JP2005303042A - Exposure system and device manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure system capable of ensuring exposure precision and a device manufacturing method. <P>SOLUTION: There are provided a measuring means 90 for measuring the position of an alignment pattern formed on a substrate W via a measuring optical system different from a projection optical system PL; an information acquisition means 84 for obtaining temperature related information about the temperature of the stage or the ambient temperature thereof; and a control means 10 for judging the need for the correction of a baseline amount, which is the distance between a predetermined position in the visual field of the projection optical system PL and a predetermined position in the measuring visual field of the measuring optical system, based on the output of the information acquisition means 84. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子や液晶表示素子等のデバイス製造工程において、マスクのパターン像をウエハ等の基板上に投影露光する露光装置および基板にデバイスパターンを転写するデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus that projects and exposes a pattern image of a mask onto a substrate such as a wafer and a device manufacturing method that transfers the device pattern onto the substrate in a device manufacturing process such as a semiconductor element or a liquid crystal display element.

半導体デバイスまたは液晶表示デバイス等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、レチクル（マスク）のパターン像を投影光学系を介して感光基板上の各ショット領域に投影する投影露光装置が使用されている。なお近年では、パターンの微細化に伴って、ステップ・アンド・リピート方式からステップ・アンド・スキャン方式（以下、スキャン方式）の露光装置が主流と成りつつある。   When manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device or the like in a photolithography process, a projection exposure apparatus that projects a pattern image of a reticle (mask) onto each shot area on a photosensitive substrate through a projection optical system is used. In recent years, with the miniaturization of patterns, exposure apparatuses of the step-and-repeat method to the step-and-scan method (hereinafter referred to as scan method) are becoming mainstream.

例えば半導体デバイスなどのマイクロデバイスは、感光基板として、感光材が塗布されたウエハ上に多数層の回路パターンを重ねて形成されるので、２層目以降の回路パターンをウエハ上に投影露光する際には、ウエハ上の既に回路パターンが形成された各ショット領域とこれから露光するレチクルのパターン像との位置合わせ、即ちウエハとレチクルとの位置あわせ（アライメント）を精確に行う必要がある。このアライメントは、ウエハ上の位置あわせ用パターン（アライメントマーク）を計測し、その計測結果に基づいて統計的演算処理を行うことで、各ショット領域の位置を求める（特許文献１）。   For example, microdevices such as semiconductor devices are formed by overlaying multiple layers of circuit patterns on a wafer coated with a photosensitive material as a photosensitive substrate. Therefore, when projecting exposure of circuit patterns on and after the second layer, In this case, it is necessary to accurately perform alignment between each shot area where a circuit pattern has already been formed on the wafer and the pattern image of the reticle to be exposed, that is, alignment between the wafer and the reticle. In this alignment, the position of each shot region is obtained by measuring a pattern for alignment (alignment mark) on the wafer and performing statistical calculation processing based on the measurement result (Patent Document 1).

従来、ウエハ上のアライメントマークを計測するアライメントセンサとしては、投影光学系近傍に配設されたオフアクシス方式の計測光学系を用いる方法が知られている。この方法は、投影光学系とは別に設けられた計測光学系を用いて（介して）アライメントマーク位置を計測した後、投影光学系と計測光学系との間の距離であるベースライン量に関する一定量を加味してウエハステージを送り込むだけで、直ちにレチクルのパターンをウエハ上のショット領域に正確に重ね合わせて露光することができるものである。このように、ベースライン量は、フォトリソグラフィ工程において極めて重要な操作量である。   Conventionally, as an alignment sensor for measuring an alignment mark on a wafer, a method using an off-axis measurement optical system disposed in the vicinity of a projection optical system is known. This method uses a measurement optical system provided separately from the projection optical system, measures the alignment mark position (via), and then determines a fixed baseline amount that is the distance between the projection optical system and the measurement optical system. By simply feeding the wafer stage in consideration of the amount, the reticle pattern can be immediately superimposed and exposed on the shot area on the wafer. Thus, the baseline amount is a very important operation amount in the photolithography process.

ところが、ウエハステージまたはレチクルステージを駆動するモータ等が発熱すると、投影光学系や計測光学系を支持しているコラムに熱が伝わり、コラムが膨張・変形し投影光学系や計測光学系の位置・角度がずれて、ベースラインの変動につながることになる。また、ステージの位置は干渉計を用いて計測されるが、干渉計光路の温度が変化すると、ステージの位置決め誤差が発生する。特に、レチクル側の温度が変化すると、レチクルマークの投影像の位置が変化して、ベースライン測定値が変化することになる。   However, when the motor that drives the wafer stage or reticle stage generates heat, the heat is transferred to the column that supports the projection optical system and measurement optical system, and the column expands and deforms, and the position of the projection optical system and measurement optical system The angle will shift, leading to baseline fluctuations. The stage position is measured using an interferometer, but if the temperature of the interferometer optical path changes, a stage positioning error occurs. In particular, when the temperature on the reticle side changes, the position of the projected image of the reticle mark changes, and the baseline measurement value changes.

この問題点に対応するため、モータに冷媒を流して、モータの温度を一定にする方法が提案されている。この方法は、モータの固定側に設けられたコイルとそのケーシングとの間に冷媒を流して、コイルを冷却するものである。なお、ケーシングに対する冷媒の入口付近および出口付近に温度センサを設置し、各温度センサによる測定結果の平均値または所定の内分値が、モータの静止時と同じ温度になるように制御している。
特開昭６１−４４４２９号公報 In order to cope with this problem, a method has been proposed in which a coolant is supplied to the motor to keep the temperature of the motor constant. This method cools the coil by flowing a refrigerant between the coil provided on the fixed side of the motor and its casing. Temperature sensors are installed near the inlet and outlet of the refrigerant with respect to the casing, and control is performed so that the average value or predetermined internal value of the measurement results obtained by each temperature sensor is the same temperature as when the motor is stationary. .
JP-A 61-44429

しかしながら、上述したような従来の露光装置及び露光方法には、以下のような問題が存在する。
近年では、半導体デバイスの線幅の微細化にともなって、露光装置の結像特性の向上や、重ね合わせ露光の精度の向上が求められているが、一方で露光処理のスループット（生産性）の向上も求められているため、この両方の要求を両立させることが技術的な課題となっている。なお、露光処理のスループットを向上させるためには、レチクルおよびウエハを搭載するステージの速度および加速度を向上させることが望ましい。そこで、各ステージを駆動するためのモータの出力が増加しつつある。 However, the conventional exposure apparatus and exposure method as described above have the following problems.
In recent years, along with the miniaturization of semiconductor device line widths, there has been a demand for improving the imaging characteristics of the exposure apparatus and the accuracy of overlay exposure. Since improvement is also required, it is a technical challenge to satisfy both requirements. In order to improve the throughput of exposure processing, it is desirable to improve the speed and acceleration of the stage on which the reticle and wafer are mounted. Therefore, the output of the motor for driving each stage is increasing.

図５（ａ）は、モータ温度の経時変化を示すグラフである。時刻ｔ０において露光動作が開始されると、モータが静止状態から急激に駆動（加速）されるため、モータの温度は上昇を始める。その温度上昇を温度センサが検知して温度を下げようとするが、温調機による冷媒の冷却時間の遅れや、冷媒の循環時間の遅れなどにより、温度制御が追いつかず、温度が一時的にプラスに振られてしまう（オーバーシュート）。一方、しばらくすると、モータの発熱に温調機が追いつき、モータ温度は目標値Ｔ０に戻って安定する。ところが、露光動作が終了すると、逆にモータの温度が降下を始め、一時的にマイナスに振られてしまう（アンダーシュート）。   FIG. 5A is a graph showing the change over time of the motor temperature. When the exposure operation is started at time t0, the motor is suddenly driven (accelerated) from a stationary state, so that the temperature of the motor starts to rise. The temperature sensor detects the temperature rise and tries to lower the temperature, but the temperature control cannot catch up due to the delay of the cooling time of the refrigerant by the temperature controller, the delay of the circulation time of the refrigerant, etc. It will be shaken positively (overshoot). On the other hand, after a while, the temperature controller catches up with the heat generated by the motor, and the motor temperature returns to the target value T0 and stabilizes. However, when the exposure operation is completed, the temperature of the motor starts to decrease and is temporarily shaken negatively (undershoot).

なお、上述したモータ温度のオーバーシュートおよびアンダーシュートを解消するため、温調機の応答を鋭くすることも考えられる。しかしながら、この場合には制御が過敏になりすぎて、モータの動き始めではなく、単なる外乱にも鋭く反応してしまい、温度制御の精度をかえって悪化させてしまう。また、モータの動き始めと終わりに反応させるため、冷媒の配管を太くしたり、配管の耐圧を上げたり、冷凍機を大きくしたりして、冷媒の流量や流速を増加させることも考えられる。しかしながら、安定状態では過剰な設備をつけることになりスペースやコスト面から不利となる。
そして、このようなモータ温度のオーバーシュートおよびアンダーシュートにより、図５（ｂ）に示すようにベースライン量が変化することになる。その結果、露光精度が低下するという問題がある。 In order to eliminate the above-described overshoot and undershoot of the motor temperature, it is conceivable to sharpen the response of the temperature controller. However, in this case, the control becomes too sensitive, and not only the motor starts to move, but also reacts sharply to a simple disturbance, which deteriorates the accuracy of the temperature control. Further, in order to react at the beginning and end of the movement of the motor, it is conceivable to increase the refrigerant flow rate and flow velocity by increasing the refrigerant piping, increasing the pressure resistance of the piping, or enlarging the refrigerator. However, in a stable state, excessive facilities are installed, which is disadvantageous in terms of space and cost.
As a result of such overshoot and undershoot of the motor temperature, the baseline amount changes as shown in FIG. As a result, there is a problem that the exposure accuracy is lowered.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、モータ温度のオーバーシュートおよびアンダーシュートがあっても、露光精度の確保が可能な露光装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an exposure apparatus and a device manufacturing method capable of ensuring exposure accuracy even when there is an overshoot and undershoot of the motor temperature. And

上記の目的を達成するために、本発明は、実施の形態を示す図１ないし図７に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）上に載置されたマスク（Ｒ）上のパターンを照明ビームで照明し、投影光学系（ＰＬ）を介して、基板ステージ（ＷＳＴ）上に載置された基板（Ｗ）上に転写する露光装置（１）において、前記基板上に形成された位置あわせ用パターンの位置を、前記投影光学系とは異なる計測光学系を介して計測する計測手段（９０）と、前記ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報を得る情報獲得手段（８４）と、前記投影光学系の視野内の所定位置と、前記計測光学系の計測視野内の所定位置との間の距離であるベースライン量の補正の必要性を、前記情報獲得手段（８４）の出力に基づいて判別する制御手段（１０）と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報に基づいてベースライン量の補正の必要性を判断するので、ステージ又はその周囲の温度変動に起因するベースライン変動に対応しつつ露光処理を行うことが可能になる。したがって、露光精度を確保することができる。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 7 showing the embodiment.
An exposure apparatus of the present invention illuminates a pattern on a mask (R) placed on a mask stage (RST) with an illumination beam and places the pattern on a substrate stage (WST) via a projection optical system (PL). In the exposure apparatus (1) for transferring onto the placed substrate (W), measuring means for measuring the position of the alignment pattern formed on the substrate via a measuring optical system different from the projection optical system (90), information acquisition means (84) for obtaining temperature-related information regarding the temperature of the stage or its surroundings, a predetermined position in the field of view of the projection optical system, and a predetermined position in the measurement field of view of the measurement optical system Control means (10) for determining the necessity of correcting the baseline amount, which is the distance between the two, based on the output of the information acquisition means (84).
According to this configuration, the necessity of correcting the baseline amount is determined based on temperature-related information related to the temperature of the stage or its surroundings. Therefore, exposure is performed while dealing with baseline fluctuations caused by temperature fluctuations of the stage or its surroundings. Processing can be performed. Therefore, exposure accuracy can be ensured.

また、本発明の露光装置は、マスクステージ（ＲＳＴ）上に載置されたマスク（Ｒ）上のパターンを照明ビームで照明し、基板ステージ（ＷＳＴ）上に載置された基板（Ｗ）上に転写する露光装置（１）において、前記ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報を得る情報獲得手段（８４）と、前記情報獲得手段（８４）の出力に基づいて、前記基板ステージ（ＷＳＴ）の動作に制限を与える制御手段（１０）と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報に基づいて基板ステージの動作に制限を与えるので、ステージ又はその周囲の温度変動に起因するベースライン変動を抑制することができる。したがって、露光精度を確保することができる。 Further, the exposure apparatus of the present invention illuminates a pattern on the mask (R) placed on the mask stage (RST) with an illumination beam, and on the substrate (W) placed on the substrate stage (WST). In the exposure apparatus (1) for transferring to the substrate, information acquisition means (84) for obtaining temperature-related information relating to the temperature of the stage or its surroundings, and the substrate stage (WST) based on the output of the information acquisition means (84) And a control means (10) for restricting the operation.
According to this configuration, since the operation of the substrate stage is limited based on temperature-related information regarding the temperature of the stage or its surroundings, it is possible to suppress baseline fluctuations due to temperature fluctuations of the stage or its surroundings. Therefore, exposure accuracy can be ensured.

また、前記制御手段（１０）は、前記ステージを停止せしめる時間の長さを制御するか、又は前記ステージを駆動する際の加減速度あるいは駆動速度に所定上限値を与えながら駆動することが好ましい。
一般に、ステージ（ＷＳＴ）を駆動するモータ（３３）は、加減速時にもっとも温度変動が大きくなる。そこで、ステージを駆動するモータを一時停止せしめることにより、またステージを駆動する際の加減速度あるいは駆動速度に所定上限値を与えることにより、ステージの温度変動を抑制して、ベースライン変動を所定許容値内に収めることができる。したがって、露光精度を確保することができる。 Further, it is preferable that the control means (10) controls the length of time for stopping the stage, or drives the stage while giving a predetermined upper limit to the acceleration / deceleration speed or driving speed when the stage is driven.
In general, the motor (33) that drives the stage (WST) has the greatest temperature fluctuation during acceleration / deceleration. Therefore, by temporarily stopping the motor that drives the stage, and by giving a predetermined upper limit value to the acceleration / deceleration or driving speed when driving the stage, the temperature fluctuation of the stage is suppressed and the baseline fluctuation is allowed to be allowed. Can fit within the value. Therefore, exposure accuracy can be ensured.

また、前記制御手段（１０）は、前記温度関連情報が所定基準値を超えていた場合、又は前記温度関連情報に基づいて算出された前記ベースライン量の変動量が所定許容値を超えていた場合には、前記計測手段（９０）を用いて前記ベースライン量を計測することが好ましい。
この構成によれば、ベースライン量の変動量が所定許容値を超えている蓋然性が高い場合に限ってベースライン量の計測を行うことができるので、露光処理のスループットを確保することができる。 Further, the control means (10) is configured such that when the temperature-related information exceeds a predetermined reference value, or the amount of fluctuation of the baseline amount calculated based on the temperature-related information exceeds a predetermined allowable value. In this case, it is preferable to measure the baseline amount using the measuring means (90).
According to this configuration, the baseline amount can be measured only when the probability that the fluctuation amount of the baseline amount exceeds a predetermined allowable value is high, and thus the throughput of the exposure process can be ensured.

一方、本発明のデバイス製造方法は、上述した露光装置（１）を用いて、前記マスク（Ｒ）上に形成されたデバイスパターンを、前記基板ステージ（ＷＳＴ）により位置決めされた基板（Ｗ）上に転写露光する工程を含むことを特徴としている。
この構成によれば、露光精度の確保とスループットの向上との両立が可能な露光装置を用いてデバイスを製造することができるので、高精度かつ低コストのデバイスを提供することができる。 On the other hand, in the device manufacturing method of the present invention, the device pattern formed on the mask (R) is placed on the substrate (W) positioned by the substrate stage (WST) using the exposure apparatus (1) described above. The method includes a step of transferring and exposing.
According to this configuration, a device can be manufactured using an exposure apparatus capable of ensuring both exposure accuracy and improving throughput, and thus a highly accurate and low-cost device can be provided.

本発明では、上述したように、位置あわせ用パターンの位置の計測手段と、温度関連情報の情報獲得手段と、ベースライン量の補正の必要性を判別する制御手段とを有する構成としたので、ステージ又はその周囲の温度変動に起因するベースライン変動に対応しつつ露光処理を行うことが可能になる。したがって、露光精度を確保することができる。   In the present invention, as described above, since the position measurement pattern position measurement means, the temperature-related information information acquisition means, and the control means for determining the necessity of correction of the baseline amount, It is possible to perform exposure processing while dealing with baseline fluctuations caused by temperature fluctuations in or around the stage. Therefore, exposure accuracy can be ensured.

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態の露光装置につき、図１ないし図６を参照して説明する。ここでは、例えば露光装置として、露光中（パターン転写中）にレチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。 [First Embodiment]
The exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, for example, as an exposure apparatus, a scanning stepper is used that transfers a circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle onto a wafer while synchronously moving the reticle and wafer during exposure (during pattern transfer). An example will be described.

図１に示す露光装置１は、露光用照明光によりレチクル（マスク）Ｒを照明する照明光学系（不図示）と、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージ（マスクステージ）ＲＳＴを含むレチクルステージ装置４と、レチクルＲから射出される照明光をウエハ（基板）Ｗ上に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持して移動するウエハステージ（基板ステージ）ＷＳＴを含むウエハステージ装置７と、ウエハＷ上に形成された位置あわせ用パターンの位置を計測する計測手段９０と、各ステージ装置４，７および計測手段９０の動作を制御する制御手段１０とから概略構成されている。ここで、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、このＺ方向と直交する方向でレチクルＲとウエハＷの同期移動方向（スキャン移動方向）をＹ方向とし、非同期移動方向をＸ方向とする。また、それぞれの軸周りの回転方向をθＺ、θＹ、θＸとする。   An exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a reticle stage including an illumination optical system (not shown) that illuminates a reticle (mask) R with exposure illumination light, and a reticle stage (mask stage) RST that holds and moves the reticle R. A wafer stage apparatus 7 including an apparatus 4, a projection optical system PL that projects illumination light emitted from the reticle R onto a wafer (substrate) W, and a wafer stage (substrate stage) WST that holds and moves the wafer W; The measuring unit 90 for measuring the position of the alignment pattern formed on the wafer W and the control unit 10 for controlling the operations of the stage devices 4 and 7 and the measuring unit 90 are schematically configured. Here, the optical axis direction of the projection optical system PL is the Z direction, the synchronous movement direction (scan movement direction) of the reticle R and the wafer W in the direction orthogonal to the Z direction is the Y direction, and the asynchronous movement direction is the X direction. To do. The rotation directions around the respective axes are θZ, θY, and θX.

照明光学系は、光源からの露光用照明光によりレチクルＲ上の矩形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明するものである。露光用照明光としては、例えば超高圧水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）およびＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）およびＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ）や軟Ｘ線（ＥＵＶ光）などが用いられる。 The illumination optical system illuminates a rectangular (or arc-shaped) illumination area on the reticle R with uniform illuminance by exposure illumination light from a light source. As illumination light for exposure, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as ultraviolet emission lines (g-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from an ultra-high pressure mercury lamp, ArF excimer laser, etc. Vacuum ultraviolet light (VUV) such as light (wavelength 193 nm) and F ₂ laser light (wavelength 157 nm), soft X-rays (EUV light), and the like are used.

図２は、レチクルステージ装置の斜視図である。レチクルステージＲＳＴは、レチクル定盤３上を一対のリニアモータ（駆動源）１５、１５によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるレチクル粗動ステージ１６と、このレチクル粗動ステージ１６上において一対のＸボイスコイルモータ（駆動源）１７Ｘおよび一対のＹボイスコイルモータ（駆動源）１７ＹによりＸ、Ｙ、θＺ方向に微小駆動されるレチクル微動ステージ１８とを備えた構成になっている（図１では、これらを１つのステージとして図示している）。このレチクル微動ステージには、バキュームチャック５４を介してレチクルが吸着保持されるようになっている。   FIG. 2 is a perspective view of the reticle stage device. The reticle stage RST includes a reticle coarse movement stage 16 that is driven on the reticle surface plate 3 by a pair of linear motors (drive sources) 15 and 15 with a predetermined stroke in the Y-axis direction, and a pair of reticle coarse movement stages 16 on the reticle coarse movement stage 16. An X voice coil motor (drive source) 17X and a pair of Y voice coil motors (drive sources) 17Y are provided with a reticle fine movement stage 18 that is finely driven in the X, Y, and θZ directions (in FIG. 1). These are shown as one stage). The reticle is finely held on the reticle fine movement stage via a vacuum chuck 54.

図２に示すリニアモータ１５は、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）１９によってレチクル定盤３上に浮上支持されＹ軸方向に延びる固定子２０と、この固定子２０に対応して設けられ連結部材２２を介してレチクル粗動ステージ１６に固定された可動子２１とから構成されている。このため、運動量保存の法則により、レチクル粗動ステージ１６の＋Ｙ方向の移動に応じて、固定子２０はカウンターマスとして−Ｙ方向に移動する。この固定子２０の移動によりレチクル粗動ステージ１６の移動に伴う反力を相殺するとともに、重心位置の変化を防ぐことができる。   The linear motor 15 shown in FIG. 2 includes a stator 20 that is levitated and supported on the reticle surface plate 3 by a plurality of air bearings (air pads) 19 that are non-contact bearings, and extends in the Y-axis direction. The movable member 21 is provided and fixed to the reticle coarse movement stage 16 via a connecting member 22. Therefore, according to the law of conservation of momentum, the stator 20 moves in the −Y direction as a counter mass according to the movement of the reticle coarse movement stage 16 in the + Y direction. The movement of the stator 20 can cancel the reaction force accompanying the movement of the reticle coarse movement stage 16 and can prevent the change in the position of the center of gravity.

レチクル粗動ステージ１６は、レチクル定盤３の中央部に形成された上部突出部３ｂの上面に固定されＹ軸方向に延びる一対のＹガイド５１、５１によってＹ軸方向に案内されるようになっている。また、レチクル粗動ステージ１６は、これらＹガイド５１、５１に対して不図示のエアベアリングにより非接触で支持されている。   The reticle coarse movement stage 16 is guided in the Y-axis direction by a pair of Y guides 51, 51 that are fixed to the upper surface of the upper protrusion 3 b formed at the center of the reticle surface plate 3 and extend in the Y-axis direction. ing. The reticle coarse movement stage 16 is supported in a non-contact manner by air bearings (not shown) with respect to the Y guides 51 and 51.

レチクル微動ステージ１８の−Ｙ方向の端部には、コーナキューブからなる一対のＹ移動鏡５２ａ、５２ｂが固定され、また、レチクル微動ステージ１８の＋Ｘ方向の端部には、Ｙ軸方向に延びる平面ミラーからなるＸ移動鏡５３が固定されている。そして、これら移動鏡５２ａ、５２ｂ、５３に対して測長ビームを照射する３つのレーザ干渉計（いずれも不図示）が各移動鏡との距離を計測することにより、レチクルステージＲＳＴのＸ、Ｙ、θＺ（Ｚ軸回りの回転）方向の位置が高精度に計測される。   A pair of Y-moving mirrors 52a and 52b made of a corner cube are fixed to the −Y direction end of reticle fine movement stage 18, and the + X direction end of reticle fine movement stage 18 extends in the Y-axis direction. An X moving mirror 53 made of a plane mirror is fixed. Then, three laser interferometers (all of which are not shown) that irradiate the measurement beams to the movable mirrors 52a, 52b, and 53 measure the distances from the respective movable mirrors, so that X and Y of the reticle stage RST. , ΘZ (rotation around the Z axis) direction is measured with high accuracy.

図３は、ウエハステージ装置の斜視図である。ウエハステージ装置７は、ウエハステージＷＳＴと、このウエハステージＷＳＴを支持するウエハ定盤６と、ウエハステージＷＳＴをＸ方向に相対移動させるＸガイドバーＸＧと、ウエハステージＷＳＴをＹ方向に相対移動させるＹリニアモータ３３とを主体に構成されている。   FIG. 3 is a perspective view of the wafer stage apparatus. Wafer stage device 7 relatively moves wafer stage WST, wafer surface plate 6 supporting wafer stage WST, X guide bar XG for moving wafer stage WST in the X direction, and wafer stage WST in the Y direction. The Y linear motor 33 is mainly configured.

ＸガイドバーＸＧは、Ｘ方向に沿った長尺形状を呈しており、その長さ方向両端には磁石ユニットを備えた可動子３６，３６がそれぞれ設けられている。また、これらの可動子３６，３６に対応するコイルユニットを備えた固定子３７，３７が、ベースプレート（不図示）に突設された支持部に設けられている。そして、これら可動子３６および固定子３７によってムービングコイル型のＹリニアモータ（駆動源）３３、３３が構成されており、可動子３６が固定子３７との間の電磁気的相互作用により駆動されることで、ＸガイドバーＸＧがＹ方向に移動するとともに、Ｙリニアモータ３３、３３の駆動を調整することでθＺ方向に回転移動する。すなわち、このＹリニアモータ３３によってＸガイドバーＸＧとほぼ一体的にウエハステージＷＳＴ（および試料台ＳＴ、以下単に試料台ＳＴと称する）がＹ方向およびθＺ方向に駆動されるようになっている。   The X guide bar XG has a long shape along the X direction, and movable elements 36 and 36 each having a magnet unit are provided at both ends in the length direction. In addition, stators 37 and 37 each having a coil unit corresponding to the movers 36 and 36 are provided on a support portion protruding from a base plate (not shown). The mover 36 and the stator 37 constitute moving coil type Y linear motors (drive sources) 33, 33, and the mover 36 is driven by electromagnetic interaction with the stator 37. As a result, the X guide bar XG moves in the Y direction, and rotates in the θZ direction by adjusting the driving of the Y linear motors 33 and 33. That is, the Y linear motor 33 drives the wafer stage WST (and the sample stage ST, hereinafter simply referred to as the sample stage ST) in the Y direction and the θZ direction almost integrally with the X guide bar XG.

また、ＸガイドバーＸＧの−Ｘ方向側には、Ｘトリムモータ３４の可動子が取り付けられている。Ｘトリムモータ３４は、Ｘ方向に推力を発生することでＸガイドバーＸＧのＸ方向の位置を調整するものであって、その固定子（不図示）はリアクションフレームに設けられている。このため、ウエハステージＷＳＴをＸ方向に駆動する際の反力は、リアクションフレームを介してベースプレートに伝達される。   A mover of the X trim motor 34 is attached to the −X direction side of the X guide bar XG. The X trim motor 34 adjusts the position of the X guide bar XG in the X direction by generating thrust in the X direction, and its stator (not shown) is provided on the reaction frame. Therefore, the reaction force when driving wafer stage WST in the X direction is transmitted to the base plate via the reaction frame.

ウエハステージＷＳＴは、ＸガイドバーＸＧに埋設された固定子を有するＸリニアモータ（駆動源）３５による電磁気的相互作用によりＸ方向に駆動される。なお、Ｘリニアモータの可動子は図示していないが、ウエハステージＷＳＴに取り付けられている。ウエハステージＷＳＴの上面には、ウエハホルダ４１を介してウエハＷが真空吸着等によって固定される（図１参照、図３では図示略）。   Wafer stage WST is driven in the X direction by electromagnetic interaction by X linear motor (drive source) 35 having a stator embedded in X guide bar XG. The mover of the X linear motor is not shown, but is attached to wafer stage WST. Wafer W is fixed to the upper surface of wafer stage WST by vacuum suction or the like via wafer holder 41 (see FIG. 1, not shown in FIG. 3).

図１に示すように、ウエハステージＷＳＴのＸ方向の位置は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡４２を基準として、ウエハステージＷＳＴの一部に固定された移動鏡４３の位置変化を計測するレーザ干渉計４４によって、所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。なお、上記参照鏡４２、移動鏡４３、レーザ干渉計４４とほぼ直交するように配置された不図示の参照鏡、レーザ干渉計および移動鏡によってウエハステージＷＳＴのＹ方向の位置が計測される。なお、これらレーザ干渉計のうち、少なくとも一方は、測長軸を２軸以上有する多軸干渉計であり、これらレーザ干渉計の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ（ひいてはウエハＷ）のＸＹ位置のみならず、θ回転量あるいはこれらに加え、レベリング量をも求めることができるようになっている。   As shown in FIG. 1, the position of wafer stage WST in the X direction is based on a reference mirror 42 fixed to the lower end of the barrel of projection optical system PL as a reference, and movable mirror 43 fixed to a part of wafer stage WST is used. The laser interferometer 44 that measures the position change measures in real time with a predetermined resolution, for example, a resolution of about 0.5 to 1 nm. The position of wafer stage WST in the Y direction is measured by a reference mirror (not shown), a laser interferometer, and a moving mirror that are arranged so as to be substantially orthogonal to reference mirror 42, moving mirror 43, and laser interferometer 44. Of these laser interferometers, at least one is a multi-axis interferometer having two or more measurement axes, and only the XY position of wafer stage WST (and thus wafer W) is based on the measurement values of these laser interferometers. In addition, the θ rotation amount or the leveling amount in addition to these can be obtained.

図１に示す投影光学系ＰＬとして、ここでは物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や蛍石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）からなる１／４（または１／５）縮小倍率の屈折光学系が使用されている（なお露光光として前述のＥＵＶ光を用いる場合には、反射光学素子で全て構成される投影光学系が用いられる）。このため、レチクルＲに照明光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターンのうち、照明光で照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうち、１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。   As the projection optical system PL shown in FIG. 1, here, both the object plane (reticle R) side and the image plane (wafer W) side are telecentric, have a circular projection field, and are refracted using quartz or fluorite as an optical glass material. A refracting optical system having an optical element (lens element) with a 1/4 (or 1/5) reduction magnification is used (when the above-mentioned EUV light is used as the exposure light, it is composed entirely of reflective optical elements. Projection optical system is used). For this reason, when the illumination light is irradiated onto the reticle R, the imaging light beam from the portion illuminated with the illumination light in the circuit pattern on the reticle R enters the projection optical system PL, and the circuit pattern is partially inverted. An image is limited and formed in a slit shape in the center of the circular field on the image plane side of the projection optical system PL. As a result, the partially inverted image of the projected circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one shot area among the plurality of shot areas on the wafer W arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. .

また、レチクルステージＲＳＴの上方には、一対のレチクルアライメント顕微鏡９２が設けられている。このレチクルアライメント顕微鏡９２は、投影光学系を介して、ウエハＷまたは基準板９上の位置あわせ用パターンの位置を観察するものである。一方、投影光学系ＰＬにおける鏡筒の外周には、計測光学系としてウエハアライメント顕微鏡（９０）が設けられている。このウエハアライメント顕微鏡は、投影光学系とは別個にウエハＷまたは基準板９上の位置あわせ用パターンの位置を観察する計測手段９０（オフアクシス方式のアライメント計測系）を構成している。   A pair of reticle alignment microscopes 92 is provided above the reticle stage RST. The reticle alignment microscope 92 observes the position of the alignment pattern on the wafer W or the reference plate 9 via a projection optical system. On the other hand, a wafer alignment microscope (90) is provided as a measurement optical system on the outer periphery of the lens barrel in the projection optical system PL. This wafer alignment microscope constitutes measurement means 90 (off-axis type alignment measurement system) that observes the position of the alignment pattern on the wafer W or the reference plate 9 separately from the projection optical system.

次に、各ステージを駆動するリニアモータの温調機構につき、図４を用いて説明する。なお、以降の説明では、ウエハステージのモータの温調に基づく説明を行うが、レチクルステージのモータ１５にも温度センサ１０４を設けておき、以降で説明するウエハステージの温度センサ８４と同様の構成／使用形態で使用されるものとする。図４は、リニアモータの温調機構の説明図である。なお以下には、ウエハ粗動ステージを駆動するＹリニアモータ（以下、単にモータと呼ぶ）の温調機構を例として説明する。
ウエハ粗動ステージをＹ方向に駆動するモータ３３は、固定側にコイル６２が設けられているとともに、可動側にムービングマグネットと呼ばれる磁石（不図示）が設けられている。なお、発熱するのは固定側のコイル６２であり、このコイル６２を冷却する必要がある。そこで、コイル６２の周囲にはケーシング６６が設けられ、コイル６２とケーシング６６との間に冷媒６４が封入されている。なお、ケーシング６６の外側をマグネットが移動するようになっている。冷媒としては、ＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）やフロリナートを用いることが可能であるが、地球環境保護の観点から、地球温暖化係数が低く、オゾン破壊係数も低い、ＨＦＥが好適に用いられる。また、冷媒としては、これに限られるものではなく、水（不純物が取り除かれた純水が好ましい）を使用しても良い。 Next, the temperature control mechanism of the linear motor that drives each stage will be described with reference to FIG. In the following description, the description is based on the temperature control of the wafer stage motor. However, the temperature sensor 104 is also provided in the reticle stage motor 15, and the same configuration as the temperature sensor 84 of the wafer stage described below is provided. / It shall be used in the usage form. FIG. 4 is an explanatory diagram of a temperature control mechanism of the linear motor. Hereinafter, a temperature control mechanism of a Y linear motor (hereinafter simply referred to as a motor) for driving the wafer coarse movement stage will be described as an example.
The motor 33 for driving the wafer coarse movement stage in the Y direction is provided with a coil 62 on the fixed side and a magnet (not shown) called a moving magnet on the movable side. The coil 62 on the fixed side generates heat, and this coil 62 needs to be cooled. Therefore, a casing 66 is provided around the coil 62, and a refrigerant 64 is sealed between the coil 62 and the casing 66. A magnet moves outside the casing 66. As the refrigerant, HFE (hydrofluoroether) or fluorinate can be used. From the viewpoint of protecting the global environment, HFE having a low global warming potential and a low ozone destruction factor is preferably used. The refrigerant is not limited to this, and water (pure water from which impurities are removed is preferable) may be used.

また、ケーシング６６から冷媒６４の供給配管および戻り配管が延設され、外部の温調機８０に接続されている。その温調機８０は、モータ３３から戻された冷媒６４を所定温度に調整するとともに、その冷媒６４をモータ３３に対して再供給し得るようになっている。なお、ケーシング６６に対する冷媒６４の入口付近および出口付近には、温度センサ８４ａ，８４ｂが設けられている。この温度センサ８４ａ，８４ｂは、モータ３３を温調する冷媒の温度を計測するものである。そして、温度センサ８４ａ，８４ｂは、制御手段１０に接続されている。その制御手段１０は、上述した温調機８０に接続されている。そして、各温度センサ８４ａ，８４ｂによる温度測定結果の平均値が、モータ静止時と同じ温度になるように、制御手段１０が温調機８０を制御するようになっている。なお温度センサ８４ａ，８４ｂは、液体そのものではなく、ケーシングを測定するよう構成されていてもよい。   A supply pipe and a return pipe for the refrigerant 64 are extended from the casing 66 and connected to an external temperature controller 80. The temperature controller 80 adjusts the refrigerant 64 returned from the motor 33 to a predetermined temperature and can supply the refrigerant 64 to the motor 33 again. Temperature sensors 84 a and 84 b are provided near the inlet and the outlet of the refrigerant 64 with respect to the casing 66. The temperature sensors 84 a and 84 b measure the temperature of the refrigerant that controls the temperature of the motor 33. The temperature sensors 84 a and 84 b are connected to the control means 10. The control means 10 is connected to the temperature controller 80 described above. And the control means 10 controls the temperature controller 80 so that the average value of the temperature measurement result by each temperature sensor 84a, 84b may become the same temperature as the time of motor stationary. The temperature sensors 84a and 84b may be configured to measure the casing instead of the liquid itself.

図５（ａ）は、モータの温度の経時変化を示すグラフである。時刻ｔ０において露光動作が開始されると、モータが静止状態から急激に駆動（加速）されるため、モータの温度は上昇を始める。すると、図４に示す温度センサ８４ａ，８４ｂが温度上昇を検知して、制御手段１０および温調機８０がモータ温度を下げようとする。しかしながら、温調機８０による冷媒６４の冷却時間の遅れや冷媒６４の循環時間の遅れなどにより温度制御が追いつかず、図５（ａ）に示すように温度が一時的にプラスに振られてしまう（オーバーシュート）。しばらくするとアモータの発熱に温調機が追いつき、モータの温度は目標値Ｔ０に戻って安定する。ところが、時刻ｔ１において露光動作が終了すると、逆にリニアモータの温度が降下を始め、一時的にマイナスに振られてしまう（アンダーシュート）。   FIG. 5A is a graph showing the change over time in the temperature of the motor. When the exposure operation is started at time t0, the motor is suddenly driven (accelerated) from a stationary state, so that the temperature of the motor starts to rise. Then, the temperature sensors 84a and 84b shown in FIG. 4 detect the temperature rise, and the control means 10 and the temperature controller 80 try to lower the motor temperature. However, the temperature control cannot catch up due to a delay in the cooling time of the refrigerant 64 by the temperature controller 80 or a delay in the circulation time of the refrigerant 64, and the temperature is temporarily increased to a positive value as shown in FIG. (Overshoot). After a while, the temperature controller catches up with the heat generated by the motor, and the motor temperature returns to the target value T0 and stabilizes. However, when the exposure operation is completed at time t1, the temperature of the linear motor starts to decrease and is temporarily shaken negatively (undershoot).

そして、このようなモータの温度のオーバーシュートおよびアンダーシュートにより、露光装置のベースライン量が変化することになる。ベースライン量とは、投影光学系ＰＬの視野内の所定位置と計測光学系（９０）の視野内の所定位置との間の距離である。なお、モータ以外の温度変動によっても、露光装置のベースライン量は変化する。
そこで、図１に示す制御手段１０は、露光装置の温度関連情報に基づいて、ベースライン量の補正の必要性を判別するようになっている。 The baseline amount of the exposure apparatus changes due to such overshoot and undershoot of the motor temperature. The baseline amount is a distance between a predetermined position in the visual field of the projection optical system PL and a predetermined position in the visual field of the measurement optical system (90). Note that the baseline amount of the exposure apparatus also changes due to temperature fluctuations other than the motor.
Therefore, the control means 10 shown in FIG. 1 determines the necessity of correcting the baseline amount based on the temperature related information of the exposure apparatus.

この制御手段１０は、まず露光装置の温度関連情報を取得する。露光装置の温度関連情報として、上述したＹリニアモータ３３を温調する冷媒の温度のように、特にベースライン変動に因果関係を有する温度関連情報を取得する。具体的には、発熱源の温度や、発熱源近傍の温度、発熱源を温調する冷媒の温度などを取得する。   The control means 10 first acquires temperature related information of the exposure apparatus. As temperature-related information of the exposure apparatus, temperature-related information that has a causal relationship particularly with respect to baseline fluctuation is acquired, such as the temperature of the refrigerant that controls the temperature of the Y linear motor 33 described above. Specifically, the temperature of the heat source, the temperature near the heat source, the temperature of the refrigerant that controls the temperature of the heat source, and the like are acquired.

その発熱源として、ウエハを載置するウエハステージの駆動手段のほかに、レチクルを載置するレチクルステージの駆動手段などが挙げられる。ウエハステージＷＳＴの駆動手段とは、図１に示すように、例えばウエハステージＷＳＴをＹ方向に駆動するＹリニアモータ３３、およびウエハステージＷＳＴをＸ方向に駆動するＸリニアモータ３５（図３参照）である。またレチクルステージの駆動手段とは、図１に示すように、例えばレチクルステージＲＳＴをＹ方向に駆動するリニアモータ１５である。これらは、通電によりジュール熱を発生させるからである。また発熱源として、照明ビームの受光により吸熱したレチクルやウエハ、投影光学系などを挙げることも可能である。   As the heat source, in addition to a wafer stage driving means for placing a wafer, a reticle stage driving means for placing a reticle, and the like can be cited. As shown in FIG. 1, the driving means for wafer stage WST includes, for example, a Y linear motor 33 that drives wafer stage WST in the Y direction, and an X linear motor 35 that drives wafer stage WST in the X direction (see FIG. 3). It is. As shown in FIG. 1, the reticle stage drive means is, for example, a linear motor 15 that drives the reticle stage RST in the Y direction. This is because Joule heat is generated by energization. Further, examples of the heat source include a reticle, a wafer, a projection optical system, etc. that have absorbed heat by receiving an illumination beam.

一方、発熱源近傍の温度を取得する場合には、レチクルステージやウエハステージの温度、またはその周辺の空気温度などを取得することが考えられる。また、投影光学系を支持しているメインボディの温度を取得してもよい。
そして、発熱源やその近傍の温度の取得は、温度関連情報の獲得手段を用いて行う。この温度関連情報獲得手段として、発熱源やその近傍に装着された温度センサを採用することが可能である。また、発熱源を温調する冷媒の温度を取得する場合には、図４に示すように、発熱源に対する冷媒６４の入口付近および出口付近に温度センサ８４ａ，８４ｂを設けて、冷媒６４の温度を実測すればよい。 On the other hand, when acquiring the temperature in the vicinity of the heat generation source, it is conceivable to acquire the temperature of the reticle stage or wafer stage, the temperature of the air around it, or the like. In addition, the temperature of the main body that supports the projection optical system may be acquired.
And acquisition of the temperature of a heat generating source and its vicinity is performed using the acquisition means of temperature related information. As this temperature related information acquisition means, it is possible to employ a heat source or a temperature sensor mounted in the vicinity thereof. Further, when acquiring the temperature of the refrigerant that regulates the temperature of the heat generation source, as shown in FIG. 4, temperature sensors 84 a and 84 b are provided near the inlet and the outlet of the refrigerant 64 with respect to the heat generation source. Can be measured.

なお温度関連情報として、発熱源の温度等を実測する代わりに、発熱源の温度等の計算値を取得してもよい。この場合、発熱源の温度等を露光開始以前に知ることができるので、迅速にベースライン補正を行うことが可能になる。例えば、発熱源の温度の計算値は、設定された露光シーケンスに基づいて算出することができる。露光シーケンスとして、全露光時間に占めるモータの加速時間の比率（Ｄｕｔｙ）を目安にすればよい。なおモータＤｕｔｙの計算は、単純化のため、ステージの加速度および加速時間を常に一定として行うことができる。以下に、スキャン機のモータＤｕｔｙの算出方法について説明する。
まず、レチクルステージをスキャン方向（Ｙ方向）に駆動するリニアモータの場合、そのモータＤｕｔｙは次式で表される。
Ｄｕｔｙ＝ショット数×加速時間×２／ウエハ１枚の露光時間 ‥（１） As temperature related information, instead of actually measuring the temperature of the heat source, a calculated value such as the temperature of the heat source may be acquired. In this case, since the temperature of the heat source and the like can be known before the start of exposure, it becomes possible to quickly perform baseline correction. For example, the calculated value of the temperature of the heat source can be calculated based on the set exposure sequence. As an exposure sequence, the ratio of the motor acceleration time to the total exposure time (Duty) may be used as a guide. The calculation of the motor duty can be performed with the stage acceleration and acceleration time being always constant for simplicity. A method for calculating the motor duty of the scanning machine will be described below.
First, in the case of a linear motor that drives the reticle stage in the scanning direction (Y direction), the motor duty is expressed by the following equation.
Duty = number of shots × acceleration time × 2 / exposure time of one wafer (1)

また、ウエハステージ装置のＸガイドバーＸＧをスキャン方向（Ｙ方向）に駆動するＹリニアモータの場合、そのモータＤｕｔｙは次式で表される。
Ｄｕｔｙ＝（ショット数＋アライメントショット数＋スキャン方向ステップ数
＋ウエハ交換時移動数）×加速時間×２／ウエハ１枚の露光時間 ‥（２） In the case of a Y linear motor that drives the X guide bar XG of the wafer stage device in the scanning direction (Y direction), the motor duty is expressed by the following equation.
Duty = (number of shots + number of alignment shots + number of steps in scanning direction)
+ Number of movements during wafer exchange) x acceleration time x 2 / exposure time for one wafer (2)

また、ウエハステージ装置のウエハステージを非スキャン方向（Ｘ方向）に駆動するＸリニアモータの場合、そのモータＤｕｔｙは次式で表される。
Ｄｕｔｙ＝（アライメントショット数＋非スキャン方向ステップ数
＋ウエハ交換時移動数）×加速時間×２／ウエハ１枚の露光時間 ‥（３） In the case of an X linear motor that drives the wafer stage of the wafer stage device in the non-scanning direction (X direction), the motor duty is expressed by the following equation.
Duty = (number of alignment shots + number of steps in non-scanning direction)
+ Number of movements during wafer exchange) x acceleration time x 2 / exposure time for one wafer (3)

ここで、上記各式のショット数およびアライメントショット数は、露光条件から決定される。またステップ数は、ウエハに対する露光方法によって決定される。通常では、スキャン方向に移動しながら露光し、端部に到達すると次の列に移るので、スキャン方向ステップ数＋非スキャン方向ステップ数＝ショット数−１となる。ただし、スキャン誤差を一定にするため一方向のみにスキャンする場合には、各列のスキャン後にステージを逆方向端部に戻す動作が必要になるので、モータの発熱量が大きくなる。なお、ウエハ交換時移動とは、ローディングポジションへの往復をいう。   Here, the number of shots and the number of alignment shots in the above equations are determined from the exposure conditions. The number of steps is determined by the exposure method for the wafer. Normally, exposure is performed while moving in the scan direction, and when the end portion is reached, the next column is reached. However, when scanning only in one direction in order to keep the scanning error constant, the operation of returning the stage to the end in the reverse direction after scanning of each column is required, so the amount of heat generated by the motor increases. Note that the movement at the time of exchanging the wafer means reciprocation to the loading position.

なお、上記各式はスキャン機のモータＤｕｔｙの算出方法である。これに対して一括機では、レチクルステージの駆動源がほとんど発熱しないので、そのモータＤｕｔｙを算出する必要はない。一方、ウエハステージのモータＤｕｔｙの算出には、ショット数を除外した上で数式（２）を採用することが可能であり、また数式（３）はそのまま採用することが可能である。   Each of the above equations is a method for calculating the motor duty of the scanning machine. On the other hand, in the batch machine, the driving source of the reticle stage hardly generates heat, so that it is not necessary to calculate the motor duty. On the other hand, in calculating the motor duty of the wafer stage, it is possible to adopt Equation (2) after excluding the number of shots, and it is possible to adopt Equation (3) as it is.

ところで、上記各式は単純化のために加速度および加速時間をどの移動でも一定としたが、実際は移動ごとに加速度および加速時間が異なることが多い。例えば、指定された露光エネルギーが大きい場合にはゆっくりとスキャンする必要があるので、露光時の加速度および加速時間は異なることになる。また、ショット間の移動は距離が短いことから、最高加速度および最高速度に達しないことが多い。しかしながら、この場合には、ステージの制御法により決まる最高速度と加速度、加速時間の関係、あるいはステップピッチと加速度、加速時間の関係を表す数式またはテーブルを準備しておけば、露光条件からモータＤｕｔｙを算出することが可能である。なお、発熱量は加速度の２乗に比例するので、発熱への効果は２乗で計算する必要がある。   By the way, in the above equations, the acceleration and acceleration time are constant for any movement for the sake of simplification, but in reality, the acceleration and acceleration time are often different for each movement. For example, when the designated exposure energy is large, since it is necessary to scan slowly, the acceleration and the acceleration time at the time of exposure are different. Further, since the distance between shots is short, the maximum acceleration and the maximum speed are often not reached. However, in this case, if a mathematical expression or a table representing the relationship between the maximum speed and acceleration determined by the stage control method and the acceleration time, or the relationship between the step pitch, acceleration and acceleration time is prepared, the motor duty is determined from the exposure conditions. Can be calculated. Since the amount of heat generation is proportional to the square of acceleration, the effect on heat generation must be calculated by the square.

なお以上には、温度関連情報として露光装置各部の温度の測定値または計算値を取得する場合について説明したが、温度関連情報として露光装置各部の湿度の測定値または計算値を取得してもよい。露光装置内をケミカル的にクリーンにするため、空調機にケミカルフィルタを備えた温空調器を使用する露光装置が存在する。ケミカルフィルタは、フィルタを通過する気体に含まれる湿度を吸排する際に、吸熱または発熱する性質を有する。このフィルタにおける吸熱または発熱によって、ケミカルフィルタを通過して露光チャンバ内に供給される気体の温度が上下動することがある。そこで例えば、ケミカルフィルタの通過前および／または通過後における気体の湿度の実測値を取得することにより、ベースライン変動につながる環境情報を取得することができるのである。   Although the case where the measured value or the calculated value of each part of the exposure apparatus is acquired as the temperature related information has been described above, the measured value or the calculated value of the humidity of each part of the exposure apparatus may be acquired as the temperature related information. . In order to chemically clean the inside of the exposure apparatus, there is an exposure apparatus that uses a warm air conditioner equipped with a chemical filter in the air conditioner. The chemical filter has a property of absorbing heat or generating heat when the humidity contained in the gas passing through the filter is absorbed and exhausted. Due to heat absorption or heat generation in the filter, the temperature of the gas that passes through the chemical filter and is supplied into the exposure chamber may move up and down. Therefore, for example, by acquiring the measured value of the humidity of the gas before and / or after passing through the chemical filter, it is possible to acquire environmental information that leads to baseline fluctuation.

一方、本実施形態の制御手段１０は、上述した温度関連情報に基づいて、ベースライン量を求めるようになっている。
図５（ｂ）はベースライン変動を表すグラフである。図５（ａ）のようにモータ温度が変化すると、投影光学系ＰＬや計測光学系（９０）（図１参照）を支持しているメインボディに熱が伝わる。これにより、メインボディが膨張・変形して投影光学系ＰＬや計測光学系（９０）の位置・角度がずれると、ベースライン変動が発生する。すなわち、モータの温度変化に遅れてベースライン変動が発生することになる。本実施形態の制御手段は、ベースライン量として図５（ｂ）に示すようなベースライン変動を求めることになる。 On the other hand, the control means 10 of this embodiment calculates | requires a baseline amount based on the temperature related information mentioned above.
FIG. 5B is a graph showing the baseline fluctuation. When the motor temperature changes as shown in FIG. 5A, heat is transmitted to the main body supporting the projection optical system PL and the measurement optical system (90) (see FIG. 1). As a result, when the main body expands and deforms and the position and angle of the projection optical system PL and the measurement optical system (90) are shifted, baseline fluctuations occur. That is, the baseline fluctuation occurs with a delay in the temperature change of the motor. The control means of this embodiment obtains the baseline fluctuation as shown in FIG. 5B as the baseline amount.

そのため、まずベースライン量の推定値を求める。その推定値を求めるため、あらかじめ発熱源の温度変化とベースライン変動との関係を実験により求めて、対応テーブルを作成しておく。その際、温度変化のグラフのピーク値や、そのピーク値までの時間などをパラメータとして、ベースライン変動との対応テーブルを作成しておくことが望ましい。そして、前工程で求めた温度変化のグラフを対応テーブルに当てはめて、ベースライン量の推定値を取得する。これにより、ベースライン量の推定値を正確に求めることができる。   Therefore, first, an estimated value of the baseline amount is obtained. In order to obtain the estimated value, the relationship between the temperature change of the heat source and the baseline fluctuation is obtained in advance by experiment, and a correspondence table is created. At this time, it is desirable to create a correspondence table with the baseline fluctuation using the peak value of the graph of temperature change, the time to the peak value, and the like as parameters. Then, the estimated value of the baseline amount is obtained by applying the graph of the temperature change obtained in the previous process to the correspondence table. Thereby, the estimated value of the baseline amount can be accurately obtained.

上記で求めたベースライン量の推定値に基づいて、直ちにベースライン補正を行うことも可能であるが、露光精度を確保するためには、ベースライン量の測定値に基づいてベースライン補正を行うことが望ましい。そこで、露光誤差の許容範囲等に基づいて、あらかじめベースライン変動の許容値を設定しておく。そして、ベースライン量の推定値が設定した許容値を超えて変動する場合に、制御手段は計測手段がベースライン量を計測するように制御する。すなわち、露光開始時にベースライン計測をした後は、ベースライン推定値が許容値を上回る時点（ｔ６１）でベースライン計測を行う。その後は、前回のベースライン測定値を基準として、ベースライン量が許容値を超えて変動する場合に、再度ベースライン計測を行う。これにより、露光誤差を常に許容範囲内に抑えることが可能になり、露光精度を確保することができる。
なお、露光装置の温度関連情報があらかじめ設定された許容値を超えた場合に、直ちにベースライン測定値を求めてもよい。 Although it is possible to immediately perform the baseline correction based on the estimated value of the baseline amount obtained above, in order to ensure the exposure accuracy, the baseline correction is performed based on the measured value of the baseline amount. It is desirable. Therefore, an allowable value for baseline fluctuation is set in advance based on the allowable range of exposure error. Then, when the estimated value of the baseline amount fluctuates beyond the set allowable value, the control unit performs control so that the measuring unit measures the baseline amount. That is, after baseline measurement at the start of exposure, baseline measurement is performed at a time point (t61) when the estimated baseline value exceeds the allowable value. Thereafter, the baseline measurement is performed again when the baseline amount fluctuates beyond the allowable value with reference to the previous baseline measurement value. As a result, the exposure error can always be kept within the allowable range, and the exposure accuracy can be ensured.
If the temperature-related information of the exposure apparatus exceeds a preset allowable value, the baseline measurement value may be obtained immediately.

なお、時刻ｔ６１で行ったベースライン計測の結果に基づいて、ベースラインの推定値を修正することが望ましい。これにより、それ以後のベースライン計測を的確なタイミングで行うことができる。この場合、計算の誤差を計測で補うことが可能になり、各計測間のベースライン量の変化は計算で求めることが可能になる。したがって、スループットの低下を最小限に抑えることができる。   Note that it is desirable to correct the estimated value of the baseline based on the result of the baseline measurement performed at time t61. Thereby, the baseline measurement after that can be performed at a precise timing. In this case, calculation errors can be compensated by measurement, and a change in baseline amount between each measurement can be obtained by calculation. Therefore, a decrease in throughput can be minimized.

なお、制御手段１０は、温度センサ等の温度関連情報獲得手段の出力とは無関係に、所定のタイミングでベースライン量を測定せしめるよう、前記計測手段を制御してもよい。そして、ベースライン変動量の推定値が所定許容値を超えている間は、前記タイミングよりも短い期間ごとにベースライン量を測定せしめることが望ましい。そして、その都度ベースラインの補正を行うようにすれば、露光精度を確保することができる。なお、ベースライン計測時には露光が中断するので、発熱源の温度上昇を抑える効果も期待できる。
なお、露光装置の温度関連情報があらかじめ設定された許容値を超えた場合に、前記タイミングよりも短い期間ごとにベースライン量を測定せしめてもよい。 Note that the control unit 10 may control the measurement unit so that the baseline amount is measured at a predetermined timing regardless of the output of the temperature-related information acquisition unit such as a temperature sensor. Then, while the estimated value of the baseline fluctuation amount exceeds the predetermined allowable value, it is desirable to measure the baseline amount every period shorter than the timing. If the baseline is corrected each time, the exposure accuracy can be ensured. In addition, since exposure is interrupted at the time of baseline measurement, the effect which suppresses the temperature rise of a heat generating source can also be expected.
Note that when the temperature-related information of the exposure apparatus exceeds a preset allowable value, the baseline amount may be measured every period shorter than the timing.

そして、ベースライン測定値に基づいて、ベースライン補正を行う。すなわち、新たに測定したベースライン量が前回測定したベースライン量と異なる場合には、新たに測定したベースライン量を基準としてその後の露光動作を行う。なお、新たに測定したベースライン量が、ベースライン量の許容値を超えている場合にのみ、新たに測定したベースラインを基準としてその後の露光動作を行うようにしてもよい。   Then, baseline correction is performed based on the baseline measurement value. That is, when the newly measured baseline amount is different from the previously measured baseline amount, the subsequent exposure operation is performed based on the newly measured baseline amount. Note that the subsequent exposure operation may be performed based on the newly measured baseline only when the newly measured baseline amount exceeds the allowable value of the baseline amount.

次に、本実施形態の露光方法につき、図１を用いて説明する。なお以下には、露光方式としてステップ・アンド・スキャン方式を採用した場合を例にして説明する。   Next, the exposure method of this embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, a case where the step-and-scan method is adopted as an exposure method will be described as an example.

まず、ウエハステージＷＳＴに載置されたウエハＷ上のショット領域を適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の露光条件が予め設定される。その後、レチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行われる。さらに、ウエハＷのファインアライメントが行われ、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が決定される。   First, various exposure conditions for scanning and exposing a shot area on wafer W placed on wafer stage WST with an appropriate exposure amount (target exposure amount) are set in advance. Thereafter, preparatory work such as reticle alignment and baseline measurement is performed. Further, fine alignment of the wafer W is performed, and arrangement coordinates of a plurality of shot areas on the wafer W are determined.

ベースライン計測は、例えば以下のようにして行う。まず、レチクルアライメント顕微鏡９２により、投影光学系ＰＬを通して、レチクルＲ上のマークと、ウエハステージＷＳＴ上に設置された基準板９上のマークとを同時に観察する。そして、双方のマークが重なるようにウエハステージＷＳＴの位置合わせを行う。これにより、レチクルＲの像が基準板９の所定の位置に投影されることになる。次に、ウエハアライメント顕微鏡（９０）により、ウエハステージＷＳＴにおける基準板９上のマークを観察する。これにより、ウエハアライメント顕微鏡（９０）の位置が検出され、投影光学系ＰＬの光軸と計測光学系（９０）の光軸との距離であるベースライン量が計測される。   Baseline measurement is performed as follows, for example. First, the reticle alignment microscope 92 simultaneously observes the mark on the reticle R and the mark on the reference plate 9 placed on the wafer stage WST through the projection optical system PL. Then, alignment of wafer stage WST is performed so that both marks overlap. As a result, the image of the reticle R is projected onto a predetermined position of the reference plate 9. Next, the mark on the reference plate 9 on the wafer stage WST is observed by the wafer alignment microscope (90). As a result, the position of the wafer alignment microscope (90) is detected, and a baseline amount that is the distance between the optical axis of the projection optical system PL and the optical axis of the measurement optical system (90) is measured.

ウエハＷの露光のための準備動作が終了すると、アライメント結果に基づいて、ウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴが移動される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ方向の同期走査を開始し、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、照明光によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。   When the preparation operation for exposure of wafer W is completed, wafer stage WST is moved to the scan start position for exposure of the first shot of wafer W based on the alignment result. Then, synchronous scanning in the Y direction between reticle stage RST and wafer stage WST is started. When both stages RST and WST reach their respective target scanning speeds, the pattern area of reticle R begins to be illuminated by illumination light, and scanning exposure is performed. Is started.

レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴは、走査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度とウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率（等倍、１／５倍或いは１／４倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御される。そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光により逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショットの走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショットに縮小転写される。   In reticle stage RST and wafer stage WST, the movement speed of reticle stage RST in the Y-axis direction and the movement speed of wafer stage WST in the Y-axis direction during scanning exposure are the projection magnifications of the projection optical system PL (same magnification, 1/5 times). Alternatively, synchronous control is performed so as to maintain a speed ratio corresponding to 1/4 times. Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with illumination light, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure of the first shot on the wafer W. Thereby, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the first shot via the projection optical system PL.

このようにして、第１ショットの走査露光が終了すると、ウエハステージＷＳＴがＸ、Ｙ軸方向にステップ移動され、第２ショットの露光のため走査開始位置に移動される。そして、第２ショットに対して上記と同様の走査露光を行う。このようにして、ウエハＷ上のショットの走査露光と次ショット露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。   Thus, when the scanning exposure for the first shot is completed, wafer stage WST is stepped in the X and Y axis directions and moved to the scanning start position for the second shot exposure. Then, the same scanning exposure as described above is performed on the second shot. In this way, the scanning exposure of the shot on the wafer W and the stepping operation for the next shot exposure are repeated, and the pattern of the reticle R is sequentially transferred to all the exposure target shots on the wafer W.

上述した一連の露光処理にともなって、露光装置の構成部材が発熱し、ベースライン変動が発生することになる。そこで本実施形態では、露光処理と並行して露光装置の温度関連情報を逐次求め、その温度関連情報に基づいてベースライン量を求め、そのベースライン量に基づいてベースラインの補正を行う。   With the series of exposure processes described above, the constituent members of the exposure apparatus generate heat, and baseline fluctuations occur. Therefore, in the present embodiment, the temperature related information of the exposure apparatus is sequentially obtained in parallel with the exposure processing, the baseline amount is obtained based on the temperature related information, and the baseline is corrected based on the baseline amount.

以下には、ウエハステージ装置のモータ３３を温調する冷媒の温度に基づいて、ベースライン補正を行う場合を例にして説明する。まず、図４に示す温度センサ８４ａ，８４ｂが、モータ３３を温調する冷媒の温度を計測し、計測結果を図１に示す制御手段１０に出力する。制御手段１０は、温度関連情報とベースライン変動との対応テーブルに基づいて、入力された冷媒温度からベースライン量の推定値を求める。そして、求めたベースライン量の推定値が、あらかじめ設定された許容値を超えて変動している場合に、制御手段１０は計測手段にベースライン量を計測させる。その計測手段は、上記のようにベースライン計測を行い、計測結果を制御手段に出力する。制御手段は、入力されたベースライン測定値に基づいてベースライン量の補正を行う。そして、補正されたベースライン量に基づいてその後の露光処理を行うべく、ウエハステージの駆動手段等を制御する。   Hereinafter, a case where the baseline correction is performed based on the temperature of the refrigerant that controls the temperature of the motor 33 of the wafer stage apparatus will be described as an example. First, the temperature sensors 84a and 84b shown in FIG. 4 measure the temperature of the refrigerant that regulates the temperature of the motor 33, and output the measurement result to the control means 10 shown in FIG. The control means 10 obtains an estimated value of the baseline amount from the inputted refrigerant temperature based on the correspondence table between the temperature related information and the baseline fluctuation. And when the estimated value of the obtained baseline amount fluctuates beyond a preset allowable value, the control unit 10 causes the measurement unit to measure the baseline amount. The measurement means performs baseline measurement as described above, and outputs the measurement result to the control means. The control means corrects the baseline amount based on the input baseline measurement value. Then, in order to perform the subsequent exposure processing based on the corrected baseline amount, the wafer stage driving means and the like are controlled.

このように本実施形態では、露光装置の温度関連情報に基づいて、ベースライン補正を行うので、露光精度を確保することができる。従来、ベースライン計測はウエハ交換時の露光開始前に行われ、その後はベースライン量が変化しないものとして露光処理が行われていた。なぜなら、ベースライン計測には時間がかかり、スループットが低下するからである。しかしながら、発熱源の急激な温度変化に対して温調機の温度制御を追従させるのは困難であり、ベースライン変動の発生は避けられない。この点、本実施形態では、露光装置の温度関連情報に基づいて、的確なタイミングでベースライン補正を行うことができるので、露光精度を確保することができる。   As described above, in the present embodiment, since the baseline correction is performed based on the temperature related information of the exposure apparatus, the exposure accuracy can be ensured. Conventionally, baseline measurement is performed before the start of exposure at the time of wafer exchange, and thereafter, exposure processing is performed assuming that the amount of baseline does not change. This is because baseline measurement takes time and throughput is reduced. However, it is difficult to follow the temperature control of the temperature controller against a rapid temperature change of the heat source, and the occurrence of baseline fluctuation is unavoidable. In this respect, in the present embodiment, since the baseline correction can be performed at an appropriate timing based on the temperature related information of the exposure apparatus, the exposure accuracy can be ensured.

また本実施形態では、露光シーケンスに基づいて発熱源の温度変化を計算する。これにより、露光開始以前に発熱源の温度等を知ることが可能になり、迅速にベースライン補正を行うことができる。また本実施形態では、発熱源の温度変化とベースライン変動との関係を実験により求めてあらかじめ対応テーブルを作成し、計算した温度変化を対応テーブルに当てはめてベースライン量の推定値を取得する。これにより、ベースライン量の正確な推定値を取得することができる。また本実施形態では、露光誤差の許容範囲等に基づいてあらかじめベースライン変動の許容値を設定しておき、ベースライン量の推定値が許容値を超えて変動する場合に、ベースラインの測定値を求めてベースライン補正を行う。これにより、露光誤差が許容範囲を超える場合にのみベースライン計測を行うことが可能になり、ベースライン計測によるスループットの低下を最小限に抑えることができる。また、前回のベースライン測定値を基準として、ベースライン量が許容値を超えて変動する場合に、再度ベースラインの測定値を求めてベースライン補正を行う。したがって、露光誤差を常に許容範囲内に抑えることが可能になり、露光精度を確保することができる。   In this embodiment, the temperature change of the heat source is calculated based on the exposure sequence. Thereby, it becomes possible to know the temperature of the heat source before the start of exposure, and the baseline correction can be performed quickly. In the present embodiment, the relationship between the temperature change of the heat generation source and the baseline fluctuation is obtained by experiment, a correspondence table is created in advance, and the estimated value of the baseline amount is acquired by applying the calculated temperature change to the correspondence table. Thereby, an accurate estimated value of the baseline amount can be acquired. In this embodiment, an allowable value of baseline fluctuation is set in advance based on an exposure error allowable range and the like, and when the estimated value of the baseline amount fluctuates beyond the allowable value, the measured value of the baseline For baseline correction. Thereby, it becomes possible to perform the baseline measurement only when the exposure error exceeds the allowable range, and it is possible to minimize a decrease in throughput due to the baseline measurement. In addition, when the baseline amount fluctuates beyond the allowable value with the previous baseline measurement value as a reference, the baseline measurement value is obtained again and the baseline correction is performed. Therefore, it is possible to always keep the exposure error within an allowable range, and to ensure exposure accuracy.

以上により、重ね合わせ露光の精度と露光処理のスループットとを両立させることが可能になる。また、露光オペレータが発熱量の多い露光シーケンスやチップサイズを選択した場合でも、重ね合わせ露光の精度の低下を防止することができる。   As described above, it is possible to achieve both the accuracy of overlay exposure and the throughput of exposure processing. Further, even when the exposure operator selects an exposure sequence or chip size that generates a large amount of heat, it is possible to prevent deterioration in overlay exposure accuracy.

近年では、パターンの更なる微細化に伴って、ステップ・アンド・リピート方式からステップ・アンド・スキャン方式（以下、スキャン方式）の露光装置が主流と成りつつある。スキャン方式は、ウエハ及びレチクルの双方が露光中（パターン転写中）に走査するため、ウエハステージのみならずレチクルステージもモータ等の影響で熱を持ちやすくなり、ベースライン変動の発生が問題となる。しかしながら、本実施形態の露光装置では、温度関連情報に基づいてベースライン補正を行うので、スキャン方式の上記問題点を解決することが可能になり、露光精度を確保することができるのである。   In recent years, with further miniaturization of patterns, exposure apparatuses of the step-and-repeat method to the step-and-scan method (hereinafter referred to as scan method) are becoming mainstream. In the scanning method, since both the wafer and the reticle scan during exposure (during pattern transfer), not only the wafer stage but also the reticle stage is likely to have heat due to the influence of a motor or the like, and the occurrence of fluctuations in the baseline becomes a problem. . However, since the exposure apparatus according to the present embodiment performs baseline correction based on temperature-related information, it is possible to solve the above-described problems of the scan method and to ensure exposure accuracy.

［第２実施形態］
次に、本発明の露光装置の第２実施形態につき、図５および図６を参照して説明する。第１実施形態の露光装置は、温度関連情報に基づいてベースライン補正を行うものであったが、第２実施形態の露光装置は、温度関連情報に基づいて露光動作の中断時間の長さを設定することにより、ベースライン変動を許容値内に抑えるものである。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. Although the exposure apparatus of the first embodiment performs baseline correction based on temperature-related information, the exposure apparatus of the second embodiment determines the length of the exposure operation interruption time based on the temperature-related information. By setting, the baseline fluctuation is suppressed within an allowable value. In addition, about the part which becomes the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.

図５を用いて上述したように、モータが静止状態から急激に駆動されるため、温調機による温度制御が追いつかず、モータ温度が一時的に上昇または下降することが、ベースライン変動の原因となる。そこで、制御手段は、モータを急激に駆動させることなく、徐々に負荷を変化させるようにする。   As described above with reference to FIG. 5, since the motor is suddenly driven from a stationary state, the temperature control by the temperature controller cannot catch up, and the motor temperature temporarily rises or falls, causing the baseline fluctuation. It becomes. Therefore, the control means gradually changes the load without driving the motor abruptly.

図６は、モータ発熱量の経時変化を表すグラフである。時刻ｔ０で露光動作を開始した後、モータの駆動を適宜停止して、モータの発熱量の急激な増加を抑えながら露光する。その後、徐々にモータ停止時間を短縮し、時刻ｔ９１において温調機による温度制御が追いついた後は、モータを最大負荷で駆動する。一方、露光処理が終了に近づいた場合には、時刻ｔ９２から徐々にモータの停止時間を延長し、モータの負荷を徐々に減らして、時刻ｔ１で露光を終了する。このようにすれば、モータ発熱量に対して温調機による温度制御を追従させることが可能になり、モータ温度を目標値に保持することができる。これにより、ベースライン変動を許容値内に抑えることができる。   FIG. 6 is a graph showing the change over time in the amount of heat generated by the motor. After starting the exposure operation at time t0, the driving of the motor is stopped as appropriate, and exposure is performed while suppressing a rapid increase in the amount of heat generated by the motor. Thereafter, the motor stop time is gradually shortened, and after the temperature control by the temperature controller catches up at time t91, the motor is driven with the maximum load. On the other hand, when the exposure process is nearing the end, the motor stop time is gradually extended from time t92, the motor load is gradually reduced, and the exposure ends at time t1. In this way, the temperature control by the temperature controller can be made to follow the motor heat generation amount, and the motor temperature can be held at the target value. Thereby, it is possible to suppress the baseline fluctuation within an allowable value.

このように、モータの負荷を徐々に変化させることにより、温調機をモータの発熱に追従させることが可能になり、図５（ａ）に示すようなモータ温度の一時的な上昇または下降を防止することができる。ただし、露光処理のスループットの低下を最小限に抑えるため、モータ温度が許容値内に収まる限界までモータの停止時間を短くし、スループットと露光精度との両立を図ることが望ましい。   Thus, by gradually changing the load of the motor, it becomes possible to cause the temperature controller to follow the heat generation of the motor, and to temporarily increase or decrease the motor temperature as shown in FIG. Can be prevented. However, in order to minimize a reduction in exposure processing throughput, it is desirable to shorten the motor stop time to the limit where the motor temperature is within an allowable value so as to achieve both throughput and exposure accuracy.

なお、モータは加減速時に最も温度変動を生じるものである。そこで、制御手段は、モータの加減速度に制限を与えつつモータを駆動するようにしてもよい。すなわち、図６に示す時刻ｔ０で露光動作を開始した後、モータの加速度を徐々に（加速度に上限値をもたせながら）継続的に増加させて、モータの発熱量の急激な増加を抑えながら露光する。時刻ｔ９１において温調機による温度制御が追いついた後は、モータを最大加速度で駆動する。一方、露光処理が終了に近づいた場合には、時刻ｔ９２からモータの加速度を徐々に（加速度に下限値をもたせながら）継続的に低下させて、モータの発熱量を徐々に減らしつつ時刻ｔ１で露光を終了する。このようにすれば、ベースライン変動の抑制とスループットの確保とを両立させることができる。なお、モータの加速度に限らず、その速度に上限値をもたせるようにしてもよい。   The motor generates the most temperature fluctuation during acceleration / deceleration. Therefore, the control means may drive the motor while limiting the acceleration / deceleration of the motor. That is, after the exposure operation is started at time t0 shown in FIG. 6, the motor acceleration is gradually increased (with an upper limit on the acceleration), and exposure is performed while suppressing a rapid increase in the heat generation amount of the motor. To do. After the temperature control by the temperature controller has caught up at time t91, the motor is driven at the maximum acceleration. On the other hand, when the exposure process is nearing the end, from time t92, the motor acceleration is gradually decreased (while providing a lower limit for the acceleration), and the heat generation amount of the motor is gradually decreased at time t1. The exposure ends. In this way, it is possible to achieve both suppression of baseline fluctuations and securing of throughput. In addition, you may make it give an upper limit not only to the acceleration of a motor but to the speed.

［第３実施形態］
次に、本発明の露光装置の第２実施形態につき、図７を参照して説明する。第３実施形態の露光装置は、温度関連情報に基づいて投影光学系の結像特性の補正を行うものである点で、上記各実施形態と相違している。なお、上記各実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。 [Third Embodiment]
Next, a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The exposure apparatus of the third embodiment is different from the above embodiments in that it corrects the imaging characteristics of the projection optical system based on temperature-related information. In addition, about the part which becomes the same structure as said each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.

近時では、露光処理のスループットを向上させるため、露光パワーの増加とともにモータ加速度が増加している。そのため、投影レンズやレチクル等の発熱が大きくなり、結像特性（フォーカスや倍率、ディストーション等）の変化が問題になっている。
結像特性の計測には、図７（ａ）に示すように、レチクルＲ上のスリットからのパターンをウエハステージ上のスリットパターン８０１を介してレンズ８０２、光電センサ８０３で受光する方法がある。ステージをスキャンして、光電センサ８０３の出力を取ると、図７（ｂ）のグラフのような出力が得られる。このグラフのピークの高さからフォーカスを、ピークの座標からレチクル膨張と投影レンズ変化の両方を含む倍率、ディストーションを求めることができる。 Recently, in order to improve the throughput of the exposure process, the motor acceleration increases with an increase in exposure power. For this reason, the heat generation of the projection lens, the reticle, and the like is increased, and a change in imaging characteristics (focus, magnification, distortion, etc.) is a problem.
As shown in FIG. 7A, the imaging characteristic is measured by receiving a pattern from a slit on the reticle R with a lens 802 and a photoelectric sensor 803 via a slit pattern 801 on the wafer stage. When the stage is scanned and the output of the photoelectric sensor 803 is taken, an output like the graph of FIG. 7B is obtained. The focus can be obtained from the peak height of the graph, and the magnification and distortion including both reticle expansion and projection lens change can be obtained from the peak coordinates.

本実施形態では、温度関連情報に基づいて結像特性の補正を行う。まず、投影レンズやレチクル等を温調する冷媒の温度を温度センサ等により計測し、その計測結果を制御手段１０に出力する。制御手段１０は、温度関連情報と結像特性変動との対応テーブルに基づいて、入力された冷媒温度から結像特性の推定値を求める。そして、求めた結像特性の推定値が、あらかじめ設定された許容値を超えて変動している場合に、制御手段１０は、前記計測手段に対して結像特性の計測命令を出力する。その計測手段は、上述したように結像特性の計測を行い、計測結果を制御手段に出力する。制御手段は、入力された結像特性の測定値に基づいて結像特性の補正を行う。そして、補正された結像特性に基づいてその後の露光処理を行うべく、露光装置を制御する。   In the present embodiment, the imaging characteristics are corrected based on the temperature related information. First, the temperature of the refrigerant that controls the temperature of the projection lens, reticle, etc. is measured by a temperature sensor or the like, and the measurement result is output to the control means 10. The control means 10 obtains an estimated value of the imaging characteristic from the input refrigerant temperature based on a correspondence table between the temperature related information and the imaging characteristic variation. Then, when the estimated value of the obtained imaging characteristic fluctuates beyond a preset allowable value, the control unit 10 outputs an imaging characteristic measurement command to the measuring unit. The measuring means measures the imaging characteristics as described above and outputs the measurement result to the control means. The control means corrects the imaging characteristic based on the input measurement value of the imaging characteristic. Then, the exposure apparatus is controlled to perform subsequent exposure processing based on the corrected imaging characteristics.

なお、上記各実施形態と同様に、結像特性の計測を行う間隔等を結像特性の推定値と許容値との関係で調整することにより、効率的に結像特性の補正を行うことができる。また結像特性の計測は、図７の方法に限定されることなく、例えば波面収差を測定する方法などが考案されている。   As in the above-described embodiments, the imaging characteristics can be corrected efficiently by adjusting the imaging characteristics measurement interval and the like according to the relationship between the imaging characteristics estimation value and the allowable value. it can. Further, the measurement of the imaging characteristics is not limited to the method of FIG. 7, and for example, a method of measuring wavefront aberration has been devised.

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更も加え得ることは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の露光装置の全体構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the whole structure of the exposure apparatus of this invention. レチクルステージ装置の斜視図である。It is a perspective view of a reticle stage device. ウエハステージ装置の斜視図である。It is a perspective view of a wafer stage device. リニアモータの温調機構の説明図である。It is explanatory drawing of the temperature control mechanism of a linear motor. （ａ）はリニアモータの温度変動を示すグラフであり、（ｂ）は露光装置のベースライン変動を示すグラフである。(A) is a graph which shows the temperature fluctuation of a linear motor, (b) is a graph which shows the baseline fluctuation of an exposure apparatus. リニアモータの発熱量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the emitted-heat amount of a linear motor. （ａ）は結像特性の測定方法の説明図であり、（ｂ）は光電センサからの出力のグラフである。(A) is explanatory drawing of the measuring method of an image formation characteristic, (b) is a graph of the output from a photoelectric sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１ 露光装置
４ レチクルステージ装置
７ ウエハステージ装置
１５ リニアモータ
３３ Ｙリニアモータ
８０ 制御手段
８４ａ，８４ｂ 温度センサ（温度関連情報獲得手段）
９０ 計測手段
ＰＬ 投影光学系
Ｒ レチクル
Ｗ 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 4 Reticle stage apparatus 7 Wafer stage apparatus 15 Linear motor 33 Y linear motor 80 Control means 84a, 84b Temperature sensor (Temperature related information acquisition means)
90 Measuring means PL Projecting optical system R Reticle W Substrate

Claims (7)

マスクステージ上に載置されたマスク上のパターンを照明ビームで照明し、投影光学系を介して、基板ステージ上に載置された基板上に転写する露光装置において、
前記基板上に形成された位置あわせ用パターンの位置を、前記投影光学系とは異なる計測光学系を介して計測する計測手段と、
前記ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報を得る情報獲得手段と、
前記投影光学系の視野内の所定位置と、前記計測光学系の計測視野内の所定位置との間の距離であるベースライン量の補正の必要性を、前記情報獲得手段の出力に基づいて判別する制御手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that illuminates a pattern on a mask placed on a mask stage with an illumination beam and transfers the pattern onto a substrate placed on a substrate stage via a projection optical system.
Measuring means for measuring the position of the alignment pattern formed on the substrate via a measurement optical system different from the projection optical system;
Information acquisition means for obtaining temperature related information regarding the temperature of the stage or its surroundings;
Based on the output of the information acquisition means, it is necessary to correct the baseline amount, which is the distance between the predetermined position in the field of view of the projection optical system and the predetermined position in the measurement field of view of the measurement optical system. Control means to
An exposure apparatus comprising: マスクステージ上に載置されたマスク上のパターンを照明ビームで照明し、基板ステージ上に載置された基板上に転写する露光装置において、
前記ステージ又はその周囲の温度に関する温度関連情報を得る情報獲得手段と、
前記情報獲得手段の出力に基づいて、前記基板ステージの動作に制限を与える制御手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that illuminates a pattern on a mask placed on a mask stage with an illumination beam and transfers the pattern onto a substrate placed on the substrate stage.
Information acquisition means for obtaining temperature related information regarding the temperature of the stage or its surroundings;
Control means for limiting the operation of the substrate stage based on the output of the information acquisition means;
An exposure apparatus comprising: 前記制御手段は、前記ステージを停止せしめる時間の長さを制御するか、又は前記ステージを駆動する際の加減速度あるいは駆動速度に所定上限値を与えながら駆動することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。   The control means controls the length of time for which the stage is stopped, or drives the stage while giving a predetermined upper limit to the acceleration / deceleration speed or driving speed when driving the stage. The exposure apparatus described. 前記制御手段は、前記温度関連情報が所定基準値を超えていた場合、又は前記温度関連情報に基づいて算出された前記ベースライン量の変動量が所定許容値を超えていた場合には、前記計測手段を用いて前記ベースライン量を計測することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。   When the temperature related information exceeds a predetermined reference value, or when the amount of fluctuation of the baseline amount calculated based on the temperature related information exceeds a predetermined allowable value, the control means The exposure apparatus according to claim 1, wherein the baseline amount is measured using a measuring unit. 前記制御手段は、前記情報獲得手段の出力とは無関係に所定のタイミングで前記ベースライン量を測定せしめるよう前記計測手段を制御するとともに、前記温度関連情報が前記所定基準値を超えていた場合又は前記ベースライン量の前記変動量が前記所定許容値を超えていた場合には、前記所定タイミングよりも短い期間毎に前記ベースライン量を測定せしめることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。   The control unit controls the measurement unit to measure the baseline amount at a predetermined timing regardless of the output of the information acquisition unit, and the temperature-related information exceeds the predetermined reference value or 5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein when the fluctuation amount of the baseline amount exceeds the predetermined allowable value, the baseline amount is measured every period shorter than the predetermined timing. . 前記温度関連情報は、前記ステージを駆動する駆動源の温度の測定値、前記駆動源近傍の温度の測定値、前記駆動源を温調する温調媒体の温度の測定値、設定された露光シーケンスに基づいて算出される前記駆動源の発熱量又は温度、及び前記照明ビームの受光により吸熱した前記マスク又は前記投影光学系又は前記基板における温度変動量のうちの、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の露光装置。   The temperature-related information includes a measured value of a temperature of a driving source that drives the stage, a measured value of a temperature in the vicinity of the driving source, a measured value of a temperature control medium that controls the temperature of the driving source, and a set exposure sequence At least one of the amount of heat generation or temperature of the driving source calculated based on the above and the amount of temperature fluctuation in the mask, the projection optical system, or the substrate that has absorbed heat by receiving the illumination beam. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5. 請求項１から６のうちの何れか一項に記載の露光装置を用いて、前記マスク上に形成されたデバイスパターンを、前記基板ステージにより位置決めされた基板上に転写露光する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。   A step of transferring and exposing a device pattern formed on the mask onto a substrate positioned by the substrate stage using the exposure apparatus according to claim 1. A device manufacturing method.

Images