is input and stored as a part of the device constant in a lighting condition file stored and held in the storage device 15A. This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in ST1, a test reticle for CD (critical dimension) focus measurement or best focus measurement is prepared. This test reticle is a reticle formed with a particularly high precision for focus measurement.

【0031】次に、ST2において、このテストレチク
ルをレチクルステージ上に保持し、目的とするパターン
(線種、線幅)を露光するための照明条件に設定して
(切り替えて)、サンプルウエハをテスト露光する。か
かるテスト露光をサンプルウエハの位置をZ方向に微動
させながら順次行う。その後、ST3において、サンプ
ルウエハに転写されたパターンの線幅を電子顕微鏡でそ
れぞれ計測して線幅がピーク(最大又は最小)となった
ときのフォーカス位置(Z方向の位置)をその点におけ
るベストフォーカス値とする。これを露光フィールド内
の複数の代表点においてそれぞれ求める。このような処
理を目的とするパターン(線種、線幅)のそれぞれに対
応する各照明条件下で行い、それぞれについての代表点
におけるベストフォーカス値を求める。その結果、図3
に示されているようなデータが採取される。
Next, in ST2, the test reticle is held on a reticle stage, and illumination conditions for exposing a target pattern (line type and line width) are set (switched). Test exposure. Such test exposure is sequentially performed while slightly moving the position of the sample wafer in the Z direction. Thereafter, in ST3, the line width of the pattern transferred to the sample wafer is measured by an electron microscope, and the focus position (position in the Z direction) when the line width reaches a peak (maximum or minimum) is determined as the best position at that point. The focus value. This is obtained at each of a plurality of representative points in the exposure field. Such processing is performed under each illumination condition corresponding to each of the target patterns (line type and line width), and the best focus value at the representative point for each is obtained. As a result, FIG.
The data as shown in FIG.

【0032】次いで、ST4において、これら求めたベ
ストフォーカス値自体又は密集線についてのベストフォ
ーカス値などに対するオフセット(差分)をレベリング
補正値として、図5(A)に示されているように、制御
装置15の記憶装置15Aの照明条件ファイルに装置定
数の一部として入力保管する。ここでは、各露光条件
(照明条件)にID(識別番号)を付与し、該IDに対
応して複数の補正値を設定している。但し、これに限定
されず、これらの補正値をさらに加工したデータであっ
てもよい。例えば、これらの補正値に基づき平均面を算
出して、特定の1点の座標値と面の法線からなるデータ
としてもよいし、平均面の傾斜角データ等でもよい。
Then, in ST4, the offset (difference) with respect to the obtained best focus value itself or the best focus value for dense lines is used as a leveling correction value as shown in FIG. The information is input and stored in the illumination condition file of the storage device 15A as a part of the device constant. Here, an ID (identification number) is assigned to each exposure condition (illumination condition), and a plurality of correction values are set corresponding to the ID. However, the present invention is not limited to this, and data obtained by further processing these correction values may be used. For example, an average plane may be calculated based on these correction values, and may be data including coordinate values of a specific point and a normal line of the plane, or inclination angle data of the average plane.

【0033】その後、ST5において、この計測結果に
基づき、目的のレイヤーについて露光するために、その
パターン(線種、線幅)の特性からどの照明条件が最適
であるかを決定して、例えば、図5(B)に示されるよ
うに、決定した照明条件に対応するIDを該当するプロ
セスプログラムに登録する。プロセスプログラムは、製
造するマイクロデバイスに応じて作成されるユーザーの
プログラム(レシピ)であり、制御装置15はこのプロ
セスプログラムに従って、回転板14、照明変倍系1
2、NA絞り19、使用レチクル(通常レチクル、位相
シフトレチクルなど)、その他の露光条件の設定を行
い、マイクロデバイスの製造のための露光処理を実施す
る。
Then, in ST5, based on the measurement result, it is determined which illumination condition is optimal from the characteristics of the pattern (line type, line width) in order to expose the target layer. As shown in FIG. 5B, an ID corresponding to the determined lighting condition is registered in a corresponding process program. The process program is a user program (recipe) created in accordance with the microdevice to be manufactured, and the control device 15 controls the rotating plate 14, the illumination variable power system 1 according to the process program.
2. The NA aperture 19, the reticle to be used (normal reticle, phase shift reticle, etc.) and other exposure conditions are set, and an exposure process for manufacturing a micro device is performed.

【0034】次に、図6に示すフローチャートを参照し
て、実際の露光処理時の制御装置15による処理の要部
を説明する。まず、ST1において、オペレータなどに
より目的のレイヤーを露光するためのプロセスプログラ
ムが入力指定されるから、これを読み込む。次に、ST
2において、記憶装置15Aの指定されたプロセスプロ
グラムに設定されている各種の手続きに従って対応する
処理を実施するとともに、照明条件IDを読み込んだな
らば、上記の各装置12,14,19などを制御してこ
れに対応する照明条件に切り替える。なお、照明条件の
設定は、オペレータがマニュアルで入力指定することも
できる。次いで、ST3において、選択された(読み込
んだ)照明条件IDに基づき、記憶装置15Aの照明条
件ファイルを検索して、対応するレベリング補正値を読
み出す。
Next, with reference to the flow chart shown in FIG. 6, the main part of the processing by the control device 15 during the actual exposure processing will be described. First, in ST1, a process program for exposing a target layer is input and designated by an operator or the like, and is read. Next, ST
2, the corresponding processing is performed according to various procedures set in the designated process program of the storage device 15A, and when the lighting condition ID is read, the above devices 12, 14, 19, etc. are controlled. Then, the lighting condition is switched to the corresponding lighting condition. The setting of the lighting conditions can also be manually input and designated by the operator. Next, in ST3, based on the selected (read) lighting condition ID, the lighting condition file in the storage device 15A is searched, and the corresponding leveling correction value is read.

【0035】その後、ウエハWの露光処理においては、
AF系20により各ショット領域表面を、前記レベリン
グ補正値に基づきZテーブル21の各アクチュエータを
適宜に動作させてZテーブル21の姿勢をパターンに対
しフォーカスとレベリングが最適になるように補正す
る。この処理はウエハW上の各ショットで順次行われ
る。
Thereafter, in the exposure processing of the wafer W,
The AF system 20 corrects the posture of the Z table 21 so that focusing and leveling are optimized with respect to the pattern by appropriately operating each actuator of the Z table 21 based on the leveling correction value. This processing is sequentially performed for each shot on the wafer W.

【0036】AF系20の所定の基準面をこのレベリン
グ補正値に基づいて補正板23Aを微少回転させること
により補正した上で、該AF系20による検出結果に応
じてZステージ21の各アクチュエータを適宜に作動さ
せることにより、ウエハWの各ショット領域の表面を該
所定の基準面に一致させた状態とし、その後露光処理を
順次行う。
After a predetermined reference surface of the AF system 20 is corrected by slightly rotating the correction plate 23A based on the leveling correction value, each actuator of the Z stage 21 is controlled according to the detection result by the AF system 20. By appropriately operating, the surface of each shot area of the wafer W is brought into a state in which the surface coincides with the predetermined reference plane, and thereafter, the exposure processing is sequentially performed.

【0037】このように、本実施形態によると、複数の
照明条件のそれぞれについて投影光学系18の最適焦点
面の傾斜に関する傾斜情報(オフセット情報)を各照明
条件のIDに対応付けて予め記憶装置15Aに記憶保持
しておき、露光実施時にその照明条件に対応するレベリ
ング補正値により、AF系20の所定の基準面を補正し
た上で、AF系20の検出結果に基づいて、ステージ2
1のアクチュエータを適宜に作動させて、ウエハWの表
面を所定の基準面に一致させるようにしたから、転写形
成するパターンの種類(線種、線幅)に応じて三次元的
に変化する最適焦点面にウエハWの表面を常に一致させ
た状態でパターンを転写することができる。従って、高
精度なパターンの形成を行うことができる。また、プロ
セスプログラムには、パターンの照明条件IDを登録し
ておき、この照明条件IDに基づき、記憶装置の照明条
件ファイルを検索するようにしたから、当該露光装置に
固有な値としてのオフセット情報をプロセスプログラム
に登録する必要がなくなるので、各露光装置間でプロセ
スプログラムの共通化を図ることができ、その管理の容
易化も図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the inclination information (offset information) relating to the inclination of the optimum focal plane of the projection optical system 18 for each of the plurality of illumination conditions is associated with the ID of each illumination condition in advance and the storage device is used. 15A, a predetermined reference plane of the AF system 20 is corrected by a leveling correction value corresponding to the illumination condition at the time of exposure, and the stage 2 is adjusted based on the detection result of the AF system 20.
Since the first actuator is appropriately operated to make the surface of the wafer W coincide with a predetermined reference plane, the optimum three-dimensionally changes according to the type (line type, line width) of a pattern to be transferred and formed. The pattern can be transferred in a state where the surface of the wafer W always coincides with the focal plane. Therefore, a highly accurate pattern can be formed. Further, the illumination condition ID of the pattern is registered in the process program, and the illumination condition file in the storage device is searched based on the illumination condition ID, so that the offset information as a value unique to the exposure apparatus is used. Need not be registered in the process program, the process program can be shared among the exposure apparatuses, and the management thereof can be facilitated.

【0038】また、AF系としては、上記のものに限ら
れず、斜入射光式の多点AF系を用いてもよい。多点A
Fとは、投影光学系の露光フィールド内の複数の検出点
における焦点位置(投影光学系の光軸に沿う方向の位
置)を検出するようにした合焦方式をいう。これについ
て、図7を参照して説明する。ウエハWのレジストに対
して非感光性の照明光24でスリット板25を照明し、
その透過光はレンズ系26、ミラー27、絞り28、対
物レンズ29、及びミラー30を介してウエハWの表面
を斜めに照射する。なお、斜入射角度はウエハ表面に対
して5〜12度程度である。
The AF system is not limited to the one described above, and a multi-point AF system of an oblique incident light type may be used. Multipoint A
F refers to a focusing method that detects a focus position (a position in a direction along the optical axis of the projection optical system) at a plurality of detection points in an exposure field of the projection optical system. This will be described with reference to FIG. Illuminating the slit plate 25 with non-photosensitive illumination light 24 on the resist of the wafer W;
The transmitted light irradiates the surface of the wafer W obliquely through a lens system 26, a mirror 27, a diaphragm 28, an objective lens 29, and a mirror 30. The oblique incidence angle is about 5 to 12 degrees with respect to the wafer surface.

【0039】ウエハWで反射したスリット光は、ミラー
31、対物レンズ32、レンズ系33、振動ミラー3
4、平行平面板などからなる補正板35を介して受光用
スリット板36上に至る。振動ミラー35は受光用スリ
ット板36にできるスリット像を、その長手方向と直交
する方向に微少振動させるものであり、補正板(プレー
ンパラレル)35は受光用スリット板36上のスリット
とウエハWからの反射スリット像の振動中心との相対関
係を、スリット長手方向と直交する方向にシフトさせる
ものである。
The slit light reflected by the wafer W is transmitted to the mirror 31, the objective lens 32, the lens system 33,
4. The light reaches the slit plate 36 for light reception via a correction plate 35 formed of a plane-parallel plate or the like. The vibrating mirror 35 slightly vibrates the slit image formed on the light receiving slit plate 36 in a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof, and the correction plate (plane parallel) 35 transmits the light from the slit on the light receiving slit plate 36 and the wafer W. Is shifted in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit.

【0040】スリット板36のスリットの透過光は、フ
ォトダイオードなどからなるアレイセンサ37で受光さ
れる。アレイセンサ37は、スリット板36のスリット
の長手方向に複数の光電セルを配置して構成され、各光
電セルの検出信号は制御装置15に入力される。この検
出信号は、いわゆるSカーブ信号とよばれ、受光用スリ
ット板36のスリット中心とウエハWからの反射スリッ
ト像の振動中心とが一致したときに零レベルとなり、ウ
エハWがその状態から上方に変位しているときには正の
レベル、ウエハがその状態から下方に変位しているとき
には負のレベルになる。従って、検出信号が零レベルに
なるウエハの表面の位置が合焦点として検出される。な
お、補正板35は、所定の基準面の位置を補正するため
のものである。
Light transmitted through the slits of the slit plate 36 is received by an array sensor 37 composed of a photodiode or the like. The array sensor 37 is configured by arranging a plurality of photoelectric cells in the longitudinal direction of the slit of the slit plate 36, and a detection signal of each photoelectric cell is input to the control device 15. This detection signal is called a so-called S-curve signal, and becomes a zero level when the slit center of the light receiving slit plate 36 coincides with the vibration center of the reflection slit image from the wafer W, and the wafer W is moved upward from that state. The level is positive when the wafer is displaced, and is negative when the wafer is displaced downward from that state. Therefore, the position on the surface of the wafer where the detection signal becomes zero level is detected as the focal point. Note that the correction plate 35 is for correcting the position of a predetermined reference plane.

【0041】このような多点AF系を採用している場合
には、各照明条件に対応した補正値は、この多点AF系
の複数の検出点(アレイセンサ37の各光電セル)に対
応するオフセット情報(例えば、密集線に最適な照明条
件下における投影光学系の光軸方向の位置に対する差
分)の各々を、複数の露光条件のそれぞれと対応つけて
記憶保持しておく。露光処理時には、露光処理を行うパ
ターンに最適な照明条件に対応する補正値を読み出し、
対応する各検出点についての検出値を補正した状態でZ
ステージ21の姿勢を調整した上で、露光処理を実施す
る。これにより、パターンの種類にかかわらず、常に最
適焦点面で露光処理を行うことができるようになり、パ
ターンの転写の精度を向上でき、高品質、高精度なマイ
クロデバイスを製造することができる。
When such a multipoint AF system is employed, the correction value corresponding to each illumination condition corresponds to a plurality of detection points (each photoelectric cell of the array sensor 37) of the multipoint AF system. The offset information (for example, the difference with respect to the position of the projection optical system in the optical axis direction under the optimal illumination conditions for dense lines) is stored and stored in association with each of the plurality of exposure conditions. At the time of the exposure processing, a correction value corresponding to the illumination condition optimal for the pattern to be subjected to the exposure processing is read,
With the detection values for each corresponding detection point corrected, Z
After adjusting the attitude of the stage 21, the exposure process is performed. Thus, regardless of the type of the pattern, the exposure process can always be performed on the optimum focal plane, the accuracy of pattern transfer can be improved, and a high-quality, high-precision microdevice can be manufactured.

【0042】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

【0043】例えば、焦点検出装置としては、上記のA
F系や多点AF系に限られず、AF系の所定の基準面の
姿勢の調整も上述した方法に限られず、例えば、空間像
計測方法などの他の方法を採用することができる。
For example, as the focus detecting device, the above A
The method is not limited to the F system or the multipoint AF system, and the adjustment of the attitude of the predetermined reference plane of the AF system is not limited to the above-described method. For example, another method such as an aerial image measurement method can be adopted.

【0044】また、本発明は、パターンをウエハ上のシ
ョット領域に一括露光し、順次ウエハを移動して他のシ
ョット領域に対して一括露光を繰り返すステップ・アン
ド・リピート方式の投影露光装置のみならず、マスクと
ウエハとを同期移動して、矩形その他の形状のスリット
光で走査・照明してウエハ上のショット領域を逐次露光
し、順次ウエハを移動して他のショット領域に対して走
査・露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン方式の
投影露光装置にも適用することができ、さらにはミラー
プロジェクション方式やプロキシミティ方式等の露光装
置にも同様に適用することができる。
Further, the present invention provides a step-and-repeat type projection exposure apparatus that collectively exposes a pattern to a shot area on a wafer, sequentially moves the wafer, and repeats the batch exposure for another shot area. First, the mask and the wafer are moved synchronously, and the shot area on the wafer is sequentially exposed by scanning and illuminating with a slit light of a rectangular shape or the like, and the wafer is sequentially moved to scan and illuminate another shot area. The present invention can be applied to a step-and-scan type projection exposure apparatus that repeats exposure, and can be similarly applied to an exposure apparatus such as a mirror projection type or a proximity type.

【0045】さらに、露光装置の光源も特に限定され
ず、水銀ランプなどによるi線、g線、KrF、Ar
F、Fなどのエキシマレーザ、さらには軟X線領域
に発振スペクトルを有するEUV(Extreme U
ltra Violet)であってもよい。
Further, the light source of the exposure apparatus is not particularly limited, and i-line, g-line, KrF, Ar
F, excimer lasers, such as F 2, further EUV (Extreme U having an oscillation spectrum in the soft X-ray region
ltra Violet).

【0046】また、投影光学系18はその全ての光学素
子が屈折素子(レンズ)であるもの以外に、反射素子
(ミラー等)のみからなる光学系であってもよいし、あ
るいは屈折素子と反射素子(凹面鏡、ミラー等)とから
なるカタディオプトリック光学系であってもよい。ま
た、投影光学系18は縮小光学系に限られるものではな
く、等倍光学系や拡大光学系であってもよい。
Further, the projection optical system 18 may be an optical system including only a reflection element (mirror or the like) other than all the optical elements being refraction elements (lenses), or a combination of a refraction element and a reflection element. A catadioptric optical system including elements (concave mirror, mirror, etc.) may be used. Further, the projection optical system 18 is not limited to the reduction optical system, but may be an equal-magnification optical system or an enlargement optical system.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は以上詳述したように構成したか
ら、プロセスプログラムの管理などを煩雑化することな
く、転写露光するパターンの種類に応じて、それぞれ最
適焦点面での露光を可能とし、高精度、高品質なマイク
ロデバイスを製造できるようになるという効果がある。
Since the present invention is configured as described above in detail, it is possible to perform exposure on the optimum focal plane according to the type of pattern to be transferred and exposed without complicating the management of the process program and the like. There is an effect that a high-precision, high-quality micro device can be manufactured.

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

【図1】 本発明の実施形態の投影露光装置の要部構成
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a main configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態の投影露光装置のAF系の
概略構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an AF system of the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態の露光フィールド内での各
位置におけるベストフォーカスの計測結果の一例を示す
図であり、(A)は密集線、(B)は孤立線、(C)は
コンタクトホールの場合を示している。
3A and 3B are diagrams illustrating an example of a best focus measurement result at each position in an exposure field according to an embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a dense line, FIG. 3B is an isolated line, and FIG. The case of a hole is shown.

【図4】 本発明の実施形態の最適焦点面の傾斜情報を
採取する際の処理のを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a process when collecting inclination information of an optimum focal plane according to the embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態の記憶装置に記憶保持され
る各種情報の構成を示す図であり、(A)は傾斜情報の
一例を、(B)はプロセスプログラムの一例を示してい
る。。
5A and 5B are diagrams illustrating a configuration of various information stored and held in a storage device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A illustrates an example of tilt information, and FIG. 5B illustrates an example of a process program. .

【図6】 本発明の実施形態の露光処理の要部を示すフ
ローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a main part of an exposure process according to the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態の投影露光装置に多点AF
系を適用した場合の概略構成図である。
FIG. 7 shows a multi-point AF in a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic structure figure at the time of applying a system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R…レチクル W…ウエハ 11…照明光 12…照明変倍系 13…フライアイレンズ 14…回転板(開口絞り) 15…制御装置(コンピュータ) 15A…記憶装置 18…投影光学系 19…NA絞り 20…AF系 21…Zステージ 22…投光器 23…受光器 23A…補正板 R: Reticle W: Wafer 11: Illumination light 12: Illumination variable power system 13: Fly-eye lens 14: Rotating plate (aperture stop) 15: Control device (computer) 15A: Storage device 18: Projection optical system 19: NA stop 20 ... AF system 21... Z stage 22.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明されたマスクのパターンの像を投影
光学系を介して感光基板上に転写する投影露光方法にお
いて、 複数の露光条件のそれぞれについて前記投影光学系の最
適焦点面の傾斜情報を前記各露光条件に対応付けて予め
記憶保持しておき、 露光実施時の露光条件に対応する傾斜情報に基づいて前
記感光基板の前記投影光学系に対する姿勢を補正するこ
とを特徴とする投影露光方法。
1. A projection exposure method for transferring an image of an illuminated mask pattern onto a photosensitive substrate via a projection optical system, wherein, for each of a plurality of exposure conditions, inclination information of an optimum focal plane of the projection optical system is obtained. A projection exposure method comprising: preliminarily storing and holding in association with the respective exposure conditions; and correcting a posture of the photosensitive substrate with respect to the projection optical system based on tilt information corresponding to the exposure conditions at the time of performing the exposure. .
【請求項2】 前記複数の露光条件はマスクに対する照
明条件がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1記載
の投影露光方法。
2. The projection exposure method according to claim 1, wherein the plurality of exposure conditions have different illumination conditions for a mask.
【請求項3】 前記複数の露光条件は前記投影光学系の
瞳面での光強度分布がそれぞれ異なることを特徴とする
請求項1記載の投影露光方法。
3. The projection exposure method according to claim 1, wherein the plurality of exposure conditions have different light intensity distributions on a pupil plane of the projection optical system.
【請求項4】 前記複数の露光条件は前記マスクの種類
がそれぞれ異なることを特徴とする請求項1記載の投影
露光方法。
4. The projection exposure method according to claim 1, wherein the plurality of exposure conditions differ in the type of the mask.
【請求項5】 前記露光条件は転写するパターンの線種
に応じて選定されていることを特徴とする請求項1記載
の投影露光方法。
5. The projection exposure method according to claim 1, wherein said exposure condition is selected according to a line type of a pattern to be transferred.
【請求項6】 前記パターンの線種は、密集線、孤立
線、コンタクトホールの少なくとも一つを含むことを特
徴とする請求項5記載の投影露光方法。
6. The projection exposure method according to claim 5, wherein the line type of the pattern includes at least one of a dense line, an isolated line, and a contact hole.
【請求項7】 照明光学系からの照明光で照明されたマ
スクのパターンの像を投影光学系を介して感光基板上に
投影して、前記感光基板を露光する投影露光装置におい
て、 複数の検出点に光ビームを照射して、前記感光基板表面
の複数点で前記投影光学系の光軸方向の位置を検出する
焦点検出装置と、 前記感光基板表面が前記投影光学系の最適焦点面とほぼ
一致するように前記焦点検出装置の検出値に基づいて前
記感光基板の姿勢を調整する調整装置と、 前記投影光学系の最適焦点面の傾斜に関する前記焦点検
出装置の複数の検出点に対応するオフセット情報の各々
を、複数の露光条件のそれぞれと対応付けて記憶保持す
る記憶装置と、 前記複数の露光条件のうち前記感光基板を露光するとき
の露光条件に対応するオフセット情報を前記記憶装置か
ら読み出し、該読み出されたオフセット情報と前記焦点
検出装置の検出値とに基づいて前記調整装置を制御する
制御装置と、 を備えたことを特徴とする投影露光装置。
7. A projection exposure apparatus for projecting an image of a pattern of a mask illuminated with illumination light from an illumination optical system onto a photosensitive substrate via a projection optical system to expose the photosensitive substrate, A focus detection device that irradiates a point with a light beam and detects the position of the projection optical system in the optical axis direction at a plurality of points on the surface of the photosensitive substrate; and the photosensitive substrate surface is substantially the optimum focal plane of the projection optical system. An adjusting device that adjusts the posture of the photosensitive substrate based on a detection value of the focus detection device so as to match; and an offset corresponding to a plurality of detection points of the focus detection device with respect to an inclination of an optimum focal plane of the projection optical system. A storage device for storing and holding each piece of information in association with each of a plurality of exposure conditions; and the offset information corresponding to an exposure condition when exposing the photosensitive substrate among the plurality of exposure conditions. Read from the device, a projection exposure apparatus characterized by comprising a control device for controlling the adjustment device based on the detected value of the with the read offset information focus detecting device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013021080A (en) * 2011-07-08 2013-01-31 Renesas Electronics Corp Projection exposure method, projection aligner, and transfer method of mask pattern

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